上海市二級公路特點及改建設計要點探討

袁坤

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海市 200092）

0 引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，人們對于道路交通的要求也越來越高。公路一般建設于城鎮(zhèn)或村莊之間，作為幾個城鎮(zhèn)或村莊的連接通道。對于上海而言，隨著新城、城鎮(zhèn)等區(qū)域的不斷發(fā)展和擴容，初期建設的一些公路也越來越城鎮(zhèn)化，因交通量的增長帶來的交通壓力也越來越大。因此有必要在原有道路的基礎上對其進行改擴建，不僅可以改善交通狀況，還可以提高行車安全，促進經(jīng)濟發(fā)展。

上海市公路與其他地區(qū)相比有較大不同，本文在對上海市二級公路特點進行分析的基礎上，對其改建設計要點進行介紹，為相關從業(yè)人員提供一定的設計參考和工程經(jīng)驗。

1 上海市二級公路特點

1.1 公路等級劃分

關于公路等級的劃分，根據(jù)《中華人民共和國公路法》，“公路按其在公路路網(wǎng)中的地位分為國道、省道、縣道和鄉(xiāng)道，并按技術(shù)等級分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路”。

行業(yè)規(guī)范《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2014，以下簡稱“技術(shù)標準”）以交通流量作為主要指標，“二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。二級公路的年平均日設計交通量宜為5 000～15 000輛小客車”[1]。

上海市公路等級的劃分一般以《上海市骨干道路網(wǎng)深化規(guī)劃》為依據(jù)。該規(guī)劃將公路行政等級體系與規(guī)劃等級體系整合，總體上采用以規(guī)劃分級體系為主、規(guī)劃和技術(shù)等級體系并列的方式進行公路等級劃分。具體公路等級劃分見表1。

表1 上海市域公路等級分類體系

上海市公路等級未采用行業(yè)規(guī)范中的以交通流量為主要指標的方式進行劃分，而是綜合考慮路網(wǎng)中的地位、道路功能、交通流量及沿線所經(jīng)區(qū)域等因素，對公路等級進行劃分。因公路等級劃分方式的不同，上海市公路的特點也與其他地區(qū)存在較大不同，下面以二級公路為例進行介紹。

1.2 上海市二級公路特點

上海市二級公路與《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2014）存在較大不同，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.2.1 定義

技術(shù)標準中二級公路的定義以交通流量為主要指標，公路等級的定義未與其行政級別掛鉤。而上海市二級公路一般為跨行政區(qū)連接、輔助的次要干線或服務于各區(qū)、縣內(nèi)部的區(qū)域干線，公路等級的定義與其行政級別和功能定位掛鉤。

1.2.2 車道數(shù)

技術(shù)標準中二級公路車道數(shù)為雙車道。而上海市二級公路車道數(shù)一般為雙向四車道或六車道。

1.2.3 設計速度

技術(shù)標準中干線二級公路設計速度一般為80 km/h；集散二級公路設計速度一般為60 km/h；受地形、地質(zhì)等條件限制，可采用40 km/h。而上海市二級公路設計速度一般為60 km/h，受限時可采用40 km/h或 50 km/h。

1.2.4 用地范圍

技術(shù)標準中二級公路用地范圍為邊溝或截水溝外不小于2 m范圍內(nèi)的土地。而上海市二級公路則未采用技術(shù)標準中的用地范圍線規(guī)定，對用地范圍做出了統(tǒng)一的規(guī)范，采用城市道路的紅線概念來嚴格控制公路建設用地，二級公路紅線寬度一般為30～45 m。

1.2.5 選線設計

技術(shù)標準中公路設計需進行選線設計，“公路選線必須由面到帶、由帶到線，在對地形地貌、地質(zhì)水文、自然保護區(qū)等調(diào)查和勘察的基礎上論證，確定路線方案”。而上海市的公路設計大范圍選線一般在規(guī)劃階段完成并落實到紅線上，一般情況下設計可根據(jù)紅線完成設計，如需紅線調(diào)整，則可根據(jù)實際需求進行局部微調(diào)或?qū)ｍ椧?guī)劃論證，紅線調(diào)整手續(xù)由規(guī)劃單位完成。

1.2.6 橫斷面布置

技術(shù)標準中二級公路橫斷面形式為單幅路斷面，即在機動車道外設硬路肩供非汽車交通使用，其橫斷面總寬度約12 m。而上海市二級公路一般需考慮非機動車需求，設置較寬的非機動車道或硬路肩，一般多采用三幅路或四幅路的斷面形式；城鎮(zhèn)化地區(qū)還需考慮設置人行道。其橫斷面總寬度在20 m以上。

下文將從總體、路線、路基、路面、排水等方面對上海市典型二級公路改建設計中的要點進行探討。

2 總體設計要點

總體設計時應注意以下要點：

（1）功能定位和等級分析。改建設計前應根據(jù)規(guī)劃和功能分析，對項目功能定位進行分析，明確道路等級。

（2）交通量預測和建設規(guī)模分析。

（3）橋梁設計荷載和改建方案。根據(jù)技術(shù)標準，二級公路作為集散公路且交通小、重型車輛少時，其橋涵設計可采用公路-Ⅱ級荷載，否則采用公路-Ⅰ級荷載[1]。設計荷載的明確直接影響到橋梁改建方案，因此有必要盡早明確橋梁設計荷載，以便在前期進行老橋檢測和荷載驗算。

