城市道路舊路改擴建設計問題探討

葛 文

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

0 前言

近年來，隨著城市經濟的持續高速發展以及人口的快速增長，城市交通需求急劇增加，交通供需矛盾日益突出。20世紀90年代建成的城市道路大多等級較低，道路通行能力低，機、非、行人混行，交通狀況已難以滿足區域社會經濟快速增長的要求，急需進行拓寬改造。

本文以深圳市城市道路舊路改擴建設計為例，分析探討舊路改造設計中注意的問題。

1 改擴建方式的選擇

改擴建就是在道路規劃紅線范圍內、充分利用老路的基礎上提高道路的通行能力。擴建方案的實現形式是多樣的，分單側加寬、兩側加寬及混合加寬，各種改擴建方式如表1。

表1 主要擴建形式表

城市道路舊路改擴建，一般道路兩側為建成區，為避免建筑拆遷，節約工程造價，須充分利用現狀路面。改擴建道路設計中線一般與舊路中線吻合，與規劃線位一致，即采用兩側對稱加寬的方式。

2 改擴建工程的總體設計原則

對于舊路改造項目而言，由于道路沿線基本屬于城市建成區，設計和建設的核心思路是：如何把握落實規劃與針對現狀減少拆遷的平衡關系，使項目建設在充分落實城市路網規劃對道路功能的需求的情況下，盡量減少征地拆遷，降低工程實施難度，節省工程造價。同時，通過道路載體的建設升級與優化市政管網系統，改善人行系統和公交系統的設置，提升道路周邊交通出行環境。總體設計原則如下。

（1）按照規劃道路等級、性質、紅線寬度等進行道路設計，并綜合考慮地上桿線與地下管線布置、兩側用地性質等因素。

（2）道路的平面、縱斷面、橫斷面應相互協調。道路標高與地面排水、地下管線、兩側建筑物等相配合。

（3）道路設計根據交通工程要求，處理好人、車、路、環境之間的關系，在道路設計中考慮殘疾人的使用要求。

（4）按交通量大小、交通特性、主要構筑物的技術要求進行道路設計，使道路設計符合環境保護的要求。

（5）在道路設計中注意節約用地，合理拆遷房屋。

（6）注重環境保護和景觀設計。新建建筑風格應體現出現代氣息，追求優美的結構形式和高質量的環境景觀，建成后能夠成為該地區的一道景觀優美的風景線。

3 舊路性能評價

（1）現有道路的安全性評價

原有道路的安全性評價主要包括原有道路技術指標與現行標準、規范的符合性評價和道路運營安全性評價兩方面。符合性評價中重點需要評價平縱技術指標、道路凈空標準、路基安全性等是否能夠滿足城市規劃規定的道路等級相應的技術指標要求；運營安全性評價重點檢查是否存在與設計相關的運行不安全因素。

運營安全的評價除從滿足標準、規范的角度評價外，還對通車以來各年交通事故的原因進行分析，尋找事故與道路設計的關系，以便在擴建中加以消除。

（2）全過程的路基路面狀況評價

原有道路路基路面、橋梁的現狀質量對擴建方案選擇有明顯的制約作用，全面掌握工程現狀資料是設計的關鍵工序。

通過現場調查、沉降觀測資料分析、地質雷達及面波測試、彎沉檢測等綜合手段對路基路面進行了定性加定量的評價。

4 改擴建設計中的關鍵技術

（1）道路平縱的擬合

擴建工程既要滿足相關的技術標準，又要實現最大限度利用現有工程，平縱面設計不能簡單地進行理想設計，也不能簡單地完全利用老路平縱面，而是需要進行合理的平縱擬合設計。城市道路平面線形受城市規劃用地紅線及道路沿線建筑控制較嚴，基本按照城市規劃確定的道路線位進行設計或進行局部微小優化。縱斷面設計為充分利用舊有道路，保證與道路兩側建筑、出入口的銜接及節約工程投資，縱面根據路面實施的需要和構造物的限制采用只填不挖、橋梁不填不挖的原則進行擬合，縱坡度及坡長滿足規范要求。

（2）縱坡小于0.3%處理

道路縱斷面設計好壞直接影響排水效果、行車舒適性和道路美觀。筆者在現實中發現不少城市道路由于道路所處地形比較平坦，縱坡不能滿足0.3%的最小縱坡要求，設計者便人為將縱坡設計成上下起伏，以此來滿足排水，嚴重違反《城市道路設計規范》（CJJ 37—2012）縱斷面設計中“為保證行車安全舒適，縱坡宜緩順，起伏不宜太頻繁”的原則。近幾年城市道路改造設計工程較多，許多情況是舊路縱坡接近平坡，兩側設有鋸齒形街溝，兩側建筑都已經形成，縱坡拉坡控制因素較多，基本須維持現狀，但仍有部分設計者將道路縱坡設計成上下起伏的短坡來滿足規范規定的0.3%最小坡度要求，從而導致兩側路側與建筑地坪及相交道路銜接不順、樹木露根無法保留的現象發生。其實，大可不必死搬教條，應該盡量維持原來地面高及坡向，在縱坡小于0.3%路段，應采用加大路拱橫坡、加密雨水口及設置鋸齒形街溝的措施來解決排水，保證道路與兩側建筑銜接順暢和美觀。

