大同市校南街工程的設(shè)計(jì)探討

高廷梁

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002)

大同是歷史文化名城，是重要的能源城市，是山西省北部的中心城市。主城區(qū)逐步形成由城區(qū)、御東區(qū)、口泉區(qū)等組成的組團(tuán)式用地布局結(jié)構(gòu)。《總體規(guī)劃》確定了大同主城區(qū)“一主兩副，扇形組團(tuán)”型的城市空間結(jié)構(gòu)，即以城區(qū)為核心，以御東區(qū)和口泉區(qū)為側(cè)翼，形成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的城區(qū)組團(tuán)，每個(gè)組團(tuán)規(guī)模適度、功能特點(diǎn)不同，共同構(gòu)成大同城市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化的核心區(qū)域?？谌獏^(qū)主要集中了國(guó)家、省和地方多種經(jīng)濟(jì)形式的煤炭生產(chǎn)企業(yè)。“總體規(guī)劃”將口泉區(qū)調(diào)整為以能源工業(yè)發(fā)展為主題，優(yōu)化現(xiàn)有的礦產(chǎn)開采與加工、機(jī)械制造加工工業(yè)，并大力發(fā)展清潔型的能源加工產(chǎn)業(yè)和輕型加工業(yè)，努力建成大同第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支柱型基地。校南街位于大同市的西南部，作為連接口泉區(qū)與城區(qū)的城市Ⅰ級(jí)主干路，具有舉足輕重的意義。道路西起同泉西路，東至南三環(huán)與西三環(huán)交匯處，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)10．723 km，紅線寬度50 m。該工程為2009年大同市重點(diǎn)工程，并于當(dāng)年竣工通車?，F(xiàn)結(jié)合兩年來(lái)的使用情況對(duì)工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行歸納總結(jié)，以供同行們參考。

1 道路現(xiàn)狀

本方案所研究的范圍西起同泉西路，東至南三環(huán)與西三環(huán)交叉口。道路從西向東先后與西北環(huán)高速公路、北同蒲鐵路、S206省道、大秦鐵路云聯(lián)線、大塘路、電廠運(yùn)煤專線及17條規(guī)劃的城市主干道或次干道相交。此外道路還先后跨過十里河總干渠、十里河?，F(xiàn)狀校南街從同泉西路開始向東沿著山西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院及大同煤炭高級(jí)技校南側(cè)圍墻直至同煤集團(tuán)腫瘤醫(yī)院長(zhǎng)約2．2 km，現(xiàn)狀道路為7．5 m的水泥路且其他市政設(shè)施基本尚無(wú)。道路所經(jīng)其余路段均為基本農(nóng)田。

2 設(shè)計(jì)原則

1)在遵守規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際地形結(jié)合周圍片區(qū)規(guī)劃及建筑具體情況，對(duì)道路線形進(jìn)行局部方案比選和調(diào)整，同時(shí)能滿足城市主干道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2)在主要節(jié)點(diǎn)上，結(jié)合道路的實(shí)際地形及道路或鐵路的性質(zhì)采取合理的交叉方式。3)完善校南街城市主干道的服務(wù)功能，充分研究道路交通流構(gòu)成情況，確定最佳道路橫斷面類型。4)道路設(shè)計(jì)盡量考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響。人性化景觀設(shè)計(jì)，關(guān)懷行人交通。

3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)道路等級(jí):城市Ⅰ級(jí)主干路;2)設(shè)計(jì)車速:60 km/h;3)標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100;4)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)荷載:城—A級(jí);5)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)年限:15年;6)橋下凈空:機(jī)動(dòng)車道5 m;非機(jī)動(dòng)車道3．5 m;7)抗震設(shè)防烈度:7度。

4 設(shè)計(jì)思路與工程實(shí)踐

4．1 平面設(shè)計(jì)

校南街是連接礦區(qū)、口泉區(qū)及城區(qū)的城市Ⅰ級(jí)主干道，總體線形呈扇形布置。本次設(shè)計(jì)是在規(guī)劃校南街的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并結(jié)合道路周圍規(guī)劃片區(qū)對(duì)道路線形進(jìn)行了合理調(diào)整比選。

