某山区高速公路新线初步设计设计说明书.doc
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1、 内容摘要内容摘要 本设计为山东省境内新建公路某段的初步设计。根据设计公路的交通量及其使 用任务和性质,确定为高速公路。山东省地处中国东部、黄河下游,路线所经地形 为山地丘陵区。本线全线总长 18643.831m。有 9 个平曲线、9 个竖曲线、涵洞 16 道,桥梁 2 座,设计车速 100km/h,路基宽度 26m。路面为沥青混凝土结构。本设 计说明书进行路线方案的论证,确定合适的设计方案,并推荐一个最佳方案进行详 细的技术设计,包括路线的平、纵、横设计,路基路面设计和排水设计,环境评价 等各方面内容。设计内容主要包括:运用纬地软件进行道路平、纵、横断面的设计; 运用纬地土石方可视化调配系统
2、进行土石方的调配;运用东南大学沥青混凝土路面 设计软件进行路面结构设计,同时完成了各种图、表的绘制及计算。 关键词关键词:山东中部,山地丘陵,高速公路,平、纵、横设计,路基,路面,排水, 沥青混凝土 Abstract The design is a preliminary design of a new way in Shandong Province. It is defined a highway because of the ways traffic volume, using task and character. and the route through the plain ter
3、rain micro-Hill. Shandong is located in eastern China, Yellow River, and the route through the plain terrain micro-Hill. A total length of the route is18643.831metres.There are 9 horizontal curves,9 Vertical Curve,16culert and two bridge in the route. The lane design at speeds of 100 km per hour, an
4、d the width of subgrade is 26 metres. The pavement is bituminous concrete structure. Design elements is to use Hint CAD to Complete road flat, vertical, cross-sectional design and use TsfDp V2.5 to Complete Earthwork allocation. We can also use asphalt concrete pavement design software of Southeast
5、University to Complete Pavement Structure Design. Key Words: the middle area of Shandong, the highway, linear design, subgrade, pavement, drainage, asphalt concrete i i 目目 录录 1 设计技术标准的确定1 1.1 中国公路发展概况.1 1.1.1 公路发展概况.1 1.1.2 公路建设概况:.2 1.1.3 我国高速公路发展概况.2 1.2 该公路的设计意义.4 1.3 沿线地貌,地形,地质,及自然地理特征.4 1.3.1 气
6、候特点.4 1.3.2 降水量.5 1.3.3 水系.5 1.3.4 地形地貌.6 1.4 道路等级和主要技术指标的论证和确定.7 1.4.1 交通量计算及公路等级的选用7 1.4.2 主要技术指标.8 2 路线设计11 2.1 路线平面设计.11 2.1.1 概述.11 2.1.2 选线的步骤和方法.12 2.1.3 路线方案的选择.13 2.2 定线操作步骤.14 2.3 平面设计的要求.15 2.3.1 平面设计满足的要求.15 2.3.2 平面线形的均衡与连贯.16 2.3.3 避免连续急弯的线形.16 2.3.4 平曲线长度.16 2.3.5 曲线间直线最小长度的要求.17 2.4
7、圆曲线设计.17 2.4.1 一般规定.17 2.4.2 不设超高的圆曲线最小半径.17 2.4.3 圆曲线最大半径.17 2.4.4 圆曲线选用要求.17 2.4.5 特殊要求.18 2.5 缓和曲线设计.18 2.5.1 缓和曲线的有关规定.18 2.5.2 缓和曲线的长度选用.18 2.6 本段平面设计.20 2.6.1 平曲线要素值的确定.20 2.6.2 纬地软件平面设计.20 2.7 路线纵断面设计.21 2.7.1 纵面线形设计的一般原则.21 2.7.2 纵面设计思路.21 2.7.3 本设计中的纵断面设计:.23 ii ii 2.7.4 纬地纵断面设计.24 2.7.5 本段
