上海市二级公路特点及改建设计要点探讨

袁坤

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

随着经济发展和社会进步，人们对于道路交通的要求也越来越高。公路一般建设于城镇或村庄之间，作为几个城镇或村庄的连接通道。对于上海而言，随着新城、城镇等区域的不断发展和扩容，初期建设的一些公路也越来越城镇化，因交通量的增长带来的交通压力也越来越大。因此有必要在原有道路的基础上对其进行改扩建，不仅可以改善交通状况，还可以提高行车安全，促进经济发展。

上海市公路与其他地区相比有较大不同，本文在对上海市二级公路特点进行分析的基础上，对其改建设计要点进行介绍，为相关从业人员提供一定的设计参考和工程经验。

1 上海市二级公路特点

1.1 公路等级划分

关于公路等级的划分，根据《中华人民共和国公路法》，“公路按其在公路路网中的地位分为国道、省道、县道和乡道，并按技术等级分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路”。

行业规范《公路工程技术标准》（JTG B01—2014，以下简称“技术标准”）以交通流量作为主要指标，“二级公路为供汽车行驶的双车道公路。二级公路的年平均日设计交通量宜为5 000～15 000辆小客车”[1]。

上海市公路等级的划分一般以《上海市骨干道路网深化规划》为依据。该规划将公路行政等级体系与规划等级体系整合，总体上采用以规划分级体系为主、规划和技术等级体系并列的方式进行公路等级划分。具体公路等级划分见表1。

表1 上海市域公路等级分类体系

上海市公路等级未采用行业规范中的以交通流量为主要指标的方式进行划分，而是综合考虑路网中的地位、道路功能、交通流量及沿线所经区域等因素，对公路等级进行划分。因公路等级划分方式的不同，上海市公路的特点也与其他地区存在较大不同，下面以二级公路为例进行介绍。

1.2 上海市二级公路特点

上海市二级公路与《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）存在较大不同，主要体现在以下几个方面。

1.2.1 定义

技术标准中二级公路的定义以交通流量为主要指标，公路等级的定义未与其行政级别挂钩。而上海市二级公路一般为跨行政区连接、辅助的次要干线或服务于各区、县内部的区域干线，公路等级的定义与其行政级别和功能定位挂钩。

1.2.2 车道数

技术标准中二级公路车道数为双车道。而上海市二级公路车道数一般为双向四车道或六车道。

1.2.3 设计速度

技术标准中干线二级公路设计速度一般为80 km/h；集散二级公路设计速度一般为60 km/h；受地形、地质等条件限制，可采用40 km/h。而上海市二级公路设计速度一般为60 km/h，受限时可采用40 km/h或 50 km/h。

1.2.4 用地范围

技术标准中二级公路用地范围为边沟或截水沟外不小于2 m范围内的土地。而上海市二级公路则未采用技术标准中的用地范围线规定，对用地范围做出了统一的规范，采用城市道路的红线概念来严格控制公路建设用地，二级公路红线宽度一般为30～45 m。

1.2.5 选线设计

技术标准中公路设计需进行选线设计，“公路选线必须由面到带、由带到线，在对地形地貌、地质水文、自然保护区等调查和勘察的基础上论证，确定路线方案”。而上海市的公路设计大范围选线一般在规划阶段完成并落实到红线上，一般情况下设计可根据红线完成设计，如需红线调整，则可根据实际需求进行局部微调或专项规划论证，红线调整手续由规划单位完成。

1.2.6 横断面布置

技术标准中二级公路横断面形式为单幅路断面，即在机动车道外设硬路肩供非汽车交通使用，其横断面总宽度约12 m。而上海市二级公路一般需考虑非机动车需求，设置较宽的非机动车道或硬路肩，一般多采用三幅路或四幅路的断面形式；城镇化地区还需考虑设置人行道。其横断面总宽度在20 m以上。

下文将从总体、路线、路基、路面、排水等方面对上海市典型二级公路改建设计中的要点进行探讨。

2 总体设计要点

总体设计时应注意以下要点：

（1）功能定位和等级分析。改建设计前应根据规划和功能分析，对项目功能定位进行分析，明确道路等级。

（2）交通量预测和建设规模分析。

（3）桥梁设计荷载和改建方案。根据技术标准，二级公路作为集散公路且交通小、重型车辆少时，其桥涵设计可采用公路-Ⅱ级荷载，否则采用公路-Ⅰ级荷载[1]。设计荷载的明确直接影响到桥梁改建方案，因此有必要尽早明确桥梁设计荷载，以便在前期进行老桥检测和荷载验算。

