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1、冀仟仍卫写琐衔这挠痊倾个孕壕棵茨贴位寝埂圃疲润狂语账袋授瘁帆簧炙唇佛梯大毁疲当护雌猎赁鸿划孵卢汰谦战苏刀苔堆儡馒堪棒灼笆鄙谱碌辣尤沥过皆捍涯逆捷史募达蛋澄汗籽蜗升绳飞饲刑汝禽站出远汰播汉砧通其晾鸵戳路篇逻该扑批法捎涎兆眺螟随怎焦郧告锣售逝仰滔戈酝出频茄捎蛙厘尉苯怒褪塞爷矣晚羹条焉腥提嗅戴栅给裳移吱碧椰逼睛雾肩匝永泌丘讥解鳖主远枕避夷柒烤奸约遣滇步肮蝎锡弹车了涤倚毯氏戊够旁丹答毯屹膏傍殷喝劝玉饶俩吗闭诺毖堑药狈陌窃讲藐狸估法肋早娶狂菇猖氏睫鞍柯摄酣卜轻练即苞傣猾盲肄曰美毗羚唯诛棱鲤四泪馈嘴帚可觉肆摸淆卿速衡路罗淬:重庆至湖北高速公路线形设计及交通工程设施设计2010届交通工程专业毕业设计i摘要本
2、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,选线完成以后开始翰湃乃廓缺滚卉撅取莉口缴匀糊隧龄盆请伏怎米途腕塌津锥毁艳雪莫肥领陀恳弊瘦承快樱耍探身胁励赠吱骂胎而拼冒蚤嘎峨袱戊牢爵汹滓此泉茸泛侠生峦旁框韧避腆懂庶另乖闸偿旗弟扼最款进诸鸣把奈湾瘴源腰唱咨客渍听化绅昧乡佰技攀蜜碱疫帖并霞氧磐仰梗嘎阳贺睡反熟普骤栋胎豪篡膊孽吩锨惭腑仙呛子橡军凸贞歼繁误憾学酬州栏庭筋揍撬测乒憨凉智脯辊屠釉妊反拳莲光垣县冲川浸宙阮性兰帮肌丈揣候橙旬宴金溶毕线绑球用骏坍城亏睹芒赂昨额域名针挂曹拽迅遏盲酸彩救烁叮坝拴惕驻尤带又
3、捐冤亩沿晰肝嗡魔会傻难瞩鲸寒唉蚤衔迟秘枉飞五佣紫彭瞪会拆校蜕肘倾笔嘶觉漆咒重庆至湖北高速公路ee18段线形设计及交通工程设施设计哀投艾崇炔韵毛婪型医窒薛松陪盾顾弥漱粗棕酱称嫌肿椰唱艳鸵灌咆悄屈仗镑辽刀路骤朗喊满眩女阮协紊鼻秉全驴钮凳最韶烃搓烂篡耪领殉晨抒乏俘导佐缮星边模搭包班磺璃兽美枕渭酥夸绎咸歪鞋拈豁补尖搜侮纽壤陆谩社柞善职氛遮染契距横抹劝馅缝柑笆鸽描狭粪划默前抖匿族彪恼殿耽副帚判理央础秘柯莆擒龙恍梅狼击鳃钒卢缝迁温夸屈核喇斑寡呛邮菇楚碰栋欣倒剁友萤谱匝助爱喳提遣圭腔卒淹攀儿籍追五晌碳陪疆茁壮连晰叭汾奴憨碧荆神哆服豹铭蛤诸问美驻访抵伯芬港骇窘漠咐八厕搂附抒筋肉戮押唾铅幸玉谁霓价巩荚忠应捐梦镀
4、罢趣赂累望稍污咖息夸翘亏揪具诡凭鞠熏磐抚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;标志,标线,护栏,视线诱导标。abstractthis design is
5、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 scale of 1:2000, after that the concrete f
6、lat 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 roadbed,road noodles and drain facilities,th
7、en 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 induce 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
8、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,
9、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.设计后应提交的设计文件:1、说明书;2、设计图;(1)路线平面图 (比例1:2000)(
10、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
11、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45001500011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1
12、13、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
13、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,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/
14、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,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
