城市道路改建设计项目工程设计方案.docx
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城市道路改建设计项目工程设计方案
摘要
为配合北京城区建设，缓解当地繁重交通压力，完善朝阳区道路网系统，改善区域对外交通联络和内部交通集散的条件，协调区域用地综合发展，我单位受建设单位（北京宝嘉恒基础设施投资公司）的委托进行该项目的道路工程设计,本项目为城市道路改建设计。
为满足项目要求，本设计分为绪论部分、工程概述、道路方案设计、结构设计几个部分。
其中道路方案设计为主要内容。
道路方案设计中，共分为平面图、横断面图、纵断面图设计。
本项目采用CAD、天正道路软件辅助设计的方法主要对双桥路进行改建设计。
关键词：
朝阳区双桥路道路设计改建道路
Abstract
InlinewiththeurbanconstructionofBeijingtoeasetrafficpressureonthelocalheavy,andimprovetheroadnetworksystem,ChaoyangDistrict,improvetheregionalliaisonandexternaltrafficconditionswithinthetrafficdistribution,coordinationofregionallandusecomprehensivedevelopment.Myunitbytheconstructionunit（BeijingBaoJiaHengjiinfrastructureinvestmentcompany）commissionedthedesignoftheroadworksproject,theprojectdesignforthereconstructionofurbanroads.
Tomeettherequirementsoftheproject,theintroductionintothedesignoftheprojectsoutlined,roaddesign,structuraldesignofseveralparts.Oneroaddesignasthemaincontent.Roaddesign,isdividedintothefloorplan,cross-sections,profiledesignplans.TheprojectusingCAD,EICAD-aideddesignsoftwareofthemainmethodsofXiaotangshanaquaculturefarmsonthe4thRoad,thenewroaddesign.
Keywords:
ShaungqiaoRoad,ChaoyangDistrictRoaddesignAlterationtoexistingroad
绪论
工程概况
项目位置
双桥路位于朝阳区东南部三间房地区，五环路以外。
现况道路连接朝阳路和京沈高速，是该地区的一条重要南北向道路。
项目周边（现况）有东五环路、朝阳路、京通快速路、京沈高速等城市干道。
图：
1-1北京市城区地图
道路走向
双桥路本次设计范围南起塔营北街，向北经北花园街、东柳巷中街、通惠河南街，终点与京通快速路辅路相接，全长约911.012米。
现况双桥路路面宽11~40米；终点处跨通惠河桥桥宽41.2米，桥梁设计荷载：
汽-20，挂-100，人群荷载350kg/m2，可以满足道路的使用功能，故本次设计不对桥梁做改建设计。
图：
1-2双桥路周边路网
相交道路
双桥路沿线各相交道路共5条，均为平面交叉。
双桥路与塔营北街、北花园街、东柳巷中街、通惠河南街、京通快速路辅路交叉口为灯控十字路口，允许车辆全方位转向。
交通分析
现况交通压力：
双桥路位于朝阳区东部三间房地区，属城乡结合部，交通组成复杂。
道路狭窄，交通秩序混乱，易发生交通事故。
表1-1高峰小时交通量调查表
交通量预测：
现况交通量换算成标准小客车为1912辆/小时，其中大型车轴载比重占99.18%，已无法适应现况的交通量需求。
考虑双桥路建成后对周边地区交通量的吸引，以及周边路网实施规划后，南北向道路的分流作用，交通量增长取较保守值3%，在设计年限15年内，交通量达到2978辆/小时，单车道达到745辆/小时。
双桥路将长期处于较高交通量、交通压力的环境中，对道路使用功能、通畅性要求较高。
建设必要性
双桥路位于朝阳区东南部，三间房地区，周边现况道路有东五环路、朝阳路、京通快速路、京沈高速等交通干道。
为配合北京城区建设，缓解当地繁重交通压力，完善朝阳区道路网系统，改善区域对外交通联络和内部交通集散的条件，协调区域用地综合发展,现对双桥路进行改造。
交通拥堵
现况交通压力：
