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文档简介
1、 本科毕业设计 第 PAGE 31页 绪论1.1 该公路路建设意意义南宁市地地处我国国广西壮壮族自治治区南部部,座落落在四周周环山的的小盆地地中心,地地形南北北高、中中间低,东东部略高高于西部部。全市市面积一一万零二二十九平平方公里里,是自自治区的的政治经经济、文化、教育、科技中中心,是是祖国南南疆的一一颗灿烂烂的明珠珠。南宁是一一座“草经冬冬而不枯枯,花非非春仍奔奔放”的具有有浓郁亚亚热带风风光的城城市。处处处浓荫荫覆盖,鲜鲜花盛开开,呈现现了半城城绿树、半城楼楼的瑰丽丽景色。南宁地地区名胜胜迭出、清秀河河山、美美洞奇石石、幽谷谷飞瀑,令令人目不不暇接。加上南南宁具有有两千年年的悠久久历史,
2、独独特的民民族文化化、风土土人情,都都给这个个地区笼笼上了美美丽的光光环,吸吸引了国国内外大大量的旅旅游观光光者。南宁秀美美,但最最美是北北郊。南南宁-柳柳州公路路的修建建,将能能促进南南宁旅游游资源开开发和壮壮乡经济济的发展展。该公公路位于于壮族人人民分布布最为稠稠密的地地方,粗粗犷而不不失细腻腻的舞蹈蹈,情意意绵绵的的情歌,风风格独特特的竹楼楼吸引着着旅游者者前去探探秘。因因此,该该公路的的修建,将将为人们们的观光光旅游带带来了便便利,而而且也使使具有悠悠久历史史以及独独特的民民族文化化、风土土人情的的壮族自自治区加加快了与与外界的的交流.在促进进旅游的的同时,新新建公路路也将给给当地带带
3、来新的的发展机机遇,带带动沿线线加工工工业的发发展及丰丰富的矿矿产资源源的开发发,对当当地少数数民族的的经济发发展具有有重要意意义。1.2 沿线地地形地质质及自然然环境1.气候候特点南宁地区区的气候候特点是是气温高高,热量量资源丰丰富;夏夏长冬暖暖,夏湿湿冬干,雨雨量充沛沛。夏季季多台风风,但破破坏性很很小。最最高月平平均气温温3000C32.50CC,一月月份平均均气温大大于600C。该该地区具具有亚热热带季风风性气候候特性,属属东南湿湿热区,无无冰冻现现象。2.降水水量及地地下水路线所经经地区面面向热带带海洋,降降水量丰丰富。雨雨日、雨量、雷雨次次数较多多,属中中国暴雨雨分区第第9区。年降
4、水水量在11600020000mmm之间,其其降雨特特点为平平原少于于山区,迎迎风坡多多于背风风坡,雨雨型为夏夏雨和台台风暴雨雨,最大大雨期长长2.554.55天。暴暴雨强度度大,径径流速度度较快,一一般汇水水在100km22以下。汇流时时间一般般约为330分钟钟左右。潮湿系系数为00.7552.00之间。地下水水埋深一一般丘陵陵地区为为2.33米左右右,平原原及沟谷谷处约为为1.33米左右右。平微微区低洼洼地方地地表有长长期积水水。3.地形形与地貌貌路线所经经地区地地形为湿湿润丘陵陵重丘、低山及及平原、属云贵贵高原与与东南沿沿海三角角洲平原原的过渡渡地区。丘陵、低山坡坡面陡峻峻,陡达达40%
5、以上。沟谷两两侧坡面面曲折,局局部地段段呈鸡爪爪地形。该地区区河流及及沟谷水水量丰富富,地面面径流资资源丰富富,水土土流失不不太严重重。广阔阔平坦,村村镇、田田地、水水利建筑筑设施等等较多。4.地质质与土质质本地区位位于南岭岭中等山山地工程程地质区区的西南南部。第第四纪多多残积层层土质为为砖红色色粘性土土、属高高液限的的粘土,多多为碳酸酸岩风化化的残积积土。该该地区岩岩石风化化破碎较较重,丘丘陵地区区属于自自然营力力的长期期作用,局局部地方方有岩石石出露。岩石以以碳酸岩岩为主,花花岗岩次次之。据实地调调查,路路线所经经平原微微丘区均均按土质质考虑,其中松松土占330%,普普通土占占70%;路线
6、线所经山山岭重丘丘区:1凡凡岩石悬悬崖地区区,土层层厚1米米,为普普通土,以以下为岩岩石中,软软石占440%,次次坚石660%;2凡凡有土质质陡坎地地区,均均为土质质,其中中松土占占30%,普通通土占330%,硬硬土占440%;3凡凡无陡坎坎悬崖地地区,土土层覆盖盖厚度约约为1.5米左左右,其其中松土土占100%,普普 通土占660%,硬硬土占330%,以以下为岩岩石中,软软石占330%,次次坚石占占40%,坚石石占30%,土质质密实,岩岩石风化化程度中中等。5.植被被及作物物等概况况根据中国国自然地地理区划划,路线线所经地地区地处处热带北北部季雨雨林型长长绿阔叶叶林砖红红壤性土土小区,自自然
7、地理理特征为为热带湿湿润长绿绿林,林林种主要要有杉木木,毛竹竹等用材材林和油油茶、油桐、剑麻等等多种经经济林。主要生生长于山山区和半半山区的的丘林地地带。平原微丘丘及宽阔阔河谷地地带多田田地,粮粮食生产产以水稻稻为主。旱地作作物主要要是甘薯薯、玉米米和豆类类等,主主要在丘丘陵地区区。饲养养业和池池塘养鱼鱼业也较较多。路路线所经经地区,由于降降水量较较大,山山坡坡面面较陡,地表水水对路基基有一定定的冲刷刷影响,平原地地带则公公路用地地与农业业有一定定矛盾。路线设计计2.1 公路等等级及主主要技术术标准的的论证与与确定2.1.1 交交通量分分析以及及等级确确定1.设计计原始资资料及交交通量分分析据
