探讨现代城市市政道路改造工程的设计

【摘 要】文章结合笔者的设计实践，讲解了现状市政道路存在的一些主要问题。论述了市政道路改造工程的路线、交叉口、路基、路面设计方案。

【关键词】市政道路；路基；道路改造；设计

1、现状路网存在的主要问题

随着城市经济的发展,道路运输在整个交通运输中发挥着日趋重要的作用,尽管公路和城市道路建设不断发展,路网不断完善,但仍难以适应经济高速发展的要求,基础设施欠账依然很多。主要表现在以下几个方面:

(1)公路技术等级低,高级、次高级路面所占里程比重较小。

(2)道路建设与社会经济发展不相适应。经济的高速发展使道路交通需求大幅度增长,但同期道路基础设施建设的增长速度远远低于交通运输需求的增长,导致市区交通紧张,道路超负荷运行。

(3)尽管该城市骨架路网初步形成,但规划路网中的环线特别是绕城路尚未建设,高速、大容量、高服务水平的道路所占比例很低,使得整个路网的服务水平较低。另外,放射线道路主要连接对外交通出口,过境交通大部分因此而引入市内,造成过境交通与城市交通相互干扰,增大了城市道路的压力。

(4)部分道路街道化现象严重,沿街商贩抢占人行道和非机动车道,自行车抢占机动车道,行人、自行车与机动车抢行,降低了道路的通行能力。

2、市政道路改造路线设计方案

2.1平面设计原则

(1)道路平面位置应按城市规划道路网布设。

(2)道路平面线性应与地形、地质、水文等条件结合,并符合各级道路的技术标准。

(3)应处理好直线与平曲线的衔接,尽量采用大的曲线半径,用圆曲线代替缓和曲线的设置,尽量不设置超高、加宽。

(4)根据道路等级,合理设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。

2.2纵断面设计

2.2.1纵断面设计原则

(1)参照城市规划控制标高,适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。

(2)为保证行车安全、舒适,纵坡宜缓顺,起伏不宜频繁。

(3)为满足非机动车行驶,最大纵坡度按非机动车爬坡能力控制。

(4)该工程所处区域地形平坦,最小纵坡宜尽量满足路面纵向排水要求。

(5)设计时,应对沿线地形、地质、水文、气候、地下管线、排水等要求综合考虑。

(6)线性组合应满足行车安全、舒适以及与沿线环境、景观协调的要求,并保持平面、纵断面线性均衡,保证路面排水通畅。

2.2.2纵断面设计

绕城路所经地区为冲击平原,地形较为平坦,地势总体上北高南低、东高西低,地面自然坡度在0.3%～0.5%,因此,道路一般路段设计纵坡较为平缓。

道路纵断面设计标高主要根据现有道路标高、两侧建成区地坪标高、现状自然地面及地下水位标高、城市防洪标高、桥梁控制标高、相交道路及铁路标高、立交等控制性标高来确定。

综合考虑以上控制因素,同时考虑路面排水的需要,道路纵断面设计考虑尽可能采用自然纵坡,最小坡度0.3%;特殊困难地段≮0. 1%;在满足道路最小坡长的前提下,道路最大纵坡控制为3.0%。为减小桥梁长度,同时考虑景观效果,在路基良好地段,路桥分界线控制在3.0~3.5m,一般地段控制在2.5~3.0m。

2.3横断面设计

2.3.1横断面设计原则

(1)根据不同道路所处的区域,布置不同的横断面形式,使其满通服务功能,并与该区域的路网相协调。

(2)充分考虑道路景观和城市生态环境建设,尽可能多地设置绿化用地。

(3)在穿越城市已建成区的路段,充分考虑道路两侧居民、单位的通行要求。

(4)在建筑密集区合理布置断面形式,采取工程措施减小道路用地,尽可能少拆迁。

(5)考虑近远期结合,预留管线位置,为远景发展留有适当的余地。

2.3.2横断面设计

横断面设计以规划为依据,经过该市规划建设局主要职能科室的论证,并结合道路实际确定了横断面设计方案。道路规划红线宽40m。横断面机动车道横坡为2.0%,非机动车道、人行道横坡为1. 5%。

3、交叉口设计方案

该工程设计范围道路沿线交叉均为平面交叉,主干路与主干路相交采用信号灯管理;主干路与次干路相交视交通情况,采用信号灯管理或加强交通管制;支路与次干路交叉可不设信号灯管理;畸形交叉口实行渠化处理。