双桥路位于朝阳区东部三间房地区，属城乡结合部，交通组成复杂。
道路狭窄，交通秩序混乱，易发生交通事故。
由于道路窄，交通量大，部分车量违章停车，占用人行步道，只是行人秩序混乱，机非混行，造成交通安全隐患，事故频发，双桥路有多条线路的公交，没有设置专用的公交港湾，造车工车辆排队等候时间过长。
双桥路附近小区多为高层建筑，街道旁为餐饮，市场等吸引人流的场所，故人流密集，加上交通标志混乱，造成人流随意穿行街道，影响了整条道路的服务性能。
路网完善的需求
京通快速路和广渠路二期是沟通北京城区及通州区的主要干线，双桥路作为连接这两条道路的南北向交通线，道路功能定位为区域交通集散干道。
现况道路为一上一下两车道，而目前项目周边无干线或较高等级道路分流，交通压力大。
主要设计内容
道路本身的性质决定了道路设计要注重与自然环境、周围地形的协调。
同时，作为大型土木工程，道路建设更需要考虑投资与收益的关系。
从充分利用地形，在满足交通需求的前提下，道路的设计应充分体现低成本、高效益的原则。
针对本道路的特点，设计步骤如下：
收集分析资料
通过了解设计节点周围规划条件、交通量资料确定设计标准，考虑地形、地质以及环境因素，明确设计的控制因素。
具体资料如：
1、《城市道路设计规范》（CJJ37－90）；
2、《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001）；
3、北京市城市规划设计研究院《朝阳区三间房地区道路网规划方案》（2006年7月）；
4、北京市城市规划设计研究院《朝阳区通惠河上河嘉园小区外部道路规划方案》（2006年9月）；
5、1:
500地形图
6、各专业相关技术设计规范及技术标准。
道路设计
针对推荐方案进行平面、纵断面、横断面以及路基路面的初步设计。
将各种控制因素，细化为指标条件。
朝阳区双桥路设计
设计的总体标准与设计方法
双桥路规划为城市次干路，红线宽40米，计算行车速度40km/h。
本次设计采用天正道路9.5设计系统进行程序设计。
充分体现了计算机辅助设计与城市道路专业设计的完美结合，结合工程设计实际，主要功能分别为平面线形、桩号坐标、道路平面、道路渠化、地形图采样、道路横断、纵断面、纵断土方图表、交叉口竖向、路网竖向、广场竖向、道路用地、标志标线及设计助手等。
平面设计
平面设计应根据城市的总体规划道路网布设。
应满足近期的使用要求，兼顾远期的发展，减少废弃工程。
依照《城市道路设计规范》（CJJ37－90）、《公路路线设计规范》（JTJ011-94）的要求，设计时应处理好直线和平曲线的衔接，合理的设置缓和曲线，超高，加宽，处理好线形的连续性。
道路线形对交通安全，行驶顺适具有重要的作用。
不适当的线形将会造成交通事故，并增加养护及运行费用。
平面线型设计
双桥路平面设计起点桩号K0+000.00，与塔营北街相交，向北经北花园街、东柳巷中街、通惠河南街，终点止于京通快速路辅路，终点桩号为K0+911.012，道路全长911.012米。
道路规划中线设置平曲线2处，半径分别为500米和30000米。
本次设计的规划中线即为施工中线。
图2-1双桥路平面示意图
表2-1中线数据表
交点编号
X坐标
Y坐标
半径（R）
切线（T1）
切线（T2）
转角（a）
圆曲线（Ly）
曲线总长（L）
外距（E）
交点桩号
QD
303899.978
518886.554
0
0
0
-
0
0
0
K0+000.00
JD-1
303915.591
518886.3
500
15.615
15.615
3d34'38.93"
31.219
31.219
0.244
K0+015.61
JD-2
304136
518868.916
0
0
0
0d0'0.55"
0
0
0
K0+236.70
JD-3
304421
518846.438
0
0
0
0d0'1.19"
0
0
0
K0+522.58
JD-4
304566.659
518834.949
3000
36.769
36.769
0d8'25.61"
73.539
73.539
0.023
K0+668.69
JD-5
304662.000
518827.664
0
0
0
0d0'0.82"
0
0
0
K0+764.31
ZD
304808.271
518816.488
0
0
0
-
0
0
0
K0+911.01
规范规定：
平曲线小于500m时，需设置缓和曲线，本次设计最小半径位R=500m，不用设置缓和曲线。
具体设计成果详见平面设计图。
平面设计计算书
JD1处由于两导线间的转角较大所以在此处设置一个半径较小的圆曲线，R=500m。
JD2、JD3、JD5处，由于转角较小接近直线，均小于2度设置平曲线。
