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1)道路性质的定位。太原市环线道路规划为快速路,根据现行《城市快速路设计规程》要求快速路地面段由中央分隔带、快速机动车道、主辅分隔带、辅助车道、侧分隔带、非机动车道以及人行道组成,其道路宽度一般在65m以上,而主线连续性主干路,在地面标准段红线宽度可以控制在50m~59m,保证车道数与车辆正常通行的情况下,减少了道路红线宽度。由于受现状条件的影响,太原市环线大部分区段若按照严格的快速路标准,征地拆迁工作将十分艰巨,考虑工程的建设规模与经济性,环线道路按照主干路标准设计。
2)分层次选择不同交叉形式。四条环线道路所组成道路作为一个整体,在四条道路相交的节点,交通采用互通立交进行转换,对相交主干路采用主线上跨或者被交道路下穿的分离式立交形式,对于城市路网比较密集,相交道路相邻较近的路段采用主线连续上跨,根据路网及两侧用地情况设置上下行匝道,以增强跨线桥与地面路网之间的联系。
3)行车速度。城市环线主要把城市中大量的长距离、由快速需求的车辆作为服务对象,设计车速60km/h,既满足了主干路的通行需求,又为道路设计中各项指标提供了更宽泛的选择空间(同时也满足快速路的最低要求),决定了工程的建设标准,对建设的规模与投资起着至关重要的作用。保证了资金能合理确切的发挥作用与效益。同时可以减少与高架部分辅道、相交道路之间车速转换的加减速段长度,为车辆在环线与相交道路转换中提供了便利。
4)设计年限。设计年限包括计算交通量增长年限以及确定路面结构而采用的计算标准当量轴次的基准年限[2],《城市道路工程设计规范》中规定了城市主干路设计年限为20年。而在确定道路横断面车行道宽度时,远期交通量的年限是道路设计年限的指标。根据对太原市环线建设交通模型分析,近期中环道路建设后,胜利桥、长风桥及兴华街、胜利街、旧晋祠路、滨河东路、和平路、建设路交通流量明显降低。东西向的南中环与北中环,高峰小时最大单向断面流量分别达2435pcu/h;南北向的西中环与东中环,高峰小时最大单向断面流量分别达1475pcu/h,对南北、东西方向干道分流作用明显。环线远期交通量预测在预测末年高峰小时最大单向断面流量分别达9804pcu/h,根据交通量预测结果,设计年限20年的标准是比较适宜的。避免过长预测期中交通量增长率不确定带来的预测增长量过大或者过小的可能,同时也避免了预测期过短带来建设规模过小,节点方案选择不当的弊端。当然,随着太原市环线道路的建成并投入使用,设计年限的选择标准将得到进一步检验。
5)道路横断面形式。为了保证太原市城市环线道路交通功能的道路服务水平,保证较高的平均车速以获取道路断面最大的通行能力,道路断面的设计不仅需要考虑主线直行的连续快速,同时要尽量减少两侧的进出口设置带来的汇流车辆对直行车辆的干扰,解决好快速直行车辆与驶出、汇入慢行车辆以共存所需求空间,在道路断面中增加了集散作用的辅助道路。辅助道路一般是专供机动车出入环线以及为其他交通服务的道路[3],快速路的辅路需要与快速路主线分割,而太原市环线道路采用主干路标准设计,通过增加机动车道数目,在直线主线两侧增加相应的车道来汇集沿线单位车辆,在指定的出入口与主线直行车道分流、合流,同时也为公交提供交通服务,一般设计车速为40km/h,环线直行车道作为城市主路。在同一板块通过不同的交通工程措施如限速标志、标线等实现主辅道路的差异化使用及管理。太原市环线主、辅路的布置形式主要采用两种形式,第一种为平面展开即地面共板设计。具体布置为:10m人非共板(3m人行道+1.5m树池+3.5m非机动车道+2m机非分隔带)+17.5m机动车道(0.5+3.5+3.25×4+0.5)+4m中央分隔带+17.5m机动车道(0.5+3.5+3.25×4+0.5)+10m人非共板(2m机非分隔带+3.5m非机动车道+1.5m树池+3m人行道)=59m(见图1)。第二种为一层主线高架(或下穿),另一层为地面辅道分层布设。
