市政毕业设计

市政毕业设计

庆阳环县Ⅲ级次干道市政道路设毕业设计

发布时间:2018-2-13 9:19:35   浏览次数:292
目 录
第一篇  绪   论. 3
1.1建设项目的背景与建设项目意义. 3
1.2 区域环境对道路工程设计的影响. 5

线
1.3 交通量的预测和交通通行能力分析. 5

1.4 本次设计的主要类容和方法. 6
第二章 道路路线设计. 7
2.1设计说明. 7
2.2设计资料. 8
2.3设计技术指标论证. 9
2.4平面线型设计. 13
2.5纵断面设计. 16
2.6横断面设计. 17
2.6纵横组合设计. 20
第三章  路基设计. 21
3.1 设计原则. 21
3.2 设计指标. 22
3.3 路基设计. 23
3.4 路基土石方. 23
第四章 路面设计. 24
4.1路面设计概述:. 24
第五章 交叉口设计. 36
5.2 交叉口曲线要素计算. 37
5.3交叉口竖向设计. 39
第六章 排水管道设计. 40
6.1排水设计概述. 40
6.2设计原则. 40
6.3雨水计算. 41
第七章 绿化设计. 42
7.1苗木要求. 42
7.2、种植. 43

线
7.3、绿化施工要求. 44

第八章 标志标线设计. 44
8.1、交通标志. 44
8.2、交通标线. 45
第九章 软件设计说明. 46
9.1纬地软件. 46
9.2鸿业软件. 48
总   结. 50
参考文献. 51
答谢词. 52
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

第一篇  绪   论

 

1.1建设项目的背景与建设项目意义

线
随着社会的进步,人类对于交通的需求迅速增长,形成了由多运输方式组成的交通运输系统。交通运输是国民经济的基础产业之一,它把国民经济各领域和各地区联系起来,在生产和消费之间起着纽带作用;是保障全社会蓬勃发展的网状大动脉,起着命脉作用;也是人类在政治、文化、生活及军事等方面交往的主要通行方式,起着工具作用。

改革开放以来,我国综合国力极大增强,这也极大地推进了我国城市化进程。城市化作为一种全球性的社会历史现象,它以近代产业革命为契机推动劳动力和人口的产业转移与空间转移,这是一个不以人的意志为转移的过程,我国也不例外。所谓城市化是指人类生产和生活方式由乡村型向城市型转化的历史必然过程,表现为乡村人口向城市人口的转化以及城市不断发展和完善的过程,也是人类进入工业社会后随着社会经济发展农业活动的比重下降,非农业活动的比重逐渐上升的过程。
我国目前中央和地方把城市化进程作为经济发展战略的一个重要步骤,逐步建立起“以特大城市和大城市为核心,中心城市为枢纽,小城镇为基础,城乡协调发展的城镇体系。”大城市建设的战略重点要从以市区为主逐步转向郊区,加快城镇体系和重大枢纽功能性基础设施建设。加快大城市的郊区城镇建设的重点是推进郊区新城、中心镇建设,积极培育城镇特色经济和优势产业,鼓励工业向工业园区集中,以工业化带动城镇化,以城镇化推进工业化。
城镇的生态环境质量优于中心城区,加强郊区基础设施和公益设施的建设,能有序推进城镇的协调发展。中心城区带动小城镇的发展,必须依靠快速便捷的交通网,以便形成多种交通方式有机结合、城乡一体化的综合交通体系,使市域交通与对外交通顺畅衔接。这也需建设一些快速路使中心城市的辐射力扩大,人流和车流能有效疏导,大城市周边乡镇的城镇化还可以提高城市的综合实力。
城市建设将向农村腹地大幅延伸,小城镇的建设将是今后一个时期的发展重点,小城镇基础设施的建设,将是向新区农村腹地纵深推进的重要体现,一些原来比较偏僻、发展困难的地区将成为新的发展热点,缩小城市地区及农林地区的差异逐渐提上日程。
在城市化进程发展的过程中,不可避免地产生了一个与人们生活息息相关的问题——城市交通问题。随着经济的发展,城市交通状况越来越差,已经开始影响到正常的生活。交通问题不在是一个单纯的技术问题,它关系到经济、社会、环境、科学技术等诸多方面。与世界发达国家的城市交通比较,我国的城市交通问题更加突出,解决问题的难度更大,在城市化进程中更需特别重视。

线
城市道路是指大、中、小城市以及大城市的卫星城规划区的道路、广场、停车场等,不包括街坊内部道路。城市道路与公路分界线为城市规划区的边界线。城市道路包括城市与卫星城等规划区以外的进出口道路。城市道路是城市重要基础设施,它构成城市的骨架,确定城市的格局。城市各类建筑都依据道路的走向布置而反映城市的风貌。城市道路是城市社会、经济活动所产生的人流、物流的运输载体,既担负着城市内部的交通流,又担负着城市对外交通中转、集散的功能,在全社会交通网络中起着“结点”的作用。

交通运输系统是由各种相对独立而而又互相配合、互为补充的交通类型组合而成的。城市交通就是一个独具特色,并同样由多种类型交通组合而成的交通系统。所以对于城市的规划与建设而言,常有一个城市综合交通的概念。所谓城市综合交通即是涵盖了存在于城市种及与城市有关的各种交通形式。从地域关系上看,城市综合交通大致可分为城市对外交通和城市交通两大部分。城市对外交通与城市交通具有相互联系、相互转换的关系。从形式上看,城市综合交通可分为地上交通、地下交通、路面交通、轨道交通、水上交通等。从运输性质上看,城市综合交通又可分为客运交通和货运交通两大类型。客运交通是人的运送行为,是城市交通的主体,分布在城市的每个地方;货运交通是货物的流动,其主要部分分布在城市外围的工业区和仓储区。

1.2 区域环境对道路工程设计的影响

城市道路的功能和作用主要体现在交通设施功能、公用空间功能、防灾救灾功能、形成城市平面结构功能等方面。城市道路与公路比较具有功能多样、组成复杂,行人、非机动车交通量大,道路交叉口多,沿路两侧建筑物密集,景观艺术要求高,城市道路规划、设计影响因素多,政策性强等特点。
     城市道路联系城市的各个组成部分,既是城市生产,生活的动脉,又是组织城市布局结构的骨架,同时还是绿化、排水及城市其他工程基础设施的主要空间。
随着城镇化建设的不断推进,世界经济的发展,城市建设对各个国家和地区的经济建设来讲都是一个重要的内容。城市人口的不断增加,城市经济的不断增长,城市的不断发展,人们的出行越来越频繁,城市交通日渐拥挤,出现诸如交通堵塞、车多路少、出行困难、交通事故频发等一系列交通问题和矛盾,城市道路系统结构性调整和新城区建设亟待解决。随着城镇化水平及人民生活水平的提高,城市道路交通将面临更加严峻的挑战,道路交通问题已经成为城市发展过程中的焦点问题,城市道路的设计受到了广泛关注和重视。

线
1.3 交通量的预测和交通通行能力分析

本设计路段为甘肃省庆阳环县,根据当地的发展情况预测交通量为下表所示
交通量
在城市一般道路与一般交通的条件下,并在不受平面交叉口影响时,一条机动车车道的可能通行能力按下式计算:
本市没有 ti的观测值时,可能通行能力可采用表3.2.1-1的数值。
    不受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力计算公式如下:
通过交通量分析,早、皖为高峰时段,交口交通量大。

1.4 本次设计的主要类容和方法

线
根据任务要求,本次毕业设计为甘肃省庆阳环县Ⅲ级次干道市政道路设计。设计主要资料包括设计道路所在地区地形图、各种设计规范和施工手册,在设计过程中使用了纬地5.88、Auto CAD 2004、鸿业市政管线7.0设计等计算机软件辅助。

本设计路段为甘肃省庆阳环县Ⅲ级次干道市政道路设计,本路段起始桩号K0+000,结束桩号K0+533.760,全长533.760m。其中在桩号分别为K0+000,K0+533.760处各有一处交叉,均为丁字交叉。道路性质为城市Ⅲ级次干道,设计车速30km/h,交叉口设计车速20km/h,,路幅宽20m,其中机动车车道宽度2×3.5 m,非机动车车道宽度2×3.5m,人行道宽度2×3m,最大纵坡0.548%,设计交通标准轴载为BZZ-100,设计使用年限为20年。
本次设计主要内容包括道路平面设计、纵断面设计、标准横断面设计,路基路面设计、交叉口的平面和竖向、道路排水和交通标志。
在毕业设计中,我得到了指导老师和同学们的热情帮助,经过资料查阅、设计计算、论文撰写及外文翻译我完成了此次设计,巩固了专业知识,提高了自己发现并综合处理问题的能力,初步掌握了公路设计工作的方法与步骤,但毕竟初次上阵,难免有所不足,望领导、老师批评指正。谢谢。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

