DL01 道路工程初步设计说明.docx
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DL01道路工程初步设计说明
道路工程设计说明
1设计依据
1）海南铜鼓岭国际生态旅游区海石滩区域道路市政工程设计委托书；
2）海南亿兴城建投资有限公司给我公司的有关文件及意见；
3）《海南文昌滨海旅游经济产业规划》；
4）《海南文昌铜鼓岭国际化生态旅游区淇水湾区域海石滩控制性详细规划》；
5）《海南铜鼓岭国际生态旅游区海石滩区域道路市政工程》岩土工程、地质、水文等勘察成果；
6）海南文昌铜鼓岭国际生态旅游区淇水湾区域海石滩区域潮水位等相关资料；
7）《海南文昌铜鼓岭国际化生态旅游区市政工程—钻石大道第三标段变更设计施工图》；
8）我公司收集的与工程相关的其他资料。
2技术规范、标准和工程施工及验收标准
2.1技术规范
《城市道路设计规范》（CJJ37-90）；
结构计算参照《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）；
《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD50-2006）；
《公路工程抗震设计规范》（JTJ2004-89）；
《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001）；
《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）；
《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；
《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）；
《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF40-2004）；
《混凝土路面砖》中华人民共和国建材行业标准JC/T446-2000；
《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）；
2.2技术标准
道路等级：
城市次干路Ⅲ级；
设计行车速度：
40km/h；
路面类型：
推荐方案为沥青混凝土路面；比较方案为水泥混凝土路面；
路面设计标准轴载：
BZZ-100；
交通饱和设计年限：
15年；
路面结构设计年限：
沥青路面为15年；
3工程概况
3.1工程范围及规模
宝陵大道南路工程道路基本为城市次干路Ⅲ级，设计全长1.24公里，道路标准断面宽度为24米，断面布置为“4m（绿化带及人行道）+16m（行车道）+4m（绿化带及人行道）=24m”，双向四车道。
路线大致走向：
道路起点位于吉尾村东约150m处，即海南文昌铜鼓岭国际化生态旅游区市政工程钻石大道K4+267处，路线向南于K0+400处经过红海村村东100m处，于K1处经过铜山村东90m处，终点位于淇水湾规划滨海浴场，全长1.24公里。
3.2主要设计内容
本工程设计内容为全线道路的平、纵、横、路面结构设计，沿线防护及挡墙工程设计。
3.3工程资料
3.3.1旧路面调查资料及设计应用
1）资料：
本工程全线均无旧路，主要平交口共二处。
2）本线均为新建道路，设计中综合考虑各控制点，按照总体规划要求，遵循节约资源、提高成本效益的原则进行设计。
3.3.2工程地质资料和设计应用
1）资料：
根据2011年7月的地质勘察资料。
A、地形情况
拟建道路位于文昌市铜鼓岭自然保护区，总体地形稍有起伏，南低北高，局部稍有起伏，K0+200～K0+237西侧分布陡坎。
根据现场水文工程地质调查，道路沿线地貌单元有海成二级阶地、海成一级阶地、花岗岩剥蚀丘陵等。
如下表3-1：
地貌及道路沿线现状表3-1
道路名称
里程
地貌单元
道路现状及埋藏物
地面标高
宝陵南路
K0+000～K0+228
