干线公路的市政化改造设计探讨

杜沐露

(福州市规划勘测设计研究总院 福建福州 350108)

1 研究背景

随着我国城市的扩张，许多既有的干线公路出现局部或者整体纳入城区范围的现象。由于历史原因和其连接区域的需求，在城市规划过程中，一般考虑利用干线公路现有的通道。然而，这些干线公路，以往的交通过境和连接功能已不能完全满足其作为城区内要道的需求，对干线公路的市政化改造是目前建设领域一个重要任务。

干线公路的改造存在很多问题：交通需求和设计标准发生变化，现状干线公路利用空间受限；随着公路的运营，路用性能逐年下降，多数已出现破损等现象；许多公路建设无市政管网，且公路多数途径乡村和旷野，乱拉乱扯管线的现象较多，现状管线情况复杂；加之，改造往往不可封闭实施，需保证相关车辆在施工期内通行；改造需增设慢性系统而拓宽道路，新旧结构拼接处易出现病害等。

总之，现有干线公路一般都承担交通过境和连接功能，作为城区内要道，还缺乏市政功能。具体表现在以下方面：

(1)缺少服务周边地块的慢行交通系统；

(2)缺少完备的道路照明系统；

(3)交通信息设施不完善；

(4)排水系统不完善；

(5)缺少传输电力、通讯、给水、燃气等市政管线；

(6)公路多途径乡村、旷野，道路绿化率通常不高，难以满足城市道路绿化景观要求。

此外，现有干线公路多数使用年限已久，道路出现不同程度的损坏。

综上，部分既有干线公路已不能完全满足城市扩展的需要，对其市政化改造是目前建设领域一个重要任务，也将给改造设计带来了一定难度，需结合具体项目本身的特点制定有针对性的改造方案。

2 改造设计要点

(1)项目规模的宏观把控；

(2)旧路功能性和服务型评价；

(3)规划预留用地的合理利用[1]；

(4)新增部分与旧路的空间关系；

(5)新增管线的布置及现有管线的处置；

(6)现有桥涵的利用和改造；

(7)新旧路基拼接；

(8)交通设施的设计；

(9)绿化景观设计；

……

结合上述主要改造设计要点，本文重点针对前7个方面，并以福州市浦上路(学院路至117县道段)改建工程为依托，对既有干线公路的市政化改造设计进行研究，以期为类似项目提供设计参考。

3 项目改造设计

3.1 项目概况

浦上路地处福州市大学城上街片区，连接学院路和117县道，路线长约1.4km，现状道路为双向六车道公路断面形式。沿线跨越高岐河，现状有一跨径为6×20、宽24m的预应力混凝土空心板梁桥。道路周边主要规划为高校用地、科研生产用地以及居住用地，未来用地开发程度较高。

道路规划红线宽50m，基本沿旧路走向。

3.2 旧路评价

现状浦上路为24m宽的双向六车道公路断面形式；沥青混凝土路面结构，路面破坏较严重；南侧车行道下埋设有一根污水干管和一根雨水干管；双侧布置单臂路灯，如图1所示。

图1 现状路断面形式

经交通预测与规模论证，机动车道建设需求为双向六车道，与现有道路车行道规模一致。

现有道路的平面线型指标可满足规划道路指标要求。

根据现场调研、路面状况指数(PCI)评价及弯沉检测结果，对旧路进行综合分析[2]，总体结构评价为良，路面服务性能评价为中等。

因此，本次设计时考虑利用老路条件[3]，对现状机动车道采用修补、补强后加铺沥青层的方式处理，增设非机动车道和人行道，并在新增部分埋设市政管线，以满足周边地块开发需要。

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3.3 总体设计

规划红线宽50m，设计时按照道路规划红线走向和宽度布置，并与旧路走向一致。对现状24m宽的机动车道进行修整补强改造，在现状道路两侧各拓宽13m，增设侧分带、非机动车道和人行道，并在新增部分埋设市政管线。跨越高岐河路段，利用现状24m宽桥梁作为机动车道，在旧桥两侧各做一座宽10m、跨径6×20的预应力混凝土空心板梁桥，供非机动车和行人通行。

3.4 交叉设计

项目终点学院路交叉口远期规划为互通，对互通用地进行预留，给该项目提供了更大的改造空间。如何更好地利用空间，是该项目研讨的一个重点问题。针对学院路交叉口，初拟两个方案：

方案一：采用常规的平面交叉方式，交通信号灯控制，用渠化岛对交叉口进行渠化。

该方案交叉口形式简单，工程量较少，使用更成熟；但交叉口相位较多，通行能力较小，服务水平较低，适用于常规的城市道路交叉口，如图2所示。

方案二：利用规划预留用地，采用地面匝道(苜蓿叶式)形式，在预留的互通用地内增设左转和右转匝道，主路部分采用交叉口信号控制的方式，如图3所示。

图3 学院路交叉口设计图(方案二)

交叉口信号灯只需设两相位，可提高道路的服务水平，特别是可在很大程度上提高直行方向的通行能力；但道路造价较高，预留用地内的景观工程需与匝道综合设计，交叉形式复杂，增加车辆绕行距离，增大了不熟悉路况司机的行车难度。适用于直行和右转交通量较大、左转交通量较小的路口。

