铜天槽至向阳坪公路路面改造工程 总体设计说明

铜天槽至向阳坪公路路面改造工程总说明S1-21/8一、项目背景洗新乡地处地处石柱土家族自治县境东南部，东与新乐乡接壤，南与湖北省利川市文斗乡、石柱县黄鹤镇为邻，西与六塘乡相连，北与沙子镇、金竹乡相邻，距石柱土家族自治县政府驻地72千米。为更好地承接县城区域辐射，为全县加快镇域经济发展探索路子、积累经验，针对洗新乡地理优势，以乡村旅游、社会综合治理、乡村振兴为重点，依托铜天槽公路，全力打造乡村振兴示范点和乡村旅游示范区。但是，既有道路宽度较窄，局部破损严重，不满足沿线居民出行、旅游和乡村振兴的需求。为加快乡村旅游示范区等的建设，提出来本项目的建设。二、任务依据及测设经过2.1任务依据1.本项目的勘察设计合同；2..2.2测设经过根据业主的安排，我项目组在施工图设计阶段，重点对既有道路路线线位、平纵指标、路面结构方案等作深入的多方案研究。为确保施工图阶段的测设质量，争取测设工期，项目组于2021年7月下旬进入现场，对所承担的路段进行测量和调查，进行道路平面测量及拟合，逐段丈量里程、逐段调查的方法完成路面、路基、防护、排水、及安全防护等调查，分析既有路基总体状况。中桩测量采用GPS施放，测量精度纵向误差小于1/2000，横向误差小于0.10m。中平测量采用水准仪单置镜一次观测，逐段与已知水准点附和，允许闭合差30。横断面测量采用全站仪配合PDA计算机测量，全线范围逐桩测量，现场计算点绘地面线，所绘横断面均反映出地形、地物、地质特征，测绘宽度综合考虑路基填挖高度、地面横坡、排水设计、隔离栅、公路用地界等，一般采用路中心线两侧各25m，各项测量内容、方法、精度均满足《公路勘测规范》的要求。2.3原有公路技术状况2.3.1道路现状建管养情况：本项目位于洗新乡，是洗新乡管辖的一条通组公路，根据现场调查，该道路目前为水泥混凝土道路，平纵指标较差，既有道路宽度不均匀，平均路基宽度为6米。既有道路为农村公路。（1）既有道路平面线形经现场调查后对原路平面进行拟合后得出，全线长9.321km，全线路段未设置缓和曲线。现场照片（2）既有道路纵断面线型经对原路纵面进行拟合后得出，既有道路总体坡度较陡，局部路段较缓，最大纵坡14%，每公里变坡次数10.642次。现场照片（3）路基路面及排水状况现状公路路基总体状况良好，主线路基平均宽度为6米，为水泥混凝土路面，现状公路排水系统不完善，多数路段未设置边沟或者为土沟，仅靠路面进行散排，造成局部路段存在排水不畅、路基冲毁等现象。现场照片（4）交通安全设施沿线路段波形护栏或水泥墩防护，波形护栏存在局部损坏且等级较低，水泥墩存在风化、损坏等破坏；沿线标线缺失；标志标牌较完善，但存在损坏、遗漏的现象。本次设计考虑新增和完善交通安全设施，以保证交通安全。水泥墩损坏标牌损坏（5）沿线桥涵根据现场调查，本项目全线无桥梁，涵洞较少，为钢筋混凝土盖板涵，部分存在堵塞，本次设计考虑疏通利用。现场照片2.3.2水泥路面损坏用路面损坏状况指数（PCI）评价为了更准确的确定路面损坏情况及具体位置，为施工提供详细的资料，项目组对主线和支线分别进行了路面损坏情况逐块调查，然后按《公路技术状况评定标准》（JTG5210-2018）的方法计算路面破损率及路面损坏状况指数。路面损坏状况指数（PCI）及路面破损率（DR）按以下公式进行计算。