海成一级阶地
水田、耕地，道路西侧分布陡坎（高2.5m～5.5m）
4.87～7.98m
K0+228～K0+690
海成二级阶地
现状为坡地，沿线坡度0～5度，种植西瓜、木麻黄、杂树等，其中K0+228～K0+235为陡坎，陡坎高5m。
13.00～27.00m
K0+690～K1+000
海成一级阶地
现状为水田，种植地瓜、水稻等，其中K0+989～K0+994为一土路横穿，土路面高程25.55m。
18.26～22.66m
K1+000～K1+071
海成二级阶地（原地貌）
采空区、水塘（人工挖）
20.19～22.50m
根据区域地质条件和本次勘察结果表明，道路沿线未发现影响场地稳定性的断裂构造，无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用，场地较稳定，适宜本工程的建设。
B、区域地质概况
工程场地位于海南岛东北部沿海地区，区域断裂构造较发育，表现为近东西向的王五—文教深大断裂带，该断裂带是琼北断陷带与琼中隆起带的分界线，断裂带的北面年上升1.4mm，南面年上升3.2mm，它隐伏于文昌北侧的潭牛镇、文教镇一带，在1463～1834年间，该断裂带所经过地域曾发生过37次地震，近年来沿断裂带弱震时有发生，如90年代曾在文昌潭牛镇发生过轻微的地震，所有这些说明该断裂带在新生代以来仍在活动，而以升降运动为主要特征，且由南向北有逐级下拗的趋势。
据区域地质资料，场区主要受东西向王五—文教深大断裂控制。
区域出露地层从老到新依次为：
侏罗纪中世（J2γ）、第四系中更新统砂、砂砾（Q2m），第四系全新统粉砂、砂砾、粘土（Q4m）等。
勘察区位于东西向王五—文教深大断裂北侧约1km处，区内未发现有活动断裂穿过，地表出露地层为第四系中更新粉土质砂（Q2m）、侏罗纪中世（J2γ）花岗岩残积土等。
C、地震
1、地震基本烈度
根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的规定，结合地震动参数区划图（GB18306—2001），地震动峰值加速度系数为0.15g，对应地震基本烈度为Ⅶ度，属相对稳定地块。
2、液化
本场地内②、③层属饱和砂土，其中③层地质年代为第四系中更新世（Q2）在Q3之前，根据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）第2.2.2条的规定为不液化砂土。
②层粉土质砂实测标贯击数为5～7击，经计算为不液化砂土。
3、震陷
根据本次勘察成果，道路沿线未发现淤泥、及淤泥质砂土等软弱土层，设计时可不考虑软土震陷的影响。
D、地层
根据钻探揭露及道路沿线工程地质调查，道路沿线14.30m深度范围内，表层为素填土（Qml），第四系全新统海相沉积土（Q4m），第四系中更新统海相沉积土（Q2m），下伏侏罗纪中世（J2γ）花岗岩和残积土（Qel），共划分为6个工程地质层。
道路沿线土层岩性特征分述如下：
①层素填土（Qml）：
分灰色、灰黄色，湿～饱和，松散，填料为中粗砂，属开挖鱼塘时的堆填土，堆填时间约8年。
层顶标高21.07～21.26m，平均21.17m；层底埋深1.00～1.20m，平均1.10m；层厚1.00～1.20m，平均1.10m。
②层粉土质砂（Q4m）：
灰色，稍湿～饱和，松散，颗粒以中细粒为主，次为粗粒和粉粒，次圆状，石英质，粘粒占2～8%，顶部含植根。
层顶标高4.89～20.19m，平均13.23m；层底埋深0.80～2.40m，平均1.46m；层厚0.80～2.40m，平均1.46m。
③层粘土质砂（Q2m）：
浅灰色，褐红色，稍湿～饱和，松散～稍密，颗粒以粉细粒为主，次为中粗粒，局部以中粗粒为主，次圆状，石英质，粘粒占3～10%。
局部相变为含砂低液限粘土、高液限粘土。
层顶标高13.00～26.82m，平均20.77m；层底埋深1.20～11.60m，平均5.38m；层厚0.60～11.60m，平均4.97m。