8、调查,交通组组成及交交通量如如下:汽车型号号交通量(辆/日日)总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)轴数后轴轮组组数解放CAA-100B64091.33550.0020.99770.3381双轮组东风EQQ-144048092.99050.0023.77069.2201双轮组黄河JNN-1500480174.50100.059.550115.01双轮组小汽车500前后轴载载均小于于25KKN,忽忽略不计计。年平均增增长率:10.5%,交交通量换换算采用用小客车车为标准准车型,其其系数规规定为:小客车=1.00 (19座的客车和载质量2t的货车)中型车=1.55 (19座座的客车车
9、和载质质量22t7t的的货车)大型车=2.00 (载载质量7t14tt的货车车)拖挂车=3.00 (载载质量14tt的货车车)2.交通通量确定定ADT = 64401.55+48801.55+48802+4480 =31120(辆/日日)AADTT = ADTT(1+r)nn-1= 31120(1+0.1105)15-1=12625(辆/日)设计年限限n=155年。3.确定定道路等等级根据公公路工程程技术标标准,二二级公路路所适应应的年平平均昼夜夜交通量量为50000150000辆辆,故该该设计公公路的等等级定为为平原微微丘区二二级公路路。2.1.2主要要技术指指标的论论证和确确定根据公公路工
10、程程技术标标准,平平原微丘丘区二级级公路各各项指标标为:指标名称称单位指标名称称单位计算行车车速度60kmm/h车道数2行车道宽宽7m路基宽度度8.5mm土路肩宽宽0.755m停车视距距75m超车视距距一般值值350mm超车视距距最小值值250mm圆曲线一一般最小小半径值200mm圆曲线极极限半径值125mm不设超高高最小半半径15000m缓和曲线线最小值值60m最大纵坡坡6%最小纵坡坡0.5%视距要求求的竖曲曲线最小小半径90000m(凸)竖曲线一一般最小小半径20000m(凸)60000m(凹)15000m(凹)2.2 路线方方案设计计2.2.1 选选线原则则平原地区区一般多多为耕地地,且
11、分分布有各各种建筑筑设施,居民点点较密;在天然然河网湖湖区,还还具有湖湖泊水塘塘河叉多多等特点点。虽然然地势平平坦,路路线纵坡坡及曲线线半径等等几何要要素比较较容易达达到较高高的技术术指标,但但往往由由于受当当地自然然条件和和地物的的限制,选选线时应应综合考考虑多方方面的因因素。平平原区地地形对路路线的限限制不大大,路线线的基本本线形应应是短捷捷顺直,应应采用较较高的技技术指标标,尽量量避免长长直线或或小偏角角,但不不应为避避免长直直线而随随意转弯弯。综合合考虑平平原区的的特点,布布线时应应注意以以下几点点:1.以平平面线形形为主,合合理解决决避让、穿越、趋就等等问题,穿穿线过程程不考虑虑纵坡
12、的的限制。2.以设设计数据据为主导导,远景景设计为为目标,大大致控制制细部。3.线形形要求短短捷、平平顺、有有美感。4.正确确处理线线形与环环境的关关系“少占田田,避拆拆房,尽尽量不穿穿塘”.5.正确确处理路路线与城城镇的关关系:应应尽量避避免穿越越城镇、工矿区区及较密密集的居居民点,“靠村不进村,利民不扰民”;尽量避开重要的电力、电讯设施。6.处理理好路线线与桥位位的关系系,说明明如下:一般情情况下,桥桥位中线线应尽可可能与洪洪水的主主流流向向正交,桥桥梁和引引道最好好在直线线上,条条件受限限时也可可设置斜斜桥或曲曲线桥。小桥涵涵位置应应服从路路线走向向,但遇遇到斜交交过大或或河沟过过于弯曲
13、曲,可采采取改河河措施或或改移路路线。7.注意意不良地地质的处处理。平平原区的的水文土土壤条件件较差,特特别是河河网湖区区,地势势低平,地地下水位位高,使使路基稳稳定性差差,因此此应尽可可能沿接接近分水水岭的地地势较高高处布线线。当路路线遇到到面积较较大的湖湖塘泥沼和和洼地时时,一般般应绕避避;如要要穿越时时,应选选着最窄窄最浅和和基底坡坡面平缓缓的地方方通过,并并采取措措施保证证路基的的稳定。8.正确确处理新新旧路的的关系:平原地地区通常常有较宽宽的人行行大路或或等级不不高的公公路,正正确布置置平面交交叉和立立体交叉叉。9.平原原地区一一般缺乏乏砂石建建筑材料料,路线线应尽可可能靠近近建筑材
14、材料产地地,以减减少施工工,养护护材料运运输费。2.2.2路线的的基本走走向和主主要控制制点平原区地地形平缓缓,路线线一般不不受高程程限制。路线上上每一线线段的具具体方向向,应以以布局定定下的控控制点为为依据,正正确绕避避平面上上的障碍碍,力争争控制点点间路线线短捷顺顺直。平原区选选线,先先把路线线总方向向上所规规定经过过的地点点如城镇镇工厂以以及风景景文物地地点作为为大控制制点.路线应应从一个个控制点点直达另另一个控控制点,不不作任意意扭曲。本设计计中主要要控制点点主要有有一座小小桥的桥桥位城镇大水塘塘公路交交叉等。2.2.3技术指指标1.全程程设计均均采用圆圆曲线及及缓和曲曲线的曲线形形式
15、,尽尽量做成成:1:1:1 - 1:2:112.偏角角避免小小偏角(小小于 77 度的的角),采采用的角角度均大大于155度。3.最大大纵坡不不大于 6%,最最小纵坡坡不小于于0.55%。2.2.4综合分分析本设计图图纸共三三张(11/43/44),比比例为 1:220000,每两两条等高高线的高高差为 1 米米。地形形总体上上是平坦坦的,障障碍物较较少,属属于平原原微丘区区。整个个地段,主主要是稻稻田,同同时布满满大小不不等的水水塘,还还有高程程不是很很高的山山包。第第一、二二张图纸纸的上部部都主要要是小型型山包,第第三张整整个高程程较低,地地势非常常平坦,是是一片低低洼的高高产水稻稻田。设
