城市道路改造工程縱斷面設(shè)計(jì)方法

鐘洲

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，廣東 廣州 510060）

城市道路改造工程縱斷面設(shè)計(jì)方法

鐘洲

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，廣東 廣州 510060）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量迅猛增長，國家土地使用的持續(xù)緊張，道路改造將會(huì)是改善道路交通的重要途徑之一?？v斷面設(shè)計(jì)是城市道路改造工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，本文對城市道路改造工程縱斷面設(shè)計(jì)原則及方法進(jìn)行了總結(jié)闡述，對于相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇進(jìn)行了分析論證，以期為相關(guān)設(shè)計(jì)工作提供一定的參考價(jià)值。

城市道路改造工程；縱斷面設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)參數(shù)

1　設(shè)計(jì)原則［1-5］

（1）城市道路改造工程大致可分為路面升級改造和道路擴(kuò)建兩大類，受用地控制，同時(shí)考慮工程造價(jià)的影響，充分利用現(xiàn)狀道路設(shè)施是城市道路改造工程設(shè)計(jì)的基本原則；

（2）改造工程縱斷面設(shè)計(jì)的基本方法：依據(jù)具體的路面改造方案，以沿路重要的節(jié)點(diǎn)及橋涵構(gòu)筑物為主要控制點(diǎn)，對擬改造道路的現(xiàn)狀高程進(jìn)行數(shù)值擬合；

（3）對于有中央綠化帶的道路，由于左右幅道路的路面狀況、路面沉降、路面改造方案、構(gòu)筑物布置均有可能不同，為便于根據(jù)兩側(cè)不同的情況進(jìn)行有針對性的調(diào)坡，縱坡設(shè)計(jì)原則上應(yīng)分幅設(shè)計(jì)；

（4）縱坡設(shè)計(jì)宜分段進(jìn)行，但設(shè)計(jì)段落不宜太多。分段節(jié)點(diǎn)一般選擇在大型橋涵構(gòu)筑物、路面改造方案分隔點(diǎn)等控制點(diǎn)，不同設(shè)計(jì)段落之間利用調(diào)坡段連接；

（5）改造工程受制約因素較多，從工程經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，規(guī)范允許靈活采用設(shè)計(jì)指標(biāo)，但應(yīng)盡量滿足規(guī)范中極限值的要求，同時(shí)滿足行車安全性、舒適性及視覺協(xié)調(diào)性的要求。

2　準(zhǔn)備工作

道路改造工程的縱坡設(shè)計(jì)與路面改造方案息息相關(guān)，因此必須對擬改造道路進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查。

（1）舊路資料的收集

道路病害往往在道路縱斷面上有明顯體現(xiàn)，應(yīng)重視收集擬改造道路的竣工資料，比對道路現(xiàn)狀與原設(shè)計(jì)之間的符合程度，如出現(xiàn)較大程度的不符合（包括隆起或沉陷），應(yīng)結(jié)合道路沿線地質(zhì)情況、路基處理方案分析原因，并采取有效措施予以處理。

（2）道路現(xiàn)狀的勘測及調(diào)查

應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理布置現(xiàn)狀高程測點(diǎn)，測設(shè)位置與設(shè)計(jì)里程線相對應(yīng)。測量結(jié)果應(yīng)能正確反映道路縱面起伏情況，避免因道路的偶然凸起或坑洞導(dǎo)致測量誤差，影響設(shè)計(jì)判斷。一般情況下，可按10 m一點(diǎn)布置測點(diǎn)，條件許可的情況下，應(yīng)根據(jù)道路實(shí)際情況加密測點(diǎn)數(shù)量，以便提高擬合精度。

（3）周邊地塊規(guī)劃資料

城市道路改造工程應(yīng)考慮對城市規(guī)劃的適應(yīng)性，不能把眼光僅僅放在現(xiàn)狀，應(yīng)注重與周邊地塊開發(fā)、相交道路的協(xié)調(diào)，避免未來建設(shè)時(shí)重復(fù)開挖，造成浪費(fèi)。

3　設(shè)計(jì)速度對改造工程縱斷面設(shè)計(jì)的影響

一般情況下，道路改造工程并不改變原有設(shè)計(jì)速度。但是也會(huì)出現(xiàn)某些特殊情況，導(dǎo)致設(shè)計(jì)速度發(fā)生變化。如道路的改擴(kuò)建工程，往往伴隨道路等級的提高、設(shè)計(jì)速度的提高；某些國道的市政化改造，可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)速度的降低。

（1）設(shè)計(jì)速度提高

應(yīng)復(fù)核原路的道路幾何尺寸（包括平、縱、橫）是否滿足提高后設(shè)計(jì)速度的要求，對于不滿足設(shè)計(jì)速度要求的路段應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性及安全性論證，選擇改造線形指標(biāo)或者路段限速。

（2）設(shè)計(jì)速度降低

通常情況下，設(shè)計(jì)速度降低，原路的平縱指標(biāo)應(yīng)能滿足較低設(shè)計(jì)速度的要求，但是某些工程會(huì)出現(xiàn)原路的超高值偏大的情況，應(yīng)結(jié)合道路改造后的車型分布情況，復(fù)核道路超高值是否滿足行車安全要求，如不滿足，仍應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行改造。

4　道路改造工程中設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇

本節(jié)討論設(shè)計(jì)速度不變的情況下，有關(guān)縱坡設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇問題：

（1）最大縱坡和最大坡長

一般情況下，設(shè)計(jì)速度不變，舊路的最大縱坡及最大坡長均能滿足規(guī)范要求。

（2）最小縱坡

道路最小縱坡主要為滿足道路縱向排水要求，規(guī)范規(guī)定道路最小縱坡為0.3%，一般情況下應(yīng)大于等于0.5%。實(shí)際情況中，受到施工精度、路基沉降等影響，道路實(shí)際標(biāo)高在緩坡段往往出現(xiàn)小于0.3%的情況。這種情況下，應(yīng)重視對緩坡段排水現(xiàn)狀的調(diào)查，如現(xiàn)狀排水不暢，可相應(yīng)增加鋸齒邊溝或增加雨水口等加強(qiáng)雨水排泄能力的設(shè)計(jì)。

（3）最小坡長

改造工程的縱坡設(shè)計(jì)以擬合現(xiàn)狀標(biāo)高為主要設(shè)計(jì)手段，為了得到較高的擬合精度，往往出現(xiàn)縱坡坡長不滿足規(guī)范要求的情況?，F(xiàn)行規(guī)范中，最小坡長的限制主要出于行車舒適性的考慮，避免道路頻繁出現(xiàn)起伏的情況，取值標(biāo)準(zhǔn)約為設(shè)計(jì)車速行駛6～9 s的行程。針對改造工程，相關(guān)規(guī)范允許適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)，但是規(guī)定都比較寬泛，以下列舉主要設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于改造工程最小坡長的規(guī)定，見表1。

表1　相關(guān)規(guī)范對于改造工程最小坡長的規(guī)定

綜合上述規(guī)范的相關(guān)論述，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，尤其是平原地區(qū)，建議可參照以下原則：

a.按照3 s設(shè)計(jì)速度行程的豎曲線長度來進(jìn)行坡長的控制；

b.坡差小于等于5‰的坡段視為一個(gè)坡段來校驗(yàn)是否滿足規(guī)范要求的坡長限制；

c.對于調(diào)坡段按降低一級的設(shè)計(jì)速度控制最小坡長。

（4）豎曲線半徑及長度

一般路段豎曲線半徑及長度應(yīng)滿足規(guī)范要求，當(dāng)受構(gòu)造物控制且縱坡不大時(shí)，在滿足視距的前提下，經(jīng)論證，縱面設(shè)計(jì)可采用3 s設(shè)計(jì)速度行程的豎曲線長度來控制設(shè)計(jì)。

（5）橫坡及超高

受施工及路基路面局部變形影響，道路橫坡及超高往往與設(shè)計(jì)值有一定偏差，設(shè)計(jì)中可根據(jù)測量成果，計(jì)算現(xiàn)狀道路橫坡及超高，改造工程保持與現(xiàn)狀一致。橫坡小于1.5%時(shí)，應(yīng)予以調(diào)整。

5　設(shè)計(jì)中的常見問題及處理

（1）加鋪設(shè)計(jì)中，橋涵構(gòu)筑物的處理。

一般而言應(yīng)避免在橋涵路段抬高路面標(biāo)高，這樣會(huì)導(dǎo)致橋涵恒載的增加，不利于橋涵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但是在溝渠比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，小橋涵分布密集，頻繁遷就橋涵段標(biāo)高將導(dǎo)致縱坡起伏較多，影響行車舒適性及安全性，因此此類情況應(yīng)進(jìn)一步復(fù)核評估現(xiàn)有橋涵的承載能力，對于調(diào)坡方案、加鋪方案、橋梁頂升方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的比較，采取更為合理的技術(shù)手段。對于大中橋宜設(shè)為縱斷面設(shè)計(jì)控制點(diǎn)，不做加鋪設(shè)計(jì)。

（2）沉降路段的處理。

道路工程無法避免路基沉降，對于長距離大范圍的均勻沉降，在路基穩(wěn)定性滿足要求的前提下，可以直接通過分段設(shè)計(jì)進(jìn)行處理。對于影響到車輛行駛安全性及舒適性的頻繁沉降起伏路段，應(yīng)分析病害原因，并采取一定技術(shù)措施予以處理，道路縱斷面應(yīng)按要求進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

（3）數(shù)值擬合精度要求

道路改造工程的縱斷面設(shè)計(jì)其主要目的在于控制道路標(biāo)高，受限于測量精度及施工精度，一味追求數(shù)值擬合的精度是沒有意義的，縱斷面設(shè)計(jì)成果不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)擬合上，更重要的是要體現(xiàn)對現(xiàn)狀道路縱面的評估與改造，應(yīng)結(jié)合具體的路面改造方案，指導(dǎo)改造工程的施工。

［1］CJJ37-2012，城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］CJJ193-2012，城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］JTG/T L11-2014，高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則［S］.

［4］陳星光.高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)工程縱坡合計(jì)［J］.2012（2）:95-97.

［5］劉建勛，陳添保.淺談舊路改造中測量技術(shù)的應(yīng)用［J］.2006（5）: 42-43.

U412.33

A

1009-7716（2016）06-0041-02

2016-02-26

鐘洲（1984-），男，河南潢川人，工程師，從事道路工程設(shè)計(jì)工作。