式中：DR——路面破损率，为各种损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之百分比（%）；Ai——第i类路面损坏的面积（m2）；A——调查的路面面积（调查长度与有效路面宽度之积，m2）；ωi——第i类路面损坏的权重，水泥混凝土路面按表4.1取值；α０——水泥混凝土路面采用10.66；α１——水泥混凝土路面采用0.461；i——考虑损坏程度（轻、中、重）的第i类路面损坏类型；i０——包含损坏程度（轻、中、重）的损坏类型总数，水泥混凝土路面取20；表2-1水泥混凝土路面损坏类型及权重类型（i）损坏名称损坏程度权重（ωi）计量单位1破碎板轻0.8面积m22重1.03裂缝轻0.6长度m（影响宽度：1.0m）4中0.85重1.06板角断裂轻0.6面积m27中0.88重1.09错台轻0.6长度m（影响宽度：1.0m）10重1.011唧泥1.0长度m（影响宽度：1.0m）12边角剥落轻0.6长度m（影响宽度：1.0m）13中0.814重1.015接缝料损坏轻0.4长度m（影响宽度：1.0m）16重0.617坑洞1.0面积m218拱起1.0面积m219露骨0.3面积m220修补0.1面积m2根据《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2018），公路技术状况分为优、良、中、次、差五个等级。表2-2公路技术状况评定标准评价等级优良中次差MQI及各级分项指标≥90≥80，<90≥70，<80≥60，<70＜60经现场调查得知，本项目水泥混凝土面板破损率DR平均在20.51%左右，路面损坏状况指数PCI平均在58.86左右；具体详见附件3：既有路面PCI计算表。表2-3水泥路面破损调查结果分段起讫桩号破损率DR（%）路面损坏状况指数PCI评价等级K0+000-K1+00033.0346.55差K1+000-K2+00032.7946.73差K2+000-K3+00030.3248.62差K3+000-K4+00030.1248.77差K4+000-K5+00030.4248.54差K5+000-K6+00012.1566.3次K6+000-K7+00011.8967.00次K7+000-K8+0007.8872.39中K8+000-K9+0007.3873.21中K9+000-K9+3009.1270.46中根据以评价结果，本项目道路评价等级为差，结合乡村振兴示范点和乡村旅游示范区的需求，本项目改造工程迫在眉睫。2.3.3混凝土强度、厚度检测根据现场的钻心取样及室内试验，混凝土路面的厚度、抗压、劈裂、弯拉强度检测结果如下表：表2-4路面的厚度、抗压、弯拉强度检测结果表取芯位置水泥砼厚度（cm）抗压强度（MPa）劈裂强度（MPa）弯拉强度（MPa）K0+60019.825.52.624.21K1+60020.226.22.514.66K2+60019.726.72.474.68K3+60019.727.62.634.58K4+6002026.82.764.86K5+60019.527.22.554.58K6+60019.7272.564.75K7+60019.828.32.664.26K8+60020.127.12.724.571.旧混凝土面层弯拉强度的标准值计算按下式：式中：—旧混凝土弯拉强度标准值(MPa)—旧混凝土劈裂强度标准值(MPa)—旧混凝土劈裂强度测定值的均值(MPa)—旧混凝土劈裂强度测定值的标准差(MPa)经计算旧混凝土弯拉强度标准值为：4.20MPa2.旧混凝土的弯拉弹性模量标准值计算按下式：结论：经计算旧混凝土弯拉弹性模量标准值为：31.15GPa三、技术标准根据“重庆市农村公路标准建设管理办法”和“”，结合业主要求和专家审查意见以及部颁《公路工程技术标准》JTGB01-2014进行勘察设计，本次设计采用的技术标准原则如下：1、本工程对原老路平面、纵坡进行拟合，不改变既有道路平面、纵坡。2、本工程K0+000~K5+200段，采取在现状路面上加铺20cmC30水泥混凝土面层。K5+200~K9+321段，对破损面板进行修补的方案进行处置。3、对三处小半径回头弯（K6+410、K6+580、K6+700）进行拓宽改造。4、为保障沿线居民的日常生产生活和道路行车安全，在以上路段设置了相应的警告标志标牌或波形护栏等安全防护措施，并全路段采取限速设计。