市政工程—珠江大道施工图设计本科毕业设计（论文）

1、广东工业大学 华立学院 本科毕业设计本科毕业设计（论文）（论文） 中德金属生态城市政工程中德金属生态城市政工程珠江大道珠江大道 K3+000K3+000K7+173.780K7+173.780 标段施工图设计标段施工图设计 论文题目论文题目 学学 部部 城建学部城建学部 专专 业业 土木工程土木工程 班班 级级 1010 土木工程土木工程 5 5 班班 学学 号号 230310050 xx230310050 xx 学生姓名学生姓名 xxxxxxxxxxxx 指导教师指导教师 设设 计计 总总 说说 明明 广东省揭阳市揭东区玉窖镇珠江大道是在地方及国家经济快速发展的背景下设计修 建的，镇区内有多

2、条水泥混凝土路面村道，经过多年运营，已经不能满足玉窖镇现有经 济发展对道路的需求。珠江大道作用在于完善国家基础设施建设，满足日益增长的交通 需求。珠江大道新建工程路线全长 4173.78m，全线采用城市道路 A 级主干道道路标准， 设计计算行车速度 40 km/h。全线路基采用挖方坡度 1:1，填方坡度 1:1.5 标准城市道路 断面坡度。 本设计是在工程可行性研究的基础上进行的，完成了新建城市沥青道路路线、路基、 路面、排水、附属设施等的设计。结合施工图设计的整个过程，着重进行了路线方案的 比选、道路平曲线设计、道路竖曲线设计、路面结构的设计和排水管线的设计以及交通 标志的设置。 关键词：关

3、键词：路线，路基，路面排水，沥青混凝土路面 3 GeneralGeneral descriptiondescription ofof designdesign Sino-German Avenue of the jiedong District yujiao Town of Guangdong province was completed on the condition of national and local economic quickly developing, after many years of operations a number of the cement concret

4、e pavement Village Road has been unable to meet yujiao town development traffic needs in the town. The Sino- German Avenue of the jiedong District yujiao Town was 4173.78m long. The overall route followed the urban road Class A firstly trunk road standards of grade separation. The design speed was 4

5、0 km/h. The full range of sub-grade excavation slope of 1:1, the fill slope 1:1.5 standard urban road section slope. This design was based on feasibility study and included the route, roadbed, pavement, drainage, and the facilities design. At the same time it was also based on the entire designing p

6、rocess, especially the routes selection, road horizontal curve design, road vertical curve design, pavement design, drainage design and settings of the traffic signs. Keywords:Keywords: route, subgrade, pavement, drainage, asphalt concrete pavement 4 目目 录录 1 概述 .1 1.1 工程概况 .1 1.2 道路设计说明书.1 1.2.1 设计依

7、据.1 1.2.2 设计规范.1 1.2.3 设计标准.2 1.3 现状评价及沿线自然地理位置概况.3 1.3.1 道路地理位置及地质概况.3 1.3.2 道路现状.3 1.3.3 交通资料及交通量计算.3 1.3.4 地形地貌及气象资料.4 1.4 计算机辅助设计.4 2 道路平面设计.6 2.1 道路平面设计原则 .6 2.1.1 道路平面设计注意要点.6 2.2 道路网规划情况 .7 2.3 道路平面设计 .8 2.3.1 平面设计道路位置、走向、设计等级、平面控制点的确定.8 2.3.2 定线的方法及过程.8 2.3.3 平曲线计算.8 3 道路纵断面设计.11 3.1 道路竖向设计原

8、则和控制要素 .11 3.2 设计要点及方法 .11 3.3 道路网竖向规划情况 .11 3.4 竖曲线计算 .11 3.5 EICAD软件设计方法和设计过程.13 3.6 平面线形与纵断面线形的组合.14 3.6.1 线性组合应满足以下要求 .14 3.6.2 平曲线与竖曲线应避免下列几种组合 .14 3.6.3 纵断面设计步骤 .14 3.6.4 竖曲线计算原则.15 4 道路横断面设计.16 4.1 道路横断面设计原则 .16 4.2 路基横断面的布置 .16 4.3 横断面设计步骤 .16 4.3.1 横断面设计图 .16 4.3.2 横断面现状图.16 4.4 路基设计 .17 4.

9、4.1 路基设计原则 .17 4.4.2 填方路基设计原则 .17 4.4.3 挖方路基设计原则 .17 4.5 路基压实标准与压实度的说明.18 4.6 压实方案 .18 4.7 土石方的计算和调配.19 4.7.1 调配原则 .19 4.7.2 调配方法.19 5 路面设计.21 5.1 路面设计原则与依据 .21 5.2 新建沥青路面设计 .21 5.2.1 设计资料.21 5.2.2 路面设计.21 5.2.3 累计当量轴次计算.23 5.2.4 结构组合与材料选取.24 5.2.5 各层材料抗压模量与劈裂强度的确定.24 5.2.6 土基回弹模量的确定.25 5.2.7 设计指标的确

