改建公路的纵面线形设计

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摘要：本文以广西某改建项目为例，针对改建项目提出了一种新的纵面线形设计方法，在满足各项设计标准的前提下最大限度的降低工程造价。

关键词：偏移 宽度 指标 计算 拟合

0 引言

改建公路一般在资金投入上都是重要的控制因素，这就要求我们设计方案中尽量利用旧路，以降低工程造价。改建项目的路面结构设计可根据旧路状况而采用不同的相应厚度，这样纵面的线形设计直接影响到路面工程量的大小，对于以路面工程量为主的改建项目而言，纵面设计对工程造价的影响是非常大的。纵面抬高一分则增加造价，降低一分则不满足路面设计指标要求。因此，其中最佳的纵面设计方案就是：以最少的工程量来满足路面设计指标的要求。由此，笔者以广西某改建项目为例，阐述其纵面线形设计方法及过程，以最大限度的降低工程造价。

1 项目概况

该项目位于广西壮族自治区某市，原有旧路为二级公路，处于平原区，平面指标较好，旧路路基宽15m，路面宽12m，全硬化路肩，路肩结构层与路面结构一致，路拱横坡为2%，由于刚大修完工一年，旧路路面崭新，完好无破损，且通过弯沉测试旧路路面强度较高，完全能够满足一级公路等级要求。现改建为一级公路，设计时速80Km/h，路基宽度24.5m，路面横坡2%。该项目资金紧张，对工程造价十分敏感，要求设计力求精细，满足各项指标要求的前提下尽量节约工程造价。

2 总体设计思想

该项目旧有道路平面线形指标较高，已能够满足指标要求，因此平面布线尽量避免拆迁而在旧路上灵活展线即可；既有道路弯沉测试表明：整体上弯沉值在9.8～28.2（0.01mm）左右。全路段平均弯沉值为左幅15.67（0.01mm）、右幅15.54（0.01mm），全路段代表值为左幅19.82（0.01mm）、右幅19.2（0.01mm）。从弯沉数据及目前现场既有路面结构实际情况来看，既有路面完全能够满足改建一级公路的需求。为充分利用旧路资源，降低工程造价，方案采取完全利用旧路路面整幅或者半幅进行拓宽修建。

3 纵面线形设计思路

总体设计思路确定后，可以看出纵面的设计是决定本项目旧路路面利用充分、合理与否的重要因素，需要配合平面、横断进行逐段精细化纵面设计。通过总结对比，纵面设计主要分为以下两种情况：

（1）新建道路中心线与旧路拟合较好的路段（如图一）

本项目在某些路段上，平面线位与旧路中心线拟合较好，根据弯沉情况，旧路路面可完全加以利用，只进行两侧加宽即可。此种情况比较简单，非常好处理，只要在纵断面的设计上，满足规范要求的相应指标前提下，完全按既有纵断进行拟合，旧路直接加以利用，两侧按新建路面结构进行加宽。

（2）新建道路中心线与旧路有所偏移的路段（如图二）

新建道路中心线与旧路有所偏移的路段，考虑尽量拟合单侧横坡，并完全利用单侧路面结构，按偏移量不同，逐段确定纵断在旧路基础上抬高高度，在另一侧旧路上用级配碎石调平、恢复路拱横坡后，加铺沥青混凝土面层。此种情况下，纵面设计考虑的需要特别精细：高了，调平层厚度增加，从而增加了材料用量；低了，不能拟合旧路横坡，导致挖除旧路，增加造价。

因此，为了达到纵面设计的最优方案，我们逐个断面确定理想化抬高高度H：根据新建道路中线与旧路中线的偏移距离b，及旧路横坡，可计算出理想化抬高高度H=2×b×2%（旧路横坡），根据该计算高度得到偏移旧路中心线段落的理想纵面高程设计线，进行纵面拟合设计。

4 成果总结

通过该项目所采用纵面设计方法，可以将路面工程量在满足工程要求的前提下降到最低，从而降低工程造价。

该方法也可以推广使用于其他改建项目。我国改建项目大部分都是根据旧路路面情况，能完全利用的完全利用或者进行表处，不能直接利用的进行补强利用等方案，再进行拓宽改建。因此，在其他改建项目中，只要按实例项目计算在旧有路面上抬高高度的基础上，加上补强路面厚度即可得到理想纵面高程设计线。

由此，针对改建项目，纵面设计要在保证相应设计指标满足规范要求的前提下，归纳总结如下情况时分别采用的不同设计方法：

（1） 新旧道路中心线拟合较好时，根据补强路面厚度及旧有道路纵面进行拟合。

（2） 新建道路中心线与旧路有所偏移的路段，根据偏移量及旧路横坡计算理想纵面高程设计线，进行纵面拟合设计。

（3） 路线不在旧路上的路段，保证填挖平衡即可。

5 结语

本文通过项目实例对改建项目的纵面设计给出了一种有效的设计方法。该法充分考虑进去了路拱横坡的影响，根据横坡及新、旧路中线偏移量精确计算理想纵面高程，从而达到纵面设计的精益求精，使工程造价合理化的降到最低。

参考文献：

[1] 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

[2] 《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）