（3）路基拼接技術

由于道路所處工程地質、填挖類型及路基填料等不同，改擴建工程在路基設計中首先需要解決的是路基拼接技術問題。如何減小甚至消除新舊路基之間的差異沉降是路基設計的關鍵所在。舊路經過多年的使用，沉降已經趨于穩定，而新拓寬路基未完成固結沉降，勢必產生較大的沉降。新舊路基之間較大的沉降差勢必會造成路面的破壞，影響道路的使用壽命及行車安全。

經過大量的研究試驗，設計在一般路段采用了挖臺階拼接法，在臺階上設置土工格柵，加強新老路基之間的聯系，減小差異沉降；在軟土路段采用復合地基處理法，提出“新路基總沉降小于15cm與工后沉降小于5 cm”的雙重控制標準。實踐證明，設計是成功的。

（4）橋梁拼接技術

橋梁拼接采取上部構造相互連接、下部構造不連接的方式進行拼接，并采取以下措施：（1）一般情況下采取同跨徑、同結構進行加寬拼接；（2）為提高拼接處構造的可靠性，設計在連接縫處加強配筋，并廣泛采用植筋技術；（3）采取增加樁長，預壓新建結構，延遲接縫澆注時間等措施控制新建橋梁的基礎沉降。

（5）舊水泥路面瀝青罩面

由于水泥混凝土路面在施工工藝、強度、工程造價等方面要優于瀝青路面，深圳早期建成的道路大多采用水泥混凝土路面。但水泥混凝土路面接縫多，噪聲和振動大，城市噪聲污染非常大。瀝青路面在環保、防塵、降噪、行車舒適等方面明顯優于水泥混凝土路面，深圳近年來新建的路面幾乎全部采用瀝青路面。隨著改性瀝青、SMA工藝的成熟和廣泛運用，瀝青路面的優越性充分體現出來。近幾年深圳市對大部分的水泥路面進行了瀝青混凝土罩面，從運營情況來看，使用效果良好。

舊混凝土路面上加鋪瀝青層是一種復合式路面結構，其應力應變特性與一般彈性層狀體系有較大的差別。由于接縫的存在，舊混凝土路面作為基層的整體強度降低，而且在外力荷載作用下，瀝青混凝土加鋪層處于復雜的三維應力狀態。車輛通過不連續的板體時，瀝青混凝土加鋪層中由于接縫兩側相鄰板塊產生豎向位移差，而出現較大的剪切應力，這種剪切應力是瀝青混凝土加鋪層產生荷載型反射裂縫的最主要原因。另外，由于路面暴露在大氣中，受氣溫周期性變化的影響，瀝青加鋪層和舊混凝土面板都會膨脹，產生溫度應力。由于舊混凝土路面的應力在接縫處不連續，因此瀝青加鋪層同時承受它本身以及舊路面所產生的溫度應力，特別是在冬季氣溫較低時，瀝青混凝土加鋪層會因為與接縫對應處的拉應力過大而開裂，形成所謂的溫度型反射裂縫。因此，瀝青加鋪層設計是瀝青加鋪層厚度設計，而厚度由行車荷載和防止反射裂縫兩個因素控制。由于混凝土面板強度較高，將其作為基層，在其上加鋪瀝青混凝土的這種路面結構，強度一般能滿足要求，關鍵是防止反射裂縫的產生。

為防止反射裂縫的產生，國外多采用加厚瀝青加鋪層的辦法。但單純依靠增加加鋪層厚度有其弊端：增加加鋪層厚度必將增加路面造價，而且在夏季高溫情況下瀝青混合料高溫蠕變易產生車轍，也就失去了由于舊混凝土板作基層所產生的強基薄面的優勢，因而加厚瀝青加鋪層這一方法不可取。

為減少在新舊路面的沉降差異，新舊路面水泥混凝土面板銜接處應設置拉桿、水泥混凝土墊塊及傳力桿。新舊路面的水泥混凝土板面滿鋪玻璃纖維土工格柵、土工布或應力吸收層，使應力分配均勻，以減少新舊路沉降差異，減緩路面反射裂縫，提高路面的使用壽命，見圖1。

深圳市市政道路改造較多采用了玻璃纖維土工格柵，實踐證明，防治反射裂縫的效果良好。

圖1 新舊水泥路面加鋪瀝青路面結構圖（單位：cm）

5 結語

隨著經濟的發展，城市道路改擴建將是未來若干時間內城市建設的一個熱點，道路改擴建設計中路基路面拼接、橋梁拼接、舊路罩面等關鍵技術應用的成功與否將直接影響城市道路的使用壽命及行車安全，工程技術設計人員應深深體會到改擴建工程的復雜性。本文結合深圳市工程設計實踐經驗，對城市道路改擴建設計中遇到的若干問題進行探討并提出自己的看法和建議，旨在拋磚引玉，總結經驗，改進不足，揚長避短。

[1]CJJ 169—2011，城鎮道路路面設計規范[S].

[2]JTG D50—2006，公路瀝青路面設計規范[S].

[3]李偉.沈大高速公路改擴建工程設計[A].交通部專家委員會高速公路擴建工程技術研討會論文集[C].北京：人民交通出版社，2005.