市政道路工程设计说明和设计方案.pdf
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1、市政道路工程设计说明和设计方案 1 道路工程设计 1.1 道路平面设计(1)平面的设计原则 路线设计应符合城市总体规划。因地制宜,充分利用,逐步改造,并贯彻“以近组为主,考虑到远期发展的需求,远近期结合,分期修建”的原则。必须满足交通量的需要。应在调查研究的基础上,评估国民经济和城市建设的发展速度与交通量变化的规律,充分估计需要满足的交通量。道路路线设计必须结合平面线型、纵断面线型、横断布置及路面种类(重要的交叉口须结合路口因此)统一考虑,并采用适当的技术指标,使之有机结合,布置协调。必须兼顾路线的整体性及局部路段或构造物的特殊性,二取得组合布局合理,技术标准适当,避免由于个别处的地形、地物、
2、工程量以及道路或构造物本身的技术要求而造成路况突变,致使全线失调。在满足道路本身技术要求的条件下,结合街道总体布置的需要、房屋建筑和其他市政设施的需要的进行综合考虑。必须合理利用规定的各项技术指标,宜采用推荐值,只有在工程艰巨的情况下采用极限值,在地形、工程造价和施工技术允许的条件下,应尽量提高设计标准,为将来发展或提高创造条件。依照道路的性质及所处的环境,以美学观点出发,使得线型顺畅、优美,并与附件自然景色和建筑艺术相结合,照顾道路的美观及景观。(2)平面设计 在符合规划地块控制的条件下,按城市道路工程设计规范和城市道路路线设计规范的要求设置曲线,使线形在满足规范的前提下更加优化。道路平面线
3、形的布置应以规划,并结合现状道路平面线形为准,局部根据道路两旁建筑物布置情况做适当优化调整,并与已建道路交叉顺接。本次设计的道路平面线形的布置应以减小施工难度和工程造价为原则进行。结合上述原则,初步道路平面设计如下:1 号道路平面设计图 2 号道路平面设计图 1.2 道路纵断面设计(1)纵断面设计原则 为使道路两侧街坊地面水的顺利排除,一般应使路缘石顶面标高低于两侧建筑物的地面标高;要为城市各种地下管线的埋设提供有利条件,并保证人防工程与各类管线有必要的最小覆土厚度;对一些具有影响的立面控制点,必须与道路平面控制点综合分析研究;应与相交的道路、广场等出入口有平顺的衔接;对非机动车行驶较多的道路
4、,应充分考虑非机动车的爬坡能力和下坡时的安全性;研究附近地区的竖向设计,以协调城市地区的立面布置和填挖土石方的调配。(2)纵断面设计方案 根据本项目沿线地势的特点,认真研究和分析道路两侧规划用地功能及场地标高,使道路纵断面设计与两侧地块相协调,并充分考虑满足技术标准、交叉路网、平纵组合、土方平衡、排水顺畅、地下管线、节省投资等方面情况,从而使设计的道路纵断面起伏较小,行车顺畅,与区域整体规划相协调。在纵断面设计时特别注意了平、纵线形的组合,避免出现不当的平纵组合,力求达到安全舒适行车的平纵线形。道路纵断面设计表述如下:纵断面线形设计时充分考虑道路的美观、与地块标高相适应,设计成视觉连续,平顺而
5、圆滑的线形,避免在短距离内出现频繁起伏。竖曲线半径的选用,以满足驾驶人员视觉要求和路容美观为宜,在增加工程量不大的情况下尽量选用了较大竖曲线半径。同向竖曲线间,避免出现断背曲线;反向竖曲线间插入直线坡段,最小长度均大于 3 秒行程。由于场地地势较平缓,为了营造良好的道路景观,提高行车舒适度,本次纵断设计以规划控制高程为依据,坡长尽可能较长,同时为了避免排水不畅,通过加密收水井的方式对路面纵向排水进行加强。结合上诉原则,初步道路纵断面设计如下:1 号道路纵断面设计图 2 号道路纵断面设计图 1.3 道路横断面设计(1)横断面设计原则 市政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的形式
