徐 梅，鄭 杰

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

0 前言

我國(guó)的高速公路從無(wú)到有，從緩慢增長(zhǎng)到迅猛發(fā)展。近些年來(lái)，為擴(kuò)大內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，加大了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，高速公路的以每年2000 km的速度高速增長(zhǎng)，到目前我國(guó)的高速公路通車(chē)?yán)锍桃堰_(dá)7.4萬(wàn)km。但由于早期的高速公路建設(shè)時(shí)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不夠完善，施工工藝和管理經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)落后，等級(jí)規(guī)模定位相對(duì)保守。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，道路交通量不斷提高，汽車(chē)載重日益重型化，早起的高速公路服務(wù)水平逐年下降，路基路面的損壞日趨嚴(yán)重，已影響道路的正常使用，制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的改擴(kuò)建已是擺在各省市公路建設(shè)部門(mén)面前的重大課題。

高速公路改擴(kuò)建近幾年剛剛興起，拓寬技術(shù)還處于起步階段，從設(shè)計(jì)、施工，到相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)都不完善，從業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)也有所欠缺，大多的建設(shè)者都處于摸索、研究、總結(jié)的階段。本文通過(guò)對(duì)滬寧高速公路拓寬改建工程在設(shè)計(jì)中碰到的難點(diǎn)和問(wèn)題，以及針對(duì)這些難點(diǎn)問(wèn)題所采取的合理、科學(xué)的解決方法，為今后高速公路拓寬改建工程設(shè)計(jì)提供參考。

我國(guó)高速公路主要分布在我國(guó)東、中部及沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，高速公路中絕大多數(shù)為雙向4車(chē)道。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，物流產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)，4車(chē)道高速公路顯然無(wú)法滿(mǎn)足這種日益增長(zhǎng)的交通需求。高速公路擴(kuò)建、擴(kuò)容問(wèn)題逐漸突出，滬寧高速公路是南京—上海間最便捷的汽車(chē)運(yùn)輸通道之一，為了適應(yīng)長(zhǎng)三角地區(qū)城際公路交通一體化進(jìn)程和滿(mǎn)足上海發(fā)展市域交通需求，江蘇省和上海市先后對(duì)滬寧高速公路進(jìn)行了擴(kuò)容改建。

下文通過(guò)滬寧高速公路上海段改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中遇到的一些難點(diǎn)，分析、闡述了高速公路改擴(kuò)建的一些關(guān)鍵技術(shù)。主要分為以下幾個(gè)方面。

1 拓寬形式的選擇

道路的擴(kuò)容方式一般有在既有道路周邊新建或加寬兩種（也稱(chēng)之為擴(kuò)容與擴(kuò)建），這兩種方式中又自派生出了不同的擴(kuò)建形式，每種形式中還有不同的具體擴(kuò)建方案。新建的方案有：在沿既有道路一側(cè)開(kāi)辟新線；在既有道路兩側(cè)分離定點(diǎn)直通專(zhuān)線道。加寬方案有:兩側(cè)拼接加寬或單側(cè)拼接加寬等。

如何選擇改擴(kuò)建方案，不僅要及時(shí)地掌握道路病害的發(fā)生程度和發(fā)展?fàn)顟B(tài)，還要正確選擇適當(dāng)?shù)母慕ǚ桨?。影響擴(kuò)建方式選擇的主要因素有：路網(wǎng)總體規(guī)劃和布局；交通的適應(yīng)性；建設(shè)投資費(fèi)用；綜合運(yùn)輸體系；周邊用地條件；環(huán)境狀況、地質(zhì)條件及路網(wǎng)的管線布局等。這不僅僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，還需要從管理、投資、社會(huì)影響等各方面進(jìn)行綜合考慮，權(quán)衡利弊后做出最適合的決策。

