彭 宇

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙410008)

對(duì)老路改建工程中幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)的探討＊

彭 宇

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙410008)

通過國道G106湖南平江段改建工程施工，對(duì)老路改建過程中的線位選取、平交設(shè)置等關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行研究，提出了一種非常適用老路改建工程的路線測(cè)設(shè)方法:線位擬和法。該方法節(jié)約了用地，控制了造價(jià)。

老路改建工程;路線測(cè)設(shè)方法;線位擬和法;T型平交;變形T型渠化平交

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，高速公路建設(shè)市場(chǎng)的逐步飽和，大量既有老路的加寬工程即將付諸實(shí)施。老路改建與新路建設(shè)的最大不同點(diǎn)在于是“先有人，后有路”，即:由于原來老路經(jīng)過多年的使用，人們已經(jīng)逐漸遷徙到道路的兩旁，形成以路線為中心的經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，道路兩側(cè)有很多的居民聚居區(qū)、臨街商鋪或水利設(shè)施等建筑物。老路改建工程由于受很多條件的制約，一般都要求盡量提高老路利用率，那么對(duì)既有建筑物的規(guī)避，減少拆遷量是關(guān)系到民生問題的大事，具有非常重要的意義。此外，沿道路周邊發(fā)展是我國城鎮(zhèn)發(fā)展的一般規(guī)律，因此，在老路改建過程中為避免對(duì)城鎮(zhèn)的擾動(dòng)和獲取更快捷的通過速度，一般在城鎮(zhèn)過境路段均采用新線過境，這樣，新老路的平面交叉設(shè)計(jì)就顯得非常重要，如何正確分析交通量，確定平交的形式對(duì)老路改建的效果和工程造價(jià)都有著重要的意義。

一、工程概況

G106從北至南縱貫湘東，在北由湖北通城入境，進(jìn)入平江縣冬塔鄉(xiāng)，在南從汝城的三江口出境，進(jìn)入廣東仁化，是整個(gè)湘東地區(qū)的一條南北向經(jīng)濟(jì)干線。

G106平江段目前公路技術(shù)等級(jí)很低，全線86.078km中有78.289km四級(jí)公路、2.5km 等外公路，僅有的5.289km 二級(jí)公路又全部位于城鎮(zhèn)內(nèi)。G106平江段坡陡、彎急、路窄，街道化嚴(yán)重，交通事故頻繁，成為G106全線的卡脖子路段，這與G106在公路網(wǎng)中地位、區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、區(qū)域歷史文化、相鄰縣市G106的狀況很不協(xié)調(diào)，其改造升級(jí)已迫在眉睫。

依據(jù)項(xiàng)目的工可批復(fù)、勘察設(shè)計(jì)合同書，主線采用雙向雙車道二級(jí)公路，路基寬度分別為8.5m，10m，12m，設(shè)計(jì)速度為40km/h和60km/h，水泥混凝土路面。其他各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)根據(jù)《湖南省公路改建工程前期工作技術(shù)指導(dǎo)意見》靈活采用。

二、線位擬合法進(jìn)行老路路線勘察設(shè)計(jì)

(一)線位擬合法

老路改建項(xiàng)目一般資金都比較緊張，同時(shí)從節(jié)約土地資源、減少對(duì)老百姓干擾的角度出發(fā)，應(yīng)最大限度的提高老路利用率。由于老路已存在多年，一般均已形成以路為“藤”，在老路兩側(cè)結(jié)出包括大量的居民區(qū)、商鋪和重要水利設(shè)施在內(nèi)的“瓜”。在對(duì)老路的勘察過程中如不準(zhǔn)確測(cè)量這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)，利用合理的平面設(shè)計(jì)方法，則勢(shì)必會(huì)造成對(duì)這些控制點(diǎn)的拆遷，造成工程費(fèi)用增加，加大建設(shè)難度。鑒于上述情況，項(xiàng)目組提出了一種非常適用老路改建工程的新的勘察設(shè)計(jì)方法:“線位擬合法”。

