“城市更新”行动中城市道路改造提升设计分析.pdf

安徽建筑中图分类号：U418.8文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）5-0157-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.5.0590引言改革开放以来，随着中国经济的发展，中国的城镇面貌发生了巨大的改变，中国城镇化率已经突破60%。中国的城市建设也已经进入下半场，由新建逐渐向修缮、改造、提升等方向转变，“城市更新”行动在这个大背景下应运而生。中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议 更是明确提出“实施城市更新行动”，这是党中央站在开启全面建设社会主义现代化国家新征程的战略高度，根据城市发展的新阶段、新形势和新要求做出的重大战略决策部署，也是“十四五”以及今后一段时期我国推动城市高质量发展的重要抓手和路径。城市道路作为城市的重要骨架，针对城市道路的改造提升更是“城市更新”行动中的重头戏。现阶段大部分城市老城区的道路多为上世纪八九十年代或本世纪初建造，由于历史原因很多道路建设标准较低、功能性不齐全，仅满足当时的通行要求。随着社会和经济的全面发展，此类道路越来越不能满足城市发展需求，现行规范中 城市道路工程设计规范（CJJ 37-2012）（2016 版）及 公路路线设计规范(JTG D20-2017)更是明确把道路的交通功能转变提升为服务功能，这对道路的标准和要求有了进一步的提高。因此，在“城市更新”行动的过程中，关于城市道路的改造和提升的相关方案和技术手段越来越受到重视。同时，这也是提高城市档次、品位和满足城镇居民群众的通行、服务需求的重要途径。1工程概况泗县唐河路改造提升工程位于安徽省宿州市泗县泗城镇经济开发区内，道路标准为城市主干道，红线宽度 40m，设计速度40km/h。道路起点接南二环，终点接 104 国道，道路全长约 2.6km。唐河路是连接104国道与县域的重要道路，亦是通往在建合新高铁安徽段泗县东站的一条重要通道，故该道路定位为区域内的重要交通通道，也是县域交通路网的骨架型道路。唐河路老路路面为水泥混凝土路面，具有建造年代较早、行车舒适度和美观性较差、重载交通量较多、老路破损严重以及功能设施不完善等问题，严重影响沿线单位、工厂、商铺及居民的交通出行。为提升城市品位、改善泗城镇经济开发区及县域交通条件、美化城市环境、加快城市更新步伐，故对唐河路进行改造提升。2老路调查2.1老路现场调查经调查相关资料和查阅相关图纸后获悉老路建成于2003年前后，道路的路面建设标准较低，路面采用强度稳定性比较高、承受荷载能力比较强、耐久性比较好的水泥混凝土路面。为进一步优化设计，设计人员对现状道路进行多次、详细的调查及勘查，发现老路主要有以下几个问题。唐河路老路交通量较大且处在工业园区，且园区交通量也很大，重载交通占比较高。老路为水泥混凝土路面，由于建设时间较久且缺少一定养护，路面病害及破损现象较为严重，对该路段的通行能力有较大的影响。图1老路麻面病害图2老路坑槽病害唐河路两侧地块建筑物中，工厂及居民小区较多，工厂工人及沿线居民出行以两轮电动车、自行车或者步行为主；唐河路整条道路缺乏慢行系统及无障碍系统，机动车、非机动车、行人混行现象严重，交通组织混乱，存在较大的安全隐患。2.2老路路面检测本项目由业主单位委托检测机构对老路路面进行了取芯及路面检测，取芯检测结论为水泥混凝土路面破损严重，建议进行补强或挖除重建。3道路改造提升设计方案3.1道路慢行系统改造针对唐河路缺乏慢行系统，在设计“城市更新”行动中城市道路改造提升设计分析吴宗良（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230031）摘要：随着中国城镇化的快速发展，中国的城市建设已逐步由新建阶段向改造、提升、维修阶段过渡。“城市更新”行动也逐渐成为城市建设的重要组成部分，城市道路的改造提升更是“城市更新”行动大篇章中的重要部分。