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文档简介
1、中中华华人人民民共共和和国国教教育育部部 东东北北林林业业大大学学 毕 业 设 计 设计题目: 建虎高速(k24+000-k32+000 段)施工图设计 学 生: 刘帅 指导教师: 杨林 副教授 学 院: 土木工程学院 专 业: 土木工程 2008 级 4 班 2012 年 6 月 东北林业大学 毕 业 设 计 任 务 书 设计题目 建虎高速(k24+000-k32+000 段)施工图设计 指导教师 杨林 副教授 专 业 土木工程 2008 级 4 班 学 生 刘帅 2012 年 3 月 1 日 题目名称题目名称:建虎高速(k16+000-k24+000)段施工图设计 任务内容(包括内容、计划
2、、时间安排、完成工作量与水平具体要求)任务内容(包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求) 一、内容 1.结合建三江至虎林公路的预测交通量及公路相应的任务与性质确定公路等级; 2.根据建虎公路 k16+000-k24+000 段的实际确定施工图设计的主要技术指标; 3.进行建虎公路 k16+000-k24+000 段的路线平面设计; 4.进行建虎公路 k16+000-k24+000 段的纵断面设计; 5.进行建虎公路 k16+000-k24+000 段标准横断面设计及路线横断面计算绘图; 6.结合工程实际进行相应的路基路面设计; 7.编写设计说明书; 8.经济分析与评价。 二、进度安
3、排 2012 年 2 月 27 日3 月 10 日:收集设计相关资料,对资料进行熟悉与整理; 2012 年 3 月 11 日5 月 15 日:完成全部设计图表及相应的计算书; 2012 年 5 月 16 日5 月 31 日:完成设计说明书,对设计进行复核与修改; 2012 年 6 月 1 日6 月 10 日:撰写个人答辩提纲、完成设计装订、出版。 三、设计水平要求 设计图、说明书深度达到中华人民共和国交通部布颁公路工程基本建设管理办法中 施工图设计规定标准。应结合建虎公路 k16+000-k24+000 段的工程实际进行相应的设计, 要求设计内容全面,计算准确,图表规范,严格按设计规范进行设计
4、,设计方案合理并 积极采用先进的设计手段,符合当代道路交通建设发展趋势。 其中:参考文献篇数:20 篇以上(其中,外文文献 3 篇以上) 图 纸 张 数: 设计图纸 15 张以上(全部用计算机以 a3 纸绘制,用 a4 纸输出) 说明书字数: 6000 字以上 专业负责人意见专业负责人意见 签名: 年 月 日 建虎高速(建虎高速(k24+000-k32+000k24+000-k32+000 段)施工图设计段)施工图设计 摘 要 建虎高速公路是从黑龙江农垦建三江到鸡西市虎林的一条全新建的省级高速公路, 简称“建虎高速” 。设计部分公路全长 8000m,设计车速 80km/h,双向四车道。 在本设
5、计中,依据外业勘测资料,通过对 k24+000k32+000 路段的原始数据的分析, 根据该路段的地质情况、地形、地物及水文等自然条件的特点,依据交通部颁发的公路 工程标准、设计与施工技术规范,并运用纬地道路设计软件、autocad 对公路的路线平面 线形、纵段面线形与横断面、路基路面进行了设计与计算,绘制出路线平面图、纵段面 图、横断面图、直线曲线转角表、纵坡竖曲线表、标准横断面图、路基设计表、路面结 构设计图、土石方数量表以及相关的其他图表,并且编写各部分相应的设计说明书等。 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. 关键词关键词: 高速公
6、路;线形设计;施工图;路基;路面 jianhuexpressway (k24+000-k32+000section) design of construction drawings abstract jianhu highway is a newly built provincial highway from heilongjiang land reclamation jiansanjiang to hulin, jixi city, referred to as jianhu high-speed. the total length of 8000m of the design part o
7、f the road design speed of 80km/h, two-way and four-lane. in this design, based on survey data of foreign industry, k24 +000- k32 +000 section of the raw data analysis, according to the section of the geological conditions, topography, terrain and hydrological characteristics of the natural conditio
8、ns, according to the ministry of transportation issued highway engineering standards, design and construction techniques, specifications, and the use of the latitude of road design software, autocad on the route of the highway horizontal alignment, longitudinal sectional linear and cross section of
9、the subgrade and pavement design and calculation, to map out the route plan, the vertical segment surface map, cross-sectional diagram, a straight line curve corner table, longitudinal, vertical curve table, the standard cross- sectional diagram, subgrade design table, pavement structural design, ea
10、rthwork quantity sheets, and other related graphs, and the preparation of the various parts of the design specification . through this design not only to understand the various steps of the construction of roads, but also skilled in using autocad drawing. key words: expressway; alignment design; con
11、struction drawings; subgrade; pavement 目目 录录 摘要摘要 abstract 1 1 绪论绪论.1 1 1.1 概况 .1 1.2 设计标准.1 1.3 工程概况.2 2 2 路线路线 .4 4 2.1 平面设计 .4 2.2 纵断面设计.4 2.3 横断面设计.5 3 3 路基设计路基设计 .6 6 3.1 路基横断面布置 .6 3.2 路基压实标准 .6 3.3 路基填料 .6 3.4 路基处理 .7 3.5 路基防护 .7 3.6 路基路面排水设计 .7 4 4 路面结构设计路面结构设计 .9 9 4.1 设计原则.9 4.2 设计标准 .9 4.
