沈大高速公路改扩建工程关键技术1

沈大高速公路改扩建工程关键技术

我国高速公路建设始于上世纪80年代，至2005年底，高速公路通车里程已达到4.1万公里。52.5%34.5%13%

通车年限在10年以上的占总里程的13%，

5年以上的占总里程的50%，大部分为4车道，标准较低。随着我国经济的持续快速发展，早期修建的高速公路交通量增长均较快，年平均增长率多在10%以上，甚至达到20%以上，远远超过项目规划立项时交通量增长预测值，目前服务水平明显降低，已经不能适应社会、经济发展的需要，需要对原路进行改扩建。

80年代沈大高速公路的建设以及本世纪的改扩建工程在我国高速公路建设史上均具有开拓性的历史意义。老沈大路扩建后沈大路一、改扩建前建设和运营状况二、改扩建工程建设指导思想三、改扩建建设方案论证四、改扩建工程关键技术五、改扩建后高速公路的运营情况六、高速公路改扩建工程技术建议一、改扩建前建设和运营状况

原沈大高速公路1984年6月开工建设，1986年起分段陆续建成交付使用，1990年9月1日全线建成通车。

沈阳大连1、原有建设规模全长375公里；路基宽26米；全线共设互通立交27座；特大桥1座，1206延米；大中桥54座，共计5700延米；小桥涵洞544座；跨线桥84座；服务区6处；管理所7处。

2、交通量增长情况

1990年9月全线建成通车时全线平均日交通量为6739辆小客车；运营十年来，交通量以年均11.8%的速度增长，2000年年平均日交通量已达到20613辆小客车，局部路段已达25963辆小客车。3、线形标准

全线95%的路段设计时速可达到120km/h标准，K332-K349的17公里100km/h设计；4处平面线形指标、6处纵断面线形指标不符合现行技术标准，存在隐患。4、互通式立交

除灯塔立交为Y型、熊岳立交为不完全苜蓿叶型外,其余均为喇叭型。匝道的圆曲线半径小于45米的有8座。

5、路基

原沈大高速公路全线路基宽26米，填方路基边坡坡度1:1.5，每侧护坡道宽度2.0米，路堤平均填土高度3.5米;路基填料多为碎石土、山皮土等;原路基中软土路基段修建时已采取了塑料排水板、粉喷桩等不同的处理措施，全线路基处于稳定状态。

300/2原砂砾垫层原水稳基层原黑色面层75752503753752003506、路面

路面依据1978年我国《柔性路面设计规范》进行设计,路面设计容许弯沉值为50.6，总厚度为54cm到56cm，行车道路面的典型结构如下：表面层：4cm中粒式沥青混凝土(或5cm)中面层：5cm粗粒式沥青混凝土下面层：6cm沥青碎石（或5cm）基层：20cm路拌水泥稳定砂砾(或矿渣)垫层：20cm天然砂砾(或矿渣)改扩建前路面破损严重：

受当时路面设计理论和施工工艺、设备、材料等因素影响；大吨位重载车辆的作用；运营期间又未进行过中修，路面、部分小桥及桥面系等已破损严重，裂缝、车辙、龟裂、磨光等现象较普遍，已影响行车安全。至2000年最早通车路段已达15年，达到了大修期限。

车辙低温开裂疲劳松散磨光水损害

根据《公路养护技术规范》，以实地调查资料为基础，对路况调查所获得的资料进行了归纳总结，以每500米段落长度的路面状况PCI指数作为评价路面破坏的量化指标，对沈大高速公路全线进行评价。原路面状况评价表路面状况指数PCI评价等级单幅段落长度(km)比例≥85优57.58.3%26%≥70～＜85良12317.7%≥55～＜70中234.833.6%74%≥40～＜55次16023%＜40差121.517.4%合计696.8弯沉值区间单幅段落长度(km)比例＜50170.824.5%24.5%50～6069.510%60%(50～110)60～7073.510.5%70～808111.6%80～9078.511.3%90～10067.59.7%100～110486.9%110～12035.55.1%15.5%(＞110)120～130273.9%130～140121.7%＞14033.54.8%合计696.8