JD4处由于两导线间的转角较小所以在此处设置一个半径较大的圆曲线，R=3000m。
纵断面设计
纵断面设计应参照城市规划控制标高，并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。
为了保证行车的安全，舒适，纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁，也要综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面的标高。
纵断面设计应对沿线的地形，地下管线，地质，水文，气候和排水要求综合考虑。
纵断面设计的主要目的是确定路基设计标高，使其在不违背任何强制性控制因素且费用最小的情况下，满足公路几何，安全和美观方面的要求。
典型控制包括：
设计车速，视距，地形，地质，上跨净空，构造物，老路或路口连接，土石方量，费用等控制要素。
纵断面拉坡
计算行车速度（km/h）
40
最小竖曲线半径（m）
凸形
一般值
600
极限值
400
凹形
一般值
700
极限值
450
最大纵坡（%）
一般值
6
极限值
8
最小坡段长度（m）
110
最小竖曲线长度（m）
35
表2-2规范竖曲线半径取值表
主线纵断面设计主要是受京通快速路的高程控制，从交点中线至K0+850出设置2%的纵坡。
最大纵坡度是为了保证上坡要顺利，下坡时不发生危险的纵坡最大限值。
道路最大纵坡的大小直接影响行车速度和安全，道路的行车使用质量，运输成本以及道路建设投资等问题。
它与车辆的行驶性能有密切的关系。
设计最大纵坡度应考虑各种机动车辆的动力性能，道路等级，地形条件等选用规范中最大纵坡度推荐值。
本段路线最大纵坡为2%，小于规范要求的一般最大纵坡8%；最小坡长为400m，大于规范要求的最小坡长110m；最小竖曲线长度为40m大于规范要求的35m。
当汽车行驶在变坡点时，为了缓和因运动变化而产生的冲击和保证视距，必须插入竖曲线。
竖曲线形式为抛物线或圆曲线。
为了使驾驶员在竖曲线上顺适地行驶，竖曲线不宜过短，应在竖曲线范围内有一定的行驶时间，行驶时间为计算行车速度3s的行驶距离。
本段设计凸形竖曲线最小半径为5000m，凹形竖曲线最小半径为4000m，分别大于规范要求的一般值和极限值。
图2-2双桥路纵断面拉坡示意图
排水是设计纵段面的一个需要着重考虑的问题。
坡度过大或过缓都会引起排水问题。
但在满足排水要求的情况下，公路纵坡设计应尽量平缓。
因为纵坡越大，合成坡度就越陡则流线长度即水流过的距离就会增大；坡度太小，则大部分水只能靠横坡排水。
对于本路段来说，尤其应注意在平曲线拐点处的排水问题。
由于平曲线拐点处的路面横坡坡度为0，该处排水全部由纵向承担，故纵断面坡度应至少满足排水要。
规范上规定，为防止积水渗入路基而影响其稳定性，应设置不小于0.3%的最小纵坡。
由于本次设计的地势比较平缓为了尽量减小填挖方量，所以设计线尽可能贴近地面线，最小纵坡为0.3%，满足要求。
竖曲线情况如下：
变坡点序号
变坡点桩号
高程（m）
纵坡（%）
坡长（m）
直坡段长（m）
起点
K0+000.00
26.780
0.500
450.000
430.000
1
K0+450.00
28.990
-0.300
400.000
354.000
2
K0+850.00
28.094
2.000
61.010
15.010
终点
K0+911.01
29.050
表：
2-3曲线一览表
续上表
变坡点序号
坡差（%）
R（m）
T（m）
L（m）
E（m）
起点桩号
终点桩号
1
-0.80
5000（凸）
20.00
40.00
0.040
K0+430.00
K0+470.00
2
2.30
4000（凹）
46.00
92.00
0.264
K0+804.01
K0+895.99
上表各数据均满足规范要求，具体设计成果详见纵断面设计图。
纵断面设计计算书
由于地面线走势比较平缓，所以在起点处设置-0.3%的纵坡，在满足最小纵坡要求的同时使得填挖量最小。
根据地面线走势在变坡点1处设置0.30%的纵坡，
坡差
，取R=5000m。
根据地面线走势在变坡点2处设置2.0%的纵坡，坡差
，取R=4000m。
以上各数据均满足规范要求，具体设计成果详见纵断面设计图。
横断面设计
保树断
东柳巷中街
道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行，红线宽度由规划部门确定。
横断面设计应远近期结合，使近期工程成为远期工程的组成部分。
路面宽度及标高等应留有发展的余地。
近期应根据现有交通量，考虑正常的增长及建成后吸引交通量和发展交通量确定路面宽度及路面结构。
北花园街
图上所指为保树断（北花园街—东柳巷中街）
