道路工程二级公路毕业设计.doc
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1、青海某省道设计专业:土木工程 姓名:张 斌 指导教师:王 睿摘 要 本设计根据给定的资料,通过对原始数据的分析,根据该路段的地质、地形、地物、水文等自然条件,依据公路工程技术标准 、公路路线设计规范等交通部颁发的相关技术指标,历时两个多月精心设计完成的。设计内业详细资料有:路线设计,包括绘制路线平面图、路线纵断面设计;路基设计,完成将近四公里的横断面与路基土石方的计算及路基排水设计;路面设计,沥青混凝土路面设计与水泥混凝土路面设计,完成两项涵洞设计,完成全线设计路段的初步设计概算;应用计算机绘制工程图,按教师指导与要求完成。整个设计计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面、排水与桥涵等内容
2、,由此圆满完成了本次设计的初步设计。关键词:路线,路基,路面,涵洞,排水,桥涵ABSTRACTData that this design according to give to settle to complition , passing analysis primitive dataing, according to the roads segment, characteristics of term nature, such as, ground thing, and hydrology etc. Basis highway engineering technique standard
3、, highway route designing the normal waiting the transport, and lasted more than two months of elaborate design complete.The design inside of stage first steps include: Route design .Draw the route plane chart, Proceed route vertical section of design;Roadbed design, Complete nearly four kilometer c
4、ross sections are with the roadbed the calculation of square ground and roadbed drain the design; Road design, Design of bituminous concrete pavement and cement concrete pavement design,Completed two culvert design,Completes the entire line to design the road section the preliminary design budgetary
5、 estimate;The application calculator draws the engineering diagram, Complete under the teachers leading request.The design and calculation of the line of the flat, vertical, horizontal elements, design of subgrade, pavement, drainage and bridge content, thus completed the design of the preliminary d
6、esign successfully.Key words: Route, roadbed, pavement, culverts, drainage, bridges and culverts目录一、概述11.1、建设公路的意义11.2、沿线自然的地理特征11.3、道路的等级(交通量计算)和主要技术指标的论证和确定2二、路线设计42.1、路线方案的确定42.1.1、选线原则42.1.2、山岭区选线要点42.1.3、平面设计技术指标的确定42.1.4、路线方案拟定与比选62.2、路线平面的设计72.2.1、平面设计的要求72.2.2、圆曲线设计82.3、路线纵断面的设计92.3.1、概述92.3