6、、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(即设计车速)、设计年限的机动车与非机动车交通量和行人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排,以保障车辆和行人交通的安全、通常。在对横断面的设计当中,要用发展的的眼光,结合近期的规划和长远的发展相结合来进行,做到近期工作为远期工程做铺垫,同时在近期工程设计时要预留管线的位置,以便于在远期工程建设时所用,同时在路面的宽度和标高等方面在设计时都要为长远的发展留有余地。对现有道路改建应采取增辟车行道、展宽道路等,同时也可以采取交通管理措施,把机动车与非机动车道分隔开来,或是有两条平行道路时,改为单向
7、行驶,从而减轻拥堵的程度,加快行车车速。对于在主商业街道上,可以在保证公共交通通行的同时,对其他机动车辆限行,这样可以充分保障行人的安全。(2)横断面设计方案 横断面设计应按道路等级、服务功能、交通特性,结合各种控制条件,在规划红线宽度范围内合理布设。应以人为本,合理路权分配、公交优先、并考虑慢行交通系统建设。1.4 平纵面线形组合(1)线形组合设计平纵横三方面要总体协调,综合研究,使路线成为舒顺连续的立体线形,要求认真考虑驾驶员在视觉上的自然诱导感、心理状态上的安全感、行车操作上的舒适感。(2)平纵线形组合时,尽量做到平曲线和竖曲线的重合,一般竖曲线应包含在平曲线之内,两反向曲线拐点处、回旋
8、曲线与直线衔接处,圆曲线与直线衔接处不宜设置纵断面的变坡点,要避免在同一视觉路段上,纵坡反复凹凸和纵向排水渲泄不畅。(3)线形设计的关键是在路线方案选定时就应对线形的立体组合有足够的研究,在路线平面设计时就应对纵断面有充分的考虑。1.5 平面交叉设计方案(1)平面交叉口设计必须以道路规则和交通规划为基础,以交叉口流量、流向为依据,结合实际的地形因地制宜布置。(2)平面交叉口设计方案应满足设计年限初的服务水平要求及设计年限末的通行能力要求。(3)平面交叉口的设计,须使进口道通行能力与其上游路段通行能力相匹配,并注意与相邻交叉口之间的协调。(4)交叉口进口道须有足够的停车长度;出口道须有足够的疏解
9、能力,满足各向车流迅速地驶离交叉口。(5)交叉口具有良好的通视,机动车、非机动车、行人有序地通行,确保交通地安全性。1.6 平面交叉设计 在城市交通中,交叉口是道路网的联结点,城市交通的咽喉,其设计与使用对于道路交通的安全与畅通非常重要。根据控制性详规,各交叉口均采用平面交叉口,并以信号灯控制。交叉口设计应按照普通机动车交通组织非机动车及行人交通组织附属设施设计的过程进行。由于交叉口的各类交通流呈环形的分布形式,所以,交叉口空间的交通组织应从内向外依次布置,以保障各种交通流的合理通行空间。1.7 人行横道 在本片区的交叉口的人行横道的设计时,考虑在机动车与非机动车的通行空间确定之后,再确定。并
10、还考虑以下几点:两相邻的人行横道(当设非机动车过街横道时,应为非机动车横道)之间,应至少留有一辆标准车的长度,以为右转机动车留出待行位置;两相邻的人行横道(当设非机动车过街横道时,应为非机动车横道)间应能保证左转车的转弯半径;行人过街横道设置时应尽可能缩短行人在交叉口内步行的距离;当人行横道太长,绿灯末行人无法安全通过交叉口时,可考虑在中间设置安全岛,供行人驻足,道路中央分隔带的宽度较大时,可实施行人二次过街方案。1.8 交叉口竖向设计 交叉口竖向设计应综合考虑行车舒适、排水通畅、工程量大小和美观等因素,合理确定交叉口设计标高。交叉口竖向设计应遵循以下原则:主要道路的纵坡度宜保持不变,次要道路
