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            市政道路設計

            道路工程方案設計

            新聞時間:2018-12-20 文章來源: 文章作者:ztcjjt

            1、路線平面布置原則

            本次平面布線遵循如下幾個原則:

            (1)設計中線應與規劃中線一致,避免與周邊用地發生沖突。

            (2)道路平面線形符合道路的技術指標要求。

            (3)道路平面上應與相交的現狀道路接順。

            2、平面方案設計

            本項目共有六段道路,其中:

            (1)主線公路等級定位為一級公路兼城市道路功能,設計速度為60km/h,雙向六車道;輔道定位為三級公路兼城市道路功能,設計速度為40km/h,雙向四車道。

            (2)西路道路等級為一級公路兼城市道路功能,設計速度為80km/h。

            (3)X8線道路等級為一級公路,設計速度為60km/h,雙向六車道。

            (4)石路道路等級為城市次干路,設計速度為30km/h,雙向四車道。

            (5)成路道路等級為城市次干路,設計速度為40km/h,雙向四車道。

            (6)沿路南段為城市次干路,設計速度為50km/h,雙向四車道。

            3、縱斷面設計

            根據規劃的控制標高,認真研究和分析被交現狀道路標高及道路兩側規劃用地功能、場地標高,使道路縱斷面設計能夠與被交道路銜接,同時能夠與兩側地塊相協調,并充分考慮滿足技術標準、平縱組合、排水順暢、地下管線、節省投資,并使設計的道路縱斷面起伏小,行車順暢,與周圍環境相協調。在縱斷面設計時特別注意了平、縱線形的組合,避免出現不當的平縱組合,以求達到安全舒適行車的平縱線形。

            在縱坡不足0.3%的位置需要設置鋸齒形邊溝。

            4、橫斷面設計

            六段道路的橫斷面全部采用規劃提供的標準橫斷面進行設計。

            機動車道橫坡為2.0%,人行道及非機動車道橫坡為1.5%。

            5、路面結構設計

            (1)路面結構設計原則

            路面結構設計根據交通量及其組成,道路的使用功能、等級、特點、使用要求和所經地區的氣候、水文、地質等自然條件及材料供應情況、施工機具、勞力和施工技術條件等因素,結合我省該地區高等級路面設計和施工經驗進行路面綜合設計,本著技術先進、經濟合理、安全適用、環境協調、合理選材、方便施工、利于養護、節約投資的原則進行路面方案的設計比選。

            1)設計標準

            水泥混凝土路面設計使用年限一級公路為30年,城市主干路為30年,城市次干路為20年。

            瀝青混凝土路面設計使用年限一級公路為15年,城市主干路為15年,城市次干路為15年。

            2)路面結構方案

            根據交通量和道路等級對路面強度、平整度、透水性、防滑、耐磨耗、耐久性、行車舒適等要求,并結合本路段氣候、水文、地質、材料來源、造價等情況進行綜合設計。

            本工程路面結構通過綜合考慮后新建路面結構推薦為:

            一級公路采用4cm細粒式改性瀝青砼,6cm中粒式改性瀝青砼,8cm粗粒式普通瀝青砼,18cm水泥穩定碎石上基層(5%),18cm水泥穩定碎石下基層(5%),18cm水泥穩定碎石底基層(4%),15cm級配碎礫石墊層。

            城市主干路采用25cm普通水泥混凝土面層(5.0MPa),20cm水泥穩定碎石基層(5%),20cm水泥穩定碎石底基層(4%),18cm級配碎礫石墊層。

            城市次干路采用21cm普通水泥混凝土面層(5.0MPa),18cm水泥穩定碎石基層(5%),16cm水泥穩定碎石底基層(4%),18cm級配碎礫石墊層。

            3)路面結構材料的設計參數及要求:

            新建道路部分路槽底以下0~0.8m范圍內的路基要求采用水穩定性好,強度較高的土質填筑,一級公路要求壓實度≥96%和CBR>5,城市主干路要求壓實度≥95%和CBR>5,城市次干路要求壓實度≥94%和CBR>4。設計參數根據試驗并結合推薦值,綜合考慮取值。

            新建路面面層水泥應采用強度等級42.5級以上的道路硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,其技術指標應符合《城鎮道路路面設計規范》中的有關規定。

