天津?yàn)I海新區(qū)輕紡大道加寬改造工程總體設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)

曹立松

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051）

0 引言

輕紡大道位于天津?yàn)I海新區(qū)南部，西起津岐公路，東至海濱大道，全長約11.748 km。

輕紡大道是輕紡經(jīng)濟(jì)區(qū)、南港生活區(qū)與海景大道、中央大道、海濱大道等外部道路連接的重要通道，同時也是臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)向西的橫向通道，其拓寬改造對于輕紡經(jīng)濟(jì)區(qū)、南港生活區(qū)和臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)的開發(fā)建設(shè)具有重要意義，見圖1。輕紡大道改造前為雙向4車道一級公路，加寬改造后為雙向6車道城市主干路，設(shè)計(jì)車速60 km/h，總投資約17.17億元，于2011年10月建成通車。

圖1 工程位置示意圖

1 工程總體設(shè)計(jì)

1.1 改造前道路現(xiàn)狀及存在問題分析

輕紡大道改造前為雙向4車道一級公路，斷面布置為：0.75 m（土路肩）+11 m（車行道）+2 m（中央分隔帶）+11 m（車行道）+0.75 m（土路肩），總寬25.5 m。其中津岐公路—海景大道段兩側(cè)基本上為綠化帶，長約2.2 km。海景大道—海濱大道段兩側(cè)基本上為鹽田、溝渠及池塘，此段具有較厚的淤泥及軟土層，長約9.6 km。此段南側(cè)沿輕紡大道土路肩有兩排通信管線和一排6 kV高壓線。通信管線中有一趟為國防光纜。道路北側(cè)分布大量的輸油管線。

由于南港輕紡經(jīng)濟(jì)區(qū)的開發(fā)建設(shè)，輕紡大道現(xiàn)狀交通以貨車及工程運(yùn)輸車輛為主。經(jīng)過對現(xiàn)狀路面進(jìn)行檢測，路面狀況總體來說相對較差。局部路段有橫裂、縱裂、龜裂出現(xiàn)。同時，隨著周邊地塊的開發(fā)，道路斷面已經(jīng)不能滿足兩側(cè)地塊的發(fā)展需求，急待進(jìn)行加寬改造，見圖2。

圖2 輕紡大道現(xiàn)狀

1.2 改造方案

（1）斷面改造方案

該項(xiàng)目為舊路拓寬改造，現(xiàn)狀輕紡大道為雙向4車道一級公路，輕紡大道作為輕紡經(jīng)濟(jì)區(qū)、南港生活區(qū)與海景大道、中央大道、海濱大道等外部道路連接的重要通道，規(guī)劃為雙向6車道城市主干路，見圖3。

（2）路基路面設(shè)計(jì)方案

該工程路基處理方案基本為淺層換填處理，詳盡方案見下節(jié)“關(guān)鍵性技術(shù)問題處理”。

圖3 道路橫斷面（單位：m）

路面采用瀝青混凝土路面，結(jié)構(gòu)組成自上而下分別為4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13C,SBS改性瀝青）+6 cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C,SBS改性瀝青）+8 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）+18 cm水泥穩(wěn)定碎石（7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度4 MPa）+18 cm石灰粉煤灰碎石（6∶14∶80）+18 cm石灰粉煤灰土（12∶35∶53），總厚度 72 cm。

2 關(guān)鍵性技術(shù)問題處理

該工程為舊路加寬改造工程，如何避免加寬后新舊路基的不均勻沉降引起路面縱縫為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性技術(shù)問題。解決此關(guān)鍵性技術(shù)問題可以從以下兩方面考慮。

