倪文杰

（上海勘測設(shè)計研究院，上海 200434）

城市路堤結(jié)合工程設(shè)計淺析

倪文杰

（上?？睖y設(shè)計研究院，上海 200434）

路堤結(jié)合是城市防洪堤與城市道路有機結(jié)合的建設(shè)模式，文中結(jié)合實際工程經(jīng)驗，從設(shè)計原則、路堤布置、堤基處理、路面結(jié)構(gòu)、工程建設(shè)管理等方面，對路堤結(jié)合工程的設(shè)計要點和技術(shù)措施作初步探討，對關(guān)鍵問題進行了研究，提出了路堤結(jié)合可采用的一般布置形式、路堤等級及壓實度采用標準、堤基處理及新老路堤的銜接、路面結(jié)構(gòu)的選擇等工程設(shè)計建議，可供同類工程參考。

路堤結(jié)合；城市堤防；城市道路

隨著城市的快速發(fā)展，城市建設(shè)多功能、高品味的要求越來越高，濱江、濱湖帶的水景觀建設(shè)日顯重要，作為城市防洪屏障，沿江、沿湖防洪堤的建設(shè)對景觀要求非常高，在滿足城市防洪要求的基礎(chǔ)上，必須考慮大堤的功能與型式如何與沿江、沿湖的生態(tài)環(huán)境風(fēng)貌、豐富的城市景觀和公共活動融為一體，從而體現(xiàn)濱水空間的開放性、生態(tài)性、景觀性和親水性。路堤結(jié)合是城市防洪堤與城市道路有機結(jié)合的建設(shè)模式，目的在于把防洪堤建設(shè)成集防洪、交通、旅游、休閑、景觀于一體的景觀大道。

1 設(shè)計原則

1.1 布置原則

堤線布置主要結(jié)合城市發(fā)展建設(shè)規(guī)劃，按照環(huán)境景觀及區(qū)域道路交通要求進行堤線布置。

1）防洪大堤的路線選擇首先考慮防洪安全，其次是兼顧城市規(guī)劃以及交通發(fā)展需要。路堤結(jié)合，并預(yù)留綠化空間，以堤造景，以景建堤。

2）堤線與現(xiàn)有堤線走向相適應(yīng)，盡可能利用原大堤并且不占用水面；堤線應(yīng)力求平順，各堤段平緩連接，不采用折線或急彎，堤頂路面的寬度及轉(zhuǎn)彎半徑滿足相應(yīng)級別道路的要求。

3）堤線局部調(diào)整時，力求占補水面積基本平衡。

4）堤線布置盡可能避免拆遷房屋、占用耕地，在拆遷用地相對容易和寬松的堤段，大堤盡量向內(nèi)側(cè)幫寬，以減少對防洪能力或行洪斷面的影響。

5）堤線布置利于所在地區(qū)城建規(guī)劃功能的實現(xiàn)。

6）方便施工，安全可靠，外形美觀，并盡量減少工程對環(huán)境的不利影響。

東太湖綜合整治工程是太湖流域水環(huán)境綜合治理的重點工程之一，也是太湖流域防洪規(guī)劃的重要組成部分，環(huán)湖大堤作為工程內(nèi)容的一部分，堤線布置除堤線調(diào)整段外原則上按老堤走勢布置，堤線與原堤線走向相適應(yīng)，隨彎則彎，曲直自然。利用原大堤，環(huán)湖大道與環(huán)湖大堤相結(jié)合，臨太湖側(cè)盡可能不占用太湖水面為原則。新建大堤基本在現(xiàn)有老堤基礎(chǔ)上加寬培厚，對原堤線急折或急彎的堤段，為滿足公路交通要求，堤線適當(dāng)修圓調(diào)整。

1.2 城市道路類別與等級的選取

對于路堤結(jié)合的防洪大堤，應(yīng)根據(jù)流域規(guī)劃、防洪標準及城市發(fā)展規(guī)劃要求，結(jié)合道路的通行要求、平面布置、縱橫斷面、路堤填筑等因素，進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選取合理的城市道路類別和級別。

