1、中交第一公路勘察设计研究院有限公司郭腾峰2014年10月15日高速公路改扩建路线总体方案设计的若干问题探讨基 础改扩建路线总体设计与安全评价咨询： 广东省清远至连州高速公路升级改造项目 京港澳高速公路改扩建项目 京津塘高速公路改扩建方案研究项目 青海省214国道高速化改造项目 .基 础重大交通安全科研： 国家道路交通安全行动计划项目（一期） 公路运行速度设计成套技术研究 标准、规范修订支撑研究 国内外货车性能对比与实车实验研究； 国内外技术标准对比与指标对比研究； 公路安全视距研究； 高速公路纵坡控制指标与设计方法研究； 基 础标准规范调研与修订： 公路工程技术标准修订； 公路路线设计规范修订
2、； 公路路线设计细则编制； 特殊地区高速公路建设技术要求编制； 全国十大危险路段调查 既有和在建高速公路连续纵坡调查 一、改扩建时机把握二、既有公路调查与评价三、改扩建技术标准确定四、改扩建路线总体设计汇报内容一、改扩建时机把握1. 改扩建时机应以服务水平确定 03版标准规定“公路交通量接近或达到饱和时，应对改建与新建方案进行必选论证”，但在实施中难以把握、执行。 经标准修订标准配套调查和专题研究，认为： 高速、一级公路一般以原路的服务水平降低到三级服务水平（二级服务水平）下线之前实施改扩建为宜。 二、三级公路服务水平降低到四级服务水平（三级服务水平）下线之前应考虑实施改扩建。 一、改扩建时机
3、把握2. 时机掌握应“侧重项目在路网体系中作用和定位” 标准较大的调整：在论证建设标准时，突出“项目在路网中的功能和定位”，适度弱化“交通量”的控制性作用。 主要结合我国公路网建设现状与今后发展特点提出的。 尤其考虑了我国西部很多地区建设条件。西部地区由于地区自然条件和城镇分布等特点，尽管公路运输距离长，但是交通量却相对较小。如果采用以往以交通量作为论证公路建设标准的唯一刚性指标的话，显然难以适应西部很多地区的实际建设需要。一、改扩建时机把握3. 时机掌握应“宜早不宜迟” 目前论证主要采用“四阶段预测法”等交通量和经济预测方法； 但建设、运营实践表明，与其他国家不同，我国社会经济发展快，汽车保
4、有量增长迅速，受国家宏观政策影响显著，实际交通量增长大于预测发展（尽管有些预测已经有所放大了）。 因此，改扩建时机掌握上“宜早不宜迟” 。汇报内容一、改扩建时机把握二、既有公路调查与评价三、改扩建技术标准确定四、改扩建路线总体设计二、既有公路调查与评价1. 调查与评价的目的 目的：在于全面掌握既有公路目前交通运营现状、交通量、车型组成等情况，为改扩建总体方案研究与论证提供支撑。 即在改扩建之前，应对旧路进行系统的调查和评价： 调查原有公路的几何线形、路基高度、构造物（检测）的结构强度等。 尤其重视对原有公路交通安全问题隐患、事故多发位置和路段的综合调查，调查明确事故形态和致因。二、既有公路调查
5、与评价2. 路线总体方案应首先消除安全隐患和问题 在改扩建路线总体方案设计与论证中，应首先考虑消除原路影响安全的隐患问题。比如：对于几何线形指标过低、纵坡大、影响行车安全的路段，应首先作为线位调整的重点路段。 局部改线还是利用旧线位，应基于对既有线路的安全性评价，评价原路技术指标与拟采用标准所对应指标的符合性和安全性。汇报内容一、改扩建时机把握二、既有公路调查与评价三、改扩建技术标准确定四、改扩建路线总体设计三、改扩建技术标准确定1. 设计速度选用（区别不同情况对待）1）平原区“扩建”，设计速度宜维持。因为设计速度直接与主要几何指标相对应，设计速度变化提高，必然引起主要几何线性指标的较大变化，
