公路改扩建路线的设计方法

李亚璠

（云南省交通规划设计研究院有限公司，昆明 650031）

1 引言

随着社会经济的发展，道路车流量不断增加，通行车辆的重载化趋势明显，在此背景下，部分现状公路不堪重负，难以满足日益增长的交通出行要求，存在通行效率低、安全隐患多等问题。针对既有公路进行改扩建是提高公路通行服务能力的重要举措[1]，在其设计工作中，路线的设计属于重点内容，因此有必要探讨公路改扩建路线的设计方法，经过科学的路线设计后，保障建成的公路有良好的应用效果。

2 普通公路改扩建路线设计原则

2.1 路线走向的设计原则

1）遵循因地制宜的原则，明确当地的地形、地质、水文、气候等自然条件，调查区域内既有道路的建成情况及通车运营情况，合理规划改扩建路线走向，协调新旧路线。

2）遵循经济发展原则，关注沿线城镇总体规划，设计公路改扩建路线，利用公路方便居民出行、促进地区经济发展。

3）遵循资源利用价值最大化的原则，即充分利用老路，减少改扩建占用的土地资源以及工程建设资源，降低工程成本。

4）遵循灵活性原则，根据既有公路的使用现状以及改扩建项目的功能选择合适的公路技术指标，以满足短期公路通行要求。

2.2 路线设计的关键要素

公路改扩建工程的重点体现在如下两部分：一是改线新建工程，设计人员应做好平面、纵断面、横断面三大要素的设计工作；二是沿原有道路扩建工程，在包含三大要素的同时还存在诸多区别于新建工程的侧重点，设计的复杂度高，难度大。尽可能拟合平纵面设计，并深入优化各项指标，以突破原有道路条件对改扩建路线的制约，横断面设计则将加宽作为重点内容。

3 项目概况

国道G219 线云南绿春（大兴）至金平（金河）段改扩建工程，原路线有多处曲线半径小于30 m，行车视距和停车视距不良，平均纵坡超过限值，回头弯较多，车辆通行条件较差，存在车辆通行速度慢、行车安全隐患多等问题。同时，道路两侧街道化严重，横向干扰系数大，进一步影响道路车辆的正常行驶。尤其是在社会经济持续发展之下，现状道路的通行服务能力无法满足日益增长的交通运输量对道路的要求，针对道路进行改扩建是改善公路现状的重要举措。

4 公路改扩建路线设计的考虑因素

4.1 自然因素

1）项目区域地势西北高、东南低，最低处海拔仅为76.4 m，最高处达到3 074.3 m，项目区域属山岭区，地形多变，复杂度高，如何有效改扩建以及保障建成后公路的安全运营均属于重难点内容。在改扩建路线设计中，应根据山区公路对平均纵坡的要求设计路线长度，规划充足的空间，以消化特殊地形条件导致的高差，但沿线地形复杂，可用作道路走廊带的空间不足，导致路线设计难度增加。同时，山体的侧沟、斜坡坡率等均具有特殊性，限制了路线指标的选取。部分路段陡坡、弯急，展线空间有限，挖方量大，公路施工的扰动性强，易引起生态环境问题，并且由于地质条件特殊，若路基土方开挖等施工活动缺乏安全防控措施，可能引起安全事故。

2）项目沿线的可利用走廊带有限，同时地质、地形等自然条件错综复杂，综合考虑到生态环境防护、征地拆迁量减少、成本控制等要求，提出基于既有道路的改扩建方案。在路线设计中，考虑旧路的等级、平纵线形等既有道路条件，设计平面线形、纵断面填挖量等。若局部路段的平面线形良好，采取对既有路面加宽改造的方法；部分既有道路的平纵线形未达到要求时，以实际情况为准，进行局部改线、优化线形；还有部分路段的路面缺乏可行性，且经过局部改线后无法满足工程要求时，则开启新的道路路线。

3）部分路段经过乡镇，为减弱路线对乡镇空间的分割作用以及减小对乡镇居民日常活动的影响，采取在乡镇外侧绕行的方法。

4.2 城镇规划因素

项目沿线连接绿春县城、俄扎乡、老勐乡、铜厂乡等乡镇，全线位于绿春县、元阳县、金平县境内，在进行路线走向的规划时，需要考虑到城镇的分布位置，合理优化路线，以便连接两县及城镇。同时，需考虑到沿线各县市的发展规划，注重公路对相关县、市交通基础设施的配套作用，使公路与其他设施相辅相成，促进地区的经济发展。

4.3 其他因素

1）老路利用、沿线生态保护红线、基本农田保护区等均是本公路改扩建路线设计中需考虑的因素，尽可能权衡好各项因素的关系，发挥出路线在经济发展、生态环境防护等方面的作用。

2）在路线走向选择中，需要重点考虑公路等级及路线总方向，兼顾运输条件、基础设施建设、经济规划、地区资源开发、周边生态环境防护等条件，经过周全的考虑后，确定合适的路线方案。

3）在工程量增加不多的前提下，尽量采用较高的技术指标。路线应与周边环境相协调，减少拆迁量、农田占用量。对于沿线的农田保护区及生态保护红线均要得到防护[2-3]，不可由于公路建设而穿越此类区域。沿线地形条件复杂，为克服地形等自然条件产生的不良影响，需建设桥梁和隧道，因此，设计中还需协调好道路、桥梁和隧道的关系。

