时间:2023-12-21 10:28:17
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇城市道路工程设计范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
城市随着城市交通建设水平的不断提高,行人和驾驶员对于交通道路以及相关基础设施也提出了新要求。这种新要求不仅包含了道路使用功能,同时也包含着道路辅助功能的新要求,如道路的观赏、舒适功能、便捷功能和安全功能等。因此,在目前的道路工程设计中以人性化为主进行设计就显得愈加重要,这种设计方法的应用不仅从分的发挥了道路原有的作用,而且还有效的保证了道路使用安全、实用、舒适以及快捷的通俗易懂,使得其与周围环境形成和谐统一的发展要求。
1 路线设计方面的问题
1.1 平曲线半径的取用
平曲线半径的取用,最重要的是考虑曲线附近的运行速度及其前后衔接的线性指标的均衡性及连续性,并非越大越好。
1.2 城市道路的纵断面设计不能仅考虑造价
暴雨考验着城市的排水系统,近期全国出现的强降雨使很多城市的道路积水严重,有些城市的排水系统不能起到应有的作用,而且有些城市的道路在水位较高的季节会出现雨水倒灌现象。
1.3 老路改造中的平纵组合
条件受限时,尤其是在老路改造中对工程造价影响很大时,不能片面强调“平包纵”。
1.4 路线设计改进建议
平曲线半径超过8km,则与长直线类似,容易使驾驶员产生单调感和疲劳感,一般平曲线长度宜控制在1~3km。
同向圆曲线间直线段长度取值建议: ①可以将大于不设超高的缓和曲线长度归入直线段考虑。②降低6v 要求,最小可至3v。
城市道路要考虑当地的实际情况,特别是防洪、排水问题,不应过于考虑减少造价而降低纵断面设计的标准。
车辆在城市中行驶时,往往达不到道路的设计速度。因此,当道路条件受到限制必须设置超高时,横向力系数 的取值不超过0.15即可。
2 路面结构设计
路面结构主要按照交通量来确定,对于交通量的调查,要全面、准确,而且工程可行性报告审查部门必须严把技术关,详细的审查交通量的数据分析,其直接影响工程造价,对于互通式立交,还影响着其互通形式的确定,所以说准确的交通量调查是首要前提,可以从以下几个方面去考虑:
2.1 对通行车辆的车型严格定义;
2.2 对通行车辆的载重量准确度量,对满载率进行调查;
2.3 调查的时间不应该选择一个确定的时间段,应针对不同路段的通行特点采用不同的调查方式,采用全年的通行量计算,才能真正的反映该路段的实际交通量。
路面类型的选择:现在的设计理念中,很多采用了水泥混凝土路面类型,但从多年的运营效果看,水泥混凝土路面的使用年限远未达到其设计基准期,大部分在使用10 年后就损坏严重,通行很困难了,(当然这可能是方方面面的原因)若处理损坏的路面往往小修起不到太大的作用,如此一来道路建设的投资就没有达到预定的效果,反而增加了二次投资造成的资金浪费;相对来说沥青路面大部分都能达到使用年限,局部路段没有达到使用要求的,经过小修也可以达到比水泥混凝土路面小修后较好的通行效果,而且维修工艺简单费用相对较低,所以本人建议在客观条件类似的情况下可以优先考虑采用沥青路面结构类型。
设计参数取值时应该根据目前道路的具体情况具体分析,重型车辆较多时要充分考虑重型车辆对道路的影响,按照重载交通设计时的公式进行交通量转换。近期设计道路的总宽度时应该兼顾远期的规划断面,按城市的实际情况,制订适合本城市交通发展的战略目标,科学地预测相应道路的机动车发展水平、以及非机动车的出行比例和方案。
3 如何做好路基的防护工作
路基的防护目前未能在设计中得到全面的实施,在大多数的设计中,植物防护设计时考虑不周,在秋冬季节或者是极端气候,部分的植物叶子凋谢,两边的植物不能调节驾驶员视觉作用,需要降低噪音污染的路段也并没有效果,建议设计过程中优先考虑可以调节驾驶员视觉的植物做为防护品种。很多路基设计都忽略了各种防护,常发生在旧路改建中,需要占用到老路的新建路基,是选用俯斜式的挡墙,还是用衡重式的挡墙呢,当然还有其他形式的,等等,这就必须根据不同的地形结合工程情况来选用,下面通过例子来简单说明一下,希望对以后的设计起到一点作用:
形式1:因为是老路改建,假定选用俯斜式挡墙,在施工中,开挖基坑的时候就会中断老路的交通而且挖基和圬工的数量均很大,假定选用衡重式挡墙,则对地基的要求比较高,而且圬工数量也比较大,那么相对而言比较适合使用的便是仰斜式的挡墙了,其工程量少而且挖基对旧路交通的影响不大,对地基要求不高,它仅适用于挡墙高度不是很高的情况。
形式2:这种形式是前1种形式的综合形式,假如选择的是仰斜式的挡墙,当此挡墙比较高的时候,墙身放坡就会占用更多的用地,特别是在过城镇路段可能会占用房屋,就当前来说,征地是个很复杂的问题,所以这点必须予以重视;假如选择了衡重式,外墙坡度较大,不会占用太多用地,而且大部分填土为原状土,土压力会相应的小很多,不用加固上墙与下墙的连接处就可以满足要求了,适用于挡墙高度比较高的情况。
4 路基路面设计
4.1 路基拼接
目前为保证新老路面拼接质量的技术措施主要有挖台阶、提高新填土压实度标准、铺设土工格栅等。但是在河路段,特别是在软土地基路段不均匀沉降设计处理不到位的地方,经常出现纵向裂缝。
4.2 水泥稳定碎石层设计
水泥稳定碎石作为路面基层,较容易出现的问题就是水泥稳定碎石基层的开裂。水泥稳定碎石基层的开裂经常会反射到沥青路面面层,若这些裂缝不能及时处理就很容易导致路面破坏。
4.3 路基路面设计改善建议
4.3.1 根据理论计算和近几年道路实际使用情况分析,要控制道路拼接问题的出现需要控制新老路两侧的差异沉降,建议原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后沉降增加值不应该大于0. 5%。
4.3.2 采用间接拼接方式,新老路基平面不分离,纵断面分离的路基拓宽设计,将拼宽路基沉降标准放宽,按照新建路基处理。既降低了填土高度,减少新征用地,又降低了软土地基处理费用。
5 其他方面的设计
5.1 车道宽度的设计
现在城市交通已经发生了巨大的变化,由过去大车、客车为主,逐步转变为以小车、私车为主。由于目前使用的城市道路设计规范是20世纪80年代末制定的,当时城市道路上行驶的主要是大车,行车道宽度和转弯半径等指标的数值都偏大,这对中心城区,特别是繁华地段的土地利用很不合理。
5.2 人行道的设计
人行道是道路中用路缘石或护栏及其他类似设施加以分隔的专供行人通行的道路,但是目前有些道路过分追求景观效果,将人行道中的树池设置过大,占用了绝大部分人行道宽度。
6 结束语
城市道路是国家建设的基础,每年投入巨额资金用来路网建设, 这几年加大投资,着力建设以迅速增长的经济需求,主要对城市道路设计路线设计、路基的防护、路面结构、车道宽度和人行道等方面所存在的实际问题进行了分析,使城市道路设计更加科学、完善。
参考文献:
[1] 刘长春.浅析幕燕滨江路设计[J].山西建筑,2010,(31).
[2] 李业根.城市快速路交通组织设计思路研究[J]山西建筑,2010,(36).
