縣域市政道路拓寬改造工程設計研究

李曉霞

(井陘縣公路管理站,河北 石家莊 050399)

0 引 言

由于城市交通壓力大,許多城市公路都要進行維修,但由于縣域市政道路交通任務較為繁重,道路難以補修、養護或重新建設,只能在原有的基礎上進行升級拓寬。由于縣域市政道路建成時間較長,導致了交通效率和服務功能不能滿足需求,導致交通堵塞,嚴重影響了區域交通網絡的正常運行[1]。本文從項目的總體情況出發,提出了一種新的公路擴容方案,從橫斷面、縱斷面以及總體路面強度進行原則規劃。依照工程設計原則,對橫斷面中的中央分隔帶、行車道及人行道寬度進行設計,改善縱坡路段的積水問題,建立更為可靠的排水措施。交叉口位置對車輛實施渠化分流,路面縫設計并與舊水泥路面相接處進行拼接,為車輛通行創造便利條件[2]。研究縣域市政道路拓寬改造工程設計,通過技術改造,提高交通的利用率,提高城市的服務功能,使城市的環境變得更加美好。

1 工程概況

平涉公路礦區井陘界至柿莊段中修工程,估算投資為2 363.3萬元。建設地址為井陘縣北正鄉、微水鎮、秀林鎮、南障城鎮,規模為中修路線長度30.15 km,其中K75+300～K78+800完全利用。原有路面為瀝青混凝土路面,K55+150～K59+200,路面寬18 m;K59+200～K68+320,路面寬20 m;K68+320～K85+300,路面寬7 m,利用段為K75+300～K78+800。中修路線全長30.15 km,采用局部挖補、拉毛,2 cm微表處、銑刨舊路面,重新鋪筑4 cm細粒式混凝土面層加粘層,重劃標線,建設邊溝設施等。目前公路路面存在裂縫、邊角剝落、板面破碎、接縫破損等問題,對車輛的行駛和乘坐舒適性造成了很大的影響。此外,該工程同時還存在著交通標志不規范、排水設施不完善、人行道缺少無障礙通道等問題,縣域市政道路拓寬改造工程設計需要解決這些問題[3]。

2 道路拓寬改造工程設計原則

2.1 橫斷面設計要點

此次改建方案保持原車行道寬度不變、斜坡保持1.0%不變、人行道按照現狀改建到兩側建筑邊沿。在城市道路拓寬改建中,橫截面的設計應遵循下列基本原則。

(1)在城市規劃紅線范圍內進行橫向設計,對下列數據進行了全面的收集和分析:①道路紅線寬度;②公路等級;③道路的性質;④路旁建筑物的數據;⑤車輛流量;⑥行駛速度;⑦地下管線數據。沿線建筑、樹木、管線等情況有以下規定:①房屋位于規劃紅線之內需要拆除,因此本次設計將對道路和機動車道進行壓縮,以避讓建筑物。②沿途未發現任何歷史遺跡。③現有道路兩旁樹木稀少,雜樹較多,此次擴容計劃全部移植到新的人行道上,經實地勘察該路段未發現河流水系。④現有道路桿線密集,主要是附近單位和居民用的電力桿,均在規劃紅線范圍之內,此次桿線均已下地。⑤目前的城市道路存在雨水、污水處理口,以及諸如聯合通訊等地下管線聚集的情況,其無法滿足本路段拓寬后的需要,建議管道與道路拓寬同步改造。