16、设计时,选选取控制制点重点点应注意意以:1.避让让大塘、水库,尽尽量避开开中小塘塘。2.避开开居民区区、城镇镇,但应应保持一一定的距距离。3.起终终点高差差不大,属属于典型型的平原原微丘区区,基本本上沿起起终点的的大致方方向不变变。4.从填填挖工程程上看,起起点为挖挖方区,中间段与终点为填方区,而且多为水稻田带。5.道路路平面主主线确定定后,要要注意细细部的控控制和处处理。2.2.5方案拟拟定在本设计计中, 路线的的起终点点已确定定,在本本设计的的地形图图上, 结合设设计资料料, 初初步拟定定两种可可能的路路线走向向方案(如如平面设设计面所所示)。已采用用的推荐荐方案为为方案(粗线线条绘制制)
17、;未未采用的的方案为为方案。2.2.6方案比比选1.对各各路线方方案进行行分析:方案:有8条平曲曲线。优点:占占水塘少少,跨河河桥梁少少,指标标均衡,同同时工程程量适中中,填挖挖结合亦亦较合理理。缺点:除除了要经经过3个中等等水塘外外,施工工工艺要要求较高高外,基基本上没没有明显显的缺陷。方案:有6条平曲曲线。优点:从从整体上上看,路路线走向向与起终终点走向向大体一一致,线线形好,视野范围好。缺点:穿穿过较多多大中小小池塘,跨河桥梁多,占用较多的稻田,地基条件差,难以处理。2.方案案比选结结果:显然,方方案 11 要比比方案 2 好好,穿过水水塘较少少,占用用良田较较少,与与地形地地貌相协协调
18、,指指标均衡衡等,在在一定程程度上改改善了线线形质量量和行车车舒适性性。所以以,经过过上面的的综合分分析,最最后选定定的路线线为方案案(粗线线条绘制制)。2.3 路线平平面设计计2.3.1 设设计原则则与相关关指标2.3.1.1平面设设计原则则1.平面面线形应应直捷、连续、顺适,并并与地形形、地物物相适应应,与周周围环境境相协调调。2.保持持平面线线形的均均衡和连连贯。3.应避避免连续续急弯的的线形。4.平曲曲线应有有足够的的长度。5.注意意与纵断断面线形形的组合合。6.平面面交叉前前后应尽尽量缓和和。7.考虑虑与沿途途土地利利用的关关系8.考虑虑施工上上的因素素。2.3.1.2相关关指标1.
19、用基基本曲线线组合(直直线回旋线线圆曲线线回旋线线直线)时时,最佳佳配比为为:Ls:LLy:LLs=11:1:12.平原原微丘区区二级公公路(设设计速度度为600km/h)平平曲线主主要技术术指标一般最小小半径 2000m极限最小小半径 1255m缓和曲线线一般最最小长度度 800m缓和曲线线极限最最小长度度 600m路拱2%不设超超高最小小半径115000m路拱22%不设超超高最小小半径119000m同向曲线线间直线线最小距距离3660m反向曲线线间直线线最小长长度1220m直线最大大长度 12000m2.3.2 确确定曲线线要素1.直线线一般在定定线时应应首先考考虑使用用直线。汽车受受力简
20、单单,驾驶驶员操作作简易。但同时时应避免免长直线线,过长的的直线易易使驾驶驶员单调调疲倦。运用直直线应根根据路线线所在地地段的地地形、地地物、地地貌,并并考虑驾驾驶者的的视觉,心心理状态态等因素素合理布布设。同向曲线线间若插插以短直直线,容容易把直直线和两两端的曲曲线看成成为反向向曲线的的错觉,甚甚至把两两个曲线线看成是是一个曲曲线。这这种线形形破坏了了线形的的连续性性,造成成驾驶员员操作的的失误。规范范规定定,当计计算行车车速度60kkm 时时,同向向曲线间间的直线线最短长长度宜不不小于 6V(按按米计)。反向曲线之之间,考考虑到为为设置超超高和驾驾驶人员员的转向向操作需需要,最最小长度度宜
21、不小小于 22V(按按米计)。本设计计直线长长度都满满足以上上要求。2.圆曲曲线在选用圆圆曲线半半径时应应与计算算行车速速度相适适应,并并尽可能能选用较较大的圆圆曲线半半径,以以提高公公路的使使用质量量。一般情况况下宜采采用极限限最小曲曲线半径径的 448 倍或超超高为 2%4%的的圆曲线线半径;地形条条件受限限制时,应应采用大大于或接接近于一一般最小小半径的的圆曲线线半径;地形条条件特殊殊困难而而不得已已时,方方可采用用极限最最小半径径;应同同前后线线性要素素相协调调,使之之构成连连续均衡的的曲线线线形;应应同纵面面线形相相配合,必必须避免免小半径径曲线与与陡坡相相重合。3.缓和和曲线缓和曲
22、线线是道路路线形要要素之一一,它是是设置在在直线与与圆曲线线之间或或半径相相差较大大的两个个转向相相同的圆圆曲线之之间的一一种曲率率连续变变化的曲曲线。在在一般情情况下,特特别是圆圆曲线半半径较大大时,车车速较高高时,应应该使用用较长的的缓和曲曲线。缓缓和曲线线采用回回旋线,它它的基本本公式为为 RLsA2,反映的的是缓和和曲线的的缓和程程度,AA 越大大,缓和和曲线变变化越缓缓。4确定定主平面面线并进进行综合合指标校校验线形、直线长长度要求求、平曲曲线要素素等都满满足相关关要求和和规范。本设计计方案,直直线长度度为23310.9244m,曲曲线长度度为 221999.6005m,直曲曲比约为