④层粘土质砾砂（Qel）：
分布于道路沿线，受孔深限制少部分钻孔未揭露到，灰黄色、灰白色杂紫红色，松散～中密，属花岗岩残积土，颗粒以粗砾粒为主，次为中细粒，棱角状，矿物为石英、长石等，粘粒含量8～15%。
层顶标高2.49～17.82m，平均12.54m；层底除ZK15号孔外均未揭穿，揭露层厚0.20～13.40m，平均5.44m。
⑥层中等风化花岗岩（J2γ）：
沿线仅ZK15号钻孔揭露，灰黑色杂灰白色，粗粒结构，块状构造，矿物为长石、石英等，岩芯多为20～50cm柱状，锤击声较脆，属较硬岩，RQD=80。
层顶标高18.67m；层底未揭穿，揭露层厚2.00m。
E、水文地质特征
道路沿线勘探深度15.20范围内，①层素填土、②层粉土质砂、③层粘土质砂、④层粘土质砾砂属孔隙潜水含水层，其中①、②层透水性强，③、④层透水性弱，主要接受地表水及大气降水补给。
⑥属基岩裂隙潜水含水层，透水性较强，主要接受大气降水及侧向补给。
地下水分布极不稳定，随地形和季节变化较大；勘察期间在勘察深度范围内，地下水位埋深为0.00～9.57m，水面高程为5.24～20.85m。
K0+000～K0+228、K0+690～K1+070地下水位埋深浅，施工时应考虑地下水对施工的影响，其余路段地下水对道路施工影响不大。
地表水分布：
K0+000～K0+228、K0+690～K0+980段主要为水田内的积水，水深0.1～0.3m，其中K0+150～K0+154分布一排水沟，水深约0.4m，宽1.0m，自南向北流动；K1+010～K1+070分布人工挖水塘，水深约0.5m。
各含水层渗透系数经验值分别为：
①层3.0×10-3cm/s，②层5.0×10-3cm/s，③层1.5×10-4cm/s，④层2.5×10-4cm/s，⑤层2.5×10-3cm/s，⑥层4.5×10-4cm/s。
据区域水文地质资料和附近民井调查资料，地下水位年变幅为1.00～3.00m。
道路沿线地下水和地表水对混凝土具分解类弱腐蚀性。
路基土对混凝土具分解类弱腐蚀性。
F、不良地质现象
根据勘察报告，未发现有影响场地稳定的新构造断裂、岩溶、滑坡、泥石流塌陷等不良地质作用。
设计应用：
本工程无显著不良地质现象，特殊路基处理情况主要为软土、以及填挖交界处的路基处理。
3.3.3交通调查资料
1）资料：
本工程道路为新建道路，交通资料主要为分析预测资料。
根据《城市道路设计规范》的规定，城市道路次干路交通量达到饱和状态的设计年限为15年。
预测特征年2013年、2018年、和2023年和2028年的交通量。
根据现状区域交通量以及片区规划资料分析，道路断面预测交通量见下表所示。
道路预测交通量表3-2
高峰小时流量（pcu/h）
平均日交通量（pcu/d）
特征年
2013
2018
2023
2028
2013
2018
2023
2028
路段
流量
流量
增长率
流量
增长率
流量
增长率
交通量
交通量
交通量
交通量
宝陵大道南路
89
172
4.8%
226
6.2%
278
5.1%
1099
1389
1877
2407
2）设计使用：
道路属中等交通。
道路结构按机动车道专用车道设计，同时为了增大通行能力设置机非混合车道，机非混合车道路面结构与机动车道路面结构相同。
4路线设计
4.1横断面设计
4.1.1路基标准横断面
海南铜鼓岭国际生态旅游区海石滩区域道路市政工程宝陵大道南路横断面全宽24m，断面分配为4m（绿化带及人行道）+16m（行车道）+4m（绿化带及人行道），双向四车道，如下图：
图4-1路基标准横断面图
4.1.2路面横坡
机动车道：
2%人行道：
1%
4.2路线平面设计
路线方案比选以《海南文昌铜鼓岭国际化生态旅游区淇水湾区域海石滩控制性详细规划》道路交通规划图中规划路线和主要控制点为基础，另选两条线位方案进行比较，平面图如下：
图4-2平面线优化
路线比选：
1、规划线在K0+720处经过四户农家，拆迁面积较大，预计拆迁难度较大；