滬寧高速公路根據(jù)交通需求特點(diǎn)、既有道路現(xiàn)狀情況、工期的要求、施工的技術(shù)設(shè)備條件等，論證確定拓寬道路的斷面形式及布置，最終選擇了“兩側(cè)拼接為主、局部?jī)蓚?cè)分離”的擴(kuò)建形式（見(jiàn)圖1）。除因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)和建設(shè)條件限制采取了主線局部分離形式，其余路段基本采用兩側(cè)拼接的擴(kuò)建方式。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）平面線位走向、縱斷面面均以老路為基準(zhǔn)，占用土地少，可充分利用既有道路兩側(cè)已征用的土地，減少投資。

（2）原來(lái)的雙向4車(chē)道斷面直接拼寬成雙向8車(chē)道后，顯著的提高了斷面的通行能力。

（3）在整體式的道路上形式符合駕駛習(xí)慣，駕駛的視野很開(kāi)闊，有利于緩解局部路段的交通瓶頸，不易產(chǎn)生整條高速公路無(wú)法運(yùn)行的狀況。

2 施工期間的交通組織

由于滬寧高速公路作為互通密集的主干線高速公路，地處特殊的黃金地段，拓寬改建過(guò)程中要求正常運(yùn)營(yíng)，所以維持道路擴(kuò)建期間老路的交通通行是改建進(jìn)行的關(guān)鍵，也是難點(diǎn)。

滬寧高速主要承擔(dān)過(guò)境交通，其交通功能上體現(xiàn)“通道性”，其封閉施工對(duì)交通的影響與城市道路不同，將直接影響區(qū)域間的空間可達(dá)性。受路網(wǎng)密度等因素影響，施工期間很難采取強(qiáng)制路網(wǎng)分流措施。拓寬改建過(guò)程一方面對(duì)相關(guān)的匝道進(jìn)行封面，影響了與周邊道路和其他相關(guān)高速公路的可達(dá)性和連通性，另外，施工必然會(huì)導(dǎo)致既有高速公路的通行能力降低。如何維持和保障滬寧高速公路原有的服務(wù)水平及其與周邊道路的可達(dá)性和連通性，如何通過(guò)交通組織降低滬寧高速公路施工對(duì)周邊道路、地區(qū)的交通影響是設(shè)計(jì)單位、施工單位及管理部門(mén)共同的課題。

在滬寧高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵循以下幾點(diǎn)原則：誘導(dǎo)和控制相結(jié)合；多渠道分流,確保施工期間交通正常運(yùn)行；合理控制對(duì)周邊道路的影響。

施工期間的交通組織內(nèi)容及方案：期間的交通組織方案分階段主線交通組織方案、路網(wǎng)交通組織方案、路網(wǎng)信息發(fā)布方案、交通組織方案評(píng)估及應(yīng)急預(yù)案等幾方面（見(jiàn)圖2）。

圖2 應(yīng)急預(yù)案示意圖

根據(jù)以上原則，滬寧拓寬期間保通設(shè)計(jì)方案采用以下幾條措施：

（1）滬寧高速公路在施工期間始終維持雙向4車(chē)道或以上，在局部道路線形較差的路段，強(qiáng)調(diào)交通安全，通過(guò)設(shè)置限速標(biāo)志、警告指示標(biāo)志、防眩版、輪廓表等設(shè)施來(lái)改善交通安全。

（2）路網(wǎng)交通組織與交通誘導(dǎo)，主要考慮滬寧高速公路施工帶來(lái)的連通性和可達(dá)性問(wèn)題，分別從高速公路網(wǎng)和地面干道線網(wǎng)來(lái)予以解決。曹安公路、金沙江西路、博園路及紀(jì)鶴公路等道路走向基本平行于滬寧高速公路，在滬寧高速公路南北兩側(cè)各形成一條高速公路分流路徑，解決了連通性問(wèn)題。同時(shí)這些道路與高速公路和周邊地區(qū)出入口銜接也很便捷，是滬寧高速公路施工期間較好的分流道路。

（3）擴(kuò)大信息的發(fā)布面，均衡路網(wǎng)交通負(fù)荷。一方面通過(guò)情報(bào)版等方式進(jìn)行信息發(fā)布誘導(dǎo)，提前分流交通，減輕交通壓力；另一方面，若道路交通量已經(jīng)飽和，處于較為擁堵?tīng)顟B(tài)，可視情況采用一些強(qiáng)制措施使部分車(chē)輛改道行駛，避免更擁堵的情況產(chǎn)生。

