道路桥梁设计计算说明书(新).doc

宁夏大学毕业设计 第 一 篇设计原始资料和依据1 设计原始资料和设计依据1.1 设计原始资料1.1.1地质地理条件该地段属于平原微丘区，区内大部分地区地形开阔，起伏平缓。丘陵处有几个连续的小山坡，海拔不高。沿线河流、排灌沟渠交错，农田水利设施完善，乡村道路网密集区域内大部分为水稻天和经济林作物区。1.1.2地形图地形图比例为1：2000。1.1.3设计路断的土壤、地质、水文、气象资料1）地形地貌线路经过区为太湖流域冲湖积低洼湖荡平原，地势低洼，地形较平坦、沟、塘、河纵横密布。地面标高多在1.0m到3.2m之间，河堤，村庄处较高，除此之外，该地区的道路比较多，还有大量耕地和农田，大多是高产田。2）工程地质条件（1）勘测深度内上部为第四纪全新统湖沼积相松散沉积物，以淤泥质土为主，夹少量亚沙土，局部粉沙，下部地层为第四纪上更新统湖沼积相沉积物。全新统地层发育不稳定，厚度分布不均，最大厚度为20m，沿线软土分布普遍。依据地层的时代，成因，岩性及物理力学指标等，勘测深度内共分10层，各地层主要特征描述如下： OA层，素填土（QML）：黄褐色灰褐灰色，土质不均，结构松散。 1层，亚黏土（Q4AL+I ） ：黄褐色褐灰色 ，含氧化铁及少量有机质，软硬塑，局部流塑，中偏高压索性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =110-140KPa，ES=2.5-5.0MPa。 2-1层，淤泥质亚黏土（Q4AL+I ），褐灰色灰色 ，含有机质，局部淤泥，软流塑，高压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =60-90KPa，ES=1.5-4.0MPa。 2-1A层，亚沙土（Q4AL+I ）：灰色，含有机质，云母，局部亚沙土，软流塑，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =80-110KPa，ES=4.5-10MPa。 2-2层，淤泥质亚黏土（Q4AL+I ），灰色，含有机质，云母，局部亚沙土，软流塑，高压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =70-90KPa，ES=2.0-4.0MPa。 2-2A层，亚沙土（Q4AL+I ）：灰色，含有机质，云母，局部亚沙土，软流塑，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =90-120KPa，ES=2.0，4.0MPa。 3层，亚黏土（Q3AL+I）：灰绿色褐黄色，含氧化铁，夹少量亚沙土，粉沙，软硬塑，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =170-300KPa，ES=6.5-9.5MPa。 4A层，亚黏土（Q3AL+I）：棕黄色灰黄色，含氧化铁，夹少量亚沙土，粉沙，软硬塑，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =160-260KPa，ES=6.0-8.0MPa。 5层，亚沙土（Q3AL+I）：灰黄色灰色，含有机质，局部为亚黏土，软流塑，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =100KPa，ES=6.5MPa。 6层，粉沙（Q3AL+I）：褐黄色，含云母，松散-中密，饱和，局部亚砂土，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =100-120KPa，ES=6.5-12.5MPa。 7层，粉沙（Q3AL+I）：灰黄色灰色，含云母，中密-密实，饱和，局部亚砂土，软硬塑，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =100-160KPa，ES=8.5-15.0MPa。 8层，粉沙（Q3AL+I）：灰色，含云母，夹亚黏土薄层，中密-密实。饱和，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =150-170KPa，ES=8.5-15.0MPa。 9层，粉沙（Q3AL+I）：灰色，含云母，夹亚黏土薄层，中密-密实。饱和，中压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =150-170KPa，ES=8.5-15.0MPa。 10层，亚黏土（Q3AL+I）：灰绿色褐黄色，含氧化铁，硬塑，压缩性，推荐容许承载力、压缩摸量：0 =150-330KPa，ES=6.0-12.0MPa。 （2）软土 沿线勘测深度内软土，分布于K0+500K3+370段，全新统湖沼积淤泥质亚黏土、亚沙土，灰色，流塑，分布不连续，厚薄不均，其顶板埋深0.00-4.40m，顶板标高-2.50-2.70m，厚度2.4-15.3m，推荐容许承载力：0 =60-120KPa。 沿线软土分布较广，具有高含水量、大空隙比、高压缩性、抗剪强度低等不良地质特征，作为路基持力层，应进行路基稳定及沉降量计算，特别是路桥结合部位，容易引起不均匀沉降和剪切滑移，应采取技术可行，经济合理的处理方法，对其进行处理，如超载预压法、竖向排水预压法、加固土桩法等。 （3）膨胀土 本次勘测对埋藏较浅的上更新统硬塑状粘性土（层号1、3层亚黏土）进行了自由膨胀率实验。 结果表明4个土样中自由膨胀率在14-25%之间，不具膨胀性，如以次两层作为路基填料时不需进行处理。 （4）砂土液化 根据建筑抗震设计规范GB5001-2001，沿线抗震设防烈度为6度，对于路基、中小桥等一般性构造物，可不考虑液化问题；而大河等重要构造物地段，20m以内的饱和砂土或亚砂土主要为上更新统地层，为不液化土层，因此，沿线可不考虑沙土液化问题。3）水文地质条件 本标段地下水分为松散土类孔隙水，分潜水含水层组、浅层承压含水层组、第I承压含水层组。潜水含水层组埋深一般小于1m，潜水的补给来源主要接受大气降水及地表水，排泄以蒸发和农作物生长的蒸腾及生活用水的提取。区内地势低洼、平坦，地下水位变化不大。浅层承压含水层组和第I承压含水层组，含水层主要为6、8-1、8-2层粉沙、细纱，该含水层孔隙连通性、赋水性及透水性较好，浅层承压含水层组含水层顶板埋深1.9-6.9m，第I承压含水层组含水层顶板埋深27.0-36.7m。 根据4号、ZK6号钻孔水样分析，地下水对混硬土不具备腐蚀性，对钢筋混硬土结构中钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。（3）地震本段区域位于荡口到白茆中断凹内，其呈北东向或近东西向延伸，向东开口，西延至太湖，处于相对稳定的下扬子断块之上，断裂构造以北东向为主，主要为荡口到白茆中断凹南东侧的湖苏断裂，该断裂西起湖州，向北东经苏州至昆山，呈北东。 4）气象气候拟建公路位于我国东部沿海地带，为北亚热带湿润气候区，具有海洋性的气候特征，春秋稍短，冬夏较长，四季分明，季风特征明显，雨量充沛，日照充足，春季阴湿，冷暖交替；夏季梅雨，湿热期长，秋季低湿，秋旱阴雨相间出现；冬季干冷，严寒期短，年平均气温15.4度，极端最高气温为40.1度（1934年6月26日），极端最低气温为-12.7度（1931年1月10日），年平均降水量1054cm，有80%年份在900mm以上，全年平均降水日数，日降水量大于0.1mm为127天，年蒸发量为1169.8mm年平均相对湿度79%，年平均风力3.6m/s，主导风向为东南风，平均气压101.64KPa。1.1.4路线交通运输要求和技术经济调查资料锡太公路是苏州市规划公路网“三纵六横一环”中的一横。主要起到大外环的作用。同时，也是204国道和省道342在常熟境内的分流线，对于正在实施的苏嘉杭高速公路和沿江告诉公路及虞张公路将起到积极的联网作用。对于完善苏州和无锡两市区域路网，更好的建设开发中远国际城，推动江苏省及其沿线地区国民经济和社会发展，具有非常重要的战略意义。地区城镇属于经济欠发达地区，所以为加快本地区的经济发展，促进本地区的贸易交往，完善苏北地区的路网结构，加快苏北地区的经济发展，改善地区的投资环境，促进外向型经济的发展，改变该地区经济较落后的状况，修建高速公路具有深远的意义。全线共分7个施工标段，本段位于锡山市甘露镇和常熟市练塘镇境内，起讫桩号为K0+000K3+7001.1.5交通量资料路线近期交通量见下表。表1-1 路线近期交通量组成表车 型小汽车黄 河JN-150跃 进NJ-130解 放CA-10B太脱拉138交通量（辆/日）330070010001900800交通量预计年增长率=8%。 1.1.6工程概预算定额资料 参照公路工程概预算定额交工发199265号。1.2设计依据 本设计依据的规范、规程具体如下：（1） 公路工程技术标准（JTJ001-97）（2） 公路路线设计规范（JTJ001-94）（3） 公路路基施工技术规范（JTJ033-95）（4） 公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）（5） 公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）（6） 公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）（7） 公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）（8） 公路路基设计规范（JTJ013-95）（9） 公路排水设计规范（JTJ018-97）（10） 