城市道路舊路改造設(shè)計研究

蔡成彪

（中天設(shè)計咨詢有限公司 廣東佛山 528000）

0 引言

現(xiàn)代城市生活要求城市應(yīng)具備完善和高品質(zhì)的配套設(shè)施，開展高品質(zhì)生活的城市建設(shè)提升行動，提高人們生活品質(zhì)，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展與高品質(zhì)生活的融通融合、互促共進，既是時代之需，也是民心所向。給廣大市民提供安全高效、暢順便捷、舒適優(yōu)美的城市道路交通，是我們道路設(shè)計人的目標(biāo)。但伴隨著城市的高速發(fā)展，不少道路由于早期建設(shè)時沒有進行科學(xué)、合理的交通規(guī)劃和交通管理規(guī)劃，特別是對機動化時代的到來估計不足，道路設(shè)置不合理，交通管理設(shè)施不完善，交通擁堵、秩序混亂，道路的通行能力和服務(wù)水平無法滿足城市交通日益增長的發(fā)展需求，迫切需要對老舊道路進行改造提升，提高道路的通行能力和服務(wù)水平［1］，完善功能配套，提升城市生活品質(zhì)。相比新建道路，舊路改造設(shè)計遇到的困難和問題較為復(fù)雜，對設(shè)計工作提出更高的要求，需要用足心思、精心細(xì)致研究并結(jié)合現(xiàn)場實際做好設(shè)計工作。本文通過佛山市嶺南大道改造的工程實踐，對舊路改造設(shè)計的總體思路及應(yīng)注意的要點進行闡述。

1 工程概況

佛山市嶺南大道（原大福路）位于佛山市禪城區(qū)的中心，作為禪城區(qū)的城市發(fā)展中軸線，佛山市市政府、禪城區(qū)區(qū)政府、嶺南明珠體育館、佛山電視塔、文華公園、市一醫(yī)院、東平河畔中心公園、東平大橋、世紀(jì)蓮體育中心、新聞中心等公共建筑依次坐落在道路兩旁?，F(xiàn)狀大福路始建于1993 年，紅線寬度分別為42 m（季華路以北）和36 m（季華路以南），采用四塊板斷面型式、雙向四車道、水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，是禪城區(qū)南北向的城市主干道。大福路改造擴建設(shè)計起點位于同濟路，終點位于魁奇路。沿線經(jīng)過嶺南明珠體育館、文華公園、季華五路、禪城區(qū)區(qū)政府、福華路、市一醫(yī)院、金華路、綠景二路、深村大道、深寧中路、市電信大樓等。根據(jù)規(guī)劃要求，大福路將由目前的雙向四車道擴寬至雙向八車道，道路總寬利用紅線退縮及拆遷部分村居擴寬至50 m，道路總長度3.0 km，設(shè)計時速60 km/h。［2］該項目在設(shè)計時采用了較好的設(shè)計理念和方法，自投入使用至今已超過15 年，經(jīng)歷了機動車迅猛增長的考驗，道路的通行能力和服務(wù)水平基本能適應(yīng)交通量的發(fā)展需求，環(huán)境優(yōu)美，已成為禪城區(qū)標(biāo)志性的景觀道路。

2 基礎(chǔ)資料搜集整理準(zhǔn)備

建成道路的改造提升和治理比較復(fù)雜，受各種因素制約較多。前期準(zhǔn)備工作階段要充分掌握現(xiàn)場道路狀況、交通狀況、周邊狀況等，主要包括：道路規(guī)劃資料、道路等級、設(shè)計車速及行駛車速、紅線寬度、斷面形式、車道數(shù)、車道功能、道路沿線的用地類型、沿線出入口及各個交叉口、大型交通發(fā)生源位置、公交線路與數(shù)量、停靠站位置、原路面結(jié)構(gòu)及各部分尺寸、現(xiàn)狀各種地下管線、現(xiàn)狀路面調(diào)查檢測報告、交通管理現(xiàn)狀等。［3］

