道路工程专业综合毕业设计

TheGraduationDesignforBacheloQingniantoQianjinoftheBeicuihighwayinsectiontwostagespreliminarydesignsI本设计根据给定的资料，通过对原始数据的分析,根据该路段的地质、地排水设计；路面设计，水泥混凝土路面设计；小桥涵设计，完成一项涵洞设计；路线交叉设计，完成一项路线平面交叉；设计概算编制，完成全线设计路段的初步设计概整个设计计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面、平面交叉、小桥涵relevanttechniqueindexsignforkind,geographyforsecondcladesignlearningalotofknowledgeconcerninghighways,passinganalysisprimitivedataing,accordingtotheroad'ssegment,charactehydrologyetc.,Basisthenormalwaitingthetransport,andcompleadingiswiththeclassmateofconstitutethecircumstance,lines(mountainrangearea,ormoremountainrangeline),Drawtherouteplanechart,Proceedrouteverticalsectionofdesign;RoadbedsectionsarewiththeroadbedthecalculationofsquaregroundandroadbeddraintheDesignbudgetaryestimateestablishment:Completestheentirelinetodesigntheroadsectionthepreliminarydesignbudgetaryestimate;Theapplicationcalculatordrawstheengineeringdiagram,Completeundertheteacher'sleadingrequestodesigntheroadbed,roadthesizQingniantoQianjinoftheBeicuihighwayinsectiontwostagespreliminarydesigns.Keywords:Route,roadbed,road,culv摘要 Abstract 11.1选题的背景、目的及意义 1 11.3路线概况 11.4公路等级和技术标准 21.5路线采用的技术经济指标 21.6路线设计起讫点 3 3第2章路线 42.1路线方案的说明和比较 42.1.1了解资料 42.1.2定线的原则与方法 42.1.3定线具体过程 42.1.4路线方案的比选 52.2路线平面设计 52.2.1确定各平曲线半径及缓和曲线长度 52.2.2设计确定平曲线的原则 62.2.3特殊线形设计方法 72.2.4编制直线及转角一览表 112.2.5平面图标注 112.2.6弯道视距的检查 112.2.7绘图 112.3路线纵断面设计 2.3.1点绘地面线 2.3.2拉坡调坡定坡 112.3.3确定纵坡度，变坡点的位置 112.3.4纵断面图的详细设计 112.3.5平、竖曲线的组合 112.3.6竖曲线要素的计算 12 122.4本章小结 13第3章路基路面及排水 143.1路基设计 143.1.1边坡的确定 143.1.2路基高度的确定 143.1.3加宽超高设计 153.1.4排水系统的设计原则 173.1.5横断面的绘出 183.2路面设计 183.2.1设计原则 193.2.2路面结构的确定及材料的选择 193.2.3施工要求 193.2.4路面设计计算书 193.3排水系统的设计原则 283.4本章小结 28第4章桥涵涵洞 294.1全线采用的涵洞 294.2涵洞的设计 294.2.1小桥涵位置确定 294.2.2洞口类型的选择 294.2.3涵洞计算 294.3本章小结 31第5章路线交叉 325.1交叉概述 325.1.1交叉口设计的基本要求 325.1.2交叉口设计的主要内容 325.2交叉口设计类型 325.3交叉口设计技术指标 325.4交叉口设计 325.5本章小结 34第6章环保设计 356.1环保设计方案 356.2本章小结 35第7章设计概算 367.1概算的编制依据 367.2路线工程概算项目主要包括的内容 367.3本章小结 37结论 38参考文献 39致谢 4011.1选题的背景、目的及意义及其它有关专业课程的学习的基础上，并在教师的指导下，完成一段公路的两阶段初的指导下独立的完成一段公路的初步设计任务。通过此次设计可以培养我们的综合设并能够独立完成全部设计的图表。为自己走向工作岗位后适应生产实践的需要打下坚1.2设计任务1.3路线概况2工程名称：北（安）翠（峦）公路青年农场至前进段,路线位于东经126º16′38″~和次生林，沿线所处自然区划为Ⅰ2区。