市政道路工程路基路面規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

張竟

（揚(yáng)州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州 225000）

1 市政道路工程路基路面設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.1 路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1.1 橫斷面設(shè)計(jì)

在橫斷面設(shè)計(jì)前，需要充分了解機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)、公交車(chē)等交通工具的通行量，務(wù)必考慮城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，根據(jù)城市的規(guī)劃發(fā)展情況進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，預(yù)測(cè)未來(lái)交通需要，滿(mǎn)足城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。同時(shí)也需要考慮居民的感受，居民對(duì)市政道路的感受主要來(lái)自橫斷面寬高比和視覺(jué)感受。因此，需要加強(qiáng)對(duì)道路工程兩側(cè)的綠化，通過(guò)景觀設(shè)計(jì)提高其視覺(jué)感受，保證道路工程、道路工程景觀和附近生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，使市政工程和附近環(huán)境相融合。同時(shí)市政工程橫斷面寬度和附近街道的寬度比，應(yīng)按照綜合情況進(jìn)行考量，保證兩者相協(xié)調(diào)。此外，市政工程經(jīng)常面臨著和市政管線的沖突，很多施工現(xiàn)場(chǎng)下方存在大量的市政管線，且大部分管線直接填埋在橫斷面下方，工程兩側(cè)空間不足，需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行充分的調(diào)查。

橫斷面有多種組合形式，應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選擇。其中，單幅路具有占地面積小的優(yōu)勢(shì)，施工成本較低，主要用于車(chē)流量較小的道路斷面，無(wú)須設(shè)置分隔帶，主要通過(guò)標(biāo)志和標(biāo)線進(jìn)行機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)的分流。雙幅路則使用隔離帶進(jìn)行劃分，可以避免機(jī)動(dòng)車(chē)之間互相干擾。主干路、次干路主要采用雙幅路。三幅路則需要增加公交線路，主要用于交通量大的主干道，滿(mǎn)足公交車(chē)?？空镜男枰?。四幅路占地面積最大，可容納更多的車(chē)流量，為了保證機(jī)動(dòng)車(chē)安全駕駛，對(duì)三幅路機(jī)動(dòng)車(chē)道進(jìn)行進(jìn)一步劃分形成四幅路。

1.1.2 邊坡加固

城市道路邊坡加固主要使用支擋加固和坡面防護(hù)兩種方式。坡面防護(hù)一般情況下只應(yīng)用于路基邊坡穩(wěn)定的工程中，用于預(yù)防坡面風(fēng)化，避免受到雨水的沖刷。邊坡支擋也能改善內(nèi)部應(yīng)力情況，起到加固邊坡的作用。坡面防護(hù)可以采用剛性、柔性以及復(fù)合防護(hù)形式。剛性防護(hù)主要使用圬工材料進(jìn)行防護(hù)；柔性防護(hù)主要使用土工織物以及化學(xué)改良法進(jìn)行防護(hù)；復(fù)合防護(hù)則使用剛性和柔性結(jié)合的方法進(jìn)行防護(hù)。支檔加固措施包括預(yù)應(yīng)力錨桿、抗滑樁等多種防護(hù)形式，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇防護(hù)方式。

1.2 路面設(shè)計(jì)

圖1所示為路面結(jié)構(gòu)層。在市政工程中最常使用的路面材料為瀝青混合料，瀝青混合料具有更強(qiáng)大的承受力，能夠滿(mǎn)足路面抗滑性能，且平整度更高，更有利于保證駕駛安全。

圖1 瀝青路面結(jié)構(gòu)層圖示

路面設(shè)計(jì)需要充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的水文條件，綜合評(píng)估氣候、交通流量等。結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，瀝青混合料的厚度并非越大越好，應(yīng)根據(jù)100 km/h的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用多層彈性體系理論計(jì)算路面的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力等參數(shù)。最終確定瀝青混合料的厚度。為了避免雨水滲透到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，應(yīng)使用密集配混合料。下方設(shè)置防水層以有效延長(zhǎng)路面的使用壽命，降低路害的發(fā)生率。基層結(jié)構(gòu)是承受荷載的重要結(jié)構(gòu)，主要包括粗集料、瀝青以及細(xì)集料，瀝青是影響路面性能的關(guān)鍵，碎石和瀝青混合料之間存在黏附性，使用粗集料務(wù)必要就近取材，可節(jié)約交通運(yùn)輸費(fèi)用，降低工程成本。細(xì)集料應(yīng)選擇無(wú)雜質(zhì)、干凈的材料，主要包括天然砂、石屑等，其中最常見(jiàn)的為天然砂。

