公路改造工程可行性研究报告第5章建设方案.docx
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公路改造工程可行性研究报告第5章建设方案
第5章建设方案
5.1建设条件
5.1.1地形、地质、水文、气候等条件
1、地形地貌
梅县地势以山地为主，地势四周高中间低，中部为梅县盆地，梅江下游为谷地。
南岭余脉横卧北部，形成一道天然屏障。
东北—西南走向的莲花山脉将县境与丰顺、大埔分隔。
全县有海拔逾千米和近千米山峰23座，以东南部海拔约1400m的明山嶂银窿顶为最高，次为1300m的阴那山五指峰；全县丘陵地占80%，有“八山一水一分田”之称。
本项目地面标高为100m至200m之间。
2、气候、水文
1气温
拟建公路所经地区，属亚热带季风性气候，昼夜温差大，年平均气温21.2℃，最冷月（一月）均温11.9℃，最高温月（七月）均温28.6℃，年平均无霜期306天，日照数2000小时，平均每天5.5小时，七、八月达8小时。
2降水
本区域年平均降雨量1472.9mm，最大年降雨量2355.4mm，最小年降雨量979.8mm，年平均降雨日147天。
暴雨集中在4～9月，降水日数占全年的百分比为40.8%,降雨量约占全年降雨量的80%以上。
由于暴雨集中，地表迁流强，对新开挖地表，最易造成冲刷水毁等病害。
3风
年平均风速1.9m/s，强风的风向为北风，最大风速20m/s。
春季多东风，夏季多南风，秋季多西风，冬季多北风，全年主导风向为北风，其次为西南风、东风。
台风是本地区常见的自然灾害，每年4月至次年1月都受到影响。
台风盛行期在7～9月，平均每年影响2.6次。
台风过境最大风速26m/s，瞬时风速高达35m/s，破坏力很强。
4雾
多年平均雾日数（能见度小于1000m）5.7日，最多年份日数15日。
以1～4月为多，多出现于早晨，午间少，雾日占全年1.56％。
5相对湿度
由于雨量充沛，故湿度大，多年平均相对湿度79%,4～9月较为潮湿，其余各月相对湿度较小。
6日照
因地处低纬度，临近南海，太阳辐射强烈，日照时间长，温差小，历年平均日照时间为1932.1小时。
3、区域工程地质环境
①、地层岩性
根据临近工程勘探资料，本项目区域地层层序和岩性简单，自老而新依次有白垩系和第四系。
a、覆盖层
第四系覆盖层，主要由表层素填土、耕植土、冲积粉质粘土、砂层、大部面状分布的海陆交互相淤泥质粉质粘土、粉砂混夹淤泥质粘土组成，厚度较大，局部厚度很小，约0.50～30.20m。
1）素填土（Q4ml）：
填石，灰白色，为花岗岩，岩芯长柱状，有砂充填石缝。
零星分布，厚度为3.56m。
2）耕植土（Qpd）：
灰黄色，主要由粉质粘土组成，稍湿，可塑，厚度为0.60m。
3）粉质粘土（Q4al）：
黄色，稍湿，可塑。
零星分布，厚度5.80～6.90m。
4）淤泥质粉质粘土（Q4mc）：
土灰、黑色，局部为鱼塘泥，饱和，流塑。
零星分布，厚度为3.50m。
5）粘土（Q4al）：
灰黄、白色，湿，可塑。
零星分布，厚度为2.60m。
6）粉土（Q4al）：
黄褐色，饱和，稍密，级配差，局部为粉砂，饱和，松散。
零星分布，厚度0.90～9.00m。
7）粉质粘土（Q4mc）：
灰色，湿，可塑偏软塑，含少量腐殖质。
零星分布，厚度为1.60m。
8）淤泥质粉质粘土（Q4mc）：
灰黑色，含少量腐殖质，饱和，流塑。
零星分布，厚度为5.20m。
9）粉砂夹淤泥质粘土（Q4mc）：
灰黑色，粉砂饱和，松散状；淤泥质粘土饱和、流塑状。
零星分布，厚度为0.80m。
10）粉砂（Q4al）：
黄色，间灰白色，饱和，松散，级配差。
零星分布，厚度2.30～4.04m。
11）粉砂（Q4mc）：
灰色，饱和，松散，级配差。
零星分布，厚度为2.20m。
12）细砂（Q4al）：
黄色，饱和，松散～稍密，级配一般。
零星分布，厚度5.60～8.00m。
13）中砂（Q4al）：
灰白色，黄色，饱和，中密，级配好。
局部含卵砾石。
