城市道路毕业设计

2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 1 摘要 本次道路设计为城市支干路道路全长 554 587m 起点设计高程为 378 78m 终点设计高 程为 385 05m 设计车速为 30km h 道路行车道设 7m 双向双车道 左右侧人行道为 3 5m 路基宽 14m 本次设计中硬要解决的项目包括 平面设计 纵断面设计 横断面设 计 路基设计 路基综合排水设计 沥青路面结构层设计以及各部分内容相关的表格和图 纸 本设计是结合地形图及周边的环境 按照设计规范 设计原则 对道路进行综合设计 关键词 城市支干路 平曲线 纵断面 横断面 沥青路面 Abstract The road design for the city branch road full length 554 587m starting point design elevation of 378 78m the end of the design elevation of 385 05m the design speed of 30km h road lane set 7m two way two lane left and right sidewalk 3 5m Subgrade width 14m In this design the projects to be solved include graphic design longitudinal section design cross section design subgrade design subgrade integrated drainage design asphalt pavement structure layer design and various parts related to the table and drawings The design is combined with topographic maps and the surrounding environment in accordance with the design specifications design principles the road for comprehensive design 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 2 第 1 章 绪论 1 1 自然地理条件 本设计路段所在地区为重庆市万州区五桥经开区百安大道下方 选址远离喧嚣的闹市 自然人文环境优美 地理位置南临重庆三峡医药高等专科学院 北临百安大桥 西望滚滚 绵延的长江 东临白岩寨 和周边环境能够达到互通共融 属于山区 高差相差大 根据 公路自然区划的三级区划标准和水热平衡 此处地理位置属于 V 区 西南潮暖区 1 2 水文气候条件 气候条件 万州区属亚热带季风湿润带 四季分明 日照充足 雨量充沛 无霜期长 霜雪稀少 特征为冬暖多雾 夏热多伏旱 春早 气温回升快而不稳定 秋长 阴雨绵绵 年平均气温 17 7 C 年平均年日照时数 1484 4 小时 年平均降水 1243 毫米 年平均蒸 发总量达 10 85 亿立方米 水文条件 场区地下水主要为松散岩类孔隙水 补给水为大气降水 场地内亚粘土属 弱透水层 强风化基岩区及砂岩透水较好 场地东高西低 整体地形坡度较陡 利于地下 水的排泄 从而形成地下水较差水质条件 1 3 工程概况 城市道路规划是一个地区经济发展的重要组成部分 合理的交通规划 人流车流组织 道路设计有利于该地区居民的正常生活和经济交流快速发展 使道路更有效的发挥其独特 的作用 满足日常通行和货运要求 为满足重庆市万州区五桥经开区的建设稳步推进 完 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 3 善城市道路网的布置 现结合已建成的道路 建筑对万州经开区某某城市支干路进行道路 设计 道路全长 554 587m 起点设计高程为 378 78m 终点设计高程为 385 05m 设计车 速为 30km h 道路行车道设 7m 双向双车道 左右侧人行道为 3 5m 平面设置 2 个转点 纵断面设置两个变坡点 道路两旁边坡采用植被防护 1 4 设计原则 本毕业设计的设计原则 贯彻 以人为本 循环经济 节约型社会和可持续发展 的 设计思路 在满足相关规定和规范的前提下 满足一般性需求的基础上 正确理解规划意 图 充分结合毕业设计的现状建设条件 充分抓住本设计的重点 难点和关键性问题 采 取确实有效的解决措施 做好毕业设计的总体综合协调 提高对毕业设计的理解和驾驭能 力 第二章 平面设计 2 1 选线 选线是依据道路规划路线走向和技术规范 联结地形 地质条件和施工条件等要 素 经过全方位的对比 选择路线的全过程 在合乎一个国家建设发展的需要下 联合自 然条件选定合理路线 使筑路费用与使用质量得到正确的统一 达到行车迅速安全舒适 经济稳定及构造物耐久 易于养护的目的 选线人员必须认真贯彻国家规定的方针政策 深入实际 综合考虑路线 路基 路面 桥涵等 最后选出合适的路线 城市道路的选线与城市道路网的规划是分不开的 城市道路网是编制城市规划时 拟定的 它从总体上对每条道路提出了明确的目的与任务 新建或改建一条城市道路时 首先必须了解该路在城市道路网中的地位 意义及其与相邻道路的关系 然后才能做出技 术经济合理的设计 对城市道路网的基本要求是必须满足交通方便 安全 快捷和经济 满足城市环境宁 静 清洁 朴实和美观 城市道路网的主要功能是 满足交通需求 注重环境保护 为市 政工程提供场地 保证建筑艺术上的要求 通过对项目现场的实地查看 结合地形图 综合考虑以上各方面因素 在 1 500 地形 图上采用图上定线的方法定出如图 2 1 所示各交点 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 4 图 2 1 道路平面设计图 各交点坐标如表 2 1 所示 表 2 1 平面交点坐标表 交点号 X 坐标 Y 坐标 QD 404598 0580 508247 0510 JD1 404670 2680 508279 0520 JD2 404769 0180 508590 9810 ZD 404804 8170 508743 4580 2 2 平曲线设计 2 2 1 平面线形设计一般原则 