如何根据改建公路的特点进行路线设计？
苏光华
摘 要： 改建公路有其路线设计上特点，根据这些特点提出改建公路的一般设计方法。
关键词： 改建 路线 设计
“八五”期以来我省完成了大量的公路改建和新建项目，而改建公路在线位环境、技术经济指标甚至构造物等方面均有别于新建公路，如何从其自身特点出发合理把握路线标准，使勘察设计做到技术经济合理、工程切实可行，往往是改建工程设计人员的一个工作难点和关键。
1 改建公路的基本特点
1.1 平原微丘地区
平原地区地势平坦，沟河纵横交错，可用土地基本为水田、可耕旱地，旧路两侧居民点密集、开发区及工厂分布，一些旧路贯穿城镇，沿线地上地下均密布有电讯、输电及能源等设施。旧路由于历史原因大多技术等级低、路基设计洪水频率低、排水设施极不完善、路基窄，、况差，桥涵设计荷载小、泄洪能力差，过镇路段大部分已成为街道，严重影响了车辆的通行能力和行车安全。
1.2山岭重丘区
山岭区山高谷深，地形地质复杂，气候不稳，暴雨多山洪急，溪流水位变化大。旧路技术标准一般较低，弯多且急，坡多且陡，行车视距不足，路基宽度窄，路面路况差，桥涵设计荷载小、泄洪能力差，边坡稳定性差，构造物不完善，临河路段线位低等。
1.3改建公路的经济特点
改建公路与新建公路在工程经济上存在一定差异，改建公路在工程立意上一般要求工程勘察设计充分考虑利用原有工程设施，如沿线的大中桥及涵洞、高大防护设施、水利设施等，尽量减少工程造价，力求技术与经济指标合理。
2、改建公路路线设计
改建公路与新建公路一样，其路线设计主要包括两个方面：路线走向和线形设计。前者指路线方案的选择，一般来说除局部路段需比选外，其他路段因线位环境与旧路出入不大而容易确定。而后者是如何在平纵横三方面进行综合设计，是改建公路的线形设计重点。
2.1调查、收集各种资料是路线设计的重要基础工作
路线设计是一个充分调查、详细论证比选的过程，设计人员接到任务后须收集有关资料，资料的调查、收集主要有如下方面：
（1）勘察设计任务书、已批准工程可行研究报告、路网规划、旧公路技术等级、路基路面情况、沿线设施基本情况、大中桥涵使用安全情况等， 由此明确改建公路的性质、使用任务、批准规模和建设主管部门的意见。
（2）广泛征求路线起讫点、中间控制点（如大中桥位置、与交叉公路、铁路及其它管线等）位置的意见。
（3） 搜集沿线城镇近、远期规划资料，已有的和拟规划的水利、电力电讯设施和地下地上管线、公路、铁路、水文、地质及气象等资料，沿线人口、国民产值、各种资源及当地筑路材料等经济资料。
（4）收集旧路本身的基础资料。包括旧路的技术指标、路基路面宽度、大中桥设计荷载及使用安全状况、结构完好性，路基高度及设计水位情况，沿线重要构造物情况，沿线重要建筑物等基本资料。
在认真分析已有资料基础上，由点到面、由面到带确定出一条最佳的路线方案的主要控制点位置，结合其所在区域其他运输布局及沿线自然地理条件，先进行纸上定线比选，筛选出一条初步勘测方案，然后组织专业人员听取有关部门意见，经调整后进行现场勘察。
2.2 路线设计的主要内容
2.2.1 需比选的局部路线走向的确定
改建公路路线走廊基本为旧路路线方向，一般只在以下情形需进行比较：
（1）旧路路线技术标准太低，如山区道路弯多、坡陡，如拘泥于旧路将难以满足技术标准。
（2）受旧路两侧建筑物影响，平面及路基宽度等技术指标无法满足改建后技术要求，如沿旧路布线势必造成大量建筑物的拆迁。
（3）受城镇规划限制，此时路线设计须考虑城镇规划。
（4）受旧路沿线大的水利、电力电讯及能源基础设施、铁路的限制。
（5）受恶劣工程地质的影响，如山体滑坡、软土地基等。
（6）受大中桥位限制。
路线方案的选定可以从以下几个方面考虑：
（1）从地形、地物着手选定路线方案