10、定.25 5.3 挡土墙设计.31 5.3.1 设计资料 .31 5.3.2 挡土墙设计.31 5.4 人行道及道牙.35 6 交叉口设计 .36 6.1 交叉口设计原则 .36 6.2 交叉口设计要点及方法 .36 6.3 设计内容 .36 7 雨水管设计 .37 7.1 雨水管道布置 .37 7.1.1 雨水设计原则.37 7.2 雨水管道的最大充满值 .37 7.3 雨水检查井.37 7.3 雨水管道的埋深及坡度.38 7.3 雨水管材.38 7.3 雨水量计算.38 8 交通工程设施 .41 8.1 设置要求 .41 8.2 设计布局 .41 8.2.1 设置原则.41 8.2.2 主

11、要类别.42 8.3 设计内容.42 9 计算机辅助设计 .43 9.1 计算机辅助设计特点 .43 设计心得 .44 参 考 文 献 .45 附录 A 道路工程数量表.46 附录 B 珠江大道平纵缩图.47 附录 C 珠江大道平曲线要素表.48 附录 D 珠江大道逐桩坐标表.49 附录 E 珠江大道道路平面图.51 附录 F 珠江大道竖曲线要素表.65 附录 G 珠江大道纵断面设计图.66 附录 H 道路标准横断面图.75 附录 I 一般路基设计图.76 附录 J 路面工程数量表.77 附录 K 路面结构设计图.78 附录 L 路基土石方数量表.80 附录 M 路基土方横断面设计图.90 附

12、录 N 挡土墙设计图.114 附录 O 软基处理工程数量表.115 附录 P 软基处理平面图 .116 附录 Q 软基处理设计图 .126 附录 R 边坡防护工程数量表 .127 附录 S 边坡防护设计图 .128 附录 T 路基路面排水工程数量表 .130 附录 U 路基路面排水设计图 .131 附录 V 人行道铺装设计图 .132 附录 W 无障碍通道设计图 .133 附录 X 交叉口竖向设计图.134 1 1 1 概述概述 1.11.1 工程概况工程概况 1、建设地点： 揭阳市 2、工程名称：中德金属生态城市政工程珠江大道 3、工程概况：中德金属生态城市政工程珠江大道是城市主干道，并且采

13、 用沥青混凝土路面，总长为 4173.78m，路宽 36.0m，3.0m(人行道)+ 1.5m(树池) +12m（机动车道）+3.0m（中央分隔带)+ 12m（机动车道）+ 1.5m(树池) +3.5m（人行道）=36m，采用双向六车道，垫层采用 20cm 级配砂砾，底基层为 20cm 4%水泥稳定碎石，上基层为 36cm 5.5%水泥稳定级配碎石，面层采用 4cm、6cm 和 8cm 三层沥青混凝土。 1.21.2 道路设计说明书道路设计说明书 本说明是对市政道路方案的必要说明。根据市政道路设计规范要求确定道 路中线位置，道路净宽，以及配置工程布置。此外根据规范给出了道路的等级 要求。 该工

14、程位于广东省 揭阳市揭东区玉滘镇，交通方便，各种材料供应及时。 1.2.1 设计依据 中德金属生态城市政工程珠江大道实际工程电子版地形图 1 套，广东工 业大学土木工程专业道路与桥梁方向毕业设计指导书及任务书各 1 份。 1.2.2 设计规范 (1) 市政公用工程设计文件编制深度规定建设部 (2) 工程建设标准强制性条文(城乡规划、公路工程部分) (3) 城市道路路线设计规范CJJ193-2012 (4) 城镇道路路面设计规范CJJ169-2012 (5) 城市道路交叉口设计规范CJJ152-2010 (6) 城市桥梁设计规范CJJ11-2011 (7) 城市道路交通规划设计规范GB50220

15、-95 (8) 公路工程技术标准JTG B01-2003 (9) 公路路基设计规范JTG D30-2004 2 (10) 公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) (11) 公路工程抗震设计规范JTG 004-89 (12) 道路交通标志和标线GB5768-2009 (13) 道路交通信号灯GB14887-2003 (14) 道路交通信号控制机GA 47-2002 (15) 室外排水设计规范GB 50014-2006 (16) 挡土墙设计实用手册薛殿基,冯仲林 主编 (17) 严家伋编著道路建筑材料.人民交通出版社.市政公用工程设 计文件编制深度规定建设部 1.2.3 设计标准 （1）

16、道路等级：城市主干道 （2）设计车速： 40km/h （3）路面设计荷载：BZZ-100 （4）汽车荷载等级：城-I 级 （5）抗震烈度：按 VII 度设防；地震动峰值加速度系数：0.15g 表表 1.11.1 道路技术指标表道路技术指标表 序号项 目单 位 规范值 50/40(Km/h ) 采用值 50/40(Km/h ) 备 注 1 计算行车速度 Km/h 60、50、40 40 2 停车视距 m60/4060/40 3 设超高推荐圆曲线半径 m- 4 设超高最小圆曲线半径 m- 5 不设超高平曲线最小半径 m400/300400/300 推荐值 %5.5/6 6 最大纵坡 极限值 %6/