(2)道路斷面的設計要求:保證道路交通安全暢通,在考慮道路等級、性質的基礎上,充分利用綠化帶的功能,確保雨水的排放和收集達到要求。

(3)在規劃的規劃中,要充分考慮到近期和長期的發展目標,既要滿足交通的需要,又要有足夠的空間來進行改建和拓寬。

(4)在規劃的基礎上保證交通功能的基礎運行,兼顧行人的需要,體現了人性化的設計理念[4]。

2.2 縱斷面設計要點

在縱段設計時,要按照城市規劃的要求控制標高,保證道路的設計符合臨街建筑物的立面布局和道路區域內的排水要求,并在縱向上盡量采用緩順的縱坡形式,以保證車輛行駛的安全性和舒適度。要對有關氣候、地形、地下管道等因素進行全面的考慮,保證縱斷面的設計合理[5]。根據公路工程設計規范和有關規定,經實地考察,綜合考慮公路設計規范,最終確定該項目的最大縱坡度為1%,最小凸形豎向彎曲半徑為12 000 m,最小凹形豎向彎曲半徑為5 000 m。當垂直斜率低于0.3%時,應設置“之”字形邊溝,使之符合有關的設計規范。在碎石化處理工程中,新修公路的縱斷面應進行再設計。原則上,縱剖面標高仍按原標高進行設計,但在碎化處理后,原路面縱剖面標高會發生變化,造成部分路段的開挖深度與設計縱坡不相符,故應根據路面拓寬改造的具體條件,對新建道路縱斷面進行優化,以避免翻掘老混凝土板。

2.3 路面強度設計

此次改建未調整現有的道路紅線,按地圖上的道路平面進行擬合[6]。全線設有分段曲線,最小半徑為75 m的圓形曲線,可以達到25 km/h的速度,滿足不設超高最小半徑的需求。人行道改建結合鋪蓋面層的要求,在高度控制段,板厚不超過25 cm時,宜選用鋼筋混凝土板。根據對路面結構整體強度的分析,對于滿足施工需要的基層,可選用水泥穩定級配碎石基層,不能壓實新老路基接縫,新建的公路基層應使用水泥,保證新舊基層的標高相同,并且其縱向縫的布置與路面板的接縫布置相同,通常橫向縫不設傳力桿,應在膨脹縫位置設置。

若道路的寬度不超過2 m,原有道路上鋪設鋼筋混凝土板,而在舊道路需要加固的部分,則采用26 cm的鋼筋混凝土(2-10)+20 cm的貧混凝土;在道路拓寬3 m以上時,采用26 cm水泥混凝土+20 cm水泥穩定級配碎石+20 cm水泥穩定級配碎石(低劑量)。該段的管線綜合布設將會對新舊道路的銜接范圍產生很大的影響,其中,在K75+300～K78+800左幅一側的舊水泥板下,這一段舊水泥板需要開挖重建,下水道位于K75+300～K78+800中線左邊2 m處,這條邊車行道面板需要拆除,并與舊混凝土路面接合處進行拼接,接縫寬度超過3 m。目前設計的行車道外側邊線寬度不足的部分需要進行拼接,并將其拼接寬度控制在2 m以內。

3 道路拓寬改造工程設計方案

3.1 橫斷面設計

通過局部拓寬道路的改造,在視野良好、未設超高路口路段增設加寬梯度路段,提高道路通行能力,保證大流量路段的行車順暢和安全[7]。此次改建方案保持原車行道寬度不變、斜坡保持1.0%不變、人行道按照現狀改建兩側建筑邊沿。根據設計原理,本項目的橫截面為:中間分隔帶2 m+行車道10.50 m+人行道7.5 m,共計寬度為20 m。

圖1 拓寬道路橫斷面設計圖

本設計方案在保障行人安全的同時,也滿足了汽車的行駛需要。如地形條件受到限制,可根據實際情況設置人行道,在對已有的路基路面進行開發時,應考慮到排水系統的通暢性和安全性,避免出現積水,適當拓寬路拱橫坡。

3.2 縱斷面設計

根據公路工程設計規范和有關規定,經實地考察綜合考慮公路設計規范,最終確定該項目的最大縱坡度為1%,最小凸起半徑為12 000 m,最小凹陷半徑為5 000 m。在垂直坡度小于0.3%的情況下,應設置“之”字形邊溝,使之符合有關的設計規范。處理后的水泥混凝土路面,先進行全斷面的碾壓,然后在路面上噴0.5 L/m2的粘層油,用陽離子型乳化瀝青PC-3,并在其上鋪上一層土工織物,最后在路面上鋪設SBS改性瀝青混凝土。

