高速公路改扩建工程关键技术研究

易泽翰

(深圳市华昱高速公路投资有限公司，广东深圳 518129)

0 引言

我国高速公路发展迅速，截止到2011年，我国已经累计建设高速公路总里程达到6.5万km。这些已建的高速公路在我国整个交通体系中起着巨大的作用，具有巨大的交通承载能力。但是随着交通量的快速增长，越来越多早期兴建的高速公路的通行能力和服务水平已不能满足日益增长的交通量需求，却又不能简单地将这些高速公路弃之不用，从而使得高速公路改扩建项目逐渐增多。

我国继2000年完成广州至佛山高速公路改扩建后，沪杭甬高速公路浙江段、沈大高速公路、沪宁高速公路等高速公路改扩建工程也相继完成，黑龙江省投资60亿元对佳木斯至双鸭山、牡丹江至绥芬河等高速公路进行改扩建，广东省广佛高速公路雅瑶至谢边段、佛开高速公路、广韶京珠南高速及广三高速公路已相继进入项目实施阶段［1］。

随着高速公路改扩建工程的大面积展开，出现了越来越多的以往在新建高速公路中没有出现过的关键性技术问题与难题，诸如新建部分与原有部分的拼接及衔接问题、交通组织与管理问题、环境保护与环境恢复的问题等。本文对高速公路改扩建中的关键技术问题进行探讨、研究和总结成功经验，以对今后高速公路改扩建工程给予指导和借鉴。

1 改扩建总体原则及方案选择

考虑到既有高速公路仍具有较大的交通承载力和通行能力，本着“安全、经济、适用、环保”的思路，高速公路改扩建工程通常应按照“充分利用、安全舒适、合理可行”的总体原则来进行设计和施工，主要包括如下几个方面：

1)充分利用原则。

充分利用既有公路、桥梁、涵洞、路面、交通设施等，以降低造价和节约投资;

2)安全性原则。

在兼顾经济的同时，尽量改善平纵指标，加强交通设计和组织，确保行车安全;

3)与环境相协调原则。

尽量坚持不破坏就是最好的保护原则，若在不得已的情况下改变了原有的环境状况，应尽量恢复。

为了提高道路的通行能力和交通承载能力，同时又为了能够充分利用原有道路，高速公路的改扩建主要包括两种方案：单侧加宽和双侧加宽［2］。

单侧加宽方案具有施工干扰小，原路交通可继续维持，路基单侧的排水防护设施可保留使用，新、老路基差异沉降不明显等优点。但是单侧加宽方案的缺点也非常明显，诸如需要调整加宽侧互通立交线形，需要调整原路基和桥梁的横坡及超高排水设施，上跨桥梁需改造或者拆除重建，需增设新的中央分隔带及改造现有中央分隔带，征地拆迁难度增大等，因此工程量较大、施工复杂、资源浪费比较严重。

双侧加宽方案的优点主要包括路线中心线不需调整，可以基本保持原有公路的几何线形，中央分隔带及其超高排水、通信管道、防撞护栏等设施可充分利用，路面横坡可顺接旧路等。同时，现有的道路红线距路肩边缘有较大距离，因此在采取合理措施后可大大减少征地拆迁数量，减小工程实施难度。双侧加宽方案的缺点包括技术难度较大，新老路基差异沉降控制要求高，施工对旧路的交通影响较大等。

综合比较发现，相对于单侧加宽的方案，双侧加宽的高速公路改扩建方案优势明显，可以最大程度上减小工程量，加快施工进度，具有较高的经济社会综合效益。因此在本文所讨论的高速公路改扩建的过程中，建议采用双侧加宽的改扩建方案，局部路段经合理论证之后也可因地制宜采用单侧加宽方案。

2 新旧公路的衔接与拼接

为了充分利用既有公路，本文推荐采用双侧加宽的改扩建方案。而在双侧加宽的过程中，所面临的技术难题主要包括路基拼接、路面拼接和新旧桥梁之间的拼接。

为了提高新旧路基之间的整体性，对于新旧路基之间的拼接问题，通常在新旧路基之间的连接部分采用挖台阶的方式进行处理［3］，台阶宽度一般为0.6 cm～2.0 cm，台阶高度一般为0.8 cm～ 1.0 cm。在必要的时候可以加设双向土工格栅，并加设土钉以增强土工格栅与旧路的连接，并尽量提高压实度。