市政工程路面主要承重結(jié)構(gòu)為基層，因此，基層材料務(wù)必選擇耐久性和承載能力強(qiáng)的材料，材料模量盡量選擇和面層模量一致的材料。若基層材料模量過(guò)小，將造成結(jié)構(gòu)層承受的壓力增加，極易造成路面破損。而基層模量過(guò)大反而會(huì)出現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力過(guò)大，使結(jié)構(gòu)形成剪切狀破壞[1]。瀝青路面基層材料的選擇應(yīng)綜合評(píng)估其力學(xué)特征，選擇半剛性基層材料，主要添加粉煤灰、石灰、水泥等材料，具有較強(qiáng)的承載能力和穩(wěn)定性，在工程中使用較為廣泛。

2 市政道路工程路基路面規(guī)劃設(shè)計(jì)案例

2.1 工程概況

以某市市政次干路工程為例，工程全長(zhǎng)670 m，寬36 m，面積24 944 m2，是城市市政骨干線路，可有效改善交通壓力，有利于城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。該路段途經(jīng)站點(diǎn)較多，為重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，施工現(xiàn)場(chǎng)有燃?xì)夤艿?，無(wú)其他市政管線。該工程使用雙向4車(chē)道，需要按時(shí)交工。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)全面考察工程現(xiàn)場(chǎng)的情況，了解交通走線、建筑物等情況進(jìn)行路面路基的規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證工程和各道路有序銜接，和景觀自然環(huán)境協(xié)調(diào)共處，保證線路路線科學(xué)合理[2]。需要充分掌握水文、地質(zhì)等條件，避開(kāi)不利因素，保證道路設(shè)計(jì)符合城市市政道路技術(shù)指標(biāo)。由于工程沿線存在地鐵線路，為服務(wù)于人民預(yù)留線路，需要在地鐵站點(diǎn)合理規(guī)劃線路。

2.2 縱斷面設(shè)計(jì)

縱斷面設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制地鐵站出入口標(biāo)高，嚴(yán)格控制既有建筑標(biāo)高。要準(zhǔn)確計(jì)算道路縱斷面最小半徑和波長(zhǎng)，詳細(xì)分析交叉口道路、路面高程。工程縱斷面受到河道橋涵、地鐵入口、建筑結(jié)構(gòu)、地塊標(biāo)高等影響，要將縱坡控制在0.3%~4%，設(shè)計(jì)車(chē)速為50 km/h。該工程采取雙向四車(chē)道橫斷面，總寬度為36 m，其中，人行道3.5 m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道3.5 m，機(jī)非隔離帶離1.5 m，機(jī)動(dòng)車(chē)道8 m，中央綠化帶3m，車(chē)行道8 m，機(jī)非分隔帶1.5 m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道3.5 m，人行道3.5 m。

2.3 路基設(shè)計(jì)

路基設(shè)計(jì)時(shí)要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格遵守以下原則：

1）要求路基穩(wěn)定性、均勻性以及密實(shí)度達(dá)到要求，路基工程必須穩(wěn)定可靠。一旦遇到濕度高或梅雨季節(jié)，應(yīng)保證路槽底面干燥平整，路基頂面回彈模量不應(yīng)低于30 MPa，非機(jī)動(dòng)車(chē)道以及人行道頂面回彈模量不應(yīng)低于20 MPa，需要提前到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，模擬后根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果決定是否提高路基強(qiáng)度，確保上述指標(biāo)得以落實(shí)。若土基強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足上述參數(shù)，還需要額外對(duì)地基進(jìn)行加固處理，以保證路基具備良好的支撐能力和穩(wěn)定性，能夠滿(mǎn)足市政工程的要求。