路线方案在大的控制点确定情况下，合理利用地形、地貌等条件进行布线，使所选路线自然流畅，能与地形、地貌相协调，与河流、道路、电力电讯及管线等相配合，做到既经济合理，又尽量减少干扰与拆迁。同时，要合理考虑改线路段与旧路的衔接关系，使改线路段与旧路自然平顺过渡。在山岭重丘地区，主要考虑垭口、溪岸、台地及山的侧坡选定，沿江路段主要从路线跨河位置即大中桥位的选择，桥位处需选在河流顺直、河床稳定的河段。同时，路线布置不能只片面地照顾桥位而使路线迂回太长，致使线形不畅，出现急弯而影响行车安全，另一方面由于改建后的高等级公路构造物较多，选定方案时需综合考虑。
（2）从水文、地质、气象、环境等方面选定路线方案
路线从地形、地物选定后，为了避免因工程地质、水文地质、气象及生态环境等因素造成设计失误，而应这些方面研究路线的合理性，看路线能否可避开不良地质路段，如确不能避免，应研究其处理方案，同时应评价路线与周边环境的协调性。
（3）通过“经济评价”选定路线方案
“经济评价”是路线方案选定必不可少的一环，它可充分反映方案的优劣。“经济选线”切忌只重“经济”而不顾路线标准，同时也要避免只重路线标准而不顾“经济”的无经济意识行为。
（4）以平纵横组合优化为原则选定路线方案
平纵横组合设计既反映了汽车动力性能的要求，同时也反映了司机与乘客在车辆高速行使下的视觉心理要求。因此，保持线形在视觉上的连续性并注意与公路周围环境的配合，保持线形的美感及与沿线风景的相互协调，是最大限度的减少交通安全事故的有力保证。
2.2.2 可利用路段的路线设计
指原路线在平纵横等技术指标与改建后的路线指标基本相近，只需作局部调整。通常利用部分包括平纵横断面、沿线部分构造物如大中桥、涵等设施。可利用部分路段其路线设计应着重考虑以下两方面：
（1）平面线形一般采用沿旧路单边加宽布置。单边加宽利于施工期间维持通车，可减少新旧路基的不均匀沉降及路基边坡的防护，同时便于桥涵的加宽。
（2）路线纵断面设计应首先考虑改建公路的技术等级。首先考虑路基设计标高，如为沿河路段，其路基设计洪水频率的调查尤为重要，否则不仅不能提高公路的抗洪能力，反而会对有限的投资造成浪费；其次合理确定经过水文及水文地质条件不良地段的最小填土高度，其值不应小于路床处于干燥、中湿状态的临界高度；再其次，纵面设计要综合考虑路线平面、横断面、构造物（大中桥、涵）的设置以及路基范围内的排水、工程量的平衡等。
山区公路的纵断面的设计中有时不可避免地出现一些长大纵坡和最大纵坡路段，这对大型构造物的结构受力状态是不利的，必须规避。同时对中小型构造物可通过平纵面设计的优化来改善其结构形式、布设方式、布设位置及布设数量。
3、改建公路路线设计应注意的几个问题
3.1不应拘泥于旧路方案
改建公路路线设计时虽然路线走向基本确定，但实际设计时不应局限于只沿旧路加宽的思维模式中，路线方案选择应该根据道路的等级和使用性质在大范围内全面考虑，找出一条更合理、可行的路线方案。
3.2 应动态选择最佳的路线设计方案
一方面运用路线CAD、三维数字地模等技术，实现动态多方面选择路线设计方案，另一方面充分听取各方面的意见，全方位找出影响路线的不利与有利因素，适时调整路线方案设计，加深路线的比选深度与广度。
3.3 处理好经济效益与环境效益的关系
山区公路路线纵断面设计有时会受到填挖平衡等工程效益方面的影响，但不应片面追求工程经济效益而忽略对环境生态的负面影响，需深入研究不同的路线设计方案对此的影响程度，最终确定一个合理的设计方案。如省道S113线新兴段一级公路改造，K16+000～K19+000段原设计方案考虑土石方平衡将造成山体大面积开挖，对环境影响很大，后调整设计方案采用分离式路基，虽然增加部分造价但明显改善了对周围环境的影响。
3.4 重视排水系统的设计
公路的改建往往有一种重主体轻附属的设计思想，排水系统的设计是其中之一。事实上排水系统是否完善、功能能否正常发挥作用是影响公路正常运营、保障公路安全的又一关键工程。而路线的纵断面设计是这一系统工程设计的基础，需在设计时正确应用技术标准中的各项参数，选定合适的变坡点位置，使纵面的排水功能得以正常发挥作用。
4 结语
充分认识旧路改建的特点、规律，同时掌握一定的工作方法，旧路改建的路线设计才能合理、科学，才能从总体上把握整个项目的技术水平。笔者长期从事公路工程设计工作，对此深有体会。