            水泥混凝土所用集料公稱最大粒徑不應大于31.5mm。砂的細度模數不宜小于2.5。

            新建道路半剛性基層采用32.5號普通硅酸鹽水泥,凝結時間長于6小時,半剛性上基層混合料,要求7天飽水無側限抗壓強度達到≥2.0MPa,碎石的壓碎值小于30%。

            沿線可供選用的砂、石、土及基層混合料分別采集有代表性樣品進行主要物理力學試驗,以供設計中擇用,其試驗結果詳見沿線筑路材料試驗成果表。

            6、一般路基設計

            路基設計遵循如下原則:結合沿線地形、地貌、氣象、水文、地質等自然條件,充分考慮采用機械化施工方法、養護因素,注意環境保護;路基填料宜選用有一定級配的礫類土、砂類土等粗粒土,特別是路床部分;粘性土等細粒土次之,當含水量超過最佳含水量較多時,應摻入石灰等固化材料處理后使用;粉性土和耕植土、淤泥等不能用于填筑路基。路基填料的強度和粒徑要求應滿足規范要求。

            路基應分層填筑、均勻壓實,路基壓實采用重型擊實標準,當路堤底部為松散填土時,路堤填筑前也應翻挖后再回填分層壓實,一級公路壓實度不低于96%,城市主干路壓實度不低于95%,城市次干路壓實度不低于94%。填土高度小于路床厚度時,基底的壓實度不應小于路床標準。路床填料及壓實標準應嚴格按要求執行。

            7、軟基處理設計

            (1)砂土液化

            針對不同液化等級,采取以下處理方案:

            1)強夯法

            其主要工作原理是將起重機械8~30t(最重可達200t)的夯錘起吊到6~30m(最高可達40m)高度后,自由落下,給地基土以強大的沖擊能量(一般為500~8000kN·m)的夯擊。強夯法加固地基的超重設備常用履帶式超重機,其重心低,穩定性好,行走方便。但是,對于以粉土、粉細砂為主的液化土層,強夯法加固的有效深度一般為3~6m。

            2)沉管砂石樁

            沉管砂石樁適用于存在5m~15m厚液化的粉細砂層的道路路基部分。沉管砂石樁一般設計樁徑為500mm,設計樁長為穿透粉細砂層進入下臥粘土層不小于1.0m。樁體材料可用碎石、卵石、角爍、圓爍、爍砂、粗紗、中砂等硬質材料,含泥量不得大于5%,最大粒徑不宜大于50mm。砂石樁頂設置30~50cm厚級配碎石砂墊層,碎石最大粒徑不大于5cm,墊層應分層鋪設,用平板振動器振實,壓實系數不小于0.95。碎石墊層需鋪設土工格柵一道。

            與強夯法相比,沉管砂石樁造價高(約為強夯法的2倍),但可靠性好,因此主要適合構造物的地基處理。

            (2)軟土

            對于軟土路基的處治主要從穩定、沉降兩個方面進行分析。路堤穩定計算采用有效固結應力法。地基沉降量采用分層總和法(Es及e-p曲線)計算固結沉降Sc,并采用經驗修正系數進行修正。

            路基設計荷載按等載預壓計算,即預壓高度等于路基設計高度、路面與路堤填料密度不同所產生的等效厚度差、路基預壓期沉降量三者之和。路堤填土容重采用19.5kN/m3。

            沉降計算的壓縮層厚度按計算層底面的附加應力與自重應力之比不大于0.15控制。對于淺薄層軟土路段,計算到相對硬層為止。

            軟基處理以工后沉降及穩定為控制指標。規定路面設計使用年限內的殘余沉降(簡稱工后沉降)符合相關規范要求。

            根據以往經驗,本項目軟土埋深一般在20m以內,填土高度在1m~5m,施工工期預計在13個月左右,以及軟土處理的習慣方法,本設計提出了以下處理方案:

            1)對位于地表、且層厚小于2.5m的軟土,采用清淤換填處理。

            換填法是將基礎底面以下范圍內的軟弱土層利用人工、機、機械或其他方法清除,分層置換強度較高的砂或者砂性土等透水材料,并夯實(或振實)至設計要求。該法的優點直觀、高效,不留后患,施工不受施工期限制,缺點是處理深度淺,當處理深度大于2.5m時,處理費用較高,不經濟,且存在棄土(淤泥)的問題。

            2)對軟土埋深較大,采用袋裝砂井排水固結處理方式。

            袋裝砂井排水固結處理方式是人為的在軟土內造成滲水通道,在路堤填土自重堆載預壓下加快排水固結。袋裝砂井(或塑料排水板)排水固結處理軟基,在廣東應用較廣,比較成功,也比較經濟,也是目前深層軟基處理技術措施費用最低的一種方法,但總施工期一般大約13個月。