公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）（11） 公路环境保护设计规范（JTJ/T006-98）（12） 公路水泥混凝土设计路面规范（JTJ D40-2002）（13） 公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范（JTJ016-93）（14） 公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）（15） 公路土工合成材料应用技术规范（JTJ/T019-98）（16） 公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）（17） 公路砖石混凝土桥涵设计规范（JTJ022-85）（18） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）（19） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）（20） 公路改性沥青路面施工技术规范（JTJ036-98）（21） 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）（22） 公路土工实验规程（JTJ051-93）（23） 公路工程沥青及沥青混合料实验规程（JTJ052-2000）（24） 公路 工程水泥混凝土实验规程（JTJ053-94）（25） 公路工程石料实验规程（JTJ054-94）（26） 公路工程无机结合料稳定材料实验规程（JTJ057-94）（27） 公路工程集料实验规程（JTJ058-2000）（28） 公路路基路面现场测试规程（JTJ059-95）（29） 公路土工合成材料实验规程（JTJ/T060-98）（30） 公路勘测规范（JTJ061-99）（31） 公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）（32） 水泥混凝土路面施工及验收标准（GBJ97-87）（33） 沥青路面施工及验收标准（GBJ92-96）（34） 道路工程制图标准（GBJ50162-92）（35） 公路工程基本建设项目设计文件编制办法（1996年）（36） 公路工程基本建设项目设计文件编制办法（部分修订）（1998年）（37） 公路工程基本建设项目设计文件图表示例（38） 公路工程基本建设工程概、预算编制办法及相关定额（39） 高速公路交通管理（40） 高速公路通道及匝道控制设计标准2 工程地质评价2.1 路基工程地质评价 根据地层的成因类型以及软土埋深、厚度、地面标高等地质特征从横向上将沿线分区I区（冲湖积平原区）、II区（湖沼区平原区），I区为硬土分布区，其范围位K0+000K0+500、K3+370K3+700，其余地段为II区。 I区（冲湖积平原区）无软土分布，对于三层硬塑状粘性土出露地表地面、表层耕织土、素填土清除后，可直接将三层作为天然地基。对覆盖有一层新近沉积粘性土的地段，由于其工程地质性质较差，不宜直接用作路基持力层，可采用机械碾压进行一般性处理后，以其做路基持力层。 II区表层普遍分布一层亚粘土，压缩性较大，抗剪强度低，为新近沉积土，工程地质性质较差，作为路基持力层时需适当处理，根据软土的分布特性，II区又分为两个区，软土厚度小于5.00m的为II1区，大于5.00m的为II2区. II1区范围为K0+500K1+150，K2+500K3+200。本区软土埋深约0-1m，厚度一般1-3m，下部为上更新统硬塑状粘性土。本区软土具有高含水量、大孔隙比、高压缩性、低强度等不良等地质特征，作为路基持力层硬进行路基稳定及沉降量验算，特别是路桥结合部位，如不满足要求，应对其进行处理，根据其厚度较薄、埋藏浅，下卧地层较好的特点，处治方法可选用预压及超载预压法、竖向排水预压法，粉喷桩、搅拌桩等加固土桩法，处理深度宜至2-1层软土层低。II2区范围为K1+150K2+500、K3+200K3+370、K3+620K3+700，本区软土埋深约0-1m。厚度大于5m，最大厚度20m，下部为上更新统粉砂。本区软土具有高含水量、大孔隙比、高压缩性、低强度等不良等地质特征，埋藏浅、厚度大，对路基影响较大，应进行地基稳定及沉降量验算，特别是路桥结合部位，容易引起严重不均匀沉降和剪切滑移，应采用技术可行、经济合理的方法，对软土进行处理，处治方法可选用预压及超载预压法、竖向排水预压法，粉喷桩、搅拌桩等加固土桩法，处理深度宜至2-2层层低。3、4层硬塑状亚粘土、粘土承载力较高，工程地质性质较好，在该层浅埋或直接出露地段（I区）可将其直接作为路基持力层；5层亚沙土、亚粘土，6层稍松中密状粉砂，承载力一般为100120KPa，工程地质性质稍差，7层中密状粉砂，81层中密密实状粉砂容许承载力一般在100170 KPa，工程地质性质较好；10层以下地层由于埋藏较深，对路基的影响不大。