分離式路基在城市道路中的應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺析

尹禎昌

[同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海市200092]

0 引 言

分離式路基作為一種靈活多變的路基布置形式，可有效提升道路同地形的適應(yīng)性，降低工程建設(shè)難度與造價(jià)[1]。其在高等級公路中應(yīng)用較多，限于交叉口交通組織等原因，在城市道路中應(yīng)用相對較少。隨著近年諸多城市通過城市上山獲取建設(shè)發(fā)展空間，城市道路建設(shè)條件特別是地形條件發(fā)生了一定變化，在一定條件下于城市道路中使用分離式路基能夠獲得較好的綜合效益并成為城市亮點(diǎn)。

1 項(xiàng)目簡介

沙丙路地處云南保山，位于中心城城市南部，東西向貫穿城市田園風(fēng)光帶與省級開發(fā)區(qū)——保山工貿(mào)園區(qū)，是保山市中心城區(qū)骨干路系統(tǒng)中的“一橫”（見圖1）。該道路是保山中心城市南部重要的客貨運(yùn)通道、重要的生態(tài)景觀廊道，也是工貿(mào)區(qū)長距離出行的連接通道。道路等級為城市主干路，紅線寬度60m，建設(shè)長度約8.7km。

2 沿線建設(shè)條件

（1）道路走向與大沙河、西水東輸原水管道重合，高速公路、沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)等控制因素多。大沙河、西水東輸管道與沙丙路走向一致，需要妥善處理河道與道路的關(guān)系。其中，西水東輸管道是保山東城區(qū)與保山工貿(mào)園區(qū)的水源工程，也是保山中心城市20萬居民生活用水的后備水源。道路布置需對西水東輸管線進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。河道兩側(cè)村鎮(zhèn)組團(tuán)式分布，大保高速處現(xiàn)狀橋梁可利用凈寬不足，工貿(mào)區(qū)段部分土地已經(jīng)批讓，如何盡量利用現(xiàn)有條件，減少拆遷和對農(nóng)田的侵占，是本項(xiàng)目總體方案制定的重要考慮因素。

（2）工程沿線地貌多變，膨脹土發(fā)育，建設(shè)條件差。項(xiàng)目位于保山壩區(qū)，壩區(qū)存在水田軟弱土，東部丘陵段，地形起伏大，膨脹土發(fā)育，道路填挖大。方案中需平衡線型指標(biāo)與填挖之間的矛盾，并解決不良地質(zhì)條件下管廊基坑開挖支護(hù)、斜坡地基上膨脹土高路堤邊坡穩(wěn)定等技術(shù)問題。

（3）景觀要求高，斷面布置比較靈活。沙丙路為東西向重要的生態(tài)景觀廊道，沿線有河道、村鎮(zhèn)、農(nóng)田、工業(yè)區(qū)等不同的風(fēng)貌，需靈活布置斷面，解決好沿線出入和景觀協(xié)調(diào)問題。

3 分離式路基設(shè)計(jì)方案

為有效滿足各類既有重要設(shè)施的保護(hù)、既有用地與高速橋孔條件、道路需同步服務(wù)兩側(cè)現(xiàn)狀村落的現(xiàn)實(shí)需求，結(jié)合地形條件，充分利用分離式路基斷面靈活的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)階段擬定了以東河為分界、東西兩側(cè)全部或部分路段采用分離式路基的總體方案。

3.1 西段沿大沙河段

該段主要位于保山壩區(qū)，長度約5km，沿大沙河走向，地形平坦，兩側(cè)村落和農(nóng)田密布。現(xiàn)狀大沙河北側(cè)存在二級公路，路河之間埋設(shè)有西水東輸管線，河道南側(cè)為現(xiàn)狀村道（見圖2）。路段中下穿大保高速公路，現(xiàn)狀為3跨20m板梁橋，下穿空間有限，也對新建道路布置產(chǎn)生一定制約。

圖2 西段現(xiàn)狀

總體方案采用沙河兩側(cè)分幅布置方案，有效利用現(xiàn)有鄉(xiāng)村道路用地，減小拆遷與基本農(nóng)田占用，改善兩側(cè)村鎮(zhèn)出行條件（見圖3）。采用分離式斷面有效保證了利用既有橋孔下穿大保高速公路的貫通條件。道路斷面布置沿大沙河兩側(cè)各設(shè)置7.5m綠化帶，基本維持現(xiàn)狀沙河與兩側(cè)綠帶不動(dòng)，保護(hù)大沙河北側(cè)西水東輸管道并為遠(yuǎn)期大沙河往南側(cè)拓寬預(yù)留條件（見圖4、圖5）。

