嘉郁大道提质改造工程施工图设计

'※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2013届学生毕业设计材料（四）毕业设计计算书课题名称嘉郁大道提质改造工程施工图设计姓名学号院系土木工程学院专业土木工程指导教师2013年3月13日 目录摘要：………………………………………………………………………………….1关键词：…………………………………………………………………………………….1Abstract:.…………………………………………………………………………………...11.1路线平面设计21.1.1道路平面设计21.2.1平面设计原则31.2.2平曲线要素值的确定41.3.1路线简介71.3.2曲线要素71.4.1纵断面设计的原则81.4.2纵坡设计的要求81.4.3纵坡设计的步骤91.4.4竖曲线设计92路基路面设计计算……………………………………………………………………....122.1横断面设计122.1.1横断面设计的原则122.1.2横坡的确定122.2土石方的计算和调配152.2.1调配要求152.2.2调配方法153路面结构设计计算…………………………………………………………………….....173.1设计原始资料及依据173.1.1服务范围交通运输要求和经济技术调查资料173.1.2交通量资料173.1.3设计依据173.2路面结构层厚度设计183.2.1土基回弹模量的确定183.2.2路面设计参数的确定19 3.3路面结构层厚度计算233.3.1容许弯沉计算路面厚度233.3.2结构层材料的容许弯拉应力243.3.3路面厚度计算253.3.4验算弯拉应力274道路与道路交叉………………………………………………………………………..314.1平面交叉314.1.1一般规定314.2交叉口竖向设计314.2.1平面交叉处道路的纵面线形314.2.2交叉口竖向设计原则324.3立体交叉324.3.1主线横断面324.3.2主线的平纵线形324.3.3匝道设计32 嘉郁大道提质改造工程施工图设计摘要：城市道路施工图设计是运用已学的专业基本理论、基本知识、基本技能，进行本专业的工程设计或科学研究。本设计是嘉郁大道提质改造工程施工图设计，路段地处湖南省益阳市，全长3400米，路基宽度为60米，双向八车道，设计车速为60km/h，设计荷载：城市主干路—I级。主要作了如下工作：首先运用道路勘测设计已学的知识结合纬地5.88进行了路线设计，包括平面设计、纵断面设计、横断面设计以及土石方调配，接着在路线设计的基础上进行了路基路面设计，包括一般路基设计、特殊路基设计、排水工程设计、路面设计。路面设计中，从经济实用的角度，对路面结构调整方法进行了了比较，最终选择了碎石化后再加铺沥青混凝土，并进行了沥青混凝土路面结构设计；然后根据地形图及平面图，进行了交叉口设计。本次设计中：基本使用计算机辅助设计与成图，设计过程中的主要计算成果由Excel（电子表格）计算所得。同时本设计体现环保意识，强调环保。关键词：城市主干路；路线设计；路基设计，路面结构设计；交叉口设计；JIAYURoadreconstructionprojectofqualityofconstructiondesignAbstract:Urbanroadconstructiondesignistheuseofalearnedprofessionbasictheory,basicknowledgeandbasicskills,theprofessionalengineeringdesignorscientificresearch.YingbinRoad,thisdesignisqualityimprovementprojectconstruction.Madethefollowingwork:Firstofallknowledgeofthecombinationofusingroadsurveyinganddesignlatitudeto5.88routedesign,Includinggraphicdesign,longitudinalsectioncrosssectiondesign,designaswellasearthwork,Thenincoursedesignbasedonthedesignofsubgradeandpavement,IncludingGeneraldesign,designofspecialsubgradeprotectionengineeringdesignofsubgrade,drainagedesign,pavementdesign.Pavementdesign,fromtheeconomicalpointofview,thepavementstructurearrangedcomparison,thefinalchoiceRubbishedpluspavedasphaltconcreteandasphaltconcretepavementstructuredesign;basedontopographicmapsandfloorplans,intersectiondesign.Thedesign:basicuseofcomputer-aideddesignandmapping,thecalculationresultsinthedesignprocessiscalculatedbyExcel(spreadsheet).Thedesignreflectstheawarenessofenvironmentalprotection,theemphasisonenvironmentalprotection.Keywords:urbantrunkroad;routedesign;designofembankment,pavementstructuredesign;intersectiondesign;31 1路线设计计算1.1道路现状嘉郁大道（龙洲路-银城路）是益阳高新开发区东西向主干道。