8、纵断面设计.27 3 路基设计29 3.1 概述.29 3.1.1 路基横断面设计.29 3.2 纬地软件应用.30 3.3 路基横断面设计.30 3.3.1 路基设计计算.30 3.3.2 确定路基标准横断面图.31 3.3.3 横断面要素的确定.31 3.3.4 横断面设计的原则.31 3.3.5 行车道宽度的确定.32 3.3.6 路拱的确定.32 3.3.7 超高的确定.33 3.3.8 超高的过渡.33 3.3.9 路基防护设计.34 3.4 土石方调配.34 3.4.1 土石方调配原则.34 3.4.2 纬地土石方可视化调配系统35 4 路面设计36 4.1 概述.36 4.2 路
9、面结构选取.36 4.2.1 路面结构确定.36 4.2.2 本设计中结构层材料的确定.36 4.3 沥青混凝土路面设计.37 4.3.1 沥青路面设计的内容.37 4.3.2 路面结构设计的原则.37 4.3.3 沥青路面结构设计理论与方法.38 4.3.4 沥青路面交通等级.38 4.3.5 公路路面详细设计.40 5 桥梁及涵洞46 5.1 概述.46 5.1.1 小桥涵的设计原则.46 5.1.2 桥涵位置的选择.46 5.1.3 涵洞形式的选择.46 5.2 桥、涵布置.46 5.2.1 涵洞类型的选择.47 6 其他沿线设施及环境评价49 7 小 结50 8 致 谢51 附:主要参
10、考资料52 兰州交通大学毕业设计(论文) 1 1 设计技术标准的确定设计技术标准的确定 1.1 中国公路发展概况中国公路发展概况 纵观当今世界,经济发达的强国,无一不是公路发达的国家。公路已成为一个国家 生产力是否发达的重要标志,也是一个国家实力的重要组成部分。 1.1.1 公路发展概况公路发展概况 改革开放前公路基础设施的建设 旧中国的公路交通极为落后,1949 年全国公路通车里程仅 8.07 万公里,公路密度仅 0 海拔最高的沥青路面公路。随着公路事业的发展,公路桥梁建设也得到发展,建成了一 批具有中国特色的石拱桥、双曲拱桥、钢筋混凝土拱桥以及各式混凝土和预应力梁式桥。 在 1949197
11、8 年的 30 年间,尽管国民经济发展道路曲折,但全国公路里程仍基本保持 持续增长,到 1978 年底达到 89 万公里,平均每年增加约 3 万公里,公路密度达到 9.3 公 里百平方公里。 改革开放后公路基础设施的建设 改革开放后,国民经济持续高速发展,公路运输需求强劲增长,公路基础设施建设 开始发生了历史性转变,其主要表现在:公路建设得到中央和地方各级政府的重视, “要想 富、先修路”,公路建设的重要性逐步为全社会所认识;在统一规划的基础上开始了有 计划的全国公路基础设施建设,80 年代初和 80 年代末国家干线公路网和国道主干线系统 规划先后制定并实施,使公路建设有了明确的总体目标和阶段
12、目标;公路建设在继续扩 大总体规模的同时,重点加强了质量水平的提高,高速公路及其他高等级公路的迅速发 展改变了我国公路事业的落后面貌;公路建设筹资渠道走向多元化,逐步扭转了公路 建设资金短缺的状况,尤其 1984 年底国务院决定提高养路费征收标准、开征车辆购置附 加费、允许高等级公路收费还贷,1985 年起国家陆续颁布有关法规,使公路建设有了稳 定的资金来源。从统计数字看,到 1999 年,全国公路里程达到 135 万公里,公路密度达 到 14.1 公里百平方公里,为 1978 年的 1.5 倍。二级以上公路占全国公路总里程的比重 由 1979 年的 1.3提高到 1999 年的 12.5,主
13、要城市之间的公路交通条件显著改善,公 路交通紧张状况初步缓解。同时,县、乡公路里程快速增长,质量也有很大提高,有的 省份已实现全部县道铺筑沥青路面乃至达到二级技术标准,全国实现了 100的县、98 的乡和 89的行政村通公路。总体而言、一个干支衔接、布局合理、四通八达的全国公 路网已初步形成。特别值得一提的是我国高速公路的建设。高速公路建设是改革开放后 兰州交通大学毕业设计(论文) 2 我国公路事业取得的突出成就。1988 年,我国第一条高速公路沪嘉高速公路(18.5 公里) 建成通车。此后,又相继建成全长 375 公里的沈大高速公路和 143 公里的京津塘高速公 路。进入 90 年代,在国道