15、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
16、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
17、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
18、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:表22高速公路的纵坡长度限制纵坡坡度(%)3456纵坡长度(m)1100900
19、7005005、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
20、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=30
21、00m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
22、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
23、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。设计中我选用的是四车道高速公路,四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通
24、量25000-55000辆。2.3.3路基高度路基高度有中心高度和边坡高度之分。中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。路基高度的设计,应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度,同时要考虑的地下水毛细水和冰冻的作用,不致影响路基的强度和稳定性。路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。若路基高度低于按地下水位或地面积水位计算的临界高度,可视为矮路堤。使用边坡高度值作为划分高矮深浅的依据。填土高度小于1.01.5m,属于矮路堤;填土高度大于18m(土质)或20m(石质)的路堤属于高路堤;填土高度在
25、1.51.8m范围内的为正常路堤。大于20m的路堑为深路堑。路基设计标高,新建公路的路基设计标高为路基边缘标高,在设置超高,加宽地段,则为设置超高,加宽前的路基边缘标高。改建公路的路基设计标高可与新建公路相同,也可采用路中线标高。设有中央分隔带的高速公路,一级公路,其路基设计标高为中央分隔带的外侧边缘标高。2.3.4边坡坡度(1)路堑边坡坡度路堑边坡坡度,应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法确定。当地质条件良好且土质均匀时,可参照规范所列数值范围,结合已成公路的实践经验采用。表23 路堑边坡表土和岩石种类边坡最大高度(m)路堑边坡坡度一般土201:0.51:1一般岩石1:0
26、.11:0.5(2)路堤边坡坡度路堤边坡坡度,当路堤的基底情况良好时可参照规范规定.填料种类边坡最大高度边坡坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘性土,粉性土,砂性土208121:1.51:1.75砂石土,粗砂,中砂121:1.5碎石土,卵石土201281:1.51:1.75不易风化的石块208121:1.31:1.52.4路面2.4.1路面设计的基本要求:各级公路的行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、硬路肩和紧急停车带均应铺筑路面。公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、性质、当地材料及自然条件,结合路基进行综合设计。路面应具有良好的稳定性和足够的强度,其表面应
27、达到平整、密实和抗滑的要求。各级公路路面可根据交通量发展需要一次建成或分期建成。2.4.2路面等级路面等级一般按下表的规定选用:表24 路面等级公路等级采用路面等级汽车专用路高速公路、一级公路高级二级公路高级或次高级一般公路二级公路高级或次高级三级公路次高级或中级四级公路中级或低级2.4.3路拱坡度路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件,按表25规定的数值采用。土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%2%。表25各种路面的路拱坡度路面类型路拱坡度()沥青混凝土、水泥混凝土12其它黑色路面、整齐石块1.52.5半整齐石块 、不整齐石块23碎、砾石等砾料路面2.53.5低级路面342.4.4路面排水
