孙彦飞
（甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730010）
在高速公路、一级公路等高等级路网中，立交连接线作为实现附近县区、中心城区与干线路网交通转换的纽带，其设计能否保证远期交通发展的需求、能否带动区域经济快速发展，能否充分体现集约化原则，是立交连接线设计的立足点和出发点。东乡连接线在区域路网中承担主要集散公路功能，设计时不仅要充分考虑集约化原则，还要充分利用当地水土资源，发挥道路集散及便民的服务功能。本文从这些角度出发对穿越乡镇路段一级公路的立交连接线——东乡连接线集约化设计进行深入分析。
临洮安家咀至临夏一级公路，路线起点位于甘肃临洮县G75安家咀出入口和G212线的岔路口，途经果园乡、那勒寺镇，终点位于临夏市，全长56.733km，总体走向由东向西。东乡连接线起点位于达板空村，与安临一级公路以达板空互通立交相接，终点位于东乡县锁南镇王家村，与既有折红二级公路平交相接，路线长12.994km。该项目东乡连接线是实现东乡族自治县与安临一级路交通转换的重要通道，对带动沿线少数民族早日脱贫致富至关重要，其路线走向及主要控制点见图1。
图1 东乡连接线路线走向及主要控制点
《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）中规定，“公路等级的选用应根据公路使用功能、路网规划、交通量，并充分考虑项目所在地的综合运输体系、远期发展状况等因素经综合论证后确定。”该项目是东乡县与临夏市、东乡县与和政县以及东乡县与洮河片区之间的快速连通通道，更是一条扶贫路、民族路、旅游路。对构建东乡县东西南向发散性路网结构，构筑东乡县区域路网中心地位，加速“交通走廊”向“经济走廊”转变，加快地区经济转型，促进区域资源深度开发，加快少数民族脱贫致富、强化民族团结、促进区域经济快速发展等意义重大。东乡连接线在区域路网中承担主要集散公路功能。
通过实际调查及交通预测结果分析，在评价末年东乡连接线第20年预测交通量为9735辆（pcu/d），第15年预测交通量为8164辆（pcu/d）。根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014），东乡连接线应选用二级公路标准。
根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）规定：“作为集散的二级公路设计速度宜采用60km/h，受地形、地质等条件限制时，可以选用40km/h。”该项目起终点高差较大，路线沿河谷阶地布设，分别穿越达板空村、罗家村、大坡村、坪庄村、结沟村，巴牙村，终点位于东乡县锁南镇，是沿线村镇出行的唯一道路。受巴谢河及两侧山岭限制，本着一次性实施的原则，东乡连接线设计车速采用60km/h，局部困难路段采用40km/h。
根据上述确定的公路等级标准及设计车速，结合相关规范标准，东乡连接线行车道宽宜采用2m×3.5m，土路肩宽2m×0.75m。考虑到沿线村庄较为密集，沿线居民、非机动车、摩托车、拖拉机等时常上路，为了行车安全，经论证后将硬路肩加宽至1.75m，即：硬路肩宽度2m×1.75m；
路基总宽度为12.0m。路基标准横断面见图2。
图2 路基标准横断面图
（1）总体路线设计时，应当在充分了解当地规划、发展的要求以及拟建项目在路网规划中承担的作用基础上，确定立足实际、符合长远发展的服务功能和合理的技术标准[1]。
