农村公路提档升级工程中的生命安全防护设计

蔡 军

(江苏中设集团股份有限公司,江苏 无锡 214072)

0 引言

YE72雨泉路是六合区老路提档升级工程之一,项目改建后能改善区域内路网交通状况,带动沿线经济的发展,促进地区资源开发与利用,改善运输环境,同时加强各乡镇之间的联系,促进产业结构优化调整,对于增大路网密度、提高路网等级,具有较大推动作用。

1 老路概况

现有老路等级偏低,道路偏窄,路面宽度约3 m～4 m;平纵线形指标差,老路最小圆曲线半径为 25 m;道路起伏较大,经拟合,最大纵坡 12.5%,最小坡长50 m;平纵指标需要优化、断面偏窄,现有的道路无法满足日益增长的交通需求。

2 提档升级后的技术标准

YE72雨泉路路线长2.585 km,其中,老路加铺利用段长约1.57 km,新建段长约1.02 km。

K0+000—K2+038(梅云路)公路等级为四级公路,设计速度30 km/h,路基宽度7.5 m,路面宽度为6.5 m; K2+038(梅云路)—终点K2+585公路等级为单车道小交通量四级公路,设计速度为15 km/h,路基宽度5.5 m,路面宽度为4.5 m。

3 设计步骤

1)基础资料搜集。搜集现有农村公路的技术参数、交通量、交通类型、交通事故等资料。

2)风险评估和隐患排查。分析历年来的交通事故原因,同时对本次提档升级后的平纵横等指标进行相关安全评价,对沿线所有的安全隐患点(如急弯、大纵坡、沿河段、交叉等)进行逐一核查排查,列出具体桩号或段落。

3)路段分类,制定总体方案。根据排查结果,对路段进行分类,按照“安全至上”的原则制定切实可行的总体方案。

4)工程设计。在“安全、有效、经济、实用”的前提下,结合现有规范标准和地方规定,吸取六合地区的经验做法,兼顾工程造价,最终确定安全生命防护工程设计。

4 具体设计

1)技术标准和设计速度。K2+038(梅云路)—K2+585(终点)处老路最大纵坡12.5%,该处紧邻水库(本工程与河堤平面交叉),升级改造时老路无法下挖。又由于该处紧邻新建的农业观光园,路面高程只能局部适当抬高。根据《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》[1]设计条文,四级公路设计速度20 km/h时,对应的最大纵坡9%(见表1),如采用9%纵坡,则需将河堤下挖约2.5 m或将老路抬高约2.5 m。

表1 最大纵坡一览表

项目组成员多次现场踏勘,与业主、地方主管部门、河道管理单位对接后,内部召开多次项目评审会,结合现场地形地物情况,同时考虑该处位于项目终点段,交通量相对较小的实际因素,最终依据《小交通量农村公路工程技术标准》[2]及《小交通量农村公路工程设计规范》[3],将该段定性为四级公路(Ⅱ类),设计速度15 km/h;同时为了保证行车安全,将该处设置为单向通行,路面宽度4.5 m。

根据《小交通量农村公路工程技术标准》4.0.8条及《小交通量农村公路工程设计规范》5.3.2条“一般路段最大纵坡不应大于12%……”,本次设计最大纵坡为10.9%,相应的坡长为85 m,相应的纵坡及坡长均满足表2的要求。

表2 不同纵坡的最大坡长

2)平面弯道处。在急弯、反向弯、连续弯等平面指标不良路段,对通视条件进行逐一核查,设置相应的弯道标志、禁止超车标志和线形诱导标志[4],道路中心线由黄色虚线改为黄色实线,同时设置必要的波形梁护栏。

3)大纵坡处。沥青混凝土上面层铺筑完毕后,在其表层施工3 mm的彩色防滑路面,增大摩擦系数以减少事故的发生。该路段设置相应的大纵坡提醒标志以及禁止骑行标志。考虑减速垄在冰雪天气,易给非机动车道出行者带来隐患(摔倒),本次设置了减速振荡标线。同时设置必要的波形梁护栏。

4)高填及沿河(塘)路段。本工程边坡坡率1∶1.5,结合《公路交通安全设施设计规范》[5]图6.2.4以及《六合农村公路设计指导意见》,在填高大于3 m路段设置波形梁护栏。边坡坡度及路堤高度与护栏关系图见图1。沿河(塘)路段波形梁护栏,同时设置禁止超车标志和减速标志。路侧波形梁护栏等级的选用,对于四级公路,事故严重程度等级为“中”时,根据规范要求设置C级波形梁护栏即可;参照《六合农村公路设计指导意见》,结合项目自身特点、交通量及护栏设置处地形地物等因素,本次路侧采用B级波形梁护栏,最小设置长度28 m,均满足规范要求[6]。