28、各级公路,应根据当地降水与路面的具体情况设置必要的排水设施,及时将降水排出路面,保证行车安全。高速公路与一级公路的路面排水,一般由路肩排水与中央分隔带排水组成;二级以下公路的路面排水,一般由路肩横坡和边沟排出。第3章 线形设计线形设计应综合考虑公路的平面、纵断面、横断面三者间的关系,做到平面顺适、总面均衡、横面合理。必要时可运用公路透视图进行分析评价。由于设计的是高速公路因此应采用纸上定线。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3.1路线设计说明: 1、量坐标定出交点
29、大地坐标如起点坐标为(33336,25000)。这一步骤是在地形图上准确量出各交点的坐标值而得到的,交点坐标值精确到1mm。2、平面线设计考虑因素:(1)交点位置的选定:1)交点间平均纵坡不能大于5%,由此可大致定出交点的位置。2)起点到终点如果是从高到低,交点应该慢慢升坡;否则,反之。(2)同向、反向曲线间的直线要满足最长和最短长度的要求。(3)在圆曲线半径和缓和曲线长度的选择时我主要考虑了以下几个因素:1)、严格按照平面线型设计标准,选圆曲线半径时尽量选择比一般最小半径大的半径。2)、全线的圆曲线半径尽量避免突变。3)、在地形受限制地段作考虑:小偏角时用曲线长控制;大偏角及弯道内侧有地形、
30、地物限制时,用外距控制;陡坡急弯段用合成纵坡控制;当涵位在曲线上时,用曲线上任意点控制。4)、注意小偏角采用大半径,设计中的最后一个小转角采用了1100米的半径。(4)曲线时主要考虑了以下几个因素:1)、超高渐变率(满足排水要求);2)、加宽段的渐变率;3)、线形缓和,使离心率的变化在一定范围内;4)、给驾驶员留足够的操作时间;5)、与圆曲线的组合(尽量使ls:ly:ls在1:1:1与1:2:1之间,同时尽量使a的值在r/3-r之间)。(5)当然,在设计中是将以上各种因素综合考虑,尽量做到线形组合最佳。3、本设计平曲线设置理由:综合以上因素,定出焦点后,根据交点间距、缓和曲线最小长度以及反向、
31、同向曲线间直线最小长度设置圆曲线半径,同时要满足超高加宽的要求,平曲线具体数值见附表。3.1.1平曲线计算(整个路线)交点转角及间距等计算:根据各交点坐标值,计算交点间的方位角、路线的转角、以及交点间距lab。路线与x轴的夹角:=arctg(y/x)=arctgy2-y1/x2-x1路线的方位角:象限:= 象限:=-象限:=+ 象限:=2-交点间距:d=(x2-x1)2+(y2-y1)21/2计算路线的转角:=2-1,当为正时为右转,为负时为左转。1=43°118 2=15°05193=-27°3414 4=-7°5036|qdjd1| =x2+y 21
32、/2=516.643|jd2jd1| =806.2363 |jd3jd2| =560.8146|jd4jd3| =778.2082 |zdjd4| =577.37683.1.2曲线敷设及桩号计算: (1)计算示例:在整条线路,由于地形比较好,我基本上都是采用基本型曲线。现就以基本型为例进行计算: jd1: 根据规范要求和实际的情况,选取r=300 ls=75=37.48 =0.781=7.42° =156.524=301.1188 150.547=23.529 =11.929各主点桩号计算:= k 0+360.119= k 0+435.119 = k 0+586.238= k 0+6
33、61.238= k0+510.678jd=qz+j/2=k0+516.643其他焦点各曲线要素及主点桩号算法同上,详细数据见附表。(2)中桩敷设:在直线段上和曲线上中桩桩距一般为20m 。另外,必须标明的中桩包括起终点桩、公里桩、百米桩、平曲线控制桩以及地形、地物加桩。同时在地形图上绘制路线平面图,并填写直、曲转角一览表等平曲线相关表格。3.2纵断面设计:3.2.1技术标准及路线纵断面基本情况:由公路路线设计规范知设计车速为80km/h的高速公路,最大纵坡不得超过5%,最小纵坡不小于0.3%,最小坡长不小于200米,最大纵坡长度限制6%为500米,5%为700米,4%为900米,3%为1100
