盐城至洛阳高速公路宿城至泗洪段总体设计

龙凌宇

摘 要：总体设计是公路勘察设计的关键因素，是设计思想、理念的综合体现，总体设计思想贯穿于公路勘察设计的全过程，对项目的建设方案发挥重要的作用和影响。随着我国公路建设的快速发展和设计理念的不断提升，总体设计范围由高速公路、一级公路扩展到所有等级公路，总体设计的内容由强调工程专业间的协调，扩展到工程与社会环境的总体协调。结合盐城至洛阳高速公路宿城至泗洪段的项目特点，介绍本项目的总体设计原则、设计要点，为以后类似高速公路的设计提供了借鉴意义。

关键词：盐城至洛阳高速公路宿城至泗洪段;总体设计;设计要点

1 概述

盐城至洛阳高速公路宿城至泗洪段是《国家公路网规划（2013-2030年）》沈海高速公路（G15）的联络线—G1516盐洛高速的重要组成部分，同时也是《江苏省高速公路网规划（2017-2035年）》“十五射六纵十横”中“横四线”滨海至泗洪高速公路的重要组成部分。本项目对落实长三角区域一体化、“一带一路”等国家战略，推进淮河生态经济带建设，构建苏皖省际快速通道，完善国家高速公路网，助力成子湖片区扶贫开发，促进沿线区域经济社会发展具有重要作用。

路线起自宿迁市洋河新区仓集镇南与淮徐高速公路交叉处，路线向西南与268省道交叉，经宿城区跨越洪泽湖（宿城区）重要湿地后进入泗洪县，在界集和朱湖镇北跨越洪泽湖滞洪区（同时跨越徐洪河规划Ⅲ级航道），后继续向西在泗洪城区北跨越泗洪经济开发区，止于新扬高速与宿扬高速交叉处泗洪西枢纽。途径洋河新区仓集片区，宿城区屠园乡，泗洪县界集镇、朱湖镇、大楼街道、重岗街道。

项目路线全长38.181 km，设计速度120 km/h，全线采用27 m双向四车道平原微丘区高速公路标准，全线桥涵设计荷载采用公路—I级，设计洪水频率特大桥为300年一遇，其他桥涵和路基为100年一遇，路段所在区域设计基本地震加速度值分别为0.15g和0.2g，抗震设防烈度为7度和8度。

项目建设之初即以高标准、高定位开展设计工作，积极贯彻落实国务院新基建理念，认真组织研究落实交通运输部交通强国建设工作，坚持绿色交通理念，提出以“生态敏感区、滞洪区国家级高速公路长大桥绿色环保标杆示范工程”为目标，建成安全耐久、经济生态、绿色智慧型百年平安品质工程。

2 建设条件

项目位于徐淮黄泛冲积平原，地貌单元有岗地和岗间低泛平原两种。路线所经区域属于暖温带季风气候区，全境气候温和，四季分明，日照充足，雨量丰沛。年平均气温14.1℃。年平均降水量918.0 mm。沿线河流属淮河水系，河流、湖泊众多，水系枢纽是洪泽湖。项目区在地质构造上属于苏鲁断褶带与郯庐断裂带的交界部位，位于扬子断块与徐淮断块之间。区内断裂走向主要为北东、北北东向，晚新生代断块构造活动较为稳定。根据地质勘查，公路沿线工程地质性质以第四系及上第三系冲积、冲洪积的黏性土、砂土为主。

3 项目特点

（1）项目在国高网和省高网中的地位十分重要，建设意义重大，总体方案选择、线形指标选用及服务设施的设置具有前瞻性。

（2）项目穿越洪泽湖重要湿地（国家级生态红线）、徐洪河清水维护通道（省级生态管控区），设计时进行充分的生态选线，结合环评专题及批复要求，落实相应环保措施，在保证项目功能实现的基础上，做到与生态共存，实现生态交通的目标。

（3）项目穿越洪泽湖北岸滞洪区，路线选线以及纵段断面设计动态考虑水利建设对本项目的规模影响，路线选线时尽量少穿越滞洪区，结合洪评专题及批复要求，落实相应水利措施，保障泄洪不受影响，同时满足项目使用要求。

（4）项目路线终点穿越泗洪经济开发区，城市道路密集，路线落地困难，设计时综合考虑城市发展与高速公路的关系，减小高速公路对城市发展的影响，在该段落采用桥梁方式穿越。

（5）本项目主线有15座桥梁，总长度达到20.1 km，桥梁比达到52.6%，桥梁占比高，在设计阶段充分考虑桥梁的标准化、预制化和工厂化，对于特大桥充分考虑特殊气象条件下的应对措施和营运安全的保障措施。

