高速公路改扩建路线设计方法探讨

高速公路改扩建路线设计方法探讨　马　峥　（新疆交建公路规划勘察设计有限公司，新疆乌鲁木齐８３００００）　摘　要：随着经济的高速发展以及汽车保有量的不断增加，早期规划建设的高速公路受到资金投入、以及当时交通量计算的　影响，一般按照双向四车道设计，难以满足如今汽车行驶需求。高速公路的改扩建已经成为我国后续交通事业发展的重要事　项，相对于新建项目，改扩建项目在设计方面受限制因素较多，本文通过对以往高速公路改扩建设计的研究，提出新的高速公　路改扩建路线平纵横设计方法。　关键词：高速公路；改扩建；拟合设计；横断面拓宽　中图分类号：Ｕ４１２．３６＋６　文献标识码：Ａ　１引言　我国早期修建的高速公路受技术、经济、社会环境　以及自然环境等众多因素的影响，其设计标准以及计算　的行车量等与当下的实际需求相差甚大，其大部分线形　对周边居民的正常生活秩序影响，节约土地资源的同时　减少征地拆迁的资金投入。　（４）对于满足现行公路技术标准的原道路加以利　用，有利于提高原道路与扩建道路的整体性，并节约工　程造价，减少土地占用。　设计已经难以满足现行的《公路工程技术标准》（ＪＴＧ　Ｂ０１—２０１４），其通行能力不能满足当下行车要求。目前　我国交通事业的发展重心从新建项目向改扩建项目转　移，在改扩建路线设计中应结合具体的人文、自然环境　因素进行科学合理的取舍，将原不良路线进行组合改　造，以求满足当前的《公路工程技术标准》（ＪＴＧ　Ｂ０１—　２０１４）要求。　（５）结合自然和用地条件确定科学合理的改扩建方　案，将原道路两侧自然条件和新拼宽道路的可用土地进　行考虑，深入研究改扩建方案的可行性和科学合理性。　（６）需要进行分离路基形式进行加宽的特殊路段，　应综合分析主线的分岔和合流的技术要求，确保道路运　营后行车的安全性能。　２．２　高速公路改扩建横断面标准　（１）四车道改八车道　随着城市化发展不断扩大，土地可使用量紧张导致　大多数公路两侧建筑物密集，城镇道路纵横交错，改扩　建路线设计时应尽可能控制建筑物的拆迁和原有城镇　道路改迁，控制征地和拆迁的支出，减少工程投资。　设计行车速度１２０ｋｍ／ｈ，改建后路基宽度为４２．０ｍ，　中央分隔带＋左侧路缘带＋行车道＋硬路肩＋土路肩（３．０＋　２＊０．７５＋２＊４＊３．７５＋２＊３．０＋２＊０．７５）ｒｎ，其横断面示意图如　图１所示。　２高速公路改扩建路线设计概述　２．１高速公路改扩建路线设计原则　（１）以沿线构造物作为控制点开展路线平面、纵断　面以及横断面的设计，着重于构造物位置以及高程，保　证拟合线形和实际路况相同。　（２）结合原道路构造物的使用情况，确保改扩建路　图１　四车道改八车道高速公路标准横断面图　线中构造物的扩建可行性、科学性、合理性及其利用率。　（３）路线设计时充分利用原道路两侧的预留土地，　将土地利用率最大化，减少房屋拆迁征地工作量，减少　（２）四车道改六车道　设计行车速度１００　ｋｍ／ｈ，改建后路基宽度为３５．０ｍ，　中央分隔带＋路缘带＋行车道＋硬路肩＋土路肩（２．０＋　收稿时期：２０１７—５—２８　作者简介：马峥（１９８５一），男，山东寿光人，汉，本科，助理工程师，主要从事公路工程设计工作。　８８　２ｏ１７年第４期　马峥：高速公路改扩建路线设计方法探讨　０．７５＂２＋２＂１１．２５＋２＊３．７５＋２＊０．７５）ｍ，其横断面示意图如　③以构造物或隧道作为控制点，分段、分幅进行拟　图２所示。　