关 键 词：

铜陵 一级 公路 标段 设计

资源描述：

铜陵—汤口一级公路一标段设计,铜陵,一级,公路,标段,设计

内容简介：

第 一 部 分青岛世园会天水路设计I摘要摘要本设计为青岛世园会天水路设计。天水路为城市主干道路，东至铜川路，西至达川路，全长约1800km，设计车速为50km/h，道路形式为双幅路，双向六车道。设计中道路平面设计根据总体布局规划，设置了两个平曲线，半径分别为m800和m1000，均为大半径曲线，可不设缓和曲线，采用直线与圆曲线之间相连。纵断面设计以平曲线设计为依据，满足平纵线型组合要求，并且结合该路段地形条件，使其填挖平衡。设计采用两条竖曲线，半径分别为10000m 和12000m。交叉口设计包括平面设计和立面设计，平面设计形式为拓宽路口式十字交叉口，进口道增设左右转车道，立面设计根据该斜坡地形的高程采用方格网法绘制立面图。 道路的路基路面设计， 根据道路等级及地形条件，并做好路基排水设计。路面进行分层设计，对各层设计指标进行验算。根据国家规范标准对道路给排水及管线设计，做好道路的绿化和照明。关键词：城市道路；横断面设计；平面设计；纵断面设计；交叉口；排水IIAbstractThe name of this design for Qingdao International Horticultural Exposition is TianShuiroad,which is the main road of the city , east to TongChuan road, west to DaChuan road, totallength is1800km, design speed is50km/h and road form for double amplitude and six lanes.Road plane design set up two plane curve,big radius curves based on general layout,theradius of which arem800andm1000respectively so that it is unnecessary to set up easementcurve and connected with straight line and circular curve .profile design is based on plane curvedesign, which is satisfied the requirement of flat vertical linear combination and the balance ofthe fill to dig combined with the terrain conditions.The design use two vertical curves whichradius arem10000andm12000respectively.Intersection design including the plane design andthe facade design, plane design form is intersections in the form of widening the road, importway add left and right turn lanes, facade design use grid method to draw the elevation accordingto the slope of the terrain elevation .Road subgrade pavement design is based on road grade andterrain conditions,meanwhile, make the roadbed drainage design.Making road hierarchicaldesign and checking design indexes calculation for each layer.Making roaddrainage andpipeline design and completing the road greening and lighting based on the national standards.Keywords: Urban road;Cross-sectional design;The plane design;Profile design;Intersection;drainage目录0前言11路线总体设计21.1任务依据21.2基本规定21.3通行能力和服务水平31.3.1通行能力 31.3.2服务水平 42道路横断面设计42.1横断面布置42.2横断面组成及宽度42.3路拱及横坡52.4缘石53道路平面设计63.1平面线要素的设置63.2几何要素计算63.2.1路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算 63.2.2直线上中桩计算 83.3行车视距计算94道路纵断面设计 124.1坡度和坡长的设计124.2纵断面竖曲线设计124.3城市道路街沟设计134.4线性组合设计 135交叉口设计 145.1交叉口的设计类型145.2平面交叉口的交通分析145.3交叉口的平面设计155.3.1进出口道设计155.3.2公共停靠站设计165.3.3行人过街横道设计165.3.4非机动车交通处理165.3.5交通标志线设置165.3.6拓宽式交叉口设计165.3.7交叉口缘石转弯设计185.4交叉口的立面设计185.4.1交叉口的基本情况185.4.2路段上设计等高线的绘制195.4.3交叉口处设计等高线的绘制196路基设计 226.1路基设计的一般规定226.2路基的主要病害与防治226.2.1主要病害226.2.2病害的防治226.3路基的设计 226.4路基排水设计 246.5路基防护 247路面设计 247.1路面设计概述 257.1.1基本特性257.1.2路面的分类和选择257.2路面结构设计 257.3路面设计计算 267.3.1轴载分析277.3.2结构组合和材料特性287.3.3设计指标的确定307.3.4确定石灰土厚度317.3.5验算各层层底拉应力328城市道路给水排水设计 358.1城市道路给水设计358.1.1给水系统358.1.2给水管道布置原则和形式358.1.3给水管道的水力计算358.2城市道路排水设计398.2.1排水设计概述398.2.2污水管道系统的设计398.2.3污水管道的水力计算398.2.4雨水管道系统的设计429城市道路绿化与照明设计 449.1城市道路绿化设计449.1.1基本规定449.1.2一般原则449.1.3绿带设计449.2城市道路照明设计459.2.1照明设计的基本要求459.2.2照明设计4510结论46参考文献47辽宁工程技术大学毕业设计10前言城市道路建设是城市连接乡镇，工业对接农业的重要纽带，是城市规划的规范性、合理性、可持续发展性的重要体现方式之一。青岛世界园艺博览会的举办将为青岛市打造为真正的绿色城市作出导向，推动青岛园艺产业的发展和城市影响力的提升。本设计为青岛世园会天水路设计，该路为世园会主干道路，连接多个交叉口，完成客货运输，提高国民经济。良好的交通状态，同时也会加快青岛现代化和国际化进程。本次城市道路设计主要内容包括通行能力和服务水平分析、横断面设计、平面和纵断面设计、交叉口设计、交通设施设计、路基路面设计、管线排水、照明和绿化设计等。本设计在掌握主要材料基础上，主要依据道路勘测设计、城市道路工程设计规范、城市道路路线设计规范、城市道路路基设计规范等专业文献。同时，在指导老师的悉心教导下，使本次设计顺利完成。由于本人知识水平有限，若有不足或疏漏之处，希望老师和同学批评指正。赵琪琪：青岛世园会天水路设计21路线总体设计1.1任务依据2014 年青岛世界园艺博览会规划园区主次干路总长度约km4 .30,道路总面积约3 .28万平方米，新规划的17条道路以世园会为中心依次向南部及西部延伸。其中最靠近世园会的地段规划城市主干道，预计总投资共计3841. 3亿元，分别为天水路和东川路，都将连接世园大道。其中本次设计的天水路道路工程西起铜川路，东至达川路，道路设计全长约km8 . 1千米，贯穿多个交叉路口，道路红线宽m38。根据现有的道路情况进行设计，并预测可能通行能力,同时保证该路与世园会配套道路的连接与畅通。图 1-1天水路卫星图Fig 1-1Tianshui Lu map1.2基本规定1.道路分级城市道路按照道路在道路网中的地位及服务功能等，分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级。本次设计的青岛世园会天水路为主干道路，所以在设计时机动车道与非机动车道应用隔离带分开，两侧应有适当宽度的人行道，且两侧不宜设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。2.设计速度主干道路的设计速度为hkm/6040，主路设计速度与路段一致，匝道及集散车道为主路设计速度的7 . 04 . 0倍，平面交叉口设计速度宜为路段的7 . 05 . 0倍。本设计天水路路段采用hkm/50进行设计和计算，匝道和交叉口均采用hkm/30进行设计计算。3.设计车辆因天水路为城市郊区道路，所以其机动车的主要车型有小客车、中型车和大型车。非机动车主要车型有自行车、电瓶车、摩托车和三轮车。辽宁工程技术大学毕业设计33.建筑限界道路建筑限界内不得有任何物体侵入，根据道路最小净高标准要求，机动车最小净高为m5 . 4，非机动车最小净高为m5 . 2。道路设计中应做好不同净高要求的道路间的衔接过渡。5.设计年限天水路采用沥青路面，设计年限为15年。6.荷载标准道路路面结构设计以双轮组单轴载kN100为标准轴载。7.防灾标准道路工程应按国家工程所在地区的抗震标准进行设防，应避开泥石流、滑坡、崩塌、塌陷等。1.3通行能力和服务水平1.3.1通行能力天水路设计速度为hkm/50,其路段一条车道的基本通行能力为hpcu/1700,设计通行能力为hpcu/1350。不受交叉口影响的一条自行车道路段通行能力为h/veh16001400，受交叉口影响一条自行车道路段通行能力应为h/veh1000800， 信号交叉口进口道一条自行车道的路段通行能力为h/veh1000800。1.3.2服务水平新建道路应按三级服务水平设计，交叉口自行车道服务水平按三级服务水平设计。赵琪琪：青岛世园会天水路设计42道路横断面设计2.1横断面布置1.布置原则城市道路横断面综合布置，应在城市道路红线范围内，保证交通的安全和畅通，充分发挥和重视道路的绿化作用，保证路面雨水的排除，处理好地下管线和各种构筑物，节约资金和城市用地等。2.横断面形式本设计采用双幅路横断面形式，又称“两块板”。这种形式的横断面适用于两条机动车道以上，非机动车较少的道路。主要有以下优点：（1）可以通过中间带预留机动车道，有利于拓宽车道的需要；（2）可以在中央分隔带上设置保护区，能够保障行人安全。2.2横断面组成及宽度城市道路的横断面通常由机动车道、非机动车道、人行道、分车带、设施带、绿化带等组成，横断面布置如图 2-1 所示。图 2-1天水路横断面示意图Fig 2-1Tianshui road cross-sectional schematic1.机动车道的设计城市道路工程设计规范规定，hkmV/60时，一条机动车道宽宜大于m5 . 3,本设计采用m75. 3,单向两条机动车道。2.非机动车道的设计与机动车道合并的非机动车道，车道数单向不应小于两条，宽度不应小于m5 . 2,本设辽宁工程技术大学毕业设计5计非机动车道采用m5。3.人行道的设计人行道宽度要满足行人安全畅通，本设计宽度为m3。4.分车带和路侧带的设计天水路为两幅路形式，所以只设中间分车带，简称“分车带”，不设两侧分车带。分车带由分隔带和两侧路缘带组成，依据规范，分隔带采用m2，两侧路缘带采用m5 . 0。路侧带由人行道、绿化带设施带等组成。本设计人行道m3，绿化带采用m5 . 1正方形，设施带与绿化带结合采用m2。2.3路拱及横坡双幅路采用由路中线向两侧的双向路拱横坡，路拱坡度%0 . 2%0 . 1，按%5 . 1进行设计。人行道采用单向横坡，坡度按%0 . 2设计。2.4缘石分隔带、两侧带、路侧带应设置缘石，人行道和绿化带之间设平缘石。赵琪琪：青岛世园会天水路设计63道路平面设计3.1平面线要素的设置天水路的设计，起点为)0 , 0(，1JD)0 . 0 , 4 .574(，2JD)0 .373, 1 .1200(,终点)3 .500, 0 .1695(，mR8001，mR10002，半径均大于m700，可不设缓和曲线，且大于不设超高的临界半径mR400。3.2几何要素计算3.2.1路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算1.起点为)0 , 0(，1JD)0 , 4 .574(坐标增量：4 .57404 .57401XXDX001YYDY交点间距：m4 .57404 .5742222DYDXS象限角：04 .5740arctgDXDYarctg计算方位角：3601A2.1JD)0 , 4 .574(，2JD)0 .373, 1 .1200(坐标增量：7 .6454 .5741 .122012XXDX0 .37300 .37312YYDY交点间距：m7 .7450 .3737 .6452222DYDXS象限角：辽宁工程技术大学毕业设计7307 .6450 .373arctgDXDYarctg计算方位角：330303602A30360330121AA01，左转。3.2JD)0 .373, 1 .1200(，终点)3 .500, 0 .1695(坐标增量：9 .4741 .12200 .169523XXDX3 .1270 .3733 .50012YYDY交点间距：m7 .4913 .1279 .4742222DYDXS象限角：159 .4743 .127arctgDXDYarctg计算方位角：345153603A15330345232AA02，左转。设起点里程为mK000.0000，1JD 处转角1，2JD 处转角2，其中心线设计图如图3-1。赵琪琪：青岛世园会天水路设计8图 3-1道路中心线设计图Fig 3-1The center line of the road design3.2.2直线上中桩计算00图 3-2曲线几何要素Fig 3-2The geometry element of curve301，mR8001mRT0 .214230tan8002tan111mRL0 .4198003018014. 318014. 3111mRE0 .28115sec80012sec111辽宁工程技术大学毕业设计9152，mR10002mRT7 .131215tan8002tan222mRL7 .26110001518014. 318014. 3222mRE6 . 815 . 7sec100012sec222起点桩号为000.0000K，1JD 桩号为360.5740K，则：直圆点桩号000.3600360.214360.574011KKTJDZY曲中点桩号500.569020 .419000.360021KKLZYQZ圆直点桩号000.77900 .419000.36001KKLZYYZ2JD 桩号为700.3101K，则：直圆点桩号000.1791700.131700.310122KKTJDZY曲中点桩号850.309127 .261000.179122KKLZYQZ圆直点桩号700.44017 .261000.17912KKLZYYZ3.3行车视距计算平曲线设计时需要考虑行车视距要求，视距包括停车视距、会车视距、超车视距和错车视距，其中停车视距是最短的，由规范知，hkmV/50，对应的停车视距为m60。1.