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文档简介
1、-. z.2014届本科毕业设计论文资料题目名称:株洲市枫溪大道中段设计学院部:土木工程学院专业:土木工程学生*:班级:土木10*班*:104031006*指导教师*:职称:工程师最终评定成绩:*工业大学教务处2014届本科毕业设计论文资料第一局部毕业设计2014届本科毕业设计论文题目名称:株洲市枫溪大道中段设计学院部:土木工程学院专业:土木工程学生*:班级:土木10*班*:104031006*指导教师*:职称:工程师最终评定成绩:2014年 5 月*工业大学本科毕业论文设计诚信声明本人*重声明:所呈交的毕业论文设计,题目株洲市枫溪大道中段设计是本人在指导教师的指导下,进展研究工作所取得的成果
2、。对本文的研究作出重要奉献的个人和集体,均已在文章以明确方式注明。除此之外,本论文设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承当的责任。作者签名:日期:2014年5月20日-. z.摘要本设计根据城市道路工程设计规*CJJ37-2012、城市道路和建筑物无障碍设计规*JGJ50-2001、城镇道路工程施工质量验收规*CJJ80-2008、公路工程技术标准JTGB01-2003、公路路基设计规*JTG D30-2004、公路沥青路面设计规*JTG D50-2006、道路交通标志和标线GB 5768-2009、公路交通平安设施设计技术规*JTGD81-2006,
3、2006、公路排水设计规*JTJ018-97、公路水泥混凝土路面施工技术规*JTG F30-2003、公路沥青路面施工技术规*JTG F40-2004等规*,并按毕业设计任务书的要求且基于AutoCAD、鸿业市政道路软件、鸿业市政管线等专业软件完成的。设计内容包括线路平面线形设计、纵断面设计、横断面设计,穿插口设计、沥青路面设计、排水工程设计等。设计成果主要包括道路建立方案确实定、道路平面设计、纵断面设计、横断面设计、穿插口设计、沥青水泥路面方案评选、排水设计等,并按照设计计算过程及毕业设计文本格式要求编制了设计计算书,设计到达了毕业设计任务书的要求。本设计遵循城市道路设计的一般原则进展设计,
4、设计合理,符合城市道路设计规*要求。关键词:城市道路;平曲线;穿插口设计;沥青混凝土;排水ABSTRACTThis design according toCity road engineering design codeCJJ37-2012 、City roads and buildings no barrier design codeJGJ50-2001 、Urban road construction quality acceptanceCJJ80-2008、Technical standard of Highway EngineeringJTGB01-2003、Specification
5、s for design of highway subgrades JTG D30-2004、Specifications for design of highway asphalt pavement JTG D50-2006、The road traffic signs and markings(GB 5768-2009)、Road traffic safety facilities design specification(JTGD81-2006), 2006、Highway drainage design specificationJTJ018-97、Technical specific
6、ation for construction of highway cement concrete pavement(JTG F30-2003)、Specification for construction of highway asphalt pavement(JTG F40-2004) specification, and press the graduation design task book requirements and AutoCAD, Hongye municipal roads, municipal pipelines and other professional soft
7、ware Hongye software pleted based on. The design includes the line plane linear design, vertical section design, cross section design, intersection design, design of asphalt pavement, drainage engineering design. Design achievements mainly include road construction scheme, the road plane design, ver
8、tical section design, cross section design, intersection design, scheme selection, asphalt cement pavement drainage design, and in accordance with the design process and the design requirements of graduation design calculations of te*t format, designed to achieve the graduation design task book requ
