广西南宁地区三级公路说明书.docx
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1、广西南宁地区三级公路2012年 5 月 20 日目录总 说 明4一、概述41、设计内容42、编制依据43、技术标准44、测设经过4二、路线起讫点、中间控制点、所经河流及工程概况51、路线起终点53、路线所经河流5三、沿线地形、地质、气候、水文等自然地理特征51、地形、地貌52、地质与土质53、气候54、水文6四、沿线筑路材料供应情况6方 案 设 计 说 明6一、确定公路等级6二、技术标准的拟定6三、方案拟定61、选线原则62、布设方式7四、方案比选7一、平面线形设计71、平面线形设计原则72、定直线73、定曲线74、计算偏角及交点间距85、曲线敷设及桩号计算86、计算实例9二、纵断面设计101
2、、纵断面设计原则102、纵断面设计要求113、纵断面设计方法、步骤114、竖曲线设计12三、路基横断面设计131、公路横断面组成132、横断面设计方法:133、平曲线超高加宽的设计144、平曲线超高加宽的设计计算实例155、路基土石方数量计算与调配16路基路面设计说明18一、路基设计181、路基设计一般要求182、路基断面193、路基高度194、路堤边坡195、路堑边坡206、路基填土与压实207、边沟设计208、挡土墙设计219、浆砌重力式路堑挡土墙设计程序23二、路面设计241、路面设计要求及内容242、沥青混凝土路面的设计253、沥青混凝土路面结构设计254、沥青混凝土面层265、沥青路
3、面基层、底基层的设计266、新建沥青路面的设计流程267、新建沥青路面的设计实例27涵洞设计说明30一、涵洞概要301、涵洞的作用302、涵洞的设计原则303、涵洞的设计要求30二、涵洞类型选择311、选型原则312、选型因素31三、平原区涵位选择32四、涵长计算321、 涵洞长度322、 影响涵长因素323、 正交涵长计算:32五、圆管涵涵洞基础及其他细部构造尺寸321、各类基础构造322、接头缝构造33六、涵洞设计33七、结束语33八、参考文献:34总 说 明 一、概述通过在校这段时间公路工程毕业设计,对所学课程和专业技能进行了一次全面、系统的认识。发现了原有认识的不足和缺陷,对规范有了更
4、深入的了解,同时也培养了自己独立分析问题的能力。更加深了每一个知识点的领会和印象,对专业知识有了主次区分,有了系统概念。1、设计内容本次毕业设计,根据所知广西南宁地区的地形图,按照设计原始资料,对路线进行方案的拟定与比选、公路技术等级的确定、公路技术标准的确定、公路平面设计公路纵断面设计、公路横断面设计公路防护与加固工程的验算与计算、路基综合排水设计、路面等级的确定类型的必选、结构组合设计厚度计算、小桥涵的水力水文计算。2、编制依据交通部颁发的公路工程技术标准(JTG B012003);交通部颁发的公路路线设计规范(JTG B202003);交通部颁发的公路路基设计规范(JTG D302004
5、);所学专业技术知识及教科书、各参考资料。 3、技术标准按照毕业设计原始资料,通过交通量的计算,本次毕业设计项目采用平原微丘区二级公路 项目主要技术经济指标项 目单 位技术指标公 路 等 级三级公路设 计 速 度公里/小时30路 基 宽 度米7.5行车道宽度米3.252路 面 类 型沥青混凝土平曲线一般最小半径米60平曲线极限最小半径米35最 大 纵 坡%8最 小 坡 长米100汽车荷载等级公路III级设计洪水频率4、测设经过将1:2000地形图进行拼接,熟悉整个带状地形图所反映出的地形、地物和地貌特征,选定路线起讫点和中间控制点,大致确定路线走向。根据路线所经区域地形、地物特征和本项目公路特
6、性,结合设计任务书要求,按照相关规范规定,综合确定本项目公路各项技术指标,包括所采用的平纵面指标、路基宽度、路基设施布设、路面类型及结构、排水防护设施等。之后,根据已确定的路线起讫点和中间控制点,详细分析可能布设的路线方案,通过方案比较同时,进行纸上定线,取定路线位置,并根据路线所经区域的地形、地物特征初步确定曲线半径等。然后,在选定的公路中线上,读出交点坐标,计算交点间距及偏角。根据拟定的曲线半径设置缓和曲线,进行曲线要素计算,确定曲线段路线位置,对于不合适路段,再次进行调整,直到与地形、地物衔接合理,线形指标合适。根据以上曲线要素计算,推算公路里程。之后,根据以上路线计算,按照20m桩距在
