徐州市开发区高新路初步设计毕业论文.doc

I 徐州市开发区高新路初步设计毕业论文徐州市开发区高新路初步设计毕业论文 目目 录录 1 1 绪论绪论3 1 1 前言 3 2 2 设计总体概况设计总体概况 4 2 1 城市概况 4 2 2 建设目的与意义 4 2 3 设计依据与原则 4 2 3 1 设计依据 4 2 3 2 设计原则 5 2 4 沿线自然地理概况 6 2 4 1 土壤 6 2 4 2 地形地貌 6 2 4 3 水文 6 2 5 工程概况 7 3 3 道路平面设计 道路平面设计8 3 1 平面线形设计的一般原则 8 3 2 平面线形的选择 8 3 3 导线要素计算 9 4 4 道路纵断面设计道路纵断面设计 11 4 1 纵断面设计要求 11 4 2 纵坡值 12 4 3 桩号标高及竖曲线要素计算 12 4 3 1 桩号 K0 000 K1 500 段标高计算 13 4 3 2 竖曲线 1 设计 13 4 3 3 桩号 K1 500 K2 500 段标高计算 14 4 3 4 桩号 K2 500 K3 900 段标高计算 15 4 3 5 竖曲线 2 设计 15 最终纵断面设计样图参见设计图 最终纵断面设计样图参见设计图 2 12 1 16 5 5 横断面设计 横断面设计17 5 1 横断面设计方法 17 6 6 路基路面设计路基路面设计 20 6 1 路基设计的一般要求 20 6 1 1 路基设计基本原则 20 6 1 2 路基填土与压实 20 6 1 3 一般路基的设计 21 II 6 1 4 路基的边坡与防护 21 路基防护 22 6 1 5 边坡稳定性分析 22 6 2 路面结构设计 24 6 2 1 路面设计原则 24 6 2 2 交通荷载分析 25 6 2 3 路面结构计算 26 7 7 城市道路附属设施设计城市道路附属设施设计 29 7 1 城市道路管线设计 29 7 1 1 城市道路管线设计原理 29 7 1 2 道路管线设计 31 7 2 道路灯光设计 33 7 2 1 道路灯光设计原理和说明 33 7 2 2 路灯平面布置 33 7 3 道路绿化设计原则 35 8 4 施工方法 41 8 4 1 排水管道施工方法 41 8 4 2 道路施工方法 42 8 4 3 雨水井及支管 44 8 4 4 路面灰土底基层施工 44 8 4 5 水泥稳定碎石基层的施工方法 45 8 4 6 缘石 侧平石施工 47 8 4 7 沥青混泥土面层施工 47 8 5 质量控制 48 8 5 1 质量目标 48 8 5 2 保证措施 48 8 6 施工进度控制 49 8 7 安全保证措施 51 8 7 1 安全保证体系 51 8 7 1 5 安全标志和安全防护 52 8 7 2 措施 52 8 8 环境保护与文明施工措施 53 8 9 雨季施工措施 54 8 10 成本控制 55 致致 谢谢 56 参考文献参考文献 57 1 1 绪论绪论 1 1 前言 本次毕业论文 设计 内容是对徐州高新路进行城市道路工程设计 在设计过程中 依据原始资料首先对道路进行路线的拟定 然后针对选定方案进行详 细的平 纵 横设计 严格参照各类设计技术标准及规范 并且借助软件及相关的手算部 分完成图纸的绘制 以及得出相应的数据 从中 使我在 Word Excel Autocad 纬地 等应用软件方面有了长足的长进 毕业设计是培养和提高独立解决工程实际问题能力的一个重要的教学实践环节 是几 年来所学知识的总结提高 以上就是我在这次毕业设计过程中的主要工作 归结起来有以 下几点收获 可以综合应用所学基础课 专业基础课及专业课知识和相关技能 熟悉了相 关设计规范 手册 标准图以及工程实践中常用的方法 解决了具体的土木工程设计问题 提高了工程应用的综合能力和创新能力 本路段施工图设计我觉得体现出了我的一些思路 在路线的选定及路基 路面设计上 都花费了较长时间 本设计同样关注环境 关注能源 关注低碳 还有很多不足 有待改 善提高 4 2 2 设计总体概设计总体概况况 2 1 城市概况 江苏省徐州经济开发区创建于 1992 年 7 月 区划面积 152 8 平方公里 已开发 10 3 平方公里 拥有企业 1000 余家 是徐州市重点建设的综合工业基地和高新技术产业中心 2010 年 3 月 国务院办公厅复函省人民政府 同意徐州经济开发区升级为国家级经济技 术开发区 定名为徐经济技术州开发区 实行现行国家级经济技术开发区的政策 至此 徐州经济技术开发区正式跻身国家级开发区行列 2 2 建设目的与意义 高新路是开发区内重要的东西向城市主干道 道路红线宽 60 米 双向六车道 其中 高新路段西起和平路东延段 东至昆仑大道 全长约 4 公里 年度计划投资 9000 万元 工程被列为 2011 年度市城建重点工程 毕业设计从开题报告开始 经历了道路的平 纵 横等设计阶段 在写开题报告的过 程中 在指导老师的带领下 通过阅读大量的参考文献和中外文资料以及综合所学知识 我认识到城市道路的发展现状以及现行城市道路设计中所需注意的问题 2 3 设计依据与原则 2 3 1 设计依据 一 市城市整体规划 1996 2010 二 市城市交通规划 三 路基岩土工程堪察报告 四 现状地形图 五 相关的规范与标准 1 JTJ 001 97 公路工程技术标准 2 JTJ 003 86 公路自然区划标准 3 JTJ 011 94 公路路线设计规范 4 JTJ 012 94 公路水泥混凝土路面设计规范 5 JTJ 014 97 