高速公路改扩建的新问题与总体设计原则

高速公路改扩建的新问题与总体设计原则编写组2015年3月、我国高速公路改扩建发展概况、高速公路改扩建的新问题、高速公路改扩建总体设计原则、《细则》中的有关条文一、我国高速公路改扩建发展概况

1、背景2、发展3、与新建比较4、技术状况

我国高速公路发展迅猛2004年规划：2008年6万公里

2020年10万公里2013~2030规划:2030年11.8万实际：2008年6万

2010年8万

2013年10.5万(美国：10万)

1背景

早期高速公路逐渐饱和随着宏观经济快速发展，长三角、珠三角、环渤海湾地区以及国家高速公路网中的南北向、东西向交通主骨架，交通量不断持续增长，80～90年代修建的高速公路逐渐饱和，服务水平明显下降，迫切需要进行改扩建。1背景广佛：1997年开始扩建，横沙至雅瑶扩为8车道，雅瑶至谢边为6车道。2007年底开工将雅瑶至谢边也扩建为8车道。共55公里。

2发展沪杭甬：2000~2007年，分三期拓宽，由4改8

（部分6，部分非标8），共220公里。2发展沈大：02年~04年由4改8，共348公里。2发展沪宁:03~06年，由4拓8，共248公里。2发展国内部分已完成改扩建的高速公路高速公路名原设计方案改扩建方案改扩建方式完成时间广佛高速双向四车道双向六、八车道双侧加宽1997～2007沪杭甬高速浙江段双向四车道双向八车道双侧加宽2003-2007南京绕城高速双向四车道双向六车道双侧加宽2004沈大高速双向四车道双向八车道双侧加宽2004沪宁高速双向四车道双向八车道双侧加宽2005-2008京港澳安新段双向四车道双向八车道双侧加宽2010连霍高速洛阳至郑州段双向四车道双向八车道双侧加宽2012福厦漳高速双向四车道双向八车道双侧加宽2011佛开高速双向四车道双向八车道双侧加宽2012沪杭高速莘松段双向四车道双向六、八车道双侧加宽2010津滨高速双向四车道双向六车道双侧加宽20112发展国内部分正实施改扩建的高速公路高速公路名原设计方案改扩建方案改扩建方式计划完成时间南昌至樟树高速双向四车道双向八车道双侧加宽2014

西安至临潼高速双向四车道双向八车道双侧加宽2014

京港澳高速河北段双向四车道双向八车道双侧加宽2015西安至宝鸡高速双向四车道双向八车道双侧加宽2015

桂南高速双向四车道双向八车道双侧加宽2015甬台温高速双向四车道双向八车道双侧加宽2016杭金衢高速杭州至金华段双向四车道双向八车道双侧加宽2016

2发展2发展

可以预见，随着我国经济社会的快速发展，高速公路改扩建工程建设仍将在我国今后交通基础设施建设领域持续一段较长的高潮期。高速公路改扩建工程建设符合科学发展观的要求，它是在充分考虑资源环境约束力和承载力的前提下，通过集约利用运输通道资源、土地资源和路产资源，对部分已不能适应经济社会发展的高速公路实施的以优化交通结构、提高运输能力、提升服务质量为目的的一种重要的公路工程建设形式。