11、纵坡度服从主要道路;交叉口设计范围内的纵坡度,宜小于或等于2%;交叉口竖向设计标高应与四周建筑物的地坪标高协调;合理确定变坡点和布置雨水进水口。1.9 路面结构设计(1)路面结构设计原则 路面设计根据交通量及其组成和使用要求,结合当地气候、水文、土质等自然条件,遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护和节约投资的原则,选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化及工厂化施工的路面结构方案。路面在设计满足项目区域交通需求和使用功能的前提下,根据当地气候、水文、地质等自然条件和交通情况,在设计年限内应具有足够的承载力、耐久性和安全性。根据以往城市道路设计经验及施工要求,遵循道路工程新技术的发展
12、方向,开展路面综合设计。依据城镇道路路面设计规范,本着因地制宜、合理选材、方便施工、节约投资的原则,进行路面设计方案的技术经济比较,选择经济合理、技术先进并适合该地区情况的路面结构。(2)路面结构设计方案 根据地区经验,沥青路面尽管造价较高,但能满足对行车舒适性和有景观要求或有分期实施要求的道路,而水泥混凝土路面在使用性能上具有明显的局限性,行车噪音大,养护维修不便等,本项目推荐采用沥青混凝土路面。1.10 路基设计(1)路基设计原则 遵循因地制宜、就地取材、防治结合、安全经济、造型美观、与环境景观相协调的原则,采取有效的措施防治路基病害,保证路基的稳定。符合城市总体规划要求,与城市发展、沿线
13、地块的开发相协调;符合环境保护的要求,尽量有效的利用原有地形,减少土石方量;加强园林绿化,改善变化后的地形和景观;兼顾当地基本建设的需要,尽可能与当地农田、水利建设相结合,维持农田灌溉沟渠系统的完整性,并照顾道近、远期的发展,做好路基排水设计;经过园林、菜地的路基,须做好路基的防护,避免对路基产生不良的影响;满足防洪排涝的要求,避免和防止塌方滑坡事故的产生;充分利用旧路基,新老路改造相结合;路基必须密实、均匀、稳定,路槽底面土基的设计回弹模量不小于规范值;查清地下水位情况,保证路基处于干燥或中湿状态,如路基处于潮湿或过湿状态,必须对路基进行处理,如搅拌成石灰土或水泥土等;控制路基的沉降量,并减
14、少差异沉降。1)承载能力 行驶在路面上的车辆,通过车轮把荷载由路面传递给路基,在路基内部产生应力、应变及位移。如果路基结构整体或某一组部分的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移,则路基结构整体会出现沉陷,使路况恶化,服务水平下降。因此,要求路基结构整体及其组成部分,都应具备与行车荷载相适应的承载能力。为此,应采取选择合适的填料,进行充分压实,改善水文状况,加固软弱地基等措施,以控制路基和地基的变形量,给路面以坚实的支撑,保证其使用寿命和服务水平。2)整体稳定性 在地表上开挖或填筑路基,必然会改变原地层的受力状态。原先处于稳定状态的地层,有可能由于填筑或开挖而引起不平衡,导致路基失稳,
15、路基的失稳会导致交通中断,乃至引起交通事故。因而,为保证道路畅通和行车安全,必须采取有关排水、防护和加固或支挡等工程措施,以确保路基在不利的环境条件下具有足够的整体稳定性。3)耐久性 从规划、设计、施工至建成通车需要较长的时间,且应有较长的使用期限。承重并经受车辆直接碾压的路面部分要求使用年限为 15 年以上,因此,路基工程应具有一定的耐久性。(2)路基边坡形状与坡度 对于边坡形状与坡度的确定,可根据边坡高度和填料种类来确定一般的路堤边坡。而对于路堑边坡的设计,当边坡高度超过 20 米的路堤或地面斜坡坡率陡于 1:2.5 的路堤及不良地质、特殊地段的路堤,应进行稳定性分析和个别设计。应格局填料