9、irements. The design follows the general principle of city road design, design reasonable, accord with city road design specifications.路线方案结合了*省株洲市董家塅路段长期规划蓝图,并对道路沿线做了实地考察,遵循城市道路设计的一般原则进展设计。本段由于线路规划标高以及规划纵坡限制,故本段不设置平曲线及竖曲线,所以纵断面设计中的最大纵坡到达了4.1%,对非机动车的行驶带来了一定的困难。关键词:城市道路;平曲线;穿插口设计;沥青混凝土;排水Keywords: Ci
10、ty Road; plane curve; Intersection design; Asphalt concrete; Drainage-. z.目录第1章概述11.1 工程概况 11.2 设计*围 11.3 设计内容和设计任务 11.4 设计依据 11.5 设计标准 2第2章道路规划网及标准横断面设置42.1 路网规划42.2 标准横断面布置4第3章平面设计及纵断面设计43.1 道路平面设计43.2 道路纵断面设计73.3 道路横断面设计8第4章路基路面设计124.1 设计原则及设计指标124.2 设计资料124.3 设计说明134.4 路面构造设计13沥青混凝土路面设计13水泥混凝土路面
11、设计17路面构造方案必选234.5 路面构造拟定23机动车道路面构造设计23非机动车道路面构造设计24人行道路面构造设计244.6材料要求与技术标准244.7路基设计确定的原则及内容254.8路基土石方数量计算及调配254.8.1 横断面面积计算264.8.2 土石方数量计算264.8.3 路基土石方调配264.9交通工程设计原则内容274.10道路公用设施布置28第5章穿插口设计295.1 穿插口概述295.2 平面穿插口设计内容295.2.1 平面穿插口的一般规定295.2.2 设计依据295.3 平面穿插口设计与视距保证305.3.1 平面穿插口的转弯设计305.3.2 平面穿插口的视距
12、保证305.4 穿插口立面设计315.4.1 穿插口立面设计原则315.4.2 穿插口立面设计31第6章排水设计326.1 排水的重要性326.2 道路排水设计的内容326.3 路基排水设计326.3.1 路基排水设计的任务326.3.2 地表排水336.4 路面排水设计336.5 排水工程设计346.5.1 排水平面设计346.5.2 排水纵断面设计356.5.3 管材及构筑物设计366.5.4 管道开挖回填366.5.5 其他设计376.6 其他管线工程设计37第7章交通工程设施387.1 设置要求387.2 设计布局38结论40参考文献41致42-. z.第1章概述1.1工程概况株洲市枫
13、溪大道是连接芦淞区与株洲县的主要通道,同时也是株洲市南面一条重要的进出口通道,然而这条道路邻近株洲县的路段,一直以来配套设施极不齐备,行人行车很不方便,满足不了日益增长的人流车流量。今年年初,株洲市政府将枫溪大道列入根底设施建造方案,它的建立,能进一步的改善芦淞区的交通与投资环境,具有极大的社会效益与环境效益。本次设计起点K0+000接服饰一路,终点K0+239.842接董家塅服饰二路,全长239.842m。1.2设计*围本段设计的枫溪大道北起服饰二路,期间与规划一路相交,南至服饰一路,全长239.842米,宽60.0米。1.3设计内容和设计任务1设计资料:地形图及道路规划网图、各种道路规*,
14、根据道路网规划选择道路等级进展设计。2了解市政道路网规划:路网布局构造及道路控制点,标准横断面等。3按个人选择道路网中的一条道路进展道路施工图设计:包括平面、横断面、纵断面、路面构造,道路穿插口设计及相关计算表格。4道路排水规划:在规划图上对所设计道路进展排水规划。5排水设施设计:排水平面设计、纵断面设计,排水构筑物设计。6其它设施设计1.4设计依据【1】城市道路工程设计规*CJJ37-2012【2】城市道路和建筑物无障碍设计规*JGJ50-2001【3】城镇道路工程施工质量验收规*CJJ80-2008【4】公路工程技术标准JTGB01-2003【5】公路路基设计规*JTG D30-2004【
15、6】公路沥青路面设计规*JTG D50-2006【7】道路交通标志和标线GB 5768-2009【8】公路交通平安设施设计技术规*JTGD81-2006,2006【9】公路工程集料试验规程JTG E42-2005【10】公路土工试验规程JTG E40-2007【11】公路排水设计规*JTJ018-97【12】公路路基施工技术规*JTG F102006【13】公路水泥混凝土路面施工技术规*JTG F302003【14】公路沥青路面施工技术规*JTG F402004【15】公路路面基层施工技术规*JTJ034-2000【16】2014届毕业设计任务书和指导书1.5设计标准表1.1 枫溪大道主要设计
16、技术指标表序号指标名称单位数量备注1路线长度m239.8422道路等级城市主干路3路面设计使用年限年154计算行车速度Km/h405路面宽度m606道路荷载设计等级城A级7路面构造计算荷载BZZ-100型标准车8排水体制雨、污分流制9地震烈度度6第2章路网规划及标准横断面布置2.1路网规划根据株洲市董家塅路网规划,枫溪大道南起株洲县县界、北接枫溪大道城市公园入口处,与之相交的规划道路有服饰二路、服饰一路、高新一路等。本次设计的规划路段北起服饰二路,期间与规划1路相交,南至服饰一路,该段全程为直线段,无变坡点。2.2标准横断面布置株洲市枫溪大道标准横断面形式采用三块板,双向六车道,路幅总宽60.