第二章 道路路线设计

 

2.1设计说明

选线是在规划道路的起终点之间选定一条技术上可行,经济上合理,又能符合使用要求的道路中心线的工作。

线
道路选线的一般原则:

(1)在道路设计的各个阶段,应运用各种先进手段对路线方案作深入细致的研究,在多方案论证、比选的基础上,选定最优路线方案。
(2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好,并有利于施工和养护。路线设计应注意立体线形设计中平纵横面的舒顺、合理配合。
(3)选线应注意同农田基本建设相配合,做到少占田地。对沿线必须占用的田地,应按国家有关法规,做好造地还田等规划和必要的设计。
(4)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查,弄清他们对道路工程的影响。
(5)选线应重视环境保护,注意由于修建道路及汽车运行所产生的影响和污染等问题。

2.2设计资料

1、工程地质资料
(1)地质勘察报告:
   a、地形地貌
   该工程沿线属黄河冲洪积平原,地势较平坦,最大高差1.1米。气候温暖干燥,四季分明,雨量较少,全年无严寒酷暑。
   b、地层描述
   经过钻探勘测,本设计路段土层自上而下可分为五层:分别为粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、碎石和细砂。
   c、地震效应
本工程位于黄河冲积平原,根据地址资料,区内无构造断裂带分布或通过,地基土分布较均匀,不易发生地震,场地稳定性良好。
d、在勘察深度范围内,未发现显著不良地质现象,适宜道路建设。
(2)、主要设计参数
路基土主要设计参数

线
根据土工试验、原位测试等资料,通过公式计算和规范查表,结合地区经验综合分析,得出主要设计参数如下:

表1.1   路基土主要设计参数
地层
KPa
MPa
天然含水量  %
液 限 %
塑 限 %
孔隙比
粘土
80
3.40
34.6
43.7
19.6
1.031
淤泥质粘土
70
3.20
41.3
51.2
25.4
1.423
粉质粘土
120
6.60
21.5
27.8
17.7
0.583
碎石
330
22.00
3.1
8.2
6.3
0.126
细砂
140
7.50
7.9
10.5
8.4
0.231
(3)土层承载力特征值
根据土工试验、原位测试及野外判别,得出各土层的承载力特征值如下:
表1.2土层的承载力特征值
工程地质层
KPa
MPa
钻孔灌注桩
沉桩(预制桩)
(KPa)
(KPa)
(KPa)
粘土
80
3.40
27
30
 
淤泥质粘土
120
6.60
45
50
 
粉质粘土
120
6.00
50
55
 
碎石
330
22.00
120
130
6000
细砂
140
7.5
72
80
3500
2、工程地质分析及评价
根据各试验勘测得出的数据,综合分析可知本工程路段地质情况良好,土层稳定,其中粘土、粉质粘土均可作为土质路基使用,碎石和细砂力学性质好,埋置较深,为较好的下卧层。
 3、交通调查资料:
   初期BZZ100轴载交通量300次/日,增长率5%;非机动车高峰小时单向流量为1400辆/小时;机动车道设计通行能力1500辆/小时,非机动车道设计通行能力1000辆/小时。

2.3设计技术指标论证

线
1、道路等级及设计速度论证:

道路设计车速,也称计算行车速度,是指道路几何设计所依据的车速。也就是当路段上各项道路设计特征符合规定里气候条件、交通条件等均为良好的情况,一般驾驶员能安全、舒适行驶的最大行车速度。
该道路为城市次干道《规范》规定计算行车速度为40~30km/h。该路设计速度取30km/h。道路路基宽度20米,道路横断面布置为: 机非混行车道7.0mx2+人行道3m×2=20m。
2、设超高最小半径:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,设超高最小半径为40m。
验算:根据汽车行驶在曲线上力的平衡式:
                                      (2—1)
式中:R——圆曲线半径;
V——行车速度(km/h);
——横向力系数;
  ——超高横坡度。
      汽车能在曲线上行驶的基本前提是轮胎不在路面上滑移,这就要求横向力系数 低于轮胎与路面之间所能提供的横向摩阻力系数 :
                                               (2—2)
                            (2—3)
式中:R——圆曲线半径;

线
V——行车速度(km/h);

  ——路面与轮胎之间的横向摩阻力系数;
  ——超高横坡度。
《标准》中极限最小半径是在规定的设计速度时,按 =8%、 =0.1~0.16(取0.16进行设超高最小半径的计算),用式(2—1)计算得:
                40m
故取设超高最小半径为40m,满足汽车安全行驶要求。
3、不设超高最小半径:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,不设超高最小半径为150m。
验算:
    根据《标准》中不设超高最小半径是分别取 =-0.015、 =0.035计算得:
故取不设超高最小半径为150m,满足汽车安全行驶要求。
4、设超高推荐半径(一般最小半径):
根据规范,计算行车速度为30km/h时,设超高推荐半径为850m。
验算:
根据《标准》中不设超高最小半径是分别按 =0.06~0.08、 =0.05~0.06,取 =0.07、 =0.06计算得:
85m
故取设超高推荐半径为85m,满足汽车安全行驶要求。
5、圆曲线最小长度:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,圆曲线最小长度为25m。
验算:为便于驾驶操作和行车安全与舒适,汽车在任何一段线形上行驶的时间都不应短于3s,在曲线上行驶里程需要9s;在平曲线设计时,圆曲线的最小长度一般要有3s行程。
圆曲线的最小长度为: 25m
6、缓和曲线最小长度:

线
根据规范,计算行车速度为30km/h时,缓和曲线最小长度为25m。

验算:
缓和曲线不管其参数如何,都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短,过短会使驾驶员操作不便,甚至造成驾驶操纵的紧张和忙乱。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s得:
25m           (2—4)
7、平曲线最小长度:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,缓和曲线最小长度为50m。
验算:
平曲线由圆曲线及两端缓和曲线组成,当中间圆曲线为零时,只有两端缓和曲线组成平曲线,此时平曲线长度最小。
平曲线最小长度L=25+25=50m 50m
8、最大纵坡:
最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值,它是道路纵断面设计的重要控制指标。
各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件以及工程和运营经济等因素,通过综合分析全面考虑,合理确定的。设计速度为30km/h时各级公路最大纵坡为8%。城市道路最大纵坡约相当于公路按设计速度计的最大纵坡减少1%。所以30km/h时城市道路最大纵坡推荐值为7%。
9、最大坡长:
长距离的陡坡对汽车行驶也很不利,特别是当纵坡为5%以上时,汽车上坡是克服坡度阻力,采用低速档行驶,坡长过长,长时间使用低速档行驶,使发动机过热,水箱沸腾,行驶无力,而下坡时,则因坡度过陡,坡段过长频繁制动,影响行车安全。
《城市道路设计规范》规定了最大坡长,计算行车速度为30km/h时,没有限制,本设计最大纵坡0.7%,故最大坡长不着限制。
10、最小纵坡:

线
为使行车快速、安全和通畅,一般希望道路纵坡设计得小一些为好。但是,在长路堑或设置路边雨水口、低填方以及其它横向排水不通畅路段,为保证排水要求,防止积水影响道路行车或防止积水渗入路基而影响路基的稳定性,应设置不小于0.5%的最小纵坡,特殊情况时不小于0.3%。因此,最小纵坡为0.3%。

11、最小坡长:
最小坡长指相邻两个变坡点的最小距离。纵断面上若变坡点过多,从行车来看,会使车辆行驶颠簸频繁,影响了行车的舒适和安全;从线形几何构成来看,相邻变坡点之间的距离不宜过短,最短应不小于相邻竖曲线的切线长。计算行车速度为30km/h时,坡段最小长度为85m。本设计最小坡长为533.76m,满足设计要求。
12、凹形竖曲线最小半径:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,凹形竖曲线最小半径为250m。
验算:
                              (2—5)
取0.278m/ ,计算得: 250m
故满足行车舒适(满足缓和冲击)的要求。
13、凸形竖曲线最小半径:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,凸形竖曲线最小半径为250m。
验算:
                             (2—6)
式中:离心加速度 ,取 计算得:
250m。
14、最小竖曲线长度:
根据规范,计算行车速度为30km/h时,最小曲线长为25m。
验算:
最短应满足3s行程:
                                       (2—7)
25m

