高速公路收費站道口改擴建施工技術(shù)研究

摘要 由于高速公路交通流量持續(xù)增長，收費站道口面臨巨大通行壓力。為了有效緩解上述問題，該文提出高速公路收費站道口改擴建施工技術(shù)研究。通過詳盡的勘查與評估，采用曼寧公式科學設(shè)計排水設(shè)施，布局高標準的雨水管與雨水口，并預留維護口，確保排水系統(tǒng)的高效與可持續(xù)性。結(jié)合交通流量預測與科學規(guī)劃，實施橫向與縱向擴建策略，強化地基處理與精細施工，以提升通行能力并全面保障道路的安全與流暢性。

關(guān)鍵詞 高速公路收費站；道口改擴建；設(shè)置排水設(shè)施；地基處理；路面銜接

中圖分類號 U417.7 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0097-03

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加速推進，高速公路作為現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其交通流量持續(xù)增長，對通行能力和服務(wù)質(zhì)量提出了更高要求[1]。作為高速公路系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點，收費站道口不僅承擔著車輛收費的重要任務(wù)，還直接影響到整體交通流的順暢性和通行效率[2]。傳統(tǒng)的施工方法已難以滿足現(xiàn)代交通對高效、安全、環(huán)保的要求，因此，探索和應(yīng)用先進的施工技術(shù)，提高改擴建工程的質(zhì)量和效益，成為當前研究的熱點之一。該研究旨在深入探討高速公路收費站道口改擴建施工的技術(shù)要點和解決方案，通過理論分析與實踐探索相結(jié)合的方式，為相關(guān)工程項目提供科學、合理的技術(shù)指導。

1 工程概況

在江蘇省南通市如皋市境內(nèi)，沈海高速公路上的丁堰收費站作為連接省道如泰線的重要交通樞紐，承載著日益增長的交通流量。隨著區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展和私家車保有量的不斷增加，現(xiàn)有收費站配置的2個入口車道與4個出口車道已逐漸顯現(xiàn)出通行能力的局限性。在高峰時段，車輛排隊現(xiàn)象頻發(fā)，不僅嚴重影響了交通的流暢度，也對道路安全構(gòu)成了潛在威脅。

鑒于此，對丁堰收費站實施增設(shè)進口道的改擴建工程顯得尤為必要且迫切。該文將緊密圍繞丁堰收費站改擴建工程這一背景，系統(tǒng)梳理并分析改擴建施工技術(shù)的關(guān)鍵要點、可能遭遇的挑戰(zhàn)以及相應(yīng)的解決方案。通過深入剖析該工程的實施過程與經(jīng)驗，旨在為類似的高速公路收費站改擴建項目提供有益的參考與借鑒，共同推動交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善與發(fā)展。

2 高速公路收費站道口改擴建施工技術(shù)要點分析

2.1 設(shè)置排水設(shè)施

由于丁堰收費站改擴建過程中，擴建區(qū)域的地形變化及新增設(shè)施可能增加排水壓力，影響道路安全與穩(wěn)定性，為了確保改造后收費站區(qū)域排水暢通，保護路基免受水害侵蝕，提升道路整體服務(wù)水平，須設(shè)置科學合理的排水設(shè)施。

在項目的初始階段，啟動詳盡的現(xiàn)場勘查與評估工作，對既有收費站設(shè)施進行全面的測繪與記錄，包括但不限于收費亭的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、車道分隔欄的布局合理性、監(jiān)控設(shè)備與照明系統(tǒng)的覆蓋范圍及老化道路硬化層的損壞程度。依據(jù)既定的拆除方案與安全規(guī)范，采用專業(yè)化的拆除設(shè)備與工具，有序、高效地展開拆除作業(yè)[3]。

在排水設(shè)施設(shè)計階段，依托曼寧公式經(jīng)典水力學原理，結(jié)合擴建區(qū)域的具體條件，對雨水管道設(shè)施進行科學嚴謹?shù)挠嬎恪Ｓ嬎氵^程如下：

假設(shè)工程中使用的鋼筋混凝土雨水管的設(shè)計流量為Q（m3/s），管道直徑為D（m），管道長度為L（m），水力坡度為i，粗糙系數(shù)為n（s/m1/3），根據(jù)曼寧公式，管道內(nèi)平均流速的計算過程可以通過公式（1）進行表示：

基于上述計算，選用高標準的鋼筋混凝土雨水管，并合理布局雨水口，確保雨水能夠迅速、順暢地進入排水管網(wǎng)。同時，預留檢查口與清淤口，以滿足排水管道長期維護與檢修的需求，確保排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在整個拆除排水設(shè)施施工過程中，秉持環(huán)境保護與資源回收利用的原則，采取有效措施減少粉塵、噪聲等對周邊環(huán)境的影響，并加強現(xiàn)場安全管理，確保施工區(qū)域內(nèi)外的人員與車輛安全。

2.2 拓寬路基基礎(chǔ)

