城市道路大修工程的精細化設(shè)計

/城市道路大修工程的精細化設(shè)計臧金萍（北京市市政工程設(shè)計探討總院，北京100082）摘要：隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市道路設(shè)施規(guī)模急劇增長，越來越多的城市道路已接近或超過設(shè)計運用年限，進人大修養(yǎng)護期。相對于一般新建道路工程，城市道路大修具有工期短、不中斷交通施工、和市政管線及周邊建筑設(shè)施聯(lián)系密切、限制因素多等特點，須要設(shè)計考慮的內(nèi)容較多，是一項特別細致、困難而又極其靈敏的工作。因此，城市道路大修工程迫切須要進行精細化地設(shè)計。特別是“人文交通、科技交通、綠色交通”的新北京交通體系建設(shè)，對城市道路大修工程的設(shè)計提出了更高要求。該文詳細地闡述了城市道路大修工程的精細化設(shè)計理念，并結(jié)合“長安街道路大修工程”和“前三門道路大修工程”等工程實例，對精細化設(shè)計理念的理解，精細化設(shè)計內(nèi)容及微小環(huán)節(jié)處理措施等進行了系統(tǒng)的論述，對提升城市道路大修工程精細化設(shè)計水平，提高城市道路大修工程質(zhì)量有著主動的意義。關(guān)鍵詞：道路大修；精細化設(shè)計；基礎(chǔ)調(diào)查；微小環(huán)節(jié)處理；北京市中圖分類號：U418文獻標識碼：B文章編號：1009-7716（2012）05-0041-07O前言隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市道路設(shè)施規(guī)模急劇增長。1978年，北京的城市道路總里程僅有1900km。到2009年底，北京城市道路已達到8826條的規(guī)模，總里程6247km，總面積7585萬㎡。隨著道路設(shè)施規(guī)模的增加，越來越多的城市道路已接近或超過設(shè)計運用年限，進人大修養(yǎng)護期。城市道路大修養(yǎng)護的數(shù)請及規(guī)模逐年增加，大修的任務(wù)愈來愈艱難。相對于一般新建道路工程，城市道路大修工程具有工期短、不中斷交通施工、和市政管線及周邊建筑設(shè)施聯(lián)系密切、限制因素多等特點，須要設(shè)計考慮的內(nèi)容較多，是一項特別細致、困難而叉極其靈敏的工作。因此，精細化設(shè)計是滿足城市道路大修丁程自身特點的須要。隨著北京市提出“人文、交通、科技交通、綠色交通”的新北京交通體系建設(shè)，以適應(yīng)首都經(jīng)濟和}士會發(fā)展須要，服務(wù)于北京市“世界城市、宜居城市”的城市發(fā)展目標，提升大修工程的精細化設(shè)計水平也是新北京變通體系建設(shè)的須要。1道路大修工程特點及設(shè)計現(xiàn)狀11道路大修工程特點城市道路大修是一項細致而義極其靈敏的丁作，它所須要考慮的因素和涉及的問題很多。從某種意義上說，大修工程設(shè)計難度往往比新建道路還大。道路大修工程具有以下特點：(1)確保交通平安及通行。盡可能削減對現(xiàn)況交通的影響，防止由于道路大修造成交通堵塞或出現(xiàn)交通事故。(2)通常要求夜間施工或不中斷交通施工；要求施工工藝簡便、施工速度快、工期短。(3)還廊考慮交通疏堵的需求。隨著城市交通量的劇增，在新辟輔路、道路拓寬、新建公交港灣、路口粱化、打通斷頭路、削減機非干擾等方而進行統(tǒng)籌考慮(4)路面病害處理措施針對性強。舊路病害處理是道路大修丁程的關(guān)鍵．