12、3 交通组成、交通量及轴载换算 .9 4.4 容许拉应力计算结果 .10 4.5 新建路面结构厚度计算 .10 5 5 排水设计排水设计.1212 5.1 排水设计原则 .12 6 6 交通标志交通标志 .1313 6.1 设计原则.13 6.2 版面设计 .13 6.3 交通标线及标记.13 6.4 护拦.14 6.5 隔离设施.14 6.6 防眩设施.14 6.7 视线诱导设施、其它设施.14 6.8 交通标志与标线 .15 7 7 环境保护与景观设计环境保护与景观设计.1616 7.1 设计依据及原则.16 7.2 公路工程建设项目环境影响评价结论及建设 .16 7.3 公路建设可能对生
13、态平衡、自然景观、周围环境产生的影响评估以及采取的对策 16 7.4 指导思想及设计原则 .16 7.5 公路建设所考虑的环境保护措施 .17 8 8 经济分析与评价经济分析与评价.1818 8.1 编制范围.18 8.2 工程造价分析.18 8.3 工程造价.18 8.4 编制依据评价.18 9 9 结论结论.1919 参考文献 致谢 建虎高速(k24+000-k32+000 段)施工图设计 1 绪论 1.1 概况 建三江至虎林高速公路建三江至八五三段工程设计,路基宽度为 24.5m。 依据交通 部颁发的公路工程技术标准jtg b012003 和公路路线设计规范修订 jtg d20 2006
14、 确定路线平纵面线形设计标准,具体标准执行情况如下; (1)设计速度:主线路线平纵面指标按设计速度 80km/h 控制。 (2) 用地范围:填方路基为路堤两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤或护坡道坡 脚)以外 2.0m,路堑为坡顶截水沟外边缘(无截水沟为坡顶)以外 2.0m 范围内的土地为公 路用地范围;桥梁为桥面以外 2.0m 范围内的土地为公路用地范围。 1.1.1 设计依据 主要设计依据为: 公路工程技术标准 (jtg b012003) ; 公路路线设计规范 (jtg d20-2006) ; 公路路基设计规范 (jtg d30-2004) ; 沥青路面设计规范 (jtg d50_2004
15、) ; 公路路基设计规范 (jtg d30-2004) ; 公路桥涵设计通用规(jtg d60-2004) ; 公路桥涵地基与基础设计规范 (jtg d63-2007) ; 道路交通标志和标线 (gb 5768-1999) ; 公路工程预算定额 (jtg/t b06-02-2007) 。 1.2 设计标准 依据交通部颁发的公路工程技术标准 (jtg b012003) ,本着公路建设标准与交 通量相适应的原则,并且考虑辅道工程在本高速公路工程中的地位、作用以及服务于经 济社会发展的功能要求,结合既有工程技术指标情况,采用主要技术指标表如表 1-1: 表表 1-11-1 主主 要要 技技 术术 指
16、指 标标 表表 序号指标单位技术标准 1设计速度km/h80 2路基宽度m24.5 3行车道宽度m27.5 4土路肩宽度m20.75 5硬路肩宽度m22.5 6中央分隔带宽度m2.0 7桥涵设计荷载公路级 8平曲线最小半径m8000 9最大纵坡%1.339 10竖曲线最小半径m15000 11设计洪水频率1/100 12设计年限20 年 13路面结构类型沥青路面 14公路等级高速公路 1.3 工程概况 1.3.1 地形、地貌 线路起于富锦市二龙山镇西侧,终止于建三江至虎林高速公路与方虎公路交叉口。 路线基本走向是由北向南。路线所处区域为三江平原腹地,地势低平,具有典型的沼泽 化低湿平原的地貌特
17、征,地表坡度较缓。地表植被多为水田和旱地,地势起伏不大。 1.3.2 气候条件 所经区域地处黑龙江省东部,为三江平原温和、半湿润气候区,属寒温带大陆季风 气候,有明显的大陆性季风气候特点。年平均气温为建三江 2.5,虎林 3.9,极 端最高气温为 38,极端最低气温为-37;年平均降雨量为 540mm,降雨期集中在 6-8 月份;无霜期平均 144 天,全年有 5 个月地温低于 0,通常在 10 月下旬开始封冻, 到翌年 6 月上旬结束,历时 7 个多月;季冻土层厚 1.52.0m,最深达 2.28m;降雪期始 于 10 月初,终雪期在 4 月下旬,全年平均积雪 122 天;地面稳定冻结日期为
18、 11 月中旬, 稳定解冻日期为翌年 4 月中旬。各季盛行风为西风、西北风,春、夏之季多西南、西风, 降水天刮东、东南风,常年风速不大,年平均风速 4.1m/s,最大风速为 34m/s。 1.3.3 不良地质路段设计方案 沿线不良地质主要是湿地。根据工程地质、水文地质、地形和筑路材料等条件,因 地制宜地采用提高路基、路基换填等有效措施,保证路床处于干燥或中湿类型的稳定状 态,不受水分的影响。 本地区还易发生冻害。由于冬季降温较快,水分易积聚形成聚冰带,春季升温缓慢, 水分不易下渗,致使公路易发生冻胀、翻浆,对路基、路面的强度和稳定性产生不利影 响。因此,应选择冻胀小的路基填料,并保证路基的填土
