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青岛理工大学(临沂)道路桥梁工程技术毕业论文


青岛理工大学毕业设计





本设计为市政工程(城市道路)设计,慈溪杭州湾新区兴慈六路设计全过 程。本区段内有一个“十”字交叉口。设计具体分为平面线型设计、纵断面设 计、横断面设计、交叉口设计、路基路面设计、照明排水设计。平面线采用“市 政详规”所确定的规划线位,全线呈南北走向,道路沿线依次与滨海三路、滨 海四路、滨海五路相交,跨越中心横江规划河道。根据规划要求及结合当地的 实际情况,平面线为直线,不设平曲线。重点对横断面设计、竖曲线计算和交 叉口设计作了详细计算。 本设计从近期和远期交通量的需求出发,综合考虑了未来几年的人口增长 和车辆交通量的变化,使“新区”能更好地融入上海、杭州、宁波 2 小时的交 通,做到“以人为本” ,遵循了可持续发展的原则。 兴慈六路的设计速度为 40km/h,全线共长 1244.107 米,道路形式为三幅路 双向四车道,单车道宽度为 3.5 米。全线共有平曲线 0 处,竖曲线 6 处。

关键词

城市道路; 交叉口设计;纵断面设计

I

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Abstract
The design of public works (city roads) design, Cixi Hangzhou Bay New Area Xingci all the way to the entire design process. This section there is a "cross" intersection. The concrete surface is divided into linear design, longitudinal design, cross-sectional design, intersection design, Pavement design, lighting and drainage design. Plane line using "Municipal detailed rules" established by the planning alignment, line north-south direction, along the road and turn the starting point, Di Tang, Binhai Road, intersection, across the center Yokoe planning river. According to local planning requirements and with the actual situation, as the straight plane line, no horizontal curve. Focus on cross-sectional design, the intersection of vertical curve calculations and detailed design calculations. This design from the short and long term traffic needs, considering the population growth in the next few years and vehicle traffic changes, so that the "New" to better integrate into Shanghai, Hangzhou, Ningbo, 2-hour traffic, do to "people-oriented", followed the principles of sustainable development. Xingci all the way to the design speed of 40km / h, a total line length 1244.107m, two-way road in the form of four six-lane road, lane width 3.5 meters. There are flat across the curve 0, vertical curve 6. Pavement thickness of 680mm of asphalt concrete pavement.

Keywords

city road;intersection design;longitudinal design

II

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要 ..........................................................................................................................I

ABSTRACT ................................................................................................................. II 第1章 道路概况 ......................................................................................................... 1 1.1 概述 ................................................................................................................... 1 1.2 设计依据 ........................................................................................................... 1 1.3 设计标准 ........................................................................................................... 1 1.4 自然条件 ........................................................................................................... 2 1.4.1 地理位置及地形地貌 .............................................................................. 2 1.4.2 工程地质 .................................................................................................. 2 1.4.3 气象 .......................................................................................................... 2 第2章 道路设计 ......................................................................................................... 2 2.1 平面设计 ........................................................................................................... 2 2.2 纵断面设计 ....................................................................................................... 4 2.2.1 竖曲线设计 .............................................................................................. 4 2.2.2 街沟设计 ................................................................................................ 24 2.3 横断面设计 ..................................................................................................... 24 2.3.1 机动车车道数和宽度 ............................................................................ 26 2.3.2 非机动车车道宽度 ................................................................................ 26 2.3.3 人行道宽度及铺装 ................................................................................ 29 2.3.4 设施带及绿化带 .................................................................................... 29 2.3.5 路拱设计 ................................................................................................ 32 2.3.6 方案比选 ................................................................................................ 33 2.4 路基设计 ......................................................................................................... 32 2.4.1 工程地质概况 ........................................................................................ 32 2.4.2 一般路基设计 ........................................................................................ 32 2.4.3 特殊路基设计 ........................................................................................ 32 2.4.4 路基检测 ................................................................................................ 33 2.4.5 路基施工沉降量及抛石挤淤泥深度..................................................... 33
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2.4.6 路基土石方量......................................................................................... 37 2.4.7 土石方调配............................................................................................. 37 2.5 路面设计 ......................................................................................................... 35 2.5.1 路面结构层 ............................................................................................ 35 2.5.2 轴载分析 ................................................................................................ 36 2.5.3 路面结构组合设计 ................................................................................ 39 2.5.4 土基回弹模量的确定............................................................................. 39 2.5.5 确定各层材料的抗压模量和劈裂强度 ................................................ 39 2.5.6 根据设计弯沉计算路面厚度 ................................................................ 39 2.5.7 验算各层层底弯拉应力 ........................................................................ 42 2.6 交叉口设计 ..................................................................................................... 44 2.6.1 交叉口形式 ............................................................................................ 44 2.6.2 交叉口平面设计 .................................................................................... 45 2.6.3 交叉口的竖向设计 ................................................................................ 49 2.7 照明设计 ......................................................................................................... 53 2.7.1 照明参数 ................................................................................................ 53 2.7.2 路灯及照明管线布置 ............................................................................ 54 2.8 排水设计 ......................................................................................................... 55 2.8.1 排水系统的选择 .................................................................................... 55 2.8.2 雨水管道设计流量计算 ........................................................................ 57 2.8.3 管道选材及平面布置 ............................................................................ 58 附表: 土石方量计算表 ............................................................................................ 59 结束语 ......................................................................................................................... 63 致谢 ............................................................................................................................. 64 参考文献 ..................................................................................................................... 65

II

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第 1 章 道路概况
1.1 概述
慈溪经济开发区杭州湾新区位于浙江省慈溪市北部沿海,距慈溪中心市区约 12 公里,地处建设中心的杭州湾跨海大桥东侧。作为杭州湾跨海大桥的“南桥 头堡”“新区”将融入上海、杭州、宁波 2 小时的交通圈,具有明显的区域拉动 , 优势,这里将建设成“长江三角洲南翼的工商名城、宁波市北部的经济中心” , 一座“生态旅游城市” 。 兴慈一路位于慈溪经济开发区杭州湾新区内,是规划中的一条南北走向的城 市主干路,规划道路红线宽 37m,建筑红线宽 50m。 本设计路段范围为: 起点:K1+902.034,坐标为(X=56758.249,Y=78113.389) 终点:K3+146.141,坐标为(X=57964.284,Y=78418.809)

1.2 设计依据
1、慈溪经济开发区杭州湾新区规划及现状地形条件 2、 《城市道路设计》 (人民交通出版社 周荣沾编著) 3、 《城市道路设计规范》 (CJJ37-90) (CJJ44-91) (CJJ1-90)

4、 《城市道路路基工程施工及验收规范》 5、 《市政道路工程质量检验评定标准》 6、 《公路工程技术标准》

(JTG B01-2003) (JTJ032-94) (JTJ034-2000)

7、 《公路沥青路面技术规范》

8、 《公路路面基层施工技术规范》 9、 《路基路面工程》

(重庆大学出版社)

1.3 设计标准
道路设计等级为城市次干道Ⅱ级,按照国家规范及当地规划情况取计算行 车速度 40Km/h ,20Km/h(交叉口) ,道路规划红线为 37m,建筑红线宽 50m。

1

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1.4 自然条件
1.4.1 地理位置及地形地貌
兴慈六路地处杭州湾冲积平原,属海滨冲积地质单元,地形较为平坦,鱼 塘、沟渠密布,表层覆盖有 0.8-1.5 米厚的冲填土层,该层在鱼塘、沟渠密布处 上覆有 0.2-0.5 米厚的淤泥,其它地段顶部有 0.3 米左右的植物层。地面标高一 般在 2.0-2.8 米之间,地表水十分丰富,地下水埋藏较浅,稳定水位在地表以下 0.0-1.2 米之间。

1.4.2 工程地质
根据岩土工程报告,区域场地土层自上而下分布为: 1、冲填土:灰黄色,稍密状,高压缩性,粉粒含量很高,表层 0.2-0.4 米为 耕植土,富含植物根茎。该层全场分布,一般厚度 0.8-2.0 米。 2、粘质粉土:灰色,稍密状,饱和,中压缩性,以粉粒为主,摇振反应迅 速,干强度低韧性。该层全场分布,一般层厚 0.4-5.3 米。 表层冲填土具有高压缩性,力学强度较差,不适宜做路基的持力层,下卧 的亚粘土承载能力相对较高,地基土承载力容许达 120kpa,可以作为路基基础 的持力层。

1.4.3 气象
本区属于北亚热带季风气候区,四季分明,季风显著;温暖湿润,气候变 幅小;雨量充沛,日照充足,降雨分布不均,有明显的雨季和旱季。年平均温 度 15.5-17.0℃,最高月平均气温(7 月份)为 28.2℃,最低月平均气温(1 月 份)为 3.9℃。年平均降水量(雨、雪、冰雹)1272.8 毫米。

第 2 章 道路设计
2.1 平面设计
城市道路中线在水平面上的投影形状称为道路平面。本路段的平面定线要 受到道路网的布局、道路规划红线宽度和沿街已有建筑物位置等因素的约束。 平面线形只能局限在一定范围内动,定线的自由度要比公路小的多。 定线是在道路规划路线起点之间选定一条技术上可行,经济上合理,又能
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符合使用要求的道路中心线的工作。它面对的是一个十分复杂的自然环境和社 会经济条件,需要综合考虑多方面因素。为达此目的,选线必须由粗到细,又 轮廓到具体,逐步深入,分阶段分步骤地加以分析比较,才能定出最合理的路 线来。对于城市道路或平原地区,由于城市交叉口多、地下管线多,则应首先 考虑敷设以直线为主的线形。考虑本路段路线的选定主要取决于慈溪经济开发 区杭州湾新区干道网及红线规划,根据慈溪经济开发区杭州湾新区规划要求以 及当地的地形和地理条件,路线选定为南北走向,道路沿线依次与起点、滨海 四路、终点相交,跨越中心横江规划河道。整条道路,除在交叉口处设圆曲线 外,全线不设平曲线。本路段全长 1244.107 米,道路规划红线宽度为 37m。 为了确保汽车行驶的通畅、安全、迅速、经济和舒适,必须合理地设置交 叉口处圆曲线的半径。由于该路段地处开发区,两侧建筑物尚未完全开工,本 路段不设超高,以免与建筑物标高不协调而影响街景美观。
表 2-1 计算行车速度(Km/h) 一般值 100 80 60 40 30 20 460 280 150 60 30 15 极限值 380 230 120 50 25 12 — — 60 30 15 15 平面交叉圆曲线最小半径 主要公路(m) 次要公路(m)

本路段与滨海四路交叉口处设计车速为 V=20Km/h,根据规范要求,取城市 道路常用的横向力系数 ?=0.2,交叉口处车行道的平均横坡度 i 横=0.015,代入 不设超高的圆曲线半径公式,转角圆曲线半径计算如下:
R ? V
2

1 2 7 ? ? ? 0 .0 1 5 ?

?

20

2

1 2 7 ? 0 .2 ? 0 .0 1 5 ?

? 1 4 .6 5

规范中的规定为推荐值,为使设计线形和顺,与滨海四路交叉口处各路口 圆曲线半径均取 20m,计算交叉口圆曲线各要素见表 2-2。

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表 2-2

交叉口圆曲线要素计算表 切线长 外距
?
2

滨海四 路路口

圆曲线 半径 R /m

弧长
L ?

偏角 ?

T ? R ta n

? ? ? E ? R ? sec ? 1? 2 ? ?

?
180

? R

西北转 弯处 东北转 弯处 西南转 弯处 东南转 弯处

20.00

81? 7.84" 21?

17.081

6.302

28.26

20.00

93? 26 " 52?

21.447

9.326

32.796

20.00

98? 52" 38?

23.007

10.485

34.191

20.00

86? 33" 7?