17、0m,具体分幅为:24.0m机动车双向六车道+22.5m机非分隔带带+24.5m非机动车道+27m绿化带+24m人行道=60.0m;机动车道横坡为2.0%,非机动车道横坡为1.5%,绿化带横坡为2.0%,人行道横坡为2.0%。标准横断面如图2.1所示:图2.1 标准横断面图第3章平面设计及纵断面设计3.1道路平面设计道路平面即:道路中线在水平面上的投影。本路段平面定线主要受到道路网布局、道路规划红线宽度以及沿街已有建筑物位置等因素的约束,平面线形能且只能局限在一定的*围内变动。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、又能符合使用要求的道路中心线的工作,需要综合考虑多方面的因素,这
18、就是所谓的定线。对于城市道路,由于城市穿插口多、地下管线多,则应首先考虑敷设以直线为主的线形。该段设计与规划一致,设计起点K0+000与服饰二路相交,设计高程46.43m,交点坐标为*=3073974.801 Y=501219.568,终点K0+239.842与服饰一路相交,设计高程56.26m,交点坐标为*=3073744.242 Y=501285.233,道路大致呈南北走向,此设计路段全长为239.842m,道路规划红线宽度为60m。该设计段,除在各穿插口设圆曲线外,全线不设平曲线。逐桩坐标计算过程如下:计算原理转角计算 =arctanY/ QUOTE * 3.13.2待定点坐标计算 *1
19、2*1+ D12 cosY12Y1+ D12 sin1.计算转角起点桩号K0+000,坐标*=3073974.801 Y=501219.568,终点坐标*=3073744.242 Y=501285.233。起点至终点: QUOTE *3073974.242230.599 QUOTE Y501285.233- Y=501219.56865.665=arctan QUOTE Y/ QUOTE *=1553512.计算逐桩坐标计算K0+20.000桩号的坐标:*0=3073974.801 , Y0=501219.568,D2020m, =155351。*20*0+ D20 cos=3073974.8
20、01+20 cos155351=3073955.553Y20Y0+ D20 sin=501219.568+20 sin155351=501225.002计算K0+40.000桩号的坐标:*0=3073974.801 , Y0=501219.568,D4040m, =155351。*20*0+ D40 cos=3073974.801+40 cos155351=3073936.305Y20Y0+ D40 sin=501219.568+40 sin155351=501230.436计算K0+60.000桩号的坐标:*0=3073974.801 , Y0=501219.568,D6060m, =155
21、351。*20*0+ D60 cos=3073974.801+60 cos155351=3073917.058Y20Y0+ D60 sin=501219.568+60 sin155351=501235.87计算K0+80.000桩号的坐标:*0=3073974.801 , Y0=501219.568,D8080m, =155351。*20*0+ D80 cos=3073974.801+80 cos155351=3073897.81Y20Y0+ D80 sin=501219.568+80 sin155351=501241.304计算K0+100桩号的坐标:*0=3073974.801 , Y0=
22、501219.568,D100100m, =155351。*20*0+ D100 cos=3073974.801+100 cos155351=3073878.562Y20Y0+ D100 sin=501219.568+100 sin155351=501246.738其他桩号坐标的计算与上述计算方法一样。通过计算,该段设计符合城市道路规*根据所学鸿业市政道路软件,选择所设计的路段,定义中心线,然后进展桩号标注,最后根据红线宽度以及设计要求进展线转道路,完成道路平面绘制。桩号标准设置,如图3.1所示:图3.1 桩号标准设置道路平面布置,图如图3.2所示:图3.2 道路平面布置图通过鸿业市政道路软件
23、生成逐桩坐标表,如表3.1所示:表3.1 逐桩坐标表桩号坐标(米)方向角*YK0+003073974.801501219.568164146+203073955.553501225.002164146+403073936.305501230.436164146+603073917.058501235.87164146+803073897.81501241.304164146K0+1003073878.562501246.738164146+1203073859.315501252.172164146+1403073840.067501257.605164146+1603073820.81950
24、1263.039164146+1803073801.572501268.473164146K0+2003073782.324501273.907164146+2203073763.076501279.341164146+239.8423073743.981501284.7321641463.2道路纵断面设计为了方便排水及适应地形要求,一般路段都要进展纵断面设计;株洲市枫溪大道纵断面设计根据株洲市道路规划网确定的控制点标高进展拉坡设计,该设计路段北与服饰一路相交,规划交点标高为46.43m,南与服饰二路相交,交点标高为56.26m,该段坡长239.842m,最大纵坡4.1%,完全按着规划标高和坡
