结合南方沿海某城市城市化公路改造工程实例，分析地铁施工对城市道路路面结构的影响；并提出与地铁共线的段路面结构的设计要点。

关键词：城市化道路改造；地铁共线段；路面结构设计

拟进行城市化公路改造现状为一级公路，位于南方某沿海城市，是该市区重要的干线性主干路。道路全长3.2km，其中有2.4km与地铁五号线共线，地铁位于城市路正下方，现状路面为水泥混凝土路面。地铁在2011年初竣工通车，城市道路2011年底开始动工建设，本文结合该项目改造实例，分析地铁施工对城市道路路面结构设计的影响；并提出与地铁共线的段路面结构的设计要点，为类似的工程提供参考。

一、路面结构设计前调查内容

1）现状路面使用性能评价

该城市全长3.2km，其中有2.75km与地铁共线，占路线总长的88%。

现状路面结构为水泥混凝土路面，路面结构为24cm厚水泥混凝土+20cm厚6%水泥稳定石屑基层+18cm厚4%水泥稳定石屑基层。

现状路面使用性能主要分为两种情况，与地铁共线段和不与地铁共线段。与地铁共线路段路面破坏较为严重，道路不均匀沉降，板块破碎现象较为普遍；不与地铁共线段的路面使用性能较好，很少出现板块破碎、裂缝现象。

图1 不与地铁共线段的路面使用性能情况良好 图2与地铁共线段的出现的不均沉降

2）地铁修建的主要施工工艺

地铁在站台位置采用明挖施工，区间段采用矿山法施工。

二、地铁施工对城市道路路面结构的影响分析

地铁的施工建设对本项目路面的影响主要如下：

1. 地铁在本项目范围设置了三个站台，站台段的地铁施工采用明挖施工，明挖范围均位于现状主线行车道范围之内，开挖范围的现状路面板完全破除。

图3 位于现状主线行车道范围之内的地铁明挖站台施工

2. 大范围开挖前地铁施工深挖前需抽取地下水，以降低地下水位。结合本市同类项目的工程经验，大范围的抽取地下水，会引起周边地基的不均匀沉降。

3. 地铁区间段采用矿山法施工，围岩开挖后土体局部卸载而发生持续性松驰变形，土体重新固结沉降导致土层沉陷。

地下水位的改变和矿山法施工均会导致路面沉降，据地铁设计单位介绍，地铁施工导致的沉降值理论上应控制在3cm内，但根据同类项目工程经验及相关研究，路面最终的沉降量，远远超出理论值，和施工进度及施工管理都有很大的关系，故路面的沉降量变异范围很大。根据现场调查的情况，城市道路多处出现明显的沉降，最大沉降达60cm（见图4）。

图4沿线最大沉陷位置图 图5地铁明挖站台施工路段的城市道路交通疏解

4. 为了配合地铁站台施工，地铁设计单位对城市道路作了交通疏解设计（见图5）。交通疏解后的行车道部分利用现状城市道路行车道，但行车的方向发生改变，并非沿水泥板块的纵缝的平行方向，板块的受力性能发生了变化，且施工重型车辆进出施工场地，整个交通疏解区域主线路面板块已经出现裂缝、断边、错台的现象。

5. 地铁在修建站台位置，需进行较大面积的施工开挖。按市交通建设有关文件，地铁施工方在地铁施工完毕后对开挖区域回填，回填的深度为顶板距道路交工面范围，平均深度3～5m。回填土区域将出现工后沉降，而且，工后沉降的持续时间长达2～3年之久。

综上所述，地铁施工对本项目路基、路面的影响较大，主要表现在以下两个方面：一是对现状路面直接产生的影响，较大范围的破坏了现状路面，二是对本项目建成后的远期影响，路基回填区域的工后沉降及长时间不均匀“ 滞后沉降”直接影响路面结构的服务寿命。

三、针对地铁对本项目路基、路面的影响的应对措施

针对地铁对现状路面产生影响的长期性和不确定性，该城市道路设计单位周期性地对城市道路路基、路面状况进行调查，实时跟进地铁施工对该城市道路现状路基路面的影响，包括地铁施工开挖回填、地铁交通疏解方案的实施等，调查的时间跨度达两年之久。结合调查资料，针对地铁施工对本项目路基、路面的影响，本项目在实施时序安排、设计方案等方面做了具体处理，主要有以下四点：

1. 实施时序安排

由于地铁施工过程中，材料堆放、施工机械侵占了城市道路大部分区域。而且地铁施工继续对城市道路产生影响，特别是地铁在施工过程中，局部的方案还可能调整，这也给城市道路的改造方案带来不确定性。故在地铁竣工之前，城市道路改造工程不具备作业条件，城市道路改造工程的开工安排在地铁竣工后进行。

2. 地铁建设和城市道路的建设的交界面质量控制

地铁站台位于城市道路主线机动车道位置，回填的深度为站台顶板距道路交工面范围，平均深度3～5m。回填质量直接影响了城市道路改造工程路面使用寿命。通过城市道路和地铁建设主管部门沟通，明确地铁和城市道路的建设的交界面位置，以及回填质量要求。

地铁建设和城市道路的建设的交界面位置为现状城市道路路床设计标高。路床标高以下，为地铁施工范围，按照城市主干道的要求进行回填。

表1 地铁开挖回填区域质量控制要求

路床顶面以下深度（m） 路基压实度（%） 路基填料CBR 粒径要求（cm）

主线 主线 主线

0～0.3 ≥96 ≥8 ≤10

0.3～0.8 ≥96 ≥5 ≤10

0.8～1.5 ≥94 ≥4 ≤15

>1.5 ≥93 ≥3 ≤15

3. 路面结构设计前的检测

（1） 地铁开挖回填区域的路基质量检测

在路面结构设计前，需对地铁开挖回填区域的回填质量进行检测，检测内容为回填区域的压实度、填料CBR值、填料粒径以及土基顶面的弯沉值。如验收合格，可进行城市道路后续改扩建施工；如达不到技术标准，必须对回填土进行的处理。