改扩建工程加宽方案的研究
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【摘 要】近年来我国高速公路建设进展迅速，高速公路网基本形成，成就显著。但由于前期受当时社会经济水平、技术水平和建设思想的制约，我国早期修建的高速公路多为双向四车道高速公路。随着社会经济的快速发展，车流量迅速增加，现有高速公路越来越无法适应现在的交通负荷。因此现有高速公路的改扩建被提上日程。而我国地质条件复杂，而如何在不同地质条件下选择相应的加宽方式以节省投资，需要我们不断地研究。本文以某高速公路改扩建工程实体项目为契机，探讨了不同地形、地貌和地质条件下如何选择加宽方案，以期为相似工程提供科学合理的经验。
【关键词】改扩建工程；双侧整体加宽；单侧整体加宽；单侧分离加宽
0 引言
高速公路改扩建的加宽方式有：单侧加宽、单侧分离、两侧加宽、两侧分离及混合加宽等多种形式[1]。高速公路加宽方式的选择要综合各方面的因素，如需要考虑经济、地形、地质以及环境等诸多因素，设计者往往需要做大量的工作才能选择最佳方案。如佛开高速公路改扩建工程[2]加宽方式的选择，就综合考虑了工程技术难度、交通组织问题以及征地拆迁问题等一系列问题，最终确定了混合加宽的方案。
欧美一些国家由于高速公路发展历史较为久远，他们的发展理念、经济发展、建设规划以及城市格局等都与我国有着较大的区别，与此同时，建设模式、投资方式以及交通组成也与我国有着很大的差别[3]。如美加等国由于土地资源较充裕、地质条件没有我国这么复杂，因此规划往往比较长远，在建设时往往在中央分隔带预留的设计理念，为后期改扩建提供了巨大的方便。日本于20世纪60年代开始新建高速公路，也经历了和我国相似的状况[4]。经历了先期大规模建设，后期大量的改扩建。
1 双侧整体式加宽方案的选择
1.1 平原区加宽方案的选择
K0+000-K95+730段选择采用双侧整体式加宽方案，该地段属于平原。平原区加宽方式有①双侧整体式加宽、②新建四车道高速公路复线、③双侧分离式加宽方案可供选择。②与③方案有很多优点，如施工期间可避免对现有高速公路的影响，避免了路基、路面、桥涵、立交的拼接等。但有也有很多缺点，如占地多、工程量大、拆迁大、对环境影响较大、路基间边沟排水困难等。由于在平原区耕地较多，人口密集，对环境影响大，若用②与③方案有悖于我国保护18亿亩农田底线，且涉及大量拆迁，既需要大量的投资，也不利于社会稳定，故不选。而我国多条高速公路改扩建工程的施工经验表明，①方案是平原区首选方案，具有占地少、拆迁少、对环境影响小等优点，虽然具有路基、路面、桥涵、立交的拼接等问题，且施工期间交通组织方面协调难度大，但①方案经过多年摸索，已经本形成成功、成熟的理论和经验，且经济和社会效益显著，故一般首选①方案。经过比较论证K0+000-K95+730段选择采用①方案。
1.2 微丘向山岭重丘过渡区加宽方式的选择
K95+730-K111+359.337段属于平原微丘区向山岭重丘区过渡区域，分析比较后采用双侧整体加宽方案。其中K95+730-K102+000为微丘区，地形较为平坦，且横跨河流，所占土地多为岗地以及山前地，采用整体式双侧加宽方案有利于节省土地，减少拆迁数量，有效保护环境，同时有利于保通与管理养护。K102+000-K111+359.337段进入山岭重丘区，从技术层面看，路基左侧、右侧加宽皆可，但从工程造价、保通方案、加宽后公路通行能力以及行车安全等角度进行综合比选后认为双侧加宽方案优势明显。现做K102+000-K111+359.337段方案比选：①整体式单侧加宽，②整体式双侧加宽。两种工程量如下表1。
