计算说明书：滨河某路（K4+850～K7+330）改扩建工程施工图设计

滨河某路（K4+850K7+330）改 扩建工程施工图设计（方案一） 学学 号：号： 姓姓 名：名： 专专 业：业： 系系 别：别： 指导教师：指导教师： 二二 年年 月月 摘摘 要要 本设计为天津市西南部地区滨河路 K4+850 至 K7+330 路段，设计等级为二 级公路，设计时速为 60km/h。 论文中对整个设计过程的思路、设计数值、参考依据都做了详细的说明。该 论文融合了文字说明和计算说明。主要内容包括：平面线形设计、纵断面线形设 计、横断面设计、路面结构设计、交通工程及沿线设施设计、施工组织设计等。 平面线形维持原线形基本不变；纵断面设计包括地面高程、设计高程、填挖深度 和竖曲线要素；确定标准横断面绘出每桩地面线及横断面图；最后根据交通量资 料及路面设计规范，确定路面设计方案。整个设计过程严格按照国家有关规范进 行。 通过对二级公路改扩建的设计，掌握纬地道路辅助设计系统的应用，以及运 用所学的专业理论，熟悉道路的设计过程，强化我们对基本知识和基本技能的理 解，使理论与实践相结合，提高工程设计能力。 关键词：路线设计；纵断面设计；横断面设计；路面设计 i ABSTRACT This thesis intends to design a Second-class road from K4+850 to K7+330 in the southwest area of Tianjin City. The design speed volume is 60 km/h. In this thesis, it explains the designs thread, design value and the basis of references. The thesis is consisted of two parts: the literal interpretation and calculation specification, which include the design of flat alignment, vertical alignment, cross- sectional, pavement structure, traffic engineering and road facilities, the plan of construction management and so on. Horizontal alignment to maintain the original linear invariant; Vertical section design is comprised of road elevation, design elevation, depth of dig and fill and requisites for vertical curve; Contents of horizontal section design are fixing standard horizontal section, mapping every ground line and horizontal section; At last make a blueprint according to traffic information and road design rules. The whole process of the design is carried out according to the criterion of nation. Our understanding of fundamentals knowledge and skills is enhanced and improve d by designing the second- grade highway extension, grasping the application of Hint(CAD) software and getting f amiliar with the process of road design with learned professional knowledge. So is our a bility in designing engineering projects and combining theory with practice. KEYWORDS：route design; profile design; ceoss-sectional design; pavement design ii 目目 录录 摘摘 要要i ABSTRACT.ii 目目 录录iii 1 绪论1 2 道路线形设计2 2.1 线形设计的要求2 2.2 主线平面设计3 2.2.1 道路中线的选择.3 2.2.2 平面线形的交点设计法.3 2.2.3 道路中线的绘制.3 2.3 本章小结5 3 纵、横断面设计6 3.1 纵断面设计6 3.1.1 纵断面设计要求.6 3.1.2 纵断面地面高程数据的输入.6 3.1.3 纵断面动态拉坡设计.7 3.1.4 路线纵断面图绘制.10 3.2 横断面设计10 3.2.1 横断面设计原则.10 3.2.2 横断面组成及要素的确定.11 3.2.3 路拱与横坡.14 3.2.4 缘石.14 3.2.5 横断面绘图.14 3.3 本章小结15 4 路面结构设计16 4.1 路面结构设计的原则16 iii 4.2 交通分析16 