摘要：当前，我国各行各业发展迅猛，交通运输业便是其中之一，随着我国公路车流量的迅速增长，许多高速公路的承载力有限，已无法满足车流量的需求，需要对其改扩建。但是高速公路改扩建与原来公路建设的施工有很大的差别，而且在施工技术上的体现明显。随着通车年限、交通量的不断增长，高速公路改扩建成为公路工程建设中的热点问题。本文分析了高速公路改扩建的必要性及决策的原则，以某高速公路改扩建工程为依托，对改扩建工程的实施时机和技术进行了分析。
关键词：高速公路；改扩建工程；技术
高速公路改扩建是一项投资巨大的项目,确定改扩建的正确时机显得尤为重要。当高速公路改扩建的时机滞后时,高速公路的车流量提前饱和,通行能力严重不足,服务水平急剧下降,将影响高速公路的行车安全,制约区域经济发展。当高速公路改扩建时机过于超前时,就会出现交通量明显不足,高速公路的通行能力利用不充分,造成高速公路资源的闲置和浪费,因此,必须根据道路通行能力和服务水平找到高速公路改扩建的合适时机。
一、改扩建工程的必要性
对原有道路的改扩建，主要是从道路结构和道路通行能力方面有计划地提高道路的技术等级，以适应公路交通运输发展的需求。实施高速公路改扩建的必要性如下：
1、汽车在高速公路上行驶，除了克服各种阻力外，还会通过车轮把垂直力和水平力传递给路面，在各种外力的作用下，路面结构层内产生不同的应力，当应力超过路面结构的整体强度或某一部分强度时，道路就会出现断裂、沉陷、波浪、松散和磨损等破坏现象，导致道路服务水平下降。
2、随着时间的推移，道路的交通需求和轴载呈上升趋势，为使流量的增加不致产生过分的交通拥挤，必须有计划、有目的地加宽道路，以提高路网通行能力，适应交通量增长，恢复道路使用性能，促进沿线社会经济发展。
二、改扩建工程决策的原则
改扩建工程一般应体现“充分利用、安全舒适、合理可行”的总体思路，并遵循以下原则：
1、安全性原则。改善平纵指标，加强交通设计，确保行车安全，尤其对运营期间安全事故频发的地点要认真调研，在设计中消除原设计影响因素。
2、充分利用原则。充分利用原道路桥梁、涵洞、路面、交通工程及沿线设施、道路两侧富余用地。
3、服务社会原则。尽量解决通道净空、净宽、排水等遗留问题，互通立交调整尽量与地方路网规划相协调。
4、整体协调原则。在满足交通量发展需求和运营安全的前提下，适当控制设计指标。
三、改扩建工程的实施时机
在高速公路运营过程中，交通量是反映高速公路拥挤状况最显著的特征值。通常情况下，高速公路改扩建的最佳时机是在高速公路交通量刚好达到饱和时。但是，由于交通组成和地理位置等的不同，即使交通量、设计速度、规模和几何特征相同的两条高速公路，其拥挤程度也可能不相同。因此，不能将交通量直接作为改扩建时机的控制参数，而应选用服务水平作为主要控制参数。改扩建时机的决策模型如下：T＝F（v／c）
对8条较典型的高速公路改扩建工程进行调研，结果表明，这些典型的改扩建工程的v／c平均值为0.58，该时期处于二级服务水平下限之前，实施改扩建的高速公路，通车时间根据服务水平分级二级下限的界定：“车辆间的相互干扰较大，开始出现车队，被动延误增加，为驾驶者提供的舒适便利程度下降，超车需求与超车能力相当”，该路已下降到二级下限，在不考虑其他因素的情况下，当高速公路自身交通流v／c达到0.55-0.65，服务水平降低到二级下限之前，结合老路大修为实施改扩建较合理时机。
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四、改扩建工程技术
1、路基加宽技术比选
按照改扩建项目的经验，改扩建路基加宽技术主要分为单侧加宽和双侧加宽两大类。单侧加宽可细分为单侧拼接加宽和单侧分离加宽，双侧加宽可细分为双侧拼接加宽和双侧分离加宽。