线
2.4平面线型设计

1、平面设计一般原则:
(1)、道路平面位置应按城市总体规划道路网布设。
(2)、道路平面线形应与地形、地质、水文等结合,并符合各级道路的技术指标。
(3)、道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接,合理地设置缓和曲线、超高、加宽等。
(4)、道路平面设计应根据道路等级合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。
(5)、平面线形标准需分期实施时,应满足近期使用要求,兼顾远期发展,减少废弃工程。
(6)、计算行车速度大于或等于40km/h时,长直线下坡尽头的平曲线半径应大于或等于不设超高的最小半径。在难以实施地段,应采取防护措施。
(7)、 道路的圆曲线半径应采用大于或等于表1.3规定的不设超高最小半径值。当受地形条件限制时,可采用设超高推荐半径值。地形条件特别困难时,可采用设超高最小半径值。
表1.3圆曲线半径
计算行车速度(km/h)
80
60
50
40
30
20
不设超高最小半径(m)
1000
600
400
300
150
70
设超高推荐半径(m)
400
300
200
150
85
40
设超高最小半径(m)
250
150
100
70
40
20

线
(8)、平曲线由圆曲线及两端缓和曲线组成。平曲线长度与圆曲线长度应大于或等于表1.4的规定值。

表1.4      平曲线与圆曲线最小长度
计算行车速度(km/h)
80
60
50
40
30
20
平曲线最小长度(m)
140
100
85
70
50
40
圆曲线最小长度(m)
70
50
40
35
25
20
2、平曲线设计
本设计路段位于平原地段,根据规范要求,结合地形地貌特征和城市规划要求,不设平曲线,桩号K0+000—K0+533.76段为一条直线。
4、交叉口平面计算
交叉口转弯半径计算:
转弯半径 
         
式中:B——机动车道宽度,一般取3.5;
F——转弯处非机动车道宽度,没有取0;
R——右转车道中心线半径;
——右转弯设计速度,一般取路段设计车速的0.6倍;
——横向力系数,取0.2 ;
——交叉口路面横坡度,一般取2%;
则,交叉口半径为 =20.62 m(25.20 m)
                  =13.75 m(18.45 m)
   交叉口半径应在13.75 m至18.45 m之间,取交叉口半径 =15 m
紫叶路在桩号为:K0+000  和K0+533.760有二处交叉,两个均为T型交叉
5、交叉口平面曲线要素计算:

线
对于未设置缓和曲线的单圆曲线,其曲线几何要素

K0+000(1)处交叉口 R=15.00 m , = 92°32′56″
则 =15.683
=24.229
=6.701
K0+000(2)处交叉口 R=15.00 m , =87°27′4″
= 14.347
=22.895
=5.757
K0+533.760(1)处交叉口 R=15.00 m , =93°58′12″
=16.077
=24.601
=6.988
K0+533.760(2)处交叉口 R=15.00 m , =86°1′48″
=13.995
=22.523
=5.515
 

2.5纵断面设计

线
1、纵面设计一般原则

(1)纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。
(2)、为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺,起伏不宜频繁。
(3)、山城道路及新辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡,汽车运营经济效益等因素,合理确定路面设计标高。
(4)、机动车与非机动车混合行驶的车行道,宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。
(5)、纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。
2、竖曲线设计
根据规范要求,道路最小纵坡应大于或等于0.5%,困难时应大于0.3%,特殊困难纵坡小于0.3%时,应设锯齿形偏沟或其他排水措施。
机动车道最大纵坡坡度推荐值与限制值:
表1.5机动车道最大纵坡坡度推荐值与限制值
计算行车速度
60
50
40
纵坡度(%)
6
6.5
7
6
6.5
7
6.5
7
8
纵坡限制坡长(m)
400
350
300
350
300
250
300
250
200
纵坡坡段最小长度:
表1.6   纵坡坡段最小长度
计算行车速度(Km/h)
80
60
50
40
30
20
坡段最小长度(m)
250
170
140
110
85
60
 
 纵断面设计参数:
本次设计纵断面没有变坡点为一直线,坡度为0.548%                                                                                                                                                                                                                                      

2.6横断面设计

1、横断面设计一般原则

线
(1)、道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行。横断面型式、布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度、设计年限的机动车道与非机动车道交通量和人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、地形等因素统一安排,以保障车辆和人行交通的安全通畅。

(2)、 横断面设计应近远期结合,使近期工程成为远期工程的组成部分,并预留管线位置。路面宽度及标高等应留有发展余地。
(3)、 对现有道路改建应采取工程措施与交通管理相结合的办法,以提高道路通行能力和保障交通安全。
(4)、一条道路宜选用相同的横断面形式,当道路横断面形式或横断面各组成部分的宽度变化时,应设过渡段,宜以交叉口或结构物为起止点。
(5)、人行道的铺装应贯彻因地制宜,合理利用当地材料及工业废渣的原则,并考虑施工最小厚度。
(6)、根据路面宽度、路面类型、横坡度等,选用不同方次的抛物线形、直线接不同方次的抛物线形与折线形等路拱曲线形式。
(7)、非机动车道路拱横坡度可根据路面面层类型选用。
2、横断面形式选择
(1)道路的横断面型式有单幅路、双幅路、三幅路及四幅路
(2)单幅路适用于机动车交通量不大,非机动车较少的次干路、支路以及用地不足,拆迁困难的旧城市道路。
(3)双幅路适用于单向两条机动车车道以上,非机动车较少的道路。有平行道路可供非机动车通行的快速路和郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段,亦可采用双幅路。
(4)三幅路适用于机动车交通量大,非机动车多,红线宽度大于或等于40m的道路。
(5)四幅路适用于机动车速度高,单向两条机动车车道以上,非机动车多的快速路与主干路。
(6)一条道路宜采用相同型式的横断面。当道路横断面型式或横断面各组成部分的宽度变化时,应设过渡段,宜以交叉口或结构物为起止点。

线
本设计路段属于城市二级主干道,属于机动车交通量大,非机动车多,设计红线宽度大于40m ,所以根据规范要求选择三幅路横断面形式。

 
3、机动车道与非机动车道
(1)、各级道路的机动车道宽度应根据车型及计算行车速度确定。机动车车道宽度见表1.5
表1.7   机动车车道宽度
车型及行驶状态
计算行车速度(km/h)
车道宽度(m)
 大型汽车或大、
小型汽车混行
≥40
3.75
<40
3.50
小型汽车专用线
 
3.50
公共汽车停靠站
 
3.00
(2)、非机动车道主要供自行车行驶,应根据自行车设计交通量与每条自行车道设计通行能力计算自行车车道条数。非机动车车道路面宽度包括几条自行车车道宽度及两侧各25cm的路缘带宽度。
三幅路或四幅路的非机动车车行道上如有兽力车、三轮车、板车行驶时,两侧非机动车道路面宽度除按设计通行能力计算确定外,还应适当加宽。为减少分隔带断口,保证机动车交通顺畅,允许少量机动车在非机动车道上顺向行驶一段距离时,应适当加宽非机动车道路面宽度。
非机动车车道宽度见表1.6
表1.8    非机动车车道宽度
车辆种类
自行车
三轮车
兽力车
板车
非机动车车道宽度(m)
1.0
2.0
2.5
1.5~2.0
本设计路段设计车速50km/h,车型及行驶状态为大、小型汽车混行,非机动车主要为自行车和三轮车,所以设计机动车道为左右各8m,其中包括左右各0.5m的路缘带,非机动车车道宽度为左右各5m,其中包括有左右各0.25m的路缘带。根据设计原则,机动车道与非机动车道拟采用相同的路拱横坡度。路拱横坡度的确定应以有利于路面排水顺畅和保证行车安全平稳为原则。

