路基横断面
1、路基标准横断面
本项目为四车道改扩建成八车道工程，整体式标准路基宽 42 米，其中：中间带宽 4.5m，行车道宽度 2×4×3.75m，硬路肩宽为 2×3.0m，土路肩宽度 2×0.75m；
下穿胶新铁路处采用改线新建方式改扩建，局部路基宽度≥38.3 米，其中：中间带宽≥3.8m，行车道宽度 2×4×3.75m，硬路肩宽为 2×1.5m，土路肩宽度2×0.75m。受沂河大桥的影响，采用单侧加宽方式，路基断面为 20.75m（0.75m土路肩+1.25m 硬路肩+4×3.75m 行车道+3.0m 硬路肩+0.75m 土路肩）。
整体式路基标注横断面图
胶新铁路段
沂河大桥段 横断面示意图
2、边坡坡率
一般填方路基边坡高度小于等于 10m 时，坡率为 1:1.5；当填方路基边坡高度大于 10m 时，边坡上部 8m 坡率为 1:1.5，8m 以下坡率为 1:1.75，采用折线形边坡，不设平台。路堑边坡坡率依据工程地质等综合确定，一般边坡在残坡积土层、全风化层宜采用 1：1～1：1.25 的坡率，强风化层采用 1：0.75～1：1 的坡率；中风化层采用 1：0.5～1：0.75 的坡率。当边坡高度小于 10m 时，直接采用一级边坡，当边坡高度大于 10m 时，每隔 10m 设宽度 2.0m 的边坡平台。
3、路基设计标高及路拱横坡
主线路基设计标高为中央分隔带路缘石外侧边缘处路面标高；行车道、路缘带及硬路肩采用 2%横坡，土路肩采用 4%横坡。超高采用绕中央分隔带边缘线旋转方式，两侧行车道成为独立的单向超高横坡，中央分隔带保持水平状态。保证老路基及拼接路基路面横坡一致，路缘带和硬路肩同行车道一起超高，土路肩保持向外 4％不变，另一侧与一般路段相同。
4、护坡道、碎落台
护坡道宽 1m，采用 4%外倾；碎落台宽度为 2m，采用 4%内倾。
5、中央分隔带形式及开口
本项目中央分隔带护栏拟采用波形梁护栏形式，中央分隔带种植物防眩。为抢险、急救和维修养护方便，中央分隔带应设置开口，开口最小间距应不小于2km，开口端部为弹头型，开口长度为 40m。另外，在互通式立交、停车区前后设置开口。
6、公路用地范围
路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外 1.0m，或路堑坡顶截水沟外边缘以外 1.0m，无截水沟时为坡顶以外 1m 范围内的土地为公路用地范围。桥梁地段除特、大桥常水位时水面宽度所占用的土地不作为桥梁用地外，其余桥梁为正投影。
一般路基设计
1、一般路基填筑：路基填筑前应对原地表进行清理，对地表耕植土层清除的厚度可根据现场调查情况分别拟定，一般按 20cm 考虑。清表土作为熟土，应集中堆放，用于坡面、及部分中央分隔带的培土绿化及取土场复耕，避免水土流失。清表后进行填前压实（按 10cm 计列压实下沉量），压实范围为第一个台阶内侧至护坡道外侧，拼宽段压实度不小于 91%，新建段压实度不小于 90%。填前压实施工时，施工单位应注意对管线、管道、桥涵结构物、房屋等的保护，做好隔震保护措施。
对于拼宽路基段，为减小新旧路基拼接沉降差异，清表压实后进行冲击碾压处理，后分级填筑路基，采用重型压路机碾压，上、下路堤验收标准按现行规范的压实度提高一个百分点验收。地基平整压实后，铺设一层双向土工格栅，分层填筑路基至路床底面后，路床底铺设一层双向土工格栅，以改善新老路基的不均匀变形，土工格栅深入至台阶内缘并采用钢筋钉固定。
施工时，对于部分基底含水量较高、清表后不易压实的路段，基底采用换填或复合地基处理。对于老路基边坡拆除的浆砌圬工废料，破碎后可替代石渣等填筑于需要处理路段的路基基底或老路边沟处理等。
