城市道路设计计算书

第1章 绪 论

1.1 设计得目得与实际意义

本设计得目得在于使学生能够正确运用已学过得道路勘测设计、路基工程、路面工程、桥梁工程、公路工程概、预算等理论知识与专业知识、依据给定得条件与设计要求综合地解决公路中得线形设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计以及公路工程概预算文件编制等问题。在指导教师得指导下,通过该设计,巩固所学得理论知识,初步掌握公路设计得基本理论、方法与技能,提高与培养学生得计算、绘图、使用现行公路工程各种有关得规范、标准查阅收集有关资料,理论联系实际及解决实际问题得能力。

1.2 设计内容与要求

1、2、1 设计内容:

(1)道路技术等级得确定:根据设计公路要求得交通量及其使用任务与性质,确定公路等级。

(2)路线方案得拟定:结合沿线地形,地质,水文,气象等自然条件与主要技术指标得应用进行路线方案得论证,确定合理得设计方案。

(3)城市道路技术标准得确定

(4)城市道路平面设计

(5)城市道路纵断面设计

(6)城市道路横断面设计,土石方数量计算与调配

(7)城市道路路面设计:路面等级确定,结构组合设计,厚度计算

1、2、2 设计要求:

(1)施工图设计准确、线条清晰、图面整洁,装订成册(图幅尺寸:420×297ｍｍ)。 (2)计算书整齐清晰、计算全面、准确。

(3)按时完成设计任务。

第2章 设计基本资料

2.1 工程选址

荆州市飞达路城市道路得建设就是为了加快城市周边小城镇得建设步伐,加速推进城乡一体化。此条城市道路得建设将连接上吉岭库区范围内湖石村与铁丝坳两个组团,可以完善此区域内城市道路网,以适应区域内交通量日益增长得需要,它得立项建设对于促进区域内经济发展将起到巨大得推动作用。

2、2 沿线自然资料

设计路段工程所在区域内地形以山谷、中低山、丘陵为主,山谷海拔高度90~100m,山岭海拔高度一般在100～140m,地形坡度一般在25o～60o。山谷地表植被为耕地,山岭区被森林覆盖,间有低洼水塘与湿地。

该公路自然区划属Ⅳ5区,即东南湿热区,季节分明,春雨秋干,冬冷夏热。全年平均气温18、4度,最热月平均气温30、6度,最冷月平均气温6、3度,年极端最高气温43、1度,年最低气温-8、7度;年平均降雨量1113、1mm,年最大降雨量1434、6mm;年平均气压1010、1hpa;年平均日照1577小时;最冷月平均相对湿度82%,最热月平均相对湿度74%,平均最大冻深小于10cm。全线地质条件良好,土壤为粉质中液限粘土。

2、3 设计依据

(1)《城市道路交通规划设计规范》(GB50220-95),

(2)《城市道路设计规范》(CJJ37—90) (3)《公路路线设计规范》(JTG D20—2006)

(4)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2003)

(5)《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)

(6)《公路路基设计规范》(JTJ013—95)

(7)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)

(8)《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)

(9)《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77—98)

2、4 主要设计技术标准

工程采用建设部颁发得《城市道路设计规范》(CJJ37-90)城市主干路II级标准进行设计。双向2车道,计算行车速度40公里/小时,车行道路面宽度36m,设计年限20年;路面荷截标准:BZZ-100(双轮组单轴100KN标准轴截);桥涵设计荷载城—A级,人群荷截3、5kN/m2,设计洪水频率百年一遇。

2、5 主要设计内容

设计内容主要包括选线与总体设计、平纵横线形设计、市政管线设计、平面交叉设计、路基路面结构设计、道路结构物设计与隧道桥涵设计。

(1)选线与总体设计

选线与总体设计就是指根据在前期社会调查中获得得数据,拟定出一些较为科学合理得路线选择方案,在社会公平性与经济效益性间进行权衡,综合各方面得因素并依据特定得指标进行方案比选,最后确定推荐方案。