道路宽为50米，断面布置为双幅路。路幅布置为：中央分隔带12m,车行道9m×2，人行道5m×2，绿化带5m×2。道路路面为水泥混凝土路面，路面面板破损严重，纵横向裂缝多，接缝错台严重，路面平整度差，使用品质低，车辆行驶速度慢，已不能满足使用要求，迫切要求提质改造。2、改造原则及方案（1）改造原则1）提高路面使用品质，加宽车行道，提高道路通行能力。2）充分利用现有道路平面线型，只局部进行调整，避免拆除构筑物。3）合理利用现有路面与排水系统，降低工程造价。4）采用分流制排水系统。5）尽量保留现有行道树与绿化，所有管线入地，美化城市环境。6）渠化交通，提高交叉口通行能力。（2）改造方案1)对现有水凝混凝土路面进行破碎处理后在其上加铺16cm改性沥青混合料面层，提高路面强度、平整度和使用品质。2)平面线形与纵断面设计基本维持现有道路平面线形与纵坡不变，只对局部进行调整。3）所有专业管线入地，埋设在道路两侧绿化带或人行道下，设置横穿道路的管道，避免以后管线道路损坏路面。4）对嘉郁大道与银城路交叉口进行交通渠化，设置专用右转弯车道，提高交叉口通行能力。5）采用单幅路路幅布置，取消中央绿化带，车行道34m，人行道4m×2，绿化带9m×2，道路宽度为60m；31 1路线设计计算1.1路线平面设计道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。本项目为城市道路提质改造工程，平面线形依照现有道路走向和规划给定的控制点定线。1.1.1道路平面设计本项目属城市道路提质改造工程，平面线形必须受到现有道路的限制，依照现有道路走向和规划给定的控制点定线。平面线形基本维持现有道路平面线形不变，只对局部进行调整。1.2平曲线要素值的确定1.2.11.2.2平曲线要素值的确定平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：①基本形曲线几何元素按直线——圆曲线——直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是较少采用的。设计中的大多数点都是采用直线—-缓和曲线—-圆曲线—缓和曲线—直线的形式布置。鉴于此次设计性质属于提质改造，受到其他诸多因素影响，不宜改动，而且原来线形布置能满足要求，故线形布置扔采用原来的线形，即直线——圆曲线——直线形式。当然在设计的时候还是注意了考虑平曲线设计的各项要素要求，如超高和加宽的要求等。②城市主干路主要技术指标见表1。表1-1城市主干路主要技术指标表设计车速60km/h平曲线一般最小半径300m极限最小半径150m31 圆曲线最小长度50m不设超高的圆曲线最小半径600m最大纵坡6%（极限7%）凸曲线一般最小半径600m极限最小半径400m凹曲线一般最小半径700m极限最小半径450m本设计道路平曲线半径分别为半径：1000m、500m；竖曲线半径分别为：5000m、5000m、6000m、20000m、20000m、20000m、4000、35000、6000、5000、20000、9000，经验证，均满足要求。由于本路段圆均大于不设超高最小圆曲线半径，故在本路段上不存在道路超高和加宽。③设计的线形大致如图1-1所示：,图1-1路线设计图起点、交点、终点的坐标如下：QD(JD0)：(58500.22031,85508.31145)JD1：(58348.75786,86615.97742)JD2：(58195.82368,87094.84066)ZD(JD3)：(58148.0616，88876.86076)交点间距计算公式为（1-1）导线方位角计算公式为（1-2）路线长、方位角计算：0-1段31 方位角1-2段方位角2-3段方位角转角计算：④平曲线要素计算公式在道路平面走向改变方向改变坡度时设置连接两相邻直线段的圆弧形曲线，即构成带有圆曲线的平曲线，如图1-2所示。图1-2圆曲线31 其要素计算公式如下：式中:——总切线长，m；L——总曲线长，m；E0——外距，m；R——主曲线半径，m；α——路线转角，°；Q——切曲差，m。主点桩号计算：ZY=JD-T（1-7）YZ=ZY+L（1-8）QZ=YZ-L/2（1-9）JD=QZ+Q/2（1-10）1.3路线平曲线要素计算1.3.1路线简介嘉郁大道城市主干路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：全长：3400.01m交点：2个交点桩号：K1+117.97、K1+620.21半径：1000m、1500m1.3.2曲线要素JD1：K1+117.97设=1000m，，则曲线要素计算如下：31 主点里程桩号计算：JD1：K1+117.97ZH=JD-T=K1+117.97-116.846=K1+001.13HY=ZH+LS=K1+001.13+60=K1+061.13QZ=ZH+L/2=K1+001.13+233.2333/2=K1+117.74HZ=ZH+L=K1+001.13+233.2333=K1+234.36YH=HZ-LS其它交点的计算结果见“直线、曲线及转角表”。1.4纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。本项目为城市道路提质改造工程，纵断面设计在原路面基础上增加要加铺的厚度作为设计标高。在改造原则及方案中已提到纵断面设计基本维持现有道路平面线形与纵坡不变，只对局部进行调整。