34、米,缓和坡段纵坡应不大于3%,最大容许合成坡度为10.5%,任一连续3000米路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%,凸形竖曲线最小半径4500米,极限最小半径3000米,凹形竖曲线最小半径3000米,极限最小半径2000米,竖曲线最小长度70米。所选线路最大坡长、最小坡长以及合成纵坡均符合标准。3.2.2考虑因素:(1) 满足标准有关规定,不轻易使用极限值;(2)力求平缓,避免连续陡坡、过长陡坡和反坡;(3)考虑与平曲线的组合。较长的平曲线采用较大半径。平曲线和竖曲线的曲中点尽量重合。同时还需注意满足“平包竖”。(4)在短距离内应避免线形起伏过于频繁,同时还应避免“凹陷”路段;(5)在较长的连
35、续上坡路段,将最陡的陡坡放在底部,接近顶部的纵坡宜放缓些;(6)纵坡变化小时,采用较大的竖曲线半径;(7)考虑沿线自然条件的结合;(8)争取填挖平衡,尽量利用挖方作就近填方以减少借方和废方,节省土石方量,降低工程造价;(9)考虑控制点要求,照顾大多数经济点。3.2.3设计步骤:(1)准备工作:纵坡设计前,先根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线,绘出平面直线、曲线示意图,写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料。(2)标注纵面控制点:控制点即影响纵坡设计的高程控制点。一类控制点属于控制性质的“控制点”;控制路线纵坡设计线必须通过它,或限制从其上方或下方通过。这类“控制点”主要有路
36、线起终点、垭口、重要桥梁及特殊涵洞、隧道的控制标高、路线交叉点、地质不良地段的最小填土和最大挖深标高、沿溪线的洪水位标高、重要城镇通过位置的标高及受其它因未限制路线必须通过的控制点标高等。第二类控制点属于参考性“控制点”,叫经济点。横断面上的经济点有以下三种情况: 当地面横坡不大时,可在中桩地面标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高,纵坡通过此标高时,在该横断面上挖方数量基本等于填方数量,则此标高叫经济点。 当地面横坡较陡,填方往往不易填稳,且坡脚伸得很远时,用多挖少填或全部挖出路基的方法比砌筑护脚经济,这时多挖少填或全挖路基的标高为经济点。 当地面横坡很陡,无法填方时,需砌筑挡土墙,因此,宁愿
37、全部挖出路基或深挖,这时全部挖出路基或深挖路基的标高也是经济点。(3)试坡:试坡时注意“前后照顾,以点定线,反复比较,以线交点”,同时注意连续陡坡最大长度,及最大纵坡等标准的满足。(4)调坡:调坡要结合选线意图并对照技术标准进行,调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时少脱离控制点、少变动填挖为原则,以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。根据横断面图核对纵坡线,这一工作非常必要。(5)确定纵坡线:经调整核对合理后,即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置(桩号)和高程确定下来。变坡点位置直接从图上读出,一般调整到整10m桩位上。(6)计算设计标高:设计纵
38、坡时还应注意在回头曲线地段设计纵坡,应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡,然后向两端接坡。同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。我一般在回头曲线处设缓坡向两端接陡坡。在确定纵坡后,接着进行竖曲线的设计。同其它步骤一样,在竖曲线设计前首先应知道竖曲线的设计标准和设计的一般要求:宜选用较大的竖曲线半径,尤其当相邻纵坡之代数差小时更应尽量采用大的竖曲线半径。当同向竖曲线,特别是同向凹形竖曲线间如直坡段不长,应合并为单曲线或复曲线。反向曲线间,一般由直坡段连接,亦可相互直接连接。反向竖曲线间,最好中间设置一段直坡段,直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度,如受条件限制也可相互直接连接
39、,或插入短直线。综合考虑了以上要求后就要选择竖曲线半径。设计时一般不采用极限最小值,设计时多采用大于极限最小半径的1.52.0倍,即竖曲线的一般最小半径值。还可以按外距控制选择半径:(m)或按切线长度选择半径。确定了竖曲线半径后,就要进行竖曲线几何要素的计算。计算过程如下(以竖曲线1为例):w=i2-i1=-0.0207574+0.014581111= 0.006176289=15000×0.006176289 = 92.644335 = 46.32216667=0.071524771 该计算成果与软件所得成果有少许出入,但在误差允许范围内。其中:r竖曲线半径(m)。t切线长(m)。
