重庆至湖北高速公路EE18段线形设计及交通工程设施设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流重庆至湖北高速公路EE18段线形设计及交通工程设施设计.精品文档.摘要本设计为一段高速公路常规设计并在线性设计完成后做交通工程设施的设计。前期工作是,首先根据交通量制定道路等级然后在1:2000地形图上进行路线的选择,选线完成以后开始进行具体的平面设计,平面设计包括纵断面设计,横断面设计,桥梁涵洞设计最后进行交通设施的设计,以保证道路的安全性。前期工作全部完成后,进行路基,路面,排水设施进行设计,工程还要进行交通设施的设计,交通工程设施设计主要进行标志、标线、护栏的设计还有视线诱导标的设计。关键词 交通量,道路等级;平曲线;竖曲线;排水;路基
2、;标志,标线,护栏,视线诱导标。AbstractThis design is a general one that is about a highway , which is made up of primary design and detailed design. In the primary design process, first of all, we should determine the road-grade according to the traffic volume, then, route are determined in the terrain map of sca
3、le of 1:2000, after that the concrete flat surface design is beginning, including the plane design, the vertical section design,the setting of the bridges and culverts. At last,there is a design of transportation facilities. After the primary design process is the detailed design process about roadb
4、ed,road noodles and drain facilities,then design the transportation facilities.Transportation facilities design includeing mark,mark line,safety barrier and design of view induce of mark.Keywords traffic volume, road-grade, horizontal curve, vertical curve, drainage, roadbed, road nooles, view induc
5、e of mark第1章 设计概况1.1 概述:本次我的毕业设计课题是某高速公路C段线形及交通工程设施设计。该公路起终点高程分别为230米和190米,高差为40米。该公路全线长约为3公路,选线后的实际长度为3222.736米,设计车速是80 km/h,双向4车道。平曲线 最小半径是300米,缓和曲线的最小长度是75米,最小纵坡0.499%,坡长663米,最大纵坡2.075%,最大纵坡长为870米。设计书的主要内容是对该高速公路进行线形设计并做相应的附属设施设计,在设计中,我严格按照我国颁布的公路工程技术标准、规范、准则来进行设计,并且参考了大量文献,运用所学知识努力完成设计,但由于自身知识水平
6、有限,所以在设计中难免会出现一些缺点和错误,在此,恳请各位老师给予批评、指正,我会虚心接受所有的意见和建议,并且在今后的学习和工作中不断改正缺点,完善自己,使自己成为一个优秀的公路工程建设者。1.2 毕业设计的指导思想及任务依据:根据重庆交通大学交通运输学院交通工程系下达的毕业设计任务书, 要求进行一阶段施工图设计,并按照有关规范、标准完成路线线形设计、结构设计、土石方计算、挡土墙设计、附属设施设计并编制说明书。1.3 设计任务及内容:完成在指定的起、终点(共3222.736米)的新建高速公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按新建高速公路的标准进行设计,设计车速为80Km/h.设计后应提
7、交的设计文件:1、说明书;2、设计图;(1)路线平面图 (比例1:2000)(2)路线纵断面图 (全线)(3)路面结构标准横断面图 (4)路基横断面设计图(1000米, 比例 1:200) (5)交通工程设施设计图 3、表格;(1)直线、曲线及转角表(全线)(2)路基土石方数量表(1000m)(3)路基设计表(1000m)1.4 设计概况:1、设计原始资料:1、地形图:比例1:20002、自然环境条件:该区属于亚热带温润气候,四季分明,冬暖夏凉,平均气温1718.8oC,极端最高气温43 oC,极端最地气温-3.8 oC。平均降雨量1032毫米,年平均雾天50天,平均风速1.75m/s。本地区
8、地震烈度为IV。山地地段上覆13米粘土表层,下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩:水田淤泥0.5米,其下为25米粘土。3、材料供给:沿线附近可采集到砂、碎石、片石、条石、沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。4、有关资料由指导老师给定。2、设计标准:全线指 标 名 称单 位规定指标值采用的指标值1公路等级高速高速高速2计算行车速度Km/h100或80803路基宽度米24.5 24.54行车道宽度米15155路肩宽度米3.2536平曲线一般最小半径米2503007缓和曲线最小长度米70758最大纵坡%53.1429最小坡长米20066010凸形竖曲线一般最小半径米4500150
9、0011凹形竖曲线一般最小半径米3000650012路面结构沥青混凝土路面表113、设计日期:2010年5月第2章 技术指标的确定2.1 平面线形指标的确定2.1.1 直线的适用条件:(1)路线完全不受地形,地物限制的平原区或山区得开阔谷底;(2)市镇及其近郊或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区;(3)为缩短构造物长度,便于施工,创造有利的引道条件;(4)平面交叉点附近,为争取较好的行车和通视条件;(5)双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线,以提供较好的超车路段。2.1.1.1 直线的最大长度直线的最大长度应有所限制,当采用长的直线线形时,为弥补景观单调之缺陷,应结合沿线具体情况采取相应
10、的措施。本设计速度不大于60km/h故无最大长度限制。德国规定不超过20V,前苏联规定为8km,美国为4.83km,我国目前尚无统一的规定。在运用直线线形并确定其长度时,必须持谨慎态度。2.1.1.2 直线的最小长度同向曲线间的直线最小长度为6V,即480米。反向曲线间的直线最小长度为2V,即160米。2.1.2 圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素,圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。1、圆曲线的最小半径(1)极限最小半径,规范规定。(2)一般最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径,因此规范规定了一般最小半径。(3)不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时,可以不设超高
11、,允许设置与直线路段相同的路拱横坡。 表21 圆曲线半径 (设计车速80km/h) 技术指标高速公路(m)一般最小半径 400极限最小半径 250不设超高最小半径路拱2500路拱33502、圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时,在地形条件允许的条件下,应尽量采用大半径曲线,使行车舒适,但半径过大,对施工和测设不利,所以圆曲线半径不可大于10000米。3、 圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时,根据沿线地形情况,尽量采用了不需设超高的大半径曲线,最大半径为4000米,极限最小半径及一般最小半径均未采用,设置曲线最小半径为280米。 4、平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线(或超高