（6）区域地震烈度高，沿线广泛分布膨胀土和液化土，设计时因地制宜根据地震安评结论采用合理的抗震措施，同时结合各路段的特殊性岩土的不同特点采用相应的地基处治方案。

4 总体设计方案

4.1 路线总体布置

本项目选线时，主要考虑水利、环保以及城镇规划相关因素：路线位于洪泽湖北岸，不可避免的经过洪泽湖滞洪区，应坚持水利选线的原则，同时项目不可避免的穿越了洪泽湖重要湿地（国家级生态保护红线），应坚持环保选线的原则，终点段穿越了泗洪经济开发区，应处理好城市发展与高速公路的关系。

在项目前期研究阶段，结合本项目功能定位和对水利和环保的影响，提出了南、北、中三个走廊方案，综合比选，采用了能够较好的兼顾项目功能发挥和对水利、环保的影响较小的中线走廊方案。

在中线走廊基础上，结合项目功能定位、与城镇规划关系，对水利、环保影响，又拟定了K、A、C共3个路线方案。经综合比选，方案C穿越了成子湖，方案A穿越滞洪区和洪泽湖湿地里程较长，最终推荐采用对水利、环保的影响最小，且对沿线乡镇带动作用最好的K线方案作为本项目的实施方案。

4.2 路线指标的总体运用

項目全线均位于平原区，路线在泗洪经济开发区利用规划预留线位穿越，其余段落除乡镇和中心村，村民房屋基本散布于田间地头，因此路线平面布设在避让集中居住区以减少拆迁的基础上，平面指标的采用有较大的空间，平面指标的高低对拆迁工作量和工程规模并不敏感。因此，本项目平曲线指标均采用了半径大于5 500 m的平曲线，满足公路不设超高最小半径的要求。

项目平面线形以曲线为主。设计路线全长38.181 km，共设置平曲线12个，曲线长占路线总长65%;最小平曲线半径5 500 m，最大平曲线半径7 000 m;平曲线最小偏角8°35′20″;最大直线长度3 203.207 m。

项目纵面指标根据计算行车速度和沿线地形而言，本项目纵面指标的采用应满足视觉所需要的最小竖曲线半径值，即：全段凹型竖曲线半径不小于12 000 m，凸型不小于20 000 m;最小竖曲线长度≥400 m;反向竖曲线之间直线长度≥100 m，同向竖曲线之间直线长度≥300 m，或采用竖曲线直接相接。互通范围内主线最大纵坡≤2%;凸型竖曲线半径不小于23 000 m，枢纽互通区域凸型不小于29 000 m。

同时注意全线平纵指标的均衡连续性，确保“平包竖”，以获得舒适的立体线形。本项目全线纵面设计最大纵坡为2.31%，最短坡长为375 m，纵坡变更次数平均为1.67次/km。凸型竖曲线最小半径为20 000 m，凹型竖曲线最小半径为12 000 m，竖曲线长度占路线总长度的66.08%。

4.3 路基总体设计

一般路基填筑方案采用省内较成熟的结构形式，根据交通量预测及计算结果，主线、定向、半定向匝道为重交通等级，匝道为中等交通，路床厚度均采用80 cm。填料为粘性土时，路床掺7%石灰处治，填料为粉土时，掺4%石灰+3%水泥处治;路基底部40 cm掺5%石灰处治，中部填料全掺4%石灰处治。一般路段清表15 cm后翻松25 cm掺5%石灰处理。填高H≤2.5 m的中等膨胀土路段，清表后超挖25 cm，再进行翻松25 cm掺5%石灰处理。路基压实度要求：路床压实度≥96%，上路堤≥94%，下路堤≥93%。

针对项目沿线广泛分布的砂土、膨胀土状况，设计过程中综合考虑相关因素，优选处治措施：对于砂土液化采用十字共振法进行处理，膨胀土路段根据填高、膨胀等级确定处理方案，对于填土高度≤2.5 m的中等膨胀土路段，原地面清表后超挖25 cm，之后进行翻松25 cm掺5%石灰处理。填料为弱膨胀土时，掺灰后消除膨胀性（要求处理后涨缩总率小于0.7%）后可用于路基填筑，中等膨胀土填料掺灰消除膨胀性后可用于路床以下路堤部分的填筑，禁止用于路床填筑。

项目强化生态、环保、绿色设计，有效减少硬质防护，在一般段落采用“边建边绿”秸秆纤维帘设计方案，填土高度H≤3 m路段，采用秸秆纤维帘方案;填土高度H>3 m路段，采用预制砼衬砌拱方案，拱圈内铺设秸秆纤维帘。互通区内部结合地形景观整治放缓边坡，采用喷播植草方案，不设硬质防护。