（1）合理布置加寬斷面

根據(jù)沿線地形地貌，全線可分為以下兩段：

a.津岐公路—海景大道段

此段現(xiàn)狀兩側(cè)基本上為綠化帶，長約2.2 km。

此段考慮到西側(cè)接現(xiàn)狀大港南環(huán)路，同時受兩側(cè)地形地物影響，原則采用雙向加寬方案，以現(xiàn)狀路中線作為設(shè)計(jì)路中線向兩側(cè)加寬，加寬后斷面布置為：2.5 m（人行道）+15.5 m（車行道）+4 m（中央分隔帶）+15.5 m（車行道）+2.5 m（人行道），總寬40 m。同時兩側(cè)各考慮30 m綠化帶。其中15.5 m車行道為0.5 m（路緣帶）+2×3.75 m（行車道）+2×3.5 m（行車道）+0.5 m（路緣帶），最外側(cè)車道為多功能車道，見圖4。

圖4 津岐公路—海景大道段改造后路基橫斷面（單位：m）

此段道路加寬部分位于現(xiàn)狀綠化帶內(nèi)，綠化建成已兩年。本次加寬部分路基僅對此段范圍內(nèi)綠化進(jìn)行換填處理，同時要求加寬部分路基采用超載預(yù)壓，這在節(jié)約了工程造價的同時也有效減少了新舊路基的不均勻沉降。同時道路加寬部分位于現(xiàn)狀綠化帶內(nèi)，也避免了對兩側(cè)已建成構(gòu)筑物的拆遷。

b.海景大道—海濱大道段

此段兩側(cè)基本上為鹽田、溝渠及池塘，且具有較厚的淤泥及軟土層。長約9.6 km。同時現(xiàn)狀道路南側(cè)土路肩有兩排通信管線和一排6 kV高壓線。通信管線中有一趟為國防光纜。道路北側(cè)分布大量的輸油管線。

此段以現(xiàn)狀輕紡大道南側(cè)路面邊線為基準(zhǔn)，向南偏移2 m作為設(shè)計(jì)路中線，北側(cè)利用現(xiàn)狀路作為改造后道路北半幅，改造后道路南半幅新建，考慮4 m中央分隔帶。具體斷面布置為：2.5 m（人行道）+15.5 m（車行道）+4 m（中央分隔帶）+15.5 m（車行道）+2.5 m（人行道），總寬40 m。其中15.5 m車行道為0.5 m（路緣帶）+2×3.75 m（行車道）+2×3.5 m（行車道）+0.5 m（路緣帶），最外側(cè)車道為多功能車道。同時兩側(cè)考慮30 m綠化帶，見圖5。

圖5 海景大道—海濱大道段改造后路基橫斷面（單位：m）

此段道路南側(cè)新建半幅，同時設(shè)置4 m寬中央分隔帶，把現(xiàn)狀道路南側(cè)土路肩上的通信管線和高壓線放在中央分隔帶內(nèi)，避免了相應(yīng)管線的切改。同時南北半幅路基搭接處位于改造后中分帶內(nèi)，有效地避免了道路路面產(chǎn)生縱縫的問題。

（2）合理選用路基處理方案

根據(jù)橫斷面方案，全線一般路基處理共分為三段。

a.津岐公路—海景大道段

此段為兩側(cè)加寬，兩側(cè)現(xiàn)狀基本上為綠化帶，綠化帶標(biāo)高基本上同現(xiàn)狀路，加寬部分地下水位較高（靜止水位埋深0.7～2.10 m）。由于大部分為挖方路基，在提高路基承載力的同時需采取措施隔離地下水。具體處理方案如下：開槽后，整平壓實(shí)鋪一層土工格柵，接著填筑50 cm厚的級配碎石，然后填筑三層共60 cm厚的石灰粉煤灰土（6∶6∶88），以保證土基回彈模量不小于35 MPa，最后再施作路面結(jié)構(gòu)層。