18.650

7.347

30.004

2.2 纵断面设计
通过道路中线的竖向剖面称为纵断面。在设计本路段时,以车行道中心线 的立面线形作为基本纵断面。该路段地处平原地区的,设计的坡度时应尽量经 济合理,填挖不能太大,应此坡度不能太大,如果不能满足排水要求,在纵断 面图上做街沟设计。 纵断面设计的主要内容,是根据道路等级、交通量大小、当地气候、海拔 高度、沿线地形、地质、土壤、水文及排水情况,具体确定路线纵坡的大小、 纵坡转折点位置的高程和竖曲线半径等。

2.2.1 竖曲线设计
该路段由起点标高、滨海四路、终点、及中心横江桥的桥面标高控制,结 合《慈溪经济开发区杭州湾新区(九塘—十塘)水利规划》道路防洪最低竖向 标高 3.36m,以满足路基最小填土高度、降低工程造价为原则,综合考虑行车 条件、防洪标准、路面排水、管线敷设的要求,进行纵断面设计。 对于设计道路的纵断面拉坡有两种方法可以考虑: 通过调整道路中线纵坡,满足道路排水要求,避免设置锯齿形街沟。 参照沿街建筑物出入的地坪标高,尽量不改动各控制点标高,可能会出现 缓坡,需要设置锯齿形街沟。
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第一种方法具有施工简便,雨水管设置方便等优点,但是试拉坡结果常显 示,在满足最小坡长的前提下,道路设计标高与周围建筑物地坪标高及控制点 标高偏离较大。 第二种方法有利于车辆行驶,减少土方工程量,能较好的满足设计控制点, 并与周围建筑物地坪标高相协调,但锯齿形街沟施工麻烦,路面改扩建困难, 并且在街沟范围内对行车有一定影响。 在城市道路设计中,道路纵断面拉坡更主要的是受沿街建筑物的地坪标高 控制,该路段为开发区的新建次干路,近期不需要改建、扩建,而且该路段以 满足路基最小填土高度、降低工程造价为原则进行纵断面设计。综合考虑以上 各因素,采用第二种途径。 注:(在市区主干道的纵断面设计图上,尚需注出相交道路的路名与交叉口的 交点标高以及街坊与重要建筑物出入口标高等。城市道路纵断面设计图的比例 尺,在技术设计文件中,一般采用水平方向为 1:500—1:1000,垂直方向 1:100— 1:200)。 各控制点规划标高及设计实际采用的标高见下表 2-3:
表 2-3 位置 起点 变坡点一 变坡点二 变坡点三 变坡点四 变坡点五 变坡点六 终点 各控制点规划标高及设计标高 规划标高 4.52 3.93 4.96 4.05 4.87 3.86 3.86 4.19 设计标高 4.52 3.97 4.91 4.11 4.82 3.88 3.88 4.19

桩号 K1+902.034 K2+100.000 K2+320.000 K2+520.000 K2+660.000 K2+920.000 K3+060.000 K3+146.141

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表 2-4 设计车速(Km/h) 最大纵坡度推荐值(%) 最大纵坡度限制值(%) 80 4 6 60 5

最大纵坡度 50 5.5 7 40 6 8 30 7 9 20 8

注:设计纵坡度大于表 2-4 所列推荐值时,可按表 2-4 的规定限制坡长。

结合表 2-4 确定各纵坡度,竖曲线具体设计计算如下: 1、变坡点 K2+100 (1)计算竖曲线的基本要素
根 据 设 计 得 知 : i1 ? ? 0 .3 % , i 2 ? 0 .4 7 % , ? 1 ? i 2 ? i1 ? 0 .7 7 %

结合地形情况及纵坡度、道路排水等因素,考虑最小半径,取竖曲线半径 R1=5000m,则:
竖 曲 线 长 度 : L1 ? R1? 1 ? 3 8 .5 ? m ?
切 线 长 : T1 ? L1 2 ? 1 9 .2 5 ? m ?
T1
2

竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 : E1 ?

2 R1

? 0 .0 4 ? m

?
桩号:

桩号:

桩号: 高 程 : 3.93

图 2-1 变坡点竖曲线示意图

(2)求竖曲线起点和终点桩号
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起点桩号:K2+100-T= K2+100-19.25=K2+80.75 终点桩号:K2+100+T= K2+100+19.25= K2+119.25 (3)求竖曲线范围内各桩号的设计标高 ①竖曲线起点 切线标高:3.93+0.3% 竖距:h=
l
2

?

19.25=3.99(m)

=0

2R

起点 K2+080.75 桩的设计标高为:3.99m ②竖曲线中点 切线标高:3.93 竖距: h ? E 1 ?
T1
2

2 R1

? 0 .0 3 7 ? m ?

中点 K2+100 桩的设计标高为:3.83+0.037=3.86(m) ③竖曲线终点 切线标高:3.93+0.47% 竖距:h=
l
2

?

19.25=3.92(m)

=0

2R

终点 K2+119.25 桩的设计标高为:3.92 m. (4)计算 K1+902.034-K2+280 各桩号的设计标高,设中间桩距为 20m,竖曲 内各桩号设计标高的计算公式为:设计标高=切线标高-竖距(h = i ) ,即 2 R1 线 右半部分: H i
? H ? Lii2 ? xi
2

x

2

2

2 R1 xi
2

左半部分: H i

? H 1 ? L i i1 ?

2 R1

其中:x-----曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的 水平距离; Li-----直线上点到相邻变坡点的距离。 竖曲线以外的部分按近似直线计算各桩号的设计高程,计算结果见表 2-5。

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表 2-5

各桩号设计标高

竖曲线设 距切点 桩号 纵坡度 距离 L(m) (m) K1+902.034 K1+920 K1+940 K1+960 K1+980 K2+000 K2+020 K2+040 K2+060 K2+080.75 K2+100 K2+119.25 K2+140 K2+160 K2+180 K2+200 K2+220 K2+240 K2+260 K2+280 -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% -0.3% _____ 0.47% 0.47% 0.47% 0.47% 0.47% 0.47% 0.47% 0.47% 0.47% 178.41 160.75 140.75 120.75 100.75 80.75 60.75 40.75 20.75 0 19.25 0 20.75 40.75 60.75 80.75 100.75 120.75 140.75 160.75 4.52 4.47 4.41 4.35 4.29 4.23 4.17 4.11 4.05 3.99 3.93 4.02 4.12 4.22 4.32 4.42 4.52 4.62 4.72 4.82 2.806 2.663 2.431 2.480 2.443 2.567 2.500 2.570 2.560 2.561 2.496 2.491 2.434 2.395 2.327 2.478 2.602 2.958 2.524 2.342 计标高 地面高程

设计高程 与原地面 高差 1.71 1.81 1.98 1.87 1.85 1.66 1.67 1.54 1.49 1.43 1.43 1.53 1.69 1.82 1.99 1.94 1.92 1.66 2.20 2.48

2 变坡点 K2+320 (1)计算竖曲线的基本要素 根据设计得知: 结合地形情况及纵坡度、道路排水等因素,考虑最小半径,取竖曲线半径
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R2=4500m,则:
竖 曲 线 长 度 : L 2 ? R 2 ? 2 ? 4 1 .8 5 ? m ?
切 线 长 : T2 ? L2 2 ? 2 0 .9 3 ? m ?
T2
2

竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 : E2 ?

2 R2

? 0 .0 4 9 ? m ?

桩 号 :

桩 号 :

桩 号 :

图 2-2 变坡点竖曲线示意图

(2)求竖曲线起点和终点桩号 起点桩号:K2+320-T= K2+320-20.93=K2+299.07 终点桩号:K2+320+T= K2+320+20.93= K2+340.93 (3)求竖曲线范围内各桩号的设计标高 ①竖曲线起点 切线标高:4.96-0.47%
l
2

?

20.93=4.86(m)

竖距:h= 2 R =0 起点 K2+299.07 桩的设计标高为:4.86m ②竖曲线中点 切线标高: 4.96m
竖 距 : h ? E2 ? T2
2

2 R2

? . 0 4? 9 m 0 ?

中点 K2+320 桩的设计标高为:4.96-0.049=4.91(m) ③竖曲线终点
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切线标高:4.96-0.46%
l
2

?

20.93=4.86(m)

竖距:h= 2 R =0 终点 K2+340.93 桩的设计标高为:4.86m. (4)计算 K2+299.07-K2+480 各桩号的设计标高,设中间桩距为 20m,竖 曲线内各桩号设计标高的计算公式为: 设计标高=切线标高-竖距 = 2 R ) (h ,
1

xi

2

即 右半部分: H i
? H ? Lii2 ? xi
2

2

2 R1 xi
2

左半部分: H i

? H 1 ? L i i1 ?

2 R1

其中:x-----曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的 水平距离; Li-----直线上点到相邻变坡点的距离。 竖曲线以外的部分按近似直线计算各桩号的设计高程,计算结果见表 2-6。
表 2-6 各桩号设计标高

距切点 桩号 纵坡度

竖曲线设

地面高 程 2.508 2.476 2.699 2.562 2.485 2.409 2.478 2.134 2.126 2.154

设计高程 与原地面高差 2.35 2.48 2.16 2.21 2.19 2.18 2.07 2.28 2.19 2.08

距离 L(m) 计标高(m) K2+299.07 K2+320 K2+340.93 K2+360 K2+380 K2+400 K2+420 K2+440 K2+460 K2+480 0.47% — -0.46% -0.46% -0.46% --0.46% -0.46% -0.46% -0.46% -0.46% 0 20.93 0 19.07 39.07 59.07 79.07 99.07 119.07 139.07
10

4.86 4.96 4.86 4.77 4.68 4.59 4.5 4.41 4.32 4.23

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3 变坡点 K2+520 (1)计算竖曲线的基本要素 根据设计得知: 结合地形情况及纵坡度、道路排水等因素,考虑最小半径,取竖曲线半径 R3=4000m,则:
竖 曲 线 长 度 : L 3 ? R 3? 3 ? 4 2 ? m ?
切 线 长 : T3 ? L3 2 ? 21? m ?
T3
2

竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 : E3 ?
桩号:

2 R3

? 0 .0 5 5 ? m ?
桩号: 高 程 : 4.05

桩号:

图 2-3 变坡点竖曲线示意图

(2)求竖曲线起点和终点桩号 起点桩号:K2+520-T= K2+520-21=K2+499 终点桩号:K2+520+T= K2+520+21= K2+541 (3)求竖曲线范围内各桩号的设计标高 ①竖曲线起点 切线标高:4.05+0.46% ? 21=4.15m 竖距:h=
l
2

=0

2R

起点 K2+499 桩的设计标高为:4.15 m
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②竖曲线中点 切线标高:4.05m
竖 距 : h ? E3 ? T3
2

2 R3

? 0 .0 5 5 ? m ?

中点 K2+520 桩的设计标高为:4.05+0.055=4.11(m) ③竖曲线终点 切线标高:4.05+0.59% ? 21=4.17(m) 竖距:h=
l
2

=0

2R

终点 K2+541 桩的设计标高为:4.17m. (4)计算 K2+499-K2+620 各桩号的设计标高,设中间桩距为 20m,竖 曲线内各桩号设计标高的计算公式为: 设计标高=切线标高-竖距 = (h 即
xi
2

xi

2

) ,

2 R1

右半部分: H i

? H

2

? Lii2 ?

2 R1 xi
2

左半部分: H i

? H 1 ? L i i1 ?

2 R1

其中:x-----曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的 水平距离; Li-----直线上点到相邻变坡点的距离。 竖曲线以外的部分按近似直线计算各桩号的设计高程,计算结果见表 2-7。

12

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表 2-7

各桩号设计标高

距切点距 桩号 纵坡度 离L (m) K2+499 K2+520 K2+541 K2+560 K2+580 K2+600 K2+620 -0.46% _ 0.59% 0.59% 0.59% 0.59% 0.59% 0 21 0 19 39 59 79

竖曲线设 地面 计标高 高程 (m) 4.15 4.05 4.17 4.28 4.4 4.52 4.64 2.202 2.202 2.154 2.129 2.138 2.093 2.122

设计高程 与原地面 高差 1.95 2.03 2.07 2.15 2.26 2.43 2.53

4 变坡点 K2+660 (1)计算竖曲线的基本要素 根据设计得知:

结合地形情况及纵坡度、道路排水等因素,考虑最小半径,取竖曲线半径 R4=8000m,则:
竖 曲 线 长 度 : L 4 ? R 4? 4 ? 5 6 ? m ?
切 线 长 : T4 ? L4 2 ? 28 ? m ?
T4
2

竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 : E4 ?

2 R4

? 0 .0 4 9 ? m ?

