道路设计计算书z
设计说明
1、工程概述
1.1工程范围
福新道路设计范围为豹溪路~新兴路，本次设计为武汉东湖新技术开发区福新道路给排水工程设计。其设计起点桩号K0+000，坐标X=548980.5350，Y=374322.2819；依次与规划三路、绿景路、光谷七路相交，终点桩号为K2+240，坐标X=551220.5350，Y ＝374322.2819，长度2240.000米。道路标准断面宽为40m 。具体布置如下： 4.5m 人行道（含树穴）＋2.5m 非机动车道＋5m 绿化带＋16m 机动车道＋5m 绿化带＋2.5m 非机动车道＋4.5m
人行道（含树穴）。
2、设计依据 标准和规范
2.1道路性质和技术标准
2.1.1设计依据
1）老师提供的1：1000电子版地形图； 2）东湖新技术开发区规划； 3) 相关的国家及地方规范、规程。 2.1.2设计标准
1) 道路等级：城市次干道I 级 2) 计算行车速度：40km/h 3) 红线宽度：60m
4) 路面结构类型：沥青混凝土路面 5) 路面荷载标准：BZZ-100KN
6) 路槽底面土基设计回弹模量：不小于30Mpa 7）道路结构设计年限：15年 8）雨水排水部分技术标准
按雨水、污水分流体制设计，本次设计仅考虑雨水排水设计。 （1）假设全线没有其他排水系统，雨水按自然地势排放。 （2）雨水水力计算:采用公式
2738. 8(1+0. 99lg p )
q=(t +10) 0. 876
, Q=ψ ⨯ F ⨯ q
其中：重现期P=1年，径流系数=0.3，最小管径D450mm 。
2.2设计规范
1) 《公路工程技术标准》（JTG B01-2004）； 2) 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）； 3) 《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）； 4) 《城市道路设计规范》（CJJ37-90） 5) 《室外排水设计规范》（GB 50014 - 2006）。
2.3工程地质条件
在钻探深度范围内场区地层自上而下可分为7层：①素填土（Q ml ）；②-1淤泥质土（Q 4al+pl）；②-2粉质粘土（Q 4al+pl）；②-3粉质粘土（Q 4al+pl）；③粘土（Q 3al+pl）；④残积粘性土（Q el ）；⑤石灰岩（P ） ⑥强风化泥岩；⑦中风化泥岩。
场区岩土层工程地质分层、岩性特征及空间分布等详见下表
3、道路设计概要
3.1线形设计技术标准
1) 设计车速=40km/h。
2) 竖曲线最大纵坡3.5%，最小纵坡0.3%，最小坡长170m 。 3） 该设计道路全线为一直线，故没有平曲线设计。 3.2 道路横断面设计
设计标准：道路等级：道路等级：城市主干道 计算行车速度：40公里/小时 红线宽度：60米 设计年限：15年
根据道路等级和红线宽度及设计要求，本次设计采用三幅路形式。
通过计算机动车道采用双向四车道，每条车道宽3.75米，路缘带两侧各0.5米，采用1.5%直线型单向横坡；非机动车道宽2.5米，采用1.5%直线型单向横坡；人行道设计主要包括人行道宽度和横坡的确定以及人行道在道路横断面上的布置。道路总宽40m ，详见标准横断面图。
3.3 道路横断面设计
本次设计为武汉东湖新技术开发区福新道路给排水工程设计。其设计起点桩号K0+000，坐标X=548980.5350，Y=374322.2819；依次与规划三路、绿景路、光谷七路平交，终点桩号为K2+240，坐标X=551220.5350，Y ＝
374322.2819，长度2240.000米。道路标准断面宽为40m 。道路横断面形式为三幅路形式，道路红线宽度一般为60米，其中行车道为16米，非机动车道为5米，人行道为9米，，两侧分隔带10m 。由于相交道路较多，故绿化带仅在交叉口处断开，断开距离根据交叉口的大小拟定，详见道路平面图。
3.4道路纵断面设计
该路自然地势较为平坦，高差变化不大，在进行纵断面设计时充分考虑了既有和规划中的相交道路的高程，结合了两侧原地面高程进行设计。变坡点均在整桩号。纵断面设计均满足最大、最小纵坡的要求（最大纵坡3.5%，最小纵坡0.3%），本设计段的时速为40km/h，最小坡长为700米，共设计2条竖曲线。
3.5路基路面设计
3.5.1 地基参数选取
根据地质资料，一般路段土基回弹模量E0=42MPa，为了加强基层的强度和稳定性，基层材料采用水泥稳定碎石基层。
3.5.2 道路结构设计
机动车道采用：4cm 细粒式沥青混凝土＋5cm 中粒式沥青混凝土＋6cm 粗粒式沥青混凝土+36cm水泥稳定碎石基层+18cm石灰粉煤灰土。
人行步道采用：6cm 混凝土方砖（C30）＋3cm 水泥砂浆（1：3）＋10cm 水泥稳定石屑。 3.5.3 道路结构层设计参数
道路各结构层的力学参数应满足规范要求。 3.6交叉口的竖向设计
设计道路沿线规划三路、绿景路、光谷七路相交。设计时综合考虑行车舒适、排水通畅、与周围建筑物的标高相协调等因素，合理确定交叉口设计标高。
设计计算书
1、横断面设计
城市道路横断面设计由机动车道，非机动车道，人行步道，和分车带部分组成。横断面设计采用三块板形式。
道路标准横断面：4.5m 人行道（含树穴）＋2.5m 非机动车道＋5m 绿化带＋16m 机动车道＋5m 绿化带＋2.5m 非机动车道＋4.5m 人行道（含树穴），路幅总宽40m 。