7、地形图上点绘出路线各个中桩位置,在图上采集地面高程(采用地形图上高程系统)和横断面地面线数据。根据路线所经区域地形、地貌特征,结合横断面布设,综合考虑路线所经的主要控制点及构造物(如桥涵、交叉等),进行纵断面设计和横断面设计,同时完成路基设计表的编制。最后,根据已经完成的平、纵、横设计,计算路基土石方工程数量并按照经济可行的原则进行调配;同时,根据路线平、纵面设计和已经确定的桥位,完成桥涵设计。二、路线起讫点、中间控制点、所经河流及工程概况1、路线起终点 根据已知地形图,路线起于A点,终点位于B地,路线大体由东向西布设,路线全长5820.025km,为新建公路。2、中间控制点 本项目新建公路,
8、路线主要受地形、地质情况限制。全线不存在不良地质路段,均可布设路线。3、路线所经河流 本项目所经路段无河流。三、沿线地形、地质、气候、水文等自然地理特征1、地形、地貌路线所经地区地形为低山及平原。属于云贵高原与东南沿海三角洲平原的过度丘陵地区。低山坡面陡峻,陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折,该地区沟谷水量丰富,地面径流资源丰富。但水土流失不严重。平原微丘区地形地形开阔平坦,村镇、田地、水利设施等较多。2、地质与土质本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部,第四纪多残积层上质为砖红色粘性土,属高液限的粘土,多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石出露,岩石主要为粗盐,以花岗岩为主,石灰岩次之。 路线所
9、经平原微丘区均按土考虑,其中松土占30%,普通土占70%;3、气候 广西南宁地区,位于北回归线以南,是我国的南疆。路线所经过的地区属甫它市所辖地区,属公路自然区划区,华南沿海台风区。气候特点是气温高,热量资源丰富;夏长秋暖,下湿冬干,雨量充沛。最高月平均气温30C-32.5C,一月平均气温大于6C.按中国气候分区属东南湿热区,无冰冻现象。4、水文降水量丰富,雨日、雨量、雷雨次较多,属中国暴雨分区第9区,年将雨量16002000mm之间,暴雨强度较大,径流速度较快,一般汇水面积在10km以下,汇流时间一般约为30分钟左右。潮湿系数为0.752.0之间。四、沿线筑路材料供应情况沿线可采到砂土,地表
10、土为亚砂土和亚粘土,并有丰富的砂、砾石等,均可用做筑路材料,平均运距为0.5Km,市内可供应到炉渣,粉煤灰等工业废渣,平均运距5Km,距路线20Km处有石灰供应,质量满足要求。其它外购材料均由市内供应。方 案 设 计 说 明一、确定公路等级由原始资料已知交通量资料:小型客车:1000pcu/d,载重汽车:500pcu/d(其中:解放CA-10B占40%;东风EQ-140占30%;黄河JN-150占30%),预测交通量年平均增长率:各种机动车r=8.0%;各种非机动车6%。预测道路年限:道路使用年限按15年;路面设计年限12年。解放CA-10B占40%,东风EQ-140都属于中型车,其交通量为3
11、50pcu/d,黄河JN-150属于大型车,其交通量为150pcu/d则 ADT=1000+3501.5+1502=1825pcu/d AADT=1825=4255pcu/d双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为20006000辆,该段公路等级为三级,三级公路设计车速干线公路选择40km/h,集散公路30km/h,山区公路30km/h.根据已给路线选择设计车速为30km/h.二、技术标准的拟定 根据公路等级,拟定出本路设计采用的各项极限指标和要求,见表主要经济技术指标。三、方案拟定1、选线原则丘陵地区的地形宽背低岭,山丘连绵,风水岭多,垭口不高,常有路路可通。微丘区选线
