多車道高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目路基斷面組成方法

宋 亮

（1?長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西西安 710064；2?新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆烏魯木齊 830006）

多車道高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目路基斷面組成方法

宋 亮1，2

（1?長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西西安 710064；2?新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆烏魯木齊 830006）

以連霍高速（G30）新疆境內(nèi)小草湖至烏魯木齊段改擴(kuò)建工程為例，從規(guī)范運(yùn)用、運(yùn)營安全、借鑒類似項(xiàng)目及工程規(guī)模等方面，對(duì)多車道高速公路斷面各組成部分的寬度進(jìn)行了分析與論證。具體項(xiàng)目橫斷面形式選擇為：八車道及以上高速公路整體式路基可不設(shè)置左側(cè)硬路肩；八車道及以上高速公路分離式路基，結(jié)合地形及救援條件，可論證選擇左側(cè)硬路肩寬度。經(jīng)論證，在保證安全的前提下，改擴(kuò)建項(xiàng)目路基斷面中各組成部分寬度可采用規(guī)范的最小值。

道路工程；斷面組成；分離式路基；多車道公路

0 引 言

隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，交通量持續(xù)增長，早期建設(shè)的高速公路在通行能力、服務(wù)水平、運(yùn)營安全等方面日趨不足，越來越多的地區(qū)存在著高速公路改擴(kuò)建的強(qiáng)烈需求［1?4］。近年來，國內(nèi)發(fā)達(dá)省區(qū)針對(duì)高速公路改擴(kuò)建工程已有一些探索和實(shí)踐，取得了一些技術(shù)成果和工程經(jīng)驗(yàn)，但未形成系統(tǒng)性、有針對(duì)性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系［5?7］，以住高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目往往是八車道以下高速公路，而八車道以上的多車道高速公路項(xiàng)目實(shí)踐相對(duì)較少。

路基寬度作為公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要控制指標(biāo)之一［8?10］，不僅決定公路工程的運(yùn)營速度、技術(shù)等級(jí)、建設(shè)規(guī)模，還影響著道路運(yùn)營安全、通行能力和服務(wù)水平［11?12］。如何結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，最大化的利用既有工程，保證運(yùn)營安全，合理確定路基斷面組成，是高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目及多車道高速公路建設(shè)項(xiàng)目中必須解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題。本文以連霍高速（G30）新疆境內(nèi)小草湖至烏魯木齊段改擴(kuò)建工程為例，根據(jù)項(xiàng)目交通量、交通組成、沿線地形、工程規(guī)模等建設(shè)和通行條件綜合考慮，從規(guī)范運(yùn)用、運(yùn)營安全、借鑒類似項(xiàng)目及工程規(guī)模方面對(duì)多車道高速公路斷面各組成部分寬度進(jìn)行分析論證。

1 路基寬度布設(shè)思路

路基寬度布設(shè)首先應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）（簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）規(guī)定了車道寬度、路肩寬度等斷面組成標(biāo)準(zhǔn)值，取消了路基總寬度指標(biāo)值。對(duì)于各斷面組成，除車道寬度及土路肩給予了明確規(guī)定外，硬路肩寬度可根據(jù)公路功能及車型組成，經(jīng)論證后采用“最小值”，另外《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定“八車道及以上高速公路宜設(shè)置左側(cè)硬路肩，其寬度不應(yīng)小于2．5 m?！蓖瑫r(shí)，條文說明中也指出“目前已建成的八車道高速公路均未設(shè)置左側(cè)硬路肩?！边@給多車道高速公路路基寬度布設(shè)留下了較大的論證空間。

2 路基寬度布設(shè)方案

2．1 項(xiàng)目概況

連霍高速（G30）新疆境內(nèi)小草湖至烏魯木齊段改擴(kuò)建工程，是國家高速公路網(wǎng)中連云港―霍爾果斯高速公路及新疆交通運(yùn)輸“五橫七縱”規(guī)劃中第一橫的重要組成部分，不僅擔(dān)負(fù)著東聯(lián)西出的橋頭堡作用，還承載著新疆境內(nèi)最大的干線交通需求任務(wù)。作為新疆第1條高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，同時(shí)也是第1條八車道高速公路建設(shè)項(xiàng)目，起點(diǎn)位于吐魯番小草湖以東約2 km處，與吐魯番至小草湖高速公路項(xiàng)目相接，由小草湖穿越后溝后，經(jīng)達(dá)坂城、鹽湖化、柴窩堡，終點(diǎn)在烏拉泊以西接烏魯木齊繞城高速公路，路線全長122．9 km。