19、高度,防止冬季地下水的聚集 冻胀,保证路基抗冻要求,防止路面出现冻胀、开裂、渗水等病害。沿线不良地质主要 是湿地。根据工程地质、水文地质、地形和筑路材料等条件,因地制宜地采用提高路基、 路基换填等有效措施,保证路床处于干燥或中湿类型的稳定状态,不受水分的影响。 1.3.4 环境保护 本次设计中运用“安全、舒适、和谐、美观、耐久”的公路设计新理念,充分考虑 公路与行车行人、沿线自然地貌、人文景观的和谐统一,注重环境保护,使公路本身与 周边环境融为一体。设计中秉承因地制宜、节约环保的思想,综合分析沿线地质、地貌 及水文、气象等自然条件,纵坡设计在条件允许的情况下以小为原则,以降低汽车行驶 过程中的
20、功率输出,进而减小噪声污染;选择合理的贴近自然的路基横断面形式和边坡 坡率,减少对路基两侧自然环境的破坏,尽量保护原有的自然风貌。 为减少对农田的破坏,在取土前先将表面耕植土挖出存放,取下层土填筑路基,取 完后再将耕植土覆盖于表面进行复垦。预制场和材料堆放场的临时占地选用荒地,用后 将废物清理干净并平整复耕。 2 路线 路线选定根据地形、地物条件,并在对工程地质、水文地质、自然灾害、筑路材料、 生态环境、自然景观等进行充分调查的基础上,结合沿线小区域气候特征进行方案研究, 尽量将线位选在地质条件较好的地段,尽量少占或不占农田和林地,在合理的范设计围 内,尽可能地满足当地居民和车辆的出行需要,保
21、证出行安全。 路线设计必须贯彻执行加强环境保护和合理利用土地资源的基本国策,在确定路基、 路面、桥梁、交叉、交通工程及沿线设施等人工构造物的结构形式、布设位置、取弃土 场设计中,应减少因修建公路给沿线生态环境带来的影响,并结合绿化或采取相应的工 程措施,协调、改善人工构造物同沿线自然景观的配合,提高公路环境质量。 在本次设计中,始终坚持以人为本,增强环境保护意识,树立“安全、环境、舒适、 和谐”的公路设计理念,充分实现公路建设与自然环境、人文环境的和谐统一。路线设 计以公路路线设计规范 (jtg d20-2006)为依据,结合沿线地形、地物、水文、拆迁 等条件,做到线位布设合理,运用指标适宜,
22、平、纵、横相互协调。 2.1 平面设计 本路段全长 8000m,共设 2 个交点,平曲线半径都为 8000m。全线技术指标连续均衡, 且与地形变化相协调,可以保证行车的安全与舒适。 2.1.1 平面选线 本设计路段设计资料已提供平面线形资料,故不需要再进行选线设计。 2.1.2 平面设计基本思路 在本路段平面线形设计中,结合公路沿线自然环境,重点考虑处理好公路与当地农 业灌溉水网的关系。使公路的修建能更方便的为当地地方经济服务,更有利方便群众, 并尽量减少拆迁的干扰。 2.1.3 平纵横综合设计 为了保证汽车行使的安全与舒适,应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分 析研究,平面与纵面线形的
23、协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线,并保持视觉 的连续性,平原地区地势平坦,纵断面以平坡为主,上、下坡多集中中在大、中桥头, 由于有通航要求,桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多,因此在桥头,桥面通常设 置竖曲线,竖曲线半径要适当,既要符合高速公路技术指标要求,又不宜使竖曲线长度 太长而使桥头填土过高而增加造价,而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交, 以减少构造物的工程量及设计施工难度,节约经费,减少造价。 2.2 纵断面设计 本设计路段最大纵坡 1.339%,最小纵坡 0.03%。全线共设 16 处竖曲线,其中 8 处 为凹形,8 处为凸形,最小半径 15000m; 纵断面线形
24、设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置,形状和尺寸问题,具体内 容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。 纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素,考虑 路基稳定,排水及工程量等的要求对纵坡的大小,长短,前后的纵坡情况,竖曲线半径 大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计,从而设计出纵坡合理,线形平顺圆滑的 最优线形,以达到行车安全、快速、舒适,工程造价省,运营费用较少的目的。 该路地处平原区,土地资源宝贵,本项纵断面设计采用小纵坡,微起伏与该区域农田相 结合,尽量降低路堤高度,路线纵断面按百年一遇,设计洪水位的要求和确保路基处于 干燥和中湿状态,所需的最小填筑高度来控制标高
25、线形设计上避免出现断背曲线,反向 竖曲线之间直线长度不足 3 秒行程的则加大竖曲线半径,使竖曲线首尾相接。此外,所 选用的半径还满足行车视距的要求, 2.2.1 纵断面设计一般要求 (1)纵坡设计必须满足标准的有关规定,一般不轻易使用极限值 (2)纵坡应力求平缓,避免连续陡坡,过长陡坡和反坡 (3)纵断面线形应连续,平顺,均衡,并重视平纵面线形的组合 (4)在短距离内应避免线形起伏,易使纵断面线形发生中断,视觉不良; (5)避免“凹陷”路段,若线形发生凹陷出现隐蔽路段,使驾驶员视觉不适,产生 莫测感,影响行车速度和安全; (6)在较大的连续上坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近顶部的纵坡宜放缓