根據(jù)已建工程情況，城市支路以及設(shè)計行車速度不大于40 km/h的城市次干路與防洪堤結(jié)合建設(shè)，在經(jīng)濟技術(shù)等方面較為可行；城市快速路以及設(shè)計行車速度大于40 km/h的城市主干路與防洪堤結(jié)合建設(shè)，工程投資大、技術(shù)措施復(fù)雜，實施有一定難度。

東太湖綜合整治工程環(huán)湖大堤按防御流域100年一遇洪水標準設(shè)計，大堤均按1級堤防設(shè)計，根據(jù)地區(qū)規(guī)劃以及交通發(fā)展需要，環(huán)湖大堤與環(huán)湖大道相結(jié)合，堤頂環(huán)湖大道滿足城市次干路交通要求，吳江市按Ⅲ級二車道、吳中區(qū)按Ⅱ級四車道城市次干路標準設(shè)計。

1.3 防洪堤與道路壓實度標準的統(tǒng)一

路堤結(jié)合的防洪堤既是路也是堤，填筑的壓實度標準應(yīng)同時滿足道路和堤防的相關(guān)規(guī)范要求才能保證工程安全。

根據(jù)GB50286-98《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，堤防填筑壓實度（粘性土）標準：1級堤防為94%，2級及高度大于6 m的3級堤防為92%，3級以下及低于6 m的3級堤防為90%。

根據(jù)CJJ37-90《城市道路設(shè)計規(guī)范》，道路路基填筑壓實度標準見表1。

表1 道路路基壓實度

東太湖綜合整治工程環(huán)湖大堤堤身粘土填筑壓實度取94%。為保證路基強度，堤頂機動車道路槽下80 cm采用6%石灰土填筑，壓實度為95%（重型擊實標準），滿足堤防及道路路基壓實度要求。

2 路堤布置

對于現(xiàn)有大堤可以采用內(nèi)側(cè)幫寬、外側(cè)幫寬、內(nèi)外兩側(cè)幫寬等結(jié)合形式，以滿足道路交通要求。

外側(cè)幫寬侵占行洪斷面，對大堤防洪能力有影響，一般只用于大堤背水側(cè)有重點企事業(yè)單位或重要設(shè)施而無法拆遷的堤段。兩側(cè)幫寬對行洪能力也有所影響，因此一般情況下采用內(nèi)側(cè)幫寬的結(jié)合形式。對于局部無法拆遷的堤段采用向外幫寬，并根據(jù)占補平衡原則，盡量做到侵占水面積與增補面積一致。

路堤布置按照道路與大堤的相對位置，有堤頂?shù)缆?、堤后道路兩種布置形式，應(yīng)根據(jù)地形、工程占地等情況，綜合道路安全和道路設(shè)計交通量等因素進行布置。道路設(shè)計交通量較大時，宜采用堤后道路形式，道路設(shè)計交通量較小時，宜采用堤頂?shù)缆沸问健?/p>

東太湖綜合整治工程環(huán)湖大堤現(xiàn)狀堤防兩岸均為縱橫交錯的蟹塘、魚塘和農(nóng)田，保持著較為原生態(tài)的自然濕地風(fēng)貌，為使堤防工程與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)，賦予該區(qū)域更為生態(tài)的氛圍，營造湖光翠影的環(huán)湖岸線，大堤采用生態(tài)景觀效果較好的斜坡式斷面作為設(shè)計典型斷面，為太湖水生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造有利條件。大堤利用部分老堤作為堤基，臨湖側(cè)設(shè)置復(fù)式斜坡，并于背水側(cè)加寬培厚，結(jié)合交通流量，環(huán)湖大道布置于堤頂。同時，堤防景觀配合景觀節(jié)點，形成點、線、面相結(jié)合的多樣化湖濱堤岸，使之成為富有特色的湖濱景觀休閑帶。

3 堤基處理

3.1 堤基處理

根據(jù)防洪堤所處地質(zhì)條件、整體穩(wěn)定計算結(jié)果決定堤基是否需要處理，對于工程范圍內(nèi)的軟土地基應(yīng)進行必要的處理，以保證竣工后路堤堤基及堤身的總沉降量和不均勻沉降量不影響路堤的安全應(yīng)用。

在堤防軟弱堤基的處理中，最常用的方法有換填法、堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、壓密注漿法、水泥攪拌法等。應(yīng)針對工程的實際情況和堤基的地質(zhì)條件，結(jié)合工期和造價等情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后選定。