4.4 路面总体设计

路面设计根据本省已建项目情况，结合本项目沿线料场的情况以及路线方案进行精细化设计，综合确定路面结构类型如下：主线面层采用4 cmSMA-13S+6 cmSUP-20+8 cmSUP-25结构，所有匝道均采用三层沥青面层，定向、半定向匝道路面总厚度与主线一致，为72 cm，一般匝道基层厚度减薄2 cm，总厚度70 cm，被交路一、二级公路及支线上跨接线均采用与主线一致的SMA-13S+SUP结构。桥面铺装采用热喷SBS改性沥青+撒布碎石，桥面及搭板铺装前均采用真空抛丸技术处理，后期结合科研成果对方案进行优化。收费站过渡段根据后期最新成果进行调整，起点淮徐高速采用开挖台阶、铺设聚酯玻纤布等搭接形式，在新旧搭板连接处铺设聚酯玻纤布以减少裂缝。终点顺接宿扬高速，采用分段加铺方式过渡，抬高高度≤10 cm的路段，原地面铣刨4 cm后进行分层加铺。

4.5 桥梁总体设计

全线共设置桥梁39座，包括特大桥3座，大桥16座，中桥20座;其中主线桥梁15座，互通匝道桥23座（含拼宽桥梁3座），支线上跨桥1座，主线桥梁占比达到52.7%。根据本项目的特点，结合省内的成功经验，采用了以下设计方案：

①对于常规桥梁上部，一般采用预制装配式结构。其中跨径在20 m以下时，采用空心板;跨径大于20 m时，采用组合箱梁。对于空心板，单孔跨径一般不小于13 m，桥梁总长不超过150 m;对于组合箱梁桥，跨径结合经济跨径比选、洪评要求或跨越被交道的净空要求等综合确定，一联总长一般不超过150 m，一联总跨数按3～5孔控制;平面位于变宽段、小半径曲线或上跨有景观要求的道路的，桥梁上部结构一般采用现浇箱梁;跨越既有高速公路且平面位于曲线无法采用预制箱梁的，则桥梁上部结构采用钢箱梁;跨越徐洪河主桥，上部结构采用变截面波形钢腹板预应力砼连续箱梁，该桥型具有上部自重轻、抗震性能好、施工速度快等优点;对于拼宽桥梁，一般采用与老桥同跨径、同结构拼宽;下部结构，桥墩一般采用桩柱式圆形排架墩;桥台根据填高要求一般采用桩柱台或肋板台。因本项目桥梁采用了减隔震系统，桥墩尺寸均按常规设计，配筋根据抗震计算确定;为满足安全设施防护要求，本项目跨越高速公路或国省干道时，均采用中分带设置桥墩、两跨跨越被交道形式。其中中分带桥墩采用薄壁墩。

②在标准化设计方面，上部结构尽可能采用预制装配结构，主线桥梁预制装配结构占比90.8%。下部结构桥墩一般以圆柱排架墩为主，同跨径现浇梁与小箱梁采用同尺寸桩柱径，同一桥梁内桩柱径类型一般不超过两种。

③在耐久性设计方面，桥梁裂缝宽度限制按0.18 mm控制，优化了空心板梁支座统一使用氯丁板式橡胶支座，组合箱梁、现浇箱梁支座统一使用摩擦摆球钢支座，钢梁外露部分涂装材料按照长效型涂层体系设计，设计防腐年限20年。

④在抗震设计中，结合高烈度区桥梁抗震设计经验，对墩柱潛在塑性铰区域的箍筋进行加密至10 cm，同时在桩顶6 m范围内加密箍筋配置以提高桩基的抗震能力;桥墩主筋不得在潜在塑性铰区域进行连接;采取多种组合措施防止桥梁落梁，包括设置防落梁缆索、纵横向防震挡块，防震锚栓等;适当加强下部结构墩、台（含台背）尺寸和配筋，增强墩、台的抗震能力;按照规范要求适当增加盖梁顺桥向尺寸，并合理控制桥梁分联长度以保证梁端至盖梁边缘具有一定安全距离（搁置长度）;梁端至梁端、梁端至背墙间隙填充防震橡胶块或泡沫等其他弹性垫块;预制梁下部结构柱式墩墩高大于6 m设置桩顶系梁，墩高12 m以内设置一道柱间系梁;现浇梁下部结构柱式墩墩高大于6 m设置桩顶系梁及柱顶系梁。