视距曲线为防止驾驶员被路线内侧障碍物阻挡而使行车视距受到影响，因此对平曲线弯道处进行视距检查，若不能保证城市道路的最短视距，则应该将阻碍物清除，图 3-3 中，阴影部分为影响视距部分，应保证无障碍物。赵琪琪：青岛世园会天水路设计10图 3-3视距曲线图Fig 3-3Visibility graph图中 AB 为要求的行车视距mS60，汽车行至 A点，应能看到B 点处的障碍物或对向来车。2.横净距的计算视距曲线与行车轨之间的法相距离叫做横净距。其最大值为最大横净距。视点的运动轨迹，一般取弯道内侧车道路面边缘加m5 . 1。mBRRs5 .7925 . 12388005 . 121mBRRs5 .9925 . 123810005 . 122式中：R 圆曲线半径，m；B 路面宽度，m；5 . 1驾驶员座位距未加宽时路面内边缘水平距离。本设计未设缓和曲线，其最大横净距为图 3-4 中的Z ，计算如下：曲线长分别为mRLs83.131805 .79214. 318014. 311mRL31.171805 .99214. 318014. 322知曲线长L小于设计视距S，则2cos1ssRRZ2sin22LSZ21ZZZ辽宁工程技术大学毕业设计11整理得LSRLZs28（3-1）图 3-4未设缓和曲线时横净距计算Fig 3-4Not set to the easement curve of horizontal intervalmR800时，带入（3-1）得：mLSRLZs23. 083.136025 .792883.1328111mR1000时，带入（3-1）得：mLSRLZs093. 031.176025 .992831.1728222因平面圆曲线半径较大，所以转弯处行车视距很好满足。同时可以看出圆曲线半径越大，其最大横净距越小。赵琪琪：青岛世园会天水路设计124道路纵断面设计4.1坡度和坡长的设计本设计道路存在三个纵坡，分别为%3 . 11i，%8 . 02i，%0 . 13i，均大于最小纵坡%3 . 0，且小于最大纵坡%5 . 5，满足规范要求。同时，非机动车道坡度与机动车道坡度相同，也满足非机动车道坡度宜小于%5 . 2的要求。本设计纵坡长度分别为m5 .427，m49.554，m47.395,满足最小纵坡要求。又因其纵坡没有达到最大纵坡值，所以也满足最大纵坡长要求。4.2纵断面竖曲线设计规范中规定，hkmV/50时，凸形竖曲线的最小半径为m1350，凹形竖曲线的最小半径为m1050。该设计取凸形竖曲线半径mR100001，凹形竖曲线半径mR120002。本设计中变坡点桩号分别为71.5330K，00.3001K，变坡点高程分别为m55.128,m00.118。1.mR100001021. 0013. 0008. 0121iiw曲线长mwRL210021. 010000111切线长mLT1052210211外距mRTE6 . 0100002105221211计算设计高程：竖曲线起点桩号=71.428010571.5330KK竖曲线起点高程=85.127013. 010555.128竖曲线终点桩号=71.638010571.5330KK竖曲线终点高程=71.127008. 010555.1282.mR120002018. 0008. 001. 0232iiw曲线长mwRL216018. 012000222切线长mLT1082216222外距mRTE5 . 0120002108222222辽宁工程技术大学毕业设计13竖曲线起点桩号=00.192110800.3001KK竖曲线起点高程=96.118008. 010810.118竖曲线终点桩号=408110800.3001KK竖曲线终点高程=20.11801. 010810.1184.3城市道路街沟设计当城市道路纵坡大于%3 . 0时，可以靠街沟自然排水，街沟纵坡与道路中线纵坡一致，即%3 . 11i，%8 . 02i，%0 . 13i。4.4线性组合设计1.基本原则平纵线性组合原则上应“相互对应”，且平曲线稍长于竖曲线，即“平包竖”。本设计第一个平曲线起点桩号为00.3600K，终点桩号为00.7790K，竖曲线起点桩号为71.4280K，终点桩号71.6380K；第二个平曲线起点桩号为00.1791K，终点桩号为70.4401K； 竖曲线起点桩号为00.1921K， 终点桩号00.4081K均能满足平包竖的原则。根据德国的工程经验，平曲线半径小于m1000情况下，一般竖曲线半径为平曲线半径的2010倍左右， 可取得平衡。 本设计中平曲线半径为m800,m1000， 竖曲线半径为m10000，m12000，满足要求。2.线性组合的形式通过分解立体线性要素，得出本设计的平纵线性组合有以下三种：（1）平面上为直线，纵面也为直线构成恒有坡度的直线。（2）平面上为曲线，纵断面上为凸形竖曲线构成凸起的平曲线。（3）面上为曲线，纵断面上为凹形竖曲线构成凹下去的平曲线。赵琪琪：青岛世园会天水路设计145交叉口设计城市道路中，根据交叉口处相交道路所处空间位置的不同，分为平面交叉口和立体交叉口两大类,当道路在同一高度相交并有一共同构筑面时成为平面交叉。5.1交叉口的设计类型1.根据道路向平面交叉口汇集的条数，可划分为三路交叉、四路交叉和五路交叉等，本设计交叉口为四路交叉。2.城市道路按渠化交通程度及类型分类 ，一般可分为加铺转角式、扩宽路口式、分道转弯式和环形交叉口。天水路设计采用扩宽路口式平面交叉，同时增设左、右转车道。扩宽路口式平面交叉可以减少转弯交通对直行交通的干扰，具有车速比较高、通行能力大、事故率低等优点。3.平面交叉口按交通组织方式分类， 可分为平 A类， 即信号控制交叉口， 又分为平1A类，平2A 类。平1A类为交通信号控制，进口道展宽交叉口；平2A 类交通信号控制，进口道不展宽交叉口；平B 类，即无信号交叉口；平C类，即环形交叉口。因本设计为主干路-主干路交叉，所以采用平1A类交叉口。5.2平面交叉口的交通分析减小或消灭冲突点的方法有：1.实行交通管制，在交叉口设置信号灯，使发生冲突的车辆从通行时间上错开。如图5-1，四路交叉口处设置交通管制后，冲突点由16个减至2个，分流点由8个减至4个。图 5-1交叉口示意图Fig 5-1Intersection diagram辽宁工程技术大学毕业设计152.采用渠化交通，在交叉口内增设左转和右转车道，引导各方向车流沿固定路径行驶。5.3交叉口的平面设计5.3.1进出口道设计1.路段基本情况天水路为城市主干路，道路断面采用两幅路形式，并设置中间分隔带，机动车与非机动车用黄线隔开，两侧设置绿化带和人行道。天水路路段单向车道划分如下（由内向外）：m5 . 0（左侧路缘带）+m75. 3（直行车道）+m75. 3（直行车道）+m5（非机动车道）=m13。南北相交道路瑞秋路也为城市主干道路，断面形式为四幅路，红线宽m60，设置中间分隔带、机动车与非机动车分隔带，两侧设置人行道。瑞秋路路段机动车道划分如下（由内向外）：m5 . 0（左侧路缘带）+m75. 3（直行车道）+m75. 3（直行车道）+m75. 3（直行车道）+m5 . 0（右侧路缘带）=m25.12。2.进口道设计由于左转车流对直行车流、右转机动车与同进口道的直行非机动车交通之间易产生冲突，为提高通行能力，交叉口采用不同流向分道行驶。东西路进口道各增设一条左转和右转车，进口道断面宽度由路段m13增至m19。交叉口进口道划分如下（由内向外）：m25. 3（左转车道）+m50. 3（直行车道）+m50. 3（直行车道）+m25. 3（右转车道）+m5（非机动车道）=m19。南北路进口道各设置一条左转和右转车道，进口道断面宽度由路段m25.12增至m17。交叉口进口道划分如下（由内向外）：m25. 3（左转车道）+m50. 3（直行车道）+m50. 3（直行车道）+m50. 3（直行车道）+m50. 3（直行车道）+m25. 3（右转车道）=m17。3.出口道设计考虑到交通习惯性和畅通性，出口道的车道数至少等于进口道的直行车道数，所以东西路出口道设为（由内向外）：m75. 3（直行车道）+m75. 3（直行车道）+m5（非机动车道）=m5 .12。南北出口道设计为（由内向外）：m75. 3（直行车道）+m75. 3（直行车道）+m75. 3（直行车道）=m25.11。赵琪琪：青岛世园会天水路设计165.3.2公共停靠站设计天水路横跨世园会，沿线均为公交中间停靠站，而无终点站，所以无需考虑终点站设计。公交停靠站设计在交叉口下游，且距离对向停靠站m50。本设计采用沿人行道布设中间停靠站，便于乘客候车，往返站点错开。5.3.3行人过街横道设计过街横道与车行道垂直，又其顺沿主干路，行人过街需求较大，所以宽度设为m5，位置与人行道延长线平行，设在中央分隔带端部，后退m3，不设安全岛。5.3.4非机动车交通处理天水路上非机动车较少，可不设分离设施。5.3.5交通标志线设置根据交通流向，每条车道都标明了箭头标线。由于交叉口设有信号管制，所以在交叉口的每个进口道都设置了停车线，停车线垂直于道路中心线，并在人行道后m2处设置。5.3.6拓宽式交叉口设计1.右转专用车道设计（1）渐变段长度dl右转车道渐变段长度为图 5-2 中的dl，可按转弯车辆以路段平均行驶速度AV 行驶时每秒钟横移m1计算，即：mBVlAd456 . 3/25. 3506 . 3/式中：AV 路段平均行驶速度，hkm/；B 右转车道宽度，m 。辽宁工程技术大学毕业设计17图 5-2拓宽右转车道的长度Fig 5-2The length of broadening the right lane（2）进口道减速段长度blaVVlBAb2622式中：AV 减速时出口道的平均速度，hkm/；BV 减速后的末速度，hkm/；a减速度，2/sm。查得平均行驶速度为hkm/50，减速到停车所需长度为m40。2.左转专用车道设计分出一条左转车道，原道路中间带较窄，压缩后仍不够，所以将双向车道向外侧偏移，增加不足部分宽度，拓宽后的交叉口如图 5-3 所示。图 5-3平面交叉口设计图Fig 5-3Plane road intersection design赵琪琪：青岛世园会天水路设计185.3.7交叉口缘石转弯设计对于有缘石的道路，为了保证各种转弯车辆在交叉口以一定速度顺利通过，要将相交道路的缘石用曲线连接。缘石转弯半径为：WBRR21（5-1）iVR1272（5-2）式中：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，m ，一般采用m5 . 3；V交叉口设计速度，本设计取路段设计速度的6 . 0倍，即hkm/30；横向力系数；i交叉口处车行道的平均横坡度。将数据带入（5-1）、（5-2）得：mR95.42015. 015. 0127302mR2 .36525 . 395.421即缘石半径为m2 .36。5.4交叉口的立面设计交叉口的竖向设计也成为交叉口的立面设计，设计目的是通过调整交叉口的范围内相交道路共同构筑面，以及引道上各点的设计标高，合理确定相交道路之间及交叉口和周围建筑物之间共同面关系，以符合行车舒适、排水迅速和建筑艺术等方面的要求。5.4.1交叉口的基本情况两条相交道路分别为天水路和瑞秋路，道路等级相同。其中东西方向纵坡为%3 . 11i，南北向坡度为%3 . 13i，路拱横坡相等，为%5 . 12i。道路处在斜坡地形上，即相邻两条纵坡指向交叉口，而另两条背离。东西车行道宽mB351，南北车行道宽mB5 .452。中心点高程mhA00.121，等高距采用mh1 . 0。本交叉口立面设计方法采用方格网法，在交叉口范围内，以相交道路中心为坐标基线打方格网，测出方格网上点的地面线标高，标出辽宁工程技术大学毕业设计19相应的施工高度。5.4.2路段上设计等高线的绘制mihl69. 7013. 01 . 011miBil19.20013. 02015. 0352322由1l和2l即可绘出路段上的设计等高线。5.4.3交叉口处设计等高线的绘制选行车道中心线为路脊线，路脊线中点即为控制标高的位置。1.根据交叉口的控制标高，推算G、b、a三点的标高：mAG45.57miAGhhAG25.120013. 045.5700.1211miBhhhGba99.119015. 023525.120221则N、c、d三点的标高为：miANhhAN30.120013. 070.5300.1213miBhhhNdc96.119015. 025 .4530.120222F、e、f三点的标高为：miAFhhAF75.121013. 045.5700.1211miBhhhFfe49.121015. 023575.121221H、g、h三点的标高为：miAHhhAH69.121013. 070.5300.1213miBhhhHhg35.121015. 025 .4569.1212222.根据 A、d、e点标高，求出1、2等点的设计标高： mRihRihhed73.1202013. 02 .3649.121013. 02 .3696.1192331mAAhhhhAA59.12077.443073.12000.12100.1212112则3、4等点的设计标高：赵琪琪：青岛世园会天水路设计20 mRihRihhgf99.1202013. 02 .3635.121013. 02 .3649.1212113mAAhhhhAA07.12177.443099.12000.12100.12143345、6等点的设计标高： mRihRihhgh84.1202013. 02 .3699.119013. 02 .3669.1212335mAAhhhhAA76.12077.443084.12000.12100.12165567、8等点的设计标高： mRihRihhcb45.1202013. 02 .3696.119013. 02 .3699.1192117mAAhhhhAA18.12077.443045.12000.12100.12187883.采用平均分配法求转角曲线上等高点标高：弧长mRL42.282 .3614. 3281281d和2之间设有等高线3 . 610. 096.11959.120根平均间距为m47. 4642.28同理，求得等高线根数及间距表如下：表 5-1等高线根数及等高线间距计算结果表Tab 5-1The number of contour and the contour interval computation result table弧2de24fg46ha68bc8等高线/条105544101010间距2.845.685.689.479.472.842.842.84交叉口立面图绘制如图 5-4：辽宁工程技术大学毕业设计21图 5-4方格网等高线法交叉口立面设计图Fig 5-4Grid contour elevation design method of intersection赵琪琪：青岛世园会天水路设计226路基设计6.1路基设计的一般规定1.路基必须密实、均匀，应具有足够的强度、稳定性、抗变性能和耐久性，并结合当地气候、水文和地质条件，采取防护措施。2.路基工程应节约用地，保护环境，减少对自然、生态环境的影响。3.路基断面形式应与沿线自然环境和城市环境相协调，不得深挖高填，同时应因地制宜，合理利用当地材料和工业废料修筑路基。4.路基工程包括排水系统，防排水设施和防护设施的设计。5.对特殊路基应查明情况，分析危害，结合当地成功经验，采取相应措施，增强功能可靠性。6.2路基的主要病害与防治6.2.1主要病害本设计为城市道路设计，地势较平坦，周围无高山等地形，路基的主要病害有以下两种：1.路基沉陷路基表面在垂直方向产生较大的沉落即为路基沉陷。 路基填料不良， 填料方法不得当，对路基压实不足，都有可能会产生沉陷，路基沉陷也将会直接导致路面破坏。2.路基翻浆因设计采用的是土质路基，在水温条件不利的情况下，冬季土基由上向下逐渐冻结，春融季节，上层土基解冻，水分留在上部，土基过湿软化，强度降低，在受到荷载的作用下，路面开裂、鼓包、翻浆冒泥。6.2.2病害的防治1.正确设计横断面；2.选择良好的土质填筑路基；3.做好路基排水，包括地面排水、地下排水、路面结构排水等。6.3路基的设计1.