多車道高速公路改擴建項目路基斷面組成方法

宋 亮

（1?長安大學公路學院，陜西西安 710064；2?新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院，新疆烏魯木齊 830006）

多車道高速公路改擴建項目路基斷面組成方法

宋 亮1，2

（1?長安大學公路學院，陜西西安 710064；2?新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院，新疆烏魯木齊 830006）

以連霍高速（G30）新疆境內小草湖至烏魯木齊段改擴建工程為例，從規范運用、運營安全、借鑒類似項目及工程規模等方面，對多車道高速公路斷面各組成部分的寬度進行了分析與論證。具體項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置左側硬路肩；八車道及以上高速公路分離式路基，結合地形及救援條件，可論證選擇左側硬路肩寬度。經論證，在保證安全的前提下，改擴建項目路基斷面中各組成部分寬度可采用規范的最小值。

道路工程；斷面組成；分離式路基；多車道公路

0 引 言

隨著中國經濟快速發展，交通量持續增長，早期建設的高速公路在通行能力、服務水平、運營安全等方面日趨不足，越來越多的地區存在著高速公路改擴建的強烈需求［1?4］。近年來，國內發達省區針對高速公路改擴建工程已有一些探索和實踐，取得了一些技術成果和工程經驗，但未形成系統性、有針對性的技術標準體系［5?7］，以住高速公路改擴建項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目實踐相對較少。

路基寬度作為公路工程技術標準的主要控制指標之一［8?10］，不僅決定公路工程的運營速度、技術等級、建設規模，還影響著道路運營安全、通行能力和服務水平［11?12］。如何結合項目特點，最大化的利用既有工程，保證運營安全，合理確定路基斷面組成，是高速公路改擴建項目及多車道高速公路建設項目中必須解決的關鍵性技術問題。本文以連霍高速（G30）新疆境內小草湖至烏魯木齊段改擴建工程為例，根據項目交通量、交通組成、沿線地形、工程規模等建設和通行條件綜合考慮，從規范運用、運營安全、借鑒類似項目及工程規模方面對多車道高速公路斷面各組成部分寬度進行分析論證。

1 路基寬度布設思路

路基寬度布設首先應滿足現行規范要求。《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）（簡稱《標準》）規定了車道寬度、路肩寬度等斷面組成標準值，取消了路基總寬度指標值。對于各斷面組成，除車道寬度及土路肩給予了明確規定外，硬路肩寬度可根據公路功能及車型組成，經論證后采用“最小值”，另外《標準》規定“八車道及以上高速公路宜設置左側硬路肩，其寬度不應小于2．5 m。”同時，條文說明中也指出“目前已建成的八車道高速公路均未設置左側硬路肩。”這給多車道高速公路路基寬度布設留下了較大的論證空間。

2 路基寬度布設方案

2．1 項目概況

連霍高速（G30）新疆境內小草湖至烏魯木齊段改擴建工程，是國家高速公路網中連云港―霍爾果斯高速公路及新疆交通運輸“五橫七縱”規劃中第一橫的重要組成部分，不僅擔負著東聯西出的橋頭堡作用，還承載著新疆境內最大的干線交通需求任務。作為新疆第1條高速公路改擴建項目，同時也是第1條八車道高速公路建設項目，起點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目相接，由小草湖穿越后溝后，經達坂城、鹽湖化、柴窩堡，終點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 建設方案

本項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，設計速度為120 km·h－1；后溝山嶺區段（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，設計速度為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，設計速度為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，設計速度為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《公路工程技術標準》（JTJ 01—88）標準建設，整體式路基，雙向四車道，設計速度為80 km·h－1。

對既有道路檢測發現，本段既有道路路基狀況穩定，已形成多樣、完整、有效的防護排水體系；路面破損嚴重，但強度較高；橋涵總體使用狀況良好，孔徑合適，過洪能力滿足要求，但結構剛度小、荷載等級和抗震措施偏低，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）評定結果

表3 既有路面損壞狀況（PCI）評定結果

表4 既有路面結構強度（PSSI）評定結果

表5 既有橋涵評定結果

2．4 路基寬度布設方案論證

2．4．1 規范執行

《標準》中對于路肩設置及寬度的規定為：設計速度為100 km·h－1的高速公路，右側硬路肩寬度一般為3?0 m；高速公路和作為干線的一級公路以通行小客車為主時，右側硬路肩可為2?5 m。八車道級以上高速公路宜設置左側硬路肩，其寬度不應小于2．5 m；高速公路和作為干線的一級公路右側硬路肩寬度小于2．5 m時，應設置緊急停車帶。

《標準》以功能主導橫斷面組成及指標的理念取消了路基總寬度指標值，但《公路路線設計規范》（JTG D20—2006）對路基寬度要求為：對設計速度為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，均考慮設置左側硬路肩；對于高速公路、一級公路，八車道分離式路基寬為22 m。按照規范規定理解，八車道整體式路基可設置左側硬路肩，八車道分離式路基應設置具有應急車道功能的左側硬路肩。

