改扩建公路路线设计关键要素分析

改扩建公路路线设计关键要素分析

冉鹏

中铁长江交通设计集团有限公司   重庆市渝北区 401120

摘要：随着国内交通运输业的发展，道路交通量持续增加，加之重载车辆问题、超载问题等频繁出现，极大增加了道路行车荷载，使得在服役道路已经无法满足道路交通行车需求。如果对它们进行推翻重建，那么会浪费宝贵的建设资源，此时如果可以结合当前在服役道路的运行情况，灵活地采用改造与拓宽等手段，这样可以进一步改善道路行车性能，保障道路行车安全与稳定。其中路线设计是决定整个改扩建道路建设成败的一个关键环节，加强其优化设计研讨显得尤为重要。本文以改扩建公路为研究对象，重点对其路线设计关键要素进行深入分析，旨在为后续改扩建公路建设相关研究提供一些帮助。

关键词：改扩建;公路;路线设计;关键要素;

1 线形设计要点

作为改扩建公路线形设计的关键环节之一，线形设计的合理性会对整体线形设计方案产生极大影响，具体需要做好前期的改扩建公路项目调研工作，因为线形设计同道路行车安全具有紧密联系。通过前期设计调查研究工作，主要是要了解现阶段原有公路的实际运行情况以及各种关键的参数数据和存在的问题，如改扩建之前要充分了解原有公路的道路拥堵问题、事故频发路段问题等等。只有定性分析这些原有公路存在的问题，结合实地勘察工作结果以及原有道路设计图纸等方面数据，立足于源头视角来对线形设计合理性进行有效评估。此外，在对公路路线线形进行优化设计过程中，也要注意结合现阶段公路问题针对性制定有效的解决方案，保证可以最大程度提高解决这些问题的实效性，避免后续经过改扩建之后继续存在这些道路病害或问题。

2平面线拟合设计要点

在整条公路路线设计中，平面线拟合设计是非常关键的设计环节之一，也是一种非常基本的路线表现形式。因为在道路车行车过程中，车辆主要侧重径向转动或平动这两种转动方式，这就需要拟合设计实践中要尽可能地规避大规模曲线变化问题的出现，否则会对后续道路行车安全带来不利影响。如果公路平面线涉及到较大变化幅度，那么在实际的道路行车中就很难及时调整行驶的方向，进而会因此而增加了道路行车中翻车或撞车等安全事故的概率。因此，在开展拟合设计过程中必须要基于原有构筑物这一设计基准物进行多段公路线路拟合。如果原有公路涉及到较多的曲线和圆弧，那么在路线设计中可以应用多元曲线彼此之间相互拟合这一设计思路，保证可以对线路设计精度进行有效控制。与此同时，为了进一步保障道路行车安全，在拟合设计中同样需要保障公路线路彼此衔接和过渡的稳定性。如果涉及到大圆弧路段，那么要详细考察该路段周边的沿线实际情况，之后针对性设计拟合方案，保证整体设计方案的可行性与安全性。

3 断面设计要点

对改扩建公路断面设计而言，主要涉及到横、纵两类断面，具体设计要点如下：

(1)纵断面设计。

在纵断面设计中需要对多方面因素进行综合考虑，由于原有公路本身的横坡度同改扩建之后的公路存在一些差距，如果二者差距较小，那么在设计中可以借助中线控制方法来达到预定设计目标。如果二者伴有较大差距，那么要对道路一侧进行加宽，并且要对改扩建公路路线的中线标高进行测量。一般经过改扩建处理之后的道路路线坡度要长度要比原有公路更小，所以在对坡长选择中要尽可能地不采取最小坡长这种方式。与此同时，要将原有公路纵坡相应地确定为全新公路的路面基层，并且半径选择方面要比最小半径更大，具体最小半径值可以结合公路线路竖曲线半径、长度视距等关键参数及要求来进行合理确定。

(2)横断面设计。

如果改扩建公路工程的线路设计中采取超高方案，那么相应横坡控制点可以选择明式构造物来保障整体路线设计安全，避免在雨季的时候路面出现积水；针对道路拼接路段，可以采取同原有公路路面相同的结合，并且在设计横断面中要注意对其横坡大小进行严格检查，同时还要同改扩建路段进行对比分析，如果二者差距不足±0.5%，那么不需要对横坡进行调整，反之如果二者差距超过±0.5%，那么要结合实际的路线设计情况来进行合理调整。

