2010.08道路大修工程设计交流前言《城市道路大修技术指南》(市路政局、北京院)《指南》将道路环境整治工作纳入道路大修工作中,在改善道路使用条件和交通状况的同时,改善城市环境景观,展示良好的城市风貌。《指南》以新理念及近年新的技术成果指导道路大修工作,推广应用先进的技术、工艺、材料,进而提高城市道路大修工程的水平。《关于编制北京城市设计导则的指导意见》(北京市规划委员会)2010年4月本讲座结合长安街、京石高速公路大修工程实践,就大修工程中的设计技术进行交流,旨在提高对大修工程的认识和技术水平。一、道路大修情况二、基础调研分析三、工程设计实例四、城市设计理念五、实施组织管理主要内容一、道路大修情况城市快速路城市主干路城市次干路城市支路中心城道路网规划(公联公司)快速路、主干路、次干路、支路体系;4条快速环路:二、三、四、五环路19条快速路放射线及联络线2008年数据:目前快速路以10.8%的比例,承担超过40%的交通量。项目规划长度(km)已实施长度(km)实施率(%)现状路网结构比例(%)快速路4804469310.8主干路123095577.623.1次干路100067867.816.4支路215020509549.6总计4860413084.5100城市道路网道路大修情况已建线路在建项目前期项目2020年规划高速公路总里程1135km。至2008年10月,北京市建成通车高速公路16条共794公里,实施率约70%。西六环、京承三期、京包(六环外)约107公里已于09年建成。通车总里程已超过900km高速公路网道路大修情况首发公司轨道交通北京正处于轨道交通建设的高峰期,截至2008年8月,北京运营线路共7条,运营线路总长200公里。其中10号线一期工程、机场线、奥运支线于奥运前2008年7月19日同期通车。2010通车:15号线一期、亦庄线、大兴线、昌平线、房山线;2012通车:9号、6号、8号、10号二期、西郊线;2014通车:7号线;2015通车:14号线;规划里程561km。道路大修情况改革开放初期,经济复苏,机动车保有量增加。进入90年以后,北京进入小汽车时代,城市交通需求加大。进入新世纪以后,机动车保有量急剧增加,自2003年起以每年8-12%的比例增加,2009年底已达400万辆。0501001502002503003504004501978年1990年1997年2月2003年8月2007年5月2008年9月2009年12月万辆19年6年半3年半2年半道路大修情况交通发展状况为适应经济和交通发展,北京加速道路网建设,90年以后城市快速路、主干路、高速公路建设进入高峰期。城市道路道路大修情况交通环境:随着交通量增加以及公交、重载车辆对路面的破坏,早期建设的道路已接近或超过设计使用年限,逐渐进入大修养护期,大修工程在基础设施建设工程中所占的比例将越来越大,社会关注程度也越来越高。城市快速路城市主干路城市次干路城市支路中心城道路网规划图道路通车大修使用年限二环1992年2002年约10年三环1994年2003年约9年长安街上次1999年2009年10年前门大街上次1999年2010年11年阜成路、京顺路、二三环辅路的部分路段也将于今年进行大修。道路大修情况高速公路道路通车大修年限八达岭高速公路1994~2001年2007~2009年约15年机场高速公路1993年2006年13年京哈高速公路1990年2005年15年京津塘高速公路1991年2009年18年京石高速公路1986~1993年2005年12~18年京沈高速公路1999年2008、2010年约10年道路大修情况新材料、新技术的应用公路:针对路面车辙、裂缝等早期破坏,以及环境保护、资源循环利用,一些成熟的新技术已经在大修工程中得到广泛的应用;(六环针对车辙采用抗车辙剂;05年京石大修尝试现场热再生;2009年八达岭大修全线热再生、橡胶沥青温拌)城市道路:以提高道路安全性、提高路用材料性能、改善城市生态环境、体现节能、环保的多项新技术、新材料的应用;(二、三环大修双改性和STRATA应力吸收层;长安街大修双层双改性加铺,热再生、低标号沥青、橡胶沥青等)正在进行和已经取得科研成果的新技术(路桥建材集团已申请交通部科技项目“城市主干路大修关键技术研究”;交通部公路所对公路重载交通,城市道路路口、车站车辙路面进行大量研究,形成研究报告;应对BRT公交车站车辙使用的多层抗车辙、TX以及水泥混凝土基层结构对提高抗车辙能力效果明显)道路大修情况研究成果1、北京市公路与城市道路路面结构调查分析;2、特殊荷载作用下路面材料和结构抗变型能力分析;3、抗车辙沥青混合料设计方法研究;4、重载公交城市道路沥青路面典型结构研究5、重载货运通道沥青路面典型结构研究(110国道)指导意见北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南;北京市重载交通沥青设计施工技术指南;北京市道路路口、公交车道(站)沥青路面抗车辙设计施工技术指南;北京市城镇道路辅路路面结构设计指导意见北京市沥青路面大修设计施工技术指导意见检查井盖的安装工艺指导意见;在材料设计研究方面我们已从强势变为弱势,形成发展的瓶颈。道路大修情况复杂性:道路大修工作是一项复杂的系统工程,涉及规划、设计、实施、管理等多方面。具有协调难度大、控制因素多、施工周期短等特点,比新建工程更为复杂。协调工作路政、市政设施、交通、公交运营和环境卫生管理等多部门参与决策,以及城市规划、道路设计、环境设计、施工组织等相互协作。由于管理分工和决策机制问题,导致协调工作相当复杂,需要设计单位做大量的前期工作,协调各方面的利益。控制因素历史成因、现场条件、设计标准、资金、工期、交通导改、环境景观以及管理体制等多种控制因素,增加了大修工程的复杂性。施工周期短工期控制、交通组织是否可行,在某种程度上影响方案决策;二环、京石、长安街等均采用不断交施工,夜间施工。二、基础调研分析调研分析是大修工程中非常重要的基础性工作,深入、系统、全面的调查工作有助于掌握实际情况,准确分析问题,否则将导致设计方案的不合理,不仅影响使用功能和工程质量,而且会影响工期和工程费用。交通环境调查、旧路结构调查、路面典型病害调查、路面承载能力、使用功能调查。对检测结果要进行综合分析,判断与现场实际情况的符合性(避免两层皮、脱节现象),归类分析产生问题的原因与本质,提出有针对性的解决对策。分析问题的过程,也是方案酝酿的过程。基础调研分析调研分析调研内容路面状况附属构筑物人行道公交车站设施交通设施路缘石树池交通设施检查井环境景观建筑环境人文环境承载能力平整度排水管网无障碍设施自然环境其他管网排水系统车辙裂缝交通荷载交通量交通调查桥梁检测人行天桥地下通道公共服务设施桥涵工程服务设施综合分析建设维修情况历史情况测设要求平面横断纵断关键问题?成因与本质?解决对策?基础调研分析西五环玉泉路西四环万寿路西三环三里河路西二环闹市口西单北大街南长街北池子东单北大街东二环东大桥路东三环东四环平安大街阜成路前门大街广渠路莲花池路复兴门新皮库街建国门首钢东门1997年近年维修情况(以长安街为例)1998年1998年1999年军事博物馆时间段落长度内容1997年西单~东单3.78Km加铺3cmSMA-101998年复兴门~西单、东单~建国门3.0Km加铺2.5cmSMA-10+3cmAC-161999年建国门~西大望路3.57Km加铺2.5cmSMA-10+3cmAC-162007~2008年复兴门~四惠桥11.35Km路口及公交车道、站台进行专项维修基础调研分析交通量调查年份指标复兴门——建国门建国门——大北窑大北窑——四惠桥说明06年日均(辆/日)149,848135,632125,6817—21时平均流量(辆/小时)8,6198,2477,96507年日均(辆/日)150,831142,619129,7437—21时平均流量(辆/小时)8,6027,9347,63108年日均(辆/日)124,879116,877104,528有限行措施24小时平均流量(辆/小时)5,2034,8694,583社会交通调查:判断路口路段通行能力、用于拓宽改造;公交调查:线路分布、运营、停靠量、车型等,控制路面补强;基础调研分析车型公交线路额定参数外观京华BK6111CNG(车长11m)327路354路402路451路308路436路轴数2最大乘员95人满载总重15t京华BK6141CNG(车长14m)420路648路649路373路轴数3最大乘员140人满载总重18t丹东黄海DD6181S02DD6180S01(车长18m)1路126路337路4路轴数3最大乘员180人满载总重28t主要公交车型基础调研分析公交车型、荷载调查基础调研分析实测前轴接地压强远大于规范(BZZ-100)0.7MPa。实测在0.9~1.0MPa之间小型车道、公交车道(路口、路段、车站)、分方向、分区段、分车道,采用弯沉、雷达、取芯等多种方法进行综合检测;落锤式弯沉仪(FWD)、动力影响曲线;基础调研分析承载能力调查弯沉雷达取芯弯沉值0.01(mm)弯沉水平南侧弯沉大于北侧弯沉;公交车道弯沉值大于社会车道(1.2~1.4倍);弯沉差异性较大,强度极不均匀,且呈递增趋势;基础调研分析路口、车站、公交车道及社会车道;采用人工、仪器、取芯;车辙调查:基础调研分析坡峰、坡谷取芯(400个)结果:显示路面各层组合、厚度、车辙、裂缝分布及强度状况等;基础调研分析车辙调查路口车站芯样研究认为:重载、超载车、公交车等特殊荷载是产生车辙的外因,结构抗剪能力弱是内因;从结构应力分析结果看:一般最大剪应力发生在中面层(6.5cm)位置,中面层是抵抗车辙的关键层位;剪应力的大小与基层有较大关系,基层较差时面层剪应力增大,说明面层在承受剪应力时起到关键作用;8mm以下对行车没有不舒适感;8~10mm为车辙形成阶段;10~20mm为病害发展阶段,大于20mm为破坏阶段;车辙调查基础调研分析05101520253035复兴门~闹市口闹市口~西单西单~府右街府右街~南长南长街~南池子南池子~正义路正义路~王府井王府井~东单东单~北京站街北京站街~建国门桥建国门桥~日坛路日坛路~建华路建华路~东大桥路东大桥路~国贸桥国贸桥~针织路针织路~西大望路车辙深度(mm)主行车道公交车道051015202530复兴门~闹市口闹市口~西单西单~府右街府右街~南长南长街~南池子南池子~正义路正义路~王府井王府井~东单东单~北京站街北京站街~建国门桥建国门桥~日坛路日坛路~建华路建华路~东大桥路东大桥路~国贸桥国贸桥~针织路针织路~西大望路车辙深度(mm)主行车道公交车道北侧南侧路口、车站、公交车道车辙严重;公交车道明显大于社会车道;车辙调查基础调研分析弯沉、取芯检测结果分析路面结构偏弱;弯沉变异系数大,差异性较大,承载能力不均匀;公交车道弯沉值大于社会车道(1.2~1.4倍);辅路的部分路段的承载能力很低;承载能力不足的路段常伴生裂缝、车辙等病害;公交荷载、路面结构偏弱、层间结合不良、水损坏是造成车辙的主要原因结构设计重点–公交车道补强——特殊处理(下面层、基层)–社会车道强度均化——整体加铺(表、中面层)–辅路分类处理——针对性(公交、阅兵路线、建设年代)基础调研分析承载能力分析人工、仪器、取芯,以裂缝率表明裂缝程度。分析裂缝原因,进行有效处理。基础调研分析裂缝调查:龟裂、网裂严重开裂贯通裂缝(5%、10%、20%的程度)方向南侧北侧车道公交车道社会车道公交车道社会车道复兴门桥~建国门桥2.421.952.131.49建国门桥~国贸桥2.351.842.432.07国贸桥~四惠桥1.291.132.222.11平整度调查基础调研分析对沿线总体环境、人行道铺装、无障碍系统、桥梁检测评估、排水设施使用情况及其他公用设施进行全面调查,总结分析,指导设计施工。现场调查基础调研分析总体评价•路面结构组合复杂,