市政道路工程设计的新理念与关键要点分析

黄晓琴

浙江新创规划建筑设计有限公司 浙江 温州 325800

引言

国家经济的飞速发展，提高了城市整体的发展水平，也促进了道路工程和相关基础设施的完善。无论是满足城市经济发展要求，还是缓解城市人口增多带来的压力，都必须积极推动道路工程建设，优化道路设计，从而保证交通出行有效性。

1 我国目前城市道路交通设计现状[1]

①道路工程设计主要是在大型和中型城市实行，因为考虑到大型和中型城市的人口和车辆众多，城市交通压力较大，而忽略了小型城市的交通工程设计。道路工程设计没有做到全面思考就难以从根本上解决交通压力较大的问题。特别是在城市开发区与旧城区，由于当地城市进行房地产开发时，吸引大量周边农村和城镇人口进入开发区内，但是开发区的就业岗位不是很多，造成在开发区的人口前往旧城区去寻找就业机会，较大的人流量与车流量造成开发区和旧城区的交通压力比较大。②在道路交通安全管理模式上还是传统的事后处理模式，城市道路交通安全预防措施做得不到位。虽然现在的城市道路建设工作已经全面开展，但是在实际工程建设过程出现问题之后，也只能通过维护或弥补的方法进行处理，没有从问题的根源处进行预防。特别是在一些学校门口的道路上，没有设计对应的减速或者防护工程，在上学或放学期间车流量较大时会出现交通拥堵，在一些光线不足或者是天气情况恶劣时，容易出现安全交通事故，学生安全得不到保证。

2 市政道路工程设计的新理念与关键要点

2.1 遵循城市道路设计创新优化的基本原则

2.1.1 成本控制。城市道路施工建设需投入一定成本，且具有较高的社会效益，为提高城市道路设计科学性、合理性，应于设计阶段以经济性为原则，做好成本控制工作，在确保道路质量及建设周期的情况下，尽可能降低道路建设成本，以此提高项目整体效益[2]。为控制建设成本，在设计道路时，应以城市未来发展规划为指导，综合考虑断面、布局、地形、车流量、径流等因素，避免道路病害，完善道路排水设施，以此降低后续维护修复成本，并提高城市道路设计质量。

2.1.2 绿色环保。随着人们生活水平的提升，城市内机动车数量不断增加，不仅增加了城市道路通行压力，更造成了废气及噪声污染。在新时代道路设计中，应秉承绿色环保理念，落实可持续发展原则，根据道路性质、地形水文、气候条件等做好道路结构的绿化设计工作。

2.2 优化结构设计

2.2.1 厚度设计。城市道路设计时应注意控制厚度参数，以市政道路规范为指导，根据市政要求明确道路基本数据，继而得出道路面层厚度，在部分市政道路规范中并未给出准确面层厚度，但会给出面层厚度判断依据，帮助道路设计人员完善设计方案。现阶段城市规划注重绿色环保与生态效益，因此在设计路面厚度时，应遵循绿色环保原则，合理控制面层厚度。道路面层总厚度多为50cm，其中上面层为20cm，下面层为30cm，并将面层混合料中的碎石粒径控制为31.5mm。

2.2.2 防裂设计。为降低道路病害发生率，应在道路设计阶段做好防裂设计，选择适宜材料构建20～25mm厚的应力吸收层，并采用改性沥青规避裂缝病害，并可引入聚酯土工布黏层，强化道路抗裂减震效果与承载力。

2.3 BIM技术在道路设计中的应用

2.3.1 做好道路设计。基于BIM技术的道路设计，应该把全景视图模式的对应参数进行必要的调整优化，确定道路设计和相应等级的符合程度，评价设计时速能否符合相应标准。认真检查道路交叉口与转弯半径设计的合理性，之后在整个道路项目范围内的桥梁、涵洞等进行恰当标注。对道路工程平面图和设计文件、给排水等专业符合度情况进行全面考核，提前制定出道路实施规划。在纵断面设计环节，必须要全方位考虑排水、地形、净空等要素，由专业工作人员开展一系列的可行性论证，消除其中存在的风险因素和风险隐患，在高程控制中必须遵照平曲面准则。纵面设计必须考虑交叉口处的限制性因素，根据现场具体情况做好数据分析，进而设计道路纵断面。以曲面为参照设计道路模型，尤其是要把控好装配设计、平面线位、纵断面这几个部分，利用REVIT、Dynamo等软件完成精准建模。BIM技术能够满足复杂道路工程模型构建的要求。比如在道路线路的设计过程能够满足路线互通设计、交叉点等相对复杂的要求。在桥梁工程施工当中通过对BIM技术的有效运用化解桥梁横断面上的横坡、沿线路上变化超高难题。除此以外，运用BIM技术还能够立足施工现场的具体情况建造立体造型，使得项目建设各方能够直观感受项目的实际运行状态。

2.3.2 方案比选设计。道路工程影响着城市经济和交通事业的发展，要想节约资源并提高工程效率，必须要做好可行性研究工作，而可行性研究报告会给项目立项和具体实施带来决定性影响[3]。在编制报告和进行报告论证时，往往会涉及诸多管理部门，比如国土部门、交通部门、环保部门等。另外，设计人员、规划人员等不同方面的专业人员，也需要针对报告当中的经济、环境、能耗等相关指标做好评价和比选。在方案比选设计环节当中，各参与主体关注点及专业性有较大差异，怎样进行互动沟通并建立起统一认识，在传统方案设计当中是一大难题。BIM技术在三维可视化、多方协作、数据集成等诸多层面表现出独特的优势。所以在道路项目的可行性研究阶段就可以通过对该技术的运用做好方案遴选工作，结合各方面的信息模拟构建可视化模型，便于制定相关决策。

