陆川县陆盘二级公路延长线初步设计计算说明书

陆川县陆盘二级公路延长线初步设计计算说明书第一局部设计资料与技术指标〔一〕设计资料交通量资料交通量分配预测结果汇总表：特征年客车货车汽车合计其它机动车全部机动车20031835150033353633698202129462318526448957532021416335867749598834720234664430089646579621地形、地貌路线位于陆川县云开大山西南麓，由南部平原地貌单元，经过中部丘陵地带，终于中北部九洲江谷地，路线测区属于平原微丘区，地形地貌变化复杂多样，但起伏不大，全线地面搞成变化约在90~141米之间。工程地质路线主要位于云开大山隆起的丘陵地带，路线地质构造相对较简单，地质相对稳定，未发现大的不良地质现象，仅局部发现有软土呈零星分布，一般深度为0.5~2米，分布范围十几至几十米。沿线主要地层为花岗岩，呈全风化、强风化等，沿线低洼地区发育着第四系粘土、碎石土等，覆盖土一般为厚1~20米。水文地质测区内水系发育，地表水丰富，沟渠纵横，路线主要跨越九洲江上游和局部小沟，集水面积均不大。地下水主要是、裂隙水，其次是松散岩类孔隙水，路线地下水的补给来源于大气降水和地表水。气候、气象路线地处广西东南部，属于南亚热带季风气候，受海洋气候调节，平均温度较高，阳光充足而湿润。雨水分布季节性强，雨季期为4~9月，夏季易受台风影响，多暴雨，易照成洪涝灾害。年平均气温21.7摄氏度，年平均降雨量1676mm。6．地震根本烈度：路线所在的地区的地震根本烈度为6度。〔二〕技术指标本毕业设计为“陆川县陆盘二级公路延长线初步设计〞，且此新建公路采用交通部发布的?公路工程技术标准?〔JTJ001-97〕和其它部颁现行有效标准、标准等规定的设计标准。陆川县绕城二级公路采用二级公路技术标准。主要设计标准如下：设计行车速度为80Km/h。路基宽度为12m，其中：行车道宽2×m，土路肩宽2×m。设计停车视距为110m，超车视距为550m。一般平曲线最小半径为400m，极限平曲线最小半径为250m，不设超高的最小半径为25000m。最大纵坡为5%。缓和曲线最小半径为70m。竖曲线一般最小半径：凹型为3000m，凸型为4500m。竖曲线极限最小半径：凹型为2000m，凸型为3000m。大、中、小桥和涵洞设计荷载为：汽车-20级，挂车-100。大、中桥设计洪水频率为1/100，小桥和涵洞及路基设计洪水频率为1/50。路面等级为高级，路面面层采用水泥混泥土结构类型。第二局部路线设计我们从交通量中来分析与确定公路等级，2021年的远景交通量为8048辆/日，由于此路的起点与终点衔接的都是二级公路，从地形、地貌以及当地实际情况，以及看它能否缓解交通等因素，此路的等级定为二级公路。一、平曲线要素计算方案一的计算：起讫与各交点的坐标： 起点：〔8867126.000，6623307.600〕JD1：〔8867416.400，6623604.400〕JD2：〔8867592.400，6624155.600〕JD3：〔8868310.400，6624235.200〕JD4：〔8868536.800，6624859.600〕JD5：〔8869479.200，6624876.400〕JD6：〔8869668.400，6625582.800〕JD7：〔8870540.800，6626000.000〕终点〔8871288.000，6625797.600〕交点间距的计算：〔注：单位为米〕由L=[〔DX〕2+〔DY〕2]，其中DX=XJi－XJi-1,DY=YJi－YJi-1因此计算得：L1=L2=L3=722.399L4=L5=942.550L6=731.299L7=967.025L8=方位角A与偏角α的计算θ=arctg︱DY/DX︱θ——为象限角计算方位角A：DX〉0，DY〉0时，A=θDX〈0，DY〉0时A=180－θDX〈0，DY〈0时A=180＋θDX〉0，DY〈0时A=360－θ偏角αi=Ai－Ai-1,因此：A1=θ=45°37′28″A2=72°17′30″A3=6°19′34″A4=70°04′12″A5=1°01′17″A6=73°41′01″A7=26°45′52A8=344°07′42″α1=A2－A1=27°40′02″α2=A3－A2=－65°57′56″α3=A4－A3=63°44′48″α4=A5－A4=-69°02′55″α5=A6－A5=72°39′50″α6=A7－A6=-48°34′09α7=A8－A7=317°21′50″-360°=-42°38′10″平曲线要素计算根据地形地形条件以及有关规定，首先定出缓和曲线长度和圆曲线半径大小：Ls1=80R1=320,Ls2=150R2=260Ls3=150R3=260,Ls4=160R4=260Ls5=170R5=260,Ls6=120R6=300Ls7=110R7=300根据路线设计手册中有关平曲线要素计算公式，可求得，公式如下：q=Ls/2－LS3/240R2p=Ls2/240R－Ls4/2384R3β0S/RT=〔R+P〕tgα/2+qL=(α－2β0)Rπ/180+2LSE=〔R+P〕secα/2－RJ=2T－L因此由上述公式计算得：序号LSRqpβ0TLEJ180320215026031502604160260517026061203007110300桩号的计算以下是曲线要素点的桩号和总里程的计算公式：ZHi=HZi-1+Li－Ti－Ti-1(0<i;当i=1时，ZH1=L1－T1)HYi=ZHi+LsiQZi=ZHiiYHi=ZHi+Li－LsiHZi=ZHi+LiJDi=HZi+Ti根据以上曲线要素和桩号计算公式可得：序号ZHHYQZYHHZJD1K0+41234567方案一的总里程=方案二的计算：起讫与各交点的坐标：起点：〔8867126.000，6623307.600〕JD1：〔8867416.400，6623604.400〕JD2：〔8867592.400，6624155.600〕JD3：〔8868310.400，6624235.200〕JD4：〔8868612.000，6625068.000〕JD5：〔8869262.000，6625689.600〕JD6：〔8870568.000，6626296.800〕终点：〔8871329.600，6625983.200〕交点间距的计算：〔注：单位为米〕由L=[〔DX〕2+〔DY〕2]，其中DX=XJi－XJi-1,DY=YJi－YJi-1因此计算得：L1=415.238L2=L3=722.299L4=L5=899.381L6=L7=方位角A与偏角α的计算θ=arctg︱DY/DX︱θ——为象限角计算方位角A：DX〉0，DY〉0时，A=θDX〈0，DY〉0时A=180－θDX〈0，DY〈0时A=180＋θDX〉0，DY〈0时A=360－θ偏角αi=Ai－Ai-1,因此：A1=45°37′28″A2=72°17′30″A3=6°19′34″A4=71°05′31″A5=43°43′14″A6=24°56′07″A7=337°37′12″α1=A2－A1=27°40′02″α2=A3－A2=－65°57′56″α3=A4－A3=26°22′17″α4=A5－A4=19°47′07″α5=A6－A5=312°41′05″-360°=-47°18′55″平曲线要素计算根据地形地形条件以及有关规定，首先定出缓和曲线长度和圆曲线半径大小：Ls1=80R1=320,Ls2=150R2=260,Ls3=150R3=260,Ls4=90R4=800,Ls5=80R5=400,Ls6=120R6=280根据路线设计手册中有关平曲线要素计算公式，可求得，公式如下：q=Ls/2－LS3/240R2p=Ls2/240R－Ls4/2384R3β0S/RT=〔R+P〕tgα/2+qL=(α－2β0)Rπ/180+2LSE=〔R+P〕secα/2－RJ=2T－L因此由上述公式计算得：序号LSRqpβ0TLEJ180320215026031502604903805804506120280桩号的计算以下是曲线要素点的桩号和总里程的计算公式：ZHi=HZi-1+Li－Ti－Ti-1(0<i;当i=1时，ZH1=L1－T1)HYi=ZHi+LsiQZi=ZHiiYHi=ZHi+Li－LsiHZi=ZHi+LiJDi=ZHi+Ti根据以上曲线要素和桩号计算公式可得：序号ZHHYQZYHHZJD1K023456方案二的总里程=二、竖曲线指标的选取及竖曲线要素的计算纵坡设计的一般要求：纵坡设计必须满足?标准?的各项规定。为保证车辆能以一定速度平安顺适地行驶，纵坡应有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况处理，以保证道路的稳定与通畅。一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方，降低造价。最小纵坡的要求：为使道路上行车快速、平安和通畅，希望道路纵坡设计的小一些好。但是，在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。竖曲线要素计算公式：L=RωT=L/2E=T2/2RL——竖曲线长度〔米〕R——竖曲线半径〔米〕、ω——坡差〔%〕方案一的计算：i1=1.5%i2=%i3=1.0%i4=%i5=-4.5%i6=%i7=1.0%i8=%i9=－1.0%i10=3.0%i11=－4.7540%ω1=i1－i2=-2.0%ω2=i3－i2=1.5%ω3=2.0%ω4=-7.5%ω5=-4.0%ω6=1.5%ω7=3.0%ω8=-5.0%ω9=4.0%ω10=-7.7540%变坡号要素12345678910R1000020000100004800500020000800060005000│ω│L200300200360200300240300200240T100150100180100150120150100120E1.0方案二的计算：i1=%i2=%i3=1.0%i4=%i5=-5.0%i6=%i7=-2.0%i8=2.0%i9=－2.0%i10=1.0%i11=-2.0%i12=0.2687%ω1=i1－i2=-2.0%ω2=i3－i2=1.5%ω3=2.0%ω4=-8.0%ω5=7%ω6=-4.0%ω7=4.0%ω8=-4.0%ω9=3.0%ω10=-3.0%ω11=2.2687%变坡号要素1234567891011R1000020000100004500342950005000500080008000│ω│L200300200360240200200200240240200T100150100180120100100100120120100E设计高的计算值见后表。