线
在确定路拱横坡度时应考虑横向排水、路线纵坡、车行道宽度、设计车速等因素。应避免出现过大的合成坡度,给行车带来不良影响。

根据设计原则,以及各因素的综合考虑,本路段横坡度采用1.5%,路拱形式采用直线型。
3、人行道设计
人行道是城市道路的重要组成部分,人行道铺装面层应平整、抗滑、耐磨、美观。基层材料应具有适当强度。处于潮湿地带及冰冻地区时,应采用水稳定性好的材料。大型商店、大型公共文化机构、名胜古迹、公园、广场等附近和游览区道路的人行道面层应与周围环境协调并注意美观。 车辆出入口处人行道铺装的结构和厚度应根据车辆荷载确定。
人行道宽度和横坡度的确定,人行道最小宽度见表1.9
表1.9     人行道最小宽度
项目
人行道最小宽度(m)
大城市
中、小城市
各级道路
3
2
商业或文化中心区以及大型商店或大型公共文化机构集中路段
5
3
火车站、码头附近路段
5
4
长途汽车站
4
4
 
根据人行道的功能,人行道总宽度应由行人步行道宽度和绿化带宽度导盲道宽度等宽度组成。本设计路段位于河南省鹤壁市,属于中等城市,人行道设计宽度为4.5m,其中包括0.5m导盲道,离路缘0.25m 处设树池,树池规格1.5 1.5m,树池间隔为6m,人行道铺装使用5cm厚花岗岩人行道面板。为保障行人安全,人行道应高出车行道0.15m左右,其横坡度一般采用直线形向侧石方向倾斜,考虑排水因素本路段横坡度设计为2.0%。

线
 2.6纵横组合设计

1、设计原则
(1)、平纵设计应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线、并保持视觉的连续性。
(2)、注意保持平、纵线形的技术指标大小均衡。
(3)、选择组合的当的合成坡度,以利于行车安全和路面排水。
(4)、注意与道路周围环境的配合。
2、平曲线与竖曲线应避免下列几种组合:
(1)、在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入急转的平曲线或反向曲线。
(2)、在一个长平曲线内设两个和两个以上的竖曲线;或在一个长竖曲线内设有两个或两个以上的平曲线。
(3)、在长直线段内,插入小于一般最小半径的凹形竖曲线
3、平曲线与竖曲线适当与不适当的组合见图
平曲线与竖曲线组合图
3、本路段全长533.760m,路线为直线,不设平曲线,没有变坡点,路面车道横坡度为1.5%,人行道横坡度为1.5%,有利于排水。平纵横组合良好,满足城市Ⅲ级主次道的设计要求。
 
第三章  路基设计

线
 


3.1 设计原则
1、路基工程应具有足够的强度、稳定性和耐久性。
2、路基设计应符合环境保护要求,避免引发地质灾害,减少对生态环境的影响
3、路基设计应做好工程地质勘察工作,查明水文地质和工程地质条件,获取设计所需的岩土物理力学参数。
4、路基设计应从地基处理、路基填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统以及关键部位路基施工技术等方面进行综合设计。
5、路基设计应避免高路堤与深路堑。当路基中心填方高度超过20m、中心挖方深度超过30m时,宜结合路线方案与桥梁、隧道等构造物或分离式路基作方案比选。
3.2 设计指标
1、 路基设计高程为道路中心线高程。
2、 车行道横坡均采用1.5%,人行道横坡度采用1.5%。
3、 边坡坡度
    填方路基边坡高度小于8m时,边坡坡度1∶1.5,边坡高度大于8m小于20m时,下部边坡坡度1∶1.75,变坡处设置1m宽边坡平台。浸水路堤的浸水部分边坡坡度为1∶1.5~1∶2。挖方路基边坡坡率根据地质条件及边坡高度等情况确定。土质边坡一般为1∶1~1∶1.5,石质边坡为1∶0.5~1∶0.75。边坡高度大于10m时,每隔10m设置1.0m宽的边坡平台,在土石分界处一般亦设置1.0m宽的边坡平台。路堑边沟至坡脚设置1.0m宽的碎落台。
4、 路基压实度
    路基压实度按重型击实标准控制,填方路基路槽底面以下的0.8m范围内的压实度≥95%,0.8m以下的压实度≥93%;挖方路基路槽底面以下的0.3m范围内的压实度≥95%。
5、路堤填料最小强度和最大粒径要求见表2.3
表2.3  路堤填料最小强度和最大粒径要求

线
项目分类(路面底面以下深度)

填料最小强度(CBR)(%)
填料最大粒径(mm)
高速公路、一级公路
二级及二级以下公路
上路床(0~0.3)
8.0
6.0
100
下路床(0.3~0.8)
5.0
4.0
100
上路堤(0.8~1.5)
4.0
3.0
150
下路堤(>1.5m)
3.0
2.0
150
零填及路堑路床(0—0.3)
8.0
6.0
100
3.3 路基设计
1、路堤设计:路堤边坡坡度取1:1。
2、路堑设计:路堑边坡坡度取1:1.5。
3、本设计路段地质情况分五层,分别为粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、碎石和细砂,地质情况良好,土层稳定,其中粘土、粉质粘土均可作为土质路基使用,地基无需换填,可直接施工。
3.4 路基土石方
1、土石方调配概述
土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向,以及计价土石方的数量和运量等。通过调配,合理解决各路段土石方平衡与利用问题,使从路堑挖出的土石方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所取,挖方有所用,避免不必要的路外借土和弃土,以减少耕地占用,降低公路造价,减轻对环境的破坏。
2、土石方调配原则
(1)、在半填半挖断面中,应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡,然后再作纵向调配,以减少总的运输量。
(2)、土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响,一般大沟不作跨越调运,同时尚应注意施工的可能与方便,尽可能避免和减少上坡运土。
(3)、为使调配合理,必须根据地形情况和施工条件,选择适当的运输方式,确定合理的经济运距,用以分析工程用土是调运还是外借。

线
(4)、土石方调配还应综合考虑弃方或借方占地,赔偿青苗损失和对农业生产的影响。

(5)、不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配,以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。
(6)、位于山坡地回头曲线路段,应优先考虑上下线的土方竖向调运。
(7)、土方调配对于借土和弃土应事先和地方商量,妥善处理。应结合地形、农田规划等选择借土弃土地点。
 
3、路基土石方计算
路基土石方计算的方法有两种,若相邻两断面均为挖方或均为填方且面积大小相近,则可假定断面之间为一棱柱体,其体积计算公式为:
式中:V——体积,即土石方数量( );
、 ——分别为相邻两断面的面积( );
L——相邻断面之间的距离( )。
若 和 相差甚大,则假定断面之间为一棱台,其计算公式为:
式中: ,其中 >
 
 
 
 
 
 
 

线
第四章 路面设计

 
4.1路面设计概述:
路面是用各种材料混合料铺筑在路基上供车辆行驶的层状结构物。道路的好坏直接影响行车速度、安全及运输成本。路面的质量对发挥道路运输经济效益有着十分重要的作用。
路面按面层的使用品质,材料组成类型以及结构强度和稳定性,将路面分为四个等级。
表:3.1      各等级路面所具有的面层类型以及所适用的公路等级
路面等级
面层类型
所适用的公路等级
高级
水泥混凝土,沥青混凝土
高级、一级、二级
次高级
热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式
二级
乳化沥青碎石混合料、沥青表面处治
三级
中级
水结碎石、泥结碎石、级配碎石、半整齐石块路面
四级
低级
各种粒料或当地粒料改善土
四级
路面类型一般按所用的材料划分,在工程设计中,主要从路面结构在行车荷载作用下的力学特性出发,将路面划分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面。
在设计中应对路面的强度和刚度、稳定性、表面平整度、耐久性、表面, 抗滑性、不透水性和少尘性进行综合考虑和比选。
4.2路面设计基本要求
路面的基本是为车辆提供快速安全舒适和经济的行驶表面,要求路面能够满足行车的使用要求,降低运输费用和延长路面的使用年限。
路面设计的基本要求包括:
1、路面结构必须具有足够的强度和刚度,以抵抗行车作用下所产生的各种应力,避免路面破坏和变形。
2、路面结构必须具有足够的稳定性,以保证路面的强度和刚度在水分和温度变化的情况下,不致发生明显的降低。

3、

线
路面必须具有一定的平整度,以保证行车的安全性和舒适性,同时减小因车辆对路面冲击而造成的路面破坏加快、汽车的机体和轮胎的磨损及油耗。

4、应采用具有足够疲劳强度、抗老化和抗变形累积能力的路面结构和路面材料,以保证路面的耐久性要求。
5、路面表面必须具有足够的抗滑性能,使车轮与路面之间具有足够的附着力或摩擦力,以保证行车安全和运输的经济效益。
路面应具有不透水性和少沉性,以保证土基的强度和路面结构的稳定性。
4.3路面结构设计比选
根据设计要求,拟分别采用两种路面结构设计方案(水泥混凝土路面和沥青混凝土路面)进行路面结构方案比选,选取其中最优方案作为本设计路面结构,并应用于工程实际施工。
 