公路沥青路面设计规范 6 JTJ 017 96 公路软土地基路堤设计与施工技术规范 7 JTJ 031 95 公路路基设计规范 8 CJJ 37 90 城市道路设计规范 9 JTJ 004 89 公路工程抗震设计规范 10 JTJ 018 97 公路排水设计规范 5 11 JTJ T 006 98 公路环境保护设计规范 12 JTJ 005 96 公路建设项目环境影响技术评价规范 13 JTJ 021 89 公路桥涵设计通用规范 14 GBJ 124 88 道路工程术语标准 15 GBJ 50162 92 道路工程制图标准 16 GB T 50283 1999 公路工程结构可靠度设计统一标准 17 GB T 5768 1999 道路交通标志与标线 2 3 2 设计原则 1 设计应满足道路用地范围的要求 2 符合各项规范要求 达到规范要求的各项指标 3 在满足道路交通要求的前提下尽量节约投资 减少工程量 缩短工期 4 道路平 纵断面的设计应充分考虑地形 地貌及工程地质情况 5 道路的设计应尽量使平 纵 横三方面协调 线形顺适连续 视觉良好 工程 经济合理 6 路面结构的选择做到节省工程费用 路面材料应结合地方材料的特点 便于施 工 减少道路的后期养护费用 7 横断面形式应满足道路交通需要 同时便于分布各种城市管线 因地制宜 就地取材 8 重视环境保护 防止水土流失 并且加强道路绿化设计 6 2 4 沿线自然地理概况 2 4 1 土壤 设计线路经过地段主要有第四系松散沉积岩所组成 第四系松散沉积层有全新统 Q4al 的低 高液限粘性土加粗砂及更新统 Q3al 的低 高液限粘性土所组成 由于 古河道多次变迁作用 底层厚度分布不均 堆积层厚度上部全新统 Q4al 一般在 3 9m 局部达 10m 地层岩性主要为低 高液限粘性土 其为 2 10 下部上更新统 Q3al 沉积厚度一般在 10 40m 地层岩性主要为低 高液限粘性土 呈中 低等压缩 性 2 4 2 地形地貌 修建路基位于徐州市区以东 西起和平路东延段 东至昆仑大道 全长约 4 公里 地 形变化不大 属于平原地带 2 4 3 水文 1 地表水 路线经过区段主要河流 河流一般情况下流量受季节影响及人工调节影响较大 检测 表明沿线河流水质对混凝土不具侵蚀性 2 地下水 设计线路沿线地下水主要为孔隙潜水 地层透水性 富水性均较好 地下水位受大气 降水影响明显 有随季节性变化的特征 地下水对砼不具腐蚀性 沿线第四系沉积层内富 含大量的地下水 地下水埋深 1 2 5m 并随汛期发生变化 检测表明沿线河流水质对混凝 土不具侵蚀性 3 地震 自有地震记录以来 场区地震不超过 3 级 多发生在断裂交汇处 新构造运动表现为 地壳大面积的不均匀升降 根据 公路工程抗震设计规范 JTJ004 89 场区抗震设防 烈度为 7 度 设计基本地震加速度为 0 01g 4 气象 徐州市位于中亚热带 地势低平 近海 具有季风性 过渡性 不稳定性的气候特征 四季分明 冬夏温差显著 年平均气温 14 1 极端最高气温 39 2 极端最低气温 17 8 年最大降雨量为 1394 9mm 年平均风带为 3 1 米 秒 历史最大风速为 18 7 米 秒 大风多出现在 6 7 月份 该地区光照充沛 年平均日照数为 2214 0 小时 日照百分 率为 50 无霜期为 216 天 对境内影响较大的灾害性天气主要有 暴雨 连阴雨 寒潮和高温等 而以暴雨造成 的灾害最为严重 7 5 土壤的分析与评价 根据钻探资料和静力触探成果综合分析 本工程场地范围内 地层表层填土土质不均 一般不宜直接作为路基天然地基持力层 2 5 工程概况 西起和平路东延段 东至昆仑大道 沿线穿过村庄 农田和水塘 本次设计范围是高 新路第一标段 路线长约 4000 米 道路起点坐标 X 3754382 04 Y 480477 91 道路终点 坐标 X 3754051 10 Y 484136 43 道路路幅宽为 60 米 路肩宽为 0 5 2 1m 路基顶面 宽度为 61 米 8 3 3 道路平面设计 道路平面设计 3 1 平面线形设计的一般原则 1 平面线形应直捷 连续 顺适 并与地形 地物相适应 与周围环境相协调 2 除满足汽车行驶动力学上的基本要求外 还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要 求 3 保持平面线开的均衡与连贯 4 应避免连续急弯的线形 5 平面线形应有足够的长度 1 3 2 平面线形的选择 方案一 充分考虑了征地拆迁以及原有工厂的情况 但道路的转折太多 与高新路桥和 江东大道的衔接也不是太好 而且也避免不了工厂的部分拆迁 同时工程量 造价会很大 方案二 为直线行路线 优点是转弯少 没有转弯 施工方便 造价相对较低 对于城 市未来交通的流畅快速 安全 简洁方面是很合适的 缺点是直线经过处拆迁量稍微有点 大 经过综合考虑 采用第二方案 参见设计图 1 1 设计指标 根据徐州市交通规划 高新路为城市二级主干道 根据 城市道路设计规范 高新路 采用的各项技术指标如下 平面设计技术指标 设计指标 城市主干道 级 规范值采用值 设计车速 km h 5050 平面线形最终确定方案 参见设计图 1 1 9 3 3 导线要素计算 道路起点相山南路 JD0 坐标为 X 3754382 04 Y0 480477 91 由设计资料可知 JD0 的桩号为 K0 000 长山南路 JD 坐标为 1 02 3754465 1 X12 481266 