图２四车道改六车道高速公路标准横断面图　３高速公路改扩建路线设计　３．１高速公路改扩建路线平面设计技术指标　（１）圆曲线半径　①通常圆曲线半径取值为标准最小圆曲线的４—８　倍，或圆曲线超高半径的２％一４％。　②受地形限制圆曲线半径可采用最小半径极限值。　③保证前后要素协调，构成均衡的曲线线形。　④平纵协调，小半径不得和陡坡相重合。　《公路工程技术标准》（ＪＴＧ　Ｂ０１—２０１４）中对各等级　公路的圆曲线最小半径取值如表１所示。　表１　圆曲线最小半径　（２）缓和曲线　《公路工程技术标准》（ＪＴＧ　Ｂ０１—２０１４）中对各等级　公路的缓和曲线最小长度取值规定如表２所示。　表２　缓和曲线最小长度　３．２高速公路改扩建路线纵断面设计　（１）纵断面设计原则　①当原道路纵断面设计符合现行标准时，重新拟合　设计的道路纵断面线形应尽可能保持与原道路纵断面　线形相同，既可利用原道路的路面强度同时减少不必要　的改建资金投入。　②遵守“宁填勿挖”原则，改建路线中纵断面设计值　尽量避开挖方工程，减少进行原道路开挖施工，减少对　环境造成污染，尽量利用原有道路节约工程投资。　合设计，受净空和构造物限制的特殊路段可不进行最短　坡长的控制。　３．３高速公路改扩建路线横断面设计　（１）行车道设置　《公路工程技术标准》中对各等级公路的行车道宽　度设计标准如表３所示。　表３　车道宽度标准值　４高速公路改扩建路线设计方法　４．１平纵线形拟合技术　高速公路改扩建路线设计中由于多放因素的制约，　很难使得改扩建的道路线形和原道路线形完全一致，为　了对原道路实现最大限度的利用，通过对已有道路进行　详细的测量，利用数字化处理测量数据，剪力数学模型，　进行线形拟合。　利用ＧＰＳ测量技术进行原道路平面坐标的数据采　集、利用水准仪进行原道路高程数据的采集、数据采集　过程中每个断面采集四个点，即中央分隔带两条黄线上　的两个点、硬路肩与土路肩之间白线上的两个点。　线形的拟合可采用ＣＡＲＤ１、纬地、ＩＣＡＤ等设计软　件进行拟合，考虑到不同软件功能特点不同，也可采用　几种软件结合的方法进行拟合。如先用ＣＡＲＤ１中最小　二乘法的功能，根据零散分布点（各断面实测黄线两点连　线的中点）确定一个基本单元，之后把各单元连接成整　体。最小二乘法原理就是根据各零散分布点到单元的　距离平方和最小来确定一个基本单元；然后用纬地的智　能布线法把ＣＡＲＤ１拟合的线位恢复成数据文件，再用　纬地进行优化修改，尽量使拟合出的线位跟实测点的偏　差最小。在具体操作过程中根据施工图文件及变更设　计文件中的线位和实测的一些特殊点作为参照来确定　单元曲线的起终点，同时还要利用施工图文件及变更设　计文件中的数据检查拟合数据的准确性。　４．２根据行车速度确定改扩建路线设计方案　原道路线形设计时将设计行车速度作为基础指标，　通过设计速度确定平曲线半径、竖曲线半径、纵坡、视距　或超高等指标，但在实际行驶中，行驶速度受到道路线　形、车辆行驶性能以及司机个人特性的影响而发生变　化，司机一般都会以加高的速度进行行驶，因此，在改扩　建路线设计应以动态的观念考虑车辆行驶速度，以提高　行车安全性。　４．３路基加宽设计　２０１７年第４期　８９　（１）单侧加宽　一两侧加宽的优点是原道路利用率高，中央绿化带以　及绿化带中埋置的给排水系统和管线不需要进行改迁，　对周边居民生活影响较小。　