路基干湿类型设计路基干湿类型采用分界稠度法划分，对于主干路，路基应处于干燥或中湿状态，则对辽宁工程技术大学毕业设计23路基相对高度判定标准如表 6-1。表 6-1路基干湿状态判定标准Tab6-1decision criteria subgrade dry and wet state2.填方路基填方部分采用砾类土作为填料，最大粒径小于mm150，填方路基地质良好，边坡高度不大于m20，所以边坡坡率不大于5 . 1:1。采用加州承载比（CBR）来表征路基承载力，则在路床顶面以下m5 . 18 . 0范围内，填料最小强度为%4，在路床顶面以下大于m5 . 1，其最小强度为%3。3.挖方路基土质挖方路基的边坡形式及边坡坡率应根据实际工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施和施工方法，并根据当地同类稳定自然山坡和人工边坡的调查及力学分析结果综合确定。本设计挖方边坡采用中密以上的中砂，设计的边坡坡率为5 . 1:1。4.路基压实路基应分层压实、均匀压实，路基压实度要求应满足表 6-2 的规定。表 6-2路基压实度Tab 6-2The limit of compaction for roadbed5.路基横断面设计路基干湿类型路基相对高度一般特征干燥1HH 路基干燥稳定，路面强度和稳定性不受地下水和表积水的影响中湿12HHH路基上部土层处于地下水或地表积水影响的过渡带区内项目分类路床顶面以下深度压实度填方路基8 . 00955 . 18 . 0935 . 192零路基或挖方路基3 . 00958 . 03 . 095赵琪琪：青岛世园会天水路设计24（1）路基宽度路基宽度包括行车道宽度、分车带宽度、绿化带宽度和人行道宽度。其宽度之和为m38。（2）路基边坡根据城市道路路基设计规范，路堤和路堑设计边坡均采用5 . 1:1，部分道路边界与广场相连，无边坡。6.4路基排水设计路基排水设计应采取排、疏、防相结合的原则，并应与路面排水系统、边坡防护、地基处理等其他措施相协调，并保证路基稳定，避免造成损害。1.地表水天水路属于城市建成区内道路，宜采用管道、雨水口和连接管等排水设施。排水设施的布设充分利用城市排水系统、天然水系和地形，选择合理的进出口位置，并应使水流顺畅。管道排水暴雨强度设计重现期为42年。2.地下水路基地下水采用排水隔离层设施，隔离材料采用砾石，粒径大约为cm20，最大粒径不超过cm30，排水隔离层高出设计水位cm30。6.5路基防护路基防护应满足下列规定：1.路基防护应采取工程防护与植物防护相结合的防护措施，并应与景观相协调。2.深填高挖，沿河等路段的路基边坡，必须根据其工程特性进行路基防护设计。3.路基支挡结构应满足各种设计荷载组合下支挡结构的稳定性、坚固性和耐久性。辽宁工程技术大学毕业设计257路面设计路面是路基上用不同强度材料铺筑一层或数层的层状结构物，是城市道路的重要组成部分。路面在使用过程中，承受汽车的垂直力和水平力作用，并将它们传递给基层和路基。为了保证路面的设计使用年限，应满足强度、稳定性、平整度、抗滑性、少尘性和不透水性的要求。7.1路面设计概述7.1.1基本特性沥青路面的优点有：表面平整无接缝、震动小、施工期短、养护维修方便、行车舒适、适宜分期修建等。沥青路面属柔性路面，其强度和稳定性主要取决于土基和基层的特性。7.1.2路面的分类和选择在城市道路设计中，正确选择路面类型是一项重要任务，天水路道路等级为主干路，路面等级应为高级路面。其分类和选择如下：1.按强度构成原理分类沥青路面分为嵌挤类和密实类，密实类沥青路面又分为开式和闭式两种，由于开式混合料其热稳定性较好， 所以采用密实类开式混合料， 粒径小于mm5 . 0的矿料颗粒含量较少，孔隙率大于%6。2.按施工工艺不同分类沥青路面分为层铺法、厂拌法和路拌法，本设计采用厂拌法，将规定级配的矿料和沥青材料在工厂拌和，送到工地，在矿料中含有矿粉，混合料采用最佳级配配制，成为沥青混凝土，这种拌和方式质量高，寿命长。3.按沥青路面技术分类路面分为沥青混凝土路面、热拌沥青碎石路面、乳化沥青碎石路面、沥青贯入式路面和沥青表面处治路面等类型。本设计采用沥青混凝土路面。7.2路面结构设计路基路面结构是一个整体，在路面设计时应综合考虑，只有按照“土基稳定、基层坚实、面层耐用”的要求，才能使设计的路面经济合理。路面结构层分为面层、基层和垫层，根据不同结构层的特点和作用的不同，设计为三赵琪琪：青岛世园会天水路设计26层式沥青面层，分别为细粒密级配沥青混凝土、中粒密级配沥青混凝土和粗粒密级配沥青混凝土，基层采用沥青碎石，垫层采用石灰土，结构层示意图如图 7-1。图 7-1结构层示意图Fig 7-1layer structure diagram7.3路面设计计算天水路路面宽m38，中间设置分隔带，双向四车道，交通量年平均增长率为%6，设计年限为15年。以双轮组单轴载kN100为标准计算，预测交通量如表 7-1。表 7-1预测交通量组成表Tab 7-1The table of forecasted traffic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(量/日)解放 CA10B19.460.8512-520东风 SP9135B20.172.6224500黄河 JN16259.511512-450太脱拉 11138.774221.2320尼桑 CK20L49.8510012-420辽宁工程技术大学毕业设计277.3.1轴载分析1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力为设计指标时的累计当量轴次。35. 4211)(PPnCCNiiki（7-1）采用式（7-1）计算得表 7-2。表 7-2轴载换算结果表（弯沉）Tab7-2The result of the axle load matrixing (flexure )车型)(kNpi1C2Cin（次/日）35. 421)(PPnCCii解放 CA10B后轴60.851152059.92东风 SP9135B后轴72.612500248.36黄河 JN162前轴59.51145047.03后轴11511450826.51太脱拉 111前轴38.7113205.15后轴7412.2320189.99尼桑 CK20L前轴49.851142020.33后轴10011420420N1817.28注：轴载小于 30kN 的轴载作用不计；根据设计规范，沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数是5 . 04 . 0，取45. 0。累计当量轴次：次875083645. 028.181736516 . 01.36511151NNte2.以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时的累计当量轴次。8121()kiiiPNC C nP（7-2）采用式（7-2）计算得表 7-3：赵琪琪：青岛世园会天水路设计28表 7-3轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）Tab7-3The result of the axle load matrixing (The tensile stress of the semi-rigid basic level )车型)(KNpi1C2Cin（次/日）35. 421)(PPnCCii解放 CA10B后轴60.85115209.77东风 SP9135B后轴72.61250077.18黄河 JN162前轴59.5114507.07后轴115114501376.56太脱拉 111后轴741332086.32尼桑 CK20L后轴10011420420N1976.9注：轴载小于 30kN 的轴载作用不计累计当量轴次：次924475745. 090.197636516 . 01.36511151NNte7.3.2结构组合和材料特性路面结构面层采用三层式沥青面层)12(cm ，表层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度cm3），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度cm4），下面层采用粗粒式密级配混凝土（厚度cm5）基层采用沥青碎石（取cm20）,底基层采用石灰土。结构如图 7-2。该道路位于区内 ，为砂性土，处于干燥状态，拟定稠度为10. 1，查得土基回弹模量MPaE400，各层厚度、混凝土的弯拉强度smf，弯拉回弹模量E 如表 7-4。辽宁工程技术大学毕业设计29图 7-2路面结构层设计图Fig7-2The diagram of the structure in road surface表 7-4材料参数表Tab7-4The material parameter table7.3.3设计指标的确定1.设计弯沉值dl 的计算mmAAANlbscd252.396 . 11187508366006002 . 02 . 0式中：dl 设计弯沉值)01. 0(mm ；eN 设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数；cA道路等级系数，主干路为0 . 1；层次材料名称厚度)(cmhi弯拉强度)(MPafsm弯拉回弹模量)(MPaE面层沥青混凝土121.51500基层沥青碎石2011800垫层石灰土?0.31200土基土路基-40赵琪琪：青岛世园会天水路设计30sA面层类型系数，沥青砼面层为0 . 1；bA 基层系数，沥青类基层和粒料基层取6 . 1；2.容许弯沉值Rl 的计算mmaaNlsrR450 . 10 . 187508361 . 11 . 12 . 02 . 0式中：Rl 容许弯沉值)01. 0(mm ；ra 道路分类系数，主干路取0 . 1；sa 路面类型系数，沥青混凝土取6 . 1；3.综合修正系数 f 的计算66. 065.107 . 02045. 04047. 1247. 138. 038. 0rPlEftRn式中：Rl计算容许弯沉值；0E 土基回弹模量（MPa）；p 车轮接地压强7 . 0；单轮传压当量圆半径65.10。4.容许拉应力的计算柔性路面：amsmRKf（7-3）67. 21 . 1/875083612. 0/12. 02 . 02 . 0ramaNK刚性路面：amrmRKf（7-4）81. 11 . 1/87508364 . 0/4 . 01 . 01 . 0ramaNK式中：smf沥青混凝土的弯拉强度，MPa；辽宁工程技术大学毕业设计31amK沥青混凝土弯拉结构强度系数；rmf半刚性材料的弯拉强度，MPa；分别将参数带入式（7-3）、（7-4）中，得各层材料的容许层底拉应力为：细粒式密级配沥青砼：MPaKfamsmR5618. 067. 25 . 1中粒式密级配沥青砼：MPaKfamsmR5618. 067. 25 . 1粗粒式密级配沥青砼：MPaKfamsmR5618. 067. 25 . 1沥青碎石：MPaKfamrmR3745. 067. 20 . 1石灰土：石灰土属于半刚性基层MPaKfamrmR1657. 081. 13 . 07.3.4确定石灰土厚度首先对多层路面体进行等效换算，换算后如图 7-3 所示。图 7-3路面结构层等效换算图Fig 7-3Pavement structure layer equivalent conversion chart赵琪琪：青岛世园会天水路设计32cmh31，MPaE15001，MPaE1500254 . 254 . 24 . 24 . 22532765. 089.331500120015001800201500150054hhEEhhHKKK标准轴载 BZZ100，轮胎接地压强MPap7 . 0，当量圆半径10.65cm28. 065.103h65.10765. 089.335hH11500150012EE027. 015004020EE由03925. 0150065.107 . 0221LLdsEpll95. 3L查图得：31. 11K，44. 621kkL，49. 02k查图得49. 02k时，21. 665.10765. 089.335hH15.425h，取mh435。7.3.5验算各层层底拉应力计算方法：对多层路面体系进行等效换算求第i层的层底拉应力，则：上层：411ikkkiEHhE（7-5）下层：10.9211nkkk iiEHhE （7-6）由公式12p m m或12p n n求各层层底拉应力。式中：p轮胎接地压强 p=0.7MPa；、1m 、2m 、1n 、2n 由查“三层连续体系上（中）层底面拉应力系数图”得到。计算各层层底的弯拉应力得表 7-5。辽宁工程技术大学毕业设计33表 7-5多层路面等效换算结果表Tab 7-5Multilayer pavement equivalent conversion result table第一层底部弯拉应力：28. 065.103h54. 665.106 .69H11500150012EE027. 015004020EE查图得：0，10m ，20m ，所以，第一层底部弯拉应力120p m m（符合）。第二层底部弯拉应力：85. 065.109h16. 665.106 .65H11500150012EE027. 015004020EE查图得：0，10m ，20m ，所以，第二层底部弯拉应力120p m m（符合）。第三层底部弯拉应力：层位多层体系等效三层体系每一层底弯拉应力每二层底弯拉应力每三层底弯拉应力每四层底弯拉应力每五层底弯拉应力iEMPaihcmiEMPaihcmiEMPaihcmiEMPaihcmiEMPaihcmiEMPaihcm1150031500315009150014180042.8180042.8215004120069.6315005150065.64180020180060.65120043120038.89120038.896404040404040赵琪琪：青岛世园会天水路设计3431. 165.1014h69. 565.106 .60H2 . 11500180012EE022. 018004020EE查图得：0，10m ，20m ，所以，第三层底部弯拉应力120p m m（符合）。第四层底部弯拉应力：02. 465.1080.42h65. 365.1089.38H67. 01800120012EE033. 012004020EE查图得：014. 0，61. 11m，19. 02m，所以，第四层底部弯拉应力MPa1657. 0029. 019. 061. 1014. 07 . 0（符合）。第五层底部弯拉应力为：02. 465.1080.42h65. 365.1089.38H67. 01800120012EE033. 012004020EE查图得：014. 0，61. 11m，19. 02m所以，第五层底部弯拉应力MPa1657. 0029. 019. 061. 1014. 07 . 0（符合）。辽宁工程技术大学毕业设计358城市道路给水排水设计8.1城市道路给水设计8.1.1给水系统1.给水要求给水管网的基本任务是安全可靠，经济合理的供应城乡人民生活、工业生产、保安防火、公共设施等。2.给水管道的组成给水管道由输水管、配水管、水压调节设施及水量调节设施组成。3.管道类型根据城市规划的布局、地形自然条件、水源情况等，管道类型分为统一给水系统、分质给水系统、分压给水系统、分区给水系统、区域给水系统和工业给水系统。本设计采用分质给水系统，将同一水源或不同水源，经过不同的程度处理，用不同的管道系统，将不同水质的水供给给用户的给水系统，可以提高饮用水质量、节省处理费用、合理利用资源等。8.1.2给水管道布置原则和形式1.布置原则（1）按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充足的发展余地。（2）管网布设必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小。