高速公路改擴建工程關鍵技術研究

易澤翰

(深圳市華昱高速公路投資有限公司，廣東深圳 518129)

0 引言

我國高速公路發展迅速，截止到2011年，我國已經累計建設高速公路總里程達到6.5萬km。這些已建的高速公路在我國整個交通體系中起著巨大的作用，具有巨大的交通承載能力。但是隨著交通量的快速增長，越來越多早期興建的高速公路的通行能力和服務水平已不能滿足日益增長的交通量需求，卻又不能簡單地將這些高速公路棄之不用，從而使得高速公路改擴建項目逐漸增多。

我國繼2000年完成廣州至佛山高速公路改擴建后，滬杭甬高速公路浙江段、沈大高速公路、滬寧高速公路等高速公路改擴建工程也相繼完成，黑龍江省投資60億元對佳木斯至雙鴨山、牡丹江至綏芬河等高速公路進行改擴建，廣東省廣佛高速公路雅瑤至謝邊段、佛開高速公路、廣韶京珠南高速及廣三高速公路已相繼進入項目實施階段［1］。

隨著高速公路改擴建工程的大面積展開，出現了越來越多的以往在新建高速公路中沒有出現過的關鍵性技術問題與難題，諸如新建部分與原有部分的拼接及銜接問題、交通組織與管理問題、環境保護與環境恢復的問題等。本文對高速公路改擴建中的關鍵技術問題進行探討、研究和總結成功經驗，以對今后高速公路改擴建工程給予指導和借鑒。

1 改擴建總體原則及方案選擇

考慮到既有高速公路仍具有較大的交通承載力和通行能力，本著“安全、經濟、適用、環保”的思路，高速公路改擴建工程通常應按照“充分利用、安全舒適、合理可行”的總體原則來進行設計和施工，主要包括如下幾個方面：

1)充分利用原則。

充分利用既有公路、橋梁、涵洞、路面、交通設施等，以降低造價和節約投資;

2)安全性原則。

在兼顧經濟的同時，盡量改善平縱指標，加強交通設計和組織，確保行車安全;

3)與環境相協調原則。

盡量堅持不破壞就是最好的保護原則，若在不得已的情況下改變了原有的環境狀況，應盡量恢復。

為了提高道路的通行能力和交通承載能力，同時又為了能夠充分利用原有道路，高速公路的改擴建主要包括兩種方案：單側加寬和雙側加寬［2］。

單側加寬方案具有施工干擾小，原路交通可繼續維持，路基單側的排水防護設施可保留使用，新、老路基差異沉降不明顯等優點。但是單側加寬方案的缺點也非常明顯，諸如需要調整加寬側互通立交線形，需要調整原路基和橋梁的橫坡及超高排水設施，上跨橋梁需改造或者拆除重建，需增設新的中央分隔帶及改造現有中央分隔帶，征地拆遷難度增大等，因此工程量較大、施工復雜、資源浪費比較嚴重。

雙側加寬方案的優點主要包括路線中心線不需調整，可以基本保持原有公路的幾何線形，中央分隔帶及其超高排水、通信管道、防撞護欄等設施可充分利用，路面橫坡可順接舊路等。同時，現有的道路紅線距路肩邊緣有較大距離，因此在采取合理措施后可大大減少征地拆遷數量，減小工程實施難度。雙側加寬方案的缺點包括技術難度較大，新老路基差異沉降控制要求高，施工對舊路的交通影響較大等。

綜合比較發現，相對于單側加寬的方案，雙側加寬的高速公路改擴建方案優勢明顯，可以最大程度上減小工程量，加快施工進度，具有較高的經濟社會綜合效益。因此在本文所討論的高速公路改擴建的過程中，建議采用雙側加寬的改擴建方案，局部路段經合理論證之后也可因地制宜采用單側加寬方案。

2 新舊公路的銜接與拼接

為了充分利用既有公路，本文推薦采用雙側加寬的改擴建方案。而在雙側加寬的過程中，所面臨的技術難題主要包括路基拼接、路面拼接和新舊橋梁之間的拼接。

為了提高新舊路基之間的整體性，對于新舊路基之間的拼接問題，通常在新舊路基之間的連接部分采用挖臺階的方式進行處理［3］，臺階寬度一般為0.6 cm～2.0 cm，臺階高度一般為0.8 cm～ 1.0 cm。在必要的時候可以加設雙向土工格柵，并加設土釘以增強土工格柵與舊路的連接，并盡量提高壓實度。

