天津市郁江道改造工程道路设计.docx
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1、天津市郁江道改造工程道路设计学生:陈攀峰指导老师:杨万斌河北工程大学土木工程学院土木工程专业道路桥梁方向0.绪论近几年来,随着我国经济的稳步开展,人民生活水平的不断提高,我国的交通需求呈现不断增长的趋势。虽然政府每年均投入巨资进行交通设施的建设,使我国的城市交通状况有了较大的改善,城市功能日趋清楚完善,但不能无视的是,目前我国交通开展的历程仅相当于兴旺国家的20世纪60至70年代的水平,与兴旺国家相比,我国的机动车密度还比拟低。尽管如此,由机动车印发的环境问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通方面还存在不少的问题。我国在城市交通规划方面远远滞后于现在道路交通开展的需求。城市
2、道路是城市建设的主要工程之一,它与城市建设的其它工程一样,是随着社会生产力的开展而开展的。同时城市道路也是城市交通非常重要的组成局部,是城市规划和城市建设总体不可分割的重要组成局部。评价一条道路的好坏,不仅要看它本身的设计质量和使用效果如何,而且更重要的是要看这条道路在整个道路系统中所起的作用,以及它对促进城市建设的开展所起的效果如何。对现有城市道路的改建,首先是要因地制宜,考虑如何充分利用原有道路,充分发挥和挖掘原有道路的潜在能力。城市道路建设的各项工作不仅是一个复杂的技术经济问题,而且是一个政策性很强的工作,因此城市道路建设必须从我国国情出发,有步骤分阶段的实现现代化目标。道路是行人步行和
3、车辆行驶用地的统称。城市道路即位于城市范围以内的道路。城市用地紧凑,居民群集,建筑鳞次栉比,它要求既要有合理的空间组合,也要有一定的空间距离,以保证良好的城市环境、公共卫生和防火要求。道路既是城市生产、生活和交通所必需,利用道路的空间作为公共卫生和防火平安的保证地带,是最方便、最经济的。因此,就广泛地与城市的绿地结合起来,成为城市各个分区的区界和卫生和防护空间,并利用这个空间作为城市排水和布设地上和地下管线的通道。城市道路是城市建设水平的集中表达,在道路交通高度兴旺的现代城市中,交通和环境的问题越来越重要。在城市的规划、设计、管理中,应把道路与同城市交通(机动车与非机动车)、人(行人与司机)、
4、周围环境三者有机结合起来,一起研究,从而使道路交通到达平安、快速、经济、便利和舒适的要求。在城市里,沿街两侧建筑红线之间的空间范围即城市道路用地,由以下各个不同功能局部所组成:(一) 供各种车辆行驶的车行道,包括机动车道与非机动车道;(二) 专供行人步行交通用的人行道;(三) 起防护、卫生与美化作用的绿带;(四)用于排除地面水的排水系统,如雨水口、雨水管等;(五)为组织交通、保证交通平安的辅助性交通设备,如交通信号标志等;(六)交叉口;(七)公共汽车停靠站台;()沿街的地上设备,如照明灯柱;(九)地下的各种管线,如电缆、煤气管、污水管等。在城市道路设计中,要考虑城市开展规模、技术设计标准、房屋
5、拆迁、土地征用、工程造价、近期与远期、需要与可局部与整体等问题,要贯彻落实有关方针、政策。1 .工程概况1. 1道路设计的根本资料郁江道为天津市南开区的一条次要干道,道路宽度12.0m,随着天津市的开展和居民私家车辆的增加,使八经路经常出现交通阻塞,交通事故频发。同时由于该道路临近城防河,也吸引了大量的休闲娱乐人群,因此,天津市交通局等部门决定将郁江道拓宽并向东延伸,以缓解当前的交通拥挤状况和满足人民需要。该道路红线规划宽度为50m,交通部门建议该道路设计年限按10年考虑。近几年来道路交通量统计如下表:表IT年均日交通量统计表道路名称年份小汽车小型载重汽车出租车摩托车三轮车自行车行人郁江道20