13

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桩号:

桩号:

高 程 : 4.87

桩号:

图 2-4 变坡点竖曲线示意图

(2)求竖曲线起点和终点桩号 起点桩号:K2+660-T= K2+660-28=K2+632 终点桩号:K2+660+T= K2+660+28= K2+688 (3)求竖曲线范围内各桩号的设计标高 ①竖曲线起点 切线标高:4.87-0.32%×28=4.73m 竖距:h=
l
2

=0

2R

起点 K2+632 桩的设计标高为:4.73m ②竖曲线中点 切线标高:4.87m
竖 距 : h ? E4 ? T4
2

2 R4

? . 0 4? 9 m 0 ?

中点 K2+660 桩的设计标高为:4.87-0.049=4.821(m) ③竖曲线终点 切线标高:4.87-0.38% ? 28=4.76(m) 竖距:h=
l
2

=0

2R

终点 K2+688 桩的设计标高为:4.76 m. (4)计算 K2+632-K2+880 各桩号的设计标高,设中间桩距为 20m,竖曲线
14

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内各桩号设计标高的计算公式为:设计标高=切线标高-竖距(h =
2

xi

2

) ,即

2 R1

右半部分: H i

? H

2

? Lii2 ?

xi

2 R1 xi
2

左半部分: H

i

? H 1 ? L i i1 ?

2 R1

其中:x-----曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的 水平距离; Li-----直线上点到相邻变坡点的距离。 竖曲线以外的部分按近似直线计算各桩号的设计高程,计算结果见表 2-8.

表 2-8

各桩号设计标高

距切点 桩号 纵坡度 距离 L (m) K2+632 K2+660 K2+688 K2+700 K2+720 K2+740 K2+760 K2+780 K2+800 K2+820 K2+840 K2+860 K2+880 0.59% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% -0.38% 0 28 0 12 32 52 72 92 112 132 152 172 192

竖曲线设 地面 计标高 高程 (m) 4.72 4.87 4.76 4.71 4.64 4.56 4.49 4.41 4.33 4.23 4.18 4.11 4.03 2.113 2.181 3.257 3.288 2.584 2.990 2.330 2.392 2.559 2.720 2.547 2.812 2.564

设计高程 与原地 面高差 2.62 2.69 1.50 1.42 2.06 1.57 2.16 2.02 1.77 1.51 1.63 1.3 1.47

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5 变坡点 K2+920 (1)计算竖曲线的基本要素 根据设计得知: 结合地形情况及纵坡度、道路排水等因素,考虑最小半径,取竖曲线半径 R5=10000m,则:
竖 曲 线 长 度 : L5 ? R 5? 5 ? 3 8 ? m ?
切 线 长 : T5 ? L5 2 ? 19 ? m ?
T5
2

竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 : E5 ?

2 R5

? 0 .0 1 8 ? m

?

桩号:

桩号:

高 程 : 3.86

桩号:

图 2-5 变坡点竖曲线示意图

(2)求竖曲线起点和终点桩号 起点桩号:K2+920-T= K2+920-18=K2+901 终点桩号:K3+020+T= K2+020+18= K2+939 (3)求竖曲线范围内各桩号的设计标高 ①竖曲线起点 切线标高:3.86+0.38% 竖距:h=
l
2

?

19=3.93(m)

=0

2R

起点 K2+901 桩的设计标高为:3.93 m ②竖曲线中点 切线标高:3.86 m
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竖 距 : h ? E5 ?

T5

2

2 R5

? 0 .0 1 8 ? m ?

中点 K2+920 桩的设计标高为:3.86+0.018=3.88(m) ③竖曲线终点 切线标高:3.86-0.00% 竖距:h=
l
2

?

19=3.86(m)

=0

2R

终点 K2+939 桩的设计标高为:3.86m. (4)计算 K2+901-K3+040 各桩号的设计标高,设中间桩距为 20m,竖曲线 内各桩号设计标高的计算公式为:设计标高=切线标高-竖距(h =
2

xi

2

) ,即

2 R1

右半部分: H i

? H

2

? Lii2 ?

xi

2 R1 xi
2

左半部分: H i

? H 1 ? L i i1 ?

2 R1

其中:x-----曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的 水平距离; Li-----直线上点到相邻变坡点的距离。 竖曲线以外的部分按近似直线计算各桩号的设计高程,计算结果见表 2-9.
表 2-9 各桩号设计标高

距切点 桩号 纵坡度 距离 L (m) K2+901 K3+920 K3+939 K3+960 K3+980 K3+000 -0.38% ___ 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0 19 0 21 41 61
17

竖曲线设 地面 计标高 高程 (m) 3.93 3.86 3.86 3.86 3.86 3.86 2.661 2.790 2.662 2.545 2.564 2.582 1.27 1.07 1.20 1.31 1.30 1.33 原地面高差 设计高程与

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K3+020 K3+040

0.00% 0.00%

81 101

3.86 3.86

2.505 2.101

1.35 1.76

6 变坡点 K3+060 (1)计算竖曲线的基本要素 根据设计得知: 结合地形情况及纵坡度、道路排水等因素,考虑最小半径,取竖曲线半径 R6=10000m,则:
竖 曲 线 长 度 : L 6 ? R 6? 6 ? 3 8 ? m ?
切 线 长 : T6 ? L6 2 ? 19 ? m ?
T6
2

竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 : E6 ?

2 R6

? 0 .0 1 8 ? m ?

桩号: 高程:

桩号:

高程:

桩号: 高程:

图 2-6

变坡点竖曲线示意图

(2)求竖曲线起点和终点桩号 起点桩号:K3+060-T= K3+060-19=K3+041 终点桩号:K3+060+T= K3+060+19= K3+079 (3)求竖曲线范围内各桩号的设计标高 ①竖曲线起点 切线标高:3.86+0.00% ? 19=3.86(m)
18

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竖距:h=

l

2

=0

2R

起点 K3+041 桩的设计标高为:3.86m ②竖曲线中点 切线标高:3.86m 竖距:

中点 K3+060 桩的设计标高为:3.86+0.018=3.88(m) ③竖曲线终点 切线标高:3.86+0.79% ? 19=3.93(m) 竖距:h=
l
2

=0

2R

终点 K3+079 桩的设计标高为:3.93 m. (4)计算 K3+041-K3+146.141 各桩号的设计标高,设中间桩距为 20m,竖 曲线内各桩号设计标高的计算公式为:设计标高=切线标高-竖距(h = 即
xi
2

xi

2



2 R1

右半部分: H i

? H

2

? Lii2 ?

2 R1 xi
2

左半部分: H i

? H 1 ? L i i1 ?

2 R1

其中:x-----曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的 水平距离;Li-----直线上点到相邻变坡点的距离。 竖曲线以外的部分按近似直线计算各桩号的设计高程,计算结果见表 2-10。

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表 2-10

各桩号设计标高

距切点 竖曲线 桩号 纵坡度 距离 L 设计标高 (m) (m) K3+041 K3+060 K3+079 K3+100 K3+120 K3+140 K3+146.141 0.00% ____ 0.38% 0.38% 0.38% 0.38% 0.38% 0 19 0 21 41 61 67.141 3.86 3.86 3.93 4.01 4.09 4.16 4.19 1.985 1.973 2.018 2.161 2.250 2.493 2.546 高程 地面

设计高程 与原地面 高差 1.87 1.89 1.91 1.85 1.84 1.67 1.64

根据道路中线水准测量资料,按比例尺水平方向 1:1000,垂直方向 1:100,按 桩号 K1+902.034、K1+920、K1+940、K1+960、K1+980、K2+000、K2+020、 K2+040、 K2+060、 K2+080.75、 K2+100、 K2+119.25、 K2+140、 K2+160、 K2+180、 K2+200、 K2+220、 K2+240、 K2+260、 k2+280、K2+299.07、 K2+320、 K2+340.93、 K2+360、K2+380、 K2+400、K2+420、K2+440、K2+460、k2+480、 K2+499、 K2+520、K2+541、K2+560、K2+580、K2+600、k2+620、K2+632、K2+660、 K2+688、K2+700、K2+720、K2+740、K2+760、K2+780、K2+800、K2+820、 K2+840、 K2+860、K2+880、 K2+901、K3+920、K3+939、K3+960、K3+980、 K3+000、K3+020、K3+040、 K3+041 、K3+060、K3+079、K3+100、K3+120、 K3+140、K3+146.141 由测量队测设设计线原地面高程分别为 2.806、 2.663、 2.431、 2.480、 2.443、 2.567、 2.500、2.570、2.560、2.561、2.496、2.491、2.434、2.395、2.327、2.478、2.602、 2.958、2.524、2.342、2.508、2.476、2.699、2.562、2.485、2.409、2.478、2.134、 2.126、2.154、2.202、2.202、2.154、2.129、2.138、2.093、2.122、2.113、2.181、 3.257、3.288、2.584、2.990、2.330、2.392、2.559、2.720、2.547、2.812、2.564、 2.661、2.790、2.662、2.545、2.564、2.582、2.505、2.101、1.985、1.973、2.018、 2.161、2.250、2.493、2.546 把各点高程连接起来即为原地面线。 对应各桩号的设计点高程分别为 4.52、 4.47、
20

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4.41、4.35、4.29、4.23、4.17、4.11、4.05、3.99、3.93、4.02、4.12、4.22、4.32、 4.42、4.52、4.62、4.72、4.82、4.86、4.96、4.86、4.77、4.68、4.59、4.5、4.41、 4.32、4.23、4.15、4.05、4.17、4.28、4.4、4.52、4.64、4.72、4.87、4.76、4.71、 4.64、4.56、4.49、4.41、4.33、4.23、4.18、4.11、4.03、3.93、3.86、3.86、3.86、 3.86、3.86、3.86、3.86、3.86、3.86、3.93、4.01、4.09、4.16、4.19,把各点高 程连接起来即为设计地面线。本路线全线共设 6 个坡段,最大坡度 0.59%,最小 纵坡为平坡,最小竖曲线半径为 4000m,竖曲线最小长度为 38m,最小坡长为 140m,平坡段共 140m,设置锯齿形偏沟排水。

2.2.2 街沟设计
对设计纵坡小于 3.0‰的路段,要设法保证路面排水通畅,必须设置锯齿形街 沟。本路段中:K2+920-K3+060 为平坡,均设置锯齿形街沟。在该路段上,利 用露出路面部分的路面边缘(或平石),作为排除地面水的沟渠。 1、确定缘石外露高度 缘石外露高度不宜过低,否则将不能容纳应排泄的最大地面水流量,以至溢 过缘石流到人行道上影响行人交通;但是也不宜过高,以免影响行人跨越。本 设计雨水口处缘石外露高度 m=0.2m,在分水口处 n=0.1m,雨水口与分水口处 的缘石高差 m-n=0.1m(正常段缘石底线处 h=0.18m)。 2、分水口和雨水口的位置 分水口和雨水口间距可由 L1=(m-n)/(i1-i)和 L2=(m-n)/(i2+i)计算而得。 该道路 中 的 平 坡 路 段 即 设 计 纵 坡 为 0.00% 路 段 的 左 右 纵 坡 取 i1=i2=0.38% , L1=L2=(m-n)/0.0038=0.1/0.0038=26.32(m),L=L1+L2=52.64m,即相邻雨水口间 距为 52.64m。

2.3 横断面设计
城市道路横断面是指道路中心线法线方向的道路断面,设计内容包括车行道 (机动车道和非机动车道)、人行道、分隔带、绿化带、设施带等。 道路横断面设计的依据是:道路性质、道路类别、道路规化红线以及交通 组织方式,同时还要考虑道路红线范围以内的各种地下管线设施的规划与建设 情况。道路横断面图的主要任务是合理确定行车道(机动车道和非机动车道) 、
21

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人行道、分隔带、绿化带、设施带等各部分的几何尺寸及其相互布置关系,包 括路拱坡度及路拱曲线的确定。 确定城市道路横断面形式时,需要根据道路规划功能上的性质和作用,综 合考虑各方面的要求,结合《城市道路与交通规范》 ,合理安排各组成部分。 本路段横断面规划与设计的主要任务是在满足交通、环境、公用设施管线敷设 以及排水要求的前提下,经济合理地确定各组成部分的宽度及相互之间的位置 与高度,在城市规划的红线宽度范围内进行。横断面形式、布置、各组成部分 尺寸及比例,按道路类别、级别、设计速度、设计年限的机动车道与非机动车 道的交通量和人流量、交通特征、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、 绿化和地形等因素统一安排,保障车辆和人行交通安全通畅。

