一级公路施工图设计大学毕业设计(论文)土木工程道路勘测.doc

《一级公路施工图设计大学毕业设计(论文)土木工程道路勘测.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一级公路施工图设计大学毕业设计(论文)土木工程道路勘测.doc（59页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、本科毕业设计(论文)题目：河南汝阳至洛阳一级公路第六标段施工图设计 院 （系）： 建筑工程系 专 业： 土木工程专业交通土建方向 班 级： 姓 名： 学 号： 导 师： 年 月 摘要河南汝阳至洛阳一级公路第六标段施工图设计摘要河南汝阳至洛阳一级公路是太澳、上（海）洛（阳）两条国家重点公路的重要组成部分，从洛阳市区开始，途经伊川县，从汝阳进入平顶山，是我国中东部的交通要道。它的建成对全国公路网络结构的完善，加快中西部经济社会发展具有极其重要的意义。拟建汝阳至洛阳一级公路第六标段，地处河南西部的山岭重丘地带，沟谷狭长，相互交错，转弯处多且急，地质构造复杂，全长3公里。根据规范要求，结合当地实际情况

2、，全线采用双向四车道一级公路标准，SMA路面，设计速度80km/h，路基宽度24.5m。本设计研究的内容包括：首先，根据交通量确定车道数，并在地形图上选线、定线，然后进行道路平面设计，纵断面设计，横断面设计，桥涵设置等。此外还对该路段的路基、路面、排水、边坡防护、涵洞及挡土墙进行了设计。关键字：一级公路；选线；路基；SMA路面；涵洞IAbstractConstruction Drawing Design of the 6th Contract Section of Ruyang-Luoyang First Class HighwayAbstractThe first class highway

3、 is the two national key highways important component, which starts from the Luoyang urban district, ways Yichuan County, enters Pingdingshan from Ruyang, is the key communication line of the mid- east. Its completion has extremely vital significance to consummate the national highway network archit

4、ecture, speed up the mid-west economic and society development. Plans to construct Ruyang to the Luoyang first class highway section VI，is situated at the Henan western zone of the mountain re-Hill, long and narrow valley, cross-cutting, and more radical turn, the geological structure is complicated

5、. It flows 3 kilometers. According to the code requirements and the local actual situation, uses the bidirectional four-lane first class highway standard on all fronts, the SMA Pavement, design speed of 80km/h, subgrade width of 24.5m.The contents of this design includes: first, according to the vol

6、ume of traffic definites traffic lane number and elections on the topographic maps , sets route , and then proces to route graphic design, longitudinal design, cross-sectional design, such as cridges and culverts courses. In addition, the section of the subgrade, pavement , draining water, the side

7、slope protection, the culvert and the retaining wall has carried on the design.Keywords: first class highway； route selection；subgrade；SMA Pavement；culve3目录目 录摘要IAbstractII主要符号表11 绪论11.1公路建设的意义11.2 本项目建设意义12 总体设计22.1 设计资料及设计依据22.1.1 设计资料22.1.2设计依据32.2 设计任务及主要内容32.2.1 设计任务32.2.2 主要内容32.3 总体设计的基本任务及原则

8、42.4 基本技术指标42.5 车道数的确定53 路线设计63.1公路方案的拟定和比选63.1.1 影响路线方案选择的因素63.1.2 山岭重丘区选线63.1.3 方案比选73.2 道路平面设计83.2.1 平面设计的要求83.2.2 圆曲线设计83.2.3 缓和曲线设计93.2.4 平面线形设计9西安工业大学毕业设计（论文）3.2.5 平面曲线要素计算93.3 道路纵断面设计173.3.1纵断面设计的要求173.3.2 纵坡设计173.3.3 竖曲线设计及要素计算183.4 道路平、纵线形组合设计224 道路横断面设计和路基结构设计234.1道路横断面设计234.4.1 横断面组成234.4

