对老路改建工程中几点关键技术的探讨＊

彭 宇

(湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008)

对老路改建工程中几点关键技术的探讨＊

彭 宇

(湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008)

通过国道G106湖南平江段改建工程施工，对老路改建过程中的线位选取、平交设置等关键技术问题进行研究，提出了一种非常适用老路改建工程的路线测设方法:线位拟和法。该方法节约了用地，控制了造价。

老路改建工程;路线测设方法;线位拟和法;T型平交;变形T型渠化平交

随着国民经济的快速增长，高速公路建设市场的逐步饱和，大量既有老路的加宽工程即将付诸实施。老路改建与新路建设的最大不同点在于是“先有人，后有路”，即:由于原来老路经过多年的使用，人们已经逐渐迁徙到道路的两旁，形成以路线为中心的经济据点，道路两侧有很多的居民聚居区、临街商铺或水利设施等建筑物。老路改建工程由于受很多条件的制约，一般都要求尽量提高老路利用率，那么对既有建筑物的规避，减少拆迁量是关系到民生问题的大事，具有非常重要的意义。此外，沿道路周边发展是我国城镇发展的一般规律，因此，在老路改建过程中为避免对城镇的扰动和获取更快捷的通过速度，一般在城镇过境路段均采用新线过境，这样，新老路的平面交叉设计就显得非常重要，如何正确分析交通量，确定平交的形式对老路改建的效果和工程造价都有着重要的意义。

一、工程概况

G106从北至南纵贯湘东，在北由湖北通城入境，进入平江县冬塔乡，在南从汝城的三江口出境，进入广东仁化，是整个湘东地区的一条南北向经济干线。

G106平江段目前公路技术等级很低，全线86.078km中有78.289km四级公路、2.5km 等外公路，仅有的5.289km 二级公路又全部位于城镇内。G106平江段坡陡、弯急、路窄，街道化严重，交通事故频繁，成为G106全线的卡脖子路段，这与G106在公路网中地位、区域经济的发展、区域历史文化、相邻县市G106的状况很不协调，其改造升级已迫在眉睫。

依据项目的工可批复、勘察设计合同书，主线采用双向双车道二级公路，路基宽度分别为8.5m，10m，12m，设计速度为40km/h和60km/h，水泥混凝土路面。其他各项技术指标根据《湖南省公路改建工程前期工作技术指导意见》灵活采用。

二、线位拟合法进行老路路线勘察设计

(一)线位拟合法

老路改建项目一般资金都比较紧张，同时从节约土地资源、减少对老百姓干扰的角度出发，应最大限度的提高老路利用率。由于老路已存在多年，一般均已形成以路为“藤”，在老路两侧结出包括大量的居民区、商铺和重要水利设施在内的“瓜”。在对老路的勘察过程中如不准确测量这些控制点的坐标，利用合理的平面设计方法，则势必会造成对这些控制点的拆迁，造成工程费用增加，加大建设难度。鉴于上述情况，项目组提出了一种非常适用老路改建工程的新的勘察设计方法:“线位拟合法”。

线位拟合法是充分将全球定位系统GPS的实时动态测量技术和计算机辅助设计技术完美结合的一种测设方法，其具体步骤为:①实地外业踏勘，详细了解老路的现状，路周边的控制性建筑物，能利用的结构物等情况;② 根据外业踏勘的成果，初步确定某一路段的加宽方案(两侧加宽还是单侧加宽)，和需要避免拆迁的重点建筑物;③沿老路布设GPS平面控制网;④ 根据平面控制网成果，利用RTKGPS(实时动态GPS)测设技术，快捷方便地详细测量出老路中线坐标、控制侧的边缘线坐标、构造物坐标以及关键控制点(如避免拆迁的房屋或管线等)坐标及其相应的高程数据，并将这些数据自动编号存人数据模块中;⑤利用传输设备把数据模块中的坐标数据输入计算机中，并采用软件转化为“编号一坐标”形式，再利用应用软件编辑成计算机辅助设计(AutoCAD)的SCR文件格式，运行SCR文件直接在计算机AutoCAD中绘出整段路线控制点位图;⑥根据路线控制点位图，运用交互式路线设计软件韦地及CARD/1路线设计程序，采用曲线定线法，在计算机上进行曲线拟合，合理运用平曲线各种复杂的组合形式，拟合出最优的平曲线线位;⑦根据最终的平曲线线位，利用RTKGPS测设技术进行实地测量放桩;⑧对个别没达到设计最初意图的点重新测量后进行上述①～⑧步骤，直至到达最佳效果。图1为采用线位拟合法进行路线设计的过程图。