⑤对于跨徐洪河大桥，根据航道、水利相关要求，主桥跨径采用85+138+85 m上跨徐洪河航道及两侧堤身，主桥上部结构采用变截面波形钢腹板预应力砼连续箱梁，变截面波形钢腹板预应力砼连续箱梁相较变截面预应力混凝土连续箱自重较轻，抗震性更好。主桥下部结构采用空心墩及群桩基础，主桥上部采用挂篮悬臂浇筑法施工。引桥上部结构除斜转正联采用PC现浇箱梁外，其余联均采用30 m标准跨径装配式PC连续箱梁，下部采用桩柱式排架墩，桥台采用肋板台，基础采用钻孔灌注桩基础。中支点处箱梁中心高度8.3 m，跨中箱梁中心梁高4.2 m，梁高以二次抛物线变化。主桥采用挂篮悬臂浇筑法施工，共划分为15对悬浇节段，其中1～7#节段长3.2 m，8～15#节段长4.8 m。

⑥主桥施工前，将桥位处上下游50 m范围南水北调规划断面实施到位，主墩施工采用钢箱围堰，钻孔桩施工时应注意泥浆使用，勿污染水体，钢箱围堰施工前，应有专项施工方案，上部结构采用自承式异步浇筑工艺施工，缩短施工工期。与传统的悬臂施工工艺不同，异步法采用波形钢腹板作为挂篮主承重梁，在波腹板上安装吊挂式挂篮，将同一节段的顶底板异步浇筑。n-1顶板、n底板、n+1波腹板三个工作面分开施工。

4.6 互通立交总体设计

在互通总体设计中，要充分考虑互通立交的布设，要注意互通立交间应满足最大与最小间距要求，互通区主线平纵面技术指标要满足互通立交设置要求，在设计中不仅要求互通立交满足其交通功能，同时也要考虑工程造价以及与环境 的协调性。本项目共设置一座枢纽互通立交、三座喇叭形互通立交，互通平均间距为9.4 km，其分布满足沿线地方使用需求;其中仓集枢纽互通立交通过交通流分析，进行了迂回型T型枢纽方案与喇叭型枢纽方案的比选，并经充分的技术、经济以及社会影响等多方面的论证，最终采取了T型枢纽方案;其余屠园、界集、泗洪北三座出入互通均采用了单喇叭互通。

4.7 沿线设施的总体布局与设计

本项目设置服务区一处，即界集服务区，服务区的布局过程中充分考虑周边服务区的布局，最大距离不超过60 km，同时考虑沿线社会经济状况，靠近沿线城镇界集布置，便于服务区的物资采购与运输;同时服务区设计中注意了与洪泽湖景观的协调及服务区自身的景观设计，为到服务区停留的人员提供良好的休息环境，也为当地旅游资源起到宣传作用。

4.8 环境保护与景观的总体设计

环境保护与景观设计采用“人本”的设计理念;以保护沿线生活环境和自然环境，提供和谐的公路景觀为指导思想，以“舒适醉人、细腻温馨、低碳智能”为目标，使景观绿化与自然环境和谐相融，体现地域自然和人文环境特色，采用生态防护，树种选择体现“彩色化、效益化、珍贵化”的要求，突出特色和亮点，充分了解当地文化特色，并且运用到设计中去，植物的设置做到因地制宜，品种尽量选用当地特色树种。采用现代的生态设计理念，结合地域的文化、自然风貌，营造略微差异化的乡土公路景观，避免公路绿化过度城市化、高档化的倾向，降低投资。

环境保护设计在跨越徐洪河清水通道维护区和洪泽湖（宿城区）重要湿地设置桥面径流收集系统，由排水管收集后排入隔油沉淀池，雨水经隔油、沉淀处理后排入地方沟渠;事故废水排入事故池，严禁事故废水直接排入敏感水体，并对以上桥梁设置防撞护栏，同时设置敏感水体警示标志;在声环境设计方面，临近村镇民房段落将采用声屏障、隔声窗等措施。

5 结语

盐城至洛阳高速公路宿城至泗洪段现已全面开工建设，回顾整个设计过程，总体设计对于高速公路具有十分重要的意义，项目的成功必须是在全面、深刻的分析项目特点的基础上，制定因地制宜，适合项目本身的总体设计原则，处理好公路与自然及社会的融合，把握好公路自身路线、路基、路面、桥涵、沿线设施、环境景观等专业的设计要点。本项目的总体设计从目前来看比较好的解决了上述问题，后期需要全线通车运营后进一步检验。

参考文献：

[1]部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）[S].

[2]部颁《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）[S].

[3]部颁《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21-2014）[S].

[4]部颁《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）[S].

[5]部颁《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）[S].

[6]部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）[S].

[7]部颁《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）[S].

[8]公路通行能力手册[S].

[9]苏交科集团股份有限公司，盐城至洛阳高速公路宿城至泗洪段工可及勘察设计文件.