缓解土地矛盾新建四车道占地50m

两侧拓宽占地不到20m

经济

新建造价高于改扩建1/3以上

服务水平更高

利于交通管理，集中高效

土地状况：人均土地0.78公顷，世界平均1/3

人均耕地0.1公顷，世界平均1/2不到耕地面积每年递减数十万顷3与新建比较

充分利用现有走廊带，利用原路资源进行高速公路改扩建的优势是明显的。尤其是经济发达路网结构、密度已趋完善的地区。

3与新建比较已实施或在实施的改扩建项目中：以两侧拼宽为主

四拓八的更多，体现适度超前灵活选择、组合

改扩建形式特点4技术状况4技术状况国内改扩建

起步较晚（美70-80年代）停留在实施技术方面理念有待创新但：

已开展了一定数量的研究掌握了一些关键技术总结了一些经验

序号研究方向主要参加单位1通车条件下桥梁拼接技术研究浙江沪杭甬高速公路有限公司浙江省交通规划设计研究院2深厚软基高速公路拓宽工程关键技术试验研究浙江省交通规划设计研究院浙江大学岩土工程研究所浙江交通工程建设集团有限公司浙江沪杭甬高速公路有限公司3小跨径桥梁整体顶升技术研究浙江沪杭甬高速公路有限公司浙江省交通规划设计研究院4注浆法空心板梁绞缝维修技术研究浙江沪杭甬高速公路有限公司东南大学5静压桩薄壁桥台处理技术浙江沪杭甬高速公路有限公司沪杭甬高速公路扩建工程主要科研课题及专题研究项目

4技术状况沪宁高速公路扩建工程主要科研课题及专题研究项目

序号研究方向主要参加单位1拼接路基软土地基处理方法与控制标准研究宁沪高速公路股份有限公司江苏省交通基础技术工程研究中心2现有路基评价与路基拼接综合处理技术研究宁沪高速公路股份有限公司中交第二公路勘察设计研究院江苏交通科学研究院3桥梁拼接技术研究宁沪高速公路股份有限公司中交第二公路勘察设计研究院东南大学交通学院4路面结构及路面再生利用研究宁沪高速公路股份有限公司江苏交通科学研究院东南大学交通学院5施工期交通组织及交通工程、安全设施研究宁沪高速公路股份有限公司中交第二公路勘察设计研究院4技术状况部分文献成果：

《沪宁高速公路江苏段扩建工程论文集》《沈大高速公路改扩建技术论文集》《广佛高速公路大修工程建设管理与技术》

福厦漳、佛开等的《公路》杂志专刊高校与科研机构的相关研究《关于高速公路改扩建工程中有关技术问题处理的若干意见》

（交公路发【2013】634号）

4技术状况

目前从宏观技术层面还存在着三方面的问题：

一是全局性、总体性不强，基本上还没从综合交通体系的角度探讨省域范围、甚至全国范围的高速公路改扩建的总体规划；二是普遍都还没有形成针对省区或全国性改扩建总体实施原则或指导意见，部分省（如江苏、河南等）已颁布了改扩建工程的地方性技术标准，但内容多是以具体的技术措施为主，其宏观性不强；三是交通行业现行技术标准和规范体系中对改扩建工程的针对性不强、覆盖面也不足。导致由不同的高速公路改扩建项目各自制定相应的设计、施工指导意见的现象比较普遍。4技术状况受限因素多样性改扩建形式多样性理念认识技术标准建设规模关键技术

既熟悉又不理解的状态需系统总结、统一，以指导建设4技术状况4技术状况《关于高速公路改扩建工程中有关技术问题处理的若干意见》

（交公路发【2013】634号）统筹规划，兼顾长远注重实效，指标合理节约资源，绿色环保科学组织，安全实施《高速公路改扩建设计细则》为《意见》的延伸和细化

二、高速公路改扩建的新问题

——《高速公路改扩建设计细则》的体现1、已有标准规范的规定2、概念、名词的统一3、指标宽容需求4、总体设计原则5、交通组织1已有标准规范的规定《公路工程技术标准》

（JTGB01--2003）1.0.2本标准适用于新建和改建公路。

条文说明：本标准适用于新建工程和改（扩）建工程，并对改（扩）建工程中的利用现有公路路段的技术指标、维持通车路段的服务水平等作了规定。1.0.9公路交通量接近或达到饱和，应对改建与新建方案进行比选论证。采用改建时，应符合以下规定：1、改建公路，当利用现有公路的局部路段，改建公路，因提高设计速度而可能诱发工程地质病害时，经论证，该局部路段的设计可维持原设计速度，但其长度不宜大于相应公路等级的设计路段长度。