4.2.1 标准轴载及轴载当量换算.17 4.2.2 累计标准当量轴次.20 4.2.3 交通等级.21 4.3 路面结构设计22 4.3.1 结构组合与材料的选取.22 4.3.2 抗压模量与劈裂强度.23 4.3.3 土基回弹模量的确定.24 4.3.4 设计指标的确定.24 4.3.5 设计资料总结.26 4.3.6 确定石灰土层厚度.26 4.3.7 层底拉应力验算.28 4.3.8 确定采用的路面结构方案.32 4.3.9 其他技术措施.32 4.4 本章小结32 5 交通工程及沿线设施33 5.1 沿线设施.33 5.1.1 交通安全设施.33 5.1.2 交通管理设施.33 5.1.3 附属设施.33 5.2 交通标志.33 5.2.1 设置原则.34 5.2.2 标志分类.34 5.2.3 标志的设置.35 5.3 交通标线35 5.3.1 交通标线的分类.36 5.3.2 标线的标划.36 5.4 本章小结38 6 绿化39 iv 6.1 一般规定39 6.2 绿化带的设置39 6.3 注意事项40 6.4 本章小结40 7 施工组织设计41 7.1 编制说明41 7.1.1 编制依据.41 7.1.2 编制原则.41 7.1.3 编制说明.41 7.2 工程概况41 7.3 施工方案及技术措施42 7.3.1 施工部署.42 7.3.2 施工方案与技术措施.43 7.4 质量保证措施体系及措施46 7.4.1 质量目标.46 7.4.2 组织保证措施.46 7.4.3 施工质量技术保证措施.47 7.5 安全保证体系及措施47 7.5.1 安全目标.47 7.5.2 安全保证体系.47 7.5.3 安全保证措施.47 7.6 环境保护体系及措施48 7.6.1 环保管理体系.48 7.6.2 环境保护组织措施.48 7.7 工程进度计划与措施49 7.7.1 工期保证体系.49 7.7.2 工程进度计划保证措施.49 7.8 本章小结50 结论结论.51 v 致致 谢谢.52 参考文献参考文献.53 0 1 绪论绪论 公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发 展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促 进国民经济的发展，带动其他产业的发展具有非常重要的意义。 改革开放的30多年，是我国历史上公路发展速度最快、规模最大、最具活力 的时期。我国公路建设取得了迅速的发展，公路等级也在不断的提高。随着我国 社会经济的迅猛发展，综合国力的增强，城市化速度不断加快，人们生活水平不 断提高，城市机动车拥有量迅速增加，部分公路路段的通行能力明显不能满足交 通量的需求。为了适应区域经济的发展，确保区域内交通运输的安全、畅通，对 原有道路进行改扩建是必要的，也是紧迫的。 在国外，不管发达国家还是发展中国家，都有着各自的发展状态，但是不管 是何种发展状态，出于政治、经济、国防等方面的需要，都在一定时期内规划建 设国家公路的发展。发达国家以完善、维护和提高现有路网和通行能力为主，发 展中国家则是普及和提高相结合，在增加公路通车里程的同时，大力提高干线公 路的技术水平。在发达国家，环境与公共关系对道路改建项目的重要性越来越突 出的体现出来。国外研究越来越多的侧重于扩建项目如何减少对自然环境和公众 生活的影响，如何与公众有效的沟通，如何利用先进技术参与工程等问题，在改 扩建项目的方案比选上技术已经日臻成熟。 本次毕业设计通过对纬地道路辅助设计系统的应用，对路基路面工程 、 工程制图及其它有关专业课程学习的基础上，在教师的指导下，完成滨河路 某一段的改扩建工程施工图设计。 设计的目的和意义主要是锻炼我们调查研究，收集资料，查阅资料及相关规 范的选择和运用的能力，使各方面的知识系统化，实践化，并培养我们应用纬地 三维道路 cad 系统绘图的能力以及综合运用所学知识编制设计书的能力。同时通 过对现有的三级滨河路改扩建为二级公路的平面，横、纵断面，路基和路面结构 的设计，使理论实际化，提高综合能力，为自己走向工作岗位后尽快适应社会工 作奠定基础。 1 2 道路线形设计道路线形设计 道路中线在平面上的水平投影称为道路平面线形，它反映着道路的走向。平 面线形的选定首先要熟悉地形图和所给的原始资料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情况。然后确定平面位置与线形：交点位置（里程桩号、 间距、偏角或坐标） ；确定平曲线半径及缓和曲线长度；平面线形设计：线形要 素的组合；路线里程桩号计算及逐桩坐标计算；平面视距的确定与保证。 2.1 线形设计的要求线形设计的要求 道路线形宜由直线、平曲线组成，平曲线宜由圆曲线、缓和曲线组成。圆曲 线半径，缓和曲线长度是路线平面设计中要解决的基本问题。设计时应处理好直 线与平曲线的衔接，合理地设置缓和曲线、超高、加宽等。实践证明，直线长度 过长或过短、曲线与直线、曲线与曲线配置的不适当也会导致行车事故，降低通 行能力，造成行驶时间和运营费用的损失以及破坏与自然景观的协调。一般来说， 道路线形设计应满足以下几点要求： 1道路线形设计必须满足城市道路工程设计规范 CJJ37 - 2012的要求。 2道路线形应直捷、连续、顺适，力求平顺，转折不要过多过急。 本设计路段长 2.48 km，共设有 6 个弯道。为了避免给驾驶者造成不便，设 计时应控制圆曲线的最小半径，并在直线与圆曲线间插入了足够长的缓和曲线。 3道路平面线形要与地形、地物、水文相适应，与周围环境相协调。 