摘要:随着城市化进程的加快,城区机动车数量逐年剧增,早期建成的城市道路越来越不能满足车辆发展的需求,道路的服务水平难以发挥。为此,城区旧路改造对助推城市化进程中、充分发挥道路服务水平具有重要意义。本文以某项目设计为例,结合实际,从城区旧路改造外业调查、内业设计、施工注意事项等方面梳理总结,以期能够提升城区旧路改造质量,避免改造设计中的常见问题。
关键词:城区旧路;改造设计;思考
引言
城市道路路面有沥青路面、水泥混凝土路面、砌块石路面。
在早期,受投资、材料、车辆数量及类型等因素影响,修建的城市道路以水泥混凝土路面较多;后来,随着经济的发展、科技的进步,越来越多的沥青类路面进入人们的视野。水泥混凝土路面因纵横向构造缝多,行车噪音较大,沥青路面无接缝,相对行车舒适性好。随着人们对道路的需求从基本的畅通到行车舒适性的转变,水泥混凝土路面改造成沥青路面(也就是俗称的“白改黑”)、沥青路面的升级改造等与人们出行息息相关的城区旧路改造项目备受人们高度关注,城区旧路改造迫在眉睫。
一、城区旧路改造外业调查
在改造项目确定后,和建设单位对设计范围、内容、规模等情况沟通好的基础上,现场实地踏勘。以甘肃省天水市某道路(以下简称“该项目”)部分设计为例:
该项目设计起点与某主干道相交,南北走向,终点与渭河某大桥引桥相接,全长1167.544米,次干路,车行道宽27米。道路两侧商业繁华, 居住密度高,以居民、店面为主。K0+000~K0+973.502段为沥青混凝土路面,K0+973.502~K1+167. 544段现状为水泥混凝土路面,宽24~26米。现状道路路面破损严重,大部分沥青路面段出现松散,大面积龟裂;部分路表存在纵横向裂缝,雨水口及周围路面破损严重;在水泥混凝土与沥青混凝土路面搭接处,路面严重破坏,出现唧泥、坑槽等病害。该道路与主干道交叉口(K0+000)、某次干路交叉口(K0+657.944)、某支路交叉口(K0+973.502)处,沥青混凝土路面出现了波浪、拥包、车辙等病害。现状路面的损坏已严重影响行车安全及舒适,也阻碍了城区交通的正常通行,作为次干路,其交通功能、服务功能受阻。
现场了解基本情况后,在建设单位提供地形图的基础上,配合测绘单位对现状测量。旧路改造的测量不同于普通新建道路的测量,旧路改造属于道路路面工程,测量的精度直接影响道路的行车舒适性以及道路上附属物、周边建筑物的协调性。测量规范中并未对旧路改造做出详细的规定,故往往需要设计根据自己的经验提出详细的测量要求,对需要测绘的节点进行详细说明。设计可采用跟踪测量的方式现场指导测量,对道路现状纵坡、路幅宽度范围内构造物等控制性节点实地测量。对路面排水不畅,各种井盖周围路面破损、排水管线堵塞严重段要测量注记,确保测量的结果能满足设计要求,避免测量返工或漏测重要节点。
二、城区旧路改造内业设计
外业调查完,根据外业数据,归纳损坏路段、破损构造物,分析破坏成因,拟定处理方案,提交建设单位确认方案范围、内容。
该项目因早期修建后,多次维修只铺面层,导致沥青面层厚度达15-20cm,各层材料差异较大,粘结力不同。随着交通量的剧增,过往重型车辆的增加,出现拥抱、车辙、波浪等病害。基层、路基为早期修建,标准低,从表面看,路面出现不同程度沉降是导致混凝土路面板破坏的主要原因,路面沉降的根本在路基沉降。
按照建设单位意向、该道路在区域的功能、作用,将该道路车行道改建为沥青路面。根据不同的破坏程度,提出不同的改造做法。
该项目沥青混凝土路面段(K0+000-K0+973.502)段,破坏主要是麻面、车辙、拥抱、波浪、沉降等破坏,对该段拆除现状路面面层,对原有基层进行弯沉值检测,原有基层弯沉值达设计要求后,做路面面层,如达不到设计要求,需清除现状基层,并重新铺筑路面基层。