（1）单侧加宽。单侧加宽是指在原高速公路一侧施工进行改扩建。其优点是施工干扰较小，原路可继续维持交通，路基单侧的排水防护设施可继续保留使用；新、老路基差异沉降不显著。但单侧加宽需调整原路基、桥梁横坡及超高排水设施，加宽侧互通立交线形调整大，上跨桥梁需拆除重建，需增设新的中央分隔带及改造现有中央分隔带，增加工程量，施工复杂，浪费资源，增大征地拆迁难度。
（2）双侧加宽。双侧加宽是在原高速公路路基的两侧进行施工，增加车道，基本保持原有公路的几何线形。双侧加宽的优点：可以减少征地拆迁费用；原高速公路的防撞护栏、通信管道、中央分隔带及内部的排水等附属设施可得到充分利用；新、老路横断面可有效组合，路拱平顺；对部分上跨桥净空影响不大，主线桥拼宽难度较小，施工也较方便；大部分立交均可通过调整匝道半径，达到匝道拟合来完成改建，改动量较小。但双侧加宽容易出现新、老路基搭接问题，沉降差异难以控制，使得施工技术难度增大；同时，双侧加宽施工对交通影响较大，施工作业面小，不利于大型机械作业；此外，原高速公路路基两侧的防护、防撞护栏等附属设施不能利用，必须拆除重建。
2、旧路面材料的再生利用
改扩建工程刨除旧沥青面层时会产生大量废弃旧沥青混合料，废弃的沥青混合料不但造成巨大的资源浪费，同时造成严重的环境污染。如能把旧沥青混合料再生利用，可节省相当可观的材料费用。再生技术按照温度可分为冷再生和热再生两类。沥青路面冷再生技术可分为就地冷再生和厂拌冷再生两种形式。就地冷再生法是利用路面铣刨机在现场就地冷铣刨、翻挖、破碎，加入再生结合料、水泥、水和骨料等现场就地拌和，一次性实现对旧路面的再生。厂拌冷再生是将回收沥青路面材料运至拌和厂，经破碎、筛分后，以一定的比例与新集料、活性填料、水分进行常温拌和，常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术。热再生技术也可分为就地热再生和厂拌热再生两种形式。就地热再生是利用机械设备将原沥青路面加热到一定温度后软化分散、加入再生剂进行现场拌和压实；厂拌热再生是采用铣刨机将旧沥青路面铣刨，铣刨料经过热再生技术处理，与新沥青、集料等拌和后重新铺筑。应根据高速公路的路面结构状况、结构层次和损坏程度选择再生方式，再生对象、使用目的不同，再生方式也不相同。沥青混合料的再生利用应遵循以下原则：铣刨混合料最大比例回收利用；铣刨混合料尽量原位利用；分层次、组合利用不同再生方式，以保证高速公路的使用性能，降低能源消耗，减少环境污染。
3、改扩建工程的交通组织。改扩建工程的实施技术方案与交通组织方案息息相关，如何减小对交通运营的影响，是改扩建工程重点考虑的问题。在高速公路改扩建时，交通组织遵循“半幅封闭，半幅单向通行，高速分流为主，做到路网分流、源头疏导，路段交通控制，做好“立面与平面相结合”的交通组织方式，“立面”即以各类静态和动态标志、隔离墩、警示灯为载体，直接作用于行驶状态下的交通出行者，“平面”交通组织方式以报纸、广播、电视和互联等各类宣传媒体为载体，间接作用于交通出行者；建立专项管理机构，保证施工安全。
结束语
高速公路改扩建应根据其实际情况和特点进行，若改扩建实施时机滞后，则高速公路通行能力不足、服务水平受到影响；而改扩建时机超前，则交通量不足，高速公路通行能力得不到充分利用，造成资源浪费。高速公路改扩建的约束条件很多，对改扩建工程中的关键技术问题进行探讨，为相关改扩建工程的实施提供技术支持，其现实意义深远。
参考文献
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论文作者:石斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/9
标签：改扩建论文; 高速公路论文; 交通量论文; 交通论文; 工程论文; 路基论文; 时机论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;