局部分布，厚度0.80～16.40m。
14）粗砂（Q4al）：
黄色，饱和，稍密，上部松散，级配好，含有卵砾石等稍多，石英质为主，次圆形，粒径1～2cm为主，大者可达5～7cm。
局部分布，厚度0.50～4.10m。
15）砾砂含卵石（Q4al）：
含卵石砾砂：
黄色，略带褐色，卵石直径2～4cm。
含量约30%，硅质，饱和，中密～密实状。
零星分布，厚度为9.00m。
b、基底
基底主要由白垩系上统泥质粉砂岩、粉砂岩及其风化层组成，其全～强风化层偶然局部揭露，基本为中～微风化泥质粉砂岩间夹微风化粉砂岩、局部含砾或为砂岩，灰白色。
1）强风化泥质粉砂岩（K2）：
褐红色，母岩风化成半岩半土状，稍湿，可见母岩结构，土质坚硬，含泥质，局部有30cm中风化。
局部分布，厚度0.50～4.00m。
2）中风化泥质粉砂岩（K2）：
褐红色，泥铁质胶结，泥质粉砂质结构，厚层状构造，岩芯短柱状为主，局部揭露有少量饼状，完整性稍差～一般，岩质软。
局部夹微风化泥质粉砂岩。
全场地分布，厚度0.80～28.30m。
3）微风化泥质粉砂岩（K2）：
褐红色，泥铁质胶结，泥质粉砂质结构，厚层状构造，岩芯呈长柱状为主，岩芯完整性较好，岩质较软。
局部趋于中风化泥质粉砂岩或夹灰白色粉砂岩或含砾。
全场地分布，厚度6.70～39.60m。
4）微风化粉砂岩（K2）：
褐红色，泥铁质胶结，粉粒结构，厚层状构造，岩芯呈长柱状为主，岩芯完整性较好，岩质较软。
②、区域地质构造及地震
本区所处大地构造位于华南褶皱系南部，永梅—惠阳坳陷中段，莲花山断裂带的北端西翼。
永梅—惠阳坳陷中段是本区主导构造形式。
它是在震旦纪、寒武纪变质岩基础上发展起来的晚古生代拗陷，狭持于河源深断裂和莲花山深断裂之间。
其南西经惠阳、宝安延入珠江口，其北东延至福建永安。
长约600余千米，宽约60~80千米，中南部与佛冈—丰良，惠阳—惠来（东西向）隐伏深断裂交接。
据广东省地震局魏柏林等（2002）资料（4），该道路选线地段所在地区（扶大镇、长沙镇）历史上（自公元1498年以来）地震强度较小，发生的地震最大震级（Ms）只有4级（1590年的惠阳4级地震和1912年的广州～香港之间的4级地震），推测未来一段时期内该区地震活动仍较微弱。
项目区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征周期0.35s，综合判定场地稳定性好，适合拟建道路。
4、不良地质情况
项目沿线地质分布耕植土，对路基工程及构造物的场地无稳定性影响。
5.1.2制约建设方案的其他主要因素
无。
5.1.3筑路材料及运输条件
本项目周边地区的天然筑路材料中石料和土料基本满足工程要求，多为经营性料场，运输条件较为便利，砂料较为丰富，可就近择优购买。
①石料
本项目所用石料可利用本项目开挖的少量石方做路基填料、换填碎石、砌筑挡土墙、浆砌片石圬工防护等，不足的可选距本项目10km范围内采石场、附近采石场生产的块石和碎石，石料调运方便，这些石场多为花岗岩石料，岩质新鲜，储量大，具有岩质坚硬，磨耗率低，吸水率低、抗压强度高的特点。
目前已有规模开采，生产各品级石料。
②路基填料
本项目沿线地势较缓，处微丘区。
根据对项目沿线土质的调查，本地区土源较丰富，因此解决工程用土比较容易。
本地区土质主要为粘土（或亚粘土），全～强风化砂岩或花岗岩及开山石渣，均满足路基填料要求。
挖方除去软土，可直接用来填筑路基。
③砂料
本项目位10km内的砂场，储量丰富，开采方便，质量可以满足桥梁、路面等混凝土工程的需要，工程需要的砂料可在附近10km内的砂场购买至工地。
④工程用水、用电
本项目范围内的水质较优，水源丰富，可满足工程用水要求，也可用自来水，工程用水方便。
本项目电力供应情况良好，工程用电可与地方电力部门协商解决。
⑤钢材、木材、水泥、
钢材、木材、水泥、三大材料全部需外购。
⑥运输条件
本工程的公路交通运输较为方便，起点接G205国道，以现状X019县道走向为基线，终点位于X019县道。