道路平面线形宜由直线 平曲线组成 平曲线宜由圆曲线 缓和曲线组成 道路平面 设计应处理好直线与平曲线的衔接 合理设置直线 圆曲线 缓和曲线 超高 加宽等 道路平面线形应该与地形地物 地质水文 排水等条件结合 与周围环境相协调 并 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 5 应符合各级道路的技术指标 注重线形的连接与均衡 确保行驶的安全性与舒适性 道路平面线形应直捷 连续 顺适 并与地形 地物相适应 与周围环境相协调 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 保 持平面线开的均衡与连贯 应避免连续急弯的线形 平面线形应有足够的长度 道路的圆曲线半径应采用大于或者等于表 2 2 规定的不设超高的最少半径值 当受地 形条件限制时 可采用设超高的推荐半径值 地形条件特别困难时 可采用设超高最少半 径值 表 2 2 城市道路圆曲线最小半径表 设计速度 km h 80 60 50 40 30 20 不设超高的最小半径 m 100 0 600 40 0 300 150 70 设超高的推荐半径 m 400 300 20 0 150 85 40 设超高的最小半径 m 250 150 10 0 70 40 20 道路中心线转角 a 小于或等于 7 时 曲线长度往往看上去较实际长度为短 因为在 曲线两端附近的曲线部分被误认为是直线 只有在交点附近德尔部分才能看出是曲线 这 样会给驾驶员造成急转弯的错觉 平曲线长度应大于或等于规定值 如表 2 3 所示 表 2 3 公路转角等于或小于 7 时的平曲线长度 公路等级 一级公路 二级公路 三级公路 设计速度 10 0 80 6 0 80 6 0 4 0 30 一 般值 12 00 a 10 00 a 7 00 a 10 00 a 7 00 a 5 00 a 35 0 a 平 曲线长 度 底 17 14 1 14 1 7 50 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 6 限值 0 0 00 0 00 0 2 2 2 设计参数确定 本项目城市道路 参照 城市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 及 城市道路路线 设计规范 CJJ 193 2012 确定以下参数 道路等级 城市支路 设计车速 确定设计时速为 30km h 车道宽度 3 5m 不设超高的最小半径 150m 设超高最小半径一般值为 85m 极限值为 40m 圆曲线最小长度为 25 米 因此道路设计时速较低故不设缓和曲线 最大超高横坡度为 2 停车视距为 30m 2 2 3 平曲线半径的选用 本次设计为城市道路 设计平曲线时是滴反复调查 查看地形图与实测对比调整 转 角 1 为了设计衔接平滑 并与地形 地物相适应 则圆曲线半径为 150m 转角 2 为了减少 工程量故半径取值较大 反复研究确定为 600m 2 2 4 平曲线要素计算 初步设计直线 圆曲线组合并计算出圆曲线的切线和转角以及半径等曲线几何要素值 如图 2 2 根据在南方 cass 里面利用坐标计算方位角得出的交点 JD1 的偏角为 48 31 55 5 曲线半径为 R 150m 由此得出曲线主点的测设元素的计算公式如下 图 2 2 圆曲线元素 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 7 2tan RT018 RL 12 sec RELTJ 2 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 8 根据上述公式 带入各交点的半径以及转角 分别算出 L 和 J 以及其他参数的值 以交点 1 计算过程为例 mLTJ 185 07 26 7 2 m621 725 3148tan1502tan RT m057 128 534 15018 0 RL m537 14 2 53148 sec150 2 sec RE 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 9 T 切线长 m L 曲线长 m E 外距 m J 校正值 m 以此类推 计算出其他交点的 L 和 J 以及其他参数的值参数 其结果见表 2 4 平曲线 参数表 经验算所有平曲线要素均符合上述规范 表 2 4 平曲线参数表 曲 线 要 素 表 m J D 坐 标 切线长 度 半 径 圆曲线 长度 交点号 JD 桩 号 X Y 转 角 T R L 外 距 E 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 10 1 K0 078 983 404670 268 508279 052 右 48 31 55 5 67 621 150 127 0567 14 537 2 K0 402 896 404769 018 508590 981 右 4 21 13 8 22 808 600 45 593 0 433 2 2 5 里程桩设计 一 根据确定曲线形式 半径及其结合圆曲线要素等已知数据 可通过以下公式计 算出主点里程桩号 1 曲线主点里程桩号计算公式如下 T JD ZY 桩 号桩 号 2J QZ JD 桩 号桩 号 2L YZ Q 桩 号桩 号 L ZY 桩 号桩 号 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 11 以交点 1 曲线主点里程桩号计算作为计算范例 已知起点 QD 桩号 K0 0 000 坐标 X 404598 0580 Y 508247 0510 JD1 桩号 K0 078 983 坐标 X 404670 2680 Y 508279 0520 JD1 校正值桩号与桩号一致 以上就是圆曲线 ZY YZ QZ JD 各点的里程桩号 对于交点 2 的各里程桩号参考附表 二 设计里程桩 2 3 弯道的超高 在车辆驶入弯道时会因为受到离心力而容易发生侧翻等危险 为了抵消或减小车 辆在平曲线路段上行驶所产生的离心力 将该路段的横断面做成外侧高于内侧的单向横坡 的形式 称为平曲线超高 当圆曲线的半径小于 城市道路路基设计规范 CJJ 194 2013 的不设超高最小半径 R 150m 时 在圆曲线范围内应该设置超高 合理的设置超 高可抵消车辆驶入弯道产生的离心力 