毕业设计说明书_secret.doc

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1、毕 业 设 计 任 务 书（交通土建2003级）设计题目：东深高速公路K23+500K27000段施工图设计任务下达日期：2007年1月10日完成期限：自2007年 3月26日至2007年7月 2日学生姓名：学生班级、学号：指导教师： 毕业设计任务书设计题目：东深高速公路K23+500K27000段施工图设计工程范围：东莞-深圳高速公路K23+500K27+000段一 设计技术标准（一）路线部分1. 公路工程技术标准JGTB001-20032. 公路路线设计规范JTG D2020063. 公路路基设计规范JTG B01-20034. 公路沥青路面设计规范JTG D50-20065. 公路排水设

2、计规范13JTJ01897（二）挡土墙部分1. 设计荷载：公路级2. 洪水频率：按100年一遇设计3. 地震烈度：7度。二 设计资料材料供应：钢木水泥供应充足，砂砾石就地取用，块、片、料石运距10km。地形图（1：5000）三 应完成的设计文件和一般要求（一）应完成的设计文件1、 设计说明书设计说明书中一般包括如下内容：中英文摘要第一章 设计任务和沿线自然条件第二章 路线设计与计算第三章 路基设计与计算第四章 路面设计与计算第五章 挡土墙设计第六章 工程概算第七章 设计总结（包括展望与谢辞）第八章 参考文献2、图 纸 路线部分（1）路线平面设计图（1:5000）（2）路线纵断面设计图（3）路基

3、横断面设计图（4）路面结构图（5）挡土墙设计图（6）路基排水设计图（二）一般要求1、路线平面设计图、路线纵断面设计图、路基横断面设计图、路面结构图、挡土墙设计图、路基排水设计图、路线施工图概算、设计总结是必须完成的设计内容。2、 除完成1的设计任务外还应完成某路段边坡挡土墙设计。3、设计图纸要求A2图纸至少两张。4、交通量、土的物理力学参数、地质剖面可查当地资料。四 设计期限：2007年3月至2007年7月五 论文要求（1） 字迹清楚，图文准确，英文摘要，说明详细，要有详细的说明过程。（2） 广泛收集和阅读参考文献，力争做到设计依据资料完善充分；（3） 运用所学知识，做到理论联系实际；（4）

4、独立完成设计；（5） 在设计中认真、刻苦、提交设计文件要齐备，完成质量要好。六 主要参考资料1. 公路工程技术标准 (JTGB012003)2. 公路路线设计规范 (JTG D202006)3. 公路路基设计规范 (JTG D302004)4. 沥青路面设计规范 （JTGD50-2004）5. 公路路基设计手册(TB10064-2000/J32-2000)81摘 要在本设计中，主要是进行东深高速公路的设计。设计部分的公路全长3500m，设计车速100km/h，双向六车道，设置中央分隔带。对交通量进行了分析，查找相应技术规范，确定公路的等级以及设计需要的各种参数。在平面图中进行选线，然后又对道路

5、路线进行了平面线形设计，本路线有两段曲线设置缓和曲线，并设置超高。纵断面的设计中有五个竖曲线，并且也满足了平纵面线形组合设计中的各种要求。在横断面的设计中，确定了横断面组成及各种要素后，绘制横断面图。路基设计的基本内容，就是确定路基边坡的形状和坡度。在挡土墙设计中满足了各种稳定性的验算。路面设计内容中包括路面类型与结构设计。最后的概算设计为计算机辅助计算，同时也给出了各部分内容相关的表格与图纸。通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤，而且也能熟练的运用AUTOCAD进行制图。关键词 高速公路 线形设计 路面路基 挡土墙AbstractIn this design， is mainly the

6、dongshen expressway design， the length of this road which we design is 3500m， the design of the speed is 100km/hand set up the central of separation strip.Has carried on the analysis to the volume of traffic， search corresponding technical specifications， highway to determine the levels of need and

7、the design of the parameters . Carries on the route selection in the horizontal plan， then carried on the plane geometric design to the path route. This route has two sections of curves establishments transition curve and super elevation. There are five vertical curves in this Profile Design. And al

8、so meet various requirements of vertical surface linear combination design.Has determined the cross section composition and various elements in Cross section design and draws up the cross section chart. The roadbed design of basic content is determining roadbed side slope form and slope. In the desi