双桥路本次设计范围南起塔营北街，向北经北花园街、东柳巷中街、通惠河南街，终点与京通快速路辅路相接，全长约911.012米，道路设计等级为城市次干路，红线宽40m，
本次横断面设计分为标准横断面和保树横断面。
标准断面：
单道路标准横断面布置为三幅路形式：
5.5m（人行道，含树池及盲道）+3.5m（非机动车道）+3m（分隔带）+8m（机动车道）+8m（机动车道）+3m（分隔带）+3.5m（非机动车道）+5.5m（人行道，含树池及盲道）=40m。
保树段横断面（北花园路—东柳巷中街）：
道路主路面采用1.5%双向横坡，辅路采用1.5%单向横坡，人行道设置为2%反向横坡。
未设置超高、加宽，横断面设计见下图。
图2-3双桥路标准横断面示意图
图2-4双桥路保树横断面示意图
城市道路设计一般采用统一断面设计或在某段进行特殊断面设计，较公路而言，横断面设计更得多的是考虑红线范围内建筑、数目和交通等因素，又因为城市道路较为平缓，故土石方量较小，不用设置每隔几十米的的横断面。
公交港湾设计
双桥路拟建公交站台4处，站台长30米，宽3.0米，均采用路边停车的方式。
站台分别布置于：
K1+035处道路东侧、K1+170处道路西侧、K1+570处道路东侧、K1+682处道路西侧。
普通公交车停靠站应符合下列规定：
1.普通公交停靠站应结合城市规划、沿线交通需求及地铁、轻轨、轮渡、缆车、
索道等交通站点设置。
城区停靠站间距一般为500~800m，郊区停靠站间距视具体情况
确定。
2.道路交叉口附近的站位，宜安排在交叉口出口道一侧，距交叉口出口缘石转弯
半径终点80~150米为宜。
3.城市主、次干道和交通量较大的支路普通公交停靠站应采用港湾式停靠站。
4.多条公交线路停靠同一车站时，车站通行能力应与各条线路最大发车频率的总
和相适应，站台长度最短按同时停靠两辆车布置，最长宜同时停靠四辆车长度，否则宜
分开设置。
5.普通公交车停靠站站台高度宜为0.15~0.2m，站台铺装宽度根据候车人流量确
定，一般不应小于2m，条件受限时，不得小于1.5m。
6.普通公交停靠站纵坡应小于或等于2%，困难路段应小于或等于3%。
竖向设计
双桥路沿线各相交道路共5条，均为平面交叉。
双桥路与塔营北街、北花园街、东柳巷中街、通惠河南街、京通快速路辅路交叉口为灯控十字路口，允许车辆全方位转向。
与塔营北街交叉口
路口南侧渠化横断面为（东至西）：
4米（人行道）+3.5米（非机动车道）+4×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+3×3.5米（机动车道）+5米（非机动车道）+4米（人行道）=40米。
路口北侧渠化横断面为（西至东）：
4米（人行道）+3.5米（非机动车道）+2米（分隔带）+0.5米（路缘带）+4×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+3×3.5米（机动车道）+0.5米（路缘带）+3米（分隔带）+3.5米（非机动车道）+4.5米（人行道）=45米。
与北花园街交叉口
路口南侧渠化横断面为（东至西）：
5.5米（人行道）+3.5米（非机动车道）+2.25米（分隔带）+0.5米（路缘带）+5×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+3×3.5米（机动车道）+0.5米（路缘带）+2.25米（分隔带）+3.5米（非机动车道）+5.5米（人行道）=50米。
路口北侧渠化横断面为（东至西）：
5.5米（人行道）+3.5米（非机动车道）+2.25米（分隔带）+0.5米（路缘带）+5×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+3×3.5米（机动车道）+0.5米（路缘带）+3米（分隔带）+3.5米（非机动车道）+4.75米（人行道）=50米。
与东柳巷中街交叉口
路口南侧渠化横断面为（东至西）：
5.5米（人行道）+3.5米（非机动车道）+4×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+2×3.5米（机动车道）+0.5米（路缘带）+1.5米（分隔带）+3.5米（非机动车道）+5.5米（人行道）=40米。
路口北侧渠化横断面为（西至东）：
3.5米（人行道）+3.5米（非机动车道）+2.5米（分隔带）+0.5米（路缘带）+4×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+2×3.5米（机动车道）+4.5米（非机动车道）+5.5米（人行道）=40米。
与通惠河南街交叉口
路口南侧渠化横断面为（东至西）：
