太原市108國道(鋼園路)改造工程的設(shè)計(jì)探討

0 引言

為加快創(chuàng)新型城市建設(shè)，實(shí)現(xiàn)在中部地區(qū)率先綠色崛起，太原市委、市政府審時(shí)度勢，提出了“南移西進(jìn)、北展東擴(kuò)”的城市空間發(fā)展戰(zhàn)略，按照城市總體規(guī)劃的發(fā)展思路，在大力進(jìn)行南部區(qū)域發(fā)展建設(shè)的同時(shí)，推動(dòng)主城區(qū)北部區(qū)域的發(fā)展。太原市108國道(鋼園路)改造工程位于太原市區(qū)東北部，西起恒山路，東至東山高速陽曲收費(fèi)站，連接濱河?xùn)|路與大運(yùn)高速公路，貫穿太原市不銹鋼生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，規(guī)劃為城市Ⅰ級(jí)主干道，是太原市的北出入口，道路全長7 km，紅線寬度50 m。該工程為2009年太原市重點(diǎn)工程，并于當(dāng)年竣工通車?，F(xiàn)結(jié)合兩年來的使用情況對(duì)工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行歸納總結(jié)，以供同行們參考。

1 道路現(xiàn)狀

太原市108國道(鋼園路)改造工程西起恒山路，東至東山高速陽曲收費(fèi)站，全長7 km，為公路城市段，現(xiàn)狀道路寬23 m，路線走向?yàn)槲髂稀獤|北，道路兩側(cè)總體地勢為東南高、西北低。沿線主要途經(jīng)新城村、太原不銹鋼產(chǎn)業(yè)園區(qū)、皇后園村、歇子寨村、晉莊村、陽曲鎮(zhèn)。道路西北側(cè)為太原不銹鋼產(chǎn)業(yè)園區(qū)，處于發(fā)展建設(shè)階段，區(qū)內(nèi)的規(guī)劃路部分形成。道路東南側(cè)緊鄰北同蒲鐵路線及皇后園石油庫等。

2 設(shè)計(jì)原則

1)路線走向服從城市總體規(guī)劃布局，對(duì)城市總體規(guī)劃路網(wǎng)加以完善。2)處理好道路與北側(cè)不銹鋼園區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)的關(guān)系，利用現(xiàn)狀地形設(shè)置下穿通道，減少對(duì)直行車輛的交通干擾。3)創(chuàng)造安全、暢通、便捷的道路環(huán)境，吸引北部出入境車流，減少出入境交通對(duì)城市核心區(qū)的穿越。4)充分研究道路交通流構(gòu)成情況，確定最佳道路橫斷面類型。5)人性化景觀設(shè)計(jì)，關(guān)懷行人交通。

3 技術(shù)指標(biāo)

1)道路性質(zhì):城市Ⅰ級(jí)主干道。2)設(shè)計(jì)車速:50 km/h。3)設(shè)計(jì)荷載:公路Ⅰ級(jí)。4)抗震設(shè)防:8度。5)道路橫坡:機(jī)動(dòng)車道:1．5%;非機(jī)動(dòng)車道:1．5%。

4 設(shè)計(jì)思路與工程實(shí)踐

4．1 平面設(shè)計(jì)

根據(jù)城市總體規(guī)劃，道路中線走向由西南向東北，沿線主要與不銹鋼園區(qū)各規(guī)劃路、東方機(jī)械廠及延長油庫專用線相交，規(guī)劃道路中線與現(xiàn)狀中線局部偏離較大。由于本工程屬于原有道路的升級(jí)改造，沿線建筑、樹木、架空線路等已基本形成固定的格局，所以對(duì)規(guī)劃中線進(jìn)行了調(diào)整，路線走向基本沿原有道路布設(shè)，但在具體道路中線確定時(shí)，綜合考慮對(duì)建筑物、樹木、架空線路、北同蒲鐵路線、橋位位置以及道路線型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)原則是盡量保留原有樹木、少拆遷，以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

