淺談城市道路工程設(shè)計(jì)與建設(shè)

劉建軍

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

1 工程概況

本工程位于貴州花溪區(qū)，為黔中腹地，全區(qū)地貌以山地和丘陵為主，總面積957.6 km2。該區(qū)具有高原季風(fēng)濕潤(rùn)氣候的特點(diǎn)，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷熱，無(wú)霜期長(zhǎng)，雨量充沛，濕度較大，旅游、文化及特色產(chǎn)業(yè)資源豐富。花溪區(qū)也是生態(tài)區(qū)和貴陽(yáng)市重要的水源保護(hù)區(qū)，處于長(zhǎng)江、珠江分水嶺和南明河上游，有大小河流55條、總長(zhǎng)390 km。外區(qū)內(nèi)有松柏山水庫(kù)、花溪水庫(kù)兩座中型水庫(kù)，總庫(kù)容達(dá)7 140 萬(wàn)m3，是貴陽(yáng)市的重要飲用水源。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和踏勘，按場(chǎng)區(qū)地下水的含水類型、富水性及巖層間的水力聯(lián)系、擬建道路區(qū)地層巖性組合及地下水的賦存特征，將評(píng)估區(qū)內(nèi)地下水類型分為碳酸鹽巖巖溶水和第四系松散含水層孔隙水。

2 道路平縱橫設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)的基本就原則

道路的整體設(shè)計(jì)需要根據(jù)整個(gè)城市的規(guī)劃進(jìn)行合理布設(shè)，在選擇線形時(shí)需考慮到多種因素，需結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和地貌形態(tài)合理設(shè)計(jì)，并滿足道路設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)指標(biāo)[1]。在進(jìn)行平面布置時(shí)，需處理好道路的各個(gè)環(huán)節(jié)，合理設(shè)計(jì)變化曲率，滿足路線轉(zhuǎn)彎處平滑和高程合理，減少土方挖填。同時(shí)在布置時(shí)需考慮到道路交叉路口，方便道路兩旁的各種建筑物和公共設(shè)施場(chǎng)所的出入。

2.2 路線平面設(shè)計(jì)

項(xiàng)目擬建工程為一條重要的城市主干道。道路全長(zhǎng)7.04 km，寬40 m，設(shè)計(jì)車速為60 km/h。田園路延伸段全線設(shè)4個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，最大平曲線半徑為1 600 m，最小平曲線半徑為800 m，不設(shè)緩和曲線、不設(shè)超高，道路線形平順，滿足規(guī)范要求。道路全線地形復(fù)雜，途徑多處村寨，與多條規(guī)劃道路相交，有平交、立交，立交主要采用下拉槽解決主線的直行問(wèn)題，平交部分采用渠化設(shè)計(jì)，按規(guī)范設(shè)置右轉(zhuǎn)專用車道。

2.3 橫斷面的設(shè)計(jì)

根據(jù)城市建設(shè)和道路規(guī)劃，考慮到已有建設(shè)道路和城市周邊居民和道路通行需要，道路定為一級(jí)城市主干道。橫斷面布置根據(jù)規(guī)劃的道路性質(zhì)，交通量需求、沿線小區(qū)的規(guī)劃布局確定[2]。綜合考慮多種因素，本次道路建設(shè)設(shè)計(jì)如下橫斷面方案：道路紅線寬度為40 m，其橫斷面形式為兩塊板，雙向六車道，其橫斷面布置為：5.5 m （人行道） +1.5 m（側(cè)分帶） +11.5 m （車行道） +3 m （中分帶） +11.5 m （車行道） +1.5 m （側(cè)分帶） + 5.5 m （人行道） =40 m。

2.4 道路縱斷面設(shè)計(jì)

（1） 基本設(shè)計(jì)原則。道路在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要滿足道路的結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)也要考慮駕駛者的行車安全舒適性。因此，在進(jìn)行縱斷面布置時(shí)需保證道路盡量平緩，減少起伏。對(duì)于城市道路，通常都要布置非機(jī)動(dòng)車車道，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮到非機(jī)動(dòng)車的爬坡能力，合理布置縱坡坡度。同時(shí)，在進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)需考慮到當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛埠妥匀画h(huán)境等要求，并在設(shè)計(jì)前探明地形管廊，避免施工造成破壞。

