土木工程专业毕业论文--某市道路工程施工图设计

'毕业设计(论文)任务书课题名称某市道路工程施工图设计道路规划宽度30～40米，按城市次干路标准设计学院建筑工程学院专业班级土木姓名学号第93页共93页 摘要城市道路的建设情况直接影响当地人民的生活水平和经济发展速度。一个城市想要有很好的发展前景，就必须重视城市道路的建设，黄山山作为一个发展迅速的城市也不例外。本次毕业设计的主题是黄山山市从雨田路到湖西路段的经五路（K0+000～K1+309.5），进行施工图设计。该道路的红线宽度为33米，全长1309.5米。设计的主要内容包括1、道路等级的确定；2、城市道路技术标准的计算与验算，它包括平曲线半径及平曲线最小长度、纵坡、竖曲线、路基路面宽度等；3、通过路线方案的拟定于比较选定最后的路线方案；4、道路的平面设计，包括桩号的布置和圆曲线的计算；5、道路的纵断面设计，包括坡度的选定、坡长的限定以及竖曲线半径的拟定；6、道路的横断面设计，即绘制出各个桩号的路基横断面图；7、道路类型选择与厚度设计；8、道路雨水口的设计；9、道路护坡设计；10、道路工程量计算与工程概预算的编制，并绘制图表。关键词：施工图设计道路设计工程预算第93页共93页 AbstractThebuildingofurbanroadsdirectlyaffectlocalpeople"slivingstandardsandeconomicdevelopmentrate.Acitywanttohavegoodprospectsfordevelopment,wemustattachimportancetotheurbanroadconstruction,MaOnShanasarapidlydevelopingcityisnoexception.ThisgraduationprojectsubjectistoMa’anshanfromtheYutianroadtothelakewestroadsectionpickingtotheroad(K0+000～K1+309.5),carriesontheconstructiondrawingdesign.Thispathredlinewidthis33meter,thespan1309.5meters.Designmaincontentincluding1.categoriesofroadsdetermination;2.urbanroadstechnicalstandardcomputationandcomputation,itincludingplanecurveradiusandplanecurvesmallestlength,longitudinalslope,verticalcurve,roadbedsurfacewidthandsoon;3.pass-courseplandrawingupwithcomparisondesignatedfinalrouteplan;4.pathsplanedesigns,includingthenumbersarrangementandcircularcurvecomputation;5.pathslongitudinalthecrosssectiondesign,includingslopedesignation,slopelongdefinitionswellasverticalcurveradiusdrawingup;6.pathscrosssectiondesigns,namelydrawupeachnumbersroadbedcrosssectionchart;7.pathstypeschoiceandthicknessdesign;8.pathsrowofrainwatermouthdesigns;9.pathsslopeprotectiondesign;10.pathsworkofpojectcomputationandtheprojectgenerallybudgetestablishment,andplangraph.Keywords:ConstructiondrawingDesignroadDesignprojectbudget第93页共93页 一、绪论1.1绪论2002年底，全国公路总里程达176.5万公里，比上年末增加6.7万公里，基中新增高速公路里程5693公里。公路运输能力稳步增长，在运营部门登记注册的公路运输汽车有826.3万辆，其中载客汽车289.6万辆、载货汽车536.8万辆。运力结构继续调整，全国拥有大型运输客车16.1万辆，大型普通运输货车183.5万辆（含集装箱车3.3万辆）。公路运输总量继续增长，全社会完成公路客运量147.5亿人，公路货运量111.6亿吨，两项指标在综合运输体系中所占比重分别为91.8%和75.3%。今后20年，中国要努力建成以纵贯东西和横穿国境南北的"五纵七横"为重点的公路主骨架，采取财政支付、国际银团货款及引进民间资本等多种方式加大对中西部地区的投资力度，提高公路密度，完善布局及相关交通支撑保障系统，逐步形成以45个公路主枢纽站为中心、以干线公路站场和支线公路终点为支撑的多层次公路运输站场体系，基本满足中长途旅客运输及集装箱、零担货物运输的要求。在公路车辆方面，营运客车重点发展适应高速公路和干线长途运输需要的高速、安全、经济、舒适的大中型高档客车、卧铺客车及适合农村使用的普通轻型客车和其他专用客车，营运货车大力发展重型车、汽车列车和轻型车，使重型车和汽车列车迅速成为干线长途运输和大宗货物运输的主力车型，并努力提高柴油车的比重，同时，重视各种专用车和特种变形车的研制、生产和使用，以提高运输质量和效益。道路是交通的枢纽，它对一个国家及地区的经济发展起着及其重要的作用，在此次毕业设计中，使我基本掌握了城市道路设计的全部过程，能够全面、独立、系统地完成一段道路的技术设计。它培养了我独立工作、自我分析和解决问题的能力，巩固了课本知识也学到了很多来源于实际的现场施工经验。这对于我来说，可以提高自己的综合素质，此次设计对我帮助很大。1.2文献综述如何解决路面结构设计中存在的问题长期以来，我国习惯于注重对硬件的引进，全国公路部门花了大量的外汇进口了很多筑路机械、施工设备、试验仪器设备，以及大量的沥青材料，可是偏偏没有在引进国外的技术上花功夫。我们习惯于立足“自力更生”，强调我国的“国情”与国外的情况不同，特别看重自己的研究成果。这本来无可厚非，但如果民族自尊心变成了虚荣心，盲目地排外，也就很容易产生轻视学习国外先进技术的另一种倾向，这种情况已经影响到公路领域。引进成熟技术的必要性　　我国沥青路面的结构和设计第93页共93页 就是一个典型，我们的许多做法与国际上通行的做法不同，并没有取得良好的效果。国际上绝大部分国家早在20世纪70年代起，就采用柔性基层沥青路面、全厚式路面作为重载交通路段的常用的路面结构，而惟有我国千篇一律地采用半刚性基层沥青路面，甚至于结构层的厚度都差不多。对沥青路面的力学模式，国际上都采用沥青层的弯拉应变和土基模量作为设计指标，惟有我国钟情于表面弯沉这个指标，其他指标实际上都没有作用。其他还有许许多多与国际上不一致的地方，遗憾的是多半多被自己认为是最先进的。　　我国最早修建的京津塘高速公路，当时基本上是参照国际上的路面结构和沥青混合料的级配做的，广深珠高速公路也吸收了国外的结构，这2条高速公路使用10余年来，情况基本良好。京津塘高速公路的外国监理在我国开了一个严格执行“菲迪克条款”的先例，实行了动态质量管理，取得了良好的效果，成为我国质量最好的高速公路之一。然而，自此以后的工程就“本土化”了，监理的素质明显下降，开始了具有我国特点的“评分、评奖、评优”质量检验评定和验收管理办法。施工质量数据弄虚作假已经成了公开的秘密。表面上“像模像样”，实际上“沆瀣一气”一起造假，其结果是工程验收的分数都快接近100分了，优质工程比比皆是，经常是奖状到手，路也坏了。　　我国是世界上第一个采用弹性层状体系进行路面结构计算的国家，这一点始终处于世界的最先进水平。可是，“先进的方法、落后的参数”并没有对设计起多少作用。设计参数都是“想当然”地自由取值，脑子里想什么结构，想多少厚度，都能计算成什么结构，多少厚度，实际上还是拍脑袋。其结果是“天下设计一大抄”，路面设计成为“数学游戏”。全国都千篇一律地使用几乎相同的较薄沥青面层的半刚性基层沥青路面结构。沥青路面早期病害成心腹大患　　“质量是工程建设的永恒主题。交通作为向社会提供公共产品和公共服务的部门，在新的历史时期，我们应向社会、向人民、向国家交一份什么样的产品呢?是经久耐用、外表美观、使用方便的优秀成果，还是金玉其外、败絮其中的劣质产品?这是关系交通行业形象，关系到交通行业是不是一个负责任行业的大问题。”交通部部长张春贤在2004年全国交通工作会议上说，“质量是工程的生命，更是一个行业的生命。如果几年后我国建成的几万公里高速公路没到大修年限就大面积翻修，我们今天所为之奋斗的事业就可能被否定。”当我们看到张部长的这一段讲话时不觉汗颜。现在许多地方都在进行高速公路大修，而且多半是“开膛破肚连根拔式”的大修，对社会和交通影响极大，成为各地交通厅和工程部门最头痛的大事。之所以造成这种状态，原因是复杂的。　　交通部公路科学研究所承担的交通部西部大开发研究项目“高速公路早期病害预防措施的研究”课题对高速公路沥青路面的早期病害发生的原因、如何预防进行了认真的研究。通过研究认为，高速公路沥青路面的早期损坏有两种不同的类型。第93页共93页 　　一种是在沥青路面建成不久，在当年或者2-3年沥青路面就发生程度不同的车辙、坑槽、网裂等早期损坏，许多属于水损害或伴随着疲劳产生的损坏。这些损坏最直接的原因是施工质量不到位及离析造成。这些工程大部分经过维修养护或者局部铣刨重修能在短时间内逐渐趋于相对的稳定。这种类型的早期损坏经常与管理上抢工、使用的材料不好、有严重的离析、压实不到位、排水设计不合理有关，而且往往有严重的超限超载车辆通过，有些与路基变形也有关系。这些工程施工结束时的弯沉往往并不大，甚至小到个位数，几乎接近于零，但基层开裂比较严重，或者路面离析严重，从路表裂缝和孔隙中进去的水不能很快从基层排走。基层与沥青面层的层面成为不连续的状态，有些路面的沥青层由于施工污染严重也不连续，使沥青层处于不利的受力状态，在重载交通的作用下，出现大的拉应变发生裂缝，产生唧浆、坑槽，这些水损坏如果得不到有效的维修和控制，将很快发展成为大面积的损坏；另外有些路段，尤其是大的上坡路段，在高温状态下，很低的劲度模量不能抵抗重载交通很大的剪切变形而出现车辙。另一种类型的早期损坏是指普遍达不到路面设计要求的设计年限(大部分是15年，少数是20年)，更不能与国际上更长的设计年限20年乃至30-40年相比，充其量7-8年，或者10年左右就必须进行大修。这种大修经常是“开膛破肚”式的，不仅仅对沥青面层维修，还必须同时维修基层甚至底基层。这种大修不仅成本很高，而且对工程所在地的社会影响很大。这种使用寿命短、耐久性不足的情况使我们十分忧虑。在日本，自1963年名神高速公路起，到1998年7月己建成高速公路总里程达6450公里，其中建成10年以下占34%，10-20年占32%，20年以上占34%；使用年限超过20年的高速公路约占总里程的30%。尽管沥青路面的设计年限为10年，但都已经远远超过了规定的设计使用年限，但发生结构破坏的段落很少，一般都只在表面进行反复维修就一直使用延续至今。维修的里程按路面损坏原因分析，车辙超过60%，因裂缝而进行维修保养的里程约占20%，其中许多是由于路面表层老化所引起裂纹的修补，这种情况与我国沥青路面的使用寿命相比形成了鲜明的反差。沥青路面早期损坏的技术原因　　各种早期损坏发生的原因是复杂的，短期的损坏大都受施工影响更大一些，较长时间的损坏则具有某种共性，这种影响相对来说要更大些。我们决不能对我国沥青路面的耐久性差、使用寿命短的问题熟视无睹。　　在经过认真的思考和研究之后，普遍认为这种情况与我国千篇一律地使用半刚性基层沥青路面的结构有一定关系，有时很可能是造成沥青路面耐久性不足的主要原因。正如张春贤部长在全国交通工作会议上谈到设计问题时一针见血地指出的那样，目前在沥青路面建设中存在“设计上千篇一律，照搬照抄，死套标准的情况比较普遍”。张部长还指示我们，“要有针对性地引进国外成熟的技术、标准和规范。科研成果是实践经验的总结，是人类文明的结晶，我们要善于借鉴一切先进的科研成果。在公路建设和管理领域、国与国之间技术问题及其解决方法具有很多共性。发达国家研究早、实践早，积累了丰富的经验，许多技术、标准和规范属于政府所有，没有知识产权的障碍，我们要把技术引进作为公路交通实现新的跨越式发展的重要手段。”这些话确实是语重心长的，为解决公路早期损坏指出方向，我们必须按照部领导的指示，加快、认真执行。第93页共93页 　　在沥青路面结构问题上，我们也需要放眼世界。纵观国际上的高速公路和重交通公路，大量使用的是全厚式路面或者柔性基层沥青路面。相反半刚性基层沥青路面普遍使用于交通量不很大的公路，或者往往在半刚性基层下设置一个碎石过渡层。水泥稳定碎石基层和贫混凝土基层是性质安全不同的两个类型，而我们则一直混淆不清。名义上铺筑的无机结合料稳定集料基层，却做成类似于贫混凝土的强度，却又没有按贫混凝土的方法去做。即使同样称为半刚性基层的水泥稳定碎石基层，在强度要求、具体做法上也有许多不同之处。这些问题现在已经开始引起普遍的重视，开始关注对沥青路面结构问题的研究，希望改变目前单一使用半刚性基层沥青路面的状况，使不同的路面结构得到合理的使用。　　国际上在20世纪70年代以前，半刚性基层沥青路面也曾经用得很普遍，并发生了关于基层的“黑白之争”，后来，柔性基层和全厚式路面得到了很大的发展，逐渐成为主流。其原因是半刚性基层在其优点的背后，也有不少缺点，有些无法克服。　　1)半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝轻重不同地存在。在国外普遍采取对裂缝进行封缝，而在交通量繁重或者高速公路上，这种封缝工作十分困难。而在我国，日前根本没有发现裂缝就进行沥青封缝的习惯，因而开裂得不到有效的处理。裂缝会导致2种后果：一是裂缝进水；二是车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时，荷载变化不再连续使路面裂缝两侧发生大的应力突变，还形成很大的上下剪切和表面受拉。　　2)半刚性基层非常致密，它基本上是不透水或者渗水性很差的材料。水从各种途径进入路面并到达基层后，不能从基层迅速排走，只能沿沥青层和基层的界面扩散、积聚。水进入路面的途径，除了降雨(尤其是梅雨、雨季集中降雨)、降雪、化雪的表面水外，还有多种来源。可以说，水进入沥青路面是不可避免的，如不能及时排走就将造成危害。所以都称“水”是造成沥青路面损坏的“元凶”，半刚性基层沥青路面的内部排水性能差是其致命的弱点。　　3)半刚性基层有很好的整体性，但是在使用过程中，半刚性基层材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环、在反复荷载的作用下因疲劳而逐渐衰减。按照南非的理论，半刚性基层的状态是由整块向大块、小块、碎块变化，按照整体结构设计路面是偏于不安全的。　　4)半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性。重载车换算为标准轴载时，对柔性基层通常是按4次方换算，而对半刚性基层来说，随着基层和沥青层的模量比的增大，换算荷载的次方数将不再是4次方，很可能是12～15次方。轴载加大1倍，对柔性基层的换算轴次是增大16倍，而对半刚性基层可能要变为数十万次。也就是说同样的超载车对半刚性基层沥青路面的影响要比柔性基层沥青路面大得多，对路面的损伤也大得多。5)半刚性基层损坏后没有愈合的能力，且无法进行修补。其层一旦破坏，便无可救药，除了挖掉重建，另无他法，这给沥青路面的维修养护造成很大的困难。通常所说进行“补强”实际上是不现实的，也是不可能的，在半刚性基层上加铺基层也不能结合成为整体。第93页共93页 　　6)半刚性基层很难跨年度施工，无论是直接暴露还是铺上一层下面层过冬，都避免不了会发生横向收缩裂缝，从而为沥青路面的横向裂缝埋下隐患。甚至在冬天就从缝中进水(融雪)、半刚性基层暴露的还可能冻疏，影响强度的形成。在季节性冰冻地区，半刚性基层的冻融损坏几乎难以避免。　　由于半刚性基层的强度、模量、抗疲劳性能等会因为重复荷载的作用及环境(干湿、冻融等)的影响而不断衰减，总是有一定使用寿命的，只要到了设计寿命，基层将会逐渐丧失功能，需要重铺，因此半刚性基层沥青路面的使用寿命不可能无限制地延长下去。相比之下，国外沥青路面的设计寿命越来越长，现在又出现了永久性路面或者长寿命沥青路面的思想，这种理念已在欧美许多国家得到重视，且已经在重交通道路上应用，对延长沥青路面使用寿命起到极大作用。　　永久性路面的理念是所设计的沥青路面能够使用40～50年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙。由于沥青层相对较厚，传统的疲劳开裂可能性大大降低，路面的损坏主要位于面层的顶部(25～100毫)，一旦道路表面损坏达到临界水平，其经济性处理方法就是将损坏的顶层或面层铣刨、罩面，或者加铺。沥青面层材料可以再生利用，使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重修或重建，并企图无限期地使用下去。　　根据以前的室内疲劳方程和力学设计程序，无论沥青结构层多厚，结构都会必然产生疲劳开裂、车辙。而最新的理论发现当沥青层超过一定厚度时，良好施工的路面结构不会产生源于层底的疲劳开裂和结构性车辙。当标准轴次超过一定次数后，沥青层厚度无须增加。也就是说，沥青层的厚度使层底拉应变小于一定的值以后，沥青路面的下部将可以无限期地使用下去。所以永久性路面的最大特点是确保路面各类损坏控制在路面表面层顶部很薄的范围内，如自上向下温度疲劳开裂、车辙、表面磨耗、沥青老化都努力限制在磨耗层内，防止出现中面层以下的结构性损坏，表面层的损坏只需通过预防性养护得以补救。　　这种长寿命路面在美国、英国、澳大利亚都进行了一定的研究和实践，也已经引起了我国学者的注意，有的省正在开展这方面的研究，铺筑试验路，这是件很有意义的工作。路面早期损坏的技术解决之路　　半刚性基层沥青路面的在达到设计寿命后发生结构性损坏，需要维修基层，与永久性路面确保只维修表面层的思想是最大的差别，是两个完全相反的设计理念。很明显，为了减小对社会和交通的影响，我们都不愿意每次连基层一起“开膛破肚”式地维修，因此我们必须认真地思考这些问题。　　现在许多地方痛定思痛，希望按照国际上通行的方法，建设一些柔性基层、复合式基层的沥青路面结构。但是首先遇到的拦路虎是《公路沥青路面设计规范》的制约。规范采用弯沉这个惟一的设计指标，甚至成为施工质量第93页共93页 检验的指标，逼得大家只能设计成半刚性基层沥青路面，即使设计出来了，施工质量检验也过不了关。而新建高速公路采用弯沉作为设计指标和施工质量检验指标的，世界上也就我们一家！它并不能有效地反映不同路面结构的承载能力，可是现在要想改又改不了。有一条高速公路在改建时，由于实测弯沉较大(路面既然开裂进水，弯沉怎么能不大呢?)，上面无论如何加铺沥青层也设计不出符合规范要求的路面结构，只能在上面再铺筑一层，甚至两层半刚性基层，再加铺沥青路面。结果桥梁等各种结构物由于标高等原因也跟着遭殃，就这一个工程就需要损失若干亿元！这种设计，国内外专家都百思不得其解。因此，每次讨论《公路沥青路面设计规范》，分歧总是非常大，根本无法统一。按照这个规范，是不可能设计出国际上通行的沥青路面结构的，它是对其他路面结构型式的全面封杀，这是一个大问题！　　在这种情况下，认真贯彻张部长的讲话精神，努力引进国际上的先进技术，引进国外的标准、规范，就具有特别重要的现实意义。我十分同意和赞赏交通部党组的重要决策，通过迅速引进国外的标准规范，实现交通建设的跨越式发展。否则，再进行几年的研究，也未必能够统一意见。而每年几千公里的高速公路可等待不起，这种状况不能再延续下去了。　　综合国际上沥青路面结构型式的实际情况在高速公路重交通道路上最常用的是全厚式路面、柔性基层沥青路面及混合式基层沥青路面。鉴于我国的实际情况，由于全厚式路面的沥青层要求很厚，短期内在我国应用尚不现实。引进发展柔性基层沥青路面和混合式基层沥青路面是重要的。由于我国对半刚性基层有丰富的应用经验，为了有充分的把握，当前应该首先发展混合式基层沥青路面，即以沥青混凝土作面层，沥青稳定碎石作基层，无机结合料稳定集料作底基层这种结构型式，也可以在半刚性基层上加铺级配碎石过渡层以防止反射性裂缝和有利于排水。我们并不能对半刚性基层沥青路面全盘否定，但是需要认真总结和吸取国内外成功的经验与失败的教训，结合我国的具体情况，完善它的设计与应用，明确它的适用范围，重新认识和分析它的优缺点，目的是为了扬长避短，最大限度地减少半刚性基层沥青路面早期损坏，延长沥青路面的使用寿命。