①年平均气温为3.0ºC②降雨量400mm~1.4公路等级和技术标准Nd=N0(1+r)n-1(1-1)N0—起始年平均日交通量（辆/日包括现有交通量和道路建成后从其它道路量N0，N0=小型车+1.5中型车+2大型车=3950，Nd=3950（1+7.0%）15-1=10185.21，761.5路线采用的技术经济指标31.6路线设计起讫点及设计高程N-5332750N-5337000本章小结本章介绍了北（安）翠（峦）公路青年农场至前进段的设计任务和整个路段的自然地理状况，为整个路段的设计提供了良好的依据。设计路段前应先确定路线的等级42.1路线方案的说明和比较中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平2.对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平﹑纵﹑横配合，满足线形设计和《标5横断面较核：根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路经过几次修正后，最终确定出满足《标准》要求，平纵线型都比较合适的路线导如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案2.2路线平面设计根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他形应与地、地物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减计算由行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。二级6平曲线一般最小长度按3倍极限长度计算：L=3×100=300m（规范值300m）同向曲线间为了防止出现组合出现断臂曲线宜在两同向曲线间设置不小于6V的反向曲线间为了设置适当长度距离改变行车方向宜在两同向曲线间设置不小于序号1），2345678972.一般情况下使用极限半径的4～8倍或超高为2～4%的原曲线半径值续协调，宜将回旋线－圆曲线－回旋线的长度比设计成1:8-T454.155例如(JD1K125+503.387)R=300m,Ls1=100m,Ls2=120m，α=53006'33''。q1=Ls1/2-L1/240R2=100/2-1003/240×3002=49.953mq2=Ls2/2-L2/240R2=120/2-1203/240×3002=59.92m前切线长+q1-=201.343m9后切线长：+q2-=210.087m53006'33''-9033'15''-11027'54'')×300+100+1200=388.079mZH=JD-Th1=K125+503.387-201.343=K125HY=ZH+Ls1=K125+302.044+100=K125+402.044HZ=ZH+Lh=K125+302.044+388.079=K125+690YH=HZ-Ls2=K125+690.123-200=K125+570.123例如JD4,JD5组成S型交点间距L=230.001mRs1/2-l1/240R=55.5/2-55.53Th2=L-Th1=230.001-83.68=146.321m拟R2=465mq2=ls2/2-l2/240R=ls2/2-ls23/240×4652VL=L-Th1-Th2=-1.331<(A1+A2)/40=8.002m各项验算满足要求 HY=ZH+Ls1=K126+091.969 YH=HZ-Ls1=K126+585.191 HY=ZH+Ls2=K126+885.212 根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合；线形应与地形.地物相适应，与道路所经地带的地形.地物.环境.景观相协调，而且减少工程在以上工作完成后，即可以绘制等高线根据中桩地面高程以及横断面数据利用内对于曲线内侧受建筑物、树木、路堑边坡等限制较严的弯道应进行视距检查根据路基横断面设计图确定出公路用地范围，并据此绘出公路用地图，比例尺：2.3路线纵断面设计纵坡折减、合成坡度等，并结合路线起终点、桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和经济点的高程，确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术高程纵断面设计线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点位置应选择在整10m选取各变坡点处竖曲线半径：计算各竖曲线要素。根据设计资料绘制出路线中桩孔径、结构类型、水准点的高程和位置坡度、填挖高度、与公路交叉的位置。纵坡设L=Rww=i2-i1例：i1=-3.74%i2=4.49%K25+456450切线高程=竖曲线起点高程+xix—计算点到竖曲线起点距离TT5.