2、方案一避绕了K0+720处房屋，工程基本无拆迁建筑物，但占有农田较多，路基填方及特殊路基处理段较多，工程造价较大；
3、方案二避绕多处拆迁，占有农田最少，特殊路基处理较少，有利于后期沿线地块开发，缺点是挖方工程量相对较大。
综合各因素考虑，本工程推荐方案二做建设方案。
道路起点位于吉尾村东约150m处，即海南文昌铜鼓岭国际化生态旅游区市政工程钻石大道K4+267处，起点坐标X=267901.025Y=173306.796，路线向南于K0+400处经过红海村村东100m处，于K1处经过铜山村东90m处，终点位于淇水湾规划滨海浴场，全长1.24公里。
道路级别为城市次干路Ⅲ级，道路设计速度为40km/h。
本工程道路平面线共3个交点，即仅含一个圆曲线。
圆曲线半径为600m，每段缓和曲线长Ls=85m。
道路沿线按规范要求布置港湾式公交停靠站。
本工程沿线经拟新建盖板涵涵洞1道。
平曲线要素表表4-1
交点
半径（m）
转角
缓和曲线长度（m）
切线T（m）
曲线长度（m）
交点桩号
JD1
600
23°32′0.1″（右）
85
167.58
331.44
K0+959.19
项目主要道路交叉口共2处，分别起点处与钻石大道平交口和K0+777.323处与规划文铭路交叉口。
设计中对起点处平交口进行了远期方案渠化设计。
4.3纵断面设计
4.3.1纵断面设计原则
1）参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除；
2）为保证行车安全、舒适，纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁；
3）为满足非机动车行驶，最大纵坡度按非机动车爬坡能力控制；
4）本工程所处区域地形平坦，最小纵坡宜尽量满足路面纵向排水要求；
5）设计时应对沿线地形、地质、水文、气候、地下管线、排水要求综合考虑；
6）线性组合应满足行车安全、舒适，以及与沿线环境、景观协调的要求，并保持平面、纵断面线性均衡，保证路面排水通畅。
4.3.2纵断面设计控制指标
在本项目的纵断面设计中，基本控制标高指标为以下几点：
a）本项目起点即与钻石大道相交处标高，市政大道为在建道路，路线交叉处钻石大道标高为30.047m。
b）根据相应地形对标高进行控制，使后续规划路设计及沿路建筑能有选择的余地。
c）根据路基防洪标准控制设计高程。
根据以上基本控制指标的分析，本次道路纵断面设计结合相关规范进行纵断拉坡，尽可能减少填挖工程量，同时依据规划道路周边场地控制情况，排洪要求，并考虑了沿线建筑地坪、地下管线、地质和排水及与相关道路衔接等各方面要求进行设置。
根据以上几项控制因素及对应的平面线形进行纵断面纵坡设计，道路工程最大纵坡-3.0%，最小纵坡-0.5%，纵坡较为平顺，均满足城市道路设计规范（CJJ37-90）要求。
竖曲线要素表表4-2
序号
桩号
竖曲线（m）
纵坡
变坡点
间距
直坡
段长
标高（m）
凸曲线
半径R
凹曲线
半径R
切线长T
外距E
（％）
（m）
（m）
0
K0+000
31.047
-1.5
65.000
15
1
K0+065
30.072
4032.258
50.000
0.31
-3.98
300.000
78.8
2
K0+365
18.132
8000.00
171.200
1.832
0.3
570.000
273.800
3
K0+935
19.842
5208.333
125.00
1.450
-4.5
305.000
180.000
4
K1+240
6.117
4.4交叉口进出口设置
按照规范要求，在主要的交叉口进行路口渠化，原则上在进口处按双倍原则加宽，出口处设公交港停靠站。
a、按进口道与路段的通行能力必须匹配的原则规划设计交叉口进口道的车道数，大体上进口道车道数不应小于路段车道数的一倍。
b、出口道的车道数至少等于上游进口道的直行车道数，当相交道路的右转交通量较大，相交道路设有右转专用车道时，出口道上也应相应增加右转出口车道。
