姚 銳
(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)
隨著城市經濟建設的飛速發展,城市用地規劃逐漸外延,機動車保有量增長率不斷突破新高,城市原有路網規模已不能滿足區域交通出行的需求。因此,近年城市道路改擴建項目數量激增,有的是道路等級的提升,有的是建設規模的擴大,有的是設施老舊需要翻修,也有的是路網規劃調整,在現狀老路線位新建快速路。對于各種類型的改擴建項目,工程設計多從節約投資、減少對周圍地塊影響的角度,考慮利用老路進行改擴建,但各種道路工程實施的可行性卻并不可一概而論。
本文結合工程實例,對以上幾種情況在工程咨詢與設計中需側重考慮的問題及相應對策進行簡要的分析。
改擴建道路從不同的角度分析,有不同的分類指標,本文僅從對于現狀道路的改擴建程度進行分析,具體分為以下四類。
此類道路多為沿線地塊開發需要增設出入口、橫向新建道路需要增設交叉口或是橫向道路與現狀道路由平面交叉改造為分離式立交等。這種情況現狀道路的道路等級和規模均沒有改變,對主線改造不大,僅增加開口或局部拓寬,因此多采用利用老路、局部拼寬改造的辦法。
城市主城區的城市空間一般布局早已形成,很難對道路兩側進行大規模的改造,而另一方面主城區又是人流和車流的聚集區,隨著沿線用地開發的增加,道路規模與交通需求無法匹配,勢必要對其進行擴容與改建。
改建的方式受兩側用地限制的影響主要分為以下兩種。
1.2.1 道路兩側建筑緊貼人行道,且拆遷存在困難的道路
此類道路,由于路幅寬度無法改變,僅能通過壓縮分隔帶的寬度、調整斷面布置等進行擴容。因此,改擴建后道路縱斷面設計標高應基本與現狀道路標高一致,方能保證道路邊線處設計標高與周邊地塊標高的妥善銜接。因路幅寬度沒變,老路路基基本可以利用,路面則需要分段設計,對于現狀路面狀況良好的,沿用現狀路面結構;壓縮分隔帶處,需翻挖、拆除現狀分隔帶,新建機動車道路面;對于路面破損嚴重的,需對路面進行修補、加罩或結構補強;對于基層破壞導致的沉陷、碎裂路段,需進行路面結構的挖補新建等。
1.2.2 道路兩側建筑已按規劃紅線進行退界,可拓寬現狀路幅的道路
此類道路,由于兩側地塊大部分已開發成熟,地塊標高及排水方式等均應與現狀對接。因此,拓寬改建后道路縱斷面設計標高需略高于現狀道路標高,方能保證道路邊線處設計標高與周邊地塊標高的妥善銜接。這就決定了改擴建道路的路面結構層大部分與現狀道路結構層重合,需要對現狀道路進行路面檢測后判斷是對現狀道路進行淺層加罩、結構補強還是翻挖重建。
同時,由于對現狀道路進行了拓寬,為減少結合部的差異沉降,在填筑拼寬路基時,應在原有路基邊緣開挖臺階(寬度應大于等于1.0 m)。為保證拼接部的土基強度,在沉降差異最明顯的路基基底和拉應力最大的路床、路面拼接部位應鋪設一定數量的土工格柵,鋪設范圍至新老路基結合部兩側一定范圍(材料要求延伸率小于等于10%)。路基填料,宜選用與原有路堤相同且符合要求的填料。
隨著城市用地規劃的不斷外延,城市外圍用地多從農田、廠房等轉為居住、商用,以及醫療、教育等用地,交通出行需求大大增加,而原區域內部道路一般多為斷頭、錯位等情況,貫通性較差。因此,區域路網規劃時多利用現狀老路線位辟通一條通達性較好的區域交通干道。
1.3.1 現狀老路路幅較窄的道路
此類道路現狀通達性差、路幅均較窄(多為7 m~10 m),而新建干道多為雙向四快兩慢或六快兩慢(多為30 m~50 m),同時現狀村鎮用地的管線布置形式及建設規模均不成體系,與規劃管線綜合布置及規模出入較大,即使新建道路與現狀老路線位一致,因新建道路下敷管線較多,需全線開挖溝槽,利用價值不大。
因此,對于此類道路,建議不予利用。
1.3.2 現狀老路路幅較寬的道路
此類道路現狀已經是區域干道,現狀規模多為雙向4車道(機動車道路幅寬度在14 m~16 m),但其貫通性較差,不能滿足地塊開發后區域對外的出行需求。因此,新建干道多利用現狀干道進行新改建。
對于改建的路段,需對現狀道路進行路面檢測后判斷是對現狀道路進行淺層加罩、結構補強還是翻挖重建,同時需根據新建道路斷面布置判斷是否要拼寬。
近年來,二、三線城市用地高密度開發,機動車保有量增長速率逐年加快,城市干道在高峰時段往往處于近飽和或過飽和的狀態。而大部分駕駛員出行多選擇通達性較好的區域干道,導致這類道路無法滿足沿線的交通需求,特別是高峰時段擁堵極為嚴重。區域路網規劃多利用現狀干道或沿其平行走向辟筑城市快速路,以分流組團間中長距離的交通流,同時利用現狀干道作為區域地塊出行的生活性和交通性干道。
按照節約工程造價及減少對地塊的分割的原則,這類快速路多選擇以高架的形式建設。對于現狀交通干道的利用情況可從以下兩種情況進行分析。
1.4.1 中分帶已預留的道路
此類道路,在建設時已考慮了近遠期結合,中分帶寬度已按遠期修建高架快速路進行了預留,同時管線布置也按規劃管綜一次性敷設,不需翻挖重建。
新建快速路時,現狀道路考慮予以利用,施工期間需占用雙向內側各一根車道,作為橋梁樁基的施工區,待樁基施工完畢再重新鋪筑內側車道的路面結構。具體的施工作業區間需結合下敷管線位置進行布置。
1.4.2 現狀無中分帶或中分帶較窄的道路
此類道路,現狀路修建年代較久,修建時路網并未規劃快速路,大多現狀路幅不寬,若新建快速路,中分帶一般需要占用7 m以上寬度,現狀路面積所剩不多,下敷管線多需改遷或改建,剩下老路路面所處位置多與規劃新建管線管位重合。因此,新建快速路時,現狀道路考慮翻挖重建,不予利用。
對于無法利用現狀老路的情況,道路的平面及縱斷面布置設計依據主要為路網規劃、周邊地塊地坪標高及區域排水規劃等。
(1)平、縱布置需對接路網規劃,同時妥善銜接橫向道路及開口的平縱;
(2)道路縱斷需滿足區域排水規劃的要求;
(3)道路縱斷需對接周邊地塊的地坪標高。
對于經現場踏勘老路與周邊規劃地坪標高出入不大,管線布置、規模與區域管綜可對接,同時設計縱斷面與現狀道路設計標高高差不大的,則需進一步對現狀道路進行技術狀況檢測。由于改擴建項目多需對面層進行處治,故平整度和抗滑能力不作為判斷老路是否可利用的關鍵指標。
一般檢測的內容主要為:原有機動車道路面損壞狀況(PCI)、原有機動車道路面結構承載能力(彎沉)、原有機動車道路面結構層調查等。
根據《城鎮道路養護技術規范》(CJJ36-2006),路面損壞狀況的評價指標為路面狀況指數PCI。根據PCI的取值不同,路面損壞狀況分為A、B、C和D四個等級;路面結構強度評價根據瀝青路面路表回彈彎沉值將不同基層類型和交通量等級的瀝青路面結構強度分為足夠、臨界和不足三個等級。而路面結構層調查主要為鉆芯取樣,并與原路面設計結構層進行對比。具體的檢測指標分級及相應的老路利用建議詳見表1所列。