提高汽车在平曲线上行驶的稳定性和舒适性 36 1K067 2 08 93KT JD1 ZY 桩 号桩 号 49 85 1 L桩 号桩 号 1 072 07 78 022 YZ Q KK桩 号桩 号 983 072 184 9 0742J QZ JD KK桩 号桩 号 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 12 超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的的向心力 弯道超高 当汽车在弯 道上行驶时 产生横向推力及离心力 这种离心力的大小 与行车速度的平方成正比 与 平曲线的半径成反比 为防止车辆向外侧滑以及倾覆 并抵消离心力的作用 就需将路的 外侧抬高 设置超高的弯道部分 从平曲线起点至终点 形成了单一向内侧倾斜的横坡即 超高 如图 2 3 所示 图 2 3 超高 超高坡度按设计速度 半径大小计算 并结合路面类型 当地自然条件等最后确定 当超高横坡坡度的计算值小于路拱横坡时 应设置等于路拱坡度的超高 设计时看参考表 2 5 城市道路最大超高坡度 表 2 5 城市道路最大超高横坡 设计速度 km h 60 50 40 30 20 最大超高值横坡度 4 2 超高的过渡方式应该根据横断面形式以及地形条件等因素来确定 并且应该有利于排 水 本次设计时速为 30km h 圆曲线半径为 150m 故不设超高 2 4 行车视距 行车视距的大小与机动车制动效率 行车速度和驾驶员克服障碍所采取的措施有关 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 13 由于多数车辆以接近或略低于计算行车速度运行 因此 按计算行车速度计算行车视距 既有利于保证安全 又有利于行车效率的提高 在道路设计中保证足够的行车视距 是确保行车安全 快速 增加行车安全感 提高 行车舒适性的重要措施 行车视距包括停车视距 会车视距 错车视距 超车视距和避让障碍物视距等 5 种 另外还有弯道视距 纵坡视距及平面交叉口视距 对于城市道路上 停车视距和会车视距 较为重要 而对于公路 后四种视距对安全行车影响较大 停车视距计算中驾驶员的视线高为 1 2m 障碍物高为 0 10m 高速公路 一级公路的 停车视距见下表 汽车专用二级公路 二 三 四级公路的视距应满足会车视距的要求 其长度应不小于停车视距的两倍 工程特别困难或受其他条件限制的地段 可采用停车视 距 但必须采取分道行驶措施 另外在适当间隔内设置满足下表所列超车视距 一般值 的超车路段 最短不应小于下表中所列的低限值 汽车专用二级和二 三级公路中 宜在 3min 的行驶时间里 提供一次满足超车视距要求的超车路段 一般不小于路线总长度的 10 30 且设置应结合地形 并力求均匀 根据 城市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 本设计应该满足停车视距的要求 道路平面 纵断面上的停车视距应大于或等于表 2 6 的规定 车道上对向行驶的车辆有会 车的可能 应采用会车视距 其值为表 2 6 中停车视距的两倍 如表 2 6 城市道路停车视距 表 表 2 6 城市道路停车视距表 设计速度 km h 80 60 50 45 40 35 30 20 15 停车视距 m 110 70 50 45 40 35 30 20 15 本城市道路设计时速为 30km h 则停车视距 30m 对于曲线内侧受建筑物 树木 路堑边坡等限制的弯道 汽车在曲线上行使时 曲线 内部的视线可能被障碍物挡住 因此必须检查视距 对于需要进行工程处理来保持视距的 弯道绘出视距包络图 如果那个地方挡住了 必须进行及时清理 如图 2 3 所示 从汽车行驶轨迹线上的不 同位置 图中的 1 2 3 4 各点 看到的视线 图中的 1 1 2 2 3 3 4 4 它们的 长度都等于视距 S 与这些线相切的曲线 包络线 称为视距曲线 在视距曲线与轨迹线 之间的空间范围 是应保证通视的区域 在这个区域内如有障碍物则要予以清除 经图上检验 本次设计圆曲线满足停车视距 30m 要求 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 14 行 车 线视 距 曲 线 1 2 3 44321 BA 图 2 4 圆曲线视距包络图 2 5 平面线性的组合与衔接 路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调而有比例地交替 路线直曲的变化应该缓 和均顺 平面曲线的半径 长度与相邻的直线长度应该相适应 过长的直线段会使司机感 到疲倦 同时也是肇事的原因之一 只有在公路所指的方向地平线处有明显目标时才允许 采用过长直线段 直线与曲线组合得当 能提高线性的行驶质量 直线与曲线配合不好的线性应予避免 2 6 道路平面设计的主要技术文件 2 6 1 直线 曲线及转角表 直线 曲线及转角一览表 是用表格来系统的表达道路中心线设计形状的一种方法 全面地反映了路线的平面位置和路线平面线形的各项指标 它是道路设计的主要成果之一 只有在完成 直线 曲线及转角表 以后 才能据此计算 逐桩坐标表 和绘制 路线平 面设计图 同时在作路线的纵断画设计 横断面设计和其它构造物设计时都要使用本表 的数据 经过精心的设计计算得出道路直线 曲线及转角表见附表 2 3 直线 曲线及转角 表 2 6 2 各里程桩的逐桩坐标表 根据确定的里程桩的位置 用南方 CASS 成图系统绘图软件通过查询坐标的方式得出各 里程桩中桩的坐标 各里程桩的逐桩坐标见下表 表 2 7 逐桩坐标表 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 15 逐桩坐标表 编号 里程桩号 X Y 1 K0 000 QD 404598 058 508247 051 2 K0 011 363 ZY 404608 4462 508251 6547 3 K0 020 404616 2378 508255 3796 4 K0 040 404633 3648 508265 6788 5 K0 060 404648 9707 508278 1634 6 K0 074 891 QZ 404659 4363 508288 7478 7 K0 080 404662 7783 508292 6118 8 K0 100 404674 