纵断面设计高程即为改造后路面中线高程，大体上等于原路面高程加上路面结构加铺厚度之和。1.4.1纵断面设计的原则（1）纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。31 （2）纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。（3）平面与纵面组合设计应满足设计原则。（4）视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。（5）平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。（6）平、纵线形的技术指标大小应均衡。（7）合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。（8）与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。1.4.2纵坡设计的要求（1）设计必须满足《标准》的各项规范（2）纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。（3）沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。（4）应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（5）纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。（7）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。1.4.3纵坡设计的步骤（1）准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。（2）标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。31 （3）试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。（4）调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。（5）核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。（6）定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1％，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。（7）设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。（8）计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。1.4.4竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径如表1-2。表1-2竖曲线指标设计车速（km/h）60最大纵坡（％）5%最小纵坡（％）0.3%凸形竖曲线半径（m）一般值1200极限值1800凹形竖曲线半径（m）一般值1500极限值1000竖曲线最小长度（m）一般值120极限值50竖曲线基本要素计算公式：31 (1-11)L=(1-12)T=（1-13)E=(1-14)式中：————坡度差L————曲线长(m）T————切线长（m）E————外距（m）（1）以变坡点K0+140为例：①竖曲线要素计算：里程和桩号K1+140i1=-0.9%，i2=-1.965%取半径R=5000mw=i2﹣i1=-1.965%﹣0.9%=-1.065%(凸形)②设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K0+140)﹣26.625=K0+113.375竖曲线起点高程=69.5-26.625×(-0.9%)=69.740m竖曲线终点桩号=(K0+140)+26.625=K0+166.625竖曲线终点高程=69.5+26.625×(-1.965%)=68.977m其他变坡点详见“纵坡、竖曲线表”。2路基路面设计计算2.1横断面设计31 道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、边沟边坡、截水沟等设施构成的。2.1.1横断面设计的原则（1）路面设计应按道路等级、服务功能、交通特性，结合各种控制条件，在规划红线宽度范围内合理布设。（2）横断面设计应满足远期交通功能需要。分期修建时应近远期结合，使近期工程成为远期工程的组成部分，并应预留管线位置，控制道路用地，给远期实施留有余地。（3）道路不宜分期修建。（4）改建道路应采取工程措施与道路交通管理相结合的方法布设横断面。2.1.2横坡的确定（1）路拱横坡根据规范要求应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，不小于1.5％。本次设计采用1.5%。（2）弯道的加宽和超高①平曲线的加宽汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。