栗志杰
(北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司,北京市 100082)
淺析環(huán)保理念在道路改擴建工程中的應(yīng)用
栗志杰
(北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司,北京市 100082)
隨著綠色公路概念的提出,環(huán)保措施的應(yīng)用將成為道路建設(shè)的主流。以京藏高速北輔路(西關(guān)環(huán)島-南辛路)改擴建工程為依托,從再生路面材料利用、路基土方利用、施工導(dǎo)行臨時結(jié)構(gòu)與永久結(jié)構(gòu)的結(jié)合等方面對環(huán)保理念的應(yīng)用進行闡述。關(guān)鍵詞:道路;改擴建;環(huán)保;路面結(jié)構(gòu)
黨的十八屆五中全會在“十三五”規(guī)劃建設(shè)中提出了“創(chuàng)新發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、綠色發(fā)展、開放發(fā)展、共享發(fā)展”的五大發(fā)展理念,強調(diào)綠色是永久發(fā)展的必要條件和人民對美好生活追求的重要體現(xiàn)。綠色公路概念的提出是落實綠色發(fā)展理念的重要體現(xiàn)。環(huán)保理念作為其中的重要組成部分,在我國的綠色公路研究和實踐工作中已取得一定成就。隨著城鎮(zhèn)化進程的加快,道路建設(shè)飛速發(fā)展,既有道路的改擴建項目越來越多。改擴建工程的建設(shè)條件往往比新建工程更加復(fù)雜,如何在改擴建工程中確定合理的、環(huán)保的、經(jīng)濟的設(shè)計方案成為設(shè)計人員和管理者需要面對的重要問題。
京藏高速北輔路(西關(guān)環(huán)島—南辛路)改擴建工程位于北京市昌平區(qū)西北部,是連接城區(qū)與周邊鎮(zhèn)區(qū)的主要聯(lián)系通道之一,也是區(qū)域路網(wǎng)主要對外通道之一。同時,沿線旅游資源豐富,旅游交通功能明顯。道路規(guī)劃為城市主干路,設(shè)計速度40km/h。
現(xiàn)況北輔路全寬12m,其中混行車道寬10.5m,布置單向2車道,外側(cè)設(shè)置1.5m寬人行道。本次改擴建工程道路標準橫斷面采用單向兩幅路形式,機動車道寬11.5m,布置3條機動車道,機非分隔帶寬2.5m,非機動車道寬3.5m,外側(cè)人行道寬4m(內(nèi)設(shè)1.5m寬連續(xù)綠化帶),路基全寬21.5m。本次改擴建工程設(shè)計線位基本沿現(xiàn)況道路布設(shè),對現(xiàn)況道路向北側(cè)進行加寬,加寬寬度≥9.5m,如圖1所示。
圖1 改擴建道路與現(xiàn)狀道路關(guān)系圖(單位:m)
現(xiàn)狀道路為地平道路,道路標高與兩側(cè)場平標高持平。由于道路路側(cè)開口較多,且距離道路較近,新建道路標高無法抬高,道路縱斷面設(shè)計只能按照現(xiàn)況道路標高進行擬合。
道路全線共與4條河道相交,全線設(shè)置橋梁4座,其中有一座橋梁為加固利用,另外3處均為拆除新建。
隨路同步布設(shè)雨水、污水、給水、再生水、電力、燃氣和電信等市政管線。
考慮到區(qū)域路網(wǎng)對現(xiàn)況道路的依賴性,工程施工無法斷路,同時道路施工與管線施工相互交叉,為保證施工工期的順利開展,根據(jù)新建道路與現(xiàn)況道路的相對關(guān)系,提出四步導(dǎo)行方案。
第一步:現(xiàn)況道路正常通行,修建遠期非機動車道和人行道范圍的管線工程(雨水、燃氣、污水),并新建9.5m寬臨時導(dǎo)行路,同步實施路側(cè)開口,如圖2所示。