第93页共93页 二、设计任务和沿线自然条件2.1设计任务2.1.1设计任务依据1、土木工程专业2008届毕业论文指导书2、《土木工程专业毕业设计指南道路分册》3、化工部黄山山地质工程勘察院提交的路基岩土工程勘察报告书4、现状地形图（1：1000）5、相关的规范及标准《城市道路设计规范》（CJT37-90）《黄山山市城市总体规划》（1996-2010）《黄山山市城市交通规划》《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ1-90）《城市道路绿化规程与设计规范》（CJJ75-97）《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001）《道路交通标志与标线》（GB5768-1999）《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97-2002）《公路工程土工试验规程》（JTJ01-97）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）《公路工程技术标准》（JTG01-97）《公路排水设计规范》（JTJ018-97）《公路软土地基路段设计与施工技术规范》（JTJ017-96）2.1.2设计原则根据省厅、省公路局对施工图设计的审核意见，本次道路设计应遵循长远规划，因地制宜的原则，一方面采用较高的技术标准与今后道路进一步留有余地，另一方面要充分考虑该地的地形，工程地质情况，达到规范要求各项指标节约投资，减少工程量，缩短工期。1.设计应满足道路用地范围的要求2.符合各项规范要求在满足道路交通要求的前担下尽量节约投资，减少工程量，缩短工期。3.道路平，纵断面的设计应充分考虑地形，地貌及工程地质情况。4.纵断面应满足平，纵，横，三方面的协调，线形顺适连续，视觉良好，工程经济合理，坡长符合设计要求，在满足规划的控制标高的条件下，考虑道路沿线地形变化，减少对生态环境的破坏，减少路基挖填高度，节约工程费用。5.断面结构的选择做到节省工程费用，路面材料应结合地方材料的特点，便于施工，减少道路的后期养护费用。6.因地制宜，就地取材7.考虑今后的发展需要，留有发展余地8.重视环境保护，防止水土流失，并且加强道路绿化美化设计。第93页共93页 2.1.3设计标准及技术指标根据中华人民共和国行业标准《城市道路设计标准CLL37-90》经五路的设计标准如下：表2.1道路设计规范值规范值道路等级城市道路Ⅱ级次干道设计年限（年）15计算行车速度（km/h）40路缘带宽度（m）0.25机动车道宽度（m）3.753.5机动车道路拱设计坡度（%）1.0～2.0非机动车道路拱设计坡度（%）1.0～2.0人行道坡度（%）1.5不设超高最小半径（m）300圆曲线最小长度（m）35最大纵坡（%）3.0最小纵坡（%）0.2最小坡长（m）110凸曲线最小半径（m）400凹曲线最小半径（m）450竖曲线最小长度（m）35机动车设计标准轴载BZZ-1002.2城市概况2.2.1城市地理位置安徽省黄山山市位于长江下游南岸、安徽省东部，地处北纬31°46"42""～31°17"26""与东经118°21"38""～118°52"44""之间；东临石臼湖与江苏溧水县和高淳县交界；西濒长江与和县相望；南与芜湖市郊、芜湖县、宣城县接壤。至芜湖市区30公里；北与江苏省南京市江宁区毗连，具有临江近海，紧靠经济发达的长江三角洲的优越地理位置。黄山山市最北点在慈湖河入江口，最南点在黄池镇水阳江中心航道线上，最西点为江心洲与和县之间长江主航道中心线，最东点处于石臼湖中心线。全市总面积1686平方公里，南北最大纵距54．4公里，东西最大横距46公里。黄山山市气候属北亚热带季风湿润气候，四季分明，季风显著，温和湿润，梅雨集中。黄山山主要旅游景点：采石风景区·雨山湖·采石矶·濮塘风景区·朱然墓·丹阳湖·李白墓园·太白楼·盆山度假村·林散之艺术馆·甑山禅林·金柱塔·太白碑林·三元洞·青山风景区·小九华·澄心寺·江东第一桥——叶家桥·青莲书院·朱然陈列馆·三台阁·马钢盆山度假村第93页共93页 2.2.2城市发展方向1、城市发展方向分析（1）、城市发展“门槛”因素分析在城市空间拓展上，黄山山市主城区东面有慈湖河，宁马芜高速公路“屏藩”，南面采石河“屏障”，当涂县城南有姑溪河屏障，城市空间发展要跨越的“门槛”较多。（2）、城市发展限制性因素分析1）、区域城镇空间格局及经济发展轴线的引导2）、城市发展自然环境条件的引导市区腹地主要为东部和西部，东部近郊地势较平坦，远郊多为丘陵；由于东部地区城市上风向，且有数片高产蔬菜区，同时为了不破坏自然生态环境，保持可持续发展，因而城市适当向东发展。主城区向南跨过采石河，与当涂县城之间有大量可利用空间，有较为平坦的地势，工程地质条件较好，且向南发展有便利交通设施，是城市发展比较理想的主导方向。3）、城市近期建设重大项目的引导城市近期重大建设项目主要包括：完善主城区，进一步提高主城区整体环境质量，为提高城市的服务功能而进行的市中心区的建设；为适应城市产业结构调整，寻找城市新的经济增长点而进行的市经济技术开发区及各区，县产业园区的建设，同时，为倡导科技兴市方针，在东环路东侧建设一定规模的大学园区；以上这些正在或即将实施的重大建设项目，必将对未来城市发展和用地布局产生较大的影响和引导作用。（3）南进东扩1)南进城市经济技术开发区用地规模的进一步扩张，将跨过采石河向南发展：同时，当涂县城借助主城区的引力向北发展，形成良好的对接。具体有利条件如下：1.城市南部地势平坦，地质条件良好，符合城市空间发展形态。2.能充分利用采石河，乙字河及南部丰富的水系，山体，改善城市环境，组织城市景观，塑造城市特色。调节城市小气候，避免或减少城市热岛效应。3.能充分利用205国道及宁芜铁路的便利条件，借助黄山山长江大桥和马芜高速公路的交通优势，顺应沿江，沿205国道工业发展轴的要求。4.能与市经济技术开发区的起步区相互配套，形成一定的规模急聚效应。2）东扩城市将跨越东环路，利用东边道路交通优势，顺应自然地形，在313声道及旅游大道两侧，集中布置大学园区和花山区商贸旅游区，将城市内部分功能用地向东边扩张，以便有更大的发展空间，完善城市功能。3）带状式发展，形成滨江城市特色第93页共93页 城市沿长江水道带状发展，利用东边山，西边江地理优势，将山水贯穿整个城市，形成城在景中，景在城中，山水环绕，碧水蓝天的滨江城市特色。2.2.3工程建设必要性.黄山山正在飞速发展，城市经济的腾飞与道路建设的好坏有着密切的联系。所建设的道路附近有大量的居住人口，周围道路相对比较狭窄或是根本没有道路，远远不能满足人民生活的需求了，也不适应交通的需要，直接制约着沿线及周边地区的经济发展，修建一条能沟通雨田路与湖西路的道路是当务之急!我相信经五路的建成，对于降低物流的运输成本，带动城市的基础设施建设，促进沿线的改造与发展都有着十分重要的意义！2.3沿线自然地理情况2.3.1地形地貌新建的经五路起点是雨田路，终点是湖西路，沿线地形变化大，有很多池塘沟河，在所建设的道路中心线附近有很多的居民住宅。2.3.2沿线气候路线所在区域地处北亚热带，属亚热带季风性湿润气候，具有季风明显，气候温和湿润，梅雨集中，霜期短，日照长，雨量充沛，雨热同季等。年平均降雨量100-1400之间，最大年降雨量为1906.5mm，最少降雨量为460.4mm一年中以1月份气温最低，极端最高气温在37.3～39.3之间，极端最低气温在7～-7之间，平均无霜期235-247天。风向以东北风和东风为主动，夏季以西南风频率为高，平均风速1.8-3.3米/秒，多数大风的风力都在10级以下，大风时本区域冷暖气团交锋频繁，气候多变，降水年际变化大，在季风环流异常情况下，春季的低温，梅汛期的洪涝，伏秋季的干旱和台风等自然灾害常有出现。2.4工程概述拟建的经五路为城市次干道，路面度为33米，道路板块为一块板形式，行车道宽度为：机动车道（含非机动车道）宽度=（3.75m+3.5m+3×1m/条+0.25m）=21m(0.25m为自行车两侧的安全距离)，人行道宽度为6×2=12米，路线总长为1309.5米，起点桩号为K0+000，终点桩号为K1+309.5。全线挖方103142.9立方米，填方58694.19立方米。行车道采用沥青混凝土路面结构，道路平曲线只有一个拐点。根据对经五路的交通量调查表明设计一年后预计初期经五路机动车道单向高峰小时交通量约为220辆/小时，（以标准小汽车计算），每年以8%的速度增长，设计年限15年，随着周边土地的开发利用，预计设计年限末期单向高峰小时交通量为647辆/小时，非机动车道单向高峰小时交通量在建成一年后预计为1000辆/小时，在设计年限末期将达到2938辆/小时。本工程为新建工程，施工干扰因素少，具有进行大型机械化土方施工条件的路面施工全面采用机械化施工，能减少对城市环境的影响，尽快完成工程建设任务。经五路计划当年设计，第二年建设并投入使用。2.5周围环境和自然景观本项目在建设过程中十分重视环境保护，遵守“预防为主，防治结合，全面规划，合理布局，综合治理”第93页共93页 的环境保护方针。尽可能减少大挖大填，降低路基填土高度，对挖方路段高度超过3米的路段设置挡土墙，浸水路堤处设置浸水护坡，浸水护坡上部采用种植草皮等防护，取土坑采用岗地，变高田为低田，美化路容路貌，使修建后的道路与自然景观融为一体。三、道路平面设计平面线形设计的一般原则：1、平面线形应直捷、连续、顺适、并与地形、地物相适应；2、与周围环境相协调；3、除满足汽车行驶动力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求；4、应保持平面线形的均衡与连贯，避免连续急弯的线形且平曲线应有足够的长度。5、平面线形标准需分期实施时，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废弃工程。导线图如下：图3.1导线图3.1设计指标根据设计指导书给出的条件及《城市道路设计规范》第93页共93页 查出规范值并将设计过程中各项指标的采用值记录在表中，其中道路设计年限的确定是依据表3.1.1平面设计技术指标设计指标规范值采用值道路等级城市Ⅱ级次干道城市Ⅱ级次干道设计年限（年）1515平曲线最小长度（m）70209.06设计车速（km/h）4040不设超高最小半径（m）3001500圆曲线最小长度（m）35209.06直线最大长度（m）800623.51直线最小长度（m）240574.56不设缓和曲线的最小半径50015003.2导线要素计算导线要素计算包括：导线间距离；导线方位角、偏角；圆曲线以及缓和曲线长、外距、切线长；交点及曲线特征桩号；相交道路方位角。各个重要控制点坐标见下表：表3.2.1控制点坐标表控制点XYQD3502319.7737497942.4999JD13502316.5321498517.0534ZD3502210.0018499246.52393.3交点间距离计算交点间距计算公式为（为交点坐标，L为两点间长度。）计算相邻交点间距离：已知起点桩号为K0+000QD～JD1574.5626从而JD1的桩号为JD1=起点+=K0+000+=K0+574.56JD1～ZD737.2082第93页共93页 导线方位角计算计算公式为（B为导线方位角）（1）QD～JD1arctg(574.5535/-3.2416)=（2）JD1~ZDarctg(448.4229/-15.653)=3.4导线偏转角计算导线偏角计算公式为QD～JD13.5曲线几何要素计算全线在JD1处设圆曲线，按照规范规定，可以不设缓和曲线。JD1处圆曲线要素计算：此处圆曲线半径为R=1500m，偏角为切线长T=Rtg(C/2)=104.70m圆曲线长外距校正值3.6导线要素计算结果表3.6.1雨田路—湖西路标段坐标控制点JD桩号XYQDK0+0003503319.7737497942.4999574.56K0+574.56第93页共93页 3503316.5321498517.0534737.21ZDK1+311.443503210.0018499246.5239JD偏角半径切线长外距曲线长JD11500104.703.65209.06表3.6.2雨田路—湖西路标段圆曲线要素表表3.6.3雨田路—湖西路标段特征点里程桩号序号里程桩号JD（交点）ZY（直圆）YZ（圆直）QDK0+000JDK0+574.56K0+469.87K0+678.93ZDK1+311.44第93页共93页 四、道路纵断面设计4.1纵断面设计的一般原则：城市道路纵断面设计的要求，除了规范规定的最大和最小纵坡、坡长限制、合成坡度、平均纵坡、竖曲线最小半径和最短长度、平纵组合的要求以外，还要满足由城市道路的特点所决定的具体要求：（1）纵断面设计应该参照城市规划设计标高，适应临街建筑立面布置以及沿路范围内地面水的排除。（2）应该与相交道路、街坊、广场和沿街建筑物的出入口有平顺的衔接。（3）山城道路及新建道路的纵断面设计应尽量使土石方平衡。（4）旧路改建宜尽量利用原有路面，若加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。（5）机动车和非机动车混合行驶的行车道，最大纵坡不大于3%，以满足非机动车爬坡能力的要求（6）道路最小纵坡不应小于0.5%，困难时不能小于0.3%，特别困难情况下小于0.3%时，应设置锯齿形街沟或采取其他综合排水措施。（7）道路纵断面设计必须满足城市各种地下管线最小覆土深度的要求。道路纵断面图如下：4.2纵坡值根据沿线地形情况进行试坡，并进行调整，确定纵坡值。雨田路—湖西路标段经过试坡调整后各控制点为：K0+000，高程7.27m；K0+223，高程8.97m第93页共93页 ；K0+386.38，高程8.03m；K0+619，高程9.56m；K0+904.5，高程7.85m；K1+127，高程9.18m；K1+309.5，高程8.34m设计指标如下：表4.2.1纵断面设计指标设计指标规范值采用值设计车速（km/h）4040最大纵坡推荐值（%）60.74纵坡最小长度（m）110163.63凹曲线一般最小半径（m）5509917.36凸曲线一般最小半径（m）509302.33竖曲线最小长度（m）35120.04.3竖曲线设计1、竖曲线设计（1）设计变坡点桩号为K0+223，高程为8.97m，之前坡度为-0.74%，之后坡度为0.55%，所以变坡角为w=-0.74%-0.55%=-1.29%。考虑到竖曲线最小长度要求以及转折角的大小，取切线T=60m。竖曲线曲线长L=2T=120m竖曲线半径R=L/w=120/1.29%=9302.33m外距竖曲线起点桩号为K0+223-60=K0+163高程为8.97-T×i=8.97-60×0.74%=8.52m竖曲线终点桩号为K0+223+60=K0+283高程为8.97-T×i=8.97-60×0.55%=8.64m起终点间高程以桩距30m加密，按照公式计算标高改正值。计算如下图：计算结果见下表：第93页共93页 表4.3.1K0+223竖曲线计算表桩号坡段高程（m）标高改正（m）竖曲线高程（m）K0+1638.5208.52K0+1938.750.058.70K0+2238.970.198.78K0+2538.810.058.76K0+2838.6408.642、竖曲线设计（2）设计变坡点桩号为K0+386.38，高程8.03m，之前坡度为0.55%，之后坡度为-0.66%，所以变坡角为w=0.55%-(-0.66%)=1.21%。考虑到竖曲线最小长度要求以及转折角的大小，取切线T=60m。竖曲线曲线长L=2T=120m竖曲线半径R=L/w=120/1.21%=9917.36m外距竖曲线起点桩号为K0+386.38-60=K0+326.38高程为8.03+T×i=8.03+60×0.55%=8.36m竖曲线终点桩号为K0+386.38+60=K0+446.38高程为8.03+T×i=8.03+60×0.66%=8.43m起终点间高程以桩距30m加密，按照公式计算标高改正值。计算如下图：计算结果见下表：表4.3.2K0+386.38竖曲线计算表桩号坡段高程（m）标高改正（m）竖曲线高程（m）K0+326.388.3608.36K0+356.388.200.058.25第93页共93页 K0+386.388.030.188.21K0+416.388.230.058.28K0+446.388.4308.433、竖曲线设计（3）设计变坡点桩号为K0+619，高程9.56m，之前坡度为-0.66%，之后坡度为0.60%，所以变坡角为w=-0.66%-0.60%=-1.26%。考虑到竖曲线最小长度要求以及转折角的大小，取切线T=60m。竖曲线曲线长L=2T=120m竖曲线半径R=L/w=120/1.26=9523.81m外距竖曲线起点桩号为K0+619-60=K0+559高程为9.56-T×i=9.56-60×0.66%=9.16m竖曲线终点桩号为K0+619+60=K0+679高程为9.56-T×i=9.56-60×0.60%=9.20m起终点间高程以桩距30m加密，按照公式计算标高改正值。计算如下图计算结果见下表：表4.3.3K0+619竖曲线计算表桩号坡段高程（m）标高改正（m）竖曲线高程（m）K0+5599.1609.16K0+5899.360.059.31K0+6199.560.199.37K0+6499.380.059.33K0+6799.2009.204、竖曲线设计（4）设计变坡点桩号为K0+904.5，高程7.85m第93页共93页 ，之前坡度为0.60%，之后坡度为-0.60%，所以变坡角为w=0.60%-(-0.60%)=1.20%。考虑到竖曲线最小长度要求以及转折角的大小，取切线T=60m。竖曲线曲线长L=2T=120m竖曲线半径R=L/w=120/1.20%=10000m外距竖曲线起点桩号为K0+904.5-60=K0+844.51+031高程为7.85+T×i=7.85+60×0.60%=8.21m竖曲线终点桩号为K0+904.5+60=K0+964.5m高程为7.85+T×i=7.85+60×0.60%=8.21m起终点间高程以桩距30m加密，按照公式计算标高改正值。计算如下图计算结果见下表：表4.3.4K0+904.5竖曲线计算表桩号坡段高程（m）标高改正（m）竖曲线高程（m）K1+0318.2108.21K1+0718.030.058.08K1+1117.850.188.03K1+1518.030.058.08K1+1918.2108.215、竖曲线设计（5）设计变坡点桩号为K1+127，高程9.18m，之前坡度为-0.60%，之后坡度为0.48%，所以变坡角为w=-0.66%-0.48%=-1.08%。考虑到竖曲线最小长度要求以及转折角的大小，取切线T=60m。竖曲线曲线长L=2T=120m竖曲线半径R=L/w=120/1.08=11111.11m外距第93页共93页 竖曲线起点桩号为K1+127-60=K1+067高程为9.18-T×i=9.18-60×0.60%=8.82m竖曲线终点桩号为K1+127+60=K1+187高程为9.18-T×i=9.18-60×0.48%=8.89m起终点间高程以桩距30m加密，按照公式计算标高改正值。计算如下图：计算结果见下表：表4.3.5K0+904.5竖曲线计算表桩号坡段高程（m）标高改正（m）竖曲线高程（m）K1+0678.8208.82K1+0979.000.048.96K1+1279.180.169.02K1+1579.040.049.00K1+1878.8908.89表4.3.6纵断面计算要素坡度值（i=1.2.3.4.5）坡差ω（%）竖曲线切线长T(m)半径R(m)外距E(m)0.741.29609302.330.1940.551.21609917.360.1820.661.26609523.810.1890.601.206010000.000.1800.60第93页共93页 1.086011111.110.1620.48五、道路平纵组合设计道路的线形状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。线形设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线性设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对立体线形的优劣起着至关重要的作用。平、纵线形组合设计是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。特别在高等级公路的设计中必须注重平纵线形的合理组成。5.1道路平纵组合设计的一般原则1、在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。