《交通设施》课程设计指导书.docx

交通设施课程设计指导书 广州大学 交通工程设施设计课程设计指导书 土木工程学院 2022年7月 目录 一、教学目标和基本要求： (2) （一）教学目标 (2) （二）基本要求 (2) 二、设计原则 (2) 三、课程设计基本流程 (3) （一）熟悉课程设计任务 (3) （二）现场交通调查 (3) （三）交通标志设计 (3) （四）交通标线设计 (4) （五）交叉口缘石坡道设计 (4) （六）绿化设施设计 (4) 四、交通工程设施设计示例 (5) 五、设计说明书和图纸要求 (10) 六、考核方式与评分标准 (11) 七、参考文献 (11) 交通工程设施设计课程设计指导书 一、教学目标和基本要求： （一）教学目标 交通工程设施课程设计是在学生完成交通工程设施设计、道路勘测设计、道路交通安全等理论课程的基础上进行的交通工程设施方面的综合性设计，是以培养学生交通工程设施设计方面的能力为目的，此环节要完成交通标线、交通标志、交通信号灯、监控设施等交通设施项目的设计工作。通过本课程设计使学生掌握交通工程实施的设计方法，掌握应用相关专业软件完成交通工程设施平面布置图和结构图，掌握道路设计与交通工程设施设计的基本联系和相互关联关系，从而培养学生在设计方面的综合应用能力和独立思考独立设计能力。 （二）基本要求 在课程设计过程中要求学生在相关理论的指导下，运用纬地设计软件、鸿业设计软件或者CARD1软件独立完成一项交通设施的设计，要求如下： 1）设计成果满足相关规范标准； 2）设计成果要体现学生个人对设计理念的理解； 3）熟练掌握一种设计软件； 4）独立完成设计任务并撰写说明书。 二、设计原则 1、本课程设计所设计内容要求按最新规范道路交通标志和标线（GB5768-2022）规定进行。 2、城市主干道、城市次干道、支路的路段上机动车道宽度一般为3.25m3.5m；平面交叉路口进口道受现有道路宽度限制时，每条机动车道宽度可采用2.8m3.5m，当大型车辆混入率小于15时可取下限；特殊情况其宽度不应小于2.5m。平面交叉路口出口道每条机动车道宽度不应小于3m，但出口道只有一条车道时不应小于3.25m。 3、车道宽度的计算界限规定：车行道中心双实线以一侧单实线线宽中心计；中心单实线、车行道分界线和车行道边缘线均以线宽的中心计。 平面交叉口计算车速应视车流行驶方向而定，直行车在进口道部分的计算车速一般宜取路段车速的0.7倍，左右转车辆的计算车速宜取路段车速的0.5倍。 4、交叉口渠化设计 （1）各进口道部分的车道数一般应多于相应道路路段的车道数，当确定进口道车道数及划分车道功能时，应考虑高峰小时周期平均到达量。 （2）应根据其流入交通的流量、流向及相交道路类别确定进口道车道数、划分车道功能并做渠化设计； （3）交叉口设计应注意节约用地，合理拆迁； （4）交叉口几何设计、交通设施设计应与交通信号控制设计同步进行，相互协调； （5）应考虑行人的通行，并符合残疾人、儿童、老人等交通弱者的通行要求。 5、设置连续照明的机动车交通道路的照明标准值应符合规范规定，并确保其具有良好的诱导性。 6、人行道口或人行横道两侧，均应设置缘石坡道，可选择单面坡或三面坡的形式；城市中心区道路的人行道应设置盲道，人行天桥、人行地道、人行横道及主要公交车站应设提示盲道。 7、道路绿化设计应结合交通安全、环境保护、城市美化等要求，选择种植位置、种植形式、种植规模，采用适当树种、草皮、花卉。 三 、课程设计基本流程 （一）熟悉课程设计任务 熟悉课程设计任务书的设计任务，准备相关规范和参考书。 （二）现场交通调查 1、叉口道路几何条件调查 2、交叉口标志标线设置情况调查 3、交叉口交通状况调查 包括交通量、车型比例、信号相位等。 