第二章　國內外高速公路改擴建建設與發展

2.1　國外發展狀況

2.1.1　技術發展概況

由于美國、德國、日本等國家開始高速公路建設的時間較早，其理論體系較為成熟和完善，隨著公路研究的不斷深入和道路建設的日益飽和，高速公路改造升級的方法和技術越來越受到重視。其中，以美國高速公路的改擴建建設研究最為典型，取得的成就也很顯著。

二戰之后，因國防要求，美國開始在國內大規模的建設高速公路，到20世紀70年代末期，美國的高速公路網基本成型，高速公路的建設從新建轉向對原有道路的擴容改造。同期，美國國內數條高速公路已經開始初步的改擴建研究和實踐。從1981年開始，美國政府基本上不再對高速公路新建項目投資，而是轉向4R項目（Restoration，Resurfacing，Reconstruction，Relocation），即對高速公路進行重修、重新鋪面、重建和重置的工程項目。1982年，美國國會通過《陸上運輸資助法》，規定用于州際高速公路的資助金額中，用于4R項目的不得少于40%，這一項政策突顯出了美國政府對高速公路改擴建建設的重視。

1983年，TRB組織在美國召開了公路擴建工程專題國際會議，總結了發達國家近10來年對高速公路擴容改建的技術和方法，會議主要集中在對結構拼接和施工方法上的總結。

1983年，美國學者Jack E.Leisch在ITE Journal上發表名為Plan/Design Features and Case studies in freeway Reconstruction的論文，較為系統地論述了高速公路改建拓寬中在幾何設計上普遍遇到的問題，尤其對立交設計的問題作了很精辟的總結。1999年美國普渡大學的Richard J.Deschamps等人對加寬路基進行了研究，提出了加寬路基的設計指南和施工步驟，并對相應的規范進行了修訂。

美國AASHTO—2002版設計方法中，老路拓寬部分的設計中強調了新路和老路必須良好結合，要求新拓寬的路面結構性能盡可能和原有路面相近。認為在常規設計下，舊路拓寬工程中，沿結合面破壞是不可避免的，AASHTO僅提出了以上一些原則和技術措施的建議，但沒有提供明確的有針對性的結構設計方法。

日本已建成通車的高速公路中隧道和橋梁所占比例較大，填筑路基段大多位于山塹峽谷依山體而建，因此，根據地形條件，除少數一般的平原、丘陵挖、填方路段采用兩側拼接加寬的方式外，其他路段多以單側拼接加寬為主，局部路段的隧道、橋梁和路基采取分離新建的做法。對路基段的拼接采用輕質填料（空氣泡沫輕質穩定土或發泡聚苯乙烯EPS），拼接過程中對原路基一般不作大面積開挖臺階復壓處理。路面大多采用排水性瀝青混凝土路面結構為4cm排水性瀝青混凝土面層+6cm瀝青防水層+10～20cm瀝青處治基層+17～25cm水泥處治底基層，面層石料為堅質砂巖，其中10～13mm粒徑石料占70%～80%、砂占10%～15%，礦粉占4%，樹脂瀝青占5%，孔隙率達20%，排水性瀝青混凝土路面提高了道路的安全系數和行車的舒適性。

日本是地震災害多發的國家，橋梁的設計更加注重抗震性能，在高速公路擴建中，一般不對原橋作直接拼接加寬處理，而是與原橋并行新建，上下結構均不作連接，多采用鋼箱梁以及其他型式的鋼梁結構。在需要對原橋直接作拼接加寬處理時，上下構件均作連接（當預應力混凝土連續箱梁有橫向預應力時，上部結構不連接），以提高新舊橋梁連接后的整體強度。在新舊橋梁連接時采用了膨脹混凝土技術，以減小原橋行車振動產生的影響和普通硅酸鹽水泥混凝土自身干縮性影響，保證新老混凝土交接處的整體性。高速公路改擴建需要新增下穿通道時一般采用液壓頂推混凝土箱體技術，形成了獨特的“單樁頂推、組合成梁、圈拱澆注”的施工技術方法。

日本十分重視環境保護、安全生產、文明施工和現場作業管理，日本的高速公路拓寬改造施工也是在開放交通情況下進行的，施工中對所有運送材料的車輛都安裝了防散落、防揚塵的密封設施，施工現場，都分類擺放垃圾箱，嚴禁亂扔雜物，所有材料分類堆放整齊，工地上非常整潔，現場看不到散落的黃沙和水泥。道路的拓寬基本上做到了邊填筑、邊整坡、邊清理、邊綠化，排水設施同步施工，施工組織非常嚴密。

綜上所述，從20世紀80年代開始至今，國外發達國家對高速公路擴容改造的方案選擇由過去簡單考慮滿足交通功能的思維模式轉變為考慮交通、生態、環境、經濟、技術、社會影響等多目標的改建模式。高速公路與周邊環境、生態系統和公眾生活的相適性越來越受到重視，選擇怎樣的擴建方案以及怎樣利用先進技術來減小擴建項目的影響成為高速公路改擴建研究的重中之重。

通過對國外高速公路改擴建的分析可知：近幾十年內國外對高速公路改擴建的研究重點在改擴建方案比選、公路改建拓寬中的幾何設計、路基路面結構拼接和施工方法上這幾個方面，并且在設計規范中也只對高速公路改擴建提出一些原則和技術上的建議。