浅谈城市道路工程设计与建设

刘建军

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州 贵阳 550081）

1 工程概况

本工程位于贵州花溪区，为黔中腹地，全区地貌以山地和丘陵为主，总面积957.6 km2。该区具有高原季风湿润气候的特点，冬无严寒，夏无酷热，无霜期长，雨量充沛，湿度较大，旅游、文化及特色产业资源丰富。花溪区也是生态区和贵阳市重要的水源保护区，处于长江、珠江分水岭和南明河上游，有大小河流55条、总长390 km。外区内有松柏山水库、花溪水库两座中型水库，总库容达7 140 万m3，是贵阳市的重要饮用水源。根据区域水文地质资料和踏勘，按场区地下水的含水类型、富水性及岩层间的水力联系、拟建道路区地层岩性组合及地下水的赋存特征，将评估区内地下水类型分为碳酸盐岩岩溶水和第四系松散含水层孔隙水。

2 道路平纵横设计方案

2.1 设计的基本就原则

道路的整体设计需要根据整个城市的规划进行合理布设，在选择线形时需考虑到多种因素，需结合当地的自然环境和地貌形态合理设计，并满足道路设计规范的相关指标[1]。在进行平面布置时，需处理好道路的各个环节，合理设计变化曲率，满足路线转弯处平滑和高程合理，减少土方挖填。同时在布置时需考虑到道路交叉路口，方便道路两旁的各种建筑物和公共设施场所的出入。

2.2 路线平面设计

项目拟建工程为一条重要的城市主干道。道路全长7.04 km，宽40 m，设计车速为60 km/h。田园路延伸段全线设4个转点，最大平曲线半径为1 600 m，最小平曲线半径为800 m，不设缓和曲线、不设超高，道路线形平顺，满足规范要求。道路全线地形复杂，途径多处村寨，与多条规划道路相交，有平交、立交，立交主要采用下拉槽解决主线的直行问题，平交部分采用渠化设计，按规范设置右转专用车道。

2.3 横断面的设计

根据城市建设和道路规划，考虑到已有建设道路和城市周边居民和道路通行需要，道路定为一级城市主干道。横断面布置根据规划的道路性质，交通量需求、沿线小区的规划布局确定[2]。综合考虑多种因素，本次道路建设设计如下横断面方案：道路红线宽度为40 m，其横断面形式为两块板，双向六车道，其横断面布置为：5.5 m （人行道） +1.5 m（侧分带） +11.5 m （车行道） +3 m （中分带） +11.5 m （车行道） +1.5 m （侧分带） + 5.5 m （人行道） =40 m。

2.4 道路纵断面设计

（1） 基本设计原则。道路在设计时不仅要满足道路的结构安全，同时也要考虑驾驶者的行车安全舒适性。因此，在进行纵断面布置时需保证道路尽量平缓，减少起伏。对于城市道路，通常都要布置非机动车车道，因此，在设计时还需考虑到非机动车的爬坡能力，合理布置纵坡坡度。同时，在进行纵断面设计时需考虑到当地的地形地貌和自然环境等要求，并在设计前探明地形管廊，避免施工造成破坏。

（2） 道路纵断设计。道路纵断面设计中有一项重要指标——道路标高。标高是否合理，直接影响到道路的开挖工程量和工程造价。道路进行设计时要综合考虑，主要考虑沿线地形、填挖方、河道防洪以及各节点控制。本道路工程沿线地形为丘陵，地势起伏不平，道路纵断面高程主要综合考虑挖填土石方量以及道路与周边地块用地高程的衔接。道路全长7.04 km，全线纵断面共设12个转点，最大纵坡3.50%，最小纵坡0.35%，最大坡长1 260 m，最小坡长300 m，最大竖曲线半径30 000 m，最小竖曲线半径3 000 m；道路纵坡相对平缓，能满足非机动车通行需求。

3 道路平纵设计方案比选

根据现场踏勘情况，道路沿线多为平坦的农田，局部为低坡缓丘，无大型的山体或者较深的沟谷，道路在某段路面下穿南环线，地势起伏，有较多的挖填方量。因此，本次方案设计对平面线形不作比选，仅进行纵断面设计方案比选。

比选方案一：此方案在下穿南环线时，道路标高为1 095.531，纵坡坡度为3.5%，坡度较缓，介于比选方案二、方案三之间，能满足非机动车辆行驶，此外，此段道路挖填工程量较小，投资较小。

比选方案二：田园路延伸段下穿南环线纵断面走高线，此方案在下穿南环线时，道路标高为1 099.106 m，道路纵坡坡度为5.86%，此段道路纵坡沿着地面线，挖填工程量小，但道路纵坡大， 无法满足非机动车的行驶， 对景观影响较大。