5426 508308 7676 9 K0 120 404684 0548 508326 3439 10 K0 138 419 YZ 404690 6769 508343 5192 11 K0 140 404691 154 508345 0262 12 K0 160 404697 1903 508364 0935 13 K0 180 404703 2266 508383 1609 14 K0 200 404709 2628 508402 2282 15 K0 220 404715 2991 508421 2955 16 K0 240 404721 3354 508440 3629 17 K0 260 404727 3717 508459 4302 18 K0 280 404733 408 508478 4975 19 K0 300 404739 4443 508497 5649 20 K0 320 404745 4806 508516 6322 21 K0 340 404751 5169 508535 6995 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 16 22 K0 360 404757 5532 508554 7669 23 K0 375 178 ZY 404762 1342 508569 2375 24 K0 380 404763 571 508573 84 25 K0 397 975 QZ 404768 6001 508591 0964 26 K0 400 404769 1342 508593 0497 27 K0 420 404774 0541 508612 4342 28 K0 420 772 YZ 404774 231 508613 1853 29 K0 440 404778 626 508631 9046 30 K0 460 404783 1974 508651 3752 31 K0 480 404787 7687 508670 8457 32 K0 500 ZD 404792 3401 508690 3163 33 K0 520 404796 9114 508709 7868 34 K0 540 404801 4828 508729 2574 35 K0 554 587 ZD 404804 8169 508743 458 2 7 道路平面设计图 道路的平面设计图是道路设计文件的重要组成 它反映了道路的平面位置和经过地区 的地形 地物等 它是设计意图的重要体现 道路的平面线形力求平顺 转折不要过多过急 否则 路线走向曲折 往往限制人的 视野 影响行车所必须保持的视距 使司机操纵困难 行车不稳定 明确了道路走向后 在合乎交通要求并适应地形 地物的情况下 确定道路在平面上的直线 曲线 缓和曲线 使线形平顺地衔接 组成道路平面线形设计 以满足汽车行驶安全与迅速 人的感觉变换 舒适 以及运输和工程合乎经济等要求 在做技术设计时 本次设计采用 1 500 的比例尺 绘图 绘图范围在道路两侧红线以外 20m 的地形 地物 具体道路平面设计图见附图 2 4 道路平面设计图 第 3 章 纵断面设计 沿道路中线竖直剖切再展开为路线纵断面 它反映了道路中线地面高低起伏的情 况及设计路线的纵向坡度情况 从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况 把道路的纵断 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 17 面图与平面图结合起来就能完整地表达出道路的空间位置 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 各坡段的纵坡度和 坡长 并设计竖曲线 3 1 纵断面设计原则 本道路纵断面设计主要从以下几点考虑 1 纵断面设计需要满足纵向和竖曲线的要求 最大纵坡 最小纵坡 坡长 最小半径 和长度等 同时又能满足地形条件要求 2 纵坡设计保证驾驶员驾驶汽车时具有一定的驾驶舒适性 选择变坡点需要满足设计 要求 道路起伏尽量取小 要保证车辆能安全 舒适地行驶且能保持一定速度 3 在设计标高确定时 结合周边建筑物的相对位置和标高确定相对合理的道路标高 以保证汽车在该路径上的稳定性和行车通畅 本路段与 K18 路终点想接 故起点标高以 K18 路终点标高起算 4 在纵断面设计中 考虑到道路土方填挖平衡 尽量做到就近移挖做填 以减少借方 和弃方 降低成本节约用地 保护自然环境 5 在纵坡的连接段上 纵坡要适度 避免突变 纵坡在交叉口处 应设置平缓 3 2 纵坡及坡长设计 1 最大纵坡规定 最大纵坡是道路纵坡设计的极限值 是纵坡线形设计的一项重要指标 由各级道路坡 度的最大允许值的道路纵坡设计的定义 它是道路的重要控制参数 最大纵坡的大小将直 接影响路线的长短 使用质量 安全行车以及运营成本和工程的经济性 设计坡度一般不 超过最大纵坡 特殊情况需要超过设定的最大纵坡坡度时需要加以解释说明 本设计时速 为 30km h 最大纵坡为 7 如表 3 1 城市道路最大纵坡 表 3 1 城市道路最大纵坡 设计速度 km h 80 60 50 40 30 20 最大纵坡推荐值 4 5 5 5 6 7 8 最大纵坡限制值 6 7 8 9 2 最小纵坡规定 最小纵坡 各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 18 最小纵坡适用条件 横向排水不畅路段 路堑 桥梁 隧道 设超高的平曲线 路肩设截水墙等 最小纵坡值 0 3 为使道路上行车快速 安全和通畅 希望道路纵坡设计的小一些为好 但是 在 长路堑 以及其它横向排水不通畅地段 为保证排水要求 防止积水渗入路基而影响其稳 定性 均应设置不小于 0 3 的纵坡 一般情况下以下小于 0 5 为宜 当必须设计平坡 0 或小于 0 3 的纵坡时 边沟应作纵向排水设计 在弯道超高横坡渐变段上 为使行 车道外侧边缘不出现反坡 设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率 旱少雨地区最小纵坡 可不受上述限制 3 坡长限制 根据 城市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 纵坡最小长度应符合以下规定 见表 3 2 纵坡最小长度规定 表 3 2 纵坡最小长度 