道路是城市的血管,道路工程设计的好坏不仅关系着交通运输能否顺利进行,也反映着一个城市的层次与水准。随着我国经济的不断提高,我国的城市化水平越来越高,道路工程的建设也在快速的发展当中。道路工程的设计涉及到运输、公共设备敷设、绿化和城市景观建设等多方面内容,因此在开始设计前,设计人员除了要对施工地点进行勘探外,注意与城市的实际情况相结合,采用先进的技术,以便选择最为合理的设计方案。
1道路工程的设计要点
1.1 要反映出道路的功能特色
在现代化的都市中,道路已不仅仅是一种交通运输的工具,除了交通性外,它还兼具着生活性和游览性,因此设计人员在进行设计时一定要注意反映出道路的功能特色,以便使道路在投入使用后能够发挥更大的作用。
1.2 突出所在城市的特色
随着经济全球化速度的加快,世界各国都出现了城市特色危机,大部分城市正逐渐丧失自己的特色而趋于一致,这也带来了全球性的文化问题。生活水平不的断提高使人民群众对于精神生活的需求逐渐向多元化方向发展,这其中也包括了对于城市形象的个性化需求。因此设计人员在道路工程的设计中要尊重城市的历史、文化和自然形成的地形条件,注重城市整体形象的塑造,这样不仅可以突出地方特色,又能在一定程度上降低工程成本。
2现阶段道路工程设计中存在的问题及对策
2.1 设计思路不合理
现阶段,我国很多城市对于路网的合理规划并没有给予足够的重视,一味追求道路的建设要满足城市未来发展的需要,而不是从城市路网均衡的角度去考虑不同道路的等级、密度和宽度标准,在道路横断面形式的选择上也主要是三块板和四块板,以至于很多城市出现了10车道、150m宽的道路。这样的设计从表面上看,行人、机动车、非机动车各行其道,既确保了交通的顺畅也提高了安全性,但这也意味着行人、机动车、非机动车都不再具备优先级,我国许多大城市的中心区和商业区经常发生的拥堵现象就是这种设计带来的恶果。
长期以来,我国大部分城市在进行道路建设时都将资金集中在主干道和立交桥上,而贯通性支路却往往因资金短缺等原因无法形成完善的网络体系,这样一来,主干道所承受的压力就成倍的增长,不仅加重了交叉路口车辆间的相互干扰,也不利于确保交通安全。针对这种情况,设计人员在进行设计时一定要从宏观的角度出发,注重路网的合理规划,以行车的安全性和城市的实际需求作为设计的首要条件,不可过于追求满足于城市的未来发展,使道路有主有次,最终形成科学、完善的道路交通体系。
2.2 不重视交通分析
交通分析主要包括对流量、流向、车速、车辆组成、路网等方面的系统性规划,是道路工程设计中不可或缺的重要组成部分。但是在实际工作中,有不少设计都缺乏科学性和规范性,设计人员因为各种原因并没有按照业主单位的要求认真、详细的进行交通分析,或是在工程设计结束后才参照以往工程的调查数据编写调查报告,这种现象既发生在低等级道路的建设中,也存在于城市主干道的设计中。
2.3 横断面设计不完善
首先就是对于机动车道宽度的选择过宽。机动车车道占据着道路横断面的绝大部分,其宽度的选择是横断面设计的主要内容。但是我国大部分城市的道路工程设计规范中对于道路宽度的限定却远远高于应有的水平,有些地区甚至已经超过了高速公路的设计要求。其次是行人和非机动车的共板问题。行人和非机动车的共板意味着人行道和非机动车道将处于同一平面,由于这一设计体现了生态设计的理念,因此被广泛的用于城市道路工程设计当中。这样既能降低工程成本,又能实现对城市空间的合理利用,也有利于交通安全。
2.4 纵断面设计不完善
道路工程纵断面设计的好坏直接影响着道路的美观、行车舒适性和排水效果,但在实际工作中,由于许多城市地势平坦无法满足道路的排水要求,因此不少设计人员将纵坡设计成起伏状以确保道路能够顺利排水,这固然会起到一定的效果,但却严重违反了《城市道路设计规范》中的有关规定。所以设计人员在进行这部分设计时,可通过设置锯齿形街沟、密雨水口和加大路拱横坡度的措施来解决道路的排水问题,进而在不违反国家有关规定的同时确保道路与周围建筑物的协调性。
2.5 没有顾及到景观设计
在大多数城市道路的设计工作中,设计人员所关注的往往只是道路的安全性、耐久性以及如何满足未来城市交通发展的要求,却忽略了对于道路的景观性设计。随着人民群众生活水平的不断提升,人们对于居住地环境的要求也在不断提高,道路工程是城市的重要组成部分。在进行道路工程的景观设计时,首先就是要尊重城市的历史。其次就是要注意可持续发展。最后就是要注重景观设计的整体性。
2 . 6 没有做好管线的综合规划工作
中图分类号:U41 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数
城市道路设计是城市交通建设的一项重要内容,它直接关系到城市规划建设的成败。本文从道路设计的角度出发,结合具体的工程实践和经验,对城市道路设计中遇到的若干问题进行了探讨,并提出了自己的看法和建议,旨在抛砖引玉,总结经验。
1.总体设计
1.1关于设计车速
《城市道路设计规范》(CJJ37-90)中各种指标的选择是以道路等级和设计车速为横向坐标轴,指标值作为纵向坐标轴,道路等级、设计车速是与路网规划及道路在路网中的作用有关。设计车速在一个工程中一般是一个确定的值,但在包含道路、桥梁、隧道的项目中取值要灵活。因为坡度、半径和行车条件不同,如主线计算行车速度根据道路等级取值为60km/h时,桥梁隧道由于具有较大纵坡,视距难以满足60km/h的标准,同时为保证主线汇入段的交通安全,设计车速可以根据实际行车条件来进行选择。
1.2关于平面设计指标
条件许可时,平面设计指标应尽量采用大于规范要求的指标值,以利于保证视距和行车安全。对于采用小半径的情况,特别是圆曲线半径小于不设缓和曲线的半径时,应注意圆曲线内侧的半径应大于规范要求,即平面设计指标应按照最不利位置进行选取。
1.3交通组织设计
交通组织设计是总体设计中的一个重要环节,合理的交通组织设计将有利于满足道路交通功能的需求,其内容包括人行过街间距、调头间距、公交车站间距、道路开口间距等。
《城市道路交通规划设计规范》(GB50220-95)规定人行横道的间距宜为250~300m,城市中的人流量大,道路的建设阻断了两旁的人行通行,适当的人行道间距有利于行车且保证行人安全。
《城市道路设计规范》(CJJ37-90)要求主干路上开口间距宜≥300m,城市道路两侧机动车交通需求大,要正确引导,盲目地开口不仅增加交通事故概率,而且降低交通效率。
公共交通是出行的首要选择,《城市道路设计规范》(CJJ37-90)规定公交车停靠站间距一般为500~600m,合理的公交站间距为出行提供便利,使人车分离的交通设计更容易真正做到各行其道,提高交通效率。
调头车道应在沿线的交叉口设置,与左转交通相辅相承,减少交叉口位置的交通压力和交叉口时间延误,提高路段的交通效率。
2.道路线形设计
道路线形设计直接关系到道路的使用质量和交通运输状态。良好的线形设计不仅为城市交通运输提供安全、迅速、便利的条件,而且也能与沿线两侧自然环境和景色相融合,以消除乘客路途的疲劳。从景观和安全的观点来看,采用较大半径的圆弧曲线,要比漫长的直线和短线为佳,除了主干线道路和交通性干道不宜采取较多的转折外,一般的道路都可以采用适当的转折,设置较大的曲线,使沿线两侧建筑物,自然景色有所变化,以消除长直线的单调感,解除司机的疲劳,遏止交通事故的发生。但是,由于城市道路是在城市控制性规划的前提下进行设计的,道路线形的确定还应综合考虑道路两侧地块的开发利用,周边基础设施的配套布置及地质水文等。
3.道路横断面设计
3.1道路横断面的基本布置形式
1)单幅路是所有车辆都集中在同一个区域内混合行驶,机动车道布置在道路内侧,非机动车道布置在道路外侧,可以采用中心黄线分隔对向车流,车道边缘线分隔机动车与非机动车,适应于机动车与自行车流量较小或其中一类流量较大但两者高峰时间错开的道路,还可以应用在“潮汐式”交通特征明显的道路。由于其施工方便,交通组织方便,故流量不大的次干道及支路较多采用。2)双幅路是利用中央分隔带(或分隔墩、栏杆、绿化带)将一幅路的车行道一分为二,使对向车辆分开行驶。它适用于单向两条机动车车道以上,非机动车较少的道路。3)三幅路是在道路两侧用分隔带(或分隔墩、栏杆、绿化)将一幅路的车行道一分为三,中间双向行驶机动车,两侧均单向行驶非机动车,它主要用于机动车和非机动车流量都较大的主、次干道。三幅路由于单独设置非机动车道后,占地相对较大,土地集约利用的优势不明显,且不利于今后机动车道的拓宽处理及道路横断面改造。4)四幅路是在三幅路的基础上,再利用中央分隔带将中间的机动车道分隔为二,分向行驶。它主要适用于宽度较大、机非流量都较大的主干路。
上述的讨论说明,单幅路、双幅路、三幅路、四幅路道路横断面适合不同等级的道路,应根据不同道路的交通性质选择。非机动车量较大的道路应尽量选择三幅路和四幅路,如选择单、双幅路,必须充分解决机非干扰的问题。
根据一些大城市非机动车的发展特点,参考国内外其它城市的实践经验,干道及以上道路横断面型式宜采用四幅路的布置方法,支路及个别次干道可以采用一幅路的布置方法。双幅路的非机动车道可以考虑引进路侧绿化带的内侧,与人行道、绿化带相结合布置,有条件的道路可禁止自行车的行驶;另外,吸收三、四幅路的优点,机动车与行人、非机动车之间最好设置绿化带隔离,而且还可以利用中央绿化带设置安全岛,保证行人横过马路的安全。
4.纵断面设计和交叉口竖向设计
4.1纵坡小于3‰的问题
道路纵断面设计的好坏会直接影响到排水效果、行车舒适性和道路的美观。不少城市道路由于所处的地形比较平坦,自然地面纵坡不能满足3‰的最小设计纵坡要求,设计人员便人为的将纵坡设计成上下起伏,以此来满足排水,严重违反《城市道路设计规范》纵断面设计中“为保证行车安全、舒适,纵坡宜缓顺,起伏不宜太频繁”的原则规定。