7、.2、纵坡设计的步骤和方法102.3.3、竖曲线的最小半径和长度11三、路基路面的设计143.1、路基横断面的设计143.1.1、路基的类型和构造143.1.2、横断面设计的原则143.1.3、横断面组成及要素的确定153.2、路基的填土和压实163.2.1填土的选择163.2.2不同土质填筑路堤173.2.3路基压实与压实度173.3、路基的防护183.4、路面结构类型213.4.1、路面设计的原则213.4.2、路面结构组成213.4.3、路面类型223.5、沥青混凝土路面设计223.5.1、轴载分析223.5.2、结构组合与材料选取253.5.3、各层材料抗压模量与劈裂强度确定253.5
8、.4、土基回弹模量确定253.5.5、设计指标确定263.5.6、设计资料总结273.5.7、确定二灰稳定砂砾厚度273.6、水泥混凝土路面设计293.6.1、设计内容293.6.2、平面尺寸设计293.6.3、接缝设计293.6.4、板厚设计303.7、路面方案比选353.7.1、路面比选35四、排水设计374.1、路基排水374.1.1、路基排水目的和要求374.1.2、路基排水设计一般原则374.1.3、路基排水设备的构造与布置384.2、路面排水394.2.1、路面表面排水394.2.2、中央分隔带排水类型:404.2.3、路面内部排水404.2.4、边缘排水系统404.2.5、排水基
9、层的排水系统40五、桥涵的布置415.1、桥涵设计的基本要求415.2、涵洞设计415.2.1涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点415.2.2 涵洞选用原则43第 55 页一、概述1.1、建设公路的意义 常言道:民以食为天,以行为先,行事通过交通实现的。道路是为国民经济、社会发展与人、人民生活服务的公共基础设施,道路运输在整个交通运输系统中也处于基础地位。交通运输是国民经济的基础产业之一,是国民经济的大动脉,它把国民经济各领域与各地区联系起来,在社物质财富生产与分配过程中,在广大人民的生活中起着极为重要的作用。改革开放以来,随着社会主义商品经济与乡镇企业的兴起,尤其是近年来西部大开发战
10、略的实施,加之现在的中部沦陷地区的崛起政策。公路运输已经显示出了其它交通方式所不能具有的巨大优势。“要想富,先修路”、“公路通,百业兴”反映了人们尤其是偏远山区人们的深切感受。道路运输的作用主要表现为一下几点:(1)道路运输时最便捷也是唯一具有直达功能的运输方式。(2)道路运输具有衔接其他运输方式的纽带作用。(3)道路运输的通达深度广,覆盖面大。(4)道路运输的发展是实现各种运输方式高效、快捷运转的重要手段,起主导作用。(5)道路运输成为世界各国发展速度最快与主要的运输方式。 当今世界,道路交通的发达程度也已经成为衡量一个国家经济实力与现代化水平的重要标志。所以建设公路是具有非常大的意义。1.
11、2、沿线自然的地理特征地质、水文资料:路线所经地区属公路自然区划3区青藏高寒区。本项目位于青海省东南部的玉树藏族自治州。所在区域是青藏高原的重要组成部分,为三江源东部地区。项目区深处内陆高原腹地,海拔高,受海洋季风影响较微弱,属典型的高原大陆性半干旱气候类型。气温低,光照充足,太阳辐射强烈,干湿季分明,雨热同期等高原大陆性气候特征,由于地形起伏较大,尤其是东部地区山高谷深、高差显著,尚具有垂直带分布明显等山地气候特点。年平均气温3.4,最低1月份平均-3.2,最热7月份平均11.7。全年总降雨量为615.2毫米。线路翻越众多中高山及河流谷地地貌区,一般海拔高程在4000-4800m之间。山脉走
12、向多呈北西向与东南向,总体地势是西北高,东南低,地貌分为中高山,中低山、河间谷地、湖盆洼地等地貌。1.3、道路的等级(交通量计算)与主要技术指标的论证与确定各级道路车辆折算系数见表1-1 各级公路车辆折算 表1-1车型编号代表车型折算系数车种说明1小客车1.019座的客车与载质量2t的货车2中型车1.519座的客车与载质量2t7t的货车3大型车2.0载质量7t14t的货车4拖挂车3.0载质量14t的货车交通量资料见表1-2:交通量资料 表1-2车型分类代表车型数量(量/天)前轴重(KN)前轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)小客车桑塔纳30002000110中客车江淮AL660020017
13、.026.5120大客车黄海DD68040049.091.5120轻型货车北京BJ13035013.427.4120中型货车东风EQ14065023.669.3120大型货车黄河JN16350058.6114.0120交通量年平均增长率:4.5%;初定设计年限12年。交通资料见表1-3交通资料 表1-3车型分类汽车型号交通量(辆/日)载重(KN)折算系数小客车桑塔纳300020001.0中客车江淮AL66002001.5大客车黄海DD6804002.0轻型货车北京BJ1303501.5中型货车东风EQ14065050.01.5大型货车黄河JN163500100.02.0交通量年平均增长率:4.
