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【摘 要】 针对中山市纵二线南段一级公路工程的自然地理条件和沿线地区经济发展建设情况，在设计的过程中，采用了符合实际的总体设计要点和路线总体布置情况，主要包括：路线方案比选；软土地基的处理方案；互通立交的布置及设计；桥型方案；景观设计等方面。纵二线南段一级公路工程中采用的设计方法，为以后类似一级公路的设计提供了借鉴意义。
【关键词】 设计要点 方案比选 总体设计
中山市纵二线南段一级干线公路是中山市规划干线公路网中的重要组成部分，本项目的建设是对现状省道S111线中山南朗段即现状中拱公路的扩建及改线升级。省道S111线由广州经洪奇沥大桥南下进入中山境内，自民众镇与三角镇接壤处穿越民众镇、中山火炬开发区、南朗镇后进入珠海境内，此路线是珠三角经济互动的命脉之一，在中山市及区域性公路网中，具有极其重要的交通地位。
纵二线南段路线全长7.38km。设计速度为80km/h， 主线按照交通量采用六车道一级公路标准建设，同时兼顾城市快速路功能，在部分路段主线两侧或单侧增设辅道。路线起点在南朗工业园区道路，终点与珠海规划S111线位衔接，采用分离式路基；标准横断面如下：
1 自然地理条件
项目区先后穿越微丘和平原，位于广澳高速公路西侧，多处经过微丘，一般海拔高程为12.5～50m（85国家高程基准，下同），无大型河流，路线在跨过广澳高速公路以后，基本处于平原地段，一般海拔高程为2.8～6.8m。
路线经过区域沟渠众多，鱼塘星罗棋布，是属珠江三角洲西、北江冲积平原区，地表多被第四系土层所覆盖，且多被垦为农田、花地、甘蔗地及人造鱼塘。
本区属南亚热带季风气候，雨量充沛，气候温暖潮湿，四季草木常青，夏季湿热，夏秋两季常有强热带风暴侵袭本区；冬季偶有冷空气侵入。
本区降水量较高，多年平均降水量1645～2013mm，历史最大降水量2413～3326mm，最小降水量953～1200mm。雨季4～9月，降雨量占全年80%左右，雨季低洼地带易遭水浸，出现短暂洪涝现象。极端最高气温36.2～37.1℃，极端最低气温3.1℃～1.3℃。
2 项目特点
（1）本线路的不良地质为零星分布的饱和砂土地震液化。特殊性岩土为软土、松散填土、高液限黏土，分布相对集中。
（2）本段路基设计高度主要受地形、桥梁通道构造物、架空高压电缆、被交道路、规划道路高程、锦绣海湾城小区规划设计高程、地下（地表）水位及路基稳定性等因素控制，并参考伴行公路广澳高速路基填高进行路基填高设计。软土路基路段根据路基稳定性、工后沉降等因素确定。在软土地基路段原则上最大填土高度控制在6.0m以内。通过对当地已建项目的了解和经济性比较，软土路基地段路桥分界填土高度按3～5m控制。
（3）本路段的重点工程主要集中在桥涵及路基的软基处理和挖方施工上。路基软基处理、桥涵工程应尽早安排施工，保证桥涵与路基同步进行。挖方段的弃方要满足纵向利用进度，避免大量弃方，造成工程浪费。临近村镇路段应按环保要求，尽量减少对当地群众生产、生活及环境的干扰与破坏。
3 总体设计要点
3、1 方案的选择和布置
本次设计路线起点位于南朗工业园区道路，在K8+300通过知青场互通与规划的逸兴路衔接，互通型式为菱形互通；路线于K10+067.82上跨南朗镇规划产业园区道路，并设置翠竹互通，翠竹互通型式为菱形，通过被交道路与翠亨大道、广澳高速公路翠亨收费站相连接；路线K10+998.70上跨翠亨大道和广澳高速公路后，于K13+269下穿明珠路，设置菱形互通与明珠路衔接；路线自K14+300处左右分幅，左幅与长平路平交后向南终于中珠排洪渠小桥珠海侧耳墙；右幅上跨广澳高速公路后与现状S111珠海段相接。
