市政道路改扩建路基路面优化设计

1 引言

针对现状道路实行改扩建策略是有效缓解交通压力的重要方式[1]，市政道路改扩建的方法多样，需从道路现状出发，做好优化设计工作。 市政道路改扩建尚存在诸多问题，需做深入的探讨，提出科学可行的优化设计方法，提高市政道路路基路面的改扩建品质。

2 工程概况

广州市黄埔区知识城集成电路园北片区道路及市政设施完善工程， 重点建设内容为位于知识城集成电路园北片的4条市政道路（人才七路、人才九路、人才八路西延线、创育三路）。 项目建成后，将扩充既有道路交通骨架，为沿线两侧用地及区域发展提供配套设施，对推动地区的发展有重要作用。

3 市政道路一般路基设计

3.1 设计原则

（1）路基坚实稳定，路床上部保持中湿或干燥的状态。（2）一般路段和与构造物连接段维持稳定，尽可能减小工后沉降。 （3）遵循因地制宜的设计原则，条件允许时，从当地选取路基填筑材料，严格控制填料的粒径、杂物含量等，在源头上加强质量管控。 （4）路基的防洪排涝设计需落实到位，促进水的高效排放，减少路基的积水量，减弱水对路基的侵蚀。 （5）在保证质量的基础上，兼顾施工效率、经济效益、生态环境多方面的要求[2]，提高路基的综合品质。

3.2 路基的填筑与压实

路基填料采用级配良好的粗粒土， 包含砂类土、 砾类土等。 填料的含水量超过最佳含水量时，以掺入石灰或其他方法调整。 路基的稳定性要求较高，耕植土、粉性土等不宜作为路基填料。分层有序填筑路基填料[3]，按照重型压实标准，用压实机具充分碾压，使经过填筑、碾压后的路基具有平整性和稳定性。 路基压实度的要求如表1 所示。

表1 路基压实标准要求

3.3 路基边坡施工及排水

3.3.1 坡率的控制

考虑挖方边坡和填方边坡两类，分别确定坡率控制要求。

1）挖方边坡。 路堑边坡坡率取1∶1，挖方高度在8 m 以上时分级放坡，各级边坡均设2 m 宽平台，一级、二级边坡坡率分别为1∶1、1∶1.25。

2）填方边坡。 填方边坡高度在8 m 以内时，放坡坡率控制在1∶1.5；反之，采取分级放坡的施工方法，各级边坡均设2 m宽平台，一级、二级边坡的坡率分别为1∶1.5、1∶1.75。

3.3.2 边坡防护

填方路堤与挖方路堑的防护考虑到稳定、绿色环保、灵活自然多项要求，采取喷播植草防护措施；局部坡高超过4 m，为提升边坡防护效果，增设三维网。 路基填挖交界部位的处理采取冲击碾压、 布设土工格栅等方法， 必要时集多种方法于一体，保证交界部位的稳定性。地面横坡或纵坡陡于1∶5 时，按宽度不少于2.0 m 的要求在路基底部开挖台阶，向内倾斜坡度为2%。 边坡高度＞8 m 时，采取骨架防护措施。

3.3.3 路基排水

路基临时排水设施采用浅碟形边沟和排水沟， 修筑位置规划在道路两侧。 排水设施连接市政排水管道，由市政雨水系统接纳路基的排水，建立畅通的水排放路径。

3.4 特殊路基的处理设计

3.4.1 处理要求

路基处理交工面承载力≥120 kPa， 一般路段的工后沉降≤30 mm。

3.4.2 不良地质条件的描述

项目施工现场的特殊土以淤泥质土和杂填土居多， 场地抗震设防烈度为7 度，场区未见地面沉降、泥石流等灾害。 场地平整后发现，人才七路有0.5～14.2 m 新近填土，呈松散状，属路基处理的重点部位。

3.4.3 软基处理方法

施工现场的软弱地基包含杂填土、浅层新近填土等，根据各细分路段的软基特性采取具有针对性的处理方法。

Ak0+122～Ak0+276 段， 以浅层换填的方法处理软基，处理面积约1 848 m2。

人才七路至Ak0+122、Ak0+276 至终点等路段，考虑到此类路段软基深度较大的特殊性，用水泥搅拌桩加固软基，桩径0.5 m，桩距1.5 m，方形布置，处理面积约2 328 m2。

创育三路、人才八路西延线及人才九路，重点处理区域为水域和鱼塘等，采取先开挖、后换填的方法，清淤深度视实际地质条件而定，回填材料采用未筛分碎石；果林、苗圃等也属于软基处理的范畴，考虑开挖腐殖土并换填1.0m 砂性土的方法。

4 路面结构的优化设计

4.1 技术标准

本项目的道路等级为城市次干路、支路，运营期设计年限末单车道累计轴载分别为650 万次、400 万次， 设计标准轴载为BZZ-100。 沥青路面设计使用年限为15 年，车行道的土基模量达到30 MPa，非机动车道和人行道为20 MPa。