2．2 建設(shè)方案

本項(xiàng)目小草湖至后溝南口段（9．8 km）沿既有G30改建，采用八車道高速公路，整體式路基，設(shè)計(jì)速度為120 km·h－1；后溝山嶺區(qū)段（26?21 km）采用八車道高速公路，分離式路基，下行線改建利用既有G30，上行線新建，設(shè)計(jì)速度為100 km·h－1；后溝北口至柴窩堡段（41?477 km）沿既有G30改建，采用八車道高速公路，整體式路基，設(shè)計(jì)速度為120 km·h－1；柴窩堡至烏魯木齊段（45．413 km）新建，采用六車道高速公路，整體式路基，設(shè)計(jì)速度為120 km·h－1。

2．3 后溝段既有G30狀況

后溝段既有G30高速公路長25?305 km，于1998年正式通車，按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ 01—88）標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，整體式路基，雙向四車道，設(shè)計(jì)速度為80 km·h－1。

對(duì)既有道路檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，本段既有道路路基狀況穩(wěn)定，已形成多樣、完整、有效的防護(hù)排水體系；路面破損嚴(yán)重，但強(qiáng)度較高；橋涵總體使用狀況良好，孔徑合適，過洪能力滿足要求，但結(jié)構(gòu)剛度小、荷載等級(jí)和抗震措施偏低，見表1～5。

表1 既有道路路基斷面組成m

表2 既有路基損壞狀況（SCI）評(píng)定結(jié)果

表3 既有路面損壞狀況（PCI）評(píng)定結(jié)果

表4 既有路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（PSSI）評(píng)定結(jié)果

表5 既有橋涵評(píng)定結(jié)果

2．4 路基寬度布設(shè)方案論證

2．4．1 規(guī)范執(zhí)行

《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于路肩設(shè)置及寬度的規(guī)定為：設(shè)計(jì)速度為100 km·h－1的高速公路，右側(cè)硬路肩寬度一般為3?0 m；高速公路和作為干線的一級(jí)公路以通行小客車為主時(shí)，右側(cè)硬路肩可為2?5 m。八車道級(jí)以上高速公路宜設(shè)置左側(cè)硬路肩，其寬度不應(yīng)小于2．5 m；高速公路和作為干線的一級(jí)公路右側(cè)硬路肩寬度小于2．5 m時(shí)，應(yīng)設(shè)置緊急停車帶。

《標(biāo)準(zhǔn)》以功能主導(dǎo)橫斷面組成及指標(biāo)的理念取消了路基總寬度指標(biāo)值，但《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）對(duì)路基寬度要求為：對(duì)設(shè)計(jì)速度為120 km·h－1的八車道整體式路基寬度一般為42 m、最小值為40 m，均考慮設(shè)置左側(cè)硬路肩；對(duì)于高速公路、一級(jí)公路，八車道分離式路基寬為22 m。按照規(guī)范規(guī)定理解，八車道整體式路基可設(shè)置左側(cè)硬路肩，八車道分離式路基應(yīng)設(shè)置具有應(yīng)急車道功能的左側(cè)硬路肩。

