王策

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

前言

隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，各中小城市城區(qū)版圖不斷擴大，原有城區(qū)周邊公路逐漸被沿線的建設(shè)開發(fā)片區(qū)包圍，這些道路的交通功能已由原來的過境性交通轉(zhuǎn)變?yōu)檫^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)計過程做出分析和總結(jié)。

1 現(xiàn)狀概述及項目特點

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)。項目范圍自廉橋村至北環(huán)路，長約3.2公里，按城市道路標準拓寬改造。

本項目有以下特點：①西環(huán)路西側(cè)有規(guī)劃水系，水系用地設(shè)計以現(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)計要注重道路設(shè)計的景觀效果，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。總體來說，沿河城市道路交通轉(zhuǎn)換（包括機動車及非機動車、行人）方向一般都指向遠離河道一側(cè)，通過單側(cè)的丁形平交或立交，利用道路網(wǎng)實現(xiàn)各方向的轉(zhuǎn)換。因此，沿河道路的交通轉(zhuǎn)換具有不對稱性、不均衡性；④由于交通轉(zhuǎn)換方向在遠離河道一側(cè)，可考慮非對稱布置[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)計中線，需要占用部分水系設(shè)計用地。

根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況，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。

方案一道路標準橫斷面布置為：41m（紅線）= 5m（人非通道）+ 21m（機動車道）+ 2m（綠化帶）+6.5m（雙向非機動車道）+ 4.5m（人行道）。

道路橫坡設(shè)計如下：機動車道橫坡采用1.5%坡度坡向兩側(cè)，非機動車道順接機動車道橫坡，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)計中線，可完全利用老路，道路橫斷面采用非對稱布置，西側(cè)為減少占用水系設(shè)計用地，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，同時可種植喬木行道樹，有利于減少噪音、尾氣等污染，由于西環(huán)路交通轉(zhuǎn)換（包括機動車、非機動車、行人）方向一般在道路東側(cè)，東側(cè)非機動車道6.5米寬，設(shè)置為雙向通行，這樣可減少非機動車橫過路。東側(cè)人行道4.5米寬，可設(shè)置樹池行道樹，保證了道路綠化率。

有利點：可以完全利用老路，降低了項目投資，以及破除老路造成的不利影響。

不利點：① 占壓西側(cè)現(xiàn)狀溝渠約1140米，需要進行路基處理，結(jié)合西渠水系建設(shè)時序，確定現(xiàn)狀溝渠是否需要改渠；②雙向非機動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)計用地，由于水系用地設(shè)計以現(xiàn)狀西環(huán)路西側(cè)路邊為界，道路設(shè)計需向東側(cè)偏移，以現(xiàn)狀西環(huán)路東側(cè)邊線西偏2米為設(shè)計道路中心線。

方案二道路標準橫斷面布置為：42m（紅線）= 3.5m（人行道）+ 4m（非機動車道）+2m（綠化帶）+21m（機動車道）+ 2m（綠化帶）+4m（非機動車道）+ 3.5m（人行道）。

道路橫坡設(shè)計如下：機動車道橫坡采用1.5%坡度坡向兩側(cè)，非機動車道順接機動車道橫坡，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（非機動車道）+2m（綠化帶）+11.5m（機動車道），東半幅需全拼接加寬。

以老路中線西偏2米作為設(shè)計中線，考慮了路面拼接加寬的拼接寬度。

有利點：盡量不占用水系設(shè)計用地。

不利點：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影響；④ 由于路線起端需要與已建成路段對接，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)計用地；

2.3 橫斷面方案比選

主要比較項目有：①機動車道數(shù)，相同。②老路利用情況，方案一：完全利用，縱斷面設(shè)計盡量擬合老路設(shè)計標高，老路加鋪厚度控制在4～12cm；方案二：部分利用，需拼接加寬，同時由于設(shè)計中線偏離老路中線（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。此項方案一較優(yōu)。③非機動車、行人交通組織，方案一：東側(cè)非機動車道為雙向交通，需專門組織；方案二：組織明確，常規(guī)做法。此項方案二較優(yōu)。④道路綠化率，方案一：8.5%；方案二：11.9%。此項方案二較優(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。此項方案一較優(yōu)。⑦路基處理，方案一：西側(cè)有1140米路段占壓溝渠，需要路基處理；方案二：東側(cè)需要路基拼接加寬處理。此項方案一較優(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