2.3.1 机动车车道数和宽度
城市道路上供各种车辆行驶的部分,统称为车行道。而机动车道则只供各 种机动车辆行驶。 在道路上提供每一纵列车辆安全行驶的地带, 称为一个车道。 它的宽度取决于车辆的车身宽度,以及车辆在横向的安全距离。机动车车行道 由数条机动车道组成,其宽度应是车道条数和一条车道的乘积与两侧路缘带宽 度之和。 机动车道宽度、车道数和红线宽度见表 2-12,2-13。
表 2-12 车型及行驶状态 大型汽车或大、小型汽车混行 机动车道宽度 计算行车速度(Km/h) ≥40 <40 小型汽车专用线 公共汽车停靠站 表 2-13 项目 大、中城市机动车道车道数和红线宽度 城市规模与人口(万 人) >200 道路中机动车车道条数 (条) 道路宽度(m) 大城市 ≤200 中等城市 大城市 >200
22

车道宽度(m) 3.75 3.50 3.50 3.00

快速路 6~8 4~6 70~100

主干路 6~8 4~6 4 50~60

次干路 4~6 4~6 2~4 40~50

支路 3~4 2 2 20~35

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≤200 中等城市

50~60 -

40~50 40~60

38~50 35~40

20~30 16~24

由表中规定及根据我国对公路和大、中、小城市道路的形势车辆观测,该路 段计算行车速度为 40Km/h,先拟定采用三幅路型式、双向四车道,单车道宽度 由取 3.5 m。由此机动车车行道宽度计算如下:
W p c ? 2 ? n1 ? b1 ? n 2 ? b 2 ? W m c ? ? 2 ? 3 .5 ? 3 .5 ? ? 2 ? 0 .5 ? ? 1 6 m

2.3.2 非机动车车道宽度
非机动车道是专指供自行车、三轮车、平板车及兽力车等车辆行驶的道路 部分。非机动车的一条车道宽,是根据车身宽度和车辆两侧横向安全净距来确 定的。各种车辆具有不同的横向宽度和相应的平均速度。非机动车道一般都沿 着道路路两侧对称布置在机动车道和人行道之间,为了保证非机动车交通的安 全及提高机动车车速,与机动车道之间以分隔带隔开。其宽度、路面、横坡等 应恰当,以吸引非机动车行驶。目前,我国中小城市非机动车在城市运输中占 着较大的比重。本路段非机动车道主要供自行车行驶(可能会有三轮车、板车 等非机动车辆行驶,但数量很少) 。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,并考虑到为减少分隔带断口,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,考虑每侧非机 动车道宽度均试取 5m。
表 2-14 车辆种类 非机动车车道宽度(m) 非机动车车道宽度 自行车 1.0 三轮车 2.0 兽力车 2.5 板车 1.5~2.0

2.3.3 人行道宽度及铺装
人行道宽度指在路侧带内铺设专门人行道步砖、专供行人步行交通的部分。 人行道宽度应该满足行人通行的安全和通畅。我国由于人口众多,城市用地不 足,居住密度较大,城市道路上步行交通所占比重还比较大,因此,在人行道 宽度设计中应予以重视。如果人行道宽度不足,势必导致行人侵占车行道而影 响汽车的行车安全和顺畅。人行道宽度的设计,不仅要满足近期行人交通的需 要,而且还应适应远期发展的需要。人行道设计应体现出对人的尊重,既要考
23

青岛理工大学毕业设计

虑交通功能,也要考虑景观功能。人行步道的景观体现在色彩、质感与周围环 境的配合。 设计人行道宽度时,按计算车行道宽度的方法计算人行道宽度的方法,见 式
B ? b Q / C b?

式中

B ——一侧行人通道宽度,m; b ——一条人行通道所需宽度,m,与行人两手是否携带物品及携带

方式有关,据实测,普通行人所需宽度为 0.60m,肩扛行包者需宽 0.75m,一侧手 提行李包者需宽 0.85m, 两侧手提行包者 1m, 据此, 本段路一条人行带宽取 0.75m; Q ——高峰小时人流量(单侧、双向) ,人/h;
C b?

——一条步行带的通行能力,人/

h。

人行道最小宽度见表 2-16。 人行道上的点状设施主要以乔木、各类杆柱等为主,他们的占地近似宽度 列于表 2-15。 由规范规定及路面排水的要求,人行道横坡度宜采用单面坡,横坡度为 1%~2%,本段取 1.5%。
表 2-15 项目 灯柱 交通信号灯柱及箱 火警箱 消防装置 交通标志 停车计时器 信箱 电话亭 废物箱 宽度(m) 0.8~1.0 0.9~1.2 0.8~1.0 0.8~0.9 0.6~0.8 0.6 1.0~1.1 1.2 0.9 人行道上设施宽度表 项目 长凳 地铁楼梯或人行立交扶梯 地铁通风格栅 公交候车栏 树木(单棵) 绿化带 报亭 行人护栏 宽度(m) 1.5 1.7~2.2 1.8 0.9~1.5 0.6~1.2 1.5~2.0 1.2~2.0 0.25~0.5

24

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表 2-16 项目

人行道最小宽度 人行道最小宽度(m) 大城市 中、小城市 2 3

各级道路 商业或文化中心区以及大型公共文化机构集中路段

3 5

由表中规定及规划要求,在考虑未来几年的人流增长情况下,人行道宽度 设计拟定为 4m,既满足人流通行要求,也满足停车及人行道绿化的要求。 人行道铺装结构设计应符合因地制宜,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。人行道铺装面层采用 8cm 厚的 22.5×11.25×8 预制 水泥混凝土彩色地砖,地砖间设置 1.5mm 宽的胀缝,基层材料应有适当强度,该 路段(由上到下)采用 2cm 厚的 1:3 水泥砂浆卧底、10cm 厚的 C10 水泥混凝土、 5cm 厚的级配碎石。 人行道外侧路边采用 8×20×100 预制 C30 混凝土平缘石, 内侧路边采用 12×35×100 预制 C30 混凝土路缘石。沿人行道内侧布置树池 120×120,树池间距 6 米。为了有障碍人的行走,在树池外侧设置盲道,距离 树池外侧 85cm 处开始铺设 50cm 宽的 22.5×22.5×6 预制 C30 混凝土盲道面砖, 在过路口设置停步石(25×25×80) 。

2.3.4 设施带及绿化带
城市道路设施带是指路侧带中为行人护栏、照明杆柱、标志牌、信号灯等 交通设施提供的安装、设置地带。 根据我国部分城市调查资料,大多数城市仅在主要交叉口处或繁华地带设 置行人护栏,而且大多数护栏沿着路缘石或距路缘石 0.5m 以内地方安设,护 栏多为钢管材料,如不设基座,0.25m 宽就足够了。因此《城市道路设计规范》 规定只设行人护栏的设施带为 0.25-0.5m,杆柱宽度值为 0.5-1.5m。护栏与路缘 石的距离应满足行车侧向余宽的要求。该路段行人护栏的设施带宽度取 0.3m, 杆柱宽度取 1.0m。 分车带按其在横断面中的不同位置与功能分为中间分车带(简称中间带) 及两侧分车带(简称两侧带) 。本路段采用三幅路形式,设置机非分隔带分隔 机动车与非机动车、非机动车与人行道分隔带,并且在其中放置一些道路设施 如路灯、交通标志牌和信号灯等,绿化种植低矮灌木或草坪。横断面设计时根
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据实际情况,宽度相对取宽点,不仅有效地减少了机动车与非机动车之间的相 互干扰,在景观上可以达到较好的效果,而且在交叉口渠化设计及设置公交停 靠站时均可以利用该部分宽度设置展宽车道或停靠站, 使道路更加顺畅、 连续。 考虑以上因素,计算行车速度为 40Km/h 时,为保证两侧设港湾式公交车停靠 站时不影响行人与自行车,保证行人休闲。对应表 2-17 分车带最小宽度,两侧 分隔带宽度均取 0.5m,侧分隔带采用 12×35×100 预制 C30 混凝土路缘石围 砌.
表 2-17 分车带和路缘带最小宽度

分车带类别 设计速度(Km/h) 分隔带最小宽度(m) 机动车道 路缘带宽度 (m) 非机动车 道 机动车道 侧向净宽(m) 非机动车 道 机动车道 安全带宽度 (m) 非机动车 道 分车带最小宽度(m) 3.00 0.50 1.00 80 2.00 0.50

中间带 60,50 1.50 0.50 40 1.50 0.25 80 1.50 0.50

两侧带 60,50 1.50 0.50 40 1.50 0.25

-

-

0.25

0.25

0.25

0.75

0.50

0.75

0.75

0.50

-

-

0.50

0.50

0.50

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

2.50

2.00

0.25 2.25

0.25 2.25

0.25 2.00

2.3.5 路拱设计
为了迅速排除落在路面上的雨水,防止雨水渗入路基降低路基强度以及减 少轮胎与路面之间的摩阻力,路面通常做成中间高并向两侧倾斜的拱形,称为 路拱。由拱顶向两侧倾斜的坡度称为路拱坡度。 道路横坡指路面、分车带、人行道、绿化带等的横向倾斜度,以百分率表 示,一般沥青混凝土路面采用 1%~2%的路拱设计坡度。该路段位于Ⅳ区,降
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水较多,因此需要路拱坡度稍大一些,但是由于车行道宽度较大,路拱横坡应 选择平缓一些,否则路拱各点间高差太小,会影响行车和道路断面观瞻,而且 该路段为主干路,车速较高,当路拱横坡度大于 2%和快速行车的情况下,司 机操作方向盘有感觉,紧急制动有横滑的可能,不满足安全要求。综合考虑以 上因素,该路段路拱横坡均取 1.5%。又由于该路段红线宽度较大,为双向四车 道,而且设置两侧分隔带和两侧绿化带,同时为了便于沥青混凝土的施工,路 拱型式采用直线型。

图 2-8

机动车车道路拱

图 2-9

非机动车车道路拱

2.3.6 方案比选
方案一:人行道 4.0m+非机动车道 5.0m+侧分隔带 2.5m+机动车道 14m+侧 分隔带 2.5m+非机动车道 5.0+人行道 4.0m,道路红线宽度为 37m。 该方案采用三幅路、双向四车道,靠车行道绿化带宽,可保证两侧没港湾 式公交停靠站时不影响行人与自行车,适用于大城市生活性道路。人与非机动 车行道树分隔,保证行人休闲,减少自行车与人群活动的干扰,而且预留绿化 用地两侧各 6.5 米,可提供较好的步行环境。由于该路段处于将要建成的“生
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态旅游城市”中,其景观和两侧沿线绿化景观要体现城市的面貌,与周围环境 相协调,因此中间和两侧绿化带不能太窄。 方案二:人行道 5.0m+非机动车道 4.5m+侧分隔带 2.0m+机动车道 14m+侧 分隔带 2.0m+非机动车道 4.5m+人行道 5.0m 道路红线宽度为 37m。 该方案采用三幅路、双向四车道,由于该路段位于开发区,近期的交通量 和人员较少,采用该方案可暂时满足通行量要求,而且可降低造价。该方案适 合非机动车较少的路段,人行道较宽,适宜人们休闲。 方案比较:方案一非机动车道较宽利于非机动车的行驶,将上下行车辆隔 离,交通上较为安全,断面显得更为均衡,靠近车行道的绿化带较宽,不仅可 以保证两侧设港湾式公交停靠站时不影响行人与自行车,保证行人休闲,还能 体现旅游城市的绿化风貌,从远期交通量的发展来看,随着两面侧区域的规划 建设,也可以满足其交通量。方案二虽然造价相对方案一较低,但不能满足通 行要求,因此,从交通量、造价及景观要求等方面综合考虑,选用方案一作为 设计方案。综上所述本段路横断面形式为:机动车道和非机动车道采用直线型 路拱,拱坡为 1.5%,人行道为直线型横坡,坡度为 1.5%。标准横断面为:人 行道 4.0m+非机动车道 5.0m+侧分隔带 2.5m+机动车道 14m+侧分隔带 2.5m+非 机动车道 5.0m+人行道 4.0m,道路红线宽度为 37m。