项目所在区域有国道G25、G35、G205，省道S223,县道X018以及多条县道等道路交织形成区内交通网,为建筑材料运输提供了便捷经济的运输通道。
5.1.4拟建项目与相关路网的衔接
拟建道路项目为联系城东镇与石扇镇的交通要道，将与区内其它乡道组成路网，使各级公路相互衔接成网，构成干支相连，内外直达的社会化综合交通体系。
1、与区域公路网的关系
本项目起点接G205国道，以现状X019县道走向为基线，终点位于X019县道。
项目所在区域有国道G25、G35、G205，省道S223,县道X018以及多条县道等道路交织形成区内交通网。
2、与铁路的关系
继广梅汕铁路（广州-梅州-汕头）和梅坎铁路（梅州-福建坎市）建成通车，开通了货运和客运后，杭广铁路梅州段（梅州-杭州）、梅瑞（梅州-瑞金）高速铁路也已通过了预可行性研究报告，这有助于推动梅州加快连接海西经济区和珠三角、长三角两大经济圈。
目前，梅州市政府正在争取广东省的立项，建设梅州-惠州高速铁路，链接珠三角轨道交通。
3、与航空的关系
2012年7月7日，梅县机场飞行区的扩建工程已竣工并通过验收。
境内有可起降波音737飞机的梅县机场。
梅县机场扩建后将成为成粤、闽、赣三省交界地区重要的支线机场，助梅州尽快融入海峡西岸经济区。
同时，也会进一步优化梅州投资环境，促进山区经济社会跨越发展。
5.2建设项目起终点论证
本项目为连接梅县城东镇与石扇镇的交通要道，现状为县道X019，大部分路段两侧为微丘地形。
本次坚持平纵横断面合理、避免大填大挖对山体环境造成极大的破坏，尽量节省投资的原则进行路线设计。
项目起点位于接城东镇G205国道，以现状X019县道走向为基线，途径象村、建新村、狮山岭下，到达石扇镇府东路口向东转，过石封径桥直走，新劈山体，到达郑屋；继而到达石峰径，终点位于现状X019上。
路线基本选择的过程中，应根据制定的路线起点、终点（项目在其公路网中的定位和等级）和现状公路为主要控制点，结合沿线的相交各个等级的公路、铁路和电力电讯设施布局以及沿线途径城镇、作物地区、名胜、风景古迹等片区的分布，拟定以上重点控制点作为连接的基本走向，确定路线的基本走廊带。
本项目从其建设目的来讲，重点在于改造梅县山区公路网，改善现状行车条件，建成后将给梅县城东镇与石扇镇两地人们生产、生活带来更大的便利，对于缓解区域交通压力，发展梅县一带地区经济，起着重要的作用；此外，从路线的长度以及走向沿途地形地质方面考虑。
5.3方案概况
5.3.1起终点及主要控制点
城东至石扇公路改造工程起点（桩号K0+000）位于接城东镇G205国道，以现状X019县道走向为基线，途径象村、建新村、狮山岭下，到达石扇镇府东路口向东转，过石封径桥直走，新劈山体，到达郑屋；继而到达石峰径，终点（桩号K13+242.794）位于现状X019上。
项目全线按双向两车道二级公路标准建设，路基宽8.5m，水泥混凝土路面宽7.0m，设计速度40Km/h，路线全长13.243Km。
主要控制点：
X205，现状X019，现状桥梁、沿线象村、建新村、狮山岭下等村庄，周边建筑物、山体等。
5.3.2规模、标准及主要技术经济指标
城东至石扇公路改造工程起点（桩号K0+000）位于接城东镇G205国道，以现状X019县道走向为基线，途径象村、建新村、狮山岭下，到达石扇镇府东路口向东转，过石封径桥直走，新劈山体，到达郑屋；继而到达石峰径，终点（桩号K13+242.794）位于现状X019上。
本工程设计内容有：
路基路面工程、桥涵工程、交通安全设施工程、排水工程等。
本项目主要为梅县城东镇、石扇镇服务，对于缓解区域交通压力，发展地区经济，起着重要的作用。
根据本项目第三章交通量预测的结果，本项目通车第一年（即2016年）全线年平均昼夜交通量（折合小客车）最大值为3416辆/日，2031年路段年平均昼夜交通量最大值为6465辆/日。
项目建设标准为双向两车道公路，设计速度40Km/h，路基采用整体式路基，路基宽度为8.5m。
