国省道修复养护项目（S543社济小学至平摊新村段）中修工程施工图设计-总体设计说明

国省道修复养护项目（S543社济小学至平摊新村段）中修工程施工图设计—总体设计说明－－概述项目背景铜梁区位于四川盆地东南部、重庆市西北部，介于北纬29°31′10″至30°5′55″、东经105°46′22″至106°16′40″之间，西南靠大足区，东北连合川区，南接永川区，西北邻潼南区，东南毗邻璧山区，南北长62公里，东西宽约48公里，幅员面积1334平方公里，总人口81万，是国际主义战士邱少云的故乡和蜚声中外的铜梁龙的发祥地，区城由巴川、东城、南城3个办事处组成。图1.1-1省道位置示意图项目基本情况S543省道是重庆市内的一条普通省道，路线呈南北走向，起点位于重庆潼南与四川交界处，途径铜梁、终点位于大足区。本项目是S543其中的一段，起点位于铜梁区平摊镇设济小学，终点位于平摊新村桥头，项目里程全长3.689公里，该段道路等级为四级公路，路基平均宽度5.5m，计算行车速度为20Km/h。图1.1-2项目地理位置图设计依据业主关于“2023年铜梁区国省道修复养护项目（S543社济小学至平摊新村段）中修工程”设计合同；《重庆市普通省道公路网规划（2013-2030）》，重庆市交通委员会，2013年；《重庆市公路养护工程设计指导意见及设计文件编制办法》（渝路局发2010407号）《公路沥青路面养护设计规范》JTG5421-2018；《公路路基设计规范》JTGD30-2015；《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004；《公路排水设计规范》JTG/TD33-2012；《公路交通安全设施设计规范》JTGD81-2017；《公路交通标志和标线设置规范》JTGD82-2009；《公路交通安全设施设计细则》JTG/TD81-2017；《公路交通标志和标线设置手册》JTGD82-2009；《道路交通标志和标线》GB5768-2009；《公路交通标志反光膜》GB/T18833-2012；《路面标线涂料》JT/T280-2012；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规范》JTG3362—2018；《公路技术状况评定标准》JTG5421-2018《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/TH21-2011《水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001现行有关法律、法规及《标准》、《规范》、《规程》等；《工程建设标准强制性条文》（公路部分）；有关规划、地方人民政府的要求和意见；拟整治道路的勘测资料、检测及评价结果。测设内容及经过勘察设计内容根据业主的要求，本工程不改变既有道路的平面、纵坡、横断面宽度，维持原有平面和纵坡，路面标高由既有老路标高和路面加铺结构层共同决定，整治内容仅对路基、路面和排水、进行整治，既有桥涵的结构和安全隐患不在本设计范围内，本次调查内容如下：（1）既有公路设计及施工情况调查；（2）现状路基、路面破损情况调查及其成因分析；（3）路基防护、排水、桥涵调查；（4）沿线地形、地质、水文及其特征调查；（5）调查公路沿线筑路材料、环境保护现状及环境保护措施；（6）交通量抽样调查；（7）旧路弯沉及其他力学指标检测；（8）测量既有道路平面图；测设经过从2023年2月上旬开始，我单位对所承担的改造路段进行测量和调查，采用测图软件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、排水及桥涵的调查，对车道进行弯沉检测，对旧路面进行探坑取样，进行力学分析，于2023年2月底完成施工图设计文件的编制。