两侧加宽缺点是道路两侧建筑物的征地和拆迁工　作量增大，原道路和加宽新道路纵向，纵向开裂的可能　性增大；两侧加宽施工平台宽度较小不便于机械化施　工　般单侧路基加宽设计后新道路中心线和原道路　中心线不会重合，如图３所示。　图３路基单侧加宽设计示意图　单侧加宽优点是征地和拆迁工作量大大减少，有利　于降低工程造价；原路基和新路基纵向拼接缝只有单侧　存在减少施工控制工作量；单侧加宽宽度较大便于机械　化的碾压施工进行，加快施工速度。　单侧加宽缺点是道路中央绿化带以及绿化带中埋　置的给排水系统和管线需要进行改迁，对居民生活造成　一５结语　高速公路改扩建成为近年来我国交通事业发展的　重要工作，其中路线设计是改扩建项目工程的先行任　务，对工程质量好坏有直接影响，本文对高速公路改扩　建进行了简要的概述，对道路平面、纵断面以及横断面　设计进行了探讨，并对改扩建路线设计的几种方法进行　了分析。　参考文献　１李文勤．广西桂海高速公路改扩建工程路线设计探讨【Ｊ】．西部　交通科技，２０１３，０７：１８—２２．　２赵海云．高速公路改扩建工程路线设计探讨［Ｊ】．科技创新与应　用，２０１３，３４：１９６．　定的影响；半幅加宽需要对路面横坡进行调整，降低　原路面利用率，衔接桥梁、隧道工作难度加大，增加工程　造价。　（２）两侧加宽　原路基两侧同时对称进行加宽，改扩建后道路中心　线和原道路中心线重合，如图４所示。　扩　３王楠．高速公路改扩建工程路线的设计研究【Ｄ】．长安大学，２０１　１．　图４路基两侧加宽设计示意图　◆，ｌｌ　◆…◆¨ｌ◆，ｌｌ◆Ｉ１ＩＩ◆　ＩＩ◆－１－◆－　◆Ｉ－［Ｉ◆　◆…－◆　◆－Ⅲｌ◆　◆…ＩＩ◆一｜ｌ◆…¨◆　◆　◆…一◆－¨◆…¨◆　◆，…一◆…¨◆　◆　◆－ＩＩＩ－◆　◆－¨＂￣４１Ｐ…¨◆　◆　◆　◆－ｒＩ　１美首批基因编辑人类胚胎“浮出水面＂　据《麻省理工技术评论》杂志网站７月２６日报道，　美国俄勒冈健康与科学大学（ＯＨＳＵ）研究人员利用　ＣＲＩＳＰＲ技术，对大批单细胞胚胎的ＤＮＡ进行了基因编　辑。这是美国首次对人类胚胎开展的基因编辑研究。　通过克隆技术制造出人类胚胎，这种技术可作为全新　方法，为特定患者制造干细胞。　虽然此次编辑的胚胎在实验室发育只有几天，也　没有植入子宫，但这项研究被认为从两个方面取得了　新突破：一是该实验的胚胎数量最多，超过了之前报道　的别国科学家编辑的胚胎数；二是实验证明，在纠正导　ＯＨＳＵ科学家舒克拉特・米塔利波夫领导了这次研　究，他拒绝对实验结果进行评论，并表示是否公布还没　最后决定。但实验组其他科学家证实，他们确实利用　ＣＲＩＳＰＲ技术对人类胚胎进行了编辑。实验组核心成　致遗传性疾病的缺陷基因过程中，ＣＲＩＳＰＲ技术既安全　又高效。　在对人类胚胎进行基因编辑的研究中，科学家们　的主要目的是想证明，他们能消除或更正导致地中海　员、美国索克生物研究所的吴军对媒体表示：“据我所　知，这是美国首例对人类胚胎开展的基因编辑研究。”　出生于哈萨克斯坦的米塔利波夫，被誉为灵长类　胚胎干细胞研究领域的泰斗级人物，多年来取得了多　项突破性成就。２００７年，他领导的研究小组首次克隆　出猴子，随后利用不同猴子的细胞制作出猴子的混合　胚胎，并植入母猴体内成功孕育。２０１３年，他的实验室　贫血等遗传性疾病的基因。这类“生殖基因工程”技　术，一旦对患病儿童的基因进行修饰，这些变为正常的　基因能通过生殖细胞遗传给后代，不只是从“标”上治　愈病症，更能从“根”上消灭病因。　９０爹２ｏｌ７年第４期