（3）管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。力求以最短的距离敷设管线，降低费用。2.布置形式给水管网的布置形式基本分两种，树状网和环状网。根据本设计的地形条件，采用树状网形式。8.1.3给水管道的水力计算1.基本情况该区域用水人口5万人，最高用水量定额为)/(150dcapL，最小服务水头为kPa175，赵琪琪：青岛世园会天水路设计36地形平坦，工业用水dm /4003,给水管线如图 8-1。图 8-1树状网给水管线Fig 8-1Tree water supply pipeline net2.确定总用水量设计最高日常生活用水量：sLhmdm/81.86/5 .312/750015. 05000033工业用水量：sLhm/94. 6/25164003sLQ/75.9394. 681.863.管线总长mL18104.计算比流量)/(0564. 0270181094. 675.93smLqs5.计算沿线流量沿线流量=Lqs计算结果如表 8-1：辽宁工程技术大学毕业设计37表 8-1管段长度及流量表Tabl8-1The section length and flow6.计算节点流量节点 1：sL/46. 82/92.16节点 2：sL/326.292/ )92.1676.41(节点 3：sL/968.342/ )20.28736.41(节点 4：sL/10.142/2 .28节点 5：sL/84.332/68.677.干管水力计算控制点为点5，计算各点水头损失。水头损失：22sqalqilh（8-1）RACs21（8-2）式中：C谢才系数，611RnC ，n为糙率；R 水力半径，AR，为湿周，A为断面积；s水管摩阻；q流量，sm /3。管段管段长度)(m沿线流量)/(sL0-127015.231-230016.922-374041.743-450028.202-5120067.68合计3010169.76赵琪琪：青岛世园会天水路设计38将各参数代入（8-1）、（8-2）中得：mmd400173.165100013. 01161611RnC3922211090. 21020014. 310073.16511RACssmq/75.933mh55. 275.931090. 2231mmd400273.165100013. 01161612RnC3922221090. 21020014. 310073.16511RACssmq/75.783mh79. 175.781090. 2232mmd200364.14750013. 01161613RnC2922231092. 21010014. 35064.14711RACssmq/203mh68.11201092. 2223计算结果如表 8-2：表 8-2干管水力计算表Tab8-2Main hydraulic calculation table干管流量)/(sL流速)/(sm管径)(mm水头损失)(m0-193.750.754002.551-278.750.754001.792-5200.6520011.68辽宁工程技术大学毕业设计398.2城市道路排水设计8.2.1排水设计概述城市道路排水设计是一个复杂的工程，它对于城市道路使用寿命的长短影响很大。在城市道路建设中，需要建设一整套的工程设施，有组织的排除并处理雨水、污水和废水。常用的排水制度有分流制和合流制， 本设计采用完全分流制排水制度。 即将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠排除系统，具有完善的污水排水系统和雨水排水系统。8.2.2污水管道系统的设计1.设计充满度我国室外排水设计规范规定，污水管道应按非满流进行设计，其最大充满度应满足规范要求。2.设计流速为防止在管内产生淤积和冲刷，设计流速不宜过大或过小，该区粗砂地区，查表得其最大流速为sm/6 . 0。3.管径本设计分别采用mm400和mm350两种管径。4.坡度该设计的管线坡度分别为0013. 0，0008. 0和001. 0。5.管材因本地地质条件良好，所以选用钢筋混凝土管。6.接口采用刚性连接，主干管、干管采用钢丝网水泥砂浆抹带接口，支管采用水泥砂浆抹带接口。基础埋深m2，可以采用90 钢座基础、135 钢座基础和180 钢座基础。8.2.3污水管道的水力计算1.设计流量21321IARnQ （8-3）赵琪琪：青岛世园会天水路设计40式中：Q污水流量，sm /3；n糙率，钢筋混凝土管取值013. 0；A断面积，2m ；I 水力坡降。管段21、32、43采用管径mm350，坡度为0013. 0，带入公式（8-3）流量得：56.520013. 035. 014. 3435. 014. 3435. 014. 30013. 01132222132IARnQ查水力计算图的流速为：smv/57. 0。管段54、65、76采用管径mm400，坡度为0008. 0，带入公式（8-3）流量得：87.580008. 04 . 014. 344 . 014. 344 . 014. 30013. 01132222132IARnQ查水力计算图的流速为：smv/47. 0。管段87、98、109采用管径mm400，坡度为001. 0，带入公式（8-3）流量得：10.46001. 035. 014. 3435. 014. 3435. 014. 30013. 01132222132IARnQ查水力计算图的流速为：smv/57. 0。2.降落量根据管段长度和坡度计算降落量，填入表中。3.地面标高根据纵断面地形图查得管段上端和下端的地面标高，填入表中。4.水面标高、管口底标高和埋设深度（1）根据管径和充满度求管径水深；（2）管段起点埋设深度为m2，1点的管底标高等于1点的地面标高减埋深；2点的管底标高等于1点的管底标高等于1点的管底标高减降落量，2点的埋深等于2点的地面标高辽宁工程技术大学毕业设计41减管底标高；（3）管段上下端水面标高等于相应点的管底标高加水深，分别计算，填入表 8-3 中。表 8-3污水管道水力计算表Tab 8-3Sewage pipeline hydraulic calculation table管段编号长度)(m计划流量)/(sL直径)(mm坡度流速)/(sm充满度降落量)(mDh/H1-2227.552.563500.00130.592-320052.563500.00130.563-421052.563500.00130.574-511058.874000.00080.470.620.250.095-621358.874000.00080.470.620.250.176-724058.874000.00080.470.620.250.197-821646.13500.0010.428-920046.13500.0010.409-1019546.13500.0010.49管段编号标高（m）埋置深度(m)地面水面管口底上端下端上端下端上端下端上端下端1-2117.00116.95115.21115.00115.00114.662.002.292-3121.59121.09119.51119.25115.29115.004.224.253-4126.75126.70122.11122.14115.55115.266.866.884-5127.14127.04122.57121.69115.82115.536.756.165-6126.63126.53121.97121.79115.73114.656.247.146-7121.88121.78119.05118.86115.56114.483.494.387-8118.21118.16115.25115.03115.37114.290.200.718-9118.40118.35115.12114.29115.15114.690.031.429-10120.12120.07116.64116.43115.35114.211.292.22赵琪琪：青岛世园会天水路设计428.2.4雨水管道系统的设计1.雨水管道的布设原则（1）充分利用地形条件，就近排入水体；（2）尽量避免设置雨水泵站；（3）结合街区及道路规划，布置雨水管渠；（4）合理开辟水体；（5）结合城市的竖向规划；（6）在街道两侧设置雨水口。2.雨水排水系统根据排水系统构造的不同特点，城市道路雨水排水系统主要分为明沟系统、暗沟系统和混合系统。本设计采用暗沟系统，主要由街沟、雨水口、连接管、干管、检查井、出水口等部分组成。3.暗沟系统的布设原则（1）雨水管线应布设为直线，平行于道路中心线或规划红线；（2）雨水干管设置在街道中间或一侧；（3）管道最大埋深不超过m8，最小覆土厚度不小于m7 . 0，如图 8-2 所示。图 8-2埋深示意图Fig 8-2Depth map（4）雨水管与其他管线发生平交时，其他管线采用倒虹管的办法；（5）不同直径的雨水管在检查井内衔接时，应使上下游管道的管顶标高相同；辽宁工程技术大学毕业设计43（6）雨水管道应由上游向下游产生倾斜。4.街沟的布设本设计道路纵坡大于%3 . 0，满足排水要求，不用设置锯齿形街沟，且纵坡设计线、缘石顶面线和街沟设计线是三条平行的线。5.雨水口的布设雨水口的形式有平式、竖式和平竖组合式三种，天水路为主干路，采用平竖组合式，雨水口底部设有沉泥槽。雨水口间距为m40，连接管径为mm300，管线布设如图 8-3。图 8-3管线分布图Fig 8-3Pipeline map赵琪琪：青岛世园会天水路设计449城市道路绿化与照明设计城市道路绿化照明是城市的重要组成部分，也是城市市容和景观的重要体现，在某种程度上代表着城市的风格和水平。9.1城市道路绿化设计城市道路绿化设计包括路侧带、中间分隔带、两侧分隔带、平面交叉、广场。停车场以及道路用地范围内边角空地等处的绿化。9.1.1基本规定1.道路绿化设计应选择种植位置、种植形式、种植规模，采用适当的物种、草皮和花卉。绿化布置应将乔木，灌木与花卉结合，使绿化显得层次分明。2.道路绿化应选择能适应当地条件和城市复杂环境的地方性树种，应避免不适合植物生长的异地移植。3.对于宽度小于m5 . 1的分隔带和快速路上的中间分隔带上，不适宜种植乔木。4.主干路，次干路中间分车带和交通岛绿地，不应布置成开放式绿地。5.被人行横道或出入口断开的分车带，其端部应满足停车视距要求。9.1.2一般原则1.红线宽度为m38，城市道路绿地率不得小于%20。2.同一道路绿化宜有统一的景观风格，不同路段的绿化形式可有所不同。3.行道树应选择深根性、分支点高、冠大荫密、生长健壮、适宜城市道路环境条件。4.花灌木应选择花繁叶茂、花期长、生长健壮和便于管理的物种。9.1.3绿带设计分车带紧邻机动车道，在设计时必须充分考虑形成良好的行车视野环境、视线诱导和视觉舒适。1.行道树设计m3宽人行道左侧种植行道树，树种为千头椿，树干高大、叶大荫浓、新春嫩叶为红色，是优良的彩叶树种。2.中央分车带设计为注重城市道路的观赏性，中央分车带种植物种为金森女贞球。3.两侧绿化带设计辽宁工程技术大学毕业设计45沿人行道一侧自由曲线方式种植地被，花灌木，建造微地形，更好的烘托出自然种植方式。因行道树种植在两侧绿化带内，所以在绿化带两侧种植小叶女贞篱，使绿化带与人行道隔开。9.2城市道路照明设计9.2.1照明设计的基本要求1.照明应安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便等。2.应满足平均亮度、亮度均匀度和眩光度的要求。3.平面交叉和坡度地区应比直线连续照明的亮度高。4.光源选用高光效、长寿命、节能环保的产品。5.灯杆、灯具的色彩应与周围环境相协调。9.2.2照明设计本道路为主干路，灯源选用高压钠灯，灯具为截光型。采用常规型照明方式，双侧对称布置，如图 9-1 所示。图 9-1路灯示意图Fig 9-1Street light sketch赵琪琪：青岛世园会天水路设计4610结论本设计为青岛世园会的一条主干道路，设计路线长km1800，设计速度为hkm/50，红线宽m38，双向六车道。1.横断面形式为双幅路，设置中央分隔带，设置合理的横坡坡度，满足排水要求。2.根据总体布局规划，道路平面设置了两个平曲线，半径分别为m800和m1000，均为大半径曲线，可不设缓和曲线，采用直线与圆曲线之间相连。3.纵断面设计以平曲线设计为依据，满足平纵线型组合要求，并且结合该路段地形条件，使其填挖平衡。本设计采用两个竖曲线，半径分别为m10000和m12000。4.在坡度为%3 . 1i的纵坡上设计一个十字交叉口，该处地形为斜坡形，为满足交叉口处左右转车辆的通行能力，将交叉口进口处拓宽，增设左右转车道。5.根据道路等级及地形条件，对路基横断面及边坡进行设计，并做好路基排水设计。6.对路面分层设计，并对路面设计指标进行验算。7.根据横断面形式设计道路管线，分为道路给水设计和排水设计，排水设计分为污水排水和雨水排水。8.道路的绿化和照明设计，在道路中间分隔带和两侧绿化带进行绿化设计，并按照要求对路灯进行设计。在设计过程中参考了大量的文献和教科书等，主要对道路勘测设计和路基路面工程有了更深入的了解。此外，对 office 和 CAD 的掌握更加熟练，为今后的工作积累着宝贵的经验。辽宁工程技术大学毕业设计47参考文献1 城市道路工程设计规范 CJJ 37-20122 城市道路路基设计规范.CJJ 194-2013.3 城市道路路线设计规范.CJJ 193-2012.4 张向东.道路勘测设计M.北京:机械工业出版社,2010.5 邓学钧.路基路面工程M.北京:人民交通出版社,2008.6 孙家驷.道路勘测设计M.北京:人民交通出版社,2005.7 张志清.道路勘测设计M.北京:科学出版社,2005.8 张维全.道路勘测设计M.北京:人民交通出版社,2005.9 方福森.路面工程.北京:人民交通出版社,1987.10 方左英.路基工程.北京:人民交通出版社,1987.11 姚祖康.道路路基和路面工程.上海:同济大学出版社,1994.12 黄仰贤.路面设计.北京人民交通出版社,1998.13 赵明华.基础工程.北京:高等教育出版社,2003.14 高正军.公路工程概预算手册M.长沙:湖南大学出版社,2008.15 赖少武.公路施工组织与管理M.北京:人民交通出版社,2007.16 中华人民共和国建设部.城市道路设计规范.CJJ 37-90.中国建筑工业出版社,1991.17 中华人民共和国交通部.公路沥青路面设计规范.JTG D50-2006.人民交通出版社,2006.18 文国玮.城市交通与道路系统规划M. 北京: 清华大学出版社, 2001.19 王炜，徐吉谦，杨涛等. 城市交通规划理论及其应用M.南京: 东南大学出版社,1998.赵琪琪：农村田间道路典型结构设计第 二 部 分农村田间道路典型结构设计I摘要摘要随着我国高等级公路网的日益完善，低交通量道路的建设将成为今后公路建设的重点，因此，对不同地区的乡村道路路面结构的研究有着非常重要的意义。本文在对农村地质条件、气候变化调查了解和对国内外低交通量道路典型结构研究的基础上，对农村田间道路做了研究工作。主要研究工作如下：1.调查分析得到农村道路上的主要车辆类型，交通量情况，并作轴载分析。2.分别对路面结构层进行设计，通过对比分析，选择合适的结构层材料，确定设计参数。3.通过 FLAC 3D 对不同路面结构类型进行数值模拟，综合对比各项指标，得到典型路面结构。4.对提出的典型路面结构进行承载能力计算，校核极限状态。最终提出了我省典型路面结构形式。