23、为 1:1,符合要求求.5.计算算书:= 1 * GB3 以计计算交点点1处平平曲线几几何要素素为例:右偏角1153820园曲半半径400m 缓和和曲线长长度60m缓和曲线线切线增增值 qq=Lss/2-Ls/2400R =60/22-60/2440400=29.6633圆曲线内内移植 p= Ls/24RR- LLs/22384R = 660/(24400)-60/2384400 = 00.3775 切切线长TT =(RR+p)ttan(a/22)+qq = (2000+0.3755) ttan(153820/2)+299.6663=84.9777 平平曲线长长度 LL=R/1800+Lss=
24、3.1141553820400/1180+60=1669.1180 外外距 EE=(RR+p)ssec (/22)-RR= (200+0.3375)secc(1553820/2)-400=4.1133校正值 J=22T-LL= 22 844.9777 -1699.1880=0.7775= 2 * GB3平曲线线主点桩桩号计算算及效正正:JDK00+3222.4472ZH= JD-T=KK0+2237.4944HY=ZZH+LLs=KK0+2297.4944YH=HHY+LLy=KK0+3346.6755HZ=YYH+LLs=KK0+4406.6755QZ=HHZ-LL/2=K0+3222.08
25、84JD=QQZ+JJ/2=K0+3222.4772设计成果果总结:直曲转转角表;逐桩坐坐标表;主平面面线。2.4路路线纵断断面设计计2.4.1纵断断面设计计依据纵断面的的设计主主要就是是根据汽汽车的动动力特性性、道路路等级、当地的的自然地地理条件件以及工工程经济济性等,在在变化起起伏的空空间线中中选取合合适的组组合、搭搭配,以以便达到到行车安安全迅速速、运输输经济合合理及乘乘客感觉觉舒适的的目的。2.4.2最大大纵坡二级公路路60kkm/hh最大纵坡坡长度限限制纵坡坡度度(%)最大坡长长(m)312000410000580066002.4.3最小小纵坡 在长路堑堑地段。设置边边沟的低低填方地
26、地段以及及其他横横向排水水不畅地地段,为为满足排排水要求求,防止止积水渗渗入路基基而影响响其稳定定性,均均应设置置不小于于0.55%的纵纵坡,并并做好纵纵、横断断面的排排水设计计。2.4.4最小小坡长 二级公路路平原微微丘区最最小坡长长为2000m.2.4.5合成成坡度在有平曲曲线的坡坡道上,最最大坡度度既不是是纵坡方方向,也也不是横横坡方向向,而是是两者组组合成的的流水线线方向。将合成成坡度控控制在一一定范围围之内,目目的是尽尽可能避避免急弯弯和陡坡坡的不利利组合,防防止因合合成坡度度过大而而引起的的横向滑滑移和行行车危险险,保证证车辆在在弯道上上安全而而顺适的的运行。在设有有超高的的平曲线
27、线上,超超高与纵纵坡的合合成坡度度值不得得超过99.0%。当路路线的平平面和纵纵坡设计计基本完完成后,应应检查合合成坡度度I。如果果超过最最大允许许合成坡坡度时,可可减小纵纵坡或加加大平曲曲线半径径以减小小横坡,或或者两方方面同时时减小。2.4.6纵断断面设计计步骤变坡点的的确定主主要依据据公路工工程技术术规范的的规定,比比如:最最大纵坡坡、最大大及最小小坡长的的限制、填挖工工程量、经济点点、施工工要求以以及路基基稳定需需要等来来确定。最终确确定变坡坡点高程程、桩号号、坡长长、坡度度以及竖竖曲线半半径、长长度等。做法如如下:1.准备备工作,从从地形图图上依据据平面线线形读取取高程数数据,然然后
28、在米米格图纸纸上点绘绘地面线线。2.标注注控制点点,控制制点是指指影响纵纵坡设计计的标高高控制点点。本设设计路段段的标高高控制点点主要为为:涵洞洞的路基基控制标标高、净净空要求求等。3.试坡坡,在一一标出控控制点的的纵断面面图上,根根据技术术指标选选线意图图,结合合地面起起伏变化化,本着着以“控制点点”为依据据的原则则,在这这些点间间进行穿穿插和取取直,试试定出若若干条直直坡线。初步定定出变坡坡点,变变坡点应应选在整整10米米桩上。4.调整整,将所所定坡度度对照技技术标准准检查设设计的最最大最小小纵坡坡坡长是否否满足平平纵配合合。5.定坡坡,经调调整后,逐逐段把直直坡线的的坡度值值、变坡坡点桩
29、号号高程确确定下来来,坡度度值由两两相邻变变坡点的的高差和和坡长之之比求得得。6.设置置竖曲线线7计算算书计算竖竖曲线要要素 w= 曲线线长m 切线线长 mm 外距距 = 2 * GB3 计算算设计高高程 竖曲曲线起点点高程=38.44-44.95880.8878%=388.033m 竖曲曲线起点点桩号=(K11+200)-44.9588=K11+1555.044 桩号号K1+190处: 横距距 竖距距 切线线高程=38.03+200.8778%=38.21mm 设计计高程=38.21-0.006=338.115m设计成果果总结:路线纵纵断面图图路基设计计3.1 设计原原则路基应根根据其使使用
30、要求求和当地地自然条条件,并并结合施施工方案案进行设设计,既既有足够够的强度度和稳定定性,又又要经济济合理。 影响响路基强强度和稳稳定的地地面水和和地下水水,必须须采取拦拦截或排排出路基基以外的的措施,并并结合路路面排水水,综合合排水设设计,形形成完整整的排水水系统。修筑路路基取土土和弃土土时,应应符合环环保要求求,以适适当处理理,减少少弃土侵侵占耕地地,防止止水土流流失和阻阻塞河道道。3.2 路基设设计3.2.1路基基横断面面设计主主要技术术标准本公路采采用单幅幅双车道道,混合合交通。由于本本公路上上圆曲线线半径均均大于2250mm,可以以不加宽宽。土路路肩主要要保护路路面和路路基,提提供侧
