作者簡介:張 文(1984—),碩士,高級工程師,研究方向:道路、立交研究設(shè)計。
摘要:文章探討了高速公路改擴(kuò)建交通組織的基本原則,闡述了廣東省中江高速公路改擴(kuò)建交通組織方案,研究了改擴(kuò)建交通組織保障通行的主線轉(zhuǎn)換帶與臨時匝道設(shè)置、臨時港灣式停車帶設(shè)置、臨時保通道路的路面結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,介紹了這些研究成果在廣東省中江高速公路改擴(kuò)建中的應(yīng)用,可為類似項目提供參考。
關(guān)鍵詞:公路改擴(kuò)建;交通組織;主線轉(zhuǎn)換帶;臨時匝道;港灣式停車帶;臨時路面
中圖分類號:U491.1+2
0 引言
廣東省中江高速公路作為中山市高速公路網(wǎng)“四縱五橫”、干線公路網(wǎng),以及江門市高速公路網(wǎng)“六縱五橫”中“二橫”的重要組成,與深中通道等相關(guān)項目一起構(gòu)筑了珠三角核心區(qū)、粵東地區(qū)、粵西及我國西南地區(qū)的重要東西向通道。
自2005年底通車以來,中江高速公路作為中山市區(qū)和江門市區(qū)的直接聯(lián)系通道,隨著周邊經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展、城鎮(zhèn)版圖的日益擴(kuò)大和交通需求的持續(xù)增加,2019年的平均交通量已超過7.9萬輛/d(折合小客車,下同),局部路段超過10萬輛/d,交通擁堵日趨常態(tài)化[1],成為粵港澳大灣區(qū)珠江西岸高質(zhì)量發(fā)展必須克服的“攔路虎”,因此中江高速公路的改擴(kuò)建是必要且迫切的。
中江高速公路的改擴(kuò)建總體以兩側(cè)拼接加寬為主,局部單側(cè)加寬或兩側(cè)分離加寬為輔的方案[2]。作為國家高速公路網(wǎng)主要干線公路,現(xiàn)狀交通量大,為適應(yīng)不同的改擴(kuò)建形式,項目組研究并實施了“邊施工、邊通車”以保障四車道通行的交通組織關(guān)鍵技術(shù)。通過合理的施工組織和交通組織,將老路行駛的車輛轉(zhuǎn)換至新路行駛(四車道改為雙向兩車道行駛,老路全封閉施工)[3],減少了對國家高速公路網(wǎng)主要干線公路運營的影響、保障了擴(kuò)建施工的順利進(jìn)行,同時,合理的工程技術(shù)方案有助于交通組織方案的實施。
1 高速公路改擴(kuò)建交通組織的原則
1.1 保暢通保安全的原則
需要做好交通組織,既能保障安全運營,又能保障安全施工。保障安全運營即在滿足正常的施工進(jìn)度、質(zhì)量條件下,保障道路的暢通和一定的服務(wù)水平,維持道路所有者的投資收益以及良好的社會效益。保障安全施工即在施工過程中橋涵、路基、路面使用狀態(tài)良好,施工設(shè)備能正常工作,不會發(fā)生事故影響道路使用者行駛安全[4]。
1.2 保暢通保進(jìn)度的原則
需要做好施工組織,合理的建設(shè)方案不僅有利于交通組織方案的實施,而且有助于減少對公路營運的影響。
1.3 利用與改擴(kuò)建充分結(jié)合的原則
方案需要充分利用既有的舊路資源,達(dá)到充分利用、新舊一體、永臨結(jié)合、保護(hù)環(huán)境、控制造價,體現(xiàn)改擴(kuò)建項目的優(yōu)勢[5]。
2 中江高速公路改擴(kuò)建交通組織總體方案
2.1 中江高速公路改擴(kuò)建交通組織的特點
中江高速公路改擴(kuò)建交通組織具有如下特點:
(1)項目規(guī)模大、工期緊:項目擴(kuò)建里程40.05 km,總投資113.1億元,需在三年半時間內(nèi)完成全線改擴(kuò)建。
(2)交通量大、社會影響大:項目應(yīng)急分流次數(shù)較多,保暢通宣傳要求較高。
(3)互通立交密集,橋梁比例高:項目互通立交平均間距約3.3 km,橋梁比例達(dá)44%,交通轉(zhuǎn)換段多,保通難度較大。
(4)沿線城鎮(zhèn)化水平高:上跨地方道路多,保通費用較高。
(5)加寬方式多樣化:項目改擴(kuò)建總體以兩側(cè)拼接加寬為主,局部單側(cè)加寬或兩側(cè)分離加寬為輔,不同加寬方式間的過渡銜接要求高。如圖1所示。
2.2 交通組織總體方案——兩側(cè)整體式拼寬
第一階段:維持原標(biāo)準(zhǔn)斷面通行(約18~20個月)。舊路兩側(cè)路基加寬,施工至路床頂面(96區(qū));主線橋基礎(chǔ)、下部結(jié)構(gòu)、部分上部結(jié)構(gòu)施工;匝道路基加寬施工、服務(wù)區(qū)擴(kuò)建施工;涵洞、通道加寬。
第二階段:硬路肩占用的非標(biāo)準(zhǔn)四車道斷面(約3~4個月)。拼寬路基的上部搭接,新建范圍路面施工至結(jié)構(gòu)層(與現(xiàn)有路面齊平);拼寬橋梁上部結(jié)構(gòu)施工(含左幅臨時拼接帶和橋梁護(hù)欄);匝道加寬路基、路面施工;拆除路側(cè)護(hù)欄,擺設(shè)混凝土隔離墩;設(shè)置臨時標(biāo)志。
第三階段:左幅半幅雙向非標(biāo)準(zhǔn)四車道通行(約5~6個月)。左幅雙向四車道通行,右幅新建范圍路面結(jié)構(gòu)層施工、中央分隔帶改造、舊路面維修及罩面;右幅拼寬橋梁上部結(jié)構(gòu)施工,天橋、主線橋改造部分、舊橋換板、新舊橋拼接等;互通、服務(wù)區(qū)路面施工;右幅永久交安、機(jī)電設(shè)施施工。
第四階段:半幅雙向非標(biāo)準(zhǔn)四車道通行(約5~6個月)。右幅雙向四車道通行;左幅新建范圍路面結(jié)構(gòu)層施工、中央分隔帶改造、舊路面維修及罩面;左幅拼寬橋梁上部結(jié)構(gòu)施工,天橋、主線橋改造部分、舊橋換板、新舊橋拼接等;互通、服務(wù)區(qū)路面施工;左幅永久交安、機(jī)電設(shè)施施工。
限速方案:第一、二階段主線一般路段保持原有限速,路基施工影響到原有護(hù)欄正常使用狀態(tài)的路段限速80 km/h;第三、四階段主線一般路段限速80 km/h,特殊路段(交通轉(zhuǎn)換位置、橋頭跳車嚴(yán)重路段、事故較多路段等)限速60 km/h,占道施工路段的限速以相關(guān)圖紙為準(zhǔn)。
2.3 交通組織總體方案——單側(cè)分離式擴(kuò)建
第一階段:維持原斷面通行(約20個月)。新路路基加寬施工,施工至路床頂面(96區(qū))主線橋基礎(chǔ)、下部結(jié)構(gòu)、部分上部結(jié)構(gòu)施工;匝道路基加寬施工;涵洞、通道加寬。
第二階段:維持原斷面通行(約6個月)。新建路面施工至下面層;橋梁上部結(jié)構(gòu)、整體化層、橋護(hù)欄施工;匝道加寬路基、路面施工;永久交安、機(jī)電施工;擺設(shè)混凝土隔離墩;設(shè)置臨時標(biāo)線。
第三階段:半幅雙向非標(biāo)準(zhǔn)四車道通行(約9個月)。新路雙向四車道通行;路改橋段路基挖除;舊路左、右幅舊路面維修及罩面;舊橋維修改造、路改橋等;舊路永久交安、機(jī)電施工。