16、的物理力学特性、边坡高度和工程地质条件来确定填方路基边坡形式和坡率。(3)路基排水系统 路基排水系统设计之前应查明市政道路沿线水源和地质条件,在做到全面规划。合理布局的同时充分利用有利地形和自然水系,尽量不破坏天然水系,不违背道路设计区域的水文条件,注意排水系统经济实用的设计原则。所有道路排水设施的设计,在满足基本排水要求外,还应考虑到日后养护维修的便利性。路基排水市政路基设计时需将地表排水系统与地下排水系统分开,不可混为一体。地表排水的重要工作就是快速将路面范围内的积水高度降低,在保证行车安全进行的同时防止积水渗入路基,破坏路基边坡。地表排水常采取的措施是设计边沟、截水沟急流槽及在地表铺设排
17、水管道等。而地下排水的设计则通常采用暗沟。盲沟、渗水沟等多种排水方式,其设施类型、位置及尺寸根据工程地质和水文地质条件确定,并与地表排水想协调。(4)路基防护结构设计 良好的路基排水系统设计与路基防护支挡加固设计是保证路基稳定性不可或缺的两部分。路基防护结构设计的重点是对路基边坡的防护、支挡与加固,包括填方路段、挖方边坡等的防护设计。填方路段的边坡防护措施可根据填方高度的不同而采取不同的防护方式,包括植草或铺草皮防护;填土高度大于10 米时分级采用拱形骨架植草防护与植草防护等。挖方边坡的防护设计可根据边坡的不同性质和风化程度的不同来采取不同的防护措施,包括植草防护、护面墙防护、喷混凝土防护等措
18、施。(5)填方路基边坡防护 一般路段 当填方路基边坡高度 H6m时,采用植灌草防护。当填方路基边坡高度 H6m 时,原则采用骨架植灌草防护。当路基通过水(鱼)塘路段时根据冲刷情况采用浆砌护坡防护。(6)支挡工程 根据各工点附近建材供应实际情况分段确定是采用浆砌片石还是混凝土挡土墙(当砌筑用硬质石料缺乏时宜考虑采用片石混凝土或混凝土);按照海拔高度和温度条件分段确定浆砌片石或混凝土适宜的强度标号;按照支挡工程的高度和地形、地质条件,分类确定适宜的墙身型式和基础型式。易受洪水浸淹路段路基采用浆砌片石防护。(7)挖方路基边坡防护边坡防护 在确保安全的前提下尽量采用植物防护。遵循以下原则:对于残、坡积
19、层及全风化土质路基边坡 当挖方路基边坡高度 H4m 时,采用客土直播植草灌防护。当挖方路基边坡高度 4mH8m 时,采用三维网喷播植灌草防护。当挖方路基边坡高度 H8m,采用骨架植灌草防护或窗孔式护面墙防护。对于强风化石质路基边坡可采用短锚杆挂网喷植被砼、石砌防护或框架锚杆防护。对于弱微风化石质路基边坡,施工时建议采用光面爆破,一般不考虑防护,但在第一、二级碎落台(种植台)及边坡平台上设置花坛,种植灌木以及爬墙、垂吊等植物进行绿化。1.11 特殊路基设计(1)低填浅挖路段 本工程对低填浅挖路段,要适当下挖,进行换填,保证路床顶面以下 1m 深度范围内采用强度满足要求的砂砾石、碎石等材料进行换填
20、,在水塘或者沟渠等需清淤及填土厚度较大路段,考虑清淤深度 1.5m,然后换填砾类土等粗粒土,路床顶面以下 40cm,仍采用天然砂砾石进行填筑。路基填筑方案如下图所示。一般路段路基处理图(2)软土路段 在本项目软土路段,进行清淤作业,然后采用天然砂砾石进行回填,换填的砂砾石要求级配良好,含泥量不得超过 8%。换填层应分层碾压密实,压实度须达到 90%以上。(3)路基压实度 一般路段填方路基应分层铺筑,均匀压实。路面以下部分路基填筑建议优先采用相邻路段挖方材料进行填筑,路基压实度应满足下表的要求。土质路基压实度 填挖类型 路床顶面以下深度(cm)路基最小压实度(%)快速路 主干路 次干路 支路 填