本次设计的道路是村镇段，道路一侧低洼，有大量的田地，另一侧有住宅、 医院、车站等，地势平坦。 4行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求应尽量满足。 对于城市主干道，设计速度为 60km/h 时，停车视距应大于或等于 70m。 5平曲线应有足够的长度。 汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，且方向盘操作过于频 繁，不利于安全行车。 6应根据道路等级合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、 分隔带断口、公共交通停靠站位置等。 2 2.2 主线平面设计主线平面设计 本次设计对滨河路 K4+850 至 K7+330 段道路进行升级改造，根据滨河路现 状道路情况以及道路的交通状况确定，维持原路线形基本不变。 2.2.1 道路中线的选择道路中线的选择 由于此段道路右侧有大量的住宅，而左侧大部分为路堤，路堤下有大量的田 地，扩建时为了减少拆迁量且便于施工，从而决定将道路中心线向左侧偏移，右 侧的路面边缘线几乎与原道路边缘一致。根据标准横断面的设计数据，道路的设 计宽度为 32 米。找到原有道路的中线，向左侧偏移 11.25m，以得到设计道路的 中线。 2.2.2 平面线形的交点设计法平面线形的交点设计法 在纬地道路设计辅助系统中平面的设计主要采用两种方法，即曲线设计法和 交点设计法，前者适用于互通式立体交叉的平面线位设计，而后者适用于公路主 线的设计。根据本设计的具体情况采用交点设计法。 设计前，首先根据原有道路找到的中心线。找到每段直线的交点，加上起点 （交点 0）和终点（交点 7）共八个交点。首先拾取起点，然后插入后面的 7 个 交点，点击鼠标右键，系统返回主对话框中。 通过移动横向滚动条，分别给每个交点设置平曲线（圆曲线和缓和曲线） ， 并根据需要先选择交点的计算模式，输入已知参数并进行各种接线反算。在计算 成功的情况下，点“计算绘图”按钮实时显示路线平面图形。试算过程中要注意 对话框右侧“数据显示”中的内容，以控制整个平面线形设计和监控试算结果。 2.2.3 道路中线的绘制道路中线的绘制 1圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。选用曲 线半径时，应充分注意地质，水文条件，使曲线既能更好的吻合地形，减少工程。 2在确定圆曲线半径时，应注意： （1）一般情况下，宜采用极限最小平曲线的 48 倍。 3 （2）地形条件受限制时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径。 （3）前后线形要素相协调，构成连续、均衡的曲线线形，是平面线形指标 逐渐过渡，避免出现突变。 （4）同纵断面线形相配合，必须避免小半径曲线和陡坡相重合。 3为保证行驶的舒适性和安全性，平曲线应有足够的长度，圆曲线的长度 也宜有 3s 的行程。不能满足时，应考虑增大圆曲线半径或减少缓和曲线的长度； 条件受限时，可将缓和曲线在曲率相等处直接相连。 4按照城市道路工程设计规范 CJJ37 - 2012有如下规定： （1）圆曲线最小半径如表 2-1 所示。一般情况下应采用大于或等于不设超高 最小半径值；当地形条件受限制时，可采用设超高最小半径的一般值；当地形条 件特别困难时，可采用设超高最小半径的极限值。 表表 2-1 圆曲线最小半径圆曲线最小半径 设计速度（km/h） 100806050403020 不设超高最小半径（m） 1600100060040030015070 一般值 6504003002001508540 设超高最小半 径（m）极限值 400250150100704020 （2）平曲线与圆曲线最小长度应符合表 2-2 的规定。 表表 2-2 平曲线与圆曲线最小长度平曲线与圆曲线最小长度 设计速度（km/h） 100806050403020 一般值 2602101501301108060 平曲线最小 长度(m)极限值 17014010085705040 圆曲线最小长度(m) 85705040352520 （3）缓和曲线应采用回旋线，缓和曲线最小长度应符合表 2-3 的规定。当 设计速度小于 40km/h 时，缓和曲线可采用直线代替。 表表 2-3 缓和曲线最小长度缓和曲线最小长度 4 （4）当圆曲线半径小于上表 2-1 不设超高最小半径时，在圆曲线范围内应设 超高。最大超高横坡度应符合表 2-4 的规定。 表表 2-4 最大超高横坡度最大超高横坡度 设计速度（km/h）100，8060，5040，30，20 最大超高横坡（%） 642 5选用数据的检验 本设计的设计速度为 60km/h，输入设计数据后通过纬地系统的试算与规范的 比较有以下结论： （1）查表 2-1 得知：圆曲线的最小半径的一般值为 300m，极限值为 150m， 本路线设有六个弯道，即有六段圆曲线，半径依次为： 650m，200m，150m，550m，600m，150m。比较最小的圆曲线的半径为 150m。 因此，满足要求。 （2）查表 2-2 得知：平曲线的最小长度的一般值为 150m，极限值为 100m。 本路线的六个曲线长度分别为：196.8351m， 193.9889m， 193.8499m， 214.0458m，224.4333m，349.6302m，比较最小长度为 193.8499m，大于一般值 150m，满足要求。 （3）查表 2-3 得知：缓和曲线最小长度为 50m，而设计中缓和曲线长度分别 为 70m，60m，50m，70m，80m，100m，180m，通过比较均满足要求。 6道路中线的绘制：通过以上数据的设计及验算，所有数据均符合规范要 求。点击“控制” ，输入起点桩号 K4+850，并选择绘制百米桩、里程碑，选择每 隔 50m 为一个桩号，绘制道路中线。 2.3 本章小结本章小结 本章主要对道路平面线形设计的要求和设计方法做了详细的介绍。通过论述 纬地 CAD 软件的应用过程，利用交点设计法在保持原道路线形基本不变的前提 下，初选道路线形，然后根据城市道路工程设计规范 CJJ37 - 2012中对于平 设计速度（km/h） 100806050403020 缓和曲线最小长度（m） 85705045352520 5 面线形设计的要求，完成了新线形的设计，所有涉及数据通过检算满足设计要求。 6 3 纵、横断面设计纵、横断面设计 纬地系统开发了专门的纵、横断面地面线数据输入程序，将数据输入完毕后 即可根据数据绘制纵、横断面地面线。纬地系统还可自动检查，将许多类似键入 手误、桩号不匹配、桩号顺序颠倒、格式不符等错误排除在数据录入阶段。 3.1 纵断面设计纵断面设计 沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面，它反映自然地形和设计路 线在竖直断面上的几何形状、位置、尺寸。纵断面设计的主要任务是根据汽车的 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 几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及旅客感觉舒适 的目的。 3.1.1 纵断面设计要求纵断面设计要求 纵断面线形设计应根据道路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素， 考虑路基稳定、排水、工程量等要求，对纵坡的大小、长短、竖曲线半径大小以 及与平面线形的组合关系等进行综合设计。设计有如下要求： 1线型平顺。设计坡度平缓，坡段较长，起伏不宜频繁，在转坡处以较大 半径的竖曲线衔接。 2路基稳定、土方基本平衡。 3尽可能与相交的道路、广场和沿路建筑物的出入口有平顺的衔接。 4道路及两侧街坊的排水良好。道路路缘石顶面应低于街坊地面标高及道 路两侧建筑物的地坪标高。 5考虑沿线各种控制点的标高和坡度的要求。包括如相交道路的中心线标 高，与铁路交叉点的标高，河岸坡度和河流最高水位、桥涵立交的标高等。 3.1.2 纵断面地面高程数据的输入纵断面地面高程数据的输入 在纬地系统中找到“纵断面输入”选项，进入对话框。在“文件”菜单“设定桩 号间隔”设定按 50m 间距提示下输入桩号，并依次输入桩号为 K4+850 至 K7+330 7 之间，道路中线上每隔 50m，所有点地面高程。输入过程中，系统会自动检查输 入的每一桩号的顺序，错误时会自动提示。浏览检查全部纵断面数据，确定无误 后存盘。 由于纵断面数据为纯文本格式，本设计过程首先使用 Excel 文本编辑器进行 桩号和高程的输入，方便快捷，输入完成后保存为断面线文件，添加到纬地项目 管理器中。 3.1.3 纵断面动态拉坡设计纵断面动态拉坡设计 纬地系统在自动绘制拉坡图的基础上，支持动态交互式拉坡与竖曲线设计。 可实时修改变坡点的位置、标高、竖曲线半径、切线长、外距等参数；对大、中 型桥梁等主要纵坡，受控处系统可自动提示控制标高和相关信息。 1纵断面拉坡步骤 （1）准备工作 在纵断面设计数据文件存在的前提下，通过“纵断面设计”进入纵断面拉坡 设计主对话框。系统自动读入并进行计算显示相关信息。第一次点按“计算显示” 按钮，在当前屏幕图形中绘出全线的纵断面地面线、里程桩号和平曲线变化，同 时屏幕图形下方也会对应显示一栏平曲线变化图，为在屏幕上进行拉坡设计作准 备。 （2）选择变坡点 通过选择纵断面设计对话框中选点的方式，选择路线的起点设计桩号与高程， 在对话框中输入桩号和高程的准确值来确定路线纵断面的设计起点位置。通过 “插入”增加下一个变坡点，以填挖相近的原则，在图形中选择适当的变坡点的 位置。 （3）确定竖曲线 当变坡点的位置确定好后，通过竖曲线的计算功能来进行竖曲线的设计。选 择已知竖曲线的半径的计算模式，按照规范要求分别输入各个变坡点的半径值。 单击计算显示，前纵坡、后纵坡、竖曲线长的数据显示在对话框的右侧，检查数 据是否符合规范的要求，确认无误后，保存纵断面设计数据，纵断面设计结束。 2纵断面拉坡数据的选择 8 确定设计高程时，应根据规范规定公路的最大纵坡、限制坡长、纵坡折减、 合成坡度等，并结合路线起终点、桥隧、交叉口、沿溪线水位等控制点和经济点 的高程，确定出公路路线纵断面设计线。设计线必须满足技术标准，又尽可能照 顾平纵面线形的协调，同时还是最经济的设计。 纵断面设计时，在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折 形式的不同，竖曲线有凸有凹，其大小用半径和水平长度表示。高程纵断面设计 线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点位置应选择在整 10m 桩号上。纵断面 坡度、竖曲线的半径及竖曲线的长度均应符合国家规范的要求。 根据城市道路工程设计规范 CJJ37 - 2012有如下规定： （1）机动车道最大纵坡应符合表 3-1 的规定，对于改建道路、受地形条件或 其他特殊情况限制时，可采用最大纵坡极限值。 