（2）路线平纵面设计要尽可能地体现便民出行、物流畅通、安全适用、经济合理的要求。在详细调查走廊带沿线的居民区分布、特色农业及基础设施布局、路线起终点交通转换便利性的基础上，对平纵面设计进行细化，确保居民上路方便，视距良好，农产品输出及物品采购方便快捷，路线起终点集散畅通。此外，路线设计时还应在尽可能减少工程量的基础上，提高技术指标。高等级公路的立交连接线多为二级公路，设计时应充分调查走廊带附近既有路的路基路面情况，必要时可以对其改扩建之后进行利用，从而减少征地拆迁[2]。
（3）设计时应做好各项专项评估，确保路线设计符合交通建设基本要求。中共中央、国务院于2019年9月印发实施的《交通强国建设纲要》提出“绿色发展节约集约、低碳环保、运输服务便捷舒适、经济高效”的交通建设要求。新时代交通建设中，环境影响评价及水土保持评估尤为重要。设计中应当做好相关评估，尽量减少高填深挖，减少耕地占用，尽量避免基本农田占用，减少植被破坏和水土流失。东乡连接线利用巴谢河谷两侧台地布设，设计时应与当地水利部门积极沟通，确保公路建设不影响当地水利工程及水源保护。
（4）安全是工程建设的第一要义，设计时应当结合工程实际，做好地质勘察，地震和地质专项评估。东乡连接线建设区属于侵蚀堆积河谷地貌，路线起点至10km段主要沿河谷阶地布设，10km处至终点段爬越黄土山梁。该地区滑坡崩塌分布较多，土质松散，地形破碎，设计过程应尽可能避免穿越不良地质段，如无法避免时应根据勘察及评估意见做好防护措施。
东乡连接线设计在严格执行路线设计规范的基础上，灵活运用各项指标、平纵组合，严格执行节约用地集约设计。在积极与地方政府沟通后，取得地方政府和相关单位的合理要求函件，按照“地形选线、地质选线、环保选线、安全选线”的原则，综合考虑社会、经济和历史文化、民族风俗等各方面因素，经充分论证后，确定最优的平纵面设计。
该项目沿线依次经过达板空村建设规划、现存三处清真寺、在建东乡县医院分院、东乡县污水处理厂、马铃薯培育基地、新建巴牙村村委会以及东乡县移民新村项目。每处控制点都需要多次及时地与当地政府沟通，确保该项目与当地现存或者拟建项目充分结合，尽可能少占用土地资源，在提高土地利用率的基础上，同时确保各个控制点“上路近、衔接顺畅安全。”
在上述控制点中，现存3处清真寺分布在既有乡道两侧，路线设计原则上采用既有路加宽改造，对远离清真寺一侧进行拓宽，同时平曲线半径及缓和曲线选取上要尽可能调整到不侵占清真寺建筑界限，必要时需要采用多个平曲线组合形式灵活绕避既有建筑。在平纵面设计时一定要严格控制视距要求，避免在人流密集时发生交通事故。
K6+500处马铃薯基地西侧为山岭，东侧紧挨既有乡道建设，乡道东侧紧靠山岭，路线拓宽条件有限，且当设计标高低于既有路面标高时，右侧山岭挖方较大，边坡处理工程量较大，当设计标高高于既有路面标高时，左侧填方边坡压占马铃薯基地厂棚。因此路线平纵面设计需要联动设计，不断调试，尽量不挖山，不压基地厂棚，经反复论证并与当地政府多次协商确定出平纵面设计方案[3]。
该项目路线主要沿巴谢河谷布设，终点依山坡布设，接至东乡县市政公路。路基设计需要着重考虑路床处理及填挖结合部和半填半挖路基处理。
3.3.1 路床处理
根据东乡连接线设计使用年限及交通量预测结果，该项目回弹模量应不小于40MPa，项目终点200m范围内为虚填土，经勘测论证，需要进行灰土挤密桩处理，其余路段路床换填处理厚度0.8m即可满足要求。为满足路床的稳定性，挖方路段超挖70cm后应当采用冲击碾压，液压夯或者强夯处理，然后铺筑80cm厚5%灰土，压实度不小于6%。
3.3.2 填挖结合部及半填半挖路基处理
东乡连接线距离终点2km范围内主要为爬坡路段，为减少填挖综合工程量，降低造价，路基填挖结合面较多，为减少路基不均匀沉降，均应当进行强化设计，主要措施如下：