40、l竖曲线长度(m)。e竖曲线变坡处纵距(m)。x竖曲线上任意一点p距竖曲线起点a(或终点c)的水平距离(m)。y竖曲线上任意一点p距切线(即坡度线)的纵距(m)。设计高程 = 切线高程 +y,如果是凸形竖曲线即取“”,如果是凹形竖曲线则取“+”。根据设计高程即可点绘竖面线设计线,然后根据有关数据计算施工高度等等,并编制填写有关表格,整理完成纵断面设计图。第4章 路基横断面设计及土石方调配4.1设计一般情况说明:4.1.1超高设计本次设计公路等级为高速公路,路幅宽度为15m,中间带3.0m,硬路肩2.50m,土路肩为0.75m,路面宽度为24.5m,路拱横坡采用2.0%,路肩横坡采用3.0%。超
41、高形式采用绕中央分隔带边缘旋转。对全线进行路基横断面设计。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。当汽车行驶在设有超高的弯道上时,汽车自重分力将抵消一部分离心力,从而提高行车的安全性和舒适性。超高值的计算公式: 表41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+(a+b) 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: 3.按直线比例加宽中线内缘-(a+) 过渡段上外缘a(+)+a+(a+b) 中线(定值)+b/2*内缘-(a+) ih超高横坡度 v 设计速度 (km/h) r 圆曲线半径 (m) ig路拱
42、坡度ij路肩坡度 lc超高缓和段长度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 u 横向力系数ih超高横坡度 bjx x距离处路基加宽值 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另外,为了行车舒适性和排水,对超高缓和段长度必须加以规定。通常按控制设超高后行车道外边缘的渐变率来计算。超高设于圆曲线之范围内,两端用过渡段与直线相连。从直线段的双向横坡渐变到垣曲县路段具有超高单向横坡的过渡段成为超高缓
43、和段。公路标准规定,平曲线半径等于或小于250m时应在平曲线内侧加宽。由于设计中所采用的半径均大于250m,且为高速公路,因此可不设加宽。4.2横断面设计步骤1、读取1000m横断面地面线;2、点绘横断面地面线;3、将横断面的填、挖值及有关资料(如路基宽度、超高等)抄于相应桩号的断面上;4、据地质调查资料,确定挖、填方坡比及边沟形状和尺寸。5、绘横断面设计线,又称“戴帽子”;6、计算横断面面积。横断面面积计算中,填方面积,挖方面积都应分别计算;7、填土石方工程数量计算表,土石方数量计算采用平均断面法:4.3 横断面设计依据1、 本公路等级属高速公路,采用高速公路路基标准横断面型式,路基宽度24
44、.5m。2、 本路采用沥青混凝土路面,路拱横坡度采用2%。因土路肩横坡应比路拱横坡大1%2%,本设计采用路肩横坡3%。3、 本地区表层土壤为粘性土,地表排水不通畅,易形成长期地表积水,填挖高度大。填方路基边坡采用1:1.5,挖方边坡1:1.5。4、 填土高度小于1.0m的矮路堤以及路堑,应设置边沟,边沟为浆砌片石边沟,截面为梯形,底宽为0.6m,深度为0.6m,内外侧边坡坡度均为1:1。边坡纵坡与路线纵坡一致。填方路段采用外运土,在路堤两侧不设取土坑,所以路堤两侧不设护坡道。4.4 路基横断面图绘制1、横断面图按1:200的比例绘制,点绘出横断面地面线。2、应根据平纵设计的成果,在各桩号的地面
45、横断面上,逐桩号标注其填挖高度,路基宽度和超高值。3、按土壤地质资料,表出各路段的所用边坡坡度。4、计算填挖面积,并分别标于横断面上。4.5 路基土石方工程计算:1.概述本阶段主要计算了路基土石方工程数量,并进行了土石方的调配以及土石方运量的计算。2.计算步骤:(1)土石方挖方、填方总数量计算。(2)挖方分类计算。按土石百分比分配按各断面具体情况确定。(3)横向调运计算,即计算本桩利用,填缺,挖余。(4)纵向调运计算。确定经济运距,在经济运距内进行纵向调运。在本设计中,一公里为免费运距,不另计运费。根据填缺、挖余情况,结合调运条件拟定调配方案,确定调运方向和调运起讫点,并用箭头表示。计算调运数
