城市道路大修工程精细化设计.doc

城市道路大修工程的精细化设计 臧金萍（北京市市政工程设计研究总院，北京100082）摘要：随着城市化建设的快速发展，城市道路设施规模急剧增长，越来越多的城市道路已接近或超过设计使用年限，进人大修养护期。相对于一般新建道路工程，城市道路大修具有工期短、不中断交通施工、与市政管线及周边建筑设施联系密切、控制因素多等特点，需要设计考虑的内容较多，是一项十分细致、复杂而又极其灵活的工作。因此，城市道路大修工程迫切需要进行精细化地设计。特别是“人文交通、科技交通、绿色交通”的新北京交通体系建设，对城市道路大修工程的设计提出了更高要求。该文详细地阐述了城市道路大修工程的精细化设计理念，并结合“长安街道路大修工程”和“前三门道路大修工程”等工程实例，对精细化设计理念的理解，精细化设计内容及细节处理措施等进行了系统的论述，对提升城市道路大修工程精细化设计水平，提高城市道路大修工程质量有着积极的意义。关键词：道路大修；精细化设计；基础调查；细节处理；北京市中图分类号：U418 文献标识码：B 文章编号：1009-7716（2012）05-0041-07O前言 随着城市化建设的快速发展，城市道路设施规模急剧增长。1978年，北京的城市道路总里程仅有1900km。到2009年底，北京城市道路已达到8826条的规模，总里程6247km，总面积7585万。随着道路设施规模的增加，越来越多的城市道路已接近或超过设计使用年限，进人大修养护期。城市道路大修养护的数请及规模逐年增加，大修的任务愈来愈艰巨。 相对于一般新建道路工程，城市道路大修工程具有工期短、不中断交通施工、与市政管线及周边建筑设施联系密切、控制因素多等特点，需要设计考虑的内容较多，是一项十分细致、复杂而叉极其灵活的工作。因此，精细化设计是满足城市道路大修丁程自身特点的需要。随着北京市提出“人文、交通、科技交通、绿色交通”的新北京交通体系建设，以适应首都经济和士会发展需要，服务于北京市“世界城市、宜居城市”的城市发展目标，提升大修工程的精细化设计水平也是新北京变通体系建设的需要。1道路大修工程特点及设计现状11道路大修工程特点 城市道路大修是一项细致而义极其灵活的丁作，它所需要考虑的因素和涉及的问题很多。从某种意义上说，大修工程设计难度往往比新建道路还大。道路大修工程具有以下特点： (1)确保交通安全及通行。尽可能减少对现况交通的影响，防止由于道路大修造成交通堵塞或出现交通事故。 (2)通常要求夜间施工或不中断交通施工；要求施工工艺简便、施工速度快、工期短。 (3)还廊考虑交通疏堵的需求。随着城市交通量的剧增，在新辟辅路、道路拓宽、新建公交港湾、路口粱化、打通断头路、减少机非干扰等方而进行统筹考虑 (4)路面病害处理措施针对性强。旧路病害处理是道路大修丁程的关键因此必须做好旧路结构调查、路面使用和损坏情况调查，对存在的问题做出深入的分析，提出针对有效的处理措施。 (5)整体道路景观效果应提升。道路大修工程不仅仅足路面破损修补，还是对道路环境的一次综合整治，应充分结合周边环境情况，从城市景观角度对道路范周内不和谐的城市家具、绿化、照明等内容一并进行改造。1 2道路大修设计现状 根据城镇道路养护技术规范(CJJ36-2006)规定，“传统的”道路大修工程是“对道路的较大损坏进行的全面综合维修、加固，以恢复到原设计标准或进行局部改善以提高道路通行能力的工程”。因此，在现况城市道路大修工程设计中，多偏重于对道路的破损、病害进行修复，表现为注重路面铣刨加铺的处理，而在精细化设计上存在一定不足。