2、道路平面设计
2.1 设计的主要内容包括平曲线半径的选定, 曲线与直线的衔接, 行车视距的计算及弯道内侧障碍物的清除, 沿线桥梁、道口、交叉口和广场的平面布置, 道路绿化和照明布置, 停车场(站) 和汽车加油站公用设施的布置, 最后将上述设计内容绘制成一定比例的平面图, 比例尺为1:1000，具体见道路平面图。 2.2 城布道路平面设计图的绘制。
(1)绘制内容见《城市道路设计》。本设计要求绘制出车道边界线、绿化带、各路口边界线、人行步道边界线等, 并附尺寸标注。
(2)绘制范围视道路等级而定, 通常在道路两侧红线以外各20～50米，本设计为红线外两侧各50米。 (3)其它, 如指北针、图例、比例尺、图号、大样图、简要的工程说明等，在图右下角绘制图签说明。 3、道路纵断面设计
3.1 在进行纵断面设计主要满足最大、最小纵坡的要求（最大纵坡3%，最小纵坡0.3%）；凹形竖曲线最小半径1000，凸形竖曲线最小半径1200米，综合考虑以上这些因素进行纵断面设计、设计竖曲线。
3.2 在进行拉坡的时候，应尽量与原地面接近，与周围建筑物的标高相协调与相交道路的高程的协调，在此基础上在考虑填挖平衡。一般采用多挖、少填(相对原地面线而言), 做到缓坡宜长、陡坡宜短。 3.3 在拉坡的时侯，变坡点应取为整桩号。在交叉口范围内避免设有竖曲线。
3.4 在进行拉破时，结合两侧地面高程，尽量维持既有标高，减少以后土地开发成本，并保证满足管线敷设要求。
本设计段内在满足最小纵坡的要求下，采用的纵坡，最大纵坡1.286%，最小纵坡0.541%，共设有2个变坡点。变坡点竖曲线参数见下表：
4、路基路面设计 4.1 路基设计
1）根据路线纵断设计确定的填挖高度，设计路基主体，边坡坡度取1：1.5。
2）城市道路路基宽度，包括机动车道、非机动车道、分隔带、路缘带、人行道及路用设施可能占用的宽度之和，路基宽度为40米。
3）路基采用与路面相同的横坡度。 4.2 路面设计
本质路设计为沥青路面，快、慢车道分别设计。设计内容包括：路面结构组合设计; 路面结构计算。以三层弹性体系理论为基础，以设计弯沉值作为整体的设计控制指标，对沥青混凝土面层和整体性基层进行弯拉应力验算，沥青混合料面层进行剪应力验算。 1）机动车道路面结构组合设计
面层采用沥青混合料结构，由上到下为细粒式沥青混凝土，中粒式沥青混凝土，粗粒式沥青混凝土。基层采用水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。 动车道路面结构计算 （1）基本资料 ①地质资料
本道路为双向四车道，拟采用沥青路面进行施工图设计，沿线土质为粉质粘土。路面设计要求以双轮组重车轴载BZZ-100KN 为标准轴载，轮胎压强P1=0.7Mpa,单轮轮迹当量圆直径r 1=10.65cm；在设计使用期内，交通量年平均增长率为10%，筑路材料丰富。
②土基回弹模量的确定
根据综合因素等确定土基回弹模量的设计值为42MPa 。 ③根据交通量组成绘制当量轴次计算表 机动车道路面结构：
人行道路面结构
（2）路面设计成果文件汇总
一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 京华BK611CNG 48.8 101.2 1 双轮组 宇通ZK6116HG 60 105 1 双轮组 交通量 640
360 宇通ZK6105HG 43 82 1 双轮组 180 上海SK6115KHP 50.5 103.3 1 双轮组 320 上海SK5105GP 39.8 91.6 1 双轮组 432
设计年限 15 车道系数 1 交通量平均年增长率 6 ％
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量 Nh= 7728 ,属特重交通等级
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 : 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2473
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 8.403975E+07 属特重交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 : 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2086
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 7.088836E+07
属特重交通等级
路面设计交通等级为特重交通等级
城市道路类型 主干路（大城市）
道路分类系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1
路面设计弯沉值 : 15.6 (0.01mm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.4 .28 2 中粒式沥青混凝土 1 .2 3 粗粒式沥青混凝土 1 .2 新建路基 42 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 15.6 (0.01mm)