这样可以使驾驶员及时和准确地判断路线的变化情况，不致因错觉发生事故。任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，必须尽力避免。在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，是衡量平、纵线形组合好否的基本条件。2.平、纵面线形设计的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。平曲线与竖曲线的大小如果不均衡，会给人以不愉快的感觉，失去了视觉上的均衡性。对于纵面线形反复起伏，而平面上却采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。3.合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。合成坡度过大，对行车不利，合成坡度过小则对排水不利也影响行车。在进行平纵组合设计时，如条件可能，一般最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不宜小于0.9%。4、注意与道路周围环境的配合。配合的好，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，还可以起到引导视线的作用。5.2道路平纵组合设计道路的线形状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。线形设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线形设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对立体线形的优劣起着至关重要的作用。　　　平、纵线形组合设计是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。特别在高等级公路的设计中必须注重平、纵线形的合理组合。　5.2.1平曲线和竖曲线的组合1.平曲线和竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线第93页共93页 　　这种组合是使平曲线和竖曲线相互对应，竖曲线的起终点落在平曲线的两个缓和曲线内，即“平包竖”。这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可以取得平顺而流畅的效果。但在实际生产中往往不能完全做到这一点，如果平、竖曲线的顶点错开不超过曲线长度的四分之一，即可取得较好的视觉效果。2.平、竖曲线大小应保持均衡平、竖曲线的线形，其中一方大而平缓时，另一方切忌不能形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上的竖曲线，或一个长的竖曲线内含有两个以上的平曲线，从视觉上都会形成扭曲的形状。根据德国统计资料表明，如果平曲线的半径小于1000m，竖曲线的半径大约为平曲线的10～20倍时，即可以达到均衡的目的。3.明、暗弯与凹、凸竖曲线的组合明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合是合理的，比较符合驾驶员的心理反应和视觉反应。对于明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合，当坡差较大时，一般给人留下舍坦坡、近路不走，而故意爬坡、绕弯的感觉。搞山区公路设计，有时难以避免这种情况，但只要坡差不大，对行车的影响也不是太大。4．避免的组合对于平、竖曲线的组合设计能够满足上述要求是最好的，但有时往往受各种条件的限制难以满足，这时应避免如下组合的出现。（1）要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。二者都存在不同程度的扭曲外观；前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者虽无视线诱导问题，但路面排水困难，易产生积水。（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。对凸形竖曲线诱导性差，事故率较高；对凹形竖曲线路面排水不良。（3）计算行车速度≥40km／h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。前者失去诱导视线的作用，驾驶员须接近坡顶才发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车极不安全。5.2.2直线与纵断面的组合平面的长直线与纵断面的直坡线配合，对双车道道路超车方便，在平坦地区易与地形相适应，但行车单调乏味，容易导致驾驶员的疲劳。直线上只有一次变坡是很好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好，而包括一个凹形线次之；直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”，看上去线形既不美观也不连贯，使驾驶员的视线中断。因此，只要路线有起有伏，就不要采用长直线，最好使平面路线形随纵坡的变化略加转折，并把平、竖曲线合理地组合。尽量避免驾驶员一眼能看到路线方向转折两次以上或纵坡起伏三次以上。5.2.3平、纵线形组合与景观的协调配合道路作为一种人工构造物，应将其视为景观对象来研究。修建道路会对自然景观产生影响，有时还会产生一定破坏作用。而道路两侧的自然景观反过来又会影响道路上汽车的行驶，特别是对驾驶员的视觉、心理以及驾驶操作等都有很大影响。第93页共93页 平、纵线形组合必须是在充分与道路所经地区的景观相配合的基础上进行。否则，即使线形组合满足有关规定也不一定是良好设计。对于驾驶员来说，只有看上去具有滑顺优美的线形和景观，才能称为舒适和安全的道路。对计算行车速度高的道路，平纵线形组合设计与周围景观配合尤为重要。5.2.4道路平、纵组合设计本次设计中，只设一处平曲线，起、终点桩号为：K0+000、K1+309.5。与该平曲线重叠的竖曲线位于K0+619处，且该竖曲线起、终点桩号为K0+559、K0+679。可见，竖曲线的起终点落在平曲线起、终点内，即“平包竖”。这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可以取得平顺而流畅的效果。第93页共93页 六、道路横断面设计6.1道路横断面设计一般原则：1、道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行；2、横断面型式、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、设计年限的机动车道与非机动车道交通量、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，以保障车辆和人行交通的安全通畅；3、横断面设计应远近结合，使近期工程成为远期工程组成，并预留管线位置；4、路面宽度及标高应留有发展余地；5、对现有道路改建应采取工程措施与交通管理相结合的办法，以提高道路的通行能力和保障交通安全。此次设计的经五路至平山路段横断面宽度为30～40米，道路建成一年后预计设计初期高峰小时交通量为：机动车道220辆/小时，非机动车道1000辆/小时。根据国家经济的发展，及当地经济的增长速度，假设交通量年增长率为8%。根据《城市道路设计规范》，城市次干道交通量达到饱和状态时的实际年限规定为15年。则设计年限末期单向高峰小时交通量为：机动车道：非机动车道：6.2路段上车道的通行能力计算路段上一条车道的通行能力。按“车头时距”计算通行能力：拟此路段为城市次干道，各种车种在同一车道混行，根据各种汽车混行的平均车头时距=3.44—3.38S，N=3600/算得一条车道的通行能力N=1047——1065辆/小时，平均N=1056辆/小时。影响路段通行能力的因素有多车道、交叉口、行人过街、车道宽度等方面的因素：城市道路中第一条车道的折减系数为0.97则第二条车道为0.80--0.89，两条车道取平均数为0.86，假设交叉口上均以受到信号灯的红灯停候影响时，其交叉口折减系数第93页共93页 平均数为0.77-0.73，由于这段道路所经过的交叉口较多，所以取=0.73；由于这段道路建成后会有大量行人过街，街等因素对路段通行能力折减系数=0.62设车道宽度均大于或等于3.50m，则其宽度折减系数取为1.00。则第一条车道路段通行能力为则第二条车道路段通行能力为1、机动车道宽度的确定根据《城市道路设计规范》（cjj37-90）,大型汽车或大，小型汽车混行车道宽度为3.75m，小型汽车专用线车道宽度为3.50m，公共汽车停靠站宽度为3.00m。第二条车道宽度取3.50m。2、机动车车行道计算因为464＜568＜499+412，即设计年限末期机动车道单向高峰小时交通量大于一条车道能力，小于两条车道通行能力之和，所以机动车道数取整数2条。第一条车道宽度取3.75米，第二条车道宽度取3.50米。3、路段上非机动车道设计通过观测自行车在同一条车道上前后跟随，匀速，连续行驶的条件下求得车头时距，其平均值s左右。则一条自行车道的通行能力为：。自行车道条数为条，考虑到城乡结合部路段三轮车、人力车的交通量及其宽度，取非机动车道3条。4、车道及非机动车道宽度计算机动车道（含非机动车道）宽度=（3.75m+3.5m+3×1m/条+0.25m）=21m(0.25m为自行车两侧的安全距离)6.3人行道设计根据人行道的功能，人行道的总宽度应由行人步行道宽度和种植绿化，步设地面杆柱，设置橱窗报栏，沿街房基散水等宽度组成；此外，还应考虑在行人道底下埋设地下管线所需要的宽度。沿街房基散水宽度一般为0.5米。一般路人行道侧石内缘1.5米或一米宽度范围内种植到树。为保障交通安全，人，车互不干扰，人行道一般高出车行道0.15米左右，其横陂一般都采用直线型向侧石方向倾斜。为提高排水效果，人行道横坡采用2%。该人行道宽度为6米，横坡为2%，采用直线型向侧石方向倾斜，在人行道侧石内缘1米宽度范围内种植道树。人行道对称布置在道路的两侧。6.4残疾人坡道设计第93页共93页 为了方便残疾人的出行，全线均进行无障碍及盲道设计。无障碍坡道在交叉口出为三面坡型式的坡道，其他采用单面型式的坡道。盲道宽度为50厘米。在人行道设置盲人通道彩色道板，在建筑物，单位门口及人行道相交路口或人行横道处均设置无障碍通道。6.5道路横断面图：道路横断面设计确定为：机动车道（含非机动车道）21米，人行道米，路面宽度为33米。第93页共93页 七、路面结构设计与计算路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车菏载的作用，并且直接暴露于自然环境中，经过各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50%以上，因此，做好路面设计是至关重要的。轴载分配表如下：表7.1轴载日通过次数202501170320110.21267.8480350110.379132.6590450110.632284.4100120111.00012012052.212.21024.312×12022.212.219.724合计638.924凡是轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前，后轴）P1的作用次数Ni，按公式换算成标准Ps的当量作用次数N1，即式中：N---标准轴载的当量轴次（次/d）；Ni--被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；Ps---标准轴载（次/d）；Pi---被换算车型C1--轴载系数C2—轮组系数，取双轮组c2=1。即沥青路面设计初期双向日平均当量轴次为：7.1计算累积轴数沥青路面交通达到饱和年限15年，交通量年增长率前五年为，即第93页共93页 ，后十年为，即。表7.1.1车道系数车道特征车道特征单车道1.0四车道0.４～0.５双向道（无分隔带）0.6～0.7六车道0.３～0.４双向道（有分隔带）0.5四车道的车道系数为0.4-0.5，取0.46前五年内的累积轴数为：第六年末的日平均当量轴次为：后十年内的累积轴数为：则15年内的累积轴数为：次表7.1.2交通等级交通等级BZZ-100累计标准轴次（次/车道）大客车及中型以上各种货车交通量[辆/（d.车道）]轻交通<<600中等交通～600～1500重交通～1500～3000第93页共93页 特重交通>>3000根据上表可知该公路交通等级属于轻交通等级。轴载分配基层底面弯拉应力按半刚性基层验算，此时的标准轴载的当量轴次计算为：表7.1.3轴载日通过次数202501170320110.05818.5680350110.16858.890450110.430193.5100120111.0001201205114.321.52×1202314.325.8合计438.16凡是轴载大于50KN的各级轴载（包括车辆的前，后轴）Pi的作用次数Ni，按公式换算成标准P的当量作用次数N`，即式中：N---标准轴载的当量轴次（次/d）；P---标准轴载（次/d）；Pi---被换算车型C`1--轴载系数,当轴间距小于3m的双轴或多轴，C`1=1+2（m-1），m为轴数C`2—轮组系数，单轮组为18.5。双轮组为1.0，四轮组为0.09。沥青路面设计初期双向日平均当量轴次为：计算累积轴数：沥青路面设计使用年限年，交通量年增长率前五年为，即，后七年为，即。前五年内的累积轴数为：第93页共93页 第六年末的日平均当量轴次为：后七年内的累积轴数为：则15年内的累积轴数为：7.2校核弯沉应力计算设计弯沉N变了路面设计弯沉值公路等级系数，二级公路为面层类型系数，沥青混凝土为基层类型系数，对半刚性基层、底基层厚度等于或大于时，确定土基回弹模量根据《岩土工程堪察报告书》，该路段含水率取22.3%，液限37.5%，塑限22.6%。可判断土为粉质粘土。土的平均稠度为：黄山山所在自然区划分在Ⅳ1区所以取土基回弹模量为：土的平均稠度第93页共93页 土的液限土的平均含水量土的塑限由以上各数据查《公路沥青混凝土路面设计规范JTGD５0-200６》,如下表所示:表7.2.1干湿土质状态类别干燥状态中湿状态潮湿状态过湿状态土质砂黏质土粉质土路面等级以及路面类型的确定：设计道路为城市次干道，交通等级为轻交通，根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，初步确定面层选用沥青混凝土双层结构。路面结构组合与各层厚度确定：4cm密级配细粒式沥青混凝土，6cm密级配中粒式沥青混凝土，？5%水泥碎石，20cm12%石灰土，以水泥碎石为设计层。根据道路对面层的要求，沥青路面的表面层应具有密实均匀，抗滑耐磨的功能。因黄山山属于IV区划为东南湿热区，夏季气候炎热，并且多雨潮湿，宜选用表面粗糙的抗滑面层本路选用密级配细粒式沥青混凝土，上面层的厚度为4cm。下面层可选用密级配中粒式沥青混凝土做柔性基层，沥青混合料的级配与沥青层的厚度相匹配。各路面结构材料的设计参数根据规范：表E.1沥青混合材料设计参数，表E.2基层，底基层材料设计参数（公路沥青路面设计规范JTGD50-2006）查得。注：１.路面设计弯沉计算路面厚度时，采用２０°Ｃ的抗压模量，验算层底拉应力以１５°Ｃ的抗压模量为计算值。　　２.细粒式和粗粒式的开级配沥青混凝土采用同类密级配的低值。根据上表可选取沥密级配细粒式沥青混凝土抗压回弹模量E=1500，劈裂强度为1.2，密级配中粒式沥青混凝土抗压回弹模量E=1100，劈裂强度为0.9，5%水泥碎石抗压回弹模量E=1400，劈裂强度为0.7，石灰土抗压回弹模量E=700，劈裂强度为0.27Mpa。第93页共93页 材料回弹模量与路面结构图7.2.1（单位：厘米）路表回弹弯沉计算路表回弹弯沉综合修正系数为：理论弯沉系数：式：----路表实测回弹弯沉值（cm）;---土基回弹模量Mpa取32Mpa;P----标准轴载的轮胎压强（Mpa）。Pt=0.7MPa;δ-----标准车型的轮胎接地当量圆半径（CM）上述公式均取自《城市道路设计规范》。计算路面结构的弯沉：换算为等效的三层体系为求出水泥碎石的厚度，需先求出等效三层体系中的中层厚度。第93页共93页 图7.2.2通过《城市道路设计规范》查表可求得系数根据根据.又，反查，.则.因为，所以.故取水泥碎石的厚度为则换算的三层体系为：第93页共93页 通过《城市道路设计规范》查表可求得系数根据根据根据则实际弯沉：校核弯沉：则拟定的路面结构满足强度要求，整体抵抗变形能力符合要求。7.3校核弯拉应力沥青混凝土面层底面弯拉应力的计算：按《城市道路设计规范》规定，其它无机结合料按抗压模量计算。等效换算时：１.将第二层以上的结构层作为三层体系的上层，路基保持参数不变作为三层体系的下层，其间各层作为中层。２.计算拉应力时，计算层与计算层以上的整体型各层材料应采用弯拉回弹模量，非整体型各层材料采用抗拉回弹模量；计算层以下各层各层材料均用抗压回弹模量。３.在１５°Ｃ时，取密级配细粒式混凝土弯拉回弹模量为，密级配中粒式弯拉回弹模量为换算为等效三层体系第93页共93页 图7.3.1通过《城市道路设计规范》查表可求得系数根据根据根据所以确定容许弯拉应力：沥青混凝土抗拉强度结构系数：沥青混凝土级配系数，取中粒式设计年限内累积轴载数公路等级系数，取二级公路为容许抗拉强度：0.32Mpa＜0.51Mpa即＜，则满足强度要求，结构可用。计算其他路面结构层材料的容许拉应力：5%水泥稳定碎石：(0.5～0.8)取0.6第93页共93页 1２%石灰土：(0.2～0.2８)取0.27计算基层底面弯拉应力基层底面弯拉应力按半刚性基层验算。等效换算时：１.保持路基不变作为三层体系的下层，将石灰土层作为三层体系的中层，其余作为三层结构的上层２.计算拉应力时，计算层与计算层以上的整体型各层材料应采用弯拉回弹模量，非整体型各层材料采用抗拉回弹模量；计算层以下各层各层材料均用抗压回弹模量。3.取水泥稳定碎石的弯拉回弹模量为3600,石灰土的抗压回弹模量700图7.3.2换算为等效的三层体系：根据，可查得σ=0.49根据，可查得第93页共93页 根据，，可查得基层底面弯拉应力的校核：因为＜，所以基层底面满足弯拉强度要求。7.4校核剪应力计算剪应力：结构体系的换算结构换算为等效的三层体系为：根据，查表得根据，，查表得根据，，，查表得所以紧急制动时：三层体系表面的主压应力计算第93页共93页 已知沥青砼的粘聚力为，内摩擦角为查表求得系数：，，。根据，，查表得根据，，，查表得。根据,,,查表得。所以时计算的最大主应力为：时破裂面上的有效法应力为：材料的抗剪强度为：式中：材料的粘结力材料的动载粘结力，一般为材料的粘结力的两倍材料的内摩阻角容许剪应力的计算第93页共93页 因为，所以。沥青混合料面层剪切结构强度系数道路分类系数，主干路取校核剪应力＜满足要求。最终确定的路面结构是什么要明确，还有人行道结构等第93页共93页 八、路基设计只有原则，没有具体的路基设计内容么：一般路基、软土路基、浸水路基等等8.1路基设计的一般原则路基设计质量对道路工程性质、质量、造价都有很大的影响。设计可以分为地质、水文、气象、沿线建筑材料、地貌的勘察与调查；确定路基设计控制标高；一般路基设计；边坡稳定性验算；特殊路段路基设计；支撑结构设计；路基排水设计。路基设计的一般原则：1、路基设计应符合公路建设的基本原则和《公路工程技术标准》（JTJ01-97）规定的具体要求。2、路基工程在道路工程费用中所占的比例很大，考虑路基工程的经济性也是很重要的课题。3、路基设计应兼顾当地农田基本建设要求。4、沿河流的路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。5、大填大挖路段，应与桥梁隧道方案做对比分析。6、横坡陡于1：5的坡坡地上的填方路基，应采取适当的技术措施，如将地面挖成台阶等，以防止路基滑动而影响其稳定性。7、在半挖半填的路段，若元地面横坡较陡，填方坡脚伸出很远，施工苦难，且边坡稳定性也比较差时，可以修建护肩路基、砌石路基或挡土墙，甚至半边桥结构等特殊建筑物。8、路基要与路面成为一体，共同承受交通荷载，保证车辆行驶顺利舒适。9、挖方、填方路基与桥梁构造物一样，其设计与施工必须与周围环境相协调，应充分考虑地区特点，有效利用自然地形，减少土石方量；加强园林绿化，改善变化后的地形和景观。8.2边坡稳定性计算路基边坡滑坍是道路上常见的一种现象，它影响到车辆的正常运营和安全，严重甚至造成事故，中断交通。根据力学原理路基边坡滑坍是由于边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。