4．2 縱斷面設(shè)計(jì)

道路縱斷面設(shè)計(jì)主要考慮該道路的交通性質(zhì)，周邊居民的出行方式，以及道路所處場地的地形、地貌等條件，本著滿足交通要求、防洪要求、與相交道路銜接、居民出行方便快捷以及土方平衡等原則進(jìn)行設(shè)計(jì)?？v斷面設(shè)計(jì)主要考慮的控制點(diǎn)有:各相交道路交叉口現(xiàn)狀高程、通道橋梁控制高程。

4．3 橫斷面設(shè)計(jì)

4．3．1 方案一

拆遷一次到位，按規(guī)劃紅線寬度50 m實(shí)施。雙幅路形式，中間4 m綠化帶，兩側(cè)各15 m車行道(雙向八車道)，兩側(cè)各8 m寬的路側(cè)帶(人非共板)，其中包括1．5 m的綠化分隔帶、4 m寬的非機(jī)動(dòng)車道、2．5 m寬人行道。

方案優(yōu)點(diǎn):1)道路服務(wù)水平較高。交通量發(fā)展具有不可預(yù)見性，尤其是對(duì)快速發(fā)展的城市，機(jī)動(dòng)車擁有率和道路交通量的增長會(huì)產(chǎn)生突變。作為太原市的北出口，隨著城北客站的投入運(yùn)營和園區(qū)的發(fā)展壯大，本道路必將吸引更多的客貨運(yùn)交通。2)機(jī)非分離，人非共板，減少交叉口機(jī)非干擾，確保交叉口暢通;4 m寬的分隔帶確保對(duì)向行車安全。3)有利于交通組織，利用中央分隔帶，結(jié)合交通組織可將左轉(zhuǎn)、掉頭行駛產(chǎn)生的沖突點(diǎn)轉(zhuǎn)為交織點(diǎn)，減少交叉口交通壓力。

4．3．2 方案二

拆遷一次到位，按規(guī)劃紅線寬度50 m實(shí)施。單幅路形式，中間機(jī)動(dòng)車道30 m，為雙向八車道，兩側(cè)路側(cè)帶為人非共板斷面，寬10 m，分別為3．5 m寬的綠化分隔帶，3．5 m寬的非機(jī)動(dòng)車道，3 m的人行道。

方案優(yōu)點(diǎn):1)道路交通容量大，服務(wù)水平較高。2)人性化景觀設(shè)計(jì)，關(guān)懷行人交通。在道路綠化帶的設(shè)計(jì)中，沒有將綠化帶置于機(jī)動(dòng)車道中央，而是移至機(jī)動(dòng)車道外側(cè)，在3．5 m寬的路側(cè)綠帶和人行道各栽植一排行道樹，打造綠樹成蔭的效果，讓城市行人交通的參與者充分享受環(huán)境改善以后帶來的成果。3)采用人非共板斷面形式，有效地保證了機(jī)動(dòng)車尤其重型車輛的快速通行。

針對(duì)該路段的行人、非機(jī)動(dòng)車流較少，以過境交通為主的交通特性，通過綜合比較，推薦道路方案二。

4．4 道路交通組織方案及實(shí)施情況

108國道現(xiàn)狀兩側(cè)區(qū)域?yàn)殛柷?zhèn)各村莊，由于沿線村莊較多，且多為Y形交岔口，為保證道路安全，在各交叉口設(shè)置醒目的交通警示牌。為徹底解決道路改造后不銹鋼園區(qū)道路與鋼園路的干擾，規(guī)劃設(shè)計(jì)了5座地下通道橋。