3 交通量調(diào)查、設(shè)計交通量的確定

舊路改造提升一般是使用實際測得的交通量，并結(jié)合設(shè)計年限對交通量進行預(yù)測作為設(shè)計交通量。實測交通量一般以調(diào)查白天12 h交通量為宜，掌握各方向分車種交通量的時間變動，并折算成小汽車交通量。但在實際設(shè)計時，通常使用的是高峰時段（早高峰或晚高峰）的交通量。觀測的點位數(shù)量，路段為每兩個大型交叉口之間設(shè)置一個，并需觀測左側(cè)、右側(cè)兩個斷面流量，涵蓋沿線重要商場、住宅、公共建筑等特征路段。通過現(xiàn)場收集手機拍攝視頻記錄方式獲取路段高峰期車輛流量情況，每個斷面調(diào)查20 min，然后折算為小時交通量。采用這一交通量進行交通設(shè)計時，比實際使用1 h 交通量更留有余地。采用同樣的方法確定非機動車和行人交通量。此外，還必須觀測沿線每一個交叉口各個進入方向的交通量，并結(jié)合設(shè)計年限對交通量進行預(yù)測作為交叉口設(shè)計交通量。交叉口設(shè)計交通量這一數(shù)據(jù)非常重要，它是交叉口的車道數(shù)量設(shè)置和導(dǎo)向箭頭設(shè)計以及是否需要設(shè)置信號燈控制的依據(jù)，舊路改造效果好不好，建成后是否還會擁堵，關(guān)鍵就在這里。

4 總體設(shè)計思路及原則

⑴根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃、道路性質(zhì)，制定需改造舊路相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

⑵道路線位、標(biāo)高及路幅總體上須按規(guī)劃實施，平、縱、橫斷面應(yīng)根據(jù)實地情況局部進行調(diào)整、優(yōu)化；

⑶做好對沿線區(qū)域生活環(huán)境的保護設(shè)計，完善慢行系統(tǒng)及人行過街設(shè)施、公交設(shè)施，體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念；

⑷加強及做好配套工程和相鄰工程的銜接設(shè)計；

⑸結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)安全、美觀、經(jīng)濟且便于施工的特點；

⑹認(rèn)真調(diào)查研究并充分了解現(xiàn)有道路基礎(chǔ)設(shè)施的情況，研究制定標(biāo)準(zhǔn)合理、使用安全可靠、投資效益高、滿足道路功能需求的設(shè)計方案。

5 道路線位及縱斷面設(shè)計

建成道路的線位及縱斷面通常已按照原來的規(guī)劃條件和技術(shù)要求進行設(shè)計，改造時其路線線位一般按照新的規(guī)劃線位或按現(xiàn)狀平面線形進行擬合，但需進行核對是否滿足道路改造的技術(shù)指標(biāo)要求；道路的縱斷面經(jīng)過多年使用，會發(fā)生縱、橫兩個方向不同程度的不均勻沉降，如按照新建道路只進行路中縱斷面設(shè)計，為擬合現(xiàn)狀路面會導(dǎo)致很多位置的加鋪厚度很大，為盡量利用原路面和節(jié)省造價，應(yīng)對舊路橫斷面測量加密（間隔10 m）、分左右幅進行縱斷面設(shè)計。大福路根據(jù)現(xiàn)狀地面標(biāo)高并保證瀝青罩面厚度10 cm為原則，并考慮接順道路兩旁住宅、商鋪、路口標(biāo)高而確定路面設(shè)計標(biāo)高。由于有中央綠化帶分隔，為減少瀝青調(diào)平層的用量，縱斷面設(shè)計分左右兩幅進行，并盡量保證兩幅的縱斷面標(biāo)高一致。

6 道路平面設(shè)計

平面設(shè)計是舊路改造設(shè)計的關(guān)鍵。

⑴首先要按照交通規(guī)劃和交通管理規(guī)劃的要求進行交通設(shè)計，結(jié)合沿線各路段和交叉口的設(shè)計交通量，對全線原有的交通組織進行梳理和優(yōu)化調(diào)整。大福路作為禪城區(qū)的城市發(fā)展中軸線和城市主干路，全線共有15 個平面交叉口，除主、次干路同濟路、季華路、綠景路、深村大道、魁奇路保留信號燈控制外，其余路口均采用右進右出的形式，中央綠化帶不斷開，主要交叉口的平均間距超過700 m，保證了主干路的交通功能發(fā)揮。［4］

⑵按照標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的各部分尺寸合理布置中央綠化帶、機動車道、非機動車道、人行道（含盲道），并做好公交專用道、公交?？空镜脑O(shè)計，應(yīng)注意公交?？空颈苊庠O(shè)在交叉口的進口段及附近。公交站臺的長度一般為25 m，在市一醫(yī)院門口，考慮公交車線路特別多，專門設(shè)計了市一醫(yī)院A站和市一醫(yī)院B站。

⑶以人為本，完善人行過街設(shè)施（包括人行地道、天橋）、沿線各出入口銜接、人行道斷口、單面坡緣石坡道、非機動車道和人行道保護設(shè)施等的設(shè)計。