從規(guī)范相關(guān)規(guī)定考慮，本項(xiàng)目平原區(qū)整體式路基路段，行車道寬度采用3．75 m，中間帶寬度采用4．5m，右側(cè)硬路肩采用3．0 m，不設(shè)置左側(cè)硬路肩，土路肩采用0．75 m，八車道整體式路基寬度為42 m，六車道整體式路基寬度為34?5 m。后溝山嶺區(qū)分離式路基路段新建的一幅行車道寬3?75 m，右側(cè)硬路肩寬3?0 m，土路肩寬0?75 m，左側(cè)硬路肩寬度采用具有應(yīng)急車道功能的2?5 m，相應(yīng)路基寬度為22 m，或左側(cè)硬路肩寬度采用具有路面?zhèn)认蛑渭翱刂扑俣鹊?．0 m，相應(yīng)路基寬度為20．5 m。利用既有G30改建一幅，既有道路寬度為21?5 m，如左側(cè)硬路肩寬度采用具有路面?zhèn)认蛑渭翱刂扑俣鹊?．0 m，相應(yīng)路基寬度為20?5 m，則既有路基寬度大于改建后的路基寬度；如左側(cè)硬路肩寬度采用具有應(yīng)急車道功能的2．5 m，相應(yīng)路基寬度為22 m，則既有路基寬度小于改建后的路基寬度。按照規(guī)范中“干線的一級(jí)公路以通行小客車為主時(shí)，右側(cè)硬路肩寬度可采用2?5 m”的規(guī)定，可考慮右側(cè)硬路肩寬2?5 m，路基寬21?5 m，與既有路基寬度一致；或按照“八車道及以上公路在內(nèi)側(cè)車道（內(nèi)側(cè)第1、2車道）僅限小客車通行時(shí)，其車道寬度可采用3．5 m”的規(guī)定，可考慮內(nèi)側(cè)第1、2車道寬度采用3?5 m，路基寬度為21．5 m，與既有路基寬度一致。

2．4．2 運(yùn)營安全

本項(xiàng)目存在2種路基斷面組成，平原區(qū)路段采用整體式路基，右側(cè)硬路肩為3?0 m，遇到緊急情況時(shí)右側(cè)硬路肩可作為應(yīng)急通道。當(dāng)應(yīng)急通道阻塞無法救援時(shí)，對(duì)向車道可作為應(yīng)急通道實(shí)施救援，故左側(cè)考慮可不設(shè)置硬路肩。

后溝山嶺區(qū)路段上行線與下行線沿白楊河兩岸布設(shè)，如圖1所示，26 km長度分離式路段雖然設(shè)置了2處連接道，但發(fā)生緊急情況時(shí)上行線與下行線之間相互救援不便，當(dāng)應(yīng)急通道阻塞時(shí)，基本無法利用對(duì)向道路實(shí)施救援。從運(yùn)營安全方面考慮，本段應(yīng)設(shè)置左側(cè)硬路肩，增加一條應(yīng)急通道，以保證運(yùn)營安全。故后溝分離式路基段新建下行線路基寬度采用22 m，利用既有G30改建上行線應(yīng)設(shè)置左側(cè)硬路肩。

圖1 后溝段路線平面圖（部分）

2．4．3 充分利用既有道路

本項(xiàng)目后溝段分離式路基上行線改建既有G30，目前既有G30路基斷面為21?5 m，采用雙向路拱，從充分利用既有道路方面考慮，上行線維持既有路基寬度為21?5 m進(jìn)行橫斷面布設(shè)，左、右側(cè)硬路肩均采用2?5 m（滿足規(guī)范規(guī)定最小值）；內(nèi)側(cè)第1、2車道寬度為3．5 m。

2．4．4 參考近期類似項(xiàng)目

參考項(xiàng)目區(qū)類似項(xiàng)目G3012喀什（疏勒）—葉城—墨玉高速公路二期工程，也是一條高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目。根據(jù)該項(xiàng)目交通運(yùn)輸部可行性研究報(bào)告的審查意見及新疆發(fā)展和改革委員會(huì)對(duì)工程可行性研究報(bào)告的批復(fù)“全幅新建段和利用現(xiàn)有公路做一幅、新建另一幅段設(shè)計(jì)速度均采用120 km·h－1，整體式路基寬度采用26 m，分離式路基新建一幅的路基寬度采用13．25 m、利用一幅的路基寬度維持13 m”，該項(xiàng)目在改擴(kuò)建時(shí)考慮最大限度的利用既有工程，利用一幅的路基寬度維持13 m，在滿足左側(cè)硬路肩最小值后，壓縮右側(cè)硬路肩寬度；新建的一幅按照新標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，具體參數(shù)見表6。