1 Y JD0 JD1 的距离 22 11010 lxxyy 03 57391 48047712 48126604 375438202 3754465 22 则 JD1 桩号为 JD1 K0 573 03 终点 JD2 的坐标是 38 3754678 2 X88 481791 2 Y 2 12 2 122 yyxxl 22 12 48126688 48179102 375446538 3754678 76 206 终点 JD2 的桩号为 JD2 K1 357 64 导线方位角的计算 10 JDJD 10 0 1 10 500407 06499246 56 arctanarctan89 5 3505176 263505186 26 yy xx 21 JDJD 21 1 2 21 500744 67500407 06 arctanarctan84 0 3505211 993505176 26 yy xx 导线偏角的计算 0112 JD JDJD JD 1 20 1 84 089 55 5 10 交点坐标如下 详细请参考设计图 9 5 高新路控制点桩号 坐标 长度 交 点 坐 标直线长度及方向 直线段交点间 交 点 号 交点桩号 N X E Y 长 m 距 m 计算方位角 JD0K0 0003754382 048480477 9129 573 0297991792 5625 83 59 26 2 JD1K0 792 5633754465 023481266 1201 206 7664254567 4033 67 54 43 8 JD2K1 357 6463754678 382481791 8809 1545 2198611904 401 93 30 59 4 JD3K3 258 5913754561 574483692 6961 458 2999024676 3767 139 00 00 2 JD4K3 916 3493754051 106484136 4386 高新路路段方位角及偏角 交 点 号交点桩号转 角 值 JD0K0 000 JD1K0 792 56316 04 42 3 Z JD2K1 357 64625 36 15 6 Y JD3K3 258 59145 29 00 8 Y JD4K3 916 349 11 4 4 道路纵断面设计道路纵断面设计 4 1 纵断面设计要求 纵断面设计的主要内容是根据道路等级 沿线自然条件和构造物控制标高等 确 定路线合适的标高 各坡段的总坡度和坡长 并设计竖曲线 基本要求是纵坡均匀平顺 起伏和缓 坡长和竖曲线长短适当 平面和纵面组合设计协调 以及填挖经济 平顺 具 体体现如下 2 1 纵断面设计应满足纵坡和竖曲线的各项规定 最大纵坡 最小纵坡 坡长限制 竖 曲线最小半径及长度等 2 为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶 纵坡应具有一定的平顺性 起伏不宜过 大和过于频繁 尽量避免采用极限纵坡值 合理安排缓和坡段 不宜连续采用极限长度的 陡坡夹最短长度的缓坡 连续上坡或下坡路段 应避免设置反坡段 越岭线垭口附近的纵 坡应尽量缓一些 变坡点处应尽量设置大半径竖曲线 3 设计标高的确定 应结合沿线自然条件如地形 土壤 地质 水文 气候 排水等 和各种构造物控制标高等因素综合考虑 视具体情况加以处理 以保证道路的稳定与通畅 4 纵断面的设计应与平面线形和周围自然景观相协调 即应考虑人体视觉心理上的要 求 按照平竖曲线相协调及半径的均衡 来确定纵断面的设计线 5 一般情况下纵断面设计 应考虑填挖平衡 尽量就近移挖做填 以减少借方和弃方 降低造价和节省用地 保证自然环境 6 对连接段纵坡 如大中桥引道及隧道两端接线等 纵坡应和缓 避免产生突变 交 叉处前后的纵坡应平缓一些 7 在实地调查基础上 充分考虑通道 农田水利等方面的要求 12 4 2 纵坡值 根据沿线地形情况进行试坡调整 最后确定了纵坡值 高新路经试坡调整后最后 确定各控制点 表 4 1 纵断面设计指标规范值与采用值 设计指标 城市主干道 规范值采用值 设计车速 km h 50 50 最大纵坡推荐值 00 5 5 00 1 1 纵坡最小长度 m 140165 凹曲线一般最小半径 m 7006000 考虑视觉效果时凹曲线一般最小半径 m 10506000 凸曲线一般最小半径 m 9006000 考虑视觉效果时凸曲线一般最小半径 m 13506000 竖曲线最小长度 m 41 5500 4 3 桩号标高及竖曲线要素计算 竖 曲 线 序 号桩 号 标 高 m 纵 坡 0K0 00031 1K0 50031 2 0 38 2K1 00028 35 0 57 3K1 50032 0 73 4K2 00029 65 0 47 5K2 50032 0 47 6K3 00029 6 0 48 7K3 50032 35 0 55 8K3 90029 91 0 61 13 4 3 1 桩号 K0 000 K1 500 段标高计算 表 4 2 桩号 高程计算 m 0 00031 00 0 500 31 00 500 0 04 31 20 1 000 31 20 500 0 57 28 35 1 500 28 35 500 0 73 32 00 2 000 32 00 500 0 47 29 65 2 500 29 65 500 0 47 32 00 3 000 32 00 500 0 48 29 60 3 500 29 60 