⑷非機動車道的設(shè)計應(yīng)做到舒適、平順、連續(xù)、美觀。非機動車行駛有一定的速度，平面設(shè)計必須要考慮其平順性，在線位的轉(zhuǎn)角處（如港灣式?？空?、交叉口轉(zhuǎn)角處），必須要設(shè)置圓曲線。需注意的是，某些舊路改造非機動車道選擇在人行道上布設(shè)，線位需要避開現(xiàn)狀各種障礙物（如樹木、燈桿、街心綠化等），路線會出現(xiàn)多處轉(zhuǎn)角，此時路線設(shè)計須參照機動車道的設(shè)計設(shè)置圓曲線使其圓順流暢。此外，非機動車道還需做好與公交站的位置協(xié)調(diào)、與沿線的道路出入口相接處應(yīng)保證鋪裝連續(xù)、車輛的停放布置。［5］

7 道路橫斷面設(shè)計

在現(xiàn)有道路上進行提升改造，橫斷面的設(shè)置是道路設(shè)計的重點和難點，既要充分利用原有舊路節(jié)省投資，又要確保道路的各項功能需求均能得到滿足，發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益和社會效益，橫斷面各部分尺寸的選取需要綜合考慮、仔細(xì)研究推敲。為此，需要多做設(shè)計方案比選，優(yōu)中選優(yōu)：①根據(jù)路段的設(shè)計交通量及車道通行能力計算出道路斷面需要的機動車道數(shù)量，經(jīng)過計算，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的機動車道采用雙向八車道；②根據(jù)道路的定位（城市發(fā)展中軸線）、等級（城市主干路）、位置（城市中心建成區(qū)）采用8 m寬的中央綠化帶，營造景觀優(yōu)美亮麗的風(fēng)景線，便于設(shè)置掉頭車道和防止對向車輛眩光；③在機動車道采用雙向八車道的基礎(chǔ)上進行橫斷面方案比選，對于非機動車道的設(shè)置，采用了機非共板和人非共板的方案比選，考慮到機非共板在主干路上必須要設(shè)置隔離欄，且非機動車道在公交站位置為避免與進出站的公交車產(chǎn)生干擾需從公交站臺后方繞行，道路的橫向?qū)挾刃枰黾?；而人非共板通過高差能使快慢交通分離，更安全和以人為本，在公交站臺后方的通行更加平順舒適。經(jīng)綜合考慮，采用人非共板方案，具體標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖1所示。路拱為直線路拱，車行道路面橫坡為1.5%，坡向道路兩側(cè)；人行道橫坡為1.5%，坡向車行道。

圖1 道路橫斷面及路面結(jié)構(gòu)Fig.1 Road Cross-section and Pavement Structure （mm）

8 道路交叉口設(shè)計

在舊路改造中，交叉口設(shè)計是道路設(shè)計的點睛之作。交叉口是道路網(wǎng)的聯(lián)結(jié)點和城市交通的咽喉，交叉口設(shè)計的好壞，將直接影響道路的通行能力和服務(wù)水平，關(guān)系到整條道路及路網(wǎng)功能的發(fā)揮。［6-7］太福路的道路平面總體設(shè)計，全線的15 個平面交叉口，除保留與同濟路、季華路、綠景路、深村大道、魁奇路采用信號燈控制外，其余路口均采用右進右出的形式。這樣的交通組織，信號控制路口應(yīng)盡可能少，符合主干路交通快速、量大、連續(xù)、順暢的要求。針對這5 個交叉口，結(jié)合實際的用地條件，同濟路、綠景路、深村大道采用拓寬式交叉口，季華路、魁奇路采用拓寬式渠化交叉口。信號燈控制的拓寬式（渠化）交叉口，具有通行能力大、投資省、占地少、規(guī)模小、工期短、景觀美等特點，實現(xiàn)了人車分流，使各種不同性質(zhì)和不同速度的車輛，順著規(guī)定的方向，互不干擾的行駛，車流之間不存在沖突點，車輛、行人的安全性大大提高。交叉口用地條件許可，可以設(shè)計較大的渠化島組織渠化交通，并且可以在渠化島和綠化分隔帶上種植一定規(guī)模的觀賞花草植物，增添城市景色。

拓寬式（渠化）交叉口，目前在國內(nèi)的城市道路中得到廣泛的應(yīng)用，但不少交叉口的通行能力沒有達(dá)到預(yù)期。太福路建成至今已超過15年，經(jīng)受了機動車迅猛增長的考驗，道路的通行能力基本能適應(yīng)交通量的需求。主要原因：①對交叉口各方向的設(shè)計交通量要有充分的預(yù)估，并且要根據(jù)交通量和通行能力要求有效匹配各個方向的車道數(shù)量；②盡可能地壓縮偏移中間分隔帶及拓寬交叉口用地，設(shè)置充足的車道數(shù)量，以空間換時間來提高交叉口通行能力；③車道寬度在進口段，左轉(zhuǎn)和直行車道寬度一般采用3.00～3.25 m，對于專供小客車通行的進口段，寬度可降至2.80 m，太福路進口段需行駛公交車，車道寬度采用3.00 m，右轉(zhuǎn)車道直行段采用3.50 m，曲線段須考慮路面加寬；在出口段，需考慮車輛加速通過，車道寬度一般與路段車道等寬，壓縮車道寬度的目的是為了增加車道數(shù)；④拓寬車道的長度對增大交叉口的空間也非常重要，大福路進口道直行段采用80 m，漸變段采用30 m；出口道的拓寬長度一般與進口道的長度一致；⑤設(shè)置的渠化交通島不宜太小，用地條件不允許可以不設(shè)，但必須拓寬交叉口、保證足夠的車道數(shù)量。