c、进口道车道变窄，宜为3.25md、出口道宽度与下游车道等宽，宜为3.5m。
路口均与现状路相接，各渐变段长度及定线条件见各平交口《平面交叉布置图》。
5路基、路面设计
5.1路基设计
路基设计按照规范进行设计，并采取必要的防护措施，防止各种不利的自然因素对路基造成的危害，确保路基有足够的强度和稳定性。
并结合沿线的地形、地质、地貌、水文等因素，并综合考虑原有路基的实际情况，因地制宜的原则进行设计。
路基设计标高为路基顶面高程。
土基回弹模量参数见下表。
土基回弹模量表5-1
自然区划
土组
干湿状态
稠度Wi（%）
土基回弹模量E0（MPa）
Ⅳ7
粘性土
干燥
1.10
40.0
中湿
1.00
34.5
5.1.1路基填料
根据工程地质勘察资料，填筑路基前应先清除表层耕植土，路基填料不得使用淤泥、有机土、草皮、生活垃圾和含有腐朽物质的土，粒径超过10cm的土块应打碎。
填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料，跞（角跞）类土、砂类土应优先选作路床填料，可按现场开挖低液限粘土或粘土质砂。
用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。
5.1.2路基压实标准
填方路基应分层铺筑，均匀压实。
路基压实采用重压型压实标准，不同层位的压实度要求符合《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）第3.3.2条的规定，路基填料要求符合《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）第3.2.1条和第3.3.1条的规定。
（重型击实标准）。
路基压实度及填料要求表表5-2
项目分类
路面底面以下深度（cm）
填料最小强度（CBR）（%）
压实度（重型）（%）
填料最大粒径（cm）
填方路基
上路床
0～30
8
≥95
10
下路床
30～80
5
≥95
10
上路堤
80～150
4
≥94
15
下路堤
150以下
3
≥92
15
零填及挖方路堑路肩
0～30
6
≥95
10
30～80
4
≥95
10
路基压实应注意分层碾压，控制好含水量。
路堤基底土质松散时应在填筑前压实，压实度（重型）≥92％；路基填筑土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，其处理深度不应小于车辆荷载作用的工作区深度（按80cm计）。
土基（不论路堤或是路堑）必须用重型压路机或等效碾压机械进行碾压，如发现过干土，应当晒水；如过湿，发生“弹簧”现象，应采用挖开晾晒换土，掺粒料等措施处理。
5.1.3路基边坡及用地范围
本道路填挖方路段路基边坡坡率，参照有关设计规范，拟定填方路段路基边坡按1：
1.5坡率放坡，挖方路段路基边坡坡率为1：
1，其中挖方边坡路面边缘设置蝶形碎落台。
道路路堤两侧排水沟外边缘以外或坡脚以外、路堑截水沟外边缘以外2m范围内的土地均为道路用地范围。
开挖的地质情况与地质勘察报告有不符之处，可根据现场实际情况采取相应的处理措施。
5.1.4特殊路基
1、斜坡及填挖交界处理设计
在路线纵向填挖交界处及一般斜坡路基横向填挖交界处，很容易出现路基开裂甚至滑移。
为减少因不均匀沉降引起的开裂和滑移，本工程拟采用如下措施：
（1）对所有自然边坡坡度陡于1:
5的路段，原地面均挖台阶，台阶宽度不小于2m，并设置2%～4%的内向坡。
（2）为防止水对斜坡路基的影响，拟加强斜坡路基内的纵横向排水，同时加强施工和监控。
（3）设置纵、横向盲沟，加强填挖交界处的路基排水。
（4）纵横填挖交界设计方案如图所示。
图5-1填挖交界路基设计方案
2、半填半挖路段
由于结合部的土质密实度不同，加上水文条件，可能还有地下水的影响，如果处理不当容易引起路基沉陷不均，造成路面变形开裂，甚至还会造成路基失稳等不良结果。