表1 老路檢測指標及利用建議一覽表
根據檢測結果的不同,可分為現狀老路不可用、需結構補強及僅需淺層加罩等情況(詳見表1)。針對各種情況,道路的縱斷面設計、路面結構設計等均需有針對性地進行調整。
2.2.1 現狀老路不可用的道路
設計重點同本文2.1節,不再贅述。
2.2.2 現狀老路需補強的道路
首先,需要分析檢測報告中的數據,并對原路面當量回彈模量進行計算,從而確定結構補強厚度。第二,在道路縱斷面設計中道路設計標高需要綜合考慮老路銑刨厚度及結構補強厚度來確定。第三,結構補強方案又要結合道路縱斷變化進行區分設計。
2.2.3 現狀老路需淺層加罩的道路
該類道路一般使用年限不久,路面病害較少,路面檢測數據經分析后,僅需淺層加罩。在道路縱斷面設計時,道路設計標高需要綜合考慮銑刨厚度和加罩厚度來確定。對于路面狀況良好、僅為上面層加罩的,則只需對現狀路面鑿毛后加罩新的面層結構即可。
工程西起滬太路,東至薀川路,路線長度約6.48 km,規劃為城市次干路,紅線寬度32 m。
路線走向基本沿現狀老路布置,其中滬太路-潘涇路段(約2.4 km)現狀道路機動車道寬度7 m,與該工程走向一致的路段約1.0 km;錦偉路-蕰川路段(約2.5 km)現狀道路機動車道寬度16 m,與該工程走向一致。對于老路的利用分析主要有以下幾方面控制因素:
(1)受沿線跨河橋梁及排水控制標高影響,路段上設計標高均比現狀老路標高高出50 cm~80 cm。
(2)由管線綜合斷面布置(見圖1)可知,雨污水管的溝槽開挖將破壞老路內側兩根車道的路面。