14、5%初步设计年限12年起始年平均日交通量:设计年限为12年的年平均日交通量:根据标准双车道二级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为500015000辆,所以此公路的等级定为二级公路为供汽车行驶的双车道公路。各级公路设计速度见表1-4:各级公路设计速度 表1-4公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设 计 速度km/h1201008010080608060403020二级公路作为干线公路时设计速度宜采用 80km/h,所以确定设计速度采用80km/h。设计依据:1)公路路线设计规范(JTJ 0112006)2)公路沥青路面设计规范(JTG D502006)3)公路路基设
15、计规范(JTGD302004)4)公路工程技术标准(JTGB012003)二、路线设计2.1、路线方案的确定2.1.1、选线原则1)在路线设计与选线中,应该尽量避开农田,做到少占或不站高产田。2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,使工程数量小,造价低,运营费用省,效益好,并有利于施工与养护。在工程量增加不大时,应尽量采用较高的技术指标,不应轻易采用最小指标或低限指标,也不应片面追求高指标。3)选线时应对工程地质与水文地质进行深入勘测,查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时,应选择合适的位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。4)选线应重视环境保护,
16、注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.1.2、山岭区选线要点山岭地区,山高谷深,坡陡流急,地形复杂,路线平纵横三方面都受到约束;同时地质、气候条件多变,都影响路线的布设。但山脉水系清晰,给选线指明了方向:不是顺山沿水,就是横越山岭。纵面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局,合理确定路基设计高度,纵坡不应频繁起伏,也不宜过于平缓。2.1.3、平面设计技术指标的确定1)直线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的措施。规范规定,二级公路同向圆曲线的最小直线长度不小于6V、反向圆曲线的最小直线长度不小于2V。本设计速度为
17、80km/h。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与加宽。(1)圆曲线的最小半径极限最小半径一般最小半径不设超高最小半径圆曲线半径见表2-1: 圆曲线半径 表2-1技术指标二级公路(80km/h)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3350 (2)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,对施工与测设不利,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,尽量采用不需设超高的大半径曲线。 (4)平曲线的
18、最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓与曲线(或超高,加宽缓与段)与一段圆曲线的长度;缓与曲线长度:圆曲线长度:缓与曲线长度宜在:1:1:1 到1:2:1之间。平曲线的最小长度一般值:400m平曲线最小长度极限值取:140m 3)缓与曲线缓与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,公路路线设计规范JTG D20-2006规定:二级公路(80)缓与曲线最小长度为70m.。一般情况下,在直线与圆曲线之间,当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时,可不设缓与曲线。 4)行车视
19、距行车视距可分为:停车视距、会车视距、超车视距。 公路路线设计规范JTG D20-2006规定:二级公路(80)停车视距St取110m。2.1.4、路线方案拟定与比选路线设计是确定路线空间位置与各部分几何尺寸的工作,主要分为路线平面设计、路线纵断面设计与横断面设计,三者应既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济与技术条件,确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准,满足行车要求,工程量最少最节省费用的路线。路线方案比较选择主要考虑下列因素:1.路线长度;2.平、纵面线形指标的高低及配合情况;3.占地面积;4.工程数量(路基土石工程数量,桥梁涵洞工程数量);5.造价等
20、。根据地形图,通过CAD中的平面导线法与导线模式法等可以画出平曲线图如图2-1:图2-1综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素,初步拟定了三个方案,方案一:线路总长为3808.958m。该线路高差相对方案二较小,前半部分为重丘区,所经区域山地较多,土石方工程量相对较小,此路线无需桥梁设置,局部有涵洞设置。所有圆曲线半径均取400m,因半径小于规范规定的当高速公路设计设计车速为80Km/h时的不设缓与曲线的最小半径,故均设缓与曲线,Ls=150m。方案二:线路总长为3889.236m。该线路高差相对较大,前半部分为重丘区,土石方工程量大。此路线无需桥梁设置,局部有涵洞设置。所有圆曲线半
21、径均取400m,因半径小于规范规定的当高速公路设计设计车速为80Km/h时的不设缓与曲线的最小半径,故均设缓与曲线,Ls=150m。方案三:线路总长为3953.551m。此方案是在方案二基础之上选择的,线路在重丘区相对平缓一些。 公路所经过地区的经济起重要作用,所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征,设计要特别注意线形设计,使之在视觉上能诱导视线,保持线形的连续性,让司机与乘客在生理与心理上有安全感与舒适感,同时考虑到经济因素,尽量使工程量最小,造价最低。综合考虑:1)从景观、行车视觉上看,三个方案差不多一样都比较好;2)从路线平面指标上看,方案一比较好;3)从规模及施工难度上看,方
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