6、06221014025506501603380315020072740320356098033066505480202333006804340129065092408580解放南路2006532032838584362169820655020077790111861837555351232010820202312050353292389486521750021420目前道路地下管线有煤气管道、排水管道、供水管道、暖气管道和通讯光缆、照明电缆等。该区域地表层为砂性土,厚度平均4.5m,下层为沉积性淤泥,厚度平均6.5m,地下水位约在地下4.5m。1. 2设计内容(一)总体设计道路设计的根本资料,
7、参考的技术、设计标准等;道路等级的论证等。(二)线形设计1 .道路横断面设计机动车道设计,非机动车道设计,人行道设计,通行能力验算,道路路拱设计、道路横断面综合布置,横断面图的绘制。道路设计年限根据个人规定要求考虑。2 .道路平面设计平面纸上定线,平曲线要素确定,平面图的绘制。3 .道路纵断面设计控制点标高确实定,纵坡的设计,竖曲线要素的计算,纵断面图的绘制。(三)道路平面交叉口设计交叉口形式选择,交通组织设计,通行能力和视距验算,交通信号设计,交叉口平面设计,交叉口立面设计。(四)公用设施设计公交车停车站设计,道路照明、绿化设计,各种地下管线布置和设计。(五)道路排水设计区域道路总体排水系统
8、设计,进水口、检查井布置和结构形式设计,雨水管道设计。(六)技术经济分析论述、分析、比拟道路选线的优缺点,主要技术经济指标。1.3参考的技术、设计标准L城市道路设计周荣沾主编人民交通出版社2003年2 .城市道路设计手册北京市市政设计院编中国建筑工业出版社1985年3 .道路勘测设计张雨化主编人民交通出版社2004年4 .城市道路设计标准(GB)中国建筑工业出版社1991年1. 4道路等级的论证根据设计的根本资料,采用城市主干道路I级路,设计车速50kmh.1 .5道路红线宽度,设计年限道路的建筑红线宽度取为50m,设计年限为10年。2 .线形设计2. 1道路横断面设计2.1.1机动车道设计:
9、主要内容是依据设计小时交通量,道路通行能力等确定车性车行道宽度和车行道数,并选择合理的交通组织及横段面布置方案。(1)计算交通量以小汽车为标准换算(换算系数见城市道路设计表21)。表21年平均日交通量统计表道路名称年份小汽车小型载重汽车出租车摩托车年平均日交通量系数1.01.51.00.8郁江道2006221014025506505490200727403203560980756420233300680434012909692年份200620072023平均年增长率年平均日交通量N(辆/日)549075649692车辆每年增长率K(%)/37.7828.1332.96设计年限交通量:N年限=N
10、(l+nk)(2-1)10年后的设计交通量NIO为N10=9692(l+1032.96%)=41637(WB)(2)确定设计小时交通量单向顶峰小时交通量:DDHV=AADTXKXD=41637X11%X0.6=2749(辆/小时)(2-2)式中:AADT设计年限的年平均日交通量;K设计小时交通量系数,取11%;D-方向不均匀系数,一般取0.6。(3)道路通行能力确定a.路段上一条车道的通行能力的计算(按“车头时距”计算),车速50kmh那么3600t l zo + zV1.2 +360010.49 + 5 + 550/3.6= 1346(辆/小时)(2-3)式中:t司机反响时间,1.2s;S制
11、制动距离,10.49m;/一车身长度,小汽车为5m;平安距离,5mb.设计通行能力计算N车道=Nx(a条Xa交Xa车道)=1346XL000.751.OO=IOlO(辆/小时)(2-4)式中:a条一车道折减系数,1.00;a交一交叉口折减系数,0.730.77,本设计取0.75;a车道一车道宽度折减系数,1.00。查城市道路设计手册有一条车道的最大通行能力N=I163(辆/小时),故N=IOIO(辆/小时)满足要求。(4)机动车车行道宽度确实定(决定车辆的车身宽度及横向平安距离)a.初定车道数所需要的车道数(双向)=(设计小时交通量/一条车道的可能通行能力)22749=2=5.44(取整数6)
