城市路堤結合工程設計淺析

倪文杰

（上海勘測設計研究院，上海 200434）

城市路堤結合工程設計淺析

倪文杰

（上海勘測設計研究院，上海 200434）

路堤結合是城市防洪堤與城市道路有機結合的建設模式，文中結合實際工程經驗，從設計原則、路堤布置、堤基處理、路面結構、工程建設管理等方面，對路堤結合工程的設計要點和技術措施作初步探討，對關鍵問題進行了研究，提出了路堤結合可采用的一般布置形式、路堤等級及壓實度采用標準、堤基處理及新老路堤的銜接、路面結構的選擇等工程設計建議，可供同類工程參考。

路堤結合；城市堤防；城市道路

隨著城市的快速發展，城市建設多功能、高品味的要求越來越高，濱江、濱湖帶的水景觀建設日顯重要，作為城市防洪屏障，沿江、沿湖防洪堤的建設對景觀要求非常高，在滿足城市防洪要求的基礎上，必須考慮大堤的功能與型式如何與沿江、沿湖的生態環境風貌、豐富的城市景觀和公共活動融為一體，從而體現濱水空間的開放性、生態性、景觀性和親水性。路堤結合是城市防洪堤與城市道路有機結合的建設模式，目的在于把防洪堤建設成集防洪、交通、旅游、休閑、景觀于一體的景觀大道。

1 設計原則

1.1 布置原則

堤線布置主要結合城市發展建設規劃，按照環境景觀及區域道路交通要求進行堤線布置。

1）防洪大堤的路線選擇首先考慮防洪安全，其次是兼顧城市規劃以及交通發展需要。路堤結合，并預留綠化空間，以堤造景，以景建堤。

2）堤線與現有堤線走向相適應，盡可能利用原大堤并且不占用水面；堤線應力求平順，各堤段平緩連接，不采用折線或急彎，堤頂路面的寬度及轉彎半徑滿足相應級別道路的要求。

3）堤線局部調整時，力求占補水面積基本平衡。

4）堤線布置盡可能避免拆遷房屋、占用耕地，在拆遷用地相對容易和寬松的堤段，大堤盡量向內側幫寬，以減少對防洪能力或行洪斷面的影響。

5）堤線布置利于所在地區城建規劃功能的實現。

6）方便施工，安全可靠，外形美觀，并盡量減少工程對環境的不利影響。

東太湖綜合整治工程是太湖流域水環境綜合治理的重點工程之一，也是太湖流域防洪規劃的重要組成部分，環湖大堤作為工程內容的一部分，堤線布置除堤線調整段外原則上按老堤走勢布置，堤線與原堤線走向相適應，隨彎則彎，曲直自然。利用原大堤，環湖大道與環湖大堤相結合，臨太湖側盡可能不占用太湖水面為原則。新建大堤基本在現有老堤基礎上加寬培厚，對原堤線急折或急彎的堤段，為滿足公路交通要求，堤線適當修圓調整。

1.2 城市道路類別與等級的選取

對于路堤結合的防洪大堤，應根據流域規劃、防洪標準及城市發展規劃要求，結合道路的通行要求、平面布置、縱橫斷面、路堤填筑等因素，進行技術經濟比較，選取合理的城市道路類別和級別。

根據已建工程情況，城市支路以及設計行車速度不大于40 km/h的城市次干路與防洪堤結合建設，在經濟技術等方面較為可行；城市快速路以及設計行車速度大于40 km/h的城市主干路與防洪堤結合建設，工程投資大、技術措施復雜，實施有一定難度。

東太湖綜合整治工程環湖大堤按防御流域100年一遇洪水標準設計，大堤均按1級堤防設計，根據地區規劃以及交通發展需要，環湖大堤與環湖大道相結合，堤頂環湖大道滿足城市次干路交通要求，吳江市按Ⅲ級二車道、吳中區按Ⅱ級四車道城市次干路標準設計。

1.3 防洪堤與道路壓實度標準的統一

路堤結合的防洪堤既是路也是堤，填筑的壓實度標準應同時滿足道路和堤防的相關規范要求才能保證工程安全。

根據GB50286-98《堤防工程設計規范》，堤防填筑壓實度（粘性土）標準：1級堤防為94%，2級及高度大于6 m的3級堤防為92%，3級以下及低于6 m的3級堤防為90%。

根據CJJ37-90《城市道路設計規范》，道路路基填筑壓實度標準見表1。

表1 道路路基壓實度

東太湖綜合整治工程環湖大堤堤身粘土填筑壓實度取94%。為保證路基強度，堤頂機動車道路槽下80 cm采用6%石灰土填筑，壓實度為95%（重型擊實標準），滿足堤防及道路路基壓實度要求。