三、路线方案比选和论证道路选线的一般原那么在道路设计的各个阶段,应用各种先进手段,确定最优方案,路线设计应在保证行车平安、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。同时选线应注意同农田根本相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产农田、经济作物田或穿越经济林园等，要注意重视环保。选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。路线方案布置及方案比选的论证主要指标比拟表指标单位甲方案乙方案技术指标路线等级二二设计荷载汽-20，挂-100汽-20，挂-100路基宽度米最大平曲线半径米320450最小平曲线半径米260260每公里交点数个最大竖曲线半径米2000020000每公里变坡点数个最小竖曲线半径米最大纵坡%路线长度米工程数量土方104米3石方104米3小桥米/座16/1涵洞道2321次高级路面千平方米防护平方米3800035000比拟结果推荐方案方案一即甲线：此路线较平直，但要跨河建桥，且多经过池塘和溪流，路基的稳定受到影响，需修建较多的涵洞，所经过的地方地形复杂，挖填方量大，且路线的土石方填挖不均衡。方案二即乙线：此了路线比甲线顺直，所经地大多为旱地和山坡的坡脚，防止了大占高产农田，经过的地方地形过度平缓，且路基较方案一的稳定，土石方填挖较为均衡。因此，此延长线路线选用方案二第三局部路面设计一、路面结构类型比选方案与论证1.路面结构层次的拟定：沥青混泥土路面水泥混泥土路面材料名称各层厚度〔㎝〕材料名称各层厚度〔㎝〕中粒式沥青混泥土4水泥混泥土面层24沥青碎石8沥青石屑封油层1水泥稳定砂砾29水泥稳定碎石20石灰18天然砂砾20土基2.路面结构类型方案的比选：从经济与技术上两种路面结构的优缺点：沥青路面外表平整，无接缝，行车平稳。沥青面层的透水性小。然而沥青面层的抗弯拉强度低，温度稳定性较差，夏天变软，强度下降，易出现车辙，推波、波浪等破坏，低温时，易变脆而导致路面开裂。而沥青路面造价高，使用年限短，其来源单一，其后期养护费用高，国产石油沥青性能差，因此需从国外进口，价格昂贵。而混泥土路面有以下优缺点：从技术上来看，水泥混泥土路面虽然接缝较多，行车的舒适感较差，噪音大，破坏后难以修复，但是其造价低，水泥混泥土路面承载力大，强度高，有较高的抗压、抗弯强度，其稳定性好，耐久性好，抗滑性能好，使用寿命长，日常养护费用少，尤其当地盛产水泥，货源充足。同时，我区修建水泥混泥土路面时间较长，有丰富的设计与施工经验。因此，经各方面的比拟，选用水泥混泥土路面结构。二、每千平方米路面工程量的计算由?公路水泥混泥土路面设计标准?5.4.1.1中的表5.4.1-1可得路面水泥标号为425号水泥。①水泥稳定碎石基层：由?预算定额?2-7-7可查得单位15㎝厚每增1㎝325号水泥：〔t〕碎石：〔m3×〔20-15〕=21.42〔t〕×〔20-15〕=280.66〔m3〕②天然砂砾垫层：由?预算定额?2-6-2与2-6-6可查得单位15㎝厚每增1㎝水：〔m3〕181砂砾：〔m3厚度为20㎝的：水：18+1×〔20-15〕=23〔m3〕×〔20-15〕=255〔m3〕③封油层：由?预算定额?2-27-4可查得单位石油沥青：〔t煤：〔t石屑：〔m3④水泥混泥土路面：由?预算定额?2-28-3和2-28-4可查得单位20㎝厚每增1㎝425号水泥：〔t砂：〔m3〕97.924.9碎石：〔m3水：〔m3〕24012×〔24-20〕=99.388〔t〕×〔24-20〕=117.52〔m3〕×〔24-20〕=203.20〔m3〕水：240+12×〔24-20〕=288.0〔m3〕第四局部涵洞计算在本路段上，为了路基排水、路面排水，保持路基稳定与农田灌溉等情况，因此而设涵洞，沿线共有23道涵洞，其中有19道圆管涵，4道盖板涵，其设计依据?桥涵设计通用标准?、?公路工程技术标准?。一、圆管涵工程量的计算此圆管涵为K0+120处的正交圆管涵其孔径为1.25米，进出口形式采用八字墙形式，洞底中心标高为89.4米，路线设计标高为91.9米，路面边缘标高为91.855米，其计算图见后。