普通汽车的加宽值可由几何关系得到：b=R–(R1+B)(2-1)而故上述第二项以后的值很小，可省略不计，故一条车道的加宽：(2-2)式中：A——汽车后轴至前保险杠的距离m；R——圆曲线半径m；31 对于有N个车道的行车道：(2-3)半挂车的加宽值由几何关系求得：(2-4)(2-5)式中：——牵引车的加宽值；——拖车的加宽值；——牵引车保险杠至第二轴的距离m；——第二轴至拖车最后轴的距离m；由于，而与R相比甚微，可取=R，于是半挂车的加宽值：(2-6)令=，上式仍旧纳成为式：(2-7)②加宽过渡对于R>250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。嘉郁大道31 平平面设计中圆曲线半径都在1000m以上，根据规范可不加宽，所以嘉郁大道不采用加宽设计。(2-8)式中：——任意点距缓和段起点的距离m；L——加宽缓和段长m；b——圆曲线上的全加宽m。③曲线的超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。嘉郁设计中主要采用绕中线旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面仍绕中线旋转，直至超高值。绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此中方法。横断面上超高值的计算如表2-1。表2-1绕中线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注1、计算结果均为与设计高之高差；2、临界断面距缓和段起点：3、x距离处的加宽值：31 4.内外侧边线降低和抬高值是在Lc内按线性过渡，路容有要求是可采用高次抛物线过渡圆曲线上外缘中缘内缘过渡外缘段上中缘内缘本设计中圆曲线最小半径为1000m，按规范要求，可不设超高加宽，故在本设计中没有设计超高加宽。2.2土石方的计算和调配2.2.1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）土石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。2.2.2调配方法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。表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，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。31 （3）纵向调运①确定经济运距根据填缺、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。②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）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量3路面结构设计计算3.1设计原始资料及依据该公路处于Ⅳ5区，全线地域属亚热带季风性湿润气候，四季分明，冬冷夏热，雨量充沛，冬季盛行西北风，夏季盛行东南风，平均风速为1.7m/秒，年平均气温为17℃，平均年降水量为1414mm。本段区域地质大地构造单元属江南古陆凹陷区，区内无深大断裂带通过，基岩埋藏深度较大，上覆第四系堆积层厚度较大，区内构造稳定性良好。31 上层滞水赋存在第四系覆盖层上部填筑土，水量较小，没有统一的地下水位。该地下水对钢筋砼不具腐蚀性。3.1.1服务范围交通运输要求和经济技术调查资料嘉郁大道是益阳高新开发区东西向主干道。本路段K0+000～K3+400.01，全线设计时速为60km/h的城市Ⅰ级主干路。道路宽度为60m，车行道34m，人行道4.0m×2，绿化带9.0m×2。路面类型采用沥青混凝土路面，设计荷载采用公路-Ⅰ级，标准轴载BZZ-100，设计年限为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：破碎后的水泥混凝土路面+35cm厚5%水泥稳定碎石基层+改性乳化沥青透层+10cm厚AC-25粗粒式沥青混凝土下面层+改性乳化沥青粘层油+6cm厚AC－16中粒式沥青混凝土上面层。修建该路所需的路基填料、石灰、碎石等集料在附近地区都非常丰富，并且都能满足技术指标要求。3.1.2交通量资料表3-1交通量资料车型客车中客车大客车轻型货车中型货车重型货车铰接挂车数量（量/d）228022045026066016803303.1.3设计依据本设计路段位于益阳开发区，根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件进行设计，依据的有关规范、规程具体如下：[1]《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）北京:人民交通出版社.[2]《公路路线设计标准》（JTGD20-2006）北京:人民交通出版社.[3]《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）北京:人民交通出版社.[4]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTJD40-2002）北京:人民交通出版社.[5]《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）人民交通出版社；[6]《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）人民交通出版社；[7]《公路排水设计规范》（JTJ018-97）北京:人民交通出版社.