最小坡长是两个变坡点之间的最小水平距离 最短的坡长的限制主要是从车辆运行平 稳性要求考虑的 道路设计时速 30km h 的最短坡长为 85m 也必须考虑大于两竖曲线切 线长度之和 最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶 当车速下降到最低允许的速度时 所行驶的距离 本设计路段的设计速度为 30km h 不需要考虑最大坡长限制 3 3 纵断面设计步骤 1 准备工作 纵坡设计前 应根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线 绘出平面直线 平曲线示意图 写出每个中桩的桩号和地面标高 并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料 领会设计意图和要求 2 标注控制点 所谓控制点 就是指影响纵坡设计的高程控制点 如起点 终点 道路沿线主要建 筑物等 3 试坡 试坡主要是在已标注 控制点 的纵断面图上 根据技术指标 选线意图 结合 地面起伏变化 本着以 控制点 为依据 照顾多数 经济点 的原则 在这些点位间进 设 计 速 度 km h 100 80 60 50 40 30 20 最 小 坡 长 m 250 200 150 130 110 85 60 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 19 行穿插与取直 试定出若干坡度线 对各种可能坡度线方案反复比较 最后定出既符合技 术标准 又能满足控制点要求 且挖填的土石方量较小的设计线作为初定坡度线 将前后 坡度线延长交绘出变坡点的初步位置 4 调坡 调坡主要从以下两方面进行 1 结合选线意图进行调坡 将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较 两者应基本相 符 若有脱离实际情况或考虑不周现象 则应全面分析 找出原因 权衡利弊 决定取舍 2 对照技术标准或规范进行调坡 详细检查设计最大纵坡 坡长限制 纵坡折减以及 平纵线形组合是否符合技术标准或规范的要求 特别要注意陡坡与平曲线 竖曲线与平曲 线 桥头接线 路线交叉 隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理 发现问题及时调整修 正 调整坡度线的方法有抬高 降低 延长 缩短纵坡线和加大 减小纵坡度等 调整时 应以少脱离控制点 少变动填挖为原则 以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符 5 核对 核对主要在有控制意义的特殊横断面上进行 如选择高填深挖 挡土墙 重要桥涵及 人工构造物以及其它重要控制点的断面等 其做法是 在纵断面图上直接由厘米格读出相 应桩号的填挖高度 将此值用 路基横断面透明模板 套在相应横断面地面线上 检查若 有填挖过大 坡脚落空 挡墙过高 桥涵填土不够以及其它边坡不稳现象 则需调整坡度 线 核对是保证纵面设计质量的重要环节 对某些复杂地段 如山区横坡陡峻的傍山线 这一工作尤为重要 6 定坡 经调整核对合理后 即可确定坡度线 所谓定坡 就是把坡度值 变坡点位置 桩号 和高程确定下来 坡度值一般是用三角板推平行线的办法 直接读厘米格子得出 要求取 值到千分之一 即 0 1 变坡点的位置直接从图上读出 一般要调整到整 10 米桩位上 变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度 坡长依次推算而来 由于现在内 业设计都由道路 CAD 系统来完成 因此 坡段的坡度也可以由 CAD 系统确定的变坡点标高 进行反算 7 设计竖曲线 根据道路等级和情况 确定竖曲线半径 并计算竖曲线要素 8 高程计算 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 20 根据已定的纵坡和变坡点的设计标高及竖曲线半径 即可计算出各桩号的设计标高 中桩设计标高与对应原地面标高之差即为路基施工高度 当两者之差为 则是填方 两者之差为 则是挖方 3 5 根据高差拟定纵坡 根据设计 K0 0 000 的设计标高是 378 784m 变坡点在 K0 080 000m 桩处设计高程为 377 168m 两者之间高差为 h 377 168 378 784 1 619m 同时两桩号间曲线间距为 L 80m 其坡度为 同理可得出第二个变坡段的坡度为 1 15 第三个变坡坡度为 2 721 3 4 纵坡方案 经过纵断面设计步骤 整理选择了此方案 如图 3 1 纵坡断面图所示 图 3 1 纵坡断面图 本次纵断面设计 起点 K0 000 000m 地面高程 387 03m 设计高程 378 78m 终点 K0 554 587 地面高程 395 28m 设计高程 385 05m 设置的第一个变坡点在 K0 080 000m 该变坡点的设计高程为 377 168m 第二个变坡点在 K0 400 000m 设计高 程为 380 848m 第一段纵坡坡长为 80m 坡度为 2 02 第二段坡长为 320m 坡度为 1 150 第三段坡长为 154 587m 坡度为 2 721 本次纵断面设计坡度平缓起伏合理 坡度考虑非机动车爬坡能力 还要考虑沿线地形 地下管线 水文 气候和排水要求 坡 02 8619 Lhi 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 21 度和坡长满足规范设计要求 填挖方量较为均衡 经济上合理 表 3 1 纵坡设计成果表 变坡点 变坡点桩号 设计高程 m 坡长 m 纵坡值 QD K0 000 000 378 7842 1 K0 080 000 377 168 80 2 02 2 K0 400 000 380 848 320 1 150 ZD K0 554 587 385 0542 154 587 2 108 3 6 竖曲线设计 竖曲线设计在纵断面上的两个坡段的转折点 为便于行车 起缓和作用的一段曲线 竖曲线的形式课采用抛物线或圆曲线 在使用范围内二者差别不大 城市道路一般采用圆 曲线作为竖曲线 纵断面上两个相邻不同坡度线的交点 为了保证行车安全 舒适以及视 距的需要 3 6 1 设计技术规范 根据 城市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 