目前,城市道路旧路改造设计工程较多,好多情况是旧路纵坡接坡,两侧设有锯齿形街沟,两侧建筑都已形成,纵段拉坡的控制因素相对较多,基本得维持现状。但仍有部分设计人员将道路纵坡设计成上下起伏的短坡段来满足机械排水要求,从而导致两侧路侧带与建筑地坪及相交道路衔接不顺、树木露根无法保留的现象发生。其实大可不必死搬教条,应该尽量维持原来的地面高及坡向,在纵坡小于3‰的路段,应采用加大路拱横坡度、加密雨水口或设置锯齿形街沟的措施来解决排水,保证道路与两侧建筑衔接顺畅和美观。
4.2交叉口竖向设计
交叉口竖向设计应掌握的基本原则:1)相同等级道路相交时,一般维持各自的纵坡不变,而改变它们的横坡度。通常是改变纵坡较小道路的横断面形状,使其横断面的横坡度与纵坡较大道路的纵坡一致。2)主要道路与次要道路相交时,主要道路的纵、横断面均维持不变,而将次要道路双坡横断面,逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面,以保证主要道路的交通便利。3)设计时至少有一条道路的纵坡方向背离交叉口,以利于排水。如遇特殊地形,所有道路纵坡方向都向着交叉口时,必须在交叉口内设置雨水口和排水管道,以保证排水要求。4)在交叉口范围内布置雨水口时,应不使地面水流过交叉口的人行横道,也不应使地面水在交叉口内积水或流入另一条道路。所以,雨水口应设在人行横道之前或低洼处。5)交叉口范围内横坡要平缓些,一般不大于路段的横坡,以利于行车。纵坡度宜不大于2%,困难情况下应不大于2.5%。6)交叉口设计标高应与周围建筑物的地坪标高协调一致。
5.道路相关设施的设计方面
人是城市公共空间的主体,街道设施是为人服务的,因此街道设施的规划设计要体现对人的关怀,集功能与环境景观于一体,关注人在其中的生理需求和心理感受,使人们活动起来都能体会到舒适、方便、自然、和谐且美好的感受。如在人流集中的步行商业街周围,应设置足够的停车场使人们出行更方便;休息座椅与高大乔木或花坛相结合,使人在休息时既亲近了自然又可以避免夏日的暴晒;林荫小道、座椅、路灯及电话亭等,提供了人们小憩休闲的空间。
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:
一、工程概述
F#路(环岛西路)为珠海横琴岛新区内部环线交通的主干路网的重要组成部分,环岛西路南北贯通横琴新区西部片区,本次实施路段为北部片区路段,位于中心沟以北,横琴岛小横琴山以西,道路北起C#路(滨海次干路) CK6+334.259, 南至C#路(滨海次干路)设计终点CK14+512.399,路线全长3441.951m。道路等级为该城市道路次干路,道路的设计计算行车速度为60km/h,最小纵坡 0.09%%,最大纵坡0%;最大坡长:741.95m;最小坡长:503.01m;最小凹形竖曲线半径70000m;车道宽度为1.75m(单向)。本项目包括路基、路面、路线、交通标志标线工程、电力通讯管线工程以及雨水工程等。
二、道路横断面设计
设计城市道路横断面时,要分析道路功能,不同的交通功能是重要的依据条件,这样才能合理的布置道路横断面。道路类别不同其服务对象也相应的不同,交通的不同在道路的优先级上也有区别。不同服务对象的优先级是不同道路类别是城市道路横断面设计的重要依据。
在道路横断面的规划设计中,要充分体现出“以人为本”的设计理念,要保证沿路管线的布设,避免人防工程、 管线以及各种构筑物之间的相互干扰。要考虑沿街建筑性质以保证与沿路的建筑取得和谐,提倡公交优先的同时要考虑到小汽车工业的发展,如果条件允许,可以设置港湾式车站及公交专用道。绿化带的布置要合理,道路的绿化率要符合 《市政道路绿化规划与设计规范》的要求。
公交停靠站的布置有两种情况:一种是在路段上,另一种是在交叉路口附近。在交叉路口附近,人流汇聚和分散最为频繁,交叉路口附近最时候布置公交站点,公交站点的布置因距离交叉口50m以外并且适宜布置在路口的上游。在路段上,上行和下行的线路对称公交站台在道路平面应该错开30~50m,以防止由于行人视线受阻造成的交通事故。
对于路边停车的安排也要合理安排,上行、 下行线路对称公交站台在遁路平面上错开布置,这种停车形式的停车位置侵占了非机动车道,对道路安全以及通行能力可能会造成影响。路边停车的设计要依据交通组织以及道路网布局来进行,同时,公共设施、路口特性、交通流量以及车道两侧土地的使用情况都要考虑。从原则上讲,影响交通安全和畅通的地点都要禁止路边停车。道路条件以及行车和库存需求的相对重要性决定了某处是否能路边停车。通行干道上要禁止停车,商业区、住宅区、学校、办公中心等有大量存车需求的地区要尽可能的提供路边存车空间,尤其在市中心区,存车的时间要加以严格的限制,从而提高存车地点的存车周转率。
三、道路交叉口设计
通过合理布设交通岛、交通标志、地面标线,以引导车流按一定方向或路径行驶,也可达到减少和控制冲突点的效果。限制交叉口某些行驶方向。当相交道路等级差别较大,或各向交通流量和重要程度差别较大时,在设计中限制次要道路的交通流向,既保证主要道路的交通不受干扰,又提高交叉口的安全性和通行能力。
(1)在设有行人通道的交叉路口,渠化交通应与行人交通安全结合起来,尤其是设置位置恰当、形状合理的导流岛、中央隔离带,不仅能对渠化交通起到关键作用,而且能对行人的安全起到很好的保障作用。
(2)人行道长度超过20m时,应设置行人安全岛。行人穿越时间过长,与机动车流发生冲突的概率就会大大增加。虽然有时设置行人安全岛意味着占用一定空间,但是合理的设计可以给车辆和行人带来双重的便利。
(3)信号灯相位保证。如果有较多行人穿越,应设置行人过街信号灯,提供安全的通道。对左右转交通较大的路口,应设行人过街专用相位,即单独的与车辆没有冲突的相位,以完全避免与机动车流冲突,确保行人过街安全。
(4)建设行人立体过街设施。立体过街没施的设置能彻底地实现人车分流,消除大部分的人车冲突,在很大程度上能够减少行人的违规行为,从而问接地减少车辆的不必要延误,增加通行能力,确保行人过街安全。
四、路基及路面设计
4.1 路基设计
对于公路路基的设计要遵循 “因地制宜、 就地取材”的原则,充分的利用新技术、 新工艺、 机械施工方法以及新的材料。路基排水、 弃土、 防护等综合设计要根据沿线地形地貌、气象、地震、地质等资料并且结合环境景观选择适当的路基横断面形成来进行。环境保护、水土保持工作要得到重视。路基的设计要求本路段路堤采土质以及土石混合填料要按照《路基设计规范》上的要求来进行,以确保路基压实度和路基压实度标准满足设计要求,如表1、表2。路堤的分层填筑要采用机械分层压实。土石路堤的最大松铺厚度不超过40cm,土质路堤的最大松铺厚度不应超过30cm。
表1 路基填料强度(CBR)的最小值
表2路基压实度标准(%)
4.2 路面设计
路面的设计要根据公路的实际情况,使用要求以及沿线气候,水文、地质等自然条件,施工条件以及材料来源等都要予以充分考虑,路面技术经济综合设计要密切的结合当地的实践经验来进行。路面方案的比较论证要本着技术先进、 合理选材、 经济合理、 利于养护、 方便施工等原则来进行。路面的设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,路面整体刚度要以设计弯沉值为设计指标,计算路面结构厚度,同时,对底基层和基层以及面层进行拉应力验算。对于路面的设计,应该采用以双轮组单轴载100kN为标准轴载,使用年限为15年。初步设计推荐的路面结构方案要在施工图设计的阶段进行优化,考虑交通量、交通增长率、交通组成、前后路面结构的协调一致等因素,在经过计算来确定路面结构以及厚度。本道路以路中线路面标高为设计标高,路面采用沥青混凝土路面,设计年限15年,设计轴载:BZZ-100,交通等级为中等交通。本工程的路面结构设计上面层采用4cm 厚的 SMA-13 沥青玛蹄脂,6cm厚的AC-20C 沥青混凝土以及7cm厚AC-25C 沥青混凝土。基层采用 30cm厚的5%水泥稳定级配碎石,底基层采用20cm厚4%水泥稳定石屑。底层和基层的7天无侧限抗压强度按规范应要求分别不小于3.5MPa和2.0MPa。 基层的材料采用水泥稳定碎石的集料最大粒径按照要求应不大于31.5mm,其中,小于4.75mm的颗粒含量要不大于50%,小于0.075mm的细粒含量要小于5%,塑性指数不宜大于9%,细粒土的液限应小于28%。
4.3 路基、 路面排水系统及防护工程的设计
本道路路基的排水系统设计以经济实用为原则,若非必要均采用自然漫流,路基的排水系统不仅要满足自身排水要求又要与市政排水系统相协调并形成系统,同时,所采用的路基防护工程的防护类型针对水文、气候、 地质条件以及地形和筑路材料的分布情况来确定,从而有效地保证路基的稳定以及保护生态的平衡,并做到尽量与周围的景观保持协调。
五、结束语
总之,市政道路设计对道路的平、纵横要求高,限制条件较多,各个设计要点应综合考虑。如道路平面不仅要进行线位的选择,还要考虑道路元素组成的合理配备;交叉口车道数较多,进行渠化设计较为重要等。本文主要阐述了城市道路路基、路面以及道路防护工程设计方案,同时提出道路路基设计中应采取因地制宜、就地取材的原则,从中保证道路的质量及安全使用,同时为以后该地区的市政设计提供一些思路。
参考文献
Abstract: Urban roads are an important part of the urban road transport system is dependent critical infrastructure in the urban social and economic development and living. Therefore, attention to city road design is of great significance. This paper describes the urban road engineering.