2.2 桥梁地基工程地质评价沿线揭露土层中，3层粘土、7层中密状粉砂，81层中密密实状粉砂、10层硬塑状亚粘土、12层粉砂、14层粘土，分布较稳定，厚度较大，承载力较高，工程地质性质较好，可根据桥型、跨度、上部荷载等选用合适的基础持力层。2.3 结论与建议（1）本次勘察深度内为第四系全新统湖沼积及上更新统冲湖积沉积物，分10工程地质层，0层为素填土，12层为全新统，310上更新统。（2）沿线勘察深度内揭露的软土，为全新统湖沼积21层淤泥质亚粘土、22层淤泥质亚粘土，灰色，流塑，分布不连续，厚薄不均，具高含水量、大孔隙比、高压索性、低强度，属不良工程地质层。主要分布于K0+500K3+370、K3+620K3+700段。（3）I区无软土分布，对表层分布的1层软硬塑状亚粘土，作为路基持力层时，根据需要进行处理，对表层耕植土应予清除；3层出露地段，当用作路基填料时需进行处治。II1区21层淤泥质亚粘土，埋藏浅，厚度一般小于5.00m，工程地质性质差，应进行地基稳定及沉降量验算，特别是路桥结合部位，如不满足要求，可选用预压及超载预压法、竖向排水预压法，加固土桩等进行处治。II2区软土埋藏浅、厚度大，对路堤影响大，尤其在路桥结合部高填路基段、I区II1区II2区过渡地段，易引起不均路堤影响大，尤其在路桥结合部高填路基段、I区II1区II2区过渡地段，易引起不均匀沉降和剪切滑移，应采取措施对软土层进行处治，处治方法可选预压及超载预压法、竖向排水预压法、粉喷桩、搅拌桩加固土桩法等。（4）根据建筑抗震设计规范GB500112001，线路抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0.05g。设计时可不考虑绿化问题。（5）根据区域水文地质资料及地下水水质分析结果，地下水对混凝土不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。（6）建议各桥位基础型式采用钻孔灌注桩基础，持力层的选择详见各桥位岩土工程勘察说明。3 建设条件本项目地处苏南长江三角洲地区，地势平坦、河网密布，筑路材料缺乏，大部分材料需外购。3.1路基填料本路线路基均为填方路段，需大量的路基填土，而本路线地处苏南水乡，沿路均为高产农田和鱼塘，只能在路线两旁（或一侧）采用取土坑的方法解决路基填土，或采用挖深、拓宽沿路附近现有的河渠和结合开挖鱼塘取土。原则上取土深度为2.5m,实施时可结合各取土坑土质情况，适当增加取土深度，减少占用耕地。对于含量较大的路基填料，采用掺灰处理。3.2石料项目区西南环太湖低山区生产丰富的石料，有七子山的石英砂岩（单轴抗压强度141MPa，压碎值12%）、天平山的花岗岩（单轴抗压强度219 MPa）和西山的石灰岩。常熟境内有虞山、顾山、福山等山体，但应环境保护和发展旅游业需要，目前以基本上不再采集砂、石料。本项目区的石料主要来源于宜兴、江阴、浙江等地，运输大宗石料要利用水运。料场主要有：江阴市的金山、山观、八一、云亭采石场，宜兴市的芙蓉、顺昌、胜达采石场，苏州金山石料厂、锡山区的阳山、东胶山、西胶山等采石场等。石粉可从宜兴购买。路面用玄武岩可从金坛、六合等地购买。3.3 砂项目区内及周边地区缺砂，工程用砂需从外地调用，砂料主要来源于湖北、安徽和苏北等地，主要为长江及其支流的河砂。可选用的有：安徽郎溪、芜湖砂场、江阴高港砂场的湖北远运砂、宜兴张诸砂场、江苏金山石场、仪征小河砂场等。环苏州城区及各市镇均有供砂码头，供砂量随市场需求而变。运输以水路为主。3.4 石灰 石灰可以从常熟，苏州（西山）、宜兴，长兴等地购买。苏州地区石灰生产地位于太湖中的西山镇；宜兴市丁山水泥厂及宜兴市善卷乡飞里石灰厂亦有石灰供应，质量均可满足路用要求。3.5 粉煤灰粉煤灰主要从电厂直接购买，项目区周边主要有：苏州望亭电厂、常熟福山电厂、江阴周庄电厂、江阴市利电厂、南通天生港电厂、华能南通电厂、张家港东莱电厂。按就近取材的原则，应尽量采用常熟福山电厂的粉煤灰。灰场距离本项目较近，汽车运输方便，但运输途中要严密遮盖，以防止污染环境。3.6 工程用水及用电本区域水系发达、河流纵横，地表水、地下水资源丰富，但因水质污染较严重，硬度较高，需检测各项指标，合格后发可供生活和工程之用。沿线电力供应情况良好，工程用电可与电力部门协商解决或自备发电设备。3.7 其他材料公路建设所需的建筑材料需求较大，从经济性考虑应尽可能利用当地材料，因地制宜。钢材、木材、汽油及柴油可在苏州市场购买，钢材也可在上海钢厂购买，尽量利用水路运至工地。路面用沥青采用Lh-70石油沥青为主。苏州较大的水泥厂有苏州第二水泥厂、西山水泥厂、木渎水泥厂。工程开工后，可部分使用上述厂家的产品，部分在苏州市场购买。3.8 运输条件均可通过水运运至路线就近的码头，由汽车转运至工地。水运具有用量大、成本低的特点，据调查水运的价格仅为陆运的三分之一左右，故材料运输以水运为主，汽车为辅。