道路改扩建的重难点和设计要点分析

王志选

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

道路改扩建时，首先应对城市总体规划进行理解，片区规划进行解读，分析既有道路是否满足城市发展的需要；其次对既有道路交通流量进行分析，根据道路实际服务水平论证确定改扩建时机：高速公路、一级公路（快速路）服务水平宜在降低到三级服务水平下限之前，二、三级公路（主干路、次干路）服务水平宜在降低到四级服务水平下限之前，四级公路（支路）可根据具体情况确定[1-2]；最后对改扩建方案与新建方案进行对比论证，结合既有道路情况和对既有周边地块、构造物的影响，投资大小、社会面影响等进行综合分析。道路改扩建的设计，应遵循利用与改造相结合，应合理选择、灵活运用技术指标，因地制宜地提出道路工程改扩建方案，既能满足相应道路等级的技术指标，又能最大程度利用原有工程。本文结合案例工程，分析道路改扩建的重难点和设计要点。

1 工程概况

1.1 基本情况

以厦门市海沧货运通道（疏港通道-海翔大道）为例，项目位于厦门市海沧区，起点与海沧货运通道隧道段衔接，上跨疏港通道后沿既有孚莲路往北，接入在建海翔大道互通，路线长3.63km。通过新建高架桥、地面道路扩建等措施,对现状孚莲路进行提升改造，实现高架桥主线（海沧货运通道)快速通行（无信号灯)。

主线高架桥长3.35km，主线桥宽26m、双向6车道。道路整体路幅宽度60m，双向6 车道的主车道，双向4车道的辅道，外侧为人行非机动车道。

提升改造后货运通道为城市快速路，地面道路孚莲路为城市主干路。

1.2 既有道路调查

现状孚莲路为双向6 车道道路，二级公路标准，时速60km/h，沥青混凝土路面，路幅宽度28m，中分带2m，两侧行车道各12m。孚莲路作为厦门市西片区重要交通要道，车辆交通流量大，且中重型货运车辆居多，提升改造需求迫切。既有孚莲路线形指标良好，平面为大半径圆曲线接长直线，纵断较为平坦。现状路面结构良好，弯沉值基本在8~13（0.1mm）范围，路面局部存在裂缝。根据现场调查和资料收集，现状孚莲路沿路两侧敷设了雨水、污水、给水、原水等各类市政管线主干管，地下管网复杂，现状道路标准横断面如图1所示。

图1 现状道路标准横断面图

2 重难点分析

该项目为双层道路，高架层为货运通道，地面层为孚莲路。项目的重难点主要为：对既有地面道路的影响；做好高架桥与地面道路的连接，合理设置上下匝道；沿线既有管线的保护和避让；施工期间交通组织设计等。

道路沿线控制点较多，主要为起点相接的海沧货运通道（隧道段）、上跨既有孚莲路与疏港通道互通、沿线高压铁塔和既有的孚莲路、在建的孚莲路海翔大道互通及周边已开发的地块和已批用地和沿线敷设的管线。方案应尽量避免对高压铁塔进行拆迁，不侵占现状或已批地块，减少对地下管线迁改，起终点与相应工程进行顺接。

3 道路改扩建方案设计要点

道路进行改扩建设计内容主要包括平纵线形设计、路基路面设计、综合管线提升设计等。

3.1 平面设计

海沧货运通道高架段按平面区域主要分为两部分，第一部分为采用分幅桥梁连接隧道段上跨疏港通道后至既有孚莲路合并为整幅，长度1362m；第二部分为高架桥沿既有孚莲路中分带布线并结合地面道路扩宽改造至项目终点，长度2268m。

3.1.1 第一部分：分幅上跨疏港通道

孚莲路与疏港互通为既有T 字互通，疏港通道为一级公路标准，设置A、B、C、D 四个匝道，设桥梁上跨翁角路后连接既有孚莲路地面道路。整个疏港互通内，匝道数量众多，且互通内存在多座220kV 高压铁塔，路线布设空间较小。翁角路与孚莲路为T 字路口，周边地块为已建地块，需在有限空间内布设线位。疏港互通段平面图如图2所示。

图2 疏港互通段平面图

面对复杂的控制因素，首先需对各个控制点进行分析，判断各控制点的重要性。以该项目为例，布线主要控制点为上跨疏港互通双向6 车道主线及翁角路，结合疏港互通和匝道分布情况，在尽量减少桥梁孔跨的前提下，利用鼻端和匝道与主线间缝隙确定桥墩位置。现状孚莲路已设置主线桥跨翁角路接疏港互通，周边为已建厂区及住宅，布线空间有限。上跨翁角路后货运通道需尽量与既有孚莲路主线桥平行，并由两幅并入整幅，沿中分带向北至项目终点。

确定好跨疏港通道主跨桥墩位置、翁角路节点位置及合并段线形后，以多控制点作为基点，采取大半径圆曲线或长直线进行拟合从而可以确定主线线位。由于货运通道为城市快速路，线形指标高，且疏港互通节点与货运通道隧道段紧密相连，因此路线方案需同步与隧道段进行结合，避免线性不顺或不满足规范。

经过对各控制点进行综合分析，结合隧道段进行多方案布线比较，该节点左右两幅桥梁采用大半径S形曲线，利用鼻端和匝道间空隙，避开互通内高压铁塔方案跨越疏港互通和翁角路后沿既有孚莲路主线桥两侧往北并成整幅。其中左幅桥梁按标准30m 跨径连接隧道后，采用30m+44m+30m 跨径上跨B、C 匝道、疏港通道主线、A、B 匝道和翁角路；右幅桥梁按标准30m 跨径连接隧道后，采用30m+44m+44m+30m 上跨B 匝道、疏港通道主线、C、D匝道和翁角路。