因此，凡是使土体剪应力增加或者抗剪强度降低的因素，都可能引起边坡滑坍。这些因素可以归纳为以下几点：A、边坡土质。B、水的活动。C、边坡的几何形状。D、活荷载增加。E、地震及其他震动荷载。路基高度取8米，路基填土为粉质粘土，土的粘聚力为c=16,计算内摩擦角为，容重。每辆车总荷载为300KN,,横向布置4辆车。（1）将车辆荷载换算成当量土柱第93页共93页 路堤边坡除自重作用以外，同时承受行车荷载作用。在边坡稳定性验算时需要按车辆最不利情况，把车辆荷载换算成当量土柱高，即以相等压力的土层厚度来代替荷载，叫做当量高度，它的计算公式如下：式中：—荷载当量高度，m纵向分布长度（汽车前后轮胎的总距）横向分布车辆轮胎最外缘之间总距横向分布车辆数，N=4车身之间净距，取最小间距车身宽度，则故（2）按4.5H法确定滑动圆心辅助线边坡倾角查得辅助角，根据此此两角分别自坡角和左顶点作直线相交于I点，MI的延长线即为滑动圆心辅助线。（3）最危险滑动圆弧中心在MI的延长线上，此圆弧中心可通过试算确定。即在MI的延长线上选取圆心位置分别为哪几个位置要明确，你计算的是哪个位置要说明进行，计算相应的稳定系数，由此求得最小值。（4）将圆弧范围内的土体分为9段，自坡脚至路基路中线每1.5m一段（5）算出滑动曲线每一段中点与圆心竖线之间的偏角式中：分段中心距圆心竖线的水平距离，圆心竖线左侧为负，右侧为正；滑动曲线半径圆弧条分法验算边坡稳定性图示：第93页共93页 图8.2.1圆弧分条法验算边坡稳定性示意图（6）每一段的滑动曲线近似取直线，将各段图形简化为梯形或三角形，计算其面积，其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内。（7）以路堤纵向长度,计算各分段的重力（8）将每一段的重力化为两个分力a:在滑动曲线法线方向分力：b:在滑动曲线切线方向分力：并分别求出此两者之和。（9）A、算出滑动曲线圆弧长27.49m圆弧法边坡稳定性计算表8.2.1土条号1550.8191520.5735764.4381.95547.0074667.133612430.6819980.73135411.44211.64154.7837144.33813340.5591930.82903816.9312.65259.1986174.83174260.4383710.89879420.9386.65347.5187169.49625180.3090170.95105719.87367.595349.6036113.59316100.1736480.98480817.69327.265322.293156.82897第93页共93页 730.0523360.9986314.41266.585266.219713.951988-4-0.069760.99756410.01185.185184.7339-12.91799-13-0.224950.974375.2597.12594.63569-21.8484∑2025.994705.4074边坡稳定系数K＞1.25,可知此路堤边坡是稳定的。B、算出滑动曲线圆弧长24.66m圆弧法边坡稳定性计算表8.2.2土条号1520.7880110.6156612.648.129.6133237.903322440.6946580.719347.15132.27595.1506791.885943370.6018150.79863610.07186.295148.7818112.11514300.50.86602513.74254.19220.135127.0955240.4067370.91354513.44248.64227.1439101.1316180.3090170.95105712.34228.29217.116770.545497130.2249510.9743710.78199.43194.318644.86199870.1218690.9925468.82163.17161.953819.88542920.0348990.9993916.45119.325119.25234.16438210-6-0.104530.9945224.3780.84580.40212-8.4506∑1493.868601.1371边坡稳定系数K＞1.25,可知此路堤边坡是稳定的。C、算出滑动曲线圆弧长22.78m圆弧法边坡稳定性计算表8.2.3土条号第93页共93页 1530.7986360.6018150.112.0351.2246941.6252232480.7431450.6691313.3561.97541.4693746.05643410.6560590.754717.35135.975102.621689.207634350.5735760.81915210.43192.955158.0595110.67445290.484810.8746211.06204.61178.955999.19696230.3907310.92050510.34191.29176.083474.742967180.3090170.9510579.15169.275160.990152.308858120.2079120.9781487.55139.675136.622829.04007970.1218690.9925465.56102.86102.093312.53548100013.7869.9369.930∑1128.051515.3879边坡稳定系数K＞1.25,可知此路堤边坡是稳定的。D、算出滑动曲线圆弧长19.47m圆弧法边坡稳定性计算表8.2.4土条号1470.7313540.6819980.9417.3911.8599512.718242420.6691310.7431454.6285.4763.5165957.190593370.6018150.7986366.12113.2290.4215168.13754320.5299190.8480486.2114.797.2711260.781745270.453990.8910075.79107.11595.4401648.629196220.3746070.9271844.9691.7685.0783934.37397180.3090170.9510573.7669.5666.1554921.495228120.2079120.9781482.5947.91546.867949.962089∑556.6112313.2885边坡稳定系数K＞1.25,可知此路堤边坡是稳定的。可以做出边坡稳定系数的图形如下：第93页共93页 图8.2.2边坡稳定系数的图形所以，可知此路堤边坡是稳定的。8.3挡土墙设计无论平原地区还是山区公路都有多地段要设挡土墙，挡土墙起到收缩坡脚，防止路基滑动等作用。是否要设置挡土墙应根据工程地质，地形，气候，土地利用等清况。并与移动路线位置方案，开挖和填筑边坡，拆迁其他与路基有干扰的结构物，结合其他处理方案做综合技术对比确定。本次计算及设计采用的是重力式挡土墙。重力式挡土墙用于砌片石，浆砌片石，混凝土及砖等土石圬工建造，由于石料来源丰富，就地取材方便，不须复杂的施工设备和技术，所以普遍使用。重力式挡土墙。衡重式重力挡土墙是依靠衡重台上填土和墙背自重维持稳定，是重力式挡土墙的一种特殊形式，其中直线墙背最简单，直线墙背又可分为仰斜式，俯斜式和竖直式，如墙背多于一个坡度，则有折线墙背和衡重式挡土墙。本次设计采用的是重力式路堑挡土墙，路堑挡土墙可支撑开挖后不稳定的边坡，减少刷方量，降低刷坡高度，墙背为垂直。8.3.1常用设计参数查地质报告G13-G20属于粉质粘土，硬塑状态，属低压缩性土层，工程地质良好。1、土壤地质情况设计的挡墙高度H5.0米内摩擦角（不考虑土的内聚力C）墙背填土的标准容重墙背摩擦角，一般情况下排水良好，石砌墙身时：第93页共93页 挡土墙基底摩擦系数：f=0.3挡土墙的标准容重：粘性土地基，容许承载力：砌体容许压应力为砌体容许剪应力（平缝）；；墙后填土表面为平面（），计算时不考虑行车荷载。2、墙身构造采用浆砌块石重力式挡土墙，墙高H=5m，墙背垂直，墙身分段长10米。8.3.2设计内容及依据1、挡土墙计算的任务：（1）、确定墙型方案。（2）、根据初步设计和勘测资料确定细部尺寸（如基础，墙面，墙背倾斜角等），并进行土压力计算和稳定性验算。（3）、设计出平面，纵断面，横断面图及局部大样图。（4）、工程数量（5）、设计说明及施工要求。本次设计采用的是重力式路堑挡土墙，路堑挡土墙可支撑开挖后不稳定的边坡，减少刷方量，降低刷坡高度，墙背为垂直。挡土墙示意图如下：第93页共93页 挡土墙示意图8.3.2.1（尺寸单位：米）2、挡土墙计算计算简图如下：挡土墙计算简图8.3.2.2（1）破裂角（2）主动土压力计算主动土压力系数计算公式如下：式中：——主动土压力系数；——填土的内摩擦角；——墙背与填土间的摩擦角。则：第93页共93页 主动土压力计算公式如下：式中：——主动土压力,；——墙后填土的标准容重，；——挡土墙高度，m；——主动土压力系数。则主动土压力则主动土压力的水平和垂直分力分别为：式中：——为主动土压力的水平分力，——为主动土压力的垂直分力，土压力的作用点：，——主动土压力作用点到墙趾的垂直距离；——主动土压力作用点道墙趾的水平距离。（3）挡土墙自重计算将挡土墙划分为一个三角形和两个矩形，如下图：第93页共93页 图8.3.2.3（尺寸单位：米）计算每延米挡土墙各分块自重：式中：,,——每延米挡土墙各分块自重,,——,,的重心到墙趾的水平距离。（4）挡土墙稳定性验算（a）、抗滑稳定性验算抗滑稳定性系数为：式中：——挡土墙自重；，——墙背主动土压力的水平与垂直分力；——挡土墙基地摩阻系数，——容许抗滑稳定系数，第93页共93页 则因此抗滑稳定性无法满足要求。采用换土的办法，以增加墙底与地基之间的摩阻系数。换填硬质岩石，摩阻系数，则换填硬质岩石后，抗滑稳定性可以满足要求。（b）抗倾覆稳定性的验算：式中：——容许抗倾覆稳定系数，则因此，抗倾覆稳定性可以满足要求。（5）基底应力计算作用于基底合力的偏心距为：式中：——作用于基底合力的法向分力；——对墙趾的力臂；——基底宽度；则:第93页共93页 ＜m当e＞时，其中：——基底边缘最大，最小压应力设计值，。则所以地基压应力可以满足承载要求。（6）墙身截面法向应力验算及剪应力验算（a）选取挡土墙高度一半处的截面为截面1-1图8.3.2.4挡土墙计算图(尺寸单位：米)第93页共93页 式中：——1-1截面以上挡土墙自重；——1-1截面以上挡土主动土压力的水平分力；——1-1截面以上挡土墙主动土压力的垂直分力；——1-1截面以上挡土墙重心到墙趾的水平距离。土压力的作用点：，式中：——为1-1截面以上挡土墙主动土压力作用点到墙趾的垂直距离；——为1-1截面以上挡土墙主动土压力作用点到墙趾的水平距离。则1-1截面以上挡土墙自重和主动土压力合力作用的作用点到墙趾的水平距离为：挡土墙在1-1截面处的正应力为：所以正应力满足要求。挡土墙在1-1截面处的剪应力为：第93页共93页 所以剪应力满足要求。（b）选取墙趾处截面为2-2截面，如下图HH12B122GaGbBH图8.3.2.5挡土墙计算图（尺寸单位：米）式中：——2-2截面以上挡土墙自重；——2-2截面以上挡土主动土压力的水平分力；——2-2截面以上挡土墙主动土压力的垂直分力；第93页共93页 ——2-2截面以上挡土墙重心到墙趾的水平距离。土压力的作用点：，式中：——为2-2截面以上挡土墙主动土压力作用点到墙趾的垂直距离；——为2-2截面以上挡土墙主动土压力作用点到墙趾的水平距离。则2-2截面以上挡土墙自重和主动土压力合力作用的作用点到墙趾的水平距离为：挡土墙在2-2截面处的正应力为：所以正应力满足要求。挡土墙在2-2截面处的剪应力为：所以剪应力满足要求。8.3.3挡土墙设计尺寸挡墙选用上顶面0.8米，下底面2.2米，高5米浆砌块石重力式路堑挡土墙。如挖方高度在3米，4米时挡墙尺寸详见下表挡土墙尺寸表8.3.1墙高（米）墙顶高度（米）墙趾宽度（米）墙趾高度（米）墙底宽度（米）30.60.20.41.340.70.20.41.78.3.4施工注意事项挡土墙的基础应埋置足够的深度，一般至少要埋置0.5米深。墙背填土应分层夯实，一般选用当地的土和夯实，并符合路基压实度的规范。第93页共93页 挡土墙应注意选择填料并采取排水等措施，以减少墙身承受的侧压力，避免地基承载力。但因自身不透水，为排除墙后土体内积水应设置泻水孔。孔距2-3米，交错排列，孔径10cm*10cm。为保证顺利泻水和避免水流倒灌，泻水孔应向外倾斜，最下一排的出口底部应高与地面0.3米，为防止填料内细颗粒材料的流失而阻塞孔道，泻水孔的进水处应设置反滤层，下排进水口的底部应铺设30厘米厚的粘土隔水层，以防止水分进入地基。为防止地基不均匀沉降对挡墙的破坏，温度变化的破坏。应设置沉降缝和伸缩缝。缝宽为2厘米，每隔10-15米设置一道，缝中塞沥青嘛丝或以沥青的模板沿内，外，顶三方填塞，填塞深度不宜小于2.0米。挡土墙墙身选用Mu30浆砌块石，块石的宽度为45cm，长度为60cm，厚度为30cm，用M10水泥砂浆砌筑。砌体的抗压极限强度为5.3Mpa。外露面采用M10水泥沙浆勾平缝，挡土墙顶20cm范围内采用1：2.5的水泥沙浆抹面，厚度为2cm。8.4道路土石方量的计算路基土石方量计算工作量比较的，加上路基填挖变化的不规则性，要精确计算涂饰方量体积是十分困难的事情。在工程上通常采用近似计算。即假定相邻断面间为一棱柱体，其体积的计算公式为：其中：、——相邻两个断面的挖方（或填方）的面积；L——相邻两个断面的桩距。计算结果如下表所示：表8.4.1路基土石方数量计算表桩号（里程）相邻两断面桩距（m）挖方面积（平方米）填方面积（平方米）挖填方量（立方米）挖填K0+00050129.6618.124791453K0+05061.980502237.523K0+10027.520.92504460.523K0+150150.90253166.25968K0+175102.477.4433．972235.9051442.02K0+208.9729.247.4641．03599.85862049.86K0+250092.465003836K0+300060.98第93页共93页 501859.51571K0+35074.381.8636．381352.97233.8334K0+386.380028．623673.2490K0+415186.740354498.9224K0+45070.3412.8405716.8280K0+490215.51.2394420.261530.36K0+52911.1877.2821164.851109.85K0+5504.5228.4228303.521038.8K0+57817.1645.7830406.81983.6K0+6089.9686.46201720.4864.6K0+628162.080173018.180K0+6451930325956.160K0+677179.260332957.796197.73K0+7100375.6210529.82322.8K0+720105.9688.94303137.11334.1K0+750103.180506909.50K0+800173.20345209.141621.12K0+834133.2295.3626．744636.449127.963K0+860.74213.56026．263956.594198.526K0+88787.7815.1213786.11927.81K0+90033.16127.624．5199.665399.015第93页共93页 K0+904.555.5849.7237．53611.25932.25K0+942137.020283398.640K0+970105.740302231.461.5K1+00043.024.124697.44953.52K1+02415.175.3631397.737525.87K1+05510.56410.1834958.467778.86K1+08945.8247.4312366.23817.16K1+120106.845.3211138629.26K1+131145.160232377.28549.7K1+15461.5647.812419.41517.16K1+1668.34205.06342995.743489.02K1+200167.88031．42979.86218.23K1+231.421.9213.98．6275.673456.574K1+24042.1992.2810323.45732.3K1+25022.554.18507141778.5K1+3006.0616.969．5106.59150.29K1+309.516.3814.68总计3487.552250.78103142.958694.198.5路基与路面排水及防护1、路面排水：第93页共93页 设计道路的两侧设置雨水口，雨水在雨水口汇集后，流入雨水管道，再排到道路两侧的农田或是边沟里。雨水口的设置位置，根据路面结构的类型、道路纵坡、沿路建筑与排水情况以及汇水面积所形成的流量及进水口的泄水能力而定。雨水口间距一般为30米设置一个。雨水口具体设置位置及尺寸详见平、纵断面设计。2、路基排水：路基排水本着区别情况、因地制宜的原则，并结合环境保护和当地农田水利规划设置必备的涵洞等路基排水系统，使其网络化、系统化，在尽量不影响原有的排水系统或降低其使用功能的前提下，确保路堤有足够的强度和稳定性，通过道路的横纵坡排除路面上的水。8.6浸水护坡设计沿河的路基，受河流的变迁及冲刷的威胁，尤其道路每年的洪水涨水季节，由于水流对路基的冲刷乃至冲毁，给生命财产及行车安全造成了巨大的危害，所以根据河流特性、水流性质、坡面防护等情况进行浸水护坡的设计。我国目前采用的路基边坡和河岸的直接防护措施有植物防护、干砌片石护坡、浆砌片石护坡、混凝土护坡、石笼、大型砌块和浸水挡墙等。而我在此次设计中采用的是浆砌片石护坡，Mu20浆砌片石30cm，砂浆层10cm。浸水护坡大样图详见施工图。九、道路路拱设计第93页共93页 拟建道路的红线宽度为33米，在这次设计中，我采取的是改进的三次抛物线线型路拱。它的计算公式为：其计算简图如下:图9.1第93页共93页 第93页共93页 十、道路附属工程10.1道路交通标志和标线设计10.1.1道路交通标志一般规定（1）道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息，用于管理交通的设施。（2）道路交通标志的形状、图案、尺寸、设置、构造、反光和照明以及制作，必须按本标准规定执行。（3）道路交通标志的颜色范围，按GB/T8416的有关规定执行。（4）道路交通标志的文字应书写规范、正确、工整。根据需要，可并用汉字和其他文字，当标志上采用中英文两种文字时，地名用汉语拼音，专用名词用英文。（5）道路交通标志的边框外缘，应有衬底色。衬底色规定为：警告标志黄色，禁令标志白色，指示标志蓝色，高速公路、城市快速路的指路标志绿色，其他的指路标志蓝色。10.1.2交通标志分类交通标志分为主标志和辅助标志两大类。（1）主标志a.警告标志：警告车辆、行人注意危险地点的标志。b.禁令标志：禁止或限制车辆、行人交通行为的标志。c.指示标志：指示车辆、行人行进方向的标志。d.指路标志：传递道路方向、地点、距离信息的标志。e.旅游区标志：提供旅游景点方向、距离的标志。f.道路施工安全标志：通告道路施工区通行的标志。（2）辅助标志附设在主标志下，起辅助说明作用的标志。10.1.3警告标志（1）警告标志的颜色为黄底、黑边、黑图案。（2）警告标志的形状为等腰三角形，顶角朝上。（3）警告标志的边长、边宽的最小植根据道路计算行车速度选取。10.1.4禁令标志（1）禁令标志的颜色，除个别标志外，为白底，红圈，红杠，黑图案。图案压杠。（2）禁令标志的形状为圆形、八角形、顶角向下的等边三角形。10.1.5指示标志（1）指示标志的颜色为蓝底、白图案。（2）指示标志的形状分为圆形、长方形和正方形。（3）指示标志的各部尺寸的最小值根据道路计算的行车速度选取。第93页共93页 10.1.6指路标志（1）一般规定a.指路标志的颜色，一般为蓝底白图案，高速公路为绿底白图案。b.指路标志的形状，除地点识别标志、里程碑、分合流标志外，为长方形和正方形。指路标志的汉字采用标准黑体（简体）。汉字高度应符合规定，字宽与字高相等。10.2港湾式停靠站设计城市道路公交客车停靠站,在设计车速比较高的路段,公交客车减速停靠站加速出站时。为了不影响路段上其它车辆的行驶以及使乘客上下车安全，常设计为港湾式停靠站。港湾式停靠站可以分布在机动车道与非机动车道分隔带上，但是我所设计的是机非混行的样式路面，所以港湾式停靠站设计在非机动与人行道的分隔带上，在此设计中港湾式停靠站的具体位置由公交公司提供。