2、低填浅挖路基处理：对于低填浅挖路段基底开挖为土质及全风化岩质时，路床顶面以下 0～40cm 路床区 4%水泥土处治；挖方较多地区：40～120cm 路床区碎石土处治，平原区较多地区：40～120cm 路床区 3%水泥土处治。当浅挖路段基底开挖为中、强风化硬岩以及中风化软岩，路床顶面以下 0～40cm 路床区4%水泥土处治，40～80cm 路床区碎石土处治。若地下水位埋深较浅时，路床底超挖 30cm 回填碎石，碎石垫层可根据现场开挖情况进行动态调整。
3、路床处理：本项目荷载为特重交通荷载，路床厚度为 1.2m，路床顶面回弹模量不小于 60MPa。路床应分层铺筑、碾压密实，并应满足规范要求的压实度以及填料的最小强度(CBR)和最大粒径指标。具体要求见下表。对于桥头台背和涵洞、通道等构造物台背路基的填筑，可采用台背填料填筑至路床底面。
为适当提高路床强度和改善路床与路面各层的结构组合，路床 0～40cm 采用 4%水泥土、40～80cm 采用 3%水泥土或碎石土填筑。路床填料应均匀、密实，填料最大粒径应小于 100mm，路床顶面横坡应与路拱横坡一致。
对于填方路基纵断下降的路段，挖除原有路面结构至路床顶标高后，检测路床压实度、填料最小承载比 CBR 是否满足规范要求，不合格路段需按照新建路面及路床结构施工。
4、高填深挖路基
（1）高路堤
对根据现行《公路路基设计规范》，路基填土边坡高度大于 20m 的路堤为高路堤。结合山东省内高速公路改扩建建设经验，本项目对路基填土边坡高度大于 12m 的路堤做重点关注及设计，本项目填土高度未超 12m，故不存在高填路基。
（2）深路堑
按现行《公路路基设计规范》，士质挖方边坡高度大于 20m 或岩石挖方边坡高度大于 30m 的路堑为深路堑。本项目深路堑位于 K98+600～K99+020 段，平均挖深 5.72m，最大挖深 42.5m，位于 K98+751 处。详见下表。
新旧路基拼接设计1、新旧路基拼接方式
既有路堤边坡削坡和台阶开挖的作用体现在：(1)清除老路边坡一定深度内的表层植被土和压实度不足的填土；(2)增加新老路结合部接触面积，增强结合部抗剪能力；(3)横向台阶面为土工隔栅的使用提供一个锚固长度。为解决边部压实度不足问题，拼宽路基从路肩向下削成 1:1.5 坡度，从坡脚向上挖台阶，第一级台阶宽度 2m，高度 1.33m，其余台阶宽度不小于 100cm，台阶高度 80cm，台阶底面向路中心内倾 4%。拼宽路基填筑时，每层都严格控制厚度、压实度、拱度和平整度，并进行检测。
2、土工合成材料的选用
目前，在公路上常用的土工合成材料主要有土工布、土工格栅等，土工格室在近些年应用也逐渐广泛起来。土工合成材料可以有效地加强新填路基与既有路基的整体性、提高地基的承载力和解决路基的不均匀沉降；可以降低由于路堤自重引起的水平应力，从而减少水平位移，有效地防止路面开裂。由此可见，选用土工合成材料有益于增加新旧路基的整体协调性。
3、拼接实施方案
为增加新旧路基的整体协调性，避免或减少横向错台和纵向裂缝的发生，在加宽填筑路基前，先对老路基边坡进行 30cm（垂直于坡面方向）的清坡处理，并对基底进行填前压实，验收标准按现行规范的压实度提高一个百分点验收。
本次设计拼接部采用开挖台阶方式，坡脚往上第一级台阶宽度 2m，高度1.33m，其余台阶高度为 80cm，宽度不小于 100cm。开挖后及时进行拼接填筑，自下而上开挖一阶及时填筑一阶。开挖拼接至路床底面的台阶时根据路基填高确定其台阶高度和宽度，台阶面距离路床底面小于 100cm 时应将其作为一个台阶开挖回填，距离路床底面大于 100cm 时应等分成两个台阶高度开挖回填；路床部位作为单独一个台阶开挖处理，其开挖位置为原路硬路肩内侧，台阶高度为120cm。
路基填筑过程中，在基底铺设一层土工格栅，路床底铺设一层双向土工格栅，并用钢筋钉固定。以下将路基分为四类介绍路基拼宽方案。
（1）低填路段（填方高度不大于 1.2m+路面厚度）
采用开挖一级台阶，高 120cm+路面厚度，为减小新老路基不均匀沉降及提高新老路基衔接性，清表后若未达到路床底标高则继续挖至路床底；地下水位小于 3 米路段，路床底超挖 30cm 回填碎石，压实后开始填筑，并在路床底部铺设一层双向土工格栅。