500 0 55 32 35 3 900 32 35 500 0 61 29 91 4 3 2 竖曲线 1 设计 变坡点桩号为 K0 500 之前坡度为 0 04 之后坡度为 0 57 故变坡角 0 04 0 57 0 61 此为凸曲线 凸曲线的半径取为 R 3000 切线长 2 RTm71 2 61 0 3000 曲线长 2142LRTm 外距竖曲线起点桩号为 K0 408 50 高程为 31 2m 竖曲 22 71 0 13 22 20000 T Em R 线终点桩号为 K0 591 5 高程为 00 13 9271 0 3414 16m 起终点之间以桩距为加密 按公式计算标高改正值 计算如下 17 75m 2 2 x y R 14 表 4 3 K0 729 56 竖曲线计算表 桩号 坡段高程 m 标高改正 2 2 x ym R 竖曲线高程 m 0 000310 0031 0 50031 20 00531 19 1 00028 350 0128 34 1 500320 0331 97 2 00029 650 0429 61 2 500320 0731 93 3 00029 60 1329 47 3 50032 350 1232 23 3 90029 910 0729 84 4 3 3 桩号 K1 500 K2 500 段标高计算 表 4 4 桩号 K1 500 K2 500 段标高计算 桩号 高程计算 m 0 00031 00 0 500 31 00 500 0 04 31 20 1 000 31 20 500 0 57 28 35 1 500 28 35 500 0 73 32 00 2 000 32 00 500 0 47 29 65 2 500 29 65 500 0 47 32 00 3 000 32 00 500 0 48 29 60 3 500 29 60 500 0 55 32 35 3 900 32 35 500 0 61 29 91 15 4 3 4 桩号 K2 500 K3 900 段标高计算 表 4 5 桩号 K2 500 K3 900 段标高计算 桩号 高程计算 m 0 00031 00 0 500 31 00 500 0 04 31 20 1 000 31 20 500 0 57 28 35 1 500 28 35 500 0 73 32 00 2 000 32 00 500 0 47 29 65 2 500 29 65 500 0 47 32 00 3 000 32 00 500 0 48 29 60 3 500 29 60 500 0 55 32 35 3 900 32 35 500 0 61 29 91 4 3 5 竖曲线 2 设计 变坡点桩号为 K1 500 高程为 31 2 之前坡度为 i 0 04 之后坡度为 i 0 57 故 而变坡角 考虑到竖曲线最小长度要 83 1 04 0 57 0 000 000 0 731 11 83 求以及转折角的大小 取半径 6000Rm 切线长 00 1 83 600054 9 22 TRm 曲线长 00 6000 1 83109 8LRm 外距 22 54 9 0 25 22 6000 T Em R 竖曲线起点桩号 高程为 竖 123054 91 175 1KK 14 9454 9 0 73 15 34m 曲线终点桩号为 高程为 123054 91284 9KK 14 9454 9 1 1 15 54m 起终点之间各高程以桩距加密 按公式计算标高改正值 18 3m 16 计算过程及结果如下 表 4 6 桩号坡段高程 m 标高改正 2 2 x ym R 竖曲线高程 m 1 175 131 2 0 0031 2 1 193 431 160 0331 19 1 20031 130 0431 17 1 211 7310 1131 11 1 23029 620 2539 87 1 248 331 20 1131 31 1 26031 280 0931 37 1 266 631 330 0331 36 1 284 931 370 0031 37 最终纵断面设计样图参见设计图 2 1 17 5 5 横断面设计 横断面设计 5 1 横断面设计方法 道路横断面是道路中线上各点的法向切面 其包括行车道 人行道 中央分隔带 路 肩 护坡 边沟 路界石等 道路横断面设计应根据交通量 地形 地质 行车速度等进 行设计 4 拟建高新路为城市主干道 设计初期单向高峰小时交通量为 350 辆 小时 标准小汽 车 非机动车道为 800 辆 小时 拟定交通量年增长率为 7 根据 城市道设计规范 CJJ37 90 城市主干道交通量达到饱和状态时的设计年限为 20 年 则设计年限末期 单向高峰小时交通量为 机动车道 设计年限末 20 20 13501 0 071355 t nnpcu h 非机动车道 设计年限末 20 20 17001 0 073096 t nnpcu h 计算可能通行能力 根据规范查得 城市主干道二级道路 V 50km h 一条车道的可能通行能力为 若 没有观测值 采用建议值 查规范 3600 p i N t i t 1690 p npcu h 设计通行能力的计算 mpcm NNk 人 机动车道通行能力分类系数 主干路为 0 8 c 人 行人过街对交通能力的折减系数 一般取0 63 车道折减系数 m k 第一条车道的车道折减系数为 第二条车道折减系数为 第三条车 1 00 m k 0 85 m k 道折减系数为 