王策

河南省城鄉(xiāng)建筑設(shè)計(jì)院有限公司 河南 鄭州 450000

前言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各中小城市城區(qū)版圖不斷擴(kuò)大，原有城區(qū)周邊公路逐漸被沿線的建設(shè)開(kāi)發(fā)片區(qū)包圍，這些道路的交通功能已由原來(lái)的過(guò)境性交通轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)境性與服務(wù)性交通并存狀態(tài)，服務(wù)于城市的，其道路設(shè)施已不適用其服務(wù)屬性的需求。因此，市政化改造這些既有公路，成為城市開(kāi)發(fā)建設(shè)的迫切需要。

本文以河南省某市西環(huán)路拓寬改造工程為例，從道路的橫斷面布置方案，縱斷面以及配套管線布置等方案比較、優(yōu)化的設(shè)計(jì)過(guò)程做出分析和總結(jié)。

1 現(xiàn)狀概述及項(xiàng)目特點(diǎn)

西環(huán)路現(xiàn)為省道S238，路面寬23米，為瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目范圍自廉橋村至北環(huán)路，長(zhǎng)約3.2公里，按城市道路標(biāo)準(zhǔn)拓寬改造。

本項(xiàng)目有以下特點(diǎn)：①西環(huán)路西側(cè)有規(guī)劃水系，水系用地設(shè)計(jì)以現(xiàn)狀西環(huán)路路邊為界；②由于目前西環(huán)路是該市的過(guò)境道路，并且與規(guī)劃水系相鄰，因此此次道路拓寬改造設(shè)計(jì)要注重道路設(shè)計(jì)的景觀效果，與相鄰水系景觀相互協(xié)調(diào)；③沿水道路由于受到河道的制約，沿河城市道路與路網(wǎng)中其他道路的交通轉(zhuǎn)換方向性一般都較為單一、明確。總體來(lái)說(shuō)，沿河城市道路交通轉(zhuǎn)換（包括機(jī)動(dòng)車及非機(jī)動(dòng)車、行人）方向一般都指向遠(yuǎn)離河道一側(cè)，通過(guò)單側(cè)的丁形平交或立交，利用道路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各方向的轉(zhuǎn)換。因此，沿河道路的交通轉(zhuǎn)換具有不對(duì)稱性、不均衡性；④由于交通轉(zhuǎn)換方向在遠(yuǎn)離河道一側(cè)，可考慮非對(duì)稱布置[1]。

2 橫斷面布置方案比選

2.1 路線及斷面布置方案一

盡量利用老路。以老路中線為設(shè)計(jì)中線，需要占用部分水系設(shè)計(jì)用地。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，西環(huán)路老路路面狀況良好，可利用。該方案充分利用了老路現(xiàn)有路基路面，減少了路基路面加寬拼接工程量。

方案一道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為：41m（紅線）= 5m（人非通道）+ 21m（機(jī)動(dòng)車道）+ 2m（綠化帶）+6.5m（雙向非機(jī)動(dòng)車道）+ 4.5m（人行道）。

道路橫坡設(shè)計(jì)如下：機(jī)動(dòng)車道橫坡采用1.5%坡度坡向兩側(cè)，非機(jī)動(dòng)車道順接機(jī)動(dòng)車道橫坡，人行道橫坡采用1.5%坡度坡向路中。

該方案以現(xiàn)狀老路中線為設(shè)計(jì)中線，可完全利用老路，道路橫斷面采用非對(duì)稱布置，西側(cè)為減少占用水系設(shè)計(jì)用地，僅布置5米寬人非通道（包括設(shè)施帶），東側(cè)接老路設(shè)置2米寬側(cè)分帶，避免了新舊路直接拼接加寬，同時(shí)可種植喬木行道樹(shù)，有利于減少噪音、尾氣等污染，由于西環(huán)路交通轉(zhuǎn)換（包括機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人）方向一般在道路東側(cè)，東側(cè)非機(jī)動(dòng)車道6.5米寬，設(shè)置為雙向通行，這樣可減少非機(jī)動(dòng)車橫過(guò)路。東側(cè)人行道4.5米寬，可設(shè)置樹(shù)池行道樹(shù)，保證了道路綠化率。

有利點(diǎn)：可以完全利用老路，降低了項(xiàng)目投資，以及破除老路造成的不利影響。

不利點(diǎn)：① 占?jí)何鱾?cè)現(xiàn)狀溝渠約1140米，需要進(jìn)行路基處理，結(jié)合西渠水系建設(shè)時(shí)序，確定現(xiàn)狀溝渠是否需要改渠；②雙向非機(jī)動(dòng)車道需要專門交通組織。