减速带和加速带的长度在充分满足规范的前提下又考虑到经济因素等各种综合条件，减速带选取为30米，加速带选取为45米，站台长度为20米，站台宽度为1.0。站台铺装于人行道结构一致，港湾式停靠站站点路面结构同机动车道一致，坡度同机动车道纵坡，横坡坡度一致，雨水口根据具体情况增设。港湾式停靠站示意图10.110.3环境保护城市道路环境问题越来越为人们所关注，现代化公路工程除要求快速、舒畅、安全驾驶的优美标准线形环境外，要求严格执行我国的“以防为主，防治结合，全面规划，合理布局，综合治理”的环境保护方针。为此，我们特别注意解决城市道路修筑过程和建成运营后对沿线自然生态和人类活动的比例影响。下面就以一下几个方面解决环境保护问题。第93页共93页 1、公路视觉问题由于公路本身与周围环境队司机视觉得不利影响，造成司机心理和生理变化，从而引起视觉环境问题。为尽可能解决这个问题，给司机提供良好得行驶条件，根据地形条件，尽可能采取半径曲线连接直线，做好平纵横三维空间的线形。尽力使平竖曲线相结合，保证竖曲线大小得平衡。2、城市道路引起得环境问题道路建设将对自然景观造成不良影响。为将这种不利影响降低到最低程度或变害为利，使其与自然景观达到最大程度得协调，将其工程、经济、环保三者融为一体，综合研究，在定线过程中，反复比较，选用弯曲得平面线形，低缓得纵坡，使公路线形更好的与线形、地貌相吻合。采用将浆砌片石护坡等对路基边坡进行防护，在有条件的路段进行植树，从而防止了边坡失稳、水土流失带来的公害，美化了路基，改善了自然条件。在本路段内，对于挖方路段，我们设计中能纵向调运利用的尽量多余的废方运到指定的地点，不得在沿线乱堆乱放，取土坑设置和农田水利相结合，完善了水利设施，而且筑路材料尽量利用工业废料，缓解工业废料堆环境的污染。3、城市道路的绿化道路绿化失美化路容、保护沿线环境的重要手段。沿线气候温和，水源丰富，有着优越的绿化条件，所以在道路范围内尽可能的进行绿化布置。在城市道路设计中，我们将工程、环境融为一体，综合研究，慎重对待，分别采取了一些相应的环保措施，从而提高了道路设计质量。第93页共93页 十一、筑路材料11.1原材料1、沥青应采用重交通的石油沥青，集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，应具有足够的强度，耐磨耗性，细集料可采用天然砂，机制砂及石膏，具有适当的颗粒组成，填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性等憎水性石料经细磨得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应清除，质量符合《沥青路面施工技术规范》附录C标C.88～C.0.12的相关要求。沥青混凝土混合料上下面层均采用Ⅰ型密级配沥青混凝土混合料。2、碎石应质地坚硬，并符合规定级配，最大粒径≯40mm,压碎值≯26%。3、混凝土搅拌和养护用水应清洁，宜采用饮用水。4、石灰应采用Ⅲ以上的生石灰或消石灰，注意储存时间不宜过长，并应继续有效CaO、MgO含量的试验，达到Ⅲ级石灰要求时才能使用。11.2混合料1、水泥稳定碎石基层应采用骨架密实型混合料。2、水泥粗粒土（颗粒最大粒径小于50毫米且其中小于40毫米的颗粒含量不少于85%），中粒土（颗粒最大粒径小于39毫米且其中小于20毫米的颗粒含量不少于85%）。3、水泥碎石按重击实标准压实度为97%，二灰垫层压实度为90%。4、二灰混合料7d浸水养护抗压强度≥0.8Mpa。5、施工时基层两侧各宽出面层25cm，垫层两侧各宽出基层25cm，路床两侧各宽出基层50cm。11.3沥青材料沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等。各类沥青路面所用的沥青材料的标号，应根据路面的类型、施工条件、地区气候条件、施工季节和矿料性质于尺寸等因素而定。煤沥青不宜作沥青面层用，一般仅作为透层沥青使用。选用乳化沥青时，对于酸性石料、潮湿得石料、以及低温季节施工宜选用阴离子乳化沥青。对热拌热铺沥青路面，由于沥青材料和矿物需加热拌合，并在热态下铺压，故可采用稠度较高得沥青材料。而热板冷铺类沥青路面，所用沥青材料的稠度可较低。对浇贯类沥青路面，若采用的沥青材料过稠，难以贯入碎石中，过稀又易流入路面底部。因此，这类路面应采用中度稠度的沥青材料。当地气候寒冷，施工气温较低，矿料得温度散失较慢，则可用稠度较高得沥青材料。对于路拌类沥青路面，一般采用稠度较低的沥青材料。11.4粗集料沥青路面所用得粗集料由碎石、破碎砾石、矿渣等。第93页共93页 碎石系有各种坚硬岩石轧制而成。沥青路面所用得碎石应具有足够得强度和耐磨性能，根据路面的类型和使用条件选用石料的等级。各种沥青路面对石料等级的要求列于下表：表11.4.1石料等级要求指标高速公路、一级公路石料压碎值不大于（%）28洛杉矶磨耗损失不大于（%）30视密度不小于（%）2.50吸水率不大于（%）2.0对沥青得黏附性不小于4级坚固性不大于（%）12细长扁平颗粒含量不大于（%）15水洗法（0.075mm颗粒含量不大于（%））1软石含量不大于（%）5石料光磨值不小于（BPN）42石料冲击值不小于（%）28拌合的沥青混合料路表面层拌合的沥青混合料路面中下面层贯入式路面9050——碎石应是均质、洁净、坚硬、无风化的、并应不含过量（00.075mm的颗粒（不大于2%）），吸水率不大于2%～3%。颗粒形状接近立方体并有多棱角，细长或扁平的颗粒（长边与短边或长边与厚度比不小于3）含量应小于15%，压碎值应不大于20%～30%。碎石与沥青材料的黏附性大小，对沥青混合料的强度和耐久性有极大的影响，应优先选用同沥青材料有良好粘附性的碱性碎石，碎石与沥青材料的黏附性用水碎煮法测定时，一般公路不小于三级，高等级公路不小于四级。路面抗滑表层粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。用于高速公路、一级公路沥青路面表面层及各类抗滑表层的粗集料应符合规定的石料，用于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路时，一是用针入度较小的沥青，必要时可在沥青中掺入抗剥离剂，或用干燥得磨细消石灰或是生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿物总量的1%～2%，将粗集料用石灰浆处理后使用也可以有效的提高石料与沥青之间的粘结力。11.5细集料粗细集料通常以2.36mm作为分界，沥青面层的细集料可采用天然砂、机制砂及石硝。下表是沥青面层用天然砂第93页共93页 规格。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒组成。熱拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或机制砂，在缺失地区也可以用石硝。但由于一般情况下石硝的含泥量高，强度不高，因此用于高速公路、一级公路沥青混凝土面层及抗滑表层的石硝用量不宜超过天然砂及机制砂的用量。细集料应与沥青有良好的粘结能力，与沥青粘结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸性石料破碎的机制砂或石硝不宜高于高速公路、一级公路沥青面层。必须使用时，应用抗剥落措施。表11.5.1沥青面层用天然砂规格方孔筛（mm）圆孔筛（mm）通过各筛孔的质量粗砂中砂细砂9.5101001001004.75590-10090-10090-1002.362.565-9575-10085-1001.181.235-6550-9075-1000.60.615-2930-5960-840.30.35-208-3015-450.150.150-100-100-50.0750.0750-50-50-5细度模数3.7-3.13.0-2.32.2-1.611.6填料沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净、其质量应符合下表的要求。当采用水泥、石灰、粉煤灰做填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。表11.6.1沥青面层用矿粉质量技术要求指标高速公路、一级公路视密度不小于（%）2.50含水量不大于（%）1粒度范围（0.6mm（%））（0.15mm(%)）(0.075(%))10090-10075-100外观无团粒亲水系数＜1第93页共93页 十二、施工组织计划本线路各项工作及工程项目的工期计划安排如下：1、准备工作准备工作包括施工图设计及施工准备工作。（1）、施工图设计（2）、施工准备包括恢复路线、临时工程、平整场地等。恢复路线：推荐采用红外线测距仪的“极坐标放线法”，利用设计提供的“控制点表”、“直线”、“曲线转角表”进行放线，并用经纬仪以常规方法进行核对，确认无误后方可进行下一步工作。临时工作：主要完成便道、临时工程、临时电力、电讯路线以及生产、生活用水水池、水管等。平整场地：主要进行平整场地、砍树挖根、除草、挖出淤泥回填、碾压等工作。1、材料的开采和运输沿线天然筑路材料需要从设计所提供的场地购买，土料场可采取自取运输方式，其余各种筑路材料的品种、规格、质量等应符合要求。2、路基工程（1）、土石方工程路基施工应严格要求按照规范设计要求，尤其要加强分层检验，确保填土压实。（2）、防护工程路基防护工程主要是石料等准备及浆砌工程，可与路基工程结合安排穿插在土石方工程中进行。（3）、排水工程本段路基工程主要有雨水口等项目组成，应与路基工程一期进行，尽量在旱季分段完成，等在雨季钱基本完成路基排水系统。3、路面工程路面工程开工前，先要检验路基修筑质量（包括标高、压实度等），确认合格后方可进行本项目施工。4、交叉工程施工时注意配合主线路基路面施工为宜，同时方便沿线人民生产生活需要，施工中建议采用相应措施，确保不中断交通。5、沿线设施及其他工程包括有线路设施、环境绿化。6、其他所编制的工期计划可以结合施工单位自身的条件作为参考。第93页共93页 十三、工程预算13.1工程概况拟建的经五路为城市次干道，路基宽度为33米，道路板块为一块板形式，行车道宽度为：机动车道（含非机动车道）宽度=（3.75m+3.5m+3×1m/条+0.25m）=21m(0.25m为自行车两侧的安全距离)，人行道宽度为6×2=12米，路线总长为1309.5米，起点桩号为K0+000，终点桩号为K1+309.5。全线挖方103142.9立方米，填方58694.19立方米。行车道采用沥青混凝土路面结构，平面转弯一处。13.2编制依据13.2.1定额、指标的采用（1）《市政工程可行性研究投资估算编制方法》（2）《全国市政工程投资估算指标》（3）《全国统一市政工程预算定额安徽省估价表》及相应的费用定额。13.2.2相关费用（1）建筑安装工程费（2）工程建筑其他费用（3）预留费用，基本预留费5.0%13.3经五路工程施工图预算表13.1机械土石方预算表经五路道路工程预算表序号定额编号项目名称单位工程量单价（元）合价（元）一、机械土石方11—237挖掘机挖土方1000m392.833710．34344430.8621—338挖掘机挖淤泥1000m30.5617390．524140.0831—259装载机装淤泥1000m30.5611421．01797.1941—274汽车外运淤泥和杂填土1000m31.2113340.3616141.8451—274换汽车外运土方1000m343.1219240.36829644.3261—362黄土分层回填碾压1000m258.693430.02201317.877小计1396472.168（一）直接工程费1564531.969A基价1396472.1610B流动施工津贴工日32903.51151511C其它直接费2.07%28906.9712D现场经费5.15%71918.3213（二）间接费3.99%55719.24第93页共93页 14（三）利润7%97753.0515（四）定额测定编制费0.124%17316.2616（五）税金3.413%47661.617（六）总价1782982.11表13.2人工土石方预算表经五路道路工程预算表序号定额编号项目名称单位工程量单价（元）合价（元）二、人工土石方11—50人工挖淤泥100m30.982594．082542.2021—51人工运淤泥20m100m30.98802．85786.7931—52*3人工运淤泥增运100m30.98776．24760.7241—2人工挖土100m3103.14843．9387042.9451—43人工运土100m3103.14573．6559166.2661—44*4人工运土100m3103.14820．6884644.947小计元234943.858（一）直接工程费302577.979A基价234943.8510B流动施工津贴工日51203.51792011C其它直接费8.37%元19664.812D现场经费12.79%元30049.3213（二）间接费13.39%元31458.9814（三）利润7.0%元16446.0715（四）定额测定编制费0.124%元291.3316（五）税金3.413%元8018.6317（六）总价元358792.98表13.3道路工程预算表经五路道路工程预算表序号定额编号项目名称单位工程量单价（元）合价（元）三、道路工程11—696浆砌片石护坡30cm10m330.11659.0649937.7121—718浆砌片石面勾凸缝100m27.21556.374011.4331—510草袋围堰1000m30.178530.851450.2541—683护坡砂垫层10m39.01875.747890.42第93页共93页 52—1路床碾压100m227545112402562—2人行道整形碾压100m2157.14135.324089.5692—269中粒式沥青砼（6cm）100m2275158.7943667.25102—285细粒式沥青砼（4cm）100m2275310.145277.5112—7630cm水泥稳定碎石100m22755000.541375148.5133—5736cm面包砖100m2104.132099.36218606.36142—653cm黄沙垫层100m2104.13835.7187022.48152—16220cm二灰碎石100m227541671145925162—334800×300×120砼平石100m222.8217.274953.76小计3082067.51（一）直接工程费元3374911.18A基价3082067.51B流动施工津贴工日45903.516065C其它直接费2.95%元90921D现场经费6.03%元185848.67（二）间接费3.79%元116810.36（三）利润7.0%元215744.73（四）定额测定编制费0.124%元3821.76（五）税金3.413%元105190.96（六）总价元3816478.99表13.4道路工程预算表经五路道路工程预算表序号项目名称单位合价1机械土石方预算元1782982.112人工土石方预算元358792.983道路工程预算元3816478.994总计元5958254.08总结第93页共93页 道路是交通运输的枢纽，是一个城市经济腾飞的关键。在城市交通基础设施建设方面，各个大中城市的建设都把城市道路的建设放在重要地位。城市交通的立体化和智能化都需要投入更多的智慧和设计构思，运用更多的高新技术和专业知识，这就需要我们在道路工程这方面上获得更多的专业知识和一定的实践能力。通过这次毕业设计的锻炼，我们对平时在课本上学习的零碎知识点有了一点整体的概念，了解和道路施工设计的一般步骤，知道了设计时需要注意的环节，对一些初次遇到的问题知道了怎么样来处理，可以通过哪些途径来获取设计中需要的知识，使我们对道路设计产生了很大的兴趣，不像以前有害怕的感觉，对设计的过程有了比较整体的认识，对于我们以后从事这方面设计提供了很好的锻炼平台。由于这次毕业设计的时间太短，我们只是对道路的平、纵、横及附属结构进行了设计，以满足道路建设的需求。但许多需要通过实验确定的数据都是直接从规范或根据经验数值选用的，这就造成了设计的片面性和不准确性，因此在以后的实际工作中还有许多课题有待进一步研究。致谢第93页共93页 参考文献〔1〕第93页共93页 徐家钰、郭忠印，土木工程专业毕业设计指南（道路工程分册），2000年；〔2〕“路线”（公路设计手册）1995人民交通出版社；〔3〕“路基”（公路设计手册）1996人民交通出版社；〔4〕“路面”（公路设计手册，第二版）1999人民交通出版社；〔5〕“公路几何设计”（美）（AASHO）1980人民交通出版社，中译本；〔6〕“公路线形设计”（日）大嚎眭美著1991人民交通出版社，中译本；〔7〕《道路路线设计》张廷楷等著，同济大学出版社，1990；〔8〕“公路勘测设计”张雨化主编，人民交通出版社，1986年；〔9〕“高速公路”张廷楷主编，1990年，人民交通出版社；〔10〕“高速公路线形设计”成从修编著，1982年，人民交通出版社；〔11〕“公路曲线测设用表”人民交通出版社；〔12〕“竖曲线测设用表”人民交通出版社；〔13〕“道路工程经济与管理”严作人、孙立军编著，同济大学出版社；〔14〕“道路工程”徐家钰，程家驹等编著1995年，同济大学出版社；〔15〕公路工程概预算定额人民交通出版社1992年；〔16〕公路基本建设工程概、预算编制办法1992年，人民交通出版社；〔17〕HandbookofHighwayEngineeringVanNostrangReinhold,1993第93页共93页 规范与标准1JTJ001-97《公路工程技术标准》2JTJ003-86《公路自然区划标准》3JTJ011-94《公路路线设计规范》4JTJ012-94《公路水泥混凝土路面设计规范》5JTJ014-97《公路沥青路面设计规范》6JTJ017-96《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》7JTJ031-95《公路路基设计规范》8CJJ37-90《城市道路设计规范》9JTJ004-89《公路工程抗震设计规范》10JTJ018-97《公路排水设计规范》11JTJ/T006-98《公路环境保护设计规范》12JTJ005-96《公路建设项目环境影响技术评价规范》13JTJ021-89《公路桥涵设计通用规范》14GBJ124-88《道路工程术语标准》15GBJ50162-92《道路工程制图标准》16GB/T50283-1999《公路工程结构可靠度设计统一标准》17GB/T5768-1999《道路交通标志与标线》第93页共93页 英文翻译原文：ABSTRACTThispaperdiscussestheimplementationofsemi-permanent,high-mastpole-mountedlightingfornighttimeroadworkconstructionandmaintenancebasedonaninstallationalongInterstate90inAlbany,NewYork.Thehigh-mastlightingsystemmetstatelightingperformancespecifications.Therewerenorecordedaccidentsatthesiteduringtheconstructionperiod.Althoughthisislargelyattributabletoroadwayclosuresallowedduringpartoftheproject,theconsensusofthecontractorandtransportationagencyisthatthelightingcontributedatleastinparttoanincreaseinsafety.Thecostofthehigh-mastlightingsystemwasapproximately16%higherthantheestimatedcostoftheportablelighttowers.Despitethehigherestimatedcostofthehigh-mastlightingsystem,theeconomicandsocietalbenefitsappearconsiderableinthisparticularlocation,namelyanurban,heavilytraveledthroughway.Inparticular,thislightingapproachprobablyallowedthedurationoftheconstructionperiodtobeshortened,leadingtoareductioninworkeranddriverriskexposuresandtoareductionintrafficdelaysformotorists.Anapproachtoidentifyingprojectswherethislightingtechniquemightbewarrantedispresented.INTRODUCTIONSemi-permanent,high-mast(70ft.)pole-mountedfixtureswereusedbyaconstructioncontractorhiredbytheNewYorkStateDepartmentofTransportation(NYSDOT)toilluminatenighttimeroadworkconstructionandmaintenancealongathree-milestretchofInterstate90(I-90)inAlbany,N.Y.,asanalternativetothemorecommonportablelighttowers(1).Thehigh-mastlightingwasinstalledpriortoconstructionworkandremovedaftertheconstructionprojectwascompleted,aboutsevenmonthslater.Freyssinieretal.