0 85 m k 交叉口影响交通能力的折减系数 22 l v l vvavb l 交叉口距离m 18 2 0 6 v am s b 2 22 汽车速度ms 加速度小汽车0 8ms大汽车 车辆制动时平均减速度 小汽车的为1 66ms大汽车的为1 3ms 车辆在交叉口的平均停留时间 取红灯时间的一半 此处 取平均距离为 400 米 l 由规范得27 5s 值为 可计算得 0 78 则第一车道的通行能力 1 1690 0 8 1 0 78 0 63664 mpcm NNk 设两个车道时 2 664664 0 851228 41355 m NN 末 设三个车道时 3 6646640 850 85 17921355 m NN 末 所以取三车道 3n 由 城市道路设计规范 大汽车与小汽车混和通行时的车道宽度为 3 75m 小汽车 通行的车道宽度为 3 5m 两侧的路缘带宽度为 0 25m 非机动车道设计 非机动车道上行驶的主要为自行车 一条自行车道的车道通行能力 无分隔带路段 有分隔带时 3600 i N t 非 2 0 i ts 1 8 i ts 1 2 Nc c N i非 1 2 1 00 0 55 c c 22 道路等级系数 主干路为0 8 次干路 支路为0 9 c交叉口影响折减系数 长路段 5km 左右 时为c短路段 1 2 3600 0 8 0 55880 1 8 i Nc c Np hm 非 单向非机动车道数 取整数 查规范非机动车道宽 4 5m 3096 3 5 880 i Q n N 4n 人行道的设计 徐州为中小城市 拟定设计初期单向高峰行人通行量为5 则 1500 p h mA增长率为 第十五年末的通行量为 15 115001 0 053120 t Qnp h m A 19 城市主干道 级道路的一条人行道的可能通力为 其折减系数为 2400 p h mA 则一条人行道的可能通行能力为 0 75 0 75 24001800 m NNp h m A 则人行道数为 由规范得城市主干道 级道路一条人行道的宽 3120 1 7 1800 m Q n N 度为 0 75 在此处取人行道总宽度为 6m 拟定为四幅路 机动车与机动车道 机动车道与非机动车采用隔离带分开 整个机动道宽为 8 5 8 75 2 25 2 39m 机动车道隔离带的宽度为 17 5m 机非隔离带的宽度为 2 25m 为了保障交通安全 人车互不干扰 人行道一般高出车行道 0 2m 左右 横断面如下 参见设计图 3 1 4 1 6 6 路基路面设计路基路面设计 20 6 1 路基设计的一般要求 6 1 1 路基设计基本原则 公路路基设计是路面的基础 它承受着本身土体的自重和路面结构的重量 同时还承 受着由路面传递下来的行车荷载 所以路基是公路的承重主体 公路路基属于带状结构 随着天然地面的高低起伏 标高不同 路基设计需根据路线 平 纵 横设计 精心布置 确定标高 为路面结构提供具有足够宽度的平顺基面 一般路基通常指在良好的地质与水文等条件下 填方高度和挖方高度深度不大的路基 通常认为一般路基可以结合当地的地形 地质情况 直接选用典型断面图或设计规定 不 必进行个别论证和验算 本路段中地质条件良好 不需进行特殊路基处理 所以本设计中未予考虑 8 6 1 2 路基填土与压实 1 填料选择 填方路基所选填料应能保证填方路基稳定 耐久 具有一定的承载能力 沉降量满足 要求 由于填方工程量大 一般应尽可能移挖作填 需要借土时应利用工程所在地的土或 固体废弃物 以降低成本 所需填料来源于沿线两侧集中取土坑和远运取土坑 本工程路基均为填方路段 需大量的路基填土 而本路线地处长江中游平原 沿线均 为房屋或池塘 只能在路线两旁 或一侧 采用取土坑的方法解决路基填土 或采用挖深 拓宽沿线附近现有的河渠和结合开挖鱼塘取土解决 取土时应注意土质 必须符合路基填 料要求 填料宜选用级配较好的粗粒土 填料的最小强度和最大粒径应满足 公路路基设计规 范 规定 填料最大粒径应小于 150mm 砾类土 砂类土应优先选作路床填料 土质较差 的细粒土可填于路堤底部 用不同填料填筑路基时 应分层填筑 每一水平层均应采用同 类填料 2 压实土的特性及压实标准 路堤填土需分层压实 使之具有一定的密实度 影响压实度的主要因素有 1 土质 土的性质不同 其干密度和含水量就不同 对粘性较大的土 含水量值较 高而干密度值较低 而粘性差一点的土则相反 所以粘性差的砂类土的压实性就比粘质土 好 因此 要尽量选用土颗粒中粗粒含量 越多的土 压实性能就越好 2 土的含水量 存在一最佳含水量 在此含水量条件下 采用一定的压实功能可以 达到最大密实度 获得最经济的压实效果 最佳含水量是一相对值 随压实功能的大小和 土的类型而变化 所施加的压实功能越大 压实土的细粒含量越少 最佳含水量越小 而 21 最大密实度越高 因此 路基土在最佳含水量状态下进行压实可以提高路基的抗变形能力和水稳定性 路基土的强度是通过压实形成的 路基压实应充分考虑路基填土的工程性质 气候条 件等制定合理的压实工艺 本路段均为填方路基 因此设计中路基土压实标准按重型击实 试验方法确定 6 1 3 一般路基的设计 路基设计时对填方路段均考虑平均清除 0 15m 厚的地表耕植土 并清除路基范围内的 树根和草皮 1 当路基填土高度 h 1 73m 时 应下挖至路床下 30cm 后对基底进行翻松掺水泥 4 碾压 压实度 85 其上分层回填 4 石灰 2 水泥土 其压实度应分别 90 94 80cm 