25、度进展设计,该设计段纵坡满足规*要求。根据图形,从其上提取的纵断面自然标高和横断面文件作为前提数据,此纵断面图形可直接由计算机绘制出,然后根据地面控制点规划标高来进展动态拉坡,从而完成道路纵断面设计任务。利用鸿业市政道路软件,首先提取地形自然标高,进展纵断面设计,定义拉坡后保存文件,然后设置纵断面表头及相关参数,最后进展纵断面绘制,如图3.3所示:图3.3 绘制纵断面道路纵断面设计如图3.4所示:图3.4 道路纵断面设计3.3道路横断面设计市政道路横断面是指道路中心线法线方向的道路断面, 其设计内容主要包括车行道 (机动车道和非机动车道)、人行道、分隔带、绿化带、设施带等。道路横断面的设计依据
26、是:道路性质、道路类别、道路规化红线以及交通组织等方式,同时还要考虑到道路红线*围以内的各种地下管线设施规划与建立情况。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、人行道、分隔带、绿化带、设施带等各局部几何尺寸及其相互布置关系,同时也包括路拱坡度和路拱曲线确实定。城市道路横断面形式确实定,根据性质和作用,需综合考虑各方面的要求,并结合城市道路与交通规*,对各组成局部进展合理安排。该路段横断面规划与设计要求在城市规划的红线*围内进展,其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局部的宽度以及相互之间的位置和高度,横断面的形式、布置和各
27、组成局部的尺寸及比例,要求根据道路类别、等级、设计速度、设计年限、机动车道与非机动车道的交通量和人流量、交通特征、交通设施、交通组织、地上杆线、地下管线、绿化以及地形等因素的统一安排标准,以保障车辆的穿梭通畅和行人的交通平安。为了有利于路面横向排水,将路面做成中央高两侧低,且具有一定横坡的拱起形状。路拱设计坡度应随路面宽度、路面类型、设计速度、纵坡及气候等条件而变动和确定,机动车道通常适合选用直线型路拱,人行道路和非机动车拱则更适宜采用直线单面坡。根据规*,本设计机动车道采用2.0%的直线型双向路拱横坡,非机动车道采用1.5%的直线型单向路拱横坡,人行道采用2.0%的单面坡。通过鸿业市政道路软
28、件,首先提取地形自然标高,然后进展标准土方断面定义,再进展边坡参数定义,最后进展横断面出图设置进而完成横断面计算绘图。道路横断面形式定义,如图3.5所示:图3.5 横断面形式设置边坡参数定义如图3.6所示:图3.6 边坡参数定义横断面出图设置如图3.7所示:图3.7 横断面出图设置生成横断面计算绘图如图3.8所示:图3.8 普通横断面图第4章路基路面设计4.1设计原则及设计指标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历,对路基路面进展综合设计,以到达技术经济合理,平安适用的目的。柔性路面构造应按土基和垫层稳定,基层有足够强度,面层
29、有较高抗疲劳、抗变形和抗滑能力等要求进展设计。构造设计应以双圆均布垂直和水平荷载作用下的三层弹性体系理论为根底,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。路面构造用计算机计算;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。4.2设计资料1. 该段设计为城市主干道A级道路,设计行车速度为40km/h 。设计标准轴载为BZZ-100KN。交通资料如表4.1:表4.1 交通资料序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交
30、通量辆/日1三菱T653B29.348.01双轮组3002黄河JN16358.6114.01双轮组33003东风EQ15526.556.72双轮组34004*J-662A32.764.71双轮组5005湘江HQP4023.173.21双轮组3400注:上表为三车道双向交通量调查结果;单位为辆/昼夜;交通量平均增长率为5%。2. 该设计路段气候温和,雨量充分,应注意路面水毁防治;按照公路沥青路面施工技术规*附录A的沥青路面施工气候分区,*属于热区,最低日平均气温大于0,另外根据该地区的降雨量,属于多雨湿润地区。3. 沿线有丰富的砂石材料,砂质好;石料为石灰岩,质量可靠,运输便利;当地有水泥厂和电
31、厂,粉煤灰较丰富。4.3设计说明依据规*要求,选用的各构造层,其中基层采用水泥稳定碎石,以满足多雨湿润地区路面构造层排水的要求。混凝土路面构造的强度高、稳定性及耐久性好,但是水泥的需求量大,有接缝,这些接缝影响行车的舒适性,增加施工和养护的复杂性,而且又是路面的薄弱点,如处理不当,将导致路面板边和板角处的破坏;开放交通较迟;修复困难,混凝土路面破坏后,开挖很困难,修补工作量也大,且影响交通。沥青路面是用沥青材料做结合料粘结矿物修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面构造。由于沥青路面使用沥青结合料,因而增强了矿料间的结合力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝
32、土路面相比,沥青路面具有外表平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、开放交通早、容易养护维护等优点。4.4路面构造设计依据设计要求,拟分别采用两种路面构造设计方案水泥砼路面与沥青砼路面两种方案进展路面构造方案比选,选取其中最优方案作为本设计路段路面构造,并付诸于工程实际。沥青混凝土路面设计沥青路面构造设计采用弹性层状体系理论结合本路段新建沥青路面设计根本参数如路面等级、面层类型、土基回弹模量、各构造层材料抗压回弹模量及抗拉强度等采用公路路面设计程序系统进展验算。其根本原理依据设计弯沉值计算路面厚度。轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉
33、应力中的累计当量轴次。轴载换算轴载换算采用如下的计算公式:4.1式中:N 标准轴载当量轴次,次/日;被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;P标准轴载,KN;被换算车辆的各级轴载,KN;K被换算车辆的类型数;轴载系数,m是轴数。当轴间距离大于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;轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。表4.2 交通资料序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量辆/日1三菱T653B29.348.01双轮组3002黄河JN16358.6114.01双轮组3003东风EQ15526.556.72双轮组34
34、004*J-662A32.764.71双轮组5005湘江HQP4023.173.21双轮组3400表4.3 轴载换算结果弯沉车型/KN三菱T653B前轴29.316.43009.208后轴48.01130012.317黄河JN163前轴58.616.4300187.783后轴114.011300530.465东风EQ155前轴26.516.44007.932后轴56.72140067.792*J662A前轴32.716.450024.742后轴64.71150075.232湘江HQP40前轴23.116.44004.365后轴73.211400102.963累计1022.799累计当量轴次根据
35、设计规*,沥青路面的设计年限取15年,六车道的车道系数是0.300.40,取0.40。4.2式中:设计年限内累计交通量;设计的初始年平均日交通量;设计年限内交通量年平均增长率;轮迹分布系数;t设计年限。则2113019 次2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次。轴载换算当进展半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50KN的各级轴载包括车辆的前后轴的作用次数N,应按下述公式换算成标准轴载P的当量作用次数。验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为4.2式中:为轴数系数,;轮组系数,单轮组为1.85,双轮组为1,四轮组为0.09。表4.4 交通资料序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴
36、轮组数后轴距(m)交通量辆/日1三菱T653B29.348.01双轮组3002黄河JN16358.6114.01双轮组3003东风EQ15526.556.72双轮组34004*J-662A32.764.71双轮组5005湘江HQP4023.173.21双轮组3400表4.5 轴载换算计算结果车型/KN黄河JN163前轴58.6118.530077.175后轴114.011300855.776东风EQ155后轴56.7214008.546*J662A后轴64.71150015.353湘江HQP40后轴73.21140032.972待续续表累计989.822累计当量轴次2. 构造组合与材料选取由上
37、面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为200万次左右,根据规*推荐构造,路面构造层采用沥青混凝土13cm、基层采用水泥碎石40 cm。规*规定城市二级道路的面层由二至三层组成,查规*,采用二层沥青面层,外表层采用细粒式配沥青抗滑表层厚4cm,下面层采用中粒式厚4cm加粗粒式厚5cm沥青混凝土厚9cm。3. 各层材料的抗压模量与劈裂强度表4.6 各层材料抗压模量20与劈裂强度层位构造层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa) (20)抗压模量(MPa) (15)容许应力(MPa)劈裂强度1细粒式沥青4140020000.431.42粗粒式沥青混凝土8100012000.280.83水
38、泥稳定砂砾150015000.240.54土基4. 土基回弹模量确实定该路段处于5区,为粘质土,稠度为1.00,查路基路面工程表,可知土基回弹模量为39.5MPa。5. 设计指标确实定对于中等城市主干路,规*要求以设计弯沉值作为设计指标,并进展构造层层底拉应力的验算。1设计弯沉值该道路为中等城市主干道,路面等级系数,面层是沥青混凝土路面取1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,基层类型系数。设计弯沉值为:0.01mm2各层材料的容许层底拉应力4.3细粒式配沥青混凝土:2粗粒式配沥青混凝土:水泥稳定砂砾:6. 设计资料总结设计弯沉值为35.90.01mm相关资料汇总如表4.7。表4.7 设