1、水泥混凝土路面
(1)设计方法
水泥混凝土路面结构层的组合设计,应根据该路的交通繁重程度,结合当地环境条件和材料供应情况,选择和安排混凝土路面的结构层次,包括土基、垫层、基层和面层的结构组合设计,各层的路面结构类型、弹性模量和厚度。
(2)设计标准及参数
①混凝土路面设计以100KN轴载作为标准轴载。其他各级轴载Pi的作用次数Ni应按公式换算为标准轴载Pk的作用次数Nci。
式中: ——设计初期,机动车车道上日交通量换算为日标准轴载的轴数(n/d);
——被换算各级轴载的轴数(n/d);
——标准轴载,为100KN;
——被换算各级轴载(KN);
——与汽车后轴轴数及其他因素有关的后轴数系数,见表3.3。

线
表4.3                  后轴数系数

线
线
后轴数

设传力杆
不设传力杆
=375
=187.5
=125
双后轴(轴距≤1.35m)
0.23
5.93
3.71
1.76
单后轴
1
1
注:1、 为水泥混凝土弯拉弹性模量(MPa); 为基层顶面的计算回弹模量(MPa)。
2、 值在表列范围内而非表列数值时,可用插入法求 。
双后轴轴距大于1.35m时,分别按单后轴计。
轴载小于40KN的轴数可不计。轴载大于或等于40KN时均应换算为标准轴载的轴数。
 
②混凝土路面的交通等级按设计初期设计车道的日标准轴载的轴数 分为四级。交通等级及采用的设计年限见表3.4。
表4.4   混凝土路面交通等级及设计年限
交通等级
日标准轴载的轴数
设计年限
特重
≥1500
40
1500> ≥500
30
中等
500> ≥200
20
<200
20
 
③设计年限内设计车道上标准轴载累计数N按下式计算。
 
式中: ——设计初期,设计车道上日标准轴载的轴数(n/d);
=

线
——设计初期,机动车车行道上日交通量换算为日标准轴载的轴数(n/d);

——轴载分布系数(见表3.5)
表4.5   轴载分布系数
车道数
机动车车行道宽度(m)
轴载分布系数
单车道
≤5.5
1.0
双车道
6.0~7.0
0.6~0.7
≥7.5
0.5
四车道
≥14.5
0.5
六车道
≥22.0
0.3~0.4
 
④计算荷载应力按公式 计算。
式中: ——标准轴载作用下的计算荷载应力(MPa);
——标准轴载作用下的最大应力(MPa);
——混凝土路面动荷系数(见表3.6);
混凝土路面综合系数(见表3.6)。
表4.6    动荷系数与综合系数
交通等级
特重
中等
动荷系数
1.15
1.15
1.20
1.20
综合系数
1.35
1.25
1.15
1.05
注:采用半刚性基层时,动荷系数减少0.05;接缝处设传力杆时,动荷系数减少0.05。
 
⑤水泥混凝土的设计强度以龄期28d的弯拉强度为准,其值不得低于表3.7的规定值。水泥混凝土的弯拉弹性模量Ec宜采用实测值。无实测值时,可按表3.8选用。
 

线
表4.7    水泥混凝土设计强度

交通等级
特重
中等
设计强度 (MPa)
5
4.5
4.5
4
 
表4.8   水泥混凝土弯拉弹性模量
设计强度 (MPa)
5
4.5
4
弯拉弹性模量Ec
31000
28000
27000
 
⑥水泥混凝土的弯拉疲劳强度按设计年限内设计车道上标准轴载的累计数N确定,用公式 计算。
式中: ——水泥混凝土的弯拉疲劳强度(MPa)
 
 
(3)设计计算
① 轴载分析
水泥混凝土路面设计以100KN轴载作为标准轴载。其他各级轴载Pi的作用次数Ni应按公式换算为标准轴载Pk的作用次数Nci。
式中: ——设计初期,机动车车道上日交通量换算为日标准轴载的轴数(n/d);
——被换算各级轴载的轴数(n/d);
——标准轴载,为100KN;
——被换算各级轴载(KN);
——与汽车后轴轴数及其他因素有关的后轴数系数,见表3.3。
凡是前后轴载大于40KN的轴数均应换算成标准轴数。对于前后轴载小于或等于40KN的轴数因为对混凝土板产生的应力很小,引起的疲劳损伤也很轻微,可忽略不计。

线
根据交通资料,经公式换算可得计算设计年通过的标准轴载作用次数。见表4.9

 
表4.9  计算设计年通过的标准轴载作用次数
车型
车轴
(KN)
(n/d)
三菱T635B
前轴
29.3
519
200
0.0007
后轴
48.0
1
200
0.0040
黄河JN163
前轴
58.6
386
200
29.8545
后轴
114.0
1
200
3254.8997
江淮HF150
前轴
45.1
432
200
0.5063
后轴
101.5
1
200
469.0314
解放SP9200
前轴
31.3
505
200
0.0026
后轴
78.0
200
湘江HQP40
前轴
23.1
575
400
后轴
73.2
400
东风EQ155
前轴
26.5
542
400
0.0002
后轴
56.7
400
累计
3754.2994
年平均增长率为:r=5%
标准轴载作用次数:
=3754.2994(次)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
②交通分析
设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数,可按下式计算确定。

线
                                 

式中: —标准轴载累计作用次数;
—设计基准期;
—交通量年平均增长率;
—临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数。
水泥混凝土路面设计基准期为t=20年,安全等级为三级。临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取η=0.39。已知交通量年平均增长率为5%。将参数代入上式计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为:
 =
=17671256
由于设计车道标准轴载累计作用次数 时,属重交通等级。所以该路段属重交通等级。
 
③初拟路面结构
根据重交通等级和中级变异水平等级,查表,初拟普通混凝土面层,厚度为0.22m。基层采用水泥稳定碎石厚0.20m;底基处选用水泥稳定砂砾(水泥用量5%)厚0.20m;普通混凝土板的平面尺寸长为4.0m,宽3.5m,纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆的假缝。
④ 路面材料参数确定
重交通等级的普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 ,相应弯拉弹性模量按取 =31GPa。
查表,路基回弹模量取 42MPa。查表得,水泥稳定碎石基层回弹模量取 =1500MPa,水泥稳定砂砾底基层回弹模量为1300MPa。

线
新建公路的基层顶面当量回弹模量可按下式确定:

                                       
                                        
                                           
               
                                
                                     
式中:
—基层顶面的当量回弹模量(MPa);
—路床顶面的当量回弹模量(MPa);
—基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa);
、 —基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa);
—基层和底基层或垫层的当量厚度(m);
—基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度(MN-m);
、 —基层和底基层或垫层的厚度(m);
、 —与 有关的回归系数。
将 1500Mpa、 Mpa、 =0.18m、 =0.20m、 Mpa代入得:
=  

线

=
     =6.395
= =0.381 m
= =4.275
=
1-1.44×(1389.50/42)-0.55=0.787
= (MPa)
普通混凝土面层的相对刚度半径按下式计算:
                               
式中: -混凝土板的相对刚度半径(m),;
-混凝土板的厚度(m);
-水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa);
-基层顶面当量回弹模量(MPa)。
相对刚度半径计算为:
= =0.574(m)
⑤ 荷载疲劳应力
标准轴载 在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力按下式计算:

线

式中: -标准轴载 在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力;
= =1.14(MPa)
标准轴载 在临界荷位处产生的荷载疲劳应力按下式确定。
                        
式中:                           
—标准轴载 在临界荷位处产生的荷载疲劳应力(MPa);
—标准轴载 在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力;
—考虑接缝传荷能力的应力折减系数,纵缝为设拉杆的平缝时, =0.87~0.92(刚性和半刚性基层取低值,柔性基层取高值);
—考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数,
—考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数,
其中                                            
式中: —设计基准期内标准轴载累计作用次数,
—与混合料性质有关的指数,普通混凝土 =0.057;
因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数 =0.87。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数为:
=(17671256 )0.057=2.589
根据公路等级,查表得考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数取 。
则荷载疲劳应力计算为:
=0.87×2.589×1.25×1.14=3.210(MPa)
⑥ 温度疲劳应力

线
由《路基路面工程》中表18.3.11,Ⅳ5区最大温度梯度取 ℃/m。板长 5m,l/r=5/0.574=8.712由《路基路面工程》中图18.3.1可查普通混凝土厚 =0.22m时,BX=0.64。按下式,最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力。