3 路線設計要點

路線設計包含橫斷面設計、平面線位設計和縱斷面設計。

3.1 橫斷面設計

橫斷面設計時需考慮以下主要因素：

（1）設計速度。

（2）施工期間交通組織。二級公路有著較強的交通功能，對于部分串聯(lián)地區(qū)來說，該公路作為其交通通道可能具有唯一性。在這種情況下，二級公路改建時應特別注意施工期間的交通組織，改建時一般采用翻交方案，條件允許時應盡可能利用現(xiàn)狀道路作為翻交通道，節(jié)約工程投資和工期。在施工交通組織方案的基礎上再進行橫斷面設計，具有較強的可實施性。

（3）路基拼寬方案。

（4）橋梁改建方案。

（5）周邊用地、建設條件等。

3.2 平面線位設計

上海市二級公路設計與其他地區(qū)有較大不同，一般來說二級公路均有規(guī)劃紅線控制，但往往因線形標準、拼寬方案、用地、拆遷等因素限制，部分公路實施時需對規(guī)劃紅線進行調(diào)整。在前期方案時，設計單位應注意以下要點，配合規(guī)劃單位完成規(guī)劃紅線調(diào)整：

（1）線形標準。

（2）高速公路、鐵路等重要交通線路。

（3）西氣東輸；高壓、超高壓、特高壓等重要管線。

（4）航道。

（5）橫斷面拼寬方案。

3.3 縱斷面設計

縱斷面設計時需考慮以下主要因素：

（1）縱斷面設計標準。

（2）航道、河道等標準。

（3）高速公路、鐵路等重要交通線路。

（4）西氣東輸；高壓、超高壓、特高壓等重要管線。

（5）路基干濕狀態(tài)。對于一般路段的二級公路，路床應處于中濕狀態(tài)；對于城鎮(zhèn)化程度較高的二級公路段，受周邊地塊標高限制時，路床可處于中濕或潮濕狀態(tài)。

（6）老路改建方案。老路改建時，應結(jié)合老路檢測結(jié)果，對路面進行改建設計，老路考慮利用時，縱斷面設計時應考慮改建設計方案。

（7）行道樹利用方案。雙車道公路改建時，一般兩側(cè)土路肩種植有行道樹，如行道樹考慮利用時，應考慮縱斷面抬高對其的影響，結(jié)合老路改建方案進行縱斷面設計。

4 路基設計要點

4.1 設計指標

4.1.1 路基頂面回彈模量

路基采用路基頂面回彈模量為設計指標，對于公路而言，該回彈模量采用的是動態(tài)回彈模量的概念。

規(guī)范中根據(jù)荷載等級對回彈模量要求值做出了要求。新建路基應通過試驗或根據(jù)路基處理方案計算，得到回彈模量設計值，指導路基設計：

4.1.2 路基工后沉降

二級公路橋梁、涵洞、通道與路堤相鄰處工后沉降應不大于10 cm，一般路段工后沉降應不大于30 cm。

4.1.3 路基差異沉降

路基拼接時，應控制新老路基之間的差異沉降，既有路基與拓寬路基橫坡度的工后增大值不應大于0.5%。

4.2 設計要點

（1）路基填料的選擇應因地制宜，并考慮水源保護等因素。

（2）重交通及以下的二級公路路基處置深度應不小于80 cm；特重交通及以上的二級公路路基處置深度應不小于120 cm。

（3）注意控制管道、結(jié)構(gòu)物的埋深和保護。（4）軟土地基處理。

5 路面設計要點

5.1 設計指標

公路路面設計與城市道路有所不同，公路瀝青設計時采用瀝青層、無機結(jié)合料基層疲勞破壞和瀝青層永久變形作為控制指標。

5.2 路面改建設計

路面改建設計時，應根據(jù)荷載參數(shù)、老路結(jié)構(gòu)強度等因素，分段擬定改建方案，驗算加鋪層設計參數(shù)，確定改建方案。

因改建工程施工周期較長，且老路路段往往在工程后期方施工，在前期確定改建方案時，應考慮老路強度衰減等因素。

5.3 路面結(jié)構(gòu)選擇

二級公路多選擇兩層式瀝青路面，瀝青面層材料可根據(jù)需要進行選擇，見表2。

表2 瀝青面層材料選擇

6 排水設計要點

（1）根據(jù)項目所在區(qū)域，合理確定暴雨重現(xiàn)期。

（2）結(jié)合道路沿線規(guī)劃、現(xiàn)狀和用地情況，合理選用邊溝排水和管道排水。

（3）對于較寬的分隔帶或低影響開發(fā)設施，應考慮設置排水盲溝，避免水對道路路基造成較大影響。

（4）對于穿越水源保護區(qū)的路段，應注意對公路排水進行收集，并考慮應急措施和方案。

7 結(jié) 語

因公路等級劃分方式不同，上海市公路的特點也與其他地區(qū)存在較大不同。

本文在對上海市二級公路的特點進行分析介紹的基礎上，研究了二級公路改建設計的總體設計、路線設計、路基設計、路面設計和排水設計等要點，為相關從業(yè)人員提供一定的設計參考和工程經(jīng)驗。