9、.2 路基宽度的确定234.4.3 横断面其他组成元素的设计234.4.4 超高设计与计算244.4.5 路基横断面设计264.4.6 挡土墙设计264.4.7 土石方数量计算及调配274.2路基结构设计284.2.1路基设计的主要内容284.2.2 路基横断面设布置284.2.3 路基坡度284.2.4 路基填料的要求294.3 边坡防护294.3.1 边坡坡面防护294.3.2 冲刷防护305 路面结构设计315.1 路面结构类型选定315.1.1 路面设计要求315.1.2 沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的比较315.1.3 路面结构类型选定315.2 路面组合及构造设计325.2.1

10、沥青路面结构组合设计的任务及基本原则325.2.2 轴载换算及累计当量轴次325.2.3 路面结构设计336. 道路排水设计406.1 排水设计的目的和要求406.2 地表排水设计406.3 路面排水设计406.4 路基排水的综合设计416.5涵洞设计417 工程量计算汇总437.1占地面积一览表437.2路面工程数量457.2.1方案一工程数量457.2.2方案二工程数量458 总结46参考文献47致 谢48毕业设计（论文）知识产权声明49毕业设计（论文）独创性声明50附录 外文资料原文及翻译51主要符号表主要符号表 圆曲线半径 路线转角 偏移值 内移值 切线长 曲线长 圆曲线长 外距 校正

11、值 缓和曲线长度 变坡点高程 纵坡坡度 左侧路缘带宽度 右侧路缘带宽度 x距离处的路基加宽值 半幅行车道宽度 路拱横坡度 超高横坡度 行车道横坡度 路等级系数 面层类型系数 基层类型系数11 绪论1 绪论 1.1公路建设的意义交通运输业是我国社会经济发展的基础产业，是推动我国经济发展和社会进步的强大动力，公路是交通运输系统的一个子系统，公路建设意义重大。(1) 公路建设直接拉动和促进了国民经济持续增长。近30年来，我国公路交通基础设施建设发展迅猛，公路建设投资不但直接拉动了国民经济增长，也带动了机械、建材、物流等相关行业的发展。 (2) 公路建设推动了产业升级和空间布局优化。公路建设特别是高速

12、公路建设，建立了地区之间联系的快速通道，带来规模经济和范围经济；产业之间良性竞争与合作的不断发展，推动了产业结构的不断升级。(3) 公路建设促进了区域协调发展。公路建设打通了发达地区、中等发达地区与欠发达地区之间的联系通道，有效改善了内陆地区的投资和发展环境，促进了内陆地区自然资源和劳动力资源优势向竞争优势的转化，为内陆地区融入一体化的生产分工体系提供了便利。(4) 公路建设推动了城镇化进程。公路建设使沿线企业和商业的交通区位优势显著增强，使城镇的城市功能、职业特色和人口吸纳能力不断加强，使区域城镇化进程进一步加快。(5) 公路建设创造了大量就业机会。公路建设创造了数以万计的直接就业机会和更加

13、广泛、长久的间接就业机会。粗略计算，30年来公路建设创造的直接就业机会达8800万个。此外，还为建材、钢铁、旅游、餐饮等相关行业提供了更大范围、更加广砭的间接就业机会。(6) 公路建设带动了旅游业快速发展。公路建设改善了出行条件和旅游条件，直接推动了旅游带、旅游圈的形成和拓展。另一方面，随着汽车越来越多地走进普通家庭，便捷的公路交通条件则对自驾车旅游市场的开拓起着举足轻重的作用。1.2 本项目建设意义汝阳至洛阳一级公路是太澳、上（海）洛（阳）两条国家重点公路的重要组成部分，从市区开始，途经伊川县，从汝阳进入平顶山，是我国中东部的交通要道。洛阳旅游资源丰富，汝阳林木资源、土特产资源、矿藏丰富，修