3.2 新老路堤的銜接處理

新老路堤的銜接問題主要是現(xiàn)狀堤身與新填路基間、堤基處理堤段與未處理堤段間沉降及不均勻沉降變形、新老填土結(jié)合面的穩(wěn)定問題。

新老路堤的銜接加固較常用的有加鋪土工格柵等。土工格柵處理是通過在新老路堤結(jié)合部位加鋪土工格柵以增強新老路堤的結(jié)合，減小土體的不均勻沉降。因土工格柵具有較高的抗拉強度和張拉模量，能將荷載和應(yīng)力較均勻地擴散到較大的面積范圍內(nèi)，從而減小上部荷載壓力和不均勻沉降。采用土工格柵處理新老路堤結(jié)合問題在工程中應(yīng)用廣泛且施工簡單，工程投資相對較小。

東太湖綜合整治工程中新建大堤段堤基處理與未處理堤段、老堤幫寬段現(xiàn)狀堤防與新填路堤間均加鋪土工格柵以控制不均勻沉降。堤基加筋的土工格柵設(shè)計指標參數(shù)見表2。

表2 單向塑料土工格柵主要技術(shù)指標

注：垂直于堤軸線方向鋪設(shè)不應(yīng)搭接，如需搭接，搭接后聯(lián)接處強度不應(yīng)低于土工格柵自身強度。沿堤軸線方向允許搭接，搭接后聯(lián)接處強度不應(yīng)低于土工格柵自身強度的60%。搭接寬度不小于3個孔格，并應(yīng)扎緊。

4 路面結(jié)構(gòu)

路面設(shè)計應(yīng)適應(yīng)道路服務(wù)功能要求，符合當(dāng)?shù)刂凡牧瞎?yīng)狀況，適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)等自然條件，結(jié)合本地區(qū)的成功實踐經(jīng)驗，遵循因地制宜，合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護等原則，結(jié)合路基進行綜合設(shè)計。

為了選擇性能優(yōu)越、經(jīng)濟的路面材料，需對新建路面進行結(jié)構(gòu)比選。

4.1 基層

基層——道路的承重層。主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。應(yīng)具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應(yīng)力的能力。

目前應(yīng)用比較廣泛的基層種類有半剛性基層和柔性基層。半剛性基層取材方便、施工工藝簡單、成本較低，在全國得到普遍的推廣和應(yīng)用。根據(jù)項目區(qū)域路面材料適用情況和以往的工程實踐，半剛性基層的材料主要有水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石。

二灰碎石強度低，且粉煤灰用量大，材料來源較困難，而水泥穩(wěn)定碎石具有強度高、施工方便等優(yōu)點，且使用較廣泛，蘇州地區(qū)近年的高速公路和城市道路多采用水泥穩(wěn)定碎石作為路面基層，通過鋪設(shè)玻纖格柵可以延緩其收縮裂縫。

4.2 面 層

面層作為直接承受車輛作用及外界因素作用的層位，需要有良好的高溫穩(wěn)定性、較好的抗裂性能、較高的耐久性、足夠的抗滑需求和防滲水能力。

上面層可選用的材料有：AC結(jié)構(gòu)、SMA結(jié)構(gòu)等。AC結(jié)構(gòu)為普通性能瀝青路面，新規(guī)范中采用新的骨架-密實級配，表面摩阻系數(shù)較大，抗滑性能較好，抗裂及其他路面性能較好，可調(diào)試出能明顯改善抗車轍能力的中、下面層，使用效果好，價格相對較低。用于面層的各個層位，廣泛應(yīng)用于公路和城市各等級道路。

SMA混合料內(nèi)部空隙率小，極少產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，對瀝青砼中面層以及路基基層有比較強的保護和隔水作用；間斷級配的SMA混合料有較強的抗荷載變形能力，有較強的高溫抗車轍的能力及耐老化性能，減少維修養(yǎng)護費用，延長使用壽命。但對施工要求較高、混合料使用的集料要求較高，路面施工質(zhì)量受外部因素影響較大，工程造價相對較高，一次性投入大。

中、下面層可選用的材料常常為AC結(jié)構(gòu)。常規(guī)的AC結(jié)構(gòu)根據(jù)江蘇省的使用情況（性能指標、備料情況等等）都有著顯著的優(yōu)勢，具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，良好的耐久性、良好的低溫抗裂性。