從規范相關規定考慮，本項目平原區整體式路基路段，行車道寬度采用3．75 m，中間帶寬度采用4．5m，右側硬路肩采用3．0 m，不設置左側硬路肩，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。后溝山嶺區分離式路基路段新建的一幅行車道寬3?75 m，右側硬路肩寬3?0 m，土路肩寬0?75 m，左側硬路肩寬度采用具有應急車道功能的2?5 m，相應路基寬度為22 m，或左側硬路肩寬度采用具有路面側向支撐及控制速度的1．0 m，相應路基寬度為20．5 m。利用既有G30改建一幅，既有道路寬度為21?5 m，如左側硬路肩寬度采用具有路面側向支撐及控制速度的1．0 m，相應路基寬度為20?5 m，則既有路基寬度大于改建后的路基寬度；如左側硬路肩寬度采用具有應急車道功能的2．5 m，相應路基寬度為22 m，則既有路基寬度小于改建后的路基寬度。按照規范中“干線的一級公路以通行小客車為主時，右側硬路肩寬度可采用2?5 m”的規定，可考慮右側硬路肩寬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側車道（內側第1、2車道）僅限小客車通行時，其車道寬度可采用3．5 m”的規定，可考慮內側第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 運營安全

本項目存在2種路基斷面組成，平原區路段采用整體式路基，右側硬路肩為3?0 m，遇到緊急情況時右側硬路肩可作為應急通道。當應急通道阻塞無法救援時，對向車道可作為應急通道實施救援，故左側考慮可不設置硬路肩。

后溝山嶺區路段上行線與下行線沿白楊河兩岸布設，如圖1所示，26 km長度分離式路段雖然設置了2處連接道，但發生緊急情況時上行線與下行線之間相互救援不便，當應急通道阻塞時，基本無法利用對向道路實施救援。從運營安全方面考慮，本段應設置左側硬路肩，增加一條應急通道，以保證運營安全。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改建上行線應設置左側硬路肩。

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進行橫斷面布設，左、右側硬路肩均采用2?5 m（滿足規范規定最小值）；內側第1、2車道寬度為3．5 m。

2．4．4 參考近期類似項目

參考項目區類似項目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建項目。根據該項目交通運輸部可行性研究報告的審查意見及新疆發展和改革委員會對工程可行性研究報告的批復“全幅新建段和利用現有公路做一幅、新建另一幅段設計速度均采用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”，該項目在改擴建時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，在滿足左側硬路肩最小值后，壓縮右側硬路肩寬度；新建的一幅按照新標準建設，具體參數見表6。

表6 G3012喀葉墨高速路基斷面組成m

2．4．5 工程規模

后溝段分離式路基上行線除去隧道后長20?107 km，左側硬路肩寬采用具有應急車道功能的2?5 m與采用具有路面側向支撐及控制速度的1?0 m，其相應路基寬度分別為22 m和20?5 m。2種路基寬度在路基防護工程方面相差不大；路面及土石方數量由于寬度差別，存在一定差異；橋梁方面橋梁數量及孔徑無差別，上部結構相差一片梁板，下部結構蓋梁及橋臺寬度存在1．5 m差異。

對后溝段路基寬度采用22 m或20．5 m進行同等深度比選，結果見表7。路基寬度為22 m較20?5 m建安費增加3 377萬，平均增加168萬元·km－1；本項目建安費總額727 842萬元，增加的建安費總額占項目建安費總額的0．46%。2．5 分離式路基寬度布設方案

表7 主要工程規模比較

從規范符合性、運營安全、充分利用既有道路、工程規模等方面綜合考慮，并參考近期類似項目，本項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，與標準斷面相差0．5 m，一是可考慮右側硬路肩采用2．5 m，二是可考慮內側第1、2車道寬度采用3．5 m，以此調整路基寬度。按照交通量預測（表9），本路段行駛車輛以貨車為主，應考慮內側第1、2車道行駛貨車，另外既有G30后溝段已設置緊急停車帶，本次改建可加以利用，故本項目利用既有G30改建一幅下行線右側硬路肩采用2．5 m，路基寬度采用21．5 m，并設置8處緊急停車帶。

表9 本項目特征年車型比例預測結果

3 結 語

（1）在具體項目橫斷面形式選擇時首先應滿足現行規范要求，保證運營安全。

（2）在左側硬路肩寬度選擇時，具有路面側向支撐及控制速度的硬路肩寬度（1?0 m）與具有應急車道功能左側硬路肩寬度（2?5 m）的工程規模相差不大。

（3）八車道及以上高速公路整體式路基可不設置左側硬路肩。

（4）八車道及以上高速公路為分離式路基，在地形條件相對較好，救援方便的路段，經論證可采用具有路面側向支撐及控制速度的左側硬路肩寬度（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，應采用具有應急車道功能左側硬路肩寬度（2．5 m）。

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［責任編輯：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

交通運輸部建設科技項目（2013 318 J08 220）

宋 亮（1980?），男，新疆烏魯木齊人，高級工程師，博士研究生，研究方向為公路勘察設計及科研工作。