26、些; 纵坡变化小的,宜采用较大的竖曲线半径; (7)纵断面线形设计应注意与平面线形的关系,汽车专用公路应设计平、纵面配合 良好协调的立体线形; 2.2.2 纵断面设计 在本路段纵断面设计中,本着保护自然环境的设计理念,尽量使路线顺应自然地形 的起伏;充分考虑与地方道路在纵面的交叉关系;尽量控制路基填土高度,以减小拆迁 占地;变坡点位置及标高、坡率和坡长在满足平纵组合的情况下优化组合,竖曲线半径 尽量采用较大值,最小半径为 15000m。 2.3 横断面设计 (1)根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。 (2)根据路线及路基资料,将横断面的填挖值及有关资料(如路基宽度、加宽值、超高 横坡、缓和段
27、长度、平曲线半径等)抄于相应桩号的断面上。 (3)根据地质调查资料,示出土石界限、设计边坡度,并确定边沟形状和尺寸。 (4)绘横断面设计线,又叫“戴帽子” 。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固 及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等,在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一 般直线上的断面可不示出路拱坡度。 (5)计算横断面面积(含填、挖方面积) ,计算土石方数量。 3 路基设计 3.1 路基横断面布置 由横断面设计部分可知,路基宽度为 24.5m,其中路面为 3.754=15m,中央分 隔带宽度为 2.0m,左侧路缘带宽度为 0.52=1.0m,硬路肩宽度为 2.52=5.0m,土 路肩宽
28、度为 0.752=1.5m。路面横坡为 2%,硬路肩横坡为 2%,土路肩横坡为 3%。 路堤坡脚或排水沟外缘 2.0m,桥梁上部构造水平投影边缘外侧 2.0m 以内的土地 为公路用地范围。 3.2 路基压实标准 路基压实采用重型压实标准,压实度应符合下表的要求 表表 3-13-1 路基压实度表路基压实度表 填挖类别 路床顶面以下深度 (m) 路基压实度 零填即挖方 00.30 00.80 95 95 填方 00.80 0.801.50 1.50 95 93 90 由于路线地处水网地区,设计中应加强挖淤排水及清除表土的严格要求。路基基底 为耕地或土质松散时,应在填前进行压实,路基设计时,可考虑了
29、清理场地后进行填筑 压实,厚度按 0.2m 计列压实下沉所填增加的土方量。 3.3 路基填料 沿线筑路用土采用备土形式,取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河 道、鱼塘等解决,在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣(粉煤灰等)做路基 填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。 砾(角砾)类土,砂类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路基底部, 用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均采用同类填料。 细粒土做填料,当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时,应采取晾晒或掺 入石灰、固化材料等技术措施进行处理。 桥涵台背和挡土墙墙背填料,应优先选用内摩檫角值较大的砾(
30、角砾)类土,砂类 土填筑。 高速公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表的规定,砂类土填筑。 表表 3-23-2 路基填料最小强度和最大粒径要求路基填料最小强度和最大粒径要求 填 料 最小强 度(cbr) (%) 项目分类 路面底面以下深度 (m) 高速公路 填料最大粒径 (cm) 上路床 030810 下路床 3080510 上路堤 80150415 填 方 路 基 下路堤150 以下 315 零填及路堑路床 030810 3.4 路基处理 一般路基处理原则:路基河塘地段,先围堰清淤、排水,然后将原地面开挖成台阶 状,台阶宽 1.0m,内倾 3%, ,并回填 5%灰土至原水面(标高按 1.
31、0m 控制) ,路基底部 30cm 采用 5%石灰土处理,路床顶面以下 080cm 采用 7%石灰土处理;路基高度2.0m 路段,清楚耕植后,将原地面挖至 25cm 深压实后才可填筑,路床顶面以下均采用掺 7% 石灰土处理;路基高度2.0m 的路段,路床顶面以下 060cm 采用 7%石灰土处理层,其他 层根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。 特殊路基处理(河塘路基的处理) 路基河塘地段,先围堰,进行放水或排水挖除淤泥,然后将原地面开挖成台阶状, 台阶宽1.0m,内倾 3%,并回填 5%灰土至原水面(标高按 1.0m 来控制) ,路基底部 30cm 采用 5%石灰土