17、7 6.56 7 最小坡长 m130/110215 一般值 m1350/600 8 凸型竖曲线最小半径 极限值 m900/400 14008 3 一般值 m1050/700 9 凹型竖曲线最小半径 极限值 m700/450 20009 10 缓和曲线最小长度 m45/3560 一般值 m100/90 11 竖曲线最小长度 极限值 m40/35 87.511 12 路缘带最小宽度 m0.50.5 13 地震参数 0.1（） 14 路面结构类型 沥青混凝土 15 路拱正常横坡 %22 16 最大超高横坡度 %4/23.5 17 超高渐变率 1/100 18 车辆荷载标准城-I 级 路基 1/100

18、 19 设计洪水频率 桥涵 1/100 1.31.3 现状评价及沿线自然地理位置概况现状评价及沿线自然地理位置概况 1.3.1 道路地理位置及地质概况 中德金属生态城地处揭阳市揭东区玉滘镇，距揭阳市区 19 公里，到潮州市 区 15 公里，离汕头经济特区 50 公里，离揭阳潮汕机场 4 公里。东临潮州市湘 桥区、西与揭阳市榕城区隔河相望，北与梅州市丰顺县为邻，南接潮州市潮安 县。工程分布区域土层形成于第四系全新世及侏罗纪，从上向下一般为素土 层、粉质粘土、砂质粘性土、全风化砂岩、强风化砂岩。各土层分布 及特征如下： 素土层：层厚 1.6.5.10 米，土黄或灰黑，湿，土质松散。填土成分由 砂质

19、土、碎石块组成，碎石大小不均，风化程度不一，钻进时漏水严重，松散 欠压实。素填土层，物理力学性质差，承载力低。 粉质粘土：层面埋深 1.65.10 米，层厚 1.510.00 米，灰或土黄色，饱 和，土质粘滑，手捻摸有砂感。局部含砂碎石块。 粉质粘土层，物理力学性质较好，承载力稍高。 4 砂质粘性土：层厚 3.6.5.10 米，层厚 0.908.20 米。灰或灰黑色，饱 和，可塑，土质粘，含砂质，为砂岩经强风化而形成的残积土，岩土较完整地 保留着原岩其结构特征。下部土质较硬。 砂质粘性土层，土层厚度大，物理力学性质好，承载力较高。可作为本工 程桩基持力层。 全风化砂岩：层面埋深 5.6017.

20、60 米，层厚 2.709.10 米。灰黑色，湿， 硬至坚硬，岩芯多呈碎块状，成型差，钻进跳动带响声。 全风化砂岩层，物理力学性质较好，承载力高，可作为本工程桩基持力层。 强风化砂岩：层面埋深 21.0022.20 米，钻孔揭露层厚 2.7010.40 米。 未钻穿。灰黑色，湿，硬至坚硬，岩芯多呈碎块状或短柱状，成型差，钻进跳 动带响声。 强风化砂岩层，物理力学性质好，承载力高，可作为本工程桩基持力层。 1.3.2 道路现状 珠江大道位于揭阳市揭东区玉滘镇范围内。项目南起 K3+000 处，向北与规 划五路、规划六路、规划七路相交，继续向北止于揭东区与潮州市交界处的 现状垃圾填埋场入口处， 路

21、线全长 4.174 公里。镇区内有多条水泥混凝土路 面村道，经过多年运营，且仅为 9m 宽路面，已经不能满足玉窖镇现有经济发展 对道路的需求。全段有旧路，原有道路红线宽度 12m，路幅由车行道组成。原 有路面为水泥混凝土路面，但路面破损严重。 1.3.3 交通资料及交通量计算 根据调查，小 汽 车： 1300 辆/日 解放汽车 CA15： 700 辆/日 东 风 EQ140： 600 辆/日 黄 河 JN162： 300 辆/日 交通量年平均增长率：11.45%；初定设计年限 15 年。高峰小时交通流量达 3513 辆/小时。 交通量计算： 根据交通量的资料统计表具体的计算过程如下： 5 根据

22、城市道路设计规范及沥青路面设计规范规定： 本道路初定设计年限为 15 年，设计车速为 40km/h，通过所给交通量计算： 本设计在 2016 年建成后前 15 年平均增长率为 11.45。2016 年建成后十五年 设计年限高峰小时交通量： 时辆17858451.113513 15 年平均日交通量=17858/0.15=119056（辆/日） 设计年限设计小时交通量小时辆107156 . 015 . 0 119056 107153513=3.053 因此此道路设计成双向六车道。 1.3.4 地形地貌及气象资料 玉滘镇范围内河流主要是榕江二级支流枫江，枫江发源于潮州市与揭阳市 交界的笔架山东麓，河

23、长 71 公里，河道坡降 1.81，流域面积 663 平方公里。 玉滘镇主要水库有下径巷水库、红山水库、鸡笼山水库、古塘水库，东洋坑水 库等五个水库。场地属于亚热带季风气候，年均气温 21.5 度，日照长，夏长冬 短。气候湿润，雨量充沛，年平均降雨量 1722.6mm，80集中在 49 月份。 年平均气压 1013.4 毫巴，年平均风速 1.8m/s，年主导风向为东风、东北风。 主要的自然灾害有洪涝、台风等。 1.41.4 计算机辅助设计计算机辅助设计 本次设计运用的专业软件是鸿业市政道路 7.0 和 EIcad。本软件能够进行 城市道路的平纵横的设计，进行道路的街景布设，交叉口的自动处理，可