采用自动弯沉检测车调查了路面的弯沉状况，对检测结果进行了分析整理。采用每500米为一个段落计算代表弯沉值。

7、桥涵沈大高速公路全线84座跨线桥桥孔跨径普遍偏小；主线通道净空标准低，许多已不满足沿线出行的需求；主线桥梁结构型式采用老标准图，安全储备低；桥梁上部结构以简支预应力混凝土T梁和钢筋混凝土空心板为主，部分空心板已破损，桥面破损严重；下部结构以钢筋混凝土墩台身、石砌墩台身、桩基础、扩大基础为主。

8、服务管理设施落后

沈大路原有6座服务区，停车场的规模、服务设施硬件条件、服务内容、服务水平均无法满足日益增长的交通量和用路人的需求。

二、改扩建工程建设指导思想

交通部“沈大高速公路改扩建不能简单地在规模上争全国第一，更应在路的品质上争全国第一，要为今后全国高速公路改扩建树立样板””建设超一流工程，塑最好的作品，树全国样板，再现神州第一路风采”

制定了《沈阳至大连高速公路创一流实施纲要》，提出：以科学技术为先导和支撑，创新设计和建设理念，借鉴国内外成功经验，抓好科研、设计、施工、监理、管理和质量监督各个环节，确保沈大高速公路改扩建工程“设计一流、施工一流、管理一流、质量一流、景观一流。”

三、改扩建工程建设方案论证1、沈大路改扩建工程技术方案扩建八车道与六车道比选原路扩建八车道与另新建一条四车道高速公路比选双侧加宽与单侧加宽技术比选（1）扩建八车道与扩建六车道技术论证对沈大高速公路是按照八车道标准改扩建,还是按照六车道标准改扩建论证比较。①为满足交通量增长需要,沈大高速公路需要一次改扩建为８车道交通量预测结果表明：到2010年沈大高速公路全线年平均日交通量将达到53965辆小客车(年增长率9.3%),已超过沈大高速公路四车道通行能力的上限;到2016年年平均日交通量达到78810辆小客车(年增长率7.9%),超过六车道通行能力上限。如按六车道改扩建,通车10多年后,将面临再一次改造,难度进一步加大。②为提高我省高速公路路网服务水平,沈大高速公路需要扩建为８车道。到2010年我省高速公路将达到4000公里,实现县县通高速的目标。沈大高速公路在我省高速公路路网中起着重要的枢纽和联通作用,具有极其重要的战略地位,随着东北老工业基地的振兴,六车道饱和交通量很可能会提前。③根据改扩建实际投资的比较,八车道扩建在经济上是合理的。沈大高速公路结合原路大修改扩建为八车道,投资估算约72亿元,其中,沈大高速公路原四车道的大修费用约为26亿元,八车道改扩建投资为46亿元；如果按六车道标准(34.5米)建设,改扩建投资为31亿元。一次加宽为八车道比六车道增加了15亿元,平均每公里仅增加430万元。从战略上讲,虽然投资有所增加,但一次到位,避免了后期的再次改造。万元/公里④从保证工程质量的角度,一次改扩建成八车道是有利的如果按六车道改扩建,每侧加宽仅4.25米,施工作业面小,施工过程中对主线行车有较大干扰,路基难以压实。而按八车道改扩建,每侧加宽8米,施工机械在加宽部分可以正常进行路基施工,对主线行车影响较小。所以,一次改扩建成八车道,有利于施工组织和保证工程质量。

