公路施工图设计方案

摘要ABSTRACTn1绪论 -6- 路线设计 -9- 8- 的关系 -40- 1绪论交通运输事业是国民经济的重要组成部分，是国民经济的命脉,是基础产业化、军事等方面都有重要的作用和地位.世界经济的发展证明，要实现国民经济公路运输作为其中最重要的运输方式之一，具有如下特点：机动灵活,能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转可以实现“库到库”的直接运输，社会效益明显。运输方式,并显示了广阔的发展前景.耕地,分布有各种建筑设施，居民点较密,另外还分布有很多河塘。地形地貌并不路线经过地区属于亚热带季风气候区,气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬际出发进行全面的分析论证。主要参考规范如下:2路线设计后综合考虑平、纵面的合理安排.(1)选线应根据公路的性质和任务,综合考虑沿线国民经济发展情况和远景(2)在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致(3)路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、。(4)选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地,并应尽量不占高产田、(5)通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人(6)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，查清其对道路工(7)选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和一条道路的起点、终点确定之后，在起终点间有许多种路线选择,选线的基本任务就是在众多的方案中选出一条符合设计要求，经济合理的最优方案。由此可见，选线是一个调查范围由大到小，工作深度由粗到细的工作过程,都很强的工作。(1)平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相(3)除了满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应该满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求.(4)保持平面线形的均衡与连贯：长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标(6)应避免连续急转弯的线形，保证平曲线的足够长度并尽量选取较大的(7)路线设计是立体线形设计,在选线时即应考虑平、纵、横面的相互组合与合理配合,避免将凸形竖曲线的顶部与凹形竖曲线的底部置于平曲线的起点或拐平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线,这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式.直线与圆曲线之间的连接.路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调，路线直、曲的变化应缓和匀顺，平面曲线的半径、长度与相邻的直线长度相适应。指方向地平线处有明显目标时才允许采用长直线段。(1)直线：曲率为零，汽车车身轴向与汽车行驶方向的夹角为零。现代道路的平面线形正是由上述三种线形-—直线、圆曲线、和缓和曲线所不宜过长;农田、河渠规整的线形；特长、长隧道或同向曲线的最短直线长度以不小于6V为宜.对于低等级公路(V≤40km/h)在不小于行车速度(以km/h计)的两倍为宜。在受到限制的地点也可将两反向缓kmh60403020线间最小值1209060度(m)点。在直线和圆曲线之间宜采用缓和曲线进行过渡,消除视觉上的不连续感觉，设计速度设计速度(km/h)12010080604030202001006530(m)(m)100705040(m)度100857050352520(m)外距(m)偏角长(m)(m)LL3LL32240R2L2L4R2384R3L180缓和曲线角：=s02R切线长:T=(R+p)tga+q20180s2式中：a—转角(°)；Ls—缓和曲线长(m)；R—圆曲线半径(m).2aa2纵断面反映的是路线纵坡的变化以及路中线位置地面的起伏,还有设计线与表达出路线作为空间曲线而应该具有的立体线形效果.线，再用横断面图检查和调整,确定纵坡值、竖曲线半径，进行设计，以及计算设计高程及填挖高度.高等,确定合适路线的标高以及各坡段的坡度和坡长，再设计竖曲线。(1)应该满足纵坡以及竖曲线的各项规定。纵面线形要与地形相适应，线形设计应该平顺、圆滑、在视觉保持连续，最主要的是保证行驶安全。点处要尽量设置大半径竖曲线，并且尽量避免取限纵坡值，如有缓和坡段应配合地形布设,在垭口处纵坡要尽量放缓,还有越岭线应尽量避免设置反坡段(在升坡段中的下坡损失)。纵坡起伏也应缓和、坡长以及竖曲线长短也应适当.以上，并计入壅水高度以及浪高的影响;稻田低湿路段还应要有最小填土高度的保证。对于桥梁的标高，应在桥涵设计洪水频率的洪水位以上。(4)纵断面与平面的组合设计应满足要求。纵断面的设计应与平面线形以线相协调(特别是要“平包竖”)以及半径的均衡来确定纵断面的设计线。线，要保持视觉上的连续性.(1)在视觉上能够自然地诱导驾驶员的视线，并保持视线的连续性。