24、以按 工程名对工程进行管理，使工程管理不在繁琐，能够对车道进行自动标注，道 路的各种参数的自动标注，能够对图层进行管理，本软件操做比较简便，运用 起来比较方便。运用此软件进行平面的设计、纵断的设计、横断面的设计、交 叉口的处理、道路标志标线的绘制等。 6 2 2 道路平面设计道路平面设计 2.12.1 道路平面设计原则道路平面设计原则 2.1.1 道路平面设计注意要点 为使新建道路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连 续性而不出现技术指标的突变。以下几点在设计时应充分注意： 1、长直线尽头不能接以小半径曲线。长的直线和长的大半径曲线会导致较 高的车速，若突然出现小半径曲线，会因

25、减速不及而造成事故，特别是在下坡 方向的尽头更要注意。若由于地形所限，小半径曲线难免时，中间应插入中等 曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。 2、高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采 用上也会有变化，或同一条公路按不同计算行车速度的各设计路段之间也会形 成技术标准的变化。遇有这种高、低标准变化的路段除满足有关设计路段在长 度和梯度上的要求外，还应结合地形的变化，使路线的平面线形指标逐渐过渡 避免出现突变。不同标准路段相互衔接的地点应选在交通量发生变化处或者驾 驶者能够明显判断前方需要改变行车速度的地方。 3、避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也

26、带 来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。 4、平曲线长度。平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来 不及调整，所以规范规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最 小长度。 公路弯道在一般情况下由两段缓和曲线（或超高、加宽缓和段）和一段圆 曲线组成。缓和曲线（一般采用回旋线）的长度不能小于该级公路对其最小长 度的规定；中间圆曲线的长度也宜有大于的行程，当条件受限时，可将缓和曲 线在曲率相等处直接连接，此时的圆曲线长度等于0。 7 一般认为，8093/9590/9287/89 挖方030 95/9893/9590/92 注：1. 表中数字，分子为重型击实标准，分母为

27、轻击实标准，两者均以相应的击实试 验方法求得的最大干为密度 100。 2. 表列深度范围均由路槽底算起。 3. 填方路段小于 80cm 及不填不挖路段，原地面以下 030cm 范围内土的压实度 不应低于表列挖方要求。 19 4.64.6 压实方案压实方案 本次设计中，整条道路的路基干湿类型为干旱，所以在全线范围内采用相 同的压实方案，在填方路段填筑路基时，以 30cm 为界分层填筑路基，每一层的 压实度都应满足上述表格中规范的要求。在挖方路段其压实度也要相应的满足 要求。由于土质湿度等条件的限制，路基压实度达不到上述规范时，应采取加 固与稳定处理措施。同时在路基范围内管道等回填土的压实度达不到

28、上述规范 要求时，近期铺筑路面时，必须采取防止沉陷的措施。 4.74.7 土石方的计算和调配土石方的计算和调配 路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中， 路基土石方数量的多少是评价公路测设质量的主要技术和指标之一。在编制公 路施工组织计划和工程概预算时，还需要确定分段和全线的路基土石方数量。 地面形状是很复杂的，填挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似 的，计算的精确度取决于中桩间距测绘横断面时采点的密度和计算公式与实际 情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求，在保证使用的前提下力求简 化。 4.7.1 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

29、作填进行横向平衡，然 后再做纵向调配，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，一般大沟不做跨越调运， 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、为使调配合力，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式， 确定合理的经济运距，用以分析工程用土石调运还是外借。 4、土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距的问题，但这不是唯一的指 标，还要综合考虑弃方或借方的占地。 5、不同性质的土石方应分别调配。 回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。 4.7.2 调配方法 1、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

30、法不需要单独绘图。直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配 20 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。 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。 （1）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 （2）复核 横向调运复核 填方=本桩利用+填缺 挖方=本桩利用+挖余 纵向调运复核 填缺=纵向调运方+填方 挖余=纵向调运方+废方 总调运量复核 挖方+借方=填方+借方 以上复核一

31、般是按逐页进行进行的，最后应按每公里合计复核。 （3）计算计价土石方 计价土石方=挖方数量+借方数量 最后根据计算结果绘制路基土石方数量表及土方总量计算表。结果见图集 路基土石方表。余土弃运距离为 1520km。 21 5 5 路面设计路面设计 5.15.1 路面设计原则与依据路面设计原则与依据 路面设计应根据道路等级与使用要求，遵循因地制宜、合理选材、方便施 工、利于养护的原则，结合当地条件和实践经验，对路基路面进行综合设计， 以达到技术经济合理，安全适用的目的。柔性路面结构应按土基和垫层稳定， 基层有足够强度，面层有较高抗疲劳、抗变形和抗滑能力等要求进行设计。结 构设计应以双圆均布垂直和水

