道路改擴建的重難點和設計要點分析

王志選

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

道路改擴建時，首先應對城市總體規(guī)劃進行理解，片區(qū)規(guī)劃進行解讀，分析既有道路是否滿足城市發(fā)展的需要；其次對既有道路交通流量進行分析，根據道路實際服務水平論證確定改擴建時機：高速公路、一級公路（快速路）服務水平宜在降低到三級服務水平下限之前，二、三級公路（主干路、次干路）服務水平宜在降低到四級服務水平下限之前，四級公路（支路）可根據具體情況確定[1-2]；最后對改擴建方案與新建方案進行對比論證，結合既有道路情況和對既有周邊地塊、構造物的影響，投資大小、社會面影響等進行綜合分析。道路改擴建的設計，應遵循利用與改造相結合，應合理選擇、靈活運用技術指標，因地制宜地提出道路工程改擴建方案，既能滿足相應道路等級的技術指標，又能最大程度利用原有工程。本文結合案例工程，分析道路改擴建的重難點和設計要點。

1 工程概況

1.1 基本情況

以廈門市海滄貨運通道（疏港通道-海翔大道）為例，項目位于廈門市海滄區(qū)，起點與海滄貨運通道隧道段銜接，上跨疏港通道后沿既有孚蓮路往北，接入在建海翔大道互通，路線長3.63km。通過新建高架橋、地面道路擴建等措施,對現狀孚蓮路進行提升改造，實現高架橋主線（海滄貨運通道)快速通行（無信號燈)。

主線高架橋長3.35km，主線橋寬26m、雙向6車道。道路整體路幅寬度60m，雙向6 車道的主車道，雙向4車道的輔道，外側為人行非機動車道。

提升改造后貨運通道為城市快速路，地面道路孚蓮路為城市主干路。

1.2 既有道路調查

現狀孚蓮路為雙向6 車道道路，二級公路標準，時速60km/h，瀝青混凝土路面，路幅寬度28m，中分帶2m，兩側行車道各12m。孚蓮路作為廈門市西片區(qū)重要交通要道，車輛交通流量大，且中重型貨運車輛居多，提升改造需求迫切。既有孚蓮路線形指標良好，平面為大半徑圓曲線接長直線，縱斷較為平坦。現狀路面結構良好，彎沉值基本在8~13（0.1mm）范圍，路面局部存在裂縫。根據現場調查和資料收集，現狀孚蓮路沿路兩側敷設了雨水、污水、給水、原水等各類市政管線主干管，地下管網復雜，現狀道路標準橫斷面如圖1所示。

圖1 現狀道路標準橫斷面圖

2 重難點分析

該項目為雙層道路，高架層為貨運通道，地面層為孚蓮路。項目的重難點主要為：對既有地面道路的影響；做好高架橋與地面道路的連接，合理設置上下匝道；沿線既有管線的保護和避讓；施工期間交通組織設計等。

道路沿線控制點較多，主要為起點相接的海滄貨運通道（隧道段）、上跨既有孚蓮路與疏港通道互通、沿線高壓鐵塔和既有的孚蓮路、在建的孚蓮路海翔大道互通及周邊已開發(fā)的地塊和已批用地和沿線敷設的管線。方案應盡量避免對高壓鐵塔進行拆遷，不侵占現狀或已批地塊，減少對地下管線遷改，起終點與相應工程進行順接。

3 道路改擴建方案設計要點

道路進行改擴建設計內容主要包括平縱線形設計、路基路面設計、綜合管線提升設計等。

3.1 平面設計

海滄貨運通道高架段按平面區(qū)域主要分為兩部分，第一部分為采用分幅橋梁連接隧道段上跨疏港通道后至既有孚蓮路合并為整幅，長度1362m；第二部分為高架橋沿既有孚蓮路中分帶布線并結合地面道路擴寬改造至項目終點，長度2268m。