4、行人、非机动车交通组织方式调查 （三）交通标志设计 （1）交通标志应设置在驾驶人员和行人容易看到，并能准确判读的醒目位置，根据需要可设置照明或采用反光、发光标志。 （2）各种标志一般设置在车辆行进方向道路右侧或分隔带上，标志牌不得侵入道路建筑限界，牌面下缘至地面高度为1.82.5m 。 （3）路侧式标志应减少标志板面对驾驶员的眩光。板面应与道路中线垂直或成一定角度。指路或警告标志为0°-10°，禁令或指示标志为0°-15°，见图1所示。 图1 标志牌的安装角度要求 （4）同一地点需设两种以上标志时，可合并安装在一根标志柱上，但最多不应超过四种，标志内容不应矛盾、重复。 （5）让路标志、解除限速标志、解除禁止超车标志等应单独设置。 （6）标志牌在一根支柱上并设时，应按警告、禁令、指示的顺序，先上后下，先左后右地排列。 （7）交通标志的上部结构一般采用钢结构作为承载结构物，应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，而下部结构采用混凝土基础，采用基础工程的理论设计。 （8）计算交通标志结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分项系数）；计算正常使用极限状态的变形时，采用荷载标准值。 （9）、承载能力极限状态的计算应使荷载效应不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值,按荷载效应基本组合进行强度和稳定性设计时表达式为 ： d Qd Gd f +)(0 式中：Gd 为永久荷载(结构重量) 的设计值d G 在结构构件截面或连接中产生的应力效应；0为结构重要性系数；Qd 为可变荷载(主要为风载) 的设计值d Q 在结构构件截面或连接中产生的应力效应；d f 为结构构件和连接的强度设计值，可通过查阅材料手册得到。 （10）正常使用极限状态的计算应考虑荷载的短期效应组合,表达式为： v v v v Q G += 式中：v为交通标志结构或构件中产生的变形值；G v为永久荷载(结构重量) 标准值在交通标志结构 v为可变荷载(风载) 标准值在交通标志结构或构件中产生的变形值；v 为结或构件中产生的变形值； Q 构构件的容许变形值。 （四）交通标线设计 （1）路面标线应根据道路断面型式、路宽以及交通管理的需要画定。 路面标线形式有车行道中心线，车行道边缘线、车道分界线、停止线、人行横道线、减速让行线、导流标线、平面交叉口中心圈、车行道宽度渐变段标线、停车位标线、停靠站标线、出入口标线、导向箭头以及路面文字或图形标记等。 路面标线的画法应符合现行的道路交通标志和标线（GB5678）规定。 （2）突起路标是固定于路面上突起的标记块，应做成定向反射型。一般路段反光玻璃珠为白色，危险路段为红色或黄色。突起路标高出路面的高度、间距、设置方式等应符合现行的道路交通标志和标线（GB5678）规定。 （3）立面标记可设在跨线桥、渡槽等的墩柱或侧墙端面上以及隧道洞口和安全岛等的壁面上。设置原则及具体作法应符合现行道路交通标志和标线（GB5678）的规定。 （五）交叉口缘石坡道设计 （1）人行道在各种路口凡被立缘石断开的地方均应设置缘石坡道。缘石坡道设置应与大型公共建筑的无障碍设置相协调。 （2）缘石坡道应设在人行道的范围内，并应与人行道相对应。 （3）缘石坡道分为单面坡缘石坡道和三面坡缘石坡道。 （4）缘石坡道的坡面应平整，且不应光滑。 （5）缘石坡道下口高出车行道的高度不得大于20mm。 （6）缘石坡道基层结构做法与人行道基层结构做法相同。 （7）单面坡缘石坡道可采用方形、长方形或扇形。 （8）方形、长方形单面坡缘石坡道应与人行道的宽度相对应。 （9）扇形单面坡缘石坡道下口宽度不应小于1.50m。 （10）设在道路转角处单面坡缘石坡道上口宽度不宜小于2.0m。 （11）单面坡缘石坡道的坡度不应大于1:20。 （12）三面坡缘石坡道的正面坡道宽度不应小于1：20。 （13）三面坡缘石坡道的正面及侧面的坡度不应大于1：12。 （六）绿化设施设计 （1）道路绿化应以乔木为主，乔木、灌木、地被植物相结合，不得裸露土壤。 （2）道路绿化应符合行车视线和行车净空要求。 （3）绿化树木与市政公用设施的相互位置应统筹安排，并应保证树木有需要的立地条件与生长空间。 （4）植物种植应适地适树，并符合植物间伴生的生态习性，不适宜绿化的土质应改善土壤进行绿化。 （5）修建道路时；宜保留有价值的原有树木，对古树名木应予以保护。 （6）道路绿地应根据需要配备灌溉设施；道路绿地的坡向、坡度应符合排水要求并与城市排水系统结合，防止绿地内积水和水土流失。 （七）交叉口照明设施设计 （1）两条道路及交叉口应有照明设施，以保障交通安全、畅通，提高运输效率，防止犯罪活动，并对美化城市环境产生良好效果。 （2）道路照明设施应安全可靠、经济合理、节省能源、维修方便、技术先进。 （3）道路照明设计除执行本章规定外，还应符合国家和部门的现行有关标准或规范的规定。 （4）为保证道路照明质量，达到辨认可靠和视觉舒适的基本要求，道路照明应满足平均亮度（照度）、亮度（照度）均匀度和眩光限制三项指标。此外，道路照明设施还应有良好的诱导性。 （5）道路照明标准应根据城市的规模、性质、道路分类按表选用。中、小城市可视其道路分类降低一级使用，但路面平均照度应大于或等于lx（相应亮度约为.cd/）。 （6）平面交叉的照明应使驾驶员在停车视距处看清交叉口，可采用与通向该交叉口的道路光色不同的光源，主、次干路采用不同形式的灯具或采用不同的布灯方式等。必要时可另行安装偏离规则排列的附加灯具。 （7）按城市道路照明设计标准CJJ_45-2022，城市道路交叉口照明标准如表1： 表1 城市道路交叉口照明标准 （八）交叉口渠化 （1）应根据交通量、流向，增设交叉口进口道的车道数。 （2）交叉口交通岛的设置应有效地引导车流顺畅行驶，避免误行。 （3）进、出口道分隔带或交通标线应根据渠化要求布置，并应与路段上的分隔设施衔接。 （4）交叉口间距应根据道路网规划、道路等级、性质、计算行车速度、设计交通量及高峰期间最大阻车长度等确定，不宜太短。 （5）交叉口内的计算行车速度应按各级道路计算行车速度的0.5-0.7倍计算，直行车取大值，转弯车取小值。 四、交通工程设施设计示例 1、交叉口渠化设计 依据道路交通标志和标线GB5768-2022和城市道路设计规范CJJ 37-90，进行示例道路交叉口交通标线详细设计。示例道路交叉口为东西向道路与南北向道路交叉构成，现假定每条机动车道为3.5m、非机动车道为2m、人行道宽度为4m，北进口设6车道、南进口设5车道、东进口设4车道、西进口设3车道，交叉路口的纵向标线、横向标线均按设计规范进行设计，交叉角度为85°。道路纵坡度假定为1.8%，并布置雨水进水口，附近公交车站均采用港湾式公交停靠站形式设计。 2、交通标志板面设计 交通标志版面布置以驾驶员以设计速度行驶时能及时准确辨认标志内容，并使交通标志版面布设美观、醒目。设计范围内各类型标志统一布局，前后协调，并考虑已建成的周边道路标志设置情况，使之形成一个整体系统。 示例设计交通标志的种类分为：警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志、诱导标志五大类。 （1）交通标志的大小： 警告标志：三角形标志，悬臂支撑方式，标志边长：90cm；单立柱支撑方式，标志边长：90cm； 禁令标志：单立柱支撑方式，标志直径：80cm，倒三角形标志90cm；悬臂支撑方式，标志直径：80cm； 指示标志：悬臂支撑方式，圆形标志直径：80cm，单立柱方式直径为：80cm，正方形标志边长：90cm。 