曲线最小半径和最小长度如下表 3 2 表 3 2 曲线最小半径和最小长度 设计速度 km h 80 60 50 45 40 35 30 25 20 15 极限最小 值 3000 1200 900 500 400 300 250 150 100 60凸行竖曲 线半径 m 一般最小 值 4500 1800 135 0 750 600 450 400 250 150 90 凹形竖曲 线半径 m 极限最小 值 1800 1000 700 550 450 350 250 170 100 60 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 22 一般最小 值 2700 1500 105 0 850 700 550 400 250 150 90 竖曲线最小长度 m 70 50 40 40 35 30 25 20 20 15 根据上表可以得出 设计速度 V 30km h 时 凸形竖曲线半径极限最小值为 250m 一 般最小值为 400m 凹形竖曲线半径极限最小值为 250m 一般最小值为 400m 竖曲线最小 长度为 25m 则本次设计竖曲线取值 4000m 2500m 3 6 2 平曲线与竖曲线组合一般原则 道路的线性状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状 线性设计首先从路线规 划开始 然后按照选线 平面线形设计 纵断面线性设计和平纵线性组合设计的过程进行 最终展现在驾驶员面前的平 纵 横三者组合的立体线性 特别是平 纵线性的组合对立 体线性的优势起着至关重要的作用 平 纵线性组合设计是指在满足汽车动力和力学要求的前提下 研究如何满足视觉和 心理方面的连续 舒适与周围环境的协调和良好的排水条件 1 组合原则 平面与纵断面组合应该遵循如下设计原则 1 应该使线形在视觉上可以自然地诱导驾驶员的视线 并且使其视线保持连续性 同时需要避免平面 纵断面 横断面极限值的相互组合 2 平面和纵断面线形应该相互对应 技术指标方面大小应均匀连续 与相邻路段的各 项指标应均衡且连续 3 横坡与纵坡组合需得当 且应该有利于路面排水以及行车安全 4 应该注意线性与自然环境和景观的配合与协调 以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度 特别实在路堑地段 要注意路堑边坡的美化设计 3 6 3 平包竖 原则 竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处 为了便于行车 起缓和作用的一段曲线 在设计竖曲线的时候必须遵从 平包竖 原则 所谓的 平包竖 即是 1 平曲线与竖曲线应相互重合 且平曲线应稍长于竖曲线 2 平曲线与竖曲线大小应保持均衡 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 23 3 暗 明弯与凸 凹竖曲线 暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的 悦 目的 图 3 2 平纵组合 平 竖曲线应避免的组合 1 要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合 2 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠 3 计算行车速度 40km h 的道路 应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小 半径的平曲线 4 平面转角小于 7 的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起 5 在完全通视的条件下 长上 下 坡路段的平面线性多次转向形成蛇形的组合线形 应极力避免 3 6 4 竖曲线的计算 竖曲线要素 坡度差 相邻两条坡度线的坡角差 12 i LR 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 24 竖曲线长度 竖曲线切线长 竖曲线外距 图 3 2 竖曲线示意图 2 LTR 2RET 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 25 如图 3 2 所示 设变坡点相邻两纵坡坡度分别为 i1 i 2 它们的代数差用 表示 即 当 为 时 表示凹形竖曲线 当为 时 表示凸形竖曲线 以变坡点 1 为例 变坡点桩号 K0 080 000 设置竖曲线 已知该点前段坡度为 2 02 后段坡度为 1 15 坡度差 1 15 2 02 3 17 竖曲线为凹形竖曲线 计算竖曲线要素 变坡点桩号 K0 080 000 高程 377 168m i1 2 02 i2 1 15 设竖曲线半径为 R 4000m 曲线长 切线长 外距 满足规范要求 故变坡点 K0 080 000 确定竖曲线半径为 4000m 计算设计高程 竖曲线起点桩号 K0 080 000 63 4 K0 016 6 竖曲线起点高程 377 168 63 4 2 02 378 449 m 竖曲线上任意点设计标高 计算以 K0 040 000 为例 凹形竖曲线 2 i m8 126 7 304 L R 4 2T m 0 52RE2 T 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 26 X 计算点桩号与竖曲线起点 或则竖曲线终点 的桩号差 mKKx 4 23 6 01 0 4 976 3 02 4 23 6 18 37 01 ixTH H1 计算点切线高程 mRx 906 3740 2 3976 32 1 H 设计标高 则桩号 K0 040 000 的设计高程为 377 906m 其他各里程桩高程的计算 由于起点 K0 000 000 的设计高程 378 784m 根据坡度和圆曲线的起点高程分别计算出其他各里程桩的高程 公式如下 其中 Hn 本里程桩高程 Hn 1 上个里程桩高程 i 坡度 Ln n 1 本里程桩与上个里程桩之间的距离 以 K0 20 00 桩为例 1 1 nnliHm38 70 2 784 31 1 nnliH 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 27 以此类推 其余各桩号设计高程见路基设计表 