Keywords road engineering design urban transport
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
引言
随着城市化进程的加快,我国大部分城市都进入了快速发展的阶段,作为城市的血管――道路,在支撑城市正常运转、促进城市快速发展方面发挥着越来越大的作用。由于交通运输量的不断增大,不少城市在积极建设新道路的同时也在抓紧进行对现有道路的改造,这就对新旧道路、新旧路网的衔接提出了更高的要求。因此,设计人员要树立争先创优的观念,在工作中深入研究、积极探索、勇于创新,更好的完成道路设计工作,以便为城市的发展做出自己的贡献。
1、城市道路设计的内容
1.1城市道路的主要组成部分:
城市道路主要包括:车行道、路侧带、分隔带、交叉口、交通广场、停车场、公交停靠站台、道路雨水排水系统、以及其他如交通护栏、照明设备交通标志等道路交通辅助设施。
1.2城市道路设计所涉及到的问题:
首先城市道路的设计应该符合城市道路设计规范要求,并且要综合考虑城市道路所肩负的交通设施功能、公用空间功能、防火救灾功能、形成城市平面结构的功能等,要根据其功能多样化以及组成复杂,交通运行客流量大,交叉口多,两侧建筑物密集,景观艺术要求高,城市整体的规划设计制约以及政策性强等城市道路的特点展开设计工作。主要设计到的问题有:(1)首先要确定设计的城市道路的车速,车速的高低直接关系到该条道路的设计类别,一般来说,车速越高,耗费的资金越大。(2)根据设计的道路类别设计将来上路行驶的车辆的类别,一般是根据车的外型尺寸要将车进行划分。(3)确定道路的年限,包括道路流量的年限以及路面的使用年限。
2、道路工程的设计要点
2.1要反映出道路的功能特色
在现代化的都市中,道路已不仅仅是一种交通运输的工具,除了交通性外,它还兼具着生活性和游览性,因此设计人员在进行设计时一定要注意反映出道路的功能特色,以便使道路在投入使用后能够发挥更大的作用。
2.2 突出所在城市的特色
随着经济全球化速度的加快,世界各国都出现了城市特色危机,大部分城市正逐渐丧失自己的特色而趋于一致,这也带来了全球性的文化问题。生活水平的不断提高使人民群众对于精神生活的需求逐渐向多元化方向发展,这其中也包括了对于城市形象的个性化需求。因此设计人员在道路工程的设计中要尊重城市的历史、文化和自然形成的地形条件,注重城市整体形象的塑造,这样不仅可以突出地方特色,又能在一定程度上降低工程成本。
3、现阶段道路工程设计中存在的问题及对策
3.1 设计思路不合理
现阶段,我国很多城市对于路网的合理规划并没有给予足够的重视,一味追求道路的建设要满足城市未来发展的需要而不是从城市路网均衡的角度去考虑不同道路的等级、密度和宽度标准,在道路横断面形式的选择上也主要是三块板和四块板,以至于很多城市出现了10车道、150m宽的道路。这样的设计从表面上看,行人、机动车、非机动车各行其道,既确保了交通的顺畅也提高了安全性,但这也意味着行人、机动车、非机动车都不再具备优先级,我国许多大城市的中心区和商业区经常发生的拥堵现象就是这种设计带来的恶果。长期以来,我国大部分城市在进行道路建设时都将资金集中在主干道和立交桥上,而贯通性支路却往往因资金短缺等原因无法形成完善的网络体系,这样一来,主干道所承受的压力就成倍的增长,不仅加重了交叉路口车辆间的相互干扰,也不利于确保交通安全。针对这种情况,设计人员在进行设计时一定要从宏观的角度出发,注重路网的合理规划,以行车的安全性和城市的实际需求作为设计的首要条件,不可过于追求满足于城市的未来发展,使道路有主有次,最终形成科学、完善的道路交通体系。
3.2 不重视交通分析
交通分析主要包括对流量、流向、车速、车辆组成、路网等方面的系统性规划,是道路工程设计中不可或缺的重要组成部分。但是在实际工作中,有不少设计都缺乏科学性和规范性,设计人员因为各种原因并没有按照业主单位的要求认真、详细的进行交通分析,或是在工程设计结束后才参照以往工程的调查数据编写调查报告,这种现象既发生在低等级道路的建设中,也存在于城市主干道的设计中。
3.3 横断面设计不完善
首先就是对于机动车道宽度的选择过宽。机动车车道占据着道路横断面的绝大部分,其宽度的选择是横断面设计的主要内容。但是我国大部分城市的道路工程设计规范中对于道路宽度的限定却远远高于应有的水平,有些地区甚至已经超过了高速公路的设计要求。其次是行人和非机动车的共板问题。行人和非机动车的共板意味着人行道和非机动车道将处于同一平面,由于这一设计体现了生态设计的理念,因此被广泛的用于城市道路工程设计当中。这样既能降低工程成本,又能实现对城市空间的合理利用,也有利于交通安全。
3.4 纵断面设计不完善
道路工程纵断面设计的好坏直接影响着道路的美观、行车舒适性和排水效果,但在实际工作中,由于许多城市地势平坦无法满足道路的排水要求,因此不少设计人员将纵坡设计成起伏状以确保道路能够顺利排水,这固然会起到一定的效果,但却严重违反了《城市道路设计规范》中的有关规定。所以设计人员在进行这部分设计时,可通过设置锯齿形街沟、加密雨水口和加大路拱横坡度的措施来解决道路的排水问题,进而在不违反国家有关规定的同时确保道路与周围建筑物的协调性。
3.5 没有顾及到景观设计
在大多数城市道路的设计工作中,设计人员所关注的往往只是道路的安全性、耐久性以及如何满足未来城市交通发展的要求,却忽略了对于道路的景观性设计。随着人民群众生活水平的不断提升,人们对于居住地环境的要求也在不断提高,道路工程是城市的重要组成部分。在进行道路工程的景观设计时,首先要尊重城市的历史;其次要注意可持续发展;最后要注重景观设计的整体性。
3.6 没有做好管线的综合规划工作
随着经济水平的不断提高,政府部门对于城市基础设施的投入逐渐增加,城市道路路面下的各类管线日益增多,但由于各种因素的影响,城市道路的设计往往不能与市政管线的设计同步,进而导致了广泛的城市道路二次开挖现象,不但浪费了国家资源,也给人民群众的日常生活带来很大的不便。因此,切实加强城市道路与管线的综合规划就成了有关部门日常工作中的主要内容。首先,就是要加强城市道路设计单位与市政基础设施建设单位的沟通和联系,无论哪一方有了新的建设或设计任务,都要及时与对方联系,以便在日后的设计工作中能够尽量予以避免;其次是通过业务培训等方式转变城市道路设计人员的思想观念,让他们真正建立综合规划的理念,避免过去那种只知道埋头设计的做法;最后就是要通过新方法、新方式来完成市政管线的布置,最大程度的减少新铺设管线可能对道路造成的破坏。
结束语
城市道路是城市的血脉,道路工程设计的好坏,关系着交通运输能否正常进行,也反映着一个城市的水准,我国的城市化水平不断提高,道路工程也在有序进行。作为一种系统性较强的工作,道路工程的设计涉及到交通运输、公共设备敷设、城市绿化和城市景观建设等多方面问题。在勘探的基础上,要结合各城市的实际情况,拿出合理的设计方案,在施工中,解决关键性技术问题,保证工程质量。
参考文献
[1] 熊广忠.论道路美学[M].北京:人民交通出版社,2009,8.
[2] 苏志忠.道路与桥梁工程概论[M] .北京:人民交通出版社,2009,4.
