长沙至湘潭西线高速公路施工图设计

长沙至湘潭西线高速公路施工图设计长沙至湘潭西线高速公路地处湖南省产业、经济、

技术、知识密集和城市化程度最高的长沙、株洲、湘潭

“金三角”地区,位于湘江的西岸。路线起点与长沙市

三环线学士互通联络线顺接,终点与潭邵高速公路湘

潭连接线对接,路线全长27.951km,全线采用平原微

丘区双向四车道高速公路标准,计算行车速度100

km/h,路基宽度26.0m。

1路线设计

1.1平面线形设计原则

平面线形设计注重适应地形条件,合理运用技术

标准,在工程量增加不大的前提下,尽量采用较高的标

准,并保持各种线形要素的均衡性、连续性,避免线形

的突变;线形设计同时考虑有利于互通式立交的布设,

在立交前后,大、中桥处尽可能采用技术指标较高的线

形,保证行车安全和提高公路的通行能力;尽量减少深

切方路段长度、少拆房屋、少占农田。

1.2纵面线形设计原则

纵面线形设计,充分考虑与地形相适应,在满足道

路净空、河流通航及洪水控制标高的前提下,尽量设计

成视觉连续、平顺而圆滑;尽量采用较长的坡长和较大

的竖曲线半径,避免在短距离内,出现频率起伏;在交

叉前后的纵坡尽量平缓;尽量降低填挖高度,以减少占

地面积和路基土石方数量。

1.3路线主要技术指标采用本路段路线具体采用的技术指标见表1。

表1主要技术指标采用情况

指标采用值规范规定最小值

计算行车速度/km·h-1100

平曲线最小半径/(m/处)1100/1700

最小缓和曲线长度/m158.7685

同向平曲线间最短直线/m650.453600

反向平曲线间最短直线/m479.744200

停车视距/m160160

最大纵坡及坡长/(%/m)4%/7504%/800

最小坡长/m255250

凸形竖曲线最小半径/m1100010000

凹形竖曲线最小半径/m100004500

竖曲线最小长度/m12685

平均每公里转角点/个0.50-

平曲线占路线总长/%76.8-

平均每公里变坡点数/个1.360

竖曲线占路线总长/%60.41

2路基、路面及排水设计

2.1路基设计

(1)路基标准横断面

本路段采用四车道高速公路标准,路基宽度26.0

m,其中,行车道宽2×7.5m,硬路肩宽2×3.0m,中

间带宽3.50m,土路肩宽2×0.75m。

一般路段行车道、路缘带及硬路肩设2%横坡,土

路肩设4%横坡。全线采用平式中央分隔带。

8m以下的一般填方路堤护坡道宽1.0m,8m以

上填方路堤护坡道宽2.0m,均设置向外4%的横向坡

度;挖方碎落台宽1.0m,平台宽1.5m,碎落台设置

4%倾向路基的横向坡度,平台设置4%倾向开挖面的

横向坡度。

(2)应急停车带加宽设计

全线设置应急停车带,其间距一般按2km控制,宽

度为3.0m,有效长度为15m,两端分别采用15m渐变。

(3)超高设计

超高按三次抛物线渐变,其长度满足渐变率大于

1/330且小于等于1/225的要求。超高方式为两侧行

车道分别绕中央分隔带边缘旋转,形成各自独立的单

向超高断面,中央分隔带保持原形。

(4)填方路基设计

填方边坡坡率:当H≤8m时,采用1∶1.5;当8<

H≤12m时,采用折线形边坡,上部8m采用1∶1.5,

下部采用1∶1.75;当12<H≤20m时,在8m处设2

m宽向外倾斜2%的平台,上部一级边坡坡率采用1∶

1.5,下部边坡坡率采用1∶1.75。当H>20m时,填

方断面形式根据路基的稳定性计算结果确定。

(5)挖方路基设计

挖方地段边坡一般每8m一级,级间设1.5m宽

的平台。边坡坡率原则上弱风化至微风化层采用1∶

(0.5~0.75),强风化层采用1∶0.75~1∶1;土质及碎

石土层则采用1∶1~1∶1.5。挖方路段边坡坡率应做

到坡面顺畅、连续,最上部一级在保证边坡稳定的前提

下,边坡高度可放宽到10~12m。