3、2 路线方案的比选
该方案的提出主要是解决知青场互通匝道上跨广澳高速公路的问题，A方案采用单喇叭互通方案，由于主线距离广澳高速公路仅107m，知青场互通A、D、E匝道均需采用上跨广澳高速公路，上跨分离桥规模大，拆迁量大，占地较多，造价高，同时对广澳高速公路的运营速度和安全有一定的影响。K方案（推荐方案）主线距广澳高速公路243m，知青场互通采用菱形互通方案，仅被交道上跨广澳高速公路需修建1座分离桥，互通工程规模较小，占地少，造价低。
推荐方案有几个方面的优势：
1、路线与广澳高速公路间隔距离243m，便于土地规划利用。
2、知青场互通采用菱形互通方案，占地少，被交道下穿，便于公路两侧土地开发利用。
3、知青场互通只有A匝道上跨广澳高速公路（G4W），且采用简支结构，施工期对广澳高速公路运营干扰小，安全程度高。
综上：K方案具有利于路线两侧的土地开发，知青场互通规模小，对广澳高速运营影响较小等优点，故推荐K方案线位。
3、3 技术指标与技术标准的总体运用情况
根据已经的确定技术指标，结合南朗镇规划、珠海S111规划标准，本次设计全段（K7+500～K14+880）按六车道一级公路设计速度80km/h设计；局部路段结合规划增设辅车道及人行道；
平面线形指标：平曲线最小半径700m，满足《公路工程技术标准》JTJ B01-2003中的一级公路设计时速80km/h平曲线一般最小平曲线半径400m的指标要求。
纵断面线形指标：满足《公路工程技术标准》JTJ B01-2003中的一级公路设计速度80km/h的指标要求，最小竖曲线半径3000m一处，注意全线平纵指标的均衡连续性，确保“平包竖”。
总之，灵活采用规范指标，避开重要的控制点，降低工程造价，体现了灵活设计、精心设计的指导思想。
3、4 软基处理方案比选 本次软土设计对袋装砂井（塑料排水板）、水泥搅拌桩两种软基处理措施进行方案比较。
（1）袋装砂井/塑料排水板+堆载预压
袋装砂井和塑料排水板是通过增加地基竖向排水通道，缩短排水路径，加速地基固结速率和促进地基强度增长。堆载预压是通过荷载作用，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压力差，在此压力差作用下，土体中的空隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。该方案可提高路基的稳定性，使大部分沉降提前在施工期和预压期完成。
优点：施工方便，造价低、快捷。
缺点：施工工期长，填筑和预压时间较长，对于路堤和陡坡路堤的稳定性存在不安全的因素，沉降量大，对周边建筑物和构造物存在拉裂等不安全因素。
（2）水泥搅拌桩
水泥搅拌桩是用深层搅拌机械将水泥（掺量约15%）强制搅拌，利用水泥与粘土中的水发生水解和水化反应，反应的结果使软土中大量的自由水被吸收成结晶水并固定下来，从而生成具有一定强度的柱体，起到加固地基的作用。成桩后与桩间土共同承载形成复合地基，桩的承载力主要靠桩体自身强度。当桩长大于有效桩长时，增加桩长对承载力的提高作用不大，根据经验，水泥搅拌桩加固深度最好在12m以内，一般不超过15m，并且要求水泥搅拌桩应穿透软土达到强度相对较高的土层。
优点：施工工期短，扰动小，沉降少。
缺点：造价高于袋装砂井+堆载预压
综上所述，结合本项目软土厚度、埋深、下卧层等分布情况，结合考虑软基沉降对周围小区建筑的影响。本项目软基处理采用水泥搅拌桩，桥头路段桩间距进行加密。
3、5 互通式立交设置及设计
互通立交平面设计是整个互通立交设计中最重要的一环，它直接关系到互通立交的行车是否安全、舒适、造型是否美观。因此在平面设计中采用合理、均衡的指标，并与交通流向相适应，使互通立交的整体效果达到造型美观、线形舒展、流畅、行车安全舒适（如表1）。