关键词：农村道路；典型结构；低交通量道路；数值模拟IIAbstractLow traffic road construction will become the focus with the development of high-gradehighway network in the future, therefore, the study of different parts of the country roadpavement structure has very important significance.This article through the survey of ruralgeological conditions and climate change and typical structure of low traffic at home and abroadto do the research work in rural areas. the main research work is as follows:1.Investigating and analyzing the main vehicle type on the rural roads and traffic conditionto analyse the axial load.2.Making the design of pavement structure layer respectively, choose the appropriatestructure layer material through the comparison and analysis and determine the designparameters.3.Conducting numerical simulation on different kinds of pavement structure by FLAC 3 d,it is comprehensive to compare all kinds of indicators, thus, receiving the typical pavementstructure.4.Bearing capacity calculation of typical asphalt pavement structure and checking limitstate.Finally put forward the typical pavement structure form.Keywords: rural roads;Typical structure;Low traffic road; Numerical simulation目录1绪论.541.1研究的目的、意义.541.2国外研究现状. 541.3国内研究现状. 541.4研究内容.552农村田间道路设计参数确定.562.1车型调查.562.2轴载分析.562.3标准轴载累计当量作用次数.562.3.1轴载换算. 562.3.2累计当量轴次. 573农村田间道路结构层设计.583.1土基设计.583.1.1土基的力学强度设计.583.1.2土基的承载能力.593.1.3路基材料选择. 603.2路面构造设计. 603.2.1路面材料及参数设计.603.2.2路面厚度的初步确定.623.2.3路面的接缝布置.634水泥混凝土路面有限元分析.654.1水泥混凝土路面的理论模型.654.2路面模型设计计算.664.2.1荷载作用下有限元模型.654.2.2指标分析. 675典型路面结构研究.715.1面层厚度分析. 715.1.1面层弯沉值分析.715.1.2层底最大弯拉分析.715.1.3土基顶部压应变.725.2基层厚度分析. 735.2.1面层弯沉值分析.735.2.2层底最大弯拉分析.745.2.3土基顶部压应变.756典型结构层的指标验算.766.1路面材料参数. 766.2指标计算.766.2.1计算综合回弹模量.766.2.2计算荷载应力. 776.2.3计算温度应力. 786.2.4结构极限状态校核.797结论与展望.807.1结论.807.2展望.80致谢.81参考文献.82附录 A.83附录 B.90赵琪琪：农村田间道路典型结构研究541绪论1.1研究的目的、意义农村田间道路多为低交通量的二级以及二级以下的道路，具有交通需求量小、交通组成单一、车辆荷载轻且多为农用运输车辆等特点。农村道路也为公路的重要组成部分，在公路网中发挥了及其重要的作用。在推进农村经济发展，社会主义新农村建设的今天，对乡村道路建设的问题更是备受关注。典型结构设计方法的提出是解决农村田间道路的重要并且有效的方法，该方法属于半理论方法，能够将自然条件、施工技术、车辆荷载和养护问题综合考虑，对路面组合进行优化设计，从而保证路面的使用质量和寿命等，具有良好的社会效益。1.2国外研究现状美国、法国和德国早在七十年代就已经提出了典型结构，随后，其他国家也对典型结果做了大量的研究。但国外普遍都倾向于对公路的研究，而对于农村道路的典型路面结构的研究相对较少。在国外农村道路也称为低交通量道路，1975 年召开了第一届低交通量道路国际会议，每隔四年召开一次，会议报告中汇总了四年中各国对于低交通量道路方面的研究与成果，其中有些国家还有针对乡村道路的规范和指南。多年的研究发现，公路的改善不仅增加了居民的收入，提高了人们的生活水平，还使农村在医疗和教育方面有了很大的进步，提高了升学率，并且加速了农村的发展。目前，国际上对于路面结构设计方面，有两种设计方法，分别为力学经验设计法和典型结构设计法。 国外对于典型路面结构研究比较成熟， 但由于不同国家和不同地区等原因，路面结构也就存在差异，所以如何把国外对典型路面的研究成果和经验应用到国内研究中来，仍需要我们做进一步的研究。1.3国内研究现状相对于国外而言，国内对于典型路面的研究起步较晚，但近些年公路研究成员也总结了大量的经验。如山东科技大学李长瑞，研究出适用于泰安市农村道路的典型路面结构，形成了一套完整的农村道路路面材料、结构和施工技术，为不同等级农村公路建设提供了科学的标准和依据，对泰安市乃至山东省农村公路的建设都具有重要的意义。沈阳建筑大学张敏江教授对辽宁省软土地区普通公路典型路面结构形式的研究，通过对早期病害形式及形成原因的分析，运用路面结构分析软件，对提出的典型路面形式进行验证，得出了普辽宁工程技术大学毕业设计55通公路宜设计垫层，三级公路的路面基层厚度应大于cm24，四级公路路面基层厚度大于cm15为宜的结论，为普通公路的结构设计提供依据。随着社会主义新农村的建设，对低交通量的农村道路的建设与研究也在逐渐增多，现有的研究都是将当地的气候、自然条件与当地具有的材料相结合，来建设符合当地条件的农村道路。1.4研究内容本研究将在充分考虑辽宁地区自然环境、气候特征、交通条件、不同路面类型及不同面层材料等因素，提出合理的路面材料和路面结构形式，通过理论初步确定结构层厚度，再通过模拟分析，推出典型的路面结构层。从而完善典型路面结构设计思想，为农村田间道路结构设计提供资料。本文研究的主要工作有：1.确定农村田间道路的设计参数，主要包括交通量和交通组成的调查、标准轴载分析以及累计当量轴次的确定。2.设计田间道路结构层。3.对设计的结构层进行承载力分析。4.通过 FLAC 3D 对不同结构层进行模拟，分析各项指标，最后提出典型结构层方案。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究562农村田间道路设计参数确定2.1车型调查通过对农村道路的调查与分析，农村道路的日常交通量较小，满足人们交通需求的常见交通形式主要有中小型客车、摩托车、自行车、和电动车。在春种和秋收的高峰季节，三轮车、四轮车和拖拉机的交通量会明显上升，占交通量的大部分，它们均为以柴油机为动力装置、中小吨位、中底速度、从事道路运输的机动车辆。对于发展相对落后的农村，还会存在兽力车，而大型重载车辆在农村道路中非常的少。综上，在田间道路设计计算中所需考虑的车型有：中小型客车、三轮运输车、四轮运输车、拖拉机、摩托车、电动车、自行车和兽力车。2.2轴载分析轴载大小的不同给路面带来的损伤也不同，我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴载kN100作为标准轴载，即以100BZZ表示。对于农村田间道路， 从主要车型中看出， 后轴载重量均较小， 一般为kN30左右， 远小于规范中采用的kN100，根据常见的轴载换算方法，一般将小于kN40的轴载忽略不计，这样将会对路面设计计算产生较大的误差。规范中规定，三、四级公路也可以采用kN60作为路面标准轴载，考虑荷载计算的准确性，所以本研究将以kN60作为标准轴载进行计算。2.3标准轴载累计当量作用次数2.3.1轴载换算我国选用的轴载换算机理为当量法，即选定一个标准轴载，道路上行驶的汽车轴载与交通次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数。当以设计弯沉值和沥青层底拉应力为指标时， 各级轴载按式 （2-1） 换算成当量轴次N。kiiiPPnCCN135. 421)(（2-1）当以半刚性材料层的拉应力为指标时，各级轴载按式（2-2）换算成当量轴次N 。kiiiPPnCCN1821)(（2-2）式中：N以设计弯沉值和沥青层底拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次，次/d；辽宁工程技术大学毕业设计57N以半刚性材料层的拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次，次/d；in被换算车型的各级轴载作用次数，次/d；P标准轴载，kN；iP被换算车型的各级轴载，kN；1C、1C被换算车型的轴数系；2C、2C被换算车型的轮组系数。2.3.2累计当量轴次设计交通量是以设计年限内一个方向一个车道上标准轴载累计当量轴次eN 表示， 交通量可划分为四个等级，如表 2-1 所示。表 2-1交通等级表Tab2-1Traffic rank table交通等级BZZ-100 累计标准轴次N)/(车道次大型客车及中型以上货车交通量辆/(日车道)轻交通6103600中等交通61037102 . 11500600重交通7102 . 17105 . 230001500特重交通7105 . 23000对于农村低交通量道路可选择轻交通量交通等级作为设计交通等级，则累计当量轴次为6103eN次/车道，交通量为600辆/日。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究583农村田间道路结构层设计3.1土基设计3.1.1土基的力学强度设计1.土基受力与工作区路基的受力主要包括自重和汽车的车轮荷载。路基在设计时应使路基在荷载作用下只产生弹性变形，才能不致路面破坏。路基内任一点处的垂直应力包括车轮荷载引起的垂直应力Z和自重引起的垂直应力B，两者共同作用用ZB表示，则车轮引起的附加应力与自重引起的垂直应力以及两者共同作用的垂直应力分布如图 3-1 所示。图 3-1路基中应力分布图Fig3-1Stress distribution of roadbed当Z与B相比很小，仅为5/110/1时深度范围内称为路基工作区，其深度aZ 可由式（3-1）求得。3knPZa（3-1）式中：aZ 应力作用点深度，m ；K 系数，取5 . 0K；n附加应力与自重应力比值系数，105n；P 车轮集中荷载，kN；土的容重，3/mkN，取183/mkN。对于标准轴载60BZZ的车轮轴载kNP15，5n时的工作区深度为辽宁工程技术大学毕业设计59mZa3 . 1181555 . 03；10n时的工作区深度mZa6 . 11815105 . 03。为保证路基的强度和稳定性，需对路基工作区内的土质进行选择。2.路基的力学特性路基土的变形包括弹性变形和塑性变形两部分，路基的变形决定于荷载的大小和土的物理性质。由三轴压缩实验可以得出路基的应力应变关系，如图 3-2 所示，从曲线中看出应力-应变关系曲线呈非线性关系，不同的应力-应变状态，其模量值是不同的，即回弹模量E 不是常数。回弹模量的取值是扣除残余应变后的回弹应变，能反应土所具有的弹性性质，所以用土的回弹模量表示弹性模量。图 3-2三轴压缩试验应力-应变关系曲线Fig3-2Triaxial compression test stress-strain curve3.1.2土基的承载能力用于表征路基承载能力的指标主要有路基回弹模量、地基反应模量和加州承载比CBR。本研究采用路基回弹模量作为路基的刚度指标，因无实测条件，所以将由查表法来确定回弹模量值。1.确定临界高度土质为粉性土，自然区划为级，查路基临界高度参考值表得干燥、中湿、潮湿状态路基临界高度分别为mH4 . 31，mH6 . 22，mH9 . 13。2.拟定土的平均稠度赵琪琪：农村田间道路典型结构研究60干燥状态下，粉性土的分界稠度12. 10c，96. 01c，根据路基土稠度与路基干湿类型关系得出，干燥状态的平均稠度1_cc，即96. 0_c。3.预测回弹模量根据土类的自然区划以及拟定的路基土的平均稠度，查阅回弹模量表参考值表得粉性土的回弹模量值为MPa29。由于水泥混凝土路面有较大荷载扩散能力，所以路基顶面受到的压力比沥青路面小很多，其回弹模量值要比沥青路面下路基大，所以要提高一定倍数，才能作为混凝土路基的综合弹性模量值。3.1.3路基材料选择路基作为路面基础，是公路工程的重要组成部分，必须具备足够强度、稳定性和耐久性，那么路基材料的选择将至关重要。农村道路路基一般采取就地取土方式，具有节约人力、物力、财力、工艺简单、施工容易控制等优点。根据地基的土质条件，多采用山皮土、山皮石、碎石以及水泥稳定山皮土等。3.2路面构造设计3.2.1路面材料及参数设计1.面层材料及参数确定路面是路基的结构层，不但要承受车轮荷载作用，而且要承受自然环境因素的影响。农村道路建设不仅要考虑到车辆荷载和强度、稳定性、耐久性的要求，还有考虑到经济问题和施工技术等问题。因此农村田间道路多采用水泥混凝土路面，其主要原因如下：（1）农村道路线形标准低下，有些路段坡度较大，若为沥青路面，当车辆爬坡时可能出现路面抗剪强度不足，从而导致路面发生推移、拥包等破坏形式。（2）农村道路普遍没有良好的排水设施，而对于沥青路面，若排水不畅将会导致路面出现剥离、松散和坑洞现象。（3）沥青路面施工难度大，工艺复杂，需要较高的技术要求，农村地区对于设备和技术人员较缺乏，不宜采用沥青路面。（4）水泥混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力，经久耐用，一般能使用4020年。（5）水稳定性、热稳定性均较好，特别是随时间的延长，强度会逐渐的提高。辽宁工程技术大学毕业设计61（6）水泥混凝土路面能见度高，有利于夜间行车。（7）造价较低，养护费用小，总体经济效益高。路面水泥混凝土的强度以d28龄期的弯拉强度控制， 混泥土弯拉强度标准值cmf按其概率分布的85. 0分位值确定。各级交通要求的路面混凝土设计弯拉强度cmf应符合公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）的规定，如表 3-1，农村道路为轻等级交通量，其弯拉强度标准值为0 . 4cmfMPa。表 3-1混凝土弯拉强度标准值Tab3-1Concrete flexural strength standard values交通等级特重重中等轻设计弯拉强度5.05.04.54.0根据水泥混凝土强度和模量设计参数的经验参考值查得，弯拉强度0 . 4cmfMPa，对应的抗压强度MPa30，抗拉强度MPa54. 2，弹性模量为MPa27000。2.基层材料及参数确定对水泥混凝土面层下基层的首要要求是抗冲刷能力，若不具备足够的抗冲刷能力，将会使路面产生唧泥、板底脱空和错台等病害。基层材料的原则一般遵循就地取材的原则，充分利用地方材料，减少材料的外运。根据交通量等级可选基层材料类型如表 3-2，综合考虑，本研究采用具有较高强度、刚度和稳定性的半刚性基层材料的水泥稳定粒料。表 3-2适于各交通等级的基层类型表Tab3-2Suitable for various traffic levels of grass-roots type table交通等级基层类型特重交通贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层重交通水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层中等或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层基层采用骨架密实型水泥稳定粒料，其级配范围宜符合表 3-3 的要求。