(2)documentedthehigh-mastlightingsystemanditsperformanceintermsofphotometricperformance,visibilityandglare.Thehigh-mastlightingsystemwasfoundtohaveperformedwellandasintended.Theinstallationprovidedalevelofilluminationsufficientforperformingthemaintenanceandconstructionactivitiesatthesite(3),withlesspronouncedshadowsandrelativelylowglare.Thepurposeofthepresentpaperistodiscussapproachestoidentifyingifandwhenthislightingapproachcanbeappropriateforahighwayconstructionproject.Issuesregardingsafety,economicsandenvironmentalimpactsarediscussed,andanapproachtowarrantingsemi-permanent,high-mastnighttimeconstructionlightingisoffered.Todecideifandwhensemi-permanenthigh-mastlightingisfeasibleforhighwayconstructionwork,onemustconsidersafety,economicsand第93页共93页 environmentalimpacts.Theseissuesarediscussed,inturn,inthefollowingsections.SAFETYCrashRiskFactorWhenthecontractorhiredbyNYSDOTtoperformroadworkalongI-90proposedusingsemi-permanent,high-maslightingfornighttimeconstructionwork,safetyengineersanalyzedtheproposalagainsttheconcernthatmost(aboutwo-thirds)oftheproposedhighmastswouldbelocatedwithinthe30ftclearzonedesiredforthishighway.Theclearzoneisdefined(4)astheareaoutsidethepavedroadwayareawhereavehiclecouldsafelytravelifitlefttheroad.Acknowledgingthatportablelightingfornighttimeroadwayconstructionworkisnearlyalwayslocatedwithintheclearzoneandinfactoftenclosertodrivers,NYSDOTengineersconcludedthathigh-mastlightingprobablyhadalowerriskfactorthanportablelighttowers,andauthorizedthecontractortoproceedwiththeinstallationandroadwork,basedonthefollowingreasons:Whileinuse,portablelightplantsarealmostalwayslocatedinsidetheclearzone.Aboutonethirdofthe108high-mastpolesproposedcouldbelocatedoutsidetheclearzonewithoutcompromisinglightingquality.Thelowernumberofpolesintheclearzone,comparedtothenumberofconventional,portableunitsneededtoilluminateaportionofthehighway,wasthoughttoweighagainsttheaddedriskofdrivers!ˉconstantexposuretosemi-permanentpolesduringbothdaytimeandnighttime.Howeveradditionalsafetyfeatureswererecommended,suchastrafficbarriers,guardsandcrashcushions.High-mastpolesavoidthehigh-riskexposureofworkerseverynightduringsetupandremovaloftheconventionalportablelightunits.IntheI-90project,itwasestimatedthatatleast8250worker-hoursofhigh-exposurewouldbeeliminated.Timesavingsinthemobilizationofportablelightsmeantnightconstructioncouldbecompletedin222daysratherthan275,reducingtheworktooneconstructionseason.NYSDOT!ˉsauthorizationwasconditionedontremovalofthehigh-mastpolesbywintershutdown,regardlessofthecontractor!ˉsworkaccomplishments.WorkerSafetyImplicationsWhiletheconventionallighttowersareextremelyusefulbecauseoftheirportablenature,thereareanumberofknownissuesregardingthedifficultyoftheirinstallation,operation,andmaintenance.First,therearealargenumberofwarningsassociatedwithmostproducts(duringsetup,operation,maintenance,stowing,andtransportation).Second,thetwomainrisksassociatedwiththeuseofportablelighttowersaretheinteractionofworkerswithtrafficduringsetupandremovalwhenbothconditionsrepresentahighriskofcollisionbetweenworkersanddrivers,第93页共93页 andthesetupoflighttowersnearpowerlines.Althoughtherearenopublishedstatistics,itisreasonabletobelievethatcrewsareatincreasedriskofinjuryorfatalitywhenraisingamastnearpowerlines.Itfollowsthatbyhavingasemi-permanentlightinginstallation,muchoftheriskmentionedwouldnotbepresent.TABLE1EstimatedOperationalCostofPortableLightTowerInstallationEstimatednumberofportablelighttowersrequired120*DailysetupandremovalcostNumberofcrewmembersinchargeofsetupandremoval10Estimatednumberofhourstosetupandremovelighttowers,pernight3Totalworkerhourspernight30Estimatedcostperhour(baserate+benefits+overhead&profit)$40Totalsetupandremovalcostpernight$1,200DailyoperationalcostHourlyoperationalcostperlighttower(fuel,oil,regularmaintenance,etc.)$3.60Estimateddailycostperlighttower(@6hourspernight)$21.60Dailyrentalcost(@$990permonthrent)$33Totaloperationalcostpernight(assumingcontractorowns100towersandrents20)$3,252Totalcostpernight(setup,removal,andoperation)$4,452Estimateddurationofprojectindays275**Totalcosttoprovidelightingwith120portablelighttowers$1,224,300120towersisestimatedtoberequiredtoilluminateasufficientportionoftheworkzoneatonetime.Thedurationwasestimatedtobe40daysshorterusingthehigh-mastsystem.Anotherpotentialsafetybenefitofhigh-mastlightingthatcouldnotbequantifiedpreciselywasthefactthatwarningsigns,signals,andothermaterialsforguidingtrafficthroughtheworkzonecouldbesetupeachnightunderlightedconditions.Incomparison,suchwarningsaretypicallysetupbyworkersinadvanceofhavingtheconventionallighttowersoperational.TheEnvironmentalProtectionAgencyrecommendsamaximumnoiselevelof75dBAinworkenvironmentsforhearingconservation(5).Thoughthegeneratorsthatpowermostofthecommerciallighttowerstypicallyhaveanoiselevelratingof71dBA,thelargenumberoflighttowers(eachwithitsowngenerator)andtheirrelativelyclosespacing(typicallyabout100ftbetweenunits)cancausenoisetoadduptolevelsthatcould第93页共93页 bemorethanthemaximumrecommended.Duringthisproject,fivelargegeneratorspoweredtheentirehigh-mastlightinginstallation;eachgeneratorwaslocatedasfarfromtheworkareaaspossible.Eachofthesegeneratorswasratedat71dBA,dramaticallyreducingnoiselevelsthroughoutthesite.Workersofthisprojectcommentedthatthenoisereductionenabledthemtohearvehiclesapproaching,againgreatlydecreasingtheirriskofinjurybyamovingvehicleormachine.Finally,byusinghigh-mastlightingwithremotelylocatedgenerators,workerswerenotasexposedtothefumesandharmfulpollutantsthatresultfromthegeneratorsadjacenttoeachportablelighttowerandthatmightcauseheadaches,fatigue,andpotentialheartproblems(6).ECONOMICANALYSISTables1and2summarizetheeconomicsofalightingsystemusingtheportabletowersandthehigh-mastsystem.Despitethehigherestimatedcost(approximately16%higher)ofthehigh-mastsystemasoutlinedinthesetwotables,therewereseveralpositiveeconomicimplicationsthatresultedfromtheuseofhigh-mastlighting.Onesignificantbenefitwasthetimesavedeverydayfromnothavingtosetupandremovetheportablelighttowers.Thistimecouldbeusedperformingthecontractedconstructionworkratherthansettinguplightingequipment,probablycontributingtotheaheadofschedulecompletionoftheproject.Inthisproject,theestimatedcostofsetupandremovalofportablelighttoweraddedupto$330,000(30worker-hourspernightat$40perhour,for275days).Forlargerjobsthiscostwouldincreaseconsiderably.TABLE2EstimatedOperationalCostofSemi-PermanentHigh-MastLightingInstallationNumberofhigh-mastpolesinstalled108Numberof250-kWgeneratorsinstalled5InstallationcostsEstimatedinstallationcostperpole$2,844EstimatedinstallationcostperkWofgeneratorcapacity$24.50Totalestimatedinstallationcosts(polesandgenerators)$337,777LightingequipmentrentalEstimatedrentalcostperpolewithfourluminaires$5,500Totallightingequipmentrental(forthedurationoftheproject)$594,000Generationcosts第93页共93页 EstimatedpurchasecostperkWofgeneratorcapacity$200Estimatedtotalgeneratorspurchasecost$250,000OperationalcostHourlyoperationalcostpergenerator@55%load(fuel,oil,regularmaintenance)$25.83Totaloperationalcostpernight(@8hourspernight)$1,033.20Estimateddurationofprojectindays235*Estimatedtotaloperationalcostoverthelengthoftheproject$242,802Totalcosttoprovidelightingwith108high-mastpoles$1,424,579Incrementalcostoverportablelightingtowers$200,279(16%higher)Thedurationwasestimatedtobe40dayslongerusingtheportablelighttowersystem.ItshouldbenotedthatforthelightinginstallationssummarizedinTables1and2,thesemi-permanenthigh-mastinstallationwasabletoilluminatethewholelengthoftheproject,onbothsidesoftheroad,whiletheportableunitswerecapableofilluminatingashortsectiononlyatagiventime.Atanapproximatedspacingof100ft,120portablelighttowerscanilluminateonlyalimitedsectionoftheroadononesideonly.Inordertoprovidelightingtothewholelengthoftheprojectwithportablelighttowers,itwouldbenecessarytouseabout530units,increasingtheoperationalcostsbyapproximatelyafactorof4.Asthisisnotarealisticapplicationofportablelighttowersinpractice,thiscomparisonwasnotmade.Thecontractorestimateda40-dayreductionintheplanneddurationoftheproject.Whilenotpossibletoquantifyintermsofeconomicbenefits,thebenefitsforroadwayusers(intermsofavoidedtrafficdelaysduringsetupandtakedown)arealsoapparent.AnaccuratecalculationtosingleoutthecontributionofthelightingsystemisnotpossiblebecauseNYSDOTallowedthecontractortoclosetheentirelengthofonesideoftheroadoverweekends,effectivelyincreasingtheworktimefrom21hoursperweekend(Friday,SaturdayandSundaynights,atsevenhourspershift)to60hours(FridaynighttoMondaymorningwithcrewsworkingthreeshifts).Asdescribedabove,itwasnotpossibletoestimatetherelativeimpactofthelightingandtheroadclosureseparately,butinformaldiscussions第93页共93页 