2 路堤布置

對于現有大堤可以采用內側幫寬、外側幫寬、內外兩側幫寬等結合形式，以滿足道路交通要求。

外側幫寬侵占行洪斷面，對大堤防洪能力有影響，一般只用于大堤背水側有重點企事業單位或重要設施而無法拆遷的堤段。兩側幫寬對行洪能力也有所影響，因此一般情況下采用內側幫寬的結合形式。對于局部無法拆遷的堤段采用向外幫寬，并根據占補平衡原則，盡量做到侵占水面積與增補面積一致。

路堤布置按照道路與大堤的相對位置，有堤頂道路、堤后道路兩種布置形式，應根據地形、工程占地等情況，綜合道路安全和道路設計交通量等因素進行布置。道路設計交通量較大時，宜采用堤后道路形式，道路設計交通量較小時，宜采用堤頂道路形式。

東太湖綜合整治工程環湖大堤現狀堤防兩岸均為縱橫交錯的蟹塘、魚塘和農田，保持著較為原生態的自然濕地風貌，為使堤防工程與周圍的環境協調，賦予該區域更為生態的氛圍，營造湖光翠影的環湖岸線，大堤采用生態景觀效果較好的斜坡式斷面作為設計典型斷面，為太湖水生態修復創造有利條件。大堤利用部分老堤作為堤基，臨湖側設置復式斜坡，并于背水側加寬培厚，結合交通流量，環湖大道布置于堤頂。同時，堤防景觀配合景觀節點，形成點、線、面相結合的多樣化湖濱堤岸，使之成為富有特色的湖濱景觀休閑帶。

3 堤基處理

3.1 堤基處理

根據防洪堤所處地質條件、整體穩定計算結果決定堤基是否需要處理，對于工程范圍內的軟土地基應進行必要的處理，以保證竣工后路堤堤基及堤身的總沉降量和不均勻沉降量不影響路堤的安全應用。

在堤防軟弱堤基的處理中，最常用的方法有換填法、堆載預壓法、真空預壓法、壓密注漿法、水泥攪拌法等。應針對工程的實際情況和堤基的地質條件，結合工期和造價等情況，經技術經濟比較后選定。

3.2 新老路堤的銜接處理

新老路堤的銜接問題主要是現狀堤身與新填路基間、堤基處理堤段與未處理堤段間沉降及不均勻沉降變形、新老填土結合面的穩定問題。

新老路堤的銜接加固較常用的有加鋪土工格柵等。土工格柵處理是通過在新老路堤結合部位加鋪土工格柵以增強新老路堤的結合，減小土體的不均勻沉降。因土工格柵具有較高的抗拉強度和張拉模量，能將荷載和應力較均勻地擴散到較大的面積范圍內，從而減小上部荷載壓力和不均勻沉降。采用土工格柵處理新老路堤結合問題在工程中應用廣泛且施工簡單，工程投資相對較小。

東太湖綜合整治工程中新建大堤段堤基處理與未處理堤段、老堤幫寬段現狀堤防與新填路堤間均加鋪土工格柵以控制不均勻沉降。堤基加筋的土工格柵設計指標參數見表2。

表2 單向塑料土工格柵主要技術指標

注：垂直于堤軸線方向鋪設不應搭接，如需搭接，搭接后聯接處強度不應低于土工格柵自身強度。沿堤軸線方向允許搭接，搭接后聯接處強度不應低于土工格柵自身強度的60%。搭接寬度不小于3個孔格，并應扎緊。

4 路面結構

路面設計應適應道路服務功能要求，符合當地筑路材料供應狀況，適應當地氣候、水文、土質等自然條件，結合本地區的成功實踐經驗，遵循因地制宜，合理選材、方便施工、利于養護等原則，結合路基進行綜合設計。

為了選擇性能優越、經濟的路面材料，需對新建路面進行結構比選。

4.1 基層

基層——道路的承重層。主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。應具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應力的能力。

目前應用比較廣泛的基層種類有半剛性基層和柔性基層。半剛性基層取材方便、施工工藝簡單、成本較低，在全國得到普遍的推廣和應用。根據項目區域路面材料適用情況和以往的工程實踐，半剛性基層的材料主要有水泥穩定碎石、二灰碎石。

二灰碎石強度低，且粉煤灰用量大，材料來源較困難，而水泥穩定碎石具有強度高、施工方便等優點，且使用較廣泛，蘇州地區近年的高速公路和城市道路多采用水泥穩定碎石作為路面基層，通過鋪設玻纖格柵可以延緩其收縮裂縫。