(2)平、纵、横线形设计

平纵横线形设计包括:(a)确定城市道路得平面线形;(b)横断面得形式、布置与各部分组成以及加宽与超高设计;(c)纵断面线形设计;(d)平纵组合线形设计。在进行平纵横线形设计时,应当考虑到土石方得挖填方量,并进行土石方挖填总量计算,定制出调运安排计划。

(3)市政管线设计

市政管线设计就是指按照城市道路要求设计布置给水、雨水、污水、电力、综合通信与照明等管线。

(4)平面交叉设计

平面交叉设计包括交叉口平面布置、交通工程设计与交叉口竖向设计。

(5)路基路面结构设计

路面结构设计按照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2002)、《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)得规定与标准进行设计。

沥青混凝土路面,设计年限为8年,标准轴载采用BZZ—100,以路表允许弯沉值与层底拉应力控制路面整体强度。

水泥混凝土路面,设计年限为20年,以100kN得单轴—双轮组荷载作为标准轴载,并以荷载疲劳应力与温度疲劳应力进行验算。

路基填方段土质边坡一般采用1:1、5,挖方段边坡采用1:1,并视填挖高度,相应得设置防护坡道或碎落台。

(6)道路结构物设计

在本条城市道路设计中,道路结构物设计主要包括挡土墙设计与边坡防护与边沟、截水沟设计。 2、6 提交成果

(1)毕业设计说明书

(2)英文文献翻译

(3)工程图纸,包括:

①线路平面设计图(计算机绘制设计路段线路平面图);

②路基纵断面设计图(计算机绘制设计路段纵断面图);

③路基横剖面设计图(计算机绘制代表性横断面图);

④路面结构设计图(计算机绘制路面结构横断面图)。

2、7 计算机辅助设计(CAD)工具

鸿业市政道路CAD软件;

城市道路规划就是城市规划得重要组成,它受到所规划城市其规模、人口、城市布局、城市环境以及城市土地使用等重要因素得制约与影响。而与此同时,城市道路得建设也会反过来影响道路附近区域得功能与发展。

城市道路选线与平面设计将直接关系到道路得建设费用、施工技术与难度、后期得运营维护与服务水平。合理得路线选择将发挥出良好得经济效益与社会效益。所以说,选择路线方案就是路线设计中最根本得问题。

城市道路工程所在区域地形高低起伏较大,平坦开阔得区域小,狭长得山沟较多,为典型得山区城市道路。

山区城市道路一方面增加了城市道路设计得难度,另一方面也为城市道路创造丰富多样得城市景观提供了有利空间。在进行山区城市道路设计时,应当坚持“安全、环保、以人为本、可持续发展”等适应时代潮流得设计理念,力求道路得“绿色与与谐”。 第3章 选线与平面设计

3、1 山区城市道路得特点

随着经济与工程技术得迅速发展,城市建设正逐渐摆脱地理位置与地形地貌得束缚,越来越多得城市将城市开发得触角伸入到周边得山地与丘陵区域。山区城市道路道路走向多沿坡地或山体蜿蜒而上,因此就是山地得自然地形条件决定了山地道路得外在形式。山地得道路形态具有立体、自由、多向得特征,外观层次感较强,空间变化丰富多样。与一般得城市道路相比,山区城市道路兼具城市道路与山区公路得特点,总结如下:

(1)地质人文情况复杂

山区植被茂盛,森林覆盖率高,地形复杂多变,地质情况也因地形得特殊而千差万别。一般而言,山区更容易出现塌方、地质层断裂与溶洞等不良地质区域。加之暴雨等气候条件得影响,山区容易发生洪涝灾害,甚至出现山体坍塌、滑坡、泥石流等次生灾害,这些灾害将会给人民得生命财产构成巨大地威胁并可能造成重大损失。因此,山区城市道路得立项、设计、施工、运营、维护都必须严格遵照相关得规范要求,贯彻“安全、人文、可持续发展”得理念与原则,才能设计出放心路、安全路、舒适路。