半填半挖路段设计方案如图所示。
图5-2半填半挖路基设计方案
3、软土路基
1）处治原则
（1）因地制宜、就地取材
本工程地形复杂多变、弃方多，软基处理根据地形地貌、填土高度和地质状况选择适宜的处治方案，尽可能就地取材，换填时就近利用路基挖方，减少对环境的破坏，尽可能保护好周边环境。
（2）安全可靠、经济合理
选择处治方案时，不仅遵守经济合理的原则，更考虑到路基长期的安全稳定。
（3）施工可行、满足规范要求
设计方案考虑了施工方便、可行的因素，工后沉降不超过30cm。
2）软基处理方案特性比较
本着因地制宜、就地取材、安全可靠、经济合理的原则，综合考虑工程的重要性、破坏后的影响程度及修复难易程度等因素，对特殊地基进行多方案的处治设计。
根据初勘资料，本路线软基大部分埋深不大（3m左右或以内），拟采用的软基处理方案有换填碎石或砂砾等良透水性材料。
各类软基处理方案特性比较表5-3
处理方案
工程特性
适宜范围
换填浅层处治
（推荐采用）
施工工艺和机具简单、施工填筑速度快、质量易控制、安全可靠、效果好。
但换填所需土方大，弃方多，需要对土石方调配综合考虑。
表层软土层厚小于3米的河谷平原、水田及山间洼地
抛石挤淤
（不推荐采用）
施工方便，费用较低，但处理厚度有限。
一般适用于呈流塑状的鱼塘路段。
排水固结法
（不推荐采用）
塑料排水板和袋装砂井排水固结法，二者均是通过增加地基竖向排水通道，缩短排水路径，加速地基固结速率和促进地基强度增长，提高路基的稳定性，使大部分沉降提前在施工期和预压期完成。
该方案特点是造价低，施工方便。
但填筑时间长，对于高路堤和陡坡路堤的稳定性存在不安全的因素。
一般适用于软土深度在3米以上，填土高度在10米以下的软基路段。
复合地基
（不推荐采用）
通过桩体承受大部分荷载、桩间土体承受部分荷载，相对而言可快速施工，并可得到较高承载力和较小残余变形的软基处理法。
但造价高，对于高路堤和陡坡路堤，即使采用复合地基处治，路基的稳定性仍可能存在不安全的因素。
适用于软土深度在12米以内、填土高度在10米以上的软基路段。
由于路线大部分线位位于稻田区，地基十分软弱，结合在建《海南文昌铜鼓岭国际化生态旅游区市政工程—钻石大道工程》施工经验，设计对软土路基增加碎石盲沟，以排出危害地基安全的地表水及地下水。
（1）填方路段
1）填方地段的路床及上路堤150cm范围内挖除膨胀土换填碎石砂等。
2）路侧设置碎石盲沟用于排除地下水，确保路床的水稳性。
（2）挖方路段
挖方路段的边坡设计应遵循“缓坡率、宽平台、固坡脚”的设计原则。
对于挖方路段进行路床80cm范围内超挖回填碎石砂。
路堑边坡设计以防水、保湿、防风化为主。
结合坡面防护，降低边坡高度，连续施工。
（3）其它辅助措施
1）加强路基排水系统的综合设计，及时引排地面水和地下水。
根据水文发育情况，在路堑边坡上设置仰斜排水孔、支撑渗沟，在边沟下设置纵横向排水渗沟。
2）加强路堑边坡防护与支挡综合设计，重视坡脚的稳定，因地制宜在路堑坡脚设置支挡工程。
具体设计见路堑边坡设计部分。
3）避开雨季施工。
5.2路面结构设计
5.2.1路面设计原则及依据
设计原则：
路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论，以路面设计弯沉值作为路面整体强度的设计指标，以弯拉应力作为验算指标进行设计；以单轴轴载100kN为标准轴载，本工程沥青路面设计使用年限为15年。
具体满足以下几点要求：
a）以交通量为基础进行设计；
b）须适应道路服务功能要求；
c）符合当地筑路材料供应情况；
d）适应自然条件要求；
e）选择成熟的施工工艺；
f）道路性能优良，造价合理，便于养护。
设计依据：
本工程位于海南东北部，属于公路自然区划Ⅵ7区，沿线地表土质一般为素填土及粘土。
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