12、IOlOb.车行道宽度Wc=2(nb+Wmc)=2(0.5+3.5+3.752+0.5)=24m(2-5)式中:W,车行道总宽度;n单向车道条数;b条车道宽度;WmC机动车道路缘带宽度,一般0.250.5m。因此,机动车道中间道路宽度3.5m,边上两条道路宽度3.75m。2. 1.2非机动车道设计(1)计算交通量(以自行车为主要车辆进行验算)表22年平均日交通量统计表年份三轮车自行车年平均日交通量系数3.01.02006160338038602007330665076402023650924011190年份200620072023平均年增长率年平均日交通量N(辆/Fl)368076401119
13、0车辆每年增长率K(%)97.9346.4772.210年后的设计交通量NlO为N10=I1190+(l+1072.2%)=91982(WB)(2)非机动车道的通行能力计算(按“车头间距理论计算)a,100OV100OV,、N=(2-6)L-Y-+v-+136式中:V一自行车车速(Km/h),V=l5Kmh;L骑车人的反响时间(s),t=0.8s;,一制动系数1可忽略);Zo一平安距离,取0.8m;/一自行车车身长度(m),取1.90m。经计算有:N=1923(辆/小时)。查城市道路设计手册有一条车道的最大通行能力N=2100(辆/小时),故N=19231辆/小时)满足要求。(3)非机动车车道
14、数确实定所需要的车道数,可根据单向的顶峰小时交通量除以一条车道的可能通行能力,即所需要的车道数(双向)=单向的顶峰小时交通量/一条车道的可能通行能力X2单向的顶峰小时交通量=设计交通辆义顶峰小时流量比平均值=91982X9.6%二8831(辆/小时)车道数=顶峰小时流量/通行能力=8831/1923=4.6(取整数5条)(4)车车道宽度确实定一条自行车道宽度为LOm,两侧还应留有各0.25m的平安距离,故根据非机动车的交通量和通行能力,非机动车行道宽度取5.5m。2.1.3人行道的设计(1)计算交通量表2-3年份200620072023平均年平均日人流量N(人/日)315054808580人每
15、年增长率K(%)/73.9756.5765.27(2)人流量的统计:10年后的设计人流量N人K)为:Nl0=8580(1+10X65.27%)=64582(A/0)(3)人行道通宽度B=bQcbw=(0.75645829.6%)/2400(2-7)=1.94m式中:B一侧行人通道宽度(m);b一一条人行通道宽度(m);Q一顶峰小时人流量(单侧,双向)人/小时;Cbw1条步行带通行能力,2400人/小时。在人行道上植树、布置橱窗阅报栏等,其宽度视具体需要而定;沿街房基散水宽度一般为0.5m;地下管线埋设在人行道上,人行道的宽度应考虑到既能满足步行交通的需要,同时要满足敷设管线的要求,具体见后面的
16、地下管线的布置。由于郁江道临近城防河,有大量休闲娱乐人群,综合考虑后,人行道宽度取靠城防河5.0m,内侧4.0r11o为了保证交通平安,人行道高出车行道20cm,其横坡度采用直线型向侧石方向倾斜。为提高排水效果,本设计采用横坡度为2%。(4)人行道在横断面上的布置人行道对称地布置在街道的两侧,种植单行乔木,具体布置如下图:图21人行道横断面图2. 1.4通行能力的验算(1)机动车通行能力的验算:郁江道机动车道宽24米为双向六车道N路斫N2134623=8076(辆/小时)N路段=8760(辆/小时)Nk=2175(辆/小时)满足要求。(2)非机动车通行能力的验算:郁江道非机动车道(单向)宽5.