9、gn of retaining walls is to meet a variety of recalculations Stability. Pavement Design elements include road type and structure design. Final budgetary is estimate design for computer assistance computation， also discussed some of the content of the forms and drawings.This design not only to unders

10、tand the various road-building steps， but also skilled in the use of AutoCADKeywords expressway alignment design road surface roadbed retaining wall 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1选题意义11.2中国公路发展概况11.3本文研究主要内容1第2章 总体设计32.1概述32.2设计要素确定32.2.1路线方案确定32.2.2主要技术指标确定3第3章 路线设计63.1选线步骤63.2平面线形设计63.2.1线形63.2.2带缓和曲

11、线的圆曲线计算63.3纵断面设计113.3.1纵断面设计原则113.3.2纵坡设计要求123.3.3竖曲线设计123.4超高设计173.4.1超高确定173.4.2超高值计算173.5 横断面设计233.5.1横断面设计原则233.5.2各项技术指标233.6土石方计算和调配243.6.1土石方计算243.6.2路基土石方调配及防护工程24第4章 排水设计264.1路基排水目的和要求264.2路基排水设计一般原则264.3边沟264.3.1边沟的作用274.3.2边沟的纵坡274.3.3边沟流量274.4截水沟29第5章 挡土墙设计315.1挡土墙作用315.2设计资料及断面尺寸315.2.1

12、 设计资料315.2.2 断面尺寸315.3上墙断面强度验算325.3.1土压力和弯矩计算325.3.2截面应力验算365.4基顶截面应力验算365.4.1破裂角365.4.2土压力375.4.3土压力对验算截面的弯矩385.4.4墙身自重及对验算截面产生的弯矩385.4.5衡重台上填料重及弯矩计算385.4.6截面强度验算395.5基底截面强度及稳定性验算405.5.1破裂角405.5.2土压力415.5.3土压力对基底截面的弯矩计算:415.5.4墙身和基础自重及对基底截面产生的弯矩425.5.5衡重台上填料重及对基底截面产生的弯矩425.5.6基底截面应力和稳定验算42第6章 路面设计4

13、46.1 路面设计原则446.1.1路面类型与结构方案设计446.1.2路面建筑材料设计446.1.3 路面结构设计446.2 路面设计步骤456.3 路面设计456.3.1设计资料456.3.2轴载分析456.3.3计算石灰土层厚度49第7章 交通沿线防护设置设计527.1概述527.2交通安全设施设计52第8章 工程概算548.1 概算定义和作用548.1.1概算定义548.1.2概算作用548.2概算费用组成548.3路线工程概算主要内容54结 论55致谢56参考文献57附录158附录269第1章 绪论1.1选题意义公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社

14、会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。高速公路在中国内地的出现和发展仅仅走过了17年的历程，在今天，3.4万多公里的高速公路和总量达185.6万公里的全国公路网正在为中国经济和社会的发展提供着便捷、和高效率的运输服务1。1.2中国公路发展概况50年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看

15、，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4，西部地区更高，达到21.8，技术等级仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平2。 因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点3。1.3本文研究主要内容本毕业设计的任务就是在

16、教师的指导下独立完成东莞-深圳高速公路的设计工作，具体内容包括真理分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路排水规划设计及概算、设计文件的编制和图纸绘制。1.资料整理与分析设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；其次要对资料进行分析、概括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据4。2.路线平面、纵断面及横断面设计。3.排水设计4.设计文件毕业设计文件包括设计说明书和计算书。说明书交代设计内容、设计意图。计算书交代设计中的具体计算方法和过程。

17、5.设计图纸一般要求绘制路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、路面设计图、路基排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线及转角表、路基设计表、路基土石方数量计算表等表格，其中一部分图纸需要计算机绘图。第2章 总体设计2.1概述高速公路是20时机30年代在西方发达国家开始出现的专门为汽车交通服务的基础设施。高速公路在运输能力、速度和安全性方面具有突出优势，对实现国土均衡开发、建立统一的市场经济体系、提高现代物流效率和公众生活质量等具有重要作用5。总体设计除了路线方案做出选择外，还需要对公路设计中的一些重大原则问题做出确定6。2.2设计要素确定2.2.1路线方案确定在本设计中，地形复杂、