道 路 中 心 线
1.5%
4000

1.5%
5000 2000

1.5%
15000

1.5%
2000

1.5%
5000

1.5%
4000

37000

图 2-10

道路标准横断面图

2.4 路基设计
2.4.1 工程地质概况
沿线属滨海冲积地质单元,地形较为平坦,鱼塘、沟渠密布,表层覆盖有 0.8-1.5m 厚的冲填土层,该层在鱼塘、沟渠密布以上覆有 0.2-0.5m 的淤泥,其 它地段顶部有 0.3m 左右的植物层。
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2.4.2 一般路基设计
材料的要求:全线采用宕渣填筑,宕渣中石料强度不小于 15MPa(用于护 坡的不应小于 20 MPa)含泥量不超过 20﹪宕渣最大粒径在路床顶面以下 30cm , 范围内不应超过 10cm 其余不超过压实厚度的 2/3。 施工要求:路基填筑前清除植物层,一般清表厚度 0.3m。宕渣最小填筑厚 度机动车道为 1.0m,其它为 0.8m ,对填方高度达不到要求的路段,不足部分 采取挖除地表土的措施。宕渣按照规范要求均匀,分层填筑压实,每层厚度不 宜大于 30cm(底层填筑厚度可以放宽,但不宜超过 50cm) 。 路基填方边坡采用 1:1.5,挖方边坡采用 1:1。 路基顶面设计回弹模量值不小于 50MPa,控制弯沉值 200(0.01mm) 。

2.4.3 特殊地段路基设计
对水塘地段,采用抛石挤淤的方法进行处理。 对石料的要求:石料不易风化,强度不小于 15MPa,粒径宜在 30cm-80cm 之间,且小于 30cm 的粒径不易小于 20%。 施工方法:当地面平坦时,沿路中心线向前填筑,再逐渐向两侧扩展;当横 坡陡于 1:10 时,自高侧向低侧抛掷,并且在低侧边部多抛投,使低侧边部约有 2m 宽的平台顶面。片石抛出淤泥顶面后,采用小石块填塞垫平,再用重型机械 碾压紧密,然后在其上按一般路基铺设宕渣。
表 2-18 填挖类型 填方 填方 挖方 宕渣路基压实度 压实度/% 路基底面以下深度(cm) 干路(重型) 0-80 >80 0-30 ≥93 ≥90 ≥93 干路(轻型) ≥95 ≥90 ≥95

2.4.4 路基检测
根据杭州港新区一期道路工程的检测经验,路基检测采用固体体积率控制, 控制指标好如下: 填方 0-80cm 不小于 83%
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填方 80-150cm 填方﹥150cm

不小于 80% 不小于 78%

2.4.5 路基施工沉降量及抛石挤淤泥深度
路基施工沉降按 30cm 考虑,挤淤深度按 50cm 考虑。

2.4.6 路基土石方量
路基土石方工程是道路工程的主要项目,在道路工程量中占有很大比重。 土石方工程数量也是比选路线设计方案的主要技术经济指标。 路基填挖面积,就是横断面图上原地面线与路基设计线所包围的面积。横 断面面积为不规则的几何图形,该路段采用几何图形法来计算路基填挖方面 积,即当横断面地面较规则时,可分成几个规则的几何图形,如三角形、梯形 或矩形,然后分别计算面积,便可求出总面积值。 计算土石方数量时,均采用平均断面法进行计算,即采用公式:
V ? A1 ? A 2 2 L

,式中 A1 、 A 2 分别为相邻两桩号的断面面积。

该路段每隔 20m 设一个桩, 经计算得知, 路基总填方量为 97370.24 立方米, 总挖方量为 0 立方米,清表统计量 15841.35 立方米。

2.4.7 土石方调配
1、调配要求 (1)土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。 (2)纵向调运的最远距离一般应小于经济运距(按费用经济计算的纵向调 运的最大限度距离叫经济运距) 。 (3)方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响,一般情 况下,不跨越深沟和少做上坡调运。 (4)借方、弃土方应与借土还田,整地建田相结合,尽量少占田地,减少 对农业的影响,对于取土和弃土地点应事先同地方商量。 (5)不同性质的土石应分别调配。 回头曲线路段的土石调运,要优先考虑上下线的竖向调运。 2、调配方法
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土石方调配方法有多种,如累积曲线法、调配图法、表格调配法等,由于 表格调配法不需单独绘图,直接在土石方表上调配,具有方法简单,调配清晰 的优点,是目前生产上广泛采用的方法。 表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。 (1)准备工作 调配前先要对土石方计算惊醒复核,确认无误后方可进行。调配前应将可 能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁, 借调配时考虑。 (2)横向调运 即计算本桩利用、填缺、挖余,以石代土时填入土方栏,并用符号区分。 (3) 纵向调运 先确定经济运距,即根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案,确 定调运方向和调运起讫点,并用箭头表示。然后计算调运数量和运距,调配的 运距是指计价运距,就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距。 (4) 计算借方数量、废方数量和总运量 借方数量=填缺-纵向调入本桩的数量 废方数量=挖余-纵向调出本桩的数量 总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量 (5) 复核 ① 横向调运复核 填方=本桩利用+填缺 挖方=本桩利用+挖余 ② 纵向调运复核 填缺=纵向调运方+借方 挖余+纵向调运方+废方 ③ 总调运量复核 挖方+借方=填方+借方 以上复核一般是按逐页小计进行的,最后应按每公里合计复核。 (6)计算计价土石方
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计价土石方=挖方数量+借方数量

2.5 路面设计
根据《城市道路设计规范》有关规定,该道路为城市次干道,采用高级路 面,高级路面包括沥青混凝土路面和水泥混凝土路面两种。 水泥混凝土路面具有以下优点: (1)强度高,经久耐用。 (2)稳定性好, 特别是热稳定性好。 (3)平整度和粗糙度好,路面在潮湿仍能保持足够粗糙而 使车辆不打滑,能保持较高的安全行车速度。 (4)色泽鲜艳,反光性强,对夜 间行车有利。 沥青混凝土路面具有以下优点: (1)施工进度快。 (2)便于养护、修补。 (3) 便于分期施工。 (4)对桥头不均匀沉降处理较为方便。 水泥混凝土路面和沥青混凝土路面各有优点,但是考虑到目前的实际情况, 工期比较紧凑,而且该路段处于开发区,两侧土地开发项目尚未全部开工,使 地下管线不能一次到位,且该路段要修建中心横江桥,采用柔性路面在桥头的 不均匀沉降方面比较容易处理,易于翻挖,有利于管线安排,易于养护,因此 机动车道和非机动车道采用沥青混凝土路面,人行道采用 C10 水泥混凝土。

2.5.1 路面结构层
路面结构已经方案论证,采用沥青混凝土路面,经计算,并结合当地经验, 机动车道采用如下结构: 机动车道路面总厚度为 67cm,非机动车道路面总厚度为 62cm,人行道路 面总厚度为 25cm。 机动车道 细粒式沥青混凝土(AC-10 Ⅰ) 中粒式沥青混凝土(AC-16 Ⅰ) 粗粒式沥青混凝土(AC-25 Ⅱ) 水泥碎石 石灰土 土基压实 人行道路面结构层:
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非机动车道 4cm 0cm 8cm 30cm 20cm ≥83%(固体体积率)

4cm 5cm 8cm 30cm 20cm

≥83%(固体体积率)

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C30 预制水泥混凝土彩色地砖 1:3 水泥砂浆卧底 C10 水泥混凝土 水泥碎石 土基压实

8cm 2cm 10cm 5cm ≥83%(固体体积率)

根据《中华人民共和国工程建设及标准强制性条文》规定,在道路设计中 应考虑残疾人的使用要求,本路段在人行道中间铺设盲道,在人行道口等处设 置缘石坡道。

2.5.2 轴载分析
按国家规范规定,本路段路面设计以双轮组单轴载 100KN 为标准轴载。 1、当以设计弯沉为指标及验算沥青层底拉应力时: 各级轴载换算公式: N
?

?
i ?1

k

? P ? C 1C 2 n i ? i ? ? P ?

4 .3 5

其中:N——标准轴载的当量轴次(次/日) ;
ni

——被换算车辆的各级轴载作用次数(次/日) ;

P ——标准轴载(KN) ;
Pi C1

——被换算车辆的各级轴载(KN) ; ——轴载系数,当轴间距大于 3m 时,按单独的一个轴载计算,

当轴间距小于 3m 时,按双轴或多轴计算,轴数系数 C 1 =1+1.2(m-1) ,m 为轴 数。
C2

——轮组系数,单轮组为 6.4,双轮组为 1,四轮组为 0.38;

k ——被换算车辆的类型数。 计算结果见表 2-19 所示:
表 2-19 前轴重 车型 /KN 东风 EQ140 23.70 69.20 后轴重/KN 数 1 数 双 /cm — 日) 220 预测交通量组成表 后轴 后轴轮组 后轴距 交通量/(次/

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黄河 JN150 黄河 JN162 交通 141 长征 CZ361 延安 SX161

49.00 59.50 25.55 47.60 54.64

101.60 115.00 55.10 90.70 91.25

1 1 1 2 2

双 双 双 双 双

— — — 132.0 135.0

230 200 240 80 120

2-20 轴载换算计算结果汇总表(以弯沉为标准时) c1*c2*ni*(pi/p)/(次 车型 东风 EQ140 黄河 JN150 后轴 前轴 后轴 黄河 JN162 前轴 后轴 交通 141 前轴 后轴 长征 CZ361 前轴 后轴 延安 SX161 前轴 后轴 Pi/KN 69.20 49.00 101.60 59.50 115.00 25.55 55.10 47.60 90.70 54.64 91.25
N ?

C1 1 1 1 1 1 1 1 1 2.2 1 2.2

C2 1 6.4 1 6.4 1 6.4 1 6.4 1 6.4 1
4 .3 5

ni/(次/日) /日) 220 230 230 200 200 240 240 80 80 120 120 44.35 66.11 246.44 133.77 367.34 4.06 17.96 20.27 115.11 55.40 177.26 1248.07

合计:

?
i ?1

k

? P ? C 1C 2 n i ? i ? ? P ?

二级公路沥青路面的设计年限为 15 年,四车道的车道系数是 0.4-05,取 0.45, 交 通 量 年 平 均 增 长 率 按 10% 计 算 , 则 累 计 量 轴 次 为 :
N? ? ? ?1 ? ? ?

?

t

? 1? ? 3 6 5 ?

?
15

N 1?

?

? ? 1 ? 0 .1 ? ?

? 1? ? 3 6 5 ?

? 1 2 4 8 .0 7 ? 0 .4 5

0 .1 ? 6 5 1 3 2 1 6次
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2、当验算半刚性基层层底拉应力时: 各级轴载采用公式 果如表 2-21 所示。
表 2-21 轴载换算计算结果汇总表(半刚性层底拉应力验算) c1*c2*ni*(pi/p)/(次/ 车型 东风 EQ140 黄河 JN150 黄河 JN162 后轴 后轴 前轴 后轴 交通 141 长征 CZ361 延安 SX161 后轴 后轴 前轴 后轴 Pi/KN 69.20 101.60 59.50 115.00 55.10 90.70 54.64 91.25
N 1? ?

N 1? ?

?
i ?1

k

? P ? ? C 1?C 2 n i ? i ? ? P ?

8

计算(小于 50KN 轴载不计) ,计算结

C1 1 1 1 1 1 3 1 3

C2 1.0 1.0 18.5 1.0 1.0 1.0 18.5 1.0
8

ni/(次/日) 日) 220 230 200 200 240 80 120 120 11.57 261.14 58.12 611.8 2.04 109.92 17.64 173.05 1245.28

合计:

?
i ?1

k

? P ? ? C 1?C 2 n i ? i ? ? P ?

则用于半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为:
N? ? ? ?1 ? ? ?

?

15

? 1? ? 3 6 5 ?

?
15

N 2?

?

? ? 1 ? 0 .1 ? ?

? 1? ? 3 6 5 ?