10m人非共板(3m人行道+1.5m树池+3.5m非机动车道+2m机非分隔带)+11m机动车道(0.5+3.5+3.25×2+0.5)+8m中央分隔带+11m机动车道(0.5+3.5+3.25×2+0.5)+10m人非共板(2m机非分隔带+3.5m非机动车道+1.5m树池+3m人行道)=50m(见图2)。实际太原市环线道路是在两种大的形式下的混合型,设计是根据环线道路给定的红线宽度以及道路两侧拆迁等因素,充分论证后选定的。尤其采取主线上跨、地面辅道分层布设的形式是在现有用地、拆迁条件受限以及相交道路等级、密度等建设条件共同考虑下而选用,虽然高架投资大、对环境有影响,但是通过高架桥下的辅道可以充分的沟通两侧地块,方便周围单位及居民出行。道路中间带与两侧带:太原市环线道路地面共板段中间带均按4m,高架段根据桥梁下部需求设置为8m,两侧带在功能上不仅是道路机动车道系统与非机动车道系统的分界线和隔离带,同时还有控制道路两侧沿线单位、区域与主线连接出入口的作用,避免行人和非机动车进入,两侧带的宽度结合道路绿化要求以及城市设施如照明、公交站台、公共自行车等需求,在用地充足的情况下可以适当的加大宽度,但考虑城市土地的节约使用,两侧带的宽度应当控制在合理宽度。同时太原市环线道路两侧分隔宽度设置为2m~2.5m。
主路车道数及宽度:主要取决于交通量预测的流量,由于环线道路高架路建设工程量大,大部分为桥梁结构,加宽车道不仅结构难以处理,还需要现在预留用地及管线位置。因此太原市环线道路设计主线高架采用双向六车道是必要的,近期服务水平可以相对高些,随着时间的推移,城市车辆的增加,道路交通量及密度的增加,道路服务水平等级会相应变化,逐渐降低,为达到平均车速、服务水平与密度的最佳比例关系,在交通量预测末期,其最大服务水平应当控制在三级即稳定流状态,密度不大于32pcu/(km•ln),根据交通量预测太原市环路需要八车道~十车道,主线宽度14.25m~17.5m。
2结语
通过对长沙市市区主要道路景观进行调查,从道路绿化、道路铺装、道路附属设施等方面进行分析:
(1)道路绿化景观设计。
长沙市道路绿化树种整体选用香樟、海桐、红花继木、杜鹃等长沙常见植物进行美化。长沙道路绿化景观大体采用乔木、灌木、绿篱等形式结合。道路绿化植物的选择是道路景观的重点,既要考虑艺术效果,又要考虑功能效果。在树种的选择上应以适应当地生态环境、无臭味、无飞絮、寿命长为主要依据。在植物配置上,应以乔木为主体,树种力求丰富有变化,实现乔木、灌木、地被植物相结合,适当点缀花草,利用植物本身的形态、色彩、季相等特点,按照反差、对比、渐变等美学原理构成绿化带,形成多层次的道路绿地景观。
(2)道路铺装设计。
长沙市道路铺装色彩繁多、形式比较丰富。长沙道路铺装主要采用方形、条形、弧形等各种形式。城市道路铺装是城市空间的一部分,影响着城市的风景。因此,道路铺装设计在考虑了材料的环保性、排水透气性之后,应注意与周边环境调和,运用有地域特色的铺装材质,丰富地面铺装,有效实现视线的引导,起到地面标识的作用。色彩、形式与质感是道路的表现手段,而这三者也一般是衬托风景的背景,因此在铺装设计时,色彩的选择应是沉稳而不沉闷,鲜明而不俗气;形式上与周围环境相协调,因场所不同而各有变化,起到点缀装饰的效果;质感以粗糙、坚固、浑厚者为佳。不同的色彩、形式、质感会引起不同的心理反应。因此,在铺装设计中,有意识地利用这三者的变化,可以丰富和加强空间的气氛。
(3)道路附属设施设计。
长沙市道路附属设施基本上能够满足市民活动的需要,但有待进一步的提高。城市道路景观设计就是将各个不同的道路附属设施,通过整体统一的风格定位,创造出与城市整体环境相呼应的新景观。城市道路中的附属设施以其服务人们的工作、生活和供人们欣赏的双重功能,方便人们和美化着城市,同时也传达当地的历史文化与民俗风情,表现城市的气质与风格。在对附属设施进行设计时,应注重与人的对话,即应从使用者的需求出发,体现人性化、人文化,真正实现“以人为本”。同时还应结合设计美学,活跃思维,将形式设计充满情趣化、生活化,要充分体现时代感,蕴含现代的文化氛围。在材质选取上,应采用现代技术合成类材料,体现科技含量,彰显时代风格。
2城市道路景观设计中应注意的几个问题