2.3.3 基于BIM模型进行虚拟施工现场模拟。BIM技术与其他技术最大不同就是使用参数代替数据信息进行建模。将道路工程中各种数据信息以参数的形式表示，对不同参数进行分析，实现道路工程三维、立体模型的建立，能够准确、清晰地将不同施工环节以不同参数的关系表现出来。通过建立施工现场及设备布置模型，一比一模拟道路实际施工场地，自动定义施工设施的4D属性[4]。点取任意设施实体，可查询其名称、类型、型号以及计划设置时间等施工属性，并可进行场地设施的信息统计等，将场地布置与施工进度对应，形成4D动态的现场管理。通过建立三维施工现场模型，布置设备放置位置、控制进场时间、综合管理料区、模拟吊装过程，让各区段参与方直观了解工作进度和施工流程，对机械配置、劳动力配置、安装时间进行调控，将一定程度上解决因施工现场布置不当造成的施工质量和工期延误问题。

2.4 道路工程路基边坡防护设计方法

在道路工程项目建设中，边坡防护设计是其中非常重要的环节。因为传统路基边坡防护方案比较落后，整个边坡的防护效果无法达到要求，同时由于受到一些特殊地区地势条件的影响，项目工程建设完工之后产生比较严重的滑坡、坠落等质量问题，不但影响沿线景观与生态平衡，还对车辆的通行以及驾驶人员的人身安全造成严重威胁。为了有效解决此类问题，需要全面提高道路路基边坡防护设计工作质量，保证道路路基边坡防护结构更加稳定和美观，保证道路基础结构的承载能力，提高车辆通行的安全性。

2.4.1 三维网护坡设计。边坡高度在5m以下时可以采取三维网植草护坡方法，在防护过程中通过选用一些强度较高，使用周期较长并且没有严重污染的三维网防护材料，同时通过使用坡面整体开挖和表面覆盖钢筋网等处理方法，保证整个边坡结构的稳定性，提高防护工作效果[5]。三维网护坡中，通常采用的是湿式喷播草籽生物防护技术方法，保证后期边坡结构整体养护成型，可以全面提高边坡结构的稳定性。准备好植被草种、土壤稳定剂、肥料以及土壤表面覆盖材料等，使用专业的喷播设备，根据特定的材料拌和标准，将材料直接投放到喷播机中混合，然后使用机械喷洒的方式均匀铺撒在护坡表面，并进行养护处理。在种植草种过程中需要结合土壤条件、气候条件状况等，使用一些成活率较高同时护坡工作效果好的草种进行栽种。

2.4.2 植被护坡设计。植被护坡生物技术又称为生态护坡技术，在实际工作中主要是以客土喷播喷洒草种方式为主。对于客土喷播而言，在工作前期需要有效了解边坡位置的地质条件情况，通过使用挂网喷播方法来进行处理，将植被的种子均匀喷洒在护坡结构的表面，同时对于一些质地比较坚硬的岩石边坡结构，可以形成有效的防护效果，提高植被护坡施工质量。另外，可在坡体表面铺设锚杆，并且对坡面进行加固处理，有效保证坡面结构的平整度和稳定性，将各种黏土混合物等进行充分搅拌处理，然后直接喷播到坡体表面，可以起到良好的护坡效果，起到良好的环境美化作用。

2.5 完善主干道设计技术

主干道是整个交通要道的主要构成，同时也是整个城市的交通压力所在。目前，城市道路交通主干道建设目标是为车辆提高更好的交通服务，让车辆在交通高峰时期能够顺利通行，避免出现拥堵现象。完善主干道设计要从多个角度出发。首先要在道路两侧进行围栏设计，主要目的是进行防护，围栏设计要简单美观，而且要兼顾较强的防护性。在进行主干道路灯设计时，路灯亮度要符合道路交通要求，给在主干道通行的车辆和人群提供开阔的视野，避免出现交通事故。在进行行人天桥设计时，设计人员要提前对当地的交通情况进行考察，根据当地人流量进行规划设计，既能缓解交通压力，让主干道机动车交通顺畅，同时也能保障行人的安全，避免信号灯的干扰。在进行主干道公交站台或专用公交车道设计时，要对此处进行标识，并构建良好的等车环境，为等车人提供短暂的休息。

2.6 城市交通信号灯智能控制系统设计

城市十字路口通行能力不仅能影响车辆通过交叉路口的速度，减少人们出行的时间，同时还能避免出现堵塞现象，要提高城市交通能力就必须加强对交叉路口信号灯的控制[6]。交通信号灯的最优控制策略能减少车辆通行十字路口的时间。一个优秀的城市交通信号灯控制系统能够保证城市交通运行良好，同时还能减少安全事故的发生。交通道路设计人员在设计信号灯系统时，要考虑当地的交通情况，选择合适的交通信号系统。传统的定时控制信号系统所需设备较简单，因投资最小，是较为广泛的信号控制方式，通常适用于交通情况有规律的区域，对当地的车流量和人流量采用多时段定时控制能够改变当地的交通情况。感应控制信号系统一般适用于车流量和人流量无规律的地区，因为感应控制系统是在传统的定时信号控制系统上发展而来的，对信号灯的实时性有着很大提高。感应系统能够根据当时交通的实际情况调整对应的最大绿灯时间，从而保证车辆能够在短时间内通过交叉路口，维持整个城市的交通顺畅。

3 结束语

总而言之，城市道路交通工程的设计关乎人们的道路交通安全，同时也能影响整个城市的发展规划。所以在进行道路施工之前，要做好对道路的规划和设计，然后再保障设计的完美落实，才能将城市交通工程的性能和品质做到最好。完善交通工程设计能够减少道路的拥堵，减轻城市的交通压力，促进城市交通和谐发展，保障居民的人身安全。