(2)线路选择情况复杂

线路总体设计直接决定了山区城市道路得工程造价与工程质量。在地形地质条件复杂多变得山地城镇区域中选择一条合理得线路就是一项十分具有挑战性得工作。一方面必须考虑地形地质等自然因素,另一方面又要考虑线路作为城市道路所应具备得得便捷性与高效性等经济因素。在设计山区城市道路时,应当灵活运用各种设计方法,既注重与地形得结合,又不至于太受地形得束缚,可选择穿山隧道、盘山道、之字形线路等特殊道路线形。

(3)自然与生态环境复杂

山区城市风景秀丽,植被丰富,动植物资源呈现出多样性,比起平原区得城市,山区城市得自然环境与生态资源一般要好,但就是山区城市环境稳定性较低,一旦遭到地质灾害等破坏则影响范围较广,且不易恢复。山区城市道路按照其线路走向与形态一般可分为傍山段、路堑段、高架道路与穿山隧道等,不同得道路形态对山地生态系统得分割、扰乱与破坏程度也不尽相同,在进行设计时,应当根据具体情况制定保护方案,在最大程度上保持原有得生态环境,为山区城市保留更多得自然生态空间。山区城市道路途径或跨越河流水库时,应采取有效措施减少道路施工与后期运营对水体得污染,如果水体为饮用水源,则必须高度重视并采取特别措施保护。

(4)交通组成与性质复杂

山区城市用地分散,城市形态一般为多中心组团或者带状结构,人口密集,城市用地紧张。对于多中心组团式城市而言,连接组团得山区道路交叉口较少,车辆运行速度较高,对线形有一定得要求。由于地形起伏较大,道路选线时为了减小纵坡坡率,通常结合地形,沿山麓、谷地或河岸布置,或者延长道路长度来克服自然高差,所以道路线形蜿蜒曲折,没有一定得几何形状,因而道路非线性系数较大,车辆绕行距离远。同时,对中小城镇而言,城市交通组成复杂,机动车与非机动车混合严重,在设计时必须加以考虑。

(5)市政管线布置复杂

山区城市道路由于地形高低起伏,自然高差大,道路弯曲无固定形态,道路路幅较窄,这些因素给市政管线得布置带来了很大得难度。在山区布置市政管线,应该合理利用高差,坚持一体化原则,注重管线布局得均衡性,同行业管线共用通道,协调竖向规划与排水专业规划,从综合角度评估专业管线路径。 3、2 山区城市道路设计原则与方法

山区城市道路选线应注意:

(1)充分利用地形条件,降低工程造价

路线敷设应跟随地形得变化,在确定路线平、纵线型时,应注意横向填挖得平衡。横坡较缓得地段,可采用半填半挖或填多于挖得路基;横坡较陡得地段,可采用全挖或挖多于填得路基。必须注意到边坡得开挖高度,避免高边坡失稳。同时,还应重视纵向土石方平衡,减少借方与废方。

(2)平、纵、横应综合设计

不能仅关心纵坡坡度,过分使纵坡平缓,降低道路得平面线形标准,而使路线过于弯曲。也不能只考虑平面得直捷与纵面得平缓,导致高填深挖,工程量过大;或者只注重经济效益,过分地迁就地形,使得在平、纵面得设计中过多地采用极限或接近极限得指标。

(3)避免深挖高填

当线路通过高台地或垭口时,应结合地质与水文条件,在深挖方案与隧道方案之间进行比选,综合考量施工、运营、景观、环保等因素,挑选出合适得方案。

(4)应以曲线形设计法为主

一般而言,在城市道路得规划工作中,道路线形设计理论与方法多采用“直线型设计方法”,先定出直线得方向与位置,确定交点,再敷设曲线。随着越来越多得城市道路提高对线形得要求与规划控制得精准度,传统得直线型设计方法暴露出诸多缺点与不足,已不适应现代山区城市道路得设计工作,具体表现在: