李昆岡，李瑛，程生平

（中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司，甘肅蘭州730000）

吉彩路改擴建工程方案設(shè)計

李昆岡，李瑛，程生平

（中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司，甘肅蘭州730000）

通過舊路改擴建工程，實現(xiàn)道路功能的升級、服務(wù)水平的提高，推動周邊區(qū)域的快速發(fā)展，但舊路改擴建因舊路的狀況不同、所處區(qū)域環(huán)境不同，改擴建設(shè)計方案也各不相同?；谛陆疁?zhǔn)東經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)五彩灣吉彩路改擴建工程方案設(shè)計，對二級公路改擴建為一級公路從現(xiàn)狀調(diào)查到改擴建方案設(shè)計的確定進(jìn)行了深入探討，為類似工程提供技術(shù)參考。

吉彩路；改擴建；方案設(shè)計

0 引言

準(zhǔn)東經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)昌吉回族自治州境內(nèi)，距離烏魯木齊約200 km，分為西部產(chǎn)業(yè)集中區(qū)（以下簡稱五彩灣）和東部產(chǎn)業(yè)集中區(qū)，是國家戰(zhàn)略型能源基地，吉彩路位于五彩灣內(nèi)，北起G216，南至吉木薩爾縣，為二級公路。

作為區(qū)內(nèi)一條重要的運輸通道，承擔(dān)著大量的過境交通，但又屬于城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)，還為規(guī)劃區(qū)內(nèi)部出行提供服務(wù)。隨著開發(fā)區(qū)的發(fā)展，交通量增長迅速，服務(wù)水平已低于四級服務(wù)水平下限，其二級公路的服務(wù)功能已明顯不足，交通效率低下，事故頻發(fā)，改擴建迫在眉睫。由于道路功能的多樣性，給設(shè)計帶來了一定的難度。

1 現(xiàn)狀調(diào)查與分析

本次設(shè)計吉彩路為S239位于經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)路段（K24+012.234～K49+352.234），全長約25 km。二級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計車速60 km/h，路基寬12 m，行車道寬7.5 m。

1.1 沿線兩側(cè)地塊情況

道路沿線主要為工業(yè)用地，均為一類建設(shè)用地，公路沿線分布有大型煤礦，神華、北一、北二、北三、恒聯(lián)電廠，宜化化工、天池能源、中煤煤制氣、國泰新華、東方希望等大型廠礦企業(yè)，準(zhǔn)東北貨站，五彩灣調(diào)蓄水庫等。

通過對道路所在區(qū)域規(guī)劃資料的研究和現(xiàn)場實際調(diào)查得知，道路沿線預(yù)留用地為道路改造拓寬創(chuàng)造了條件。

1.2 現(xiàn)狀交通情況

吉彩路既要承擔(dān)過境交通，又是規(guī)劃區(qū)內(nèi)的主要集散道路，是五彩灣的主要交通通道，交通流量大，且重車比例高，交通事故頻發(fā)，經(jīng)現(xiàn)場交通調(diào)查及根據(jù)交通量預(yù)測分析得知，其服務(wù)水平已低于四級服務(wù)水平下限。

道路沿線出行需求增加，現(xiàn)狀已無法滿足交通量需求，道路必須進(jìn)行拓寬改造。

1.3 現(xiàn)狀道路橫斷面

道路橫斷面如下：0.75 m土路肩+1.50 m硬路肩+7.5 m行車道+1.50 m硬路肩+0.75 m土路肩=12 m。

1.4 現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)

現(xiàn)狀路面為瀝青混凝土路面，行車道總寬7.5 m，根據(jù)鉆芯取樣結(jié)果，瀝青混凝土路面總厚約為55 cm，自上而下依次為5 cm瀝青面層、34 cm水泥穩(wěn)定砂礫、16 cm天然砂礫。

吉彩路路面整體狀況良好，全線主要為磨光，部分路段僅存在輕微橫向裂縫，少量路段存在如網(wǎng)狀裂縫、坑槽、車轍等病害。

路基未出現(xiàn)明顯的不均勻沉降，路肩僅有輕度損壞，邊坡穩(wěn)定，排水系統(tǒng)通暢。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，依據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H 20—2007）經(jīng)過分析計算得到，吉彩路公路技術(shù)狀況指數(shù)80≤M QI＜90，技術(shù)狀況為良。