4．4．1 恒山路口分離式立交

根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃，108國道與新城大街向西與濱河?xùn)|路北延段貫通后，將成為一條出入太原市區(qū)的快速通道，勢必吸引更多東西向的交通流。結(jié)合路段東高西低的地形，采用108國道主線下穿的形式，徹底分離東西向和南北向交通流的沖突。下穿通道為2孔13 m框構(gòu)，凈高5 m，橫斷面布置為雙向六車道。對(duì)交叉口地面進(jìn)行渠化，行人、非機(jī)動(dòng)車及左轉(zhuǎn)車輛通過信號(hào)燈控制進(jìn)行交通組織。

4．4．2 K0+920下穿通道(不銹鋼園區(qū)10號(hào)路口)

根據(jù)規(guī)劃不銹鋼園區(qū)10號(hào)路下穿108國道后與北同蒲鐵路南側(cè)的物流園區(qū)貫通。為解決物流園區(qū)車輛出入鋼園路，在10號(hào)路規(guī)劃路口位置預(yù)留一處下穿通道，在道路南側(cè)設(shè)置9 m寬的輔道。通道形式為2孔13 m框構(gòu)，橫向布置為雙向四車道，以及各4．5 m的路側(cè)帶(人行道+非機(jī)動(dòng)車道)。北側(cè)車輛進(jìn)出108國道采用地面平交右進(jìn)右出的形式，南側(cè)車輛通過輔道右進(jìn)右出108國道。

4．4．3 K1+690下穿通道(不銹鋼園區(qū)5號(hào)路口)

鋼園區(qū)5號(hào)路規(guī)劃斷面為40 m，該道路為橫貫園區(qū)中部的一條城市主干道，向西與新蘭路溝通，向東與皇后園村溝通，為解決該區(qū)域車輛東西向交通，在5號(hào)路規(guī)劃路口位置預(yù)留一處下穿通道。通道形式為2孔13 m框構(gòu)，橫向布置為雙向四車道，外加兩側(cè)各4 m人行道和非機(jī)動(dòng)車道。北側(cè)車輛進(jìn)出108國道采用地面平交右進(jìn)右出的形式，對(duì)左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)行信號(hào)燈控制，通過中央綠化帶斷口出入108國道。

4．4．4 K2+035下穿通道(皇后園村口)

在108國道路南皇后園村路口，進(jìn)出皇后園油庫運(yùn)輸石油車輛較多，左轉(zhuǎn)流向較大。在該路口設(shè)置一處下穿通道，在通道南北兩側(cè)設(shè)置了9 m寬的輔道。通道形式為1孔20 m框構(gòu)，凈空5 m，主要解決石油運(yùn)輸車輛左轉(zhuǎn)進(jìn)出皇后園油庫與108國道直行車輛的沖突。北側(cè)鋼園區(qū)20 m寬規(guī)劃路與北側(cè)輔道相接，采用右進(jìn)右出的交通組織形式。

4．4．5 K4+100下穿通道(不銹鋼園區(qū)9號(hào)路口)

鋼園區(qū)9號(hào)路規(guī)劃斷面為40 m，該道路為橫貫園區(qū)北部的一條城市次干道，向北為不銹鋼無縫鋼管項(xiàng)目廠址，為解決該區(qū)域車輛南北向交通，在9號(hào)路規(guī)劃路口位置預(yù)留一處下穿通道。通道形式為2孔13 m框構(gòu)，橫向布置為雙向四車道，以及各總寬4．5 m的人行道和非機(jī)動(dòng)車道。北側(cè)車輛進(jìn)出108國道采用右進(jìn)右出形式。

由于工期等諸多原因，規(guī)劃中的通道只有K0+920處一處予以實(shí)施，因本道路東南側(cè)為北同蒲鐵路、單側(cè)無干擾，加之道路的拓寬提高了道路的交通容量，因此實(shí)施以后道路的通行能力仍然有顯著的提高和改善。

4．5 路基處理

1)在城市道路路基處理中對(duì)管線的回填質(zhì)量要求比較高，作為關(guān)鍵工序必需采取有效措施、切實(shí)保證路基質(zhì)量。工程實(shí)施前期，天然氣管道已經(jīng)提前開挖施工，并且溝槽回填質(zhì)量較差，經(jīng)過幾場大雨之后出現(xiàn)沉陷，為確保路基質(zhì)量，對(duì)其采取了全部換填碎石的處理方式，經(jīng)過兩年的運(yùn)行，該位置未出現(xiàn)縱向裂縫與路面沉陷。

