多车道高速公路改扩建项目路基断面组成方法

宋 亮

（1Ʊ长安大学公路学院，陕西西安 710064；2Ʊ新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐 830006）

多车道高速公路改扩建项目路基断面组成方法

宋 亮1，2

（1Ʊ长安大学公路学院，陕西西安 710064；2Ʊ新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐 830006）

以连霍高速（G30）新疆境内小草湖至乌鲁木齐段改扩建工程为例，从规范运用、运营安全、借鉴类似项目及工程规模等方面，对多车道高速公路断面各组成部分的宽度进行了分析与论证。具体项目横断面形式选择为：八车道及以上高速公路整体式路基可不设置左侧硬路肩；八车道及以上高速公路分离式路基，结合地形及救援条件，可论证选择左侧硬路肩宽度。经论证，在保证安全的前提下，改扩建项目路基断面中各组成部分宽度可采用规范的最小值。

道路工程；断面组成；分离式路基；多车道公路

0 引 言

随着中国经济快速发展，交通量持续增长，早期建设的高速公路在通行能力、服务水平、运营安全等方面日趋不足，越来越多的地区存在着高速公路改扩建的强烈需求［1⁃4］。近年来，国内发达省区针对高速公路改扩建工程已有一些探索和实践，取得了一些技术成果和工程经验，但未形成系统性、有针对性的技术标准体系［5⁃7］，以住高速公路改扩建项目往往是八车道以下高速公路，而八车道以上的多车道高速公路项目实践相对较少。

路基宽度作为公路工程技术标准的主要控制指标之一［8⁃10］，不仅决定公路工程的运营速度、技术等级、建设规模，还影响着道路运营安全、通行能力和服务水平［11⁃12］。如何结合项目特点，最大化的利用既有工程，保证运营安全，合理确定路基断面组成，是高速公路改扩建项目及多车道高速公路建设项目中必须解决的关键性技术问题。本文以连霍高速（G30）新疆境内小草湖至乌鲁木齐段改扩建工程为例，根据项目交通量、交通组成、沿线地形、工程规模等建设和通行条件综合考虑，从规范运用、运营安全、借鉴类似项目及工程规模方面对多车道高速公路断面各组成部分宽度进行分析论证。

1 路基宽度布设思路

路基宽度布设首先应满足现行规范要求。《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）（简称《标准》）规定了车道宽度、路肩宽度等断面组成标准值，取消了路基总宽度指标值。对于各断面组成，除车道宽度及土路肩给予了明确规定外，硬路肩宽度可根据公路功能及车型组成，经论证后采用“最小值”，另外《标准》规定“八车道及以上高速公路宜设置左侧硬路肩，其宽度不应小于2．5 m。”同时，条文说明中也指出“目前已建成的八车道高速公路均未设置左侧硬路肩。”这给多车道高速公路路基宽度布设留下了较大的论证空间。

2 路基宽度布设方案

2．1 项目概况

连霍高速（G30）新疆境内小草湖至乌鲁木齐段改扩建工程，是国家高速公路网中连云港―霍尔果斯高速公路及新疆交通运输“五横七纵”规划中第一横的重要组成部分，不仅担负着东联西出的桥头堡作用，还承载着新疆境内最大的干线交通需求任务。作为新疆第1条高速公路改扩建项目，同时也是第1条八车道高速公路建设项目，起点位于吐鲁番小草湖以东约2 km处，与吐鲁番至小草湖高速公路项目相接，由小草湖穿越后沟后，经达坂城、盐湖化、柴窝堡，终点在乌拉泊以西接乌鲁木齐绕城高速公路，路线全长122．9 km。

2．2 建设方案

本项目小草湖至后沟南口段（9．8 km）沿既有G30改建，采用八车道高速公路，整体式路基，设计速度为120 km·h－1；后沟山岭区段（26Ʊ21 km）采用八车道高速公路，分离式路基，下行线改建利用既有G30，上行线新建，设计速度为100 km·h－1；后沟北口至柴窝堡段（41Ʊ477 km）沿既有G30改建，采用八车道高速公路，整体式路基，设计速度为120 km·h－1；柴窝堡至乌鲁木齐段（45．413 km）新建，采用六车道高速公路，整体式路基，设计速度为120 km·h－1。

2．3 后沟段既有G30状况

后沟段既有G30高速公路长25Ʊ305 km，于1998年正式通车，按《公路工程技术标准》（JTJ 01—88）标准建设，整体式路基，双向四车道，设计速度为80 km·h－1。

对既有道路检测发现，本段既有道路路基状况稳定，已形成多样、完整、有效的防护排水体系；路面破损严重，但强度较高；桥涵总体使用状况良好，孔径合适，过洪能力满足要求，但结构刚度小、荷载等级和抗震措施偏低，见表1～5。