32、处理,路床顶面以下 080cm 采用 7%石灰土处理。 3.5 路基防护 (1)路基填土高度 h4m 时,采用拱形骨架植草防护。 (2)路基填土高度 h4m,时,采用浆砌片石衬砌人字骨架防护,骨架内铺设草坪 网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道,骨架用 m7.5 浆砌片石镶边,并设置 20 号 混凝土预制块至边沟内侧。 (3)路线经过河塘地段时,采用浆砌片石满铺防护,并设置勺形基础,浆砌片石护 坡厚 30cm,下设 10cm 砂垫层,基础埋深 60cm ,底宽 80cm,个别小的河塘全部填土。 3.6 路基路面排水设计 3.6.1 路基排水设计 (1)路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、
33、跌水井,渡水槽和急流槽,各类 地段排水沟应高出设计水位 02m 以上。 (2)边沟横断面采用梯形,梯形边沟内侧边坡坡度为 1:11:1.5,边沟的深度不应小于 0.6m,边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于 0.5%,边沟可采用浆砌片石,水泥混凝土 预制块防护,高速公路当采用 m7.5 的砂浆强度,边沟长度不宜超过 500m。 (3)截水沟横断面可采用梯形,边坡视土质而定,一般采用 1:11:1.5,深度及宽度 不宜小于 0.5m,沟底纵坡不宜小于 0.5%,水流通过陡坡地段时可设置跌水等或急流槽, 应采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑,边墙应高出设计水位 0.2m 以上,其横断面形 式为矩形,
34、槽底应做成粗糙面,厚度为 0.20.4m,混凝土为 0.10.3m,跌水的台阶高度 可采用 0.30.6m,台面坡度应为 2%3%,急流槽以纵坡不宜陡于 1:1.5,急流槽过长时应 分段修筑,每段长度不宜超过 10m。 3.6.2 路面排水设计 本公路的路面排水主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟以及中央分隔带排水设施组 成。 (1)路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致,当路面纵坡小于 0.3%时,可采用横 向分散排水方式将路面水排出路基,但路基填方边坡应进行防护。 路堤边坡较高,采用横向分散排水不经济时,应采用纵向集中排水方式,在硬路肩 边缘设置排水带,并通过急流槽将水排出路基。 拦水带可采用水
35、泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成,拦水带高出路肩 12cm,顶宽 810cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以 20m50m 为宜,急流槽可设 置在凹形曲线底部及构造物附近。 (2)中央分隔带排水 1)中央分隔带排水设施由纵向排水沟(明沟、暗沟) 、渗沟、雨水井、集水 井、横向排水管等组成。 2)在设置超高路段,路面水由中央分隔带排水设施排出,采用凹形中央分 隔带,雨水流向分隔带内部,由横向排水管排出。设置超高段的中央分 隔带的排水沟可设雨水井,雨水井的设置间距应根据流量计算确定,一 般为 1030m。 3)矩形雨水井尺寸采用长宽深=60cm40cm60cm,边墙采用浆砌片 石或水泥
36、混凝土预制块砌筑。 4)中央分隔带纵向排水沟(管)与横向排水管联接时可采用集水井的形式, 横向排水管直径一般采用 2060cm 水泥混凝土管或塑料排水管,管底纵 坡不应小于 1%,出口应采取防护措施。 5)多雨地区的中央分隔带,表面不作封闭时,可设地下排水渗沟,排水渗 沟两侧可用沥青砂、沥青土工布或闭粘土封,排水渗沟顶与路床顶面齐 平,渗沟宜采用直径 5cm8cm 的硬塑料管将水引致路基边坡以外。 4 路面结构设计 4.1 设计原则 根据设计交通量,使用要求及气候、水文、土质等自然条件,并遵循因地制宜,合 理选材,方便施工的原则,进行路面结构的组合设计。 4.2 设计标准 沥青混凝土路面设计采
37、用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以设 计弯沉值为路面整体刚度的设计标准,计算路面结构厚度。 沥青混凝土路面设计以 100kn 的单轴双轮组荷载作为标准轴载,设计年限为 15 年。 4.3 交通组成、交通量及轴载换算 据工程可行性研究报告轴载调查,所在地区近期交通组成及交通量,见下表。预测 交通量增长率分别为 11.33%、9.18%、7.19%、5.34%,分段时间分别为 3 年、5 年、5 年 和 2 年。 表表 4-14-1 近期交通组成与交通量近期交通组成与交通量 车型分类代表车型数量(辆/d) 小客车桑塔纳 2000 2558 大客车宇通 zk6890hg 251 小货
38、车北京 bj130 588 中货车东风 eq140 247 大货车黄河 jn163 381 拖挂车 3 轴解放 sp9200、东风 sp9250 361 拖挂车 4 轴及以上尤尼克 2766 102 累计轴次计算结果见下表。 表表 4-24-2 轴载换算与累计轴载轴载换算与累计轴载 序号车 型 前轴重 (kn) 后轴重 (kn) 后轴数 后轴轮组 数 后轴距 (m) 交通量 1 宇通 zk6890hg 43621 双轮组 251 2 北京 bj130 13.5527.21 双轮组 588 3 东风 eq140 23.769.21 双轮组 247 4 黄河 jn163 58.61141 双轮组