14、建该项目对加强发展洛阳市经济及河南省经济，区域基础设施建设，改善国家公路路网结构具有十分重要意义。项目的建成，必能将当地旅游资源开发、城镇经济发展紧紧地结合在一起；该公路的建设，在给人们旅游带来很大便利的同时，更带动了沿线优势产业发展，对当地综合实力的提升有着非常重要的意义。522 总体设计2 总体设计2.1 设计资料及设计依据2.1.1 设计资料(1) 地质、气象、水文等自然状况洛阳市位于河南省西部，地处亚欧大陆桥东段，横跨黄河中游两岸，“居天下之中”素有“九州腹地”之称。它东邻郑州，西接三门峡，北跨黄河与焦作接壤，南与平顶山、南阳相连。洛阳地势西高东低，境内山川丘陵交错，地形错综复杂，其中

15、山区45.51，丘陵40.73，平原占13.8。区内以西南山地地貌为骨架，以东北部黄土地貌为主体，形成西南屋脊向东北、东南缓慢下降的地势，从西南到东北依次分布着中山、低山、低山丘陵、河谷与冲积平原等不同类型的地貌特征。海拔高度从 2215.5米到112.8米，高差达2000米以上。 洛阳地貌基本分为西南部山地地貌，东北部黄土丘陵地貌，和川区平原地貌三大类。年均降雨量546mm。 汝阳县位于河南省西部，洛阳市东南部，北汝河上游，东邻汝州，西接嵩县，南界鲁山，北连伊川，北距洛阳八十公里，东北距省会郑州仅一百九十公里，洛界高速公路穿越县境，焦（作）枝（城）铁路从县境东北部穿境而过临木一级公路直达县城

16、，全国高速公路网络骨干道路太原至澳门高速公路从县境穿过，设有上下出入口，伊鲁路纵贯南北。地势南高北低，呈阶梯状分布，境内重峦叠嶂，沟壑纵横，丘陵起伏,其地形分布特征为“七山二陵一分川”。汝阳总的地貌是南部群山耸立，中北部丘陵起伏，两河道(汝河、牛家河)小川平铺，自然形成四个地形区，中山区、低小区、丘陵区、平川区。汝阳县属暖温带大陆性季风气候，其特点是夏热多雨，冬寒雨雪少，属暧温带大陆性季风气候，年平均气温14度，年均降雨量690mm，全年无霜期213天。(2) 地形图1/2000地形图(3) 交通量组成及汽车荷载：经调查交通量为3800辆/日表1.1交通量黄河JN150解放 CA10B东风EQ

17、140太脱拉138小汽车20%45%20%5%10%表1.2汽车参数西安工业大学毕业设计（论文） 车 型总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轮轮组数前轮轮组数轴 距(cm)JN150150.682.649101.6l双单CA10B80.254019.4060.851双单EQ14092.9050.0023.7069.201双单太脱拉138211.4120.0051.402802双单132 使用年限内交通量的年平均增长率为4.2%。2.1.2设计依据设计主要的技术依据：公路工程技术标准JTG B012003公路路线设计规范JTG D202006公路勘测设计JTJ 06199

18、公路路基施工技术规范JTGF 102006公路沥青路面设计规范JTG D502006公路路基设计规范JTG D3020042.2 设计任务及主要内容2.2.1 设计任务(1) 路线选线和路线方案的比选，确定总体路线较优方案。(2) 道路平面设计(3) 道路纵断面设计(4) 道路横断面设计和路基结构设计(5) 路面结构设计道(6) 路排水设计2.2.2 主要内容根据任务书要求，本论文对河南汝阳至洛阳一级公路第六标段进行设计，研究内容包括：(1) 拟定可能的路线方案，根据路线的技术指标进行方案的比选，最后得出最优方案；(2) 公路线形设计，平面线形设计是根据一级公路的工程技术标准进行设计的，根据汽

19、车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件等因素进行纵断面设计，在平纵线形设计的基础上进行横断面设计；(3) 路基路面结构设计，其中路面结构设计采用细粒式沥青玛蹄脂碎石作为路面的表面层，中粒式沥青玛蹄脂碎石作为路面的中面层，粗粒式沥青碎石作为路面的下面层，石灰粉煤灰砂砾、级配碎石分别作为基层和底基层，粗砂作为垫层；(4) 涵洞设计，该标段共有13处涵洞，采用钢筋混凝土盖板涵；2.3 总体设计的基本任务及原则 总体设计是在项目工程可行性研究报告所作项目建设必要性、经济合理性、实施可能性和最佳综合社会经济效益发挥的可靠性等综合研究的基础上，对路线做出的全面安排。包括路线方案、处理好路线分段、确定道