因此必需做好舊路結(jié)構(gòu)調(diào)查、路面運用和損壞狀況調(diào)查，對存在的問題做出深化的分析，提出針對有效的處理措施。(5)整體道路景觀效果應(yīng)提升。道路大修工程不僅僅足路面破損修補，還是對道路環(huán)境的一次綜合整治，應(yīng)充分結(jié)合周邊環(huán)境狀況，從城市景觀角度對道路范周內(nèi)不和諧的城市家具、綠化、照明等內(nèi)容一并進行改造。12道路大修設(shè)計現(xiàn)狀依據(jù)《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(CJJ36-2006)規(guī)定，“傳統(tǒng)的”道路大修工程是“對道路的較大損壞進行的全面綜合修理、加固，以復(fù)原到原設(shè)計標準或進行局部改善以提高道路通行實力的工程”。因此，在現(xiàn)況城市道路大修工程設(shè)計中，多偏重于對道路的破損、病害進行修復(fù)，表現(xiàn)為留意路面銑刨加鋪的處理，而在精細化設(shè)計上存在確定不足。121大修的功能定位不明確傳統(tǒng)的道路大修僅僅從本身的復(fù)原交通功能動身，缺乏各方面要素的綜合考慮，造成整體不和諧、不美觀的現(xiàn)象；目前道路大修的處理措施存在千遍一律的現(xiàn)象，較少有針對各條道路的功能及特性進行特性化設(shè)計。122專業(yè)間缺少協(xié)調(diào)及連接專業(yè)間僅從自身的要求動身，在設(shè)計中缺少對其它專業(yè)的考量，同時缺乏溝通，造成整體不協(xié)調(diào)。123缺乏景觀環(huán)境意識單純從道路本身的交通功能考慮，和四周環(huán)境不能很好地融合，道路從環(huán)境中割裂開來，環(huán)境須要協(xié)調(diào)，牛態(tài)須要愛惜，資源須要節(jié)約．經(jīng)濟須要促進，公益須要保障，這些多元需求迫切須要更新城市道路大修設(shè)計理念，須要多學(xué)科、多專業(yè)人員的協(xié)同合作，以及公眾的參和，以達到城市道路系統(tǒng)最優(yōu)和綜合最優(yōu)的目標。2道路大修工程精細化設(shè)計內(nèi)容及實踐2.1精細化設(shè)計的內(nèi)涵道路大修工程精細化設(shè)計的內(nèi)涵是：以增加道路運用功能，提高平安性和服務(wù)水甲和提升城市景觀為目標，高度重視設(shè)計微小環(huán)節(jié)、加強人性化，精細化設(shè)計、協(xié)同設(shè)計，主動推廣運用綠色環(huán)保技術(shù)和材料，提升道路設(shè)施的綜合服務(wù)水平。2.2精細化設(shè)計的微小環(huán)節(jié)2.2.1基礎(chǔ)調(diào)查及檢測開展全面細致的基礎(chǔ)調(diào)查及檢測工作，接受儀器、人工，以及現(xiàn)場調(diào)查等綜合技術(shù)手段，對沿線整體環(huán)境、路面運用狀況及其他公用設(shè)施進行全面系統(tǒng)的調(diào)研分析，為設(shè)汁，施工、管理供應(yīng)牢靠的科學(xué)依據(jù)。2.2.1.1交通調(diào)查交通調(diào)查的目的主要是分析路面破壞緣由和交通之間的內(nèi)在關(guān)系，是計算路面設(shè)計彎沉值及路面補強的主要依據(jù)。調(diào)查內(nèi)容主要包括交通量、車道功能、車型，有公交專用車道的路段需調(diào)查公交車型，交通量，以及限制車型的軸重、接地壓強等參數(shù)。