39、381 5 解放 sp9200 31.3783 双轮组 3361 6 尤尼克 2766 67102.54 双轮组 3102 换算方法设计弯沉及沥青层层底拉应力验算半刚性基层层底拉应力验算 累计轴次1099 万次1198 万次 经分析计算,本路段高速公路沥青混凝土路面设计,当以设计弯沉值和沥青层层底 拉应力为指标时,设计年限内一个车道上的累计当量轴次为 1099 万次,属于中等交通, 设计弯沉值为 23.4(1/100mm) 。 4.4 容许拉应力计算结果 表表 4-3 容许拉应力计算表容许拉应力计算表 层位结 构 层 材 料 名 称劈裂强度(mpa)容许拉应力(mpa) 1 中粒式沥青混凝土
40、ac-16(改性) 1.40.44 2 中粒式沥青混凝土 ac-20(改性) 1.00.31 3 4.5%水泥稳定碎石 0.80.38 4 5水泥稳定(45%中粗砂+碎石 55%) 0.60.28 5 碎石 4.5 新建路面结构厚度计算 公路等级为高速公路,新建路面为 5 层,标准轴载为 bzz-100,路面设计弯沉值 为 23.4 (0.01mm),路面设计层层位为 2 层,设计层最小厚度为 15cm。 表表 4-4 按设计弯沉值计算设计层厚度表按设计弯沉值计算设计层厚度表 层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量 (mpa) 抗压模量 (mpa) 计算信息 1 中粒式沥青混凝土 ac-16(
41、改性) 613001800 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 ac-20(改性) 712001600 计算应力 3 4.5%水泥稳定碎石 3614001400 计算应力 4 5水泥稳定(45%中粗砂+碎石 55%)? 13001300 计算应力 5 碎石土 20700700 计算应力 按设计弯沉值计算设计层厚度 :ld= 23.4 (0.01mm),h(4)=15cm,ls= 16.1(0.01mm) ,由于设计层厚度 h(4)=hmin 时 ls5500m 的平曲线路段,不得设置在加速车道终点附近。一般两互通之间设置 两组。 6.3 交通标线及标记 主线上道路标线包括车道分界线、车道边缘线、车
42、距确认标线、车道指示标记等。 主线上标线及标记颜色均为白色,设计均采用热熔 2 号标线。行车道边缘线为实线,宽 度 20cm,行车道分界线为 6m-9m 虚线,宽度 20cm。标线厚度均为 1.8(+/-0.2)mm,车距 确认标线厚度采用 4.5(+/-0.5)mm。施工时根据情况可采用预成形标线带。 在高速公路上设置突起路标可增强标线视认性,同时当车辆越过突起路标时引起震 动感可对驾驶员有一定的警示作用。因此本项目在全线道路左、右侧的行车道边缘线外 侧连贯设置突起路标。 路面上每隔 20km 左右设一组“行车道、超车道”路面方案标记,颜色为白色。 行车道边缘线在中央分隔带开口处不要断开。
43、6.4 护拦 6.4.1 一般设置原则 为了降低车辆越出路外或越过中央分隔带冲入对向车道时所造成事故的严重程度, 随岳高速公路路侧及中央分隔带根据需要设置必要的防撞护栏。 设置护栏并不能避免交通意外的发生,但可以降低事故的严重度。护栏的设置应着 眼于减轻对人、车的伤害。本段设置的护栏主要包括:普通型、加强型等。普通型护栏 方柱间距为 4m,加强型护栏立柱间距采用 2m。波形梁护栏的立柱路侧采用 1404.5 的钢管,中央分隔带采用 1144.5 钢管。 大、中桥上的路侧护栏为砼式护栏,其数量已计入主体工程中(为减低车辆撞击时 产生的冲击力,本项目在大中桥外侧砼式护栏上均设置吸能橡胶条) 。 6
44、.5 隔离设施 6.5.1 布设原则 隔离栅沿道路两侧布置,设于公路用地限界以内 50cm 处。 在公路两侧用地界范围内,除有天然屏障(河流、湖泊、陡坎)的路段外,均应设 置隔离栅。隔离栅在互通区范围内设置至收费站广场末端。 隔离栅遇跨径小于 3m 的沟渠时直接跨过,临水端立柱基础加强。此外,遇其它构造 物(暗涵、暗通、小桥及其以上构造物)需进行端头围封处理。原则如下: (1) 遇暗涵、暗通、小桥时封闭至两侧洞口锥坡。 (2) 遇中桥及其以上构造物时,两侧隔离栅连成一体。 隔离栅在地形起伏不大的地段设置时,可将地面整修成一定纵坡,隔离栅 顺坡设置。隔离栅在地形起伏很大的地段设置时,可考虑采用菱
45、形网片型式布 设。但不允许安装成阶梯形。 6.6 防眩设施 防眩板设于桥上、中央分隔带开口处等无法植树的部位。防眩板采用抗老化工程塑 料(abs)制品;颜色为绿色。桥上防眩板通过八字形支架安装于桥上。防眩板与八字形 支架之间可采用螺栓固定或套筒固定。当采用螺栓固定时,在底座与板体之间应有加强 肋,螺栓为 4 个。强度及护老化能力不得低于国家有关规定。 6.7 视线诱导设施、其它设施 6.7.1 轮廓标 轮廓标用于诱导驾驶员前方的视线。为提高视线诱导功能,轮廓标一般采用圆形, 直径为 0.1m。 主线上轮廓标间距为 24m,小半径曲线匝道(转弯匝道)轮廓标间距为 8m,一般匝 道上轮廓标间距为