（1）纵横向填挖交界处，填方区填筑前应先清除表土及坡积物，当原地面纵横坡度比超过1/5时应对原地面采用挖台阶处理，填方区采用5%灰土填筑。对于挖方区，在路面底向下1.5m范围开挖结合槽，当填方填至结合槽顶时，结合部采用重型压路机碾压处理，然后和挖方区一同填筑至路堤顶，在路堤顶上铺设第一层土工格栅，然后分层铺筑下路床，在下路床顶面铺筑第二层土工格栅，再铺筑路床。
（2）纵向填挖结合部设置有10m过渡段，部分填挖交界由于沟道较窄，路基填土高度较大，为避免不均匀沉降，在路基跨越沟道时采用5%灰土或砂砾进行填筑。对于路基跨越黄土V型、U型较窄冲沟路段，应根据地形情况对冲沟底阔沟开挖沟底采用强夯处理，然后根据路基填高对沟内填方及侧壁结合部进行补强处理。当结合部的原坡面有地下水漏出时，应根据地形设置截、排水沟，防止其渗透至填挖接触面。填挖交界处路基处理见图3所示。
图3 填挖结合部路基处理示意图
该项目工程建设区域属于积雪冰冻地区，路面最大超高横坡度采用6%，平交口处横坡不大于3%，防止超高不当影响两侧村民上路便捷性、安全性。路线穿越城镇时还需考虑超高横坡对路侧排水的影响，防止雨水倒灌、冲刷居民建筑物。
东乡连接线属于一级公路连接线，设计使用年限为12年，根据交通量调查分析，断面大型客车和货车交通量为954辆/口，交通年增长率为5.2%，车道系数为70%，根据交通历史数据，确定改路为TTC5类，最终一般路基路面结构采用“4cm高性能改性沥青混凝土上面层、5cm高性能改性沥青混凝土下面层、20cm水泥稳定碎石基层、16cm水泥稳定碎石底基层”，桥面铺装采用“4cm高性能改性沥青混凝土上面层、5cm高性能改性沥青混凝土下面层”。路面结构设计见图4所示。
图4 路面结构设计
针对东乡连接线项目特点，结合集约化的设计理念，桥涵设计主要包括以下要点：
（1）跨河桥位选择在河道顺直，地质水文条件较好，桥长较短，交叉角度较大的的河段，布设在河滩的桥梁注意防排水驳岸设计。基于东乡县地质情况，该项目尽量采用结构连续或者桥面连续的上部结构形式，从而减少地基对桥面平整度、行车舒适度、安全性方面的影响。
（2）因东乡连接线主要沿峡谷穿村镇布设，因此桥涵布设应充分考虑施工场地建设条件、材料运输条件、施工工艺和工期，避免施工对当地居民生活出行产生长时间、较严重的影响。
（3）桥涵布设设计时，应当积极与当地环保部门沟通，该项目设计期间，当地环保部门正在沿巴谢河道修筑水利工程，因此该项目设计时桥位选择、跨径选取均取得环保部门的相关函件。
（4）在设计东乡连接线时，合理控制桥头填土高度，对于需要占用耕地、存在大量借方、远运大量填料的方案均与延长桥跨方案进行了比选论证，尽可能地降低造价，提高资源利用率。
（5）在设计东乡连接线涵洞时，应注意既有涵洞条件良好时可通过加长利用，部分涵洞孔径已不能满足设计年限排洪要求时需要重新计算设计。如K6+500处既有涵洞设计标高高出既有涵洞0.5m，且既有涵洞排洪量略低于设计排洪量，但既有涵洞条件良好，经论证通过增加一孔排洪管、抬高涵洞洞底标高节省约50万元。因此桥涵设计需不断细化、优化，为城市建设节约成本。
综上所述，尽管一级公路连接线设计灵活，但对于穿越城镇的一级公路连接线，设计时需要不断细化、优化设计，尽可能地减少占地、节约资源，路线设计要与当地既有建筑、城镇规划紧密结合。在确保安全适用的基础上，牢牢把握集约化的原则，降低造价，提高资源利用率。
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