32、平荷载作用下的三层弹性体系理论为基础，采用 路表容许回弹弯沉、容许弯拉应力及容许剪应力三项设计指标。路面结构用计 算机计算；无计算机时对于三层以上体系用当量层厚度法换算为三层体系后查 诺模图计算。面层材料应具有足够的强度与温度稳定性；上基层应采用强度高 稳定性好的材料；底基层可就地取材；垫层材料要求水稳定性好。 5.25.2 新建沥青路面设计新建沥青路面设计 5.2.1 设计资料 玉滘镇地处揭阳市揭东区东部，因交通需要，拟建一条六车道的主干路。 该路的交通量组成为： 小 汽 车：1300 辆/日 解放汽车 CA15： 700 辆/日 东 风 EQ140： 600 辆/日 黄 河 JN162：

33、300 辆/日 交通量年平均增长率：11.45%；初定设计年限 15 年。 根据工程可行性研究报告未来预测的交通量 3513pcu/h。 5.2.2 路面设计 1、轴载分析 22 路面设计以轴载 100KN 的双轮组单轴为标准轴载。各轮轮载为 25kN，轮胎 压强为 0.7MPa，单轮轮迹当量圆半径 r 为 10.65cm，双轮中心间组为 3r。 沥青路面设计基准期内一个车道上的累计当量轴次应按下式计算： 36511 1 t e N N (5.1) 式中：Ne 设计基准期内一个车道上的累计当量轴次（次/车道） ； t 设计基准期（年） ； 1 N 路面营运第一年单向日平均当量轴次（次/d） ；

34、 设计基准期内交通量的年平均年增长率(%)； 设计车道分布系数。 (1)以设计弯沉指为指标及演算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 轴载换算采用如下的计算公式： k i i i p P nCCN 1 35 . 4 21 （5.2） 式中：N标准轴载当量系数，次/日； i n被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； p标准轴载，kN； i P被换算车辆的各级轴载，kN； K被换算车辆的轴载级别； 1 c系数，c=1+1.2（m-1） ，m 是轴数，当间距大于 3m 时，按单独的 一个轴载计算；当轴间距离小于 3m 时，应考虑轴数系数； 2 c轮组数，单轮组为 6.4，双轮组为 1，四轮组为 0.3

35、8。 表表 5-15-1 轴载换算结果轴载换算结果 车型 i P(kN) 1 c 2 c i n（次/d） 35 . 4 21 / PPnCC ii (次/d) 前轴 20.9716.4150010.745 解放汽车 CA15 后轴 70.38111500325.458 前轴 23.7016.490010.979 东风 EQ140 后轴 69.2011900181.428 黄河 前轴 59.6016.4400267.540 23 JN162 后轴 1150.011400734.676 35 . 4 21 / PPnCCN ii 1530.825 (2)应根据预测交通量，考虑各种车型的交通组成（

36、或比例） ，将不同车型 的轴载换算成标准轴载的当量轴次，求得营运第一年单向日平均当量轴次。 (3)设计基准期内交通量的年平均增长率应在项目可行性研究报告等资料基 础上，经研究分析确定。 (4)沥青路面设计车道分布系数宜依据道路交通组成、交通管理情况，通过 实地调查确定，也可按下表选定。当上下行交通量或重车比例有明显差异时， 可区别对待，可按上下行交通特点分别进行厚度设计。 表表5-25-2 设计车道分布系数设计车道分布系数 车 道 特 征车道分布系数 单向单车道 1.00 单向两车道 0.650.95 单向三车道 0.500.80 单向四车道 0.400.70 5.2. 3 累计当量轴次计算

37、1、设计道路路面的设计年限为 15 年，六车道车道系数是0.500.80，取 0.65，=11.45%， 累计当量轴次 36511 1 t e N N （万次）129565. 0 1145 . 0 136511145. 01825.1530 15 2、以半刚性材料层底拉应力为设计指标计算累计当量轴次。 轴载换算采用如下计算公式： 8 112 1 k i i i P NC C n P （5.3） 24 式中： 1 c为轴数系数， ) 1(21 1 mc 2 c为轮组数，单轮组为 18.5，双轮组为 1，四轮组为 0.09。 表表 5-35-3 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）轴载换算结果表

38、（半刚性基层层底拉应力） 车型 i P(kN) 1 c 2 ci n（次/d） 8 21 / PPnCC ii (次/d) 前轴 20.971 18. 5 15000.104 解放汽车 CA15 后轴 70.3811150089.9920 前轴 23.701 18. 5 9000.166 东风 EQ140 后轴 69.201190047.325 前轴 59.601 18. 5 400116.2 黄河 JN162 后轴 1150.0114001223.609 8 21 / PPnCCN ii 1477.396 设计年限累计当量标准轴载 累计当量轴次 36511 1 t e N N （万次）125

39、065. 0 1145 . 0 136511145 . 0 1396.1477 15 根据城镇道路路面设计规范CJJ169-2012 可以查得：属于重交通。 5.2.4 结构组合与材料选取 由上面计算得到设计年限内一个行车道累计标准轴次为 1295 万次，属重交 通等级。根据规范推荐的路面结构，路面面层采用沥青混凝土（18cm） ，其中表 面层采用细粒式改性沥青混凝土 AC-13(厚 4cm)，中面层采用中粒式改性沥青混 凝土 AC-20(厚 6cm)，面层采用粗粒式沥青混凝土 AC-25(厚 8cm)；基层采用水 泥稳定碎石（厚度待定-设计层） ；底基层采用级配碎石（取 20cm） 。 5.

