城市道路与交通工程课程设计

城市道路与交通工程课程设计

专业：土木工程学号：姓名：张龙磊 090905239

郑州航空工业管理学院（城市道路课程设计）说明书

城市道路课程设计任务书

一、初始条件

郑州市某环形平面交叉口位于分水线地形，相交道路为直线段主干路，夹角为90度，路段行车速度为40㎞/h；一条道路中心线和边线纵坡为2%，红线宽度为50m，为三幅路, 6车道；另一条道路中心线和边线纵坡为1%，红线宽度为50m，为三幅路, 6车道；路拱横坡为1.5%，车道宽度0为3.5m，交叉口控制点坐标为（300.0，300.00，6.60）；非机动车道宽度、机动（机动和非机动）车道分隔带宽度、人行道宽度和正北方向自行拟定。

二、主要任务 1.设计内容

（1）交叉口横断面设计：机动车道设计；非机动车道设计；人行道和分隔带设计。

（2）交叉口平面设计：弯道转角曲线和中心岛形状及半径确定；主要控制点坐标计

（3）交叉口立面设计：主要控制点高程计算；转角曲线高程计算；高程计算。 2.说明书与图纸要求

设计说明书内容包括设计任务书、目录、设计计算说明书和参考文献，并附上相关CAD设计图以及课程设计成绩评定表。

说明书采用A4纸，上空和左空2.5㎝、下空和右空2㎝；标题用黑体，章条序码用阿拉伯数字表示， CAD设计图采用为A3和A4纸，图纸包括交叉口平面设计图（包括雨水口、人行横道和交通岛）、高程设计图和特征横断面图（包括照明和绿化）。 三、时间安排

查阅和熟悉设计主要基础资料0.5天，进行交叉口平面设计1天，进行交叉口立面设计1天，绘制平面设计图、高程设计图和横断面图1天，编写、打印和装订设计说明书1天，进行设计答辩0.5天。

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郑州市某环形平面交叉口设计说明书

该交叉口设计主要包括三部分：交叉口横断面设计，交叉口平面设计以及交叉口立面设计。

1. 交叉口横断面设计

该路段为三幅路六车道90度环形交叉口，分水形路口，在设计规范基础上，横断面数据设计如下：

机动车道：22m 分隔带：2.5m 非机动车道：3.5m 人行道：7m 路缘带：0.5m 道路横坡：1.5％ 设计图如下所示：

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红线人行道非机动车道分隔带机动车道非机动车道分隔带人行道红线交叉口横断面图

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2．交叉口平面设计

交叉口平面设计包含交叉口圆曲线设计，中心岛设计，环道设计，人行横道等方面。

2.1交叉口圆曲线设计

交叉口的圆曲线半径包括交叉范围相交道路的圆曲线半径，分道转弯式圆曲线半径以及加铺转角式圆曲线半径三部分。

2.11相交道路的最小圆曲线半径由以下公式确定：

V2 R=

127(ih)其中取0.20，ih＝1.5％代入上式可得：

402 R=58.60m

127(0.200.015)取一般值60m。

2.12分道转变式交叉口最小圆曲线半径查规范可得R＝60m。 2.13加铺转角式交叉口转角半径：

R1=R(F)60(B23.753.5)54.75m 24

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2.2中心岛的形状和半径

根据交通流特性，相交道路的等级及地形地物等条件，为了使相交车辆能更好的行驶，该交叉口设计为圆形。

2.21按计算行车速度的要求：

V2b R=

127(ih)2其中b取3.75m，取0.2，ih＝1.5％，则：

(400.6)23.75 R==28.58m 127(0.20.015)22.22按交织段长度的要求：

Rd6(303.75)1524.75m

23.142为满足行车要求，现取中心岛半径为30.00m。 验算：按式l90180(2815)3.7551.985m30m 满足规范要求。 25

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2.3环道设计

为可使车辆更好的汇交，环道的车道数采用三条，该交叉口的中心岛半径为30.00米，根据规范要求环道的机动车道宽度一般为15～16米，该交叉口采用16米，坡度为1.5％。