圖2 縱斷面加鋪厚度

根據以上加鋪厚度做出合適的修整,根據不同的路段采用不同的填充法。目前公路高程約5 m,沿路建筑密度較大,沿路縱斷面應盡量接近現狀路面,盡量降低對周邊建筑物的影響。此次改建工程未對原縱段高程進行大調整,線路全長30.15 km,采用局部挖補、拉毛,2 cm微表處、銑刨舊路面,重新鋪筑4 cm細粒式混凝土面層加粘層,重劃標線,修建邊溝設施等內容。在此基礎上設計多個斜坡,其中最大縱坡為2.5%,最小為0.0%,在縱坡不超過0.5%的情況下,為方便路面排水而設置了“之”字形偏溝。

3.3 交叉口設計

在進行路口設計時,應充分考慮路口的交通特性,結合道路用地現狀和規劃,采取切實可行、行之有效的設計方法[8]。根據該課題的需求,以及該區域交通網絡的變遷以及社會、經濟發展的規劃,預測特征年設定為2022年、2025年、2028年、2031年,預測道路未來交通量、車道數據結果如表1所示。

表1 未來特征年推薦方案高峰小時交通量

參照《城市道路設計規范》(CJJ37-2012),未來道路服務水平計算如表2。

表2 服務水平計算

根據上述表1及表2中的內容,在城市道路交叉口的設計中,交叉口均為平面交叉,主干路與遙支路的交叉則以交通控制信號燈為邊界,路口交叉要按照交通狀況使用信號燈進行管理,遙支路和次干路的交叉口可以不設信號燈,路口要利用渠化的方法進行處理。同時,為便于交路車輛的通行,該路口的交叉口采用“十字形交叉”的形式,并進行了渠化設計。本方案的設計優點便于在路口處進行溝道分流,為車輛提供了方便的交通工具。

3.4 路面縫設計

按常規方法,若路面結構采用混凝土混凝土面板,新舊道路的縱接處厚度不低于25 cm的情況下,必須在新舊道路的縱接處設置縱縫;此外,為增強混凝土面板的整體性能,面板所有橫縫、脹縫均設置傳力棒,新老路面的橫脹縫應按相應的要求進行設計,并應選用與覆蓋面層瀝青同樣的改性瀝青。結合鋪蓋面層的要求,在高度控制階段,板厚不超過25 cm時,宜選用鋼筋混凝土板。通過對路面結構整體強度的分析,結合實驗路段的施工經驗,采用C20混凝土,在道路拓寬不超過2 m的情況下,在原有道路上鋪設了鋼筋混凝土板,而在老道路上需要加固的部分,則采用26 cm的鋼筋混凝土(2-10)+20 cm的貧混凝土。該段的管線綜合布設將會對新舊道路的銜接范圍產生很大的影響,其中,雨水管道設在K75+300～K78+800左幅一側的舊水泥板下,這部分舊水泥板需要開挖改建,下水道位于K75+300～K78+800中線左側2 m處,這邊車行道需要拆除,并將其與舊混凝土路面連接,拼接至3 m以上。

4 結束語

縣域市政道路的加寬和改建是經濟社會發展的重要組成部分,為了提高項目質量,把設計工作做好是十分有必要的。根據工程概況從橫斷面、縱斷面以及總體路面強度進行原則規劃。依照工程設計原則,橫斷面中的中央分隔帶2 m+行車道10.50 m+人行道7.5 m,總共20 m寬;縱斷面最大縱坡度為2.5%,最小縱坡為0.0%,縱坡度在0.5%以下時,為方便路面排水而設計。路口的交通組織采用溝道式分流,為車輛提供方便的交通工具,將道路連接到舊混凝土路面上,并將其墊高到3 m以上。在進行拓寬改造時,應嚴格遵守相關規定,結合道路的具體條件,選取最優的拓寬改造設計方案,并切實落實該拓寬改造進程,以確保路面拓寬改造的質量,增強路面的使用功能。