山西省改扩建高速公路路线设计研究

杨建泉

(山西省交通规划勘察设计院)



山西省改扩建高速公路路线设计研究

杨建泉

(山西省交通规划勘察设计院)

主要对山西省改扩建高速公路路线设计进行分析，首先阐述公路概况，然后总结改扩建公路路线设计的主要内容，最后详细分析改扩建高速公路的路线设计内容，主要有：路线平面拟合设计、路线纵面拟合设计、高速公路线形设计。

改建高速公路；路线设计；公路改建

在我国高速公路改建中，设计人员需要进行较好的路线设计，满足道路的通行需求。在改扩建设计中，要选用单侧分离或双侧分离的方式。在高速公路改扩建中进行线路设计，需要了解高填深挖公路路基，然后分析施工组织设计对整体改建公路的影响。根据太原绕城高速公路线路的建成与竣工，设计人员要将重心进行转移，然后更好的规划。该高速公路已经基本建成轴心干道，所以改扩建工程中，设计人员要尽快对高速公路的路况进行改善，确保其能够与长风相互连接，从而提高高速公路的通行能力，现对这种路线设计情况进行分析，并总结如下。

1 工程概况

现对山西省太原境内的高速公路进行分析，该公路的主干线，主要连接的是高速公路的东段。自开工之后，通车比较顺畅，缓解了交通压力。该公路的建设里程为24.87 km，是山西省内的重要的高速公路。

该高速公路进行建城通车后，能够较好连接南北交通，从而改善山西省的交通压力。高速公路在山西省的经济发展中，具有重要的作用。在交通量的不断增长中，一些荷载较大的车载通行，会对公路造成不好的影响，造成路面遭到破坏。在一些损坏比较严重的地方，超车道与行车道，会出现龟裂、车辙等病害，在排水与渗水方面的能力无法发挥作用，病害逐渐加重，公路的使用质量越来越差。

行车极为困难，已经影响到大运高速公路整体形象、通行能力和服务质量。为了尽快改变被动局面，要进行改扩建施工，设计公路路线。

2 改扩建公路路线设计的主要内容

设计人员首先要对高速公路的周边情况进行了解，然后调查原来的设计内容，对高速公路平面、横面和纵面进行合理分配，保证改扩建高速公路路线设计的科学性。为了摸清原路面的结构组合、厚度以及成型(使用)状况，采用钻芯取样和开槽挖探方法，对20个代表性路段进行钻芯芯样和较大面积范围的测定和观察。

根据《太原东山过境高速公路改造工程可行性研究报告 》交通量调查分析结果，路面设计技术指标表见表1。

(1)路面设计年限为15年，使用初年为2006年，设计末年为2020年。

(2)路面结构以双轮组单轴轴载100 kN为标准轴载，即：BZZ-100。

(3)公路自然区划及路基土组。

根据《公路自然区划标准》，设计路段为公路自然区划Ⅲ1区。

按照沿线工程地质分布情况，路基土组为粉质中液限粘土。

表1 沥青混凝土路面设计技术指标表

3 高速公路的路线设计

起点至长风互通段长16.48 km，维持原四车道高速标准不变，路基宽度24.5 m；长风互通至终点武宿立交枢纽(K266+180～K273+650)段7.47 km，由原双向四车道改造为双向六车道，路基宽度32 m；全线设计速度仍采用100 km/h，新建桥涵设计荷载等级为公路-I级。其余技术指标维持原技术标准。

3.1 设计方案

设计人员要记录原有高速公路的三维数据，然后测量原有高速公路的左右幅度，以及纵向的距离，从而保证改扩建高速公路路线设计的精准度。在现代化建设中，设计人员可以选用先进的技术手段，如数字摄影、CAD设计、大比例航空摄影等。提高改扩建高速公路路线设计的效率。

K249+700～K266+180路段，共有大中桥7座，其主体结构基本完好，附属设施破坏较明显，设计中对伸缩缝、桥面铺装等附属设施予以更换和改造完善。根据桥面破损实际状况，对原混凝土铺装层无破损开裂的，只铣刨原沥青混凝土桥面，原则上不动原混凝土整平层，然后新铺双层改性沥青混凝土桥面5+4=9 cm；对原混凝土铺装层开裂破损的铣刨原沥青混凝土桥面和混凝土铺装层，然后对铣刨的混凝土整平层采用双钢(钢筋+钢纤维)混凝土进行补强、整平，厚10 cm，然后再重铺双层改性沥青混凝土桥面，厚5+4=9 cm。

3.2 高速公路路线设计方式

(1)路线平面拟合设计。

在路线平面拟合设计中，设计人员要遵守拟合原则，参考隧道与明式构造物，避免设计存在控制上的误差。在进行两侧拼接路段的路线拟合设计时，要综合原有设计情况，以确定改扩建高速公路的平面线形，满足拟合设计规范标准。在大中桥、分离式立交、跨线桥、通道等受控制的路段及路面破坏严重的路段基本维持原有路面高程，其余路段尽量利用原有路的强度考虑加铺方案，在纵断面设计时，纵断适当抬高。在拟合设计中，要对明式构造物的距离进行有效控制，在路基设计中，保证其在10～20 cm的范围内变化。

(2)路线纵面拟合设计。

在进行路线纵面拟合设计，将隧道和各明式构造物作为重要影响因素，通过分段拟合和分幅拟合的方式减少误差。一般改扩建高楼公路路线的设计原则是“宁填勿挖”，避免施工过程中出现意外安全事故。

设计阶段对K250+950～K251+600纵断由初步设计最大加铺37 cm调整为22 cm，K254+145～K256+290纵断由初步设计最大加铺40 cm调整为10 cm，K257+825～K258+255纵断由最大加铺38 cm调整为15 cm，K268+045～K268+760纵断由初步设计最大加铺40 cm调整为22 cm。

设计人员要全面考虑明式构造物的拟合误差，综合分析其应力分布，然后保证改扩建工程的整体结构。根据初步设计批复，原则同意采用沥青混凝土路面方案及其结构组合设计。在大中桥、分离立交等构造物和路面破坏严重的路段，采取挖补加铺的办法，基本维持原有路面高程。其余，路段原则上在原路面上进行加铺，纵断面适当抬高略高于线面层采用5+7 cm双层SBS改性沥青混凝土，上基层采用10 cm沥青碎石；利用旧路部分的下基层采用15 cm水泥稳定碎石。

(3)高速公路线形设计。

从安全、施工和老高速公路的平纵组合情况等方面综合考虑，如曲线半径和曲线线形衔接，以对老高速公路的线形进行合理调整，尤其是针对事故多发路段和线形组合不合理的路段，必须采取有效补救措施。现在互通存在的问题有：①收费站车道数少，在节假日前后和每天交通量高峰期，在收费站出、入口常会出现拥堵现象，极大影响到高速公路的通行能力；②平、纵线形设计不合理，主要是收费站与匝道间采用小半径大纵坡衔接，从而导致交通事故频发。设计人员首先将收费站设置在直线上，把收费车道数增加至三进五出，及时增加限速标志和安全警告设施，以提高通行能力和安全性。进行分离路段设计中，要合理分离路段断面与原有高速公路的衔接问题，从而保证高速公路的平整性。

4 结束语

通过对改扩建高速公路路线设计研究分析，设计人员要注意多方面的影响，结合原有的设计方案进行改进，运用先进的设计技术和手段，满足现代高速公路发展的实际需求。

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2015-05-11

U416.1

C

1008-3383(2015)12-0032-01