[8]《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）[9]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD063—2007）北京:人民交通出版社.[10]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）北京:31 人民交通出版社.[11]《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》北京:人民交通出版社.[12]《城市道路设计规范》（CJJ137-2012）[13]杨少伟．《道路勘测设计》北京：人民交通出版社，2004；[14]邓学钧．《路基路面工程》北京：人民交通出版社，2008；[15]《公路工程预算定额》；[16]王首绪．《公路施工组织及概预算》北京：人民交通出版社，2007。3.2路面结构层厚度设计3.2.1土基回弹模量的确定由于本路段无实测条件，故可按查表法预测土基回弹模量值。（1）确定临界高度本路段土基设计为不利季节处于干燥状态，因为益阳地区为Ⅳ5区，由设计资料知该地区土质为黏性土，查《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)附录F.0.1可确定临界高度H1在1.7m~1.9m之间。（2）土的平均稠度因本路段属于干燥类型，根据路基的临界高度，由《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中5.1.4-1知路床表面以下80cm深度内平均稠度为Wc≥1.10，本设计取Wc=1.10。（3）确定土基回弹模量据以上所述查表得该地区的土基回弹模量为E0=44.5Mpa。由于嘉郁大道属于提质改造施工图设计，路面基层保留，故设计中取E0为150Mpa。3.2.2路面设计参数的确定（1）交通量组成已知设计年限为15年，设计年限内交通量年平均增长率r=8%，交通量组成见下页表（表4-2）表3-2交通量组成与交通量车型分类代表车型数量（量/d）小客车桑塔纳2000228031 中客车江淮AL6600220大客车黄海DD680450轻型货车北京BJ130260中型货车东风EQ140660重型货车黄河JN1631680铰接挂车东风SP9250330（2）标准轴载及轴载换算和当量轴次的计算按路面设计以双轮组单轴载100KN为标准荷载，标准轴载计算参数如下：表3-3标准轴载计算参数标准轴载BZZ－100标准轴载BZZ－100标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30轮胎接地压力P(MPa)0.70两轮中心距(cm)1.5d（3）以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次①轴载换算以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，各级荷载（包括车辆的前、后轴）P1的作用次数n1，均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。（3-1）式中：—标准轴载的当量轴次，（次／日）；—被换算车型的各级轴载作用次数，（次／日）；—标准轴载，KN；—被换算车型的各级轴载，KN；—轴数系数；—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时轴数系数为1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数按下式计算：31 （3-2）式中：m—轴数。本路段轴载换算与累计轴载如下表3-4所示：表3-4轴载换算与累计轴载（一）汽车车型Pi（KN）C1C2n1N1北京BJ130型轻型货车前轴13.416.42600.27后轴27.4211.86东风EQ140型前轴23.616.46607.90后轴69.311133.89东风SP250型前轴50.716.4330110.02后轴113.311568.09黄海DD680型长途客车前轴49.016.4450129.34后轴91.511305.77黄河JN163型前轴58.616.41680543.32后轴114.0111534.81江淮AL6600型前轴17.0112200.10后轴26.5211.36小客车前轴11.51122800.19后轴23.00217.63合计5292.36②累计当量轴次计算由《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)3.1.2-1设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算：（3-3）式中：Ne—设计年限内一个车道上的累计当量轴次（次）；—设计年限，年；31 —路面竣工后第一年双向日平均当量轴次，（次／日）；—设计年限内交通量的平均年增长率(%),应根据实际情况调查，预测交通量增长，经分析确定；—车道系数，查《公路沥青路面设计规范》(JTJ014－97)确定车道系数为0.3~0.4,本设计取=0.4。设计年限内一个车道上的累计当量轴次为（单位：万次）③验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各种车型的前后轴的作用次数，均按下式转换成标准轴载的当量作用次数。（3-4）式中：—轴数系数；—轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算。