湖北省交通规划设计院 湖北武汉 430051
摘要：随州至岳阳高速公路京山至仙桃段自北向南穿越大洪山山岭地带和江汉平原盆地边缘地带，山岭区穿越旅游风景区自然环境秀美、文化底蕴深厚，平原湖区自然水系和人工水道纵横交错、软土等不良地质广泛分布，本文结合本项目特点就特殊路基、新型路面、特殊桥梁以及环保景观设计等重难点问题进行了介绍。
关键词：软土；膨胀土；过湿土；新型路面；汉江特大桥；环保与景观设计
1 工程简介
随州至岳阳高速公路位于湖北省境内的京珠国道主干线和太原至澳门国家重点公路之间，是湖北省规划的“六纵五横一环”公路主骨架网中的“一纵”。随州至岳阳高速公路京山至仙桃段（以下称“本项目”）为随岳通道的一段，起于荆门市京山县石板河，北接随州至岳阳高速公路随州至京山段，经荆门市、天门市、仙桃市，止于与汉宜高速公路相交的珠玑枢纽互通，南接随岳高速公路湖北省南段，路线全长78.597495公里。项目采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度为100km/h，全线路基土石方984.7万m3，膨胀土路基段长11.6km，软土路基段长28.99km，全线特大及大桥长14903m，互通式立交5处[1][2]。
2 设计重难点浅析
2.1特殊路基处理
2.1.1软土地基
本项目软土具有软土分布广、软土厚度大、含水量高、孔隙比与压缩性大、灵敏度高、抗剪强度与承载力低等地质特征。
软土路段最大填土高度达10m，且沿线构造物众多，软基处理工作量大。设计采用专门的软基计算软件进行计算和分析，然后根据各路段工后沉降的设计原则，不同的地段采取了不同的加固措施。在设计时主要采用了以下软基处理措施：①砂垫层+堆载预压；②塑料排水板+砂垫层+堆载预压；③粉喷桩+堆载预压；④CFG桩+碎石垫层+堆载预压；⑤真空预压。设计中还提出了完善的软基沉降及稳定监控方案，并根据施工期间沉降观测等资料进行动态设计，对软土层间含硬质夹层等施工困难路段均提出了相应的应对方案。
图1 软土地基处理
2.1.2膨胀土
由于本项目部分路段路堤填料为弱-中膨胀土，其CBR值不能满足规范要求的≥3%，当然，这也是由于膨胀土特殊的工程性质所决定的，按照规范要求，此类土不能作为高速公路的路堤填料。但是，由于膨胀土透水性小，且边坡表面在浸水路基或可能的浸水路基均采用了封闭防护，因此，工程实际中一般不会出现路基土充分饱水的极端状况。
借鉴湖北省内高速公路处理膨胀土路基的成功经验，本项目膨胀土路堤的处理措施为：从路基底面开始，每隔1米路堤高度填筑一层4%石灰处治土至路床底面，每两层石灰处治土之间填筑三层素土（弱-中膨胀土）。该方案以较小的工程费用解决了本项目膨胀土路基填料强度不足的问题。
2.1.3过湿土
本项目部分路段位于平原湖区，地表水丰富，地下水位较高，过湿土也是路基填筑中存在的主要问题之一。过湿土由于其含水量较大，不易压实到规定的密实度，给路基施工带来很大的困难。如果外借满足要求的土料，由于运距较远，工程量大，工程费用非常高；因此考虑就近利用土源，并进行一定的工程处治后用于路基填筑。
通过大量的土工试验分析，设计采用掺生石灰粉法结合翻耕晾晒法进行过湿土处理。该方案具有施工简单、周期短、费用经济的优点。
2.2 OGFC开级配抗滑磨耗层沥青面层
考虑本项目所处地区夏季高温多雨及交通量大的情况，采用半刚性沥青路面结构。沥青路面上面层采用沥青玛蹄脂碎石混合料SMA13作为磨耗层，中下面层采用AC-20C、AC-25C，基层采用水泥稳定碎石，以保证整个路面结构的强度、稳定性、耐久性。并在局部路段采用了OGFC-10排水面层、ATB-25沥青碎石基层、级配碎石底基层进行试验段研究。
OGFC开级配抗滑磨耗层沥青面层是随岳高速公路的一个重点科研项目，本项目设置试验段全长2558米，它是OGFC排水式路面在湖北省高速公路上首次规模化的应用。OGFC全称为开级配排水式磨耗层，由于具有改善雨天高速行驶的抗滑性能、提高行车安全和降低噪音等显著优点，目前在许多国家正日益受到重视和推广。在设计上结合本项目所经地区降雨丰富的特点，通过对目前透水路面最新成果的研究分析，提出在本项目部分路段上面层采用OGFC的试验方案。从铺筑效果来看，试验段路面均匀，渗水功能强，经试验检测，各项指标均符合规范要求，达到了预期效果，试验段获得了成功。