表1 既有道路路基断面组成m

表2 既有路基损坏状况（SCI）评定结果

表3 既有路面损坏状况（PCI）评定结果

表4 既有路面结构强度（PSSI）评定结果

表5 既有桥涵评定结果

2．4 路基宽度布设方案论证

2．4．1 规范执行

《标准》中对于路肩设置及宽度的规定为：设计速度为100 km·h－1的高速公路，右侧硬路肩宽度一般为3Ʊ0 m；高速公路和作为干线的一级公路以通行小客车为主时，右侧硬路肩可为2Ʊ5 m。八车道级以上高速公路宜设置左侧硬路肩，其宽度不应小于2．5 m；高速公路和作为干线的一级公路右侧硬路肩宽度小于2．5 m时，应设置紧急停车带。

《标准》以功能主导横断面组成及指标的理念取消了路基总宽度指标值，但《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）对路基宽度要求为：对设计速度为120 km·h－1的八车道整体式路基宽度一般为42 m、最小值为40 m，均考虑设置左侧硬路肩；对于高速公路、一级公路，八车道分离式路基宽为22 m。按照规范规定理解，八车道整体式路基可设置左侧硬路肩，八车道分离式路基应设置具有应急车道功能的左侧硬路肩。

从规范相关规定考虑，本项目平原区整体式路基路段，行车道宽度采用3．75 m，中间带宽度采用4．5m，右侧硬路肩采用3．0 m，不设置左侧硬路肩，土路肩采用0．75 m，八车道整体式路基宽度为42 m，六车道整体式路基宽度为34Ʊ5 m。后沟山岭区分离式路基路段新建的一幅行车道宽3Ʊ75 m，右侧硬路肩宽3Ʊ0 m，土路肩宽0Ʊ75 m，左侧硬路肩宽度采用具有应急车道功能的2Ʊ5 m，相应路基宽度为22 m，或左侧硬路肩宽度采用具有路面侧向支撑及控制速度的1．0 m，相应路基宽度为20．5 m。利用既有G30改建一幅，既有道路宽度为21Ʊ5 m，如左侧硬路肩宽度采用具有路面侧向支撑及控制速度的1．0 m，相应路基宽度为20Ʊ5 m，则既有路基宽度大于改建后的路基宽度；如左侧硬路肩宽度采用具有应急车道功能的2．5 m，相应路基宽度为22 m，则既有路基宽度小于改建后的路基宽度。按照规范中“干线的一级公路以通行小客车为主时，右侧硬路肩宽度可采用2Ʊ5 m”的规定，可考虑右侧硬路肩宽2Ʊ5 m，路基宽21Ʊ5 m，与既有路基宽度一致；或按照“八车道及以上公路在内侧车道（内侧第1、2车道）仅限小客车通行时，其车道宽度可采用3．5 m”的规定，可考虑内侧第1、2车道宽度采用3Ʊ5 m，路基宽度为21．5 m，与既有路基宽度一致。

2．4．2 运营安全

本项目存在2种路基断面组成，平原区路段采用整体式路基，右侧硬路肩为3Ʊ0 m，遇到紧急情况时右侧硬路肩可作为应急通道。当应急通道阻塞无法救援时，对向车道可作为应急通道实施救援，故左侧考虑可不设置硬路肩。

后沟山岭区路段上行线与下行线沿白杨河两岸布设，如图1所示，26 km长度分离式路段虽然设置了2处连接道，但发生紧急情况时上行线与下行线之间相互救援不便，当应急通道阻塞时，基本无法利用对向道路实施救援。从运营安全方面考虑，本段应设置左侧硬路肩，增加一条应急通道，以保证运营安全。故后沟分离式路基段新建下行线路基宽度采用22 m，利用既有G30改建上行线应设置左侧硬路肩。

图1 后沟段路线平面图（部分）

2．4．3 充分利用既有道路

本项目后沟段分离式路基上行线改建既有G30，目前既有G30路基断面为21Ʊ5 m，采用双向路拱，从充分利用既有道路方面考虑，上行线维持既有路基宽度为21Ʊ5 m进行横断面布设，左、右侧硬路肩均采用2Ʊ5 m（满足规范规定最小值）；内侧第1、2车道宽度为3．5 m。

