花都城区道路旧路面改造设计

王乙在

（广州市市政工程设计研究总院，广东广州 510000）

1 工程概况

该工程位于广州市花都区，主要由两条市政道路组成，分别是天贵路（新华路—三东大道）和滨江路（新华路—花城南路）。天贵路（新华路—三东大道）北起于三东大道，往南延伸至新华路，与滨江路相接（见图1）。道路全长3 601.768 m，道路规划定位为城市主干路，规划红线宽度为40 m，现状道路宽度为28.4～58 m；滨江路（新华路—花城南路）北起于新华路，往西南延伸与花城南路辅道相接。道路全长1 047.37 m，道路规划定位为城市主干路，规划红线宽度为40 m，现状道路宽度为30.5～46.5 m。两条道路设计时速均为50 km/h。

图1 工程地理位置图

2 道路工程现状

通过现场踏勘了解，工程北起三东大道与天贵路交叉口，向南分别与紫薇路、迎宾大道、云山大道、体育路、商业大道、湖畔路等道路相交，终点至花城南路与滨江路交叉口，工程线路全长4 649.138 m。

（1）天贵路

天贵路为沥青混凝土路面，为地铁9号线沿线施工路段，部分路面被围蔽进行地铁施工。该路段与商业大道交叉口因线位调整而有所偏移，现状灯控需要调整，于是进行交叉口灯控的重新设计。由于该路段施工重车较多，路面破损严重，但考虑未来地铁修建完毕后，将对该路口部分按沥青路进行完善回复，因此该路段不含在本次改造范围之内。

（2）滨江路

滨江路为沥青混凝土路面，滨江路与重要路口相交路口均设有交通灯，但沿线的交通标线、标牌不完善，特别是大部分交叉口人行过街斑马线过长，中间没有设置二次人行过街设施，不利于行人安全。

3 道路路面总体设计

3.1 平面设计

天贵路与滨江路均为城市主干路，按一个整体进行设计，设计中线对现状道路中线进行有效拟合，全线设有10个平曲线转点，最小的平曲线半径设置为119 m。由于该工程主要为对旧路进行加铺沥青，道路中线主要用作纵向里程标高控制。道路宽度以保留现状断面为基准；局部路段在保证道路现状宽度不变的前提下，对道路断面做适当优化，规范交通，加强道路的通行能力,完善人行道建设。

3.2 纵断面设计

根据道路等级及交通因素，加铺路面结构采用两层沥青混凝土。纵断面设计以车行道现状路面标高加铺两层沥青混凝土（12 cm厚）作为控制。根据以往沥青改造工程经验，旧混凝土路面加铺沥青时最小坡长控制为60 m，在现状纵坡普遍较小的情况下，能满足50 km/h设计速度时的行车舒适性。按此原则设计纵坡，最大纵坡仅为0.895%。工程设计起终点分别与现状高程接顺。纵坡小于0.3%时，应在道路两侧设置锯齿形边沟排水，当由于侧石高度受限无法设置锯齿形边沟排水时，与排水工程专业协调增加雨水口设置。对交叉口要进行竖向设计，合理调整雨水口，保证交叉口范围内的地面水能迅速排走，防止加铺沥青面层被水长期浸泡损坏。

3.3 横断面设计

3.3.1 天贵路（新华路—三东大道）横断面设计

（1）天贵路（三东大道—紫薇路）标准断面宽度为53.6～58 m，双向6车道。道路两侧人行道及侧绿化带总体良好，本次改造除港湾式公交站位置进行改造外，其余保留。

（2）天贵路（紫薇路—迎宾大道）标准断面宽度为39.2～46.5 m，双向6车道。道路两侧人行道及侧绿化带总体良好，本次改造保留。

（3）天贵路（迎宾大道—龙珠路）标准断面宽度为49.1～50.8 m，双向6车道。道路两侧人行道及侧绿化带总体良好，本次改造保留。

（4）天贵路（龙珠路—宝华路）标准断面宽度为34.5～38.8 m，双向6车道。道路两侧人行道总体良好，但局部路段人行道标高较低，与现状车行道齐平，为了路面加铺沥青装砌平石需要将该部分的人行道挖除抬高重建，其余人行道予以保留。