既有道路的等级、标准、建管养情况和使用情况及存在的问题既有道路等级、标准S543社济小学至平摊新村段旧路技术状况表表4-1-1形政区测量里程桩号路段长度（m）等级路基宽度（m）路面宽度(m)路面等级面层类型车道状况备注铜梁区K14+677～K18+3663689四5.54.5高级水泥砼单车道路肩0.5米路线总长3.689Km建管养及使用情况该公路为省道543位于铜梁区内的一段，位于平摊镇，该路原为泥结碎石路面，路基宽度为5.5米，2008年在既有道路上加铺为水泥混凝土路面,由铜梁区公路事务中心管养，至今未有大中修记录。近两年来随着铜安高速公路的建设，本项目路段作为高速公路修建的临时便道，路面受到大型货车及罐车的长期荷载，破损相当严重，而随着2023年底铜安高速的逐步完工，本项目路将恢复到以服务沿线居民出行、连接区县之间的主要交通功能，为了改善运输环境、降低噪音、减少扬尘的，大幅度提高行车的舒适性和安全性，铜梁区公路事务中心决定对S543社济小学至平摊新村进行路面改造。现状调查和交通量旧路调查内容通过对业主有关工程技术人员的咨询，了解路段的修建过程、路面结构、地基、地质、气象、交通量及目前的养护维修使用情况，针对目前沥青砼路面破损情况，制定了逐段丈量里程，逐块调查的方法。路面破损评定标准：《公路技术状况评定标准》JTGH20-2018的路面破损评定标准为主，结合本工程的实际按下表分类评定。主要调查内容表5-1-1编号调查内容备注1公路修建、管理、养护技术资料/2路面损坏状况损坏类型、轻重程度、范围3交通荷载已承受的及预计交通量4环境条件气候、地下水、排水状况5路基及结构物情况主要调查桥梁、涵洞以及路基破坏6沿线交安设施情况标志、标线、交安护栏等现状调查与分析路基现状及评价路基现状边坡情况本项目所处地势平缓，边坡高度普遍不高，裸露基本主要为粉砂质泥岩和灰岩为主，坡顶为0.2m～0.5m不等的粉质黏土，边坡状况良好，未出现边坡坍塌病害。边坡现状如下：图5.2.1-1边坡现状图5.2.1-2边坡现状路基支挡情况由于既有路线总体平缓，沿线路基支档结构物较少，总体高度不高，状况良好，未发现挡墙圬工出现病害。排水系统情况沿线排水系统主要为边沟，根据现场调查，现状边沟主要为浆砌片石边沟，现状结构总体良好，局部路段有淤堵现象，排水系统现状如下：图5.2.1-5既有边沟图5.2.1-6既有边沟（4）桥梁涵洞情况沿线涵洞10道，均为圆管涵，结构完好，对涵洞进行清淤处理，能满足路基范围内的正常排水要求，本项目全线无桥梁。图5.2.1-7既有涵洞图5.2.1-2既有涵洞路基状况指数(SCI)评价SCI按以下公式进行计算:式中：GDiSCI—第i类路基损坏的总扣分(GlobalDeduction),最高分值为100，按下表的规定计算；ωi—第i类路基损坏的权重，按下表取值；i—路基损坏类型。表5.2.1.2-1路基损坏扣分标准类型(i)损坏名称损坏程度计量单位单位扣分权重(ωi)1路肩损坏轻㎡10.1重22边坡坍塌轻处200.25中50重1003水毁冲沟轻处200.15中30重504路基构造物损坏轻处200.1中50重1005路缘石缺损m40.056路基沉降轻处200.25中30重507排水不畅轻处200.1中50重100路基状况指数(SCI)评价结果：表5.2.1.2-2路基技术状况指数及评级桩号SCI评价主要病害开始桩号结束桩号K14+677K15+00084良边沟不畅K15+000K16+00076中局部沉陷K16+000K17+00075中局部沉陷K17+000K18+00088良边沟不畅K18+000K18+36682良从上述表格可以看出，本项目路基状况为良，局部路段边沟排水不畅，部分路基存在沉降情况，路基评价为中。路面现状及评价路面现状本项目路段大部分路面破损严重，局部少许路段完好，主要路面病害有：破碎板、裂缝、板角断裂。