（2） 道路縱斷設(shè)計(jì)。道路縱斷面設(shè)計(jì)中有一項(xiàng)重要指標(biāo)——道路標(biāo)高。標(biāo)高是否合理，直接影響到道路的開(kāi)挖工程量和工程造價(jià)。道路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮，主要考慮沿線地形、填挖方、河道防洪以及各節(jié)點(diǎn)控制。本道路工程沿線地形為丘陵，地勢(shì)起伏不平，道路縱斷面高程主要綜合考慮挖填土石方量以及道路與周邊地塊用地高程的銜接。道路全長(zhǎng)7.04 km，全線縱斷面共設(shè)12個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，最大縱坡3.50%，最小縱坡0.35%，最大坡長(zhǎng)1 260 m，最小坡長(zhǎng)300 m，最大豎曲線半徑30 000 m，最小豎曲線半徑3 000 m；道路縱坡相對(duì)平緩，能滿足非機(jī)動(dòng)車通行需求。

3 道路平縱設(shè)計(jì)方案比選

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，道路沿線多為平坦的農(nóng)田，局部為低坡緩丘，無(wú)大型的山體或者較深的溝谷，道路在某段路面下穿南環(huán)線，地勢(shì)起伏，有較多的挖填方量。因此，本次方案設(shè)計(jì)對(duì)平面線形不作比選，僅進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)方案比選。

比選方案一：此方案在下穿南環(huán)線時(shí)，道路標(biāo)高為1 095.531，縱坡坡度為3.5%，坡度較緩，介于比選方案二、方案三之間，能滿足非機(jī)動(dòng)車輛行駛，此外，此段道路挖填工程量較小，投資較小。

比選方案二：田園路延伸段下穿南環(huán)線縱斷面走高線，此方案在下穿南環(huán)線時(shí)，道路標(biāo)高為1 099.106 m，道路縱坡坡度為5.86%，此段道路縱坡沿著地面線，挖填工程量小，但道路縱坡大， 無(wú)法滿足非機(jī)動(dòng)車的行駛， 對(duì)景觀影響較大。

比選方案三：田園路延伸段下穿南環(huán)線縱斷面走低線，此方案在下穿南環(huán)線時(shí)，道路標(biāo)高為1 090.839 m，道路縱坡坡度為1.5%，此段道路下挖深度大，工程量大，也造成南環(huán)線上跨橋梁造價(jià)偏高，但是此段道路挖方為石方，可作為道路回填料；此外，此段道路縱坡較緩，能提高車輛行駛的舒適度，道路縱斷面技術(shù)指標(biāo)相對(duì)較高。

綜合考慮這三種比選方案 （如表1所示），可以發(fā)現(xiàn)，方案一的總工程量最小，且能滿足機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行要求，綜合效益最佳，因此，選擇方案一作為縱斷面最終設(shè)計(jì)方案。

表1 不同選擇方案比較（I段為K2+760～K4+520）

4 路基處理

4.1 一般路基處理[3]

（1） 路基清表。 路基表層土壤，因?yàn)橹脖弧⒂晁鹊那治g，以及其他地方雜填土的堆放等，土質(zhì)不均勻，承載力較低，不易壓實(shí)，不適合做道路路基基礎(chǔ)，需要清除。

（2） 挖方路基。當(dāng)挖方邊坡高度＜6 m時(shí)，邊坡根據(jù)邊坡土質(zhì)或巖質(zhì)的不同采用不同的坡率進(jìn)行放坡處理；邊坡坡口線外側(cè)1.5 m距離處，設(shè)置邊坡截洪溝，防止山體洪水對(duì)邊坡及路面的沖刷。當(dāng)挖方邊坡高度≥6 m時(shí)，屬高邊坡，需要進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，須由具有邊坡勘察治理資質(zhì)的單位進(jìn)行高邊坡專項(xiàng)勘察以及進(jìn)行專項(xiàng)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，以確保高邊坡的安全性及穩(wěn)定性。