12、应充分利用地形,处理好平、纵线形的组合。不应迁就微小地形,导致线形迂回曲折,也不宜采用长直线,导致纵面线形起伏。路线应与地形相适应,避免高填深挖,破坏自然景观。丘陵地区合理方案往往不是最直最短的路线,也不能随地形变化而变化,过分曲折,起伏频繁的路线会使线形不顺,行车恶化。平原地区:地形平坦,坡度平缓,农业发达,平原地区选线主要是克服平面障碍。平原区地形对路线的限制不大,路线的基本线形应是短捷顺直。并且注意线形的连续舒顺,处理好路线与桥位的关系,2、布设方式平坦地区走直线(两已知控制点间地势平坦,应按平原区方向为主导的原则布设,有障碍或有应趋就的地点,加设中间控制点,相邻控制点间仍用直线相连,转
13、折处设长而缓的平曲线)较陡横坡地带走匀坡线(两控制点之间,顺自然地形,以均匀坡度定的地面点连线);起伏地带走直线和匀坡线之间。四、方案比选路线方案一北线为一条连接A点与德胜寨的一条交点较多,较曲折的路线.这条路线便于支农运输,便于群众,但是这条路线地势较陡,与南线相比路线又较长,会花费较高的造价,该路线也会对行车带来较大不便.所以本次设计选择南线。 路 线 设 计 说 明 一、平面线形设计1、平面线形设计原则 道路平面线形应与地形、地质、水文等结合,并符合各级道路的技术指标 道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接,合理地设置缓和曲线、超高、加宽等。 平面设计应根据道路等级合理地设置交叉口、沿线
14、建筑物出入口、停车场入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。 平面线形标准需要分期实施时,应满足近期使用要求,兼顾远期发展,减少废气工程。2、定直线根据地物、地形、地质以及平原微丘区路线布设要点,通过分析比较,确定可穿越、应趋就和饶避的点和活动范围,确定平面控制点,以线交点。初布拟定定圆曲线半径和缓和曲线长度。检查各技术指标是否满足标准要求,以及线位是否合适,不满足时应及时调整交点位置或圆曲线半径,或缓和曲线长度,直至满足为止。直线平曲线的敷设应符合下列规定:计算行车速度大于或等于60(Km/h)时,直线长度宜满足下列要求:(1)同向曲线间的最小直线长度(m)宜大于或等于计算行车速度60(Km
15、/h)数值的六倍。(2)反向曲线间的最小长度(m)宜大于或等于计算行车速度(Km/h)数值的二倍。3、定曲线 初步量出各交点的偏角 根据技术标准和各交点的控制条件,初步选定各弯道的曲线类型,曲线半径R和缓和曲线长度Ls 对控制条件较严的弯道进行验算,是否满足要求,确有把握后才把R及Ls确定下来。道路的圆曲线半径应采用大于或等于不舍超高的最小半径值。受地形条件限制时,可采用设超高推荐半径值。地形条件特别困难时,可采用设超高最小半径。道路平曲线由圆曲线及缓和曲线组成。30(Km/h)设计车速的公路平曲线长度与圆曲线长度应大于或等于50m,圆曲线长度应大于50m。直线与圆曲线或打半径圆曲线与小半径圆
16、曲线之间应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋线。缓和曲线的长度应大于30m4、计算偏角及交点间距(1)已知坐标计算方位角 , 式中:-象限角,即路线方向与x轴的夹角; -方位角(2)方位角与转角的关系式: (当为正时,为右转角;当为负时为左转角) 式中:转角(3) 已知两交点坐标求两点间距离 , 5、曲线敷设及桩号计算(1) 桩号计算 ZH(桩号)= JD(桩号) - T HY(桩号)= ZH(桩号)+ Lh YH(桩号)= HY(桩号)+ Ly HZ(桩号)= YH(桩号)+ Lh QZ(桩号)= HZ(桩号) - L/2 JD(桩号)= QZ(桩号) + D/2(2) 对称基本型曲线元素计算 6
17、、计算实例 已知A点坐标(2204,21630),JD1坐标2476,21818),JD2坐标(2473,22546),JD3坐标(2621,22831)(1) 计算方位角:=(左),=(右)(2) 计算平曲线要素:D(BM-JD1)=330.6487 D(JD1-JD2)728.0062令R=100m,L=40m (3) 桩号计算 ZH(桩号)= JD(桩号)-T=(K0+330.648)-73.031=K0+257.617 HY(桩号)= ZH(桩号)+Ls=(K0+257.617)+40=K0+297.617 YH(桩号)= HY(桩号)+Ly=(K0+297.617)+57.013=K
