街北高速公路总体设计

街北高速公路总体设计
陈红宇

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摘要：街北高速公路是广州市北部地区未来公路网的重要组成部分，它的建设对广州北部地区公路网的完善，促进从化市社会、经济的更快和可持续发展具有十分重要的意义。该文从技术指标、工程概况、总体设计等方面对该路进行了较全面的介绍。
关键字：高速公路 设计原则 设计方案 景观设计
1 概述
街北高速公路位于广东省从化市南部，北与105国道、规划街东高速公路、规划从化环城线相接，经流溪河、新村、大兴庄、格塘、老屋、花都华侨农场至北兴。通过北兴立交，实现与机场高速公路北延线直接对接，与京珠高速公路快速连接，是广州市北部地区未来公路网的重要组成部分。它的建设进一步加强了广州市中心区与从化市的交通联系，对减缓国道G105线的交通压力，提高广州北部地区的路网密度和等级配置，完善高速公路网的布置，促进从化市社会、经济的更快和可持续发展都具有十分重要的意义。
路线起于起从化市江埔镇新明村，冠德加油站以北约230米与105国道交叉处，主要经从化市街口镇、江浦镇、太平镇及花都区北兴镇，于北兴枢纽立交与机场高速公路北延线及京珠高速公路连接。
1.1 建设标准
全线采用设计速度100km/h、路幅全宽26m的双向4车道高速公路建设标准。
1.2 工程规模
路线全长19.751km，共设大桥1781.24m/4座，中桥402.96m/6座，小桥90.64m/4座；涵洞通道60座，路基填方18.1万m3，挖方17.4万m3，防护及排水圬工6.8万m3，路面44.4万m2，占地1685.71亩，拆迁建筑物3.5万m2，拆迁电力电讯线9787 m，设置互通式立交4座，其中3座预留，工程造价4.58亿元。
2 沿线自然地理概况
项目位于南岭山系的南麓，地形北高南低，测区的地形高差20～100米，路线穿越低山、丘陵和平原地貌，主要沿流溪河的西北面的低山山脚与平原交汇处通过，系平原与低山丘陵地貌，路线所经地区大部分为近代一级阶地冲洪积土覆盖。测区地震动峰值加速为0.05g。
沿线的不良地质现象主要表现在局部低洼地带及堰塘,表层有1-4m的软土层、灰岩地段溶蚀现象较为严重。
3总体设计原则
⑴ 贯彻“技术可行、实施可能、经济合理”的总体设计原则。
⑵ 正确、合理的采用技术指标，严格控制已批准的建设规模。
⑶ 坚持“全寿命周期成本”和谋求取得最大的潜在的综合社会效益的比选原则，确立合理的工程方案。
⑷ 互通式立交位置应遵循规划要求，根据预测交通量和建设条件，在多方案比选的基础上，选定合理的互通形式。
⑸ 项目的各种工程措施和工程结构的设计，均应按照因地制宜，轻巧美观的原则，尽可能采用新技术、新工艺、新材料，并作到相互间协调、配套，同时要尽量减少投资。
⑹ 重视线外工程与沿线设施的设计（包括地方交通、水利灌排设施的恢复设计），对沿线地方现有及规划设施调查清楚，避免施工期间不必要的设计变更。
⑺ 加强生态环境保护，贯彻“生态、环保、绿色通道”的建设理念，加强对重要环境敏感点的设计研究，少占农田耕地及利用价值高的土地，充分考虑土石方平衡。
4 总体设计方案
项目起点位置的选择既要考虑本项目近期与105国道的连接，也要考虑远期与街东高速公路对接的建设条件。
项目终点位于花都区北兴镇，与机场高速公路北延线二期工程对接，并通过北兴枢纽立交实现与京珠高速公路交通的快速转换。
4.1 路线主要技术指标
主要技术指标采用情况
主要技术指标 单位 规范值 采用值
路线长度 km 19.751
设计速度 km/h 100 100
平曲线一般最小半径 m 700 850
不设超高的平曲线最小半径 m 4000 4000
缓和曲线最小长度 m 85 150
同向平曲线间直线最短长度 m 600 1203.958
反向平曲线间直线最小长度 m 200 350.788
停车视距 m 160 >160
最大纵坡 % 4 2.7
最小坡长 m 250 350
凸型竖曲线一般最小半径 m 10000 10000
凹型竖曲线一般最小半径 m 4500 8000
竖曲线最小长度 m 165.6
平均交点数 个/km 0.708
平曲线占路线总长 62.39
平均每公里纵坡变更次数 次 1.62
竖曲线占路线总长 53.11
4.2 路基、路面及排水设计
4.2.1 一般路基设计
整体式路基标准路幅宽度26m，其路幅构成为：0.75m(土路肩)+3.0m(硬路肩)+23.75m(行车道)+0.75m（路缘带）+2.0m(中央分隔带)+0.75m（路缘带）+23.75m(行车道)+3.0m(硬路肩)+0.75m(土路肩)= 26m。
路堤边坡高度＜20m，基底情况良好时，路肩以下0～8m边坡坡度为1：1.5，8～20m边坡坡度为1：1.75m。两级边坡间设1.5m宽的平台，用作设置平台拦水堰。