水泥剂量为%5 . 5%3。 进行路面组合设计时， 其配合比应为%6%4， 弯沉设计采用的抗压模量E 取值范围为15001100， 拉应力计算采用的抗压模量E 取值范围为42003000， 劈裂强度为6 . 04 . 0。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究62表 3-3基层材料级配范围Tab3-3Base material gradation scope层位通过下列方孔筛)(mm的质量百分率(%)31.519.09.54.752.360.60.075基层1008668583832222816158303.水泥混凝土标号水泥混凝土中水泥、砂、水、石及外加剂等材料的质量和配合比决定着混凝土强度形成的主要原因，对强度起着重要的作用。一般农村道路常采用标号为25C的混凝土，即强度为MPa25。碎石为mm5 .3116，配合比为水泥：砂：碎石：水：外加剂=01. 0:49. 0:79. 2:94. 1:1，即可满足路面强度要求。3.2.2路面厚度的初步确定目前，国内外常采用等厚式断面，其厚度需根据该路的交通性质和交通量确定。根据交通等级确定的水泥混凝土面层厚度参考表 3-4 可知，面层厚度应小于mm230。表 3-4水泥混凝土面层厚度的参考范围Tab3-4Cement concrete pavement thickness reference range交通等级特重交通重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度)(mm260250240270240260230250220交通等级中等轻公路等级二级三、四级三、四级变异水平等级高中高中高中面层厚度)(mm240210230200220200230220辽宁工程技术大学毕业设计63基层采用材料为水泥稳定粒料，基层厚度适宜范围是mm250150。最佳路面结构层厚度需根据路面仿真分析来确定，以得到典型路面结构。3.2.3路面的接缝布置混凝土面层是由一定厚度的混凝土板所组成，它具有热胀冷缩的性质。大气温度的周期性变化，将导致混凝土板产生各种形式的温度变形或开裂。为避免这些缺陷，水泥混凝土路面需在纵横两个方向设置许多接缝。其中横向的接缝包括缩缝、胀缝和施工缝，缩缝是避免因温度和湿度的降低而在薄弱面产生不规则的裂缝，胀缝是避免因温度升高使面板拱胀和折断破坏，每天完工或特殊原因不能施工时要尽量做到胀缝或是缩缝处，并做成施工缝的构造形式。纵缝与路线中心线平行，当一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。1.横缝的构造布置农村轻交通道路的缩缝采用不设传力杆的假缝形式，宽度为mm83，缝内填料，横向缩缝间距为m54，结构如图 3-3。胀缝尽量少设或不设，根据施工温度及周围结构物所决定。施工缝应尽量选在缩缝或胀缝处，设在缩缝处应采用加传力杆的平缝形式，构造如图 3-4，设在胀缝处的施工缝与胀缝结构相同。图 3-3设传力杆假缝型Fig3-3Type a dowel bar basting赵琪琪：农村田间道路典型结构研究64图 3-4不设传力杆假缝型Fig3-4Do not set dowel bar basting2.纵缝的构造布置纵缝与横缝一般为垂直相交，一次铺筑宽度小于路面宽度时应设纵向施工缝，纵向施工缝为平缝形式，构造如图 3-5。一次铺筑宽度大于m5 . 4时，应设置纵向缩缝，纵向缩缝采用假缝形式，构造如图 3-6。图 3-5纵向施工缝Fig3-5Longitudinal construction joints图 3-6纵向缩缝Fig3-6Longitudinal construction joint辽宁工程技术大学毕业设计654水泥混凝土路面数值分析路面结构设计是为了提供在预定使用期内与所处环境相适应并能承受预期交通荷载。路面的使用性能会随着车辆荷载的反复作用而降低。运用数值分析的方法对路面结构进行研究，通过模拟荷载的作用，来分析路面结构的各项指标，最终确定出典型路面结构形式。4.1水泥路面的理论模型水泥混凝土路面力学强度高，在车轮荷载作用下变形小，在弹性工作阶段，板内产生的最大应力应小于混凝土的比例极限应力。在弹性阶段时传递给基层和土基的荷载及产生的变形也是微小的，因此，采用弹性地基板体系进行分析和计算。其中弹性地基包括文克勒地基，弹性半空间地基与弹性层状体系地基。在水泥混凝土路面的应力分析时一般采用弹性地基上薄板为基本力学模型。薄板弯曲时，中面上各点的横向位移称为挠度，因其具有相当的弯曲刚度，所以水泥混凝土板属于小挠度弹性薄板，在研究弹性地基薄板理论时通常采用以下几种基本假设：1.垂直于中性面方向上的应变2可忽略不计；2.无横向剪切应变；3.中面上各点无平行于中面的位移，即0)()(00ZZVU；4.板与地基间始终接触，其竖向位移是相同的；5.板与地基间的接触面没有摩擦，即剪应力为零。本研究将通过 FLAC 3D 软件，对路面结构进行数值分析。4.2路面模型设计计算研究实验证明，采用矩形单元来建立水泥混凝土板的有限元模型更能与实际结合。本研究充分的考虑了结构的完整性、经济性、合理性，采用控制变量的方法，分别将路基和路面的厚度作为变量，分析不同结构层厚度时的路表弯沉值、层底最大拉应力和土基顶部的应变值，综合考虑来选取最佳路面结构层组合。4.2.1荷载作用下的数值模型本研究将采用 FLAC 3D 来建立水泥混凝土路面结构模型，并应用 FLAC 3D 软件分析水泥混凝土路面在车辆荷载作用下的各项指标，作为选择典型路面结构的依据。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究661.建立几何模型根据农村道路的调查与规范规定，建模采用双车道，路面宽m6，路基宽度为无限大，为了建模方便，路基宽度采用m20，深度为m4，长度取m20。面层采用m2 . 0，基层采用m18. 0,宽度方向、长度方向和竖直方向分别为X轴、Y 轴和Z 轴。为了使结果准确，划分单元网格的的尺寸要小，得出的结果会更精确，但划分网格越密，数据分析时间越长，占用的内存也就越大。综合考虑，土基的X轴和Y 轴方向划分网格数为20个，竖向网格数为10个。面层和基层的X方向划分网格数为10个，Y 轴方向划分网格数为20个，竖向划分1个网格。划分网格后的几何模型如图 4-1 所示。图 4-1路面结构建模图Fig4-1Pavement structure modeling2.设定边界条件为了对结构进行简化分析， 在研究建模时选用较大的计算区域， 在各边界上施加约束，路面的水平方向位移为零，土基底部竖直方向位移为零。3.定义材料在 FLAC 3D 中使用的是表征材料抗体积变形能力的变形参数体积模量K 和表征材料的抗剪切变形能力的参数剪切模量G。已知各层材料的弹性模量E 和泊松比v，K 和G与E 和v之间的转换关系如下：)21 (3EK（4-1）)1 (2EG（4-2）辽宁工程技术大学毕业设计67式中：E弹性模量，MPa；v泊松比。根据公式（4-1）、（4-2）求得在建模过程中所需各层材料的参数如表 4-1。表 4-1各层材料参数表Tab4-1The layers of the material parameter table结构层材料厚度)(m弹性模量)(MPaE泊松比密度)/(3mkg体积模量K剪切模量G面层水泥混凝土0.20270000.1524001290010400基层水泥稳定粒料0.1812000.252700800400土基粉性土4.00290.351900328.54.施加荷载在路面上施加车辆荷载，因荷载只能施加在基本单元面上，所以假设轮与路面接触形状为矩形，对模型X方向为66. 0，65. 1，Y方向为4和6的单元上施加一个KPa60的矩形车辆荷载。4.2.2指标分析1.最大弯沉弯沉值同路面使用状态之间存在着联系，路面在车辆荷载作用下产生竖向位移，即弯沉，弯沉值大的结构，在重复荷载的作用下，将会出现某种形态的损坏。本文为反应路面各结构层和土基的刚度、强度之间的内在联系，对路面的弯沉进行研究。在荷载作用下路面沉降变形情况如图 4-2，图中可以看出：（1）同一结构层在荷载作用下不同位置的变形程度是不同的，荷载周围的弯沉值明显较大。现选取施加荷载的单元进行剖面分析，沉降云图如图 4-3 和图 4-4，车辆荷载下的沉降更加显著。（2）荷载作用对不同结构层的弯沉值影响存在差异。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究68图 4-2路面结构沉降云图Fig4-2Pavement structure settlement nephogram图 4-3荷载剖面处路面结构沉降云图Fig4-3Load profile for the pavement structure settlement nephogram辽宁工程技术大学毕业设计69图 4-4荷载剖面处路面结构沉降云图Fig4-4Load profile for the pavement structure settlement nephogram根据以上结论，现分析荷载作用0 . 1x处，随 y 值变化的一条直线上的路表弯沉值的变化情况如图 4-5。可以看出，车轮荷载对路面弯沉的影响是有一定范围的，在范围之内，将产生较大影响，在范围之外，可以认为荷载对路面沉降无影响。图 4-5一条直线上路表弯沉变化图Fig4-5Defection gragh is a straight line on the table2.最大弯拉应力路面结构在车辆荷载作用下各层顶面受压， 底面受拉， 拉应力过大会使混凝土板断裂，因此路面在结构设计时需对层底弯拉应力进行验算。通过 FLAC 3D 模拟分析得到路面结构的应力云图如图 4-6。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究70图 4-6路面结构应力云图Fig4-6Pavement structure stress nephogram应力云图中可以看出，只有在路面结构层上存在着明显的弯拉应力，路基上基本不存在拉应力，现提取 x方向的应力数据，分析得到混凝土板底最大弯拉应力为MPa6160。3.土基顶部最大压应变路面结构层的作用是扩散车辆荷载，以减小对路基的压力值，而土基的最大压应力主要取决于土基的强度和模量，综合考虑，将最大压应变值作为设计的极限。辽宁工程技术大学毕业设计715典型路面结构研究通过车辆荷载作用下的数值模型的分析，能够得出路面弯沉值、各层弯拉应力和土基顶部应变值。下面将通过控制变量的方法来确定最佳的基层厚度和面层厚度。5.1面层厚度分析面层厚度分析时，采取基层厚度m18. 0不变，对面层厚度设计如表 5-1：表 5-1面层厚度变化表Tab5-1Table surface layer thickness change路面结构类型路面类型一路面类型二路面类型三路面类型四面层厚度)(m20.24基层厚度)(m面层弯沉值分析分别对四种路面类型进行 FLAC 3D 分析，提取最大弯沉值数据，绘制出变化折线图，不同路面类型的最大弯沉值变化情况如图 5-1。图 5-1不同面层厚度的弯沉变化图Fig5-1The deflection variation of different thickness of surface layer从上述图表可以看出：不同面层厚度的路面结构的竖向位移均较小，均能满足路面弯沉要求，并且随着混凝土面板厚度的增加，路面弯沉值呈小幅度下降趋势，但变化平缓，面层为cm24厚度的弯沉值最小，但增加路面厚度来减少的弯沉值，也会增加相应的投资，综合考虑，该厚度是不经济的。5.1.2层底最大弯拉分析提取不同面层厚度下的最大拉应力值， 汇总得到如下表 5-2， 并绘制成变化折线图 5-2。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究72表 5-2不同面层厚度的最大压应力表Tab5-2The maximum compressive stress of table of different surfaces thickness路面结构类型路面类型一路面类型二路面类型三路面类型四面层厚度)(m20.24最大拉应力)(MPa6.646.165.905.88图 5-2不同面层厚度的拉应力变化图Fig5-2The tensile stress variation of different thickness of surface layer从图 5-2 可以看出：随着面层厚度的增大，面层层底弯拉应力呈逐渐下降，当面层厚度大于m2 . 0时下降较缓慢。5.1.3土基顶部压应变分析不同面层厚度的土基顶部最大压应变得到数据如表 5-3：表 5-3不同面层厚度的最大压应变表Tab5-3Different layer thickness of the maximum compresive strain gauge路面结构类型路面类型一路面类型二路面类型三路面类型四面层厚度)(m20.24最大压应)(5e13.412.812.712.5辽宁工程技术大学毕业设计73绘制出变化折线图 5-3：图 5-3 不同面层厚度的最大压应力变化图Fig5-3With the maximum compressive stress variation of thickness on the surface从图表 5-3 可以看出：1.混凝土板厚的增加，路基顶部最大压应变逐渐减小，面层厚为cm18和cm20时的最大压应变变化较大，在这之后增加面层厚度对最大压应变的影响不大。2.通过对路表弯沉、各层底最大弯拉应力以及土基顶部最大压应变的综合考虑，从安全性、经济性、合理性出发，面层结构采取cm20厚度较为合理。5.2基层厚度分析在确定了面层厚度的基础上，将进一步确定典型结构层基层厚度，确定基层厚度阶段的组合设计如表 5-4。表 5-4基层厚度变化表Tab5-4Grass-roots thickness change table路面结构类型路面类型一路面类型二路面类型三路面类型四面层厚度)(m00.20基层厚度)(m0面层弯沉值分析分析各路面类型组合的最大弯沉值，并绘制出折线图 5-4。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究74图 5-4不同基层厚度的弯沉变化图Fig5-4The deflection variation of different thickness at the grass-roots level从上述图表可以看出：水泥稳定粒料基层厚度增加，路面弯沉值会随之减小，这也可以证明设置基层可以起到控制面层竖向沉降的作用。当基层厚度大于cm18时，路面弯沉值变化较平缓。5.2.2层底最大弯拉分析分析并提取不同基层厚度的最大弯拉应力值，汇总如表 5-5，并绘制变化折线图 5-5。表 5-5不同基层厚度的最大拉应力表Tab5-5Different thickness of maximum tensile stress in the table at local level路面结构类型路面类型一路面类型二路面类型三路面类型四基层厚度)(m00.22最大拉应力)(MPa8.556.165.924.77图 5-5不同面层厚度的拉应力变化图Fig5-5The tensile stress variation of different thickness of surface layer从上述图表可以看出：随着基层厚度的增加，层底最大弯拉应力逐渐减小，基层起到了提高路面结构承载力的作用。从数值上看，路面类型一与路面类型二之间变化较大，之后变化相对平缓。辽宁工程技术大学毕业设计755.2.3土基顶部压应变对不同路面类型进行模拟分析，得到各类型的最大压应变值如表 5-6，绘制压应变变化折线图 5-6。