（5）天贵路（宝华路—新华路）标准断面宽度为[24+a（1.4～29.6）+b（3～23.1）]m，双向 6车道。道路两侧大部分路段有现状人行道，总体良好。局部路段无人行道或人行道材质为混凝土，本次改造保留人行道材质为人行道砖的部分，对人行道材质为混凝土部分进行挖除重建，对无人行道路段建设人行道。

3.3.2 滨江路（新华路—花城南路）横断面设计

（1）滨江路（新华路—湖畔路）标准断面宽度为30.5～46.5 m，双向6车道。现状道路两侧人行道及侧绿化带良好。现状车行道宽度偏小，不满足双向6车道的设置要求，同时由于东侧绿化带内有地下高压电缆沟，电缆沟的检查井高出现状路面，故需将西侧绿化带铲除，将辅道及绿化带改造成车行道。东侧绿化带与现状路面齐平，为了满足路面加铺沥青装砌平石需要，将西侧绿化带进行重建，同时加装绿化带侧石。在西侧原侧绿化带范围内，局部需建设人行道，作为公交站台。

（2）滨江路（宝华路—新华路）标准断面宽度为[27+a（0.5～14.3）+b（3.3～9.2）]m，双向 4车道 +两侧停车带。道路两侧大部分路段有现状人行道，总体良好。局部路段无人行道或人行道材质为混凝土。本次改造保留人行道材质为人行道砖的部分，对人行道材质为混凝土部分进行挖除重建，对无人行道路段建设人行道。

4 道路病害处理

4.1 水泥混凝土路面病害成因

（1）水泥混凝土路面产生裂缝的原因

切缝不及时，切缝深度过浅；切缝未到边缘或一条缝分多次切割；混凝土路面板厚度与强度不足，在交通荷载和温度应力作用下产生强度裂缝；混凝土路基不均匀沉陷导致板底脱空而断裂；混凝土配合比不合理或失控；材料计量不准确；养生不及时而使水分蒸发过快；施工时振捣不均匀等。

（2）水泥混凝土路面产生沉陷的原因

主要是由于路堤地基处理不当，路堤填料控制不当，半填半挖路基的结合部处理不当，填土路基压实不足，特殊地基路段未处理或未稳定就修筑路面而导致路基发生不均匀沉降。

（3）水泥混凝土路面产生拱起、唧泥、错台、坑洞的原因

水泥混凝土路面产生拱起、唧泥、错台、坑洞大多发生在接缝处，主要原因是：胀缝处砂、石等硬物嵌入而堵塞，使板的伸胀受阻；胀缝处设置的传力杆部分或全部在施工时设置不当，水平、垂直方向偏差过大，使板的伸缩受阻；在一些特殊部位，如小半径的弯道、陡坡处、板较薄处，容易发生纵向失效，引起拱胀。

（4）水泥混凝土路面产生表层剥落、露骨的原因

剥落主要是混凝土强度不足，接缝内进入杂物所致。露骨主要是表面灰浆不足，洒水提浆造成路面表层强度不足或水泥的耐磨性差、用量不足；为了提高平整度，局部采用砂浆找平，在交通荷载作用下，表层剥落、露骨；混凝土拌和不均匀或运输中离析，局部粗集料多水泥浆少，造成露骨。

4.2 路面病害调查

（1）路面状况调查结果

按照《水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1—2001）对上述路段各种病害进行分类汇总。结果见表1。

表1 天贵路、滨江路混凝土路面（K0+000～K4+649）病害情况调查表（单位：块）

（2）水泥路面计算依据及结果

水泥路面根据《水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1—2001）和病害统计表中各种病害的实际数量及严重程度，采用路面状况指数（PCI）和断板率（DBL）两相指标对水泥路面破损状况进行评价。