線位擬合法是充分將全球定位系統(tǒng)GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)完美結(jié)合的一種測(cè)設(shè)方法，其具體步驟為:①實(shí)地外業(yè)踏勘，詳細(xì)了解老路的現(xiàn)狀，路周邊的控制性建筑物，能利用的結(jié)構(gòu)物等情況;② 根據(jù)外業(yè)踏勘的成果，初步確定某一路段的加寬方案(兩側(cè)加寬還是單側(cè)加寬)，和需要避免拆遷的重點(diǎn)建筑物;③沿老路布設(shè)GPS平面控制網(wǎng);④ 根據(jù)平面控制網(wǎng)成果，利用RTKGPS(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS)測(cè)設(shè)技術(shù)，快捷方便地詳細(xì)測(cè)量出老路中線坐標(biāo)、控制側(cè)的邊緣線坐標(biāo)、構(gòu)造物坐標(biāo)以及關(guān)鍵控制點(diǎn)(如避免拆遷的房屋或管線等)坐標(biāo)及其相應(yīng)的高程數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)自動(dòng)編號(hào)存人數(shù)據(jù)模塊中;⑤利用傳輸設(shè)備把數(shù)據(jù)模塊中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，并采用軟件轉(zhuǎn)化為“編號(hào)一坐標(biāo)”形式，再利用應(yīng)用軟件編輯成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(AutoCAD)的SCR文件格式，運(yùn)行SCR文件直接在計(jì)算機(jī)AutoCAD中繪出整段路線控制點(diǎn)位圖;⑥根據(jù)路線控制點(diǎn)位圖，運(yùn)用交互式路線設(shè)計(jì)軟件韋地及CARD/1路線設(shè)計(jì)程序，采用曲線定線法，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行曲線擬合，合理運(yùn)用平曲線各種復(fù)雜的組合形式，擬合出最優(yōu)的平曲線線位;⑦根據(jù)最終的平曲線線位，利用RTKGPS測(cè)設(shè)技術(shù)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量放樁;⑧對(duì)個(gè)別沒達(dá)到設(shè)計(jì)最初意圖的點(diǎn)重新測(cè)量后進(jìn)行上述①～⑧步驟，直至到達(dá)最佳效果。圖1為采用線位擬合法進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的過程圖。

圖1 采用線位擬合法進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的過程圖

(二)線位擬合法與其他方法的區(qū)別

與實(shí)地定線，紙上定線相比較，“線位擬合法”實(shí)質(zhì)上是一種“機(jī)上定線”的方法。它充分利用了RTK測(cè)設(shè)和韋地及CARD/1路線設(shè)計(jì)程序的集成技術(shù)效率高、精度高的特點(diǎn)，把外業(yè)原始資料詳實(shí)、直觀地記錄在計(jì)算機(jī)中。設(shè)計(jì)人員可在計(jì)算機(jī)上根據(jù)實(shí)際情況高質(zhì)量地?cái)M合出新的路線中線。綜上所述，“線位擬合法”能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的意圖;特別是對(duì)于目前大量的老路改建工程來說，這種方法為最大程度地利用原有構(gòu)造物和避讓不拆遷的建筑物以降低工程造價(jià)節(jié)約資源提供了技術(shù)保障，具有很強(qiáng)的實(shí)用性;在保證高精度的同時(shí)，節(jié)省了人員和時(shí)間，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量。

本公路改建項(xiàng)目的路線中線布設(shè)均采用上述的線位擬合法，通過對(duì)老路控制數(shù)據(jù)的采集，在計(jì)算機(jī)AutoCAD上進(jìn)行曲線擬合，大大縮短了測(cè)設(shè)周期，確保了測(cè)設(shè)成果的質(zhì)量，其最終的平曲線線位與老路線形吻合較好，老路利用率達(dá)到77%，且對(duì)周圍環(huán)境的破壞極小，對(duì)有效地控制了工程造價(jià)，取得了顯著的設(shè)計(jì)成效。

三、新型的分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交優(yōu)化老路繞城過境平交設(shè)計(jì)