图1 采用线位拟合法进行路线设计的过程图

(二)线位拟合法与其他方法的区别

与实地定线，纸上定线相比较，“线位拟合法”实质上是一种“机上定线”的方法。它充分利用了RTK测设和韦地及CARD/1路线设计程序的集成技术效率高、精度高的特点，把外业原始资料详实、直观地记录在计算机中。设计人员可在计算机上根据实际情况高质量地拟合出新的路线中线。综上所述，“线位拟合法”能够准确体现设计者的意图;特别是对于目前大量的老路改建工程来说，这种方法为最大程度地利用原有构造物和避让不拆迁的建筑物以降低工程造价节约资源提供了技术保障，具有很强的实用性;在保证高精度的同时，节省了人员和时间，大大提高了工作效率和工作质量。

本公路改建项目的路线中线布设均采用上述的线位拟合法，通过对老路控制数据的采集，在计算机AutoCAD上进行曲线拟合，大大缩短了测设周期，确保了测设成果的质量，其最终的平曲线线位与老路线形吻合较好，老路利用率达到77%，且对周围环境的破坏极小，对有效地控制了工程造价，取得了显著的设计成效。

三、新型的分道转弯式的变形T型渠化平交优化老路绕城过境平交设计

(一)分道转弯式的变形T型渠化平交

避免对既有城镇的干扰和获得较好的通行能力，老路改建工程中一般过镇路段采用新线过镇方案，因此在新老路相接路段均存在大型平交，其基本型式是斜角度T形平交口。作者在设计过程中发现这些平交的共同特点是三个方向的交通量分布非常不均衡，即:交通量中占绝对主流地位的是新建干线上的过境交通流，其次是通过该平交出入城镇的交通流，而通过该平交的城镇内部不同交通源点之间的转换交通流则极少。对于这样的交通量分布，如果采用常规的T型平交，则存在部分匝道利用率很低的情况，因此，本项目提出了与交通量分布更为贴合的分道转弯式的变形T型渠化平交方案。该方案是:将常规T型平交的右转单向匝道拓宽兼顾相应的左转功能，取消中间供支路往主线的左转和主线左转上支线双向匝道，辅以相应的交通标志标线。上述方案在依托工程“国道G106湖南平江段改建工程”得到应用，不但满足了通行的要求，还节约了用地和工程数量，控制了造价，取得了较好的效果。

(二)分道转弯式的变形T型渠化平交与常规平交的效益分析与缺陷

G106改建工程中的平交采用常规T型平交方案和优化后的分道转弯式的变形T型渠化平交方案经济技术对比见表1所示。由表中数据可以看出，对比正规的T型渠化平交方式的优点如下:①充分利用了老路，降低造价。②符合交通量的分布特征，完全能满足交通量的增长需求。③大大减少了新征土地数量，节约了土地资源。④分离了平交口的冲突点，增加了交通的安全性，缩短了车辆经过平交口的平均延误时间。

表1 国道G106某平交采用两种平交型式经济技术比较表

由于牺牲交通量小的方向的车辆通行指标，分道转弯方式还存在一定的缺陷，如:1)不熟悉路况的司机容易在路口误行，本该在B匝道处左转进城的，错过了入口，而走到A匝道处左转;针对该点可以采取增设交通指路标志，告知过境车辆正确的行车轨迹来避免。2)A匝道往通城的车辆在平交口与新建路的通城方向的车辆有一个小角度的交织段，车速过快时易引发交通事故，对于这一点，可在A匝道上设置直行停车等待等减速让行标志，避免与通向车流的高速交织。

图2 常规梯形平交设计图

四、结论

老路改建过程中如何提高老路利用率并尽量减少既有建筑物的拆迁对于老路改建工程的成功具有至关重要的意义。本文提出的线位拟合法采用GPS技术与计算机定线技术相结合，可以最大程度的满足上述要求并可极大的提高设计效率，在国道G106改建工程中的应用取得很好的效果，是老路改建值得推广的一种定线方法。

分道转弯式的变形T型渠化平交是优化后的T型平交型式，特别适用于交通流明显不对称分布的T型交叉。该方案保证了交通流量大的方向的车辆良好的通行条件，分离了两个左转交通产生的冲突点，相应减少了车辆的平交口的延误时间，具有在满足交通流增长需求的前提下节约用地和工程量和控制造价的优势，在老路改造工程的平面交叉设计中应用优势非常明显，值得推广。同时其还存在可能造成路口误行和小角度交织段的缺陷，可通过增加交通标志、标线的方式进行规避。

［1］湖南省交通厅.湖南省公路改建工程前期工作技术指导意见［S］.2006.

［2］中交第一公路勘察设计研究院.公路路线设计规范(JTG D20－2006)［S］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］湖南省交通规划勘察设计院.国道 G106一阶段施工图设计［S］.2006.

［4］刘果三.浅谈公路改建［J］.湖南交通科技，2003，29(3):10－11.

2011－08－18

彭宇(1978－)，男，湖南长沙人，工程师。