现状桥梁5座，均作更换铺装处理；涵洞15道，其中含5道盖板涵，10道圆管涵，与主要公路平交9处。
本项目共占用土地180.03亩，其中稻田0.76亩，旱地4.74亩，天然草地0.76亩，山体1.97亩，果园2.05亩，宅基地1.05亩，鱼塘0.4亩，旧路168.29亩。
主要技术经济指标见下表：
主要技术标准一览表
表5-2
序号
项目
单位
技术标准
1
公路等级
二级
2
地形类别
微丘
3
设计速度
Km/h
40
4
路基宽度
m
8.5
5
路拱横坡
%
2.0%
6
设计洪水频率
中桥：
1/100；小桥、涵洞1/50。
7
一般最小平曲线半径
m
60
8
缓和曲线最小长度
m
35
9
最大纵坡
%
6.7
10
最短坡长
m
120
11
凸形竖曲线最小半径
m
500
12
凹形竖曲线最小半径
m
800
5.3.3主要控制因素
1、设计洪水频率
中桥：
1/100；小桥、涵洞1/50。
2、道路纵坡
为了节省投资，考虑到本项目为山区公路改建项目，为避免开挖山体破坏区内的生态环境同时兼顾行车舒适和安全，公路采用6.7%的最大纵坡作为控制。
3、道路宽度
根据第四章论证，本项目采用两车道二级公路，40Km/h设计速度的建设标准。
5.3.4路面结构比选
路面设计原则、依据及结构类型的比选论证。
1、主要设计参数
本项目路线属Ⅳ6区，路基土按中湿状态考虑。
水泥混凝土路面设计使用年限20年，设计年限内一个车道上累计标准轴载（BZZ-100）当量轴次为2.63×106轴次。
2、路面设计原则及结构
路面结构是根据交通量和公路等级对路面强度的要求，结合沿线气象、水文、地质及材料等的实际情况拟定的，同时充分考虑路面的防滑、防水、防裂、高温等性能，本着经济、实用、有利于环境保护等多项综合性指标进行设计。
3、路面结构比选
面层类型比较：
面层类型比较表
表5-3
沥青混凝土路面
水泥混凝土路面
优点
具有很好的路面平整度，汽车行驶平稳、舒适、震动小；具有适应填挖交替频繁路段不均匀沉降难于控制的特点；易于养护和维修；在国内广泛采用，具有丰富的施工经验。
具有较高的抗压和抗弯拉强度及抗磨耗能力，水稳性和热稳性优于沥青混凝土；使用期长，路面能见度好；能就地取材，充分利用当地丰富的水泥资源，有利于带动地方经济发展。
缺点
热稳定性、水稳定性稍差，易生产剥落、开裂、车辙、泛油等病害；国产优质沥青材料较缺乏；优质抗滑面层骨料缺乏，需远运。
接缝多，平整度较差，行车噪音大，行驶感差；对填挖交替频繁路段不均匀沉降的适应性较差；修复较困难，前期投资稍大。
经过综合比较，推荐采用水泥混凝土路面。
5.3.5路基工程
现状路基宽度为8.5m，一般平坦路段，两侧多为农田、果园、村庄和河沟，靠终点路段西侧为河沟、东侧为山体。
本工程道路为双向两车道，路基宽度为8.5m，其中行车道宽度为2×3.5m=7.0m。
5.3.6路面工程
本项目现状公路为县道X019，为三级公路，路面为水泥混凝土路面，由于现状公路大型车辆较多，随着交通需求的增长，现状路面已经出现大量的破损。
本次设计，项目全路段采用水泥混凝土路面。
1、道路路面
面层为25cm厚水泥混凝土面层（弯拉强度标准值5.0Mpa），基层为20cm厚5%水泥稳定级配碎石基层，原水泥砼路面破碎当垫层，不足的部分采用15cm厚未筛分碎石垫层填补。
2、路基路段排水
路基路段路面雨水通过路面横坡排往路面两侧边坡，直接流入路基边沟、排水沟。
结合现状地形，流入附近低洼或河沟。
5.3.7桥涵工程
本项目共设置5座桥梁，均旧桥利用；由于桥面板块均出现较大面积的破损，需更换桥面铺装。
本项目设置15道涵洞，其中含5道盖板涵，10道圆管涵。
桥涵技术标准
公路等级：
二级公路
设计速度：
40km/h
设计荷载：
公路-Ⅱ级；
设计洪水频率：
中桥：
1/100，小桥、涵洞：
1/50；
地震动峰值加速度：
0.05g；
5.3.8交叉工程
本工程与主要公路交叉9处，均采用平面交叉的形式相交。
5.3.9交通工程及沿线设施
（1）设计标准