20、数、线形设计、沿线设施等方面。汝阳至洛阳一级公路第六标段所经地区为山岭重丘区，沟谷狭长，转弯处多且急，路线平纵设计、涵洞位置的确定受诸多因素的影响。总体设计应合理运用路线平纵面设计指标，根据工程地质条件、河谷的实际情况及环境保护的要求，选择合适的线位和结构物位置，使平纵面线形设计流畅，结构物位置合理，以相对的经济工程造价，取得尽可能好的社会综合经济效益和提供较高的服务水平。2.4 基本技术指标本毕业设计为“河南汝阳至洛阳一级公路第六标段施工图设计”，此新建公路采用交通部发布的公路工程技术标准（JTJ B01-2003）和其它交通部颁发现行有效标准、规范等规定的设计标准。主要设计技术标准如下：

21、(1) 设计行车速度为80Km/h，设计年限为15年，远景设计年限为20年。设计行车速度为80Km/h，计算荷载为汽20级，验算荷载为挂车100。(以下指标均按设计时速为80Km/h的一级公路取) (2) 设计停车视距为110m。(3) 一般平曲线最小半径为400m，极限平曲线最小半径为250m，不设超高的最小半径为2500m。(4) 山岭重丘区平曲线最小长度为170m。(5) 一般缓和曲线最小长度为100m，极限缓和曲线最小长度为70m。(6) 最大纵坡为5%，最小纵坡为0.3%（满足排水要求）。(7) 竖曲线一般最小半径：凹型为3000m，凸型为4500m。(8) 竖曲线极限最小半径：凹型

22、为2000m，凸型为3000m。(9) 竖曲线最小长度为70m。(10) 纵坡长度限制： 最小坡长： 200m 最大坡长：3%1100m 4%900m 5%700m。(11) 涵洞设计荷载为：汽车20级，挂车100。(12) 涵洞和路基设计洪水频率为1/100。(13) 本公路等级为高级，路面面层采用沥青玛蹄脂碎石(SMA)结构类型，基层采用二灰稳定砂砾，垫层采用级配良好的碎石。2.5 车道数的确定(1)公路工程技术标准规定：高速、一级公路以小客车为折算标准。根据标准和下表所述折算系数，折算交通量。表2.1各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说 明小客车1.019座的客车和载质量2

23、t的货车中型车1.519座的客车和载质量2t的货车大型车2.07t载重质量14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车初始年交通量： = 7602.0+17101.5+7601.5+1902.0= 5605辆/日该公路远景设计年限为20年，则远景设计年平均日交通量AADT：AADT = = = 12247.9辆/日(2) 计算车道数 单向车道数N： 式中: K设计小时交通量系数;D交通量方向分布系数，一般取0.5 0.6;单车道设计通行能力；所以，拟建的一级公路需4个车道。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为1500030000辆。3 路线设计3 路线设计3.1公路方案

24、的拟定和比选3.1.1 影响路线方案选择的因素影响路线方案选择的因素如下：(1) 路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质等的体现。(2) 路线在铁路、公路、水运、航空等综合交通运输系统中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利等建设的配合急用地情况。(3) 沿线自然条件的影响。地形、地质、水文、气象等自然条件，决定了工程难易和运营质量，对选择路线走向有直接的影响。(4) 设计道路主要技术标准和施工条件的影响。设计道路的主要技术标准，如最大纵坡在一定程度上影响路线走向选择。(5) 其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。影响路线方案选择的因素是

