昌九高速公路改扩建工程老路横坡调整方案探讨*

2016-11-29付凯敏黄智华黄华奚进

公路与汽运 2016年5期

关键词：横坡老路双向

付凯敏，黄智华，黄华，奚进

（1.昌九高速公路改扩建项目建设办公室，江西南昌 330103；2.江西省交通运输技术创新中心，江西南昌 330200）

昌九高速公路改扩建工程老路横坡调整方案探讨*

付凯敏1，黄智华1，黄华1，奚进2

（1.昌九高速公路改扩建项目建设办公室，江西南昌 330103；2.江西省交通运输技术创新中心，江西南昌 330200）

老路横坡调整是高速公路改扩建工程的技术难点之一。文中以昌九（南昌—九江）高速公路改扩建通远段老路横坡调整为例，结合项目实际情况，通过方案比选，提出了“拆除原中分带，维持双向路拱横坡”的老路横坡调整方案，并介绍了该方案的具体设计。

公路；高速公路改扩建；单侧拓宽；老路调坡

近年来，昌九（南昌—九江）高速公路受周边城市经济快速发展的影响，交通量迅速增加，现有四车道已无法满足道路通行需求，道路服务水平呈现不断下降的趋势，特别是节假日及冰雪天气情况下经常发生严重交通拥堵。为了保证该高速公路的畅通，2011年启动昌九高速公路改扩建筹备工作，并于2012年先行启动通远试验路段，为昌九高速公路全线“四改八”积累技术参数和经验。

1 工程简介

昌九高速公路改扩建通远段项目起点位于九江县马回岭茶林场，终点位于九瑞枢纽互通南端分汇流点，路线全长10.407km。由双向四车道扩建为双向八车道，设计时速100km/h。整体式路基宽41 m，分离式路基宽20.5 m，主要采取“左幅分离新建、右幅利用老路改造”的方式进行改扩建。其中：为解决通远天门坎段大纵坡、冬季冰雪天气易堵车的问题，该段采用新建隧道分离方案，分离路段约占34%；天门坎分离段前后采用新建左幅方案，单侧拓宽路段约占50%；终点路段为对接杭瑞（杭州—瑞丽）高速公路九瑞枢纽互通，采用双侧拓宽方案，双侧拓宽路段约占16%。对于单侧拓宽和分离方案路段，原老路幅均面临路拱横坡调整的问题。

昌九高速公路由原南昌至九江二级汽车专用道经过多次分期分幅改扩建而成，其中一个显著特点就是左、右幅路面标高不在同一个平面，高差较大的路段主要集中在通远段，平均高差在15 cm左右，最大高差达60 cm，而且左右幅高低交替变化，横坡调整极其困难（如图1所示）。同时，原老路幅存在新泽西墙中分带，单侧拓宽或分离后原中分带如何处理，亦直接影响老路路拱横坡的调整。

图1　老路左右幅高差示例

昌九高速公路改扩建通远段单侧拓宽或分离路段老路幅路拱横坡调整需重点考虑如下因素：1）原老路左右幅路面高差情况；2）原中分带的处理；3）原路面病害状况；4）经济因素及排水性能。

2 改扩建调坡方案

2.1老路调坡方案比选

2.1.1维持原中分带和双向路拱横坡方案

保留原老路幅中分带不动，真正做到大型车和小型车分道行驶，且通过中分带物理隔离，可有效避免大型车和小型车变道混合交通的情形，二者互不干扰，通行更为顺畅、安全和可靠。此时，可维持原双向路拱横坡不变，在新中分带侧增加排水设施即可，处理不仅简单，而且费用较低。该处理方案的不足之处在于并行存在两条中分带，视觉美观性差。另外，对于互通立交、服务区分布相对密集的公路，由于车辆需频繁变道进出，原中分带必须拆除恢复路面结构，采用保留中分带方案不适用。

