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1、长沙至湘潭西线高速公路施工图设计长沙至湘潭西线高速公路地处湖南省产业、经济、技术、知识密集和城市化程度最高的长沙、株洲、湘潭“金三角”地区,位于湘江的西岸。路线起点与长沙市三环线学士互通联络线顺接,终点与潭邵高速公路湘潭连接线对接,路线全长27.951km,全线采用平原微丘区双向四车道高速公路标准,计算行车速度100km/h,路基宽度26.0m。1路线设计1.1平面线形设计原则平面线形设计注重适应地形条件,合理运用技术标准,在工程量增加不大的前提下,尽量采用较高的标准,并保持各种线形要素的均衡性、连续性,避免线形的突变;线形设计同时考虑有利于互通式立交的布设,在立交前后,大、中桥处尽可能采用技
2、术指标较高的线形,保证行车安全和提高公路的通行能力;尽量减少深切方路段长度、少拆房屋、少占农田。1.2纵面线形设计原则纵面线形设计,充分考虑与地形相适应,在满足道路净空、河流通航及洪水控制标高的前提下,尽量设计成视觉连续、平顺而圆滑;尽量采用较长的坡长和较大的竖曲线半径,避免在短距离内,出现频率起伏;在交叉前后的纵坡尽量平缓;尽量降低填挖高度,以减少占地面积和路基土石方数量。1.3路线主要技术指标采用本路段路线具体采用的技术指标见表1。表1主要技术指标采用情况指标采用值规范规定最小值计算行车速度/kmh-1100平曲线最小半径/(m/处)1100/1700最小缓和曲线长度/m158.7685同
3、向平曲线间最短直线/m650.453600反向平曲线间最短直线/m479.744200停车视距/m160160最大纵坡及坡长/(%/m)4%/7504%/800最小坡长/m255250凸形竖曲线最小半径/m1100010000凹形竖曲线最小半径/m100004500竖曲线最小长度/m12685平均每公里转角点/个0.50-平曲线占路线总长/%76.8-平均每公里变坡点数/个1.360竖曲线占路线总长/%60.412路基、路面及排水设计2.1路基设计(1)路基标准横断面本路段采用四车道高速公路标准,路基宽度26.0m,其中,行车道宽27.5m,硬路肩宽23.0m,中间带宽3.50m,土路肩宽20
4、.75m。一般路段行车道、路缘带及硬路肩设2%横坡,土路肩设4%横坡。全线采用平式中央分隔带。8m以下的一般填方路堤护坡道宽1.0m,8m以上填方路堤护坡道宽2.0m,均设置向外4%的横向坡度;挖方碎落台宽1.0m,平台宽1.5m,碎落台设置4%倾向路基的横向坡度,平台设置4%倾向开挖面的横向坡度。(2)应急停车带加宽设计全线设置应急停车带,其间距一般按2km控制,宽度为3.0m,有效长度为15m,两端分别采用15m渐变。(3)超高设计超高按三次抛物线渐变,其长度满足渐变率大于1/330且小于等于1/225的要求。超高方式为两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转,形成各自独立的单向超高断面,中央分
5、隔带保持原形。(4)填方路基设计填方边坡坡率:当H8m时,采用11.5;当8H12m时,采用折线形边坡,上部8m采用11.5,下部采用11.75;当1220m时,填方断面形式根据路基的稳定性计算结果确定。(5)挖方路基设计挖方地段边坡一般每8m一级,级间设1.5m宽的平台。边坡坡率原则上弱风化至微风化层采用1(0.50.75),强风化层采用10.7511;土质及碎石土层则采用1111.5。挖方路段边坡坡率应做到坡面顺畅、连续,最上部一级在保证边坡稳定的前提下,边坡高度可放宽到1012m。(6)特殊路基设计沿线路基填挖变化频繁,尤其是半填半挖及填挖交界路基较多,半填半挖路基当填方高度大于5m或处