圖3 西段總體布置

圖4 西段分離式斷面（單位：mm）

圖5 西段分離式路基現(xiàn)場照片

因道路沿河道兩側(cè)布置，為有效保證南北兩側(cè)溝通，路段中利用既有橋梁布設(shè)人行通道3處，重建橋梁3座，滿足車輛交通轉(zhuǎn)換和路段掉頭需求。

3.2 東段工貿(mào)園區(qū)段

該段路線線位基本沿用現(xiàn)狀二級公路線位，地形橫向坡度較大，且膨脹土發(fā)育（見圖6、圖7）。受制于南側(cè)已建駕校制約，道路只能往北側(cè)拓寬。該段輸水管道沿現(xiàn)狀沙丙路北路路側(cè)布設(shè)，多數(shù)地段埋深距離現(xiàn)狀路面4~6m。北側(cè)現(xiàn)狀為區(qū)域排水通道，地基濕軟，路基穩(wěn)定性較差，原二級公路和西水東輸管線路側(cè)設(shè)置了連續(xù)抗滑樁和擋墻保障路基穩(wěn)定。

圖6 東段地形地貌

圖7 東段線位圖

若直接往北側(cè)拼寬，路基填高進(jìn)一步增大，需設(shè)置大量抗滑擋墻進(jìn)行支護(hù)。同時(shí)西水東輸埋深將增大到10m左右，后期基本無法養(yǎng)護(hù)，新增荷載引起的管道滲漏對路基安全也會(huì)產(chǎn)生較大風(fēng)險(xiǎn)。

該路段有利條件為兩側(cè)地塊相對單一，占地面積大，北側(cè)為居住區(qū)，南側(cè)已建成區(qū)為駕校，交通聯(lián)系相對較弱。景區(qū)大道至青堡路段無規(guī)劃橫向道路和交叉口，具備采用分離式路基的條件。

該段采用縱向分離和分臺式路基方案，南北兩幅錯(cuò)臺布置，降低北側(cè)新建半幅標(biāo)高，兩幅縱斷面在平交口之前接順。北幅標(biāo)高以內(nèi)側(cè)車行道邊緣基本無填挖進(jìn)行控制，避免對輸水管道產(chǎn)生影響。兩幅高差基本為5m，通過中央分隔帶放坡進(jìn)行過渡（見圖8）。

圖8 東段分離式斷面（單位：mm）

該段通過采用分離式路基有限降低了工程實(shí)施難度，節(jié)省了大量圬工支擋措施，同步減小了北側(cè)用地的開發(fā)難度。通過管廊高位布置，有效減少了該管廊基坑挖填和支護(hù)規(guī)模。西水東輸管道基本維持了原位置，覆土高度基本無調(diào)整，便于后續(xù)管養(yǎng)。路中景觀帶通過坡度過渡有效保障了中分帶綠化種植條件和景觀效果（見圖9）。

圖9 東段分離式路基現(xiàn)場照片

4 分離式路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 結(jié)合兩側(cè)用地性質(zhì)、道路功能確定適用性

城市道路受制于城市規(guī)劃，橫向交叉口較為密集，分離式路基因平面或縱面線型分離，對交叉口的設(shè)置條件產(chǎn)生了很大制約。雖然可通過分離式交叉口等形式進(jìn)行彌補(bǔ)，但使用時(shí)仍較為不便。同時(shí)采用分離式路基，不可避免地削弱了單幅對沿線地塊的服務(wù)功能，成為制約分離式路基在城市道路中應(yīng)用的最大因素。于城市道路中應(yīng)用分離式路基，應(yīng)首先分析城市規(guī)劃條件、兩側(cè)用地性質(zhì)，宜選擇道路等級較高、交叉口間距較大、兩側(cè)地塊相對獨(dú)立無強(qiáng)聯(lián)系的路段進(jìn)行設(shè)置，并于路段中創(chuàng)造條件設(shè)置人行過街、路段掉頭，有條件時(shí)設(shè)置平面交叉口，以便于兩側(cè)溝通。集散型、對沿線服務(wù)能力較強(qiáng)、路幅較窄的次干路、支路應(yīng)慎重采用。