方案一:該方案為原規(guī)劃線形，道路從同泉西路開始沿著現(xiàn)狀校南街向東經(jīng)過平泉路口后，直接向東穿過礦區(qū)公安局南側(cè)住宅樓、山西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院運(yùn)動(dòng)場(chǎng)及其東側(cè)住宅區(qū)，然后穿過大同煤炭高級(jí)技校繼續(xù)向東與西北環(huán)高速公路相交后，在高速公路東側(cè)沿著東北方向，依次與現(xiàn)狀北同蒲鐵路、省道206、十里河總干渠、十里河、大秦鐵路云聯(lián)線、大塘路、電廠運(yùn)煤專線相交后到達(dá)設(shè)計(jì)終點(diǎn)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是遵循大同市總體規(guī)劃，路網(wǎng)布局間距合理。缺點(diǎn)是破壞了山西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院及大同煤炭高級(jí)技校兩個(gè)學(xué)校的完整性，同時(shí)拆遷相對(duì)較大。方案二:該方案是在方案一的基礎(chǔ)上為了保證山西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院及大同煤炭高級(jí)技校兩個(gè)學(xué)校的完整性，將規(guī)劃道路線形向南局部調(diào)整，調(diào)整后的道路線形基本沿著校南街從兩個(gè)學(xué)校南側(cè)穿過，然后向東穿過西北環(huán)高速公路后與規(guī)劃線形合并。該方案的優(yōu)點(diǎn)是保證了山西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院及大同煤炭高級(jí)技校兩個(gè)學(xué)校的完整性，拆遷量較小。缺點(diǎn)是道路向南偏移143 m，改變了局部路網(wǎng)的間距密度。通過對(duì)以上兩個(gè)線形方案的比選，推薦采用方案二。

4．2 縱斷面設(shè)計(jì)

道路縱斷設(shè)計(jì)主要考慮該道路的交通性質(zhì)，周邊居民的出行方式，以及道路所處場(chǎng)地的地形、地貌等條件，本著滿足交通要求、防洪要求、居民出行方便快捷以及土方平衡等原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。道路縱斷面設(shè)計(jì)以沿線的排水渠標(biāo)高、現(xiàn)狀道路的標(biāo)高、鐵路頂進(jìn)箱涵處鐵軌頂標(biāo)高、河道防洪及沿線節(jié)點(diǎn)的相交方式等進(jìn)行道路豎向設(shè)計(jì)。

4．3 橫斷面設(shè)計(jì)

1)規(guī)劃校南街道路紅線寬50 m。推薦方案橫斷面布置為人非共板形式，即中間為4 m綠化分隔帶，兩側(cè)各14 m機(jī)動(dòng)車道、9 m路側(cè)帶(即:2 m樹穴帶、4 m非機(jī)動(dòng)車道、3 m人行道)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車完全分離，同時(shí)機(jī)動(dòng)車道相對(duì)較寬，道路通行能力較大。缺點(diǎn)是道路綠化面積相對(duì)較少。比較方案:橫斷面布置方式為人非共板形式，即中間為4 m綠化分隔帶，兩側(cè)各11 m機(jī)動(dòng)車道及12 m路側(cè)帶(即:5 m綠化帶、4 m非機(jī)動(dòng)車道、3 m人行道)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車完全分離，道路綠化面積相對(duì)較大。缺點(diǎn)是機(jī)動(dòng)車道相對(duì)較窄，道路通行能力相對(duì)較差。經(jīng)比選論證，最終采用推薦方案，道路橫斷面設(shè)計(jì)充分考慮交通量發(fā)展的可預(yù)見性，機(jī)動(dòng)車道采用雙向八車道，交通容量大，通行能力較高，符合道路作為聯(lián)接大同市西南區(qū)域紐帶的定位。道路設(shè)計(jì)以人為本，道路最終采用人非共板斷面形式，既科學(xué)合理地分配了有限的道路資源，又保證了行人、非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車各行其道的安全性。2)道路在下穿高速公路、鐵路時(shí)采取如下斷面:推薦斷面:該斷面為單箱四室的斷面，中間為兩孔均為15m的機(jī)動(dòng)車道，兩側(cè)各為1孔7m的非機(jī)動(dòng)車道及人行道共板。該方案的優(yōu)點(diǎn)是，下穿斷面同道路斷面基本一致，保證了直行車輛的連續(xù)流暢性。缺點(diǎn)是投資較高。比較斷面:該方案斷面為單箱四室的斷面，中間為兩孔均為12．5 m的機(jī)動(dòng)車道，兩側(cè)各為1孔7m的非機(jī)動(dòng)車道及人行道共板。該方案的優(yōu)點(diǎn)是斷面相對(duì)較小，投資較低。缺點(diǎn)是下穿斷面比道路斷面減少一個(gè)車道，對(duì)路線直行車輛造成一定影響。3)被交道路下穿斷面。道路與大塘路相交時(shí)，大塘路下穿校南街。下穿斷面為單箱兩室的斷面形式。每孔為12．5 m的機(jī)動(dòng)車道。