40、2.5 各层材料抗压模量与劈裂强度确定 城市道路规范规定材料设计参数需试验确定，本次毕业设计由于条件限制， 25 材料设计参数直接取用沥青路面设计规范中建议数值，得到各层材料抗压模量 与劈裂强度。 20的抗压模量：细粒式改性沥青混合料 12001600MPa，中粒式改性沥 青混合料 10001400MPa，粗粒式沥青混合料 8001200MPa，水泥稳定碎石 13001700MPa，级配砂砾 150200MPa；15的抗压模量：细粒式改性沥青混合 料 18002200MPa，中粒式改性沥青混合料 16002000MPa，粗粒式沥青混合料 12001600MPa，水泥稳定碎石 30004200M

41、Pa。 各层材料的劈裂强度：细粒式改性沥青混合料 1.21.6MPa，中粒式改性沥 青混合料 0.81.2MPa，粗粒式沥青混合料 0.61.0MPa，水泥稳定碎石 0.40.6MPa。 5.2.6 土基回弹模量确定 该路段处于 IV 区，粉质土路基处于中湿状态，取土基的回弹模量为 40MPa。 5.2.7 设计指标确定 1、设计弯沉 通常设计时，选用半刚性材料龄期为三到六个月的模量值，突击模量值为 最不利年份的不利季节。材料设计参数期与路面竣工后第一年不利季节基本接 近，因此我们称这一状态为设计状态。表针设计状态的弯沉值称为设计弯沉值。 设计弯沉值根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴

42、次、公路等级、 路 面结构类型而确定的路标设计弯沉值。 沥青路面表面设计弯沉值应根据道路等级、设计基准期内累计当量轴次、 面层和基层类型按下式计算确定： 根据 bsced AAANl 2 . 0 600 （5.4） 计算设计弯沉值 d l； 式中 ：Ac 道路等级系数，快速路、主干路为1.0，次干路为1.1，支 路为1.2； As 面层类型系数，沥青混合料为1.0，热拌和温拌或冷拌沥青 碎石、沥青表面处治为1.1； Ab基层类型系数，无机结合料类（半刚性）基层1.0，沥青类基 26 层和粒料基层1.6。 计算得设计弯沉值 95.240 . 10 . 11 . 112950000600600 2

43、 . 02 . 0 bsced AAANl（0.01mm） 2、各层材料的容许层底拉应力 通过大量路面实验，表明承受一次加载断裂的极限弯拉应力与多次加载后 达到同样断裂所施加疲劳应力之间的比值与加载次数存在如下相关系: S s R K 。 式中： R 路面结构层材料的容许拉应力（MPa） ； s 沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度（MPa） ； s K 抗拉强度结构系数。 对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15时的极限劈裂强度；对水泥稳定 类材料系指90d 龄期的劈裂强度；对二灰稳定类和石灰稳定类材料系指180d 龄 期的劈裂强度；对于水泥粉煤灰稳定材料系指龄期120d 龄期的劈裂强度。 应依

44、据结构层的混合料类型按下列要求进行计算： （1）沥青混凝土层的抗拉强度结构系数应按下式计算： ces ANK/09 . 0 22 . 0 （5.5） （2）无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数应按下式计算： ces ANK/35 . 0 11 . 0 （5.6） （2）无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数应按下式计算： ces ANK/45 . 0 11 . 0 （5.7） 由于各层材料系数不同可得各层容许拉应力如下表所示（根据弯拉应力查 表）： 表表5-45-4 各层材料的容许拉应力各层材料的容许拉应力 材料名称 S K s S s R K AC-13 30 . 3 0 . 1/129

45、5000009 . 0 /09 . 0 22 . 0 22 . 0 ces ANK 1.40.42 27 AC-20 30 . 3 0 . 1/1295000009 . 0 /09 . 0 22 . 0 22 . 0 ces ANK 1.00.30 AC-25 30 . 3 0 . 1/1295000009 . 0 /09 . 0 22 . 0 22 . 0 ces ANK 0.80.24 水泥稳定 碎石 12 . 2 0 . 1/1295000035 . 0 /35 . 0 11 . 0 11. 0 ces ANK 0.50.24 3、设计资料总结 设计弯沉值为：24.95（单位：0.01m

46、m）,相关资料汇总如下表所示。 表表 5-45-4 各层材料的容许拉应力各层材料的容许拉应力 抗压回弹模量（MPa） 材料名称 h(cm) 2015 容许拉应力（MPa） AC-13 4140020000.42 AC-20 6120018000.30 AC-25 8100014000.24 水泥稳定碎石 ？ 145014500.24 级配碎石 20275275- 土基 -4040- 4、结构组合与材料选取，拟定各层厚度 （1）土基抗压回弹模量：根据公路沥青路面设计规范要求：上路床 030cm 填料 CBR 值不小于 8，下路床 3080cm 填料 CBR 值不小于 5；路床 080cm 的压实