(一)分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交

避免對(duì)既有城鎮(zhèn)的干擾和獲得較好的通行能力，老路改建工程中一般過鎮(zhèn)路段采用新線過鎮(zhèn)方案，因此在新老路相接路段均存在大型平交，其基本型式是斜角度T形平交口。作者在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)這些平交的共同特點(diǎn)是三個(gè)方向的交通量分布非常不均衡，即:交通量中占絕對(duì)主流地位的是新建干線上的過境交通流，其次是通過該平交出入城鎮(zhèn)的交通流，而通過該平交的城鎮(zhèn)內(nèi)部不同交通源點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換交通流則極少。對(duì)于這樣的交通量分布，如果采用常規(guī)的T型平交，則存在部分匝道利用率很低的情況，因此，本項(xiàng)目提出了與交通量分布更為貼合的分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交方案。該方案是:將常規(guī)T型平交的右轉(zhuǎn)單向匝道拓寬兼顧相應(yīng)的左轉(zhuǎn)功能，取消中間供支路往主線的左轉(zhuǎn)和主線左轉(zhuǎn)上支線雙向匝道，輔以相應(yīng)的交通標(biāo)志標(biāo)線。上述方案在依托工程“國道G106湖南平江段改建工程”得到應(yīng)用，不但滿足了通行的要求，還節(jié)約了用地和工程數(shù)量，控制了造價(jià)，取得了較好的效果。

(二)分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交與常規(guī)平交的效益分析與缺陷

G106改建工程中的平交采用常規(guī)T型平交方案和優(yōu)化后的分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比見表1所示。由表中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比正規(guī)的T型渠化平交方式的優(yōu)點(diǎn)如下:①充分利用了老路，降低造價(jià)。②符合交通量的分布特征，完全能滿足交通量的增長(zhǎng)需求。③大大減少了新征土地?cái)?shù)量，節(jié)約了土地資源。④分離了平交口的沖突點(diǎn)，增加了交通的安全性，縮短了車輛經(jīng)過平交口的平均延誤時(shí)間。

表1 國道G106某平交采用兩種平交型式經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較表

由于犧牲交通量小的方向的車輛通行指標(biāo)，分道轉(zhuǎn)彎方式還存在一定的缺陷，如:1)不熟悉路況的司機(jī)容易在路口誤行，本該在B匝道處左轉(zhuǎn)進(jìn)城的，錯(cuò)過了入口，而走到A匝道處左轉(zhuǎn);針對(duì)該點(diǎn)可以采取增設(shè)交通指路標(biāo)志，告知過境車輛正確的行車軌跡來避免。2)A匝道往通城的車輛在平交口與新建路的通城方向的車輛有一個(gè)小角度的交織段，車速過快時(shí)易引發(fā)交通事故，對(duì)于這一點(diǎn)，可在A匝道上設(shè)置直行停車等待等減速讓行標(biāo)志，避免與通向車流的高速交織。

圖2 常規(guī)梯形平交設(shè)計(jì)圖

四、結(jié)論

老路改建過程中如何提高老路利用率并盡量減少既有建筑物的拆遷對(duì)于老路改建工程的成功具有至關(guān)重要的意義。本文提出的線位擬合法采用GPS技術(shù)與計(jì)算機(jī)定線技術(shù)相結(jié)合，可以最大程度的滿足上述要求并可極大的提高設(shè)計(jì)效率，在國道G106改建工程中的應(yīng)用取得很好的效果，是老路改建值得推廣的一種定線方法。

分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交是優(yōu)化后的T型平交型式，特別適用于交通流明顯不對(duì)稱分布的T型交叉。該方案保證了交通流量大的方向的車輛良好的通行條件，分離了兩個(gè)左轉(zhuǎn)交通產(chǎn)生的沖突點(diǎn)，相應(yīng)減少了車輛的平交口的延誤時(shí)間，具有在滿足交通流增長(zhǎng)需求的前提下節(jié)約用地和工程量和控制造價(jià)的優(yōu)勢(shì)，在老路改造工程的平面交叉設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯，值得推廣。同時(shí)其還存在可能造成路口誤行和小角度交織段的缺陷，可通過增加交通標(biāo)志、標(biāo)線的方式進(jìn)行規(guī)避。

［1］湖南省交通廳.湖南省公路改建工程前期工作技術(shù)指導(dǎo)意見［S］.2006.

［2］中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院.公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D20－2006)［S］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院.國道 G106一階段施工圖設(shè)計(jì)［S］.2006.

［4］劉果三.淺談公路改建［J］.湖南交通科技，2003，29(3):10－11.

2011－08－18

彭宇(1978－)，男，湖南長(zhǎng)沙人，工程師。