因此，设计时主要从工程造价，及远期道路改造工程量方面考虑，采用了常规的平面交叉方案。

3.5 横断面设计

按照交通量需求设置车道数及行车道宽度，根据以人为本原则和生态景观需要，设置人行道、绿化带。结合现状拟定道路横断面方案如下：

方案二：采用市政道路车行道宽度，增设2m中分带，如图5所示。

图4 道路标准横断面图(方案一)

图5 道路标准横断面图(方案二)

结合项目特点，设计时主要考虑尽量减少对旧路的改造和施工过程中对交通的影响，采用方案一。

3.6 纵断面设计

该项目纵断面设计主要考虑：现状道路标高，与相交道路的衔接，减少旧路重建，避免加铺厚度过大，满足该区域规划水位要求等。

由于是改造项目，受到旧路标高及桥梁标高的限制，以满足低一级的纵坡标准来设计。该道路的最大纵坡为1.7%，最小纵坡为0.3%；一般路段最小坡长为160m，现状桥头路段为110m。

3.7 旧路处治

对浦上路现状车行道进行加铺时，首先将旧路表面的松散颗粒、尘土及积水处的泥土杂物等清扫干净，对现状沥青路面进行处治，合格后加铺沥青层。采用的主要处治措施有：铣刨、灌缝、贴封、注浆、沟槽重建等[4]。

对于一般路段，现状沥青路面处治合格后，洒布改性乳化沥青粘层油+7cm AC-20C+改性乳化沥青粘层油+4cm SMA-13，路面加铺总厚度为11cm。

对于沉陷较大、加铺厚度较大的路段，现状沥青路面处治合格后，洒布改性乳化沥青粘层油 +hcm ATB-30C沥青稳定碎石+改性乳化沥青粘层油+7cm AC-20C+改性乳化沥青粘层油+4cm SMA-13。

由于现状桥梁路况较好，且考虑到现状桥梁的使用安全性，不对其进行加铺等处理。

3.8 拼宽设计

(1)路基拼宽

该项目填方较小，利用增设的4m宽侧分带过渡新、旧路基，尽量不扰动原有路基。原道路边坡挖台阶处理，新填筑部分分层压实。

(2)路面拼宽

交叉口及公交车站位置需对现状路进行加宽拼接，需特别注意避免拼接处的反射裂缝。首先，铣刨相接处旧沥青路面上面层30cm宽；然后，在新建部分填筑垫层20cm，浇筑水稳基层至铣刨后的旧路标高，相接处用0.5m宽防水卷材贴封，加铺4cm AC-13C，统一罩面。

3.9 管线设计

(1)在人行道、非机动车道和侧分带下依次对称布设燃气管、通讯管、给水管、污水管、雨水管和电力管。

(2)项目沿线有现状电杆和过江高压铁塔(220kV)，本次布置电力排管，供其下地。

(3)现状单臂路灯更换为双臂路灯，布置在侧分带中，满足城市主干道照明标准。

(4)经调查，旧路下现有的雨水和污水干管运行状况较好，本次改造维持其现状。车行道加铺时，将沿线雨水井和污水井相应抬高，全线更换为可调式井盖；现状行车道上无雨水口，设计时重新布置，并接入新设计雨水管中。

3.10 桥梁拓宽设计

K0+440大桥位于高岐河上，现状河道宽80m。根据现状旧桥的施工图，现状是一座6×20的预应力砼简支空心板桥，桥面连续，路面宽度24m，斜交角度30°。

本改造方案保留现状的桥梁作为行车道，旧桥两边各新建一座宽度为10m跨径布置为6×20的预应力混凝土空心板桥，上部与下部结构布设采用与旧桥统一，桥墩与旧桥桥墩在一条直线上。新桥与旧桥相距侧分带宽度，结构独立。

4 结语

本文以福州市浦上路(学院路至117县道段)改建工程为依托，通过该改造设计实例得出在既有干线公路的市政化改造设计中需要注意的问题，如下：

(1)为确保改造后的工程满足城市发展的需求，应结合项目的规划定位和交通预测确定道路规模和改造范围。

(2)为避免资源浪费，项目设计时应充分考虑利用老路条件，对旧路进行科学、详细、全面的调查、评价，确定旧路可利用的范围，也为旧路处治提供依据和数据支持。

(3)设计中应对新旧结构拼接进行详细考虑。新旧路基可采用绿化设施实现拼接的过渡，减小拼接产生的病害影响；新旧路面连接处由于存在施工冷缝，可采取防水卷材、应力吸收层等措施防止反射裂缝产生。

(4)对于现有的桥梁结构，应结合横断面方案，充分利用原有桥梁基础，通过单侧或双侧建设新桥梁的方式实现改造[5]。

(5)规划中的预留用地给设计提供了很大的空间，设计中可根据具体工程特点和需求，对预留用地的利用进行详细论证，并考虑工程造价和远期改造工程量。

此外，还应注意对保留老路结构和设施的施工保护，以及道路施工过程中的保通措施。干线公路的市政化改造受到的限制因素比较多，设计时应根据具体项目有针对性地选择改造方案，最大限度地节约资源，降低环境和社会影响。