高穎

（江蘇中石建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 南通 226001）

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，亟需通過快速路網(wǎng)溝通實(shí)現(xiàn)市域間快速融合發(fā)展。泰州市快速路網(wǎng)布局形態(tài)為四縱四橫格局，231 省道為泰州市東環(huán)快速路，南通路向北至啟揚(yáng)高速，現(xiàn)狀為一級(jí)公路。省道快速化改造工程泰州段始于東轉(zhuǎn)盤，全長約7km。231 省道在省公路規(guī)劃中北起阜寧，功能定位為連接多個(gè)縣級(jí)結(jié)點(diǎn)。建成通車多年重載貨車多，大量過境交通影響省道區(qū)段主干城市道路功能發(fā)揮，項(xiàng)目采用快速化建成，能夠?qū)崿F(xiàn)過境交通與城市交通分離，改善泰州東部城區(qū)出行環(huán)境。231 省道通車多年，由于使用年限較長，路面總體使用功能降低，出現(xiàn)了大量橫向裂縫等病害。市域快速通道是聯(lián)系周邊相鄰城市的重要快速城際通道，231 省道泰州城區(qū)段快速化改造工程是完善泰州市快速路網(wǎng)格局的需要。本文主要分析了231省道泰州段快速化改造工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況。

1 工程概況

泰州地處江蘇中部，是蘇中入江達(dá)海航道交匯處。全市地勢呈中間高南北低走向，中部高沙地區(qū)真高為5～7m，全市總面積5 787km2，市區(qū)面積639.6km2。境內(nèi)河網(wǎng)密布，北部地區(qū)地勢低洼，江淮分水量由西向東從中部穿越[1]。將路線內(nèi)地下水分為孔隙潛水與淺層弱承壓水。泰州市氣溫冬夏季南北溫差小，年均降水量1 037.7mm，受季風(fēng)影響降水變化率較大。項(xiàng)目不良地質(zhì)主要為2-1B 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，分布層位厚度變化較大。圖1為泰州市交通快速路網(wǎng)規(guī)劃。

圖1 泰州市快速路網(wǎng)規(guī)劃

項(xiàng)目區(qū)域相關(guān)河流較多，線路內(nèi)地表水系發(fā)達(dá)，主要地表水體為河塘水，受人工港灌排調(diào)節(jié)影響水位變化小[2]。工程所在地區(qū)為蘇中長江沖積平原區(qū)，沿線地區(qū)道路用建材石料滿足要求。項(xiàng)目建設(shè)路用建材當(dāng)?shù)責(zé)o產(chǎn)地，所在區(qū)域河道密集水路通達(dá)，為項(xiàng)目建設(shè)提供優(yōu)越條件。根據(jù)公路OD 調(diào)查結(jié)果對(duì)匯總資料采用現(xiàn)狀路網(wǎng)分配。未來汽車市場需求結(jié)構(gòu)向兩極分化轉(zhuǎn)變。隨著居民收入增加，小轎車將成為汽車需求主導(dǎo)車型。隨著未來物流業(yè)的快速發(fā)展，貨運(yùn)需求向高頻率發(fā)展，根據(jù)區(qū)域歷年車型變化趨勢，預(yù)測項(xiàng)目未來特征年車型比例。對(duì)干線公路進(jìn)行快速化改造需要明確技術(shù)要求，我國公路分類體系對(duì)快速干線公路設(shè)計(jì)指標(biāo)缺乏統(tǒng)一認(rèn)識(shí)[3]?？焖俑删€公路與開放式公路相似，快速干線公路技術(shù)要求高水平服務(wù)，安全環(huán)保。為滿足項(xiàng)目省道與快速路方面功能，確定目標(biāo)達(dá)到主線行車道安全、經(jīng)濟(jì)、快速、高效通行。圖2為預(yù)測年份車型構(gòu)成示意圖。