3.9 与有关部门协调情况无锡至太仓公路（苏州段）测设过程中与沿线地方政府、交通、水利、航道电力电讯等部门进行协调，并取得书面意见。3.9.1 地方意见路线经过的无锡锡山、苏州常熟、太仓三市同意路线的总体走向。书面征求了无锡市交通局对路线起点位置的意见，明确了路线起点在无锡市甘露镇北约2km处。与沿线各乡镇就涵洞、平面交叉、道路的设置，取土坑位置进行了协商，达成了一致意见，并签定了相关协议。3.9.2公路部门意见书面征求了苏州市交通局、苏州市公路管理处的意见，并报文省公路局，明确了相交等级公路的现状、规划及净空要求。3.9.3航道部门意见书面征求了沿线苏州市航道处的意见，调查航道规划断面、航道尺寸，并报文省航道局，明确了望虞河、元和塘、张家港河等通航河流的航道等级、航道水位和净空。3.9.4水利部门意见2003年9月6日，水利部太湖流域管理局会同江苏省水利厅在常熟市主持召开了锡太公路望虞河大桥防洪影响评价报告评审会，并形成了专家评审意见，意见要求“桥墩布置应尽量与水流方向一致；西岸桥下应满足防汛通道净空要求；大桥边墩承台标高应适当降低，以满足望虞河河道扩大规模要求。”在施工图设计阶段，根据锡太公路望虞河大桥防洪影响评价报告以及专家评审意见，将桥梁与河流的交叉角度调整为正交；增加了西岸大堤道路改移，一般满足桥下4.5m通行净空要求；主桥中墩、边墩承台顶面标高分别降低为-6.561m和-0.007m(85国家高程系)。3.10工程建设标准强制性条文执行情况施工图设计过程严格执行工程建设标准强制性条纹（公路工程部分）（2002年）的规定，经过相关设计图进行认真审查后表明，设计完全符合强制性条纹的规范要求。4与周围环境及自然景观的关系4.1路线走向与主要地物的关系设计时应注意与自然景观的协调，着重做了以下几个方面的工作：(1) 路线平面设计以曲线为主，注重平纵横三维组合设计，以获得流畅的立体线形。(2) 加强绿化，采取多层次美化绿化措施，在边坡上、护坡道上和边沟外,大力提倡种草、植树，以改善高速公路的景观。4.2采用变化手段，改善道路自身的美观中央分隔带采用植草、植树和栽花等方式进行美化。边坡防护以植草、单排或双排衬砌拱防护为主，互通范围边坡采用与主线相同的防护方案。采用植草和植树等措施，美化道路环境，使道路与周围环境想协调，提高公路自身美感。4.3强调将公路与自然景观融为一体设计中强调将公路与自然景观融为一体，成为自然景观的一部分，施工图设计时进一步优化了平纵线形，采取以曲线为主的平纵线形。线形变化努力与周围地形地物相协调。利用线形的变化，减少民房拆迁量及对大中型排灌系统的破坏，在可能的情况下合并设置构造物，以降低路基填土高度。在布设取土坑时，尽量利用废弃旱地、丘岗地及低产田，并注意后期的综合利用，最大限度地降低公路建设对环境造成的不良影响。4.4保护自然景观及文物在公路的施工过程中，必须采取必要措施，保护自然环境及沿线文物，减少道路施工沿线植被的破坏，防止水土流失。 第 二 篇路线设计5 路线设计5.1路线方案的拟定和比选5.1.1方案的拟定 根据原始设计资料：A、B两点之间的大部分地势比较平坦，在靠近B点附近地势较高，出现一部分丘陵，但总的地形不是很复杂。方案比选图如下：方案比选图5.1.2方案的比选 本地所属平原微丘区路线，因地形限制不大，故布线应该重点考虑政治、经济因素，正确处理对地物、地质的避让与趋就。着重考虑以下几点：1）经济因素 公路路线设计规范中要求“在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程最小，造价最低”，并且尽量采用较高的技术指标。在这一点上方案一主要涉及到了桥梁的架设和一些沟渠、乡间道路的改设所需的费用；方案二主要涉及到了桥梁的架设、过软土区域时所需的地基处理，以及池塘填埋所需的费用，较方案一有所增加。且方案二路线较长，由于高速公路的造价非常高，故从经济因素考虑方案一较好。2）技术因素 方案一和方案二在技术上的要求都不是很高。前者主要是在部分山区的公路边坡支护问题，后者主要是解决软土地基以及池塘填埋，比较耽误工期，对工程不利。且方案二的圆曲线半径小于5500 m，达不到不设缓和曲线和超高的半径要求，需设置缓和曲线，这就加大了在具体施工时的难度，增加困难；而方案一则达到了不设置缓和曲线和超高的要求，比较容易施工，故在技术上考虑方案一较好。 除了以上两条，还应考虑道路与农业的关系，路线与城镇的关系，路线与桥位的关系，土壤水文条件，正确处理新旧路的关系，尽量靠近建筑材料产地等，但根据实际情况，这两条拟定的路线在这些方面的情况相差无几，所以不作为重点考虑。 综合以上可得：方案一比方案二更经济、实用，故选择方案一为最终的路线方案。5.2 道路技术等级确定 该地段属于平原微邱区，地形开阔，地势起伏不是很大。路线途径河流、水稻田、经济作物区等。沿线沟、排灌渠交错，区域内大部分是水稻田和经济作物区、水利设施完善。