39、计资料汇总表材料名称层厚(cm)容许拉应力细粒式沥青40.700粗粒式沥青混凝土90.360水泥稳定砂砾400.318土基水泥混凝土路面设计1. 轴载分析水泥混凝土路面构造设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同轴-轮型和轴载的作用次数,按下式换算为标准轴载的作用次数。=4.4=4.5或=4.6或=4.7式中:100KN单轴-双轮组标准轴载的作用次数; 单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型级轴载的总重KN; 轴型和轴载级位数;各类轴型级轴载的作用次数;轴-轮型系数,单轴-双轮组时,=1;单轴-单轮时,按式4-5计算;双轴-双轮组时,按式4-6计算;三轴-双轮组时
40、,按式4-7计算。但凡前、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,因为它在混凝土板内产生的应力很小,引起的疲劳损伤也很轻微,故可略去不计。设计任务书提供的交通资料为双车道双向调查结果,如表4.8:表4.8 交通资料序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量辆/日1三菱T653B29.348.01双轮组3002黄河JN16358.6114.01双轮组33003东风EQ15526.556.72双轮组34004*J-662A32.764.71双轮组5005湘江HQP4023.173.21双轮组3400表4.9 计算设计年通过
41、的标准轴载作用次数车型车轴三菱T653B后轴48.013002.382103黄河JN163前轴58.635930026.031后轴114.013003051.469待续续表东风EQ155后轴56.70.441054004.564107*J662A后轴64.715000.471湘江HQP40后轴73.214002.718累计3080.689平均增长率为:2. 交通参数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。4.8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。查规*知,临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数。
42、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:=万次由规*知:设计车道标准轴载累计作用次数时,属重交通等级。所以该路属重交通等级。3. 初拟路面构造由规*知,相应于平安等级三级的变异水平等级取中级。根据二级道路、特重交通等级和中级变异水平等级,初拟普通混凝土面层厚度为0.22m。基层选用水泥稳定粒料水泥用量5%,厚0.18m;垫层选用0.18m低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸宽为4.5 m,长5.0m,纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆的假缝。4. 路面材料参数确定查规*知,取重交通等级的普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa,相
43、应弯拉弹性模量取=30GPa。查规*知,路基回弹模量取30MPa,水泥稳定粒料回弹模量1300MPa,无机结合料稳定土垫层回弹模量600 MPa。新建公路的基层顶面当量回弹模量可按下式确定:4.94.104.114.124.134.14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1300 Mpa、600Mpa、0.18m、0.18m、E030Mpa代入得:=MPa= (m
44、)0(MPa)普通混凝土面层的相对刚度半径按下式计算:4.15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。所以,相对刚度半径计算为:m5. 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:4.16式中:标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力MPa;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。4.17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MPa;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,=0.870.92刚性和半刚性基
45、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:4.18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:;根据公路等级,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:MPa6. 温度疲劳应力由规*知,5区最大温度梯度取/m。板长5m,=,可查普通混凝土厚=0.22m时,B*0.51。按下式计算,最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力。