18、地区范围很广，路线方案的选择首先是在1:5000的航测地形图上从较大面积范围内选定一些细部控制点，连接这些控制点，形成路线布局，此时路线雏形已经明显勾画出来。2.2.2主要技术指标确定1.确定道路等级已知交通量N=56000辆/日，查公路工程技术标准，拟定该公路为高速公路六车道，设计车速为100km/h。2.高速公路主要技术指标(1)计算行车速度:100km/h(2)车道数:6(3)行车道宽度:211.25m(4)路基宽度:33.5m(5)中间带宽度:高速公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合:高速公路应在左（右）侧硬路肩宽度内设左（右）侧路缘

19、带，其宽度为0.5m。(6)停车视距:160m(7)圆曲线最小半径: 一般值:700m 极限值:400m 表21 中间带宽度表一般值（m）最小值(m)中央分隔带2.002.00左侧路缘带0.750.50中间带宽度3.503.00(8)路肩宽度:表22 路肩宽度表一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度3.002.50土路肩宽度0.750.75高速公路应在左（右）侧硬路肩宽度内设左（右）侧路缘带，其宽度为0.5m。(9)停车视距:160m(10)圆曲线最小半径:一般值:700m 极限值:400m (11)不设超高最小半径:当路拱2.00%时为4000m；当路拱2%时为5250m。(12)最大纵坡:

20、4%(13)最小坡长:250m(14)最大坡长:如表23表23 纵坡最大坡长表纵坡坡度（%）345最大坡长（m）1000800600连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡长度的规定。(15)竖曲线最小半径和最小长度(如表2-4)(16)限最小半径:250m(17)停车视距:110m(18)计算荷载:公路-级表24 竖曲线最小长度和最小半径表凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线最小长度（m）一般值210极限值85第3章 路线设计3.1选线步骤由于设计的

21、是高速公路因此应采用纸上定线。可见路线平面设计图L-1。一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤:(1) 全面布局(2) 逐段安排(3) 具体定线73.2平面线形设计3.2.1线形（如图3-1 所示）图3-1 线形图由量角器在图上量出:3.2.2带缓和曲线的圆曲线计算1.ABC段 已知 取圆曲线半径，如图3-2 图3-2 ABC段曲线图路线转角 L1曲线长（m） T1切线长（m）E1外矩（m） J1校正数（m） R1曲线半径（m）缓和曲线（m） 圆曲线（m）(1) 计算缓和曲线长度:设则有公式 取为了满足线形舒顺和美观

22、的要求，回旋曲线参数A应满足: 即 。所以 取满足要求。缓和曲线上离心加速度的变化率为:(2) 曲线几何元素的计算:(3) 曲线主点桩号计算: 在地形图上用直尺量得，即得则 2.BCD段 图3-3 BCD段曲线图路线转角 L2曲线长（m） T2切线长（m）E2外矩（m） J2校正数（m） R2曲线半径（m）缓和曲线（m） 圆曲线（m）(1) 计算缓和曲线长度:设则有公式 取为了满足线形舒顺和美观的要求，回旋曲线参数A应满足: ，即 。所以 取满足要求。缓和曲线上离心加速度的变化率为:(2)曲线几何元素的计算:(3)曲线主点桩号计算: 在地形图上用直尺量得，即得:则 3.3纵断面设计根据道路的等

23、级、沿线自然条件和构造物控制标高，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。具体路段设计可见纵断面设计图L2。3.3.1纵断面设计原则1.纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。2.纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。3.平面与纵断面组合设计应满足:4.视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。3.3.2纵坡设计要求1.设计必须满足标准的各项规范。2.纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。3.沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。4.应尽量做到填挖平衡

24、，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。3.3.3竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。竖曲线元素可见图3-4。标准规定:如表31和表32。图3-4竖曲线几何元素表31凸形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)视距要求缓和冲击标准规定值Lmin=V2w/3.6(m)极限最小半径Rmin(m)一般最小半径值(m)竖曲线最小长度(m)10064502780650010000854.竖曲线计算(1)根据设计得知: 拟定R1=16000m，凹形竖曲线。表32凹