第四階段:標(biāo)準(zhǔn)斷面雙向四車道通行(約1周)。舊路左、右幅雙向四車道通行;攤鋪新建路面至最后一層,新路施劃永久標(biāo)線。
3 中江高速公路改擴(kuò)建交通組織關(guān)鍵技術(shù)
3.1 主線保通轉(zhuǎn)換帶與臨時保通匝道的設(shè)置
主線保通轉(zhuǎn)換帶的設(shè)置:中江高速公路為實現(xiàn)第三、四階段交通組織,在半幅四車道通行、另半幅封閉施工期間,需要在正常通行雙向四車道與半幅通行雙向四車道之間設(shè)置主線轉(zhuǎn)換帶。
主線保通轉(zhuǎn)換帶的位置:項目在起終點對接南沙至中山高速公路、江門至鶴山高速公路位置,單側(cè)分離擴(kuò)建的起終點橫欄北立交、四村立交,西江特大橋終點引橋橋頭設(shè)置了主線保通轉(zhuǎn)換帶。
主線保通轉(zhuǎn)換帶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):主線采用雙向四車道保通,設(shè)計速度為80 km/h,中江至東升互通路段采用60 km/h。
臨時保通匝道的設(shè)置:中江高速公路互通立交比較密集,且互通立交轉(zhuǎn)換交通量較大,為實現(xiàn)第三、四階段交通組織在半幅四車道通行、另半幅封閉施工時,通行側(cè)的匝道轉(zhuǎn)換交通能穿過中央分隔帶和封閉施工的半幅路段,實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換,設(shè)置臨時保通匝道是必要的。
臨時保通匝道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):各臨時保通匝道采用單車道保通,設(shè)計速度為30 km/h。行車道寬3.5 m,主線變速車道段右側(cè)硬路肩寬度為3.0 m;匝道路段采用與舊路一致硬路肩寬度,左側(cè)硬路肩≥1 m,右側(cè)硬路肩≥2.5 m。入口加速車道采用平行式,加速車道長180 m、三角漸變段長70 m;出口減速車道采用直接式,減速車道長110 m、三角漸變段長80 m。
為減少中央分隔帶頻繁開口施工對主線通行的影響,降低安全隱患,控制開口工程規(guī)模,對位置接近的匝道,采用相同的中央分隔帶開口路段設(shè)置變速車道,即加速車道和減速車道共用一段中央分隔帶開口(保通階段不同)。對于共用段,出口匝道采用平行式減速車道,長度指標(biāo)不變。如圖2所示。
3.2 臨時保通道路的路面結(jié)構(gòu)研究
中央分隔帶臨時保通可采用常規(guī)的水泥混凝土或瀝青混凝土路面,混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、養(yǎng)護(hù)費用低、抗滑性能好的優(yōu)點,滿足高速公路改擴(kuò)建中央分隔帶臨時保通需求。
主線臨時保通路面,一般設(shè)置在主線路基中央分隔帶位置。其路面結(jié)構(gòu)如圖3所示,結(jié)構(gòu)組成采用14 cm砂墊層+22 cmC40鋼筋混凝土+6 cmAC-20C(改性)+4 cmSMA-13(改性)。其中,中上面層材料采用與舊路加鋪瀝青層同樣的路面結(jié)構(gòu);設(shè)置砂墊層保護(hù)原舊路中央分隔帶通信管道。
匝道臨時保通路面在非中央分隔帶位置時,為提高道路承載力,避免對軟弱路基地基處理造成投資增加,同時由于實施面積較小,為攤鋪和碾壓施工方便,采用承載力高的水泥路面。結(jié)構(gòu)組成采用26 cmC40水泥混凝土面層+20 cmC20素混凝土上基層+20 cmC20素混凝土下基層。
