云南山地城市道路設(shè)計(jì)技術(shù)研究分析

羅振帥

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 610081）

0 引 言

我國(guó)幅員廣闊，地形地貌復(fù)雜多變，山地約占總陸地面積1/3，接近一半的城市城鎮(zhèn)位于山地中。近年來，伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)人口和用地規(guī)模不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了交通擁堵、城鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量差等一系列問題，建設(shè)城鎮(zhèn)新區(qū)則能很好地解決這一問題。本文以云南省鎮(zhèn)雄縣南部新區(qū)新型城鎮(zhèn)化綜合建設(shè)項(xiàng)目為依托，就山地城市新區(qū)建設(shè)在道路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的技術(shù)要點(diǎn)展開了梳理分析，希望可以為從事類似工程的同行帶來一定的參考。

1 工程概況

鎮(zhèn)雄縣地處云南、四川、貴州三省結(jié)合部，以鎮(zhèn)畢高速—鎮(zhèn)鳳公路和鎮(zhèn)赫公路—鎮(zhèn)敘公路和鎮(zhèn)威公路為軸線。鎮(zhèn)雄縣南部新區(qū)新型城鎮(zhèn)化綜合建設(shè)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱南部新區(qū)項(xiàng)目）區(qū)域位于鎮(zhèn)雄縣南部，以“五橫五縱一環(huán)”為主干路網(wǎng)，形成“組團(tuán)道路成網(wǎng)，外圍道路成環(huán)”的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“通達(dá)川貴，輻射鄉(xiāng)村”的交通格局，主要包括27 條市政道路（含道橋工程、給排水工程、電力通信工程、照明工程、交通工程及其他附屬設(shè)施等）。

2 山地城市道路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

作為城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，山地城市道路是為了滿足市民日常出行和交通運(yùn)輸?shù)男枰?。影響山地城市道路設(shè)計(jì)的因素很多，應(yīng)綜合考慮以下三點(diǎn)：

（1）因地制宜布置路網(wǎng)原則

山地城市大多依山靠水而建，地形條件復(fù)雜，道路平面和縱斷面條件限制因素多。規(guī)劃道路路網(wǎng)時(shí)應(yīng)因地制宜，充分結(jié)合現(xiàn)狀地形地貌和出行需求，靈活采用步行街等道路形式，滿足不同城區(qū)組團(tuán)的交通聯(lián)絡(luò)需求。

（2）安全可靠高效原則

山地城市道路不僅要滿足行車的安全性、舒適性，還要考慮控制投資、便于施工和養(yǎng)護(hù)，道路運(yùn)營(yíng)中使用者滿意，減少交通事故的發(fā)生，確保人民出行便捷，為城市發(fā)展帶來生機(jī)活力[1]。

（3）遵循國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方指導(dǎo)意見原則

在項(xiàng)目建設(shè)過程中除了要遵循國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，地方也會(huì)對(duì)城市發(fā)展做出更明確細(xì)致的指導(dǎo)意見，比如道路縱斷面坡度要求、非機(jī)動(dòng)車道要求等。在道路建設(shè)中可通過多方案比選做出適當(dāng)選擇。

3 山地城市道路設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

山地城市道路設(shè)計(jì)是城市建設(shè)中一個(gè)既微觀又宏觀的問題，既要體現(xiàn)整體城市設(shè)計(jì)理念，又要體現(xiàn)山地城市特征。對(duì)山地城市道路的設(shè)計(jì)要從功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性等多方面綜合考量，體現(xiàn)城市發(fā)展的可持續(xù)性。

3.1 道路平縱設(shè)計(jì)

南部新區(qū)在路網(wǎng)規(guī)劃階段已充分考慮了現(xiàn)狀地形地貌特點(diǎn)、交通出行、城市用地以及景觀需求，采用分區(qū)規(guī)劃的思路，道路布局模式為方格網(wǎng)狀，有機(jī)聯(lián)系各組團(tuán)，城市主干路、次干路、支路、步行街布局合理，既能夠快速有效地疏散對(duì)外交通，也可以滿足日常出行要求，使區(qū)域道路交通系統(tǒng)保持暢通。

2013 年12 月，云南省出臺(tái)了《云南省山地城鎮(zhèn)道路工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（以下簡(jiǎn)稱《導(dǎo)則》），《導(dǎo)則》在云南省山地城市提高土地資源利用價(jià)值等方面具有較強(qiáng)指導(dǎo)性。根據(jù)《導(dǎo)則》要求，當(dāng)出現(xiàn)道路平面線形個(gè)別設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)不到規(guī)范要求的情況時(shí)，應(yīng)結(jié)合道路功能、城鎮(zhèn)土地利用、交通管理等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)專項(xiàng)論證，確保平面設(shè)計(jì)方案合理[2]。