2.3 特殊桥梁
2.3.1岳口汉江特大桥
该桥是随岳高速公路上控制性工程，桥梁规模和工程的技术难度是该项目中最大的。桥梁分北引桥、主桥、滩桥和南引桥，桥梁全长9171米，主桥采用73＋112＋2×150＋90米预应力钢筋砼变截面连续箱梁。根据两岸大堤及通航孔的位置，设置了非对称结构的连续梁桥型，既满足了两岸跨堤的需要，又满足了通航的要求。从安全、经济、美观和有利于施工的角度分析，由于它具有结构新颖、简洁美观的特点，在特定的桥位上采用该桥型，可以达到节省投资、缩短施工工期、改善景观效果的作用。大桥南岸处于软基地段，又是江汉平原腹地，取地困难，直接用桥梁代替路基，减少了对农田的破坏，也可以避免软基路段的下沉引起的路面危害。
主跨150米的汉江大桥采用预应力混凝土连续结构，施工方案采用挂篮对称悬臂浇筑，落地支架上现浇边跨梁段，合拢吊架上浇筑跨中合拢段，形成连续梁体系。主桥箱梁顶面采用抛丸处理，有效提高了工作效率和施工质量。桥面铺装中沥青层下层采用新工艺，不是采用常规的6cm厚AC-20C，而是采用厚2.5cmAC-10C，并掺配2.5%的聚酯纤维的方式，减少了工程量，也减轻了桥梁自重荷载。
2.3.2 刘家冲1号大桥
刘家冲1号大桥上跨风景秀丽的刘家冲水库，位于京山停车区附近，是随岳中高速公路沿线一道亮丽的风景线，同时也是主干线上的一座重要桥梁。
该桥主体结构为3*30+3*30米现浇预应力砼箱形截面连续梁，分上、下两行。每跨桥宽各不相同，单幅从最宽的20.85m变化到16.5m。箱梁梁高1.7m。上部构造采用单箱四室截面是这座桥的最大特点之一，其空间效应明显，纵、横向耦合效应不可避免，力学特征与常规箱梁存在差异。过渡墩采用钢筋砼花瓶式桥墩，即满足结构布置要求，又同时满足停车区桥梁的景观要求。桥下刘家冲水库为二类水资源保护区，不允许桥面泄水直排桥下，设计上采用箱外水槽，将桥面污水收集引至桥台外沉淀，避免对水库水源的污染。主桥箱梁顶面采用抛丸处理技术，有效提高了工作效率和施工质量。
2.3高速公路环保与景观前置研究
本项目针对在公路建设中容易忽略的公路选线和路线设计对景观与环境因素影响的问题，研究提出了高速公路环保与景观前置的新理念，提出了高速公路环保与景观前置公路设计的方式和方法，以及整合环境保护、生态景观、视觉景观、安全舒适的公路设计理论，提出了高速公路沿线道路与景观及环保一体化设计理论，将公路设计理论提升到与生态和环境相统一的高度，综合考虑道路对环境的影响和所起作用，提出基于自然景观的保护和利用前提的高速公路选线设计理论方法，形成了一套道路环保与景观整体设计实践的评价体系和评估方法。研究成果应用于依托工程的设计与施工，取得良好效果。
在路线选线上，遵循标准选线、地形选线、地质选线、环保选线和安全选线的原则，合理选择路线走向；在桥梁工程上，突出造型优美，结合自然环境，曲直顺畅，简洁明快；服务区停车区选址布局依山临水，功能齐全，最大限度地方便司乘人员，突出以人为本的服务理念；在防护型式上，为了使公路景观与自然景观融为一体，尽量减少人工雕琢的痕迹，营造绿色大通道，对岩石边坡的绿化在湖北省首次采用了麻袋装填种植土（混草籽、灌木籽）沿岩石边坡面码砌的生物防护方案；在排水工程上，在湖北省首次采用浅碟形边坡和暗埋边沟，对平台外边缘和边坡顶部适当圆弧化处理。
3 结语
本项目路线里程长，所经过区域地质情况复杂，环保景观要求高，汉江特大桥设计复杂施工难度高，设计人员针对本项目特点和难点，创新方案，研究对策，借鉴国内外先进经验，积极采用新结构、新材料、新技术、新工艺。本项目自2007年12月通车运营以来，道路使用情况良好，社会效益显著。
参考文献：
[1] JTG B01-2003，公路工程技术标准[S]
[2] 湖北省交通规划设计院.随州至岳阳高速公路湖北省中段施工图设计文件[R].武汉，2005
作者简介：
潘丹（1982-），女，毕业于长沙理工大学道路工程系，工学学士；工程师，现主要从事公路工程的设计研究。
论文作者:潘丹
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/22
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