（2）边坡高度大于 1.2m+路面厚度且小于 4m 的一般路段原老路基边坡清坡 30cm，开始自下而上开挖台阶，坡脚往上第一级台阶宽度 2m，高度 1.33m，其余台阶尺寸宽 100cm，高 80cm，开挖一级填筑一级。填筑路基时在最下一级台阶铺设一层整体式双向土工格栅，路床底部铺设一层双向土工格栅。
（3）填高大于 4m 处开挖台阶方式
清除原老路基边坡表层土 30cm，开始自下而上开挖台阶，坡脚往上第一级台阶宽度 2m，高度 1.33m，其余台阶尺寸宽 100cm，高 80cm，开挖一级填筑一级。填筑路基时在最下一级台阶铺设一层整体式双向土工格栅；分层填筑路基至距路基设计标高 8m 处时，铺设一层双向土工格栅，路床底部铺设一层双向土工格栅。
（4）零填路段
采用开挖一级台阶，为减小新老路基不均匀沉降及提高新老路基衔接性，挖至路床底，地下水位小于 3 米路段，路床上部 40cm 采用 4%水泥土填筑、路床下部 80cm 采用 3%水泥土填筑，重型碾压后开始填筑。
4、补强压实
为减少路基自身沉降，可采用补强压实措施。对填土高度小于 4m 的路段，在填至路床底标高后，采用压路机补压；对填土高度大于 4m 的路段，每填 2m或 1m 进行补压，最后在填至路床底标高后，再补压。具体补压方式：
(1) 路基纵向长度大于 100m 时,在基底至下路床底面范围内每隔 2m 填高采用 30kJ 三边形冲击式压路机进行补压一次,冲击式压路机压实遍数为 20 遍。补压时应避开涵洞、桥台的位置。
(2) 路基纵向长度不大于 100m 时,在基底至下路床底面范围内每隔 1m 填高采用 32t 高性能振动压路机进行补压一次,压实遍数为 8 遍。对结构物的保护：
竖向距离：当涵洞（或通道）顶填土高度小于 2.5m，土工格栅等土工合成材料竖向填土厚度小于 1.5m，禁止采用冲击碾压。
特殊路基设计经调查，本项目沿线主要的不良地质病害有崩塌、杂填土、沟塘软土等，此外改扩建项目对拼宽路基的处理也应特殊考虑。本次设计处理措施如下：
（1）拼宽路基
◆控制标准
1）对于普通路基段，差异沉降控制，应满足拼宽路基的路拱横坡度增大值不大于 0.5%，相邻路段差异沉降引起的纵坡变化不大于 0.4%，当不满足时，按照特殊路基进行处理。
2）拼宽部分路基工后沉降，应满足桥头处不大于 5cm，通道及涵洞处不大于 10cm，其他一般路基处不大于 15cm，及按路基横坡总增加量应不大于 0.5%的双指标控制，当不满足其一时，按照特殊路基进行处理。
3）整体式基础的小构造物，考虑与原结构拼接，工后沉降控制以桥涵构造物的拼接要求为准如不满足则需要进行复合地基加固处理。
（2）不良地质
◆地震液化
场区属强震区，经现场调查，拟建工程沿线河流段、河床等部位第四系地层以砂性土为主，该段范围内地下水位约为 1～3m，需要对第四系砂土层进行砂土液化判定。依据《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）和《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）的相关规定进行液化判别计算，项目区内浅层饱和砂土为液化土层，勘察过程中，未发现大面积砂土液化段，仅在 K105+300~K106+300区间饱和砂土存在液化，液化等级为轻微，暂不进行单独处置。
◆岩溶
结合地勘，岩溶埋藏较深，且为全充填型（充填物为粉质粘土、碎石及砂砾等），同时经查阅老路竣工图资料，并未对岩溶进行特殊路基处理，故路基段落暂不进行单独处置。
路基防护工程1、填方
日兰高速公路现有的填方路基防护主要采用的是以植草防护和浆砌拱为主，防护和绿化效果均较好。初步设计具体方案如下：
●当边坡高度 H≤3m 时，采用喷播植草防护