2.2 路線及斷面布置方案二

不占水系設(shè)計(jì)用地，由于水系用地設(shè)計(jì)以現(xiàn)狀西環(huán)路西側(cè)路邊為界，道路設(shè)計(jì)需向東側(cè)偏移，以現(xiàn)狀西環(huán)路東側(cè)邊線西偏2米為設(shè)計(jì)道路中心線。

方案二道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為：42m（紅線）= 3.5m（人行道）+ 4m（非機(jī)動(dòng)車道）+2m（綠化帶）+21m（機(jī)動(dòng)車道）+ 2m（綠化帶）+4m（非機(jī)動(dòng)車道）+ 3.5m（人行道）。

道路橫坡設(shè)計(jì)如下：機(jī)動(dòng)車道橫坡采用1.5%坡度坡向兩側(cè)，非機(jī)動(dòng)車道順接機(jī)動(dòng)車道橫坡，人行道橫坡采用1.5%坡度坡向路中。

該方案設(shè)計(jì)中線在老路東側(cè)邊線位置，現(xiàn)狀老路作為改造道路的西半幅布置3.5m（人行道）+ 4m（非機(jī)動(dòng)車道）+2m（綠化帶）+11.5m（機(jī)動(dòng)車道），東半幅需全拼接加寬。

以老路中線西偏2米作為設(shè)計(jì)中線，考慮了路面拼接加寬的拼接寬度。

有利點(diǎn)：盡量不占用水系設(shè)計(jì)用地。

不利點(diǎn)：① 需要破除老路；并且全線需要拼接加寬半幅路。新舊路拼接間存在天然沉降差；② 東側(cè)需要拆遷部分民房；③ 現(xiàn)狀老路狀態(tài)良好，大面積破除老路將造成一定社會(huì)影響；④ 由于路線起端需要與已建成路段對(duì)接，因中線偏移，橫斷面布置變化，需設(shè)置533米的中線調(diào)合段，該范圍內(nèi)仍需占用水系設(shè)計(jì)用地；

2.3 橫斷面方案比選

主要比較項(xiàng)目有：①機(jī)動(dòng)車道數(shù)，相同。②老路利用情況，方案一：完全利用，縱斷面設(shè)計(jì)盡量擬合老路設(shè)計(jì)標(biāo)高，老路加鋪厚度控制在4～12cm；方案二：部分利用，需拼接加寬，同時(shí)由于設(shè)計(jì)中線偏離老路中線（在老路東側(cè)邊線偏西2米處），老路加鋪時(shí)由于老路路拱橫坡的存在，東半幅平均加鋪厚度大于10cm。此項(xiàng)方案一較優(yōu)。③非機(jī)動(dòng)車、行人交通組織，方案一：東側(cè)非機(jī)動(dòng)車道為雙向交通，需專門組織；方案二：組織明確，常規(guī)做法。此項(xiàng)方案二較優(yōu)。④道路綠化率，方案一：8.5%；方案二：11.9%。此項(xiàng)方案二較優(yōu)。⑤地下管線敷設(shè)，方案一：兩側(cè)均有足夠?qū)挾炔荚O(shè)；方案二：西側(cè)布置管線需破挖老路。此項(xiàng)方案一較優(yōu)。⑥拆遷情況，方案一：拆遷較少；方案二：東側(cè)拆遷面積大，且多為民房，拆遷難度大。此項(xiàng)方案一較優(yōu)。⑦路基處理，方案一：西側(cè)有1140米路段占?jí)簻锨?，需要路基處理；方案二：東側(cè)需要路基拼接加寬處理。此項(xiàng)方案一較優(yōu)。⑧施工期保通，方案一：不破挖老路,便于保通組織；方案二：需破挖老路，僅可半幅保通。此項(xiàng)方案一較優(yōu)。綜合以上分析比較，結(jié)論是推薦方案一。

3 道路縱斷面設(shè)計(jì)

舊路改造的縱斷面設(shè)計(jì)主要影響因素有①舊路縱斷面線、橫地面線。②舊路原以公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，某些路段超高設(shè)置過(guò)大，而道路位于已明顯城市化區(qū)域，則根據(jù)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范，改造后道路可能需要調(diào)小最大超高。③改造后的道路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度。通常舊路改造為同一等級(jí)但道路設(shè)計(jì)速度提高，或者為升一個(gè)道路等級(jí)，或者為公路改造為城市道路或公路兼有城市道路功能，對(duì)于不同道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)不同的縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

由于既有老路路基經(jīng)過(guò)多年的車輛荷載作用，已經(jīng)達(dá)到相對(duì)密實(shí)與穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)兩側(cè)建筑地坪標(biāo)高以及相交路口標(biāo)高已形成，因而，在縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避免開(kāi)挖老路基或過(guò)多填高老路基，這有效減少改建道路的工后沉降量，又能降低工程造價(jià)[2]。