作者简介:陈星斗(1974-),男,四川南充人,曾任职于重庆市规划局,现任职于重庆保税港区开发管理有限公司,高级工程师,重庆交通大学道路与铁道工程工学硕士,注册城市规划师,中国城市规划学会会员
对于城市道路规划与工程设计,在城市规划编制体系中,城市总体规划阶段确定交通发展战略和城市公共交通的总体布局,落实公交优先政策,确定主要对外交通设施和主要道路交通设施布局;控制性详细规划阶段根据交通需求分析,规定各级道路的红线、断面、交叉口形式及渠化措施、控制点坐标和标高[1],规划设计人员一般根据《城市道路交通规划设计规范》等规划规范进行规划设计。按照《中华人民共和国城乡规划法》有关规定,控制性详细规划确定的城市道路技术参数是规划管理部门进行城市道路项目具体规划管理的法定依据。在城市道路工程进入项目层面进行项目设计时,需要开展城市道路设计。在开展道路设计时,设计单位依据《城市道路工程设计规范》等工程设计规范要求和控规确定的城市道路技术参数,对道路平面、纵断面、横断面、路面结构、边坡、桥隧结构、交叉等方面进行工程设计。对于平原城市,由于道路多为直线、地形起伏不大等原因,城市道路一般都能够按照控规确定的道路规划参数进行设计,并满足工程设计规范要求。但是对于山地城市,由于其地形高差大,沟壑纵横,山峦起伏,地质地貌也十分复杂,规划的道路网络通常依山就势,呈现出自由式和组团式布局的特点,道路在设计和实施的过程中,因为与控规编制时所依据的设计规范不同、设计深度要求不同、项目所在区域建设内容综合配合等方面存在较大的差异,很难满足控规所确定的道路技术参数,比如重庆、攀枝花等西部山地城市,以及青岛等一些东部城市。笔者在本文中将对山地城市道路规划与工程设计存在的主要差异进行一些探讨。
1山地城市道路规划与工程设计在规范方面存在的主要差异
笔者通过梳理道路设计规范和道路规划规范,现将两者存在的一些主要差异阐述如下:
1.1平面线形
缓和曲线:系曲率渐变的曲线,一般采用回旋线,以使与汽车由直线进入圆曲线时行驶顺畅,不存在曲率突变。加宽:按道路设计规范,当圆曲线半径小于或等于250米时,应在内侧加宽,其加宽值经过计算确定,并在两端设置加宽缓和段,以适应行车转弯时的横向宽度需求。平面线形方面的差异,导致控规成果既有可能圆曲线和直线在半径、长度等线形方面不能满足设计要求,也有可能在道路宽度等方面不能满足设计要求,从而致使道路设计与控规成果有很大的差异。
1.2纵断面
由于变坡点设置、坡度、坡长、合成坡度、平均坡度等方面的不同,实际设计标高与规划道路标高会有较大出入,影响规划道路本身和周边地块高程。
1.3横断面
实际设计横断面可能会超越控规确定的道路宽度,或者只有缩减控规确定的道路宽度。
1.4平纵横断面线形协调方面
在道路设计中,需要按规范进行平纵断面的协调设计,如平曲线和竖曲线应尽量重合,以避免所产生的视线诱导突变和排水困难;平曲线和竖曲线大小要保持均衡;避免在凸型竖曲线的顶部或凹型竖曲线的底部,设计小半径的平曲线和反向曲线的变曲点,否则会引起视线诱导错误而引发危险;在一个平曲线内,必须避免纵断面线形的反复凹凸,即避免规划多个变坡点等等[2]。而上述原则,在规划规范中没有要求,规划设计通常没有考虑。
1.5其他交通设施方面
道路设计规范对停车港、展宽段等设施均有直线和缓和曲线长度、转弯半径大小等方面的技术要求,而规划规范没有详细的设计技术要求。因此,在道路设计时,这些设施的平面线位将会与控规确定的平面有一定出入,从而影响道路本身和周边地块用地。
2山地城市道路规划与工程设计在其他方面存在的主要差异
2.1工程地质方面
在规划设计阶段,没有进行工程地质勘探,也基本无法考虑工程地质对道路的影响。而在道路设计阶段,因为工程地质勘探,可能会造成道路方案重大变更。笔者曾在重庆某一地区开展道路设计时,先按规划道路进行设计(图3中实线所示),在K0+700-K0+850段有高挖方,将产生四级边坡,防护工程量巨大。同时,地质勘探表明该路左侧山体属于顺层地质,道路将位于顺层中间,将会较高切割顺层岩层,极易出现滑坡等地质灾害。因此,规划道路在设计阶段出现了工程量和地质等方面的问题,最后,通过调整道路平面线形和道路设计标高,线路向右偏移约30多米,既使得道路平面位于山体底部,又使得设计标高与岩层标高相适应,从而不切割岩层,保障了道路安全,也取得了较好的经济效益。但是,调整该条道路设计,将引起该路和涉及周边规划道路的规划参数调整。
2.2土石方方面
在控规阶段,道路主要依据地形制定规划标高,没有进行道路和周边地块的土石方详细测算。但是在道路设计阶段,一般不仅会对道路本身土石方平衡进行设计,还会综合周边地块开发性质进行一定区域的土石方平衡设计。比如,一般而言,对于工业仓储等需要地块平整的土地,需要考虑其场平土石方,对于居住地块,由于开发商的开发模式和建筑形态具有很大不确定性,一般不考虑其场平土石方。在综合了道路土石方和地块土石方情况后,出于经济考虑和工程实际需求,道路设计标高可能会对控规道路标高做出较大幅度的调整。
3道路规划与工程设计存在差异的对策探讨
由以上不难看出,在山地城市中,道路规划与道路设计在诸多方面存在较大差异,主要原因是设计时所依据的规范不同以及设计深度不同。控制性详细规划阶段道路规划主要是依据《城市道路交通规划设计规范》和《城市规划编制办法》等规范规定进行路网系统的规划,而这些规范规定并没有对道路平面、纵断面、横断面提供设计层面的具体技术性规范性要求。同时,受设计阶段、编制费用、技术力量、软硬件设施等方面的限制,控制性详细规划阶段的道路规划不可能达到道路设计深度。但是,控制性详细规划确定的道路参数相比较地块性质、容积率、绿地率等指标,其恰恰又具有外部控制性、精确性等特点,在规划管理中具有举足轻重的作用,在规划管理日趋精细化、精准化和程式化的今天,这就形成了目前道路规划在山地城市中的最大问题,即规划成果不能达到具体项目规划管理要求的深度,导致在山地城市实际道路建设和规划管理中,经常需要用道路设计成果来修正控规,增加规划管理流程,并增加了修改规划的时间成本、人力成本、经济成本等不必要的社会成本,造成一定程度的资源浪费。为了尽最大努力消除道路规划与工程设计存在的差异,从而实现城市规划的科学性和严谨性,笔者试图提出以下对策以供探讨:
3.1控制性详细规划阶段增加工程设计部分内容
山地城市在控制性详细规划编制阶段,可以增加道路网络工程设计部分内容。该工程设计内容包括道路工程设计和片区土石方平衡设计。在道路工程设计部分,增加片区地质初步勘探,对每条道路进行工程设计,包括平纵横设计、交叉口设计、边坡设计等内容;在片区土石方平衡部分,对道路、周边地块进行土石方平衡综合考虑,修正道路设计标高。道路工程设计与片区土石方平衡两者应紧密配合,相互协调。
3.2研究制定山地城市道路规划规范
重点对道路平面、纵断面、横断面等方面研究制定道路规划规范,可在道路设计规范的基础上,适当提炼简化,并适当放宽标准,以便道路设计时有充分余地,而不致重新按程序调整控规道路规划引起时间成本、经济成本、人力成本等社会成本的无谓增加。但是,这种方法可能会浪费部分道路沿线用地,造成用地利用不经济,因此,需要出台灵活的用地管理政策。
4结语
综上所述,由于山地城市地形地貌地质的特殊性,决定了其与平原城市存在很多不同,本文仅对道路规划与工程设计存在的差异进行了探讨。我们还需要对山地城市中竖向规划、地形适应性、建筑物与交通设施关系、滨水临山地区等很多独具特色的方面进行深入研究,以便于形成完整的山地城市规划体系。
因为我国城市道路交通问题日益严重,特别是大中城市,这一问题严重制约了城市发展水平的提高,为此,很多的城市道路规划部门从工程设计角度出发,注重工程设计方法的探讨,经过多年的实践研究,取得了很好的效果,但是也有不尽如人意的地方,在此,笔者以工程设计为出发点,来思考城市道路交通的发展。
一、城市道路交通工程设计的概述
城市道路建设不仅与城市居民的日常生活息息相关,更是整个城市经济发展的核心环节。城市道路是城市的重要组成部分,也是城市基础建设的核心环节,通常来说,在城市道路交通设计工作中,由于城市道路本身就属于市政交通的一种,因此在设计中通常都是从公共设施的角度去分析和总结,不仅仅只是关注到它的使用功能上的发挥,并且对于它的艺术效果、使用效果则都是要求应该加以总结以及完善的。
二、城市道路交通工程的设计思路