1 21大修的功能定位不明确 传统的道路大修仅仅从本身的恢复交通功能出发，缺乏各方面要素的综合考虑，造成整体不和谐、不美观的现象；目前道路大修的处理措施存在千遍一律的现象，较少有针对各条道路的功能及特性进行个性化设计。1 2 2专业间缺少协调及衔接 专业间仅从自身的要求出发，在设计中缺少对其它专业的考量，同时缺乏沟通，造成整体不协调。1 2 3缺乏景观环境意识 单纯从道路本身的交通功能考虑，与周围环境不能很好地融合，道路从环境中割裂开来，环境需要协调，牛态需要保护，资源需要节约经济需要促进，公益需要保障，这些多元需求迫切需要更新城市道路大修设计理念，需要多学科、多专业人员的协同合作，以及公众的参与，以达到城市道路系统最优和综合最优的目标。2道路大修工程精细化设计内容及实践2.1精细化设计的内涵 道路大修工程精细化设计的内涵是：以增强道路使用功能，提高安全性和服务水甲和提升城市景观为目标，高度重视设计细节、加强人性化，精细化设计、协同设计，积极推广使用绿色环保技术与材料，提升道路设施的综合服务水平。2.2精细化设计的细节2.2.1基础调查及检测 开展全面细致的基础调查及检测工作，采用仪器、人工，以及现场调查等综合技术手段，对沿线整体环境、路面使用情况及其他公用设施进行全面系统的调研分析，为设汁，施工、管理提供可靠的科学依据。2.2.1.1交通调查 交通调查的目的主要是分析路面破坏原因与交通之间的内在关系，是计算路面设计弯沉值及路面补强的主要依据。调查内容主要包括交通量、车道功能、车型，有公交专用车道的路段需调查公交车型，交通量，以及控制车型的轴重、接地压强等参数。通过几个工程的实例可以总结出，公交车或重载车的满载或超负荷运营，使得实际的轴重远大于规范所定数值，是路面结构处理或补强的主要控制件因素。2.2.1.2路面现况病害的调查 采用人工结合仪器设备的方法，对现况路面病害类型、位置及范围进行洋细调查并进行评定；利用弯沉仪对路面结构承载力进行检测；使用雷达探测仪对路面结构下的密实程度进行评估；典型病害位置进行现场取芯，便于分析病害原因并采取针对性措施。这些前期检测的手段及内容是必不可少的，也是后期设计方案的基础及依据。调查内容是否充分、详实，对设计方案的选样至关重望。2.2.1.3路面结构与历年维修资料 对原路面建设期的路面结构组合情况、历年养护维修情况进行调查，并通过路面取芯结果判断路面结构承载力水平及服务水平。2.2.1.4道路净空调查 对沿线桥梁及构筑物的净空进行详细调查。它关系到设计方案处理的合理性与可实施性，施工机械设备的使用与净空有着密切关系。 当实际净空高度与所限高度相差不大时（小于10cm)建议大修设计高程应维持现况路而高度，采取以处理现况路面结构为主的形式。一方面预留今后维修养护的空间，一方面预预留施工作业不确定的条件。 净空高度直接影响设计方案的确定。2010年东二环辅路原大修方案的层间粘结采用的是橡胶沥青粘层汕，由于东直门至光明桥范围桥梁的实际净空为3.4m-3.02m，而橡胶沥青粘层油洒布车的高度为3.6 m，车辆不能连续通行，只得修改设计方案。因此前期调查内容的细致程度在很大程度上决定着设计方案的可行性。2.2.1.5文物古迹调查 对道路两侧的现况文物古迹、挂牌古树，以及有保留价值建筑的位置、高程、范围、周边环境等进行调查，以便在方案设计中考虑并给予保护。2.2.1.6人行道调查 调查的内容包括路缘石的材质、破损程度，以及外露高度等；人行道面砖的种类、材质、规格、病害类型，破损而积、结构组台，以及现况管线情况等；人行道通行空间的畅通情况等；人行道范围内树池边框的材质、规格、破损状况，以及树木生长情况等内容。