改扩建道路路线设计思路研究

黄绪岭 张振波

（1.山东智行咨询勘察设计院，山东 德州 253000；2.德州市公路工程总公司，山东 德州 253000）

随着社会经济的迅速发展，公路建设项目的质量要求越来越高，公路建设的基础和前提是公路路线设计，公路的改扩建是以原有公路为基础的相关工程项目，达到规范规定的承载能力与安全系数效果，因此，需要对改扩建道路路线设计思路进行深入探究，以便设计更安全的路线，有效地确保整个项目的安全和使用寿命。因此，加强道路设计工作和详细研究道路设计的具体思路有现实意义。

1 道路改扩建中路线设计的重要性

道路路线设计对于道路的总体设计至关重要，因为道路设计，特别是改扩建道路的路线，是道路工程项目的框架。合理的路线设计将直接影响道路改扩建的效用及其带来的经济和社会效益。随着道路交通和汽车工业的迅速发展，交通速度加快，家用车辆数量迅速增加，对道路设计提出了更高的要求。改扩建道路的工作应考虑到地形特点、自然条件和经济适用性，以及司机的身心条件和乘客的舒适性。因此，道路改扩建路线的设计起着重要作用。

2 改扩建道路路线设计原则探讨

在设计过程中，应将改扩建道路路线视为一条新道路，严格遵守国家有关规定，仔细分析原道路的实际环境，同时在设计过程中详细明确新建道路与原道路之间的区别，并通过结合以下各项进行相应的设计工作。

1）注意分析原有道路的特点。改扩建工程与修建新道路之间的最大区别是，改扩建需要在原有道路基础上进行相应的设计，这意味着设计者必须充分了解原始道路的特征，包括道路沿线的环境、地质条件等，以及原有道路沉降现象。由于原公路已使用多年，其承载重量已确定，地基沉降已稳定，但扩建部分的特征完全不同。因此，了解这一概念有助于提高设计质量和减少施工过程中可避免的问题。

2）注意地形的设计。近年来，随着经济的发展，原有道路已无法满足经济发展的需要。早期在农村地区，农村道路多以主干道路为主，即村与村之间通过一条主干道路进行相连，经过一段时间的发展，原有道路两旁的高地已经被铲平，设计者必须考虑地形在改扩建过程中的重要性、图形设计的可扩展性以及某些道路设计的布局。

3 改扩建道路设计的特点

由于改扩建的道路系统具有特殊的特性，因此必须在整个优化分析过程中以固定的执行形式运行分析，以获得所需的设计结果。以下是改扩建设计变更的特性分析。

1）平面设计。道路的扩建受到一系列因素的阻碍，使其容易出现许多问题，严重阻碍道路的发展。必须在设计阶段明确定义图形设计特征。在设计过程中，必须考虑规范标准，并以合理的设计为基础。满足环境的基本要求，改进路基沉降的基本设计，保证其稳定性。为了提高扩宽道路系统的承载能力，需要根据固定原则设计该系统，以避免不合理的设计。

2）设计平整度特性。平面地形布局是道路扩建的重要组成部分。现有的护理需要进行适当和有效的影响分析，进一步加强平整度设计形式，避免不适当的纵断面设计，考虑平面地形设计形式，以及实施合理平面地形布置。

4 道路改扩建中存在的问题

1）道路改扩建总体设计存在问题。总体设计是道路设计的基础，道路设计和施工的每个阶段都必须达到总体目标。但是，目前有些设计师经常忽略整个设计，将其视为单一设计的简单复叠，而不考虑整个思路或特定控制目标。因此，各程序间相互脱节，导致道路改扩建的总体设计不完善，施工停顿，道路改扩建经常发生变化，增加不必要的投资。

2）改扩建道路设计时，路线设计存在问题。现有路线是修改加宽设计的基础。由于已有的道路设计指标通常比较低，如果完全采用已有的路线走向就失去了改扩建道路的意义，无法满足更改扩建路线技术指标的要求。此外，随着社会经济的迅速发展，在已有道路两侧沿线区域城镇化密集的经济产业区已经具有一定的规模，经济和工业区的城市化将受到限制，道路改扩建的可能性将受到严重限制，必须仔细选择和规划道路建设，以防止经济和工业被隔断，大规模拆迁，破坏现有的城市规划。此外，现有道路的非科学段如回头曲线、小半径等，设计改扩建路线时，需要找到适当的走向线段。但是，也可能出现城镇穿越、占用农田、增加隧道和桥梁等。因此，有必要设计路线，以解决由不良道路造成的问题，并避免出现新问题。

