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市政道路设计

道路工程方案设计

新闻时间:2018-12-20 文章来源:未知 文章作者:ztcjjt

1、路线平面布置原则

本次平面布线遵循如下几个原则:

(1)设计中线应与规划中线一致,避免与周边用地发生冲突。

(2)道路平面线形符合道路的技术指标要求。

(3)道路平面上应与相交的现状道路接顺。

2、平面方案设计

本项目共有六段道路,其中:

(1)主线公路等级定位为一级公路兼城市道路功能,设计速度为60km/h,双向六车道;辅道定位为三级公路兼城市道路功能,设计速度为40km/h,双向四车道。

(2)西路道路等级为一级公路兼城市道路功能,设计速度为80km/h。

(3)X8线道路等级为一级公路,设计速度为60km/h,双向六车道。

(4)石路道路等级为城市次干路,设计速度为30km/h,双向四车道。

(5)成路道路等级为城市次干路,设计速度为40km/h,双向四车道。

(6)沿路南段为城市次干路,设计速度为50km/h,双向四车道。

3、纵断面设计

根据规划的控制标高,认真研究和分析被交现状道路标高及道路两侧规划用地功能、场地标高,使道路纵断面设计能够与被交道路衔接,同时能够与两侧地块相协调,并充分考虑满足技术标准、平纵组合、排水顺畅、地下管线、节省投资,并使设计的道路纵断面起伏小,行车顺畅,与周围环境相协调。在纵断面设计时特别注意了平、纵线形的组合,避免出现不当的平纵组合,以求达到安全舒适行车的平纵线形。

在纵坡不足0.3%的位置需要设置锯齿形边沟。

4、横断面设计

六段道路的横断面全部采用规划提供的标准横断面进行设计。

机动车道横坡为2.0%,人行道及非机动车道横坡为1.5%。

5、路面结构设计

(1)路面结构设计原则

路面结构设计根据交通量及其组成,道路的使用功能、等级、特点、使用要求和所经地区的气候、水文、地质等自然条件及材料供应情况、施工机具、劳力和施工技术条件等因素,结合我省该地区高等级路面设计和施工经验进行路面综合设计,本着技术先进、经济合理、安全适用、环境协调、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则进行路面方案的设计比选。

1)设计标准

水泥混凝土路面设计使用年限一级公路为30年,城市主干路为30年,城市次干路为20年。

沥青混凝土路面设计使用年限一级公路为15年,城市主干路为15年,城市次干路为15年。

2)路面结构方案

根据交通量和道路等级对路面强度、平整度、透水性、防滑、耐磨耗、耐久性、行车舒适等要求,并结合本路段气候、水文、地质、材料来源、造价等情况进行综合设计。

本工程路面结构通过综合考虑后新建路面结构推荐为:

一级公路采用4cm细粒式改性沥青砼,6cm中粒式改性沥青砼,8cm粗粒式普通沥青砼,18cm水泥稳定碎石上基层(5%),18cm水泥稳定碎石下基层(5%),18cm水泥稳定碎石底基层(4%),15cm级配碎砾石垫层。

城市主干路采用25cm普通水泥混凝土面层(5.0MPa),20cm水泥稳定碎石基层(5%),20cm水泥稳定碎石底基层(4%),18cm级配碎砾石垫层。

城市次干路采用21cm普通水泥混凝土面层(5.0MPa),18cm水泥稳定碎石基层(5%),16cm水泥稳定碎石底基层(4%),18cm级配碎砾石垫层。

3)路面结构材料的设计参数及要求:

新建道路部分路槽底以下0~0.8m范围内的路基要求采用水稳定性好,强度较高的土质填筑,一级公路要求压实度≥96%和CBR>5,城市主干路要求压实度≥95%和CBR>5,城市次干路要求压实度≥94%和CBR>4。设计参数根据试验并结合推荐值,综合考虑取值。

新建路面面层水泥应采用强度等级42.5级以上的道路硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其技术指标应符合《城镇道路路面设计规范》中的有关规定。