通過幾個工程的實例可以總結(jié)出，公交車或重載車的滿載或超負荷運營，使得實際的軸重遠大于規(guī)范所定數(shù)值，是路面結(jié)構(gòu)處理或補強的主要限制件因素。2.2.1.2路面現(xiàn)況病害的調(diào)查接受人工結(jié)合儀器設(shè)備的方法，對現(xiàn)況路面病害類型、位置及范圍進行洋細調(diào)查并進行評定；利用彎沉儀對路面結(jié)構(gòu)承載力進行檢測；運用雷達探測儀對路面結(jié)構(gòu)下的密實程度進行評估；典型病害位置進行現(xiàn)場取芯，便于分析病害緣由并實行針對性措施。這些前期檢測的手段及內(nèi)容是必不行少的，也是后期設(shè)計方案的基礎(chǔ)及依據(jù)。調(diào)查內(nèi)容是否充分、詳實，對設(shè)計方案的選樣至關(guān)重望。2.2.1.3路面結(jié)構(gòu)和歷年修理資料對原路面建設(shè)期的路面結(jié)構(gòu)組合狀況、歷年養(yǎng)護修理狀況進行調(diào)查，并通過路面取芯結(jié)果推斷路面結(jié)構(gòu)承載力水平及服務(wù)水平。2.2.1.4道路凈空調(diào)查對沿線橋梁及構(gòu)筑物的凈空進行詳細調(diào)查。它關(guān)系到設(shè)計方案處理的合理性和可實施性，施工機械設(shè)備的運用和凈空有著密切關(guān)系。當實際凈空高度和所限高度相差不大時（小于10cm)．建議大修設(shè)計高程應(yīng)維持現(xiàn)況路而高度，實行以處理現(xiàn)況路面結(jié)構(gòu)為主的形式。一方面預(yù)留今后修理養(yǎng)護的空間，一方面預(yù)預(yù)留施工作業(yè)不確定的條件。凈空高度干脆影響設(shè)計方案的確定。2010年東二環(huán)輔路原大修方案的層間粘結(jié)接受的是橡膠瀝青粘層汕，由于東直門至光明橋范圍橋梁的實際凈空為3.4m-3.02m，而橡膠瀝青粘層油灑布車的高度為3.6m，車輛不能連續(xù)通行，只得修改設(shè)計方案。因此前期調(diào)查內(nèi)容的細致程度在很大程度上確定著設(shè)計方案的可行性。2.2.1.5文物古跡調(diào)查對道路兩側(cè)的現(xiàn)況文物古跡、掛牌古樹，以及有保留價值建筑的位置、高程、范圍、周邊環(huán)境等進行調(diào)查，以便在方案設(shè)計中考慮并賜予愛惜。2.2.1.6人行道調(diào)查調(diào)查的內(nèi)容包括路緣石的材質(zhì)、破損程度，以及外露高度等；人行道面磚的種類、材質(zhì)、規(guī)格、病害類型，破損而積、結(jié)構(gòu)組臺，以及現(xiàn)況管線狀況等；人行道通行空間的暢通狀況等；人行道范圍內(nèi)樹池邊框的材質(zhì)、規(guī)格、破損狀況，以及樹木生長狀況等內(nèi)容。2.2.1.7無障礙設(shè)施調(diào)查無障礙設(shè)施主要包含路段盲道磚的連續(xù)性、位置、顏色、表觀，以及坡道設(shè)置等狀況；路口坡道有無設(shè)置、是否符合規(guī)范要求；人行天橋或通道口處的盲道是否設(shè)置，以及滿足規(guī)范要求等內(nèi)容；公交車站范圍的盲道，以及坡道設(shè)置狀況；中心隔離帶及路倒隔離帶的坡道設(shè)置狀況等內(nèi)容。2.2.1.8附屬設(shè)施調(diào)查調(diào)查沿線路側(cè)擋墻的設(shè)置、外觀狀況，以及有無平安隱患問題；人行天橋或通道出口處平臺的高度，以及寬度．冉無平安問題等；隔離帶端頭的破損狀況；人行道內(nèi)的報刊亭位置、配電箱位置及標記桿線或監(jiān)控桿線的位置等詳細內(nèi)容。