比选方案三：田园路延伸段下穿南环线纵断面走低线，此方案在下穿南环线时，道路标高为1 090.839 m，道路纵坡坡度为1.5%，此段道路下挖深度大，工程量大，也造成南环线上跨桥梁造价偏高，但是此段道路挖方为石方，可作为道路回填料；此外，此段道路纵坡较缓，能提高车辆行驶的舒适度，道路纵断面技术指标相对较高。

综合考虑这三种比选方案 （如表1所示），可以发现，方案一的总工程量最小，且能满足机动车和非机动车的运行要求，综合效益最佳，因此，选择方案一作为纵断面最终设计方案。

表1 不同选择方案比较（I段为K2+760～K4+520）

4 路基处理

4.1 一般路基处理[3]

（1） 路基清表。 路基表层土壤，因为植被、雨水等的侵蚀，以及其他地方杂填土的堆放等，土质不均匀，承载力较低，不易压实，不适合做道路路基基础，需要清除。

（2） 挖方路基。当挖方边坡高度＜6 m时，边坡根据边坡土质或岩质的不同采用不同的坡率进行放坡处理；边坡坡口线外侧1.5 m距离处，设置边坡截洪沟，防止山体洪水对边坡及路面的冲刷。当挖方边坡高度≥6 m时，属高边坡，需要进行专项设计，须由具有边坡勘察治理资质的单位进行高边坡专项勘察以及进行专项边坡支护设计，以确保高边坡的安全性及稳定性。

（3） 填方路基。 一般地段清除表层耕植土并夯实原地面。可采用土石分层填筑的方法进行路基回填，最下层为石，依次填筑土石，一层土一层石，水平分层。填土应采用易干、透水性好的土壤。填石厚度不大于50 cm，石料最大粒径不大于厚度的2/3；石料强度不小于30 MPa，填土厚度不大于30 cm。 按照规范进行填方路堤的压实； 部分浅挖、 低填路基，当地下水位较高时，清表后对原地基进行适当处理；为保证路基边缘部分的压实度，路堤两侧各加宽填筑30 cm，碾压密实后削坡；对凹地和地下水丰富路段要求地基开挖1.5～2 m的井字形沟，沟中填碎石，将地下水集中处理，以减少对路基的影响。路基回填厚边坡坡面应进行相关防护，一般可采用拱形浆砌片石护坡处理。

4.2 软土路基处理

软土是指天然孔隙比≥1，结构极不稳定并具有多种敏感结构的土体，常形成于缓慢静止水体中，经生物化学作用形成。软土的存在极大地降低了道路的稳定性，容易造成塌陷、 滑动破坏等质量问题。根据道路所处地的工程地质情况，对结构层下地质不明的土体换填成强度较高的黏性土，道路两旁的软土层采用铺砂土工织物法进行处理。

4.3 膨胀土路基处理

膨胀土因为其结构特殊性，其中包含了大量的亲水性矿物，在吸水和失水时体积变化十分显著。膨胀土随气候的反复变化，直接造成路基破坏，路面隆包或塌陷。因此，在道路修建时应尽量避免，若无法避免时，需采取相关措施对膨胀土进行处理。膨胀土的处理方式通常有如下几种：①土体改良法，通过机械、物理化学方法，改变膨胀土的亲水性、热敏性和胀缩性。这种处理方法存在一个显著不足就是工程量较大、造价高，对于快速型路面不合适。②采用护坡加固的手段，抗滑桩、植物支护或支挡结构等多种处理方式相互结合，做好排水措施，限制膨胀土结构改变，增强道路的结构稳定性。③修建膨胀土防护挡墙，对于膨胀土地区的挡土墙需对墙体上部进行加强设计，防止膨胀土吸水或实施产生的土压力对挡墙造成破坏。

5 结语

通过以上几个方面分析与比较，本项目工程的建设，将为政府宏观经济战略发展提供科学的、高效的城市空间载体，具有重大的经济与社会效益[4]。本道路工程为新建道路工程，为确保工程建设合理有序地进行，根据工程实际情况，特提出如下建议：（1） 建议建设方提前委托地勘部门做好地质勘察工作，清楚地质构造，以便更好地进行下阶设计。（2）道路沿线有一定数量的建筑物，建议建设方提前组织拆迁公司进行摸底调查工作，提前做好被拆迁对象的思想工作及安置工作。（3） 道路沿线有多条河流，为保证工程设计的可行性，以现场调查的洪水资料对洪水流量进行预测，并考虑一定的安全系数。