水泥混凝土所用集料公称最大粒径不应大于31.5mm。砂的细度模数不宜小于2.5。

新建道路半刚性基层采用32.5号普通硅酸盐水泥,凝结时间长于6小时,半刚性上基层混合料,要求7天饱水无侧限抗压强度达到≥2.0MPa,碎石的压碎值小于30%。

沿线可供选用的砂、石、土及基层混合料分别采集有代表性样品进行主要物理力学试验,以供设计中择用,其试验结果详见沿线筑路材料试验成果表。

6、一般路基设计

路基设计遵循如下原则:结合沿线地形、地貌、气象、水文、地质等自然条件,充分考虑采用机械化施工方法、养护因素,注意环境保护;路基填料宜选用有一定级配的砾类土、砂类土等粗粒土,特别是路床部分;粘性土等细粒土次之,当含水量超过最佳含水量较多时,应掺入石灰等固化材料处理后使用;粉性土和耕植土、淤泥等不能用于填筑路基。路基填料的强度和粒径要求应满足规范要求。

路基应分层填筑、均匀压实,路基压实采用重型击实标准,当路堤底部为松散填土时,路堤填筑前也应翻挖后再回填分层压实,一级公路压实度不低于96%,城市主干路压实度不低于95%,城市次干路压实度不低于94%。填土高度小于路床厚度时,基底的压实度不应小于路床标准。路床填料及压实标准应严格按要求执行。

7、软基处理设计

(1)砂土液化

针对不同液化等级,采取以下处理方案:

1)强夯法

其主要工作原理是将起重机械8~30t(最重可达200t)的夯锤起吊到6~30m(最高可达40m)高度后,自由落下,给地基土以强大的冲击能量(一般为500~8000kN·m)的夯击。强夯法加固地基的超重设备常用履带式超重机,其重心低,稳定性好,行走方便。但是,对于以粉土、粉细砂为主的液化土层,强夯法加固的有效深度一般为3~6m。

2)沉管砂石桩

沉管砂石桩适用于存在5m~15m厚液化的粉细砂层的道路路基部分。沉管砂石桩一般设计桩径为500mm,设计桩长为穿透粉细砂层进入下卧粘土层不小于1.0m。桩体材料可用碎石、卵石、角烁、圆烁、烁砂、粗纱、中砂等硬质材料,含泥量不得大于5%,最大粒径不宜大于50mm。砂石桩顶设置30~50cm厚级配碎石砂垫层,碎石最大粒径不大于5cm,垫层应分层铺设,用平板振动器振实,压实系数不小于0.95。碎石垫层需铺设土工格栅一道。

与强夯法相比,沉管砂石桩造价高(约为强夯法的2倍),但可靠性好,因此主要适合构造物的地基处理。

(2)软土

对于软土路基的处治主要从稳定、沉降两个方面进行分析。路堤稳定计算采用有效固结应力法。地基沉降量采用分层总和法(Es及e-p曲线)计算固结沉降Sc,并采用经验修正系数进行修正。

路基设计荷载按等载预压计算,即预压高度等于路基设计高度、路面与路堤填料密度不同所产生的等效厚度差、路基预压期沉降量三者之和。路堤填土容重采用19.5kN/m3

沉降计算的压缩层厚度按计算层底面的附加应力与自重应力之比不大于0.15控制。对于浅薄层软土路段,计算到相对硬层为止。

软基处理以工后沉降及稳定为控制指标。规定路面设计使用年限内的残余沉降(简称工后沉降)符合相关规范要求。

根据以往经验,本项目软土埋深一般在20m以内,填土高度在1m~5m,施工工期预计在13个月左右,以及软土处理的习惯方法,本设计提出了以下处理方案:

1)对位于地表、且层厚小于2.5m的软土,采用清淤换填处理。

换填法是将基础底面以下范围内的软弱土层利用人工、机、机械或其他方法清除,分层置换强度较高的砂或者砂性土等透水材料,并夯实(或振实)至设计要求。该法的优点直观、高效,不留后患,施工不受施工期限制,缺点是处理深度浅,当处理深度大于2.5m时,处理费用较高,不经济,且存在弃土(淤泥)的问题。

2)对软土埋深较大,采用袋装砂井排水固结处理方式。

袋装砂井排水固结处理方式是人为的在软土内造成渗水通道,在路堤填土自重堆载预压下加快排水固结。袋装砂井(或塑料排水板)排水固结处理软基,在广东应用较广,比较成功,也比较经济,也是目前深层软基处理技术措施费用最低的一种方法,但总施工期一般大约13个月。