2.2.1.7无障碍设施调查 无障碍设施主要包含路段盲道砖的连续性、位置、颜色、表观，以及坡道设置等情况；路口坡道有无设置、是否符合规范要求；人行天桥或通道口处的盲道是否设置，以及满足规范要求等内容；公交车站范围的盲道，以及坡道设置情况；中央隔离带及路倒隔离带的坡道设置情况等内容。2.2.1.8附属设施调查 调查沿线路侧挡墙的设置、外观情况，以及有无安全隐患问题；人行天桥或通道出口处平台的高度，以及宽度冉无安全问题等；隔离带端头的破损情况；人行道内的报刊亭位置、配电箱位置及标志杆线或监控杆线的位置等具体内容。2.2.1.9拥堵路段调查 调查拥堵路段公交线路情况、交通量及交通组成；沿线单位性质、需求，道路横断面形式；进出口间距，以及路面破损程度等内容。2.2.1.10环境景观的协调性 调查道路两侧的环境景观效果、使用与需求的差异等情况。调查内容大致为：与外侧建筑物的衔接问题、机动车与非机动车的停车位置及其需求情况、架空线的设置情况等。2.2.2设计细节 城市道路大修工程已由初级阶段的恢复路面使用功能为主上升到包含道路综合治理等要素内容；根据前期现况调查报告，掌控工程的重点及难点，了解资金投入情况等，进行大修方案的设计工作。要求设计人员提高设计理念、关注总体系统，注重精细化设计。在设计方案制定过程中全面考虑道路、排水、园林绿化、管线等各专业内容，加强专业之间的沟通与协调，以制定合理可行、景观协调、整体和谐、人文关怀的设计方案，以最大限度地为道路使用者服务为理想目标。针对不同的道路提出不同的处理措施，突出每条道路的特色，展现城市道路的特色与风采。2.2.2.1路面结构补强 根据路面弯沉检测数据、路面病軎特征，以及取芯结果，判断路面结构使用状况，科学合理地提出路面补强设汁和病害处理方案。 (1)结构计算：根据交通组成、交通量等进行轴载换算，结合大修使用年限，计算累计标准轴次及设计弯沉值参考现况路面弯沉值进行结构计算，确定补强厚度。根据实际计算结果，应分类型、分段落、分方向、分车道确定不同的处理厚度。 (2)提出路面材料指标要求：针对道路的交通特性，以及交通实际荷载情况，提出符合实际需求的路面材料指标要求，满足结构设计要求。指标要求应包含高温性能、低温性能及水稳定性等，并应根据加铺厚度分别要求；同时还要结合工程特性具体确定数值。 (3)进行材料指标验证：根据设计提出的路面材料指标要求进行路面材料设计，开展高温抗车辙、疲劳性能、低温开裂、长期性能等多项相关验证试验，筛选满足要求的路面材料，保证路面优异的高温性能和良好的低温性能。 (4)分车道、分位置提出设计方案：根据路口、路段、公交车道、公突车站、其他车道，以及不同位置的病害程度，分别采取不同的处理措施，使大修方案更经济、更合理；虽然增加了工程难度，但节省工程基投资，符合大修工程的特点。2.2.2.2路面病害处理 对路面的各种病害如裂缝、网裂、碎裂、车辙、沉陷、拥包等，据现场调查破损程度及取芯结果判断影响深度，结合现况路面结构组合及厚度，采取有效的针对性强的处理措施。病害处理也要综合考虑处理范围及深度，对病害间隔不长的、厚度差别不大的区域，应结合车道宽度、施工和方便等因素统一考虑；对公交车站的病害处理范围要结合公交线路条数、实际进出站行车轨迹情况综合确定。路口范围的处理长度要根据现场调查候车排队长度以及道路等级综合考虑。