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。