表表 3-1 最大纵坡最大纵坡 设计速度（km/h） 100806050403020 一般值 3455.5678 最大纵坡 （%）极限值 45678 （2）最小纵坡度与雨量大小、路面种类有关。路面越粗糙，最小纵坡越大， 反之则可小些。道路最小纵坡不应小于 0.3%；当遇特殊困难纵坡小于 0.3%时， 应设置锯齿形边沟或采取其他排水设施。 （3）道路坡道的长度与道路的等级要求和车辆的爬坡能力有关，不宜太长， 但也不宜太短。一般最小长度也应不小于相邻竖曲线切线长度之和。纵坡的最小 坡长应符合表 3-2 的规定。 表表 3-2 最小坡长最小坡长 设计速度（km/h） 100806050403020 最小坡长（m） 2502001501301108560 （4）为使路线平顺，行车平稳，必须在路线竖向转坡点处设置平滑的竖曲 线将相邻直线坡段衔接起来。竖曲线宜采用圆曲线，竖曲线最小半径与竖曲线最 小长度应符合表 3-3 规定。一般情况下应大于或等于一般值；特别困难时可采用 9 极限值。 表表 3-3 竖曲线最小半径与竖曲线最小长度竖曲线最小半径与竖曲线最小长度 设计速度（km/h） 100806050403020 一般值 10000450018001350600400150 凸形竖曲线 （m）极限值 650030001200900400250100 一般值 4500270015001050700400150 凹形竖曲线 （m）极限值 300018001000700450250100 一般值 210170120100906050 竖曲线长度 （m）极限值 85705040352520 （5）本设计的设计速度为 60km/h，设计路段内共设有四处变坡点： 1）边坡点 0（起点）：桩号为 K4+850，高程为 1866.30m，竖曲线类型为凹 形竖曲线，后纵坡为 0.7818%。 2）变坡点 1：桩号为 K5+950，高程为 1874.90m，半径 R=18000m，竖曲线 类型为凹形，前纵坡为 0.7818%，后纵坡为 1.4925%，竖曲线长 L=127.9228m， 变坡点间距 1100m，前直坡段长 1036.0386m，后直坡段长 551.1566m，竖曲线起 点为 K5+886.039，竖曲线终点为 K6+013.961。 3）变坡点 2：桩号为 K6+630，高程为 1885.049m，半径 R=14000m，竖曲线 类型为凹形，前纵坡为 1.4925%，后纵坡为 2.4194%，竖曲线长 L=129.764m；变 坡点间距 660m，前直坡段长 551.1566m，后直坡段长 635.118m，竖曲线起点为 K6+565.118，竖曲线终点为 K6+694.882。 4）变坡点 3（终点）：桩号为 K7+330，高程为 1901.9847m，竖曲线类型为 凸形竖曲线，前纵坡为 2.4194% ，变坡点间距为 700m。 根据规范要求，比较以上数据和表 3-3 的规定，得出选取的竖曲线的拉坡设 计满足的要求。 3.1.4 路线纵断面图绘制路线纵断面图绘制 纵断面拉坡设计完成后，进行纵断面图的绘制。打开纵断面设计绘图的对话 10 框搜索到起始桩号和终止的桩号，选择好要绘制的参数后，点击“批量绘图” ， 系统便自动分页绘制出了纵断面图。 纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩号的高层 而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化的情况；另一条是 设计线，它是经过技术上，经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规 则形状的几何线。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成。直线有上坡和下坡，是 用高差和水平长度表示的。本设计的纵断面图包含了里程桩号、设计高程、地面 高程、直曲线、填挖高度、和竖曲线等数据。 纵断面图反映了设计道路的地面高程起伏变化，是道路纵断面设计的主要成 果，也是道路设计的重要技术文件之一，把道路的纵断面图与平面图结合起来， 就能准确地定出道路的空间位置。 3.2 横断面设计横断面设计 道路的横断面，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 所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、 护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。城市道路的横断面组成中，还包 括机动车道、人行道、绿化带、分车带等。高速公路和一级公路上还有变速车道、 爬坡车道等。 而横断面中的地面线是表征地面起伏变化的那条线。路线设计中所讨论的横 断面设计只限于与行车直接相关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等 问题，所以有时也将路线横断面设计称作“路幅设计” 。 3.2.1 横断面设计原则横断面设计原则 公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、 地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用 地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。 