2、高速公路的改建必须在进行交通量预测、交通组织设计、交通安全评价等基础上做出具体实施方案设计。在工程实施中，应减少对既有公路的干扰并应有保证通行安全的措施。维持通车路段的服务水平可降低一级。3、一、二、三级公路改建时，应作保通设计方案。《公路工程技术标准》（JTGB01--2003）1已有标准规范的规定《公路路基设计规范》（JTGD30--2004）

6

路基拓宽改建

……………………专门含了一章，对高速公路原有路基拓宽改建的相应内容做了一些原则规定。1已有标准规范的规定《公路路线设计规范》（JTGD20--2006）

1.0.12改建公路应遵照利用与改造相结合的原则，按规定公路等级的技术指标，合理充分地利用原有工程。利用原公路的路段，因提高设计速度可能诱发工程地质病害时，经论证该局部路段可维持原设计指标。改线路段，则应按新建公路标准执行。

条文说明：。。。关于高速公路的“扩建”，由于尚缺实践经验，待条件成熟后再纳入规范。1已有标准规范的规定1已有标准规范的规定

《公路工程基本建设项目文件编制办法》（交公路发[2007]358号）1.0.5设计必须充分进行方案比选。对难以取舍及对投资有较大影响的方案，应进行同等深度的技术、经济等方面的比选，确定合理的设计方案。

高速公路、一级公路改（扩）建工程应进行施工期间交通组织设计方案的论证比选。

以及相应的图表要求1已有标准规范的规定《公路工程技术标准》（JTGB01--2014）1.0.2本标准适用于新建和改扩建公路。

条文说明：无《公路工程技术标准》（JTGB01--2014）1已有标准规范的规定《公路工程技术标准》（JTGB01--2014）1已有标准规范的规定《公路工程技术标准》（JTGB01--2014）1已有标准规范的规定

从03标准到06路线设计规范，再到14标准，对改扩建的认识逐渐深入。已有一些规定，但不系统，需要补充1现行标准规范的规定1现行标准规范的规定《细则》与现行标准的关系：

接轨现行标准针对问题补充（编写原则）《细则》吸纳了我国改扩建实践中重要的研究成果和成熟的工程经验，同时与现行标准或行业规定的重要内容不矛盾，涉及强制性标准、涉及安全的重要指标不越界，既推荐了一些成熟的做法，也提出了应注意避免或加强研究论证的方面。《细则》为国内第一部高速公路改扩建设计专业规范，囊括总体设计、路线、路基路面、桥涵、隧道、路线交叉、交通组织等诸多专业的内容，是对现行标准进行补充或局部调整而形成的一个系统集成。改建改扩建扩建复线拓宽扩容改造提质改造拓宽改建增补改善大修改造拼宽拼接扩宽扩挖。。。2概念、名词的统一新建：顾名思义，新建一条当前尚不存在的公路。2概念、名词的统一《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）:改建：二、三、四级公路的功能发生变化、或通行能力不能满足要求、或原主要技术指标偏低、或交通安全与状况较差等，要求改进而需提高公路等级及其相应平纵横技术指标，在原线位、或原走廊、或另选走廊进行的公路工程建设。扩建：暂将在现有走廊带内，充分利用原有线位，采用拼接或局部分离方案以增加车道数，提高通行能力与服务水平的拓宽工程称为“扩建”。2概念、名词的统一

公路改扩建（14标准）2概念、名词的统一2.0.1公路改扩建

highwayreconstruction&extension

在现有公路的基础上，为提高技术等级、通行能力或改善技术指标而进行的公路建设工程，包括公路的改建、扩建等。

加宽形式《细则》统一为：拼宽扩挖分离增建2概念、名词的统一2.0.1拼宽widenedbylateralphysicalcontact

公路加宽新建部分与既有通过横向物理联系组合成整体。单侧拼宽

两侧拼宽2概念、名词的统一2.0.3扩挖SpreadExcavated

对既有隧道扩大断面开挖重建。路堑的扩挖未含,因路堑属路基,统一在拼宽中更合常理2概念、名词的统一2.0.2拼接splicing

将公路构造物或其构件的加宽新建部分与既有部分进行连接。

拼宽与拼接的区别:

拼宽----断面加宽拼接----技术措施2概念、名词的统一2概念、名词的统一2.0.4线形拟合alignmentfitting

利用实测线位数据，按照逼近既有公路现状的原则，进行路线平纵面设计。2.0.6车道转换带belt-likeregionforchanginglane

单侧拼宽时，既有中央分隔带改造为路面后，供同向车道分隔带两侧车辆转换行驶的带状区域。2.0.5同向车道分隔带belt-likedividerforseparatingunidirectionaltrafficflow

单侧拼宽时，既有中央分隔带保留形成的作为分隔同向行驶车道用的带状设施。2概念、名词的统一2概念、名词的统一3规定或指标的宽容需求

坡长坡长与安全性的关系?

路肩宽度3规定或指标的宽容需求

施工期服务水平（三十一）对于需维持通车的改扩建路段，可按服务水平较正常路段降低一级、设计速度不低于60公里/小时的要求，制定详细的施工保通方案。《关于高速公路改扩建工程中有关技术问题处理的若干意见》

（交公路发【2013】634号）

3规定或指标的宽容需求

建筑限界

(隧道)3规定或指标的宽容需求10.1.2分离增建隧道、原位扩挖隧道设计应符合现行《公路隧道设计规范》（JTGD70）的规定；既有隧道利用时可符合既有设计标准的规定。

建筑限界

(单侧拼宽)3规定或指标的宽容需求

建筑限界

(单侧分离)3规定或指标的宽容需求

桥梁荷载标准（十四）对于拟采用拼接加宽方案的桥涵，应当采用现行荷载等级标准对加宽后的桥梁进行整体验算和评价。拼接加宽的原有桥涵部分，其极限承载能力宜满足或采取加固措施后满足现行标准要求，同时，在设计中还应提出有针对性的运营管理和维护措施。

《关于高速公路改扩建工程中有关技术问题处理的若干意见》

（交公路发【2013】634号）

3规定或指标的宽容需求

桥梁荷载标准3规定或指标的宽容需求

间距要求3规定或指标的宽容需求

其它参见《公路立体交叉设计细则》4交通组织重要性认识4交通组织服务水平宽容4交通组织

总体思想4交通组织

总体定位4交通组织

故交通组织不再从属于工程，它应该是总体设计方案中一个重要的部分。

尽量避免先做工程技术方案，再配交通组织的做法三、高速公路改扩建总体设计原则沪杭甬六个原则：1、既有高速公路正常运营的原则2、既有高速公路安全运营的原则3、利于施工方便、安全可靠原则4、有利于降低工程投资的原则5、符合交通规划和发展的原则6、技术创新与适用相协调的原则沪宁三个原则：1、最大限度地利用现有工程2、重视道路运行安全3、重视技术研究，合理选择技术方案