46、12m。轮廓标颜色:沿行车方向的左侧为黄色,右侧为白色。 护栏为波形梁护栏时,轮廓标(a 型)通过护栏的拼接螺栓连接;当护栏为砼式护栏 时,轮廓标(b 型)通过抱箍安装在墙式护栏的钢管上。沿线轮廓标的高度应尽量保持一 致。a 型轮廓标的防腐方式同护栏板;b 型轮廓标的防腐方法同墙式护栏上的钢管扶手。 轮廓标材料(钢板)采用与其所连接的护栏构件相同的颜色。 轮廓标的反光材料为二级反光膜或反光性能不低于二级反光膜的其他反光器。 6.7.2 线形诱导标 本段线形诱导标,设于互通匝道的弯道处。一般应尽可能使在转弯的驾驶员视线中 出现三个以上的诱导标。互通匝道暂按 40km 的设计车速结合线型条件对诱导
47、标进行设置。 施工前应对各诱导标的位置在现场进一步核对,力求使诱导标的位置最合理。 路线向左偏转时,诱导标设于视线的右侧;路线向右偏时,诱导标设于视线的左侧。 诱导标宜尽量设于车辆前进方向的切线上,这样可以使轮廓标正好位于驾驶员视野的最 佳位 置,以充分发挥诱导的功能。 6.8 交通标志与标线 交通标志施工时,应严格按照部颁施工规程进行,应注意反光膜张贴的精度和质量。 反光膜拼接时应避免反光膜颜色及反光效果不同。 大型交通标志可采用拼装。拼装后的板面必须保持平整,避免因板面不平整导致反 光效果差异。 门架标志的基础与通信管道之间有一定的相互影响。门架标志基础施工时,如果通 信管道已经完工,则开
48、挖时一定要做好对通信管道的保护。基础回填土时,通信管道周 围一定范围内必须采用细土或细砂。 地点距离标志上的距离数值在施工前应进一步复核。 在互通接地方道路的平面交叉口设置交通标志和标线时建议与当地交管部门协商。 7 环境保护与景观设计 7.1 设计依据及原则 依 据: 公路建设项目环境影响评价规范jtg b03-2006 公路环境保护设计规范jtg b04-2010 建设项目环境保护设计规定(87)国环字第 002 号文件 设计原则:本着因地制宜、就地取材、便于施工、利于养护的原则,对本项目采取必要 的措施,减少或消除对沿线生态平衡、自然景观及周围环境所产生的影响。 7.2 公路工程建设项目
49、环境影响评价结论及建设 公路工程建设项目不同时期,所表现对环境的影响因素不同。施工期由于修筑路基, 占用土地破坏原有地面上的植被,开挖地表面或废弃土方会产生新的坡面,将局部恶化 生物的栖息环境,增加水土流失量。另外筑路材料运输和拌和过程中会产生扬尘,对公 路沿线空气环境产生污染,各种施工机具设备的噪声,会给声源附近居民产生一定的影 响。营运期对公路两侧环境的污染,主要是公路上行使的汽车所排放的废气和交通噪声。 另外路基边坡上植被恢复需时间,水土流失依然存在。 为减少公路建设对沿线环境的影响,对施工机械设备应加强管理,对筑路材料的运 输、拌和要采取必要的防护措施,同时采取种草、植树绿化等防护措施
50、,使公路建设与 周围环境相协调。 7.3 公路建设可能对生态平衡、自然景观、周围环境产生的影响评估以 及采取的对策 公路建设使沿线土壤使用功能从农田、林地等转化为交通运输,对土壤生态环境将 产生一定的影响,但由于本项目没有新增占地,因此对土壤结构及生态平衡影响甚微。 本项目建设对路基边坡及路堑边坡均采取植草固化,以防止水土流失。公路建设与 沿线自然景观完美结合,为沿线自然风光增添一处人为景观,因此本项目建设不会对沿 线的生态平衡及自然景观产生不利影响。 本段公路施工期间将对周围环境产生一定的影响,随着施工的结束即可消失。 施工期对挖方路段采取必要的临时排水措施,且路基施工尽量避开雨季,以防水土
51、 流失。对取土场要合理组织施工机具,要有计划,尽量缩短取土时间,以利于植被恢复。 除对筑路材料运输及拌和采取必要的防护措施外,还应将拌和场设在远离村屯处,对村 屯附近路段尽量减少夜间施工,以防施工噪声对居民的影响。 营运期应按公路绿化、美化设计的要求完成各项绿化工作,科学合理地实施草、花、 灌、乔木相结合的多层次立体绿化格局,以达到净化空气、降低噪声、保持水土的目的。 综上所述,本项目建设是对周围环境产生一定的影响,但采取必要的措施,其影响 甚微。 7.4 指导思想及设计原则 本项目在设计中将“环境保护”设计作为重中之重,遵从以人为本、以车为本的新 理念。按照安全、舒适、环保的要求,对公路建设
52、地点的原有自然环境、人文条件、资 源等进行了充分的调查研究。以维护生态平衡、尽量降低环境污染为宗旨,以敏感区为 重点,在项目实施和运营过程坚持以下原则: 公路工程完成后应与原有环境融为一体; 对施工与运营期讲产生的污染采取相应措施,进行综合治理; 达到节约资源、保护环境、促进公路建设的目的。 7.5 公路建设所考虑的环境保护措施 为进一步减小公路建设过程中对居民日常生活的影响和对原有环境的破坏,使公路在 建成后能够与自然环境和谐统一。本次设计通过以下措施进行控制: (1)尽量减小施工对当地居民正常生活的影响和对影响地区环境的破坏,施工时要 注意对周围环境的影响,在村、镇段时避免夜间施工、进料。
53、以免影响到当地人民正常 生活。 (2)班和场地要远离开居民区,要抑制扬尘、噪声。施工驻地、拌和场要有专门的 排污沟渠,避免污水直接排向河流、农田。条件允许时可设置沉淀池,污水中的杂质沉 积后再排放。 (3)对于施工便道、运料道路应采用道路硬化、洒水等措施,防止扬尘。对于堆料 场应有覆盖措施。 (4)为了保护路线两侧的自然环境,取土、施工时应减少对周嘲环境的破坏。取土 场开挖前应把表层种植土推积成堆,以防水土流失。施工完成后,要将取土场及施工场 地整平、恢复植被,尽量减少落楼地带,保持水土稳定。对辟新线清楚表土路段,可将 农田区剥离的、有肥力的表土临时存放在公路用地范围内,待边坡防护工程竣工后,