25、形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)前灯照射要求(m)跨线桥下视距要求(m)缓和冲击(m)标准规定值(m)极限最小半径Rmin一般最小半径1003620951278030004500表33竖曲线纵距计算结果表1桩号x(m)标高改正 (m)切线高程设计高程K23+857.20064.6164.61K23+90042.80.057263.7563.8K23+95092.80.26916362.78K24+000142.80.637261.7262.32K24+30172.80.93316161.92K24+50152.80.729661.262K24+100102.80.330261

26、.8162.31K24+15052.80.087162.2162.67K24+2002.80.000262.8562.75K24+202.80063.1563.15几何要素计算:竖曲线的起终点桩号: 起点:K23+857.2 终点:K24+200竖曲线上纵距y的计算:(2)根据设计得知: 拟定R2=16000 m，凸形竖曲线。几何要素计算: 表34 竖曲线纵距计算结果表2桩号x(m)标高改正(m)切线高程(m)设计高程(m)K24+345.20063.8163.81K24+3504.80.000763.8563.86K24+40054.80.093864.1164.25K24+450104.8

27、0.343264.4964.88K24+500154.80.748864.8165.46K24+550204.81.31064.8166K24+600154.80.74886464.86K24+650104.80.343263.2163.72K24+7004.80.000762.2164.2K24+754.8006161 竖曲线的起终点桩号:起点:K24+345.2 终点:K24+754.8竖曲线上纵距y的计算:(3)根据设计得知: 拟定R3=16000m，凸形竖曲线。几何要素计算:竖曲线的起终点桩号: 起点:K25+29.6 终点:K25+530.4竖曲线上纵距y的计算:表35 竖曲线纵距计

28、算结果表3桩号x(m)标高改正（m）切线高程(m)设计高程(m)K25+29.60054.454.4K25+5020.40.01353.8153.91K25+10070.40.15552.552.84K25+150120.40.45353.2453.75K25+200170.40.9075050.81K25+250220.41.51848.8250.24K25+280250.41.964849.83K25+300230.41.6648.3449.78K25+350180.41.01748.5149.51K25+400130.40.5348.8149.51K25+45080.40.2024949

29、.74K25+50030.40.028949.4249.58K25+530.40049.6249.62(4)根据设计得知:，拟定R4=16000m，凹形竖曲线。几何要素计算:竖曲线的起终点桩号: 起点:K25+768 终点:K25+992竖曲线上纵距y的计算:表36竖曲线纵距计算结果表4桩号x(m)标高改正 （m）切线高程(m)设计高程(m)K25+7680051.2651.26K25+800320.03251.5351.31K25+850820.2151.8651.51K25+8801120.39251.5252K25+900920.26451.9351.51K25+950420.05551

30、.4851.23K25+9920051.1851.18(5)根据设计得知:，拟定R5=16000m，凹形竖曲线。几何要素计算:竖曲线的起终点桩号: 起点:K25+305.6 终点:K25+534.4竖曲线上纵距y的计算:表37竖曲线纵距计算结果表5桩号x(m)标高改正（m）切线高程(m)设计高程(m)K26+305.60048.9148.91K26+35044.40.06248.548.71K26+40094.40.2848.1248.51K26+420114.40.4094848.51K26+45084.40.22348.1248.52K26+50034.40.03748.5148.65K2

31、6+534.40048.7748.773.4超高设计3.4.1超高确定设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。由于本设计的车道为有中央分隔带，因此采用绕中央分隔带边缘旋转的方式来设计。超高值的计算公式: 3.4.2超高值计算1.第一段圆曲线上超高计算：（1）超高缓和段长度的计算由于半径，设计速度根据规范取超高坡度，超高渐变率所以，超高缓和段长度为:表38绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注XX0XX0圆曲线上外缘1计算结果均为与设计高之高差2临界断面距缓和段起点:X= iG Lc/ ih3X距离处的加宽值:bx=Xb/中线 Bih

32、/2内缘( b) 过渡段上外缘 (iJ iG)(B)ihX/中线 BiG/2B/2X /内缘(bJ bx)(bx)X/ ih超高横坡度 u 横向力系数 V 设计速度 (km/h) R 圆曲线半径 (m) BJ路肩宽度 iG路拱坡度 iJ路肩坡度 ih超高横坡度Lc超高缓和段长度X0与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离 X 超高缓和段中任一点至起点的距离 hc路肩外缘最大抬高值 hc路中线最大抬高值 h，c 路基内缘最大降低值 hcx X距离处路基外缘抬高值 h，cxX距离处路中线抬高值 h，cxX距离处路基内缘降低值 b路基加宽值 bxX距离处路基内缘降低值缓和曲线长度所以取，则横坡