路堑边坡按1：0.75～1：1.25设计，边坡沿高度每隔10m设置一级平台，平台宽2～2.5m。边坡高度超过30m的深路堑，结合土石方平衡、用地等情况，作放缓边坡和加宽平台或加固处理。
路基防护：路堤边坡高度≥4.0m时，采用带排水槽拱形骨架护坡，骨架内采用喷播植草绿化防护；边坡高度＜4.0m时，采用挂三维网喷播植草绿化防护。浸水路堤边坡及桥头两侧15m范围内路堤采用M7.5浆砌片石实体护坡防护。路堑边坡根据边坡高度、土的湿度、密实度、地下水和地面水的情况、土的成因类型、生成年代以及岩层风化程度等采用挂三维网喷播植草和带排水槽的拱形骨架防护。
4.2.2 不良地质及特殊路基处理
⑴ 软土及软粘土路基
软土厚度较小，填方高度不大，路堤只受稳定控制，铺设土工格栅加固，铺设层数根据计算确定。格栅采用单向拉伸塑料格栅，设计抗拉强度≮50KN/m。
⑵ 陡坡深挖路堑
当地形陡峻，基岩风化严重，中心挖方深度大时，为减小路基边坡高度，保证路堑边坡的稳定，设计采用锚杆格子梁加固，格子梁之间采用液压喷播植草防护。边坡按1：1.0坡率分级开挖，分级高度10.0m，分级处设宽2.0m平台。
4.2.3路基路面排水系统
路基排水应结合桥梁、涵洞等排水设备，并与自然沟槽水系形成合理网络，同时考虑当地农田水利设施，不使农田失灌或冲毁。
路面采用集中排水，即路面水通过路拱横坡和土路肩上设置的拦水缘石汇入急流槽，由急流槽排入路基排水沟。
4.2.4 路面
上面层：4cm细粒式沥青混凝土（AK-13B）；中面层：5cm中粒式沥青混凝土（AC-20I）；下面层：7cm粗粒式沥青混凝土（AC-25I）；基 层：38cm 5%水泥稳定级配碎石；底基层：20cm 3.5%水泥稳定级配碎石；垫层：15cm未筛分碎石。
4.3 桥涵设计
4.3.1 设置原则
⑴ 路线跨越深沟时，综合考虑沟底纵坡、填土高度、工点处的工程地质条件以及所处合同段的填挖平衡等因素，一般填土高度＞15cm，沟底工程地质条件较差或由于沟底纵坡较陡、路基放坡侵占沟92下游构造物或主河道而路基挡墙又无法设置时，采用桥梁跨越。
⑵ 当桥头有高路堤，占用农田较多，且需大量借方或远运填料时，可适当延长桥孔。
⑶ 涵洞的布设采用逢沟设涵的原则，考虑该区水利设施发达，为满足农田灌溉的需要，沿线均匀设置了一定数量的灌溉喊。
4.3.2 桥涵方案设计
沿线各大中小桥及涵洞位置的选择根据实地勘测和充分调查而确定，桥涵结构的选择遵循“安全、适用、经济、美观”的原则，力求施工方便、养护简单。全线桥梁除跨越斜交道路需要设置现浇连续梁外，其余均采用经济标准简支跨径；经过经济技术比较，全线桥梁跨径为20米至30米（含20米）跨时，采用预应力标准跨度简支小箱梁，跨度小于20米时，采用预应力或钢筋混凝土简支空心板梁。桥梁桩基类型根据地质情况分别采用支承桩及摩擦桩，桥台分别采用了肋板式桥台及重力式U型桥台；基础采用桩基或扩大基础。
4.4互通式立交
105国道立交位于从化市江埔镇，近期实现街北高速公路和105国道之间的快速交通转换，远期与街东高速公路连接，立交形式为半定向+苜蓿叶组合型；环城立交位于从化市街口镇石潭村，与规划从化市环城线相接，为预留立交，立交形式为单喇叭“A”型；凤凰城立交位于从化市太平镇银林村，与规划的凤凰城连接，为预留立交，立交形式为半定向“T”型；北三环立交位于花都区华侨镇华侨农场，与规划的北三环高速公路连接，为预留立交，立交形式为半定向“Y”型。
5 景观设计
⑴ 在公路布设与方案比较时，全面考虑沿线地区的自然环境和社会环境，大部分路段顺适地形布设，将对周围环境和自然景观的影响减少到最低程度。
⑵ 路基防护与排水应与绿化景观设计相结合，通过路基边坡液压喷播植草、挂三维网（挖沟）植草以及中央分隔带栽植灌木、矮树等防眩绿化设计，营造舒适和谐、赏心悦目的路容景观。
⑶ 桥梁结构和立交造型力求美观，与周围环境相协调，达到最佳的立体美学效果。
6 结语
勘察设计过程中需深入认识、分析及研究本项目的特点、难点，加强总体设计，强调各专业之间的协调性，设计衔接的合理性。根据本项目在广州市高速公路网中的重要功能、所经地区的自然地理环境和地质条件，应正确应用技术标准，妥善处理技术与经济、局部与整体、当前与长远的关系，妥善处理公路建设和吸引区国民经济的关系，引入项目安全性评价的设计思路，按照项目总体安全性评价结果指导设计。同时高度重视高速公路本身的平纵横配合设计，力求高速公路空间线形与沿线自然环境的高度协调，尽量将对环境的负面影响降到最低，营造一条安全舒适、环境优美的绿色通道。

参考文献：
[1] 公路工程技术标准（JTG B01—2003）[S]
[2] 公路路线设计规范（JTJ 011—94）[S]
[3] 公路路基设计规范（JTGD30-2004）[S]
[4] 公路桥涵设计通用规范（JTJD60-2004）[S]