2.2.1.9擁堵路段調(diào)查調(diào)查擁堵路段公交線路狀況、交通量及交通組成；沿線單位性質(zhì)、需求，道路橫斷面形式；進出口間距，以及路面破損程度等內(nèi)容。2.2.1.10環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性調(diào)查道路兩側(cè)的環(huán)境景觀效果、運用和需求的差異等狀況。調(diào)查內(nèi)容大致為：和外側(cè)建筑物的連接問題、機動車和非機動車的停車位置及其需求狀況、架空線的設(shè)置狀況等。2.2.2設(shè)計微小環(huán)節(jié)城市道路大修工程已由初級階段的復(fù)原路面運用功能為主上升到包含道路綜合治理等要素內(nèi)容；依據(jù)前期現(xiàn)況調(diào)查報告，掌控工程的重點及難點，了解資金投入狀況等，進行大修方案的設(shè)計工作。要求設(shè)計人員提高設(shè)計理念、關(guān)注總體系統(tǒng)，留意精細化設(shè)計。在設(shè)計方案制定過程中全面考慮道路、排水、園林綠化、管線等各專業(yè)內(nèi)容，加強專業(yè)之間的溝通和協(xié)調(diào)，以制定合理可行、景觀協(xié)調(diào)、整體和諧、人文關(guān)懷的設(shè)計方案，以最大限度地為道路運用者服務(wù)為志向目標。針對不同的道路提出不同的處理措施，突出每條道路的特色，呈現(xiàn)城市道路的特色和風(fēng)采。2.2.2.1路面結(jié)構(gòu)補強依據(jù)路面彎沉檢測數(shù)據(jù)、路面病軎特征，以及取芯結(jié)果，推斷路面結(jié)構(gòu)運用狀況，科學(xué)合理地提出路面補強設(shè)汁和病害處理方案。(1)結(jié)構(gòu)計算：依據(jù)交通組成、交通量等進行軸載換算，結(jié)合大修運用年限，計算累計標準軸次及設(shè)計彎沉值．參考現(xiàn)況路面彎沉值進行結(jié)構(gòu)計算，確定補強厚度。依據(jù)實際計算結(jié)果，應(yīng)分類型、分段落、分方向、分車道確定不同的處理厚度。(2)提出路面材料指標要求：針對道路的交通特性，以及交通實際荷載狀況，提出符合實際需求的路面材料指標要求，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。指標要求應(yīng)包含高溫性能、低溫性能及水穩(wěn)定性等，并應(yīng)依據(jù)加鋪厚度分別要求；同時還要結(jié)合工程特性詳細確定數(shù)值。(3)進行材料指標驗證：依據(jù)設(shè)計提出的路面材料指標要求進行路面材料設(shè)計，開展高溫抗車轍、乏累性能、低溫開裂、長期性能等多項相關(guān)驗證試驗，篩選滿足要求的路面材料，保證路面優(yōu)異的高溫性能和良好的低溫性能。(4)分車道、分位置提出設(shè)計方案：依據(jù)路口、路段、公交車道、公突車站、其他車道，以及不同位置的病害程度，分別實行不同的處理措施，使大修方案更經(jīng)濟、更合理；雖然增加了工程難度，但節(jié)約工程基投資，符合大修工程的特點。2.2.2.2路面病害處理對路面的各種病害如裂縫、網(wǎng)裂、碎裂、車轍、沉陷、擁包等，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查破損程度及取芯結(jié)果推斷影響深度，結(jié)合現(xiàn)況路面結(jié)構(gòu)組合及厚度，實行有效的針對性強的處理措施。