針對丁堰收費站入口車道數(shù)量不足、高峰時段擁堵嚴重的問題，深入探索并實施車道擴建技術(shù)，以科學規(guī)劃與精細施工為核心，旨在顯著提升通行能力，保障道路安全與流暢。

具體而言，首先通過構(gòu)建交通流量預測模型，精確計算并預測未來交通需求，如公式（4）所示：

式中，DHV——小時交通量（輛/小時），AADT

——平均日交通量（輛/天），K——方向不均衡分布系數(shù)，D——小時交通量系數(shù)。

基于公式（4）的預測結(jié)果，制定融合橫向與縱向擴建策略的車道擴建方案。針對車道橫向擴建，在原車道外側(cè)精準增設(shè)新車道，并優(yōu)化車道布局，最大化空間利用效率。針對縱向擴建車道，通過巧妙布局設(shè)計，在收費站前后增設(shè)錯位車道，以清晰的引導標識和專用車道標線引導車輛分流，有效緩解高峰時段壓力?？v向增加收費車道示意圖如圖1所示。

面對車道增加后路基承載力提升的挑戰(zhàn)，對擴建區(qū)域地基進行全面的勘察，針對不良地質(zhì)條件采取換填、夯實及注漿加固等措施，增強地基的承載能力和穩(wěn)定性，確保擴建后的道路滿足更高的交通流量與道路等級要求。

在具體的路基擴建與填筑過程中，遵循精細的施工流程與技術(shù)要點。首先，對基底進行徹底的清除處理，移除植被、垃圾及不適宜的土壤層。在地基壓實后鋪設(shè)水泥土回填層，以增強地基承載力。在填筑過程中，采用梅花形布灰法，利用機械設(shè)備整平土層，通過灑水悶土調(diào)節(jié)至最佳含水量，并利用路拌機進行深度拌和，確?；旌狭暇鶆驘o夾層。

在地基整形與碾壓環(huán)節(jié)，運用平地機進行初步的整平作業(yè)，再使用壓路機進行精細的整形處理。待混合料含水量調(diào)整至最佳狀態(tài)后，立即啟動碾壓作業(yè)，通過反復多次的壓實操作，直至地基達到設(shè)計所規(guī)定的密實度標準。質(zhì)量檢測合格后，邀請監(jiān)理工程師進行驗收，并繼續(xù)推進上層填筑工作[4]。

進入路基整修階段，注重邊坡的維護與修復，及時清理廢棄土料，并對受雨水沖刷影響的邊坡進行分層填補與夯實。整修完成后，持續(xù)進行路基的養(yǎng)護工作，確保路基長期處于良好狀態(tài)，最終構(gòu)建出堅固耐用、安全順暢的高速公路收費站道口拓寬后的路基基礎(chǔ)。

2.3 新舊路面銜接施工

在綜合考慮交通流量、道路等級、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣候條件、水文環(huán)境及筑路材料資源后，該項目決定采用高性能的鋼筋混凝土路面結(jié)構(gòu)對路段收費站進行改造，旨在提升路面的耐用性和行車安全。

在具體的施工實施過程中，在行車道表面鋪設(shè)28～30 cm厚的鋼筋混凝土面板，下方依次為穩(wěn)固的基層與底基層結(jié)構(gòu)，以確保路面承載能力強，同時能夠有效抵御地下水及雨水侵蝕。針對新舊路面的拼接施工，首先對舊路面進行徹底檢查與評估，明確損壞程度及修復區(qū)域后，對舊路面邊緣進行精確切割與清理，形成規(guī)整的接縫面，確保無松散顆粒與雜質(zhì)殘留。新舊路面銜接施工流程如圖2所示。

在新舊路面銜接處，重點關(guān)注高程與平整度的控制。通過設(shè)置高程控制點，并利用激光找平儀輔助攤鋪作業(yè)，確保新鋪路面與舊路面在接縫處無縫對接，能夠有效避免臺階或凹陷的形成，保障行車的平穩(wěn)與安全。攤鋪作業(yè)時，采用專用攤鋪機均勻、連續(xù)地覆蓋新拌和料于舊路面上，同時保持攤鋪速度與拌和料供應(yīng)速度同步，確保攤鋪厚度與速度穩(wěn)定。在攤鋪機無法觸及的邊緣區(qū)域，輔以人工精細找平與修補，以保證整體平整度。

進入碾壓環(huán)節(jié)，根據(jù)混合料特性，該項目精心選擇壓路機組合與碾壓順序。初壓采用靜壓壓路機穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，復壓則通過振動壓路機實現(xiàn)深度壓實與密實度的增強，終壓階段則運用膠輪壓路機對表面進行平整處理，最終形成統(tǒng)一、緊密的路面整體[5]。同時，為了增強接縫處抗拉強度與抗裂性能，該項目在接縫處鋪設(shè)加強筋和玻纖格柵，并對接縫兩側(cè)進行局部強化處理，確保接縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