31、向向余宽。为迅速速排出路路面和路路肩上的的降水,将将路面和和路肩做做成有一一定横坡坡的斜面面(如下下图所示示)。为为消除曲曲线上的的离心力力,曲线线采取绕绕内边线线旋转超超高方式式。公路路用地取取路堤两两侧排水水沟外缘缘以外,或或路堑坡坡顶截水水沟外沿沿以外不不少于22m的土土地范围围。3.2.2填方路路基砾类土、砂类土土应优先先选作填填料,细细粒土可可填于路路堤底部部。基地地土密实实、地面面横坡缓缓于1:5,路路堤可直直接填筑筑,地表表树根草草皮和腐腐土应清清除,若若坡度陡陡于1:0.55,则应应做成台台阶状,台台阶宽不不得小于于m,阶阶底有22%4%内内向倾斜斜坡度。对于跨沟沟的高路路堤应
32、避避开滑坡坡、冲沟沟等不良良地质段段,对地地表水采采取拦截截、排除除措施,防防止湿陷陷和冲沟沟,减少少地基土土下沉。3.2.3挖方路路基挖方边坡坡应根据据边坡高高度、土土的状况况、地下下水的状状况等因因素确定定,由于于南宁地地区土质质为粘性性土,且且本设计计中挖方方均小于于10米米,故选选用了 1:00.5的的边坡。同时挖挖方坡没没有设碎碎落台。为减少少地面水水冲刷挖挖方边坡坡,应在在挖方边边坡坡顶顶外设置置截水沟沟或挡水水堰。3.2.4计算算书 11.加宽宽值计算算本设计属属于3类类加宽,双双车道公公路圆曲曲线加宽宽值为00.8mm 22.加宽宽过度(K0+260处)bx=LLx/LLb=(
33、2600-2377.4994)/601.55=0.56mm3.超高高值计算算(JDD处) 横向力力值=23395.10449/RR-7.8033/R+0.0039114=23995.110499/400-7.8033/4000+00.0339144=0.003圆曲线半半径圆曲曲线超高高值超高过渡渡方式:绕内侧侧路基边边缘旋转转 超高过过渡段长长度绕内边线线旋转超超高值计计算圆曲线上上 外缘缘 中中线 内内缘过渡段上上 外缘缘 中中线内缘设计成果果总结:路基设设计表 公路路路基横断断面图 路基土土石方工工程数量量表3.3路路面设计计路面直接接承受行行驶车辆辆的作用用,是道道路工程程的重要要组成部
34、部分,通通常都根根据车辆辆行驶的的需要,选选用优质质材料建建成。路路基作为为路面结结构的基基础应具具有足够够的强度度和稳定定性。以以回弹模模量作为为评价路路基强度度与稳定定性的力力学指标标。坚固固的路基基,不仅仅是路面面强度与与稳定性性的重要要保证,而而且能为为延长路路面使用用寿命创创造有利利条件,所所以路基基路面的的综合设设计至为为重要。3.3.1路面面设计原原则1.路面面应具有有良好的的稳定性性和足够够的强度度,表面面应满足足平整、抗滑和和排水要要求;2.面层层、基层层的结构构类型及及厚度应应与公路路等级、交通等等级组成成相适应应;3.要顾顾及各结结构层本本身的结结构特性性;4.要考考虑水
35、文文状况的的不利影影响;5.适当当的层厚厚和层数数,各结结构层既既要满足足最小厚厚度要求求,又应应考虑施施工可行行性;6.应与与当地的的气候、水文、地质状状况相适适应,并并充分利利用当地地筑路材材料。3.3.2路面面结构类类型选择择水泥混凝凝土路面面虽然有有强度高高稳定性性好耐久性好好,养护护费用少少经济效效益高,有有利于夜夜间行车车等优点点,但是是由于无无锡地区区该公路路为平原原微丘区区二级公公路,等等级较低低,若采采用水泥泥混凝土土路面,水水泥和水水的需要要量大,工工程造价价高;路路面接缝缝不但增增加施工工和养护护的复杂杂性,而而且容易易引起行行车跳动动,影响响乘客的的舒适性性;另外外,开
36、放放交通迟迟,修复复困难等等诸多缺缺点。沥青路面面结构由由于使用用了沥青青结合料料,因而而增加了了矿料间间的粘结结力,提提高了混混合料的的强度和和稳定性性,使路路面的使使用质量量和耐久久性都得得到提高高,而且且与水泥泥混凝土土路面相相比,沥沥青路面面具有表表面平整整无接缝缝行车舒舒适耐磨震动小小噪音低低施工期期短养护维维修简单单适宜于于分期维维修等优优点。由由于沥青青路面结结构与水水泥混凝凝土路面面结构相相比具有有上述优优点,并并结合当当地的实实际情况况, 采采用沥青青路面结结构,更更适应于于当地的的需要,并并将更有有利于当当地旅游游业及相相关产业业的发展展,因此此,最终终推荐采采用沥青青路面
37、结结构。3.3.2新建建沥青混混凝土路路面设计计1.设计计理论和和方法沥青混凝凝土路面面设计采采用双圆圆垂直均均布荷载载作用下下的多层层弹性连连续体系系理论,以以设计弯弯沉值为为路面整整体刚度度的设计计指标,计计算路面面结构厚厚度。对对二级公公路的沥沥青面层层和半刚刚性材料料的基层层、底基基层应进进行层底底拉应力力的验算算。2.面层层面层直接接同行车车和大气气接触,承承受较大大的行车车荷载的的垂直力力、水平平力和冲冲击抗变变形能力力,较好好的水稳稳定性和和温度稳稳定性,而而且应当当耐磨,不不透水,表表面还应应具有良良好的抗抗滑性和和平整度度。规范规定定,沥青青面层可可为单层层或二层层或三层层,