主要病害现场照片如下：图5.2.2-1路面病害（破碎板）图5.2.2-2路面病害（破碎板）图5.2.2-3路面病害（纵向裂缝）图5.2.2-4路面病害（板角断裂）既有路面结构层根据收集的关于该路线的管养记录，原设计路面结构为：面层：20cm厚水泥混凝土基层：20cm厚水泥稳定碎石土路基水泥混凝土路面损坏状况指数（PCI）评价（1）计算方法为了更准确地确定路面损坏情况及具体位置，为施工提供详细的资料，项目组对项目路段的路面损坏情况进行了调查，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。公式进行计算。PCI＝100－α０DRα1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——路面检测或调查面积（m2）；ωi——第i类路面损坏的权重，按下表取值；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——考虑损坏类型，包括损坏程度（轻、中、重）；i０——损坏类型总数，水泥混凝土路面取20；表5.2.2-2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（2）PCI计算结果根据《公路技术状况评定标准》JTG5210-2018公路技术状况分为优、良、中、次、差五个等级。表5.2.2-3路面破损状况等级评定标准评价等级优良中次差路面状况指数PCI≥90≥80，＜90≥70，＜80≥60，＜70＜60据路面调查病害的结果，计算路面损坏状况指数（PCI）以及评定等级结果见下表：表5.2.2-4PCI路面损坏状况指数评定表分段起止桩号路面损坏状况指数PCI评价等级主要病害K14+677～K15+00064.12次破碎板K15+000～K16+00066.44次破碎板K16+000～K17+00077.90中破碎板K17+000～K18+00077.21中破碎板K18+000～K18+36672.5中破碎板路面损坏状况指数PCI评价类别统计表：表2.2.2-4路面损坏状况指数PCI评价类别统计表评价类别评价单元数（个）所占比例（%）备注优00共计5个评价单元良00中360次240差005100从上述表格可以看出，本项目评定结果为中的路段占60%，本项目路面损坏状况总体为中。路面行驶质量指数（RQI）评价计算方法RQI评价按以下公式进行计算:RQI=100/(1+a0ea1IRI)式中：IRI—国际平整度指数；a0—快速路和主干道采用0.026，其他等级道路采用0.0185；a1—快速路和主干道采用0.65，其他等级道路采用0.58。当用连续式平整度仪测定时采用下式计算:IRI=σ/0.6σ—以标准差表示的平整度（mm）。当用颠簸仪测定时采用式下式计算:IRI=0.017VBI-1.71VBI测试速度为V(km/h)时测得的累积值（cm/km）。RQI评价结果水泥路面行驶质量指数RQI评定结果：表5.2.2-5路面行驶质量指数RQI评定结果表分段起止桩号标准差表示的平整度（mm）σ路面行驶质量指数RQI评价等级K14+677～K15+0004.1153.12差K15+000～K16+0005.2148.20差K16+000～K17+0005.3446.49差K17+000～K18+0004.3554.13差K18+000～K18+3664.4456.0差路面行驶质量指数RQI评定统计表：表5.2.2-6路面行驶质量指数RQI评定统计表评价类别评价单元数（个）所占比例（%）备注优20共计5个评价单元良00中00次00差51005100从上述表格可以看出，本项目评定结果为差中的路段占了100%，这表明全路段其平整度较差，从而导致行车舒适性大大降低，路面行驶质量指数评定为差。路面使用性能(PQI)评价路面使用性能评价包含路面损坏、平整度和抗滑性能三项技术内容。对于二、三、四级公路路面仅包含路面损坏和平整度两项技术内容。路面使用性能指数PQI按下式计算。