表 5-6不同基层厚度的最大压应变表Tab5-6Different thickness ofthe maximum compressive strain at the grass-roots level table路面结构类型路面类型一路面类型二路面类型三路面类型四基层厚度)(m00.22最大拉应力)(5e13.412.311.911.7图 5-6不同面层厚度的最大压应力变化图Fig5-6The maximum compressive stress variation of thickness on the surface从上述图表可以看出：路基顶部最大压应变随基层厚度增加而减小，在基层厚度大于cm18时变化缓慢。因此在满足安全性的前提下，又考虑到经济性因素，基层选取cm18为宜。综上所述，分别对不同面层厚度和基层厚度的路面结构进行数值模拟，提取各项指标数据综合分析得到，典型路面结构为基层m18. 0，面层m2 . 0。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究766典型结构层的指标验算6.1路面材料参数农村田间道路的设计轴载为kN60，最重轴载为kN120，标准轴载累计作用次数为6103eN次，混泥土面层的弯拉强度标准值为kPa0 . 4，弯拉弹性模量27GPa，泊松比为15. 0，水泥混凝土稳定粒料的线膨胀系数为Cc/10116，弹性模量为MPa1200，泊松比为25. 0，粉性土的回弹模量为MPa29，距地下水位m0 . 1时的湿度调整系数为8 . 0，因此路床的综合模量为MPaE2 .238 . 0290。6.2指标计算6.2.1计算综合回弹模量1.计算板底地基综合回弹模量，公式如下：MPahEhhEhEiiniiiniix1200/ )(2121212)(18. 011mhhhniix414. 018. 0ln26. 086. 0ln26. 086. 0xhMPaEEEExt84.118)2 .2312000(2 .23)(414. 000式中：0E路床顶综合回弹模量，MPa；xh粒料层总厚度，m；n粒料层的层数；与粒料层总厚度xh 有关的回归系数；xE粒料层的当量回弹模量，MPa；xE第i结构层的回弹模量，MPa；xh第i结构层的厚度，m 。辽宁工程技术大学毕业设计77板底地基综合回弹模量取MPa120。2.计算混凝土面层板的弯曲刚度cD 、 半刚性基层板的弯曲刚度cD 、 路面结构总相对刚度半径r 为：mMNvhEDcccc41.18)15. 01 (122 . 027000)1 (12222mMNvhEDbbbb622. 0)25. 01 (122 . 01200)1 (12222mEDrtc65. 0)12041.18(21. 1)(21. 13/1式中：r 混凝土板的相对刚度半径，m ；ch 、ch 面层板、基层板的厚度，m ；c、c面层、基层材料的泊松比；cD 、cD 面层板、基层板的截面弯曲刚度，mMN 。6.2.2计算荷载应力1.标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力：MPaPhrscps276. 1602 . 065. 01047. 11047. 194. 027 . 0394. 027 . 032.极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力：MPaPhrscpm06. 21202 . 065. 01047. 11047. 194. 027 . 0394. 027 . 033.设计轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力：MPakkkpscfrpr98. 2276. 1134. 214.最重轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力：34. 2)103(057. 06efNkMPakkpmcrp79. 106. 2187. 0max,式中：sP设计荷载的单轴重，kN；水泥混凝土的应力疲劳指数，为057. 0；赵琪琪：农村田间道路典型结构研究78rk考虑接缝传荷能力的应力折减系数，采用混凝土路肩时，取87. 0rk；fk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；ck考虑计算理论与实际差异以及动载等因素影响的综合系数，ck 取0 . 1。6.2.3计算温度应力根据公路自然区划，查得温度梯度gT的范围为mC /8883，计算时采取最大温度梯度为mC /85，则混凝土面层板的温度翘曲应力系数为：0 . 265. 0343rLt726. 02cosh2sinh2sin2cos2sin2cosh2cos2sinh1coshsinhtsincossincoshcossinh1tttttttCL综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数LB 计算如下：488. 0)726. 01 (13. 1726. 072. 277. 1)1 (13. 177. 12 . 048. 448. 4LLhLCCeBc面层的最大温度应力为：MPaBhTELgcct23. 12488. 0852 . 027000101126max,温度疲劳应力：432. 0041. 0)423. 1(828. 023. 14)(323. 1max,max,tbrtttrtcfafktMPaktttr53. 023. 1432. 0max,式中：L面层板的横缝间距，m ；c混凝土的线胀系数；tk考虑温度应力累计疲劳作用的温度疲劳应力系数；ta、tb、tc回归系数，按表（6-1）选取。辽宁工程技术大学毕业设计79表 6-1回归系数Tab6-1Regression coefficient系数公路自然区划ta0.8280.8550.8410.0870.8370.834tb1.3231.3551.3231.2871.3821.270tc0.0410.0410.0580.0710.0380.0526.2.4结构极限状态校核三级安全等级、中变异水平条件下，可靠度系数r取6 . 0，校核该路面结构极限状态是否满足要求：0 . 411. 2)53. 098. 2(6 . 0)(rtrprrf0 . 481. 1)23. 179. 1 (6 . 0)(max,max,rtprf根据计算知，拟定厚度满足要求。赵琪琪：农村田间道路典型结构研究807结论与展望7.1结论本文结合了辽宁省农村田间道路的交通特点与实际情况，在充分了解国内外对低交通辆路面结构研究现状的基础上，对农村道路的典型路面结构进行了研究，主要结论如下：1.对农村道路的调查分析得到，农村道路的主要的车辆类型有中小型客车、三轮车、四轮车、摩托车和兽力车，其特点为交通量小、轴载轻，因此采用标准轴载kN100计算误差较大，通过分析提出了符合辽宁省农村交通特点的标准轴载kNP60。在计算累计当量轴次时选择轻交通量交通等级作为设计交通等级，累计当量轴次为6103eN。2.通过对水泥混凝土路面与沥青路面的优缺点比较，以及对农村道路的地质条件和环境特点的分析，选择了水泥混凝土作为农村道路的路面结构。3.利用 FLAC 3D 对典型路面结构进行数值模拟，对不同路面结构类型下的路表弯沉值、层底最大弯拉应力与土基顶部最大压应变等力学性能进行分析比较，提出安全、经济、合理的路面结构层类型。4.对提出的典型路面结构层进行承载能力分析与校核，满足要求，则可提出该路面结构类型为典型路面结构层。7.2展望本文虽然提出了典型路面结构层，但不同地区的农村道路存在很大的不同，且本人知识水平有限，在调查与研究中，仍存在很多的不足之处，尚需进一步研究与完善，主要问题如下：1.在交通量调查中，没有深入到现场调查统计，而是通过交通等级划分来确定累计当量轴次的，其中交通组成对交通等级有较大影响。因此还需深入研究，路面结构设计才会更精准。2.考虑到修建农村道路的经济性与合理性，对面层与基层材料的选择，主要以就地取材为原则，因此本文在研究路面结构层时缺乏对不同材料对路面结构的影响分析。3.本文提出的路面结构层是通过数值模拟与承载能力计算分析得到的，并没有实地的去验证其合理性。辽宁工程技术大学毕业设计81致谢论文从选题、研究到撰写，都是在我的导师易富教授的悉心教导下完成的，在我的求学过程中凝聚了老师的教导，导师严谨的治学态度、勤恳敬业的精神都是我学习的榜样，对我将产生深远的影响，再此，向我的导师致以最真诚的谢意。感谢在完成论文过程中给与我帮助的师兄和师姐们，是你们的帮助让我能够顺利完成，同时也让我学到了很多知识，使我在学习道路上不断的前进。最后，祝老师们身体健康、工作顺利、全家幸福！赵琪琪：农村田间道路典型结构研究82参考文献1 公路水泥混凝土路面施工技术规范 JTG F30-2003.2 潘宝峰.道路路基与路面工程.大连理工大学出版社.2009 年 8 月.3 熊旷.武汉市乡村道路典型路面结构研究硕士学位论文.武汉：华中科技大学，2009.4 李纯.四川省农村公路典型路面结构的研究硕士学位论文.重庆：重庆交通大学，2008.5 资建民，路庆昌.湖北省低交通量道路典型路面结构硕士学位论文.武汉：华中科技大学，2008.6 郝培文，张志鹏.内蒙古自治区通乡通村公路典型路面结构研究硕士学位论文.西安：长安大学，2014.7 袁承栋.低交通量道路典型路面结构的研究.硕士学位论文.南京：东南大学，2005.8 侯睿.县乡道路线形指标与路面典型结构研究硕士学位论文.西安：长安大学，2007.9 邓学钧.路基路面工程M.北京:人民交通出版社，2008.10 方福森.路面工程.北京：人民交通出版社，1987.11 姚祖康.道路路基和路面工程.上海:同济大学出版社，1994.12 杨锡武.公路水泥混凝土路面典型结构设计方法M.北京:人民交通出版社，2002.13 中华人民共和国行业标准.农用运输车安全技术标准 （GB18320-2001)S.北京： 人民交通出版社，2001.14 肖开锋.湖北省低交通量农村公路典型路面结构研究： 硕士学位论文.武汉： 华中科技大学， 2007.15 赵佳娟.低交通量道路技术标准与路面结构研究硕士学位论文.西安：长安大学，2005.16 林秀贤.柔性路面结构设计方法.北京：人民交通出版社，1988.17 方福森.路面工程（第二版）M.北京：人民交通出版社.1993.18 公路水泥混凝土路面养护技术规范 JTJ 073.1-2001.19 陈育民，徐鼎平.FLAC 3D 基础与工程实例.北京：中国水利水电出版社，2013.20BijayaJaishiandWei-xinren.StructuralFiniteElementModelUpdatingUsingAmbientVibrationTestResults.JournalofStructuralEngineering,April2005.辽宁工程技术大学毕业设计83附录 A道路建设的生命评估模型吴侃，李亮，王相磊，张连贵，王宗盛，孙新民环境与测绘学院，中国矿业大学，徐州 221116，中国资源与环境工程江苏重点实验室，徐州 221116，中国摘要：摘要：城市道路景观评价的难点一个不可量度的指标，由于其存在不确定性而且受到主观因素的影响非常大，所以将其尽量量化是比较好的办法。结合城市道路的景观特点并提出了其评价指标体系。并通过层次分析法对各指标在评价体系中所占的权重进行了具体分析。关键词：城市道路；景观评价；指标体系；层次分析法关键词：城市道路；景观评价；指标体系；层次分析法1道路建设我国大量资源用于道路部门，其中包括新建道路的施工、养护和改建现有道路。道路的建设不仅消耗资源，并且对环境和景观也将产生影响和干扰。在道路建设这一章，主要对道路模型进行概述，包括道路结构、材料、排水和运行周期等阶段。1.1道路建设的结构类型道路的结构模型主要分为三种，包括行车道、停车区域和堤坝。图 1 显示了道路建设模型结构，选择这三种类型是因为他们构成了道路建设公路网的重要组成部分。道路设置飘散的颗粒层、沥青和水泥混凝土绑定层等几个结构层是被认为最有效的路面结构层。道路的平面设置包括不同部分，主要有机动车道、非机动车道、人行道和用于分离对向车流的中央分隔带。一般来说，道路的垂直结构有明显的不同，因为它不仅取决于道路自身结构，还取决于车辆的荷载情况。图 2 展示了常见的道路垂直结构层，人行道见于路基的顶部，底基层和较低的基层为一般颗粒层。道路在各方面存在很大的不同，比如车道数和道路结构层厚度等。举个例子，丹麦的典型 4 车道高速公路总宽 32m，厚度为 1m，横断面包括四部分：行车道、路肩、安全区和中间分隔带。而一条二级公路总宽为 17m，厚度 0.7m，横断面包括：机动车道、分隔带、路肩和非机动车道。停车区的垂直结构与公路部分相似，有很多的颗粒层和固定层。在模型中，路基可以理解为梯形结构，放置在道路路面下，用来承受路面传递下来的赵琪琪：道路建设的生命评估模型84荷载，使用的材料与路面结构有所不同，尤其是对辅助料的使用，一般路基采用三种材料，底基层、填充物和覆盖物，不过所有材料均为粒状材料。1.2 主要材料用于路面建设的材料可以是沥青或混凝土材料，然而，丹麦在道路建设方面的主导材料为沥青、碎石和沙子，丹麦的建筑工地旺旺很接近采石场，具有丰富的砾石和沙材料。除公路部门主导的原材料外，还有许多类型的残留物和辅助材料可以使用，再生沥青是可回收生产的新型沥青，并应用于水泥生产，其他残留可以进入公路部门碎混凝土。道路建成后，附属设施的建立很重要，主要包括照明、安全栅栏、路标和标志等。辽宁工程技术大学毕业设计852地表裂缝的水平分布规律2.1地表裂缝的形成过程在工作面上方裂缝的形成过程中，它遵循以下步骤：首先工作面前方出现小的地表裂缝，然后随着继续开采，这些裂缝变宽，之后，当工作面推进到这些裂缝下方时，他们达到其极限宽度。接下来随着工作面继续往前推，是相反的过程。在理想情况下，这些裂缝最终会达到全封闭，但是，有些裂缝不能完全闭合，与此同时，另一些裂缝由于在综采修路过程中受到了挤压，继续变大。根据我们的观察，地面裂缝首先出现在离工作面边界 12 米远的地方。随着工作面推进，裂缝传播到其他远离工作面的地方，直到裂纹增长弯曲到成一定的角度，它才会停止传播。被很多小裂缝包围的 35 个大裂缝，甚至当建设道路过程结束后它们也不会闭合。2.2地表裂缝的分布通过实地观察，地表裂缝的水平位置被显示在图 1（只显示工作面推进前方的裂缝）。由此得出结论：与道路上方的曲线裂缝对比，工作面上方的动态裂缝呈直线形状，这与工作面推进方向一致。这些裂缝的形成类似于沉陷盆地的形成3。大裂纹总是伴随着 100 至 260 毫米高度的地表沉陷。 不像在面层中,台阶下沉总是表现在路面倾向方向，这些台阶下沉形成地垒和地堑，一个接一个的，最终成为褶曲。闭合裂缝的程度不同，一些较舒展而另一些由于挤压隆起。沥青路表现出明显的突起状，这暗示着由裂缝不同的汇聚产生的挤压区裂缝的不对称性分布。考虑到施工的推进情况和道路高度，得出的结论是沿走向的的裂缝扩展角为 67.，沿倾向的裂缝扩展角是63.5，平均裂缝扩展角是 65.7。赵琪琪：道路建设的生命评估模型863地面裂缝宽度和横向变形之间的关系3.1地面裂缝宽度的分布特征为了得到裂缝宽度的分配原则，沿走向和倾向分别选择了两个典型剖面。具体来说，走向剖面是在路上和倾向剖面垂直于充分采动区的工作面。以剖面方向的裂缝宽度为研究例子，裂缝沿两个剖面的分布情况，显示在图 2 和 3 中。从这两个图，可以总结出以下几点： 不同工作面沿走向方向的裂缝近似有正态分布，裂缝宽度和裂缝距工作面边界的距离之间的函数关系见公式一。 最宽的裂缝位于工作面前方 21m 处。其中，L 表示裂缝的宽度，x 表示裂缝和工作面的边界之间的距离，在工作面外部，距离为正，在工作面内部，辽宁工程技术大学毕业设计87距离为负。 在倾斜方向，然而，最宽的裂缝位于拉伸变形到达最大值的周边地区，沿着路面边界，最大裂缝变得越来越窄。 最宽裂纹位于裂缝扩展角区域以外，开采边界以里。这也反映了拉伸变形在地面裂缝形成中占主要地位。