浅谈船厂道路设计

浅谈船厂道路设计

洪雄增

中船第九设计研究院工程有限公司上海200063

摘要：船厂道路设计，贯彻执行国家有关方针政策，按照船厂总体规划布置的要求，合理选线、选型布置，做到技术先进，经济合理，能满足船厂工艺生产（包括检修、安装）、运输和消防的要求。

船厂道路设计，其等级与技术指标的选用，应根据船厂规模、道路性质、使用要求（包括道路使用年限、交通量、各行车车种、车型等），并综合考虑将来的发展确定。由于行车和行人的交通量或使用要求的不同，船厂内道路可以选用不同的技术指标，如进船厂的主干道路，因为人流、物流及景观的要求，可选用较高的标准，各仓储动力区域则可选用较低的标准。

关键词：道路宽度；道路交叉口；回车场；纵断面；横断面

船厂道路，应根据工艺生产、安全、消防要求和现状地形进行相应设计，并应与船厂总平面布置相协调。大多数船厂道路设计的主要任务是确定道路的各项平、剖面技术要求：一是道路平面设计；二是道路断面设计。

●船厂道路平面设计

船厂道路平面设计主要包括线路走向和线行设计，两者是密切联系又相互制约的。路线走向设计应合理利用船厂工艺布置和地形，保证道路的通畅；线性设计应在平、纵、横三方面进行综合设计，保证道路的舒适。

1、布置原则

（1）应满足工艺生产、物件运输、安装、检修、消防安全和施工的要求；

（2）应有利于船厂的功能分区划分；

（3）道路的走向宜与船厂主要生产建筑物、构筑物轴线平行或垂直，并应呈环行布置；

（4）平面交叉宜采用正交，当必须斜交时，交叉角不宜小于45°；

（5）应与竖向设计相协调，应有利于场地及道路的雨水排除；

（6）与厂外道路应连接方便、短捷；

（7）厂房周围宜设置环形消防车道，环形消防车道可利用交通道路设置，有困难时，可沿厂房的两个长边设置消防车道。

2、路线走向

路线走向，即道路走向，包含道路宽度、道路交叉口、回车场等。船厂内道路走向一般与码头、船坞、船台、总组场地、船体车间、装焊车间、涂装车间、分段预舾装场地的轴线平行或垂直，且环形布置。

（1）道路宽度

船厂内道路宽度一般指车行道与人行道宽度，不含路缘石宽度，也不含道路两侧绿化带宽度等用地宽度，其由通行车辆的种类、高峰交通量和运输物件的尺寸来决定。

①船厂车行道路面宽度的确定

船厂内一般车行道路宽度主要决定于车道数和每一车道的宽度，特殊地段的车行道路宽度还要看船厂内的载运的重件大件尺寸。

车道数：需要根据船厂内的远景年的设计小时交通量和一条车道的设计通行能力来确定。车道数计算公式如下：

每一车道的宽度：目前，船厂内一般的运输车辆和代步车辆设计车辆宽度规定为2.5米，余宽一般采用1~1.25米。根据调查研究并参考国外资料，同时考虑到船厂内载重汽车所占比例较大，车型繁杂，车速不一，混合交通性质明显，车道要求相对较宽，当设计车速﹥40km/h，采用3.75m，当设计车速﹤40km/h，采用3.5m。《技术标准》规定行车道宽度如下表所列：

注：小型汽车包括2t一下载货车、小型旅行车

消防车道、消防登高场地：根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）7.1.8第1条的要求，消防车道的净宽度和净高度均不应小于4m，即消防车道至少是4m宽；7.2.2第2条消防登高场地的宽度不应小于10m，即高层建筑物前的消防道路宽度宜设置为10m宽。

重件大件运输道路（通道）：近年来，国内新建了一大批总装性质的船厂，厂内通行400t、600t的平板车较普遍。平板车本身车宽就要6m，运载的分段宽度有10m~12m不等，总段宽度有20m~30m不等，环形总段宽度甚至更宽（10WT级船舶的环形总段宽度在42m~45m不等，30WT级船舶的环形总段宽度在60米左右）。根据不同船厂的需要，考虑到行车当中的安全系数和建设成本，重件大件运输采用的是通道通行的能力。重件大件运输的车行道路宽度在保证平板车和分段、总段安全的通行的前提下，一般设置为20m~30m不等，两侧无通行障碍的绿化带设置为12m~20m不等，保证重件大件运输通道的宽度有35m~70m不等。

故船厂内的车行道路一般宜采用4m、7m、10m、14m、21m、28m这样的宽度模数。

②船厂人行道宽度的确定

因为没有相应的规范强制限制工业企业必须设置人行道，所以船厂内一般不大规模地设置专门的人行道，基本只在人流集中、采用混合交通影响行人安全时设置人行道。不过，有些船舶企业是有百年历史的文化底蕴的，曾经见证了我国百年前波澜壮阔的社会革新，肩负大学生的实践学习、爱国教育与工业旅游等一系列非生产功能，这样的船厂一般要设置相当规模的人行道，如江南造船厂、福建马尾船厂等。