            袋裝砂井直徑為7cm,間距1.2m,梅花型布置,砂井長度一般要求將淤泥層打穿,但當淤泥層埋深大于26m,袋裝砂井只打到26m。如軟土為松散粉砂,則砂井打至粉砂層即可;當淤泥層下為砂層時,砂井打至砂層頂面以上0.5m。

            打入砂井前,首先整平地面,鋪第一層砂墊層25cm,之后打入砂井,砂井上再鋪35cm砂墊層,砂井頂部進入砂墊層不小于55cm。砂墊層上填土預壓,預壓期不小于6個月。

            3)軟土埋深較大,軟土也可采用攪拌樁復合地基處理。

            對于軟土層厚度2.5~20m,地下水PH值不小于4,或厚度不大,但埋藏較深,上部有硬殼層的軟土路段,采用水泥土攪拌法較為適宜。

            攪拌樁是由攪拌樁柱體與四周軟土組成復合地基,從而提高地基承載力,提高地基強度、增大地基變形模量,減少地基沉降量。攪拌樁最好打穿淤泥層,落在持力層上。受施工工藝等條件限制,攪拌樁處理深度一般不超過20m。攪拌樁處理軟基的優點是施工工期短,施工進度容易控制,施工技術條件成熟。經計算,當攪拌樁樁長10m,樁徑50cm,按照梅花型間距1.5m布置時,如打穿淤泥層,復合地基強度可以達到120Kpa,完全滿足本項目路基和管道對地基承載力要求。同時加固區域最終沉降一般在10cm以內,能滿足路基工后沉降要求。

            攪拌樁徑50cm,水泥用量暫定為60kg/m(施工時根據現場試驗確定),樁身強度不小于1.0MPa(28d),樁距按照復合地基計算確定。攪拌樁按照梅花型布置,樁間距采用1.5m。

            8、邊坡防護設計

            道路的邊坡防護措施:

            (1)填方路基:根據路基填料性質、邊坡高度、基底地質條件,結合排水及路基防護來確定路堤邊坡率。一般邊坡坡率按1:1.5。

            (2)挖方路堤:較淺的路塹根據巖土性質、水文條件、邊坡高度,結合排水及路基防護來確定路塹邊坡率。一般邊坡坡率按1:1。

            (3)路基防護設計:在滿足路基邊坡穩定的前提下,路堤防護充分考慮環保和景觀要求,采用以植物防護為主、工程防護為輔的原則。一般邊坡高度小于3.0m時采用植草防護,邊坡高度3~6m時采用三維植被網防護,邊坡高度大于6m時,邊坡采用7.5號漿砌片石骨架護坡。

            (4)本工程均無較大的填挖方,所以此次邊坡挖方段采用1:1,填方段采用1:1.5,進行植草防護。

            9、路拱和側平石設計

            機動車道路拱采用直線坡,橫坡為2.0%,人行道坡度為1.5%。

            10、無障礙設計

            本項目以人為本的設計原則,充分考慮殘疾人對城市道路的要求,道路沿線路段、各交叉口范圍及人行立體過街設施均考慮設置城市無障礙坡道及盲道系統,為殘疾人提供更好、更安全的城市環境,設計原則如下:

            (1)行進盲道

            在道路路段上鋪設視力殘疾者行進盲道,以引導視力殘疾者利用腳底的觸感行走。行進盲道在人行道上連續鋪設,鋪設位置一般距道路外側綠化帶邊緣0.25~0.3m,寬度為0.3m。行進盲道轉折處設提示盲道,對于確實存在的障礙物,或可能引起視殘者危險的物體,采用提示盲道圈圍,以提醒視殘者繞行。

            (2)交叉口緣石坡道

            道路交叉口人行道在對應的人行橫道線的緣石部位設置全寬式緣石坡道。坡道下口高出車行道的地面不得大于10mm,交叉口人行橫道線貫通道路兩側,經過道路與隔離帶處降低高度,以滿足輪椅車通行。在交叉口處設置提示盲道,提示盲道與人行道的行進盲道連接,同時還設置音響設施,以便視殘者通過交叉口。

            (3)直線段緣石坡道

            沿線單位出入口車輛進出少,出入口寬度小的,設置壓低側石的三面坡形式出入口,人行道上行進方向的坡度應≤5%,行進盲道連續通過。沿線單位出入車輛多,出入寬度大的,設置交叉口緣石式的出入口,人行道在緣石處設置單面坡緣石坡道,坡度為1:20,并在坡道上口設置提示盲道。

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