圖2 施工導(dǎo)行第一步(單位:m)
導(dǎo)行路需保證現(xiàn)況道路行車道的正常通行。標準段導(dǎo)行路北邊線與遠期人行道北邊線重合。當按照此準則修建導(dǎo)行路占用現(xiàn)況行車道時,則以現(xiàn)況行車道北邊線為導(dǎo)行路的南側(cè)控制邊線,向北側(cè)修建導(dǎo)行路,并與兩側(cè)導(dǎo)行路接順。
導(dǎo)行路排水采用管線排水,將遠期非機動車道雨水支管延伸至導(dǎo)行路北邊線,并在導(dǎo)行路北邊線處設(shè)置單箅雨水口。
第二步:利用導(dǎo)行路組織交通,修建遠期機動車道范圍的市政管線(信息、給水、再生水和電力)和機動車道,如圖3所示。
第三步:利用新建機動車道組織交通,銑刨遠期機非分隔帶、連續(xù)綠化帶范圍的導(dǎo)行路;拆除導(dǎo)行路單篦雨水口(雨水支管可保留);對導(dǎo)行路路面進行修補,實施路緣石工程、雨水口工程;利用導(dǎo)行路路面結(jié)構(gòu),修建非機動車道和人行道。如圖4所示。
圖4 施工導(dǎo)行第三步(單位:m)
第四步:完成交通工程、綠化工程及其他附屬工程,如圖5所示。
該工程對現(xiàn)況道路進行改擴建,同時新建多條市政干線。由于新建道路縱斷面設(shè)計標高與現(xiàn)況道路和路側(cè)場平標高基本一致,擴建道路部分路基土方呈現(xiàn)挖方大于填方的特點。同時,新建市政管線也會產(chǎn)生大量的棄方。
根據(jù)地質(zhì)勘查揭示的場地地層構(gòu)成情況,土層上部填土層厚0.5~4.5m,土質(zhì)為粉土素填土和雜填土。填土穩(wěn)定性差,需挖除或夯實。填土以下為一般第四紀坡洪積層,屬于同一工程地質(zhì)單元,成因年代相同,場地較穩(wěn)定,適宜項目建設(shè)。
基于以上工程特點,結(jié)合現(xiàn)場土質(zhì)情況,按照“零棄方、零借方”的設(shè)計原則開展路基處理工作。
現(xiàn)況路面結(jié)構(gòu)面層、基層均采用銑刨處理,統(tǒng)一回廠循環(huán)利用?,F(xiàn)況部分路段路面結(jié)構(gòu)布置有一層30cm級配砂礫墊層,挖除過程需單獨操作、單獨堆放,用于橋頭路基處理使用。
受河道規(guī)劃限制,該工程需拆除現(xiàn)況小橋3座。被拆除混凝土結(jié)構(gòu)、砌石結(jié)構(gòu)經(jīng)破碎處理后作為河道海漫使用。
對挖除土方進行分類堆放。表層填土層經(jīng)篩除水泥塊、植物根系等雜質(zhì)后,作為綠化種植土使用;第四紀坡洪積層按照土層分類,分層回填管線肥槽和路基路床。
受道路豎向設(shè)計控制,現(xiàn)場挖方除滿足路基填土使用外,不可避免地產(chǎn)生大量棄方。為避免棄土隨意堆放,由建設(shè)單位統(tǒng)一協(xié)調(diào)用于其他同期開展的道路土方工程中,若有結(jié)余,可結(jié)合地區(qū)土地開發(fā)規(guī)劃,統(tǒng)一利用,實現(xiàn)廢棄資源有效整合,避免資源的浪費和對生態(tài)環(huán)境的破壞。
4.1 設(shè)計原則
路面結(jié)構(gòu)類型為瀝青混凝土路面,并采用再生材料。工程有約70%路段非機動車道和人行道位于導(dǎo)行路范圍。為避免拆除導(dǎo)行路產(chǎn)生大量廢料,新建非機動車道和人行道結(jié)構(gòu)結(jié)合導(dǎo)行路臨時路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。
4.2 結(jié)構(gòu)組合