3.1.1 第一部分：分幅上跨疏港通道

孚蓮路與疏港互通為既有T 字互通，疏港通道為一級公路標準，設置A、B、C、D 四個匝道，設橋梁上跨翁角路后連接既有孚蓮路地面道路。整個疏港互通內，匝道數量眾多，且互通內存在多座220kV 高壓鐵塔，路線布設空間較小。翁角路與孚蓮路為T 字路口，周邊地塊為已建地塊，需在有限空間內布設線位。疏港互通段平面圖如圖2所示。

圖2 疏港互通段平面圖

面對復雜的控制因素，首先需對各個控制點進行分析，判斷各控制點的重要性。以該項目為例，布線主要控制點為上跨疏港互通雙向6 車道主線及翁角路，結合疏港互通和匝道分布情況，在盡量減少橋梁孔跨的前提下，利用鼻端和匝道與主線間縫隙確定橋墩位置。現狀孚蓮路已設置主線橋跨翁角路接疏港互通，周邊為已建廠區(qū)及住宅，布線空間有限。上跨翁角路后貨運通道需盡量與既有孚蓮路主線橋平行，并由兩幅并入整幅，沿中分帶向北至項目終點。

確定好跨疏港通道主跨橋墩位置、翁角路節(jié)點位置及合并段線形后，以多控制點作為基點，采取大半徑圓曲線或長直線進行擬合從而可以確定主線線位。由于貨運通道為城市快速路，線形指標高，且疏港互通節(jié)點與貨運通道隧道段緊密相連，因此路線方案需同步與隧道段進行結合，避免線性不順或不滿足規(guī)范。

經過對各控制點進行綜合分析，結合隧道段進行多方案布線比較，該節(jié)點左右兩幅橋梁采用大半徑S形曲線，利用鼻端和匝道間空隙，避開互通內高壓鐵塔方案跨越疏港互通和翁角路后沿既有孚蓮路主線橋兩側往北并成整幅。其中左幅橋梁按標準30m 跨徑連接隧道后，采用30m+44m+30m 跨徑上跨B、C 匝道、疏港通道主線、A、B 匝道和翁角路；右幅橋梁按標準30m 跨徑連接隧道后，采用30m+44m+44m+30m 上跨B 匝道、疏港通道主線、C、D匝道和翁角路。

3.1.2 第二部分：主線高架橋合并段至項目終點

該段主要為沿著既有孚蓮路往北延伸，既有孚蓮路兩側地塊開發(fā)程度較高，規(guī)劃僅預留唯一路由。根據對既有孚蓮路進行測量及原施工圖資料，現狀孚蓮路設計時速為60km/h，但平面指標較高，經過對既有平面參數進行擬合后分析，能滿足快速路時速80km/h 的要求。擬利用既有高架橋橋墩布設位置進行兩方案比選。

方案一：對中分帶進行加寬，高架橋采取整幅雙向6 車道設計，沿中分帶布設。該方案橋梁整體性較好，對地面道路影響小，便于交通組織設計。

方案二：中分帶保持2m不變，高架橋采取單幅3車道分幅設置，橋墩設置在主車道外的側分帶內。該方案盡量利用既有道路路基路面結構，對既有道路利用率高。但現狀管線基本在既有道路兩側，位于拓寬后側分帶處，需對既有管線進行大范圍遷改，且分兩幅橋設計，整體造價較高。

從現狀道路交通、地下管線、技術經濟角度出發(fā)，對兩方案進行比選，方案一造價較低，且整體性好，對既有管線影響小，施工工期短。因此采取方案一作為推薦方案。項目道路中心線按現狀孚蓮路布設，道路紅線標準段按60m 進行拓寬。根據高架橋橋墩布設空間需要，道路中分帶由2m 拓寬成9m。根據交通量需求設置一對上下匝道橋,對交叉口和上下匝道處地面道路進行展寬設計。改擴建后道路標準橫斷面如圖3所示。

圖3 改擴建后道路標準橫斷面圖（單位：cm）

3.2 縱斷面設計

縱斷面與平面設計為一個整體，當平面基本沿既有道路擴建時，需根據測量對既有道路縱斷面進行豎向擬合，結合周邊地塊規(guī)劃、地塊排水及沿線構造物（如涵洞、管線覆土等），分析既有路面豎向是否滿足提升改造后要求。既有道路豎向能滿足提升后道路技術指標的，且既有道路路面狀況良好的，可根據擬合后的縱斷面進行設計。既有道路豎向指標差，不能滿足提升后需求的，則應根據片區(qū)規(guī)劃等控制性因素，重新調整豎向設計。