圖2 預(yù)測年份車型構(gòu)成示意圖

快速路斷面形式分為主輔路，根據(jù)主輔路位置關(guān)系分為高架式與隧道式，高架式通常在既有干線公路綠化帶設(shè)置橋梁，在中間改造為整體式高架快速路。結(jié)合交叉道路設(shè)置上下匝道出入口。地面式快速路分為地平式與路堤式，改造既有干線公路為地面主路，設(shè)置地面主輔出入口方便溝通。地面式快速路造價(jià)較低，道路標(biāo)高與原有城市兩側(cè)地坪標(biāo)高差較小，對(duì)環(huán)境城市景觀影響小，適用于規(guī)劃紅線較寬的城區(qū)。隧道式改造將既有干線公路為地面輔路，設(shè)置主輔出入口方便主輔路溝通，具有通行能力大等優(yōu)點(diǎn)，造價(jià)通常為3 億元/km，適用于環(huán)境要求高的段落。項(xiàng)目方案根據(jù)沿線建設(shè)條件對(duì)高架式快速路進(jìn)行分段設(shè)計(jì)。

2 省道泰州段快速化改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)

泰州市快速路網(wǎng)布局形態(tài)為井字放射，231 省道為泰州市東環(huán)快速路，位于泰州市域路網(wǎng)東側(cè)。231 省道快速化建設(shè)為實(shí)現(xiàn)過境交通與城市交通分離互通，完善泰州東部城市區(qū)塊交通組織，支撐沿線工業(yè)園區(qū)開發(fā)需要。通過對(duì)現(xiàn)場調(diào)查分析，泰東轉(zhuǎn)盤至站前路現(xiàn)狀為工業(yè)區(qū)[4]。站前路至啟揚(yáng)高速段兩側(cè)用地控制預(yù)留較好。231 省道泰東轉(zhuǎn)盤至啟揚(yáng)高速段線形指標(biāo)較好，最小曲面半徑1.185km，共設(shè)置坡點(diǎn)14個(gè)，最大曲面半徑110km。泰東轉(zhuǎn)盤至紅旗大道為市政斷面，2006 年231 省道拓寬改造時(shí)，新通揚(yáng)運(yùn)河為三級(jí)航道，老橋拆除重建。231省道兩側(cè)建筑物現(xiàn)狀見圖3。

圖3 231省道兩側(cè)建筑物現(xiàn)狀

主橋系桿拱采用二次拋物線，拱肋采用啞鈴型鋼管混凝土，橋面系采用預(yù)制中橫梁，下部采用柱式墩，基礎(chǔ)為鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)。橋梁總寬為49m，新通揚(yáng)運(yùn)河橋現(xiàn)狀橋梁計(jì)算無法利用老橋拼寬，需在老橋兩側(cè)新建橋梁。目前，泰東河老橋運(yùn)營現(xiàn)狀良好，在東側(cè)按老橋形式新建橋梁[5]。231省道原設(shè)計(jì)速度為80km/h，輔道取主線設(shè)計(jì)車速0.4～0.6 倍，干線公路城鎮(zhèn)段因沿線居民出行需求較大，輔道與沿線出入口交叉，考慮行車安全主線與輔道設(shè)計(jì)速度差不宜過大。結(jié)合交通量預(yù)測結(jié)果，項(xiàng)目輔道設(shè)計(jì)速度采用40km/h。項(xiàng)目分為泰東轉(zhuǎn)盤至站前路段現(xiàn)狀斷面為56m市政斷面，平均路網(wǎng)間距0.96km。建設(shè)影響因素為橫向過街商業(yè)店面需求旺盛，兩側(cè)無拓寬空間。道路兩側(cè)企業(yè)密集，考慮現(xiàn)狀道路兩側(cè)建筑物密集，結(jié)合231省道南段采用高架橋快速化形式。與站前路節(jié)點(diǎn)互通效果圖見圖4。