6、于陡坎时,在路槽底面以下铺设多层高强土工格栅,竖向间距为50cm;填挖交界处的路基,当10m范围内填挖高差大于5m时,应在路槽底部作超挖回填处理,超挖回填长度不小于10m,同时在填挖交界处加铺土工格栅,以尽量减少路基的不均匀沉降,延长路面的使用寿命。(7)路基压实标准与压实度路基压实采用重型压实标准,路基填料最小CBR值、填料最大粒径及压实度指标应符合现行有关规范的要求。为减少路基的沉降,对路基中心填高10m的路堤,其90区路基压实度提高二个百分点;中心填高20m的高路堤,除90区路基压实度提高二个百分点外,须用土工格栅加强;桥头填料的路基压实度,从填方基底或涵洞通道顶部至路床顶面均要求95%
7、。(8)路基防护设计本路段采用的路基防护及支挡工程种类较多,包括:喷播植草、三维植被网植草、衬砌拱、菱形预制块、六边形混凝土预制块、浆砌片石护坡、挡土墙、人字形衬砌拱、钢筋混凝土锚杆框架、TBS岩石边坡植被护坡等。防护设计中尽可能采用大面积绿色植被护坡,争取做到相临两处挖方路堑防护形式不雷同。2.2路面设计根据本路段交通量资料,设计年限15年内,一个车道上的累计当量轴次为1997万次,路面设计弯沉值20.810-2mm。(1)主线路面结构4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)上面层;6cm中粒式沥青混凝土(AC-20)中面层;8cm粗粒式沥青混凝土(AC-25)下面层;乳化沥青稀浆封层;3
8、4cm水泥稳定碎石(水泥剂量5%)基层;20cm水泥稳定砂砾(水泥剂量4%)底基层;15cm天然砂砾垫层(潮湿挖方段)。(2)互通匝道路面结构4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)上面层;6cm中粒式沥青混凝土(AC-20)下面层;乳化沥青稀浆封层;30cm水泥稳定碎石(水泥剂量5%)基层;20cm水泥稳定砂砾(水泥剂量4%)底基层。(3)收费广场路面结构26cm钢筋水泥混凝土面板;20cm水泥稳定碎石(水泥剂量5%)基层;20cm水泥稳定砂砾(水泥剂量4%)底基层。2.3路基、路面排水设计一般填方路基坡脚外设置0.6m0.6m梯形排水沟,挖方路基边部设置0.8m0.8m矩形边沟。当长段落
9、内无适当出口时,则根据汇水面积加大、加深沟身尺寸。路堑边坡上方流入路界的地表径流量大时设置截水沟,截水沟一般采用0.6m0.6m梯形沟。多级挖方路堑的平台均设有平台截水沟,平台截水沟尺寸0.5m0.5m。中央分隔带下部设20cm30cm级配碎石沟,并铺设 8cm软式透水管集水,间隔4050m设集水槽及横向 11cmPVC硬塑排水管将水排出路基。路肩边部防渗采用纵向级配碎石渗沟汇集路面渗水,每间隔10m设一个横向 5cm排水管,将水集中排除。挖方路段渗沟设置在地下水丰富的挖方地段矩形边沟的下方,以便降低地下水位,并且排除中央分隔带渗水。超高地段路面水通过超高横坡汇入中央分隔带右边缘的纵向排水沟内
10、,通过集水井、横向排水管、急流槽连接至排水沟。2.4取土、弃土设计取土、弃土设计中优先考虑农田的复耕。弃土堆填在较平缓的山坡台地处,并做成台阶式田地,禁止将淤泥及表土堆放在弃土堆的下部,以免造成弃土堆的失稳及水土流失。3桥梁、涵洞设计3.1桥涵设计标准(1)桥涵设计荷载标准为:汽车-超20级,挂车-120;(2)设计洪水频率:大、中、小桥及涵洞均采用1/100;(3)地震震动峰值加速度值:0.05g;(4)桥梁宽度:与路基同宽。3.2沿线桥梁、涵洞的分布情况主线上共设大桥488.71m/1座,中桥459.88m/7座,小桥172.88m/6座,共设涵洞74道,渡槽1座,另分离式立交及通道兼过水