(6)特殊路基设计

沿线路基填挖变化频繁,尤其是半填半挖及填挖

交界路基较多,半填半挖路基当填方高度大于5m或

处于陡坎时,在路槽底面以下铺设多层高强土工格栅,

竖向间距为50cm;填挖交界处的路基,当10m范围

内填挖高差大于5m时,应在路槽底部作超挖回填处

理,超挖回填长度不小于10m,同时在填挖交界处加

铺土工格栅,以尽量减少路基的不均匀沉降,延长路面

的使用寿命。

(7)路基压实标准与压实度

路基压实采用重型压实标准,路基填料最小CBR

值、填料最大粒径及压实度指标应符合现行有关规范

的要求。

为减少路基的沉降,对路基中心填高≥10m的路

堤,其90区路基压实度提高二个百分点;中心填高≥

20m的高路堤,除90区路基压实度提高二个百分点

外,须用土工格栅加强;桥头填料的路基压实度,从填

方基底或涵洞通道顶部至路床顶面均要求≥95%。

(8)路基防护设计

本路段采用的路基防护及支挡工程种类较多,包

括:喷播植草、三维植被网植草、衬砌拱、菱形预制块、

六边形混凝土预制块、浆砌片石护坡、挡土墙、人字形

衬砌拱、钢筋混凝土锚杆框架、TBS岩石边坡植被护

坡等。防护设计中尽可能采用大面积绿色植被护坡,

争取做到相临两处挖方路堑防护形式不雷同。

2.2路面设计

根据本路段交通量资料,设计年限15年内,一个

车道上的累计当量轴次为1997万次,路面设计弯沉

值20.8×10-2mm。

(1)主线路面结构

4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)上面层;

6cm中粒式沥青混凝土(AC-20Ⅰ)中面层;8cm粗粒式沥青混凝土(AC-25Ⅰ)下面层;乳化沥青稀浆封

层;34cm水泥稳定碎石(水泥剂量5%)基层;20cm

水泥稳定砂砾(水泥剂量4%)底基层;15cm天然砂砾

垫层(潮湿挖方段)。

(2)互通匝道路面结构

4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)上面层;

6cm中粒式沥青混凝土(AC-20Ⅰ)下面层;乳化沥

青稀浆封层;30cm水泥稳定碎石(水泥剂量5%)基

层;20cm水泥稳定砂砾(水泥剂量4%)底基层。

(3)收费广场路面结构

26cm钢筋水泥混凝土面板;20cm水泥稳定碎石

(水泥剂量5%)基层;20cm水泥稳定砂砾(水泥剂量

4%)底基层。

2.3路基、路面排水设计

一般填方路基坡脚外设置0.6m×0.6m梯形排

水沟,挖方路基边部设置0.8m×0.8m矩形边沟。

当长段落内无适当出口时,则根据汇水面积加大、加深

沟身尺寸。

路堑边坡上方流入路界的地表径流量大时设置截

水沟,截水沟一般采用0.6m×0.6m梯形沟。多级

挖方路堑的平台均设有平台截水沟,平台截水沟尺寸

0.5m×0.5m。

中央分隔带下部设20cm×30cm级配碎石沟,并

铺设8cm软式透水管集水,间隔40~50m设集水槽

及横向11cmPVC硬塑排水管将水排出路基。

路肩边部防渗采用纵向级配碎石渗沟汇集路面渗

水,每间隔10m设一个横向5cm排水管,将水集中

排除。

挖方路段渗沟设置在地下水丰富的挖方地段矩形

边沟的下方,以便降低地下水位,并且排除中央分隔带

渗水。

超高地段路面水通过超高横坡汇入中央分隔带右

边缘的纵向排水沟内,通过集水井、横向排水管、急流

槽连接至排水沟。

2.4取土、弃土设计

取土、弃土设计中优先考虑农田的复耕。弃土堆

填在较平缓的山坡台地处,并做成台阶式田地,禁止将

淤泥及表土堆放在弃土堆的下部,以免造成弃土堆的

失稳及水土流失。

3桥梁、涵洞设计

3.1桥涵设计标准

(1)桥涵设计荷载标准为:汽车-超20级,挂车

-120;

(2)设计洪水频率:大、中、小桥及涵洞均采用

1/100;

(3)地震震动峰值加速度值:0.05g;