H( 4 )= 150 mm LS= 2.4 (0.01mm)
4 水泥粉煤灰碎石 .5 .2 5 石灰土 .25 .08 二、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 15.6 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm)
结 构 层 材 料 厚度 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) 细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 中粒式沥青混凝土 50 1250 0 1800 粗粒式沥青混凝土 60 1240 0 1790 水泥粉煤灰碎石 ? 1500 0 3600 石灰土 180 550 0 1200 标准差 容许应力 (MPa) (MPa) 0 .28 0 .2 0 .2 0 .2 0 .08
由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS
H( 4 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 200 mm σ( 4 )= .216 MPa H( 4 )= 250 mm σ( 4 )= .191 MPa
H( 4 )= 231 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 331 mm σ( 5 )= .086 MPa H( 4 )= 381 mm σ( 5 )= .073 MPa
H( 4 )= 355 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 :
H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 355 mm(同时考虑弯沉和拉应力)
通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: ----------------------------------------
细粒式沥青混凝土 40 mm 粗粒式沥青混凝土 60 1240 0 1790 0 1.25 水泥粉煤灰碎石 360 1500 0 3600 0 1.25 石灰土 180 550 0 1200 0 1.25 新建路基 42 1.25 ----------------------------------------
中粒式沥青混凝土 50 mm ----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 60 mm ----------------------------------------
水泥粉煤灰碎石 360 mm ----------------------------------------
石灰土 180 mm ---------------------------------------- 新建路基
三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算
结 构 层 材 料 厚度 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) 细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 中粒式沥青混凝土 50 1250 0 1800 标准差 综合影响系数 (MPa)
0 1.25 0 1.25
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.3 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.4 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.6 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.8 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 9 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 177.4 (0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-.137 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-.086 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-.086 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .144 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= .078 (MPa)