此段為了減少和緩解新舊路基的不均勻沉降問題，需對舊路路基邊坡開蹬處理，蹬寬1 m，蹬高0.6 m，開蹬處鋪設(shè)2 m寬聚丙烯雙向土工格柵。同時路基填筑后進(jìn)行路基超載預(yù)壓。

b.海景大道—海濱大道段

此段大部分為利用現(xiàn)狀路作為半幅，南側(cè)再新建半幅，南北半幅路基搭接處位于改造后中分帶內(nèi)，有效地避免了道路路面產(chǎn)生縱縫的問題。

此段經(jīng)過區(qū)域大部分為鹽田、溝渠。路基填土高在3 m左右。該工程所處地區(qū)為濱海新區(qū)塘沽鹽場，根據(jù)相關(guān)地質(zhì)情況提出了該區(qū)域鹽池路基淺層處理方案：將現(xiàn)狀鹽池的表層淤泥層清除干凈，直接填筑70 cm左右厚度的山皮土作為承托層，繼續(xù)填筑6%熗灰土至路床以下40 cm，然后施做兩層40 cm厚石灰粉煤灰土（6∶6∶88）處理，保證路床強(qiáng)度。路基填筑后進(jìn)行路基超載預(yù)壓。最后再施作路面結(jié)構(gòu)層。

c.海景大道—海濱大道起終點(diǎn)過渡段

海景大道—海濱大道段前后各500 m左右范圍內(nèi)為兩側(cè)加寬向一側(cè)加寬過渡，加寬寬度變化不一，此段填土高3 m左右，如何減少新建路基的工后沉降，避免新舊路基因不均勻沉降而產(chǎn)生縱向開裂為路基處理的關(guān)鍵?？紤]消除差異沉降的不同可采用如下處理辦法：換填輕質(zhì)土、深層處理。對比各自優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

對比表1可看出，泡沫輕質(zhì)土由于施工簡便、控制沉降好、造價低等特點(diǎn)，具有較高的優(yōu)越性，同時考慮該加寬部分寬度變化較頻繁，因此，采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行軟基處理更具有顯著的優(yōu)勢。

現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土作為一種新型輕質(zhì)環(huán)保材料，是指用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與水泥基膠凝材料、水、外加劑按照一定的比例混合攪拌，并經(jīng)物理化學(xué)作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料。其在國外已有幾十年的應(yīng)用歷史，我國自2001年從日本引進(jìn)以來，已在廣東省京珠高速公路、北京鳥巢、北京地鐵奧運(yùn)支線等重點(diǎn)工程中使用，取得了顯著的效果。實(shí)踐證明現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土具有如下特點(diǎn)：輕質(zhì)性、高流動性、直立性、不可壓縮及高強(qiáng)性、密度和強(qiáng)度可調(diào)節(jié)性、施工便捷性。

由于現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土的容重只有常規(guī)土的1/3左右，且固化后可以自立。此段采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行填筑，大幅度降低了地基的附加應(yīng)力，對于減少和緩解新舊路基的不均勻沉降具有顯著效果，見圖6。

3 結(jié)語

輕紡大道穿越了南港輕紡工業(yè)園和南港生活區(qū)，連接了津岐公路、海景大道、中央大道及海濱大道等縱向通道，其加寬改造對促進(jìn)南港輕紡工業(yè)園和生活區(qū)的快速發(fā)展具有重要意義。輕紡大道向東連接規(guī)劃臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)，是臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)向西連接的重要通道，其加寬改造對臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)的發(fā)展也具有重要意義。同時輕紡大道津岐公路—海景大道段是大港外環(huán)的重要組成部分，其加寬改造對大港城區(qū)的東擴(kuò)，即港東新城的發(fā)展也具有重要意義。本文對輕紡大道加寬改造工程的總體設(shè)計(jì)及相關(guān)關(guān)鍵性技術(shù)問題的處理措施進(jìn)行了較為全面的總結(jié)，對于類似的加寬改造工程設(shè)計(jì)有一定的借鑒參考價值。

表1 適合舊路加寬軟基處理方法對比一覽表

圖6 泡沫輕質(zhì)土施工現(xiàn)場圖片