4）建设于不良地质区的公路缺乏稳定性、耐久性，在路线设计中还需考虑到主动规避特殊地质区，在源头上增强安全防护效果。若必须穿越不良地质段，则需加强勘察，掌握地质特性，采取安全防护措施，确保建设在不良地质段的公路具有稳定性。

5 走廊带的对比分析与选择

5.1 G219 规划及控制点

本项目为“绿春—金平”段，大走廊带为“绿春—金平”走廊带，根据云南省中长期普通国省道公路规划图做进一步的分析，确定本段国道G219 控制点为“绿春—老勐—金平”走廊带。在本项目中，从公路建设、地区经济发展等方面进行综合分析，结合地方政府意见，进行走廊带的对比、分析与选择，最终确定“绿春—老勐—铜厂—金平”走廊带。

5.2 备选走廊

本段路线绿春至老勐至南板河段，走廊方案有限，从可行性的角度来看，主要沿乌拉河及勐拉河沿岸展线，无其他更优的走廊方案。南板河至金平段，路线高程随着路线的延伸发生变化，例如，从南板河的445 m 到达铜厂乡周边的1 785 m，经过多次变化后，再次爬坡至高程约为1 165 m 的终点，即金平县城。在整个路线走向中，路段以展线爬坡、降坡居多。根据路线情况进行走廊带的比选，提出G 线走廊带和K 线走廊带。

K 线走廊带：起点在南板河与勐拉河交界部位，路线走向为逆南板河而上，至K85 附近设回头弯展线爬坡，延伸至铜厂乡，然后展线下坡，到达三家村后，爬坡展线至金平县，全长88.826 km。

G 线走廊带：起点在南板河与勐拉河交界处，跨越河流采用桥梁的形式，然后沿那兰水电站水库展线北侧展线，直至到达勐拉镇，遇三家河，以桥梁跨越的方式通过，到达GK113+300 后，遇金平河，以建设桥梁的方式跨越，后续沿蔓耗至金水河二级路至金平，全长38.96 km。

根据不同的公路网规划方案进行控制点的分析，从国家公路网规划可知，G219 绿春至金平段的控制点为绿春县、金平县；根据云南省中长期公路规划可知，国道G219 控制点为绿春、老勐、金平，G 线方案走廊带规划有省道S327；红河州相关规划中，控制点为绿春、老勐、金平。无论云南省还是红河州的国省道路网相关规划，均未途经G 线走廊带的勐拉镇。由此看来，在云南省及红河州区域路网规划中，以K 线走廊带较为合适。

为进一步验证K 线走廊带的可行性，从如下几个角度进行分析。

1）从区域路网均衡的角度来看：绿春至金水河高速、省道S327 经过G 线走廊带，此方案具有路网分布较为密集的特点。与之有所不同的是，K 线走廊带内无高等级道路，部分路段的路面为土路，其稳定性欠佳，尤其是遇到连续降雨天气时，在水的侵蚀作用下，土路的稳定性明显下降，有异常状况出现。绿春县的部分乡镇无高等级公路通过，在进行本项目的建设时，主要影响区为金河镇、老勐乡、营盘乡、老集寨乡、铜厂乡，项目影响到约一半人口的出行，为兼顾路线路网功能和路网均衡需求，建议采用K 线走廊带方案，其具有更突出的路网均衡特性。

2）从交通量的角度来看：金蔓耗至金水河二级路金水河段当量日平均交通量为6 550 辆（根据云南省2018 年站点公路交通调查结果得知），且随着当地社会经济的持续发展，道路交通量具有增加的变化趋势，同时新增道路具有诱增交通量的作用。基于项目建设阶段的数据以及对未来的预估，认为蔓金二级路金平过境段在本项目建成时预测平均交通量为13 270 辆，结合道路交通状况进行分析，可知其存在机非混行干扰的情况，现有二级路交通量将有所增加，并且超出二级路可承受的最大交通量。

3）从社会经济发展的角度来看：K 线走廊带沿线经过3 个乡镇，人口约为8.77 万人，G 线走廊带仅经过勐拉镇，人口约2.49 万人，相比K 线走廊带而言，G 线走廊带经过区域的人口更少，受益面较窄，且已经存在蔓金二级路可供区域内的居民通往县城。由此看来，在人口辐射、经济带动、资源利用等方面，新建G 线走廊带均缺乏足够的社会效益和经济效益。

经过多个维度的对比、分析后，得出如下结论：建设里程方面，G 线走廊带比K 线走廊带长50 km 左右；运营里程方面，K 线走廊带、G 线走廊带基本相当；工程规模方面，G 线走廊带较大、K 线走廊带较小。从国道网、省路网、红河州路网规划多个角度来看，K 线走廊带更符合路线规划，具有发展前景，同时考虑到交通量、社会效益和经济效益、区域路网均衡性等多方面的要求，经过对比、分析，最终认为K 线走廊带具有更加突出的综合应用价值。在进行理论分析的基础上，还参考地方政府意见和本路线路网功能，均认为K 线的综合应用价值更加可观，因此，推荐采用K 线走廊带。

6 结语

综上所述，改扩建是提高既有公路通行服务能力的重要措施，能够充分发挥出既有道路的利用价值，以较少的成本投入改善道路条件，为区域社会经济的发展和居民的便捷出行创设良好的基础条件。在公路改扩建路线的设计中，需要兼顾安全、质量、成本控制、生态环境防护等多项要求，以较少的资源投入建造高质量的公路，促进社会经济的良好发展。经本文分析后，综合考虑经济、社会、生态环境多类因素，提出路线设计方案，并进行对比、分析和选择，可为今后其他改扩建工程提供参考。