路床整体掺石灰 4 水泥 2 处理 其压实度应 96 2 当路基填土高度 1 73m h 1 93m 时 将原地面清耕翻松掺 4 水泥处理后 路基 中部填筑 4 石灰 2 水泥土 路床 80cm 整体掺石灰 4 水泥 2 处理 路基各部分压实度 应不小于规范要求 3 当路基填土高度 h 1 93m 时 在原地面清耕后 能填前压实的路段直接将原地面 压实 其压实度 85 不能填前压实的路段将原地面翻松 20cm 掺 4 水泥压实 路基中 部填土可根据施工季节 进度要求 以及所取土质决定是否掺灰处理 设计按中部填方的 50 掺 4 石灰 2 水泥考虑 具体可由现场监理决定是否掺灰处理并计量确认 路床 80cm 整体掺石灰 4 水泥 2 处理 路基各部分压实度应不小于规范要求 4 对老路破除部分按照填土高度 h 1 73m 进行处理 5 路基过塘段 在排水清淤后 回填 60cm60 水泥土 其上回填 4 石灰 2 水泥土至 原地面 路基过塘段采用浆砌片石满铺防护 6 1 4 路基的边坡与防护 边坡 路基边坡坡度应根据当地的土质类型 岩石构造和风化程度 水文条件 填筑材料 边坡高度及施工方法等因素分段确定 本项目有填方路基 根据以上边坡设计要求中说明 公路路基设计规范 JTGD30 2004 中规定 一般路堤当填筑材料种类为砾石土 粗砂 中砂 且填土高度小于 8m 时 路基边坡坡度的选用为 1 m 1 1 5 填土高度大于 8m 的路基边坡 处填土高度为 8 211m 其余路段填土高度均小于 8m 因此 选用路基边坡坡度 1 m 1 1 5 在有水塘的 地方应采用浸水护坡 此路段由于边坡较缓 可采用干砌片石护坡 护坡的厚度一般为 22 砌石下应设厚的碎石或砂砾垫层 0 250 35mm 0 100 15mm 路基防护 路基防护是确保道路安全使用 使路基不致因地表水流和气候变化而失稳的主要工程 措施之一 其重要性因道路技术等级的提高和交通量的急剧增长而日益突出 坡面防护的措施主要有种草 铺草皮 植树 抹面与捶面等 本设计中边坡坡度为 1 m 1 1 5 缓于 1 1 的边坡防护 适合种草或铺草皮 因此 填土高度 H 3 0m 采用铺 草皮防护 H 3 0m 时采用空心六角块护坡防护 6 1 5 边坡稳定性分析 路基高度取 7 5 米 路基填土为粉质粘土 土的粘聚力为 c 21 计算内摩擦角为 容重 每辆车总荷载为 700KN 横向布置 6 辆车 18 5 3 18 3KN m 绘出路基断面图 2 将车辆荷载换算成当量土柱 0 NQ h BL 式中 纵向分布长度 汽车前后轮胎的总距 L 4 8Lm 横向分布车辆轮胎最外缘之间总距 B 1BNbNd 横向分布车辆数 N 4 N 车身之间净距 取最小间距 d 0 4dm 车身宽度 b 3bm 则 14 34 10 413 2BNbNdm 故 0 4 700 1 03 18 3 13 2 4 8 NQ hm BL 23 3 按 4 5H 法确定滑动圆心辅助线 边坡倾角 1 arctan33 41 1 5 查得辅助角 根据此此两角分别自坡角和左顶点作直线相交于 A 点 12 26 35 BA 的延长线即为滑动圆心辅助线 4 最危险滑动圆弧中心在 BA 的延长线上 此圆弧中心可通过试算确定 即在 BA 的延长线上选取圆心位置进行 计算相应的稳定系数 由此求得最小值 35 5 将圆弧范围内的土体分为 9 段 自坡脚至路基路中线每 1 74m 一段 6 算出滑动曲线每一段中点与圆心竖线之间的偏角 i sin i i X R 式中 分段中心距圆心竖线的水平距离 圆心竖线左侧为负 右侧为正 i X 滑动曲线半径 R 7 每一段的滑动曲线近似取直线 将各段图形简化为梯形或三角形 计算其面积 其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内 i S 8 以路堤纵向长度计算也各分段的重力 1mi G 9 将每一段的重力化为两个分力 i G a 在滑动曲线法线方向分力 cos iii NG b 在滑动曲线切线方向分力 sin iii NG 并分别求出此两者之和 ii N 和T 10 算出滑动曲线圆弧长12 18 L 圆弧法边坡稳定性计算表 24 分段 sin i i cos i 2 i Sm ii GS KN cos i ii N G KN sin i ii T G KN 1 0 77 43 9 0 641 82332126 2 0 67 38 4 0 745 01926861 3 0 57 32 8 0 827 2313210876 4 0 48 27 2 0 887 3613511964 5 0 38 21 7 0 936 7812411547 6 0 28 16 1 0 965 8210710230 7 0 18 10 5 0 984 53838115 8 0 09 5 0 1 002 9354535 9 0 01 0 6 1 001 0319190 687323 11 边坡稳定系数 K tan 0 33 68721 18 12 2 03 323 ii ii fNcLNcL K TT 抗滑力 下滑力 K 2 03 1 25 可知此路堤边坡是稳定的 参见设计图 5 1 6 2 路面结构设计 6 2 1 路面设计原则 1 路面设计应根据使用要求及气候 水文 地质等自然条件密切结合当地的实验 进 行路基路面综合设计 2 路面设计在满足交通量和使用要求的前提下 应遵循因地制宜 合理选材 节约投 资的原则 