4．4 節(jié)點(diǎn)方案設(shè)計(jì)

校南街作為城市主干道，所以道路與城市主干路和次干路相交時(shí)盡量采取平交方式。對(duì)于道路與沿線鐵路、高速路及公路的交叉問題，根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的不同特點(diǎn)，進(jìn)行了優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。道路跨越沿線溝渠、河道，設(shè)計(jì)中綜合考慮其規(guī)劃斷面及高程，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算確定了橋型、橋梁斷面，保證了構(gòu)筑物的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。1)考慮到西北環(huán)高速公路的特殊性，相交時(shí)采用分離式立交，結(jié)合該段高速公路高路堤的實(shí)際地形，校南街采取下穿通過西北環(huán)高速公路。2)由于北同蒲鐵路與省道206線相互緊鄰，道路相交時(shí)須同時(shí)采取分離式立交，根據(jù)沿線鐵路地勢(shì)較高的情況，采取了主線全斷面下穿的方式通過。在主線人非系統(tǒng)外側(cè)增設(shè)8．5 m寬輔道與省道相連，交通流采用右進(jìn)右出方式實(shí)現(xiàn)。3)道路與大秦鐵路云聯(lián)線及電廠運(yùn)煤鐵路專線相交時(shí)采用分離式立交，道路采用下穿方式通過。4)大塘路作為運(yùn)煤專線公路，其車流量大且車輛行駛對(duì)道路兩側(cè)的景觀及噪聲影響較大，校南街作為城市主干路，景觀性要求高，根據(jù)其特性，校南街與大塘路相交時(shí)，維持校南街與周圍地形相近，采取大塘路下穿校南街的交通方式，以減少對(duì)道路景觀的影響。根據(jù)總體規(guī)劃，大塘路規(guī)劃紅線寬度為60 m，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)該節(jié)點(diǎn)按遠(yuǎn)期規(guī)劃一次形成，下穿斷面為兩孔12．5 m箱構(gòu)，兩側(cè)分別設(shè)7．5 m寬輔道、8．5 m寬人非系統(tǒng)與主線相交，交通流采用右進(jìn)右出方式實(shí)現(xiàn)。5)校南街與主次干道相交采用信號(hào)燈控制，道路與支路相交采取右進(jìn)右出，左轉(zhuǎn)交通通過周邊循環(huán)路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的交通組織方式。6)十里河跨河方案:根據(jù)規(guī)劃，十里河與校南街相交處規(guī)劃河道寬度為164 m，且現(xiàn)狀河道東側(cè)約150 m處即為大秦鐵路云聯(lián)線。方案共考慮了三種思路:整體上跨、整體下穿以及先上跨后下穿的方式，對(duì)于前兩種思路，主要考慮到工程造價(jià)高、對(duì)道路兩側(cè)土地開發(fā)的影響較大且影響的范圍廣。最終采取道路上跨十里河、后下穿大秦鐵路云聯(lián)線方案。本方案因現(xiàn)狀河道距北同蒲鐵路距離近，道路設(shè)計(jì)縱坡較大，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，因此需要將該處十里河的現(xiàn)狀河道略微向西偏移，上下游接順。橋梁采用5×33 m鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁。

4．5 路面結(jié)構(gòu)

