皖江地区公路改建城市道路横断面设计浅析

邹康

摘要：道路横断面设计方案的选定直接影响到道路交通安全、通行效率及工程造价等多方面因素，结合皖江地區某公路改扩建为城市道路的建设实例，探讨软弱地基情况下道路横断面设计的方法。

关键词：皖江地区；软弱土；公路改建；横断面设计

近年来，随着城市化进程的不断迈进，近城区以及城乡结合部既有公路改扩建为城市道路的项目正逐步增多，下面结合安徽地区某沿江地级市外围，省道改扩建为市政道路的工程实例，浅析在基于交通量预测以及车道数选定的前提下，道路横断面设计方案的确定方法。

1、工程概况

该项目位于安徽省某沿江地级市的外围地区，老路为二级公路，路基宽度15米，两侧各1米宽硬路肩，老路为水泥混凝土路面，2002年进行过一次路面升级改造。根据建设单位要求，本次按城市主干路改造后，红线宽度为50米，交通量预测初步确定，机动车道选用双向六车道。

路面调查检测情况：检测对路面左右两幅共2940块混凝土板块进行了弯沉测试，共检测5754个点，其中主点2877个，副点2877个，断板率2.1%，路面状况等级评定为优，路面断板率等级评定为良好，老混凝土板具备利用条件。

地质勘探情况：②层粉质粘土，承载力基本容许值为110kPa，其下为③1层淤泥和③2层淤泥质粉质粘土，承载力基本容许值分别为50 kPa和80kPa，压缩模量ES分别为2.3 Mpa和2.8 Mpa，属于欠固结高压缩性土，平均深度约8米，④层粉细砂，场地属于典型的长江冲积平原地质情况。

2、横断面设计的原则

横断面设计应在城市规划的红线范围内进行，根据路网的红线宽度、道路等级、道路性质、两侧建筑物性质与层高资料，以及交通量情况、车辆组成种类、行车速度、地下管线资料等，并进行综合分析。横断面设计应保证交通的安全和通畅，应与道路的性质和特点配合，同时充分发挥绿化带的作用，保证路面及沿线雨水的收集和排放，满足沿路的地上、地下管线、各种构筑物以及人防工程的敷设要求，应考虑道路建设的近远期结合，横断面设计做到在设计使用年限内满足交通需求，同时预留足够的空间便于未来道路改造拓宽。

目前，在城市道路横断面设计时选用混合交通还是分隔交通（即在城市道路车行道上要不要设置分隔带），这是当前我国城市道路规划设计中的一个重要问题，对于城市交通的安全、通畅与道路用地的节约有着密切的关系。

多幅路横断面范围内，纵向设置的带状非行车部分即为分车带。分车带由分隔带和两侧路缘带组成，它的作用是分隔交通、安设交通标志、公用设施与绿化等，此外，还可在路段设置港湾式停车站，在交叉口为进口车道提供拓宽空间以及保留远期路面展宽的可能。在我国的城市道路中，分隔带大多用来分隔对向机动车流或者分隔机动车和非机动车流，分隔带将车行道一分为二，通称为双幅路断面；分隔带将车行道一分为三，中央为机动车道，两侧为非机动车道，通称为三幅路断面；分隔带将车行道一分为四，中央两幅为机动车道，两侧两幅为非机动车道，通称为四幅路断面；路中完全不设分隔带的，则称单幅路断面。

3、横断面形式的方案的制定

该项目位于城市外围，道路性质为城市主干路，交通组成上以机动车为主，同时非机动车交通量也较大，从安全和通行效率角度考虑，在断面选择上首先排除了机非混行的断面形式，断面比选在三幅路和四幅路之间进行。

3.1 单侧绑宽方案：考虑老路路基使用多年，路基工后沉降趋于稳定，对老路个别破损位置的面层及部分基层进行处理后，作为改造后的半幅快车道，通过设置6米的中央绿化带作为沉降缓冲区，在老路南侧新建11.5米的另外半幅机动车道，外侧各设置5.5米的机非分隔带，以及4.5米的非机动车道和5.5米的人行道。

优点：1、新老路基通过绿化带进行分离，新老路基的不均匀沉降在绿化带位置得到充分过渡，避免新建道路部分因工后沉降造成的破坏；2、按规划红线宽度实施时，单侧拆迁，拆迁量较小；3、绑宽路基为独立工作面，易于施工过程控制，确保工程质量。4、施工绑宽路基时，老路可持续开放交通，待绑宽部分开放交通后，再实施老路部分，施工期间对通行基本没有影响。

缺点：改变了老路中线，起终点位置需做线形顺接设计。

3.2 两侧对称绑宽方案

在原有路基两侧对称绑宽，将老路拓宽为23米宽的双向6车道，外侧设置5.5米的绿化设施带，4.5米的慢车道和5.0米的人行道，最外侧4米绿化控制带。

双侧对称绑宽方案的优点是可以维持原有道路中心线不变，起终点位置线形顺接方便；缺点是原路不做隔离过渡直接绑宽的方案，换填处理很难解决不均匀沉降问题，采用水泥搅拌桩处理造价则相应较高，且绑宽工作面小，施工控制较难，施工时对现状交通影响也较大。

鉴于该项目地处长江冲积平原，场地内存在较厚的的高压缩性软土地基，从地基承载力和控制沉降等方面考虑，路基处理建议如下：

A. 抛石换填方案：即地表土下挖1.0～1.5 m，抛片石厚约0.5～0.8 m，再采用毛石加碎石嵌固等硬性材料分层压实回填；

B. 水泥土搅拌桩方案：即采用水泥土搅拌桩对上部软弱土进行地基加固处理，④层粉细砂均可作为搅拌桩的桩端持力层；

C. 不排除采用其它基础方案的可能性，如堆载预压，高真空击密等措施，但从工期考虑不适用于该项目。

同时，从工程造价角度考虑，抛石换填方案比水泥搅拌桩方案造价节省，经过测算，每公里仅路基处理部分节约费用约900万元，且施工便于控制。最终横断面设计选用方案一，对老路进行利用并单侧绑宽，新建路基采用抛石换填处理。

4、结论

该项目自2012年底竣工并投入使用至今约一年半时间，目前从表观情况及检测数据情况看，北侧原有老路加铺后，路面使用情况良好，南侧软土路基上新建的快车道部分虽存在沉降，但均在规范控制的一般路段沉降允许范围内，且均为整体沉降，不影响正常使用，道路的整体使用情况良好，行车舒适性及通行效率较高，交通事故率低，项目基本达到了预期的设计目标。

对于皖江地区类似改扩建项目，横断面设计方案在制定时应着重考虑高压缩性软土地基的工后沉降等问题，同时结合路基处理方式选择合适的断面型式，以达到既满足功能要求又节约工程造价的双控目标。

参考文献：

[1]黄兴安. 公路与城市道路设计手册.中国建筑出版社

[2]徐泽中.公路软土地基路堤设计与施工关键技术.人民交通出版社