在大多数的情况下，旧路路面状况良好，可以不经处理直接利用，此时路面表层拼接处应避免直接位于车轮荷载处，宜在新旧路面之间铺设功能层以满足行车荷载对道路平整度的要求，进而提高路面结构的耐久性。为了尽量降低旧路结构对扩建结构的影响，扩建结构与旧路结构各层尽可能地对齐，必要时各层之间分层分台阶处理［4］。考虑到交通组织对扩建施工的影响，左右幅扩建结构宜单独设计，扩建施工分段、分幅实施。若原有路面局部破损比较严重，需对局部路面进行处理;若整体上原有路面已经处于较差的性能水平，需铣除原有路面并进行整体罩面处理，在可能的情况下应尽可能利用铣刨料进行再生混凝土的开发，以尽量降低造价。

对于新旧桥梁之间的拼接，主要需要考虑新建桥梁下部基础沉降的影响、新旧桥梁上部结构之间收缩及徐变差异的影响。为了最大程度消除基础沉降的不利影响，要求新建桥梁的基础尽量采用嵌岩桩。为消除新旧桥梁上部结构收缩及徐变差异的不利影响，对于新旧空心板桥、T梁桥之间的拼接，应坚持下部结构分离，上部结构刚性连接的拼接原则，待新建桥梁上部结构完工之后，一次性凿除旧桥护栏，采用植筋和现浇的方式实现新旧桥梁翼缘及横隔板之间的刚性连接。而对于连续箱梁桥等大跨径桥梁，在新建桥梁上部结构完工之后，采用纵向伸缩缝形成新旧桥梁之间的纵向临时连接，待通车运营1年～2年后再进行新旧桥梁之间的永久拼接。

3 交通组织与管理

在高速公路改扩建的过程中，为了保证安全生产和安全施工并尽量维持营运，需要进行良好的交通组织与管理，以最大程度减小营运中断或者阻塞所造成的经济损失［5］。因此在高速公路改扩建的过程中，不宜进行大范围的路网分流从而增大其他路线的交通压力，应以诱导分流为主，强制分流为辅。

对于采用双侧加宽的改扩建方案，在新建部分路基施工或者桥梁下部结构施工的过程中，需要封闭原有道路硬路肩，原有道路维持双向通行。而在路面施工和桥梁上部结构施工的过程中，为保证安全和正常施工，原有道路需左右幅交叉半幅封闭，半幅维持双向通行，在通行路段其通行长度控制在4 km～8 km，限速60 km/h。

4 环境保护与恢复

在高速公路改扩建的过程中，面临的主要环境问题主要包括两方面：声环境和生态环境。

在高速公路改扩建的过程中，在中央分隔带、路基边坡、互通立交区、边坡外侧等进行植被绿化处理，在服务区、养护工区和收费站等进行庭院式绿化，形成环境优美的服务场所。

对于在高速公路改扩建过程中形成的取土场及临时占地需全部进行恢复，在农耕区域宜大部分恢复为农田并种植庄稼，少量的可改建为鱼塘和蓄水池。

对于在改扩建过程中形成的沿线河渠堵塞，应进行疏通处理，对在雨季可能在路基两侧形成滞洪的区域应进行技术处理，以保证沿线地区农田水利设施等安全畅通。

对于高速公路服务区，根据服务能力和人员的配备，应设置足够的污水处理设备，以保证足够的污水处理能力以及处理后的达标排放。

为了解决交通噪声对公路沿线村庄及学校的影响，在比较敏感区域需安装声屏障，还应尽量在公路两侧种植降噪林带，以达到良好的降噪效果。

5 结语

针对我国高速公路改扩建过程中出现亟待解决的关键性技术问题，包括新旧道路的拼接与衔接问题、交通组织与管理问题、环境保护和恢复问题等，提出高速公路改扩建的总体原则和基本方案，提出有效的解决思路和解决方法，对高速公路改扩建工程具有指导意义。

［1］ 李鹏亮，赫 白.高速公路改扩建经验探讨［J］.黑龙江交通科技，2009(6)：104.

［2］ 乐 艺.高速公路改扩建方案探讨［J］.交通标准化，2011 (15)：55-57.

［3］ 张荣博.高速公路改扩建工程的路基施工［J］.辽宁交通科技，2005(12)：17-18，73.

［4］ 高武德，杨丁华，吴 涛.关于高速公路改扩建路面拼接设计研究［J］.山西建筑，2006，32(15)：292-293.

［5］ 张丰焰，周 伟，王元庆.高速公路改扩建工程交通组织设计探讨［J］.公路，2006(1)：109-113.