6、进而必然引起大范围、路段的路线线位的调整。2）城市密集区“改扩建”，设计速度也宜维持。城市密集区高速公路沿线路网越来越密集，高速公路实际上承载着城市快速干线的功能和特点，频繁的交通流转换是必须的，而原来80km/h100 km/h同样可满足大交通量、快速通行的需要，不一定要完全提高到120km/h。三、改扩建技术标准确定1. 设计速度选用（区别不同情况对待）3）对于“升级改建”，在既有线形条件分析的基础上，宜分段论证确定。对于在原有一级公路基础上改建为高速公路的升级改建项目，则应该首先对既有公路全线几何线形测量、拟合、分析的基础上，从整体功能、定位、工程规模等角度综合论证确定。对于既有路线运营
7、状态良好，无安全问题的路段，拟维持原设计速度；对于存在线形不良等问题的路段，宜分路段提升设计速度，提出新线方案。三、改扩建技术标准确定2. 关于桥涵构造物利用 旧桥旧标准 对于既有桥涵构造物，建议采用原设计标准进行检测、或者采取一定的加固措施，使其达到原设计标准荷载的要求。 避免野蛮拆除。新旧荷载标准有变化，若完全按照新标准要求，显然无法满足，全部拆除丧失了“改扩建”的意义。 新桥新标准 对于新建的桥涵构造物，应完全按照现行新的荷载标准继续设计建设。三、改扩建技术标准确定3. 关于路基利用（设计洪水频率取用）特殊地区高速项目设计洪水频率可取1/50 标准规定，高速的洪水频率1/100，二级1/
8、50，三级1/25。对利用二级公路改建高速的项目，路基设计洪水频率取1/100，导致大部分路基无法利用。 特殊地区具有降雨量小、地形和河流形态平缓，导致1/100和1/50年的洪水频率对应的路基实际高度差异很小，经研究和调查（特殊地区高速公路建设若干指导意见配套研究），区别对待特殊地区（戈壁、沙漠、草原等）。 研究结论认为：特殊地区在利用二级改建高速时，设计洪水频率可采用1/50。汇报内容一、改扩建时机把握二、既有公路调查与评价三、改扩建技术标准确定四、改扩建路线总体设计四、改扩建路线总体设计1. 横断面断面布置（因地制宜、灵活适用）无论是“扩容扩建”还是“升级改造”，扩容都是其核心目标之一。
9、因此，在标准选用和横断面布置方面均应围绕这一核心目标，主要采用增加车道数来适应更大交通量的需要。1)扩容是改扩建的主要目的四、改扩建路线总体设计1. 横断面断面布置 随着城镇化发展加速，高速公路必将承担城市快速干线等的功能。断面布置型式应充分灵活，因地制宜。有条件时，采用整体式断面；条件受限时，也可灵活采用局部分离式、或者单向分离的断面形式。 既避免完全按照新建高速公路的标准断面形式，工程规模巨大，同时，为以后作为城市快速干线灵活的交通组织和路网衔接创造了条件。2)横断面布置与型式应把握城市化发展的特点和需求四、改扩建路线总体设计1. 横断面断面布置本期标准修订主要变化：改路基宽度“双控为单控
10、”方式。即取消原对不同设计速度下，对应的路基总宽度要求，只根据横断面各部分功能，提出其影响安全的最小值和一般值。具体项目采用时，把相应各部分宽度累加就是总宽度。目的在于消除以往既有各部分宽度、又有总宽度引起的一些问题：如4改6（明确不再推荐）、采用更宽的路肩宽度不符合标准等问题。3)中央分隔带宽度根据功能确定四、改扩建路线总体设计1. 横断面断面布置本期标准修订主要变化：不再指定中央分隔带的宽度值。项目中，中央分隔带宽度根据公路等级、设计速度和中分带功能、以及所需要的防护设施（护栏）的宽度来确定。可以宽、可以窄。对于80速度以下的一级公路，中央分隔带是根据分隔设施（不要求防撞功能的）宽度确定的
11、。3)中央分隔带宽度根据功能确定四、改扩建路线总体设计1. 横断面断面布置本期标准修订主要变化：保证与行车安全条件密切相关的车道宽度、左侧路缘带宽度、右侧路肩宽度等的一致性之后，没有必要保证路基整体宽度的一致性。在改扩建项目中，中央分隔带频繁出现宽度变化的情况是比较多的。3)中央分隔带宽度根据功能确定四、改扩建路线总体设计2. 运行速度设计方法与几何指标取用1) 运行速度设计方法的本质 设计速度设计 + 运行速度检验 按运行速度检查视距、设置超高、完善设施 参考运行速度进行限速管理2) 检验的主要内容（检验的指标） 运行速度的协调性、设计速度与运行速度的一致性； 反映在项目设计标准选用的合理性