病害處理也要綜合考慮處理范圍及深度，對病害間隔不長的、厚度差別不大的區(qū)域，應(yīng)結(jié)合車道寬度、施工和便利等因素統(tǒng)一考慮；對公交車站的病害處理范圍要結(jié)合公交線路條數(shù)、實際進出站行車軌跡狀況綜合確定。路口范圍的處理長度要依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查候車排隊長度以及道路等級綜合考慮。2.2.2.3人行道傳統(tǒng)的人行道面磚雨天不透水雪天不防滑，造成了雨水資源奢侈，同時也影響行人出行平安和舒適性，將其改造成透水性鋪裝，既可以提高不良天氣行人的平安性和舒適性，同時降低熱島效應(yīng)，有利于雨水資源利用，增加環(huán)保效果。目前道路大修工程多接受透水磚更換原釉面磚及九格磚，效果顯著。（1）面磚的選擇:透水性鋪裝按材質(zhì)可分為砂基磚、透水混凝上磚及透水石于鋪裝；按功能可分為透水磚、滲水磚（防滑磚）；其外形尺寸除透水石子鋪裟不受限制外，其余兩種均可加工定制或預(yù)制。對于透水性鋪裝，其強度以及相應(yīng)指標要求要結(jié)合工程特點確定。鋪砌效果可結(jié)合道路性質(zhì)、特點及要求于以特別設(shè)什，見圖l所示。(2)人行道拓寬處理：部分路段人行道寬度有的較窄，有的因設(shè)置過街天橋或地下通道，占用人行道寬度．縮減了人行空間。大修時應(yīng)結(jié)合道路兩側(cè)用地條件，局部拓寬，保證人行最小通行寬度。(3)結(jié)構(gòu)處理：大修工程的人行道結(jié)構(gòu)大部分是已建成的；若要廢棄，資源奢侈太大；基層結(jié)構(gòu)接受新建和利用相結(jié)臺技術(shù)，實現(xiàn)雨洪利用，既改善生態(tài)環(huán)境，又可削減廢棄工程，節(jié)約資源；是行之有效的解決方法之一，見圖2所示。(4)路緣石：對路緣石的更換，要結(jié)合道路性質(zhì)、道路寬度等確定。一般城市主干道的緣石建議更換為花崗巖的，強度高且運用壽命長，外形尺寸為和道路寬度相匹配也可適專加寬加長（見圖3）。其他道路建議接受常規(guī)尺寸的混凝土.緣石。(5)樹池邊框：對于樹池邊框，要依據(jù)工程特點并征求園林局看法后選定。依據(jù)材質(zhì)可分位花崗巖、鑄鐵及混凝土的；依據(jù)外形尺寸可分為1.25mx1.25m、1.5mx1.5m、1.75m×1.75m等多種形式。詳細安裝時還要依據(jù)樹根狀況靈敏處理才能既保證道路整體景觀效果，又保證樹術(shù)正常生長空間（見圖4）。圖4形式各異的樹池邊框?qū)嵕?.2.2.4無障礙設(shè)施城市環(huán)境無障礙化是“城市建設(shè)”發(fā)展巾人文關(guān)懷的一項更新內(nèi)容。城市道路大修中須要留意及完善以下幾個方面：(1)路段做法：路段無障礙設(shè)施主要指盲道磚的布設(shè)，標準做法應(yīng)為盲道磚距路側(cè)緣石0.25-0.5m處；遇障礙物時應(yīng)設(shè)提示盲道；公交站設(shè)在路側(cè)隔離帶上時應(yīng)設(shè)緣石坡道。大修時實在不能滿足規(guī)范要求時，可依據(jù)實際條件酌情處理，但要保證運用功能不受影響，見圖5所示。(2)路口做法：隨著城市建設(shè)進程的發(fā)展，道路工程已從原簡潔的功能齊備提升至功能和美觀和諧統(tǒng)一的階段；規(guī)劃路口坡道的做法也由單面坡形式或簸箕型優(yōu)化為視覺效果流暢、便利通行兼具部分阻水功能、提示功能為一體的三面坡形式，緣石外露高度也由原0cm變更為1.5cm或2cm，見圖6所示。