在維持原路運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行改擴(kuò)建是未來(lái)擴(kuò)建工程的必然選擇。在實(shí)施操作過(guò)程中還需要從以下幾個(gè)方面予以改進(jìn)和加強(qiáng)：交通安全方面問(wèn)題；與周邊干線交通的施工組織計(jì)劃協(xié)調(diào)問(wèn)題；車(chē)輛救援方面的問(wèn)題；臨時(shí)性標(biāo)線的設(shè)置等等都是在高速公路改建工程中困擾建設(shè)者們的難題。

3 老路路基路面病害的整治

經(jīng)過(guò)多年的重荷載、大流量的交通運(yùn)營(yíng)，高速公路的路面和路基都存在著或多或少的病害，如何在拓寬過(guò)程中消除和治理這些病害，也是一大課題。

高速公路病害有車(chē)轍、裂縫、松散坑槽、泛油、麻面等。造成高速公路病害的原因主要有：軟弱地基路段預(yù)壓時(shí)間不夠，工后沉降過(guò)大，路基壓實(shí)度不夠，地基處理不當(dāng)，構(gòu)造物兩端填土壓實(shí)度不夠；雨水的侵蝕；施工工藝水平低；瀝青面層采用的材料及施工工藝不適合；瀝青混合料級(jí)配不佳；車(chē)輛大型化和嚴(yán)重超載現(xiàn)象造成高速公路破損。

高速公路拓寬設(shè)計(jì)之前需要全線測(cè)量、勘察，掌握道路病害的發(fā)生范圍、程度和發(fā)展?fàn)顟B(tài)并且掌握原有路基的填料性質(zhì)、原有路基邊坡形式、地質(zhì)狀況、穩(wěn)定狀態(tài)和現(xiàn)狀路堤的排水設(shè)施，排查分析造成這些路基路面病害的主要原因，采取適宜的路基改善措施。

經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，若老路病害是路面病害。面層問(wèn)題通過(guò)老路銑刨加罩彌補(bǔ)。路面基層問(wèn)題可以開(kāi)挖后，水泥灌漿壓實(shí)，再鋪筑瀝青修復(fù)。

若老路病害是路基問(wèn)題造成的，應(yīng)對(duì)既有路基進(jìn)行調(diào)查，包括路基強(qiáng)度、壓實(shí)度，路基沉降是否穩(wěn)定等；對(duì)于路基強(qiáng)度、壓實(shí)度不能滿(mǎn)足要求，宜挖除重新填筑，或采用注漿等方法。若是沉降未穩(wěn)定產(chǎn)生的，應(yīng)推算地基殘余沉降，計(jì)算殘余沉降大于15 cm以上的路段，應(yīng)考慮對(duì)地基進(jìn)行處理。

4 新老路基之間裂縫的處理

對(duì)于拼接道路，最容易出現(xiàn)的病害是新老路結(jié)合部縱向開(kāi)裂，新老路基結(jié)合處的處治也是工程的難點(diǎn)。

滬寧高速公路全線有軟基路段、挖方路段、高填路段等不同路基條件和形式，路基填料也各異，擴(kuò)建工程在路基設(shè)計(jì)中首先需要解決的是路基拼接技術(shù)問(wèn)題（見(jiàn)圖3）。