? 1 2 4 5 .2 8 ? 0 .4 5

0 .1 ? 6 4 9 8 6 5 6次

2.5.3 路面结构设计
经计算路面设计使用年限内一个车道上累计标准轴次为 600x104 次左右, 查 表知,面层选用沥青混凝土,承受交通量较重,因此采用三层式结构,即表面 层采用 4cm 厚细粒式密级配沥青混凝土,中面层采用 5cm 厚中粒式密级配沥 青混凝土,下面层采用 8cm 厚粗粒式密级配沥青混凝土。基层和底基层分别采 用刚度较高、水稳定性好的 6%水泥碎石和 10%石灰土。
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2.5.4 土基回弹模量的确定
该路处于Ⅳ5 区,属于中湿路基,平均稠度 WC 介于 0.86 和 1.08 之间,取 WC=1.0,查规范得粘质粉土土基回弹模量 E0=39.5MPa。

2.5.5 确定各层材料的抗压模量与劈裂强度
查规范,按设计弯沉计算厚度时 20℃抗压模量,细粒式沥青混凝土 1400MPa,中粒式沥青混凝土 1200MPa,粗粒式沥青混凝土 1000MPa。验算面 底弯拉应力时 15℃抗压模量,细粒式沥青混凝土 1500MPa,中粒式沥青混凝 土 1800MPa,粗粒式沥青混凝土 1400MPa,二灰碎石抗压模量 1500MPa。各 层材料劈裂强度:细粒式沥青混凝土 1.4MPa,中粒式沥青混凝土 1.0MPa,粗 粒式沥青混凝土 0.8MPa,6%水泥碎石 0.65MPa,10%石灰土 0.3MPa。

2.5.6 根据设计弯沉值计算路面厚度
设计指标的确定,对于二级次干城市道路,规范要求以设计弯沉值人作为 设计指标,并进行结构层底拉应力验算。 1、计算设计弯沉值 按照设计规范《城市道路设计规范》中路面设计弯沉值公式
Ld = 6 0 0 N e
- 0 .2

A c A s Ab

计算。公路等级系数为 1.0,面层是沥青混凝土,面层

系数取 1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于 20cm,基层类型系数取 1.0 。 设计弯沉值为:

2、计算各层材料的容许层底拉应力 由
?
R

??

SP

/K

S



细粒式密级配沥青混凝土:

中粒式密级配沥青混凝土:
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粗粒式密级配沥青混凝土:

二灰碎石:

石灰土:

设计资料总结如下: 设计弯沉值为 ,相关设计资料汇总如表 2-22 所示。
表 2-22 设计资料汇总表 材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥碎石 h(cm) 4 5 8 30 20°C 模量 1400 1200 1000 1500
37

15°C 模量 1500 1800 1400 3600

容许拉应力 0.532 0.380 0.277 0.265

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石 灰 土 宕 渣

? -

550 35

1500 35

0.093 -

确定石灰土厚度: (1)有规范可查的:P=0.7MPa 可求得:LS=Ld=27.9MM (2)弯沉修正系数:
F ? 1 . 63 ( LS 2000 ? )
0 . 38

R=10.65cm E2=1200MPa E0=35MPa H1=4cm

E1=1400MPa

(

E0 P

)

0 . 36

(3)查三层体系表面弯沉系数诺谟图 对于细粒式密级配沥青混凝土 因为 h
?
E2 E1
E0 E2
h d

?

4 10 . 65

? 0 . 3755

?

1200 1400
35 1200
E2 E1

? 0 . 86

?

? 0 .0 2 9




E

查图得

? ? 6 .1 0



h d

0 、 E 查图得 2

K 1 ? 1 .4 4

由公式 L d

? ls ? 1 0 0 0 ? 2 ? P R? K 1 K 2

F E1



由h 、
d

E0 E2

和 K2,查图得
38

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(4)计算中层厚度

(5)计算石灰土层厚度 由公式 H ? h 2 ?

?

n ?1

hk

2 .4

Ek E2



k ?3

则解得 则取

2.5.7 验算沥青混凝土弯拉应力
(1)沥青面层层底拉应力验算(此时取 1 5 ? C 抗压模量) ①细粒式密级配沥青混凝土表层验算 由 H= ?
n ?1

hk

0 .9

Ek E i ?1

k ? i ?1

即 由
h d 4 1 0 .6 5

=

= 0 .3 8





E0 E2

?

35 1800

? 0 .0 2 和

E2 E1

?

1800 1500

? 1 .2

查图

图中没有所查的相应数据,即 s 、 m 1 、 m 2 均小于零,因此可知层底不产生 拉应力,产生压应力,即满足要求。 ②中粒式密级配沥青混凝土表层验算 则h ?

?h
i ?1

i

k

4

Ek Ei

? 4?

4

1500 1800

? 5 ? 8 .8 2

39

青岛理工大学毕业设计

由h
?

?

8 .8 2 1 0 .6 5

? 0 .8 3





E0 E2

?

35 1200

? 0 .0 3 和

E2 E1

?

1200 1800

? 0 .6 7

查图

图中没有所查的相应数据,即 s 、 m 1 、 m 2 均小于零,因此可知层底不产生 拉应力,产生压应力,即满足要求。 ③粗粒式密级配沥青混凝土表层验算 则h
?

?h
k ?1

i

k

4

Ek Ei




3600 1200



E0 E2

?

35 3600

? 0 .0 1 和

E2 E1

?

? 3

,查图

图中没有所查的相应数据,即 s 、 m 1 、 m 2 均小于零,因此可知层底不产生 拉应力,产生压应力,即满足要求。 (2)水泥碎石基层层底拉应力验算: 则h
?

?h
k ?1

i

k

4

Ek Ei

由 图得

,



E0 E2

?

35 1500

? 0 .0 2 和

E2 E1

?

1500 3600

查 ? 0 .4 2 ,

40

青岛理工大学毕业设计

则 即满足要求。 (3)石灰土基层层底拉应力验算 则h ?

?h
k ?1

i

k

4

Ek Ei





E0 E2

?

35 1500

? 0 .0 2 和

E2 E1

?

1500 3600

? 0 .4 2 ,查图

得 则 即满足要求。

2.6 交叉口设计
2.6.1 交叉口的形式
在路网中,道路纵横交织,形成大量交叉。交叉口形式的选择,涉及的 因素较多,如交叉口的交通量、交通组织、四周建筑物、道路用地等。应根据 具体情况做出具体分析,做出不同方案加以比较,择优选用。选择交叉口的形 式,应有利于减少或消除冲突点以提高交叉口的通行能力为原则,应尽可能选 用正交或接近 90°的十字形交叉口或 T 形交叉口,尽可能使相邻交叉口之间 的道路直通。 平面十字交叉口,形式简单,交通组织方便,街角建筑容易处理,使用范
41

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围广,可用于相同等级或不同等级的道路交叉。 立体交叉采用跨线桥或地道使相交路线在高程不同的平面上相互交叉的交 通设施,以空间分隔车流的形式,保证交通安全,并能提高通行能力和运输效 率。但是立体交叉口工程浩大,修建费用高,占地面积大,修建工期长。由于 相交道路的性质、占地、工程投资等因素的限制,还不可能全部修建完全互通 式的立体交叉, 有时还要建造部分互通式立体交叉, 如菱形, 部分苜蓿叶式等。 此类立体交叉仍保留了部分平面交叉,使平面交叉问题依然存在,而且不处理 好此类平面交叉问题,立体交叉也不可能很好地发挥作用。 环形交叉口的优点是驶入交叉口的各种车辆不论左、右转弯和直行车辆都 不需要停车等候,可同时连续不断地通行,节约了时间;车辆在环道上行使的 车流方向一致,有利于渠化交通且交叉行驶的车流以较小的交织角向同一方向 交织行驶,避免了交叉冲突点,减少交通事故,交通组织方便。缺点是占地面 积大,对旧城改建较难实现,增加车辆绕岛行驶距离,对左转弯车辆不利。环 行交叉口的通行能力,由于受到环道上交织能力的限制,因此,在交通量大的 主干道上,不宜设置环行交叉口。在具有大量非机动车交通和行人众多的交叉 口上,不宜采用环行交叉,因为它不仅增加了大量非机动车和行人通过交叉口 的行程,而且在环道的外侧和进出口将被大量的非机动车和人流所包围,使机 动车进出环岛时造成很大困难,因而影响车辆的连续通行,使通行能力下降甚 至造成交通阻塞。 该路段与滨海四路相交,设计车速为 20Km/h,若修建立体交叉口,可以提 高通行能力, 但是造价会很高, 修建高造价的立交桥不如平面交叉口经济合理。 若该交叉口采用平面交叉口进行渠化设计,不仅可以满足通行能力,而且组织 交通方便,街角建筑也容易处理。而且该路段与滨海四路交叉口为相同等级的 道路交叉,都选用平面交叉口比较适宜,且造价相对较低。在城市内修建立体 交叉,还会在一定程度上带来分割城区,影响日照条件,干扰电波,妨碍视线, 破坏景观和给行人带来不便等问题。 因此, 根据 《城市道路交通规划设计规范》 规定, 综合考虑各项因素, 该交叉口选用展宽式信号灯管理平面十字型交叉口。

2.6.2 交叉口的平面设计
1、交叉口视距
42

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视距三角形应该以最不利的情况来绘制: (1) 首先算出停车视距,根据《城市道路设计规范》中规定,设计车速 V=40Km/h 时,停车视距规范值为 40m。 (2) 根据交叉的具体情况,找出行车可能的最危险冲突点,本路段行车最危 险的冲突点为十字形交叉口的冲突点。 (3)从最危险的冲突点向后沿行车的轨迹线(可取行车道的中心线)各量取 停车视距。 (4)连接末端,在三条线所构成的视距范围内,不准有障碍物存在。 2、交叉口的缘石半径 为了保证右转弯道车辆能在交叉口以一定的速度顺利通过,将相交道路的 缘石用曲线连接,根据设计的规划要求本路段交叉口转角处的缘石曲线形式采 用圆曲线。圆曲线的半径 R 1 称为缘石半径。未考虑机动车道加宽以前的交叉口 转角的缘石半径。
? B ? R1 ? R ? ? ?W ? ? 2 ?

R ?

V

2

其中 式中

1 2 7?( ? i

)

R——机动车右转弯车道中心线的圆曲线半径 m; B——机动车单车道宽度,本段为 3.5m; W——交叉口转弯处的非机动车道宽度,此处采用 W=3.0m; V——交叉口设计车速,由设计标准知 V 为 20Km/h; ?——横向力系数,根据实际经验,该值不宜超过 0.15~0.20,此

处取 0.2。
i

——交叉口处车行道的平均横坡度,此处取 0.015;一般交叉口

的横坡度均向弯道内侧倾斜,汽车右转弯时, i 值采用正值;横坡向外倾斜时,
i

值采用负值。

43

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表 2-23 缘 石 最小 半 径 取 值 右转弯计算车速(Km/h) 无非机动车道路缘石推荐弯道半径(m) 有非机动车道路缘石推荐弯道半径(m) 30 35~40 30~35 25 25~30 20~25 20 15~20 10~15 15 10~15 5~10

由上述公式及已知的条件计算半径,计算半径取值必须满足表 2-23。计算 如下: 机动车车道中心线的圆曲线半径:

R ?

V

2

1 2 7 ? ? ? 0 .0 1 5 ?

?

20

2

1 2 7 ? 0 .2 ? 0 .0 1 5 ?

? 1 4 .6 5

兴慈六路与滨海四路交叉口处: 机动车单车道宽度采用 3.5m,交叉口转弯处的机动车道宽度采用 3.0m。 由R
1

? B ? ? R ? ? ?W ? ? 2 ?

及规范规定,交叉口缘石半径均取 20m,各要素计算

见表 2-24。
表 2-24 交叉口处圆曲线计算表

滨海 四路 路口

圆曲线 半径 R / m 偏角 ?

切线长
T ? R ta n

外距
?
2

弧长
L ?

? ? ? E ? R ? sec ? 1? 2 ? ?