33、从路拱横坡过渡到超高横坡时的超高渐变率为:满足排水要求。(2)计算各桩号处超高值:超高起点为K43+257.87，直线段的硬路肩坡度与行车道相同为2，土路肩为3，圆曲线内侧的土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同，均为4，外侧的土路肩坡度为-3（即向路面外侧），内侧土路肩坡度过渡段长度为:所以取。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成-2与路面横坡相同。表39 分段超高绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置计算公式行车道横坡值备注外侧C第一段:第二段:计算结果为与设计之高差；设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程；X=时，为圆曲线上的超高值D0内侧D0第一段:第二段:C表310 超高值

34、计算结果桩号x(m)外侧（右）(m)内侧（左）(m)ABCCBAK23+757.870-0.32-0.3-0.250.250.3-0.32K23+77517.13-0.24-0.23-0.190.280.33-0.35K23+80042.13-0.14-0.13-0.110.320.38-0.4K23+82567.13-0.03-0.03-0.030.360.43-0.46K23+85092.130.070.070.060.40.48-0.51K23+875117.130.180.170.140.450.53-0.56K23+900142.130.280.270.220.490.58-0.61

35、K23+925167.130.390.370.310.530.63-0.67K23+950192.130.490.470.390.570.68-0.72K23+975217.130.60.570.470.610.73-0.77K24+000242.130.70.670.560.650.78-0.82K24+25267.130.810.770.640.70.83-0.88K24+50292.130.910.870.720.740.88-0.93圆曲线3000.950.90.750.750.9-0.95续上表桩号x(m)外侧（右）(m)内侧（左）(m)ABCCBAK24+529.663000.95

36、0.90.750.750.9-0.95K24+550279.660.860.820.680.720.86-0.9K24+575254.660.750.720.60.670.81-0.85K24+600229.660.650.620.520.630.76-0.8K24+625204.660.540.520.430.590.71-0.74K24+650179.660.440.420.350.550.66-0.69K24+675154.660.330.320.270.510.61-0.64K24+700129.660.230.220.180.470.56-0.59K24+725104.660.120

37、.120.10.420.51-0.53K24+75079.660.020.020.020.380.46-0.48K24+77554.66-0.09-0.08-0.070.340.41-0.43K24+80029.66-0.19-0.18-0.150.30.36-0.38K24+8254.66-0.3-0.28-0.230.260.31-0.32K24+829.660-0.32-0.3-0.250.250.3-0.322.第二段圆曲线上超高计算(1)超高缓和段长度的计算由于半径，设计速度，根据规范取超高坡度，超高渐变率，所以，超高缓和段长度为:缓和曲线长度，所以取，则横坡从路拱横坡过渡到超高横坡

38、时的超高渐变率为: 满足排水要求 (2)计算各桩号上超高值:超高起点为K45+210.27，取。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成-2与路面横坡相同。表311 绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置计算公式行车道横坡值备注外侧C计算结果为与设计之高差设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程X=Lc时，为圆曲线上的超高值D0内侧D0C表312 超高值计算结果桩号x(m)外侧(m)内侧(m)ABCCBAK25+710.270-0.32-0.3-0.250.250.30.32K25+72514.73-0.25-0.24-0.20.2840.340.36K25+75039.73-0.15-0.15

39、-0.120.3420.410.43K25+77564.73-0.05-0.05-0.040.40.480.5K25+80089.730.050.050.040.4580.550.58K25+825114.730.150.150.120.5160.620.65K25+850139.730.260.240.20.5730.690.72K25+875164.730.360.340.280.6310.760.8K25+900189.730.460.440.360.6890.830.87K25+925214.730.560.540.450.7470.90.94K25+950239.730.660.630.530.8050.971.01K25+975264.730.770.730.610.8631.041.09K25+980.272700.790.750.630.8751.051.1QZK26+120圆曲线0.790.750.630.8751.051.1K26+259.732700.790.750.630.8751.051.1K26+27525