公路改建路线设计方法的实践探索与应用研究

褚志坚

（四川省交通运输发展战略和规划科学研究院， 四川 成都 610041）

1 工程概况

省道 215线萝卜丝沟（甘凉界）至马尿河段改建工程路线起于萝卜丝沟（K343+800），经和爱、青纳、棉沙、南河、江口、麦地沟乡、森荣、回龙、回坪，止于冕宁县城，接雅西高速冕宁互通连接线（K446+400），推荐路线全长106.2公里。原有公路经过多次的改建、整治，但路线平纵技术指标仅能满足四级公路标准，路基宽度在 6～7.5m之间，由于地形复杂，萝卜丝沟至呷伍段甚至还达不到四级公路标准。过去由于锦屏水电站建设与矿产开发，在超重车辆的作用下路基路面破坏严重，行车条件差；项目沿线地质灾害频发，滑坡、泥石流、崩塌等时有发生，道路现状满足不了交通与经济发展的需求。

2 公路改建路线设计的原则及要点分析

2.1 公路改建路线设计的原则

本项目作为改建工程应充分利用原有工程，因地制宜的选择技术可行、经济合理的路线方案；在保证使用功能的前提下，灵活运用技术指标，充分利用现有公路；结合沿线重车多特点、路线平纵面情况和运营需要，确定合理的路面结构形式。

（1）路线设计按照“随弯就势、指标灵活、合理优化、保护环境、以人为本、安全至上”的原则，线形指标采用根据沿线不同地形、地质采用不同的技术指标。采取一切有效方法和措施（先考虑调整路线，经技术经济比较，路线调整困难再考虑设置安全设施），保证公路设施自身、运行车辆及驾乘人员的安全。

（2）纵断面设计应结合地形、地物、水文、地质、桥涵、通道、管线、水位、土石方平衡、路基稳定等诸因素，合理选取坡率、坡长综合设计，力求指标均衡，凸凹曲线设置合理，视觉顺适。

竖曲线半径的选用，以满足驾驶人员视觉要求和路容美观为宜，尽量选择满足视觉需要的值。当同向竖曲线间，特别是凹形竖曲线之间直线坡段不长，应合并成单曲线或复曲线；反向竖曲线间宜插入一定长度（长度不宜小于3s行程）的直线坡段，应尽量避免在大桥上设置半径较小的凹型竖曲线。

（3）线形组合设计应考虑平纵横三方面要总体协调；要避免在同一视觉路段上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹型竖曲线，纵坡反复凹凸、纵向排水宣泄不畅；凸形或凹形竖曲线顶、底部不应插入小半径平曲线。桥梁线形一致性问题：桥梁及其引道的线形与路线线形相协调，视野开阔，视线诱导良好。

2.2 公路改建路线设计的要点分析

该项目公路改建路线设计的要点主要是在有条件的地方，尽可能提高道路等级，改善行车条件。原有公路平纵线形差且平纵组合不良，老路急弯较多且纵坡问题尤为突出，对行车带来较大的安全隐患，在改善线形，增加工程量不大的情况下，尽可能提高道路等级，提高通行能力，消除交通安全黑点。在因地形、地质等原因无法改善的地段，通过加强交安设施设计工作，改善行车条件，提高道路通行能力。

3 公路改建的平纵设计分析

本项目是以老路改造为主的公路改建项目，根据各个公路段的特点与实际情况，由于考虑到地质问题，设计方案的好坏直接关系着道路本身的使用寿命，更关系着国民经济发展以及人们群众的根本利益。

由于本项目所经区域地形、地质、气候条件复杂，路线前段为沿溪线（沿雅砻江）,中间段为越岭段，总体工程复杂，因此，路线设计是设计工作的重中之重，在设计过程中，对原有道路路线进行了较大的优化和调整。

3.1 路线的平面设计

路线K58+531～K70+100段为牦牛山越岭线，设计推荐K线方案基本沿原有省道 215线布设，由于地形限制，K线在该段平纵线形较差，急弯陡坡多，路线绕行较长，在本段提出以隧道穿越牦牛山的L线，并进行了相关技术论证比较。

图1 L线与对应的K线方案比较图

通过分析论证，K线为明线方案，基本沿原路布线，局部裁弯取直，新建路段所占比例较小，L线为隧道方案，从根本上解决了K线地表存在的不良地质，但隧道穿越岩层较为复杂，且造价较高，施工难度较大，建成后的养护难度及费用较K线大。同时考虑到交通需求较小，推荐K线方案，但随着社会经济的发展，在下次道路升级改造中应重点研究本段隧道方案，以改善越岭段较差的路线平纵面线型。

3.2 路线的纵面设计

本项目作为改建工程应充分利用原有工程，因地制宜的选择技术可行、经济合理的路线方案；在保证使用功能的前提下，灵活运用技术指标，充分利用现有公路。

在初步设计时，K39+570-K48+320段长8.75km，高差505m，设回头曲线12个，回头曲线最小半径20m，最大纵坡8%，平均纵坡5.77%。

图2 K39+570-K48+320段纵坡超限段优化示意图

在进行施工图设计时，对软心沟村（K40+200-K40+400）前拟定了增设一组回头曲线跨沟至右岸的方案（路线布设见下图绿色线方案），通过设置回头曲线路线增长285m，能部分降低K40前后纵坡，但该方案两次跨沟需新建两座总长160m的桥梁，同时回头位置山体横坡陡峻，路基防护和土石方工程均较大，加之对冕宁县江口电站引水管也将产生影响，经测算，由于增设回头曲线工程投资增加约630万元。考虑到本段增加造价较多，同时增设回头曲线后路线前后段将有较长的段落不能利用老路，在狭窄的沟谷内采用新线又将增加工程造价，同时破坏沿线环境。施工图外业期间经过比较后，推荐按原路布设的K线方案。

同时施工图设计在本段进行了详细的调查和路线方案优化，施工图设计本段路线长约9.2km，高差510米，设回头曲线14个，回头曲线最小半径20m，最大纵坡8%，平均纵坡5.54%。鉴于本段局部纵坡大，平均纵坡也较大而平面基本无展线位置的实际情况，在本段设置了系统的安全设施，增加标志、标牌、震荡（减速）标线的设置，在危险路段加强了护栏强度，在K44附近设置一处停车休息区及加水站等多种措施，已确保本段的行车安全。