(2)原路扩建八车道与另新建一条四车道高速公路技术论证在选择原路改扩建八车道方案的同时,考虑到目前沈大高速公路交通量还未达到饱和状态,曾提出目前只对沈阳至大连高速公路进行路面大修,待几年后交通量发展到一定程度再新建一条四车道高速公路的方案。经比较,我们认为从路网布局、土地占用、投资效率、对经济发展的影响等方面综合考虑,在原路改扩建八车道方案是合理的。①新建四车道高速公路虽然在一定程度上可改善路网布局,增加一条纵向通道,但由于新建公路偏离已形成的沈大公路沿线经济走廊带,不利于吸引交通量,大量交通还是选择沈大高速公路,新建项目难以发挥其应有的作用,社会经济效益差。②从工程投资看,由于新建高速公路多数路段处于山岭重丘区,沿线地质条件复杂,工程量巨大,新建方案投资将超出改扩建方案投资90%。

③围绕现在的沈大高速公路,已形成了配套齐全的公路网,新建高速公路需要修建大量的配套连接公路网,需要增加较大投资。④原路改扩建方案可充分结合现有沈大高速公路的线形,具有占地少、对环境影响小等优势。⑤从通行能力和交通安全的角度看,四车道高速公路单向为一个主行车道、一个超车道,大小型车辆混杂行驶,行车、超车受到干扰大,交通流量大时,平均行驶速度明显降低。而八车道高速公路可按车型、车速划分车道,规范行驶,相互干扰小,平均行驶速度高,通行能力比两条四车道高速公路大,对行车安全及顺畅快捷通行十分有利。

(3)双侧加宽与单侧加宽技术论证确定加宽方案时,我们对以双侧加宽为主和以单侧加宽为主两个方案进行了研究。经比较,认为采用以双侧对称加宽(各8米)为主、局部地段因地制宜单侧加宽的方案是合理的。①由于现沈大高速公路占地边线距路肩边缘一般均大于8米,即使在两侧建筑物密集区,双侧加宽也可使路线按原有平面线形顺利通过,采用双侧加宽方案将大大减少拆迁占地费用。②双侧加宽可按原路横坡顺接,单侧加宽需调整原路基、桥梁横坡,工程量增加,施工复杂。③单侧加宽时,原中央分隔带位于新路面的第二、第三车道处,必须对其进行处理和补强;新的中央分隔带处为满足植树绿化、埋设通信设施等要求,需将旧有路面结构层挖除。④单侧加宽时,互通立交及跨线桥的改动量较双侧加宽大。

⑤双侧加宽时,原路部分为扩建后的小型车道位置,新加宽部分为大型车行驶的第三、第四车道,有利于在设计中采取针对性措施,加强新加宽部分路基、路面的强度,很好地承负重载交通。⑥以双侧加宽为主较以单侧加宽为主工程费用节省。51188万元!!!综合以上分析，改扩建技术规模和标准为：

沈大高速公路全线348km（起点沈阳金宝台，终点大连后盐）采用八车道高速公路标准进行改扩建，全线工程总投资76亿元，主线计算行车时速120km/小时，立交区匝道计算行车时速60km/小时；桥梁设计荷载为汽车—超20级；验算荷载挂车—120，特载480；路面设计标准轴载为100KN。路基宽42米，半幅横断面布置如图：花岗岩缘石300/2375*2375*23007575花岗岩缘石1010200全线主要工程量:

路基挖方1570万立方米,填方2557万立方米;新建特大桥1座1233延米;

隧道1座521延米;跨线桥87座,10775延米;新铺沥青混凝土路面1290万平方米;

重建交通安全设施348公里。改造大桥33座，6193延米;中桥60座，3672延米;小桥106座，2162延米;通道桥254座，5173延米;分离式立交桥18座，1129延米;涵洞533道;互通立交28处;收费站29个。2、施工组织方案根据沈大高速公路改扩建工程的特点，综合考虑各方面因素，经多方论证，工程采用“施工期原路分阶段全封闭”的施工组织方案，工程分四个阶段组织实施：

第一阶段:

2001年开始对沈大高速公路的辅道黑大线进行标准二级路改造,保证了沈大高速公路封闭后车辆的分流通行；对全线87座跨线桥分批进行重建和新建,为主线工程顺利施工创造了条件;修筑了三段不同地质情况总长10公里的试验路