本工程道路縱斷面設(shè)計(jì)在基本擬合現(xiàn)狀道路路面標(biāo)高。對(duì)于現(xiàn)狀縱向起伏過(guò)大的局部路段，為了保證道路縱向線形平順，按照規(guī)范要求對(duì)現(xiàn)狀道路標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整?？v斷面設(shè)計(jì)高程應(yīng)考慮以下因素：

（1）按原有車行道路面的標(biāo)高作為設(shè)計(jì)控制重要依據(jù)，盡量滿足本次設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

（2）縱斷面標(biāo)高須考慮銑刨加罩后道路最小瀝青層厚度和路面結(jié)構(gòu)層厚度，設(shè)計(jì)路面標(biāo)高盡量不低于現(xiàn)狀路面標(biāo)高。

（3）與相交道路、街坊出入口有良好銜接；

（4）盡量滿足縱向排水要求，對(duì)縱坡小于0.3%的路段，需設(shè)置鋸齒形街溝。

方案一設(shè)計(jì)中線走老路中線，縱斷面設(shè)計(jì)盡量擬合老路，對(duì)老路路面進(jìn)行銑刨加鋪，加鋪厚度控制在4-12cm；方案二由于設(shè)計(jì)中線在老路中線東側(cè)9.5米處，考慮到既有老路路拱橫坡，東半幅平均加鋪厚度大于10cm。

4 路基拼接加寬

城市道路改造設(shè)計(jì)，路基的加寬拼接是一個(gè)難題，關(guān)系整個(gè)改擴(kuò)建工程的成敗。處理不當(dāng)，其不均勻沉降就可能導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，必須采取措施控制和減小新舊路基的沉降差。

老路基在自重應(yīng)力及行車荷載的作用下，地基的固結(jié)沉降基本完成，而新建路基則存在著較大的施工沉降和工后沉降。如果不對(duì)新建路基地基進(jìn)行處理，新老路基必然會(huì)有很大的沉降差，從而會(huì)導(dǎo)致新老路基拼接的失敗。

常見(jiàn)的處理的方法有: 復(fù)合地基法、輕質(zhì)填料法、排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法等。對(duì)于地下水豐富的區(qū)域，還需鋪設(shè)一層透水性材料。基底的壓實(shí)度也必須滿足施工規(guī)范的要求，從而保證工后沉降，減小新老路基的沉降差。

開(kāi)挖臺(tái)階并鋪設(shè)土工格柵為了加強(qiáng)新老路基的連接，促進(jìn)新老路基之間的協(xié)調(diào)變形，在拼接時(shí)，將老路基邊坡開(kāi)挖寬度不小于1m的反向臺(tái)階，并鋪設(shè)土工格柵，以增強(qiáng)新老路基之間的連接和整體性[3]。

5 舊路銑刨加罩

根據(jù)既有老路路面，及路面設(shè)計(jì)高程與現(xiàn)狀路面高程的高差，分情況罩面。

在實(shí)際施工時(shí)，銑刨加罩厚度需根據(jù)縱斷面設(shè)計(jì)和現(xiàn)狀路面實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行酌情，調(diào)整方法可按如下執(zhí)行：①當(dāng)ΔH≤4cm時(shí)，銑刨厚度為δ＝4cm-ΔH，加罩4cm 細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13C)，其中ΔH＝路面設(shè)計(jì)標(biāo)高－原有路面標(biāo)高；②當(dāng)6≥ΔH＞4cm時(shí)，將原有路面拉毛后，加罩厚度為ΔH 的細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13C)；③當(dāng)10≥ΔH＞6cm時(shí)，將原有路面拉毛后，先加罩厚度為ΔH -4cm的中粒式密集配瀝青混合料(AC-20C)，而后統(tǒng)一加罩4cm厚細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13C)。最大攤鋪厚度控制在10cm，最小攤鋪厚度控制在4cm。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、交通量的增加，城市道路改造成為改善道路狀況的必然選擇。做好城市道路改造設(shè)計(jì)，必須詳細(xì)調(diào)查并深入分析舊路現(xiàn)實(shí)情況，在保證行車安全、舒適、便捷的前提下，充分考慮舊路利用，節(jié)省投資，為合理設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。重視特殊設(shè)計(jì)，加強(qiáng)技術(shù)措施，做到功能性、人文性、景觀性的統(tǒng)一，確保舊路改造的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉伯瑩,姚祖康.公路設(shè)計(jì)工程師手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2002:33.

[2] 王連威.城市道路與市政工程[M].北京:人民交通出版社,2009:71.

[3] 李繼業(yè).城市道路設(shè)計(jì)與實(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011:59.