38、通过过计算设设计年限限当量轴轴次要4400万万次,设设计年限限为什112年。鉴于江江苏无锡锡地区交交通荷载载较重,根根据规范范推荐,面面层厚度度设计为为15ccm,采采用中粒粒式密集集配沥青青混合料料。面曾曾分为三三层,上上面层11cm中中粒式密密集配沥沥青混凝凝土(AAC116),中中面层为为2cm中中粒式密密集配沥沥青混凝凝土(AAC220)下下面层33cm粗粗粒式密密集配沥沥青混凝凝土(AAC225)。沥青AAH990,中中集料碎碎石,细细集料矿矿粉。3.基层层基层主要要承受由由面层传传来的车车辆荷载载的垂直直力,并并扩散到到下面的的垫层和和土基中中去,应应具有足足够的强强度和刚刚度,并
39、并具有良良好的扩扩散应力力的能力力。为增增加基层层的强度度和稳定定性,减减少低温温收缩裂裂缝,采采用半刚刚性基层层。半刚刚性基层层整体性性强,承承载力高高,刚度度大,水水稳定性性好,且且较为经经济。基基层的选选用原则则如下:石灰稳稳定类石灰与土土结合,使使土的塑塑性降低低,最佳佳含水量量增大和和最大密密实度减减少,提提高土的的强度和和稳定性性。石灰灰稳定土土具有较较高的抗抗压强度度,也具具有一定定的抗弯弯强度,且且强度随随龄期增增长,但但因其抗抗干缩、温缩能能力较差差,一般般不选用用作高级级路面的的基层。水泥稳稳定类水泥矿物物与土中中的水分分发生强强烈的水水解和水水化反应应,改善善土性,提提高
40、强度度。水泥泥稳定土土强度随随水泥剂剂量增加加而增加加,但应应有一个个合理的的范围。含水量量对其强强度有重重大影响响,混合合料中含含水量不不足时,水水泥与土土争水;若土对对水有较较大亲和和力,就就不能保保证水泥泥充分作作用。水水泥稳定定土强度度的形成成与含水水量有着着极大的的关系,适适用于温温差不大大的地区区。二灰稳稳定类在石灰土土中加入入粉煤灰灰,石灰灰土最佳佳含水量量增大,最最大干密密度减少少,但其其强度、刚度和和稳定性性均有不不同程度度的提高高,尤其其是抗冻冻性有显显著改善善,而湿湿度收缩缩系数比比石灰土土有所减减少,对对抗裂有有重要意意义。条条件可能能时,优优先选用用二灰稳稳定类,具具
41、有较强强的胶结结能力和和稳定性性,成板板体,抗抗水、抗抗裂、抗抗冻性好好,抗干干缩与温温缩能力力都较强强,适宜宜各种气气候环境境和水文文地质,可可适用于于不同地地区。主主要解决决早强不不足的问问题。综合考虑虑以上问问题,本本设计中中基层采采用水泥泥稳定碎碎石166cm,底底基层采采用石灰灰土,根根据程序序计算为为30ccm,符符合施工工厚度的的要求。4.垫层层垫层主要要用于改改善土基基的湿度度和温度度状况,以以保证面面层和基基层的强强度、刚刚度和稳稳定性,不不受土基基水文状状况变化化所造成成的不良良影响。常用松松散材料料或稳定定类材料料,选用用粗、中中砂。在地下水水位高,排排水不良良,路基基经
42、常处处于潮湿湿、过湿湿的路段段,以及及排水不不良的土土质路堑堑,有裂裂隙水、泉眼等等水文不不良的岩岩石挖方方路段应应该设置置垫层。季节性性冰冻地地区中湿湿、潮湿湿路段、可能产产生冻胀胀时需要要设置防防冻垫层层,基层层或底基基层可能能受污染染以及路路基软弱弱的路段段也要设设置垫层层。3.3.3路面面设计计计算过程程3.3.3.11交通分分析1.设计计原始资资料如表表车型解放CA-115东风EQ-1140黄河JNN-1622小汽车增长率辆/日6404804805000.10052.标准准轴载及及轴载换换算沥青路面面设计以以双轮组组单轴载载1000KN(BBZZ1000)为标标准轴载载。根据据设计任
43、任务书所所给的资资料,先先将各种种轴载换换算为标标准轴载载当以设设计弯沉沉值为指指标及沥沥青层层层底拉应应力验算算时,将将各级轴轴载(大大于255KN)ppi的作用用次数nni换算成成标准轴轴载P的的当量作作用次数数N1,如表表:车 型型PiC1C2ni(次次/日)Ni解放CAA10BB后轴60.8851164073.774东风EQQ1400后轴69.2201148096.776黄河JNN1622前轴59.55016.4480321.05后轴115.0011480881.61N=NNi = C1 C2 ni (PPi/P)44.35513733.166注:轴载载小于225kNN的轴载载作用不不
44、计。3.准轴轴载的累累计当量量轴次根据该公公路等级级为平原原微丘区区二级公公路,车车道数为为双车道道,按公公路沥青青路面设设计规范范JTTJ011497规规定,双双车道的的车道系系数是0.600.7,取取=0.65,设设计年限限t=112年。则累计计当量轴轴次为:=次根据公公路沥青青路面设设计规范范JTTG DD5020006推荐荐结构,并并考虑当当地材料料来源,路路面结构构层采用用沥青混混凝土,基基层采用用水泥碎碎石,底底基层采采用石灰灰土。4确定路路基土回回弹模量量该路段处处于区,为为粉质土土,查公公路沥青青路面设设计规范范JTTG DD5020006土基基回弹模模量参考考值表拟拟Wc=1
45、 EEo=4483.3.3.22结构组组合与材材料选取取由上述计计算得到到设计年年限内一一个行车车道上的的累计标标准轴次次大于7700万次次。根据据规范推推荐结构构,并考考虑到该该地区含含有丰富富的石灰灰石,为为了便于于就地取取材,节节省造价价,拟路路面结构构面层采采用沥青青混凝土土,基层采采用水泥泥碎石,底基层层采用石石灰土。规范规定定沥青面面层可由由单层或或双层或或三层沥沥青混合合料组成成。查公公路沥青青路面设设计规范范JTTG DD5020006中表表 C.4沥青青混合料料类型的的选择(方方孔筛),拟采采用三层层式沥青青面层,上上面层采采用中粒粒式密级级配沥青青混凝土土(厚度度1cm),