(4)注意与周围环境的协调与配合，避免使驾驶员产生驾驶疲劳，减缓其紧(1)小半径的平曲线的起终点不得设在或接近凸型竖曲线的顶部或凹型竖(2)长平曲线内不得设置短的竖曲线；长竖曲线内不得设置短的平曲线。(3)避免凸型竖曲线的顶部或凹型竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。(4)避免短的平曲线与短的凸型竖曲线组合。(5)避免驾驶者能在行驶视野内看到两个或两个以上的平曲线或竖曲线。(6)避免平曲线与竖曲线错位的组合.(7)小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重合。(8)小半径竖曲线不宜与回旋曲线相重合。(1)平曲线和竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于竖曲线。这种组合是使包竖"。(3)明、暗弯与凹、凸竖曲线的组合。明弯与凹形曲线及凸形竖曲线的组合(1)纵坡纵坡设计的一项重要控制指标，在地形起伏较大的地区,最大纵坡的控制将直接影响路线的长短、使用质量、运输成本以及工程造价。表2.4最大纵坡表设计时设计时速(km/h)最大纵坡(%)3456789大阻力需增大牵引力，若坡长过长,汽车水箱可能出现开锅、汽阻的情况,严重时还可能使发动机熄火,使驾驶条件变坏；下坡行驶时，制动次数增加，制动器容最小纵坡：为保证路基的排水，防止水分渗入路基,特别是长路堑、低填方(2)坡长表2.3最小坡长表设设计速度(km/h)高速公路(m)其他公路(m)各级公路的最大限制坡长如下表.表2.4最大坡长表设计速设计速度(km/h)3456789在纵断面的设计中，竖曲线设计要受到许多因素限制,其中有三个因素决定③保证跨线桥下的视距要求.TTTT表2.5竖曲线最小半径与竖曲线长度设设计速度(km/h)径(m)小半径(m) (m)LL22PhQx1yoEx1L=R或R=LLRT==22x2xE=T2或E=R2=L=TR4LR切线长T===38。43(m)22外距E===0。06(m)88道路的横断面,是指中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所(1)设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养行精心设计,既要坚实稳定，又要经济合理。(2)路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善措(3)还应结合路线和路面进行设计.选线时,应尽量绕避一些难以处理的地质(4)沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁.(5)当路基设计标高受限制,路基出于潮湿、过湿状态和水温状态不良时,度，设置隔离层及其他排水设施等.的依据.横断面设计,必须结合地形、地质、水文等条件,本着节约用地的原则,选用3路基设计(km/h)一般路基值宽度最小 (m)值级公路、三级公路、四级公路222222(单) (双)设计速设计速度(km/h)车道宽度(m)级公路、三级公路、四级公路设计速度(km/h)8060403020度(m)(m)为了利于路面横向排水,将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称路拱。其在考虑当地的自然条件，选用不同的路拱坡度.高速公路由于其路面较宽，迅速排水尤其重要,所以此种公路处于降雨强度路拱横坡度(%)黑色路面、整齐石块1.5~2.5、不整齐石块2.0~3。0碎、砾石等粒料路面重布置并采取相应措施.边沟的纵坡,除出水口附近外,通常与路线纵坡保持一致,速时应对边沟进行加固。为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内测表3.5各级公路圆曲线最大超高值一般地区(%)积雪冰冻地区(％)路68转的过渡方式.土石方调配的目的是为确定填方用途的来源、挖方弃土的去向以及计价土石方的数量和运量等。通过调配,合理地解决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,以减少占用耕地和降低公路造价。计采用积距法。图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简洁,调配清晰，精度符合要(1)土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前(2)弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余(3)在做纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的(4)经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借(5)调配完成后，应分页进行闭合核算，核算公式为:路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力RK=T路基防护是确保道路全天候使用,使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施，是路基设计的主要项目之一。(1)坡面防护响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡(2)冲刷防护间接防护措施两种形式。