47、度不小于 97%。土基回弹模量经查表约为 40MPa,由此确定回弹模 量为 40MPa，待路基建成后在不利季节实测土基回弹模量，若小于设计值，采 取补压、固化处理措施，或调整路面结构以确保路基路面的强度和稳定性。 （2）由上面的计算得知设计年限内一个车道上的累计标准轴载次数约为 28 1295 万次，根据规范规定和相关经验，推荐如下结构层：机动车道路路面采用 沥青混凝土（18cm） ，基层采用水泥碎石（厚度待定） ，底层采用级配碎石 （20cm） 。规范规定城市道路面层由二至三层组成，采用三层沥青面层，表面层 采用细粒式改性混凝土（厚 4cm） ，中面层采用中粒式改性混凝土（厚 6cm） ，下

48、 面层采用粗粒式混凝土（厚 8cm） 。 （3）各层材料的抗压强度、劈裂强度和容许拉应力 设计弯沉值为：24.95（单位：0.01mm） ，相关资料汇总如下表所示。 表表 5-45-4 各层材料的抗压模量、劈裂强度和容许拉应力各层材料的抗压模量、劈裂强度和容许拉应力 抗压回弹模量（MPa） 材料名称 h(cm) 2015 劈裂强度 容许拉应力 （MPa） AC-13 4140020001.40.42 AC-20 6120018001.00.30 AC-25 8100014000.80.24 水泥稳定碎石 ？ 145014500.50.24 级配碎石 20275275 土基 4040 （4）确定

49、水泥稳定层碎石厚度（换算成三层体系） 将路面结构多层结构体系换算成三层体系，用设计弯沉来确定水泥稳定 碎石稳定层的厚度。 材料名称 h(cm) 抗压回弹模量（MPa） AC-13 41400 AC-20 61200 29 AC-25 81000 水泥稳定碎石 ？ 1450 级配碎石 20275 土基 40 层数厚度(cm)抗压回弹模量（MPa） 第 1 层 41200 第 2(n-1)层 H1000 土基 40 路面弯沉 95.240 . 10 . 11 . 112950000600600 2 . 02 . 0 bsces AAANl（0.01mm） （ ds ll ) ;P=0.7MPa;6

50、5.10cm 弯沉综合修正系数 717 . 0 2000 63 . 1 038 . 0 P El F s 801 . 2 717 . 0 65.107 . 02 120002495 . 0 2 1s FP El L MPE E E hhHMPEcmh K n k k 1000,1400,4 2 4 . 2 2 1 3 21 由： 83 . 0 1200 1000 376 . 0 65.10 4 1 2 E E h 30 所以，查弯沉系数诺莫图得1 . 8 由： 033. 0 1200 40 376 . 0 65.10 4 1 0 E E h 所以，查弯沉系数诺莫图得05 . 1 1 K 329

51、 . 0 05 . 1 1 . 8 801 . 2 1 2 K K L 进而，查弯沉系数诺莫图得2 . 5 H ； 38.552 . 565.107 . 3H 根据38.55679.110 . 18 1000 275 20 3 4 . 2 4 . 2 2 1 3 2 h E E hHH K n k k cmh701.35 3 ，故取cmh36 4 即水泥碎石稳定层取 36cm 满足设计弯沉要求。 5、确定路面结构 机动车道路面结构 4cm AC13 细粒式沥青混凝土 6cm AC20 中粒式沥青混凝土 8cm AC25 粗粒式沥青混凝土 36cm 5.5%水泥稳定碎石 20cm 4.0%级配碎

52、石 非机动车道路面结构 4cm AC13 细粒式沥青混凝土 6cm AC20 中粒式沥青混凝土 8cm AC25 粗粒式沥青混凝土 36cm 5.5%水泥稳定碎石 20cm 4.0%级配碎石 人行道路面结构 人行道路面结构由规范推荐，综合考虑到行人行走舒适，方便并与景观相 31 协调，确定人行道铺装结构为： 5cm 地面砖 3cm 中粗砂 16cm 5.5%水泥稳定石屑 5.35.3 挡土墙设计挡土墙设计 5.3.1 设计资料 1、本次设计以路肩墙设计为例，墙身构造：墙高 5m，墙背仰斜坡度为 1:0.25（=1402） ，墙身分段长度 20m，其余初始拟采用尺寸如下图所示； （注：h1=19

53、0mm,H1=4810mm,墙高 H=5000mm,b1=980mm） 2、土质情况：墙背填土重度 1 =18kN/m3，内摩擦角 =35；填土与墙背 间的摩擦角 =17.5；地基为岩石地基容许承载力=500kPa，基底摩擦系 数 f=0.5； 3、墙身材料：砌体重度 2 =20kN/m3，砌体容许压应力=500kPa，容许 剪应力=80kPa。 5.3.2 挡土墙设计 1、车辆荷载换算 （1）破裂角（）的计算 32 假设破裂面交于荷载范围内，则有 =a+=-1402+17.5+35=3828 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式 tan=-tan+actgtantantan =