12、,加宽缓和段)和一段圆曲线的长度;平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线,其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离,由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。缓和曲线的最小长度:70m平曲线最小长度取:140m2.1.3 缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面:(1)离心加速度变化率不过大;(2)控制超高附加纵坡不过陡;(3)控制行驶时间不过短;(4)符合视觉要求;因此,规范规定:高速公路(V=80km/h)缓和曲线最小长度为70m。2.2 纵断面设计技术指标的确定2.2.1 纵坡
13、纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平,行车质量和运营成本,也关系到工程是否经济、适用,因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。1、最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时,升坡阻力及其他阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大,车速降低越大,这样在较长的陡坡上,将出现发动机水箱开锅 、气阻、熄火等现象,导致行车条件恶化,汽车沿陡坡下行时,司机频繁刹车,制动次数增加,制动容易升温发热导致失效,驾驶员心里紧张、操作频繁,容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而,应对最大纵坡进行限制。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公
14、路等级、自然条件等方面综合考虑,规范对V=80km/h的高速公路最大纵坡规定如下:高速公路:最大纵坡为 5%。另外,标准规定,设计速度为80km/h的高速公路受地形条件或者其它特殊情况限制时,经技术经济论证,最大纵坡值可增加1%。本设计中设置最大纵坡为2.075。2、最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段,为保证排水顺利,防止水浸路基,规定采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时,边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑,其边沟应做纵向排水设计。本设计中最小纵坡为0.498%满足以上要求。3、最小坡长如果坡长过短,变坡点增多,形成”锯齿形”的路段,容易造成
15、行车起伏频繁,影响公路的服务水平,减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性,应减少纵坡上的转折点;两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求,同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间,通常汽车以计算行车速度行驶9s7415s的行程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。标准规定高速公路(V=80km/h)最小坡长的 Smin=200m。4、最大坡长汽车沿长距离的陡坡上坡时,因需长时间低挡行驶,易引起发动机效率降低。下坡时,由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命,影响行车安全。一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑,对坡度的最大坡长应加以限。标准规定高速公路最大坡长如下表:
16、表22高速公路的纵坡长度限制纵坡坡度(%)3456纵坡长度(m)11009007005005、平均纵坡平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长,应控制路线总长度内的平均纵坡,规范规定二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡以接近5.5%(相对高差为200-500米)和5%(相对高差大于500米)为宜。并注意连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%。i平均=h/L 式中 i平均平均纵坡h相对高差L路线长度2.2.2 竖曲线为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求,在变坡点处均应设置竖曲线。1、竖曲线半径(1)凹形竖曲线最小半径对
17、凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑:限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。规范建议在条件许可的情况下从视觉观点来考虑,设计车速为80km/h的高速公路取Rmin=2000m的要求设计竖曲线,设计中设置的凹曲线最小半径为6500米。(2)凸形竖曲线最小半径确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时,由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时,不设竖曲线也能保证视距,但变坡角较大时,必须设
18、竖曲线以满足行车视距的要求。规范建议在条件许可的情况下高速公路取Rmin=3000m的要求设计竖曲线,设计中设置的凸曲线最小半径为4500米。(3)一般最小半径和极限最小半径在条件许可的条件下,应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求,但上述的最小半径,在条件较差时,并不是设计竖曲线所必须的最小值要求。标准规定在设计速度为80km/h时,凸形竖曲线半径的一般值为4500m;极限值为3000m;凹形竖曲线半径的一般值为3000m,极限值为2000m ,竖曲线最小长度为70m。当然通常采用大于或等于上述一般最小半径值,当受地形条件及其它特殊情况限制时方可采用上述极限最小半径值。2.3路基2.3.1路基
19、设计的基本要求:路基应根据其使用要求和自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方法进行设计,既要有足够的强度和稳定性,又要经济合理。影响路基强度和稳定性的地面水和地下水,必须采取将其拦截或排出路基以外。设计排水设施时,应保证水流排泄畅通,并结合附近农田灌溉,综合考虑。修筑路基取土坑和弃土堆时,应尽量将取土坑、弃土堆平整成可耕地和减少弃土侵占耕地,防止水土流失和淤塞河道,通过特殊地质、水文条件下的路基,应做好调查研究,并结合当地实际经验,进行个别设计。2.3.2路基宽度公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时,尚应包括这些部分的宽度。标准规定设计
20、速度为80km/h时,高速公路的车道宽度为3.75米,四车道高速公路路基宽度一般值为24.5米,最小值为21.5米。硬路肩宽度取2.50米(一般值)或1.50米(最小值),土路肩宽度取0.75米(一般值)或0.75米(最小值)。中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成,愈宽效果愈好,但由于土地资源十分宝贵,我国基本上采用窄的中间带,其宽度随公路等级和地形变化在2.504.50之间,特殊情况可减至2.00米。本设计取路基宽度为24.50米,其中车道宽度为3.75米,其中,行车道宽度为15米;硬路肩宽度为2.50米,土路肩宽度为0.75米,即路肩宽度为6.50米;中间带宽度为3.00米。设计中我选用
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