交公路发【2013】634号文统筹规划，兼顾长远注重实效，指标合理节约资源，绿色环保科学组织，安全实施

《细则》编写力求达到的目标：

正确处理与现行标准的关系，以保障安全。力求上述基础上做到“注重实效、和谐环保”。

利用与改扩建有机结合建设与营运相互协调

《细则》：总体设计原则

利用与改扩建有机结合处理好与规划的关系对原路状况有针对性的客观评价处理好指标宽容的原则与规划的关系——宏观政策、规划层面决定总体设计原则

调查、评价怎么做？关键：扣着设计意图、评价目的进行调查误区：按设计规范的指标一项项套重点：把握原路实际运行状况例：

路线——运行事故分析比原路几何形态的规范符合性重要；路基——原路基病害的分析比填料CBR、压实度的抽检重要；路面——路面性能的分析比弯沉指标是否满足重要。

有针对性地开展一些调查、试验、验算等工作总体设计原则

事故分析

调查、评价怎么做？总体设计原则

调查、评价怎么做？有针对性地开展一些调查、试验、验算等工作总体设计原则

处理好指标宽容问题核心：安全误区：有困难就宽容重点：在安全和满足基本运营使用要求的前提下，结合项目实际综合分析确定总体设计原则

处理好指标宽容问题

纵面指标有陆续改善要求，而对后续沉降难以作出准确估计，分期多次加铺逐渐接近目标的措施更加稳妥和实际。总体设计原则

处理好指标宽容问题

杭金衢坡长指标宽容体现在二个方面：拟合需要，沉降的认识总体设计原则

处理好指标宽容问题

杭金衢坡长指标宽容体现在二个方面：拟合需要，沉降的认识总体设计原则

处理好指标宽容问题在安全性、舒适性满足的前提下，减少了40%的加铺工程量，减轻了沉降欠稳定路段“沉降-加铺-沉降”的不利循环6.4.4当受构造物控制且纵坡不大时，在满足视距的前提下，经论证，纵面设计可采用3s设计速度行程的竖曲线长度来控制设计。总体设计原则

处理好指标宽容问题甬台温复线高边坡处压缩硬路肩总体设计原则

处理好指标宽容问题杭金衢跨线桥拆除与保留比选总体设计原则

处理好指标宽容问题杭金衢跨线桥拆除与保留比选总体设计原则

处理好指标宽容问题乐清枢纽主线最大纵坡问题互通区主线纵坡:好上加好的指标?总体设计原则

处理好指标宽容问题杭金衢高边坡处特殊处理，标准宽度总体设计原则

处理好指标宽容问题原路超车道视距不足，有条件时改善，有利安全总体设计原则

建设与营运相互协调平等的关系互让互谅的关系结合项目具体分析侧重点具体分析的三大要素:

社会影响

/营运与施工安全

/工程规模与质量同步开展交通组织研究与设计!总体设计原则

建设与营运相互协调中面层行车的双向四车道保通方案总体设计原则

建设与营运相互协调交通组织方面

多级的分流方案局部路段局部时段封闭路段的交通组织方案工程方案方面

营运便道结构物超拼加强锚固以减少开挖一侧拼并改移中分带爆破控制技术大流量、山区条件下实现了两侧拼宽，控制了规模诱导点、分流点设置总体设计原则

建设与营运相互协调局部路段的封闭施工

牌头至上溪段主线里程约46Km，该段中施工困难、与营运相互干扰的点多，尤其是高、陡、连续边坡密集该段共有边坡32处，其中30m以上的高边坡14处，挖方量约196万方互通立交4处被交线上跨5处翁店分离及王市岭隧道2个特殊工点以上共43个施工难点，平均每公里约1处（其中：郑家坞至义乌段17km集中了11处高边坡、1处滑坡、王市岭隧道及翁店分离）牌头郑家坞浦江义乌总体设计原则

建设与营运相互协调方案一边通车边施工

牌头至上溪段沿线高、陡、连续的边坡多，在通行状态下施工难度很大，带来了施工及营运安全、施工工效与工期方面的不可控因素施工及营运安全风险大施工工效低、工期长经估算，若通车状态下施工，当采用全幅通车方式时，有效施工时间至少为集中封闭施工的8倍以上，施工工期至少需6-7年；当采用半幅封闭半幅施工，有效施工时间为集中封闭施工的3倍以上，施工工期约需4.5年总体设计原则

建设与营运相互协调方案二封闭施工

联合有经验的施工单位对现场进行了详细踏勘，对集中封闭所需具备的政策处理等条件进行了分析，对有效施工时间进行了测算，测算结果为：全面施工条件具备后，有效施工时间约6个月；考虑恶劣气候以及建设管理难度等因素影响，实际封闭期建议按不少于8-10个月准备杭新景25%诸永45%其他10%封闭段省道20%总体设计原则

建设与营运相互协调西小江大桥第一步：

第二步：

第三步：

总体设计原则

建设与营运相互协调

特殊路段高边坡：边坡高度高、正常扩挖施工对高速公路运营影响大；针对性处理措施：采用上部预加固、下部削陡开挖并加强支挡防护的方案。K81+445~K81+745右侧、

K83+700~K84+050右侧

建设与营运相互协调总体设计原则四、《细则》中的有关条文

1.0.3高速公路改扩建设计，应贯彻环境保护、耕地保护和资源节约的基本国策，遵循“利用与改扩建充分结合、建设与运营相互协调”的原则，进行科学论证，提出合理方案。条文说明