withthecontractorrevealedtheopinionthatthelightingwasasignificantpartofthisreduction.Thereductioninworktimealsoprobablytranslatedintosavingscausedbyreducingdelaystodriversnavigatingthroughtheworkzone.Itwasassumedthatimprovedvisibilitybyreducingglare(1,2)alsoyieldssafetybenefitstodriversaswell,butthestrongesttestimonialstosafetywerefromthepeopleinvolvedintheprojectwhodescribedanincreasedperceptionofsafetyduetothehigherlightlevelsanduniformity.Ingeneral,thesefactors,takentogether,werethoughtbytheNYSDOTcontractortomorethanoutweightheinitiallyhighereconomiccostofthehigh-mastsystem.Thecontractorandafewworkersinterviewedduringtheconstructionworkagreedthatthehigherlightlevelsanduniformityallowedthemtoworkatamuchfasterpace,andpossiblyimprovedthequalityoftheirworkatthesametime.Relampingcouldalsoincreasethecostofthelighttowersystemrelativetothehigh-mastsystem,aswell.Althoughthelampsusedineitherportableunitsorhigh-mastluminaireshavenominallythesamelife,theworkingconditionsofthelampsintheportableunits(e.g.,constantvibration,raisingandstowingthemast,transportationfromyardtosite)wouldlikelypromoteashorterlife(7).Anotherimportantaspectofthisprojectwasthefactthatnoinjurieswerereported(8).Thepeopleinvolvedintheprojectbelievedthatthehigherandmoreuniformlightlevels(1,2)werepositivecontributionstosafety.Whiledirectcomparisonsofsafetywithprojectsofsimilarmagnitude,locationanddurationasthepresentconstructionprojectwereoutsidethescopeofthestudydescribedhere,suchcomparisonswouldbehelpfulinelucidatingtheroleofthelightinginstallationincontributingtoincreasedsafety.ENVIRONMENTALIMPACTTheprimaryenvironmentalimpactofthesemi-permanenthigh-mastlightingsystemdiscussedhereisthatoflightpollution.Lightpollutioncanbedefinedanddiscussedinthreedifferentways:skyglow,lighttrespassandglare(7).Eachisrelatedtotheamountoflightleavingasite(inthiscasetheroadwayrightofway),buteachismeasuredindifferentways.Skyglowissimplytheamountoflightleavingasite.Skyglowwilllimitobservationsofastronomicalobjectsduetoobscurationbythelightscatteredintotheatmosphere.ThecomputersimulationmodeldevelopedbyFreyssinieretal.(1,2)tocharacterizethehigh-mastandportablelightingsystemswasusedtocalculatetheamountofskyglow(inlumens)leavingthesitefromeachofthetwolightingsystems.Forthesame,illuminated,linearsegmentoftheconstructionsite(about1mile),thecalculatedamountoflightleavingthesitefromtheportablelightingsystemwasaboutthreetimeshigherthanforthehigh-mastsystem,第93页共93页 primarilyowingtothefactthattheportablelightsrequiremuchhigheraimingtoachievetherequiredlightlevels(3)andthereforeresultinmoreluminousfluxexitingthetopandsidesofthesite.However,sincetheentirelengthofthesegmentofI-90underconstruction(about3miles)wasilluminatedbythehigh-mastlightingsystem,whereastheportablesystemwouldonlyilluminateaboutathirdofthetotalworkzoneonagivennight,thetotalamountoflightleavingtheentiresiteduringtheconstructionphasefromthehigh-mastsystemwasaboutthesameasfromtheportablesystem.Overall,therefore,itisestimatedthatthesemi-permanenthigh-mastlightingsystemgeneratedasimilaramountofskyglowduringconstructionastheportablelightingsystem.Inanurbanorsuburbanenvironmentthatalreadyhasagreatdealoflightpollution,skyglowmightnotbeimportant,butinruralareas(e.g.,theAdirondacks),skyglowmightbeasignificantconsideration,evenifthepolesaretemporary.Insuchacase,adecisiontoturnononlyaportionofthesemi-permanenthigh-mastfixturesatanygiventimemightbemadetoreducelightpollution.Lighttrespassisobtrusivelightemittedfromonesitetoanotheroccupiedbypeople.Anexampleoflighttrespassislightcomingintoanoccupiedbedroomwindowatnight.Becausetheresultoflighttrespassisgenerallyexpressedintermsofannoyanceorothersubjectiveresponses,theprojectteamsearchedthelocalnewspaper(Albany"sTimesUnion)toassesspublicinterestandreactiontothesemi-permanentlightingattheconstructionsite,andyieldedseveralarticles.OtherthanacommentfromaNYSDOTengineerthatthehigh-mastlightingwouldlikelybelessproblematictoadjacentlocationsthantheconventionalapproachusingportablelighttowers(9),therewasnomentionofanynegativecommentsontheproject.AsearchofsuchpublicationsastheSavethePineBush(anadvocacygroupforthenearbyAlbanyPineBush)newsletter,concernedwiththefloraandfaunaintheprotectedPineBushareaadjacenttotheconstructionsite,madenomentionoflightpollutionconnectedtotheworkonI-90.Whereastheremaywellbedisruptionstothefloraandfaunainprotectedareasduetolightpollution,thereisnodocumentedevidencethattemporarysourcesoflightpollutionfromconstructionzoneshavelastingimpactonthemortalityorviabilityofspeciesfoundintheseareas.Absentaformalinterviewprocesswithresidentsnearthesiteorwithadvocacygroups,whichwasoutsidethescopeofthepresentproject,thefollowingconclusionsweredrawnaboutlightpollutionfromtheconstructionsite.Thehigh-mastlightingsystem(lightingtheentireworkzone)andtheportablelightingsystem(lightingaboutathirdoftheworkzone)producedsimilaramountsofskyglow.Nocomplaintswereregisteredinthepublicdomainaboutlighttrespass第93页共93页 fromthesemi-permanenthigh-mastlightingsystem.Theimpactsoftemporarylights,ofanykind,usedforconstructioninworkzonesonthelocalfloraandfaunaareunknown.TABLE3PotentialApproachforIdentifyingWhetherHigh-MastLightingisWarrantedConsiderationScore:-1Score:0Score:+1DurationofprojectShort:1to2monthsMedium:3to5monthsLong:6+monthsAvailabilityofspaceclearzoneLimited:Lessthan30feetMedium:30to50feetHigh:Morethan50feetNumberoftrafficconflictpointsHigh:Urban/suburbanlocationMedium:RurallocationFew:ControlledaccesshighwayTypeofcurvesSmall:Traversedatlowspeed(<30mph)Medium:Traversedat30to40mphLarge:Traversedathighspeed(40+mph)PresenceoftrafficbarriersLow:MarkingsonlyMedium:TrafficconesandbarrelsHigh:StronglanecontrolandheavybarriersEnvironmentalconsiderationsHigh:VerysensitiveenvironmentalorresidentiallocationMedium:SomeresidentialareasnearbyLow:LittleornosensitivareasnearbyANAPPROACHTOWARRANTINGTheanalysisinthepresentpaperdemonstratesthatthepreciselightinglayoutwilldependlargelyonthespecificcharacteristicsofthenighttimeworkzonelocationtobelighted.Thesiteinquestionwasaninterstatehighwayinurbanarea.Itwouldthereforebeprematuretodevelopspecificwarrantsfortheuseofsemi-permanenthigh-mastlightingfornighttimeworkzonesinothertypesoflocations.However,throughobservationsmadeduringvisitstothesiteandfromtheanalysesinthepresentreport,severalissuescouldformthebasisforamoredetailedapproachtodevelopingwarrantingconditionsforthistypeoflighting:Durationoftheproject.TheNYSDOTcontractorestimatedthatthehigh-mastapproachtolightingsuchasthatusedonI-90wouldnotbefeasibleforprojectsshorterthanfourmonthsinduration.Certainly,theuseofhighmastlightingonthepresentI-90project,whichwassevenmonthsinduration,appearedtobesuccessfulwiththebenefitsintermsofimprovedvisibilityandincreasedefficiencyofworkoutweighingtheincreasedexpense.第93页共93页 Geometricfactors.I-90isacontrolled-accessinterstatehighwaywithlimitedconflictpoints(entranceorexitramps)andwithoutnarrow-radiuscurves.Thesefactorscouldreducethenecessityforalargeclearzoneinwhichthepresenceoflightingpoles,particularlyhigh-mastpoles,wouldbeundesirable(e.g.,atsharpercurves).Certainlyaslargeaclearzoneaspossibleiswanted,butsomelocationsmightnothaveavailablespaceforsuchazone.Availabilityofchannelizationortrafficbarriers.Again,becauselightingpolesinthehigh-mastapproachwilloftenneedtobelocatedrelativelyclosetotheroadway,theymightnotpermitalargeclearzone.Thepresenceofstronglychannelizedandbarricadedtrafficpatternhasthepotentialtoreducetheriskofroadrunoffsandthereforetopotentiallyreducetheneedtokeepadjacentzonesclearofpoles.Sensitivityoflocationtolightpollutionandlighttrespass.Thehigh-mastlightingsystemwillresultinasimilaramountofupwardlightfromthenighttimeworkzonelocation,contributingtoskyglow,astheportablesystem.WhileNYSDOTestimatedthatthehigh-mastapproachwouldnotprovideincreaselighttrespasspotentialintheI-90locationwherethissystemwasinstalled(9),residentialareasadjacenttootherproposedlocationscouldpossiblyexperiencelighttrespassfromthehigh-mastlightfixtures.TheseissuesmightbeespeciallyimportantinveryenvironmentallysensitivelocationssuchasAdirondackPark.TheseissuesaresummarizedinTable3,whichcouldinthefutureserveasaprototypewarrantingprocedurefordeterminingthepotentialbenefitofhigh-mastlightingfornighttimeworkzones.Obviously,thelistofconsiderationsinTable3isincompleteandwouldrequirefurtheranalysisofsystemperformanceatanumberofadditionallocations,butthegeneralapproachcouldreadilybemodifiedtoincorporatenewcriteriaandconsiderations.Asaverypreliminaryexample,anegativescorewouldnotbeconsideredforthislightingapproach,whereasascoreof+4orhigherwouldstronglybeconsideredforthisapproach.Scoresbetween0and+4wouldrequireamoreextensiveanalysisbeforethehigh-mastapproachcouldberuledinorout.Transportationagenciesareencouragedtocontinuetostudythepotentialbenefitsofthehigh-mastlightingapproach,includingcollectionofsafetydata,aswellaseconomiccostsandtheperformanceofthelightingintermsofmitigatingglareandshadowsforworkersanddrivers.ACKNOWLEDGMENTSThisworkwassupportedbytheNewYorkStateDepartmentofTransportationunderthedirectionofDavidClementsandRochelleHosley.TheauthorsthankfullyacknowledgeDominickDellaRocowithLancasterDevelopmentInc.forprovidingvaluableinformationanddetailsabouttheproject,andJeromeFynaardtandNickSmithwithMUSCOLightingforprovidinginformationaboutthelightinginstallation.JamesE.Brydenof第93页共93页 