对该项目水泥混凝土路面(K0+973.502-K1+167.544)段,出现沉降、断板、裂缝等病害的路段,先拆除现状混凝土面板,对路基进行处理,满足设计要求弯沉后,做混凝土面层,新做混凝土面层厚度与旧面层厚度一致,待新做面层养护结束后,对构造缝用改性沥青灌缝胶灌缝,将新旧面层整体拉毛、冲扫干净后,在现状构造缝处粘贴抗裂贴,再加铺沥青面层。
1)道路平面设计。该项目属于城区旧路改造项目,受所处区域位置影响,本次设计维持现状平面线型。
2)道路纵断面设计。根据测量数据,现状路面纵坡满足路面排水要求,纵断面采用现状坡向坡度,未做调整设计。
3)道路横断面设计。
K0+000~K0+973.502段路幅布置形式:
11m(车行道)+5m(绿化带)+11m(车行道)=27m;
K0+973.502~K1+167.544段路幅布置形式:
13m(车行道)+13m(车行道)=26m;
4)路面结构设计。
以双轮单轴载100KN为标准轴载进行设计,采用双圆均布垂直和水平荷载作用下的三层弹性体系理论以及路表回弹弯沉、弯拉应力和剪应力三项设计指标,路面设计为柔性路面结构。设计使用年限15年,路面结构组合如下:
4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)+7cm粗粒式沥青砼(AC-25C)+20cm5%水泥稳定碎石+20cm4%水泥稳定砂砾,总厚度 51cm。
路面设计弯沉值为Ld=600Ne-0.2·Ac·As·Ab=28.5(0.01mm),土基回弹模量用∑0=30MPa,沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)中沥青采用改性沥青,5%水泥稳定碎石7d龄期无侧限抗压强度为3.5MPa,压实度≥98%。4%水泥稳定砂砾,七天抗压强度值2.5MPa,压实度≥97%。
三、城区旧路改造施工注意事项
1)沥青。按照设计文件、《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008),结合当地气候、环境条件,合理选择沥青参数。
2)粗集料。粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石,粒径大于75mm粗集料宜采用玄武岩集料或辉绿岩集料。
3)细集料。细集料不得采用天然砂,须采用石灰岩等碱性硬质碎石轧制的机制砂作为细集料,为了提高机制砂洁净程度,保证机制砂0.075m筛孔通过率宜小于12%的规格要求及颗粒形状,应采用立式冲击破碎设备生产机制砂,同时必须安装有效除尘装置。
4)填料。沥青混凝土路面须采用洁净石灰岩扎制的碎石石料经研磨得到的矿粉作为填料,严禁使用回收粉尘作为填料,矿粉必须干燥,矿粉质量技术要求须满足下表要求。
5)透层。透层沥青宜采用慢裂的渗透性好的洒布型阴离子乳化沥青。由于普通乳化沥青的渗透深度有限,应选用高渗透阴离子透层乳化沥青(PC-2)型。
6)粘层。粘层沥青宜采用快裂的洒布型阳离子改性乳化沥青(PC-3)。沥青面层之间须撒布粘层油。另外,路缘石与沥青混凝土接触面之间应涂粘层油。
7) 水泥稳定碎石、砂砾基层。应选用初凝时间较长,终凝时间较短的水泥,同时应严控水泥用量。
路基施工采用机械作业,推土机、铲运机作业范围宜在100m以内或500m以内,远运调配土方采用挖掘机配合自卸汽车运输,路基要切实保证规定的压实度。路面基层、面层采用厂伴设备,集中拌和,自卸汽车运输。施工时应注意环境保护,采取措施,尽可能减少对沿线居民生活和工作的影响。保护民居的出入口、台阶、斜坡等施工时应尽量会同建设,用户、居民商议,做到妥善恢复或处理。
结束语
我国经济快速发展,道路交通量与日剧增,城区道路也要与时俱进、升级改造。对道路路面改造,提升行车舒适性,优化区域组织交通,提升道路利用率,以期缓解城区交通压力,提高通行效率。同时在旧路改造完成后,应调查道路通行能力,加强交通管理。
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