9 路基設(shè)計

大福路投入使用13 年，路基沉降趨于穩(wěn)定，道路兩旁的建筑物均已建成，能對路基起反壓護道的作用。本項目是舊路改造，為節(jié)省投資盡可能地利用原有路面，原機動車道、非機動車道下路基不做處理，僅對舊路路面進行處理后加鋪瀝青罩面。新建車行道大部分位于原機動車道和非機動車道的水泥混凝土路面上，部分車行道在原人行道及交叉口拓寬位置為新建道路，因此處理好新建道路的基礎(chǔ)尤為重要。［8］根據(jù)地質(zhì)報告，對不同的地質(zhì)情況處理如下：①地質(zhì)情況良好，但表層較松散，對原土進行碾壓夯實以滿足設(shè)計要求。②路基為軟弱層，須進行換填處理，車行道換填80 cm 石碴充砂層、人行道換填50 cm 石碴充砂層，并按要求分層碾壓密實。

10 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

現(xiàn)狀大福路機動車道的路面結(jié)構(gòu)為25 cm 抗折4.5 MPa水泥混凝土+20 cm水泥穩(wěn)定石屑+25 cm石碴充砂墊層；現(xiàn)狀非機動車道路面結(jié)構(gòu)為18 cm抗折4.0 MPa水泥混凝土+15 cm 水泥穩(wěn)定石屑。根據(jù)建設(shè)單位提供的大福路現(xiàn)狀路面調(diào)查檢測報告，現(xiàn)狀機動車道經(jīng)過多年行車，有少數(shù)路面板塊出現(xiàn)縱、橫向開裂、板角斷裂、擠邊及填縫料失效、錯臺等病害；現(xiàn)狀非機動車道基本良好。對上述病害情況進行處治后，攤鋪聚酯長絲土工布，再進行兩層改性瀝青（4 cm+6 cm）的加鋪。路面結(jié)構(gòu)［9-10］有以下特點：①盡可能地利用原水泥混凝土路面，加鋪的兩層瀝青混凝土均采用改性瀝青；②新舊混凝土路面之間采用植筋連接，減少不均勻沉降造成的路面拉裂損壞；③原機非之間的綠化帶在破除流水平石后只有190 cm，該處路面采用25 cm 抗折4.0 MPa 水泥混凝土+30 cm C15 混凝土墊層修補，解決了壓路機無法進入碾壓的難題；④為提高瀝青混凝土路面的高溫穩(wěn)定性及耐疲勞、耐久、抗車轍性能，在交叉口停車等待路段上的兩面層瀝青混凝土摻加了抗車轍劑；⑤大福路定性為城市景觀軸，非機動車道采用色彩鮮艷的鐵紅色瀝青混凝土，保證了非機動車道的舒適、美觀、平順和安全，人行道采用火燒面花崗巖，與城市中心建成區(qū)相適應(yīng)。路面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

11 結(jié)語

大福路改造設(shè)計采用先從交通設(shè)計入手的思路，即從交通的需求及使用方面去尋求解決道路的各種交通問題的方法，通過有效的交通組織和管理來指導(dǎo)道路設(shè)計，實現(xiàn)舊路改造的合理建設(shè)。舊路改造設(shè)計相對較為復(fù)雜，碰到難以處理的問題較多，需要我們根據(jù)項目的實際情況用心構(gòu)思、精心推敲、多想辦法。本文對城市道路舊路改造設(shè)計進行了研究，對大福路改造設(shè)計交通量預(yù)測、平面總體設(shè)計、交通組織、橫斷面設(shè)置、交叉口拓寬處理等值得注意的細(xì)節(jié)作了綜述分析，為類似舊路改造項目提供參考。希望舊路改造設(shè)計不僅能改善提升城市交通的運行狀況和服務(wù)水平，同時能打造功能齊全、安全暢順、景觀優(yōu)美的城市空間，提高市民群眾的出行品質(zhì)，滿足交通安全、通暢、效率、便捷及與環(huán)境協(xié)和的基本要求。