●当边坡高度 3<H≤6m 时，采用植物纤维毯防护
●当边坡高度 H＞6m 时，采用拱形骨架防护。
●对于低洼或积水严重的一般路基采用浆砌片石防护。
●跨河桥梁桥头两端路基边坡及锥坡、台前溜坡防护形式采用圬工结构结合植草防护。
●支挡防护：部分受地形地物条件的限制，需设路堤墙、路肩墙。
2、挖方
日兰高速现有挖方边坡防护有植草、浆砌拱、护面墙等形式，目前各种防护基本完好，边坡稳定，未出现明显冲刷及边坡不稳定现象。挖方边坡防护采用的设计方案如下：
●喷播植草
H≤3m 的一级土质、碎石土边坡；H≤3m 的一级全风化岩质边坡。
●砼预制拱骨架植草 三维网植草边坡防护
H＞3m 的土质、类土质挖方边坡。
●挂网客土喷播植草防护
对稳定的石质边坡和土石边坡可采用挂网客土喷播。
●主动防护网防护破碎、较破碎稳定岩质边坡可采用主动防护网防护。
●护面墙防护
易产生顺层滑动及坡面破碎的石质挖方边坡
●框架锚杆锚索防护
适用于土质、类土质、破碎、较破碎岩质等各类边坡的加固。
●平台及碎落台防护
边坡设 2 米宽平台并设平台截水沟，碎落台根据挖方段长度和高度采用碎落台挡墙。
路基、路面排水设计1、排水设计原则
路面排水按重现期 5 年，路基排水按重现期 15 年进行设计。
设计的总体原则为：
①公路修建后，尽量做到不干扰、不改变农田原有的排灌系统，以确保农业生产的正常进行。
②路基排水尽可能结合沿线排洪(涝)渠、自然沟谷和环保排污设施，形成完整的排水体系。填方路基一般均设置了排水沟，通过桥涵构造物与沿线排洪沟渠衔接形成完整的排水系统。
③路基排水沟与沿线通道、灌渠交叉产生干扰时，采取改移沟渠、设置边沟涵、线外涵等工程措施。
2、一般路基排水设计
填方边沟：推荐采用混凝土预制块梯形边沟，边沟内外侧坡率均采用 1:1.25，边沟底宽 80cm，边沟深度≥80cm。
挖方边沟：推荐零填及挖方路段采用现浇混凝土矩形盖板边沟，沟底宽80cm，边沟深度≥80cm。
3、下挖型通道的排水问题
1）常用方案及特点分析
从特点来看，排水泵站造价高，需要长期有人值守，不适合高速公路的环境和运营管理特点。
传统蒸发池方案应用较多，但使用效果不理想，主要是暗埋排水管进水口处容易被泥沙、农作物秸秆等乡村常见杂物堵塞，导致通道汇水无法排除，所设蒸发池形同虚设，不能发挥作用。
渗井是近年出现的新方案，但目前并未经过长期实践检验，但有几点是明确的：
①可靠性差。②如果底部封闭，采用小管下渗，则渗井的可靠度进一步降低，因为如果小管堵塞，渗井将只能变成一个小型蒸发池。③适用性差。④由于项目区饮用水源主要是深层地下水，采用渗井方案可能污染深层地下水。⑤造价较高。
雨棚是城市地下通道等设施进出口经常采用的形式，结构简单但仍存在一定的维修养护工作。
2）本次采用方案
本次设计针对传统蒸发池失效的原因将其改造为散排蒸发池。该方案结构简单，施工简便，除挖方外几乎无其他工程，造价低，且后期除适当清淤外，不需其他养护维修工作。
4、路面排水设计
土路肩排水方案比选：路面集中排水的截水方式主要有两类，凸起式拦水带和截水沟。
凸起式拦水带施工简便，但对于八车道等路面较宽的道路，暴雨期间由于排水不及，易在硬路肩甚至外侧行车道形成水膜，影响行车安全。
截水沟常设置于土路肩处，能较好的避免拦水带的安全隐患，但成本高。本阶段推荐使用凸起式拦水带。
路面排水推荐方案：填方路段采取集中排水，路肩设置凸缘石；挖方路段及超高路段高侧采取分散排水，路肩设置平缘石。
集中排水段，对于降落在路面上的降水，通过路拱横坡采用横向漫流的方式引流至土路肩内部设置的拦水带，纵向每隔 24m 拦水带设一处开口，通过急流槽将路面水排至路侧边沟内，对纵坡小于 0.3%的路段可采取增设急流槽措施，在凹形竖曲线底部必须设置。
5、中央分隔带排水
原路主线的中央分隔带是凸起式，宽度 2 米，填土比路缘石低 5cm，其内绿化。本路段原中央分隔带一般路段无排水系统设计，超高路段设置集水沟+集水井+横向排水管排水，在保通期间， 应接长原中央分隔带横向管，保证施工期间中分带雨水正常排出。