為了使拓寬路基與原公路路基之間保持良好的銜接，在不影響既有路基的穩(wěn)定前提下，對(duì)拓寬部分采取合適的地基處理方式和路基填筑方案，將差異沉降控制在合理范圍內(nèi)。若處理不當(dāng)，一方面，易對(duì)已趨于穩(wěn)定的老路路基產(chǎn)生附加沉降，導(dǎo)致老路路面的開(kāi)裂；另一方面，易在新老路基間產(chǎn)生縱向開(kāi)裂，出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形，影響車(chē)輛安全運(yùn)營(yíng)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考了許多技術(shù)文獻(xiàn)并進(jìn)行了各項(xiàng)專(zhuān)題技術(shù)研究，提出了路基拼接設(shè)計(jì)的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)沉降控制指標(biāo)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的地基處理方案和填筑方案，新老路基銜接則采用了“臺(tái)階開(kāi)挖＋土工隔柵加固連接”的技術(shù)，同時(shí)提出了施工工藝技術(shù)要求及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，基本解決了新老路基的差異沉降及附加沉降問(wèn)題。

“臺(tái)階開(kāi)挖＋土工隔柵加固連接”的具體技術(shù)方案是：先開(kāi)挖臺(tái)階，在既有路基邊坡上開(kāi)挖臺(tái)階前必須進(jìn)行清坡處理，清坡厚度大于30 cm，確保既有坡面防護(hù)植被的根系被清除。臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制臺(tái)階開(kāi)挖高度和施工工藝，一般路段第一級(jí)臺(tái)階開(kāi)挖尺寸為150 cm×100 cm，以上各級(jí)臺(tái)階開(kāi)挖為100 cm×67 cm。臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)按自下而上的順序開(kāi)挖，開(kāi)挖一階及時(shí)填筑一階拓寬路基，并分層碾壓至滿(mǎn)足路基壓實(shí)度要求。為增強(qiáng)新老路基之間的聯(lián)接，保證新老路基拼接部的土基強(qiáng)度，在沉降差異最明顯的路基基底和拉應(yīng)力最大的路床、路面拼接部位鋪設(shè)一定數(shù)量的土工格柵。

5 軟土路基處理

滬寧高速公路沿線軟土地帶分布廣，軟基處理技術(shù)的選擇直接決定了高速公路改拓建成功與否，直接關(guān)系到施工完成后運(yùn)營(yíng)的效果，直接關(guān)系到道路養(yǎng)護(hù)成本。

滬寧高速公路拓寬設(shè)計(jì)中，在軟土路段全部采用了復(fù)合地基處理。在上海地區(qū)首次提出了采用PHC管樁、高壓旋噴樁進(jìn)行復(fù)合地基處理。

軟土地基處理設(shè)計(jì)方案為：根據(jù)地質(zhì)條件和填土高度，預(yù)應(yīng)力管樁樁位在平面呈矩形布置，樁間距2.5～3.0 m，樁長(zhǎng)28.0～34.0 m。管樁采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁PHC（AB型），混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C80，直徑為400 mm，壁厚80 mm。設(shè)計(jì)單樁承載力不小于840 kN，復(fù)合地基承載力不小于170 kPa。

根據(jù)滬寧高速公路拓寬通車(chē)3 a來(lái)多來(lái)的運(yùn)營(yíng)狀況，實(shí)踐證明這樣的綜合處治方案是成功的，讓開(kāi)車(chē)人充分享受著“高速、平穩(wěn)”的舒適感。

6 橋梁拼接技術(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)拼接段，應(yīng)高度重視新老橋基礎(chǔ)的差異沉降，橋梁縱縫拼接、局部老橋的拆除等也是橋梁專(zhuān)業(yè)碰到的難題。

對(duì)新建橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)，合理布置縱縫，避免拓寬車(chē)道的車(chē)輛輪跡線和縱縫橫向距離過(guò)近而影響車(chē)輛行駛安全。滬寧高速公路擴(kuò)建工程中橋梁上部結(jié)構(gòu)以板式結(jié)構(gòu)、組合工字梁及T梁結(jié)構(gòu)、箱梁結(jié)構(gòu)為主，根據(jù)橋梁拼接技術(shù)專(zhuān)題研究成果，主線橋梁采取上部構(gòu)造相互連接、下部構(gòu)造不連接的方式進(jìn)行拼接，并采取了以下措施：