2.4人行横道设计

人行横道布置在交叉口人行道延续方向后退4米的地方，该交叉口为城市交通主干道，过街人数较多，人行横道的宽度设计为6.5米，该交叉口处于三幅六车道交汇处，街道宽度50米，因而在道路中心线附近设置宽度为1.5米的安全岛。

经计算交叉口主要控制点坐标如下：

WL为（227.25 ，318.00） SL为（282.00 ，227.25）

Wr为（227.25 W，282.00） Sr为（318.00 ，227.25）

为（227.25 ，300.00） S为（300.00 ，227.25）

EL为（372.75 ，282.00） NL为（318.00 ，372.75） Er为（372.75 ，318.00） Nr为（282.00 ，372.75）

E为（372.75

，300.00） N为（300.00 ，372.75）

D4为（254.63 ，254.63） D3为（254.63 ，345.39） D2为（345.38 ，345.38） D1为（345.38 ，254.63）

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将计算好的各主要控制点坐标绘图示意如下

NR(282.00 , 372.75)N(300.00 , 372.25)NL(318.00 , 372.75)NORTHD3(254.63 , 345.38)D2(345.38 , 345.38)WL(227.25 , 318.00)ER(372.75 , 318.00)WESTW(227.25 , 300.00)center point (300.00 , 300.00)EASTE(372.75 , 300.00)WR(227.25 ,282.00)EL(372.75 , 282.00)D4(254.63 , 254.63)D1(345.38 , 254.63)SL(282.00 , 227.25)SOUTHS(300.00 , 227.25)SR(318.00 , 227.25)

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3.交叉口立面设计

该交叉口为分水线地形，设计时将纵坡指向交叉口的道路路脊线在交叉口处分三个方向，相交道路的横断面不变，并在纵坡指向交叉口道路的人行横道线外设置雨水口，防止雨水流入交叉口内。交叉口立面设计等高距h采用0.20m，用圆心法设计等高线如下：

3.1路段上设计等高线的绘制：

东西方向上l(EW)1hi10.2010.00m 0.02360.01513.5m 20.0212 l(EW)22Bi2i3同理可得，南北向上l(sn)20m l(sn)27m

由l(EW)1，l(EW)2，l(sn)，l(sn)即可绘制路段上的设计等高线；

123.2交叉口上设计等高线的绘制

3.21主要控制点高程计算：

根据交叉口控制标高，推算WL , W , WR三点标高。 hwhAAWi16.6072.750.025.15m hwhwhwi25.150.274.88m

lrB2 同理可求得其余道口切点横断面的三点标高分别为： he8.05m hehe7.78m

rl hn5.87m hnhn5.60m

rl hs5.87m hshs5.60m

rl8

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3.22转角曲线高程计算：

（1）用圆心法计算圆曲线上的等高点标高，将AW, AS分别平分三等分，每份长度为24.25，连接各等分点与圆心，分别与圆曲线相交，图示如下：

路脊线路脊线交点wr''''圆心法示意图

hChAACi16.6024.252%＝6.12m

同理可得:hB5.64m hD6.36m hE6.12m 求等分点到圆弧连线的距离： Wwr＝SSl＝18m

BBEE/72.75224.25254.7521.46 m

/同理可得：CC/DD/32.68m AD4272.7554.7548.13m 求圆弧上点的高程：

hB/hBBB/1.5%5.6421.46*1.5%5.32m

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同理可得hC5.63m hD5.87m hE5.80m hD5.88m

///4根据hw，hD，hs点标高，采用平均分配法求转角曲线上各等高点的标高：

r4lWRD4及D4SL的弧长为

L＝2R23.1454.7542.98m

WRD4间应有设计等高线为

5.884.885根 0.20181842.988.6m 55.885.602根 D4SL间应有设计等高线为

0.2042.9821.50m 等高线的平均间距为2等高线的平均间距为

WlD3与WRD4相同；D3NR与D4SL相同。

用插值法确定转角曲线上的等高点及高程图示如下

wr''''转角高程示意图

WLNR转角曲线上高程布置与SLWR转角曲线一致.