在道路平面設(shè)計(jì)過程中，在避免線形突變的前提下，可適當(dāng)縮小圓曲線半徑，各曲線組成要素要圓滑平順，線形反復(fù)變化的路段避免采用短直線。根據(jù)《導(dǎo)則》建議：主干路是城市路網(wǎng)的骨架，也是連接城市各主要分區(qū)的交通干道，應(yīng)保證其快速且通暢的要求，因此主干路最大縱坡一般值為7%，極限值為9%，同時(shí)明確，當(dāng)設(shè)計(jì)速度為40 km/h 時(shí)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，坡度可增加1%；次干路及支路是生活性道路，主要交通功能為日常出行，對(duì)車行速度要求不高，因此次干路最大縱坡一般值為8%，極限值為10%，支路最大縱坡一般值為9%，極限值為12%[2]。道路平面和縱斷面設(shè)計(jì)屬于山地城市道路設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)，應(yīng)對(duì)其運(yùn)行速度、視距等進(jìn)行驗(yàn)算，同時(shí)注意設(shè)置減速帶、防撞護(hù)欄、警示標(biāo)志等設(shè)施，改善車輛運(yùn)行條件，保障車輛和行人的人身安全。

3.2 道路橫斷面設(shè)計(jì)

道路橫斷面設(shè)計(jì)表現(xiàn)了城市交通的空間管理和位置分配。在滿足道路交通功能的前提下，道路橫斷面要保證各類管線的位置、間距和埋深的合理性，同時(shí)也要結(jié)合上位規(guī)劃要求進(jìn)行道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的設(shè)計(jì)[1]。

山地城市的道路橫斷面有路堤、路塹、半填半挖、橋隧等形式，應(yīng)充分利用現(xiàn)狀地形避免“大填大挖”。當(dāng)填方高度大于20 m 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行高填方和橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，保證道路橫斷面設(shè)計(jì)與周邊地塊、開發(fā)模式和強(qiáng)度相協(xié)調(diào)。鎮(zhèn)雄縣南部新區(qū)路網(wǎng)縱坡基本均大于3.5%，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)亟煌ǔ鲂行枨?，片區(qū)路網(wǎng)未設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道，僅保留機(jī)動(dòng)車道和人行道。

3.3 路基防護(hù)設(shè)計(jì)

山地地區(qū)的原始地質(zhì)地貌大多復(fù)雜，在路基防護(hù)工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)緊密結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告和項(xiàng)目所在地的成熟建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，做到合理靈活。

根據(jù)《導(dǎo)則》，同時(shí)結(jié)合南部新區(qū)建設(shè)時(shí)序要求，邊坡防護(hù)采用統(tǒng)一模式。當(dāng)填方邊坡高度小于8 m時(shí)采用植草防護(hù)；當(dāng)填方邊坡高度大于等于8 m 并小于24 m 時(shí)，第一級(jí)邊坡坡面采用植草護(hù)坡，第二級(jí)、第三級(jí)采用菱形骨架護(hù)坡；當(dāng)填方邊坡高度大于等于24 m 時(shí)，第一級(jí)邊坡采用植草護(hù)坡，第二級(jí)、第三級(jí)采用菱形骨架護(hù)坡，第四級(jí)及以下采用漿砌片石護(hù)坡。當(dāng)挖方邊坡高度＜8 m 時(shí)采用植草防護(hù)；當(dāng)挖方邊坡高度大于等于8 m 并小于24 m 時(shí)，第一級(jí)邊坡坡面采用植草護(hù)坡，第二級(jí)、第三級(jí)采用拱形骨架護(hù)坡；當(dāng)挖方邊坡大于等于24 m 時(shí)，第一級(jí)邊坡采用植草護(hù)坡，第二級(jí)、第三級(jí)采用拱形骨架護(hù)坡，第四級(jí)及以上采用掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)坡[2]。對(duì)于高邊坡，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)邊坡坡率和地質(zhì)條件等條件，使用理正巖土、GeoStudio 等巖土計(jì)算模擬軟件進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，保證邊坡穩(wěn)定。后期通過地面位移監(jiān)測(cè)等措施加強(qiáng)對(duì)邊坡位移變化的觀測(cè)。

3.4 特殊路基設(shè)計(jì)

特殊路基一般指特殊巖土地段和不良地質(zhì)地段的路基，其路用性能受自然因素影響強(qiáng)烈。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，鎮(zhèn)雄縣南部新區(qū)特殊路基主要包括紅黏土和軟弱土兩種。

主要礦物成分為碳酸鹽類的巖石經(jīng)過強(qiáng)烈的物理化學(xué)風(fēng)化后形成一種高塑性黏土，即紅黏土，一般呈褐色、棕紅色等顏色。紅黏土具有透水性差、脹縮性大、壓實(shí)難度大等特點(diǎn)，在施工過程中也容易造成溜塌、坍塌[2]。紅黏土路基處理方法有兩種：一是換填法，部分或全部清除紅黏土，采用當(dāng)?shù)赝杆粤己玫纳暗[或土夾石等材料換填，以消除或減少路基脹縮變形；二是土性改良法，選用石灰或水泥等無機(jī)結(jié)合料進(jìn)行處置，其最佳摻合量通過實(shí)驗(yàn)室確定。