舊路改造的縱斷面設(shè)計主要影響因素有①舊路縱斷面線、橫地面線。②舊路原以公路標準設(shè)計，某些路段超高設(shè)置過大，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改造后的道路等級和設(shè)計速度。通常舊路改造為同一等級但道路設(shè)計速度提高，或者為升一個道路等級，或者為公路改造為城市道路或公路兼有城市道路功能，對于不同道路設(shè)計標準對應(yīng)不同的縱斷面設(shè)計指標要求。

由于既有老路路基經(jīng)過多年的車輛荷載作用，已經(jīng)達到相對密實與穩(wěn)定狀態(tài)，同時兩側(cè)建筑地坪標高以及相交路口標高已形成，因而，在縱斷面設(shè)計時要盡量避免開挖老路基或過多填高老路基，這有效減少改建道路的工后沉降量，又能降低工程造價[2]。

本工程道路縱斷面設(shè)計在基本擬合現(xiàn)狀道路路面標高。對于現(xiàn)狀縱向起伏過大的局部路段，為了保證道路縱向線形平順，按照規(guī)范要求對現(xiàn)狀道路標高進行調(diào)整。縱斷面設(shè)計高程應(yīng)考慮以下因素：

（1）按原有車行道路面的標高作為設(shè)計控制重要依據(jù)，盡量滿足本次設(shè)計標準各項技術(shù)標準；

（2）縱斷面標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)計路面標高盡量不低于現(xiàn)狀路面標高。

（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，對縱坡小于0.3%的路段，需設(shè)置鋸齒形街溝。

方案一設(shè)計中線走老路中線，縱斷面設(shè)計盡量擬合老路，對老路路面進行銑刨加鋪，加鋪厚度控制在4-12cm；方案二由于設(shè)計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，路基的加寬拼接是一個難題，關(guān)系整個改擴建工程的成敗。處理不當，其不均勻沉降就可能導致縱向裂縫的產(chǎn)生。因此，設(shè)計時，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。如果不對新建路基地基進行處理，新老路基必然會有很大的沉降差，從而會導致新老路基拼接的失敗。

常見的處理的方法有: 復合地基法、輕質(zhì)填料法、排水固結(jié)法、強夯法等。對于地下水豐富的區(qū)域，還需鋪設(shè)一層透水性材料?；椎膲簩嵍纫脖仨殱M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。

開挖臺階并鋪設(shè)土工格柵為了加強新老路基的連接，促進新老路基之間的協(xié)調(diào)變形，在拼接時，將老路基邊坡開挖寬度不小于1m的反向臺階，并鋪設(shè)土工格柵，以增強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)計高程與現(xiàn)狀路面高程的高差，分情況罩面。

在實際施工時，銑刨加罩厚度需根據(jù)縱斷面設(shè)計和現(xiàn)狀路面實際標高進行酌情，調(diào)整方法可按如下執(zhí)行：①當ΔH≤4cm時，銑刨厚度為δ＝4cm-ΔH，加罩4cm 細粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13C)，其中ΔH＝路面設(shè)計標高－原有路面標高；②當6≥ΔH＞4cm時，將原有路面拉毛后，加罩厚度為ΔH 的細粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13C)；③當10≥ΔH＞6cm時，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，必須詳細調(diào)查并深入分析舊路現(xiàn)實情況，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)計打下基礎(chǔ)。重視特殊設(shè)計，加強技術(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)計質(zhì)量。

參考文獻

[1] 劉伯瑩,姚祖康.公路設(shè)計工程師手冊[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)計與實例[M].北京:化學工業(yè)出版社,2011:59.