11、共31处,平均每公里过水构造物4.3处。3.3桥涵结构形式选择桥型方案形式的选择根据地形、水文、地质、筑路材料、施工条件等因素确定,并力求结构形式统一、施工工艺简单、进度快、造价低。桥梁上部构造:L25m时,采用预应力混凝土组合箱梁,先简支后结构连续;L=1620m时,采用预应力混凝土空心板,简支结构,桥面连续。桥梁下部构造:采用柱式墩,U形台或肋板台,基础采用桩基础或扩大基础。涵洞:采用 1.5m钢筋混凝土圆管涵,L=2、3、4m钢筋混凝土盖板涵, 1.5m钢筋混凝土圆管倒虹吸等结构形式。3.4靳江河大桥高速公路在靳江河的下游九江庙处跨越靳江河,交角约80。靳江河为级航道,季节性通航。桥位处
12、河道已经渠化,河床处于相对较为稳定的状态。本桥桥面高度由通航控制。本桥上部结构采用1630m预应力混凝土组合箱梁,先简支后结构连续,前4孔一联,后每6孔一联,全桥共分3联;下部构造采用双柱式墩、肋式台,钻孔灌注桩基础。4路线交叉设计全线主线共设互通式立交4处,分离式立交15处,天桥16座,通道45道,另设桥涵兼通道25处,主线上过人、车构造物平均每公里3.6处。5环境保护设计5.1绿化设计中央分隔带绿化设计:主要采用蜀桧和火棘交替种植,地被植物选择白花葱兰;采用塔柏连续种植于中央分隔带,中央分隔带两侧连续种植细叶麦冬。护坡道的绿化设计:选用大叶樟(杜英)和红叶李(紫薇)分段种植;选用广玉兰(杜
13、英)和圆柏(红叶李)交替种植。路堑边坡边沟外侧碎落台栽植洒金柏、火棘、海桐、四季桂等灌木。路堤边坡外侧绿化,在隔离栅内侧以种植攀缘植物为主。路堑坡顶种植杉树、桧柏或攀缘植物。5.2互通式立交景观设计学士互通绿化设计采用大尺度的曲线贯穿整个互通,以大面积的图案式种植为主,主要有红继木、大叶黄杨、洒金柏等,通过色彩的变化,构成美观大方,气势宏大互通景观。栗山塘互通立交设计造型轻盈、构图简洁。在设计中,运用适量的红色、黄色、绿色,配合以圆与流线形的构图,映射出动感和变换的韵律。圆形的花坛、花灌木飘带形成的图案构成了景观的主体。百泉互通绿化设计运用大尺度的曲线打破公路僵硬的线条,借此与互通曲线相呼应,
14、在设计中采用曲线以及对规则形体进行解构,再进行重组,来构成气势宏大的模纹图案,大色块、大手笔的图案式种植将给人留下很深的印象。湘潭互通绿化设计上采用自然式和规则式相结合,中心圆环区选择杜鹃、小叶女贞、红继木栽植成花瓣形状,花瓣外围选择广玉兰、红枫乔木混栽,银杏、龙柏、冬青、水杉、铺地柏自然栽植,形成自然式乔灌草复层植被景观。5.3噪声治理本路段有3处与学校、居民区相距甚近,设计中在3处路段设置了声屏障。含蒲中学选用水泥木屑复合吸声板作为主体材料的声屏障,屏障高度3.0m;燕子窝居民区和泉塘小学选用种花吸声砖作为主体材料,在设计上将吸声和环保绿化、美化有机结合起来,可在吸声墙体一侧或多侧种植花草
15、及攀缘植物,以取得立体绿化效果。6结语长潭西线高速公路施工图设计由中交第一公路勘察设计研究院于2003年11月完成,目前该项目已开工建设。其施工图设计中主要突出了以下几个方面。(1)结合地形、地物和地质条件对路线平、纵面设计进行调整和优化,以利于行车安全,减少工程量,降低工程造价。(2)加强对特殊路基、岩溶、滑坡等不良地质和高填、深挖地段的综合勘探,确保路基稳定和安全。(3)路基防护设计充分考虑因地制宜,便于实施,并做到形式美观多样,注重环境保护。(4)加强环境保护设计,将本项目建设成为一个集地貌、农田、山岭等自然景观于一体,以实现涵养水源、保持水土、美化环境、展现主题为主要内容的道路绿地景观系统。(5)注重桥梁形式,尤其是天桥形式的选用,以突出公路的立体感、层次感,提供丰富的视觉空间。