根据技术经济调查资料，在该区修建高速公路，不仅有利于方便交通，更有利于促进该区的经济发展。5.2.1交通量 依据设计资料，交通量见下表5-1表5-1 路线近期交通量组成表车 型小汽车黄 河JN-150跃 进NJ-130解 放CA-10B太脱拉138交通量（辆/日）330070010001900800交通量预计年增长率=8%。一条公路交通量的计算单位是年平均日交通量（简写ADT），而在确定道路等级，论证道路的计划费用或各项结构设计时，一般采用设计交通量，即欲建公路到达远景设计年限时能达到的年平均日交通量。远景设计年平均日交通量依据道路使用任务及性质，根据历年交通观测推算求得。目前，一般按年平均增长率累计计算确定。Nd= N0(1+r)n-1 （5-1） Nd远景设计年平均日交通量（辆/日）； N0起始年平均日交通量，包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量（辆/日）； r年平均增长率（%）r=8%； n预测年限（年） n=20。5.2.2交通量折算采用小汽车为标准的折算系数，即：小汽车=1.0；载重汽车=2.0；带拖挂载重车，铰接式公共汽车=3.0。故： N0=3300+（700+1000+1900+800）2.0=12100（辆/日）； Nd= N0(1+r)n-1 =12100(1+8%)20-1=52219.98 （辆/日）； 由公路工程技术标准（JTJ001-97）可知：四车道高速公路的设计交通量为2500055000辆/日，故可确定该条道路的技术等级为高速公路（四车道），设计车速为120km/h。5.3 道路技术标准确定5.3.1 平曲线半径、平曲线的最小长度根据公路工程技术规范，查得技术标准如下表5-2：本设计中平曲线半径为R1=6000m, R2=7000m；平曲线的长度分别为 1159.921m、741.405m。 表5-2道路技术标准道路技术标准指标极限值平原微丘区，不设超高的圆曲线最小半径5500m最大半径10000m最小程度200m转角等于或小于7度时的平曲线最小长度一般值1400m低限值200m5.3.2 超高及其构成 超高的设置是为了抵消汽车在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成一侧倾斜的形式。由公路工程技术规范可将平原微丘区高速公路不设超高的最小半径 为5500m。而本设计中所采用的方案一的最小圆曲线半径为6000 m，满足要求，故不设超高。5.3.3 曲线加宽 由公路工程技术规范可知，对于R250m的圆曲线，由于其加宽值非常小，可以不加宽。本设计中圆曲线R1=6000m, R2=7000m，故曲线不需要加宽。5.3.4 缓和曲线（参数、最小长度）计算及缓和段长度 根据公路工程技术规范，高速公路在平原微丘区缓和曲线的最小长度为100 m，参数A根据线形顺适与美观的要求。由于本设计圆曲线半径大于5500 m，故不需要设缓和曲线。5.3.5 视距（停车、超车） 根据公路工程技术规范各级公路在平曲线和竖曲线的停车和超车视距不应小于下表5-3所规定表5-3 各级公路停车和超车视距公路等级高速公路一级公路二级公路计算行车速度(km/h)1201008060100608040停车视距（m）210160110751607511040超车视距（m）550220 本设计为高速公路，设计时速为120 km/h，故停车视距为210m，对超车视距没有要求。5.3.6 纵坡（最大纵坡、最小纵坡及坡段限制） 根据公路工程技术规范（JTJ01-97）规定，高速公路最大纵坡为3%，设计时尽可能选用小于规定的最大纵坡度，为满足排水的要求，最小纵坡为0.3%；考虑到汽车行驶平顺性的要求最短坡长为300 m；考虑汽车行驶速度的要求，当纵坡为3%时坡长为900 m。5.3.7 竖曲线（凸、凹半径）及竖曲线最小长度 当路线纵坡发生变化，亦既改变纵坡处必须设置竖曲线，以利于行车安全、舒适和减少机具磨损。由公路工程技术标准可知，竖曲线的最小半径和最小长度规定如表5-4所示。通常采用大于或等于表列一般最小值，当受到地形条件及其其它特殊情况限制时方可采用表列极限最小值。 表5-4 各级公路竖曲线最小半径和最小长度公路等级高速公路一级公路计算行车速度(km/h)120100806010060凸形竖曲线半径（m）极限最小值1100065003000140065001400一般最小值170001000045002000100002000一般最小值600045003000150045001500竖曲线最小长度（m）10085705085505.3.8路基路面宽度 公路路基路面宽度应为行车道宽度和路肩宽度之和，当设置中间带、爬车道、加宽带等时，也应包括这些宽度。