25、多方面的，各种因素又多是相互联系和相互影响的。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，精心选择，提出合理的推荐方案。3.1.2 山岭重丘区选线 山岭重丘区的路线不仅受平面障碍的限制，更主要的是受高程障碍的控制，这时主要矛盾在路线纵断面一方，需根据地形变化情况选择地面平均自然坡度与平均坡度基本吻合的地面定线，有意识的将路线展长，已达到预定的高程。(1) 沿河（溪）选线原则汝阳至洛阳一级公路大部分穿越山岳地区，利用河谷定线，可以克服困难地形、地质。沿河谷选线具有下列有点：1) 河谷地形较开阔，地质条件较好，

26、又常有河谷阶地可利用，因而填挖方及其他工程量较小。2) 河谷纵坡均匀，路线容易适应；在坡度受限地段，可利用支流侧谷展线。(2) 河谷选线要注意扬长避短，着重解决好三个问题：1) 选择河谷西安工业大学毕业设计（论文）在选择河谷时，注意寻找两岸开阔、地质条件较好、纵坡及岸坡较平缓的河谷。2) 选择河岸 影响河岸选择的因素：地质条件、地形条件、农田及城镇分布条件。3) 选择路线位置沿河谷选线，在河岸选定后，路线中线的具体位置定于何处，是靠山还是靠河一些，往往差异几米甚至几十米，对公路的安全和工程大小影响很大。(3) 选线步骤：1)全面布局 2)逐段安排 3)具体定线3.1.3 方案比选(1) 方案概

27、况1) 正线方案正线方案线位布设在狭窄、弯曲的河谷内，布线时充分利用河谷台地，少开挖山坡，降低路基开挖深度。2) 比较方案比较方案布线与正线方案类似，即，沿河谷布线，但在经过张家台(正线方案约K2+720处)时，设长约250米隧道一段。(2) 各方案主要技术经济指标 表3.1方案比较表 序号项 目单位正线方案比较方案K0+000K3+000K0+000 K2+945.21路线建设长度Km329452转角数个433平曲线最小半径m3004004最大纵坡%3.0842.8695最小纵坡%1.5181.4366最大竖曲线半径凸形m1200010000凹形m7最小竖曲线半径凸形m凹形m10000800

28、08桥涵工程涵洞座13139隧道工程m/座250/210限制车的速路段长度m36025011通过乡村个33(3) 方案比选意见与正线相比较，比较线的优缺点为：优点：路线顺直，平曲线半径较大，转弯处较缓。缺点：1) 工程量大，有一段长250m的隧道，造价高；2) 路线挖方量大，防护工程量大；3) 对环境破坏大(主要由挖方引起)，不利于环境保护。综合以上分析，本设计推荐正线方案。3.2 道路平面设计3.2.1 平面设计的要求圆曲线半径、缓和曲线长度，是路线平面设计中要解决的基本问题，但只此对于满足一条路线行驶安全顺畅的要求是不够的。实践证明，直线过长或过短，曲线与直线。曲线与曲线配置的不适当也会导

29、致行车事故，降低通行能力，造成行车时间和运营费用的损失以及破坏与自然景观的协调。因此，一般来说，平面设计应满足以下几点要求：(1) 平面设必须满足标准和规范的要求；在满足标准和规范要求的基础上，应根据设计条件尽量选用较高的技术指标，不应轻易选用指标中的最大(或最小)值，并保持各种线形要素的均衡性、连续性。(2) 平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形地物相适应，与周围环境相协调；(3) 保持平面线形的均衡与连贯；1) 长直线尽头不能接以小半径曲线；2) 高、低标准之间要有过渡；(4) 应避免连续急弯的线形；(5) 平曲线应有足够的长度；(6) 直线长度的限制；1) 曲线间直线长度的要求；直线的最

30、大长度（以m计）为20V（以Km/h计）。2) 两圆曲线间以直线径相连接时，直线的长度不宜过短；标准规定，设计速度大于或等于60Km/h时，同向圆曲线间最小直线长度(以m计)以不小于6V（以Km/h计）为宜；反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于2V（以Km/h计）为宜。本公路工程直线最大长度1600m，最小直线长度160m。3.2.2 圆曲线设计道路平面设计时，应根据沿线地形、地物等条件，尽力量选择较大半径，以便于安全舒适行驶。在选定半径时既要满足技术合理，又要注意经济适用；既不能盲目采用高标准(大半径)而过分增加工程量，也不能仅考虑眼前通行要求而采用低标准。在运用平曲线半径的最小值时，应