m0=1.5n0mi涵长的计算：L1=[B1+m(H1-a)+c]/(1+im)=[6+1.5×(6mL=2L1m取L=15mV身cm0(H2-h2)+m0(H3-h3)/6n06×1.5×(22)×33〕/(6×5)m3两墙身=2×m3V基=m0(c+e1+e2)(H-h)d+[m0/(2n0)](H2-h2)d+(c+e1+e2+h/n0)ede1=12,e2V基×〕(1.97-0.85)*0.4+[1.5/(2*5)]×22〕×0.4+〔0.46+0.12+0.11+0.85/5〕×V基m32V基=2×m3V=2××2〕×〔1.68+0.1〕××m3V=2×｛[1.49+2×0.98+1.49+2×〔1.68+0.1-0.3〕tg30°]××0.5｝×m3V=2××〔1.25+0.12+0.6〕×〔2×0.46+2×0.12+1.25〕-π×2×m3V=2×××〔2×0.46+2×m37.15号混泥土帽石V=2××××0.05〕××m38.砂砾垫层×××2-2×m39.15号混泥土护管×××2-2×π×2×××m3m3二、盖板涵工程量的计算K1+030处涵洞为4×3的正交盖板涵，其洞口的进出口形式为采用八字墙形式，其洞底标高为89.0米，路面设计高为94.3米，其计算图式见后。m0mn0i涵长的计算：L1=[B1+m(H1-a)+c]/(1+im)=[6+1.5×(-)+0.4]/(1+0.03×1.5)=mL=2L1=17.1取L=18m翼墙墙身V身cm0(H2-h2)+m0(H3-h3)/6n0=0.5××1.5×(22)×33〕/6×m3两墙身=2×m3翼墙根底V基=m0(c+e1+e2)(H-h)d+[m0/(2n0)](H2-h2)d+(c+e1+e2+h/n0)ede1=12,e2=11,d=0.6,e=0.1,n0V基〕(3.30-0.20)*0.6+[1.5/(2*3.75)]×22V基m32V基=2*0m3进出口铺底V=2××2〕×××m3截水墙V=2×{[2××tg30°×2]×××m3混泥土帽石V=2×××2〕×m3涵身根底V=2××1×1×m3涵身V=2×[〔1.2+1.81〕×××1]×m3人工开挖土方V=151.2m3后附圆管涵与盖板涵计算图附图一：圆管涵附表一：方案一的设计标高桩号设计标高桩号设计标高桩号设计标高064012402066095.21260406801280609170095130080720132097100740134012076013601407801380160800140018082014209820083014402208401460240860148026094880150028015209930090015403209201550340940156036096015803809801600400100016201020164042010404401660106016804601080170048011001720500112052011301740540114017505601160176058011801780600120018006201220961820桩号设计标高桩号设计标高桩号设计标高1840106250018602520318018802540320019002560322098.002519202580324019401092600196026203260198026403280200026603300202126803310204011227003320206027203340992080274033602100276033802120278034002140280034202160282034401002180284034602860348022002880350022202900352022402920354010122602940356029603580228029803600230030009836202320301036401022340115302036603040368023603060370023803080372024003740242033100376024403120378024603140248031603800104桩号设计标高桩号设计标高桩号设计标高38204390496038404400498044205000386044401185020388010644605040390044805060392045005080452051003940454011751203960456051403980458051604000460051804020462052004040112464011652204060466052404080468052604090114470052804100472053004120474053204140534041604760536041804780538042004800540042205420424048205440426048405460428048605480430055004320488045520434049005540436049201185560438049405573.25附表二：方案二设计标高桩号设计标高桩号设计标高桩号设计标高0640124020660126040680128060917009513008072013209710074013401207601360140780138016080014001808201420982008301