3）道路设计在路基路面改扩建工作中存在问题。增加道路宽度也会改变路基。改扩建设计的改变在这方面带来了一系列挑战：首先，加宽路基导致新旧路基的沉降不均匀，这主要是因为现有汽车行驶多年来对道路造成很大冲击，路基已经产生沉降，现有路基基本处于稳定状态，而改扩建道路的路基由于时间短，缺乏自身固有的沉降过程，所以在新旧路基的连接处往往会出现上下错位或裂缝等路基问题。二是拼接新旧路基作为道路改扩建的一部分，连接新旧道路层是一项重要的专业技术。拼接技术的优点和缺点与路基的整体稳定性以及新旧路基的连接性有关。因此，拼接处理是界面过程中路基拼接技术的关键。但是，随着科技的不断发展，路基的使用旧材料和新材料之间也存在很大差异，这些材料往往是路基拼接技术的薄弱环节，因此必须在拼接过程中加以解决。三是设计路面问题。在道路改扩建的早期阶段，一些设计者往往没有对现有道路的状况进行详细的研究，对现有道路的运行和问题也存在一些模糊之处，道路设计人员没有充分考虑到现有道路结构的合理利用。

5 改扩建道路路线设计要点

1）勘察路线。一方面，在公路改建和扩建过程中，需要对新段的整条线进行勘测；另一方面，还需要收集有关道路的信息，在测量过程中，必须将现有道路分为左右两部分，根据曲线半径选择纵向间距，整体最小值为10m，最大值为25m。应当指出，一些主要施工地点和施工对象需要提高测量精度。在实践中，需要应用数字技术，以提高效率，简化操作程序，减少手工计算和记录的数量，同时确保准确性。

2）安全评价。①安全评价的具体内容包括三个方面：第一，安全评价。评价要求原道路线形设计满足规范要求，道路主要指标满足改扩建要求，包括超高、纵坡、半径等。第二，利用数理统计工具，对安全生产进行了研究以及对实际运营中的既有道路进行综合评价。对事故发生的原因和多发现象进行了深入分析和研究，并在此基础上提出了更有效的建设性意见。第三，检验并且评价指的是道路在实际运行中的速度，同时明确设计速度符合指标适应与协调情况。②安全评价方法：对影响行车安全的特殊路段要严格控制并不断改进，特殊路段要按要求进行改进。此外，对于长而陡的路段，改扩建时要提前检查车速，确保安全。方案设计过程中，既有道路作为上行线路，同时对其进行合理安置，最终借助对比选择确认最好的方案。另外，当断面超高超过6%时，应了解货车的速度试验结果，必须调整最大超高，以确保货车在行驶过程中的舒适性和安全性。实例：某高速公路改扩建工程路段多，地形较差，属于事故易发区。从道路改扩建的综合应用来看，其他道路既能适应实际地形，又能避免城市线路城镇，线路质量规范性不强，绕行现象十分严重，所以才会需要制定新的方案［1］。

3）平面拟合。①拟合原则以实际道路测量和设计数据为基础，拟合设计以明确建筑物和隧道为主要控制因素，进行一定程度的误差检测分析。使用双侧拼宽方法时，务必确保现有道路平面线的线形符合优化设计。在圆曲线段时若长度比较长时，建议在设计中使用多圆曲线拟合，以减小拟合偏差，拟合设计线形应满足所有项目的标准需求。需要注意的是将多圆复曲线拟合分割偏差比较大的圆曲线，从而产生不同的半径，在此过程中多个圆曲线完成互相衔接，以提高拟合精度。圆曲线的半径和长度必须通过基于曲率分布图像和比较分析明确结果；曲率图和桩号编号图主要是使用CAD软件绘制，因此可以获得曲线半径值和长度，可以将桩号编号和桩号编号组合起来绘制所需的图像。②精度评估。理论上，核心控制系数必须小于10cm，常规段最小值为10cm，最大值为20cm。此外，应根据有关道路标准调整实际错误指标。例如，在上述道路改扩建工程中，软基与道路之间存在重大施工误差，但科学应用上述方法可以实现预期的扩建目标，最大偏差控制在10cm以内平面线形拟合［2］。

4）纵面拟合。①拟合原则。作为路面扩建方案的一部分，主要的控制点是明确的建筑物和隧道，拟合设计基于分段模型，并且在一定程度上研究偏差情况，使其与平面拟合保持一致。常规线段必须严格遵守填补多于开挖基本原则，拟合线形必须满足各种标准的要求。由于无法有效控制特定线段的最短坡长，而其竖曲线长度一定要大于3s行程。②精度评估。对于把控点的拟合偏差，必须充分考虑应力储备，可以控制最小-3cm和最大+3cm的值，以满足安全要求。偏差指标将根据道路标准进行调整。为了便利公路建设和提高车辆的驾驶舒适度，必须在完工前调整道路设计。在设计过程中，桥梁和加铺层厚度是工程施工的基本指标。应当指出，为了避免桥头跳车，过渡阶段需要不断扩大和特殊对待。可以建立以实际测量为基础的数位地形模型，并将明确的结构作为核心控制点。既有道路桥面的实际高程保持在-3～3cm范围内，符合设计和规格要求［3］。

鉴于上述情况，改扩建的设计变更为整个项目提供了重要的保证和基础。路线设计应考虑到各个方面的因素和特点，同时实现规范、安全和美观的效果。因此，道路设计必须更加精细、科学和合理，以确保道路的改扩建产生最大的作用。