2．4．4 参考近期类似项目

参考项目区类似项目G3012喀什（疏勒）—叶城—墨玉高速公路二期工程，也是一条高速公路扩建项目。根据该项目交通运输部可行性研究报告的审查意见及新疆发展和改革委员会对工程可行性研究报告的批复“全幅新建段和利用现有公路做一幅、新建另一幅段设计速度均采用120 km·h－1，整体式路基宽度采用26 m，分离式路基新建一幅的路基宽度采用13．25 m、利用一幅的路基宽度维持13 m”，该项目在改扩建时考虑最大限度的利用既有工程，利用一幅的路基宽度维持13 m，在满足左侧硬路肩最小值后，压缩右侧硬路肩宽度；新建的一幅按照新标准建设，具体参数见表6。

表6 G3012喀叶墨高速路基断面组成m

2．4．5 工程规模

后沟段分离式路基上行线除去隧道后长20Ʊ107 km，左侧硬路肩宽采用具有应急车道功能的2Ʊ5 m与采用具有路面侧向支撑及控制速度的1Ʊ0 m，其相应路基宽度分别为22 m和20Ʊ5 m。2种路基宽度在路基防护工程方面相差不大；路面及土石方数量由于宽度差别，存在一定差异；桥梁方面桥梁数量及孔径无差别，上部结构相差一片梁板，下部结构盖梁及桥台宽度存在1．5 m差异。

对后沟段路基宽度采用22 m或20．5 m进行同等深度比选，结果见表7。路基宽度为22 m较20Ʊ5 m建安费增加3 377万，平均增加168万元·km－1；本项目建安费总额727 842万元，增加的建安费总额占项目建安费总额的0．46%。2．5 分离式路基宽度布设方案

表7 主要工程规模比较

从规范符合性、运营安全、充分利用既有道路、工程规模等方面综合考虑，并参考近期类似项目，本项目八车道整体式路基宽度为42 m，六车道整体式路基宽度为34Ʊ5 m，分离式路基新建一幅上行线路基宽度为22 m，利用既有G30改建一幅下行线路基宽度为21．5 m，见表8。

表8 路基断面组成m

利用既有G30改建一幅下行线路基宽度采用21．5 m，与标准断面相差0．5 m，一是可考虑右侧硬路肩采用2．5 m，二是可考虑内侧第1、2车道宽度采用3．5 m，以此调整路基宽度。按照交通量预测（表9），本路段行驶车辆以货车为主，应考虑内侧第1、2车道行驶货车，另外既有G30后沟段已设置紧急停车带，本次改建可加以利用，故本项目利用既有G30改建一幅下行线右侧硬路肩采用2．5 m，路基宽度采用21．5 m，并设置8处紧急停车带。

表9 本项目特征年车型比例预测结果

3 结 语

（1）在具体项目横断面形式选择时首先应满足现行规范要求，保证运营安全。

（2）在左侧硬路肩宽度选择时，具有路面侧向支撑及控制速度的硬路肩宽度（1Ʊ0 m）与具有应急车道功能左侧硬路肩宽度（2Ʊ5 m）的工程规模相差不大。

（3）八车道及以上高速公路整体式路基可不设置左侧硬路肩。

（4）八车道及以上高速公路为分离式路基，在地形条件相对较好，救援方便的路段，经论证可采用具有路面侧向支撑及控制速度的左侧硬路肩宽度（1Ʊ0 m）。

（5）八车道及以上高速公路为分离式路基，在地形受限，救援困难的路段，应采用具有应急车道功能左侧硬路肩宽度（2．5 m）。

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［责任编辑：杜敏浩］

Composition Scheme of Subgrade Section of Multi⁃lane Expressway Renovation and Expansion Project

SONG Liang1，2
（1．School of Highway，Changƴan University，Xiƴan 710064，Shaanxi，China；2．Xinjiang Transportation Planning Surveying and Design Institute，Urumqi 830006，Xinjiang，China）

Based on the renovation and expansion projectof the Xiaocao Lake⁃Urumqisection in Xinjiang of the Lianhuo Expressway（G30），the width of each part in the subgrade section of the multi⁃lane expressway was analyzed and demonstrated from the aspects of the specifications，operational safety，reference to similar projects and project scale．The cross⁃sectional forms should be chosen as follow：for expressway with eightlanes or more and integral subgrade，the setting ofthe left side ofthe hard shoulder is spared；for expressway with eight lanes or more and separated subgrade，the width of the left side of the hard shoulder should be chosen by considering the terrain and rescue conditions．According to the demonstration，under the premise of ensuring safety，the width of each part in the subgrade section of the renovation and expansion project can adopt the minimum value from the specification．

road engineering；composition of section；separated subgrade；multi⁃lane highway

U418．8

B

1000⁃033X（2017）08⁃0053⁃04

2017⁃02⁃12

交通运输部建设科技项目（2013 318 J08 220）

宋 亮（1980⁃），男，新疆乌鲁木齐人，高级工程师，博士研究生，研究方向为公路勘察设计及科研工作。