圖4 與站前路節(jié)點(diǎn)互通效果圖

本段全長2.8km，主要通道為南通路、森園路，森園路距離運(yùn)河路僅450m，位于通揚(yáng)運(yùn)河南段中部位置[6]。高架橋主線通過在運(yùn)河路設(shè)置出入口實(shí)現(xiàn)橫向道路轉(zhuǎn)換，快速系統(tǒng)與輔路系統(tǒng)通過設(shè)置上下匝道互通，確保主線行車通行效率。231 省道泰州段高速路建設(shè)中采用主線跨簡易菱形立體交叉方案，北側(cè)引橋采用4～30m 組合箱梁。泰東轉(zhuǎn)盤處高架橋斷面寬18.5m，考慮采用全高架或部分高架快速方案。全高架方案需拆除泰東轉(zhuǎn)盤高架橋，主線高架橋銜接平順；項(xiàng)目施工周期為3 年。新通揚(yáng)運(yùn)河大橋長500m，橋梁現(xiàn)狀道路縱坡為2.5%，計(jì)算無法利用老橋向外拼寬?？紤]采用完全利用老橋與拆除重建方案。拆除方案解決按橋梁距離泰和園小區(qū)過近問題，新建500m 橋梁增加造價(jià)9 000 萬元。結(jié)合站前路快速化方案確保橋梁方案經(jīng)濟(jì)合理。

3 省道泰州段快速化改造工程方案

項(xiàng)目工程可行性研究要進(jìn)行充分的調(diào)研，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等方面綜合比選，明確建設(shè)規(guī)模，分析投資效益。項(xiàng)目的功能定位應(yīng)從所在區(qū)域總體規(guī)劃分析，結(jié)合項(xiàng)目位置特點(diǎn)進(jìn)行分析，確定其建設(shè)必要性；結(jié)合項(xiàng)目所在區(qū)域規(guī)劃，研究對(duì)項(xiàng)目客觀的功能要求，最終確定項(xiàng)目的功能定位。技術(shù)等級(jí)主要根據(jù)道路等級(jí)確定，按照道路在城市路網(wǎng)的地位，沿線的服務(wù)功能等，依據(jù)城市快速路設(shè)計(jì)規(guī)程要求確定道路等級(jí)；選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)速度。最終確定完整的技術(shù)等級(jí)指標(biāo)。

本項(xiàng)目沿231 省道既有線位布線，縱斷面設(shè)計(jì)結(jié)合控制性規(guī)劃確定規(guī)劃控制點(diǎn)，確定構(gòu)造物前后的標(biāo)高設(shè)計(jì)；結(jié)合公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，選取合理的豎曲線進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)；優(yōu)化路線平面和縱斷面設(shè)計(jì)，求平面線形指標(biāo)與縱斷面線形指標(biāo)間的均衡。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)是道路中重要的環(huán)節(jié)，從道路等級(jí)、交通組成特性上分析。確定橫斷面的細(xì)部尺寸要求；服務(wù)功能應(yīng)重點(diǎn)考慮項(xiàng)目是否需要提供專門空間供居民休憩的服務(wù)設(shè)施需求，交通特性應(yīng)結(jié)合交通量分析預(yù)測的結(jié)果，結(jié)合老路現(xiàn)狀路面等控制條件進(jìn)行橫斷面布設(shè)，最終選擇適合工程實(shí)際情況的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。路基工程設(shè)計(jì)的總目標(biāo)須滿足安全適用、水土保持、景觀協(xié)調(diào)的總要求。路基設(shè)計(jì)應(yīng)查明沿線地質(zhì)條件，根據(jù)道路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇填筑材料因地制宜盡量節(jié)約造價(jià)。圖5為主要道路設(shè)置立體交叉預(yù)覽圖。