在目前的道路工程中,传统的道路交通设计早已无法满足社会发展需要,因此在设计的过程中通常都是以人性化为主要的设计模式和设计标准,其设计思路主要表现在以下几个方面:
1、拥堵不能只靠简单地拓宽道路来解决。通常当人们在面临交通拥堵时,都是使用加宽马路的方式,但是这不能从根本上解决问题。通过对世界先进城市交通状况的研究显示,道路的宽度与拥堵程度并不是相辅相成的。在我国城市之中大量使用的立交桥以及环形交叉不仅仅不能解决塞车的问题反而在一定程度上使得问题更加严重,人们应该理解城市属于行人而不是汽车。所以,我们应该不断提倡公共交通,尤其是城市轨道交通。
2、运用道路线形设计提高设计水平。道路线形设计对道路的使用质量以及交通运输状态有着直接的影响。一个好的线形设计,不但可以给城市交通运输提供安全便利的通道,同时也应该跟沿线周围的自然环境有效的融合在一起,这样就可以使的乘客路途疲劳及时得到缓解。站在景观以及安全观点来说,使用比较大半径的圆弧曲线,比漫长的直线以及短线更为合适。抛去主干路以及交通性的干道不应该使用比较多的转折之外,通常的道路都会使用比较合适的转折,并且来设置偏大的曲线,使得沿线周围的建筑物以及自然景色产生一定的变化,这样的话就可以及时消除长直线的单调,缓解司机的驾车疲劳,减少交通事故的发生。
三、城市道路交通工程设计技术方法
市政道路交通建设概括起来说有四个环节,这四个环节都是工程设计考虑的重点,在这里,笔者就从这个环节来探讨工程师设计的技术方法。
1、城市道路交通功能定位分析
这是城市道路交通建设的第一个环节,也是最重要的环节,这是因为无论采用哪种技术方法,都是为了能够实现道路交通的功能,所以说功能定位也是工程设计重要的步骤。这里所说的功能定位并不是传统意义上的功能定位,传统意义上的功能定位只是将道路分成主干道、次干道等,或者就是以机动车辆道理以及非机动车辆道理来作为道路功能的标准,而我国所说的功能定位其核心是整个城市交通参与者,然后再与城市道路周边的用地有效的结合起来。城市道路功能定位应该承载更多的功能,因此不能只是单纯的由交通工程师来决定,应该结合与城市交通相关的和方面的专业人员,来确定城市交通的功能定位。
2、交通组织优化
交通组织方案是开展一体化道路交通工程设计的核心和关键内容,合理的交通组织方案既能确保道路交通功能的实现,也能具体指导详细交通设计。
首先要以道路交通功能定位为基础明确整体交通组织策略,重点回答慢行交通、公共交通、机动交通、静态交通等各方式应按何种原则组织,各方式应如何衔接和协调才能体现道路交通功能。确定哪些交通应该优先,优先的权利如何保证;哪些交通应该疏解,被疏解的交通如何分流等。同一条道路在城市不同的区段,往往功能也会有所差别,相应的交通组织原则和组织策略也要有所不同。在整体交通策略确定的基础上,还需要进一步明确详细交通组织方案,包括地块出入口、交通管制措施等工作。
3、详细交通设计。
详细交通设计是设计内容的具体体现,主要包括道路工程设计、交通渠化、公共交通、交通枢纽、交通管理设施设计等内容。目前国内很多城市在详细交通设计方面已经积累了丰富的经验。
4、实施保障。
实施保障工作是规划理念最终落实的保证。目前国内很多道路交通工程设计工作往往是把详细交通设计提交到市政设计单位,由市政设计单位进行落实和实施,而交通工程设计人员在实施保障阶段开展工作有限。这种工作模式的效果往往不理想,主要原因是市政设计人员与交通工程师之间没有很好的衔接。因此,实施阶段的协调工作显得尤为重要,主要包括施工协调、相关规划协调等,以确保规划理念能够落实。
四、保证城市道路交通工程设计方法有效实施的措施
为保证实施效果,道路交通工程设计必须与施工图设计及现场施工工作进行协调和沟通。这一阶段主要解决道路交通工程设计的落实问题,重点协调设计中明确的控制要素,这些要素不仅需要在施工图中全面落实,而且要在施工阶段进行现场协调,以保证设计内容的落实。尽管道路交通工程设计在衔接规划阶段和施工阶段的承上启下作用越来越受到重视,但由于其并不是一个法定规划,因此规划协调形式、机制尚在探索过程中,各地习惯和模式都有差异。
以某城市某路北延伸线为例,通过道路交通工程设计协调了用地空间布局、道路交通网络规划及建设、地铁线网布局及建设、铁路客运枢纽规划建设、道路市政设计、交通管理等相关工作,实现了规划、设计、建设、管理一体化的整体协调,在各方达成共识的基础上开始建设。这种工作模式也得到了当地管理部门的共同认可,通过政府文件形式明确将此作为苏州市其他道路规划建设工作的推进模式。
五、结语
城市道路在设计之时,其通畅会对这个城市的建设规划产生直接的影响,在城市道路交通设计中,理想的道路交通设计应当满通运输能力的需求。在道路交通工程的设计过程中,其具有十分复杂和综合性较强的特性,因为其复杂的程度,所以要求设计工作者应该将眼界放宽。
参考文献:
[1]黄伟明,林炳局.温州城市交通现状及对策研究[J].市政技术,2004(01)
中图分类号:U41 文献标识码:A
城市道路是一个城市现代化的体现,是人们对城市最直接的感受,我国现阶段城市发展迅速,新建、改建道路工程数量也急剧增加,道路投资越来越大,对城市道路的要求也越来越高, 城市道路建设工程不仅要满足它的实用性,而且要满足其功能、美观、文化等多方面的要求,其质量也越来越受到重视。路基作为道路的基础,是路基路面结构的重要组成部分,是道路的支撑结构,对路面结构的强度和刚度起着决定性的作用,城市道路路基设计是城市道路结构设计重要的组成部分,一旦路基出现质量问题,道路的相关病害也随之出现,不仅城市道路质量、行车安全以及使用寿命均得不到保证,还会带来重大的经济损失和不良的社会影响。因此,从设计上保证准确定位和控制路基质量非常重要,其中路基回弹模量和弯沉值是路基设计的重要控制指标。
为了保证城市道路达到良好的交通服务水平,我们需要对城市道路的路基更加重视。本文通过对城市道路路基的影响因素,对实际设计提出了一些处理方法,从而保证了路基质量。
路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载。路基回弹模量是路基在一定应力级位荷载作用下,卸载过程中的竖向压力与回弹变形的比值[1]。
1.城市道路路基的特点
城市道路路基的构成较为复杂,主要有原状土壤和杂填土构成。这类杂填土中一般由建筑垃圾、生活垃圾、粪土、植物根系及少量炉灰等构成,这都是由于城市的地貌特征及城市发展过度及而形成的;虽然城市道路有良好的排水设施,但由于城市道路经常受两侧建筑物制约,因此导致其所处地势低洼。每年冻融季节时期,地下毛细水的上升会影响到城市道路路基的强度和稳定性。
而且城市道路显著区别与公路的就是其地下管网错综复杂,,城市道路路基在施工碾压过程中经常遇到因地下管网敷设深度不足引起的施工障碍,使得城市道路路基的压实度难以得到保障;城市道路服务区域和特点直接决定了城市道路建设不仅作业面小,而且工期紧,这就使城市道路的路基没有足够的时间自行沉降。
2.城市道路路基存在的问题
新建的城市道路大多处于城市边缘,地表土层多为种植土和腐殖土,改建的城市道路路基受地下水以及各种管线影响长期处于中湿和潮湿状态,部分路基处于过湿状态,使得土质变成软土土质。再加上地下土层中历史形成的微量植物和地下水产生化学反应,从而造成土层显示出灰色或者褐色,最终转变成软土层。这种土层中具有含水量高、抗震性差、强度差、可伸缩性较强以及孔缝较大的特点,因此城市道路路基设计基本都是针对原有道路路基进行改造。
3.城市道路路基的要求
现行《城市道路工程设计规范》中对城市道路路基设计的要求主要通过路基压实度、路基回弹模量及弯沉值进行设计控制,城市道路沥青路面设计方法和水泥混凝土路面设计方法中,都以回弹模量作为土基的刚度指标[2]在以弹性半空间体地基模型表征土基的受力特性时,可以用回弹模量表示土基在瞬时荷载作用下的恢复变形性质,它是反映土基承载能力的重要参数,因此城市道路路基必须具有足够的强度、稳定性以及良好的抗变形能力和耐久性。
城市道路的特点决定了城市道路路基回弹模量低,而路基顶面设计回弹模量值,对快速路和主干路应不小于30MPa;对次干路和支路不小于20MPa[3]。当路基能满足上述要求时应采取措施提高路基的回弹模量。设计时根据具体的情况主要采用浅层处置如换填法、抛石挤淤法或者采用复合地基处理如砂桩法、碎石桩、加固土桩法以及排水法、真空预压法、堆在法、强夯法等。
4.实际工程方法