城市道路景观设计应与道路性质和功能相协调,做到人工与自然紧密结合,使“人——城市——自然”三者有机统一起来。
(1)安全性原则
交通安全是需要考虑的首要问题。车行道与人行道之间尽量用绿带隔离或利用高差来转换,车行道两侧视线范围应考虑司机的可视度。在车辆转弯处,不宜种植大乔木,以防影响视线,造成交通事故。同时,道路景观设计应考虑消防安全的需要。
(2)功能性原则
城市道路主要给人们提供生活、工作、休闲、车行的需要。在对道路进行设计时,在功能达到的基础上追求装饰性。车行道要求考虑其承重能力。人行道应充分考虑其便捷性。
(3)原真性原则
城市都拥有它独特的历史个性,记载着丰富的历史特征。道路景观设计中要融入每个时代的元素,不能一味地追求创新,保留具有代表性的历史符号,可以将每个时期影响力颇大的人物雕塑布置在道路绿地中,体现不同的个性。例如,长沙望城雷锋大道上某交通岛布置了一处关于雷锋同志的雕塑,将历史性与个性很好地结合在一起。
(4)整体性原则
道路不是单独存在的景观要素,道路景观设计要结合周围的建筑、植物、小品、历史文化等多方面综合考虑。例如,道路的色彩与建筑相协调,道路的尺度满足人流车流的需求,道路的铺装材质与城市历史文化相结合。道路不仅是车行人行的工具,更是与大环境融合的一种景观。城市道路景观设计应从多方面考虑。道路的视觉景观要丰富,给疲惫的司机和游人带来视觉上的享受。道路的布局应随地形而变,与周边环境风格统一,融为一体。分布在道路上的植物景观也要因地制宜,考虑视线需要,多选择乡土树种,结合道路形式选择适合的种植方式,尽量营造步移景异的景观。道路灯光照明设计要兼顾白天与完善的视觉,同时考虑功能与装饰的融合。公共设施和小品要注重细节设计,统一呼应主题,提升形象,塑造个性。
3结束语
道路排水设计一般包含以下两个方面的内容:一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称之为第一类排水;二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响.减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。
第一类排水设计通常采用提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。对于地下水位较高路段,施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除地表水并降低地下水,对于软土地基处理路段f如塑料排水板、预压等卜一般设置50cm左右砂垫层,以加快排水。
第二类排水设计一般包括:①路面水:通过道路横坡、急流槽、边沟及排水构造物等形成完整排水系统把路面水收集并排出路基范围:对于超高路段,可通过设置在中央分隔带处的中央排水沟和横向排水管等排出路面水,或通过中央分隔带开豁口方法把超高路段外侧路面水排到路面另外一侧并通过路面横坡排出。②下渗水:下渗水一般分两种,一是中央分隔带下渗水,二是路肩下渗水。根据不同下渗水,采取不同方法排出:a、中央分隔带下渗水:中央分隔带下渗水可通过在中央分隔带下设置纵向盲沟收集,并每隔一段距离设置集水井和横向排水管将下渗水排出路基。b、路肩下渗水:一般处理方法为在路肩设置纵向渗沟,并通过横向排水管排出路基。综上所述,笔者结合设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。
2路基排水设计
路基是道路的主要部分,路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感,水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内,保持路基常年处于干燥状态,确保路基具有足够的强度和稳定性。
2.1地势较低集中汇水的排水设计城市道路立交低洼处地下水水位较高,特别是在下穿式立交中,道路低点比周围地面低3m~6m,且形成盆地地形,这样大气降水向低洼处汇集,就会造成路面积水。这里需要解决的两个问题就是地面排水和地下排水。
2.1.1自流排水当立交附近有低于立交最低路面的排水管区时,采用直接排水的方式,这也是城市道路立交经常采用的方式。自流排水是最经济、最安全的排水措施,它不需要消耗能源和其他工程设施的建设。
2.1.2调蓄排水当达到洪峰时,如水体或干管水位高于路面水位的时候,将不能自流排水之流量引入蓄水池,待水体或干管水位回落时,再自流排水,但调蓄排水受条件限制应用不是很广泛。①在立交用地范围内有布置蓄水池的合适位置要与其他市政管道无较大的交叉,立交内雨水管道能自流接人蓄水池,蓄水池也能自流接人千管或河道泄空。②要求汇水面积较小,蓄水量不大,一场雨产生的全部水量最多不超过1000In3适用于较小的立体交叉。③通过设置排水泵站的方法来排除汇集在地势较低的水,但是现实中多数地区考虑到节约电费、减少物业管理和人员操作应尽量减少排水泵站的设置。
2.2潮湿和过湿路基的排水设计潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理。对于潮湿路基,含水量不是太高,可以在施工前在路基两侧挖纵向排水沟,并每隔一定距离挖一些横向排水沟,将路基水排到排水沟内,从而疏于路基;对于过湿路基,含水量较高,无法晾晒和疏干。只能采取换填的方式进行处理,如换填好土,换填透水性好的材料等。
2.3降低路基地下水位的设计降低路基地下水位,使路基处于干燥状态。在下穿式立交处一般路面标高较低,大部分路基位于地下水位以下,特别是南方地下水位较高而雨水又多地区,若路基长期浸泡在地下水中,导致路基湿软、变形、强度降低,最终发生破坏。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范围内设置暗沟、渗沟和渗井等。
2.3.1暗沟相对于地面排水的明沟而言,暗沟又称盲沟,具有隐蔽工程的含义。从盲沟的构造特点为沟内分层填以大小不同的颗粒材料,利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内,并沿沟排泄至指定的地点。暗沟的设置方法在沟底和中间回填粒径3cm—5cm的碎石或卵石,在粗粒碎石的两侧和上部按一定比例分层回填较细的粒料、中粗砂、中砾等作为反滤层,逐层粒径比例大致按4:1递减,或者采用土工布包裹有孔的PVC管,管四周填以等粒径的碎石、砾石组成盲沟。但盲沟的排水能力较小,不宜过长,沟底具有1%2%的纵坡,出水口底标高高于沟外最高水位20cm,以防止水流倒流。
2.3.2渗沟采用渗透的方式将地下水汇聚于沟内,并通过沟底通道将水排至指定的地点。此种地下排水设备称为渗沟,它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的设置位置视地下排水的需求而定,与盲沟的漫置相仿。但沟的尺寸更大,埋植更深,而且要进行水力计算确定尺寸。
2.3.3渗井渗井属于水平方向的地下排水设备,当地下存在多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平式渗沟难以布置时,采用历时排水,设置渗井,穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层去,以降低上层的地下水位或全部予以排水。鉴于渗井施工不易,单位含水面积的造价高于渗沟,一般尽量少用。
3路面排水设计
3.1车行道排水设计城市道路路面排水有双坡排水和单坡排水。当车行道宽度较宽时,为了减少地表水在道路表面的径流时间并迅速将水排除,通常采取双坡排水方式,在道路两侧每隔一定距离设置雨水口的方式收集路面水,并通过与其连接的雨水支管将收集到的地表水排人埋设在路面下的雨水主干管内,最终排人保留水系或河流中。
3.2人行道排水设计①为便于人行道路面水的排除,人行道横坡设置时坡度朝向车行道,降落到人行道上的雨水通过横向坡度自流排人车行道边的雨水口内。②当道路位于挖方段时,通常在道路两侧设置各种形式的挡土墙,道路两侧应在挡土墙上方设置截水沟.拦截将要流人人行道上的地表水。此外,还有少量地表水或地下水会从挡土墙上的泄水孔沿着挡土墙流到人行道上,然后顺人行道流入车行道边的雨水口内。通过长期观察发现,大多数在道路两侧设置路堑挡土墙的路段,人行道上都有沿挡土墙流下的雨水痕迹f雨水携带黄土或铸铁泄水孔生锈而产生。
3.3路面结构内排水设计路面面层有一定的孔隙,除了大部分地表水通过道路纵横坡由雨水口排走以外,还有少量地表水通过路面孔隙、裂缝等渗入到路面结构内,降低路基强度,因此必须采取一定的措施提前排除可能渗入路基内的地表水。
3.3.1在道路各结构层施工时,每层均按照道路路面纵横坡度进行施工,使得每一层都形成一个排水坡度,及时将各结构层水沿道路横波排入道路两侧设置的盲沟或排水渠道内,再通过盲沟将水排入雨水井内。
3.3.2在面层和基层之间设置乳化沥青下封层,使得通过缝隙向下渗入的水分及时沿封层表面向道路两侧排走,保持道路基层干燥。
3.3.3设置排水层。在多雨地区或地表水较丰富的地区,采用设置排水层的发法将渗入到路面结构内的地表水及时排除,防止渗入路基,在路面结构以下路基以上位置设置排水垫层。排水层下设置起隔水、防水作用的土木布,将由上部渗透下来的地表水有效地拦截在该排水层内。排水层设置一定的纵横坡度(其纵横坡度分别同道路路面纵横坡度),将渗入排水层的水分迅速地排出道路以外。
4中央分隔带排水设计
道路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水,可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。
施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。由于道路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔,因此,中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距,一般路段的最大间距为180m。
由以往设计经验可知,横向排水管长15m左右,横向排水管坡度为2%。由于施工质量不易控制,造成横向排水管标高误差或产生淤塞,从而使上游横向排水管排水不畅,大量的水流向最低处,而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺布土布或产生淤塞,使排水能力严重不足,从而导致下游中央分隔带积水严重,有的下雨后几天中央分隔带仍有积水,使路基长时间浸泡,影响了路基、路面德尔强度。由于通讯、监控管线人手孔的设置阻断了中央分隔带排水,造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。
为了解决这些问题,采用以下办法处理:对于设计底坡小于0.3%的,采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟,并于盲沟底部设置软式透水管和每=每隔30~50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗入;中央分隔带每隔30~50m设置一道横向排水管,将盲沟中的水排出路基以外;在中央分隔带内设置2m厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层,防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。
在城市道路中,对于中央绿化带小于等于2.0m路段,为了降低施工复杂性,可采用中央分隔带开豁口方式,即中央分隔带水可通过豁口直接排人路面,并通过路面横坡排出路基。
5结束语
城市道路排水设计是一个复杂的工程,是城市道路设计的重要组成部分。它对于城市道路使朋寿命的长短影响很大,城市道路排水设计应全面考虑路基、路面结构内部和路表面的排水、绿化带处排水、立交排水,把他们构成了一个综合的排水系统,从而提高道路的使用性能和寿命。且现行的设计规范及手册等均不是十分完善,还有待我们每一位工程技术人员去努力完善。