圖5 主要道路設(shè)置立體交叉

路面設(shè)計(jì)依據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果采用BZZ-100 標(biāo)準(zhǔn)軸載進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況確定路面結(jié)構(gòu)類型，通過技術(shù)性綜合比選確定符合實(shí)際情況的路面。根據(jù)道路等級(jí)遵循因地制宜、方便施工的原則，對(duì)路基路面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。柔性路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按土基和墊層穩(wěn)定、面層有較高抗疲勞等要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。層間結(jié)合必須緊密穩(wěn)定，板長應(yīng)使最大行車荷載應(yīng)力不超過水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪以軸載100kN的雙輪組單軸為標(biāo)準(zhǔn)軸載，單輪輪跡當(dāng)量圓半徑r為10.65cm。各項(xiàng)參數(shù)按瀝青路面相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范選用。參考項(xiàng)目所在區(qū)域已建道路設(shè)計(jì)成功經(jīng)驗(yàn)，擬定主線面層采用三層結(jié)構(gòu)，輔道面層采用二層結(jié)構(gòu)。為保證路基拼接處路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，設(shè)計(jì)采用強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性較好的半剛性路面基層結(jié)構(gòu)。根據(jù)道路等級(jí)對(duì)路面整體強(qiáng)度的要求，基層對(duì)水泥穩(wěn)定碎石和水泥石灰碎石混合材料進(jìn)行了比較。采用水泥石灰作為基層能提高早期強(qiáng)度，但施工控制要求高。圖6為縱斷面設(shè)計(jì)思路。

圖6 縱斷面設(shè)計(jì)思路

交叉形式應(yīng)根據(jù)相交道路的等級(jí)、直行和轉(zhuǎn)彎交通量、交通管理方式等因素確定。幾何設(shè)計(jì)結(jié)合交通管理方式和有關(guān)設(shè)施一并考慮。對(duì)交叉口通過輔道進(jìn)行歸并，根據(jù)具體情況設(shè)置定向匝道。項(xiàng)目與高速公路采用立體交叉的形式；主線上跨被交道路，與低等級(jí)道路交叉根據(jù)路網(wǎng)密度及交通需求確定?，F(xiàn)有主要交叉8 處，與高速公路交叉1 處。本項(xiàng)目為主輔分離的快速化道路，主線的通行不受被交道路的影響。應(yīng)結(jié)合地形等各方面因素綜合確定交叉形式；與鐵路相交時(shí)采用上跨分離式立交的形式；與高速公路相交時(shí)采用互通式立交的形式；與規(guī)劃快速路相交時(shí)采用半互通立交的形式，設(shè)置定向匝道保證快速路間轉(zhuǎn)向交通的快速通行。與一級(jí)公路及主要道路相交時(shí)采用簡易菱形互通的形式，主線直行車輛不受被交道路的影響。與低等級(jí)道路相交時(shí)采用右進(jìn)右出管理的方式，被交道路與輔道相銜接，部分有通行需求的道路根據(jù)實(shí)際情況可考慮設(shè)置支線橋。

4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案實(shí)施

本項(xiàng)目快速化里程為7.2km，遠(yuǎn)期規(guī)劃為工業(yè)用地為主，快速化改造要解決輔道和兩側(cè)居民商戶的過街需求；站前路至啟揚(yáng)高速段涉及最大的居住區(qū)為碧桂園小區(qū)，輔道用于沿線居民的短途出行。主要存在問題包括各段快速化方式的選擇；231 省道現(xiàn)有道路等構(gòu)造物的利用等。城市快速路主線設(shè)計(jì)速度一般可采用60km/h、80km/h，設(shè)計(jì)速度選擇需結(jié)合道路周邊地塊開發(fā)等因素綜合判斷確定。干線公路進(jìn)行快速化改造規(guī)劃應(yīng)結(jié)合城市快速路的功能綜合考慮，常用的主線設(shè)計(jì)速度采用80～100km/h。