21、方 0-80 96 95 94 92 80-150 94 93 92 91 150 93 92 91 90 零填或挖方 0-30 96 95 94 92 30-80 94 93-1.12 其它附属设施设计(1)设计原则 在道路和桥梁范围内均设置无障碍设施,具体范围包括人行道、人行横道、渠化岛、公交车站。各种路口必须设置缘石坡道,根据路口型式正确选用单面坡道、三面坡道、坡道宽度和坡道。盲道的位置和走向,以方便盲人安全行走和顺利到达无障碍设施位置为目的。(2)道路无障碍设计 缘石坡道分为单面坡和三面坡,本方案一般采用单面坡缘石坡道,型式根据设置地点选择方形、长方形或扇形,坡道下口宽度一般大于 2m
22、,坡度小于等于1:20,高出车行道的地面 2cm。盲道按作用分行进盲道、提示盲道,盲道的位置的在人行道绿带边 0.3m 处,设置宽度为 0.6m。提示盲道设在行进盲道的起、终点、人行横道人口和转弯处。沿人行道的公交车站、桥梁,盲道按规范要求设置。2 给排水工程设计 2.1 雨污水计算 雨水管道水力计算(1)流量计算 管道设计雨水流量计算公式:Q=Fq 式中:Q 降雨流量(L/s),升/秒;q 降雨强度(L/(Sh),为综合径流系数;F 汇水面积(ha),公顷。暴雨强度公式 q=122.3291+109.1556(+43.6693)1.1607(评价绝对均方误差为 0.03mm/min,相对均方
23、误差为 2.26%)其中:P为重现期(a);q暴雨强度(L/(Sh);t降雨历时(min)。(2)水力计算 雨水管道按满流计算,水力计算公式:V=12/31/2 式中:R水力半径(m)I水力坡降 n管材粗糙系数(3)基本参数 重现期:P=5 年;径流系数:几种不同性质区域的综合径流系数见下表:几种不同性质区域的综合径流系数 序号 区域性质 综合径流系数 1 城镇建筑密集区 0.600.7 2 城镇建筑较密集区 0.450.6 3 城镇建筑稀疏区 0.200.45 考虑到本次设计道路所处的地段及周边地块的性质,其综合径流系数取 0.7。地面集水时间:t=t1+t2,t1=10 分钟;流速:雨水管
24、道在的最小流速为 0.75ms 非金属排水管道最大设计流速为 5ms 污水管道水力计算(1)流量计算:污水设计流量采用面积比流量法进行计算,计算公式:q1=F.q0 式中:q1设计管段的本段流量(L/s);F设计管段的服务面积;q0单位面积的的平均流量,即比流量 1.1(L/(sha),总变化系数 Kz由 Kz=2.7/Q0.11 计算而得。(2)水力计算 污水管道按非满流计算,水力计算公式:V=12/31/2 式中:R水力半径(m)I水力坡降 N管材粗糙系数(3)基本参数 管道设计充满度、最小坡度:按室外排水工程规范确定。流速:污水管道在设计充满度下的最小流速为 0.60ms;非金属排水管道
25、最大设计流速为 5.0ms。2.2 管材选择及工程设计(1)管材的选择:目前我国排水管道最常用的管材有钢筋混凝土管和新型化学管材,新型管材包括:纤维缠绕夹砂玻璃钢管、高密度聚乙烯管、硬聚氯乙烯管等。几种管材的比较如下:钢筋混凝土管:该类管材目前被广泛使用在排水工程中,主要有平口管和承插口管两类。尤其以钢筋混凝土承插口管最为常用,承插口管基础为砂石基础,胶圈接口,钢筋混凝土承插口管 d500mm 采用异型胶圈;d500mm 的采用普通胶圈。由于管道全是柔性接口,加上异型胶圈防水性好,适应不均匀沉降性能强。施工易操作,可提高施工速度,从而降低工程造价。而且在长期的使用过程中设计和施工工艺都较为成熟
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