2.2.2.3人行道 传统的人行道面砖雨天不透水雪天不防滑，造成了雨水资源浪费，同时也影响行人出行安全与舒适性，将其改造成透水性铺装，既可以提高不良天气行人的安全性和舒适性，同时降低热岛效应，有利于雨水资源利用，增强环保效果。目前道路大修工程多采用透水砖更换原釉面砖及九格砖，效果显著。 （1）面砖的选择:透水性铺装按材质可分为砂基砖、透水混凝上砖及透水石于铺装；按功能可分为透水砖、渗水砖（防滑砖）；其外形尺寸除透水石子铺裟不受控制外，其余两种均可加工定制或预制。对于透水性铺装，其强度以及相应指标要求要结合工程特点确定。铺砌效果可结合道路性质、特点及要求于以特殊设什，见图l所示。 (2)人行道拓宽处理：部分路段人行道宽度有的较窄，有的因设置过街天桥或地下通道，占用人行道宽度缩减了人行空间。大修时应结合道路两侧用地条件，局部拓宽，保证人行最小通行宽度。 (3)结构处理：大修工程的人行道结构大部分是已建成的；若要废弃，资源浪费太大；基层结构采用新建与利用相结台技术，实现雨洪利用，既改善生态环境，又可减少废弃工程，节约资源；是行之有效的解决方法之一，见图2所示。 (4)路缘石：对路缘石的更换，要结合道路性质、道路宽度等确定。一般城市主干道的缘石建议更换为花岗岩的，强度高且使用寿命长，外形尺寸为与道路宽度相匹配也可适专加宽加长（见图3）。其他道路建议采用常规尺寸的混凝土.缘石。 (5)树池边框：对于树池边框，要根据工程特点并征求园林局意见后选定。根据材质可分位花岗岩、铸铁及混凝土的；根据外形尺寸可分为1.25mx1.25m、1.5mx1.5m、1.75m1.75m等多种形式。具体安装时还要根据树根情况灵活处理才能既保证道路整体景观效果，又保证树术正常生长空间（见图4）。 图4 形式各异的树池边框实景2.2.2.4无障碍设施 城市环境无障碍化是“城市建设”发展巾人文关怀的一项更新内容。城市道路大修中需要注意及完善以下几个方面： (1)路段做法：路段无障碍设施主要指盲道砖的布设，标准做法应为盲道砖距路侧缘石0.25-0.5m处；遇障碍物时应设提示盲道；公交站设在路侧隔离带上时应设缘石坡道。大修时实在不能满足规范要求时，可根据实际条件酌情处理，但要保证使用功能不受影响，见图5所示。 (2)路口做法：随着城市建设进程的发展，道路工程已从原简单的功能齐备提升至功能与美观和谐统一的阶段；规划路口坡道的做法也由单面坡形式或簸箕型优化为视觉效果流畅、方便通行兼具部分阻水功能、提醒功能为一体的三面坡形式，缘石外露高度也由原0cm改变为1.5cm或2cm，见图6所示。 图6 大修后路口坡道的两种做法实景2.2.2.5路面井周处理 路面检查井周边的碎裂、沉陷问题，是目前国内难以解决的技术难题。大修工程中通过多次现场实验，在前期充分调查查、全面分析其结构受力特点的基础上，提出多种加固措施，经多项工程实际检验后，确定一种行之有效的加固措施，保证了井盖周边路面平整度及耐久性，取得显著效果，值得推广，见图7所示。2.2.2.6附属设施 道路的附属设施是工程的一个重要组成部分，往往起着画龙点睛的作用，也是不町忽视的一部分。 1)结台实际条件，设置不同形式的公交港湾或站台，方便市民公交出行。 (2)隔离带端头处理问题：部分路埘绿化带迎车面端头受违章交通行为影响，出现倾斜破损的几率较大。大修中建议进行端头铺装处理，增加缘石稳定性，延长使用寿命。 (3)人行空间的连续性与安全性问题：有些立交桥桥下人行道缺失严重影响行人的安全。大修中利用桥下空间，新建人行道并设置隔离护栏，确保行人安全。 4)与沿线建筑物及绿化的衔接问题：道路是城市文化、品质和风貌的展示窗口。