应避免在长直线上设置长坡凹型竖曲线路段这种路段易产生视觉的错觉造2.4本章小节组合.路基是公路的重要组成部分，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，中期设3.1路基设计根据《公路工程技术标准》JTGB01-2003规定一级公路其大小取决于边坡的土质，岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。一因和生成时代等因素选定。岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩石特性对照相似工路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时综合考虑路线纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素确定。从路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，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基的最小填土高度。路基横断面设计是在横断面测量所得的数据点绘到横断面上,按纵断面设计确定的填高度和平曲线上的超高,加宽值逐桩绘出路基横断面设计图,并后把结果减去(填方)或加上(挖方)路面结构层面积即得该断面的填挖方面积，对于半本设计中超高的设置方法采用的是绕边线旋转的方法，超高的形成过程包括提肩路基设计调和一般是指路肩边缘的高程，在超高设置段路基及中线的填、挖高度X≤XoX≥Xo1.计算结果均为与设计2.临界端面距超高缓和段的起点：0c0cb段=bjij+(B+bj)ibcjj2bh=bjij(bj+b)ib段00cxxcxjj2Gcxjj2xh=bjij(bj+bx)iGh=bjij(bj+bx)ixLS=55.5mV=60Km/hR=300m查得ib=4h内=(bJTiJT+bJYiG)-[(bJT+bh中=(bJTiJT+bJYiG)+(B+bJG/ib=100×2.0%/4.0%=50h=(bJTiJT+bJYiG)-[(bJT+bJh外=(bJTiJT+bJYiG)+(B+bJij—路肩横坡度x0—与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离（m）本段处在干燥或中湿状态，路基排水基本顺畅，但也出现挖方及填土高度较小，属于矮路堤都必须设置边沟。当排水量大时应进行流量计算，在小半边沟纵坡应与路线纵坡一致，但本路线全线地面起伏很大，且横断面高差很大，在许多路段无法满足此项要求。在路基两侧设置边沟，一般情况下挖方路基和填土高各种排水设施的设计应尽量少占农田，并与水利规划和土地使用相配合进行综合规划，排水口应尽可能引接至天然河沟，以减少桥涵工程，不宜直接注入农田。应采取就地取材，因地制宜的原则。在路基两侧设置边沟，一般情况下挖方路基和填土高面设计的超高，根据标准规定的路基宽度，绘出其路基横断面设计图，并标出填挖的3.1路面路面是道路主要组成部分，它的好坏会直接影响行车速度，安全和运根据公路等级和交通量，确定路面等级为高级。路面类型选用普通水泥混凝土路面，路面结构：面层（普通水泥混凝土）厚度为23cm；基层（5%水泥稳定砂辆/日）,沃尔沃N8648—37%（37%×350=129.5辆/日）,黄河JN162—33%（33%×PiδiNiδiNi(Pi/100)16Nsi10101—1N8648116底垫层：石灰粉煤灰稳定土σpr=KfKcKrσpsσ=0.077r0.6h—2psσps—标准轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力（Mpa）r—混凝土板的相对刚度半径r=0.537hEx—基层和底基层或垫层的当量回弹模量（Mpa）hx—基层和底基层或垫层的当量厚度（m）Dx—基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度（Mpa）12σpr=KfKcKrσps=2.5×1.2×0.87×1.13=2.9493(Mpa)Kr—考虑接缝传荷能力的应力折减系数，采用纵缝设拉杆Kf—疲劳应力系数Kf=N.057=(9.647×106)0.057=2.5σ=KσtrttmKt—考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应σtm—最大温度梯度是混凝土板的翘曲应力（Mpa）αc—混凝土线膨胀系数（1×10-5/℃)Tg—最大温度梯度(℃/m）取88℃/mBx—与l/r和h有关的系数，查表得0.59fr—水泥混凝土抗弯拉强度标准值（Mpa）取5Mpa所以，σtr=Ktσtm=0.49×1.85=0.9065(Mpa)可靠度为85%。再椐查得的目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数yr=1.13。