水泥混凝土路面具有使用壽命長，路面強度高，抗車轍，熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、抗滑性能好，路面能見度好，材料來源廣泛，日常維修工作量小、維修費用低等優(yōu)點。但水泥混凝土路面接縫多，接縫施工工藝較復(fù)雜，路面平整度較差，噪音大、行車舒適性較差；施工期長；對路堤變形適應(yīng)性較差，不能較好地適應(yīng)不良地質(zhì)路段路堤的不均勻沉降，易導(dǎo)致路面破壞，維修時對通車影響大。

東太湖綜合整治工程堤頂環(huán)湖大道路面結(jié)構(gòu)擬定3個方案進行技術(shù)、經(jīng)濟比較：1）設(shè)計方案一。上面層：細粒式瀝青混凝土（AC-13C）；下面層：粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）；基層：水泥穩(wěn)定碎石（4.0 MPa)；墊層：石灰土。2）設(shè)計方案二。上面層：瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）；下面層：粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）；基層：水泥穩(wěn)定碎石（4.0 MPa）；墊層：石灰土。3）設(shè)計方案三。面層：水泥混凝土（5.0 MPa）；基層：水泥穩(wěn)定碎石（4.0 MPa）；墊層：碎石。最終路面結(jié)構(gòu)推薦采用方案一。

5 工程建設(shè)管理

5.1 施工期管理

路堤施工應(yīng)在枯水期進行，在施工過程中應(yīng)對現(xiàn)狀大堤的位移、沉降等進行跟蹤監(jiān)測。

路堤結(jié)合工程填筑量大，采用的填筑材料基本以素填土為主，大堤的固結(jié)沉降需要一定的時間，綜合工程地質(zhì)條件、施工工期、堤身沉降等各種因素，為保證道路施工質(zhì)量，防止由于堤基固結(jié)時間較長、土質(zhì)不均勻、堤身沉降不均勻而導(dǎo)致的路面早期破壞，建議道路路面結(jié)構(gòu)應(yīng)分期實施。以東太湖綜合整治工程環(huán)湖大堤為例，可采用兩種方案：

1）方案一：將粗粒式瀝青混凝土作為面層使用，待路基穩(wěn)定后，視路面實際情況及工程進展情況最后加鋪瀝青面層或加厚瀝青面層。二期路面施工前應(yīng)對原路面進行徹底的清掃和沖刷，施工前再用大型吹風(fēng)機械清理路面縫隙中的雜物。為使新老路面更好的結(jié)合，應(yīng)在層間灑布粘層瀝青。

2）方案二：路基及道路灰土底基層施工結(jié)束后，加鋪20 cm級配碎石墊層作為施工臨時道路，滿足濱湖新城建設(shè)交通要求，待路基穩(wěn)定后，視路面實際情況及工程進展情況進行路面上部結(jié)構(gòu)層施工。

5.2 建成后運行管理

一般工程，防洪堤及防汛配套設(shè)施由水利部門統(tǒng)一管理，城市道路、沿線綠化及交通設(shè)施由城市交通部門管理，道路及其沿線管線改建或擴建工程必須經(jīng)水利部門與城市交通部門共同審批通過方可實施。在汛期，特別是有汛情發(fā)生時，道路的管理使用應(yīng)服從抗洪指揮部門統(tǒng)一調(diào)度安排。

［1］上海勘測設(shè)計研究院，東太湖綜合整治工程初步設(shè)計報告（報批稿）［R］.上海：上?？睖y設(shè)計研究院，2010.

Analysis of urban road-dike combination project design

NI Wen-jie

The road-dike combination is the construction mode for organic combined urban dike and road.Combined with actual project experience and from several aspects of design principle,road-dike layout,road foundation treatment,road pavement structure and project management,the paper preliminarily discusses on the design key and technical measures of road-dike combination project.The paper studies the key points,and provides project design suggestions of road-dike combination such as common layout form,road-dike grade standard,compactness standard,dike foundation treatment,linking up to new and old roadbed,road pavement structure selection for reference.

road-dike;combined dike and road;design key

TV871

A

1002－0624（2012）06－0011－03

2012-03-06