人行道与沿线建筑前的铺装是否统一和谐直接影响道路的整体景观效果。大修中应积极与建筑物使用单位或设施权属单位沟通，协调处理好两者关系，既提升环境品质，同时满足使用者的相关需求，见圈8、图9所示。 (5)街边非机动车停车位：道路两侧没有大型购物商场、超市或周边设有地铁出入口等换乘需求地点，应根据实际需求加设非机动车存车处；位置可就近利用绿化用地，天桥梯道下空问、人行道外侧用地或路侧隔离带等可用之地，充分挖掘现况条件，改变随意停车，脏乱差的现况条件，改善停车环境，提升道路整体景观效果，展示文明，秩序、有理的城市风貌。 （6】与绿化设施的衔接：道路用地范围的人行道或绿化带要处理好与沿线建筑前绿化设施的衔接使之自然过渡成为景观的一部分。 (7)人行通道的出口处理细节：大修中应加强人性化设计理念，注重细节处理将出入口调整为三面台阶形式，方便行人出行。 (8)与人行道挡土墙的衔接处理：道路外侧挡土墙的选型应既满足设计力学要求卫简单美观还要便于管理。个别路段的挡土墙外形美观，但由于管理不到位墙体前三角地成为堆积垃圾之地，大修工程设计应对此进行美化处理，提升景观，见图10所示。 9)城市家居的处理：城市道路不可避免地要设置一些附属设施，比如照明灯杆，交通信号灯杆、配电箱、垃圾桶，以及报刊亭等等。这些设施严重影响行人通行空间的，大修前应征求相关管理单位意见，辟出一个相对对独立的设施带或混合区，统一挪移；还可结合公交站台的设置，在混台区内放置休闲座椅，路旁小品以及城市家居等，腾出人行空间，见图11所示。2.2.2.7琉通拥堵路段措施 在疏堵工程中重点分析拥堵原因才能提出有针对性的解决方案。对公交站点停车造成的路段拥堵，可以通过改造港湾式公交站台缓解拥堵；对缺乏渠化造成的路口拥堵，可以通过路口渠化设计加以改善；对出入口间距设置不合理造成的出入口拥堵，可以通过优化调整出入口间距使拥堵缓解；对机非混行交织严重造成的拥堵，可以通过增加矮护栏或机非分离加强交通组织来缓解拥堵；对标志标线设置不合理造成的拥堵，可以通过完善标志标线指向性来缓解。由于其他原因造成的拥堵应遵循上述原则，逐一分析原因，提出有针对性的改善措施。2.2.3细节的处理措施 完善的设计强是工程的一个方面，细节的处理措施也是工程设计的一部分。2.2.3.1路边检查井缘石的处理 道路边缘遇有检查井或障碍物时，要求现场预制缘石进行绕行以保证其连续性；当出现阳角时处理为圆弧状，则避免出现磕绊、撞伤等安全隐患，见图12所示。2.2.3.2人行道构筑物周边面砖的处理 人行道内不可避免地存在各种检查井或线杆，铺砌时若要外观效果好，又要使用寿命长，最好的处理措施是现场进行异形砖的切砖处理。2.2.3.3与建筑物缘石的衔接 当市政工程与外侧建筑物前铺装衔接且材质及颜色均不同时，加做过渡缘石则是一种较好的处理手段，见图13所示。3结语 城市道路大修经过近几年的发展已经逐步成熟，并向系统化、专业化方向发展，精细化的设设理念将进一步推动道路大修丁程的整体质量。本文通过对长安街、前三门等大修示范工程中精细化设计的理念及若干设计、施工细节的分析，期望对同类城市道路大修丁程的设计有一定的借鉴作用。城市道路大修工程中所倡导的“完善、完备、完美”的设计理念，将有利于道路大修工程向舒适快捷，安全环保，人性合理的更高目标发展。参考立献1、北京市市政丁程管理处北京市城市道路大修工程施工管理调研报告【R】北京市市政工程管理处2010 2、罗桂东、北京市沥青路面道路大修中几个闸阿的探讨【J】城市道桥与防洪2007.（2）；77-783、CJJ36-2006城镇道路养护技术规范【S】