54、重 新回填到路基边坡和公路绿化范围内,以便为下一步边坡绿化工程创造有利条件。 8 经济分析与评价 8.1 编制范围 建虎高速(k24+000k32+000)段,路线全长 8km。 8.2 工程造价分析 根据交通部颁发的公路工程预算定额 (jtg/t b06-02-2007)及公路工程基本建 设项目概算预算编制办法(jtg b062007)黑龙江省 08 年新编制的基价表进行造 价编制。 8.3 工程造价 预算总金额:20410.76 万元 每公里造价:2551.345 万元 其中包括:填方:566464 m3 挖方:10767.58 m3 路面工程:154000m2 8.4 编制依据评价 本段
55、公路每公里造价为 2551.345 万元,在各项费用技术经济指标比较中,路基工程 占造价比例为 42.56%;路面工程占造价比例为 21.55%,均在合理范围之内,所以,整个 设计在技术经济合理 9 结论 本次设计通过熟悉地形图和所给的原始资料并且学习纬地道路辅助设计软件,然后 进行选线,路线平面设计,纵断面设计,横断面设计,土石方计算,土方调配,边坡设 计,沥青混凝土路面结构设计,然后进行预算编制和造价分析,并分析工程各项经济技 术的合理性。 通过本次毕业设计,总结出一下几点: (1)本设计完全根据新规范进行设计的,采用了当今最前沿的设计方法。主要目的 是以满足发展 的需要为主,具有较强的适
56、用性。 (2)除在纵断设计时应考虑路基最小高度、最小纵坡度、必要的涵洞布置以及横断 面 尺寸要求外,为保证路基边坡的稳定,应进行路基排水、防护和加固设计。 (3)土石方调配,应能合理解决各路段土石方平衡与利用问题,使从路堑挖出的土 石方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所“取” ,挖方有所“用” , 避免不必要的路外借土和弃土,以减少耕地占用,降低公路造价,减轻对环境的破坏。 (4)道路路线工程要求对所提供地形图,依据控制点进行平面设计、纵断面设计、 横段面设计;路面工程根据工程当地的建材类型和产量进行选取,并进行了路面结构层 厚度验算。 参考文献 1 中华人民共和国交通部行业标准.
57、 公路工程技术标准s. 北京:人民出版社,2003 2 中华人民共和国交通部行业标准. 公路路线设计规范s. 北京:人民交通出版社,2006 3 中华人民共和国交通部行业标准. 公路路基设计规范s. 北京:人民交通出版社,2004 4 中华人民共和国交通部行业标准. 公路路基施工技术规范s. 北京:人民交通出版社,1997 5 中华人民共和国交通部行业标准. 公路路面基层施工规范s. 北京:人民交通出版社,2000 6 中华人民共和国交通部行业标准. 公路沥青路面设计规范s. 北京:人民交通出版社,2006 7 中华人民共和国交通部行业标准. 公路沥青路面施工技术规范s. 北京:人民交通出版社
58、,2004 8 中华人民共和国交通部行业标准. 公路水泥混凝土路面设计规范s. 北京:人民交通出版社,2003 8 中华人民共和国交通部行业标准. 公路水泥混凝土路面施工技术规范s. 北京:人民交通出版社, 2003 10 中华人民共和国交通部行业标准. 公路排水设计规范s. 北京:人民交通出版社,1997 11 柳俊哲. 道路建筑材料m. 哈尔滨:东北林业大学出版社, 2000 12 杨少伟. 道路勘测设计m. 北京:人民交通出版社, 2004 13 程培峰. 路基路面工程m. 北京:科学出版社,2000 14 朱照宏. 公路计算机辅助工程m. 第一版. 人民交通出版社,2000 15 刘海
59、淘、李利、赵凤琴. 路面基层对沥青混凝土路面质量的影响j. 东北公路, 2003,26(1):15 16 孙伟. 沥青混凝土路面压实因素的分析j. 东北公路, 2003,26(5):24 17 潘宝峰、王哲仁、陈静云. 沥青混合料抗冻融循环性能的实验研究j. 中国公路学报,2003.4 18 p.k.mehta.adavncement in concrete techology.concrete internation.julym,1997 19 r.springenschmid.avoidance of thermal cracking in concrete at early agesm,
60、1998 20 r.w.burrow.the visible cracking of concrete.monograph of acim,1996 致谢 一晃眼,两个多月的设计就过去了,本人也利用了大学四年所学的知识,在老师们的 悉心指导以及自己的精心设计下,终于完成了建虎高速 k24+000-k32+000 段施工图设计, 设计中不当之处敬请专家老师和同学们指正。 在这次设计中,我学会了很多。不仅仅是学会了系统的专业知识,还学会如何做事, 用什么态度去做事。熟练的运用 cad 以及纬地软件,也是这次毕业设计的成果。毕竟, 把理论知识用于实践才是我们所追求的。 通过本次设计,熟悉了道路设计的
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