                                  
式中:
—最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力(MPa);
—混凝土的线膨胀系数( /℃),通常可取为 /℃;
—最大温度梯度,查表取用;
—综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数,可按 和 查用图确定;
—板长,即横缝间距(m)。
将参数代入下式得:
= =2.008 MPa
温度疲劳应力系数 ,按式 )计算
                             
式中: 、 和 —回归系数,按所在地区的公路自然区划查表确定。
—混凝土弯拉强度标准值(MPa);
根据公路自然区划,查表,取 ,得:
 
= =0.482

线
临界荷位处的温度疲劳应力按下式确定:

                                                
式中: —临界荷位处的温度疲劳应力(MPa);
— 最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力(MPa),
— 考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应力系数,
温度疲劳应力为: =0.482×2.008=0.859(MPa)
查《路基路面工程》中表18.3.2,二级公路的安全等级为三级,相应于三级安全等级的变异水平等级为中级,目标可靠度为85%。再根据查得的目标可靠度和中级变异水平等级,查表18.3.13,确定可靠度系数 =1.13。
水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态,其表达式采用下式:
                   
式中:
——可靠度系数,依据所选目标可靠度及变异水平等级按表确定;
——行车荷载疲劳应力(MPa),;
——温度梯度疲劳应力(MPa),
——水泥混凝土弯拉强度标准值(MPa),。
将各参数代入式中得:
=1.13×(3.210+0.859)=4.598MPa MPa
因而,所选普通混凝土面层厚度(0.22m)可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
 

第五章 交叉口设计

 

线
5.1设计原则及设计参数

1、平面交叉设计原则
(1)、 平面交叉口的型式有十字形、T形、Y型、X形及环形交叉等,应根据城市道路的布置、相交道路等级、性质和交通组织等确定。
(2)、 交叉口内的计算行车速度应按各级道路计算行车速度的0.5~0.7倍计算,直行车取大值,转弯车取小值。
(3)、 交叉口间距应根据道路网规划、道路等级、性质、计算行车速度、设计交通量及高峰期间最大阻车长度等确定,不宜太短。
(4)、 交叉口转角处的缘石宜做成圆曲线或复曲线。三幅路、四幅路交叉口的缘石转弯最小半径应满足非机动车行车要求;单幅路、双幅路交叉口缘石转弯最小半径见表4.1。
表4.1 交叉口缘石转弯最小半径
右转弯计算行车速度(km/h)
30
25
20
15
交叉口缘石转弯半径(m)
33~38
20~25
10~15
5~10
 
(5)平面交叉口视距三角形范围内妨碍驾驶员视线的障碍物应清除。交叉口视距三角形见图4.1。
图4.1 十字型交叉口视距三角形                 X型交叉口视距三角形
 

5.2 交叉口曲线要素计算

1、交叉口平面计算

线
交叉口转弯半径计算:

转弯半径 
         
式中:B——机动车道宽度,一般取3.5;
F——转弯处非机动车道宽度,没有取0;
R——右转车道中心线半径;
——右转弯设计速度,一般取路段设计车速的0.6倍;
——横向力系数,取0.2 ;
——交叉口路面横坡度,一般取2%;
则,交叉口半径为 =20.62 m(25.20 m)
                 =13.75 m(18.45 m)
   交叉口半径应在13.75 m至18.45 m之间,取交叉口半径 =15 m
紫叶路在桩号为:K0+188.788 、K0+901.648 和K1+452.085有三处交叉,其中K0+188.788位十字交叉,其余两个均为T型交叉
2、交叉口平面曲线要素计算:
对于未设置缓和曲线的单圆曲线,其曲线几何要素
K0+000(1)处交叉口 R=15.00 m , = 92°32′56″
则 =15.683
=24.229

线
=6.701

K0+000(2)处交叉口 R=15.00 m , =87°27′4″
= 14.347
=22.895
=5.757
K0+533.760(1)处交叉口 R=15.00 m , =93°58′12″
=16.077
=24.601
=6.988
K0+533.760(2)处交叉口 R=15.00 m , =86°1′48″
=13.995
=22.523
=5.515
 

5.3交叉口竖向设计

1、交叉口竖向设计的基本原则:
(1)相同等级道路相交时,一般维持各自的纵坡不变,而改变它们的横坡度。
(2)主要道路与次要道路相交时,主要道路的纵横断面均保持不变,而将次要道路双坡横断面逐渐过度到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面,以保证主要道路的交通便利。
(3)设计时,至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉口,以利于排水。
(4)交叉口范围布置雨水口时,一条道路的雨水不应流过交叉口的人行横道,或流入另一条道路,也不能使交叉口内产生积水。所以,雨水口应设在人行横道之前或低洼处。
(5)交叉口范围内横坡要平缓些,一般不大于路段横坡,以利于行车。纵坡度宜不大于2%,困难情况下应不大于3%。
(6)交叉口立面设计标高应与周围建筑物的地坪标高协调一致。

线
2、交叉口竖向设计的方法

   交叉口竖向设计的传统方法有方格网法、设计等高线法、方格网设计等高线法。这些传统方法虽然有它固有的优点,但是在施工放样中的实用性较差,目前对于简单的沥青路面交叉口,通常采用特征断面法;对于水泥混凝土路面交叉口和大型、复杂的沥青路面交叉口一般采用高程图法。
    对于相同等级道路相交,竖向设计时一般维持各自的纵坡不变,而改变它们的横坡度。对于X形交叉口和交叉口角大于75º的T形交叉口,路脊线通常是对向行车轨迹的分界线,即道路中心线;对于斜交过大的T形交叉口,其路中心线不宜作为路脊线,应加以调整。调整路脊线时,要求两个转角曲线的切点在被交线上的里程相等。
3、交叉口竖向设计的步骤:
2、搜集有关测量交通排水地物控制标高以及交叉道路等级等资料;
3、确定路口设计的范围:一般规定测量范围为路缘石切点外5~10m,因为自双向坡过渡到单向坡时,需要一定的距离才能逐步完成。
4、根据相交道路等级和纵坡方向,附近的地形和排水要求等,选定交叉口竖向设计等高线类形。
5、选定等高线间距,一般为0.02~0.1m,然后大致确定雨水口的位置。
 
 
 
 
 
 

第六章 排水管道设计

 

线
6.1排水设计概述

在城市道路中一般采用地下管道排水,即利用设置在地下的相互连通的管道及相应设施,汇集和排除道路的地表水。排水设施一般包括有雨水口、检查井、雨水干管、支管、连管、街沟、出水口等主要部分。

6.2设计原则

(1)、城区道路排水设计应按城市排水规划进行,并应符合现行的《室外排水设计规范》(GBJ14)规定。无排水规划时,应先作出排水规划,再进行设计。因修建道路引起两侧建筑物或街坊排水困难时,应在排水设计中解决。
(2)、城区道路排水一般采用管渠形式。设计时应根据当地材料和道路类别选择。 城区道路排水设计包括偏沟、雨水口和连接管的布设,不包括排水干管设计。
(3)、郊区道路排水设计包括边沟、排水沟与涵洞等。设计流量可按当地的水文公式计算。
(4)、郊区道路排水设计应处理好与农田排灌的关系。
(5)、快速路的路面水应排泄迅速,以防止路面形成水膜影响行车安全。
(6)、城区道路排水设计重现期见表5.1,重现期高于地区排水标准时,应增设必要的排水设施。
表5.1城市道路排水设计重现期
道路类别
城市级别
快速路
主干路
次干路
支路
广  场
停车场
立体交叉
大城市设计重现期
2~5
1~3
0.5~2
0.5~1
1~3
2~5
中、小城市设计重现期
0.5~2
0.5~1
0.33~0.5
1~3
 
 

6.3雨水计算

1、设计参数:

线
重现期(年): 2.00  折减系数:2.0 明沟折减系数:1.2 默认地面集流时间(分):12.00 管道连接方式: 管顶平接  最小覆土深度(米):0.70   最大冻土深度(米):0.80  圆管最大直径(毫米)  2400:地区: 郑州  默认管材: II级钢筋混凝土管

2、雨水计算
                  
 暴雨强度公式:
                
 
 暴雨参数:  A=18.401  B=15.1  C=0.892  D=0.824 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

第七章 绿化设计

 