3 7 城市道路纵断面图设计图 城市道路的纵断面图一般包括一下内容 道路中线的地面线 纵坡设计线 施工高度 挖填值 土壤地址剖面图 沿线桥梁位置 街道沟类型和孔径 沿线交叉口位置和标 高 眼线水准点位置 桩号和标高等 本段道路优化设计段的纵断面图 根据确定的纵断 面设计 结合各个标准桩号以及特殊点 如 ZY 点 QZ 点 YZ 点 的原始地貌标高以及设 计高程 先绘制方格网 按照纵向为高程 横向为里程桩号 且纵向比例为 1 200 横向比 例为 1 2000 然后依次列出设计路面高程 原地面高程 挖填高度 里程及桩号 坡度坡 长 直线及平曲线等 通过上述的计算过程 分别填写 最后在方格网中根据里程桩号所 对应的设计高程和原地面高程 用平滑的线分别将设计高程和原地面高程连接起来 纵断 面设计图见附图 3 2 纵断面设计图 第 4 章 横断面设计 道路横断面是指道路中线上任意一点的法向切面 它由横断面设计线和地面线所组成 设计线是根据技术标准确定的不同构成部分及其宽度和横坡度的规则线 横断面设计线包 括车行道 人行道 绿化带 分隔带 附属设施等 横断面反映了路基的形状和尺寸 在 设计时应遵循道路建设的基本原则和现行的规范标准要求 地面线是指表征地面起伏的线 它是通过现场实测或由大比例尺地形图 航测像片 数字地面模型等途径获得 参照 城 市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 及 城市道路路线设计规范 CJJ 193 2012 中 城市各级公路路基横断面来确定 同时结合当地交通规范和有关要求进行适当调整 4 1 横断面设计一般规定 1 在设计时严格根据公路等级 行车要求和当地自然条件 并综合考虑施工 养护和 使用等方面的情况进行精心设计 以求达到道路既坚实稳定又经济合理 2 路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度以外 还建立了完善的排水设施 和必要的防护加固工程以及其他结构物 采用经济有效的病害防治措施 如护坡挡墙等 3 还应结合路线和路面进行设计 选线时应尽量避免一些难以处理的地质不良地段 对于地形陡峭 有高填深挖的边坡 应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较 以减 少工程数量 降低工程造价 保证路基稳定 4 在路基设计过程中遇到标高受限制 路基处于潮湿 过湿状态和水温状况不良时 采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实 使路面具有一定防冻总厚度 设置隔离 层及其他排水设施 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 28 5 路基设计还兼顾到当地农田基本建设及环境保护等的需要 尽量保护原始生态环境 减少破坏 4 2 横断面设计原则 1 道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行 横断面型式 布置 各组 成部分尺寸及比例应按道路类别 级别 计算行车速度 设计年限的机动车道与非机动车 道交通量和人流量 交通特性 交通组织 交通设施 地上杆线 地下管线 绿化 地形 因素统一安排 以保障车辆和人行交通的安全通畅 2 横断面设计应结合远期结合 使近期工程成为远期工程的组成部分 并预留管线 位置 路面宽度及标高等应留有发展余地 3 对现有道路改建应采取工程措施与交通管理相结合的办法 以提高道路通行能力 和保障交通的安全 4 一条道路宜采用相同型式的横断面 当道路横断面型式或横断面各组成部分的宽 度变化时 应设过渡段 宜以交叉口或结构物为起止点 5 人行道的铺装结构设计应贯彻因地制宜 合理利用当地材料及工业废渣的原则 并考虑施工最小厚度 人行道铺装面层应平整 抗滑 耐磨 美观 基层材料应具有适当 的强度 处于潮湿地带及冰冻地区时 应采用水稳定性好的材料 6 根据路面宽度 路面类型 横坡度等 选用不同方次的抛物线形 直线接不同方 次的抛物线形与折线形等路拱曲线形式 7 人行道横坡度宜采用单面坡 横坡度为 1 2 8 缘石宜高出路面边缘 10 20 厘米 缘石宜采用立式 出入口宜采用斜式或平式 有路肩时采用平式 人行道及人行横道宽度范围内缘石宜做成斜式或平式 便于儿童车 轮椅及残疾人通行 在分割带端头或交叉口的小半径处 缘石宜作成曲线形 4 3 横断面形式 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 本次道路采用单 幅路设计 4 4 横断面组成 城市道路横断面各组成部分的尺寸要根据设计交通量 交通的组成 设计车速以及地 形条件等因素综合确定 本设计中 根据本道路情况横断面设计采用单幅路形式 其组成主要包括机动车 道 人行道两部分 1 路基宽度 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 29 根据 城市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 设计速度小于 60km h 混行车道 最小宽度为 3 5m 本次设计采用 7m 宽双向行车道 右侧人行道 3 5m 左侧人行道 3 5m 道路左右侧都设置了 1 8m 的边沟 行车道与人行道间设置高 20cm 宽 10cm 的路 缘石 缘石露出路面的高度为 15cm 2 人行道设计 人行道宽度和横坡度的确定 人行道最小宽度表 4 1 人行道最小宽度表 4 1 人行道最小宽度表 人行道最小宽度 m项目 大城市 中 小城市 各级道路 3 2 商业或文化中心区以及 大型商店或大型公共文化机 5 3 火车站 码头附近路段 5 4 长途汽车站 4 4 城市交通主要是有车辆和行人交通两部分组成 人行道是城市道路上的重要组成部分 人行道的首要功能是供行人步行交通之用其次是供植树 立杆 布置阅报栏等 它下面的 空间还可以用来埋设管线 人行道和横坡度的确定 根据人行道的功能 人行道的总宽度应由行人步行道宽度和 种植绿化 布设地面杆柱 设置橱窗报栏等宽度组成 本设计人行道宽度为 3 5 米 其中 盲道 0 5 米 此外还应考虑在行人道底下埋设地下管线所需要的宽度 为保证交通的安全 人 车互不干扰 人行道一般高出车行道 0 15m 左右 其横坡一 般都采用直线型向侧石方向倾斜 为提高排水效果 人行道横坡采 2 