船厂内人行道除了供行人步行交通外，还用于设置照明和地下各公用管线，前提是满足行人通行的安全和通畅。对于船厂内人行道的设置来说，一般参考《城市道路工程设计规范》和《城市道路交通规划设计规范》。人行道宽度按照下式计算：

Wp=Nw/Nw1

式中：Wp—人行道宽度；

Nw—人行道高峰小时行人流量，（P/h）；

Nw1—1m宽人行道的设计通行能力，（P/h•m）。

根据上述公式和调查资料，船厂内人行道宽度设置一般不小于1.5米。

（2）道路交叉口

船厂内道路由纵横交错的道路所组成，不可避免地形成道路交叉。交叉口设置一般要注意交叉口形式、视距、转弯半径等。

①交叉口形式

十字形交叉、T形交叉、Y形交叉、X形交叉、环形交叉、错位交叉、多岔交叉等都是道路交叉口的形式。

船厂内的运输道路一般会有大件通行，宜选用十字形交叉，便于船厂内的交通组织，提高交叉口的通行能力。船厂生产区要求道路四通八达，运输通畅，避免断头路影响通行，基本上慎用T形交叉。特殊情况斜交路口可用X形和Y形交叉，布置时应使它们的交角都大于45°，使视线受到的限制尽量少，提高行车的安全，反之，形成狭长的交叉口，对左转车辆交通不利，锐角交叉口的建筑也难处理和大件物件运输难以转动。若非实在受地形限制，船厂不应采用环形交叉，占地面积大，浪费土地资源。错位交叉和多岔交叉的形式复杂，又不利于交通组织，船厂布置路网时不应采用。

②交叉口视距

船厂内的道路交叉口一般无交通控制（没有信号灯和停车标志控制），交通量也是相对较少，所以交叉口视距采用各相交道路的停车视距。停车视距所组成的三角形则为视距三角形，具体些说，就是指平面交叉口处，由一条道路进入路口行驶方向的最外侧的车道中线与相交道路最内侧的车道中线的交点为顶点，两条车道中线各按其规定车速停车视距的长度为两边，所组成的三角形。此三角形内，不允许有阻碍司机视线的物体存在。一般情况下，船厂内的道路交叉口视距（也即停车视距）不应小于20m。

③交叉口转弯半径

船厂内道路交叉口转弯半径的大小根据所通行车辆的种类、车速等条件来确定。如果考虑到建造成本的问题，船厂内的局部次干道和支路的转弯半径满足最小值就好，如果只考虑行车要求，那么采用较大的转弯半径比较有利。船厂内主干道路的转弯半径（曲线半径）多取较大值，以保证运输平板车和分段等大件能顺畅的转弯。船厂内道路交叉口路面内边缘转弯半径，不应小于下表规定。

交叉口路面内边缘转弯半径

（3）回车场

船厂内的生产运输道路（主干道路与部分次干路），尽量避免设置回车场；当受场地条件限制，可在原料、燃料装卸等处以及消防车回转处根据需要设置回车场。

回车场的形式一般有：O型、T型、L型几种。回车场的最小尺寸，根据汽车最小转弯半径和道路路面宽度确定。

●船厂道路断面设计

道路断面设计通常分两部分：纵断面、横断面。

纵断面，即道路的起伏情况，是为一曲面沿道路中线竖向剖切，展开的直面，它反映了道路竖向的走向、高程、纵坡大小，关键点是最大纵坡和最小纵坡。

横断面，是道路中线上各点的法向切面。其范围包含行车道路面、路基、路肩、中央分隔带、人行道以及在用地范围内设置的标志、照明灯柱、防护栅、取土坑、弃土堆、边沟、植树等整个断面。

（1）船厂内道路纵断面（最大纵坡、最小纵坡）

船厂选址，不宜建设在场地内高差较大的区域。船舶建造行业的自身情况特殊，其厂区内的生产设备、分段、总段（半成品）、船舶（成品）都是笨重且巨大的物件，挪动、转运频繁且又都急需谨慎，安全生产任务重，对场地的平整度要求高，船厂内主干运输道路最大纵坡不宜大于5%。故目前国内新建的一大批现代化的造船基地和船舶企业基本处于沿河、江、湖、海的水泽地，是为回填造陆的平地。船厂内主干运输道路为城市型道路时，其最小纵坡一般不小于0.3%，不过，为了能够顺畅地排除路面的雨水和考虑到在道路施工时可能产生的误差，一般船厂内城市型道路的纵坡以不小于0.4%为宜。船厂内主干运输道路为公路型道路时，可以采用平坡（即纵坡为零），用道路地边沟排除路面的雨水。