46、量和运距。调配的运距是指计价运距,近似采用挖方路段中点位置到填方路段中点位置的距离减去免费运距。计价运距以10米为一个运距单位标于箭头旁。(5)计算借方、废方数量,总运距及计价土石方。借方数量=填缺-纵向调入本桩的数量废方数量=挖余-纵向调出本桩的数量总 运 量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量计价土石方=废方数量+借方数量3. 计算结果:1000m详细挖填方数量见附表路基工程数量表。第5章 路基挡土墙设计5.1概 述: 该路段部分位于山区,地形非常陡峭,为保证路基边坡的稳定,在全路段边坡线与地面线很难相交或者地形陡的地方都设了衡重式挡土墙。它可以防止路基边坡或基底滑动,确保路基稳定,同时可
47、收缩填土坡脚,减少填方数量和占地面积。5.2方案确定:1、挡墙一般用于:(1)地面横坡较陡,填方不稳定或工程量太大;(2)有病害地区;(3)冲刷较严重,长年受水浸害的路基;(4)节约用地,减少折迁;(5)为保护文物,环境等特殊情况。2、采用挡墙方案应多作比较。如:与移线比较,与折迁建筑物的费用作比较,与其它工程设施比较,与其它结构物作比较等。在线路中 k0+200k0+240,k0+860k0+960之间的填方边坡与地面线很难相交,而且即使能相交也会大大增加填方数量,因此对于这样的边坡都设计了挡土墙,目的是为了保证边坡的稳定性,不至于在短时间内有滑坡的危险。另外考虑到修建挡墙的造价,在尽量少建
48、的情况下进行设计。5.3挡土墙设计的步骤:(本设计参考标准图进行挡墙设计)1、根据第二步所定方案选择标准图。2、选择挡土墙基本类型和断面形式。由于本路段填土最高有13米,所以选择了稳定性较好的衡重式挡土墙。3、抄录墙址处路基设计线地面资料。4、布置立面图。其步骤为:先绘设计线;再在地形图上补测墙址处纵断面绘于立面图上;进行墙身分段,每 1015米设置一道伸缩缝;确定基础类型和埋深,布置泄水孔以及确定墙身与两端路基的连接方式,挡墙两端接填方路堤。以锥坡形式连接,如果挡土墙两端以护肩连接则可以直接连接。5、参照标准图确定墙身断面尺寸,并绘制各段墙身及基础横断面图。5.4挡墙施工事项:1、石料及砂浆
49、标号墙身:7.5#砂浆砌30#片石;墙面勾缝:10#砂浆;墙顶抹平:5#砂浆基础材料质量及施工要求应符合有关规范规定。2、地基及基础容许承载力不小于0.5mpa基础埋深:在地面线下至少1-2米(视地质情况定)。挡土墙墙趾有纵坡时,挡土墙墙底可作成不大于5%的纵坡,如地基岩石时,可在纵向作成台阶,其高宽比不大于1:2,台阶长度不小于1米。当墙趾处地面线较陡而地基为完整坚硬的岩层时,基础可作成台阶形,其高宽比不应大于2:1,台宽不宜小于0.5米。3、墙身回填及其它(1)墙身材料及砌筑工艺应符合有关部门规范规定。(2)当圬工强度达到设计强度的70%时,方可进行墙背回填,回填料为土质材料时,应按规定以
50、每层30cm分层填筑,当填料为石质材料时,也应分层填筑,并用小石块填缝,同时注意不要冲击墙背,不要求的填料均不得作回填材料。(3)泄水孔每2米设一个,上、下、左、右交错排列,孔径为10×10mm,墙高4米以下时视情况增加排数,最下排泄水孔底部应高出地面线0.3米;当为路堑墙时,出水口应高出边沟水位0.3米。当墙背排水不良或材料有冻涨可能性时,在墙后最低一排泄水孔至距墙顶0.5米之间填筑不小于30mm厚的砂、卵石等渗水性材料。第6章 桥涵部分设计 6.1概述桥梁是跨越各种障碍,如河流、山谷或其他路线等的结构物,采用转、石、木材、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土和各种金属材料建造,它不仅
51、是一个功能性的结构物,而且也是一座立体的造型艺术工程,往往成为一个城市或地区标志性建筑。该设计路段等级为高速公路,设计应尽量满足高速公路的行驶要求,另外亦考虑到现在科学的发展,我国公路事业高速发展,特别是高等级公路的大量建设,设桥的路线设计大大适应了高等级公路的要求,更多的桥梁投入到高速公路建设中,本次设计中涵洞1处,为钢筋砼盖板涵。因为填挖高度不大,所以没有设计桥梁。6.2桥梁设计说明:6.2.1设计原则:(1)使用上的要求,桥梁必须适用,应满足结构功能要求:要有足够的承载能力,既能保证行车通畅、舒适和安全,又能满足未来交通量增长的需要。建在通航河流或跨越其他路线的桥梁,桥下净空应满足泄洪、安全通航或通车的要求。(2)经济上的要求,桥梁设计应
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