缘石高 15cm 采用立式 为了方便儿童车 轮椅及残疾人通行 在人行道及人行 道宽度范围内设坡道 3 路基高度 路基高度分为路基中心高度和路基边坡高度两种 中心高度指路基中心线处的设计标 高与原始地面的标高的差值 边坡高度是指填方的坡脚或挖方的坡顶与路基边缘高程的差 值 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 30 4 车行道路拱设计 为了排水的需要 车行道的路拱应具有一定的横坡度 路拱坡度的确定 应以有利于 路面排水顺畅和保证行车安全 平稳为原则 在确定路拱横坡度时 应考虑以下因素 1 横向排水 2 路线纵坡为了避免出现过大的合成坡度 给行车安全带来不良影响 为此要根 据道路纵坡的大小 适当选定路拱坡度 以控制合成坡度 3 车行道路拱横坡度应选择的平缓一些 否则路拱各点间的高差太小 会影响行 车和道路横断面的观瞻 本次设计车行道路拱横坡度选择 2 满足设计要求 5 路基边坡 路基边坡指路基两侧的放坡 坡度用边坡高度 H 与边坡宽度 b 之间的比值表示 6 路堤边坡 城市道路路基设计规范 CJJ 194 2013 规定路堤边坡如下 填土高小于或等于 8m 时 边坡坡度取 1 1 5 填土高大于 8m 时采用二级边坡 上部 8m 边坡坡度 1 1 5 下部边坡坡度 1 1 75 中 间设 2m 宽马道 本次设计挖方路段边坡坡度采用 1 1 5 填方路段有填方高度大于 8m 的 路段上部 8m 边坡坡度为 1 1 5 2 米马道 下部边坡坡度 1 1 75 如下图 4 1 横断面填方图 4 1 横断面填方图 7 路堑边坡 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 31 挖方边坡路基边坡设计应该尽量减少对天然植被和山体的破坏 防止诱发当地地质灾 害 其边坡形式及边坡的坡率应根据工程地质以及水文地质条件 边坡高度 排水措施 施工方法等综合来确定 根据 城市道路路基设计规范 CJJ 194 2013 规定 挖方路基边坡高度小于 20m 时 边坡坡率不宜陡于 1 1 本次设计取 1 1 5 8 半填半挖路基 半填半挖路基兼有路堤和路堑的特点 故应满足上述路基路堑对于边坡的要求 另在 挖方一侧宽度不足一幅行车道宽时 应将路床深度内的原有土质全部挖除换填 4 5 超高及加宽 1 加宽 汽车在曲线路段上行驶时 靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小 靠曲线外侧的前 轮行驶的曲线半径最大 为了满足汽车在平曲线上行驶时后轮运动轨迹偏向曲线内侧的需 要 平曲线内侧相应的增加路面 路基的宽度 以确保曲线上行车时的舒适和安全 城 市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 规定圆曲线的半径小于等于 250m 时 应该在圆曲 线的范围内设置加宽 每条车道的加宽值应该根据行驶的车辆的车型确定 本设计圆曲线 半径 R1 150m R 2 600m 本设计 R1 小于 250m 则需要设超高 加宽缓和段内 加宽是逐渐变化的 其过渡方式为按直线比例变化 即加宽缓和段任 意一点的加宽值 bjx 与该点到加宽缓和段起点的距离 Lx 同加宽缓和段全长 LJ 的比例呈正比 jjxbL bj 式中 bjx 加宽缓和段上任意一点的加宽值 m bj 行车道加宽值 m LX 加宽缓和段内一点到缓和段起点的长度 m Lj 加宽缓和段长度 m 本设计圆曲线 R1 150m R 2 600m 则第一个转弯需要设置加宽 第二个弯道不设置 加宽 城市道路工程设计规范 CJJ 37 2012 规定圆曲线半径为 150m 时半挂车加宽 值为 0 75m 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 32 4 6 横断面图设计成果 4 6 1 标准横断面 本次设计为城市道路支路 路基宽度为 13 0m 人行道右侧宽 3 5m 左侧宽 2 5m 左侧设 1 2m 宽排水沟 路基路拱横坡为 2 人行道坡度为 2 路基两侧各设有灯具和绿 化以及相应的护坡挡墙 具体见图 4 1 道路标准横断面图 图 4 2 道路标准横断面 4 6 2 路基横断面图 路基横断面图直接反映每个桩位处横断面的尺寸和结构 是路基施工及横断面面积计 算的依据 在道路横断面设计图中 应该绘出地面线和设计线 还应包括边沟 边坡 开 挖台阶等并注明地界 挡土墙 护坡 护脚等构造物 并注明其起止桩号及断面尺寸 其 比例为 1 200 本设计中 在本道路中挖填方都有 沿线部分地段采用护坡 4 6 3 路基设计表 路基设计表是道路设计文件中组成内容之一 它是平面 纵断面 横断面等测设资料 的综合反映 本设计路基设计表中 分别有桩号 平曲线 纵坡坡长 竖曲线 设计标高 地面标 高 挖填高度 路基宽度 路基边缘及中桩与设计标高之高差 施工时中桩挖填高 边坡 护坡道 边沟 坡脚坡口至中桩距离 具体详见附表 4 1 路基设计成果表 4 7 道路照明设计 设计原则 为确保城市道路照明给各种车辆的驾驶人员以及行人创造良好的视觉环境 达到保障 交通安全 提高交通运输效率 方便人民生活 满足治安防范需求和美化城市环境的目的 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 33 道路照明的设计应按安全可靠 技术先进 经济合理 节能环保 维修方便的原则进行 道路照明设计除应符合本标准外 尚应符合国家现行有关标准的规定 城市道路照明设 计标准 CJJ 45 2015 路灯的布置方式 常规照明灯具的布置可分为单侧布置 双侧交错布置 双侧对称布置 中心对称布置 和横向悬索布置五种基本方式 采用常规照明方式时 应根据道路横断面形式 道路宽度 及照明要求进行选择 并应符合下列规定 1 灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的 1 4 灯具的仰角不宜超过 15 2 灯具的布置方式 安装高度和间距可按表 5 1 3 经计算后确定 图 5 1 3 常规照明灯具布置的五种基本方式 a 单侧布置 b 双侧交错布置 a b c d e 2017 届土木工程专业毕业设计 第 1 页 共 页 34 c 双侧对称布置 d 中心对称布置 e 横向悬索布置 路灯间距高度确定 表 5 1 3 灯具的配光类型 布置方式