道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断 面设计应满足以下一些原则： 1设计应根据道路类别、道路等级、服务功能、行车要求和当地自然条件， 11 在规划红线宽度范围内合理布设。并综合考虑施工、养护和实用等方面的情况， 进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 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。城市建成区道路不宜分期修建。 3对现有道路改建应采取工程措施与道路交通管理相结合的方法布设横断 面以提高道路通行能力和保障交通安全。 3.2.2 横断面组成及要素的确定横断面组成及要素的确定 1横断面布置 横断面可分为单幅路、两幅路、三幅路、四幅路及特殊形式的断面。根据 城市道路工程设计规范 CJJ37 - 2012 ，城市主干路宜采用四幅路或三幅路；次 干路宜采用单幅路或两幅路，支路宜采用单幅路。本设计的横断面采用三幅路的 形式，中间为双向行驶的机动车道，两侧设置分隔带将机动车和非机动车分隔， 使行车更加安全，分隔带外侧为非机动车道和人行道。 2横断面的组成 道路横断面的组成应根据道路等级、设计速度、地形、气候、地质等条件来 确定，以保证道路的交通安全、通行能力、路基的强度和稳定性。本次设计的道 路是城市主干道，横断面组成主要包括：行车道、分隔带、人行道、路肩、边坡、 排水设施等。 3横断面要素的确定 横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸，在实际设 计中，一般是根据公路等级和交通量的大小，参考城市道路工程设计规范 CJJ37 - 2012中各级公路路基横断面来确定，同时结合当地交通规划和有关要求 进行适当的调整。 （1） 机动车道宽度 机动车道路面宽度应包括车行道宽度及两侧路缘带宽度，单幅路及三幅路 采用中间分隔物或双黄线分隔对向交通时，机动车道路面宽度还应包括分隔物或 双黄线的宽度。机动车道宽度要符合表 3-4 的规定。 12 表表 3-4 一条机动车道最小宽度一条机动车道最小宽度 设计速度（km/h） 车型及车道类型 6060 大型车或混行车道（m） 3.753.50 小客车专用车道（m） 3.503.25 本设计采用双向两车道，路幅形式采用三幅路，机动车道总宽度为 15.5m。 双黄线的宽度采用 0.5m，其中单条黄线宽为 0.15m，两标线间隔 0.2m。靠近路中 线的一侧机动车道宽度采用 3.75m，外侧的机动车道宽度采用 3.5m，路缘带的宽 度采用 0.25m。 （2） 非机动车道宽度： 非机动车专用道路面宽度应包括车道宽度及两侧路缘带宽度，单向不宜小于 3.5m，双向不宜小于 4.5m。一条非机动车道宽度见表 3-5。 表表 3-5 一条非机动车道宽度一条非机动车道宽度 车辆种类自行车三轮车 非机动车道宽度（m） 1.02.0 本设计采用两条非机动车专用道路，左侧非机动车道宽度采用 3.5m，右侧采 用 4.5m。 （3）路侧带 1）人行道宽度的确定 人行横道必须满足行人安全顺畅通过的要求，并应设置无障碍设施。人行道 最小宽度应符合表 3-6 的规定 表表 3-6 人行道最小宽度人行道最小宽度 人行道最小宽度 项目 一般值最小值 各级道路 3.02.0 商业或公共场所集中路段 5.04.0 火车站、码头附近路段 5.04.0 13 长途汽车站 4.03.0 本设计路段左侧多为田地，行人稀少，不设人行道，右侧有医院、汽车站等 场所，人行道宽度采用 3.0 m。 2）分车带宽度的确定 分车带按其在横断面中的不同位置及功能，可分为中间分车带（简称中间带） 及两侧分车带（简称两侧带） ，分车带由分隔带及两侧路缘带组成。本设计分车 带与绿化带相结合设置形式，并包括照明灯柱、标志牌、信号灯、城市公共服务 设施等。分车带最小宽度应符合表 3-7 的规定。 表表 3-7 分车带最小宽度分车带最小宽度 类 别中间带两侧带 设计速度（km/h）60 606060 机动车道 0.500.250.500.25 路缘带宽度 （m）非机动车道 0.250.25 机动车道 0.500.250.250.25 安全带宽度 （m）非机动车道 0.250.25 机动车道 1.000.500.750.50 侧向净宽 （m）非机动车道 0.500.50 分隔带最小宽度（m） 2.001.501.501.50 分车带最小宽度（m） 3.002.00 2.50（2.00 ） 2.00 本设计道路为三幅路，设置两个分车带，宽度均为 2.0m。 （4）路肩的设置 1）采用边沟排水的道路应在路面外侧设置保护性路肩，中间设置排水沟的 道路应设置左侧保护性路肩。 2）保护性路肩宽度自路缘带外侧算起，快速路不应小于 0.75m；其他道路不 应小于 0.50m；当有少量行人时，不应小于 1.50m。当需设置护栏、杆柱、交通 标志时，应满足其设置要求。 本设计道路左侧多为农田，行人稀少，设置了保护性土路肩，路肩的宽度采 14 用 1.50m。 3.2.3 路拱与横坡路拱与横坡 道路横坡应根据路面宽度、路面类型、纵坡及气候条件确定，宜采用 1.02.0%。快速路及降雨量大的地区宜采用 1.5%2.0%；严寒积雪地区、透 水路面宜采用 1.0%1.5%。保护性路肩横坡度可比路面横坡度加大 1.0。 单幅路应根据道路宽度采用单向或双向路拱横坡；多幅路应采用由路中线向 两侧的双向路拱横坡；人行道宜采用单向横坡。 