54、-tan3828+0214tan2838tan2838tan35ctg =-0.7945+25 . 0 7945 . 0 7945 . 0 428 . 1 =0.7291 =36544 （2）验算破裂面是否交于荷载范围内 破裂砌体长度：L0=H(tan+tana)=5(0.7407-0.25)=2.4m 车辆荷载分布宽度：L=Nb+(N-1)m+d=21.8+（2-1）1.3+0.6=5.5m 所以 L00 所以抗滑稳定性满足。 （3）抗倾覆稳定性验算 34 K0= 1 12211 YX XyGG ZE ZEZGZG = 414 . 1 4 . 52 735 . 1 17 . 3 64 . 0

55、 86 . 1 09 . 1 28.94 =1.48k0=1.5 4、基底应力及合力偏心距验算 （1）合力偏心矩计算； e= 2 B - y xxxyGG EGG ZEZEZGZG 21 2211 = 2 02 . 1 - 17 . 3 94 . 1 20.98 735 . 1 4 . 52-414 . 1 17 . 3 664 . 0 938 . 1 11 . 1 28.94 =0.51-0.23=0.28mB/6=0.17m C= 2 B -e=1.02/2-0.28=0.23m 所以基地合力偏心距满足规范的规定。 （2）基地应力验算 max p= C N 3 2 1 =2(GG+Q1Ey

56、)cosa+Q1Exsina/3C 35 = 0.233 0.195952.41.0-0.98063.171.00.91.94)(98.122 =235.22kPa=500kPa min p=0 所以基地应力满足要求。 5、墙身截面强度验算 墙身墙背平行，截面最大应力出现在接近基地处，由基地应力验算可知偏 心矩及基地应力满足地基承载力，墙身应力也满足，验算内力通过，强顶顶宽 1.02m,墙高 5m. 6、设计图纸及工程量 路肩墙体间隔 20 米设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞，泄水孔尺寸为 1010cm,2-3 米布置一个，泄水孔应高出地面不小于 30cm,墙背均应设置 50cm 砂砾透水层

57、，并做土工布封层。 上述设计中，挡土墙立面图，断面图如附图（挡土墙平面、立面、断面布 置图） 。 5.45.4 人行道及道牙人行道及道牙 人行道基础采用 18cm 厚 5的水泥稳定的沙砾，面层采用厚 6cm C30 混凝 土步砖，2cm 厚 1:2 水泥砂浆粘砌，道牙 1:2 水泥砂浆 2cm、C25 混凝土的乙型 道牙和 1:2 水泥砂浆 2cm、C30 混凝土的甲型道牙。 36 6 6 交叉口设计交叉口设计 6.16.1 交叉口设计原则交叉口设计原则 交叉口竖向设计应综合考虑行车舒适、排水通畅、工程量大小和美观等因 素，合理确定交叉口设计标高。设计原则如下： 1、两条道路相交，主要道路的纵

58、坡度宜保持不变，次要道路纵坡度服从 主要道路。 2、交叉口设计范围内的纵坡度，宜小于或等于 2。困难情况下应小于或 等于 3。交叉口竖向设计标高应与四周建筑物的地坪标高协调。 3、合理确定变坡点和布置雨水进水口。 6.26.2 交叉口设计要点及方法交叉口设计要点及方法 做路面的平交口，首先要搞清楚得问题是道路等级以及荷载等级，是否有 重载交通存在，是做一般得素混凝土板块还是钢筋混凝土板块。 其次就是根据混凝土路面设计规范查找相关规定，弄清楚板块得尺寸和角度 要求，也有资料专门讲解了板块应该如何划分，以及胀缝的设置。 可以手动划分 也可以用软件划分，道路设计软件如鸿业等都有这个功能 竖向设计也可

59、以用软件完成，需要注意得地方主要是路拱横破得自然过渡 以及排水得顺畅，还有就是和支路得衔接。 本道路交叉口采用鸿业道路设计软件进行交叉口的处理，从图面提取交叉 37 口，构造交叉口边界线，定义路脊线，进行交叉口基本参数输入，软件自动自 动生成交叉口的控制点，自动生成计算线，再由计算线生成等高线，再进行检 查。本软件自动生成等高线，要比传统的手工绘图更加精确简便，更能够直观 的看到对交叉口的处理。 6.36.3 设计内容设计内容 本设计的交叉口分别为桩号 K3+063.207、K5+763.207、K5+946.567、 K6+207.475，分别以半径为 1300m、0m、250m、215m

60、的圆曲线标出。设计图纸 请见附图。 7 7 雨水管设计雨水管设计 7.17.1 雨水管道布置雨水管道布置 7.1.1 雨水设计原则： 1、 城市排水体制的确定结合总体规划，且考虑到工业园区现有雨水管道 的实际情况，从排水系统的实用，投资及环保方面综合考虑，城市排水体制采 用雨污分流制。新建雨水管道就近排入附近河道及沟渠，结合现有雨水管道， 对雨水管道分期实施，逐步建立完整的分流制排水体系。 2、根据本次工程各条道路的地形特点，尽量利用自然地形坡度，以最短的 管线靠重力流迅速将雨水就近排入沟渠和河道。 3、严格按照室外排水设计规范 （GB 50014-2006）及其他相关规范和标 准，合理确定计