4 曲线设计要点

在整个路线设计中，曲线是另一个非常关键的设计内容，主要包括了圆曲线与缓和曲线。它们是保证道路行车过程中对两个不同线路进行有效衔接的过渡段，曲线设计合理性关系道路行车平稳与安全。

对各部分曲线设计的具体要点而言，主要表现如下：

(1)最小圆曲线半径进行合理确定。

无论公路平面涉及到多大转角，都要对圆曲线进行合理设计，实际设计过程中要最大程度对原有路线进行利用，所以会涉及到比较小的圆曲线半径，但是该值也不适宜过小，否则在道路行车的时候会使驾驶者承受过大加速度。而最小圆曲线半径设计时只需要其满足改扩建公路项目相关设计规范中有关规定及要求即可。但是由于改扩建公路项目设计中涉及到比较多的受限因素，为了保证道路行车安全，还需要保障圆曲线半径值比设计时速条件下的极限值更小，如圆曲线半径大于9km，视线集中处在300～600m，那么所形成的视觉效果同直线效果基本保持一致。这就决定了该值同样不宜过大，一般不宜大于10km。

(2)缓和曲线设计。

在设计缓和曲线期间，要对道路行车过程中车辆方向盘操作所需长度、离心加速度本身的变化率、行车视觉、线形美学以及超高缓率本身需要长度等进行综合考虑，保证可以经过综合考虑提高缓和曲线设计的合理性，这样才能保证最终设计方案的质量。通过对缓和曲线进行优化设计，可以为道路驾驶人员平稳转弯提供更多的操作空间，避免因为过于生硬的路线连接，或者缓和曲线设计角度不足和长度不足而直接影响了道路行车的安全性。

(3)合理设计圆曲线和平曲线的长度。

虽然现阶段公路线路设计规范中没有明确规定圆曲线的具体长度要求，但是实际设计中需要考虑道路行车安全性，一般其长度采取3s时间之内设计车速通过所需的距离，同时还要本着因地制宜的原则对其适宜性和合理性进行有效评估。而现有的道路线路设计规范要求平曲线设计中的最小长度大于2倍缓和曲线长度，所以在实际的设计过程中要综合考虑曲线设计中各段的设计要求规定，从保障道路行车安全出发来科学规划路线，力求更好提高整体路线设计质量。但是也要保证其设计长度不能够过长，否则会占用过大的占地面积，浪费过多建设资源。

5 结语

总之，为了延长现有公路的使用年限、加强其使用功能，落实改扩建施工是一个重要的选择。但是公路项目改扩建前期必须要相应进行路线优化设计工作，夯实改扩建公路建设的重要基础。改扩建公路路线设计直接关系现有公路能否继续服役以及它们最终的使用年限，加强路线优化设计具有非常重要的现实意义。在对其路线进行设计中，可以本着因地制宜、安全、环保和整体几个方面原则，切实做好线形、纵横断面、曲线等方面设计工作，尤其是要保证各个设计环节中的设计工作契合原有公路的实际条件的同时，符合道路线路设计规范及要求，从整体上对整个路线设计过程进行管控，这样才能全面提升路线设计质量。

参考文献

[1] 郑博.低等级公路改扩建工程路线设计中的问题分析[J].四川水泥，2018(1)：55.

[2] 张纪宏.研究公路路线设计中存在的问题[J].黑龙江交通科技，2021(4)：23-24.

[3] 苏东鹏，李春华.旧路改扩建工程路线设计应用[J].青海交通科技，2016(5)：57-59.

[4] 黄玲霞.公路工程路线设计要点及思路探究[J].中国设备工程，2020(6)：223-225.

[5] 孙良欢.关于改扩建道路路线设计的思路探讨[J].建材与装饰，2019(35)：271-272.

[6] 白新斌.一级公路改扩建路线设计探讨[J].居业，2019(11)：45+47.

[7] 邱东宇.低等级公路改扩建工程路线设计中的几个问题策略[J].智能城市，2019(14)：58-59.