46、4.19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;综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数,可按和查图确定;板长,即横缝间距m。将参数代入式4.19得:=MPa温度疲劳应力系数,按下式计算4.20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,查规*知,取,得:=临界荷位处的温度疲劳应力按下式确定:4.21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:=MPa查规*知,二级道路的平安等级为
47、三级,相应于三级平安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为低级,确定可靠度系数=1.13。水泥混凝土路面构造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。4.22式中:可靠度系数;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。将各参数代入计算式得:=MPa5.0MPa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。路面构造方案比选依据规*要求,选用的各构造层,其中基层采用水泥稳定碎石,以满足多雨湿润地区路面构造层排水的要求。混凝土
48、路面构造的强度高、稳定性及耐久性好,但是水泥的需求量大,有接缝,这些接缝不但增加施工和养护的复杂性,而且又是路面的薄弱点,如处理不当,将导致路面板边和板角处的破坏;开放交通较迟;修复困难,混凝土路面破坏后,开挖很困难,修补工作量也大,且影响交通。沥青路面是用沥青材料做结合料粘结矿物修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面构造。由于沥青路面使用沥青结合料,因而增强了矿料间的结合力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有外表平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点。但是,沥青路面的抗弯强度低,
49、所以要求路面的根底应具有足够的强度和稳定性。同时,低温时的沥青路面的抗变性能很低,为防止不均匀冻胀而使沥青路面开裂,需设置防冻层。综合考虑两种路面构造的优缺点,本路段采用沥青混凝土路面构造。4.5路面构造拟定机动车道路面构造设计该设计段路面构造层采用:4cm厚改性沥青砼AC-13I+乳化沥青粘层0.5l/m2+4cm厚沥青砼AC-16I+乳化沥青粘层0.5l/m2+5cm厚沥青砼AC-20I+乳化沥青透层0.8l/m2+20cm厚水泥稳定砂砾上基层+20cm厚水泥稳定砂砾下基层。非机动车道路面构造设计枫溪大道非机动车道的路面构造为:4cm厚沥青砼AC-13I+乳化沥青粘层0.5l/m2+4cm
50、厚沥青砼AC-16I+乳化沥青粘层0.51/m2+5cm厚沥青砼AC-20I+乳化沥青透层0.81/m2+18cm厚水泥稳定砂砾上基层+17cm厚水泥稳定砂砾下基层。人行道路面构造设计人行道的路面构造层采用:2.5cm厚*晶石+3cm厚1:2水泥砂浆+15cm厚现浇C15水泥砼。4.6材料要求与技术标准车行道的外表层沥青采用SBS改性沥青,到达I-C的技术标准,基质沥青和下层沥青均到达70号B级石油沥青技术标准。沥青混合料马歇尔实验技术指标按照夏天炎热地区重载交通,设计空隙率按5%进展控制。稳定度水稳定性低温渗水检验指标如下表控制:表4.10 沥青混合料主要验收指标改性沥青混合料普通沥青混合料
51、车辙试验动稳定度次/mm28001000中面层浸水马歇尔试验残留稳定度8580冻融劈裂试验的残留强度比8075低温弯曲试验破坏应变20002000渗水系数ml/min120120粘层沥青、下封层沥青、透层沥青分别采用的是PC-3阳离子乳化沥青,PC-1阳离子乳化沥青,PC-2阳离子乳化沥青。水泥稳定砂砾的级配应在公路路面基层施工技术规*表中所列的3号级配*围内进展设计。上下基层水泥稳定砂砾的7天无侧限饱和水抗压强度分别为3.5Mpa和2.5Mpa,沥青混凝土路面设计弯沉值为400.01mm,土路基设计弯沉值为3000.01mm。4.7路基设计确定的原则及内容株洲市枫溪大道两侧均为商住用地,对填
52、、挖方段均采用自然放坡处理。路基施工的取土和弃土可考虑同时兼顾两厢用地。开发滞后的个别路段,需边坡进展绿化植草,以到达防止水土流失的目的。本次设计道路填挖方都在8米以内,路基填方边坡采用1:1.5,路基挖方边坡采用1:1.0。路床要求土质均匀,密实、强度高,回弹模量小于20Mpa。其中路基压实度、填料最小强度、填料最大粒径等相关技术要求须满足下表参数。表4.11 路基相关技术参数表填挖类型路面底层以下深度cm路基压实度重型填料最小强度CBR%填料最大粒径cm填方路基上路床03095%810下路床308095%510上路堤8015093%415下路堤15090%315零填及路堑路床03095%8