綜上所述，擬定道路改造的斷面方案時，應(yīng)充分考慮到對現(xiàn)狀道路結(jié)構(gòu)的利用，節(jié)省投資。

1.5 沿線其他設(shè)施

道路沿線兩側(cè)分布設(shè)施主要有大量電力、電信桿線，距離道路西側(cè)約20 m、東側(cè)35 m處沿路分布有35 kV、110 kV電力桿，距離西側(cè)約10 m處分布有電信桿，道路兩側(cè)還零星分布有其他電壓等級較低的電力桿線，以上桿線均為架空線路，其余設(shè)施見表1。

以上桿線、鐵路涵洞及其他構(gòu)造物均無法遷移，設(shè)計必須考慮避讓。

1.6 現(xiàn)狀總體評價

該道路位于五彩灣的核心區(qū)段，交通量大，重車比例極高，且兩側(cè)用地的開發(fā)力度大，現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)情況良好，道路兩側(cè)桿線眾多，本工程設(shè)計時應(yīng)重點結(jié)合以上現(xiàn)狀情況進(jìn)行改擴建設(shè)計。

2 改擴建方案

2.1 改擴建方案設(shè)計原則

在吉彩路的改擴建方案設(shè)計上，主要堅持以下設(shè)計原則：

（1）滿足交通需求，保證交通安全通暢。改擴建后的吉彩路由雙向兩車道擴建為雙向四車道，能夠滿足設(shè)計年限內(nèi)的交通需求。

（2）保護(hù)道路沿線的既有設(shè)施。即對道路沿線如電力電信桿線等重要設(shè)施盡量做到少遷移或者不遷移。

（3）利用現(xiàn)狀道路。經(jīng)過調(diào)查與分析，現(xiàn)狀路基、路面及涵洞等狀況良好，最大限度利用現(xiàn)狀，節(jié)省投資。

2.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本次吉彩路改擴建工程起點位于規(guī)劃新建的環(huán)城北路及現(xiàn)狀吉彩路交叉口（S239里程K24+012.234），終點止于規(guī)劃1100 kV換流站（S239里程K49+352.234）處規(guī)劃路口，路線總里程全長25.34 km。

（1）道路等級。根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果，結(jié)合吉彩路在準(zhǔn)東經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的地位和作用，吉彩路按一級公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改擴建。

（2）設(shè)計速度。吉彩路兼過境交通與區(qū)域內(nèi)集散交通的功能，設(shè)計速度采用80 km/h。

（3）建筑限界。全線凈高為5.0 m。

（4）荷載等級。橋梁設(shè)計荷載采用公路-Ⅰ級；路面結(jié)構(gòu)計算荷載采用BZZ-100 kN。

2.3 平面設(shè)計

平面結(jié)合現(xiàn)狀吉彩路線位進(jìn)行，現(xiàn)狀線形技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計速度80 km/h的一級公路的指標(biāo)要求，因此整體平面線位按照現(xiàn)狀吉彩路布設(shè)。局部穿越預(yù)留鐵路涵洞等構(gòu)筑物路段，結(jié)合現(xiàn)狀構(gòu)筑物橫斷面布置進(jìn)行路線布設(shè)，全線共布設(shè)平曲線8處，圓曲線最小半徑2000 m、最大半徑15000 m。

主要控制點：現(xiàn)狀吉彩路（S239）、烏準(zhǔn)鐵路支線、準(zhǔn)東公路（Z917）、烏準(zhǔn)鐵路、“5000萬m3”調(diào)蓄水庫、輸煤廊道、東方希望集團等。

2.4 縱斷面設(shè)計

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查得知，現(xiàn)狀路基路面結(jié)構(gòu)良好，西半幅在舊路面上進(jìn)行4 cm厚加鋪設(shè)計，東半幅新建，因此本次縱斷面設(shè)計的基本思路是結(jié)合舊路加鋪方案與實測高程在現(xiàn)狀標(biāo)高的基礎(chǔ)上優(yōu)化縱斷面，滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2006），并通過調(diào)整縱段，使設(shè)計高程較現(xiàn)狀路面標(biāo)高高4 cm。