（1）知青场互通
知青场互通位于南朗镇知青场西侧，连接道路为规划逸兴路，并通过逸兴路与横门岛及南朗路网相连接，被交路上跨。该立交的主要功能是实现逸兴路及周边路网与本公路的交通转换，主要服务对象是知青场、南朗镇和南朗工业区和利用本公路出行的人群。段落地形变化较大。互通设置主要受广澳高速公路、管线和规划道路等条件的限制，以及受占用土地类别要求的限制，但具备布置互通的条件。主线设计速度为80km/h，路基全宽32m，根据转向交通量，结合互通立交区段的地形、地物条件，结合镇区规划，拟定菱形互通。
（2）翠竹互通
翠竹互通位于翠亨大道与云梯山水库之间，被交叉道路为规划道路，交叉桩号K10+193、采用主线上跨式分离立交形式。翠竹互通立交的主要功能是完成广澳高速公路翠亨收费站出入口、老路省道S111及规划工业园区道路与本公路的交通转换，主要服务对象是广澳高速公路、翠亨村及周边区域和云梯山公园等。K9+300～K11+450路段具备修建翠竹互通条件，该段位于丘陵山区，地形起伏变化较大，地表以林木为主、沟谷多为水田。互通设置严重受地形等条件的限制，建设条件较差。翠竹互通的转向交通量较小而且均衡，互通形式确定采用菱形。（3）明珠路互通明珠路互通设置于主线K13+270，与南朗镇（现状主干道）明珠路相交处，明珠路是连接南朗镇南部中心的主干道，西连纵二线，东接南朗纵一线，规划道路宽度为50m，双向六车道；明珠路互通距离本次设计终点珠海市2km。
本项目左侧为锦绣海湾城小区，右侧为广澳高速公路，路中线距广澳高速公路仅132m，且中间有中石化成品油管道、中海天然气管道及阀室等重要控制点；互通的布设还要考虑现状明珠路的下沙分离桥的利用、施工期对广澳高速公路运营的干扰等问题，互通的选型难度较大，根据明珠路互通的转向交通量，采用混合型互通，主要交通流采用直连式匝道或半直连匝道，次要交通流采用环形匝道连接，本方案需拆除明珠路现状下沙分离桥，明珠路按规划一次建成，分别上跨主线及广澳高速。
3、6 桥型方案
本项目桥梁上部结构在可能的条件下尽量采用便于施工的预制结构。经比较选用后对大桥采用结构连续的装配式预制箱梁，考虑结构吊装重量，箱梁最大跨径控制为35m，中桥采用预制空心板结构，考虑到预制空心板的通病，本项目在加强预制板间的横向联系的基础上，对跨径13m以上空心板均采用预应力钢束结构连续，10m空心板采用桥面连续，大大提高了该结构的可靠性。由于项目区域内普片分布软土及软弱土，桥梁下部结构均采用桩基础、柱式桥墩。桥台根据桥头填土高度的不同采用肋式或柱式桥台。
桥梁桩基设计过程中，针对软弱地基提供的桩侧摩阻力小的特性，注重桩基直径和桩数的选择：避免采用提供摩阻力效率低下但混凝土用量大的大直径灌注桩；采用多根数、小直径的桩基虽然承台工程数量略有增加，但下部结构总体工程规模则有显著下降。
3、7 景观设计
路线位于广澳高速公路西侧路段，多处经过山前微丘区，局部为天然林地，植被茂密，自然景色优美；路线位于广澳高速公路东侧地势平坦，起伏不大，远期规划为居住区，现有少量农田或树林；与明珠路交叉后路线基本在居民区与广澳高速公路之间穿行，小区绿化已形成规模；路线经过区域有翠亨文化名村、孙中山故居、温泉度假城等旅游度假区，建成通车后是旅游必经之路。
4 结语
本项目的建成将对中山市东部组团的发展、滨海新城的建设、翠亨历史文化名村、孙中山故居及滨海温泉度假城等旅游景点的开发和中山市旅游产业的发展将起到重大的推进作用。
参考文献
[1] JTG D20-2006，公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006