本设计道路机动车道采用 1.5% 的双向横坡，分隔带不设置横坡，非机动车 道采用 2% 的单向横坡，人行道采用 2% 的单向横坡。 3.2.4 缘石缘石 缘石应设置在中间分隔带、两侧分隔带及路侧带两侧，缘石可分为立缘石和 平缘石。立缘石宜设置在中间分隔带、两侧分隔带及路侧带两侧。当设置在中间 分隔带及两侧分隔带时，外露高度宜为 15cm20cm；当设置在路侧带两侧时， 外露高度宜为 10cm15cm。平缘石宜设置人行道与绿化带之间，以及有无障碍 要求的路口或人行横道范围内。 本设计在两侧分隔带设置立缘石，外露高度为 20cm。 3.2.5 横断面绘图横断面绘图 由以上横断面组成和各个要素的确定，以及路拱和缘石的设置，得出道路的 标准横断面图如图 3-1 所示。 15 图图 3-1 城市主干道的标准横断面城市主干道的标准横断面 根据横断面图可以算出道路的宽度为 32m。其中左侧宽度为 14.75m，右侧宽 度为 17.25m。 1横断面地面线数据输入 横断面数据按桩号间距 50m 进行输入，每三行为一组，分别为桩号、左侧数 据、右侧数据。每组数据包括两项，即平距和高差，这里的平距和高差是相对于 前一点的。 2横断面设计绘图 进行横断面设计前，首先要生成路基设计数据文件，搜索起始桩号和终点桩 号，进行计算。打开纬地“横断面设计与绘图”主对话框，选择生成土方控制文 件，记录三维数据文件，给出起点桩号和终点桩号，按照 1:200 的比例进行绘制。 本设计共有 51 个横断面，以中线对齐的方式，绘制了 51 条横断面线，横断 面图共占用八张图纸，每张图按每个桩号的横断面绘制了一个表格。表格中有填 方、挖方、路基宽、超高、边坡等数据。 3.3 本章小结本章小结 本章主要论述了道路的纵、横断面的设计理论及设计过程。纵断面的设计通 过每 50m 桩号处地面高程数据的输入，按照规范要求设置变坡点，进行纵断面的 拉坡设计，检验合格后绘制纵断面图。横断面的设计首先要根据规范确定标准横 断面的各个要素，然后对应纵断面每隔 50m 的高程，以平距高差的方式进行路基 横断面地面线的输入，为了更加精确，地面每一个高程变化点都要输入，最后绘 制横断面图。 16 4 路面结构设计路面结构设计 路面是道路主要组成部分，它的好坏会直接影响行车速度，安全和运输成本。 路面可分为面层、基层和垫层。路面设计应根据道路功能、类型和等级，结合沿 线地形地质、水文气象及路用材料等条件，因地制宜、合理选材、节约资源。路 面结构层所选材料应满足强度、稳定性和耐久性的要求。 面层应满足结构强度、 高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳、抗水损害及耐磨、平整、抗滑等表面特性的 要求；基层应满足强度、扩散荷载的能力以及水稳定性和抗冻性的要求；垫层应 满足强度和水稳定性的要求。 4.1 路面结构设计的原则路面结构设计的原则 路面结构设计的目标是要求路面结构在设计年限内满足预测交通量累计标准 轴载通行时，具有快速、安全、稳定的服务功能，路面结构具有相应的承载能力， 结构层的应力应变满足材料容许的标准。路面结构设计满足以下几个原则： 1路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,密切结合 当地实践经验,将路基路面作为一个整体考虑，进行路面综合设计。 2在满足交通量和使用要求的前提下，遵循“因地制宜、合理选材、方便 施工、利于养护、节约投资”的原则，进行路面设计方案的技术经济比较,选择技 术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。 3结合当地条件，推广成熟的科研成果，对新材料、新工艺、新技术应在 路面设计方案中慎重的运用。 4路面设计方案应注意环境保护、自然生态平衡和施工人员的健康和安全。 5为提高路面工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计 方案。 4.2 交通分析交通分析 已知该路段的通行能力为 15000pcu/日（折合小客车） ，设计轴载为 BZZ 100。交通量增长率前五年 8%，之后五年为 7%，最后两年为 5%，累计标准轴次 17 按 12 年计。 代表车型的技术参数见表 4-1。 表表 4-1 代表车型的技术参数代表车型的技术参数 车型分类代表车型 前轴重 (KN) 后轴重 (KN) 后轴数 后轴轮 组数 后轴距 （m） 日交通 量（辆 /d） 小客车桑塔纳 2000 2500 中客车江淮 AL6600 17.026.5120320 大客车黄海 DD680 49.091.5120250 轻型货车北京 BJ130 13.427.4120460 中型货车东风 EQ140 23.669.31201110 重型货车黄河 JN163 58.6114.0120638 铰接挂车东风 SP9250 50.7113.3324230 4.2.1 标准轴载及轴载当量换算标准轴载及轴载当量换算 公路行驶车辆的型号多种多样，各个国家都根据本国国情确定标准轴载。我 国路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载。以 BZZ100 标准轴载表示，各 项参数见表 4-2。 表表 4-2 标准轴载标准轴载 BZZ100 各项参数各项参数 标准轴载名称BZZ100标准轴载名称BZZ100 标准轴载 P（kN） 100 轮胎接地压力 p（MPa） 0.70 两轮中心距（cm） 1.5d 单轮当量圆直径 d（cm） 21.30 各种车型应按规定的法则作当量换算，得到当量的标准轴载次数。 