12、、指标选用的协调性等。 运行速度协调性评价指标：相邻路段的运行速度（节点的运行速度）差小于20km/h，或者运行速度变化梯度小于10km/h/100m。四、改扩建路线总体设计2. 运行速度设计方法与几何指标取用3) 设计方法的关键点 细化设计速度分段：根据沿线自然条件分段选用设计速度。第二类 典型山区高速公路（以设计速度=80km/h）为例适用：山岭重丘区，地形等条件制约，平纵指标低，运行速度受指标影响大。四、改扩建路线总体设计2. 运行速度设计方法与几何指标取用3) 设计方法的关键点 与速度对应选用几何指标：研究发现运行速度与几何指标有密切的对应关系。运行速度（Km/h） 驶入速度区间（Km
13、/h） 半径推荐范围（m）60 6070 23531070 6080 23545080 7090 31065090 80100 4501000100 90110 6501400110 100120 10002000120 110120 14002000与运行速度适应的平曲线半径（高速、一级公路）四、改扩建路线总体设计2. 运行速度设计方法与几何指标取用3) 设计方法的关键点 “检验优化”的多次循环，视情况进行多次循环。安全设施 限速设施 坡度、坡长折减竖曲线长度 竖曲线半径 长大纵坡设计 规范符合性 速度协调性 设计一致性 推荐圆曲线半径 平曲线和直线长度路线转角取值 驾驶工作负荷度 平面设计
14、 纵断面设计 完善指标检验(长陡坡、立交、桥隧)否 视距检验(路线、桥隧、立交)最终设计成果规划运行速度 公路等级与设计速度 设计初始方案 公路功能定位 是 （地形、前期可研） 推 荐设计指标缓和曲线长度注：本图中蓝色部分为基于运行速度的公路路线设计相对常规设计流程中增加的环节。 交通量与组成 地形条件 自然条件 公路路线安全性评价 超高检查(路线、桥隧、立交)高速、一级公路运行速度设计流程四、改扩建路线总体设计3. 纵坡设计（重点连续长陡纵坡路段） 解决连续长陡纵坡是部分项目面临的实际问题和困难。 过缓的纵坡坡指标取向的影响深远。据测算，纵坡每放缓1%，建设里程将增加15%到20%，造价增加
15、太显著了；其二，由此产生的运营里程增加、整个项目今后长期的运营成本增加将是更为巨大的；其三，纵坡从4%降到3%，显然坡度更长了，并不能代表着行车更安全了。长缓坡只是连续纵坡的一个表现形式，从车辆下坡方向的能量积蓄来说，并没有改变事情的本质。1)现状与问题四、改扩建路线总体设计3. 纵坡设计（重点连续长陡纵坡路段） 事故形态：大车失控追尾、侧翻、撞路侧设施、冲出路外等。 主要致因：超速，其次有超载、违章驾驶、车辆改装、故障。 道路因素：直接导致事故的比例极低（公安部资料0.2%；调研结论1%）。 国内外指标对比：我国高速连续纵坡指标与国外发达国家相比较，基本一致，甚至是偏于安全的。2)调查研究结
16、论及认识四、改扩建路线总体设计3. 纵坡设计（重点连续长陡纵坡路段） 大型货车综合对比研究：（认识1） 我国大型货运车辆的综合性能与国外存在较大的差距，总体重量功率比小、安全装备配置低下、安全装备技术显著落后、增提价格低廉；尤其是缺少应用连续长陡纵坡的安全辅助制动装备（发动机制动系统：如杰克博；缓速器系统：如电磁缓速器、液压缓速器。）2)调查研究结论及认识四、改扩建路线总体设计3. 纵坡设计（重点连续长陡纵坡路段） 连续纵坡路段事故集中的原因（认识2）： 这些路段受到自然地形条件等制约，对车辆非法、非标性的问题的安全冗余少，间接成为检验大型货车超载、超速、合法驾驶行为的敏感路段。2)调查研究结论及认识