进行路面设计方案的技术 经济比较 选择在技术上先进 经济合理 安全可 靠 利于机械化施工的路面结构方案 3 结合当地的条件 积极推广成熟的科研成果 对行之有效的新材料 新工艺 新技 术应在路面设计方案中积极采用 但要根据实际情况慎重采用 4 设计方案应注意环境保护与施工人员的安全 为了更好的保证高等级路面施工的质 量 应首先考虑采用机械化施工 宜大规模的采用机械化施工 保证施工的质量 13 25 6 2 2 交通荷载分析 1 各级轴载的作用次数 按由菏载应力与温度应力综合疲劳损耗等效原则 i p i N 推演得到的下式换算为标准轴载作用次数 s p s N 16 1 100 n siii i Na Np 式中 各级轴载单轴或双轴总重 KN i p 轴载吸系数 单轴时 1 双轴时 i a i a i a 50 3767 1 46 10 i p 各级轴载作用次数 次 日 i N 表 6 2 1 轴载分配 轴载 i P KN 日通过次数 i Nd次 i a 16 is P P 100BZZ d 轴次次 206581 12 6 55 10 1 705801 3 3 32 10 2 8046810 0314 9070010 19130 10025011 000250 12010118 49185 2 120 5 6 2 41 10 18 491 合计583 水泥路面设计初期单向日平均当量轴次为 583 s Nd 次 按水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P7 表 3 0 5 交通分级 可确定轴载等级 为 重交通等级 2 计算累积轴数 e N 水泥路面设计使用年限年 交通量年增长率前五年为 即 30t 00 70 07 30 6 1 113651 0 071365 583 0 24 02 10 0 07 t e NNd 次 车轮轮迹横向分布系数 据规范取0 2 26 6 2 3 路面结构计算 初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为 0 24m 基层选用刚性和半刚性材料 厚度为 0 20m 垫层厚度为 0 20m 水泥混凝土面板长度为 5m 宽度为 4m 纵缝为设拉杆平缝 路面材料参数确定 按水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P8 表 3 0 6 混凝土弯拉强度标准值 可确定混凝土弯拉强度标准值为 5MPa 根据水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P53 表 F 3 水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值 可确定弯拉弹性模量为 31000MPa 路基回弹模量选用 30MPa 基层回弹模量选用 1300MPa 垫层回弹模量选用 600MPa 按水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P40 公式 B 1 5 计算基层顶面当量回弹模 量如下 22 1122 22 12 950 x h Eh E EMPa hh 1 2 33 12 1 122 1 122 11 4 55 12124 x hhE hE h DMNm E hE h 312 0 386 x x x D hm E 0 45 0 6 22 1 1 514 236 x E a E 0 55 0 1 1 440 785 x E b E 13 0 0 190 b x tx E Eah EMPa E 荷载疲劳应力计算 按水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P39 公式 B 1 3 1 计算标准轴载载临 界处产生的荷载应力 27 0 62 0 0771 803 ps rhMPa 由于纵缝形式为设拉杆平缝故接缝传荷能力的应力折减系数为 0 87 r K 设计基准年内荷载应力的累计疲劳作用的疲劳应力系数计算为 2 3922 n fe KN 按公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P39 表 B 1 2 综合系数 Kc 确 定偏载和动载等因素对路面疲劳影响的综合系数为 1 25 c K 按公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P39 公式 B 1 2 计算荷载的疲劳应力 2 817 prrcfps K K KMPa 温度疲劳应力计算 根据公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P8 表 3 0 8 最大温度梯度标 准值 Tg 可确定最大温度梯度为 92 m 由公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P42 图 B 2 2 可确定温度应力系数 按公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 0 53 x B 2000 P41 公式 B 2 2 可计算混凝土板的翘曲应力为 1 814 2 ccg tmx E hT BMPa 根据公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P42 