广肇高速挖方路段硬路肩扩宽工程关键技术研究

2021-12-24朱登远

工程建设与设计 2021年23期

朱登远

（肇庆市公路发展有限公司，广东肇庆526000）

1 引言

广肇高速公路自2002年建成通车以来，已有19年历史，交通量大，重载车辆多，日均车流量达70 000台/d，同时随着运营年限的增加，道路的病害逐年增多，处治难度大，安全形势不容乐观。2020年7月，广肇高速K18~K38被列为全国2020年度上半年十大事故多发路段之一。针对大货车因故障、事故等原因在路侧停靠影响主车道正常通行的问题，省市有关安全部门要求营运单位对硬路肩进行拓宽[1-3]。本文根据项目实际，对广肇高速硬路肩扩宽可行性及关键技术进行研究。经查阅，国内同类高速公路改扩建工程概况如表1所示。

表1 高速公路改扩建工程一览表

2 工程概况

广昆高速公路粤境佛山三水至高要马安段（简称“广肇高速公路一期工程”），起点桩号K6+096，终点桩号K51+837.5，主线全长45.7 km，双向四车道，路基设计标准宽度24.5 m，设计荷载等级为汽车-超20级，设计时速120 km/h，项目于1995年12月开工建设，2002年8月建成通车。

主线路基为整体式路基，横断面布置为：中央分隔带2 m+2×（路缘带0.5 m+行车道2×3.75 m+硬路肩2.5 m+土路肩0.75 m）。路面为沥青混凝土结构路面，其中面层为4 cm AK-16A改性沥青磨耗层+5 cm AC-20I粒式沥青混凝土中面层+6 cm AC-25I粒式沥青混凝土下面层，基层为36 cm 6%水泥稳定级配碎石+17 cm 4%水泥稳定粒料，路面总厚度68 cm。全线地势较平缓，填方高度≤4 m，路侧采用漫流+急流槽的形式进行排水，挖方段排水沟为蝶形排水沟，底宽1 m，顶宽3 m，碎落台宽度1 m。路侧及中分带护栏均为双波波形梁。

3 设计原则与总体方案

3.1 规范对硬路肩和紧急停车带的规定

根据JTJ 011—1994《公路路线设计规范》（以下简称“94规范”），重丘地形高速公路，路基宽度一般值为24.5 m，标准横断面规定为：中央分隔带2 m+2×（路缘带0.5 m+行车道2×3.75 m+硬路肩2.5 m+土路肩0.75 m）。该“94规范”要求右侧硬路肩宽度≥2.5 m，并规定当右侧硬路肩宽度小于2.25 m时，应左右对称设置紧急停车带。根据JTG D20—2006《公路路线设计规范》（以下简称“06规范”），设计速度为120 km/h的4车道高速公路整体式路基宽度一般值为28 m，标准横断面为：中央分隔带3 m+2×（路缘带0.75 m+行车道2×3.75 m+硬路肩3.5 m+土路肩0.75 m）。该“06规范”要求右侧硬路肩宜采用3.5 m，并规定右侧硬路肩宽度小于2.5 m时，应设紧急停车带。根据JTG D20—2017《公路路线设计规范》（以下简称“17规范”），设计速度为120 km/h的4车道高速公路整体式路基宽度一般值为28 m，标准横断面为：中央分隔带（宽度应根据功能确定）+2×（路缘带0.75 m+行车道2×3.75 m+硬路肩3 m+土路肩0.75 m）。该“17规范”要求右侧硬路肩一般值为3 m，并规定高速公路以通行小客车为主时，右侧硬路肩宽度可采用2.5 m，右侧硬路肩宽度小于2.5 m时，应设紧急停车带[4-6]。

从“94规范”“06规范”“17规范”对比来看，“06规范”要求右侧硬路肩宜采用3.5m，“17规范”要求右侧硬路肩一般值为3 m，二者规定均高于“94规范”要求的硬路肩宽度2.5 m。本项目1995年底开工建设，采用“94规范”标准的右侧硬路肩宽度2.5 m，因道路过境重载车辆较多，以货车通行为主，经常发生货车因故停靠路侧、影响主车道正常通行的现象，存在一定的安全风险。

3.2 硬路肩扩宽方案

为了满足“车辆紧急停靠不侵入主车道、保障道路行车安全”的要求，考虑广肇高速改扩建整体计划和造价因素等项目实际，根据安全评估报告建议，参照紧急停车带的规范要求进行设计，优先对挖方段进行扩宽，采用动态设计，尽量避开互通立交和服务区。对于每处硬路肩扩宽工程，过渡段考虑扩宽0~2.5 m，标准段扩宽3.5 m，扩宽后形成港湾式停车带，标准段长度40 m，宽度6 m，前后过渡段长度均为100 m，宽度2.5~5 m，扩宽总长度240 m。

4 硬路肩扩宽关键技术

4.1 结构形式

硬路肩扩宽部分路面结构采用15 cm厚级配碎石+20 cm厚C20素混凝土基层+28 cm厚C40水泥混凝土面层（总厚度63 cm），设台阶与旧路面进行衔接，衔接台阶宽度≥50 cm。现浇混凝土路面与原沥青路面接缝处采用竖贴压缝带+接缝表面贴压缝带，防止水从接缝处进入路面内部结构[7，8]。

4.2 路侧排水

挖方段坡脚原排水沟为3 m×1 m蝶形浆砌片石排水沟，考虑将其改设为横断面60 cm×60 cm的C20矩形排水沟，在过渡段与前后原蝶形排水沟顺接。路面底基层设置盲沟接通原路面盲沟，且连通至路侧排水沟。

4.3 施工技术

1）控制填料质量：硬路肩扩宽是在道路正常运营的基础上实施的，具有交通量大、车流量多、工期紧的特点，且本工程仅加宽1~3.5 m，大型压路机无工作面进行碾压施工，需采取通过填筑CBR值较好的材料，以减小填筑时间和控制填筑沉降。

2）强化新旧路面衔接处治：新旧路面结合处是硬路肩扩宽工程的最薄弱部位，如果填料强度不足、台阶开挖不合理，将会导致新路面的沉降或滑移，在结合处产生纵向裂缝。为提高整体强度和稳定性，一般在结合处采用开挖多层台阶方式进行衔接，通过打夯机等小型振压设备进行基底与垫层的压实，增强结合处的摩阻力和抗剪强度。

3）标高与横坡的接顺：对每一施工结构层标高全面详细测量，根据测量结果核实原设计高程并做调整。调整原则是新路面与旧路面接缝两侧同高，保证路面排水顺畅。

4）纵向裂缝的控制与处理：由于新旧路面的不均匀沉降以及大量车辆振动等因素综合作用，新旧路面结合处不可避免地出现裂缝，雨水沿裂缝大量下渗，使结合面强度降低，对路基稳定性和路面结构留下安全隐患。建议对于出现的裂缝，缝宽大于5 mm的采用压浆处理，压浆强度2.0 MPa；缝宽小于5 mm的采用水泥浆或沥青灌封，防止雨水下渗。