4.2 面 層

面層作為直接承受車輛作用及外界因素作用的層位，需要有良好的高溫穩定性、較好的抗裂性能、較高的耐久性、足夠的抗滑需求和防滲水能力。

上面層可選用的材料有：AC結構、SMA結構等。AC結構為普通性能瀝青路面，新規范中采用新的骨架-密實級配，表面摩阻系數較大，抗滑性能較好，抗裂及其他路面性能較好，可調試出能明顯改善抗車轍能力的中、下面層，使用效果好，價格相對較低。用于面層的各個層位，廣泛應用于公路和城市各等級道路。

SMA混合料內部空隙率小，極少產生滲水現象，對瀝青砼中面層以及路基基層有比較強的保護和隔水作用；間斷級配的SMA混合料有較強的抗荷載變形能力，有較強的高溫抗車轍的能力及耐老化性能，減少維修養護費用，延長使用壽命。但對施工要求較高、混合料使用的集料要求較高，路面施工質量受外部因素影響較大，工程造價相對較高，一次性投入大。

中、下面層可選用的材料常常為AC結構。常規的AC結構根據江蘇省的使用情況（性能指標、備料情況等等）都有著顯著的優勢，具有優良的高溫穩定性，良好的耐久性、良好的低溫抗裂性。

水泥混凝土路面具有使用壽命長，路面強度高，抗車轍，熱穩定性、水穩定性、抗滑性能好，路面能見度好，材料來源廣泛，日常維修工作量小、維修費用低等優點。但水泥混凝土路面接縫多，接縫施工工藝較復雜，路面平整度較差，噪音大、行車舒適性較差；施工期長；對路堤變形適應性較差，不能較好地適應不良地質路段路堤的不均勻沉降，易導致路面破壞，維修時對通車影響大。

東太湖綜合整治工程堤頂環湖大道路面結構擬定3個方案進行技術、經濟比較：1）設計方案一。上面層：細粒式瀝青混凝土（AC-13C）；下面層：粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）；基層：水泥穩定碎石（4.0 MPa)；墊層：石灰土。2）設計方案二。上面層：瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）；下面層：粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）；基層：水泥穩定碎石（4.0 MPa）；墊層：石灰土。3）設計方案三。面層：水泥混凝土（5.0 MPa）；基層：水泥穩定碎石（4.0 MPa）；墊層：碎石。最終路面結構推薦采用方案一。

5 工程建設管理

5.1 施工期管理

路堤施工應在枯水期進行，在施工過程中應對現狀大堤的位移、沉降等進行跟蹤監測。

路堤結合工程填筑量大，采用的填筑材料基本以素填土為主，大堤的固結沉降需要一定的時間，綜合工程地質條件、施工工期、堤身沉降等各種因素，為保證道路施工質量，防止由于堤基固結時間較長、土質不均勻、堤身沉降不均勻而導致的路面早期破壞，建議道路路面結構應分期實施。以東太湖綜合整治工程環湖大堤為例，可采用兩種方案：

1）方案一：將粗粒式瀝青混凝土作為面層使用，待路基穩定后，視路面實際情況及工程進展情況最后加鋪瀝青面層或加厚瀝青面層。二期路面施工前應對原路面進行徹底的清掃和沖刷，施工前再用大型吹風機械清理路面縫隙中的雜物。為使新老路面更好的結合，應在層間灑布粘層瀝青。

2）方案二：路基及道路灰土底基層施工結束后，加鋪20 cm級配碎石墊層作為施工臨時道路，滿足濱湖新城建設交通要求，待路基穩定后，視路面實際情況及工程進展情況進行路面上部結構層施工。

5.2 建成后運行管理

一般工程，防洪堤及防汛配套設施由水利部門統一管理，城市道路、沿線綠化及交通設施由城市交通部門管理，道路及其沿線管線改建或擴建工程必須經水利部門與城市交通部門共同審批通過方可實施。在汛期，特別是有汛情發生時，道路的管理使用應服從抗洪指揮部門統一調度安排。

［1］上海勘測設計研究院，東太湖綜合整治工程初步設計報告（報批稿）［R］.上海：上海勘測設計研究院，2010.

Analysis of urban road-dike combination project design

NI Wen-jie

The road-dike combination is the construction mode for organic combined urban dike and road.Combined with actual project experience and from several aspects of design principle,road-dike layout,road foundation treatment,road pavement structure and project management,the paper preliminarily discusses on the design key and technical measures of road-dike combination project.The paper studies the key points,and provides project design suggestions of road-dike combination such as common layout form,road-dike grade standard,compactness standard,dike foundation treatment,linking up to new and old roadbed,road pavement structure selection for reference.

road-dike;combined dike and road;design key

TV871

A

1002－0624（2012）06－0011－03

2012-03-06