线
7.1苗木要求

1、严格按工程量清单中的苗木规格购苗,应选择枝干健壮,形体优美的苗木,苗木移植尽量减少截枝量。
2、所有树木必须健康、新鲜、无病虫害,无缺乏矿物质症状,生长旺盛而不老化。
3、乔木一律使用圃地苗,不得使用截干苗、山地苗;树高、胸径、冠幅、分枝点四个规格基本一致;自然全冠、树型优美、树干通直。三级分枝,一级分枝不少于3-4个。
4、花灌木树高、胸径、冠幅、分枝点四个规格基本一致。树形丰满匀称、整齐一致、自然全冠、不偏冠。
5、色块栽植满栽密植,到边到角。

7.2、种植

1、定点放线
按施工平面图所标尺寸定点放线,如为不规则造型,应用方格网及图中比例尺定点放线,图中未标明尺寸的种植,按比例依实放线定点,要求定点放线准确,符合设计要求。
2、行道树树穴及种植要求
   (1)行道树树池规格长宽深为1.2米×1.6米×1.5米,原则不小于1.2米,深度要见底土。树穴需设置树池盖板。
   (2)行道树树穴底铺15厘米厚碎石垫层,以利排水,并设置排气管。
3、土球和树穴的要求
(1)土球标准:乔木类胸径与土球直径比不小于1:8;灌木类地径与土球直径比不小于1:8;小灌木土球直径需达到冠径的0.7倍;土球湿润,不得有松球、散球、破损球。基本清除包装物。
(2)树穴的直径应大于土球直径的40-60cm。树穴深度应大于土球高度的20-40cm,若土壤坚实度大,应采取扩大树穴规格或疏松土壤等措施。
4、苗木种植要求
(1)完全清除土球包装物。
(2)种植土回填必须分层回填,分层夯实。

线
(3)定根水必须及时浇灌,做到浇透水,不跑水、不积水。

(4)苗木栽植高度需与绿化带地面齐平。
5、苗木修剪的要求
(1)保持全冠的前提下适度疏枝。
(2)修剪时应去除所有损伤枝、断枝、枯枝。
(3)切口基本平整,留枝、留叶基本正确,树形要匀称。修剪直径2cm以上大枝及粗根,截口削平,应涂防腐剂。
6、苗木固定、支撑
(1)规则式栽植苗木树干或树木重心与地面必须基本垂直。
(2)行道树支撑采用扁担桩方式,埋深1.2米,上面1.1米.
   (3)栽植树木时,树木应展现其表,树木有表里(美观漂亮一侧为表)之分,应在栽植现场确定树木的栽植朝向等技术问题。
   (4)乔木种植:种植胸径5cm以上的乔木,应设支柱固定。支柱应牢固,绑扎树木处应加软垫物,绑扎后的树木应保持直立。
7.3、检查验收
1、种植土更换、场地平整、树穴开挖、施肥等每个关键点必须经监理单位验收合格签字后施工单位方可进入下一步程序施工。
2、苗木必须逐株验收,监理单位如发现不合格,坚决不予栽植。

7.3、绿化施工要求

1、工程应严格按照合肥市人民政府办公厅《关于加强道路绿化施工管理工作的通知》和市重点局、市林业和园林局《合肥市大建设道路绿化实施管理办法》以及市林业和园林局《合肥市大建设项目配套园林绿化工程建设流程》的规定执行。
2、工程招标要严格按照市林业和园林局《合肥市园林绿化工程施工招标补充规定》和《合肥市园林绿化工程监理招标补充规定》执行。
3、路灯等杆管线的埋设,应避让行道树种植穴。确实无法避让的,埋深必须在1.3米以上。

第八章 标志标线设计

 

线
8.1、交通标志

交通标志是车辆在道路行驶中的重要信息来源。标志的设置应可能合理、齐全,便于驶入道路的车辆能安全快速地到达目的地。它分为警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志的交通工程和沿线设施,系以《道路交通标志和标线》GB5768-2009有关规定进行设计的,为安全行车提供重要保障。
1、设置原则
① 标志的设置必须做到规范、醒目、易读、公认。
② 在满足交通管理功能要求前提下做到经济、合理、适用。
③ 交通标志的设置应进行总体布局,防止出现信息不足或信息过载的现象。对于重要的信息应给予重复显示的机会。
④ 交通标志的设置应充分考虑道路使用者的行为特性,即充分考虑在动态条件下发现、判读标志及采取行动的时间和前置距离。
⑤ 同一地点需要设置两种以上的标志时,可以进行标志组合设计,设置在同一版面上,并按照警告、禁令、指示的顺序,先上后下先左后右的进行排列。
2、标志牌材料
标志牌采用铝合金制成,圆形的标志牌必须在它的周边加以滚边,大型的标志牌必须以边框加强。
3、标志牌支承结构
标志牌的支承型式应根据实际情况以及标志的位置和标志牌的结构进行选择单柱式、附着式和单悬臂式等。
4、标志种类及颜色
① 警告标志:黄底、黑边、黑图案。
② 禁令标志:一般为白底、红圈、红杆、黑图案。
③ 指示标志:蓝色底,白图案。
④ 指路标志:指路标志的汉字高度根据GB5768-2009的规定,确定汉字高H一般为30cm,字间距1/10H,行距1/3H。指路标志一般为蓝底、白图案。
⑤ 路名标志和无障碍标志的具体位置及形状详见平面图和大样图。
5、标志牌文字

线
标志牌内容涉及文字的,以中、英文表示,底膜采用工程级反光膜,字膜采用超强级反光膜。

指路标志的汉字采用标准黑体(简体)。汉字高度按照《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)标准规定,字宽与字高相等。

8.2、交通标线

本次设计标线采用热熔型标线涂料,突出标线的反光性、美观性和耐久性。交通标线设计依据是《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)的规定并结合以往道路标线设计的经验综合而成。
1、设置原则
(1)中心黄色单实线表示严格禁止车辆跨线超车或压线行驶。
(2)在交叉口停车线前、人行横道前用实线,以表示禁止变换车道。
(3)人行横道线:路段上的人行横道线选择行人交通汇合处设置,设置方向与道路垂直。
(4)停止线设置于交叉口及人行横道前。
2、标线材料
采用热熔型标线,外观应整洁,边缘整齐,颜色均匀,无裂缝,其最小厚度(不含粘结剂层)为1.5mm。
 
 
 
 
 
 
 
 
 

第九章 软件设计说明

 

线
9.1纬地软件

纬地系统是西安立德公路工程咨询有限公司汲取国内外专业软件之所长,推陈出新的公路设计软件。它是先进的工程设计理念和尖端的计算机软件技术的结晶。系统具有专业性强,与实际工程设计结合紧密、符合国人习惯、实用灵活等特点。系统使用BjectARX及Visual C++编程,支持AutoCAD R2000/R2002/R2004/R2005/R2006 平台和 Windows9X/NT/2000/XP/VISTA等操作系统, 系统主要功能包括:
公路路线设计、互通立交设计、三维数字地面模型应用、公路全三维建模(3DRoad)等。
适用于高速、一级、二、三四级公路主线、互通立交、城市道路及平交口的几何设计。系统同时提供标准版、专业版、数模版和网络版软件,用户可根据不同需求自由选择。
常规市政施工图设计项目(对于工程可行性研究或初步设计项目,根据需要应用下述有关内容)
1.新建公路路线设计项目,并指定项目名称、路径。
2.使用“主线平面设计”(也可交互使用“立交平面设计”)功能进行路线平面线形设计与调整;直接生成路线平面图 (得到*.jd数据或*.pm数据);
3.使用“生成直曲线表”功能生成路线直线、曲线转角表;
4.启用“设计向导”,根据提示自动建立:路幅宽度变化数据文件(*.wid)、超高过渡数据文件(*.sup)、设计参数控制文件(*.ctr) 、桩号序列文件(*.sta)等数据文件;
5.使用“生成逐桩表”功能生成路线逐桩坐标表;
6.使用“项目管理”或利用“HintCAD专用数据管理编辑器”结合实际修改以下数据文件:路幅宽度变化数据文件(*.wid)、超高过渡数据文件(*.sup)、设计参数控制数据文件(*.ctr);
7.利用“纵断数据输入程序”输入纵断面地面线数据文件(*.dmx);利用“横断数据输入”功能输入横断面地面线数据文件(*.hdm);并将数据文件指定给当前项目。
8.利用“纵断面设计”功能进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整,同时可直接输出“纵坡竖曲线表”(保存至*.zdm文件);