2.5 橫斷面設(shè)計

橫斷面設(shè)計是吉彩路改擴建設(shè)計的重點，對平面、縱斷面設(shè)計都有影響。橫斷面設(shè)計的主要影響因素如下：

（1）吉彩路位于五彩灣的核心區(qū)，兩側(cè)地塊開發(fā)強度大、車流量大，改造橫斷面應(yīng)充分考慮到交通量的要求，提高道路的通行能力。同時需考慮施工期現(xiàn)狀吉彩路的通行要求。

（2）路面結(jié)構(gòu)情況良好，改造橫斷面應(yīng)充分利用現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，節(jié)省投資。

（3）道路兩側(cè)桿線，現(xiàn)狀輸煤廊道、鐵路預(yù)留通道的位置對改造橫斷面的布設(shè)影響大。

農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控技術(shù)研究及應(yīng)用前景分析……………………………………………… 胡 孟，李曉琴(8.66)

結(jié)合以上因素提出以下三種橫斷面及平面布設(shè)方案（見表2）。

表2 橫斷面改造方案m

方案比較見表3。

綜上所述，推薦采用改造方案三。

2.6 路基設(shè)計

2.6.1 路拱與橫坡

結(jié)合采用橫斷面方案，道路路拱整體采用單路拱，雙面坡。保留現(xiàn)狀道路路拱形式，及橫坡坡度、坡向不變，拓建路基中央分隔帶采用0.3%橫坡坡度與現(xiàn)狀道路橫坡同向相接，路緣帶、車行道、硬路肩范圍內(nèi)的橫坡坡度采用1.5%，土路肩橫坡坡度采用3.0%。

2.6.2 邊坡

路基邊坡坡率根據(jù)道路沿線工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、邊坡高度、防排水措施、路堤填料的物理力學(xué)性質(zhì)等，并結(jié)合現(xiàn)狀道路的邊坡坡率，綜合確定本項目邊坡形式及坡率：路堤邊坡坡率1∶3，路塹邊坡坡率1∶2。

2.6.3 特殊路基處理

本項目工程沿線區(qū)域地基土為鹽漬土且呈斷續(xù)狀分布，鹽漬化程度較嚴(yán)重，總體以硫酸鹽、亞硫酸鹽至弱、中鹽漬土為主，局部為過、強鹽漬土路段。根據(jù)路基干濕類型，采取不同處置方案，見表4。

表4 特殊路處理

2.7 路面設(shè)計

根據(jù)使用要求、氣候特點、自然區(qū)劃、公路等級、設(shè)計年限、交通量和沿線工程地質(zhì)情況以及現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)，本著“安全、經(jīng)濟、適用”的原則，以《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50－2017）、《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）、《新疆公路瀝青路面設(shè)計指導(dǎo)手冊》等為依據(jù)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。西半幅由于路面結(jié)構(gòu)良好，只是出現(xiàn)了局部的裂縫及磨光現(xiàn)象，因此對現(xiàn)狀道路進(jìn)行灌縫及罩面處理；東半幅參照西半幅進(jìn)行新建，結(jié)構(gòu)組合見表5。

3 結(jié)語

本文基于五彩灣吉彩路的改造工程，在結(jié)合現(xiàn)狀道路的前提下，對道路的平面線位、縱斷面、橫斷面的改造設(shè)計進(jìn)行了深入的分析研究，對現(xiàn)

表5 路面結(jié)構(gòu)組合

狀道路利用達(dá)到了最大化，同時由于工程所在地均為鹽漬土，本工程對于鹽漬土進(jìn)行了有效的處理，該項目已經(jīng)建成運營，取得了良好的效果。

舊路改造往往因其兩側(cè)用地性質(zhì)、電力電信桿線、道路路基路面現(xiàn)狀及施工期交通組織等綜合影響使改造變得復(fù)雜，因此需對道路現(xiàn)狀進(jìn)行嚴(yán)密細(xì)致的調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)狀條件制定經(jīng)濟合理的改造設(shè)計原則，對交通需求、技術(shù)指標(biāo)、造價等各種因素進(jìn)行綜合分析，從而優(yōu)選出指標(biāo)合理、造價最省的改造方案。

U412.37

B

1009-7716（2017）11-0039-03

2017-07-24

李昆岡（1985-），男，甘肅蘭州人，工程師，從事道路與橋梁工程設(shè)計工作。

10.16799/j.cnki.csdqyf h.2017.11.011