圖1 道路管線綜合橫斷面布置圖
(3)現狀老路破損均較嚴重(見圖2)。

圖2 現狀老路破損情況實景
結合以上控制因素,工程設計中考慮對現狀老路路面不予利用,采用翻挖老路后,按新建路面進行設計。
康寧路南起閘北與寶山區界,北至S20公路,路線長度約4.6 km,屬城市主干路,紅線寬度50m。工程沿線現狀用地主要為村鎮居住用地及廠房,其中區界-聯誼路段無現狀道路,聯誼路-S20公路段現狀有16 m寬地面道路(2008年建成),道路東側多層及高層建筑較多,考慮擴容改建方案為沿現狀道路向西拼寬,原則上擬利用該段現狀道路。
2012年8月業主委托上海中測行對該段道路進行了路面技術狀況調查。當月上海市政工程設計研究總院收到了《路面技術狀況調查檢測報告(LMDC2012-001)》。該報告對聯誼路-S20公路段路面狀況進行了調查,對路面損壞狀況、路面結構強度及路面結構厚度進行了檢測(見圖3),評定結果為:按CJJ 36-2006標準,該路段路面損壞狀況評價為C級,路面結構強度不足,需要采取措施進行補強。

圖3 康寧路路面現狀調查情況實景
經對路面檢測報告原路面實測有效彎沉值進行計算得原路面計算彎沉值:63(0.01 mm);原路面當量回彈模量:260.3 MPa。
該段路面設計采取銑刨現狀道路3 cm面層,上鋪15 cm水泥穩定碎石基層,然后再加鋪新建道路面層(見圖4)。

圖4 康寧路拼寬及補強示意圖
計算得改建路面各加鋪層頂面竣工驗收彎沉值分別為:上面層頂面竣工驗收彎沉值LS=20.1(0.01mm);下面層頂面竣工驗收彎沉值 LS=26.9(0.01mm)。
《鄭州市綜合交通規劃》(2009)構建了“環加井”的中心城區快速路系統,而隴海路快速通道正是“井”字系統中貫穿城區東西的南部“一橫”(見圖5)。

圖5 “井”字形+環形的快速路系統示意圖
現狀隴海路為鄭州市中心城區東西向城市主干路,是鄭州市道路核心干線網的重要組成部分,系東西向交通主通道之一,現狀道路寬度35 m~60m不等,規模為雙向4車道+兩側輔道,無中央分隔帶(見圖6)。隴海路高架快速通道工程全線規劃紅線寬50 m,其中高架快速系統按城市快速路標準建設,設計車速60 km/h,雙向6車道;地面道路按城市主干路的標準設計,設計車速40 km/h,雙向6車道,具體斷面布置如圖7所示。

圖6 現狀隴海路斷面布置示意圖

圖7 隴海路(主線)典型橫斷面布置圖
由于現狀隴海路機動車道寬度約為14 m,無中央分隔帶,而隴海路快速通道建設斷面中央分隔帶寬度為8 m,同時由于快速路橋梁樁基與現狀管線布置沖突較多,因此規劃管線綜合中的大部分路段管線均進行改遷,因此新建中央分隔帶及新建管線溝槽開挖基本將老路結構全部翻挖、破壞。故工程設計中考慮對現狀老路不予利用,采用翻挖老路后,按新建路面進行設計。
城市道路的改擴建是一項系統而復雜的設計,本文結合相關工程實例概括了城市道路改擴建的幾種常見類型,并針對性地分析了各類型道路改擴建老路利用的對策及設計重點,供其他類似工程參考。在實際工程設計中,還需結合具體規劃、地方政府要求等外部制約因素綜合考慮可行的老路利用實施方案。