對孚蓮路既有路面進行檢測，現狀路面狀況較好，經過表面修復處理可滿足要求。孚蓮路地面道路高程按現狀高程銑刨后加鋪5cm 控制，適當設置調平層。貨運通道高架橋豎向綜合考慮中分帶綠化的光照需求、上下匝道的設置，人行過街天橋、工程造價和地面道路行車視覺舒適性等，橋梁凈空按8~10m 設置。同時做好與既有道路、沿線道路處的平縱銜接，優(yōu)化交叉口豎向設計，保證交叉口排水順暢。

3.3 橫斷面設計

從圖3 可知，標準斷面按規(guī)劃60m 布設，具體分布為2×5.5m 人行非機動車道+2×7.0m 輔道+2×2.0m 側分帶+2×11.0m 機動車道+9.0m 中分帶。橋梁橫斷面為26m寬、雙向6車道。

3.4 路基路面設計

道路改擴建設計前，應收集原道路的施工圖、地勘資料和竣工圖等資料，調查既有道路瀝青路面裂縫率、車轍深度、修補面積、彎沉值等，對路面破損程度進行分析后進行設計。既有路基則應根據檢測結果分析病害的類型、特征、成因及危害程度，結合改造后道路交通等級，選擇合理、有效、經濟的改擴建方案[4]。

當既有路基路面完好，路基回彈滿足新建路基要求時，可直接利用；當既有路面彎沉不滿足設計要求的，但既有路面未出現破損且通過加鋪設計可滿足路面設計要求時，宜充分利用既有路基；當既有路面彎沉不滿足設計要求的，且路面出現嚴重破損時，可根據含水率、壓實度和填料類型的分析評價，分別采取改善排水措施、補充碾壓、換填處治等措施。條件受限不能翻挖既有路基時，可采取注漿等路基補強措施。填方路基拓寬時應對既有路基邊坡開挖臺階，拓寬路堤邊坡形式和坡率按提升后道路邊坡高度控制。挖方路基拓寬時，挖方邊坡形式與坡率可按原有挖方路基穩(wěn)定邊坡確定[5-6]。

現狀孚蓮路為瀝青混凝土路面，根據路面檢測報告，既有路基路面質量較好，進行表面病害處理后可直接加鋪瀝青面層。該項目存在路基拓寬，對拓寬段路基進行拼寬處理設計后新建路面結構層。

3.5 綜合管線設計

提升改造后沿路敷設的綜合管線應符合道路控制規(guī)劃，結合現狀既有管線分布情況和提升改造后斷面，做好合理的管位布設，盡量少遷改既有管線。必需要遷改的，要遵循壓力管讓重力流、支管讓主干管、小管讓大管等原則，新建管線盡量避免設置在機動車道下。

既有孚蓮路沿線已存在原水、給水和污水主干管，由于高架橋橋墩布設，在上下匝道處存在部分管線遷改。同時根據最新規(guī)劃，在輔道、人行非機動車道下，布設新增綜合管線。

3.6 施工期間交通組織設計

由于既有孚蓮路車流量大，必需保障車輛通行。施工期間交通組織方案為先鋪設兩側雙向4車道輔道，進行交通導改后中分帶進行封閉，為橋梁提供實施條件，跨路口處采用貝雷梁搭設支架，保證交叉口暢通。

4 結束語

綜上所述，道路改擴建項目方案設計時，應根據項目的特點及不同的提升改造內容、相關規(guī)劃及控制因素等制定合適的改造方案。該項目的實踐證明，只有對現狀道路進行充分調查，將相關控制因素和重難點在設計階段考慮全面，結合規(guī)劃確定合理可行的提升改造方案，才能保證項目的順利實施，為高質量地提升城市交通能力作出應用貢獻。