（3-5）计算结果如下表：表3-5标准轴载换算（二）汽车车型Pi（KN）C1′C2′n1N1北京BJ130型轻型货车前轴13.416.42600后轴27.4310.02东风EQ140型前轴23.616.46600.04后轴69.31135.1131 东风SP250型前轴50.716.43309.22后轴113.311896.09黄海DD680型长途客车前轴49.016.44509.57后轴91.511221.10黄河JN163型前轴58.616.486877.25后轴114.0112476.05江淮AL6600型前轴17.0112200后轴26.5310.02小客车前轴11.51122800后轴23.00310.05合计6742.83设计年限内一个车道上的累计当量轴次仍按式（3-3）进行计算：（万次）3.3路面结构层厚度计算查沥青混合料设计参数表，得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20℃模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量。路面结构及计算参数见表4-6。表3-6路面结构及计算参数层次材料名称厚度(cm)20℃抗压回弹模量(MPa)15℃抗压回弹模量(MPa)15℃劈裂强度(MPa)1中粒式沥青混凝土AC-166120014001.02粗粒式沥青混凝土AC-2510100012000.831 35%水泥稳定碎石？150036000.54路基——150——3.3.1容许弯沉计算路面厚度路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是根据设计年限内每个车道累计标准当量轴次、公路等级、面层和基层的类型等确定的。路面设计弯沉值可按下式计算：（3-6）式中：—路面设计弯沉值(0.01mm);—设计年限内一个车道上的累计当量轴次；—公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；—路面结构类型系数，半刚性基层、刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6，若基层由半刚性基层与柔性基层组合而成，通过线性内插确定。根据上式计算得：（0.01mm）3.3.2结构层材料的容许弯拉应力高速公路的沥青混凝土面层或半刚性材料基层、底基层，在进行层底拉应力验算时，结构层底面计算点的拉应力应小于或等于该层材料的容许弯拉应力，即：≤容许弯拉应力按下式列公式计算：（3-7）式中：—路面结构层材料的容许弯拉应力(MPa)；—沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa)。对沥青混凝土指31 15℃时的劈裂强度；对水泥稳定类材料为龄期90d的劈裂强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料为龄期180d的劈裂强度(MPa)；—抗压强度结构系数。对沥青混凝土面层：（3-8）式中：—沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1。对无机结合稳定集料类：（3-9）对无机结合类稳定细粒土类：（3-10）（1）沥青混凝土上面层AC-16＝1.0=0.09×1.0×(20980000)0.22/1.0=3.320=1.4/3.672=0.381（2）沥青混凝土中面层AC-25＝0.8=0.09×1.1×(20980000)0.22/1.0=3.672=0.8/3.752=0.218（3）5%水泥稳定碎石＝0.5=0.35×(20980000)0.11/1.0=2.236=0.5/1.650=0.2243.3.3路面厚度计算31 路面厚度是根据多层弹性理论、层间接触条件为完全连续体系时，在双圆均布荷载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉值等于设计弯沉值的设计原则进行计算（其力学图式如图3-1），即＝。图3-1路表弯沉值计算图式路表弯沉值按下式计算：（3-11）（3-12）（3-13）式中：—路面实测弯沉值，0.01mm；p、—标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径，cm；F—弯沉综合修正系数；—理论弯沉系数；或—土基回弹模量值，MPa；、、—各层材料回弹模量值；、、—各结构层厚度，cm。计算得：由式（3-12）得理论弯沉系数：31 这是一个多层体系，计算时可以先将多层体系转换为当量三层体系，求出中间层的厚度H，然后再求出基层厚度，转换图式如下：图3-2弯沉三层体系换算图由，查《路基路面工程》（邓学钧主编张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14三层体系表面弯沉系数诺谟图得。由，查《路基路面工程》（邓学钧主编张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14三层体系表面弯沉系数诺谟图得。由于，所以再由，和查《路基路面工程》（邓学钧主编张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14三层体系表面弯沉系数诺谟图得，得：根据等效路表弯沉的结构层转换公式：得：cm,取35cm计。3.3.4验算弯拉应力（1）上面层底面弯拉应力验算31 先转化成三层体系（模量采用15℃时的抗压回弹模量），图示如下：图3-3AC-16上面层弯拉应力三层体系换算图上层厚度为。中层厚度为：对一级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、低基层进行拉应力的验算时，各层按连续验算。