指路标志：标志板面大小按汉字35cm左右高度及间隔、行距等按规定来计算确定标志版面的大小，标志版面内容采用中、英文两种文字对应标识，中文在上，英文在下。 （2）标志的支撑安装方式：根据车道数、路宽、道路净空、标志组合以及标志设置处的具体地形等情况，确定安装方式。示例设计标志的支撑安装方式有：单柱式、单悬臂式。标志的支撑结构设计按26.7m/s 计算风荷载。 （3）标志的结构设计：标志板材料，采用LF2-M铝合金板，大版面板厚2.5mm，小型版面板厚1.7mm，铝合金板应符合铝合金热塑板（GB3193-32）的规定。 （4）反光材料：标志板上的反光材料采用超强级反光膜。标志板上的文字、图形、颜色、符号和边 框应符合国标GB5768-1999的规定。指路标志为蓝底白字白图案。 3、单悬臂标志结构设计 标志板位于道路上方，安装在悬臂上。当标志位于路侧时，仅在一侧设置标志板，称为单悬臂式，如图2所示： 图2 单悬臂标志 单悬臂标志结构设计设计计算： （1）标志板所受的风载 1000/)()2/(12 0bi n I bi Q wb H W CV F ×= 式中：wb F 为标志板所受的风载，kN ；为空气密度一般取取为：1.29kg/m 3，也可表示为 1.225N.s 2.m 4；C 为风力系数，标志板C= 1.2；V 为风速，m/s 。选用当地比较空旷平坦地面上离地10m 高统计所得的30年一遇10min 平均最大风速值，V 值不得小于20m/s ；n 为标志板的数量；bi W 为第i 块标志板的宽度；bi H 为第i 块标志板的高度。 （2） 悬臂式标志的横梁设计与验算 横梁在设计与验算时，考虑其自重(永久荷载) 的影响，由于重力与风力作用方向不同，因此应对其进行组合或叠加。相应地，横梁根部所承受的剪力亦有两个，一个是由风载引起(W Q )，一个是由自重引起(G Q )，由于不同方向、不同力产生的最大剪应力值或同一位置由不同力产生的剪应力值有一定差距，因此在进行验算时，应取其最大值。横梁根部危险点的位置与立柱相同，在计算危险点的正应力和剪应力时，应注意作用力的组合或叠加，最后根据第四强度理论建立强度条件。 （3） 单悬臂式标志的立柱设计与验算 单悬臂式标志的立柱根部受到两个力和三个力矩的作用, 如图3所示。 图3 立柱根部受力图 风力： beam whp wp wb w n F F F F ×+= 重力： )(10p p h beam hp nw i bi bi bi bi G u H u n H u T H W G ×+××+×××= 由风载引起的弯矩： 2/2/)(1max p wp nh i bi p wb w H F H H F M ×+?×= 由风载引起的扭矩： 2/)(2/)(11max =?×+?×=nw i bi hp whp nw i bi hp wb W H F W H F M 由横梁和标志板自重引起的弯矩为 )2/()2/(10max beam hp h hp nw i bi hp bi bi bi G k n II u II W II u II W M ×××+?×××= 一般情况下，标志立柱属于薄壁杆件。由于单悬臂标志立柱所受外力不通过截面的剪力中心， 因此它将同时受到弯曲和扭转的共同作用，并且，除圆管型立柱外，其它型式的立柱受扭后，其横截面在纵轴方向不能自由地凸凹翘曲，纵向纤维有轴向变形，这种扭转称为约束扭转。此时，薄壁截面除有弯曲应力外，还将产生可以与基本应力达到相同数量级的扭转正应力和扭转剪应力。 （4）交通标志基础设计 基础的设置位置 交通标志的基础，按规范一般设置在压实度良好的土路堤或三角地带位置处，当所处位置不宜更改时，也可以设置在挖方路段的碎落台或大型桥梁上。 基础的设计 交通标志的基础，视道路具体情况而定，一般埋深在3m 以下，属于浅基础，可以设计成不必配置受力钢筋的刚性基础型式；位于其它特殊地方的标志，应通过计算配置必要的受力钢筋；当刚性基础过于庞大或标志位置处土质不良时，可以考虑设计桩基础。 基础的验算 基底应力计算： 确定基础的埋置深度和构造尺寸后，应先根据最不利而且有可能情况下的荷载组合，计算基底的应力，应尽量避免基底出现负应力(基底负应力面积不大于全部面积的1/4)，否则应考虑基底应力的重分布。基底发生的应力应不超过地基持力层的强度即地基容许承载力。 基底合力偏心距验算： 基底合力偏心距应不超过基底的核心半径，使基底应力尽可能分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，基础产生较大的不均匀沉降。 基础倾覆稳定性验算，应使抗倾覆稳定系数大于111。 基础滑动稳定性验算，应使抗滑动稳定系数大于112。 交通标线的作用是管制和引导交通,标线应能确保车流分道行驶,导流交通行驶方向,指引车辆在汇合和分流前驶入正确的车道,规范行车纪律和秩序,减少事故。保证在白天和晚上都具有视线诱导功能,车道分界清晰,线向清楚、轮廓分明、并与交通标志有机结合,合理诱导交通流。 总体设计设计方案: （1）本次道路交通标线设计方法: 各路段同向行车道间设置白色车行道分界线和车行道边缘线； 在车行道边缘线与道路边缘间设置双向反光道钉； 在需要诱导车辆前的合适位置设置地面导向色箭头和地面文字或地面标记等； 在隔离的道路上,设置道路中心双黄标线； 在各个进口道设停车标线，东西进口设人行横道标线； 每进口设非机动车过街标线。 （2）交通标线具体设计： 标线具体设计如下： 道路行车道分界线为白色标线，线宽15厘米,采用“6-9”划线，即实线长6米,间隔9米； 道路车行道边缘为白色实线,线宽15厘米。 出入口和道路渠化标线为白色实线，具体要求按国标GB5768-2022要求进行施划； 在右转车道和交叉口处设非机动车道标线，线宽15厘米； 交叉口进口地面箭头采用3米、文字采用2米，标识视车流导向布置； 设长5米，宽40厘米，间隔为60厘米的人行横道线； 交通标线示例如图4： 图4 交通标线示意图 5、无障碍设计缘石坡道设计 根据城市道路和建筑物无障碍设计规范JGJ 50-2022宜采用三面坡缘石坡道，设在道路转角处单面坡缘石坡道上口宽度为3.50m，坡度为1：12。如图5： 图5 路缘石示意图 为保证路面亮度（照度）均匀度和将眩光限制在容许范围内，灯具的纵向间距、安装高度和路面有效宽度之间的关系，应符合表2的规定。 表2灯具的纵向间距、安装高度和路面有效宽度之间的关系 根据亮度系数的定义，可按下式进行亮度计算 ),(),(c I r qE L = 式中：),(r 简化亮度系数； ),(c I 灯具指向某方向的光强。 灯具高度为15米，如图6所示： 图6 灯具示意图 7、交叉口绿化设计 植树的分隔带（机非分隔带）宽度为.，采用矮生常绿植物点缀，必须服从交通组织的要求，不得妨碍驾驶员的视线；绿化不应遮挡路灯照明，绿化树木与其它设施最小水平距离见表3。 表3 绿化树木与其它设施最小水平距离 植物配置应形式做到简洁，树形整齐，排列一致。乔木树干中心至机动车道路缘石外侧距离不宜小于0.75m 。被人行横道或道路出入口断开的分车绿带，其端部采取通透式配置。 8、施工要求 1）交通标志 （1）交通标志原则上应单独立柱，具体位置应根据道路交通标志标线平面图上桩号、道路特征点位置设置。在平交路口若有条件，在不影响视线和保证交通安全的前提下，交通标志可适当并柱设置，但最多不应超过四种。