軟弱土指淤泥、淤泥質(zhì)土、部分沖填土及其他高壓縮性土。軟弱土具有含水率高、孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高等特性，容易因?yàn)椴痪鶆虺两祵?dǎo)致路基破壞。軟土路基處理方法有兩種：一是厚度小于3 m時(shí)，采用無機(jī)結(jié)合料淺層拌和、挖除換填、拋石擠淤等淺層處理措施；二是厚度大于3 m 時(shí)，采用粒料樁、加固土樁、剛性樁等深層處理措施[5]。后期通過壓實(shí)沉降差法和沉降差曲線法等方法對(duì)特殊路基處理段進(jìn)行觀測(cè)。

在城鎮(zhèn)新區(qū)建設(shè)過程中，先期通車的道路可能會(huì)通行大量工程車，山地丘陵地區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中要緊密結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，合理、靈活地解決特殊路基問題。根據(jù)場(chǎng)地地表特點(diǎn)，特殊地區(qū)如河溝、池塘段應(yīng)加密地勘鉆孔以準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，同時(shí)設(shè)計(jì)人員要掌握工程地質(zhì)專業(yè)知識(shí)。圖1 和圖2 為含高嶺土泥巖層軟弱土現(xiàn)場(chǎng)照片。

圖1 橫三路含高嶺土泥巖層軟弱土

圖2 南環(huán)路含高嶺土泥巖層軟弱土

3.5 交叉口渠化設(shè)計(jì)

城鎮(zhèn)新區(qū)道路的特點(diǎn)之一是路網(wǎng)密度大、交叉口間距小，交叉口渠化設(shè)計(jì)直接影響了交通通行效率[3]。在進(jìn)行交叉口渠化設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)交通量做出正確預(yù)測(cè)，綜合考慮相交道路等級(jí)、道路縱坡地形條件、近遠(yuǎn)期綜合交通規(guī)劃、交通管理制度等因素，合理選擇交通渠化形式，保證交叉口處車流能夠安全、通暢、舒適地通行，同時(shí)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)[4]。

南部新區(qū)項(xiàng)目交叉口渠化設(shè)計(jì)包括拓寬路口設(shè)置左/右轉(zhuǎn)彎車道、設(shè)置安全島和二次過街島等，盡量保證片區(qū)內(nèi)部交叉口渠化風(fēng)格完整統(tǒng)一。以西城景觀大道（主干路）和縱二路北段（次干路）交叉口為例，通過擴(kuò)寬紅線3.5 m 增加右轉(zhuǎn)車道進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)，以停止線為起點(diǎn)計(jì)算出展寬段長(zhǎng)為85 m，漸變段長(zhǎng)為30 m，交叉口內(nèi)通過交通標(biāo)線設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)，有效提高了交通通行能力。將人行橫道處的中央分隔帶斷開，設(shè)置二次過街安全島，保證行人過街的安全性。在部分交角較大的斜交交叉口設(shè)置導(dǎo)流島，導(dǎo)流島外側(cè)右轉(zhuǎn)車道寬4 m，保證了行車軌跡的平順。圖3 為交叉口渠化設(shè)計(jì)圖。

圖3 交叉口渠化設(shè)計(jì)圖

3.6 道路景觀設(shè)計(jì)

和傳統(tǒng)城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)比，城市新區(qū)的建設(shè)更強(qiáng)調(diào)以人為本的理念，突出“青山綠水就是金山銀山”。雖然山地城市受到地形地貌限制，但其高低起伏的特點(diǎn)也可以帶來錯(cuò)落有致的景觀效果。西城景觀大道和南城景觀大道為南部新區(qū)主軸道路，均有11 m中央景觀帶和20 m 路側(cè)景觀綠化帶。景觀綠化以起伏的地形塑造為基底，進(jìn)行堆坡造勢(shì)，配置層次分明的喬灌木植物組團(tuán)，形成疏密有致、季相分明的混交林景觀，其中喬木/ 灌木/ 地被比例約為5∶3∶2，以達(dá)到隔離、觀賞、生態(tài)等功能目標(biāo)。其他主次干路和支路的綠化帶以當(dāng)?shù)爻Ｒ娡ナa樹和時(shí)令花卉為主，突出綠化層次，并與景觀小品相結(jié)合，豐富城市街景。

城市新區(qū)的市政道路不僅承擔(dān)著交通功能，同時(shí)也代表了城市形象。在設(shè)計(jì)過程中，市政道路應(yīng)與水體、山體等做好銜接，條件允許時(shí)，應(yīng)將建筑退距線、綠線、道路紅線統(tǒng)籌考慮。對(duì)植物的選擇既要結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境，也要做到“三季有花，四季常綠”的效果，體現(xiàn)出山地城市多維立體的景觀特點(diǎn)，形成路、山、城于一體的景觀特色風(fēng)貌，彰顯出山地城市的景觀特點(diǎn)[6]。

4 結(jié) 語

在山地城市道路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合其顯著特點(diǎn)，在遵循建設(shè)原則的前提下，充分結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。要強(qiáng)化各參建單位的管理理念，才能確保城市道路高質(zhì)量的最終形成。道路設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行山地城市道路設(shè)計(jì)時(shí)，一定要從功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、可操作性等多方面綜合考量才能確定合理方案，從而充分展示山地城市特色。