验算层低拉应力时根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，以双圆荷载作用下按下式计算层低最大拉应力。应以下式计算：（3-14）式中：、—系数。验算层低拉应力时，应满足下式要求：式中：—容许拉应力。由，查《路基路面工程》（邓学钧主编张登良主审，人民交通出版社）第362页图14-18得无具体的。31 由，，查表无具体的值。由，，查表无具体的值。说明上面层底面所受拉应力较小，即可认为：，从而，＜0＜=0.381，满足强度要求。（2）中面层底面拉应力验算三层体系转化图示如下：图3-4AC-25中面层弯拉应力三层体系换算图上面层厚度：中层厚度：同理，由，查诺谟图得，从而,＜0＜=0.218，满足强度要求。（3）基层层底拉应力验算三层体系转化图示如图3-5所示：图3-5基层弯拉应力三层体系换算图上层厚度：；由，查《路基路面工程》（邓学钧主编31 张登良主审，人民交通出版社）第363页图14-19；由，查表得n1=1.23值；由，查表得n2=0.38值；σ=0.7×n1×n2×=0.062＜0.224满足强度要求。通过计算可知路面总厚度为6+10+35=51cm。综合考虑材料、施工条件及经济等方面因素，最终确定路面类型和结构层组合为道路面层上层选择5cmAC－13细粒式沥青混凝土抗滑表层，中面层选择10cmAC-25型中粒式沥青混凝土,基层采用20cm厚4.5%水泥稳定碎石加5cm厚石屑调平层；底基层为破碎后的水泥混凝土路面。在基层上设置沥青透层，透层沥青材料采用PC-3，厚度为1cm如下页图3-6所示：31 图3-6沥青混凝土路面结构层注：中央分隔带及两侧加宽部分加铺方案按上述方法同理求得，具体结构方案见图纸。4道路与道路交叉4.1平面交叉31 4.1.1一般规定平面交叉口的交通组织通过平面布局来组织分配各交通流的通行路径，通过交通管理来组织分配各交通流的通行次序。平面交叉口设计应包括平面布局方案及交通管理方式，本次编制中，结合交叉口平面布局方案及交通管理方式将平面交叉口分为三大类五小类。本条按相交道路的等级规定了宜采用的平面交叉口类型。但在城市道路设计中，一般情况下在道路规划阶段已确定平面交叉口类型及用地范围。因此在具体设计中应依据规划条件，结合功能要求与控制条件，选定合适的交叉口类型。平面交叉口的形式有十字形、T形、Y形、X形、环形交叉、多路交叉、错位交叉、畸形交叉等。通常采用最多的是十字形，形式简单，交通组织方便，适用范围广。由于交叉口形状，在规划阶段已大体确定，设计阶段应在不影响总体布局的前提下予以优化调整。道路交叉角度较小时，交叉口需要的面积较大，并使视线受到限制，行驶不安全且不方便。交叉口功能区的定义对交叉口本身的交通运行的机动性和安全性有着重要意义。机动进入交叉口要进行一系列复杂的操作：反应、减速、排队等待、转向或穿越、加速等等，功能区则是实施这一系列复杂操作的面积范围，或者说是交叉口对其相交道路的影响区域范围。在交叉口功能区之外，车辆以正常速度行驶，其特征符合路段交通特征。因此，对于交叉口的功能区的设计指标要求高于路段的设计标准。4.2交叉口竖向设计4.2.1平面交叉处道路的纵面线形平面交叉范围内，两相交道路的纵面应尽量平缓。纵面线形应大于最小停车视距要求，并有利于车辆制动停车，保证机动车的安全性和机动性。平面交叉纵坡过大，上坡方向车辆爬坡困难，使车辆位于交叉口冲突区的时间过长，而下坡方向使车辆行驶速度过高，进入交叉口前减速困难，且频繁制动易导致路面结构破坏，影响道路路面使用寿命。纵坡过小，造成交叉口处排水。相交道路的纵坡和横坡调整必须适应行车舒适性和交叉口路面排水的要求。因此，主要道路在交叉范围内的纵坡应在0.5%~3%的范围内。次要道路紧接交叉的引道部分应以0.5%~2.0%的上坡连接，此坡段至主要道路的路缘至少25m。4.2.2交叉口竖向设计原则31 ①相同等级道路相交时，一般维持各自的纵坡不变，而改变其横坡度。通常改变纵坡较小道路的横断面形状，将路脊线逐渐向纵坡较大道路的行车道边线移动，使其横断面的横坡度与纵坡较大道路的纵坡一致。②主要道路与次要道路相交时，主要道路的纵横断面均维持不变，而将次要道路双坡横断面，逐渐过渡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。如遇特殊地形，所有道路纵坡方向都向着交叉口时，必须在交叉口内设置雨水口和排水管道，以保证排水要求。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，或流入另外一条道路，也不应使交叉口内产生积水。雨水口应设在人行哼道之前或低洼处。⑤交叉口竖向设计高程应与周围建筑物的地坪高程协调一致。本次交叉口竖向设计选择对嘉郁大道与银城路交叉口进行竖向设计，采用鸿业道路设计系统辅助设计，具体详见图纸。4.3立体交叉4.3.1主线横断面立交主线横断面可由车行道、路缘带、分车带、路侧带、集散车道、变速车道以及防撞设施等组成。主线横断面车行道布置宜与主线路段相同。4.3.2主线的平纵线形立交主线平面线形技术要求应与路段一致。在进出立交口的主线路段，其行车视距宜大于等于1.25倍的停车视距。当设计速度为60km/h时，最大推荐纵坡为5%，最大限制纵坡为7%。最小坡长为150m。4.3.3匝道设计立交匝道横断面应由车道、路缘带、停车带、和防撞护栏或路肩组成。此立交匝道设计采用单车道。本立交匝道横断面宽度7m，左幅为1.75m行车道，1.0m硬路肩，0.5m土路肩；右幅为1.75m行车道，1.5m硬路肩，0.5m土路肩。本互通式立体交叉口属于城市道路立体交叉口，匝道除跨主线部分设计桥梁外，其他部分均采用填土路基，因此，在匝道横断面设计中有土路肩。31'