表3-1主要技术指标表序号指标名称单位既有道路指标备注1公路等级等级农村公路2设计速度公里/小时-3平均路基宽度米64平均行车道宽米5.55路肩宽度米0.256设计荷载公路-Ⅱ公路-Ⅱ7圆曲线极限最小半径米38最大纵坡%149最小坡长米4510竖曲线最小半径米200四、路线起讫点、中间控制点、所经主要河流、垭口、村镇及工程概况4.1路线起讫点及其所通过的主要控制点本项目起点位于夹泥坳附近，与S516平交，沿既有道路布设，终点位于丰田村村委会附近，拟合既有道路平纵，路线全长9.303km。项目起点项目终点沿线的主要控制点：起终点、沿线房屋、交叉等。4.2工程概况本项目起点位于夹泥坳附近，与S516平交，沿既有道路布设，终点位于丰田村村委会附近，拟合既有道路平纵，既有路基平均宽度为6米，路线全长9.302km，通厂区支路全长0.177km。支线支线项目地理位置图项目名称石柱县铜天槽至向阳坪公路路面改造工程项目类型既有农村公路改造起终点桩号主线K0+000～K9+320.700；支线ZK0+000～ZK0+177.379路线全长主线9.321km；支线0.177km既有公路现状平均宽约6.0m水泥混凝土道路项目沿线特殊构造物除K7+154涵洞接长利用外其余均为清淤利用根据评定结果得知具体改造内容如下：改造内容主线起点交叉口加宽改造；主线前5.2Km段破碎现状道路加铺20cmC30砼路面；主线5.2Km后的路段对现状破损路面进行修补；支线加铺20cmC30砼路面；对三处回头弯进行加宽改造；完善沿线安全设施；对一处边坡进行清坡并挂网。五、上阶段意见及执行情况5.2初步设计批复意见及执行情况1、进一步加强旧路现状调查，核实既有道路病害情况。回复：已按意见执行。2、论证大纵坡、小半径沥青路面的可行性，补充路面比选方案。回复：已按意见执行。3、加强大纵坡、小半径路段安全防护设计；补充完善交安设施设计。回复：已按意见执行。4、复核工程量、材料单价，完善概算文件编制。回复：已按意见执行。六、沿线地形、地质、地震、水文等与公路建设的关系6.1地理位置，地形、地貌本项目位于石柱县洗新乡境内，石柱县境内山峦重叠，沟壑纵横，形成槽坝和夹谷地形，地表形态以中、低山为主，兼有山原、丘陵。境内海拔均在900米以上。6.2区域地质稳定性评价据野外工程地质测绘，路段区未发现不良地质现象，场地稳定性良好，整体稳定，适宜拟建道路工程的建设。6.3地质构造该路段内出露的地层岩性主要为第四系（Q4e+dl）崩坡积块碎石土、粘砂土夹碎石/侏罗系珍珠冲组的砂岩和泥岩（JlZ）和三叠系（T3xj）砂岩，其岩性自上而下为（由新到老）：（1）第四系（Q4e+dl）崩坡积层①崩坡积（Q4c+dl）碎石土：浅黄色，稍湿～潮湿，碎石含量60％，碎石成分主要为中～强风化砂岩。碎石直径一般为50mm～100mm，最大可达250mm，呈次棱角～棱角状；土主要为粘砂土，灰褐色、浅黄色。②粘砂土夹碎石（Q4c+dl）：灰黑色，可塑～软塑，碎石含量约10%～20%，成分主要为砂岩，次棱角状，其余为粘砂土，分布在基岩顶面，厚度约1～4m。（2）侏罗系珍珠冲组的砂岩、泥岩互层（JlZ）泥岩：灰黑色，薄层构造，单层厚约5～20cm，主要出露K9+520～+600段，局部夹错动痕迹，产状单一，为NE40°～45°/N50°～55°，微节理发育，目前微节理局部有张开现象。该地层与砂岩互层，主要分布于坡体内。（3）三叠系（T3xj）砂岩：灰白色，中细粒结构，中、薄层构造，弱～微风化为主，岩石较坚硬，表层染有铁锈色，节理裂隙发育，岩层产状为NE62°/N56°。分布于整个坡体中，岩层薄厚不一，节理发育。6.4水文地质评价本项目内地表水主要为冲沟内季节性流水，也只有在暴雨季节出现。