在大多數的情況下，舊路路面狀況良好，可以不經處理直接利用，此時路面表層拼接處應避免直接位于車輪荷載處，宜在新舊路面之間鋪設功能層以滿足行車荷載對道路平整度的要求，進而提高路面結構的耐久性。為了盡量降低舊路結構對擴建結構的影響，擴建結構與舊路結構各層盡可能地對齊，必要時各層之間分層分臺階處理［4］。考慮到交通組織對擴建施工的影響，左右幅擴建結構宜單獨設計，擴建施工分段、分幅實施。若原有路面局部破損比較嚴重，需對局部路面進行處理;若整體上原有路面已經處于較差的性能水平，需銑除原有路面并進行整體罩面處理，在可能的情況下應盡可能利用銑刨料進行再生混凝土的開發，以盡量降低造價。

對于新舊橋梁之間的拼接，主要需要考慮新建橋梁下部基礎沉降的影響、新舊橋梁上部結構之間收縮及徐變差異的影響。為了最大程度消除基礎沉降的不利影響，要求新建橋梁的基礎盡量采用嵌巖樁。為消除新舊橋梁上部結構收縮及徐變差異的不利影響，對于新舊空心板橋、T梁橋之間的拼接，應堅持下部結構分離，上部結構剛性連接的拼接原則，待新建橋梁上部結構完工之后，一次性鑿除舊橋護欄，采用植筋和現澆的方式實現新舊橋梁翼緣及橫隔板之間的剛性連接。而對于連續箱梁橋等大跨徑橋梁，在新建橋梁上部結構完工之后，采用縱向伸縮縫形成新舊橋梁之間的縱向臨時連接，待通車運營1年～2年后再進行新舊橋梁之間的永久拼接。

3 交通組織與管理

在高速公路改擴建的過程中，為了保證安全生產和安全施工并盡量維持營運，需要進行良好的交通組織與管理，以最大程度減小營運中斷或者阻塞所造成的經濟損失［5］。因此在高速公路改擴建的過程中，不宜進行大范圍的路網分流從而增大其他路線的交通壓力，應以誘導分流為主，強制分流為輔。

對于采用雙側加寬的改擴建方案，在新建部分路基施工或者橋梁下部結構施工的過程中，需要封閉原有道路硬路肩，原有道路維持雙向通行。而在路面施工和橋梁上部結構施工的過程中，為保證安全和正常施工，原有道路需左右幅交叉半幅封閉，半幅維持雙向通行，在通行路段其通行長度控制在4 km～8 km，限速60 km/h。

4 環境保護與恢復

在高速公路改擴建的過程中，面臨的主要環境問題主要包括兩方面：聲環境和生態環境。

在高速公路改擴建的過程中，在中央分隔帶、路基邊坡、互通立交區、邊坡外側等進行植被綠化處理，在服務區、養護工區和收費站等進行庭院式綠化，形成環境優美的服務場所。

對于在高速公路改擴建過程中形成的取土場及臨時占地需全部進行恢復，在農耕區域宜大部分恢復為農田并種植莊稼，少量的可改建為魚塘和蓄水池。

對于在改擴建過程中形成的沿線河渠堵塞，應進行疏通處理，對在雨季可能在路基兩側形成滯洪的區域應進行技術處理，以保證沿線地區農田水利設施等安全暢通。

對于高速公路服務區，根據服務能力和人員的配備，應設置足夠的污水處理設備，以保證足夠的污水處理能力以及處理后的達標排放。

為了解決交通噪聲對公路沿線村莊及學校的影響，在比較敏感區域需安裝聲屏障，還應盡量在公路兩側種植降噪林帶，以達到良好的降噪效果。

5 結語

針對我國高速公路改擴建過程中出現亟待解決的關鍵性技術問題，包括新舊道路的拼接與銜接問題、交通組織與管理問題、環境保護和恢復問題等，提出高速公路改擴建的總體原則和基本方案，提出有效的解決思路和解決方法，對高速公路改擴建工程具有指導意義。

［1］ 李鵬亮，赫 白.高速公路改擴建經驗探討［J］.黑龍江交通科技，2009(6)：104.

［2］ 樂 藝.高速公路改擴建方案探討［J］.交通標準化，2011 (15)：55-57.

［3］ 張榮博.高速公路改擴建工程的路基施工［J］.遼寧交通科技，2005(12)：17-18，73.

［4］ 高武德，楊丁華，吳 濤.關于高速公路改擴建路面拼接設計研究［J］.山西建筑，2006，32(15)：292-293.

［5］ 張豐焰，周 偉，王元慶.高速公路改擴建工程交通組織設計探討［J］.公路，2006(1)：109-113.