昌九高速公路改扩建在新建左幅时，原老路幅双向通行，老中分带和路拱横坡保留不动，其中靠近新建幅的原老路左幅路面水通过埋设的临时排水设施排出路基范围（如图2所示）。若改为同向通行，即为上述维持原状的调坡方案。

图2　施工阶段中分带保留通行工况示例

2.1.2拆除原中分带和维持原双向路拱横坡方案

考虑到美观性的需要，拆除原老路中分带，回补路面结构，但老路仍维持原来的双向路拱横坡。该调坡方案同样需要在新中分带侧增加路面排水设施，还增加了中分带拆除回补工作量，造价增加。

根据中分带拆除回补方案，又可细分为以下两种情况：1）中分带拆除后简单回补处理，该区域通过画标线，避免车辆荷载作用（如图3、图4所示），该方案造价相对较低。2）中分带拆除后严格按照主线路面结构回补处理，该区域将成为改扩建后的第三车道，承受重载交通的作用（如图5、图6所示），该方案造价相对较高。

图3　原中分带拆除

图4　原中分带区域不受荷载

2.1.3拆除原中分带和调整为单向路拱横坡方案

拆除原老路中分带，回补路面结构，原老路双向路拱横坡调整为单向路拱横坡。该调坡方案不需设置中分带侧路面排水设施，但大大增加了中分带拆除回补和路面工程量，造价最高（如图7～8所示）。

图5　原中分带铣刨回补

图6　原中分带变成第三车道

图7　老路局部铣刨加铺调为单向横坡

图8　老路调为单向路拱横坡后抬高较大

该调坡方案主要存在以下问题：1）第1、2车道（轻型车道）加铺结构较厚，而真正承受重载作用的第3、4车道（重型车道）加铺结构很薄，没有分车道发挥路面结构的优势。2）原有的桥梁、明盖板涵均需拆除上部结构、改造下部结构，造成原有桥涵资源浪费，且影响工期。3）不利于路面排水。单幅同向四车道横向排水是目前八车道高速公路的一大问题，排水不及时或不顺畅特别容易造成交通事故。4）改造费用较高。路面调坡一般采用沥青结构层，调坡所需费用相比保留双向坡将近高出1倍。

该调坡方案适用于原老路病害严重，需彻底铣刨重建的公路，通过下部基层结构调坡处理相对简便，在路面工程造价方面费用增加并不明显；但对于路况较好的高速公路，采用双坡调单坡方案，改造费用将大大增加，特别不经济。

2.2调坡方案设计

昌九高速公路区段互通立交、服务区分布密集，距离最小的为2.15km，多数为3～8km，从视觉美观和运行安全考虑，保留原中分带方案基本不可行。另外，昌九高速公路经过2007年大修改造后，至今路面整体状况优良，路面几乎没有病害。加之通远段普遍左幅（改建后为第1、2车道）低于右幅（改建后为第3、4车道），老路改建采取“拆除原中分带，维持双向路拱横坡”方案较为合适。

前期由于未认真论证双向路拱横坡行车的安全性问题，导致采用了“拆除原中分带，调整为单向路拱横坡”方案，桥涵均按单向横坡设计，并已施工成型，且新建幅未按排水要求埋设相应的排水设施，导致后期单侧拓宽路段无法按照“拆除原中分带，维持双向路拱横坡”方案进行修改调整。

在通远天门坎分离路段，老路幅为双幅“人字坡”，区段没有桥梁分布，完全具备改用“拆除原中分带，维持双向路拱横坡”方案的条件。由于JTG B01 -2014《公路工程技术标准》对路面横坡没有严格规定，结合国外双坡设计经验，经专家论证，第一次在高速公路“四改八”项目中尝试采取保留双向路拱横坡的方案。该方案在保证行车安全、舒适的前提下可有效减少路面调坡工程量，每公里节省造价200余万元，同时能解决多车道路面单坡排水不畅的问题。方案设计见图9，实施前后对比见图10。