调查区地下水类型主要为松散层孔隙水及基岩裂隙水两种：1）第四系松散层孔隙水第四系中的松散岩类孔隙水，含水层具有结构松散，透水性好的特点，一般受地形条件及本身土体结构的控制，其赋水条件差，水量贫乏。2）基岩裂隙水调查区受地层岩性、地形地貌及构造的控制，地下水类型有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水（包括构造裂隙水和风化带裂隙水）两大类型，以基岩裂隙水为主。地下水的富集受地形地貌、地层岩性、所处的构造部位、构造的空间组合控制，不同类型地下水的赋存规律各不相同。基岩风化裂隙水主要为赋存于砂质泥岩、泥岩的风化裂隙中。基岩浅层网状风化裂隙较发育，透水性较好，裂隙水受大气降水补给，水量十分有限。基岩裂隙水主要接受降雨入渗补给，在降雨期间边坡中下部砂岩岩体裂缝中有地下水出露，平常期间局部坡面有湿润现象，总体而言地下水不发育，但应注意降雨期间坡体裂隙水排泄问题。6.5不良地质路段情况经地面调查，建设场区内没有发现崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。6.6地质动峰值加速度采用情况根据《中国地震动峰值加速度区划图》GB18306—2015附图A及附图B，线路段所处地区地震基本烈度Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s，属少震、弱震区，其抗震设计按《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)的有关规定执行。6.7气象、水文（1）气象项目所在石柱县属亚热带季风气候区，具有春早、夏热、秋雨连绵、冬暖而多雾，无霜期长，雨量充沛的特点。据石柱气象局龙宝气象站资料，归纳引用如下：——降雨量：多年平均降雨量1227.90mm，降雨量多集中在5～9月，占全年降雨量的70%；冬季雨量最少（12月至次年2月），占全年降雨量的4.20%。年最大降雨量1635.20mm（1982年），日最大降雨量199.30mm。——气温：多年平均气温18.0℃，极端最高气温42.1℃，极端最低气温-4.5℃。——风：最大风速16.7m/s，年主导风向为北风、静风。——湿度：相对湿度，多年平均相对湿度80%，年内分配以12月最大，为87%；以8月份最小，为74%。绝对湿度为17.5Mb。——年霜冻期日数一般为10～20天；雾日数多为20～35天，日照数达1384.2～1542.8小时。七、沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系项目区域筑路材料丰富，其中尤以片石、碎石、机制砂、水泥最丰富，沥青、钢材缺乏，详见沿线筑路材料料场表。1.片石项目沿线石料丰富，挖方中的石料经试验满足要求后可作为填料，部分砂岩（中风化砂岩饱和单轴抗压强度一般大于30MPa）可加工成料石供一般小型支挡结构、排水等构筑物使用。场地邻近粘性土分布较广，筑路用粘性土可根据工程需要就近采集。2.碎石、机制砂路面等工程用碎石就近购买，运输条件较好。3.砂、中粗砂石柱砂厂较多，储量丰富，材质较好，可以考虑就近购买，运输条件较好。4.水泥附近有许多水泥厂，产量大，质量高，能满足本项目所需，水泥种类有硅酸盐、普通硅酸盐、复合硅酸盐、粉煤灰硅酸盐、矿渣硅酸盐、中热硅酸盐、道路硅酸盐和低碱水泥等十多个品种水泥，包括42.5（R）、52.5（R）等级，材料可通过现有道路运输。5.其他材料本工程所需钢材、木材、沥青等其他材料可在石柱城区采购，通过公路运输至工地。6.路基填料：本段路基填方所需填料可就近利用挖方来填筑路堤，挖方中以砂岩及泥岩为主，其次为泥质砂岩、粉质粘土、素填土。挖方中的高液限粘(粉)土、耕植土等不能作路基填料。7.工程用水、用电项目沿线内水资源较为丰富，工程用水可从线路附近溪沟内取用，水源较多，水质清洁，无污染，对混凝土