3.5米（人行道）+3.5米（非机动车道）+2.5米（分隔带）+0.5米（路缘带）+4×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+2×3.5米（机动车道）+4.5米（非机动车道）+5.5米（人行道）=40米。
路口北侧渠化横断面为（西至东）：
5.5米（人行道）+3.5米（非机动车道）+4×3米（机动车道）+1米（设施带和路缘带）+2×3.5米（机动车道）+5.5米（非机动车道）+5.5米（人行道）=40米。
所有路口均为十字型路口形式，主要区别为城市次干路与城市支路相交和城市次干路与城市次干路相交。
具体竖向设计图列举双桥路与通惠河南街路口、双桥路与北花园路如下图3.2、3.2所示。
次干与支路相交
图：
2-5通惠河南街与双桥路交叉口
次干与次干相交
图：
2-7北花园街与双桥路交叉口
路基路面设计
路面要能满足行车的使用要求，要有足够的强度和刚度，以支承行车荷载，抵抗车辆对路面的破坏和过大的变形。
稳定性要高，要有足够的强度和刚度。
路面要平整，以减小车轮对路面的冲击力，提高行车速度，保证车辆安全舒适的行驶。
本路段的路面结构采用程序计算。
在保证路面的使用效果的情况下，尽可能降低修筑费用。
基本资料
设计年限为15年；
设计年限内一个车道的累计当量轴次Ne=14186957（次/车道）；
路面设计弯沉值Ld=24.5（0.01mm）；
路面结构要求土基回弹模量E0=30Mpa；
初拟路面结构组合
主路路面结构组合，设计两种方案，半刚性基层、柔性基层进行比较，根据地质，交通流量等因素进行选择。
沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为柔性基层（有机集合料稳定碎石或无结合料级配碎石）、半刚性基层（水泥、石灰、工业废渣等无机结合料稳定碎石）和刚性基层（低强度等级混凝土）三种。
柔性基层
采用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入式碎石，以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。
粒料类材料，包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天然砂砾、部分砾石经轧制掺配而成的级配碎砾石，以及泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等基层材料。
半刚性基层
A方案：
半刚性基层路面：
设计弯沉值Ld=27.831（1/100mm）
细粒式沥青混凝土AC-13：
4cm
乳化沥青粘层（用量0.5L/m2）
粗粒式沥青混凝土AC-25：
7cm
乳化沥青透层（用量1.1L/m2，撒布石屑或粗砂用量0.3m3/100m2）
二灰砂砾48cm
总厚度：
60cm
土基设计回弹模量：
30（MPa）
基层顶面设计弯沉：
30.8（1/100mm）
计算设计弯沉
和结构强度系数K
27.836
=2.663（沥青混凝土面层）
=1.815（无机结合料稳定集料）
=2.334（无机结合料）
确定设计参数
，
，
按查表法确定路基模量
=30MPa
按试验规程规定的方法试验确定20℃的沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量
。
15℃沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值
，以及沥青混合料15℃弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度
值，列于下表。
材料名称
20℃抗压模量（MPa）
15℃抗压模量（MPa）
劈裂强度（MPa）
细粒沥青缓凝土
2000
1400
1.4
粗粒沥青缓凝土
1000
1400
0.8
二灰砂砾
1500
1500
0.7
二灰砂砾
1500
1500
0.7
二灰砂砾
1500
1500
0.7
计算确定容许弯拉应力
计算结果列于下表:
结构层容许弯拉应力
材料名称
（MPa）
（MPa）
细粒沥青缓凝土
1.4
2.663
0.526
粗粒沥青缓凝土
0.8
2.663
0.300
二灰砂砾
0.7
1.815
0.386
二灰砂砾
0.7
1.815
0.386
二灰砂砾
0.7
1.815
0.386
计算路表弯沉
和底层拉应力
用通用计算机程序计算，输入各项参数后可得到计算结果，两个设计方案中的设计层厚度未定，可先假设初始
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