?
180

? R

西北 20.00 转弯 东北 20.00 转弯 西南 20.00 转弯 东南 20.00 转弯
44

81?21?7.84"

17.081

6.302

28.26

93?52?26"

21.447

9.326

32.796

98?38?52"

23.007

10.485

34.191

86?7?33"

18.650

7.347

30.004

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为保证交叉口路面温度影响,防止出现裂缝,布置间距 3mm 的伸缩缝。 3、进出口道的设计 兴慈六路为城市Ⅱ级次干道,规划红线宽 37m,道路断面采用三幅路断面 形式,设置非机动车隔带,两侧设置人行道。 兴慈六路与滨海四路交叉口: 南北路段车道划分如下(由内向外) : 0.5m(左侧路缘带)+3.5m(直行车道)+3.5m(直行车道)+0.5m(右侧路 缘带)=8.0m 东西相交道路滨海四路是主干路,规划红线宽度为 50 m,道路横断面采用 四幅路断面形式,设置中央分隔带、机非分隔带,两侧设置人行道。东西路段 车道划分如下(由内向外) : 0.5m(左侧路缘带)+3.5m(直行车道)+3.5m(直行车道)+0.5m(右侧路 缘带)=8.0m 由于左转车流与对向直行车流、右转机动车与同进口道的直行非机动车交 通流之间易产生冲突,所以为了便于管理上采取最佳组合控制措施,提高路口 的通行能力,交叉口采用不同流向分道行驶。南北路口进口道各增避一条左、 右转车道,两侧分隔带缩 2m 宽。进口道车道划分如下(由内向外) :0.5m(左 侧路缘带)+3.5m(左转车道)+3.5m(直行车道)+3.5m(直行车道)+3.5m (右转车道)+0.5m(左侧路缘带)=15.0m 东西交叉口进口道也各增避一条左、右转车道,中间减少一条直行车道, 车道划分如下(由内向外) :0.5m(左侧路缘带)+3.5m(左转车道)+3.5m(直 行车道)+3.5m(直行车道)+3.5m(右转车道)+0.5m(左侧路缘带)=15.0m 为了确保交叉口流出通道的流畅性,出口车道数至少等于进口道的直行车 道数,南北交叉口出口道车道划分如下(由内向外) : 0.5m(左侧路缘带)+3.5m(直行车道)+3.5m(直行车道)+0.5m(右侧路 缘带)=8.0m 东西交叉口出口道车道划分如下(由内向外) : 0.5m(路缘带)+3.75m(直行车道)+3.75m(直行车道)+3. 5m(左转车 道)+0.5m(路缘带)=12.0m
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4、公交停靠站 位置设置:交叉口附近设置公交停靠站应保证候车乘客的安全;方便乘客 换乘、过街;降低对交叉口通行能力的影响;有利于公共汽(电)车安全停靠、 进出;根据公交线路走向、道路类别与所在交叉口交通状况,结合站点类别、 规模与用地可能条件合理布置公交车停靠站。因此该路段中交叉口的停靠站都 设在交叉口的下游,距对向车道停车线 45m。 停靠站类型:该路段为城市次干道,公交停靠站不应占用车行道,并且当公 交停靠站设在出口道附近时, 不应影响流出交通流的正常减速变车道的要求,所 以该路段中交叉口的公交停靠站都采用港湾式停靠站。因机非分隔带的宽度为 3.5m,站台宽度要最小两米,停靠站的设置采用压缩分隔带及人行道的方式。减 速段长 40m,站台长 30m(两个车位) ,宽 3m,加段段长 45m,如图 2-11 示。

机动车道 分隔带 非机动车道 人行道

图 2-11 公交停靠站

2.6.3 交叉口的竖向设计
为了调整交叉口范围内的车道数、人行道、建筑物、及其相邻近地面有关 各点的设计标高,统一解决相交道路之间以及交叉口和周围建筑物之间在立面 位置上行车、排水和建筑三方面的要求,使交叉口能获得一个平顺的共同构筑 面,以保证交通安全、方便、排水通畅、建筑造型美观,对本路段交叉口进行 竖向设计。 1、交叉口竖向设计的基本形式 根据兴慈六路和滨海四路的地面高程、设计高程和交叉口中心的规划设计 高程等因素,选用的交叉口竖向设计形式为:四条道路的纵坡全部由交叉口中 心向外倾斜, 其地形为凸形,设计时往往只需要把交叉口听坡度做成与相交道路 同样的坡度,调整一下接近交叉口时的道路横坡,让地面水向四个街角的街沟
46

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排去即可,在交叉口内不需设置雨水口。 (1)兴慈六路与滨海四路交叉口 根据相交道路的设计纵断面定出交叉口范围内路缘石切点处的路边及中心 线的设计高程。 南北向兴慈六路车行道中心线与路边线: 南段纵坡 i1 =i3=0.59%, 北段纵坡 i1 =i3=0.38%,路拱横坡为 i2=1.50%;东西向滨海四路车行道中心线与 路边线:东段纵坡 i1=i3=0.5%,西段纵坡 i1=i3=0.6%,路拱横坡为 i2=1.50%。 ①取等高线间距为 0.04m,计算 AO 道路中心线上相邻等高线的水平间距 L1,

②计算街沟至拱顶同各等高线的水平距离 L2,

AO 段共有 4.4-4.76 计 9 条等高线,其中 4.4 等高线与 4.76 中心点的水平距离 为: ②取等高线间距为 0.04m,计算 CO 段相邻等高线的水平间距 L1,

计算街沟至拱顶同各等高线的水平距离 L2,

CO 段共有 4.76-4.80 计 1 条等高线。 ③取等高线间距为 0.04m,计算 BO 段中心线上相邻等高线的水平间距 L1,

计算街沟至拱顶同各等高线的水平距离 L2,

47

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BO 段共有 4.76-4.21 计 13 条等高线。 ④取等高线间距为 0.04m,计算 DO 段中心线上相邻等高线的水平间距 L1,

计算街沟至拱顶同各等高线的水平距离 L2,

DO 段共有 4.14-4.76 计 15 等高线。 根据以上所求的道路中心线的间距即可绘制该交叉口四端路段上的设计等 高线。 (3)交叉口上设计等高线的绘制 ①根据滨海四路和兴慈六路纵断面可确定道路中心线上四端控制点标 高, hA=4.4m,hB=4.21m,hC=4.8m,hD=4.14m, ②计算车行道边线上各特征点的标高

48

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③计算各控制段设计等高线间的水平距离,以便定位。 EA 段共有 4.4,4.36,4.32,4.28,4.24 等 5 条等高线。 4.36 与 4.32 的水平间距为: 4.24 与 4.22 的水平间距为: 4.36,4.32,4.28,4.24 的水平间距都为 2.67m。 AF 段共有 4.36,4.32,4.28,4.24,4.20 等 5 条等高线。 4.36 与 4.32 的水平间距为:

4.20 与 4.18 的水平间距为: BG 段共有 4.17,4.13,4.09,4.05 等 4 条等高线。 4.17 与 4.13 的水平间距为: 4.17,4.13,4.09,4.05 的水平间距都为 2.67m。 4.17 与 4.13 的水平间距为: BH 段共有 4.17,4.13,4.09,4.05,4.01 等 5 条等高线。

4.01 与 3.99 的水平间距为: 4.17,4.13,4.09,4.05,4.01 的水平间距都为 2.67m。 IC 段共有 4.62,4.66,4.70,4.74,4.78 等 5 条等高线。

4.8 与 4.78 的水平间距为:

4.66 与 4.62 的水平间距为:



CJ 段共 4.76,4.72,4.68,4.64,4.6 等 5 条等高线。
49

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4.76 与 4.72 的水平间距为:

4.76,4.72,4.68,4.64,4.6 的水平间距都为 2.67m。

4.6 与 4.58 的水平间距为: KD 段共有 3.96,4.00,4.04,4.08,4.12 等 5 条等高线。

3.96 与 4.00 的水平间距为: 3.96,4.00,4.04,4.08,4.12 的水平间距都为 2.67m。 4.12 与 4.14 的水平间距为: l
? 4 .1 4 ? 4 .1 2 1 .5 % ? 1 .3( m )

DL 段共有 4.18,4.22,4.26,4.3,4.34,4.38,4.42,4.46,4.5,4.54,4.58, 4.62 等 12 条等高线。

3.84 与 3.88 的水平间距为: 4.18,4.22,4.26,4.3,4.34,4.38,4.42,4.46,4.5,4.54,4.58,4.62 的 水平间距都为 2.67m。 4.14 与 4.12 的水平间距为: l
? 4 .1 4 ? 4 .1 2 1 .5 % ? 1 .3( m )

2.7 照明设计
为保证来往车辆和行人在夜间通行安全,为驾驶员或行人创造能及时、准 确地发现各种障碍物的条件, 以减少和防止交通事故, 也为了美化市容的作用, 满足夜间景观要求,道路照明必须确保路面具有符合标准要求的照明数量和质 量、投资低、耗电少、运行安全、可靠,便于维护管理。

2.7.1 照明参数
我国目前给出亮度、照度两套标准,规范规定的城市道路照明标准见表 2-25,为了保证道路照明质量,达到辨认可靠和视觉舒适的基本要求,道路照
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明除满足平均亮度(照度) 、亮度(照度)均匀度和眩光限制三项指标外,还 应有良好的诱导性。 道路照明标准应根据城市规模、 性质、 道路分类按表选用。 中、小城市可视其道路分类降低一级使用,但路面平均照度应大于或等于 1lx (相当亮度约为 0.1 cd/㎡) 。
表 2-25 照明水平 照明区域 平均亮度 (cd/㎡) 高速公路、 一 1.5~2 级公路 截光型灯具 快速路 主干路 次干路 支路 立交主线 匝道 平面交叉口 特大桥梁 收费广场 1.5 1.0 0.5 0.3 2.0 1.0~1.6 1.5~2 1.5~3.5 2~5 20 15 8 5 30 15~25 20~30 15~50 20~50 0.40 0.35 0.35 0.30 0.5 0.4 0.3 0.5~0.7 0.4 0.40 0.35 0.35 0.30 0.4 0.4 0.3 0.4 严禁采用非 截光型灯具 不得采用非 截光型灯具 不宜采用非 截光型灯具 严禁采用非 截光型灯具 20~30 0.4~0.3 严禁采用非 平均照度 ( l x) 道路照明标准 均匀度 亮度均匀度
L m in / L a

照度均匀度
E m in / L a

眩光限制

注: 1.表中所列的平均亮度(照度)为维持值。新安装灯具、路面初始亮度(照度) 值应比表中数值高 30%~50%。 2. 表中所列亮度(照度)值,均为机动车车行道上的数值。三幅路中非机动车车 行道上的亮度(照度)值,可采用机动车车行道亮度(照度)值的 1/2。 3.表中平均照度值适用于沥青路面。对于混凝土路面,可降低 30%。 4. L m in 为最小亮度; L a 为平均亮度; E m in 为最小照度; E a 为平均照度。

采用地下电缆供电,可以避免架空线与行道树的相互影响,这样道路照明 纵向间距可缩小,为 30-40m。 该路段为城市次干路,由上表可查得,其平均亮度 La=0.5(cd/㎡),平均照
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度 Ea=8 l x,亮度均匀度 Lmin/La=0.35,照度均匀度 Emin/Ea=0.35。

2.7.2 路灯及照明管线布置
常规照明为一只或几只灯具安装在高度在 15m 以下的灯杆上,按一定间距 有规律地连续设置在道路的一侧、两侧或中间带进行照明的布灯方式。按灯柱 平面布置方式分类有单侧布置、双侧对称布置、双侧交错布置、横向悬索布置 和中心对称布置等五种方式。 单侧布置诱导性好、造价较低,但两个不同方向行驶的车辆得到的照明效 果不同。 双侧对称布置路灯, 纵向均匀度和诱导性都比单侧布置好,这种布置使 用于路面宽度大于 20m 的主干道,并且可借两侧灯杆悬挂标语、彩旗等。双侧 交错布置路灯,优点是宽度总均匀度可以满足要求,特别是在雨天提供照明条 件比单侧布置好。 缺点是亮度纵向均匀度一般较差, 诱导性也不及对称布置好, 有时会使驾驶员对道路走向产生混乱的印象,其观瞻效果较差,故不常用。横 向悬索布置的灯具安装高度一般都比较(6-8m) ,多用于树木较多、遮光比较 严重的道路,但是悬挂在缆绳上的灯具比较容易摆动或转动,给驾驶员造成间 歇性的闪烁眩光,因此不推荐这种方式。综合考虑上述因素及当地形条件,路 灯排列方式采用双侧对称布置, 灯杆位于两侧分隔带的中央,个别路口处的路灯 布置在人行道上, 灯杆及电缆管道距路缘石内侧分别为 0.6 米和 0.27 米,除注明 者外,处于同一桩号,其管道高程相同。 照明电源采用三相四线制供电,地下电缆均为 VV22-1kv-4X25 型,灯具接线 均为 BVV-2X2.5 型,照明器安装高度为 10 米,光源选用 250W 高压钠灯,配 用半截光型灯具,灯具附有功率因数补偿元件。钢管灯杆内外采用热镀锌防腐 处理,纵向间距为 35 米。人行道及花坛下照明电缆套管用 DN100PVC 管,车行 道下用 DN100 铸铁管。电缆管道的埋深在花坛下为 0.7 米,车行道下为 1.0 米。 照明灯杆与其相邻的照明电缆管道检查井的水平距离(以中心计)均为 2.0 米。 管道须按照有关施工规程进行检验,验收合格后方可将土回填。

2.8 排水设计
2.8.1 排水系统的选择
设计城市道路时, 为了保证车辆和行人的正常交通, 改善城市的卫生条件,
52

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以及避免路面的过早破坏,要求迅速地将地面雨水排除。所以,城市排水是城 市道路中的一个重要组成部分。 排水制度包括分流制和合流制。采用分流制,即分别设置污水和雨水管道 系统,不仅有利于保护环境卫生,而且有利于污水的综合利用,便于从废水中 回收有用物质,可以做到清浊分流,减少需要处理的废水量。合流制即将污水 和雨水用同一管道系统排除,其投资较低,而且便于施工。过去我国很多旧城 市大都采用合流制, 污水不经处理与雨水直接排入水体, 随着工业的高速发展, 生活污水急剧增加,采用合流制对环境卫生往往会造成严重的危害。综合考虑 以上各因素,该路段选用分流制暗管排水系统。

2.8.2 雨水管道设计流量计算
根据规范城市道路雨水管渠的设计流量计算公式为
Q ? q ? ? ? F (L / s)

式中 Q:为雨水设计流量 q:设计暴雨强度 L/s/ 1 0 0 0 0 m
?
F
2

:径流系数,取 0.65 :雨水管渠所排除街区雨水的汇水面积( 1 0 0 0 0 m 2 )

根据有关资料查得慈溪市暴雨强度公式为:
q ? 167 I

I ?