針對(duì)大同市季節(jié)及晝夜溫差大容易引起路面橫向裂縫的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并結(jié)合以往在大同設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的實(shí)際問題，對(duì)規(guī)范所采用的水泥穩(wěn)定碎石中碎石的級(jí)配曲線進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)整細(xì)分，同時(shí)通過控制水泥穩(wěn)定碎石中水泥的含量，確定了水泥含量不超過5．5%比規(guī)范更加嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，并提出了如果無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，則采用提高水泥標(biāo)號(hào)或者采用質(zhì)量更加優(yōu)異的硅酸鹽水泥等設(shè)計(jì)理念。通過上述一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)，極大的減少由于水泥含量和碎石級(jí)配不合理而引起的半剛性水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向裂縫的產(chǎn)生。結(jié)合道路交通流量大、下穿通道多的特點(diǎn)，為了提高道路路面的強(qiáng)度與耐久性，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，上面層采用SBS瀝青改性劑，中面層采用抗車轍劑。使瀝青路面有更強(qiáng)的抗車轍能力和更長(zhǎng)久的使用壽命，從而全面提升和改善路面的質(zhì)量。機(jī)動(dòng)車道結(jié)構(gòu)總厚73 cm，面層總厚度為17 cm:4 cm厚細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13)+6 cm厚中粒式瀝青混凝土(AC-20，摻入0．4%抗車轍劑)+7 cm厚粗粒式瀝青混凝土(AC-25)，基層為20 cm厚水泥穩(wěn)定碎石(水泥暫定含量5%)，底基層為36 cm厚水泥穩(wěn)定砂礫(水泥含量暫定3%)。

4．6 路基處理

結(jié)合施工季節(jié)及施工特點(diǎn)考慮到施工差異，提出了土方路基碾壓施工應(yīng)在最佳含水量+2．0%范圍內(nèi)進(jìn)行，比規(guī)范更加嚴(yán)格的要求。道路在施工過程中遇到壓實(shí)度不夠或者軟地基情況，采取級(jí)配碎石換填及路基土晾曬相結(jié)合的方法，這樣既減少投資、保證了工程質(zhì)量，又加快了建設(shè)進(jìn)度。結(jié)合道路沿線的地質(zhì)及地下水位情況，道路在下穿通道路段多處于地下水位以下。在設(shè)計(jì)箱構(gòu)時(shí)采用了內(nèi)、中、外三層的立體防水體系。對(duì)兩側(cè)引道處于地下水位以下的路段，采用鋼筋混凝土U形槽解決路基防水問題。

4．7 其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)在雨水口的設(shè)計(jì)上考慮從校南街的美觀出發(fā)，采用立篦式雨水口，考慮到立篦收水不足，將雨水口進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，在檢修蓋板上開孔收水，實(shí)施以來(lái)效果極佳。2)道路范圍內(nèi)各種管線布置合理，在規(guī)范許可的情況下將管線布置在道路兩側(cè)人行道及非機(jī)動(dòng)車道下，以避免由于機(jī)動(dòng)車道上檢查井施工不到位而引起的檢查井周圍路面塌陷等病害。

5 工程運(yùn)行效果及社會(huì)效益

道路運(yùn)行兩年來(lái)，路基、路面質(zhì)量良好，未出現(xiàn)裂縫及沉陷，這與道路的路基處理得當(dāng)、管線布置的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，充分證明了設(shè)計(jì)的合理性。道路的實(shí)施進(jìn)一步完善了大同市的總體路網(wǎng)，使得大同市路網(wǎng)整體優(yōu)勢(shì)得以進(jìn)一步發(fā)揮，校南街與西三環(huán)、同泉西路一同構(gòu)成了大同市西南部區(qū)域出行的快速通道，極大的緩解了西南部城區(qū)的交通壓力。在一定程度上吸引了大量的城區(qū)與口泉區(qū)的交通流，減輕了大慶路和同泉路的交通壓力。道路實(shí)施的同時(shí)對(duì)全線實(shí)施綠化工程，整個(gè)道路呈現(xiàn)出“三季有花、四季常綠、人在景中、景隨人行”的景觀效果，徹底改變了大同市西南部的落后面貌，完善了城市職能，全面提升了城市形象，同時(shí)道路的建設(shè)也為口泉區(qū)能源工業(yè)的發(fā)展壯大奠定了良好的基礎(chǔ)條件，由此可以看出交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)于一座城市的發(fā)展具有強(qiáng)大的帶動(dòng)作用。

［1］大同市城市總體規(guī)劃(2005—2020年)［Z］．

［2］CJJ 37-90，城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［4］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［5］JTG D30-2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．