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
《道路交通标志与标线》第1部分：
总则（GB5768.1—2009）；
《道路交通标志与标线》第2部分：
道路交通标志（GB5768.2—2009）；
《道路交通标志与标线》第3部分：
道路交通标线（GB5768.3—2009）；
《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2006）
《公路交通安全设施施工规范》（JTGF71-2006）
（2）交通标线
道路交通标线是由标划于路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等所构成的交通安全设施。
它的作用是管制和引导交通。
可以与交通标志配合使用，也可单独使用。
交通标线的布设原则
通过合理布设标线，确保车流分道行驶，使交通标线与交通标志相配合，科学合理地诱导交通流，达到交通有序，安全和畅通的目的。
交通标线的平面布设
按照《道路交通标志和标线》（GB5768-2009）的布设原则，本段布设的交通标线类型有：
车道边缘线、中心黄色单虚线等。
车道边缘线：
设在路缘带内侧或者非机动车道与机动车道之间的分界线，采用白色实线，线宽15cm。
中心黄色单虚线：
用以分隔对向行驶的交通流，划设路段中，为黄色虚实线，线宽15cm。
按《路面标线涂料》（JT/T280-2004）的要求，标线采用反光型热熔涂料，并具备与路面粘结力强、干燥迅速，以及良好的耐磨性、持久性、抗滑性等特点。
标线施工验收时要达到黑夜具备白天一样的清晰度，而且使用寿命长，反光效果好。
本工程的标线标划施工时，采用热熔型涂料一次性标划完整。
标线厚度采用厚度2.0mm，允许误差±0.2mm。
（3）交通标志
道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息，用于管理交通的设施。
交通标志的设置原则
交通标志平面布设按照《道路交通标志和标线》（GB5768-2009），力求作到各类标志齐全、辨认清晰、功能完整。
通过对驾驶员适时、准确的诱导，将道路快速、舒适、安全的效能充分发挥出来。
在标志布设中，主要遵循的原则有：
以完全不熟悉路网的驾驶员为设计对象。
标志设置合理有效，避免信息过载引起驾驶员眼花缭乱，影响标志功能的发挥。
注意版面注记及结构形式与道路线形、环境等其它沿线设施的协调配合，以满足视觉及美观要求。
标志的结构设计掌握“充分满足功能要求、尽量降低造价并考虑美观”的原则。
交通标志平面布设
交通标志分为主标志和辅助标志两大类。
本设计布设的标志类型有：
警告标志：
警告车辆、行人注意危险地点的标志。
为顶角朝上的等边三角形，边长按计算行车速度采用90cm。
如“T形交叉”等。
禁令标志：
禁止或限制车辆、行人交通行为的标志。
形状有圆形、顶角向下的等边三角形。
圆形标志的直径为80cm，顶角向下的等边三角形标志的边长为90cm。
指示标志：
指示车辆、行人行进的标志。
形状有圆形、长方形和正方形。
圆形标志的直径为80cm，其他正方形标志边长为80cm。
交通标志版面反光材料的选择
综合考虑使用功能（特别是夜行要求）、应用场合和使用年限，以及国标对道路等级的有关规定，本设计范围内的交通标志的文字、箭头以及底色等均采用三级反光膜。
（4）其它安全设施
波形护栏采用路侧A级。
里程碑、百米桩、界碑：
里程碑用于指示公路的里程，设于公路递增方向的右侧，每隔1Km设一块，正、反面均应标识公路编号及里程，县道、乡道用黑字。
百米桩设在公路右侧里程碑之间，每100m设一个。
百米桩为方柱体并根据需要在相应表面标识序号。
柱体为白色，县道、乡道用黑字。
公路界碑设在公路两侧用地范围分界线上。
公路界碑方柱体，柱体为白色，正反两面标识“公路界”黑色文字。
每隔300m设一块。
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