Delmar,NYsharedhisexperienceonroadwayconstruction.ChristopherGribbin,JohnVanDerlofske,MicheleMcColgan,NicholasSkinner,DennisGuyonandJenniferTaylorwithRensselaer"sLightingResearchCenterprovidedvaluableinputandtechnicalcontributions.REFERENCES1.Freyssinier,J.P.,J.D.Bullough,andM.S.Rea.DocumentationofSemi-PermanentHigh-MastLightingforConstruction.PublicationC-05-06.NewYorkStateDepartmentofTransportation,Albany,N.Y.,2006.2.Freyssinier,J.P.,J.D.Bullough,andM.S.Rea.PerformanceEvaluationofSemi-PermanentHigh-MastLightingforHighwayConstructionProjects.Presentedat87thAnnualMeetingoftheTransportationResearchBoard,Washington,D.C.,2008.3.Ellis,R.D.,S.Amos,andA.Kumar.IlluminationGuidelinesforNighttimeHighwayWork.PublicationNCHRP498.NationalCooperativeHighwayResearchProgram,TransportationResearchBoard,Washington,D.C.,2003.4.AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials.APolicyonGeometricDesignofHighwaysandStreets.AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials,Washington,D.C.,2004.5.U.S.EnvironmentalProtectionAgency.InformationonLevelsofEnvironmentalNoiseRequisitetoProtectPublicHealthandWelfarewithanAdequateMarginofSafety.Publication550/9-74-004.U.S.EnvironmentalProtectionAgency,Washington,D.C.,1974.6.OccupationalSafetyandHealthAdministration.OSHAFactSheet:CarbonMonoxidePoisoning.OccupationalSafetyandHealthAdministration,Washington,D.C.,2002.7.Rea,M.S.(editor).IESNALightingHandbook,9thedition.IlluminatingEngineeringSocietyofNorthAmerica,NewYork,N.Y.,2000.8.Woodruff,C.NewLightSystemPavesWaytoSafe,FasterI-90Roadwork.AlbanyTimesUnion,May28,2006,p.D4.9.Woodruff,C.LightingtheWayforThruwayWorkers.AlbanyTimesUnion,April23,2005,p.B1.译文摘要本文论述了在纽约的奥尔巴尼沿90号州际公路，为为了夜间道路工程的建造和维修，在半永久、高桅杆、电线杆上安装照明。高桅杆照明系统，达到了国家的照明性能规格。在现场施工期间，没有出现意外的记录。虽然这主要是由于巷道在施工期间不允许通行，承办商及运输代理的共识是：至少照明增加了一部分安全。高桅杆照明系统的成本，大约高于便携式小型水塔预计成本16％。尽管高桅杆照明系统估计费用较高，但是它可以产生可观的经济和社会效益，特别是在城市、人流量大的地方。另外，这种照明方法，使建设工期缩短，从而减少了工人和司机的风险，并为驾车人士减少交通延误。这种方法，在确保项目照明技术的情况下，可以加以采用。第93页共93页 导言所用，新纽约州运输部（nysdot）的建筑承建商在纽约州的奥尔巴尼夜间道路工程的建造和维修中，沿州际公路三英里使用在半永久高桅（70英尺）电线杆上安装的固定照明装置，，来替代较为常见的便携式轻型塔。高桅杆照明工程开始之前安装，并在建设项目完成后拆除，约7个月时间。freyssinier等人，记录高桅杆照明系统和它的光度性能，能见度和眩光方面的表现。高桅杆照明系统在使用方面有良好的表现。这种照明设备可以为维修及建造施工现场提供足够的照明水平，不会有太明显的阴影，也不会有相对较高的眩光。这本文件的目的是讨论这种照明方法，确定是否以及何时可以适用于公路建设项目。关于半永久，高桅杆为夜间施工提供照明的安全问题，对经济和环境的影响，值得讨论以决定半永久性的高桅杆照明是否及何时可用于公路的建设工程。一要考虑安全，经济和环境的影响。在以下各节对这些问题依次进行讨论。安全问题：事故的危险因素：当被nysdot所聘用的承办商沿Ⅰ—90道路工程施工时，提出用半永久，高桅杆照明为夜间施工照明，安全工程师分析，高桅杆设在这条公路30英尺的地方最为理想。明亮的地方的定义是如果车辆离开了道路，该地区以外铺平了巷道的地方车辆可以安全地通行。nysdot工程师得出结论认为便携式照明，为夜间巷道施工的工作时几乎总是位于明亮的地方，并且在事实上往往更接近于司机，高桅杆照明比便携式轻塔大概有一个风险较低的因素，并授权承办商和道路施工时进行安装，是基于以下原因：在使用方面，便携式轻塔几乎都是位于明亮的地方内。提出的108根高桅杆的大约三分之一位于清楚的区域之外，可以不用一般质量的照明设备。和常规数量相比只有较少的桅杆在明亮的地方，便携式设施，照亮一部份的公路，被认为是衡量对司机风险的补充！ˉ半永久性不断接触在白天和黑夜的两极。然而，其他的安全措施得以应用，例如交通障碍，卫兵和崩溃坐垫。在常规便携式照明设施的设定和撤除期间，高桅杆每晚可以使工人避免高风险曝光。据估计，在的I-90项目，多于8250工时的高曝光率，将被淘汰。便携灯的移动可以节省时间，意味着夜间施工可以在222天完成，而不是275，减少了施工季节。nysdot授权，在冬季停工以前取消高桅杆，无论承包商的工作成绩怎么样。工人安全的影响然而传统的轻塔是非常有用的，因为他们的便携式性质，有许多关于他们的安装，操作和维修有关的已知问题是很难处理的。首先，与大多数产品（在安装过程中，操作，维修，充填，运输等）一样都有很多的警告。当交通设施的安装与拆除时，在灯塔输电线设定附近两种情况下的高风险在工人和司机之间会产生碰撞。虽然没有公布统计数字，但是我们有理由相信，桅杆附近的电力线的船员受伤或死亡的风险正处于上升。这意味着由具有半永久性的照明装置，大部分提到的风险不会出现。表1估计的便携式轻型塔经营成本便携式的灯塔的估计编号要求120每天的安装和拆除的费用负责安装和拆除的人数10每晚安装和拆除轻塔的估计用时3第93页共93页 每晚估计用时总量30每小时估计费用（基本利率+福利+额外开支＆利润）40美元每晚总共安装和拆除费用1200美元日常运作费用每小时每轻塔的运作成本（燃料，机油，定期维修等）3.60美元估计每日费用每轻塔（@6小时，每晚）21.60美元每日租金成本（@990美元每月租金）33美元每晚总营运成本（假设承包商拥有100塔架和租金20）3252美元总成本每夜晚（安装，拆除，运营）4452美元预计项目持续数天的的总成本275提供120个便携式轻型塔照明122.43万美元120个塔在同一时间对工作区部分有足够照明所需要设备的估计。用高桅杆系统，估计缩短用时40天。高帆柱照明另一个潜在的安全优点是警报信号、信号和其他材料不可能被定量地精确，在被设定的工作区每晚灯火通明的情况下来引导交通。相较之下，这样的警告通常是成立在工人事先有传统的轻塔架业务基础之上。环境保护署建议，在工作环境，为保护听觉，最高噪音水平不高于75分贝。虽然大部分的商业轻塔发电机功率通常的噪音水平一般为71分贝，但是大量轻塔（每个国家都有它自己的发电机）和相对密切的间距（通常约100英尺之间的单位）可以造成噪音添加，远远超过规定的噪音值。在这个项目，5个大型发电机为整个高桅照明装置供电;每个发电机都是尽可能地远离工作区。上述每个发电机产生的噪音都被评定为71分贝，通过这一设备的应用，大幅降低了噪音水平。对于这个项目，工人评论说：噪音的减少，使他们能够听到车辆临近，又大大减少由一个移动的车辆或机器对其造成伤害的风险。最后，通过发电机位于远端的高桅杆照明设施的应用，工人不会接触到由发电机彼此相邻的便携式轻塔产生的，可能造成他们头痛，疲劳，和潜在的心脏问题的烟雾和有害污染物。经济分析经济分析表1和表2总结经使用便携式水塔和高桅杆系统济学照明系统。尽管高桅杆系统估计费用较高（约16％，以较高者为准），可以概述为两点，但是对经济有几个积极方面的影响，从而导致使用高桅杆照明。一个显着好处是时间的节省，每天都不用安装和拆除便携式轻型塔。这个时间可用于履行合同，而不是安装照明设备，这样可能是原计划的项目提前完成。在这个项目中，估计便携式轻型塔的安装和拆除的费用高达33万美元（30工时每晚，每小时40元，一共275天）。对于更大的项目，这个成本会大大增加。表2估计的是半永久性的高桅杆照明安装的运作成本高桅杆的安装数量108250千瓦发电机安装数量5安装费用估计每根杆的安装成本2844美元估计每千瓦发电机的安装成本24.5美元估计总安装成本（杆和发电机）337777美元照明设备租赁估计租金成本每根杆和四灯具5500美元第93页共93页 总照明设备租赁（项目期限）594000美元发电成本估计采购每千瓦的发电机容量成本200美元估计总共发电机采购成本25万美元经营成本每@55％负荷发电机每小时的运作成本（燃料、机油、定期维修）25.83美元每晚营运总成本（@8小时每晚）1033.2美元项目的估计工期235超过项目期限总成本242802美元提供108根高桅杆照明设备的总成本1424579美元超过便携式照明塔架增量成本200279美元（16％以较高者为准）*使用便携式轻型塔系统工期延长时间估计为40天。总结表1和表2，应该指出的是，半永久性的高桅杆上安装照明装置能够照亮整个项目期限，对双方的道路，便携式单位有能力启发短节，但是只有在某一特定的时间。在一个近似的100英尺间距内，120便携式小型塔架只可以照亮一段路一边有限的一部分。使用便携式轻塔提供整个项目期限的照明，则必须使用约530个设施，可能是增加经营成本一个因素。由于这不是在一个现实的应用便携式轻型塔的实践中，这个比较没有作出。承包商估计，计划的项目期限可以减少40天。而经济效益不可能量化而言，巷道用户的好处（根据条款，在安装及移除过程中避免交通延误）也很明显。准确计算照明系统单一是的贡献是不可能的，因为nysdot批准承包商越过周末关闭整条道路长度的一个边，有效地增加工作时间从21小时每周末（周五，周六及周日夜，每次值班七个小时）到60小时（周五晚周一上午与工人的工作三班倒）。如上文所述，这是无法估计照明及封路分开影响的相对关系，但与承办商非正式的讨论他们透露，认为照明是工期减少的一个重要的一因素。减少在工作时间也可以解释为减少延误司机行驶通过工作区的时间，它的假设是通过减少眩光改善能见度，也收到很好的安全效果，对司机也是一样，但最有力的结论是从人民群众的安全包括谁参与该项目来描述由于较高的轻水平和统一性，增加的观感安全。一般来说，这些因素两者合计，被认为是由nysdot承办了大于最初较高的经济成本高桅杆系统。在施工期间对承包商和几个工人的采访，一致认为，工作较高的轻水平和统一性，使他们在许多可能改进其工作质量在同时以更快的速度来完成工作。更换式也可能增加塔系统以及高桅杆系统的成本。虽然灯的使用，无论单位或便携式高桅杆灯具有名义上相同的寿命，工作条件，在（例如，不断地振动，提高和充填在桅杆上，交通运输，从码网站）环境下使用便携式装配灯可能会进一步缩短它的使用寿命。这一项目的另一个重要方面是没有人员伤亡的报道。人民的参与该项目的认为，更高，更均匀轻的水平分别积极贡献的安全。而直接比较安全的项目，类似的规模，地点和时间，作为本建设项目范围以外的研究描述了在这里，这种比较会有帮助，在阐明作用的照明，安装在有助于增加安全性。环境影响第93页共93页 主要环境影响的半永久性的高桅杆照明系统，这里所讨论的是，轻污染的问题。光污染可被界定，并讨论了在三种不同的方法：天空辉光，轻侵入及眩光（7）。每一个涉及到的光量会留下一个网站（在这种情况下，巷道的权利的方式），但每次来衡量不同的方式。天空辉光根本的光量留下了网站。天空辉光将限制观测天文物体由于蒙昧由轻分散到大气中。计算机仿真模型开发的freyssinier等人。（1,2）表征的高桅杆和便携式照明系统是用来计算的数额的天空辉光（在流明）离开工地，从每两个照明系统。出于同样的，发亮的，线性部分的建筑地盘（约1英里），计算的光量离开工地，从便携式照明系统的3倍左右高于高桅杆系统，主要是由于这一事实，即便携灯，要求高得多，以达到所需的轻水平（3），因此导致更多的光通量驶出的顶部和两侧的网站。不过，由于整个长度的部分一90下，建设（约3英里）是由发亮的高桅杆照明系统，而便携式系统将只照亮了大约三分之一的总的工作区的某一晚，总额轻离开整个网站在施工阶段从高桅杆系统是关于相同，从便携式系统。因此，总的来说，据估计，该半永久性的高桅杆照明系统所产生的类似数额的天空辉光在施工期间，作为便携式照明系统。在一个城市或郊区的环境，已经有大量的光污染，天空辉光未必重要，但在农村地区（例如，adirondacks），天空辉光，可能是一个重要的考虑，即使极是暂时的。在这种情况下，决定把对只有部分的半永久性的高桅杆的固定装置在任何特定时间可能作出的，以减少光污染。轻侵入是突兀的发光从一个网站到另一个占领的人。一个例子是轻型侵入轻未来成为一个被占领的卧室窗口，在夜间进行。因为结果轻侵入是普遍表示，在条款的烦扰或其他主观的反应，该项目小组搜查了当地一家报纸（奥尔巴尼时代联盟），以评估公众利益和反应，向半永久性照明在施工现场，并取得若干文章。以外的其他评论从nysdot工程师指出，高桅杆照明可能会少的问题，以毗邻的地点比传统的方法使用手提式轻塔（9），有没有提到任何负面评论，对这项工程。搜索这类出版物作为储存松树布什（1宣传小组，为附近的奥尔巴尼松树布什）时事通讯，关注与动植物在保护松树，布什附近施工现场，并没有提到的光污染连接到工作，我-90。而有可能会干扰到动植物在保护区，由于光污染，是没有记录的证据表明，临时来源，光污染，从施工区有持久的影响，死亡率或存活的物种，发现在这些领域。没有一个正式的采访过程中与附近的居民的网站或与宣传团体，这是范围之外，现时的工程计划，下列得出结论有关的光污染，从施工现场。高桅杆照明系统（照明整个工作区）和便携式照明系统（照明大约三分之一的工作，区）生产的类似数额的天空辉光。没有投诉登记在公共领域的关于光线侵入从半永久性的高桅杆照明系统。的影响，临时灯，任何形式的，用于建设中的工作区，对当地动植物是未知之数。表3一些潜在的做来确定是否使用高桅杆照明审议评分：-101项目期限：短期：从1到2个月中等：3至5个月长期：6个月以上提供照明区域较低：小于30英尺中等：30到50英尺较高：大于50英尺交通事故高：城市/郊区中等：农村少：公路控制点曲线类型小：行驶速度小于30mph中等：行驶速度30～40mph大：行驶速度大于40mph第93页共93页 出现交通标志低：只有标记中等：交通锥体和筒高：明显的车道划分和交通标志环保高：住宅区和重点地区中等：一些住宅区附近低：不太重要或不重要的地区有保证的一种方法在本文的分析表明，精确的照明布局，在很大程度上取决于需要照明的夜间工作区地点的具体特点。问题的关键是在城市地区的州际公路。因此，确保在其他类型的地点使用半永久性的高桅杆为夜间照明的工作区还言之过早。不过，通过对使用地点的考察和对报告的分析可以发现，有一下几个方法来确定照明设施的使用：项目期限：该nysdot承包商认为，项目期限少于4个月的时间，高桅杆照明的做法Ⅰ-90是不可行的。当然，如果项目期限是7个月，当前使用高桅杆I-90照明，可以提高工作效率，降低加班的费用。几何因素：Ⅰ-90是一个控制接入号州际公路与有限的冲突点（入口或出口斜道）与无狭隘的半径曲线。这些因素可以减少的必要性一大明亮的地方，其中在场的照明波兰人，特别是高桅杆的两极，将是不可取的（例如，在激烈的曲线）。当然，作为一个清晰的大区，尽可能通缉，但有些地方可能没有可用的空间，这样一个区。供货的渠道或交通障碍。再次，因为照明波兰人在高桅杆的做法，往往会须位于相对接近巷道，他们可能不会允许一个大明亮的地方。在场的强烈信道和barricaded交通格局有可能减少的风险，道路径流，因此潜在地减少需要保持毗邻区明确的波兰人。敏感性的位置，光污染和轻侵入。高桅杆照明系统，将导致在一个类似的金额向上轻，从夜间工作区的位置，作出贡献的天空辉光，作为便携式系统。而nysdot估计，高桅杆的做法，将不提供增加轻侵入的潜力，在一90的位置，这个系统的安装（9），住宅区附近的其他建议的地点，可能的经验，轻侵入从高桅杆灯具。这些问题可能尤其重要，非常敏感生态环境的地点，例如adirondack公园。这些问题都归纳在表3中，这可能在未来作为一个原型值得的程序，确定潜在的受益，高桅杆的照明设备，夜间的工作区。显然，名单的考虑，在表3是不完整的，并需要进一步分析系统的性能在一些额外的位置，但一般的做法，可随时修改纳入新的标准和考虑。作为一个非常初步的，例如，一个负的得分将不获考虑这个照明的办法，而分数的4或更高会强烈考虑这种做法。分数介于0和4，将需要一个更广泛的分析之前，高桅杆的做法，可以排除或调出。交通运输机构，鼓励继续研究的潜在好处的高桅杆照明的办法，包括收集数据的安全，以及经济成本和性能的照明而言，减轻眩光和阴影，为工人和司机。认知这项工作得到了新的纽约州运输部的指导下，朱克莱门特和拉洛歇尔hosley。作者幸好承认，多米尼克dellaroco与兰开斯特发展有限公司提供有价值的信息和详细了解了工程，杰罗姆fynaardt和尼克史密斯与musco照明提供的资料，照明安装。詹姆斯e.布莱登的delmar，纽约州分享他的经验，对巷道施工。克里斯托弗格里宾，约翰范derlofske，米歇尔麦柯甘，尼古拉斯斯金纳，丹尼斯guyon和珍妮弗泰勒与伦斯勒的照明研究中心提供了宝贵的投入和技术的贡献。第93页共93页 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