對于加寬路段，采用全水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，通過嚴格選材與施工控制，保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與承載能力的強化。在材料銜接方面，新舊瀝青混凝土路面采用臺階形搭接方式，設(shè)置水泥混凝土與瀝青混凝土銜接段不小于3 m的搭接過渡段，實現(xiàn)路面材料的平穩(wěn)過渡與整體性能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

綜上所述，該文在高速公路收費站道口改擴建施工中，通過科學合理的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、精細化的拼接施工與碾壓工藝選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)新舊路面的無縫銜接與整體性能的提升。

3 工程應(yīng)用

3.1 施工準備

為了確保丁堰收費站改擴建工程的順利實施，并驗證該技術(shù)的可行性，該文對收費站改擴建施工前的各項準備工作進行精心的籌備，并配備必要的施工設(shè)備與儀器。具體的施工設(shè)備/儀器清單如表1所示。

鑒于收費站道口作為交通流的關(guān)鍵節(jié)點，施工前必須精準規(guī)劃施工邊界，確保施工區(qū)域與正常通行區(qū)域嚴格分隔，通過設(shè)立醒目的標識牌和物理屏障，如圍欄和擋板，來明確區(qū)分并引導車流，減少因施工帶來的交通干擾和安全隱患。在施工過程中，對施工車輛與機械的管理須保持高度嚴謹，為此，應(yīng)專門指派訓練有素的人員負責指揮現(xiàn)場交通，確保往來車輛有序通行。特別是在那些需要同時維持交通與施工的路段，需要采取一系列預防性措施，如定期進行灑水作業(yè)以減少塵土飛揚，并加強碾壓頻次來防止路面泥濘和土石飛濺，從而全方位保障行車安全及施工效率。

3.2 應(yīng)用結(jié)果及分析

為了驗證該技術(shù)在丁堰收費站改擴建項目中的應(yīng)用效果，該文精心設(shè)計并實施一系列施工措施，旨在通過實際數(shù)據(jù)對比來評估改擴建工程的成效。在項目實施前后，分別對收費站各車道的車輛通行效率進行詳細監(jiān)測與記錄，結(jié)果如表2所示。

根據(jù)上表的車輛通行效率對比數(shù)據(jù)可以看出，該道路改擴建施工取得了顯著成效。擴建前，入口與出口車道均承受高負荷通行壓力，特別是在交通高峰時段，車輛排隊現(xiàn)象頻發(fā)，嚴重制約了交通的順暢流通，不僅降低了道路使用效率，還加劇了道路安全風險。施工后，入口車道1和2的通行效率分別提升48%和28%，有效緩解了入口區(qū)域的擁堵狀況，使車輛能夠更快速地通過收費站，減少了等待時間，提升了整體交通流暢度。同時，各出口車道的通行效率均實現(xiàn)了穩(wěn)步增長，平均提升幅度達到約35%。這一改進不僅縮短了車輛排隊等候的時間，降低了因長時間怠速而產(chǎn)生的尾氣排放和能源消耗，還進一步提升了收費站的整體運營效率和服務(wù)質(zhì)量。綜上所述，該道路改擴建施工通過科學規(guī)劃與有效實施，不僅顯著提升了道路通行效率，還減少了環(huán)境污染，提高了收費站的服務(wù)水平，為區(qū)域經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和居民出行的便捷性提供了堅實有力的支撐。

4 結(jié)束語

該文圍繞高速公路收費站道口改擴建施工技術(shù)，進行了全面且深入的研究。通過細致分析施工背景，深入探討技術(shù)要點，并針對性地提出施工風險控制策略，成功構(gòu)建了一套較為完善的改擴建施工技術(shù)體系，為實際工程項目提供了有力的技術(shù)支持。未來將繼續(xù)深化對新技術(shù)、新材料的應(yīng)用研究，致力于探索更加高效、環(huán)保、經(jīng)濟的施工方式。同時，還將加強施工過程的智能化、信息化水平，引入先進的施工管理系統(tǒng)和智能監(jiān)控設(shè)備，以進一步提升施工效率和安全性。

參考文獻

[1]滕超.高速公路收費站改擴建工程管理研究[J].運輸經(jīng)理世界， 2023（25）：46-48.

[2]豐云.高速公路改擴建工程機電施工關(guān)鍵技術(shù)[J].交通世界， 2021（33）：143-144.

[3]殷宇翔.某高速公路收費站擴建工程軟基處治方案[J].廣東建材， 2021（11）：44-46.

[4]王凱，李美玲，張新，等.基于雙層規(guī)劃模型的改擴建高速公路收費站保通方案研究[J].公路與汽運， 2021（3）：30-34.

[5]楊華，孫克敏.高速公路收費站改擴建施工及導改方案優(yōu)化[J].公路， 2021（2）：393-396.

收稿日期：2024-12-12

作者簡介：邱立剛（1978—），男，本科，工程師，研究方向：公路橋梁養(yǎng)護與管理。