利用既有公路资源进行改扩建，具有节约土地、保护环境、降低造价等优点，提倡通过技术创新，充分利用既有公路资源，以体现改扩建的优势。这需要科学论证、精心设计。

高速公路是重要的运输通道，改扩建对其自身运营、区域路网的交通均会带来较大影响。一方面要做好交通组织以减少对运营的影响，并保障施工；另一方面合理的工程技术方案也有助于交通组织方案的确定和实施。工程建设与交通运营二者之间的协调是相互的，需要结合项目实际情况具体分析。

1.0.4对既有工程，应在调查、评价的基础上，结合改扩建需求，予以充分利用。

1.0.5本细则根据改扩建特殊条件与困难程度而规定的部分指标，设计时应结合工程实际具体分析，在安全的前提下合理采用。

条文说明

改扩建工程设计，不仅要考虑新建部分本身，还要考虑对既有工程的利用、新建工程对既有工程的影响、拼宽后的整体性要求，以及对交通的影响等，这是改扩建与新建的不同之处。本细则根据改扩建项目的特殊性、困难程度等，对现行规范部分指标进行了调整，或提出了拼宽后的整体性控制指标。对这些指标，设计时应结合工程实际具体分析，在安全的前提下合理采用。

3.0.1应按统筹规划、适度超前的原则，进行区域路网交通适应性分析，确定高速公路通道规模。3.0.2应对利用既有公路改扩建、另建新线进行论证，确定高速公路通道建设方案。

3.0.3应综合考虑交通量发展趋势、改扩建技术难度、施工及营运安全、区域交通影响等因素，确定高速公路改扩建建设时机和实施方式。高速公路改扩建宜在服务水平下降至三级服务水平下限之前实施。条文说明建设时机不同，改扩建受交通量、路网等因素影响的程度也不同，建设时机的选择对工程技术方案与交通组织方案的协调起着十分关键的作用。实施方式一般分“边通车边施工”、“完全封闭施工”、“局部（局部路段、局部时段）封闭施工”等几种，也主要由工程技术方案与交通组织方案协调的结果而定。不同的工程技术方案可能需要不同的交通组织方案与之协调，反过来，交通组织的需求也有可能决定着工程技术方案。故对建设时机和实施方式需综合各影响因素分析确定。根据已实施工程的经验，当既有高速公路的服务水平下降至三级服务水平下限时，改扩建施工与运营的矛盾普遍都非常突出，既容易严重降低本路服务水平，又会对周边路网产生过大的交通压力，同时也会给工程建设增加难度和安全风险，故对实施时宜满足的服务水平作了规定。

3.0.4应在既有高速公路设计速度基础上，综合考虑改扩建公路功能、建设条件、运行速度、土地利用等因素，论证确定改扩建项目的设计速度。条文说明高速公路改扩建一般采用原设计速度，但由于规划调整引起公路功能的变化、既有公路实际运行状况与原设计预期变化较大、遇特殊困难路段等因素，不排除在改扩建时对设计速度进行调整，对此需根据实际情况分析论证。3.0.5设计交通量应按20年预测，起算年为该项目工程可行性研究报告中的计划通车年。设计小时交通量不应小于年第30位小时交通量。条文说明《公路工程技术标准》（JTGB01）对设计小时交通量，规定宜采用年第30位小时交通量，也可根据项目实际取年第20~40位间最经济合理时位的小时交通量。对改扩建工程，为适应交通量发展需要和体现适度超前，要求不应小于年第30位小时交通量。

3.0.6应根据改扩建后的高速公路功能，合理选用设计服务水平，且应不低于三级。3.0.7既有公路为整体式断面，单侧拼宽或单侧分离增建后，双向行驶改为单向行驶，既有中央分隔带保留的路段设置同向车道分隔带，改造为路面的路段设置车道转换带，如图3.0.7-1所示，其建筑限界应符合图3.0.7-2的规定。

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