关于倾向裂缝宽度的类似函数关系见公式二。裂缝的累计宽度，沿走向方向的裂缝的总宽度为 726 毫米。3.2裂缝的分布和横向变形之间的关系从上面的分析可得到这样的结论：水平变形是产生裂缝的主要原因，并支配着裂缝的分布。 当横向变形所产生的拉伸应力超过地表土的允许值，首先地表产生破损5，然后破坏沿断裂面发展，最终会形成裂缝。裂缝分布和水平变形之间的关系的分析有利于掌握由开采引起的地表裂缝的规律。当横向拉伸变形达到临界值时，微型裂缝就会出现。随着地表拉伸变形量的增加，裂纹也变得更宽。从沿走向裂纹的嵌合分布函数，可以观察到，其形状类似于地表横向变形的形状，但是裂缝宽度的最大值出现时间滞后于地表拉伸变形的最大值。当拉伸变形量达到最大值后，地面裂缝才逐渐达到最大，因为土壤中的惯性能保持初始平衡的状态。由于拉伸变形量开始下降，裂缝也从它们的最大值过渡到逐渐闭合的状态，在这个不对称的过程中，一些裂缝仍然具有一定的宽度，而其他裂缝则因受到挤压而向上隆起。通过计算，沿走向的拉伸变形可以在观测期间总计达到 1398 毫米，而沿走向观察到的裂缝宽度为 726 毫米，这表明土壤有能力吸收部分的拉伸变形量。沿走向的裂缝宽度占拉伸变形量的 51.9。赵琪琪：道路建设的生命评估模型884裂缝深度的分布规律为了研究裂纹深度的分布规律，四个不同宽度和高度的裂缝 L31，L33，L20，L39 被选为研究对象。其在地面的形状见表 1，具体的裂缝深度情况和土壤结构如图 5 所示。从表 1 和图 5 可知： 裂缝整体呈现一个“V”形：上面较宽，下方较窄，且深度有限。 裂缝 L20 在地面以下 1.5 米变宽，这一现象是由另一个裂纹发展到地下相同的位置而引起的。 L31 裂缝在地下 2.97 米仍然有 40 毫米宽，除了这个特殊的裂缝，其他的裂纹在地下 2.9 米处就会消失。 裂缝在地下并不是垂直地发育。受土壤结构的影响，他们沿软弱面发展，所以会以不同的形态出现。 裂纹的深度与宽度和高度之间是有联系的。 在相同的地质条件下，裂缝宽度越宽，高度越高，它们就会越深。 小的裂缝会迅速闭合。 同时，裂缝也会受土壤，建筑的影响。而且松散的土壤能够用阻止裂缝的持续发展。辽宁工程技术大学毕业设计895结论和建议环境和材料是影响公路的主要因素，材料的生产和道路的施工对环境造成了很大的影响，沥青材料，只有百分之二十五的材料用于道路建设，其余大部分将对环境产生影响，我们仍需学习更多的知识去了解道路建设和环境影响之间的关系，去评估他们之间的重要性。90附录 BLife cycle assessment model for road constructionWu Kana,b,*, Li Lianga,b, Wang Xiang-leia,b, Zhang Lian-guic,Wang Zong-shengc, Sun Xin-mincaSchool of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining &Technology, Xuzhou 221116, ChinabJiangsu Key Laboratory of Resources and Environmental Information Engineering; Xuzhou221116; PR ChinaAbstract:It is difficult to make a quantitative analysis in urban road landscape evaluation for itsuncertainty and subjectivity. It is a good method to use quantitative method to evaluate the urbanlandscape. The article puts forward an urban road landscape evaluation index system combiningwith the characters of the roads landscape,and analyzes every indexs weight in evaluationindex system by using the analytic hierarchy process.Key words:urban road;landscape evaluation;index system;analytic hierarchyprocess(AHP)1Road constructionConsiderable amounts of resources are used in the road sector: in the construction of newroads and in the operation, maintenance and upgrading of the existing road network. In additionto the consumption of resources, the road systems contribute to different environmental impacts,such as pollution of the surrounding environment and interference with the landscape. In thischapter, the road constructions that were included in the model are briefly outlined in terms oftheir structure, materials involved, water movement and the life cycle stages.1.1Types of road construction and structureThree different road constructions were included in the model: roads, parking areas andembankments. Figure 1 shows the structure of the road constructions in the model. Thesethreetypes of road construction were chosen since they constitute the main part of the Danishroad network and were seen as important in terms of recycling of residues Roads The road91pavement is constructed in several material layers, both unbound granular layers and boundlayers that are either bound by bitumen or cement. Horizontally, a road is divided into differentroad elements that serve the various means of traffic (vehicles, bicycles and pedestrians) andother purposes such as central reserves that separate oncoming traffic. In general, the verticalstructure of roads differs considerably, since it depends on both the road elements included andthe traffic load of the road.Figure 2 shows a traditional structure of the vertical layers of a road. The pavement isconstructed on the top of the subgrade. The sub-base layer and the lower base course layer aregenerally granular layers and the higher base course layer and the wearing course are boundlayers. The following five different types of road were chosen for the model:The roads all differ in terms of the number and thickness of the vertical layers and thenumber of road elements included in the roads. As an example, a typical Danish4-lane motorway has a total width of 32m, a thickness of 1m and includes four road elements(lanes, hard shoulder for safetyuse, shoulders and central reserve), while a secondary road has atotal width of 17m, a thickness of 0.7m and includes four road elements (lanes, reserves,shoulders and bicycle paths) (Birgisdttir, 2005). The vertical structure of parking areas issimilar to roads and has a number of unbound granular layers and bound layers. Embankments Inthe model, the term embankment isunderstood as a trapezoid construction that can either be placed next to roads and serve as alandscaping noise barrier or be placed beneath a road pavement and serve as fill to obtain therequired alignment of the road.The number of materials used in theconstruction of an embankment can vary considerably, especially if residues or secondarymaterials are used. The general assumption for this project was that an embankment couldmaximally be constructed using three materials: a bottom layer, fill and cover, and that allmaterials were granular materials.1.2Main materialsBoth bound and unbound materials are used in the construction of the pavement. The boundmaterials can be either bituminous or concrete materials. However, the use of bituminousmaterials predominates in Denmark. The unbound materials used are crushed rock, gravel and92sand. Denmark is rich in gravel and sand materials, and road construction sites are often close toquarries. Crushed rock is rare and is mainly imported from Sweden and Norway. The use ofvirgin materials predominates in the road sector but many types of residues and secondarymaterials can be applied. In Denmark, reclaimed asphalt material is commonly recycled in theproduction of new asphalt material, and fly ash from coal power plants is applied in cementproduction (Pihl and Milvang-Jensen, 2001). Other residues that can enter the road sector arecrushed concrete, bottom ash from waste incineration, steel slag etc (Pihl and Milvang-Jensen,2001). After the construction of the road, several other materials are added to the road area in theform of road equipment such as signs, road lighting, safety fences, road markings Etc.932Horizontal distribution laws of ground surface cracks2.1Formation process of ground surface cracksDuring the development of cracks above working face, it obeys the following steps: firstlysmall ground cracks emerge ahead a working face, and then they increase in width following thecontinue exploitation, after that when working face is below these cracks, they reach theirextreme width followed by the reverse process after working face carries on. In ideal situation,these cracks will eventually reach full closure, however, some cracks cant close completelywhile others uplift due to extrusion during fully-mechanized thick caving.According to our observation, ground cracks firstly appear 12 meters away from theboundary of working face and along with the advancing