对解除限制速度标志、解除禁止超车标志、干路先行标志、停车让行标志、减速让行标志、会车先行标志、会车让行标志应单独设置。 （2）标志板颜色色度按照道路交通标志和标线GB5768-2022的有关规定执行。警告标志板面颜色为黄底、黑边、黑图案；禁令标志的颜色，除个别标志外，白底、红圈、红杠、黑图案，图案压杠；指示标志为蓝底、白图案。快速路指路标志采用绿底白图案，其余等级道路采用蓝底白图案。 （3）标志板材料采用牌号为2024、T4状态的硬铝合金板，板厚1.5-3.5mm。板面积大于等于4.5 m2 时，采用3-3.5mm厚度；板面积为1-4.5m2之间，采用2 mm厚度；板面积小于1 m2时，采用1.5mm厚度。标志板面应无皱纹、起泡、开裂、剥落、色差等，并具有良好的反光性能和耐久性。 （4）标志板后采用型铝加固，型铝与标志板之间采用铝合金铆钉连接，板厚小于3mm时，标志板边缘应进地卷边加固或绑边加固。 （5）标志板反光材料根据道路等级选用。城市快速路和主干道应采用一到三级反光膜；其它等级道路可以采用四级以上的反光膜。 （6）标志产柱材料采用型钢、钢板、钢管等，其材料性能不得低于Q235钢立柱、横梁及外露钢构件应采用热镀锌处理，锌附着量不得低于550g/m2。标志立柱表面颜色采用灰色。对接槽钢必须按标准对板面做防锈处理。底漆和面漆材料和厚度应符合要求，面漆色彩为银灰色。 （7）、焊接采用手工电弧焊，焊条应符合国家相关规范标准的要求，焊缝表面应光滑、平整，焊接牢固可靠，焊后应清除焊渣。 2）交通标线 （1）道路标线采用白色、黄色实线或虚线。车道中心线采用线宽为150mm的黄色实线或虚线；车道边缘线（机非分界线）采用线宽为150mm的白色实线；公交出入口标线采用线宽为450mm的白色虚线，线段长1m，间隔1m；标线涂料可根据实际需要按道路标志和标线GB5768-2022中路面标线材料选用。城市快速路车道分界线采用线段长为6m，间隔9m，线宽为150mm的白色虚线；其余疲道路车道分界线采用线段长为2m，间隔4m，线宽为150mm的白色虚线；在计算行车速度小于或等于40km/h的道路上，导向箭头长3m，字高3m；在计算行车速度为60-80km/h的道路上，导向箭头长6m，字高6m；在计算行车速度大于100km/h的道路上，导向箭头长9m，字高9m。交通标线与标记的划法应符合国家和地方有关规定，并做做整齐、清晰、醒目，色泽与漆膜厚薄均匀；划漆线条流畅，线形规则。 （2）交通标线材料应具有良好的耐磨性、防滑性和辨认性，并按规范采用符合要求的涂料。收费站减速标线采用振荡线，标线漆干膜为1.8-2.5mm。 （3）视线诱导标反射体要求透明度好，表面有一定的硬度，易老化、褪色。反射体镜面的色彩保持均匀，折射率大于1.9，色度应满足道路交通标志和标线GB5768-2022的规定。 （4）交通标线与标记施工前要清扫地面，除净灰尘杂物和泥土，然后按设计或原有的线形要求放样漆划。标线或底漆涂划后，应放置锥形反光橡胶体或其他护线物体，需待标线干燥后才能搬走。 （5）交通标线与标记施工应禁止在雨天和潮湿冰冻的路面上进行。对常温型涂料施工时气温不低于5。C，对热熔型涂料施工时气温不得低于10C。 9、编写设计说明书 按设计任务书的要求，认真详细地阐述整个设计过程，分别对每一项目的设计思想和方法加以论述，并应对本设计进行总结，提出你通过此次设计得到的感受和认识。 设计说明书要求内容全面，详细，用词准确精炼，论述有据，说明书文字不少于5000字。 五、设计说明书和图纸要求 1、设计说明书要求A4纸打印，字数不少于5000字，采用三级标题，一级标题小三黑体，二级标题四号黑体，三级标题小四黑体，正文小四，行距1.25倍。封面采用广州大学课程设计标准封面（在教务