yr=(σpr+σtr)<fr(3-13)yr—可靠度系数，取1.13底基层：石灰粉煤灰稳定土Ex—底基层和垫层的当量回弹模量（Mpa）hx—底基层和垫层的当量厚度（m）Dx—底基层和垫层的当量弯曲刚度（Mpa）σpr=KfKcKrσσprσ=0.077r0.6h—2σpsσps—标准轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力（Mpa）r—混凝土板的相对刚度半径r=0.537hEx—基层和底基层或垫层的当量回弹模量（Mpa）hx—基层和底基层或垫层的当量厚度（m）Dx—基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度（Mpa）1则：Et=ahE0|(σpr=KfKcKrσps=2.5×1.2×0.87×1.13=2.95(Mpa)Kr—考虑接缝荷载能力的应力排减系数，采用纵Kf—疲劳应力系数Kf=N.057=(9.647×106)0.057=2.5σtr=Ktσtm(3-26)Kt—考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应σtm—最大温度梯度是混凝土板的翘曲应力（Mpa）αc—混凝土线膨胀系数（1×10-5/℃)Tg—最大温度梯度(℃/m）取88℃/mBx—与l/r和h有关的系数，取0.58fr—水泥混凝土抗弯拉强度标准值（Mpa）取5Mpa所以，σtr=Ktσtm=0.485×1.82=0.8827(Mpa)可靠度为85%。再椐查得的目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数yr=1.13。yr=(σpr+σtr)<fr(3-30)yr—可靠度系数，取1.13度）是否满足最小防冻厚度的要求。若不满足，则应增加防冻层补足或增加垫层厚度3.3排水系统的设计原则各种排水设施的设计应尽量少占农田，并与水利规划和土地使用相配合进行综合规划，排水口应尽可能引接至天然河沟，以减少桥涵工程，不宜直接注入农田。应采取就地取材，因地制宜的原则。在路基两侧设置边沟，一般情况下挖方路基和填土高可不设边沟。纸上定线在地形图上示出排水沟渠的平面位置。涵洞与路正交，纵坡度根据具体情况而定，涵管为钢筋混泥土，常为2.0m管节和0.5m管节。本设计涵管直3.4本章小结本章主要介绍了路基、路面的设计。通过确定路基高度、边坡、加宽超高设计及排水系统的设计，绘出横断面图。本设计路段面层为水泥混凝土路面，因路面是道路主要组成部分，它的好坏会直接影响行车速度、安全和运输成本，路面要求有足够的强度、刚度、稳定性、表面平整度和抗滑性能。通过大量公式计算使自己很好的掌握4.1全线采用的涵洞最常见的是小桥涵。本条公路位于山区，沟壑交错，因此应设置较多的桥涵。小桥涵的设计与布置是否合理，对于整条公路的造价和使用质量都有很大的影响。本设计中4.2涵洞设计合理地选择小桥涵位置，是小桥涵设计的重要步骤，它直接关系到路基的稳定，排水的顺畅和修建工程量的大小。一般来说，小桥涵位置应服从路线的走向并达到排水顺利，路基稳定，工程造价低，只有在特殊情况下在不降低路线标部调整路线，使之从较好的桥涵位置通过。此外设置小桥涵应遵循以下原则：逢沟设进出口要平顺，避免发生斜流现象全面综合比较，力求桥涵主体及附属工程的全部工一字墙：适用于边坡规则的人工渠道，这种洞形式工程量小，在窄而深，河道纵此处汇水面积：在地形图上画出山脊线的连线主河沟长度：L=0.4kmQp规定频率为p时的洪峰流量(m3/s)根据公路等级p=2%μ——指数参数（mm/h）K1——系数，查表K1=0.13τ——汇流时间（h）τ=K3×(4-3)式中：K3——系数，查表K3=0.075α1——指数，查表α1=1.45:n=n1=0.60Qp=CSFλ3(4-4)F——汇水面积B——路基宽度（m）B上、B下——由中心至上、下游路基边缘宽度，当路基无加宽时均为0.5B(m)a、b——进出口帽石顶面至涵底铺砌层顶面高度（m）c——帽石顶面的宽度（m）H——路基边缘设计标高与涵底中心标高之差（m）L上、L下——涵洞上下游长度4.3本章小结桥梁涵洞同样是公路设计的一项重要内容，本章主要介绍小桥涵位置的选择方法5.1交叉概述一是保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过，使交叉口的通行能适应各条道路的行车要求。二是正确设交叉口立面，保证转弯车辆的行车稳定，同时符合5.2交叉口设计类型平面交叉口的形式取决于道路网的规划和周围建筑的情况，以及交通量，交通性质，交通组织。常见的形式有“十”字形，“T”字形及其演变而来位，多路交叉等。这些交叉口在平面上的几何图形，由规划道路网和街坊建筑的形状5.3交叉口设计技术指标5.4交叉口设计本设计全线设有一处交叉，被交叉公路等级为三级公路。由于“十”字形交叉口AAGAAGhMAhMAhKAAKhKAAKhNAAN×i(5-4)hNE32hE1E4M(5-6)hE1E4hF1F2F4E1F1