31、遵循的一般原则是，在地性条件许可时，应力求使半径尽可能接近不设超高最小半径；一般情况下或地形有所限制时，应尽量采用大于一般最小半径。选用曲线半径时，最大半径值一般不应超过10000m。3.2.3 缓和曲线设计缓和曲线的有关规定：1) 直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线；2) 缓和曲线长度应满足规范要求；3) 回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增长。3.2.4 平面线形设计(1) 平面线形设计的一般原则1) 平面线形应直捷、连续、均衡、并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2) 保持平面线形的均衡与连贯。(2) 曲线组合1) 基本型按直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序

32、组合： 基本型中的回旋线参数、圆曲线最小长度都应符合有关规定。 两回旋参数可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型曲线。 从线形的协调性看，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成 1：1：1。2) S型两个反向圆曲线用回旋线连接的组合： S型相邻两个回旋参数与宜相等。达不到时与之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。 在S型曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力学上所希望的。3.2.5 平面曲线要素计算(1) 主点桩的坐标读取本设计(正线方案)的线形大致如下图所示： 图3.1线形示意图由地形图读取起点、交点、终点的坐标(,)如下：(4120767.033，481621.3

33、22) ：（4120940.524，482123.385）：（4121189.426，482569.496） ：（4120995.303，483821.392）：（4121097.423，484238.731） ：（4120723.547，484500.637） (2) 交点间距、方位角的计算坐标增量 DX =- DY =-交点间距 S =象限角 方位角A DX 0 , DY 0, A = DX 0 , DY 0, A = 180 -DX 0, A = 180 +DX 0 , DY 0, A = 360 -所以，对于AB段有，= 531.193 m = 705613.4= 705613.4同理

34、：= 510.849 = 1266.858 = 429.651 = 456.485=605028.5 =984851.3 =761501.2 =1445917.4 (3) 转角计算转角 =-，为“”路线右转，为“-”路路线左转。=-= 605028.5- 705613.4= -100544.8(左) 同理：= 375822.7（右）= -223350.1(左)= 684416.3(4) 平曲线计算图3.2平曲线计算图式曲线几何元素的计算公式：内移值 p = 偏移值 q =缓和曲线角 切线长 T = 曲线长 L =+ 圆曲线长 =外距 E = 校正值 J = 2T L式中 R 圆曲线半径 缓和曲

35、线长度1) ：R = 1000m，= 100544.8，= 80mp = 0.267mq = = 40mT = = 128.352m= 96.205mL =+= 256.205mE = 4.166mJ = 2T L = 0.5m特殊点桩号校核： K0+531.193 128.352 (T)ZH K0+402.841+ 80 () HY K0+482.841 + 96.205() YH K0+579.046 + 80 () HZ K0+659.046 128.103(L/2) QZ K0+530.943 + 0.25(J/2) K0+531.193校核无误。2) ：R = 500m，= 3758

36、22.7，= 80mp = 0.533mq = = 40mT = = 212.207m= 251.377mL =+= 411.377mE = 29.327mJ = 2T L = 13.038m特殊点桩号校核： K1+041.542 212.207 (T)ZH K0+829.335+ 80 () HY K0+909.335 + 251.377 () YH K1+160.712 + 80 () HZ K1+240.712 205.688(L/2) QZ K1+035.024 + 13.038(J/2) K1+041.542校核无误。3) ：R = 643m(计算理论值，施工时可取640m)， = 223350.1，= 80mp = 0.415mq = = 40mT = 168.389m= 173.298m L =+= 333.298mE = 13.105mJ = 2T L = 3.48m特殊点桩号校核： K2+295.363 168.389 (T)ZH K2+126.974+ 80 () HY K2+206.974 + 173.298 () YH K2+380.272 + 80 ()