3 2 .9 3 7 ? 2 4 .0 7 9 1 lg P ( t ? 2 9 .7 6 7)
0 .8 6

降雨历时 t

? t1 ? m ? t 2

min

式中 t1:地面集水时间,5-15min 计算,本设计取 t1=15min t2:为管渠内流行时间,
t2 ?

?l
6 0V

,V

? 2 0 ig

0 .6

m:延缓系数,暗管的延缓系数 m=2。 P:降雨重现期,为 1 年。 计算各段设计汇水流量,本路段总长 1244.11m,汇水面积累积值 F 总=46032.07 m ,
53
2

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ig

取 0.5% , l 取 30m

则 t=15+2 ? 24.91=64.81(min)
q ? 167 I

? 1 0 7 .1 ? L /s ?

根据规范管的泄水能力按下式进行雨水管渠的水文计算:
Qc ? VA
3

式中

Qc

─泄水能力( m

/s



V─管内的平均流速(m/s) A─过水断面面积( m )
V ? 1 n
2 1 2
2

R3I

式中 n─管壁的粗糙系数 R─水力半径(m) R
?
? A

?

─过水断面湿周

I─水力坡度 本设计排水管采用水泥混凝土管, 拟采用直径 D=650mm,根据 《公路排水设 计规范》n=0.013,根据《公路排水设计规范》附录 B R=d/4=0.650/4=0.1625(m) I=0.004 则V
? 1 n
2 1 2

R I

3

?

1 0 .0 1 3

2 3

1

? ( 0 .1 6 2 5 ) ? ( 0 .0 0 4 ) 2 ? 1 .4 5 ( m / s )

A ?

?d
4

2

?

3 .1 4 ? (0 .6 5 ) 4

2

? 0 .3 3 2

(

m

2

)

54

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Q c ? V A = 1 .4 5 ? 0 .3 3 2 = 4 8 1 .4 (L /S )

Q c ? 4 8 1 .4 ( L / s ) ? Q ? 3 9 4 ( L / s )

,所以本设计管道满足排水要求。

2.8.3 管道选材及平面布置
按照管线综合标准横断面的安排,雨水干管布置在西侧机非分隔带下 1.2m 处(距道路中心线 14.5m)和东侧人行道下 1.2m 处(距道路中心线 22.5m) 。 污水干管布置在西侧机非分隔带下 1.2m 处 (距道路中心线 13.5m) 和东侧人行 道下 1.2m 处(距道路中心线 21.5m) 。考虑收集道路两侧的雨水排放,在道路 两侧均预留雨水支管接水井,雨水支管管径为 d650,间距为 140m 左右,预留 井设置在人行道外边缘外 8m 处。 管道基础采用标准图 95S222/5,接口采用标准图 95S222/18, 雨水检查井和 雨水口按间距 30m 左右设置, 检查井选用砖砌圆形或矩形井室。 雨水口采用标 准图 95S235-1/7、8,雨水支管除注明外,管径为 d650,坡度为 0.003。雨水口 连接管除注明外采用 d500 管道,起点埋深 0.90 米,坡度 0.005,管道基础采用 标准图 95S222/5, 接口采用标准图 95S222/18, 污水支管除注明外, 管径为 d500, 坡度为 0.003。雨、污水管道均采用钢筋混凝土管,井座、井盖,雨水篦子、篦 框采用铸铁材料、防盗型。出水口将结合河道渠壁情况设置,材质为浆砌块石 出水口。 施工时可根据用户情况适当增加过路管,增加时需与设计单位联系。检查 井结构采用标准图 S143/17-5、7,井盖采用防盗型铸铁井盖。消火栓采用地上 式,设于人行道距缘石 0.75 米处,安装采用标准图 88S162。管道基础采用原 素土基础,管道采用球墨铸铁管,橡胶圈接口。管道试验压力 0.9MPa,阀门等 配件按工作压力 1.0MPa 选用。

55

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附表 :
桩号 K1+902.034 K1+920 K1+940 K1+960 K1+980 K2+000 K2+020 K2+040 K2+060 K2+080.75 K2+100 K2+119.25 K2+140 K2+160 K2+180 K2+200 K2+220 K2+240 K2+260 K2+280 填方面积(平方米) 72.756 76.984 84.241 79.535 78.684 70.653 71.073 65.637 63.56 61.077 61.077 65.221 71.914 77.409 84.67 82.525 81.67 70.653 93.76 106.086

土方量计算表 挖方面积(平方米) 0 1347.66 0 1612.25 0 1637.76 0 1582.19 0 1493.37 0 1417.26 0 1367.1 0 1291.97 0 1246.37 0 1221.54 0 1262.98 0 1371.35 0 1493.23 0 1620.79 0 1671.95 0 1641.95 0 1523.23 0 1644.13 0 1998.46 0
56

填方量(立方米)

挖方量(立方米)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2064.19

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桩号 K2+299.07 K2+320 K2+340.93 K2+360 K2+380 K2+400 K2+420 K2+440 K2+460 K2+480 K2+499 K2+520 K2+541 K2+560 K2+580 K2+600 K2+620 K2+632 K2+660 K2+688 K2+700

填方面积(平方米) 100.333 106.086 92.018 94.196 93.324 92.889 88.117 97.258 93.324 86.386 82.954 86.391 88.117 91.584 96.381 103.867 108.311 112.337 115.484 63.975 60.665

挖方面积(平方米) 0 0

填方量(立方米) 2063.93

挖方量(立方米) 0

2073.16 0 1948.73 0 1875.2 0 1862.13 0 1810.06 0 1853.75 0 1905.58 0 1797.1 0 1693.4 0 1778.12 0 1832.33 0 1707.16 0 1879.65 0 2002.48 0 2121.78 0 1323.89 0 3189.49 0 1076.75 0 0
57

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

747.84

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桩号

填方面积(平方米)

挖方面积(平方米)

填方量(立方米) 1483.5 1545.72

挖方量(立方米) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

K2+720

87.685

0

K2+740 K2+760 K2+780 K2+800 K2+820 K2+840 K2+860 K2+880 K2+901 K2+920 K2+940 K2+960 K2+980 K3+000 K3+020 K3+041 K3+060 K3+079 K3+100

66.887 92.018 85.961 72.756 64.49 69.395 55.735 62.731 54.509 46.407 51.66 56.114 55.735 56.963 57.784 74.866 79.535 80.388 78.684

0 1589.05 0 1779.79 0 1587.17 0 1372.46 0 1338.85 0 1251.3 0 1184.66 0 1231.02 0 968.7 0 980.67 0 1078.04 0 1118.79 0 1126.98 0 1147.47 0 1392.83 0 1466.81 0 1519.27 0 1670.26 0
58

1569.42

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桩号 K3+120 K3+140 K3+146.141

填方面积(平方米) 78.258 71.073 69.814
本段合计

挖方面积(平方米) 0 0 0

填方量(立方米) 1493.31

挖方量(立方米) 0

432.594

0

97370.24

0

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结束语
经过这几个月的毕业设计和实习, 使我对道路桥梁工程技术专业的知识和相 关的内容有了更深刻的了解, 在设计过程中把所学的专业知识运用到其中,它是 我这三年来对本专业学习的总结跟体现。 通过大量的交通研究,整个交通系统中,公路属于基础设施是交通安全的一 项重要因素。 良好的道路几何线形, 平整坚固的路面结构, 清晰易懂的交通标志, 合理有效的防护措施等都能为驾驶员提供安全可靠的行车条件。 在路线选取、横断面设计、纵断面设计、交叉口设计等中学到了课本上学不 到的知识,本路段地势较低,大部分需要填筑,路基宽度、高度和边坡坡度主要 都是取决于这条路的技术等级,还有这条路的纵坡设计及地形。 本设计在路线的选定、 纵断面、 横断面以及路面结构等个体做了详细的设计。 选线方面,根据规划局的有关规划规定,结合当地的实际情况,本路段不设平曲 线, 全部为直线。 纵断面设计必须满足有关技术要求, 在满足这些要求的前提下, 要考虑工程的实际造价问题。 所以通过理论和实际相结合以后,最终确定了主线 的位置。 在设计过程中还遇到过其它复杂问题,遇到问题自己去询问老师,查资料, 跟同组同学讨论,使自己的能力得到提高,提高了自己独立思考解决问题的能 力,也意识到团队协作的力量。总之,经过此次设计,自己的能力知识储备方 面都得到了提高。

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为期半个学期的毕业设计即将结束,本次设计是对大学里学习知识的一次大 总结,在这次设计中,我不但很好的回顾了专业基础知识,也将这些知识更好的 条理化、系统化。 本次设计自始至终是在张学霞老师的教导下完成的,从设计的开题报告、路 基设计、路面结构设计、路基路面排水等到成果的整理成册,无不包含着导师的 心血。张学霞老师严谨的治学态度、渊博的知识、高尚的学术风范给本人以深刻 的教诲和启迪, 这将使我受益终生。在此本人谨向给予指导老师张学霞老师表示 衷心感谢! 其次感谢和我一起做毕业设计的小组同学,他们在本次设计中勤奋工作,克 服了许多困难来完成此次毕业设计,并承担了许多很有难度的工作。如果没有他 们的努力工作,此次设计的完成将变得非常困难。 还要感谢大学三年来所有的老师,为我们打下道路工程专业知识的基础;同 时还要感谢所有的同学们, 正是因为有了你们的支持和鼓励,此次毕业设计才会 顺利完成。当然还要感谢我的父母,没有他们的无私支持,就没有我今天所取得 的成绩。 本人水平有限在本设计文件中难免存在错误和不足,恳请专家、老师和同学 批评指正,提出宝贵意见,在此表示感谢! 最后感谢我的母校—青岛理工大学三年来对我的大力栽培。

张树范 2012 年 6 月 5 日

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参考文献
[1]栗振锋,李素梅.路基路面工程.北京:人民交通出版社.2009.7 北京 [2]杨春风 欧阳建湘 韩宝蓉.道路勘测设计北京:人民交通出版社.2008.5 北京 [3]周荣沾.城市道路设计.北京:人民交通出版社,2001 北京 [4]建设部.城市道路设计规范(CJJ37-2000).北京:建设工业出版社,2000.2 北京 [5] 建设部.城市道路交通规划设计规范 (GB 50220-95).北京:建设工业出版社,1995 北京 [6]何兆益,杨锡武.路基工程.重庆:重庆大学出版社.2001,11 重庆 [7]沈建武,吴瑞麟.城市道路与交通.武汉:武汉大学出版社.2006,3 武汉

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