[2] 龚晓楠，等.地基处理手册[M].中国建筑工业出版，2008
[3] JTG B01-2003，公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2003
【关键词】 设计要点 方案比选 总体设计
中山市纵二线南段一级干线公路是中山市规划干线公路网中的重要组成部分，本项目的建设是对现状省道S111线中山南朗段即现状中拱公路的扩建及改线升级。省道S111线由广州经洪奇沥大桥南下进入中山境内，自民众镇与三角镇接壤处穿越民众镇、中山火炬开发区、南朗镇后进入珠海境内，此路线是珠三角经济互动的命脉之一，在中山市及区域性公路网中，具有极其重要的交通地位。
纵二线南段路线全长7.38km。设计速度为80km/h， 主线按照交通量采用六车道一级公路标准建设，同时兼顾城市快速路功能，在部分路段主线两侧或单侧增设辅道。路线起点在南朗工业园区道路，终点与珠海规划S111线位衔接，采用分离式路基；标准横断面如下：
1 自然地理条件
项目区先后穿越微丘和平原，位于广澳高速公路西侧，多处经过微丘，一般海拔高程为12.5～50m（85国家高程基准，下同），无大型河流，路线在跨过广澳高速公路以后，基本处于平原地段，一般海拔高程为2.8～6.8m。
路线经过区域沟渠众多，鱼塘星罗棋布，是属珠江三角洲西、北江冲积平原区，地表多被第四系土层所覆盖，且多被垦为农田、花地、甘蔗地及人造鱼塘。
本区属南亚热带季风气候，雨量充沛，气候温暖潮湿，四季草木常青，夏季湿热，夏秋两季常有强热带风暴侵袭本区；冬季偶有冷空气侵入。
本区降水量较高，多年平均降水量1645～2013mm，历史最大降水量2413～3326mm，最小降水量953～1200mm。雨季4～9月，降雨量占全年80%左右，雨季低洼地带易遭水浸，出现短暂洪涝现象。极端最高气温36.2～37.1℃，极端最低气温3.1℃～1.3℃。
2 项目特点
（1）本线路的不良地质为零星分布的饱和砂土地震液化。特殊性岩土为软土、松散填土、高液限黏土，分布相对集中。
（2）本段路基设计高度主要受地形、桥梁通道构造物、架空高压电缆、被交道路、规划道路高程、锦绣海湾城小区规划设计高程、地下（地表）水位及路基稳定性等因素控制，并参考伴行公路广澳高速路基填高进行路基填高设计。软土路基路段根据路基稳定性、工后沉降等因素确定。在软土地基路段原则上最大填土高度控制在6.0m以内。通过对当地已建项目的了解和经济性比较，软土路基地段路桥分界填土高度按3～5m控制。
（3）本路段的重点工程主要集中在桥涵及路基的软基处理和挖方施工上。路基软基处理、桥涵工程应尽早安排施工，保证桥涵与路基同步进行。挖方段的弃方要满足纵向利用进度，避免大量弃方，造成工程浪费。临近村镇路段应按环保要求，尽量减少对当地群众生产、生活及环境的干扰与破坏。
3 总体设计要点
3、1 方案的选择和布置
本次设计路线起点位于南朗工业园区道路，在K8+300通过知青场互通与规划的逸兴路衔接，互通型式为菱形互通；路线于K10+067.82上跨南朗镇规划产业园区道路，并设置翠竹互通，翠竹互通型式为菱形，通过被交道路与翠亨大道、广澳高速公路翠亨收费站相连接；路线K10+998.70上跨翠亨大道和广澳高速公路后，于K13+269下穿明珠路，设置菱形互通与明珠路衔接；路线自K14+300处左右分幅，左幅与长平路平交后向南终于中珠排洪渠小桥珠海侧耳墙；右幅上跨广澳高速公路后与现状S111珠海段相接。
3、2 路线方案的比选