2)本工程屬于舊路改造，故需對(duì)道路新、舊路基結(jié)合部進(jìn)行處理，以避免新舊路基的不均勻沉降，造成路面裂縫。設(shè)計(jì)中采用雙向鋼塑土工格柵來處理新舊路基不均勻沉降問題，將舊路利用段的邊坡挖成臺(tái)階，在距路基封頂20 cm處加鋪鋼塑復(fù)合格柵，格柵橫向在新舊路基土上各搭接3 m。運(yùn)營兩年來，全線新舊路基結(jié)合處未出現(xiàn)一處路面反射裂縫。

4．6 路面結(jié)構(gòu)

1)針對(duì)道路車流量大、重型車輛多的特點(diǎn)，路面結(jié)構(gòu)層總厚度達(dá)到了82 cm，面層總厚度為18 cm:4 cm SBS細(xì)粒式瀝青混凝土(AC-13、石料選用抗滑、耐磨石料)+6 cm中粒式瀝青混凝土(AC-20，摻加0．5%抗車轍劑)+8 cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25);基層為20 cm水泥穩(wěn)定碎石(水泥暫定含量5%)，底基層:40 cm水泥穩(wěn)定碎石(水泥含量暫定3%)。特別是上、中面層采用雙層改性瀝青混凝土，提高了路面的高溫抗變形能力和低溫抗裂性以及抗車轍能力，延長了道路的使用壽命。

2)為防止道路檢查井周圍出現(xiàn)不均勻沉降，影響道路的耐久性，道路檢查井設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，取代了以往的磚砌體結(jié)構(gòu)。為防止井周圍路面因壓實(shí)不到位造成沉陷，對(duì)檢查井周圍0．8 m范圍內(nèi)采取C15混凝土回填。同時(shí)檢查井采用一明一暗布置，用雨水暗井連接雨水口，減少了井蓋數(shù)量。通過以上舉措，有效預(yù)防了城市道路檢查井周圍的病害，提高了道路的耐久性。

5 工程運(yùn)行效果及社會(huì)效益

道路運(yùn)行兩年來，路基、路面質(zhì)量良好，未出現(xiàn)裂縫及沉陷，這與道路的路基處理得當(dāng)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高和雨水井的改進(jìn)設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，充分證明了設(shè)計(jì)的合理性。道路的改造進(jìn)一步完善了太原市的總體路網(wǎng)，使得太原市路網(wǎng)整體優(yōu)勢得以進(jìn)一步發(fā)揮，鋼園路與新城大街、濱河?xùn)|路共同構(gòu)成了太原市區(qū)進(jìn)出大運(yùn)高速的快速通道，吸引了大量的太原市區(qū)北部的出入境交通流，分流了楊家峪收費(fèi)站大量的進(jìn)出車輛，減輕了迎春街和建設(shè)路中心城區(qū)的交通壓力。道路改造的同時(shí)對(duì)全線實(shí)施綠化工程，綠化面積達(dá)到2．82萬m2。栽植喬木3 656株，花灌木1萬余株，綠籬4 338 m2，地被900 m2，整個(gè)道路呈現(xiàn)出“三季有花，四季常綠”的景觀效果，徹底改變了太原市北部的落后面貌，完善了城市職能，全面提升了城市形象，同時(shí)道路的建設(shè)也為太原不銹鋼產(chǎn)業(yè)園區(qū)的發(fā)展壯大奠定了良好的基礎(chǔ)條件，由此可以看出交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)于一座城市的發(fā)展具有強(qiáng)大的帶動(dòng)作用。

［1］CJJ 37-90，城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［2］JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［4］DB 14/T160-2007，公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］．