3 路线设计要点

路线设计包含横断面设计、平面线位设计和纵断面设计。

3.1 横断面设计

横断面设计时需考虑以下主要因素：

（1）设计速度。

（2）施工期间交通组织。二级公路有着较强的交通功能，对于部分串联地区来说，该公路作为其交通通道可能具有唯一性。在这种情况下，二级公路改建时应特别注意施工期间的交通组织，改建时一般采用翻交方案，条件允许时应尽可能利用现状道路作为翻交通道，节约工程投资和工期。在施工交通组织方案的基础上再进行横断面设计，具有较强的可实施性。

（3）路基拼宽方案。

（4）桥梁改建方案。

（5）周边用地、建设条件等。

3.2 平面线位设计

上海市二级公路设计与其他地区有较大不同，一般来说二级公路均有规划红线控制，但往往因线形标准、拼宽方案、用地、拆迁等因素限制，部分公路实施时需对规划红线进行调整。在前期方案时，设计单位应注意以下要点，配合规划单位完成规划红线调整：

（1）线形标准。

（2）高速公路、铁路等重要交通线路。

（3）西气东输；高压、超高压、特高压等重要管线。

（4）航道。

（5）横断面拼宽方案。

3.3 纵断面设计

纵断面设计时需考虑以下主要因素：

（1）纵断面设计标准。

（2）航道、河道等标准。

（3）高速公路、铁路等重要交通线路。

（4）西气东输；高压、超高压、特高压等重要管线。

（5）路基干湿状态。对于一般路段的二级公路，路床应处于中湿状态；对于城镇化程度较高的二级公路段，受周边地块标高限制时，路床可处于中湿或潮湿状态。

（6）老路改建方案。老路改建时，应结合老路检测结果，对路面进行改建设计，老路考虑利用时，纵断面设计时应考虑改建设计方案。

（7）行道树利用方案。双车道公路改建时，一般两侧土路肩种植有行道树，如行道树考虑利用时，应考虑纵断面抬高对其的影响，结合老路改建方案进行纵断面设计。

4 路基设计要点

4.1 设计指标

4.1.1 路基顶面回弹模量

路基采用路基顶面回弹模量为设计指标，对于公路而言，该回弹模量采用的是动态回弹模量的概念。

规范中根据荷载等级对回弹模量要求值做出了要求。新建路基应通过试验或根据路基处理方案计算，得到回弹模量设计值，指导路基设计：

4.1.2 路基工后沉降

二级公路桥梁、涵洞、通道与路堤相邻处工后沉降应不大于10 cm，一般路段工后沉降应不大于30 cm。

4.1.3 路基差异沉降

路基拼接时，应控制新老路基之间的差异沉降，既有路基与拓宽路基横坡度的工后增大值不应大于0.5%。

4.2 设计要点

（1）路基填料的选择应因地制宜，并考虑水源保护等因素。

（2）重交通及以下的二级公路路基处置深度应不小于80 cm；特重交通及以上的二级公路路基处置深度应不小于120 cm。

（3）注意控制管道、结构物的埋深和保护。（4）软土地基处理。

5 路面设计要点

5.1 设计指标

公路路面设计与城市道路有所不同，公路沥青设计时采用沥青层、无机结合料基层疲劳破坏和沥青层永久变形作为控制指标。

5.2 路面改建设计

路面改建设计时，应根据荷载参数、老路结构强度等因素，分段拟定改建方案，验算加铺层设计参数，确定改建方案。

因改建工程施工周期较长，且老路路段往往在工程后期方施工，在前期确定改建方案时，应考虑老路强度衰减等因素。

5.3 路面结构选择

二级公路多选择两层式沥青路面，沥青面层材料可根据需要进行选择，见表2。

表2 沥青面层材料选择

6 排水设计要点

（1）根据项目所在区域，合理确定暴雨重现期。

（2）结合道路沿线规划、现状和用地情况，合理选用边沟排水和管道排水。

（3）对于较宽的分隔带或低影响开发设施，应考虑设置排水盲沟，避免水对道路路基造成较大影响。

（4）对于穿越水源保护区的路段，应注意对公路排水进行收集，并考虑应急措施和方案。

7 结 语

因公路等级划分方式不同，上海市公路的特点也与其他地区存在较大不同。

本文在对上海市二级公路的特点进行分析介绍的基础上，研究了二级公路改建设计的总体设计、路线设计、路基设计、路面设计和排水设计等要点，为相关从业人员提供一定的设计参考和工程经验。