该方案的提出主要是解决知青场互通匝道上跨广澳高速公路的问题，A方案采用单喇叭互通方案，由于主线距离广澳高速公路仅107m，知青场互通A、D、E匝道均需采用上跨广澳高速公路，上跨分离桥规模大，拆迁量大，占地较多，造价高，同时对广澳高速公路的运营速度和安全有一定的影响。K方案（推荐方案）主线距广澳高速公路243m，知青场互通采用菱形互通方案，仅被交道上跨广澳高速公路需修建1座分离桥，互通工程规模较小，占地少，造价低。
推荐方案有几个方面的优势：
1、路线与广澳高速公路间隔距离243m，便于土地规划利用。
2、知青场互通采用菱形互通方案，占地少，被交道下穿，便于公路两侧土地开发利用。
3、知青场互通只有A匝道上跨广澳高速公路（G4W），且采用简支结构，施工期对广澳高速公路运营干扰小，安全程度高。
综上：K方案具有利于路线两侧的土地开发，知青场互通规模小，对广澳高速运营影响较小等优点，故推荐K方案线位。
3、3 技术指标与技术标准的总体运用情况
根据已经的确定技术指标，结合南朗镇规划、珠海S111规划标准，本次设计全段（K7+500～K14+880）按六车道一级公路设计速度80km/h设计；局部路段结合规划增设辅车道及人行道；
平面线形指标：平曲线最小半径700m，满足《公路工程技术标准》JTJ B01-2003中的一级公路设计时速80km/h平曲线一般最小平曲线半径400m的指标要求。
纵断面线形指标：满足《公路工程技术标准》JTJ B01-2003中的一级公路设计速度80km/h的指标要求，最小竖曲线半径3000m一处，注意全线平纵指标的均衡连续性，确保“平包竖”。
总之，灵活采用规范指标，避开重要的控制点，降低工程造价，体现了灵活设计、精心设计的指导思想。
3、4 软基处理方案比选 本次软土设计对袋装砂井（塑料排水板）、水泥搅拌桩两种软基处理措施进行方案比较。
（1）袋装砂井/塑料排水板+堆载预压
袋装砂井和塑料排水板是通过增加地基竖向排水通道，缩短排水路径，加速地基固结速率和促进地基强度增长。堆载预压是通过荷载作用，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压力差，在此压力差作用下，土体中的空隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。该方案可提高路基的稳定性，使大部分沉降提前在施工期和预压期完成。
优点：施工方便，造价低、快捷。
缺点：施工工期长，填筑和预压时间较长，对于路堤和陡坡路堤的稳定性存在不安全的因素，沉降量大，对周边建筑物和构造物存在拉裂等不安全因素。
（2）水泥搅拌桩
水泥搅拌桩是用深层搅拌机械将水泥（掺量约15%）强制搅拌，利用水泥与粘土中的水发生水解和水化反应，反应的结果使软土中大量的自由水被吸收成结晶水并固定下来，从而生成具有一定强度的柱体，起到加固地基的作用。成桩后与桩间土共同承载形成复合地基，桩的承载力主要靠桩体自身强度。当桩长大于有效桩长时，增加桩长对承载力的提高作用不大，根据经验，水泥搅拌桩加固深度最好在12m以内，一般不超过15m，并且要求水泥搅拌桩应穿透软土达到强度相对较高的土层。
优点：施工工期短，扰动小，沉降少。
缺点：造价高于袋装砂井+堆载预压
综上所述，结合本项目软土厚度、埋深、下卧层等分布情况，结合考虑软基沉降对周围小区建筑的影响。本项目软基处理采用水泥搅拌桩，桥头路段桩间距进行加密。
3、5 互通式立交设置及设计
互通立交平面设计是整个互通立交设计中最重要的一环，它直接关系到互通立交的行车是否安全、舒适、造型是否美观。因此在平面设计中采用合理、均衡的指标，并与交通流向相适应，使互通立交的整体效果达到造型美观、线形舒展、流畅、行车安全舒适（如表1）。
（1）知青场互通