機動車道路面結(jié)構(gòu)(見表1):路面結(jié)構(gòu)采用城市主干路標準,設(shè)計采用總重100kN單軸雙輪組軸載(BZZ-100)為標準軸載。采用標準軸載作用下的多層彈性連續(xù)體系,以設(shè)計彎沉值為路面整體剛度的設(shè)計指標計算路面厚度,并核算瀝青混凝土路面層和半剛性基層彎拉應(yīng)力強度。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期為15a。處理后路基頂面回彈模量Eo值不低于30MPa。導(dǎo)行路路面結(jié)構(gòu)見表2。
表1 機動車道路面結(jié)構(gòu)
表2 導(dǎo)行路路面結(jié)構(gòu)
非機動車道路面結(jié)構(gòu)分為新建結(jié)構(gòu)和利用導(dǎo)行路結(jié)構(gòu)兩種情況。新建結(jié)構(gòu)見表3。
利用導(dǎo)行路路面結(jié)構(gòu)段:實施前根據(jù)現(xiàn)場情況對導(dǎo)行路面層進行病害處理,處理方式為局部銑刨結(jié)構(gòu)表面層5cm,加鋪5cm熱再生中粒式瀝青混凝土AC-20C,其上與新建結(jié)構(gòu)統(tǒng)一加鋪4cm熱再生中粒式瀝青混凝土ZAC-16C。
人行道路面結(jié)構(gòu)也分為新建結(jié)構(gòu)和利用導(dǎo)行路結(jié)構(gòu)兩種情況:新建人行道路面結(jié)構(gòu)為6cm透水型步道方磚+2cmRM7.5砌筑砂漿臥底+20cm石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石,總厚28cm;利用導(dǎo)行路路面結(jié)構(gòu)段為導(dǎo)行路路面結(jié)構(gòu)上加鋪6cm步道方磚+2cmRM7.5砌筑砂漿臥底+11cm現(xiàn)澆C15豆石混凝土,總厚19cm。
4.3 小結(jié)
該工程理論回收瀝青混凝土混合料9320t,利用再生瀝青混合料5049t,消納比例54.2%。導(dǎo)行路總面積23752m2,其中非機動車道和人行道利用14293m2,利用比例60%,減少產(chǎn)生瀝青混合料1685t。
綠色公路是通過技術(shù)創(chuàng)新和新材料、新設(shè)備、新工藝的利用,使公路在全壽命周期內(nèi)建設(shè)與養(yǎng)護所消耗的資源、能源及排放顯著降低的一種公路發(fā)展模式。綠色公路是一個廣義的概念,是一項系統(tǒng)工程,不僅僅局限于節(jié)能、環(huán)保、低碳、循環(huán)等工程措施,應(yīng)拓寬為廣義的綠色,即在可持續(xù)和全生命周期的理念下,統(tǒng)籌公路發(fā)展的各階段和內(nèi)外環(huán)境實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。道路改擴建作為系統(tǒng)中的一環(huán),應(yīng)注重改建和重建方案、廢舊材料利用,以及施工技術(shù)革新等方面。
該工程由于工程規(guī)模相對較小,僅僅在再生路面材料利用、路基土方利用、施工導(dǎo)行臨時結(jié)構(gòu)與永久結(jié)構(gòu)的結(jié)合等方面開展工作。設(shè)計過程中深刻體會到,理念的落實需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的努力,自上而下地做好筑路新材料的技術(shù)研發(fā)和推廣、設(shè)計人員的培訓(xùn)、施工技術(shù)的規(guī)范化等方面的工作,最終形成具有本地特色的一套道路建設(shè)流程和行業(yè)標準。
U418.8
:B
:1009-7716(2017)02-0030-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.02.009
2016-12-21
栗志杰((1984-),男,河北石家莊人,工程師,從事道路工程設(shè)計工作。