具體設(shè)計如圖3所示。
3.3 橋梁段臨時中央分隔帶開口結(jié)構(gòu)方案
路基段的中央分隔帶開口較橋梁段開口施工方便,安全性高,因此主線保通轉(zhuǎn)換帶與臨時保通匝道跨越中央分隔帶一般設(shè)置在路基段。但在部分情況下,出入臨時匝道跨越路基中央分隔帶長度不足時,臨時保通匝道不得不設(shè)置在橋梁段,則需要對橋梁段實施臨時中央分隔帶開口,對左右幅橋梁進(jìn)行拼接。
拼接位置的老橋懸臂和整體化層需鑿除,保留老橋鋼筋。新老混凝土結(jié)合處應(yīng)清除表面浮漿,原表面應(yīng)鑿成凹凸差≥6 mm的粗糙面,并在混凝土澆筑前涂界面膠。拼接帶鋼筋與老橋整體化層鋼筋、老橋鋼筋采用單面焊接,焊接長度≥10d(d為鋼筋公稱直徑)。
拼接帶為C50補償收縮混凝土,需要加強(qiáng)配合比設(shè)計和養(yǎng)生以防開裂。拼接帶位置的橋面鋪裝采用C40素混凝土。
在保通完成后及永久橋面鋪裝前,需要鑿除兩個護(hù)欄間2 m寬的全厚度C40素混凝土鋪裝,其余1.3 m寬的鑿除4 cm厚C40素混凝土鋪裝,并采用SMA-13(改性)瀝青混凝土作為永久鋪裝。保通完成后按圖紙新建防撞護(hù)欄。全線貫通后切除老橋路線中心線左右側(cè)各13 cm混凝土,在切縫處鑿成凹凸差≥6 mm的粗糙面,涂界面膠后澆筑3 cm環(huán)氧砂漿保護(hù)層。如圖4所示。
3.4 臨時港灣式停車帶設(shè)置研究
按照高速公路占道施工交通安全防護(hù)工作的相關(guān)要求,對需封閉路肩施工的,每間隔2 km應(yīng)設(shè)置一處臨時停車帶,特殊路段間隔距離≤4 km。臨時停車帶應(yīng)滿足大型車輛停放需求,并按規(guī)定提前設(shè)置提示標(biāo)志。在高架橋梁、長隧道等特殊路段,設(shè)置較為困難,則根據(jù)現(xiàn)場條件確定。
在路側(cè)和中央分隔帶,應(yīng)設(shè)置臨時緊急停車帶。其設(shè)置長度在路側(cè)采用50 m(漸變段)+50 m(等寬段)+50 m(漸變段)=150 m;在中間帶采用30 m(漸變段)+40 m(等寬段)+30 m(漸變段)=100 m。
結(jié)合中江高速公路項目特點,路側(cè)臨時港灣式停車點設(shè)置在如下位置:(1)貫通輔助車道斷面;(2)兩側(cè)分離擴(kuò)建帶右側(cè)硬路肩;(3)用雙車道匝道分合流點;(4)避開橋梁、輕質(zhì)土路段,在常規(guī)路基段設(shè)置。如圖5所示。
考慮到左右幅橋梁拼接施工工序較復(fù)雜,中間帶臨時港灣式停車點應(yīng)盡可能在路基段設(shè)置。其路面結(jié)構(gòu)采用與主線路基中央分隔帶相同的結(jié)構(gòu)。
路側(cè)臨時港灣式停車帶加寬寬度較小的三角漸變段,可采用混凝土護(hù)肩加寬的形式。如圖6及下頁圖7所示。
4 結(jié)語
本文結(jié)合中江高速公路改擴(kuò)建設(shè)計研究實踐,介紹了該項目改擴(kuò)建交通組織總體方案。該項目在主線保通轉(zhuǎn)換帶與臨時匝道設(shè)置、臨時港灣式停車點設(shè)置、臨時保通道路的路面結(jié)構(gòu)等方面的研究成果,得到了充分的檢驗應(yīng)用,實現(xiàn)了“技術(shù)可行、質(zhì)量可控、造價合理、施工安全”,可作為類似高速公路改擴(kuò)建項目的參考依據(jù)。
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