公式 B 2 3 计算温度疲劳 应力系数为 0 446 c tmr t tmr f Kb f 为回归系数 由水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P42 表 B 2 3 确定 bc 由公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P41 公式 B 2 1 可计算温度疲劳 应力为 0 809 trttm KMPa 由水泥混凝土路面设计规范 JTG D40 2000 P6 表 3 0 1 可确定本项目道路的安 全等级为 二级 确定可靠度系数为 1 23 计算综合应力为 4 46 5 rprtr vMPa 因此 所选的混凝土面板厚度能够满足设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳 作用 28 车行道沥青砼路面结构如下 表 6 6 路面结构设计结果 细粒式沥青混凝土 10 cm 粗粒式沥青混凝土 15 cm 水泥稳定碎石 20 cm 12 石灰土 10 cm 10 石灰土 10 cm 土基 人行道路面结构如下 5cm C30 混凝土预制砖 2cm 1 2 5 水泥砂浆 10cm C15 13cm 10 石灰土 路面设计详细情况参考设计图 4 1 29 7 7 城市道路附属设施设计城市道路附属设施设计 7 1 城市道路管线设计 7 1 1 城市道路管线设计原理 常见的三种道路形式的管位布置 城市道路较常见的有 3 种 24m 42m 和 50m 宽 其中 24m 宽道路只有车行道和人 行道 无快 慢车道之分 而 42m 宽道路有快 慢车道及人行道之分 50m 宽道路分快 慢车道及人行道 且绿化景观带较宽 城市工程管线综合规划规范 GB50289 98 以下 简称 规范 规定 道路红线宽度超过 30m 的城市干道宜两侧布置给水配水管线和燃气 配气管线 道路红线宽度超过 50m 的城市干道应在道路两侧布置排水管线 笔者通过一 些工程实践及进行相应的技术经济比较后认为 42m 以下道路可不必分两侧设给水及燃气 管线 一方面是为了减少管线数量 另一方面分两侧设给水及燃气管线虽然避免了管道横 穿道路 使道路两侧预留管投资减少 但却造成主管投资增加 其综合造价增加约 15 20 另外 管道的管理维修成本也增加 因此 笔者认为 前两种形式道路宜单 侧布置管线 而后一种形式道路应采用双管线布置 24m 宽道路一般雨 污水管管径较大 且埋深较深 故将其布置于车行道下 雨水管布置于道路的西 北侧 污水管布置于道路 的东 南侧 将雨水管定位于离道路中心线西 北侧 2 0m 的位置 而污水管设置于离道 路中心线东 南侧 2 0m 的位置 给水管管径小 埋深浅且是压力管道 检修频率高 一 般设于人行道下且便于室外消火栓的设置 因此将给水管布置于距人行道侧边缘 2 0m 的 位置 由于现在通讯公司越来越多 而且均有各自的电信管 若各走各的管位势必使管线 综合规划与管理更为复杂 笔者通过自身的一些工程设计情况及借鉴某些工程实践做法认 为 既然电讯管及有线电视管线均为传输信号之用 埋深均较浅 因此将所有电讯管和有 线电视做成小管沟形式设计综合电讯管沟前 各电信及有线电视主管部门应协调好资金 管理等有关事项 并预测各部门所需孔数 若 4 孔数不够则可将管沟加大尺寸 但一般将 管沟宽度控制在 1 5m 以内 含基础宽度 以便控制管位 管沟深控制在 0 60m 以内 含基础 深 管沟覆土按规范取 0 70m 这样电讯管沟深 1 30m 考虑到管线施工时相互影响 电讯管沟与其他管线水平净距离至少为 2 0m 南方城市热力管较少 一般将其高架设置 但现在普遍认为高架设置不甚美观 因此将热力管除过交叉路口埋设于地下外 其他均转 为地面敷设 道路绿化分隔带下 热力管离地面净距以满足管道基础和保温施工要求为原 则 其两侧种植低矮灌木以改善观感 这样既不妨碍美观又便于热力管的检修 维护 由 此可见 24m 宽道路由于没有绿化分隔带 设热力管较为勉强 一般避免在该路下设置 煤气管及电力管沟均设于人行道下 为了避免煤气管泄漏与电火花接触引起火灾 此两种 管线应设在不同侧人行道下 1 2 42 m 宽道路大多业主均不愿将雨 污水管设置于快车道 30 下 而愿设于非机动车道下 其原因在于下水管易堵塞且需经常清通而影响交通 若将雨 水管分两根设于慢车道下又会带来雨 污水管的间距问题 按照 市政排水管道工程施工 及验收规程 DBJ08 220 96 中的同沟槽施工方法 一般在 4 5m 的慢车道才可勉强安排下 雨 污管线 另外 电讯管沟深一般为 1 3m 因此将煤气管 给水管覆土控制在 1 4m 左 右 据笔者设计经验 污水主管埋深均达到 5 0m 以上 按 大路埋大管 原则 42m 宽道 路的雨 污水管均为主干管 因此笔者认为应将雨 污水管道安排在快车道下 另外通过 加大管道坡度 提高管道内水流速度来保证管道施工质量以减少管道维修频率 这样 又 可将慢车道留给其他管线作通道 热力管则设置于中间分隔带下 1 3 50m 宽道路这种道 路一般为景观道路 两旁建筑均后退道路红线一定距离 而将该范围用作绿化带 规范 要求这种道路的给水 排水 燃气采用双管线布置 以上管位布置均针对沥青路面而言 若路面为水泥板块白色路面 为了避免破坏板块的整体性和板块受力时造成应力集中而使 板块出现裂缝 将检查井布置在板块正中或齐缝式布置来适