主線和輔道的銜接處需要留有足夠的交織長度，減少主線和輔道速度差值帶來的不利影響。綜合本項(xiàng)目的功能定位，結(jié)合交通量預(yù)測結(jié)果，主線設(shè)計(jì)速度采用80km/h。泰東轉(zhuǎn)盤至站前路段利用現(xiàn)有56m 斷面寬度采用高架快速化方案，解決沿線相交道路溝通：站前路至啟揚(yáng)高速段利用現(xiàn)有路幅寬度，主要相交道路采用節(jié)點(diǎn)上跨。對(duì)交叉方式進(jìn)行比選，主線上跨因交通組織方便等特點(diǎn)具有較大的優(yōu)勢；下穿車道數(shù)不宜低于雙向六車道；應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)合理選取交叉方式，例如將支線適當(dāng)下挖結(jié)合主線上跨減少橋梁長度，亦可將交叉方式組合應(yīng)用。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路見圖7。

圖7 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

泰東轉(zhuǎn)盤立交橋于2015 年底新建完成，對(duì)高架橋改造社會(huì)影響較大。利用231省道泰高段與泰東轉(zhuǎn)盤立體交叉，需向現(xiàn)有56m 斷面設(shè)置雙向8 車道地面快速路，方案快速主線需要設(shè)置400m 左右地面道路，可以考慮施工期間對(duì)泰東轉(zhuǎn)盤立交橋改造進(jìn)行民意疏導(dǎo)。主線雙向6車道高架橋分左右從老橋兩側(cè)新建分離式橋梁。本項(xiàng)目主要為拓寬路基，路基路面、防護(hù)排水方案需做到技術(shù)可行，滿足生態(tài)與景觀的需求。加強(qiáng)對(duì)路基填料及地基土性的分析，做到路基橫斷面、防護(hù)排水的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。遵循“生態(tài)環(huán)保、美觀耐用”的原則，使路基橫斷面形式與地形地貌相適應(yīng)，形成有機(jī)的整體。綜合考慮路基橫斷面形式及景觀綠化設(shè)計(jì)方案，達(dá)到排水流暢、生態(tài)優(yōu)美的效果。軟基處理應(yīng)在保證路基穩(wěn)定性下，嚴(yán)格控制路基的工后沉降。應(yīng)明確待增強(qiáng)體強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求后方可填筑路基。對(duì)換填部分位于地下水位以下的部分，應(yīng)采用碎石土進(jìn)行填筑。

主線主要解決中遠(yuǎn)距離出行交通，方便相交道路與其銜接。井周回填壓實(shí)很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，影響道路的使用及美觀?？煽紤]采用高效節(jié)能低排放型溫拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料WMA 使用調(diào)和瀝青，能保證低度下進(jìn)行拌和及施工。交叉口等剎車頻繁的路段，提高關(guān)鍵部位的抗車轍能力。路面基層采用抗裂型水穩(wěn)、玻纖格柵減少水穩(wěn)的收縮裂縫。設(shè)計(jì)中增加方形鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，解決井周路面結(jié)構(gòu)損壞問題；規(guī)劃快速路交叉節(jié)點(diǎn)的處理，掌握節(jié)點(diǎn)交通量情況。根據(jù)周邊居民出行習(xí)慣優(yōu)化主輔道出入口的設(shè)置。處理與快速路的交叉節(jié)點(diǎn)時(shí)，需對(duì)交通流向進(jìn)行深入的研究，與主管單位進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。根據(jù)需要對(duì)車道進(jìn)行拓展，保證行車安全。

5 結(jié)語

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市加快機(jī)動(dòng)化建設(shè)步伐，人們的交通需求日益增加。一味新建道路會(huì)使交通問題更加嚴(yán)重且資金投入大，城市道路改造工程是解決交通問題的有效方法之一。做好道路改造工程需求預(yù)測才能確保項(xiàng)目有依據(jù)地進(jìn)行，通過對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)可以為改造設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。本文對(duì)231省道泰州段快速化改造工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，目前，項(xiàng)目施工通過交工驗(yàn)收，運(yùn)行情況良好，可為省道快速化改造工程設(shè)計(jì)工作提供參考。