（3） 填方路基。 一般地段清除表層耕植土并夯實(shí)原地面。可采用土石分層填筑的方法進(jìn)行路基回填，最下層為石，依次填筑土石，一層土一層石，水平分層。填土應(yīng)采用易干、透水性好的土壤。填石厚度不大于50 cm，石料最大粒徑不大于厚度的2/3；石料強(qiáng)度不小于30 MPa，填土厚度不大于30 cm。 按照規(guī)范進(jìn)行填方路堤的壓實(shí)； 部分淺挖、 低填路基，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，清表后對(duì)原地基進(jìn)行適當(dāng)處理；為保證路基邊緣部分的壓實(shí)度，路堤兩側(cè)各加寬填筑30 cm，碾壓密實(shí)后削坡；對(duì)凹地和地下水豐富路段要求地基開(kāi)挖1.5～2 m的井字形溝，溝中填碎石，將地下水集中處理，以減少對(duì)路基的影響。路基回填厚邊坡坡面應(yīng)進(jìn)行相關(guān)防護(hù)，一般可采用拱形漿砌片石護(hù)坡處理。

4.2 軟土路基處理

軟土是指天然孔隙比≥1，結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定并具有多種敏感結(jié)構(gòu)的土體，常形成于緩慢靜止水體中，經(jīng)生物化學(xué)作用形成。軟土的存在極大地降低了道路的穩(wěn)定性，容易造成塌陷、 滑動(dòng)破壞等質(zhì)量問(wèn)題。根據(jù)道路所處地的工程地質(zhì)情況，對(duì)結(jié)構(gòu)層下地質(zhì)不明的土體換填成強(qiáng)度較高的黏性土，道路兩旁的軟土層采用鋪砂土工織物法進(jìn)行處理。

4.3 膨脹土路基處理

膨脹土因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特殊性，其中包含了大量的親水性礦物，在吸水和失水時(shí)體積變化十分顯著。膨脹土隨氣候的反復(fù)變化，直接造成路基破壞，路面隆包或塌陷。因此，在道路修建時(shí)應(yīng)盡量避免，若無(wú)法避免時(shí)，需采取相關(guān)措施對(duì)膨脹土進(jìn)行處理。膨脹土的處理方式通常有如下幾種：①土體改良法，通過(guò)機(jī)械、物理化學(xué)方法，改變膨脹土的親水性、熱敏性和脹縮性。這種處理方法存在一個(gè)顯著不足就是工程量較大、造價(jià)高，對(duì)于快速型路面不合適。②采用護(hù)坡加固的手段，抗滑樁、植物支護(hù)或支擋結(jié)構(gòu)等多種處理方式相互結(jié)合，做好排水措施，限制膨脹土結(jié)構(gòu)改變，增強(qiáng)道路的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。③修建膨脹土防護(hù)擋墻，對(duì)于膨脹土地區(qū)的擋土墻需對(duì)墻體上部進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，防止膨脹土吸水或?qū)嵤┊a(chǎn)生的土壓力對(duì)擋墻造成破壞。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上幾個(gè)方面分析與比較，本項(xiàng)目工程的建設(shè)，將為政府宏觀經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略發(fā)展提供科學(xué)的、高效的城市空間載體，具有重大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益[4]。本道路工程為新建道路工程，為確保工程建設(shè)合理有序地進(jìn)行，根據(jù)工程實(shí)際情況，特提出如下建議：（1） 建議建設(shè)方提前委托地勘部門做好地質(zhì)勘察工作，清楚地質(zhì)構(gòu)造，以便更好地進(jìn)行下階設(shè)計(jì)。（2）道路沿線有一定數(shù)量的建筑物，建議建設(shè)方提前組織拆遷公司進(jìn)行摸底調(diào)查工作，提前做好被拆遷對(duì)象的思想工作及安置工作。（3） 道路沿線有多條河流，為保證工程設(shè)計(jì)的可行性，以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的洪水資料對(duì)洪水流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并考慮一定的安全系數(shù)。