2）需要使用路基填筑材料，積極選擇工業(yè)廢料或可回收材料進(jìn)行施工，提高工程的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)效益，綜合考慮材料的運(yùn)送費(fèi)用，盡量選擇本地填筑材料，以節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用和時(shí)間。由于道路路基對(duì)耐久性的要求高，需要長(zhǎng)時(shí)間使用，要求材料能滿(mǎn)足工程的生命周期要求，提高工程整體經(jīng)濟(jì)效益。路基設(shè)計(jì)也要充分遵循環(huán)保原則，注意對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，最大程度上減少對(duì)附近生態(tài)系統(tǒng)的破壞。要求作業(yè)人員務(wù)必到現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)勘查，全面了解地下管道情況，和相關(guān)部門(mén)取得聯(lián)絡(luò)，了解地下管線的分布情況[3]。同時(shí)要充分調(diào)查地下水的情況，了解現(xiàn)場(chǎng)施工條件，以便于施工方案的設(shè)定。通過(guò)前期資料調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，充分了解現(xiàn)場(chǎng)施工條件，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件進(jìn)行路基設(shè)計(jì)，并在道路兩側(cè)設(shè)置排水設(shè)施，排水設(shè)施采取外明溝，設(shè)置雙排井點(diǎn)處理路面積水，提高路基的排水能力。在溝槽設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范，選擇使用路基壓實(shí)技術(shù)保證路基得到充分壓實(shí)。由于工程現(xiàn)場(chǎng)存在燃?xì)夤艿溃谑┕て陂g務(wù)必注意對(duì)燃?xì)夤艿赖谋Ｗo(hù)，盡量保證燃?xì)夤艿篮团潘芫€交錯(cuò)開(kāi)，避免管線之間的相互影響。保證工程燃?xì)夤芫€上部覆土厚度達(dá)到1.8 m，有效保護(hù)管線不受道路工程的影響，并且和排水管線的距離在50 m以上，僅在一處位置存在交叉。因此，工程在交叉位置使用管環(huán)注漿加固處理，加強(qiáng)對(duì)燃?xì)夤艿赖谋Ｗo(hù)，避免施工階段對(duì)燃?xì)夤艿涝斐善茐摹?/p>

基于上述原則，工程機(jī)動(dòng)車(chē)道施工中，將表層雜土清除后，預(yù)估填方高度。對(duì)于填方超過(guò)180 cm的區(qū)域，使用石料填筑100 cm，充分壓實(shí)后確保填筑高度在100 cm以上。然后鋪筑排水墊層，使用級(jí)配碎石回填20 cm。使用土工格柵充分包裹，再使用級(jí)配碎石回填60 cm至路基頂面。對(duì)于填高小于180 cm的區(qū)域，反挖至距離頂面180 cm處，按上述方案進(jìn)行作業(yè)。人行道區(qū)域施工：清除表層雜土后，回填高品質(zhì)素土，再回填級(jí)配碎石20 cm，最后使用級(jí)配碎石分層填筑，至路基頂面。

2.4 路面設(shè)計(jì)

目前，路面面層主要使用瀝青和水泥混凝土材料，工程路面材料主要使用瀝青混凝土。這兩種材料各具優(yōu)勢(shì)，施工期間還需要根據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)行分析，選擇合適的材料?？紤]到工程附近存在住宅區(qū)，市政工程和地鐵線路并行，人流量較大，需要提高路面的舒適度，降低路面駕駛噪聲。因此，工程選擇瀝青混凝土材料，提高工程駕駛舒適度[4]。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，市政工程路面極易形成裂縫，影響交通駕駛舒適度和安全性，因此，路面設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格控制路面裂縫，優(yōu)先選擇穩(wěn)定性好、收縮性小的材料作為基層材料，同時(shí)需要進(jìn)行塑性指標(biāo)以及含水量的控制。采購(gòu)材料后需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，了解塑性指標(biāo)，達(dá)到質(zhì)量要求后才能用于施工。

工程機(jī)動(dòng)車(chē)道路面采取細(xì)粒式SBS改性瀝青（4 cm）+改性乳化瀝青作為灑布黏層油+中粒式瀝青（6 cm）+灑布黏層油+橡膠瀝青作為吸收層（1 cm）+透油層（乳化瀝青）+穩(wěn)定碎石（17 cm，壓實(shí)度達(dá)到98%以上，嚴(yán)格執(zhí)行7 d養(yǎng)護(hù)，抗壓強(qiáng)度在3.5 MPa以上）+路基分層碾壓，設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。人行道的路面方案：紐西蘭磚（6 cm）+水泥砂漿M10（3 cm）+水泥混凝土C20（15 cm）+級(jí)配碎石（10 cm）+路基分層碾壓（要求壓實(shí)度達(dá)到92%以上，回彈模量在25 MPa以上）。

表1 機(jī)動(dòng)車(chē)道路面設(shè)計(jì)參數(shù)

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，進(jìn)行市政工程路基路面設(shè)計(jì)，務(wù)必進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，充分了解工程現(xiàn)場(chǎng)的水文條件、氣候特征、管線分布、交通線路、車(chē)流量等條件，綜合進(jìn)行市政工程的設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足交通功能，符合城市發(fā)展的需要。設(shè)計(jì)后還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)了解材料的性能，提高市政工程整體質(zhì)量，延長(zhǎng)道路工程使用壽命，保證支持城市經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。