（1）一般情況下采取同跨徑、同結(jié)構(gòu)進(jìn)行加寬拼接。

圖3 新老路基拼接示意圖（單位：m）

（2）為提高拼接處構(gòu)造的可靠性，設(shè)計(jì)在連接縫處加強(qiáng)配筋，并廣泛采用植筋技術(shù)。

（3）采取增加樁長(zhǎng)，預(yù)壓新建結(jié)構(gòu)，延遲接縫澆注時(shí)間等措施控制新建橋梁的基礎(chǔ)沉降。

7 道路排水

水是危害公路的主要自然因素。對(duì)于改拓建工程，原有的排水系統(tǒng)都遭到不同程度的破壞，改拓建過(guò)程中，不但要盡可能地利用原有的道路排水設(shè)施，還要提高道路的整體使用性能。

為了防止水對(duì)路基，瀝青路面的破壞，使?jié)B入路面表面水減少到最小程度，排除進(jìn)入路面內(nèi)部的水分，設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)由中央分隔帶排水、路面表面排水、路面內(nèi)部排水和公路兩側(cè)邊溝排水四個(gè)系統(tǒng)組成。

7.1 中央分隔帶排水

由于滬寧高速公路基本采用兩側(cè)拼接拓寬的形式，中央分隔帶排水原則上利用既有排水設(shè)施，基本不作改建；局部排水設(shè)施損壞的路段考慮中央分隔帶鋪面封閉硬化處理。

非超高路段：該項(xiàng)設(shè)計(jì)只對(duì)中央分隔帶的橫向出盲溝采用接長(zhǎng)至護(hù)坡以外即可。接長(zhǎng)盲溝采用5 cm黃砂＋25 cm碎石＋土工布的布置。

超高路段段：對(duì)于原中央分隔帶的橫向排水管能滿(mǎn)足路基拓寬后的排水要求的，只需接長(zhǎng)橫向排水管即可；對(duì)于原中央分隔帶的橫向排水管不能滿(mǎn)足路基拓寬后的排水要求的，在中央分隔帶邊緣增設(shè)集水井和橫向排水管。

7.2 路面表面排水

路面排水沿橫披至土路肩，采用坡面漫流。

7.3 路面內(nèi)部排水

在基層頂面采用稀漿封層，同時(shí)沿路面外側(cè)邊緣設(shè)置縱向集水溝，溝內(nèi)放Φ8軟式透水管，間隔40 m布設(shè)Φ10的PVC橫向出水管。滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分，先沿路面結(jié)構(gòu)層的層間空隙橫向流入由透水性材料組成的縱向集水溝，并匯流入溝中的帶孔(或槽口)集水管內(nèi)，再由布設(shè)橫向出水管排引出路基。

7.4 邊溝排水

一般路段采用預(yù)制塊梯形邊溝，邊溝尺寸為下底寬60 cm，高60 cm，梯形坡度1∶1，預(yù)制塊梯形邊溝由5塊C20混凝土板拼裝而成。路基邊溝坡度設(shè)置一般不小于0.3%，困難情況下可適當(dāng)減小。雨水通過(guò)邊溝收集后，就近排入河道。

8 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在滬寧高速公路拓寬改建工程已經(jīng)完成且運(yùn)營(yíng)狀況良好，管理、設(shè)計(jì)、施工部門(mén)根據(jù)成功的實(shí)踐總結(jié)出了不少經(jīng)驗(yàn)。但總的來(lái)說(shuō)，高速公路改拓建還只是剛剛起步，是一個(gè)新的課題，技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)未完全成熟，會(huì)面臨新的問(wèn)題，作為道路設(shè)計(jì)人員還應(yīng)不斷去總結(jié)、積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]袁勝?gòu)?qiáng)，等.滬寧高速公路改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)[R].上海：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院.

[2]上海市政規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，上海市滬寧高速拓寬工程建設(shè)指揮部.滬寧高速公路擴(kuò)建工程施工期間交通組織的經(jīng)驗(yàn)淺談[R].

[3]上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院.A11公路拓寬擴(kuò)建工程道路工程施工圖原則[R].

[4]上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院.A11公路路基拓寬關(guān)鍵技術(shù)研究[R].