17、5米N路段=I923=17628(辆/小时)0.6=17628(辆/小时)Nk=535(辆/小时)满足要求。(3)人行道的通行能力的验算:人行道宽9米(双向)9N诬印=2400X=28800(人/小时)路段0.75N路段=28800(人/小时)M=3880(人/小时)满足要求。2.1.5车行道路路拱和横坡度设计(1)车行道路拱型式选择采用三次抛物线路拱,计算图式如下:图2-2半个路拱曲线大样图计算公式:4h,hy=-X+X(2-8)Bh=iB2(2-9)式中:X离车行道中心线的横向距离(m):y相应于X各点的竖向距离(m);B车行道总宽度(24m);h车行道路拱高度(0.180m):i路面平均
18、横坡1.5%o表2Y773BT2X36912Y0.0230.0470.0720.180(2)自行车道坡度自行车道的坡度也取1.5%,向外两侧倾斜,便于与人行道的排水结合,共用一个排水道。(3)人行道的横坡度人行道高出车行道20cm,横坡度取2%。2.1,6道路横断面综合布置(1)道路横断面综合布置的原那么a)应保证车辆和行人的交通平安与畅通。b)应充分发挥绿带的作用。c)应与道路的性质和特点配合。d)应与沿线自然条件和建筑物特点相互协调布置。e)应有利于雨水的排除。f)应满足地下管线的埋设和人防工程的要求。g)应考虑近、远期结合。(2)道路横断面的布置型式与选择由于该道路的红线宽度为50m、机
19、动车交通量很大,该道路为主干道路,因此,考虑到红线的范围足够宽,决定设置分隔带,在中央设置中央分隔带;在机动车和非机动车之间设置侧分隔带;在人行道内种植乔木。具体布置如下列图:图2-3横断面图布置2.2道路平面设计2.2.1平面纸上定线方法和原那么步骤平面纸上定线就是确定道路中线和两边建筑红线平面上的位置和立面上的高程。(1)注意贯彻执行党的方针政策为了充分利用原来的道路,方便人民的生活,对旧有建成区,必须注意“充分利用,逐步改造的方针,反对大拆大迁,乱拆乱建,不顾人民的生活。(2)掌握好各项技术标准为了满足现代汽车、公共交通的要求,照顾到自行车、行人和其他各种非机动车交通的要求,对线路的弯道
20、半径、视距、道路宽度、纵坡度等,都应该掌握好各项技术标准;同时应考虑沿线地形、地物以及土壤、水文、地质等自然情况,尽量利用有利于道路的因素,防止不利的因素。设计者应熟悉情况,反复推敲,善于选出最经济合理的路线满足汽车行驶对道路的各项要求。(3)正确选定平面和立面上的控制点在纸上定出中线之前,需先确定路线在平面和立面位置上必须经过的控制点,先以起终点、各个交叉口位置和不能拆迁的重要建筑物作为控制点的条件,同时考虑立面控制点对平面位置的可能影响。因此,在道路定线时,既要注意平面控制点,也要考虑立面控制点。(4)合理布置直线、弯道以及相互之间的衔接布设路线,要力求平顺。就是说,要使车辆能以平稳少变的
21、车速行驶,假设车速必须有变化时,也要力求变化徐缓。在平面线形上,影响车速平稳的主要因素是交叉口和弯道。在城市道路上,不可防止地每隔假设干距离会有一个交叉口,因此宜尽量利用交叉口使路线作必要的转折以减少弯道。路线在交叉口处作不大的转折时(一般为35度),可不需做专门的弯道设计,在两个交叉口间的线段上,尽可能有较长的直线段。由于控制点和其他地形、地物的限制、必要时仍需插入弯道。为保证行车平顺,在插入弯道时,要力求弯道半径大一些。在不得已设置小于推荐半径的弯道时,必须按技术标准设置超高、加宽、缓和段或缓和曲线。(5)全面综合地考虑其他因素在纸上定线时,还必须全面综合地考虑如下各种因素:A.参照交通量
22、调查资料,布设路线时能让最多的客货流量走最短捷的路线;B.要适应和利用当地的地形、土壤地质、水文地质等自然条件;C.在选择路线的方位时,要考虑到风向和日照的影响;D.要考虑到城市交通平安、绿化、排水、煤气、地下管线等提供有利的条件;E.为城市或其所在地区将来的开展留有余地。根据以上原那么和方法,同时结合地形图,反复试线,修正线形,不断完善,最终选出最适宜的路线(见地形图)。2.2.2平面要素确定全线共设有两处曲线,其中JDl处设置圆曲线,JD2处设置缓和曲线。JD1计算图式如下:图2-4圆曲线几何要素(I)JDl点的平曲线要素设计时速为50Kmh,取城市道路常用的横向力系数u=0.067,%=
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