文章以泗县泗城镇工业园区唐河路改造提升工程为例，详细阐述了城市道路提升改造在“城市更新”行动实践过程中的工作流程和技术要点，为以后的类似工程提供经验。关键词：“城市更新”；城市道路；改造提升；施工技术要点作者简介：吴宗良（1991-），男，安徽宿州人，毕业于合肥工业大学土木工程专业，本科，学士，工程师。专业方向：道路与交通。交通工程研究与应用157安徽建筑阶段根据规划红线宽度并结合现状道路空间范围，依据 城市道路工程设计规范(CJJ 37-2012)(2016年版)要求，对唐河路横断面重新进行了划分，划分后的横断面布置为5.5m人行道+5.0m非机动车道+2.0m机非分隔带+15m机动车道（双四车道）+2.0m 机非分隔带+5.0m非机动车道+5.5m人行道=40m。图5唐河路改造提升横断面布置图设计后的横断面较唐河路老路横断面增加了非机动车道和人行道，提升了道路的慢行系统，使机动车、非机动车、行人各行其道，解决了交通混行的问题，提升了两侧地块的交通出行能力，完善了道路的服务功能。3.2道路路面改造方案的选择唐河路老路路面改造为典型的路面“白改黑”改造类型，常用的路面“白改黑”改造方案有以下三种。老路路面挖除、重建路面结构方案挖除老路现状水泥混凝土路面结构层，对路基及路床进行补强设计，在补强后的路基上新建沥青混凝土路面基层及面层。此种方案施工简单、对沿线居民及建筑物影响较小、道路维持现状高程、道路路面质量较高的优点，但其施工周期相对较长、造价较高。本方案适用于原水泥混凝土路面结构中板块断板、坑槽、板底脱空等病害较多，基层强度丧失严重，周围建筑物较多且高程受现状地形地物限制的城市道路路面改造。老路路面维修处理、加铺沥青路面方案路面“白加黑”方案是指对老路水泥混凝土板块的病害进行维修处理并满足相应的指标要求，将处理后的水泥混凝土板块作为基层并在切缝处铺设防裂贴，而后加铺橡胶沥青层或者土工织物来减缓、防止出现反射裂缝，最后加铺沥青混凝土。“白加黑”方案能充分利用老路板块，且施工周期短、工程造价低，因此该方案也常应用于交通量较小、原水泥混凝土路面质量较高的道路改造中。但是由于本身“刚性路基+柔性路面”的先天缺陷，道路建成后很容易出现反射裂缝，而且规范推荐的防裂贴及应力吸收层等防止反射裂缝的措施在实践中往往很难达到效果，对后期的道路养护和再改造也造成较大的难度。因此这种改造方案在交通量较大或者水泥混凝土路面病害较严重的道路中往往不采用。老路路面碎石化利用、补强基层后铺设沥青路面方案对原有老路进行碎石化再生处理作为改造路面的基层，然后对再生的基层先进行找平而后进行补强设计，最后加铺沥青混凝土路面。此种方案对老路混凝土板块进行了再生利用，工程造价低、经济型强，这种是道路上为减少路面造价和道路施工周期常用的方案。但由于碎石化工艺需要大型机械对现有路面进行夯碎，冲击力较大，对道路两侧的建筑物以及沿线杆线、地下管网、检查井、桥梁以及沿线居民生活有较大的影响，故其常用于较低等级及非穿城镇段公路，城市道路多不采用此种方案。根据现场路面调查情况及检测报告结论，唐河路老路路面破损现象严重，强度及通行能力较差，且该道路交通量较大，机动车道下埋设有雨、污水管道，经技术、经济、施工工艺等各方面论证后采用老路路面挖除、重建路面结构的方案，挖除的老路面板运输至石料厂，经过集中打碎再加工作为路床及路基换填材料。3.3道路路面改造设计路面设计的原则是以交通量为基础，适应道路服务功能、自然条件要求，符合当地筑路材料供应状况，技术成熟，性能优良，造价合理，注重对新工艺、新材料的选用。本项目为改建项目，经方案比选，路面设计采用挖除老路水泥混凝土的路面、新建沥青混凝土路面结构的方案。路面设计荷载采用标准轴载BZZ-100，因该道路交通量较高，路基顶部回弹模量按 40MPa采用。路面基层和底基层材料根据当地已完成道路的成功经验和材料供应情况，分别采用水泥稳定碎石和低剂量水泥稳定碎石。根据城镇道路路面设计规范（CJJ 169-2011）的规定，路面设计以设计弯沉值为路面设计指标。