改建过程中，一般路段挖除中分带填土、绿化、路缘石及部分路面结构层，回填种植土，重新设置绿化及路缘石；一般超高路段重新设置集水沟及集水井，接长原中央分隔带横向管，横向排水管的接头处必须严格处理、填塞密实，以免雨水渗入路基，导致路面破坏。纵断面抬高或下挖超高路段，新建纵向矩形集水沟、集水井及横向排水管。
为减少雨水渗入路面结构层，中央分隔带内路面结构层侧面和排水渗沟的侧面及底面喷洒热沥青、铺防渗土工布形成隔水层。
6、线外排水工程
当边沟出口远离路基范围时需要设置线外排水沟，将水排入自然排水沟渠。
取土设计本项目沿线存在山地、丘陵、平原等多种地貌，沿线部分路段通过移挖作填即可满足路基填料要求，局部路段通过取土场集中取土借方。取土方案设计具体原则和措施如下：
1、结合地方政府周边规划设置取土坑集中取土。
2、不占用或少占良田、不破坏周围生态环境、注意保护排灌系统。
3、结合当地工业建设、农田水利基本建设与规划，取土平整场地。
4、充分考虑取土完成后取土场的利用。
5、为防止取土坑积水和降低土的含水量，应分层取土，同时在取土坑宽度方向设置不小于 4%的双面坡，在取土坑长度方向设置纵坡不小于 1%的排水沟，以便汇集雨水和及时抽排水。
3 旧路材料利用
对于清表土方，考虑稍加改良后用于边坡防护的回填种植土，或用于互通区内的绿化用土；对于拆除老路边坡防护及排水的圬工，考虑破碎后用于加宽路基底部换填处理，及用于坑塘换填处理。对于老路开挖台阶的土方，经试验合格后，可用路基填筑；对于老路挖除的路面各结构层的铣刨料，应进行必要的试验研究，考虑用于路面底基层、主线的柔性基层、一般互通匝道下面层、地方道路路面结构、路床处理以及台背回填。
路面工程1、路面类型与结构
（1）面层材料
SMA 在国内高速公路中应用广泛，总体应用情况良好。SMA 是一种骨架密实结构的沥青混合料，其比传统的沥青混合料具有更好的高低温稳定性、耐久性和抗滑性能。符合表面层有良好的使用功能及良好的防、排水功能的要求；日兰高速公路交通量比较大，重车较多，冬天气温低，夏天路面气温高，推荐路面上面层使用 SMA-13。
路面中、下面层多采用规范上的 AC-20、AC-25，AC 结构为悬浮密实结构，粗集料在混合料中呈悬浮状态，该结构高温稳定性欠佳，在高温、重载交通、渠化交通的作用下路面出现车辙的几率很大。推荐路面中、下面层采用 AC 结构。
（2）基层材料
水泥稳定碎石基层具有早期强度高、稳定性较好的特点，在国内许多省份大规模应用，技术工艺基本成熟，但水泥稳定碎石会产生温缩、干缩裂缝，使路面产生反射裂缝，雨水进入基层后，在交通荷载作用下，会产生唧浆现象，导致基层强度降低，加速路面破坏；石灰粉煤灰稳定碎石基层优点是温缩、干缩性较水泥稳定碎石基层好，后期强度高，工程造价相对较低。水稳碎石和二灰土基层在山东已建和在建的高速公路中应用广泛。考虑到地材优势，推荐使用水泥稳定碎石。
（3）底基层材料
根据地产材料的情况，适应于本工程的底基层材料有水泥稳定碎石、二灰土、水泥土和水泥石灰稳定土等。结合旧路采用的材料及周边高速公路建设经验，推荐采用低剂量水泥稳定碎石。
沥青混合料的再生利用是世界各国都关注的问题，合理采用该技术可以减少环境污染，同时也可降低部分工程费用。但再生料的使用应结合老路处治方案、交通组织方案等，本阶段对铣刨料的再生利用进行了研究，将按照施工工序以及铣刨料的用量，利用在冷再生下面层、柔性基层.水泥稳定铣刨料用作台背回填料。
对 于 桥 面 铺 装 推 荐 采 用 与 主 线 相 同 的 路 面 结 构 即 4cmSBS 改 性SMA-13+6cmSBS 改性 AC-20。对于旧桥桥面加铺设计详见相应桥梁设计。枢纽互通匝道路面结构与对应的主线路面结构一致，非枢纽互通匝道路面结构为主线路面结构去除下面层。