线
9.利用“连接部图绘制”功能,进行立交连接部图绘图和路线平面图绘图,特别是对于加宽设计区间;

10.绘制纵断面设计图,同时根据设计参数控制文件(*.ctr),标注各类构造物;
11.进行“路基设计计算”,输出路基设计中间数据文件(*.lj);并可由路基设计中间数据文件直接生成路基设计表;
12.基于连接部设计图,利用“路面标高图绘制”功能进行路面标高图绘制;
13.利用“挡土墙录入”功能输入有关挡墙等支挡物数据,并将其保存到当前项目中。
14.进行“横断面设计绘图”,同时直接输出土石方数据文件;
15.修改设计参数控制数据文件中关于土方分段的控制数据,输入土石方数据文件,计算输出土石方数量计算表;

9.2鸿业软件

鸿业科技是成立于1992年的软件公司,拥有北京鸿业同行科技有限公司、上海鸿业同行信息科技有限公司及洛阳鸿业信息 科技股份有限公司,北京鸿业同行科技有限公司为总公司。公司拥有员工240余人。专业从事计算机软件的开发,服务于工程类CAD设计领域和城市信息化建设 领域,鸿业科技以工程设计行业CAD软件的设计开发为核心,形成了针对国内众多科研、设计单位、企业及政府部门等不同行业、不同规模和不同应用的软件产品 和针对性解决方案,成为业界知名品牌和领航企业。
1、设置——设工程名
2、设置——出图比例
3、设置——纵断表头,把你需要的格式设置进去,下次就不用这步儿了
4、平面——定义道路中心线。这个中心线如果道路也做,那我们就是要用他们的,因为也就是一个工程了,当然就是一条中线,相同的桩号。
5、平面——道路桩号——定义桩号,桩号标注设置,自动标注桩号
6、平面——桩号和标高文件关联,这个标高指的是道路设计标高,我们就把道路给的标高文件关联上就可以了,不过你们道路的人员都是手工做的就不会有这个文件了,那我们下面会说自己做文件的方法的。
7、平面——自然地面标高文件,这个文件由于你们没有道路提供文件我们遇到这种情况就自己做了,长也是自己输,选逐桩输入,输完选存入文件,下次再做工程就可以直接用记事本格式打开改数据就可以了。如果道路也新建,可是你们的道路人员没有用软件,那我们就动手做,也是用这个命令,同样就是自己输桩号和他们道路纵断上的设计路面标高。完了后存后的文件同样是自然地面标高的文件格式,文件名是*.bgz格式,之后用下面的自然转设计转成设计地面标高的,文件名*.bgs格式

线
有个这个设计地面标高文件,我们用上面的桩号和标高文件关联工具把文件关联上。

8。平面——自然转设计,如果我们的道路不做,只有做水,那我们就用这个命令把自然地面标高转成设计地面标高,也就是出来纵断上面的两条地面线,也是我们管线算埋深的依据。
9。雨水——平面管线——自动布管按桩号,管代号一般污水就是w,雨水就是y,管材根据你选择。检查井也是圆形,偶尔也需要做矩形,那就是方沟什么的。之后——确定
看命令行:退出/接续布管/回车起始布管:我们开始布管当然就是回车起始布管,回车就行了。
输入桩号:这个就是让你输入起始井位的位置0。
输入起点检查井与桩号线距离:这个就是管道与中线的距离6米。
输入管道起点布置方向:就是选择在中线的哪一侧,在布管的那一侧点一下就可以了。
退出/回退/自动布置/回车逐段布置:选回车逐段布置
输入管道长度:就是井距。一般不要超过规范要求的最大井距,这样可以有左右修改井距的余地。
输入管径:就是管径啦!
输入管道坡度:就是坡度。
输入到点检查井与桩号线距离:就是下一个井与中线的位置,如果同起点,那就回车就好。到这里就是布置完一段了,下面只要回车看好命令行接着布置就好了。如果觉得哪段不好。可以回退的。布置完就退出。
10。雨水——管线整理,如果觉得哪个井位置不大合适我们可以用管线整理来调整一下,点开命令看哪个是你需要的就按照命令提示作就可以的。
11。雨水——节点编号,用主节点编号,看命令行,有提示的,按着做,选起点井,选终点井,命令行提示输入起点编号:是几就输几。回车退出就好。

线
12。雨水——定井地面标高:看命令行,我们选路标高计算所以就回车,命令提示选择对象,我们就把井框选就行,不用管地形和中线什么的,选进去软件会自动识别井的。之后提示直接输入高差/道路横坡:一般忽略道路横坡,就输0。提示已有标高节点是否重新定义(y/n)?选y回车。再回车就会看到很长一个命令提示,就e就退出。

13。雨水——定义管径和定义坡度就是这两个工具是之前我们布的管道如果你有某断的管径,坡度需要调整,我们就用这两个。如果不需要,我们往下进行。
14。雨水——定义管高和坡度:看命令行提示,选择定义/控制点高定管高/回车自动定义:我们选择定义,按x回车。看提示,选起点井,选终点井,提示定终点标高/定起点标高:定终点就按e,定起点就回车,输入我们定的管底标高。之后回车退出
15。雨水——纵断面图——路中桩断面:蹦出输入自然标高文件,我们选择之前做的自然地面标高文件就可以。看命令提示输入起点桩号:我们回车就好,输入终点桩号,也回车就好,输入横向比例,我们基本是1000,输入竖向比例:我们就用100,回车,选管道基础号,根据需要我们自己选,如果是顶管那就是素土基础了,其它时候根据工程定吧!选好回车,选起点雨水,终点雨水。回车结束选择。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   结

线
经过两个多月的努力,大学四年最后的一个环节——毕业设计终于完成了,面临着即将到来的毕业答辩,感慨万千。四年大学生活即将走到尽头,想着我将离开我生活四年的学校,离开亲爱的老师和同学们,多少有些不舍,但毕竟学业以成,应该去开创属于自己的生活了,多少又有点期待。

在毕业设计的两个多月里,我在老师的指导和在同学们的帮助下,通过自己的认真工作,最终胜利的完成了毕业设计。在毕业设计的过程中,我学到了很多的东西,这些都是平时在书本上难以体验出来的;毕业设计让我更加巩固了四年来所学的专业知识,培养了我综合考虑问题、发现并解决问题的能力,也使我对计算机的应用更加娴熟;在这两个多月里,我们组的同学积极讨论,团结合作,增进了我们之间的友谊。总的来说在毕业设计中真的是获益良多,受益匪浅。
整个毕业设计主要包括六个部分:路线设计、路基设计、路面结构设计、交叉口设计、排水设计和城市道路管线布置与管理。在路线设计中我们综合运用了计算机进行辅助设计,通过鸿业市政道路软件更好的优化了我们的计算机图纸,对我们的计算书进行了验算比对,减少了毕业设计中的错误,使我们少走了不少弯路。排水设计是设计中的重点也是难点,在老师的指导和同学们的探索讨论下,通过结合CAD 、纬地和鸿业市政管道设计软件我们成功的完成了这部分的内容,可以说这部分的成功是和我们集体的智慧离不开的。交叉口的设计也是其中的难点,在交叉口设计中我们进行了大量的计算与绘图,查阅了大量的资料,最终才完美的完成任务,这也是值得我们欣慰的地方,毕竟都是自己劳动的成果。进行毕业设计就像看着一个生命从自己手中慢慢酝酿、生长、成型最终长大成人。
回想两个多月的毕业设计,我在有收获的同时也发现了自己不少的不足。首先就是专业基础不是很扎实,很多的内容需要翻看课本或者规范才能知道,耽误了不少的时间,再者对时间的分配也不尽满意,前面浪费的时间不少,到最后的日子需要日夜赶工。在往后的工作和生活中我一定得注意加强基础知识,学会合理分配时间,做到尽善尽美。

参考文献

线
 


1、  《城市道路设计规范》(CJJ 37-90)
2、  《城市道路和建筑物无障碍设计规范》(JJ550-220-J114-2001)
3、  《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)
4、  《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)
5、  《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
6、  《水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2004)
7、  《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220-95)
8、  《公路排水设计规范》(JTJ 018-97)
9、  《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
10、 《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)
11、 《道路交通标志和标线》 (GB5768-2009)
12、 《公路交通标志板技术标准》 (JT/T 279-1995)
13、 《路面标线涂料》 (JT/T 280-1995)
14、 《道路勘测设计》(课本)
15、 《路基路面工程》(课本)
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