46、中面层层采用中中粒式密密集配沥沥青混凝凝土(厚厚度2cm),下下面层采采用粗粒粒式密级级配沥青青混凝土土(厚度度3cm).3.3.3.33各层材材料的抗抗压模量量于劈裂裂强度查公路路沥青路路面设计计规范JJTJ001497附附录D“材料设设计参数数”的表D1“沥青混混合料设设计参数数”和表D2“基层材材料设计计参数”,选取取各层材材料的抗抗压模量量与劈裂裂强度。抗压模模量取220的模量量,各值值均取规规范给定定范围的的中值,则则20的各层层材料的的抗压模模量为:中粒式密密集配沥沥青混凝凝土12200MMPa 水泥碎石石15000MPPa石灰土5550MMPa .各层材料料的劈裂裂强度为为:中粒
47、式密密集配沥沥青混凝凝土1.0MPPa水泥碎石石0.55MPa石灰土00.2225MPPa3.3.3.44设计指指标的确确定对于二级级公路,规规范要求求以设计计弯沉值值作为设设计指标标,并进进行结构构层底拉拉应力验验算。1.设计计弯沉值值ld=6650NNe-0.2AcAsAb公路等级级系数AAc=1.1,面面层系数数A=11.0路路面结构构系数 A=1.0ld=6640(717794998)-0.21.111.01.00=299.955(0.001mmm)2.各层层材料的的容许层层底拉应应力:R=sp/KKs R路面面结构层层材料的的容许拉拉应力(MPa)sp沥沥青混凝凝土或半半刚性材材料的
48、劈劈裂强度度(MPPa)Ks抗拉拉强度结结构系数数。对沥青混混凝土面面层的抗抗拉结构构系数,按按:Ks=00.099AaNe0.222/AAc对无机结结合料稳稳定集料料的抗拉拉结构强强度系数数,按: Kss=0.35NNe0.111/AAc对无机结结合料稳稳定细粒粒土类的的抗拉强强度结构构系数,按按: Kss=0.45Ne0.111/AAc由上述公公式可得得:中粒式密密级配沥沥青混凝凝土:Ks=00.099AaNe0.222/AAc=0.009 1.0(717794998)0.222/1.1=2.664R=sp/KKs=1.00/2.884=0.443MPPa水泥碎石石:Ks=00.355Ne
49、0.111/AAc=0.35 (717794998)0.111/11.1=1.881R=sp/KKs=0.5/11.7=0.229MPPa石灰土:Ks=00.455Ne0.111/AAc=0.45 (717794998)0.111/11.1=2.555R=sp/KKs=0.25/22.188=0.10MMPa3.3.3.55拟定路路面结构构拟定本设设计路面面面层为为三层结结构,表表面层应应具有平平整密实实、抗滑滑耐磨、稳定耐耐久的服服务功能能,同时时应具有有高温抗抗车辙、抗低温温开裂、抗老化化等品质质。中、下面层层应密实实、基本本不透水水,并具具有高温温抗车辙辙、抗剪剪切、抗抗疲劳的的力学性性
50、能。三三层面层层的厚度度分别为为1、2、3厘米。对半刚性性基层要要注意减减少低温温缩裂、防止反反射裂缝缝。上基基层采用用骨架密密实型的的水泥稳稳定碎石石,可以以发挥其其较好的的抗反射射能力,使使面层不不宜出现现反射裂裂缝。由由于沿线线有丰富富的石灰灰可以利利用,底底基层采采用水稳稳性良好好的石灰灰土,同同时可以以降低造造价。现拟定路路面结构构如下:Wc=11.100层厚E20E15spii 中面层中粒式密密集配沥沥青混凝凝土7cm12000180001.0基层水泥碎石石14cm5底基层石灰土21cmm5505500.2225土 基基E0=448.00Mpaa设计成果果
51、总结:路面结结构设计计图3.4 路基路路面排水水系统设设计路基的强强度与稳稳定性同同水的关关系十分分密切,水水的作用用是导致致路基病病害的主主要因素素之一,因因此,路路基设计计、施工工和养护护中,必必须重视视路基排排水工程程。3.4.1路基排排水设计计的一般般原则为为1.排水水设计要要因地制制宜,全全面规划划,综合合治理,讲讲究实效效,注意意经济,并并充分利利用地形形和自然然水系。2.路基基排水沟沟渠的设设置,应应注意与与农田水水利相结结合;3.路基基排水要要注意防防止附近近山坡的的水土流流失;4.路基基排水要要结合当当地水文文条件,就就地取材材,以防防为主。3.4.2常用用的路基基地面排排水
52、设备备包括边沟沟、截水水沟、排排水沟等等,必要要时亦有有渡槽、倒虹吸吸及蓄水水池等。3.4.3边沟沟边沟设置置在挖方方路基的的路肩外外侧或低低路堤的的坡脚外外侧,多多与路中中线平行行,用以以汇集和和排除路路基范围围内或流流向路基基的少量量地面水水。边沟沟不宜过过长,尽尽量使沟沟内水流流就近排排至路旁旁自然水水沟和低低洼地带带。土质质或软弱弱石质边边沟,一一般都用用梯形,其其底宽为为0.66m,内内侧边坡坡一般为为1:11。3.4.4截水水沟截水沟一一般设置置在挖方方路基边边坡坡顶顶以外,或或山坡路路堤上方方的适当当地点,用用以拦截截路基上上方流向向路基的的地面径径流,减减轻边沟沟的水流流负担,
53、保保护挖方方边坡和和填方坡坡脚不受受流水冲冲刷。截截水沟一一般为梯梯形,沟沟的边坡坡坡度因因岩土条条件而定定,沟底底宽度和和沟深不不应小于于0.55m。截截水沟的的位置,应应尽量与与绝大多多数地面面水流方方向垂直直,以提提高截水水效能和和缩短沟沟的长度度。3.4.5排水沟沟其主要用用途在于于引水,将将路基范范围内各各种水源源的水流流,引至至路基范范围以外外的指定定地点。排水沟沟的横断断面形式式,一般般采用梯梯形,用用于边沟沟、截水水沟及取取土坑出出水口的的排水沟沟,不需需特殊计计算,底底宽与深深度均不不应小于于0.55m,土土沟的边边坡坡度度约为11:11:11.5。排水的的位置据据路基坡坡脚