PQI=ωPCIPCI+ωRQIRQI式中：ωPCI在PQI中的权重，按下表取值；ωRDI在PQI中的权重，按下表取值；表5.2.2-7PQI分项指标权重路面类型权重二、三、四级公路水泥混凝土路面ωPCI0.60ωRQI0.40ωSRI—表5.2.2-8路面使用性能（PQI）评定结果分段起止桩号路面损坏状况指数PCI路面行驶质量指数RQI路面使用性能PQI评价等级K14+677～K15+00064.1253.1259.7差K15+000～K16+00066.4448.2059.1差K16+000～K17+00077.9046.4965.3次K17+000～K18+00077.2154.1368.0次K18+000～K18+36672.556.065.9次表5.2.2-9路面使用性能PQI评定统计表评价类别评价单元数（个）所占比例（%）备注优00共计7个评价单元良00中00次360差2405100水泥混凝土路面断板率、平均错台率据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数，按断裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权系数进行修正后，由下式确定该路段的断板率(DBL)，以百分数表示。式中： ——i种类裂缝病害j种轻重程度的板块数； ——i种裂缝病害j种轻重程度的修正权系数，按下表确定。 ——评定路段内的板块总数。表5.2.2-10计算断板率的权系数裂缝种类交叉裂缝角隅断裂纵、横、斜向裂缝轻重程度轻中重轻中重轻中重权系数0.61.001.500.200.701.000.200.601.00根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2011)中断板率评定标准，按下表进行评定：表5.2.2-11断板率评定标准评价等级优良中次差断板率DBL（%）≤12～56～1011～20＞20根据调查计算水泥混凝土路面断板率（DBL）评定如下：表5.2.2-12断板率评定分段起止桩号断板率DBL（%）评价等级K14+677～K15+00055.0差K15+000～K16+00044.5差K16+000～K17+00035.6差K17+000～K18+00034.5差K18+000～K18+36630.8差表5.2.2-13平均错台量等级评定标准评价等级优、良中次差平均错台量（mm）≤33～77～12＞12水泥混凝土路面评定如下：表5.2.2-14平均错台量评定分段起止桩号平均错台量（mm）评价等级K14+677～K15+00014差K15+000～K16+0009次K16+000～K17+0009次K17+000～K18+0007次K18+000～K18+3668次从上述评定结果可以看出，断板率（DBL）及平均错台量均为差，说明既有水泥混凝土路面整体情况较差。桥梁现状本项目无桥梁。涵洞现状及评价涵洞评价S543社济小学至平摊新村段结构全部为圆管涵，共计10道，排水全部正常，未发现涵洞病害。根据《公路技术状况评定标准》（JTG5210-2018）评定桥隧构造物技术状况（BCI），参照以下公式对涵洞进行评价。BCI=min(100-GDiBCI)GDiBCI表示第i类构造物的累积扣分，最高扣分为100分，按下表取值。表5.2.4-1涵洞扣分标准类型构造物名称评定等级计量单位单位扣分备注1涵洞好道0较好10较差40差70危险100构造物状况指数(BCI)评价结果：表5.2.4-2构造物技术状况指数及评级桩号BCI评价开始桩号结束桩号K14+677K15+000100优K15+000K16+000100优K16+000K17+000100优K17+000K18+000100优K18+000K18+366100优从上述表格可以看出，本项目涵洞状况多为优，现有涵洞总体良好，考虑充分利用。交通安全设施现状评价交安设施现状标志标牌现状本项目标志标牌设置基本齐全，本次考虑充分利用。护栏现状本项目老路设置了老规范中的C级波形梁护栏，一般路段护栏立柱间距为4m，根据现场调查发现，路侧波形护栏基本完好。由于受资金条件限制，本次仅对沿线破损护栏进行更换。