按下列公式确定该路段的路面状况指数（PCI）：

式中：i和j为病害种类和轻重程度；n为病害种类总数；mi为i种病害的轻重程度等级；DPij为i种病害和j种轻重程度的单项扣分值，它是破损密度Dij的函数；Dij为i种病害和j种轻重程度的板块数占调查路段板块总数的比例；Aij和Bij为系数，由参考表确定；Wij为同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数；Rij为各单项扣分值占总扣分值的比例。

单项扣分值DPij和修正系数Wij，由评定小组通过实地评定试验后制定。依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数，按断裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权系数进行修正后，由式（5）确定该路段的断板率（DBL），以百分数表示。

式中：DBij为i种类裂缝病害j种轻重程度的板块数；Wij为i种类裂缝病害j种轻重程度的修正权系数；BS为评定路段内的板块总数。

路面破损状况等级评定标准见表2。

根据以上公式计算路面状况指数PCI和断板率DBL（%），并根据表2进行评价，结果如表3所示。

表2 路面破损状况等级评定标准

表3 路面破损状况分段评价结果

（3）病害总结

天贵路（新华路—三东大道）、滨江路（新华路—花城南路）混凝土路面部分，路面病害以接缝碎裂、修补损坏及裂缝类损害为主，同时存在错台、露骨等病害。经抽芯发现，混凝土厚度为123～294mm，弯拉强度 fr=3.09～5.28，PCI=98.13%，优；DBL=8.0%，中，路面状况总体良好。

（4）路面弯沉检测结果

根据《公路工程质量检验评定标准》（第一册土建工程）（JTG F80/1-2004）附录I，弯沉计算结果见表4。

表4 弯沉计算结果

（5）水泥混凝土路面取芯劈裂强度检测结果

经抽芯发现，混凝土厚度为123～294 mm，劈裂强度fr=3.09～5.28。

4.3 病害路段处理设计

根据病害调查报告，工程范围内道路病害主要为各种纵、横、斜向裂缝，角隅断裂，交叉裂缝断裂板，错台、纵缝碎裂、修补损坏，同时存在少量沉陷、胀起、纹裂及坑洞病害。加铺沥青罩面之前需对旧路病害进行针对性处理：

（1）对于纵、横、斜向裂缝，交叉裂缝断裂板、沉陷、胀起、纹裂以及中、重程度修补损坏的路面，采用换板处理；

（2）对于角隅断裂，横向挖除断裂部位，更换素混凝土板，加设传力杆；

（3）对于错台、坑洞采用沥青砂予以填平；

（4）对于纵缝碎裂、裂缝张开及轻度修补损坏采用乳化沥青进行填平。

4.4 路面结构设计

4.4.1 路面换板或加宽

对于路面换板或将绿化带改造成车行道，采用混凝土板、换板结构进行修复或重建，如图2所示。

图2 混凝土板加宽/换板结构

4.4.2 路面加铺

（1）旧路面处理

加铺层铺筑前应更换破碎板，修补和填封裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧混凝土面层的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。

（2）机动车道路面加铺

纵断面设计机动车道按路面加铺12 cm沥青面层进行控制，加铺层采用4 cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C+8 cm中粒式沥青混凝土AC-20 C的结构形式。按设计标高与现状路面高差的实际情况，设置沥青混凝土调平加铺。加铺前应满铺玻纤格栅。

此外，该工程地面道路路面排水采用设雨水进水口方式，路面雨水首先汇集到雨水口，然后通过雨水口排入雨水管。无障碍设计从盲道布置到缘石坡道形式，以及公共建筑无障碍出入口，都体现了对残障人的关爱。

5 结语

总之，城市道路旧路路面的改造工作是一项系统性的工作，并且是城市基础建设的重中之重。城市道路路面设计，在很大程度上影响着城市路基的使用时间，所以在设计的过程中，需要对城市道路进行全方位考虑。合理的城市道路旧路改造设计，是保证道路畅通，提高路面的使用性能和延长路面使用寿命的重要举措。

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