1当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时，按（4-1）式完成轴载 当量换算： （4-1） 4.35 12 1 () k i i i P NC C n P 18 式中：N标准轴载的当量轴次（次/日） ； n1被换算车型的各级轴载作用次数（次/日） ； C1轴数系数； C2被换算车型的轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组为 6.4，四轮组为 0.38； P标准轴载（kN） ； Pi被换算车型的各级轴载（kN） ； 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（4-2）式计算： （4-2） 11 1.2(1)Cm 式中：m轴次。 将各车型标准轴载的当量轴次计算结果汇总于表中，如表 4-3 所示： 表表 4-3 轴载换算结果（以弯沉值为标准）轴载换算结果（以弯沉值为标准） 车型 （KN i P ） 1 C 2 C (次/日) i n 4.35 12 () i i P C C n P 前轴 2500 桑塔纳 2000 后轴 2500 前轴 17.016.43200.920 江淮 AL6600 后轴 26.5113200.991 前轴 49.016.425071.858 黄海 DD680 后轴 91.511250169.872 前轴 13.416.44600.470 北京 BJ130 后轴 27.4114601.648 前轴 23.616.4111013.294 东风 EQ140 后轴 69.3111110225.171 前轴 58.616.4638399.351 黄河 JN163 后轴 114.0116381128.124 前轴 50.716.423076.682 东风 SP9250 后轴 113.33.412301346.192 19 4.35 12 1 () k i i i P NC C n P 3434.573 2当以半刚性材料层的层底拉应力为设计指标时，应按（4-3）式完成轴载 当量换算： （4-3） / 1 /8 2 1 () k i i i P NC C n P 式中：C1轴次系数； C2轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组为 18.5，四轮组为 0.09。 以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数应按（4-4）式计算： （4-4） 1 121Cm 将各车型标准轴载的当量轴次计算结果汇总于表中，如表 4-4 所示： 表表 4-4 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力验算）轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力验算） 车型 （KN i P ） 1 C 2 C (次/日) i n 8 12 () i i P C C n P 前轴 2500 桑塔纳 2000 后轴 2500 前轴 17.0118.53200.004 江淮 AL6600 后轴 26.5113200.008 前轴 49.0118.525015.370 黄海 DD680 后轴 91.511250122.831 前轴 13.4118.54600.001 北京 BJ130 后轴 27.4114600.015 前轴 23.6118.511100.198 东风 EQ140 后轴 69.311111059.046 前轴 58.6118.5638164.124 黄河 JN163 后轴 114.0116381819.950 前轴 50.7118.523018.576 东风 SP9250 后轴 113.3512303122.749 20 / 1 /8 2 1 () k i i i P NC C n P 5322.873 4.2.2 累计标准当量轴次累计标准当量轴次 设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次数 Ne 按照（4-5）式计算： （4-5） 1)1(3651 t N eN 式中：Ne设计年限内一个车道的累计当量轴次（次/车道） ； t设计年限（年） ； N1运营第一年双向日平均当量轴次（次/d） ； 设计年限内交通量的平均年增长率(%); 车道系数，见表 4-5 表表 4-5 车道系数车道系数 由表取，=0.65 已知该路段交通量增长率前五年 8%，之后五年为 7%，最后两年为 5%，累 计标准轴次按 12 年计。 故 12 年交通量平均增长率 ： 55212 (1 8%)(17%)(1 5%)(1) 由此得出 =7.08% 则使用年限内的累计当量标准轴次为： 1当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时 车道特征车道系数 车道特征车道系数 双向单车道 1.0 双向六车道0.30.4 双向两车道0.60.7双向八车道0.250.35 双向四车道0.40.5 21 = 1 11365 t e NN 12 17.08%1365 3434.573 0.65 7.08% =14645263.33 2当以半刚性材料层的层底拉应力为设计指标时 11365 t e NN 12 1 7.08%1365 5322.873