5)横断面受限处。K2+038 (梅云路)—K2+585(终点)宽度受限处,采取单向通行的交通组织方案,提前设置了完备的交通标志;此外在通视良好的路段,设置了两处错车道,错车道处路面宽度6 m,有效长度15 m,两侧渐变段10 m。

6)村镇集镇处。在进入村庄前设置了村庄集镇警告标志。在行人过街密集处,设置了人行横道线,并设置了“注意行人”的警告标志和“行人通过”的指示标志。提前告知驾乘人员需减速慢行,让行人优先通过,充分体现了“以人为本、安全至上”的原则。

7)交叉口处。对两处与省道交叉处,都进行了渠化设计,增设了转弯车道,并设置了信号灯和完备的交安设施。对于沿线其他主要的等级交叉口,进行了渠化设计,设置了相应的交安设施。对于沿线小交叉,进行适当归并,同时在被交道路设置停车让行标志,在主线上设置道口标注,并贴红白相间的反光膜。

8)观景平台处。全线设置一处观景平台,考虑安全和景观的需求,平台内外侧均设置了钢臂木护栏。

5 四新成果的应用

1)环氧彩色防滑路面。环氧型彩色防滑路面是一种不含溶剂的多组分环氧基系统,路面摩擦值在70以上。在沥青混凝土路面施工完毕后,在其上摊铺3 mm～5 mm的环氧类树脂,将经过高温合成、煅烧并染色的摩氏硬度7以上的高强骨料散布在树脂上面,待树脂完全固化后将多余的骨料去除,即成彩色防滑路面。该产品显著优点如下:

强度高:高强度树脂和骨料使路面具备了较高的强度和安全性。

防滑性能好:高强骨料可以长期保持较高的摩擦值,增加路面的安全性能。同等条件下,刹车距离缩短达40%以上,雨天甚至可缩短距离达50%以上。

色彩鲜艳:骨料本身就具有鲜艳的颜色,即便在长期磨损露出骨料本色后,路面依然会保持鲜艳的色彩,可做成各种图案和颜色。

使用寿命长:使用寿命在5 a以上,可达8 a～10 a。

施工速度快:适宜做各种图案,方便灵活;可在现有路面上施工。

养护成本低:后期小面积修补方便,运营和养护成本低。

该产品可以应用在收费站、公交站台、交叉口、下高架、进隧道、主辅道变换处等部位(见图2)。本工程在大纵坡处采用环氧彩色路面,起到防滑、耐磨作用,延长了道路使用寿命,还能起到警示和美观的作用。

2)钢臂木护栏。为防止临河段的非机动车辆和行人冲出道路以外,结合本工程景观绿化的要求,进行路侧护栏的设计,以达到安全设施与周边环境相协调的目的,使安保设施成为美化路容路貌的重要因素。本工程在观景台推荐采用钢臂木护栏(见图3)。具有如下优点:安全:2018年成功通过包括货车、客车和小客车的实体车辆碰撞试验,安全性能满足三级(A级)要求,成为通过中国和欧盟双重认证的钢臂木护栏。

美观:在碰撞发挥吸收能量作用的同时,更提供了护栏融于自然、美观协调的高附加值。

环保:木材能够吸收汽车排放的尾气(二氧化碳),保护环境。

便捷:工厂加工,便于装配和安装。安装简单,方法与波形梁护栏类似。

寿命长:最外侧的木材经过防腐处理后,满足机械性和使用寿命的要求。

3)免振压水泥稳定碎石。本工程约有650 m穿过村庄集镇段,道路两侧房屋密集,如果采用常规路面结构,易造成对房屋的损坏,同时强噪声严重影响村民正常的生活。本次设计基层采用免振压水泥稳定碎石。

借鉴自密实水泥混凝土相关技术原理,通过添加免振压外掺剂来实现不振动压实条件下就能达到规定压实度的技术。它显著优点是不需要振动压实(只需要静压),就能达到规范或设计要求的密实度和强度。

本工程免振压添加剂掺量为水泥剂量的10%,通过静压法来确定最大干密度和最佳含水量,压实度为98.9%～99.2%,高于设计值98%;混合料7 d无侧限抗压强度达3.9 MPa～4.1 MPa,远超过规范要求的3.5 MPa。

噪声检测:普通水稳振动碾压时噪声达126 dB,采用免振水稳施工时为70 dB以下,在降低噪声的同时,减少了对道路两侧村民建筑物的影响。免振压水稳现场图见图4。

6 结语

该工程提档升级后,给人耳目一新的感觉,无论从行车安全性、出行舒适度、外在美观感等方面都得到了很大提升,成为当地一条网红打卡路,完善了片区路网,提升了地方形象,带来了较大的经济和社会效益。