（2）船厂内道路横断面

船厂内道路横断面是由车行道（一般情况只有机动车道，少数情况下会设置非机动车）、人行道、绿化带组成。下列图片简单示意道路横断面的组成情况：

形式和竖向上，船厂内道路横断面设计要满足交通运输安全、景观环境、用地经济、公用管线敷设以及消防、排水等要求，并合理地确定各组成部分的宽度，以及相互之间的位置与高度。

使用安全上，船厂内道路横断面的一个重要设计内容是道路结构层的设计。一般情况下，道路结构层从上到下一次分为：面层、基层、垫层、原始地平层。

道路横断面各结构层示意图

①面层

面层是用各种材料或混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构。面层分刚性路面和柔性路面。刚性路面一般采用混凝土大板路面，柔性路面一般采用沥青混凝土路面。

混凝土大板路面，表面平整、强度较高，使用寿命长，但开放交通时间长，铺面破损后不易修补，重修时对生产影响较大。

沥青混凝土路面，行车舒适度较高，噪音小，施工速度快。施工后养护时间短，可马上通车，可分期施工，重修时比较简单，对生产影响较小。主要缺点：铺面使用寿命较短。

鉴于船厂基本上处于沿河、江、湖、海的水泽地造陆形成的平地上，其吹填材料的沉降要有一个很慢长的稳定过程，为了减少不均匀沉降对道路通行的影响，宜采用易修补且修补时对工厂生产运输干扰小的道路路面。船厂道路路面一般宜采用柔性路面。

②基层

基层，位于面层之下，是道路结构中的主要承重层，主要承受由面层传递下来的车轮垂直压力，并将其扩散到下面的层次中。基层材料应具有足够的抗压强度，较好的应力扩散能力，同时还应具有足够的水稳性。

用作基层的材料，主要有各种结合料（如石灰、水泥或沥青等）稳定土或碎（砾）石混合料，各种工业废渣混合料、水泥混凝土、天然砂砾以及片石、块石等粒料。当基层较厚或材料来源广泛时，常分两层或三层铺筑，分别称为基层上层和基层下层或基层上、中、下层。底（下）基层可使用质量较差的当地材料。

船厂内道路一般采用水泥稳定碎石作为道路基层。水泥稳定碎石的水泥剂量一般为3%~5.5%，当达不到强度要求时调整级配，水泥的最大剂量不应超过6%。同时水泥稳定碎石基层在现场施工时必须满足下列要求：

a、单个颗粒的最大粒径不应超过31.5mm，碎石的压碎值不大于30%。

b、所用的碎石或砾石，应预先筛分成3-4个不同粒级，然后配合，使颗粒组成符合规定级配范围。

c、基层集料拌和水，应为可饮用水，遇有可疑水质时，应进行试验鉴定；

d、水泥稳定碎石应采用集中厂拌法拌制混合料，冬天及雨天不宜施工；

e、基层施工时应采用18-20t三轮压路机或者振动压路机分两层（每层10cm）碾压，压实度（重型击实标准）≥97％；

f、水泥稳定碎石基层宽度应比基层每侧宽出25cm以上；

g、水泥稳定碎石基层的抗压强度为3.5Mpa。

③垫层

垫层，位于基层之下，主要作用是调节和改善土基的湿度和温度状况，以保证路面结构的稳定和抗冻能力。

垫层要求的强度要求不一定高，但其水稳性、隔温性和透水性要好。常用材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定类、石灰煤灰稳定类等。采用碎石和砂砾垫层时，最大粒径应与结构层厚度相协调，一般最大粒径应不超过结构层厚度的1/2，以保证形成骨架结构，提高结构层的稳定性。

④原始地坪层

原始地坪层，也叫土基，位于垫层下面。船厂原始地坪层以回填为主，一般都是要进行处理的，处理时要特别遵循下列原则：

a、填土选择与压实标准：填土选择不含杂质的土，泥炭、淤泥及含腐植质较多或带草根的土不宜用作路基填土，路基压实度要求如下表：

路堤压实度标准（重型击实标准）

b、填筑路基采用分层填筑，每层松铺30cm开始碾压并测量密实度，填筑应先填路中，逐渐填至路边。

c、道路填挖方边坡应做绿化防护，挖方坡脚应做道路边沟；路基填方宽度应宽于设计宽度20cm，压实至路槽设计标高；路基填方边坡1：1.5，挖方边坡1：1。

d、路基填方材料，应有一定的强度，其最小强度和最大粒径见下表：

路基填方材料最小强度和最大粒径表

参考资料：

[1]《厂矿道路设计规范》GBJ22-87

[2]《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006

[3]《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011

[4]《城市道路工程设计规范》CJJ37-2012