太原市从大的地貌上看属于平坦的冲洪积倾斜平原路基主要由新近堆积的填土与第四系全新统冲洪积的粉土与粉质粘土构成。在汾东商务区区域范围内一条南北向主干路穿过其的部分长4.8km,①层,填土():含有大量的砖屑、煤屑与少量的砖渣、煤渣等,并夹有植物根。稍湿。成份杂乱,不均匀,结构松散。该层层厚介于0.40~1.30m之间,层底埋深介于0.40~1.30m之间,层底标高介于767.40~768.98m之间。
②层,粉质粘土():黄褐色。含云母、煤屑与氧化铁铝等,混夹少量的粉土。可塑~软塑。中等偏高压缩性。光滑,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。该层天然孔隙比平均值为0.784,液性指数平均值为0.73,标准贯入试验原始锤击数平均值为5.0击,修正锤击数平均值为4.7击。
该层层厚介于5.00~7.10m之间,层底埋深介于5.90~7.50m之间,层底标高介于761.40~762.78m之间。土质主要为可塑~软塑状的粉质粘土,土基回弹模量小于20MPa。
其土质物理力学参数如下表一:
表一
1)道路路基设计时首先考虑对含水量大的路基进行处理,保证路基的压实度,保证满足路基回弹模量以及路床顶弯沉值达到设计要求。道路路基土主要为粉质粘土,含云母、煤屑与氧化铁铝等,在含水量不高的中湿或干燥状态下是不错的路基材料,可以考虑路基土翻晒,但受道路建设场地、季节等制约,难以保证工程进度,保证施工质量及工期设计首先考虑换填法利用机械或者人工对路床以下的软土进行挖除,并用灰土、砂砾、碎石或矿渣等水稳定性好或透水性好材料进行填筑。在对含水量高的粉质粘土地基进行浅层置换处理,并在施工是注意路基临时排水,尤其是在雨季施工时更应注意此项。防止由于雨水或其它形式的水对路基产生浸泡,从而导致换填置换层材料压实后无法满足要求时,尤其防止雨季时排水不畅带来的路基浸泡。换填法的优点是地基经过换填处理后与原路基土层相比,承载力提高、刚度增大、变形减小,不仅满足了其施工荷载和设计强度的要求,而且还可以防止地基的冻胀和调整地基的不均匀性。保证了地基的整体强度。
设计根据该区域相近工程的实际经验确定道施工时对路基清表后铺筑天然砂砾垫层50-80厘米厚的进行分层碾压,经过换填后道路路基表面回弹模量大于主干路要求的30Mpa,路床顶实测弯沉值在230-270 (0.01mm)均达到了规范和设计要求。
2)道路在沿线退水渠及灌溉渠众多,水渠段路基特别潮湿,在沟渠范围内路基或涵洞施工时,采用抛石挤淤法,抛石露出水面或软土面后,应用较小的石块填平、碾压密实,再铺设反滤层填土压实。该道路设计路基设计要求先打坝、抽水、清淤、整平后,先干插60cm厚的片石碾压,若片石挤进去或不稳定,则再摆放60厘米片石进行碾压,直至路基稳定为止,然后回填30cm厚的砂砾,片石粒径<30cm,砂砾控制最大砾径小于10cm。这种处理方法在我市市政道路建设改造工程中经常应用于处理原有渔塘、暗河、天然水塘及泥沼等路段,而且收到了良好的效益。经过路基处理后,路基回弹模量及弯沉值均达到了设计要求。
3)城市道路路基下设置由各种管线,路基沟槽回填设计是城市道路路基由于管道埋设开挖后所进行的城市道路特有的。沟槽回填可采用灰土、砂砾填料,应在路上拌匀,控制在最佳含水量,机械夯实,压实度应满足设计要求。沟槽回填土回弹模量应比原有路基模量提高5% -10%以保证回填路基与原路基的变形一致性减小不均匀沉降。沟槽回填的最小宽度应满足夯实的最小工作宽度,分层回填夯实不满足最小宽度时,可以采用灌注低标号混凝土的方法回填在满足压实度要求的前提下,路基层顶标高与未开挖区域的路基顶面齐平或略高,不超过10mm 。
5 .结论
本文针对城市道路路基的影响因素结合具体工程的经验方法、探索了城市道路路基设计中的具体问题和设计方法,对于具体的道路路基处理提出了比较具体的解决方法,讨论了一些经验换填厚度,注意事项,并通过最终的工程检验。在今后的城市建设中,城市道路路基处理工程将会越来越多。而其中尚有许多机理、设计、实施与管养方面的技术问题有待探索。为了建立合理的路基设计计算理论和方法,还需进行大量的模型试验与现场试验以及工程实践,以积累更多的数据。
参考文献
1 道路工程技术标准
1.1 主线及地面辅道道路等级
主线(SA路):城市I级主干路
SA路(地面辅道):城市I级次干路
1.2 计算行车速度
主线(SA路):50km/h
SA路(地面辅道):40km/h
地面道路SC路:红线宽度36m,双向两车道
SA路:红线宽度60m,双向四车道
1.3 车行道宽度
小型汽车专用道:3.50m
大、小型汽车混行:3.75m
1.4 荷载等级
土基回弹模量:30Mpa
路面设计荷载:BZZ-100标准轴载
最大填土高度:从景观方面考虑,为保证立交区比较通透的视觉环境,道路最大填土高度:≤3.0m。
2 道路工程路面结构设计方案研究
2.1 道路路面结构设计原则
(1)根据国内高等级道路使用性能中存在的主要问题,路面结构设计采用“强基、薄面、稳土基”设计理论、以及全寿命成本费用理论,在路面结构设计中采用力学性能、使用性能双控指标设计,优化路面结构和材料。
(2)根据本工程初步地质条件和经济发展情况,从技术、经济角度出发,半刚性路面作为首选路面结构方案。
(3)在进行路用材料选择的过程中,应根据工程交通、气候特征、荷载大小、轮胎压力、车速、交通量等项目条件,开展针对性结构设计。
(4)设计中应根据国内高等级沥青路面初期、早期损害的现状,路面各结构层材料选择必须表现出优良的使用性能,质量稳定。
(5)沥青面层厚度应从力学性能、使用性能、施工质量三个方面综合确定。沥青面层结构厚度与混合料公称尺寸相匹配,使用结构层稳定性好、以不影响施工,具有良好的级配组成,施工时避免离析,加强路面压实质量。
(6)做好路面排水综合设计,克服高等级道路中的水破坏问题。
(7)在满通功能的前提下,选择环保、降噪路面材料,满足道路沿线的生态、环保要求。
2.2 道路路面结构材料选择
1)沥青上面层
目前常用的沥青混合料按级配类型分主要有三大类:密级配沥青混凝土(AC),开级配沥青混凝土(OGFC),间断级配沥青混凝土(SMA)不同级配类型的沥青混合料其路用性能差别较大。由分析得出,OGFC类沥青混合料抗老化性能和疲劳耐久性能较差,为改善OGFC类沥青混合料的抗老化性能和疲劳耐久性能,国外通常采用价格非常昂贵的高粘沥青拌制沥青混合料,本工程所处地区的雨水量不大,但是黄土等风沙较大,易造成OGFC的空隙堵塞,加剧路面的损坏;AC类沥青混凝土高温性能尚可,低温、水稳定性能等综合性能较好,成本较低,但抗车辙性能和抗滑性能较差;近些年来AC类沥青混合料在高等级道路路面结构中应用较为广泛,其施工质量控制也得到了较大提高。SMA沥青混合料的高温抗车辙性能和低温抗裂性能都比较好, SMA类沥青混合料的施工质量控制方面要求比较严格,其单位成本高。但具有较好抗滑性能和降噪功能,其综合技术性能最好。
综合考虑本项目引桥纵坡较大,对抗滑要求较高的特点,经技术经济指标比较,本工程主线道路均采用SMA -13作为上面层,地面辅道采用AC-13作为上面层。
2)沥青中、下面层
中面层应具有很强的高温稳定性和耐久性。因此,中层必须满足以下要求:
(1)具有很强的高温抗变形能力;
(2)具有很高的强度,以抵抗荷载的重复作用;
(3)具有很强的抗水作用能力。
下面层在一般情况下极少出现可计量的永久变形,其主要作用是具有足够的耐久性,抗疲劳性能。所以下层必须满足以下要求:
(1)具有很高的强度,以抵抗荷载的重复疲劳作用;
(2)较好的抗低温开裂性能;
(3)较好的变形协调能力和抗反射裂缝性能。
沥青混合料中面层、沥青混合料下面层力学性能和路用性能要求较上面层弱较多,在满足技术要求的基础上,从经济角度出发,选择AC类密级配沥青混凝土为中、下面层。
3)下封层
对于高等级道路增设下封层可以起到以下作用:
(1)加强沥青面层与基层之间的紧密结合,使各结构层之间不产生层间滑动,提高路面结构整体性。
(2)当基层铺筑后不能及时铺筑面层而需要通行车辆时,铺筑下封层可以避免车辆污染基层,减少基层的损坏。
(3)避免沥青面层由于孔隙过大或后期沥青面层开裂后路表水渗入路面结构而长期积滞在基层表面,造成基层冲刷、松散、和唧浆现象。
(4)避免由于层间滑动而造成底拉应力过大的不利情况。