4、路基设计方案

4.1一般路基设计

该工程所经大部分区域地质条件良好,地下水埋藏较深,因而对路基填土高度等没有特别要求,按常规进行设计。局部地段为沼泽地,该路段路基设计时适当增加路基填土高度,并对土基进行掺生石灰处理,以利于路基压实。路段穿越鱼塘,则应抽干积水、清除淤泥,用砾石砂回填50cm左右,然后用石灰、粉煤灰混合料间隔土分层回填至路基标高。

4.2路基边坡及防护

(1)路基边坡。路基边坡按1∶1.5自然放坡。路堤穿水塘段,坡脚伸入水塘,路床顶以下至水位以上50cm边坡采用1∶1.5,水位以上50cm至塘底边坡采用1∶1.75,临水面用厚度≮0.6m的浆砌片石封面。

(2)边坡防护。一般路堤边坡采用植草防护,高度>2m的路堤边坡采用预制植草砖防护。

4.3路基压实及填料要求

路槽底面土基设计回弹模量值≥20MPa。路基填料采用普通土为填筑材料,局部潮湿路段对土基进行掺生石灰处理。为了使填料能达到规定要求,应严格控制最大粒径,槽底面以下0~80cm范围内,Dmax=12cm;槽底面80cm以下,Dmax=20cm。路基压实按CJJ37—90《城市道路设计规范》进行,采用重型击实标准要求。

4.4路基排水

(1)远期路基范围内的雨水,通过道路下敷设的雨水管道排除。

(2)宽度>3m的绿化分隔带,雨水通过绿化带渗入路基,将对绿化带边的路基、路面结构造成危害。为保证路基不被雨水浸泡而影响强度,保证路面的使用质量,在绿化分隔带内设置排水盲沟,每隔一定距离设置集水井与排水干管连通。

(3)道路两侧为农田、荒地的路段,道路建设时在路基两侧设置临时纵向排水沟,将路基范围内的降水汇集于排水沟内,并引至附近的天然河沟、洼地或接入雨水井。沟底设计纵坡≮3%,以利于排水。

5、路面设计方案

高等级路面通常采用水泥混凝土路面或沥青混凝土路面。

水泥混凝土路面的优点是耐久性好,使用寿命较长,初期养护维修少。缺点是要求地下管线一次敷设到位,路面折裂损坏维修复杂,维修期长。而且对软土地基工后不均匀沉降产生的垂直沉降变形的适应能力较低,在车辆荷载作用下,容易形成早期断板或破损。另外,水泥混凝土路面板缝多,行车舒适性较差。

沥青混凝土路面摊铺速度快、施工方便,行车舒适、行车噪声低,局部开挖、修补比较方便,便于今后地下管线的二次埋设。但沥青混凝土路面也存在着突出问题,一是耐久性差;二是路面的早期破坏严重,出现坑糟、开裂、车辙、抗滑性能不足等病害。沥青混凝土路面的早期破坏,除了设计和施工方面的原因以外,主要外因是交通量增长过快,重载、超载严重,使道路长期处于超负荷运行状态;内因主要是材料(沥青、骨料等)性能差,导致路面抵抗拉应力、剪应力、渗水和粘结老化等的能力相对不足。

为减少噪声污染,保持良好的城市生态环境,创造优越的工作、生活条件,提高行车舒适性以及延长路面使用寿命,设计推荐采用沥青混凝土面层(3层),上面两层为改性沥青混凝土,底层采用9cm厚ATB-25密级配沥青稳定碎石混合料(简称ATB-25沥青碎石混合料)。

ATB-25沥青碎石混合料属于嵌挤骨架-密实型结构,空隙率为3%～6%,具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和耐疲劳特性;粗集料粒径及含量均要比普通沥青混凝土大,沥青含量较低,在不增加造价的情况下,通过增加下面层厚度,可以达到增强沥青路面抗车辙能力及延缓反射裂缝发生的目的。

6、结语

该工程的建设,有利于该市区位优势的发挥;有利于优化城市布局,改善城市环境;有利于完善城市路网、缓解城市交通压力;有利于环城经济带的形成,加快城乡一体化进程;有利于城市生态环境建设。工程建成后,将为市区经济产业的发展、社会经济结构的改变和城市的外延拓展,提供有力的基础条件,对于改善区域投资环境和发展区域经济,均有着十分重要的现实意义。