4.2 机动车道路面的设计

水泥混凝土路面和沥青混凝土路面是常见的两种机动车道路面形式，从质量、耐久性、维护便捷性多方面做对比分析，选择最佳的路面形式。

1）水泥混凝土路面的排水效率高，耐久性突出，维护成本低，但前期建设成本偏高，若面层受损将面临维修难度大的问题；车辆行驶时的平稳性较差，噪声偏高，影响驾乘体验感。 从适用性的角度来看，水泥混凝土路面主要建设在交通量较小、市政干管少的城市道路。 结构组成如图1 所示。

图1 水泥混凝土路面结构示意图

2）沥青混凝土路面兼具施工便捷、行车舒适、维护便捷等优势，可根据工程量和工期进度分期施工；路面无共振和日照反射影响，视觉效果良好，与周边环境保持协调；便于地下管线的铺设， 提高地下空间的利用率， 减小市政基础设施的干扰；施工周期短，能够快速开放交通。 但沥青路面的耐久性略有欠缺，使用年限较短，使用阶段的运行维护成本较高，遇强降雨时雨水的排放速度较慢。 从适用性的角度来看，各级城市道路的慢车道和机动车道常采用沥青混凝土路面。 结构组成如图2 所示。

图2 沥青混凝土路面结构示意图

根据已建道路路面结构特点，兼顾城市行车舒适性、道路景观多方面的要求， 在本工程的路面施工中采用沥青混凝土路面结构。

4.3 人行道路面缘石的选取

芝麻白花岗岩是可行的材料， 主要用作人行道路面结构侧石、人行道压条、车止石等。

1）人行道面层结构总厚度为35 cm，组成为：级配碎石垫层（10 cm）+C20 透水水泥混凝土（15 cm）+C30 原色透水混凝土（6 cm）+C30 强固透水混凝土（4 cm）。人行道铺装采用透水材料， 为提高排水效率， 在垫层设计排水盲沟， 搭配PVC管，将水高效排放至雨水井。

2）道路侧平石和压条全线施工均选用花岗岩。 平石采用花岗岩平缘石，路缘石采用花岗岩侧石，人行道锁边、创育三路树穴、 人才七路及人才八路西延线的树穴均采用花岗岩压条，规格视实际施工条件而定。

3）综合考虑城市道路规划要求、道路沿线分布情况、道路与两侧环境的协调性， 在彰显道路功能特性的同时最大限度突出本道路的景观特色，打破道路的生硬感，实现与周边环境的融合。 饰面材料是决定道路整体观感的关键因素，在设计饰面材料时兼顾材料的美观性、耐久性和实用性。 色彩方面，追求简约、大方，通过色彩的搭配、变化起到暗示提醒的作用；功能方面，考虑饰面材料的防滑处理，避免车辆打滑。

4.4 市政道路无障碍设计

4.4.1 设计原则

根据无障碍的理念对全线道路展开设计， 充分关注行动不便者的日常出行需求，在各类路口设缘石坡道，根据建设条件选择路口形式，如单面坡道、三面坡道。 严格依据规范设计盲道，保证位置和走向的合理性，使视残者能够在安全的前提下以相对轻松的方式到达目的地。

4.4.2 道路的无障碍设计

在本市政道路的无障碍设计中， 缘石坡道采取的是单面和三面坡缘石坡道相综合的方案， 具体形状以及尺寸根据现场建设条件而定。 扇形、方形、长方形均属于常见的缘石坡道形式，坡道坡度不超过1∶20，坡道下口宽度以2 m 以上为宜。根据功能的不同，将盲道划分为提示盲道、行进盲道，组合应用。 在人行横道入口和转弯部位、行进盲道的起止点设提示盲道，给视残者提供明确的方向引导。 盲道宽度控制在0.3 m 较为合适，规划位置选取在人行道边0.3 m 处。

4.4.3 人行道上盲道的铺设

根据连续性的原则铺设人行道上盲道， 拐外部位以顺弯道弧度的形式铺设，形成顺畅的流线。 盲道行进方向上存在井盖时，先检测井盖的位置，若与地面平齐，无须绕开井盖铺设盲道，仅在井盖前后设提示盲道砖即可，但需按照对称的要求设置，数量控制在4～6 块。 若井盖高出地面，人们行走时可能磕碰摔倒，出于安全考虑，绕道铺设盲道。 盲道铺设至缘石坡道口时，铺设提示盲道，宽度取300 mm，位置规划在距离坡道底部250～300 mm 的位置， 长度根据坡道口的具体尺寸进行协调设计。 盲道行进方向有叉道的部位存在铺设盲道的要求时， 考虑在交叉区域铺设提示盲道砖， 采取多方向铺设的方法，各方向铺设的数量控制在3～4 块。 在盲道终止区域以及并排铺设盲道砖的盲道上设置提示盲道。

4.4.4 车止石

根据稳定可靠、耐久、不易移动的基本要求选择车止石，如圆柱形的花岗岩是可行的材料。 精心选材，注重车止石类型的一致性， 单个工程仅允许采用单一形式的车止石。 直径取250 mm，铺设到位后的外露高度控制在400 mm。

5 结语