对于该设计： 行车道宽度： 43.75=15m 中间带宽度： 3.00+0.752=4.50m 路肩宽度： 2(3.5+0.75)=8.5m 故路基路面宽度为：15+4.5+8.5=28m5.4道路平面设计道路平面设计是路线设计的第一部分，应考虑到设计路段所处地区的自然地理环境以及社会经济、技术标准的要求，在尽可能的顾及纵断面和横断面的前提下进行设计。5.4.1 平面设计原则 （1）线形应直捷、连续、舒适，并与环境相协调 （2）各级公路不论转角大小，均应敷设曲线，并尽可能选用较大的圆曲线半径 （3）两同向曲线间应设有足够长的直线，规范规定，同向曲线间直线最小长度（以m计）不得小于计算行车速度（以km/h计）的6倍为宜。否则应调整线形。 （4）曲线线形要注意技术指标的均衡性与连续性。 （5）要尽量满足行驶力学上的要求和视觉、心理上的要求。5.4.2平曲线设计 本设计段的平面线形是根据初步设计及审查会议纪要精神，经过实地勘测后确定的。采用平原微丘高速公路的技术标准，计算行车速度120km/h。线形布设考虑的主要控制点有桥梁，路线起讫点的布设，避让不良地质地段及处理好沿线水利设施的关系，并尽量少占良田和减少拆迁数量等；尽量采用较高的平面线形指标，以保持线形的顺畅。 本标段路线是由直线、圆曲线组成平顺圆滑连续的曲线线形，平面线形符合部颁公路路线设计规范（JTJ011-94）的要求。线路全长3.70公里，共设2处平曲线。（1）最小平曲线半径 6000 km/h （2）最大平曲线半径 7000m （3）最小直线长度 617.868m （4）最小偏转角 647 （5）平曲线占路线长 0.514 （6）路线增长系数 1.0231）道路路线的起点、终点和直线交点的确定和计算该设计的起点、终点为A、B两点。线路中设有两个交点，分别为JD1、JD2。采用相对坐标。直线AJD1的长度： L1=712.151m直线AJD1与Y轴的转角为： =1093735.88直线JD1JD2的长度： L2= 1570.692m直线JD1JD2与Y轴的转角为： =98330.72直线JD2B的长度 L3=1421.477m直线JD2B与Y轴的转角为： = 104377.25各个控制点的主要坐标计算：起点A：（K0+000） 横坐标：Y=512747.109 纵坐标：X=3609664.627故：坐标：A（3609708.220，512624.307）交点1（JD1）：（K0+712.151）由原地形图可知： 横坐标：Y=506544.228 纵坐标：X=3605258.441故：坐标：JD1（3605258.441，506544.228）交点2（JD2）：（K2+279.217）由原地形图可知： 横坐标：Y=508097.463 纵坐标：X=3605024.617故：坐标：JD1（3605024.617，508097.463）终点B：（K3+700） 横坐标：Y=516223.777 纵坐标：X=3608876.333故坐标：B（3608876.333，516223.777）2）平曲线的几何要素 根据技术标准，本设计中取R1=6000，R2=7000m，计算的其他元素列表如下表5-5 表5-5 直线、曲线及转角表交点号JD交点桩号交点坐标转角值曲线要素值(米)XY左转角右转角半径 R切线长度T曲线长度L外距E校正值 J123456710111213AK0+000512624.3073609708.220JD1+712.151513295.0833609469.016114356000.000581.7741159.92128.1393.626JD2+279.217514848.3183609235.4926477000.000371.049741.4059.8270.694ZD+720516243.1303608871.685其他详细请看无锡至太仓高速公路平面图3）逐桩坐标表见附表一5.5 道路纵断面设计道路纵断面设计的标高是指路基顶面边缘的标高，对于高速公路是指中央分隔带外侧边缘的标高。纵断面设计的主要任务是根据汽车的动力特征、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线的几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。具体的内容为确定路线合适的标高、个坡段的纵坡度和坡长，设计竖曲线时要求纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长度得当，平面和纵面组合设计协调，填挖经济平衡等。5.5.1 纵断面设计原则 纵断面设计必须满足标准的各项规定：（1） 为保证车辆能以一定的速度安全顺适的行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。（2） 纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合因素考虑，依具体情况加以处理，以保证道路的稳定和通畅。