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（2）仍然采用圆心法计算交叉口AE，AE部分，如下图所示：

路脊线'路脊线交点'圆心法示意图

hChAACi16.6024.2521%＝6.12m

同理可得:hB6.36m hD7.09m hF7.57m 求等分点到圆弧连线的距离：

NNL＝EER＝18m

CCFF/72.75224.25254.7521.46 m

/同理可得：BB/DD/32.68m AD2272.7554.7548.13m 求圆弧上点的高程：

hC/hCCC/1.5%6.1221.46*1.5%5.80m

同理可得hB5.87m hD6.60m hF7.25m hD5.88m

///2根据hN，hD2，hs点标高，采用平均分配法求转角曲线上各等高点的标高：

LRNLD2及D2ER的弧长为

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L＝2R23.1454.7542.98m

NLD2间应有设计等高线为

5.885.62根 0.20181842.9821.50m 27.785.8810根 D2ER间应有设计等高线为

0.2042.984.30m 等高线的平均间距为10等高线的平均间距为

ElD1与D2ER相同；D1SR与NLD2相同；

用插值法确定转角曲线上的等高点及高程图示如下：

SREL转角曲线上高程布置与NLER转角曲线一致。

路脊线'路脊线交点'转角高程示意图12

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3.23标高计算线高程计算:

该交叉口路面宽为36米，因而采用式y下：

xh14hx31x3来计算。计算图式如BBB/6B/6B/6ihh1h2h3h6h5h4h1B/2B/8B/8B/8B/8（1）WA,AS交叉口上，

WWR标高计算线上： y10.00m

h1Bhy31Bhy41Bhy51Bhy61By24h1B34hX31B4hX31B4hX31B4hX31BX0.2740.2734.54.50.04m 336360.2740.273X3660.07m

363630.2740.273X3990.14m

363630.2740.273X312120.19m 336360.2740.27X313.513.530.24m 33636X313

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同理可得其他标高计算线上的设计标高如下：

BB'标高计算线上：

y10.00m y20.048m y30.08m

y40.16m y50.22m y60.29m

CC'标高计算线上：

y10.00m y40.24m DD'标高计算线上：

y10.00m y40.24m AD4标高计算线上：

y10.00m y40.36m （2）NA,NE交叉口上

NNL标高计算线上：

y10.00m y40.14m CC1标高计算线上：

y10.00m y40.19m BB'标高计算线上：

y10.00m y20.07m y50.33m y20.07m y50.33m y20.12m y50.53m y20.04m y50.19m y20.04m y50.24m y20.07m 14

y30.13m

y60.43m

y30.13m

y60.43m

y30.18m

y60.67m

y30.07m

y60.24m

y30.10m

y60.31m

y30.14m

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y40.24m y50.34m y60.46m

DD'标高计算线上：

y10.00m y20.07m y30.17m

y40.35m y50.52m y60.63m

FF标高计算线上：

y10.00m y20.08m y30.17m

y40.36m y50.54m y60.64m

EER标高计算线上：

y10.00m y20.08m y30.19m

y40.37m y50.57m y60.68m

AD2标高计算线上：

y10.00m y20.07m y30.15m y40.31m y50.49m y60.57m

根据设计等高线图，用内插法求出方格点上的设计标高，则施工标高等于设计标高减去地面标高。最后，按所选定的立面设计图式，将对应等高点连接起来得到初步立面设计图。然后，根据交叉口等高线中间应疏一些，边缘应密一些，且疏与密过渡应均匀的原则，对初定立面设计图进行调整，即得交叉口立面设计图。

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参考文献：

1.杨少伟主编，道路勘测设计，人民交通出版社，2004年。

2.许金良主编，道路勘测设计毕业设计指导，人民交通出版社，2004年。 3.公路工程技术标准JTGB01-2003，人民交通出版社，2003年。 4.公路路线设计规范JTGD20-2006，人民交通出版社，2006年。 5.公路设计手册《路线》，人民交通出版社，1997年。

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