根据交通量调查分析、车辆类型，设计年限内一个车道上累计当量轴次为882万余次，采用王凯教授与毛世怀副教授合作编制的以DOS和Windows为平台的路面设计程序系统（HPDS2017）进行路面结构计算，经计算及验算后得出如下路面结构设计结果：4cm AC-13（C）细粒式改性沥青混凝土；8cm AC-25（C）粗粒式沥青混凝土；36cm 5%水泥稳定碎石；20cm 3%水泥稳定碎石；土基（压实度不低于95%，路基顶面回弹模量不低于40MPa）。4道路改造提升施工技术要点4.1老路板块的再生利用本工程老路为水泥混凝土路面，设计采用挖除老路路面结构、新建沥青路面的方案。施工过程中，挖除的老路板块传统的处理方式是将老路板块作为建筑垃圾进行统一处理或者掩埋。但此种做法容易造成固体废弃物污染，不满足环保要求。本次施工过程中，将挖除的老路水泥混凝土板块进行集中破碎再生，破碎再生料应达到 公路水泥混凝土路面再生利用技术细则(JTG/T F31-2014)的要求，即钢筋的剔除率不应小于95%，且初级破碎后的混凝土碎块粒径宜为 70 150mm。破损后的再生料作为路床换填材料，在施工前宜铺设100m的试验段以确保试验段路基压实图3老路芯样一图4老路芯样二（下转第167页）交通工程研究与应用158安徽建筑布于构件表面，胀裂深度未超出构件钢筋混凝土保护层厚度；第类：单个构件胀裂点较多，存在少数胀裂点直径较大或胀裂深度超出构件钢筋混凝土保护层厚度。根据工程调查、胀裂特征、化学分析、物相分析结果以及煮沸试验结果综合分析，造成混凝土胀裂的物质为具有活性成分（主要为游离氧化钙）的钢渣集料，由于在混凝土凝结硬化后，该集料中含有的游离状态氧化钙发生水化反应，在已硬化混凝土中引起局部膨胀应力和体积不稳定，造成混凝土表面形成辐射状胀裂、脱落。住宅楼混凝土构件存在不同程度的混凝土胀裂现象。第类混凝土胀裂点为零星或少量分布，胀裂损伤深度较浅，未超出构件钢筋混凝土保护层厚度，类混凝土胀裂不影响构件结构性能；第类混凝土胀裂点在单个混凝土构件胀裂点分布较多，存在少数胀裂点直径较大或胀裂深度超出构件钢筋混凝土保护层厚度，类混凝土胀裂对构件结构性能有一定影响。住宅楼混凝土构件存在游离氧化钙潜在危害，煮沸试验结果超过 混凝土结构现场检测技术标准（GB/T 50784-2013）标准相关要求，现浇板板底及少量梁构件混凝土胀裂面广点多，对构件结构性能产生一定影响5，但未对房屋主要承重构件承载产生影响，因此，结构构件中存在的现有混凝土胀裂未对房屋整体承载造成影响，应采取可靠措施对游离氧化钙潜在危害进行防治。参考文献1GB/T50344-2019,建筑结构检测技术标准S.2GB/T 176-2017,水泥化学分析方法S.3JGJ/T384-2016,钻芯法检测混凝土强度技术规程S.4GB/T 50784-2013,混凝土结构现场检测技术标准S.5GB/T 50476-2019,混凝土结构耐久性设计规范S.表6构件混凝土抗压强度变化率检测结果汇总表构件楼层一层四层名称剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙芯样试件处理情况沸煮未沸煮沸煮未沸煮沸煮未沸煮沸煮未沸煮沸煮未沸煮沸煮未沸煮芯样高径比1:11:11:11:11:11:11:11:11:11:11:11:1芯样试件混凝土抗压强度(MPa)实测30.238.031.236.531.037.525.137.126.136.625.437.7设计C30C30C30C30C30C30抗压强度变化率(%)20.514.517.332.428.732.6抗压强度变化率平均值(%)17.431.2类别第一组第二组混凝土芯样试件抗压强度变化率变化率平均值为17.4%，无芯样试件变化率30%芯样试件变化率平均值30%芯样及薄片试件沸煮后状态无开裂、疏松或崩溃现象一个薄片试件出现开裂；一个芯样端面局部崩裂判定结果/可判定存在游离氧化钙潜在危害表7游离氧化钙潜在危害结果判定汇总表度不低于95%、路基顶面回弹模量不低于 40MPa才可进行全路段施工。此种做法对废弃材料进行了再生利用，同时还