5.2.5-3既有护栏现状图5.2.5-4既有护栏现状标线现状本项目标线存在缺失、模糊不清问题。图5.2.5-5标线缺失图5.2.5-6标线缺失里程碑、百米桩现状本项目全线无省道里程桩及百米桩，根据业主意图，里程碑、百米桩不再本次设计范围内，由业主后期根据实际情况增设。交安设施评价TCI按以下公式进行计算:式中：GDiTCI——第i类路基损坏的总扣分(GlobalDeduction),最高分值为100，按下表的规定计算；ωi——第i类路基损坏的权重，按下表取值；i——路基损坏类型。表5.2.5-1沿线设施扣分标准按照《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2018）中计算沿线设施技术状况指数TCI评价结果如下：表5.2.5-2沿线设施状况评价表分段起止桩号沿线设施状况指数TCI评价等级K14+677～K15+00068次K15+000～K16+00064次K16+000～K17+00069次K17+000～K18+00065次K18+000～K18+36665次沿线设施技术状况指数TCI评定统计表:表5.2.5-3沿线设施状况评价汇总表评价类别评价单元数（个）所占比例（%）备注优00共计5个评价单元良00中00次5100差00合计5100从上述表格可以看出，评价结果所占比例最大为次。主要问题为沿线标线缺失，局部护栏损坏，本次沿线设施状况评价为次。公路技术状况指数（MQI）计算方法水泥路面公路技术状况（MQI）评定包含路基技术状况指数（SCI）、路面技术状况指数（PQI）、桥隧构造物技术状况指数（BCI）和沿线设施技术状况指数（TCI）四项技术内容。公路技术状况（MQI）按下式计算。MQI=ωSCISCI+ωPQIPQI+ωBCIBCI+ωTCITCI式中：ωSCI、ωPQI、ωBCI和ωTCI在MQI中的权重，按下表取值；表5.2.6-1MQI分项指标权重路面类型名称权重水泥混凝土路面ωSCI0.08ωPQI0.70ωBCI0.12ωTCI0.10表5.2.6-2水泥路面MQI评定表桩号范围路基技术状况指数SCI路面使用性能PQI沿线设施技术状况指数TCI桥隧构造物技术状况指数BCI公路技术状况指数MQI评价等级K14+677～K15+0008459.76810066.67次K15+000～K16+0007659.16410065.61次K16+000～K17+0007565.36910069.87次K17+000～K18+0008868.06510072.8中K18+000～K18+3668265.96510070.85中从上述表格可以看出，公路技术状况（MQI）评定结果为次和中。由于本项目路段作为建设的临时便道，造成短期内重载交通激增，路面破损严重，目前铜安高速建设已接近尾声，2023年2月根据铜梁公路事务中心与铜安高速公路建设及施工方的会议意见，由铜安高速公路建设施工方对本项目路段的路基路面病害进行全面恢复，因此本次路面设计提出在第三方对既有路基路面病害完全整治后的路面中修改造方案。设计原则设计思路根据沿线的现实情况以及所在区域的交通规划，拟先对公路进行改造，优先改善如下问题：本项目路面改造方案设计的基本思路如下：①方案必须适应本项目路段的使用要求，特别是交通荷载条件和长时间高温多雨天气的使用要求。②方案具有一定的适应性，必须适合当地的具体条件，如材料供应、经济发展水平和使用环境等条件。③方案必须操作方便，适合于当地施工企业的施工水平，技术成熟，使用效果良好。④方案必须具有一定的经济性，即应具有较高的性价比。⑤特殊路段的处理必须满足特殊使用条件下的使用要求。⑥在考虑结构层的加铺时，充分利用现有混凝土板的潜在功能，降低工程造价。改造方案设计原则对路面进行维修设计，是一项充分利用旧路面剩余强度，恢复或提高路面使用性能的有效技术措施。旧路维修设计，在考虑气候、交通条件的同时，必须建立在对旧路面的结构性能进行全面调查和确切评价的基础上，它要比新建路面的设计更为复杂。