4.2 地形條件和平縱指標(biāo)選擇

地形條件對分臺式路基的影響體現(xiàn)在縱向和橫向兩個(gè)方面。縱向地形條件決定了路線平面線型指標(biāo)。城市道路受制于用地寬度制約，縱向分離式使用較多。過低的線型指標(biāo)會(huì)加重支擋措施對下幅路基形成的“墻壁”效應(yīng)，對駕乘人員造成過大的心理壓抑，降低行車的舒適性。過低的線型指標(biāo)大大縮短了行車視距，存在安全隱患。一般情況下，平曲線半徑應(yīng)不小于表1所列數(shù)值[2]。

表1 滿足停車視距所需的最小平曲線半徑

橫向地形條件是指地面橫坡坡度，過緩或過陡的橫坡地段均不適宜采用分離式路基。橫坡過緩，分離式路基與整體式路基相比，工程規(guī)模區(qū)別不大，優(yōu)勢不明顯；橫坡過陡，受路中擋墻高度的限制，反而會(huì)增加工程難度、增加工程規(guī)模，同時(shí)占用大量城市建設(shè)用地。以單幅寬度在20m左右的分離式路基為例，設(shè)置分臺式路基的適宜橫坡度在1∶5~1∶2.5之間。對于像沙丙路等處于膨脹土地區(qū)道路地面坡度在1∶10以上時(shí)，即可考慮采用分離式斷面。

4.3 左右幅高差確定

城市道路由于用地限制采用縱向分離式路基較多。路基兩幅間放坡、支擋和排水設(shè)施只能在整體式路基中央分隔帶寬度范圍之內(nèi)設(shè)置，給路基施工帶來了難度。為了確保路基和支擋結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，左右路幅高差不宜太大，一般4～8m為宜，否則工程規(guī)模、安全隱患將大幅增加。同時(shí)，城市道路受路網(wǎng)間距制約，為方便進(jìn)入交叉口前標(biāo)高銜接、路中設(shè)置行人過街設(shè)施的需要，不宜設(shè)置過大的分離高差。

4.4 斷面布置、路基排水、交通安全設(shè)施等

城市道路采用分離式路基時(shí)，應(yīng)盡量采用兩塊板斷面，將綠帶寬度盡量置入中央分隔帶，在滿足綠化率的同時(shí)為支擋、排水設(shè)施創(chuàng)造布置空間。分離式路基應(yīng)用路段一般地形復(fù)雜，路線縱坡較大，整體區(qū)域非機(jī)動(dòng)車騎行條件較差，非機(jī)動(dòng)車較少，斷面布置時(shí)可考慮壓縮非機(jī)動(dòng)車道寬度或設(shè)置機(jī)非混行車道，進(jìn)一步優(yōu)化斷面寬度。城市道路采用分離式路基時(shí)，應(yīng)設(shè)置完善的中間帶排水設(shè)置，并于高幅路側(cè)設(shè)置防撞護(hù)欄以保障行車安全。

4.5 工程規(guī)模

設(shè)置分離式路基最重要的目的是充分利用其特點(diǎn)來降低工程規(guī)模。布線空間、地形條件僅僅是分離式路基的充分條件，降低工程規(guī)模才是分離式路基的必要條件。若工程規(guī)模降低不明顯，就無采用分離式路基的必要。在采用分離式路基前，應(yīng)首先與整體式路基做全面的工程規(guī)模和造價(jià)對比，著重從用地、土石方、防護(hù)支擋、橋涵等分項(xiàng)工程做比較，靈活確定應(yīng)用路段和分離形式，實(shí)現(xiàn)工程整體投資有效降低。

5 結(jié) 語

通過分離式路基在沙丙路中的應(yīng)用，在不影響區(qū)域交通組織的情況下，克服了沿線眾多不利制約因素的影響，降低了工程實(shí)施難度，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益，為分離式路基在城市道路中的應(yīng)用提供了較為成功的案例。

結(jié)合沙丙路的應(yīng)用情況，對城市道路采用分離式路基設(shè)計(jì)階段需要綜合考慮的問題進(jìn)行了總結(jié)。兩側(cè)用地性質(zhì)和道路功能是采用分離式路基的主要條件，工程規(guī)模和整體經(jīng)濟(jì)效益是決定性因素。同時(shí)應(yīng)結(jié)合地形條件確定合理的平縱指標(biāo)、分幅高差，并選用合理的斷面布置形式，完善排水設(shè)施、交通安全設(shè)施和過街設(shè)施。