53、10路基压实:路基必须稳定、密实、均匀,土质路基采用重型机械压实,压实度参照上表,填方路基*围内的杂草、树根和种植土、淤泥均应全部去除,压实后再回填,回填土必须要分层辗压,每层松铺厚度不得超过30cm。填方区的清表厚度按0.6米考虑,如与实际不符,按实际计量。特殊部位的路基填筑与压实:与相邻路基存在显著差异或不均匀连续的特殊部位,应保证路基的充分压实,使其在一定*围内与周边路基的强度和刚度根本一致。半填半挖的路基填料应综合设计,土质挖方区应优先采用渗水性较好的材料进展填筑,同时对其路床80cm*围内的土体进展超挖回填碾压,并在路床*围内把土工格栅铺在填挖交界处。土质地过渡段宜用级配较好的碎石、
54、砾类土、砂类土等进展填筑。4.8路基土石方数量计算及调配道路工程中,路基土石方是一项非常重要的工程量,在设计和路线方案的比拟中,评估道路测设质量的主要技术经济指标之一就是路基土石方数量。它为编制道路施工组织方案和工程概预算施工计量支付提供事实依据。 4.8.1横断面面积计算路基填挖断面积是指横断面图中路基设计线与原地面线所围成的面积,高于地面线的局部为填方,低于地面线的局部为挖方,填挖面积应分别进展计算。常用的面积计算方法有:坐标法、积距法和数格子法。本路段设计横断面面积计算利用鸿业市政道路软件计算求得,具体计算结果详见土石方数量计算表。土石方数量计算路基土石方计算工作量较大,同时路基填挖具有
55、不规则性,要准确计算土石方体积非常困难,因此,工程运作中,通常采用近似计算法,即假定两断面间相邻的局部为棱柱体,按平均断面法进展计算,公式如下:式中:V土石方体积( QUOTE ) QUOTE 、 QUOTE 相邻两断面的面积( QUOTE )L相邻断面之间的距离(m)路基土石方调配土石方调配是指在路基的设计和施工中,合理的调运挖方作为填方作业,其目的是为了确定填方用土的来源、挖弃土的去向以及计价土石方数量和运量等。通过调配,要合理地解决各路段土石方的平衡与利用,使之从路堑挖出的土石方,在经济调运条件下移挖作填方,可以防止不必要的路外借土和弃土,以减少耕地的占用,降低道路造价,以及减轻对环境的
56、破坏。1. 土石方调配原则1在半填半挖断面中,为减少总的运输量,在作纵向调配之前之前,应考虑在本路段内移挖作填进展横向平衡。2对半填半挖断面作纵向调配,为了防止和减少上坡运土,考虑到桥涵位置对施工运输的影响,对大沟一般不作跨越调运。3为使调配合理,须根据地形和施工条件,选用适当的运输方式,确定合理的经济运距,用分析工程用土是调运还是外借。4土方调配“移挖作填要考虑经济运距,综合考虑弃方或借方占地、赔偿青苗损失及对农业生产的影响。5不同的土方和石方应根据工程需要分别进展调配,用以保证路基稳定和人工构造物的材料供给。6土方调配对弃土和借土应事先同地方协调,做到妥善处理。2. 土石方调配方法土石方调
57、配的方法有很多种,如累积曲线法、土石方计算表调配法、调配图法等。本段设计采用的是土石方计算表调配法,其优点是方法简单、调配清晰、精度满足设计要求。土石方调配后,应按下式进展复核检查:横向调运+纵向调运+借方填方4.24横向调运+纵向调运+弃方挖方4.25挖方+借方填方+弃方4.263. 土石方调配计算1经济运距问题经济运距是用来确定借土或调运的限界及距离。当调运距离小于经济运距,最经济的方式就是采取纵向调运,反之,则考虑就近借土。其计算公式如下:式中: QUOTE 经济运距(km);B借土单价(元/ QUOTE );T远运运费单价元/ QUOTE ; QUOTE 免费运距(km)。2换算系数问
58、题在所有的土石方调配中,无论挖方是“弃或“调,都应计价;但对于填方要根据用土来源决定是否计价。如果是路外借土则要计价;移挖作填不要计价。因此计价土石方数量为:计价土石方数量挖方数量+借方数量一般工程上所说的土石方总量,实际上是指计价土石方数量。本设计具体土石方调配见土石方数量计算表。4.9交通工程设计原则内容交通设施是道路的重要组成局部,它对提高道路的效劳水平有着非常重要的作用。本工程要求按照道路交通标志标线相关要求,在适当的位置设置红绿灯、指示标志、禁令标志、警告标志以及标线。标志文字要求中英文对照,标线材料建议采用白色且具有良好耐磨性和区分性的热熔型标线漆。4.10道路公用设施布置株洲市枫
59、溪大道要求按照以下原则布置城市公用设置:1. 在道路沿街单侧每120m设置消防栓;2. 结合道路沿街商业效劳及商业广场与单位,原则上每隔80m设置亭,每300m需设置邮政信箱;3. 道路沿街每40米设置垃圾箱;4. 结合沿线用地和环卫规划,沿线设置独立式公共厕所和垃圾中转站。第5章穿插口设计5.1穿插口概述穿插口是指道路与道路在同一平面上的相互穿插,也叫平面穿插。道路纵横交织,路口横竖穿插,形成星罗棋布的道路网络。穿插口的形式颇多,因为影响穿插口形式选择的因素多样,如穿插口的交通组织、交通量、四周建筑物及道路用地等。因此,穿插口形样的选择应因地制宜,因地施案,择优设用。穿插口形式的选择,应在减
60、少或消除冲突点和提高穿插口的通行能力的原则下,尽可能选用正交或者接近90的十字形穿插口或T形穿插口,尽可能保证相邻穿插口之间道路的直通。设计适宜作业路段的穿插口形式,合理有序的组织路段交通,对增强道路质量、提高道路美观及保障道路同行能力等,都具有非常重要的意义。5.2平面穿插口设计的内容车辆与行人在最短的时间内,顺利的在穿插口通过通过,这是穿插口穿插口设计的最根本根本的的要求。同时也要使穿插口的通行能力与各条道路的行车要求相适应,且保证转弯车辆的行车稳定及路面排水要求。穿插口设计的主要内容:1合理选择穿插口的交通管理方式以及穿插口的类型;2进展道路交通组织设计,布置各种道路交通设施;3进展穿插
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