以上两种方案各有利弊，具体分析如下。
方案①：1.通行能力，老路大小车分道行驶，与行驶习惯不一致，通行能力稍差。2.行车安全性，工后不易组织交通，需设置较多提示牌，安全性能相对较差。3.使用寿命及效果，新建半幅路基，可减小新老路基相互影响，可提高使用寿命，但外观效果较差。4.土地资源占用较多。5.工程量分析，方案②较方案①路基土石方数量基本相当，防护工程和地基处理长度上方案②规模较大，加宽构造物数量上方案①较大。6.建设期通行保证较好。
方案②：1.通行能力，与正常行驶习惯一样，通行能力大。2.行车安全性，工后交通组织简单，符合习惯，行驶较安全。3.需加强新路基与新旧路基搭接处治力度，但承载力提高幅度受到原有桥梁等结构物限制。但路容较好。4.土地资源占用较少。5.建设期通行保证影响较大。
通过比较可知：两个方案各有优缺点，从通行能力、行车安全性、使用寿命及效果、土地资源占用等重要指标来看方案②具有明显优势。工程实施、保通角度看也是可行的，且可以节约三千多万投资。综合各种因素，推荐采用方案②。
2 单侧加宽方案的选择
2.1 重丘区单侧整体加宽方案的选择
K111+336.416-K115+958.087段路线位于山区，地形复杂，属于山岭重丘区，地形左低右高，从技术方面看，路基左侧、右侧、双侧皆可加宽，从地形地势上看，既有公路右侧山势较高、地形相对左侧较为复杂，所以沿既有公路右侧加宽的方案工程量大，若不顾地形条件，一味的采取整体式路基势必造成工程量大、对环境影响大的局面。故选择单侧加宽方案较有优势。方案比选见下表2。
从表2可知，在占用土地这一重要指标上，虽整体式单侧加宽方案较整体式双侧加宽方案多占近十亩，但在填挖方土石数量、防护工程、地基处理长度上明显低一些，施工上要简单很多，因此单侧加宽方案较好。
且K114+900-K115+700为互通式立交段，由于主线右侧控制点较多，如互通收费管理站、深路堑、小半径曲线，从改善平面线形、减小工程量和降低工程造价的角度出发，在路线左侧进行加宽的方案较为合理；从线形变换的角度出发，出互通进入分离式路基方案，由于受既有桥梁位置限制，出互通南方向没有合适的位置设置渐变段。所以，该段左侧采用整体式路基单侧加宽。
2.2 重丘区单侧分离方案选择
K115+958.087-K136+116.214为分离式单侧加宽。此段长20.158km，由于该段既有老路位置地形条件复杂、地质破碎、深路堑较多，改扩建控制因素多，若在既有道路上进行改扩建会造成工程量巨大和实施困难，而且该段还位于某国家级自然保护区缓冲区，从环境保护的法律层面上难以逾越。所以，该段采用分离式路基的改扩建方案。
3 结语
3.1 对双侧加宽与单侧加宽方案的详细比较，在平原微丘区，双侧加宽具有土地占用少、工后交通组织简单、施工经验成熟、对环境影响小等优势，故双侧加宽为首选方案。
3.2 对山岭重丘区各种方案进行了详细比较，双侧加宽具有易造成路基失稳、不均匀沉降大、工程规模和施工难度大、施工期交通组织和分流困难等显著弱点，故在山岭重丘区多选择单侧整体加宽及单侧分离加宽方式。
【参考文献】
[1]李平.谈高速公路改扩建加宽方式[J].山西建筑，2012，5：127-128.
[2]罗火生.佛开高速公路改扩建工程总体扩建方案研究[J].公路，2012，2：4-6.
[3]张婷.高速公路改扩建工程路面拼宽技术研究[D].西安：长安大学，2012，5.
[4]房莜莉，王桂侠.日本高速公路改扩建[J].吉林交通科技，2008，1：70-71.
[责任编辑：曹明明]
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