(4)桥梁宽度:与路基同宽。

3.2沿线桥梁、涵洞的分布情况

主线上共设大桥488.71m/1座,中桥459.88

m/7座,小桥172.88m/6座,共设涵洞74道,渡槽1

座,另分离式立交及通道兼过水共31处,平均每公里

过水构造物4.3处。

3.3桥涵结构形式选择

桥型方案形式的选择根据地形、水文、地质、筑路

材料、施工条件等因素确定,并力求结构形式统一、施

工工艺简单、进度快、造价低。

桥梁上部构造:L≥25m时,采用预应力混凝土

组合箱梁,先简支后结构连续;L=16~20m时,采用

预应力混凝土空心板,简支结构,桥面连续。

桥梁下部构造:采用柱式墩,U形台或肋板台,基

础采用桩基础或扩大基础。

涵洞:采用1.5m钢筋混凝土圆管涵,L=2、3、4

m钢筋混凝土盖板涵,1.5m钢筋混凝土圆管倒虹吸

等结构形式。

3.4靳江河大桥

高速公路在靳江河的下游九江庙处跨越靳江河,

交角约80°。靳江河为Ⅷ级航道,季节性通航。桥位

处河道已经渠化,河床处于相对较为稳定的状态。本

桥桥面高度由通航控制。

本桥上部结构采用16×30m预应力混凝土组合

箱梁,先简支后结构连续,前4孔一联,后每6孔一联,

全桥共分3联;下部构造采用双柱式墩、肋式台,钻孔

灌注桩基础。

4路线交叉设计

全线主线共设互通式立交4处,分离式立交15

处,天桥16座,通道45道,另设桥涵兼通道25处,主

线上过人、车构造物平均每公里3.6处。

5环境保护设计

5.1绿化设计

中央分隔带绿化设计:①主要采用蜀桧和火棘交替种植,地被植物选择白花葱兰;②采用塔柏连续种

植于中央分隔带,中央分隔带两侧连续种植细叶麦冬。

护坡道的绿化设计:①选用大叶樟(杜英)和红叶

李(紫薇)分段种植;②选用广玉兰(杜英)和圆柏(红

叶李)交替种植。

路堑边坡边沟外侧碎落台栽植洒金柏、火棘、海

桐、四季桂等灌木。

路堤边坡外侧绿化,在隔离栅内侧以种植攀缘植

物为主。路堑坡顶种植杉树、桧柏或攀缘植物。

5.2互通式立交景观设计

学士互通绿化设计采用大尺度的曲线贯穿整个互

通,以大面积的图案式种植为主,主要有红继木、大叶

黄杨、洒金柏等,通过色彩的变化,构成美观大方,气势

宏大互通景观。

栗山塘互通立交设计造型轻盈、构图简洁。在设

计中,运用适量的红色、黄色、绿色,配合以圆与流线

形的构图,映射出动感和变换的韵律。圆形的花坛、花

灌木飘带形成的图案构成了景观的主体。

百泉互通绿化设计运用大尺度的曲线打破公路僵

硬的线条,借此与互通曲线相呼应,在设计中采用曲线

以及对规则形体进行解构,再进行重组,来构成气势宏

大的模纹图案,大色块、大手笔的图案式种植将给人留

下很深的印象。

湘潭互通绿化设计上采用自然式和规则式相结

合,中心圆环区选择杜鹃、小叶女贞、红继木栽植成花

瓣形状,花瓣外围选择广玉兰、红枫乔木混栽,银杏、龙

柏、冬青、水杉、铺地柏自然栽植,形成自然式乔灌草复

层植被景观。

5.3噪声治理

本路段有3处与学校、居民区相距甚近,设计中在

3处路段设置了声屏障。

含蒲中学选用水泥木屑复合吸声板作为主体材料

的声屏障,屏障高度3.0m;燕子窝居民区和泉塘小学

选用种花吸声砖作为主体材料,在设计上将吸声和环

保绿化、美化有机结合起来,可在吸声墙体一侧或多侧

种植花草及攀缘植物,以取得立体绿化效果。

6结语

长潭西线高速公路施工图设计由中交第一公路勘

察设计研究院于2003年11月完成,目前该项目已开

工建设。其施工图设计中主要突出了以下几个方面。

(1)结合地形、地物和地质条件对路线平、纵面设

计进行