54、不宜宜小于22m,连连续长度度不超过过5000m。在本设计计中,为为方便施施工,在在满足排排水的前前提下,将将边沟,排排水沟,截截水沟设设计成了了尺寸大大体一致致的形式式。其中中挖方路路段的边边沟,外外侧坡度度设成了了1:1。如下图图所示:3.4.6路基基排水路基排水水一般是是疏散为为主,个别复复杂地段段需作特特殊处理理,排水水考虑先先重点后后一般, 先先地下后后地面。 3.4.7地面排排水处理理地面水对对路基产产生冲刷刷和渗透透,冲刷刷可能导导致路基基整体稳稳定性受受损害,形形成水毁毁现象。路基设设计时,必必须考虑虑将影响响路基稳稳定性的的地面水水,排除除和拦截截于路基基用地范范围以外外,并
55、防防止地面面水浸流流、滞积积或下渗渗。对于于影响路路基稳定定性的地地下水,则则应予以以隔断、疏干、降低,并并引至路路基范围围以外的的适当地地点。为为保持路路基填方方边坡坡坡脚的稳稳定,排排水沟的的位置应应离路基基尽可能能远一些些,据路路基坡脚脚不宜小小于2mm,连续续长度不不超过5500mm。3.5路路基防护护设计3.5.1路基基防护与与加固设设施分类类为确保路路基的稳稳定,防防护与加加固必不不可少。路基防防护与加加固设施施,主要要有边坡坡坡面防防护、路路基的支支挡工程程等。3.5.2坡面面防护坡面防护护主要是是保护路路基边坡坡表面,免免受雨水水冲刷,减减缓温差差及湿度度变化的的影响,保保护边
56、坡坡的整体体稳定性性。对于于填方路路段,采采用植物物防护,美美化路容容,协调调环境,调调节边坡坡土的湿湿温,防防雨水冲冲刷和产产生裂缝缝,起到到固定和和稳定边边坡的作作用,可可以种草草、铺草草皮和植植树。对对于挖方方路段,边边坡防护护设计详详见支挡挡工程设设计图。3.5.3路基基支挡工工程路基支挡挡工程主主要采用用挡土墙墙,挡土土墙是用用来支撑撑天然边边坡或人人工填土土边坡以以保持土土体稳定定的建筑筑物。为为防止路路堤边坡坡或基底底滑动,确确保路基基稳定,同同时可收收缩坡脚脚,减少少填方数数量,减减少拆迁迁和占地地面积。挡土墙有有自己的的排水设设施,以以疏干墙墙后土体体,避免免墙背积积水形成成
57、静水压压力。墙墙背回填填土上部部以相对对不透水水的粘性性土夯实实封闭,泄泄水孔进进水端设设反滤层层(砂砾砾石)。示例:浆砌片重重力式挡挡土墙,墙墙高H=4 填填高a=2 填填土边坡坡1:11.5填填料容重重r=118KNN/,=355, 墙墙背选用用仰斜11:0.25(= -),。基底摩擦系数f=0.3,地基允许承载力R=250KN。墙身容重r=22 KN/,截面允许应力=600kPa,=50kPa。墙身分段长10m。车辆荷载的等代土层厚度为0.64m,布置在路基全宽上。主动土压压力计算算破裂角:(假设设破裂面面交于荷荷载内)+=tan验核破裂裂面位置置:堤顶破裂裂面距离离墙踵:荷载内边边缘距
58、离离墙踵:荷载内边边缘距离离墙踵:=+7.5=111.554.0005.7311.5,顾顾破裂面面交于荷荷载内,与与假设相相符,可可用所选选公式。主动土土压力系系数k和和k求主动土土压力EE及作用用点位置置Zy设计挡土土墙截面面选墙面平平行墙背背,基底底倾斜00.2:1()。通过试试算。选选墙顶墙墙宽计算墙身身重w及及其力臂臂Zw 墙身重重w及其其力臂ZZw计算算结果过过列于表表:墙身重ww及其力力臂Zww计算结结果表体积V(mm)自重(KKN)力臂(mm)滑动稳稳定验算算Kc=倾覆稳定定性验算算Ex=EEcoss应基底倾倾斜,土土压力对对墻趾OO的的力力臂改为为:基底应力力验算截面应应力验算
59、算墙背为平平行直线线,截面面的最大大应力出出现于接接近基底底处。由由基底应应力验算算可知,偏偏心距及及基底应应力均满满足地基基要求则则截面应应力肯定定也满足足墙身材材料的要要求,顾顾可不作作验算。总结通过上述述验算所所拟截面面符合各各项要求求,决定定采用此此截面,顶顶宽为11.544m设计成果果总结:挡土墙墙结构设设计图 沿线桥涵涵设施的的设计与与布置4.1 涵洞设设计4.1.1 涵涵洞设计计原则1.桥涵涵设计应应遵循适适用、经经济、安安全和适适当美观观的原则则,并使使小桥涵涵与公路路等级、任务、使用性性质和规规范的需需要相适适应。2.因地地制宜,就就地取材材和便于于施工养养护。3.与农农田水
60、利利密切配配合。4.1.2桥涵涵位置的的选择1.天然然河流与与路线相相交处(上上游汇水水面积大大于0.1kmm2时应设设置)。2.农田田灌溉区区与路线线相交处处(包括括通过大大片梯田田影响灌灌溉时应应设置)。4.1.3涵洞洞型式的的选择1.新建建涵洞以以采用无无压力式式涵洞为为主。为为了提高高宣泄设设计流量量,在不不造成淹淹没上游游农田、村庄的的前提下下,允许许涵前较较大壅水水高度时时,可采采用压力力式或半半压力式式涵洞。2.设计计流量在在10mm3/s左右右时,一一般宜采采用圆管管涵。但但当路堤堤高度过过低,圆圆管涵顶顶填土高高度不足足时,宜宜采用盖盖板涵(先先考虑采采用暗涵涵,当盖盖板涵顶
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