知青场互通位于南朗镇知青场西侧，连接道路为规划逸兴路，并通过逸兴路与横门岛及南朗路网相连接，被交路上跨。该立交的主要功能是实现逸兴路及周边路网与本公路的交通转换，主要服务对象是知青场、南朗镇和南朗工业区和利用本公路出行的人群。段落地形变化较大。互通设置主要受广澳高速公路、管线和规划道路等条件的限制，以及受占用土地类别要求的限制，但具备布置互通的条件。主线设计速度为80km/h，路基全宽32m，根据转向交通量，结合互通立交区段的地形、地物条件，结合镇区规划，拟定菱形互通。
（2）翠竹互通
翠竹互通位于翠亨大道与云梯山水库之间，被交叉道路为规划道路，交叉桩号K10+193、采用主线上跨式分离立交形式。翠竹互通立交的主要功能是完成广澳高速公路翠亨收费站出入口、老路省道S111及规划工业园区道路与本公路的交通转换，主要服务对象是广澳高速公路、翠亨村及周边区域和云梯山公园等。K9+300～K11+450路段具备修建翠竹互通条件，该段位于丘陵山区，地形起伏变化较大，地表以林木为主、沟谷多为水田。互通设置严重受地形等条件的限制，建设条件较差。翠竹互通的转向交通量较小而且均衡，互通形式确定采用菱形。（3）明珠路互通明珠路互通设置于主线K13+270，与南朗镇（现状主干道）明珠路相交处，明珠路是连接南朗镇南部中心的主干道，西连纵二线，东接南朗纵一线，规划道路宽度为50m，双向六车道；明珠路互通距离本次设计终点珠海市2km。
本项目左侧为锦绣海湾城小区，右侧为广澳高速公路，路中线距广澳高速公路仅132m，且中间有中石化成品油管道、中海天然气管道及阀室等重要控制点；互通的布设还要考虑现状明珠路的下沙分离桥的利用、施工期对广澳高速公路运营的干扰等问题，互通的选型难度较大，根据明珠路互通的转向交通量，采用混合型互通，主要交通流采用直连式匝道或半直连匝道，次要交通流采用环形匝道连接，本方案需拆除明珠路现状下沙分离桥，明珠路按规划一次建成，分别上跨主线及广澳高速。
3、6 桥型方案
本项目桥梁上部结构在可能的条件下尽量采用便于施工的预制结构。经比较选用后对大桥采用结构连续的装配式预制箱梁，考虑结构吊装重量，箱梁最大跨径控制为35m，中桥采用预制空心板结构，考虑到预制空心板的通病，本项目在加强预制板间的横向联系的基础上，对跨径13m以上空心板均采用预应力钢束结构连续，10m空心板采用桥面连续，大大提高了该结构的可靠性。由于项目区域内普片分布软土及软弱土，桥梁下部结构均采用桩基础、柱式桥墩。桥台根据桥头填土高度的不同采用肋式或柱式桥台。
桥梁桩基设计过程中，针对软弱地基提供的桩侧摩阻力小的特性，注重桩基直径和桩数的选择：避免采用提供摩阻力效率低下但混凝土用量大的大直径灌注桩；采用多根数、小直径的桩基虽然承台工程数量略有增加，但下部结构总体工程规模则有显著下降。
3、7 景观设计
路线位于广澳高速公路西侧路段，多处经过山前微丘区，局部为天然林地，植被茂密，自然景色优美；路线位于广澳高速公路东侧地势平坦，起伏不大，远期规划为居住区，现有少量农田或树林；与明珠路交叉后路线基本在居民区与广澳高速公路之间穿行，小区绿化已形成规模；路线经过区域有翠亨文化名村、孙中山故居、温泉度假城等旅游度假区，建成通车后是旅游必经之路。
4 结语
本项目的建成将对中山市东部组团的发展、滨海新城的建设、翠亨历史文化名村、孙中山故居及滨海温泉度假城等旅游景点的开发和中山市旅游产业的发展将起到重大的推进作用。
参考文献
[1] JTG D20-2006，公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006
[2] 龚晓楠，等.地基处理手册[M].中国建筑工业出版，2008
[3] JTG B01-2003，公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2003