表6 G3012喀葉墨高速路基斷面組成m

2．4．5 工程規(guī)模

后溝段分離式路基上行線除去隧道后長20?107 km，左側(cè)硬路肩寬采用具有應(yīng)急車道功能的2?5 m與采用具有路面?zhèn)认蛑渭翱刂扑俣鹊??0 m，其相應(yīng)路基寬度分別為22 m和20?5 m。2種路基寬度在路基防護(hù)工程方面相差不大；路面及土石方數(shù)量由于寬度差別，存在一定差異；橋梁方面橋梁數(shù)量及孔徑無差別，上部結(jié)構(gòu)相差一片梁板，下部結(jié)構(gòu)蓋梁及橋臺(tái)寬度存在1．5 m差異。

對(duì)后溝段路基寬度采用22 m或20．5 m進(jìn)行同等深度比選，結(jié)果見表7。路基寬度為22 m較20?5 m建安費(fèi)增加3 377萬，平均增加168萬元·km－1；本項(xiàng)目建安費(fèi)總額727 842萬元，增加的建安費(fèi)總額占項(xiàng)目建安費(fèi)總額的0．46%。2．5 分離式路基寬度布設(shè)方案

表7 主要工程規(guī)模比較

從規(guī)范符合性、運(yùn)營安全、充分利用既有道路、工程規(guī)模等方面綜合考慮，并參考近期類似項(xiàng)目，本項(xiàng)目八車道整體式路基寬度為42 m，六車道整體式路基寬度為34?5 m，分離式路基新建一幅上行線路基寬度為22 m，利用既有G30改建一幅下行線路基寬度為21．5 m，見表8。

表8 路基斷面組成m

利用既有G30改建一幅下行線路基寬度采用21．5 m，與標(biāo)準(zhǔn)斷面相差0．5 m，一是可考慮右側(cè)硬路肩采用2．5 m，二是可考慮內(nèi)側(cè)第1、2車道寬度采用3．5 m，以此調(diào)整路基寬度。按照交通量預(yù)測(cè)（表9），本路段行駛車輛以貨車為主，應(yīng)考慮內(nèi)側(cè)第1、2車道行駛貨車，另外既有G30后溝段已設(shè)置緊急停車帶，本次改建可加以利用，故本項(xiàng)目利用既有G30改建一幅下行線右側(cè)硬路肩采用2．5 m，路基寬度采用21．5 m，并設(shè)置8處緊急停車帶。

表9 本項(xiàng)目特征年車型比例預(yù)測(cè)結(jié)果

3 結(jié) 語

（1）在具體項(xiàng)目橫斷面形式選擇時(shí)首先應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，保證運(yùn)營安全。

（2）在左側(cè)硬路肩寬度選擇時(shí)，具有路面?zhèn)认蛑渭翱刂扑俣鹊挠猜芳鐚挾龋??0 m）與具有應(yīng)急車道功能左側(cè)硬路肩寬度（2?5 m）的工程規(guī)模相差不大。

（3）八車道及以上高速公路整體式路基可不設(shè)置左側(cè)硬路肩。

（4）八車道及以上高速公路為分離式路基，在地形條件相對(duì)較好，救援方便的路段，經(jīng)論證可采用具有路面?zhèn)认蛑渭翱刂扑俣鹊淖髠?cè)硬路肩寬度（1?0 m）。

（5）八車道及以上高速公路為分離式路基，在地形受限，救援困難的路段，應(yīng)采用具有應(yīng)急車道功能左側(cè)硬路肩寬度（2．5 m）。

［1］ 《中國公路學(xué)報(bào)》編輯部．中國道路工程學(xué)術(shù)研究綜述·2013［J］．中國公路學(xué)報(bào)，2013，26（3）：1?36．

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［責(zé)任編輯：杜敏浩］

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

SONG Liang1，2
（1．School of Highway，Chang?an University，Xi?an 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

交通運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目（2013 318 J08 220）

宋 亮（1980?），男，新疆烏魯木齊人，高級(jí)工程師，博士研究生，研究方向?yàn)楣房辈煸O(shè)計(jì)及科研工作。