（3） 一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运做就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（4） 平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。（5） 对连续段纵坡，如大、中桥引道及隧道两段接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。（6） 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。本设计段路线纵断面设计主要受几条大河控制。全线设大桥3座，平面交叉2处。纵断面设计以满足设计路基设计100年一遇的洪水位及最小填土高度、通航净空、等级公路及通道的通航净空的要求为前提。为了降低路堤填土高度，减少占地，设计时结合地形及排水条件；同时为了保证良好的视线诱导条件，尽量选用较高的指标值，5.5.2 标高控制点的确定1） 路基最小填土高度的确定 （1）按路基干湿类型确定路基最小填土高度。本次设计为高速公路，故纵断面设计标高为分隔带外侧边缘的标高。本高速公路地处江苏无锡地区，可查全国公路自然区划图知，该地区属于II5a区；由设计资料可知，该地区的地下常水位一般距离地表1.52.5 m，取1.5 m；土质为粘性土。要保证路基干湿类型为干燥，则要求路基高度H，H2HH1，查表可知道，2.0H2.5 m，取2.5 m，故路基最小填土高度H0由以下控制：取地下水埋深1.5 m， 则： H0 +1.5=2.5 故 路基处于干燥状态时路基顶面距原地面的高度应不小于1.0 m。（2）按防洪要求确定路基最小填土高度H0。 高速公路路基填土高度应考虑防洪要求，本设计路段按百年一遇洪水频率确定，根据公路路线设计规范（JTJ011-94），沿河及受水淹的路线，路基设计标高应高出设计洪水频率1/100的计算水位0.5 m。 2）对于桥梁、涵洞和通道的高度，按公路工程设计规范规定： （1）设置桥梁：当高速公路与二三四级公路相交时，桥梁净高的最低值是4.5 m；与乡村道路相交时，桥梁净高的最低值是3.2 m； （2）设置通道：农用车通道净高的最低值为2.7 m，而人行通道的最低值为2.2 m。 （3）对于大、中桥头（在洪水泛滥范围内）的路基设计标高一般至少应高于该桥涵设计洪水位（包括壅水和浪高）0.5 m；小桥涵附近的路基标高应高于壅水位至少0.5 m（不记浪高）。 （4）本设计中路基的最大填土高度为7.37 m， 无挖方。5.5.3 在纵断面设计中主要考虑的各个方面1） 最大纵坡度的限制最大纵坡度是指在纵坡度设计时各级道路允许采用的最大坡度值。本设计道路为高速公路，根据公路工程设计规范，平原微丘区高速公路的最大纵坡为3%，本设计中的最大纵坡为 0.58%，满足要求2） 最小纵坡的要求 为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，要求高速公路最小纵坡应不小于0.3%，一般情况下以不小于0.5%为宜。 本设计中的直线段最小纵坡为 0.35%，满足要求。3） 坡长限制 由公路工程设计规范可知道：平原微丘区高速公路，当纵坡坡度达到2%时，最长坡长为1500 m，而本设计中最长坡长为1520m，且其纵坡坡度为0.48%，故满足要求。4） 竖曲线最小半径和最小长度 由公路工程设计规范可知道，对于凸型竖曲线，最小半径和最小长度应满足视距要求为主，规定计算行车速度为120 km/h的高速公路一般最小半径为17000 m，竖曲线最小长度为100 m；对于凹型竖曲线，最小半径和长度应满足两种视距的要求：一是保证夜间行车安全，前灯照明应有足够的距离，二是保证跨线桥下行车有足够的视距，依次规定，计算行车速度为120 km/h的高速公路一般最小半径为6000m，最小长度同凸型竖曲线。本设计中的凸型竖曲线最小半径为 20000m ，最小长度为940m；无凹型竖曲线 , 符合要求。5）平曲线与竖曲线的组合设计中应注意以下几点（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应少长于竖曲线（2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡（3）暗弯与凸型竖曲线及明弯与凹型竖曲线的结合本设计中在进行平纵面线形组合设计时，尽量考虑平曲线与竖曲线相协调，竖曲线均包含在平曲线之内，避免了规范中要求避免的各种不良线形组合，以求达到良好的视觉诱导效果和舒适性要求，经透视图检查，平纵组合良好。6）直线与纵断面的结合主要遵照“只要路线有起伏就不要采用长直线”的原则，并把平、竖曲线合理的组合。7）考虑平、纵线形组合与景观的协调配合。5.5.4征地、拆迁。 永久性征用土地包括主线