4路面设计路面结构设计的目的是提供在特定的使用期限内同所处环境相适应并能承受与其交通荷载适用的路面结构，同时设计路面结构,便于改变道路行驶条件,提平整、抗滑、承载能力.刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算.(2)在满足交通量和使用要求的的前提下，应遵循“因地制宜、合理选材、结合当地的实践经验,积极推广成熟的科研成果,积极、谨慎运用行之有(4)路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡，有利于(5)为了确保工程质量尽可能的选择有利于机械化、工厂化施工的设计方(1)根据设计任务书的要求,进行交通量分析，确定公路等级和面层类型，车道的累计当量轴次和设计弯沉值。选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层材料设计参数.(4)根据设计弯沉值计算路面厚度，对高速公路、一级公路、二级公路，沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层,应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求.如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。路面类型选择应在充分调查与勘测道路所在地区自然环境条件、使用要求、使用各类废弃物。必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。(1)面层磨，不透水;其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成；其要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。(2)基层小土基产生的应力和变形，阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高,但水稳定性和隔温性能要好,常用的材料有：砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等.多层弹性体系理论,以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性及刚表4.1交通组成及代表车型技术参数前轴重(kN)后轴重(kN)交通量112131425161双轮组我国路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。以BZZ—100表示，标准轴载P(kN)两轮中心距(cm)称轮胎接地压力p(MPa)单轮当量圆直径d(cm)(1)以设计弯沉值为指标，计算路面厚度及验算沥青层层底拉应力的累积12iPi=1式中:N—标准轴载的当量轴次(次/日)；n—各种被换算车辆的作用次数(次/日)；iP—标准轴载(kN)；P—各种被换算车型的轴载(kN);i121表表4.3轴载当量换算表(弯沉)n(次/日)iCCn(i)4.35次/日)P(kN)Ci11后轴11411111前轴13.55111前轴491112iPi=1C2111111P12iP车车道系数(n)0.40~0.500.30~0.40累计当量轴次：路面的设计年限为12年。设计年限(12年)累计当量轴次eY10.07(2)验算半刚性基层层底拉应力时,累计当量轴载。12iPi121表表4。5轴载当量换算表(半刚性层底拉应力)P(kN)C/i11后轴1141111111前轴491112iP2111111n(次/日)iC/C/n(i)8(次/日)12iPPeY10.07表4.6各层材料劈裂强度与容许拉应力a容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土2粗粒式沥青混凝土348%石灰土(1)设计弯沉值计算并进行结构层拉应力验算.decsB式中:l-—设计弯沉值(0.01mm)；deA路面为1。BcsmdecsB(2)各层材料容许拉应力计算=spRksRsk=0.09N0.22e，沥青混凝土面层,sAck=0.35N0.11e，无机结合料稳定集料，sAck=0.45N0.11e，无机结合料稳定细粒土。sAc则细粒式密级配沥青混凝土:sAc1.2=sp==0.4MPaRk3.0ssAc0.8ssAc0.6=sp==0.3MPaRk2.0ssAc0.4Rk6s表5.7结构层厚度及抗压模量(MPa)0a(MPa)(MPa)00000mm层位12345(MPa)(3)由HPDS软件设计得：按设计弯沉值计算设计层厚度:按容许拉应力计算设计层厚度:5桥梁设计《公路工程抗震设计规范》规定提高一度设防;(1)桥梁设计应满足技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理等要求,(2)方案选择及布设除考虑结构本身的合理性外,还应注重与周围景观的(3)桥梁必须服从于整体设计，其平、纵面与公路线形相融合.(4)抓住平原区桥梁的特点，精心布跨,深入比选。(5)合理选择桥位,确保方案比选深度，以控制工程规模，不遗漏可行方案。(6)桥梁方案选择时，应充分考虑施工现场、施工工艺及工期，避免设计(7)合理布孔和桥孔分联，充分考虑桥梁下部的刚度协调一致，达到最佳6公路建设与环境保护之间的关系绿化设计使沿线美化工程满足道路交通功能的需要，改善行车条件，使高速绿化工程设计方案可以突出当地人文景观及民俗特色，简单易行又节省投资的绿设计的总体要求应在工程技术的基础上结合园林、生态