圖6大修后路口坡道的兩種做法實景2.2.2.5路面井周處理路面檢查井周邊的碎裂、沉陷問題，是目前國內(nèi)難以解決的技術(shù)難題。大修工程中通過多次現(xiàn)場試驗，在前期充分調(diào)查查、全面分析其結(jié)構(gòu)受力特點的基礎(chǔ)上，提出多種加固措施，經(jīng)多項工程實際檢驗后，確定一種行之有效的加固措施，保證了井蓋周邊路面平整度及耐久性，取得顯著效果，值得推廣，見圖7所示。2.2.2.6附屬設(shè)施道路的附屬設(shè)施是工程的一個重要組成部分，往往起著畫龍點睛的作用，也是不町忽視的一部分。<1)結(jié)臺實際條件，設(shè)置不同形式的公交港灣或站臺，便利市民公交出行。(2)隔離帶端頭處理問題：部分路塒綠化帶迎車面端頭受違章交通行為影響，出現(xiàn)傾斜．破損的幾率較大。大修中建議進行端頭鋪裝處理，增加緣石穩(wěn)定性，延長運用壽命。(3)人行空間的連續(xù)性和平安性問題：有些立交橋橋下人行道缺失．嚴峻影響行人的平安。大修中利用橋下空間，新建人行道并設(shè)置隔離護欄，確保行人平安。<4)和沿線建筑物及綠化的連接問題：道路是城市文化、品質(zhì)和風(fēng)貌的展示窗口。人行道和沿線建筑前的鋪裝是否統(tǒng)一和諧干脆影響道路的整體景觀效果。大修中應(yīng)主動和建筑物運用單位或設(shè)施權(quán)屬單位溝通，協(xié)調(diào)處理好兩者關(guān)系，既提升環(huán)境品質(zhì)，同時滿足運用者的相關(guān)需求，見圈8、圖9所示。(5)街邊非機動車停車位：道路兩側(cè)沒有大型購物商場、超市或周邊設(shè)有地鐵出入口等換乘需求地點，應(yīng)依據(jù)實際需求加設(shè)非機動車存車處；位置可就近利用綠化用地，天橋梯道下空問、人行道外側(cè)用地或路側(cè)隔離帶等可用之地，充分挖掘現(xiàn)況條件，變更隨意停車，臟亂差的現(xiàn)況條件，改善停車環(huán)境，提升道路整體景觀效果，展示文明，秩序、有理的城市風(fēng)貌。（6】和綠化設(shè)施的連接：道路用地范圍的人行道或綠化帶要處理好和沿線建筑前綠化設(shè)施的連接．使之自然過渡成為景觀的一部分。(7)人行通道的出口處理微小環(huán)節(jié)：大修中應(yīng)加強人性化設(shè)計理念，留意微小環(huán)節(jié)處理．將出入口調(diào)整為三面臺階形式，便利行人出行。(8)和人行道擋土墻的連接處理：道路外側(cè)擋土墻的選型應(yīng)既滿足設(shè)計力學(xué)要求衛(wèi)簡潔美觀還要便于管理。個別路段的擋土墻外形美觀，但由于管理不到位墻體前三角地成為積累垃圾之地，大修工程設(shè)計應(yīng)對此進行美化處理，提升景觀，見圖10所示。{9)城市家居的處理：城市道路不行避開地要設(shè)置一些附屬設(shè)施，比如照明燈桿，交通信號燈桿、配電箱、垃圾桶，以及報刊亭等等。這些設(shè)施嚴峻影響行人通行空間的，大修前應(yīng)征求相關(guān)管理單位看法，辟出一個相對對獨立的設(shè)施帶或混合區(qū)，統(tǒng)一挪移；還可結(jié)合公交站臺的設(shè)置，在混臺區(qū)內(nèi)放置休閑座椅，路旁小品．以及城市家居等，騰出人行空間，見圖11所示。2.2.2.7琉通擁堵路段措施在疏堵工程中重點分析擁堵緣由．才能提出有針對性的解決方案。對公交站點停車造成的路段擁堵，可以通過改造港灣式公交站臺緩解擁堵；對缺乏渠化造成的路口擁堵，可以通過路口渠化設(shè)計加以改善；對出入口間距設(shè)置不合理造