袋装砂井直径为7cm,间距1.2m,梅花型布置,砂井长度一般要求将淤泥层打穿,但当淤泥层埋深大于26m,袋装砂井只打到26m。如软土为松散粉砂,则砂井打至粉砂层即可;当淤泥层下为砂层时,砂井打至砂层顶面以上0.5m。

打入砂井前,首先整平地面,铺第一层砂垫层25cm,之后打入砂井,砂井上再铺35cm砂垫层,砂井顶部进入砂垫层不小于55cm。砂垫层上填土预压,预压期不小于6个月。

3)软土埋深较大,软土也可采用搅拌桩复合地基处理。

对于软土层厚度2.5~20m,地下水PH值不小于4,或厚度不大,但埋藏较深,上部有硬壳层的软土路段,采用水泥土搅拌法较为适宜。

搅拌桩是由搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基,从而提高地基承载力,提高地基强度、增大地基变形模量,减少地基沉降量。搅拌桩最好打穿淤泥层,落在持力层上。受施工工艺等条件限制,搅拌桩处理深度一般不超过20m。搅拌桩处理软基的优点是施工工期短,施工进度容易控制,施工技术条件成熟。经计算,当搅拌桩桩长10m,桩径50cm,按照梅花型间距1.5m布置时,如打穿淤泥层,复合地基强度可以达到120Kpa,完全满足本项目路基和管道对地基承载力要求。同时加固区域最终沉降一般在10cm以内,能满足路基工后沉降要求。

搅拌桩径50cm,水泥用量暂定为60kg/m(施工时根据现场试验确定),桩身强度不小于1.0MPa(28d),桩距按照复合地基计算确定。搅拌桩按照梅花型布置,桩间距采用1.5m。

8、边坡防护设计

道路的边坡防护措施:

(1)填方路基:根据路基填料性质、边坡高度、基底地质条件,结合排水及路基防护来确定路堤边坡率。一般边坡坡率按1:1.5。

(2)挖方路堤:较浅的路堑根据岩土性质、水文条件、边坡高度,结合排水及路基防护来确定路堑边坡率。一般边坡坡率按1:1。

(3)路基防护设计:在满足路基边坡稳定的前提下,路堤防护充分考虑环保和景观要求,采用以植物防护为主、工程防护为辅的原则。一般边坡高度小于3.0m时采用植草防护,边坡高度3~6m时采用三维植被网防护,边坡高度大于6m时,边坡采用7.5号浆砌片石骨架护坡。

(4)本工程均无较大的填挖方,所以此次边坡挖方段采用1:1,填方段采用1:1.5,进行植草防护。

9、路拱和侧平石设计

机动车道路拱采用直线坡,横坡为2.0%,人行道坡度为1.5%。

10、无障碍设计

本项目以人为本的设计原则,充分考虑残疾人对城市道路的要求,道路沿线路段、各交叉口范围及人行立体过街设施均考虑设置城市无障碍坡道及盲道系统,为残疾人提供更好、更安全的城市环境,设计原则如下:

(1)行进盲道

在道路路段上铺设视力残疾者行进盲道,以引导视力残疾者利用脚底的触感行走。行进盲道在人行道上连续铺设,铺设位置一般距道路外侧绿化带边缘0.25~0.3m,宽度为0.3m。行进盲道转折处设提示盲道,对于确实存在的障碍物,或可能引起视残者危险的物体,采用提示盲道圈围,以提醒视残者绕行。

(2)交叉口缘石坡道

道路交叉口人行道在对应的人行横道线的缘石部位设置全宽式缘石坡道。坡道下口高出车行道的地面不得大于10mm,交叉口人行横道线贯通道路两侧,经过道路与隔离带处降低高度,以满足轮椅车通行。在交叉口处设置提示盲道,提示盲道与人行道的行进盲道连接,同时还设置音响设施,以便视残者通过交叉口。

(3)直线段缘石坡道

沿线单位出入口车辆进出少,出入口宽度小的,设置压低侧石的三面坡形式出入口,人行道上行进方向的坡度应≤5%,行进盲道连续通过。沿线单位出入车辆多,出入宽度大的,设置交叉口缘石式的出入口,人行道在缘石处设置单面坡缘石坡道,坡度为1:20,并在坡道上口设置提示盲道。

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