3.1.2 第二部分：主线高架桥合并段至项目终点

该段主要为沿着既有孚莲路往北延伸，既有孚莲路两侧地块开发程度较高，规划仅预留唯一路由。根据对既有孚莲路进行测量及原施工图资料，现状孚莲路设计时速为60km/h，但平面指标较高，经过对既有平面参数进行拟合后分析，能满足快速路时速80km/h 的要求。拟利用既有高架桥桥墩布设位置进行两方案比选。

方案一：对中分带进行加宽，高架桥采取整幅双向6 车道设计，沿中分带布设。该方案桥梁整体性较好，对地面道路影响小，便于交通组织设计。

方案二：中分带保持2m不变，高架桥采取单幅3车道分幅设置，桥墩设置在主车道外的侧分带内。该方案尽量利用既有道路路基路面结构，对既有道路利用率高。但现状管线基本在既有道路两侧，位于拓宽后侧分带处，需对既有管线进行大范围迁改，且分两幅桥设计，整体造价较高。

从现状道路交通、地下管线、技术经济角度出发，对两方案进行比选，方案一造价较低，且整体性好，对既有管线影响小，施工工期短。因此采取方案一作为推荐方案。项目道路中心线按现状孚莲路布设，道路红线标准段按60m 进行拓宽。根据高架桥桥墩布设空间需要，道路中分带由2m 拓宽成9m。根据交通量需求设置一对上下匝道桥,对交叉口和上下匝道处地面道路进行展宽设计。改扩建后道路标准横断面如图3所示。

图3 改扩建后道路标准横断面图（单位：cm）

3.2 纵断面设计

纵断面与平面设计为一个整体，当平面基本沿既有道路扩建时，需根据测量对既有道路纵断面进行竖向拟合，结合周边地块规划、地块排水及沿线构造物（如涵洞、管线覆土等），分析既有路面竖向是否满足提升改造后要求。既有道路竖向能满足提升后道路技术指标的，且既有道路路面状况良好的，可根据拟合后的纵断面进行设计。既有道路竖向指标差，不能满足提升后需求的，则应根据片区规划等控制性因素，重新调整竖向设计。

对孚莲路既有路面进行检测，现状路面状况较好，经过表面修复处理可满足要求。孚莲路地面道路高程按现状高程铣刨后加铺5cm 控制，适当设置调平层。货运通道高架桥竖向综合考虑中分带绿化的光照需求、上下匝道的设置，人行过街天桥、工程造价和地面道路行车视觉舒适性等，桥梁净空按8~10m 设置。同时做好与既有道路、沿线道路处的平纵衔接，优化交叉口竖向设计，保证交叉口排水顺畅。

3.3 横断面设计

从图3 可知，标准断面按规划60m 布设，具体分布为2×5.5m 人行非机动车道+2×7.0m 辅道+2×2.0m 侧分带+2×11.0m 机动车道+9.0m 中分带。桥梁横断面为26m宽、双向6车道。

3.4 路基路面设计

道路改扩建设计前，应收集原道路的施工图、地勘资料和竣工图等资料，调查既有道路沥青路面裂缝率、车辙深度、修补面积、弯沉值等，对路面破损程度进行分析后进行设计。既有路基则应根据检测结果分析病害的类型、特征、成因及危害程度，结合改造后道路交通等级，选择合理、有效、经济的改扩建方案[4]。

当既有路基路面完好，路基回弹满足新建路基要求时，可直接利用；当既有路面弯沉不满足设计要求的，但既有路面未出现破损且通过加铺设计可满足路面设计要求时，宜充分利用既有路基；当既有路面弯沉不满足设计要求的，且路面出现严重破损时，可根据含水率、压实度和填料类型的分析评价，分别采取改善排水措施、补充碾压、换填处治等措施。条件受限不能翻挖既有路基时，可采取注浆等路基补强措施。填方路基拓宽时应对既有路基边坡开挖台阶，拓宽路堤边坡形式和坡率按提升后道路边坡高度控制。挖方路基拓宽时，挖方边坡形式与坡率可按原有挖方路基稳定边坡确定[5-6]。

现状孚莲路为沥青混凝土路面，根据路面检测报告，既有路基路面质量较好，进行表面病害处理后可直接加铺沥青面层。该项目存在路基拓宽，对拓宽段路基进行拼宽处理设计后新建路面结构层。

3.5 综合管线设计

提升改造后沿路敷设的综合管线应符合道路控制规划，结合现状既有管线分布情况和提升改造后断面，做好合理的管位布设，尽量少迁改既有管线。必需要迁改的，要遵循压力管让重力流、支管让主干管、小管让大管等原则，新建管线尽量避免设置在机动车道下。

既有孚莲路沿线已存在原水、给水和污水主干管，由于高架桥桥墩布设，在上下匝道处存在部分管线迁改。同时根据最新规划，在辅道、人行非机动车道下，布设新增综合管线。

3.6 施工期间交通组织设计

由于既有孚莲路车流量大，必需保障车辆通行。施工期间交通组织方案为先铺设两侧双向4车道辅道，进行交通导改后中分带进行封闭，为桥梁提供实施条件，跨路口处采用贝雷梁搭设支架，保证交叉口畅通。

4 结束语

综上所述，道路改扩建项目方案设计时，应根据项目的特点及不同的提升改造内容、相关规划及控制因素等制定合适的改造方案。该项目的实践证明，只有对现状道路进行充分调查，将相关控制因素和重难点在设计阶段考虑全面，结合规划确定合理可行的提升改造方案，才能保证项目的顺利实施，为高质量地提升城市交通能力作出应用贡献。