本次中修设计遵循以下原则：对现有道路平、纵、横不作调整，对提高标高地段最终路面标高由加铺结构层决定，对不能抬高标高段结合现有交通量采取整体挖除并重新铺筑新路面结构层，其路面标高保持不变；在满足使用功能的前提下尽量节约投资，能够继续利用的构造物应利用；保持不中断交通前提下的快速中修，减少对沿线产业和居民的干扰；针对病害原因，中修方案做到有地放矢、实事求是、易于操作；完善排水系统、防护、交安、照明及其它病害的治理。采用技术标准及技术指标的总体情况，不同技术标准之间的衔接过渡情况根据原有公路线形、沿线地形、地质条件，以及交通量的分布情况，结合沿线地形地质水文等自然地理条件以及沿线的城镇规划因地制宜运用技术指标，综合以上情况本项目按照现行规定推荐采用原公路等级标准建设，全线设计速度采用20km/h，路基宽度参照原有道路宽度，并做好相应交安防护措施，保证行车安全。路线主要控制点、走向、所经主要河流、城镇主要控制点路线主要控制点有：起点、沿线搭接口、终点。起终点路线起点位于社济小学，沿既有S543平摊新村方向，路线全长3.689公里。路线走向本项目路线走向为：整体呈东西走向。沿线主要城镇本项目全部位于铜梁区白羊镇、安居镇内。沿线主要道路、河流公路：本项目区域内主要有既有S107和沿线搭接公路。既有S543：双向单车道，设计速度20km/h，路面宽:4.5米。河流：主要河流为沿线小沟小河，无其他较大河流。建设条件项目区域城镇现状布局、规划与拟建项目的关系由于本项目路线长度短，路线未经过大型场镇，且为路面改造项目，不影响沿线场镇规划。地形地貌铜梁地处渝西丘陵与渝东平行岭谷交界地带，地貌多姿，地势西南高、东北低，地形以丘陵为主，东南部有毓青山和巴岳山东西对峙，境内最高海拔885米（燃灯山），最低海拔185米（张渡口），森林覆盖率33%。区内主要有涪江、琼江（又名大安溪）、小安溪、平滩河、久远河和淮远河六条主要河流，简称“一江两溪三河”，以及大小支流245条，总属长江水系、嘉陵江流域。文地质评价铜梁水系由涪江、琼江、小安溪、平滩河、久远河、淮远河、巴川河、白羊河、侣俸河、穆家河10条主要河流及众多小支流溪沟组成。区内多年平均降水量13.85亿立方米，夏季洪旱交替，每年7—9月上旬有数次大到暴雨降雨过程，部分河段出现超警洪水，导致局部地区洪涝灾害；旱季发生在初夏至初秋之间，会给农作物生长造成一定影响，但大旱之年很少出现。地质构造及地震根据《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。不良地质沿线工程地质条件较好，边坡低且缓，土层0.1～0.5米不等，下覆为砂岩、泥岩互层，山脊及两翼第四系覆盖层相对较薄，且多为旱地，对工程建设没有大的影响；路面改造对既有边坡稳定性影响不大。筑路材料供应、运输情况、水、电等建设条件及与公路建设的关系筑路材料供应情况沿线筑路材料中各种筑路材料均质优量丰，且大多可就地取材。沿线覆盖层以低液限粘土及碎块石土为主，下卧基岩有粉砂岩、灰岩、页岩等，可选择开采作圬工砌筑材料，沿线一般路基填筑均可就近利用挖方中的土方、石方作填料。1）片块石公路沿线广泛分布岩石，岩性以砂岩、灰岩为主，石质坚硬，材质良好，强度较高，可加工成各种规格块、片石，可就近开采使用，通过汽车运输到项目地。同时片块石也可以在铜梁区采购，储量丰富，运距较近，交通便利，运距约20km。2）、碎石料场位于铜梁区，可开采灰、砂岩，生产碎石及机制砂，满足公路路面碎石及碎石砼用量，可开采灰、砂岩，生产碎石及机制砂，满足公路路面碎石及碎石砼用量，供应全线，交通方便，运距20km。3）砂、中粗砂首先考虑就近取材，公路沿线广泛分布采沙场采购优质中粗砂等，运距约20km。4）其他材料水泥：考虑在铜梁市区周边水泥厂购买，水泥各项技术指标应满足规范及设计要求，运距约25km。沥青：考虑在铜梁市区内周边沥青拌合场购买，沥青各项技术指标应满足规范及设计要求，运距约20km。施工总体实施步骤、施工注意事项及交通