本工程采用改性沥青应力层铺法表面处治,即为改性沥青应力吸收膜。
4)基层
用不同试验方法测得半刚性基层强度指标分歧较大;水泥碎石劈裂强度远大于二灰碎石劈裂强度。
从以上数据分析表中可以得出,无论是早期强度、力学性能,还是抗裂性能,水泥稳定类均较二灰稳定类好,长期使用情况表明,水泥稳定类路段的反射裂缝数量和比例均小于二灰稳定类。因此,本工程结合地方特性、综合经济指标,推荐水泥稳定砂砾作为本工程基层材料。
2.3 道路路面结构设计方案
1)新建道路路面结构设计
(1)主线行车道设计
上面层:4cm,SMA-13,SMA改性沥青混凝土
中面层:5cm,AC-20,中粒式沥青混凝土
下面层:7cm,AC-25,粗粒式沥青混凝土
改性沥青应力吸收膜设计:
基层:30cm,5%水泥稳定砂砾(分两层)
垫层:30cm,天然砂砾
总厚度:76cm
(2)地面辅道行车道设计
上面层:4cm,AC-13,细粒式沥青混凝土
下面层:7cm,AC-25,粒式沥青混凝土
改性沥青应力吸收膜设计:
基层:30cm,5%水泥稳定砂砾(分两层)
垫层:30cm,天然砂砾
总厚度:71cm
(3)非机动车道设计(下转第322页)
(上接第302页)面层:4.5cm,AC-13,细粒式沥青混凝土
基层:20cm,5%水泥稳定砂砾
垫层:20cm,天然砂砾
总厚度:44.5cm
(4)人行道设计
上面层:6cm,预制混凝土透水砖
下面层:3cm,M10水泥砂浆
基层:15cm,5%水泥稳定砂砾
垫层:15cm,天然砂砾
总厚度:39cm
2)改建道路路面结构设计
SC路需拓宽改建,大部分路面结构均翻挖,因此采用老路路面结构挖除,新建路面结构的方案。
(1)车行道路面结构设计
上面层:4cm,AC-13,细粒式沥青混凝土
下面层:7cm,AC-25,粗粒式沥青混凝土
(2)改性沥青应力吸收膜设计
基层:30cm,5%水泥稳定砂砾(分两层)
底基层:30cm,天然砂砾
3 结语
道路工程设计中,在对道路的路面等级、面层类型、基层类型选定后,就应考虑各结构层如何安排的问题。路面结构层的组合设计是按行车和环境因素对不同层位的要求,结合各类结构层本身的性能,进行合理的安排和设计。通过道路结构层的组合设计,使整个路面结构既能承受行车荷载和自然因素的作用,又能最大限度地发挥各结构层的效能。
【参考文献】
1概述
统一路作为一条东西向城市主干路,于2005年全线通车,且全线机动车道缺少4cm沥青混合料AC-16上面层。经过十余年运行,现状沥青混凝土路面出现较为严重的病害,道路服务水平较低。现状沥青混凝土路面出现较为严重的病害,主要有纵横向裂缝、网状裂缝、松散、坑槽、层间剥离、拥包、沉陷、车辙等不同程度的病害,网裂、坑槽病害在该路表现的尤为普遍。随着统一路两侧土地开发程度的逐步提高,道路两侧商业氛围逐渐浓厚,人流、车流逐渐增多,统一路大修改造已迫在眉睫。同时,该项目的实施也将促进整个片区的经济发展。
2旧沥青路面病害原因剖析
结合统一路实际运行情况,对统一路沥青路面主要病害成因机理进行,主要病害产生原因如下:
(1)松散、露骨破坏:主要是由于沥青混合料中沥青含量偏低、混合料压实不够、沥青使用多年老化等原因,使集料颗粒与裹覆沥青之间粘结力比正常情况下的小,甚至是丧失粘结力,导致颗粒脱落,使沥青路面出现松散现象。
(2)横向裂缝:产生主要原因有a、该路行驶的重载车辆较多,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而断裂。b、因温度变化时产生的温度疲劳裂缝。
(3)纵向裂缝产生的原因主要有两种:一种是沥青面层分路幅摊铺时,两幅接茬处未处理好,在车辆荷载与大气因素的作用下逐渐开裂;另外一种是由于路基压实度不均匀或路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉陷引起。
(4)网状裂缝:主要是由于路面整体强度不足引起。其原因是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配比不当或拌和不均匀等;路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,加剧了路面破损。沥青在施工期间及长期使用过程中的老化,也是导致沥青面层形成网裂的原因之一。
(5)水损坏:主要是由于沥青混合料生产的变异性大,摊铺过程中沥青混合料局部离析和路面压实不够等多种原因造成沥青路面空隙率过大,使雨水极易浸入,滞留在路面面层中,尤其是连续雨天时路面面层将长时间处于饱水状态,路面造成严重损坏。降水对沥青路面的破坏可视雨水在沥青面层中滞留的位置不同而造成不同形式的破坏:表面层产生坑洞。当雨水进入并滞留在表层沥青混凝土的空隙时,在行车荷载作用下,产生的动水压力(空隙水压力)使沥青从碎石表面剥落,局部沥青混凝土变得松散,碎石被车轮甩出,使路面产生坑洞;表面层和中面层同时产生坑洞及局部表面产生网裂和变形。当雨水渗入并滞留在表面层和中间面层内,在行车荷载的作用下,沥青混凝土中部分沥青剥落,导致表面产生网裂、形变(下陷)和向外推挤,使路面产生坑洞局部破坏;唧浆、网裂、坑洞。如雨水透过沥青面层滞留在半刚性基层顶面,在行车荷载作用下,自由水产生巨大的压力并冲刷基层混合料表层的细料,形成灰白色浆体,数量较多时产生坑洞;数量较少时,使路面产生网状裂纹或者变形,产生网状裂纹和形变后,雨水更易透入,最终导致路面破坏。
(6)车辙:该路段重车比例较大,车辆都按车道行驶,形成了渠化交通,由此,行车道上的轮迹带承受着大量重车的反复作用。在每年的高温季节,沥青混合料的强度和劲度大幅度下降,在大量重车的反复作用下,轮迹带逐渐变形下凹,轮迹带的两侧逐渐鼓起,形成车辙。
3旧沥青路面病害处理方法
3.1基层病害处理
路面存在龟裂、沉陷处,通过钻芯取样发现基层表面已松散,需要对路面进行翻挖。翻挖深度根据实际情况而定;开挖后清除松散基层并压实,喷洒透层油,采用5%水泥稳定碎石回填,压实度98%。
3.2沥青面层病害预处理
(1)车辙维修处理。对于波峰与波谷之差小于1cm的轻微车辙,可不做处理。对于大于1cm的车辙,应将车辙波峰凸起部分铣平。
(2)拥包维修处理。对于小于1cm的轻微拥包,可不做处理。对于大于1cm的拥包,应将拥包凸起部分铣平。
(3)横向裂缝、坑槽维修处理:对于轻度横向裂缝、坑槽,就地热再生工艺可对其进行直接修复。对于重度横向裂缝、坑槽,热再生施工前需要进行预处理。经过现场考察,调研国内外类似工程处理方案,拟采用纤维抗裂贴并使用就地热再生设备治理横向裂缝。
4旧沥青路面补强设计
4.1旧沥青路面补强设计方案
通过以上路面病害分析及对现状统一路破损状况的调查,得出采用就地热再生施工工艺对现状路面进行再生补强。就地热再生就是将原路面加热软化,耙松后,加入再生剂、新沥青、新骨料拌合而成的新的沥青混合料,然后摊铺,压实后形成再生后的路面结构层。先处理现状沥青面层的结构性病害,例如:基层沉陷,坑槽等;再采用热再生机械对全线进行加热整形3~4cm,最后一次性加铺4cm厚SBS改性沥青混凝土上面层AC-16。沥青路面就地热再生主要分为两个阶段:局部病害预处理阶段和整体热再生阶段。局部病害预处理阶段主要任务是对现状路面病害进行维修处治;整体热再生阶段是将全线沥青面层进行统一热再生,最后全线加铺4cm厚SBS改性沥青混凝土上面层AC-16。
4.2就地热再生补强方案优缺点分析
优点:就地热再生施工周期短,对车辆通行影响小,就地再生列车对旧路面再生后,经压路机压实后数小时后即可恢复交通,施工成本相对较低。同时,此种施工工艺能充分利用原路旧料,利用率高达100%。将现状沥青面层就地整形热再生,该工艺可以完全处理现状机动车道面层非结构性病害;现场热再生避免了沥青摊铺中的冷缝,沥青路面整体性强,就本工程而减少铣刨料1225吨,对环境保护有利。缺点:就地热再生工艺专业机械化程度要求很高,工艺过程控制较为复杂。对施工企业专业化水平要求较高。
5总结
统一路道路改造工程设计目标力求做成精品工程,合理组织交通,充分体现了“节能减排”的设计理念。就地热再生以其成熟的工艺在路面非结构性病害较少的沥青路面改造中有其独特的优势,就地热再生改造工艺也为市政道路管理者提供了多样化的选择。
参考文献
[1]杜军.沥青路面就地热再生技术在城市道路中的应用,2008.09.