18、0+354.630 HZ(桩号)= YH(桩号)+Ls=(K0+354.630)+40=K0+394.630 QZ(桩号)= HZ(桩号)-L/2=(K0+394.630)-68.507 =K0+326.123 JD(桩号)= QZ(桩号)+D/2=326.123+9.049/2=K0+330.648二、纵断面设计1、纵断面设计原则 纵断面设计应按照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。 为保证行车安全、舒适,纵坡宜缓顺,起伏不宜频繁。 山城道路及新辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡、汽车运营经济效益等因素,合理确定路面设计标高。 机动车与非机动车混合行驶的车行道
19、,宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。 纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。 山城道路应控制平均纵坡度。越岭路段的相对高差为200m-500m时,平均纵坡度宜采用4.5%;相对高差大于500m时,宜采用4%,任意连续3000m长度范围内的平均纵坡不宜大于4.5%。2、纵断面设计要求当设计车速V=30Km/h,机动车车行道最大纵坡推荐值为6%,限制值为8%。当设计坡度大于推荐值时可以按照下表限制坡长。 纵坡度(%)789纵坡限制坡长(m)500300200该公路纵坡最小长度应大于或等于100m,并大于相邻两个竖曲线切线长度之和。在设有超高的平曲线上,超高横坡度与道路
20、纵坡度的合成坡度应小于或等于10%。各级公路纵坡变更处应设置竖曲线。竖曲线采用圆曲线。竖曲线的最小长度为25m;凸形竖曲线的极限最小半径为250m,一般最小半径为400m;凹形竖曲线极限最小半径为250m,一般最小半径为400m.道路线形组合应满足行车安全、舒适以及与沿线环境、景观协调的要求,并保持平面、纵断面两种线形的均衡,保证路面排水通畅。道路线形组合应满足下列要求: 在视觉上自然地引导驾驶员的视线。平曲线起点应设在凸形竖曲线顶点之前。急弯、反向曲线或挖方边坡均应考虑视线诱导,避免遮断视线。 为使平面和纵断面线形均衡,一般取竖曲线半径为平曲线半径的1020倍。 合理选择道路的纵坡度和横坡度
21、。以保持排水通畅,而不形成过大的合成坡度。 当平曲线与竖曲线半径均大时,平、竖曲线宜重合,但平曲线与竖曲线半径均小时,不得重合。平曲线与竖曲线应避免下列几种组合; 在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小急转的平曲线或反向曲线。 在一个长平曲线内设两个或两个以上的竖曲线;或在一个长曲线内设有两个或两个以上的平曲线。 在长直线内,插入小于一般最小半径的凹形竖曲线。3、纵断面设计方法、步骤路线纵断面设计主要是指纵坡设计和竖曲线设计。1) 纵坡设计前的准备工作在熟悉有关设计标准的基础上,先在纵断面图上点绘出每个中桩的位置、平曲线示意图,写出每个中桩的地面高程,并绘出地面线。2) 试坡试坡主要是在已
22、标出“控制点”和“经济点”的纵断面图上,根据技术标准、选线意图,结合地面起伏情况,本着以“控制点”为依据,照顾多数“经济点”的原则,在这些点位间进行穿插,裁弯取直,试定出若干直坡线。选出既符合技术标准,又满足控制点要求,且土石方数量较省的设计线作为初定直坡线,将其后直坡线延长交会,定出各边坡点的初始位置。3) 调整试定纵坡后,将所定纵坡与选线时考虑的纵坡进行比较,两者应基本符合。对照标准检查设计的最大纵坡、合成坡度、坡长限制等是否超过规定,平面线形与纵断面线形的配合是否适宜等。若有问题应进行调整。4) 核对根据调整后的直坡线,选择有控制作用的重点横断面,如高填深挖、陡峭山坡路基、挡土墙、重要桥
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