14、 主干线总体规划指导下,我国高速公路建设步伐加快,每年建成的高速公路由几十公里 上升到一千公里以上。到 1999 年底,全国高速公路通车里程已达 11605 公里。短短 10 年间,我国高速公路就走过了发达国家高速公路一般需要 40 年完成的发展历程。 高速公路及其他高等级公路的建设,改善了我国公路的技术等级结构,改变了我国 公路事业的落后面貌,同时也大大缩短了我国同发达国家之间的差距。 高等级公路的快 速发展对公路桥梁、隧道建设提出了较高要求,推动了公路桥梁、隧道数量的增加和技 术水平的提高。我国先后在主要江河和一些海峡建设了一批深水基础、大跨径、施工难 度很高的桥梁,如黄石长江大桥(我国交
15、通部门自行设计和建设的第一座跨长江特大型 桥梁) 、万县长江大桥、铜陵长江大桥、江阴长江大桥(跨径列中国第一、世界第四的钢 悬索桥) 、南京第二长江大桥,风陵渡黄河大桥、济南第二黄河大桥,广东虎门大桥、山 东女姑山跨海大桥、厦门海沧大桥等。这些工程标志着我国深水基础、大跨径桥梁建设 已进入世界先进行列。到 1999 年底,全国公路桥梁已达到 23 万座,总延长 8006 公里; 隧道 1257 座,总延长 407 公里。我国公路隧道建设是在几乎空白的基础上得到发展的。 1986 年我国第一座设施先进的现代化大型公路隧道鼓山双洞隧道在福州一马尾一级 公路上建成。之后,又相继建设了中梁山、缙云山、
16、六盘山、八达岭等一批具有现代化 水平的大型公路隧道工程。 1.1.2 公路建设概况:公路建设概况: 50 年来,我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程,对比世界公路发 展趋势,可以认为,我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是, 由于基础十分薄弱,我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要,与发 达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看,在全国公路总里程中还有近 20 万公里等外公路,等外公路占公路总里程的比重达到 14.4,西部地区更高,达到 21.8,技术等级构成仍不理想。从行政区划分布看,由于经济发展和人口分布的不平衡, 公路发展在各地区之间
17、存在着较大差距,总的来看,东部地区公路密度较大,高等级公 路的比例也较高,明显高于全国平均水平,更高于中、西部地区水平。 因此,为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标,按照道路的使用功能和交 通需求,重点提高经济相对发达地区的公路技术等级,根据国家西部大开发战略,大力 扶持西部地区公路基础设施建设,将是我国公路交通发展的战略重点。 兰州交通大学毕业设计(论文) 3 1.1.3 我国高速公路发展概况我国高速公路发展概况 高速公路是本世纪 20 年代兴起的一种安全、快速、通过能力大的新型交通手段。我 国大陆从 70 年代初就开始了高速公路修建的前期准备工作,其中包括高速公路的技术资 料翻译、科
18、学考察、可行性研究以及测设工作。1981 年交通部制订的公路工程技术标 准中列入了高速公路的技术标准。这些,为高速公路的建设打下了基础。 我国高速公路建设起步虽较晚,但发展很迅速。1988 年首条沪嘉(上海浦桃工业区 嘉定县)高速公路建成通车。随后广佛(广州佛山) 、沈大(沈阳大连) 、西临 (西安临潼) 、首都机场、京津塘(北京天津塘沽区) 、济青(济南青岛) 、 海南环岛(海口三亚) 、广深(广州深圳) 、京石(北京石家庄) 、郑许(郑 州许昌) 、长平(长春四平) 、太旧(太原旧关) 、沪宁(上海南京) 、杭 甬(杭州宁波) 、长潭(长沙湘潭) 、沪宁上海段、沪杭浙江段、沪杭上海段、 厦
19、樟(厦门樟州) 、成雅(成都雅安)等高速公路相继建成通车。到 1996 年底, 高速公路通车里程达 3422km(台湾省到 1994 年为 477km 未包括在内) ,位居美国、加拿 大、德国、法国、意大利、日本之后,列世界第七。 1988 年到 1996 年平均每年建设高 速公路 324km,这个速度仅次于美国,居世界第二。到 1997 年底高速公路达 4735km, 建设速度更快,一年建成 1313km。到 2000 年末我国高速公路通车里程已达 16 000 多 km,跃居世界第三位。高速公路的建设不仅改善了公路交通运输状况,而且产生了巨大 的经济和社会效益,带来了人们观念上的巨大变革。
20、 我国高速公路的发展趋势 交通运输是国民经济的命脉,是经济建设不可缺少的基础设施,它的进步与变革直 接关系到生产力的发展与变化。因此,公路运输的增长速度应略高于国民经济增长速度。 在未来几十年中,我国的汽车拥有量将继续以较快的速度增长。1980 年民有汽车仅 164.9 万辆,1994 年已增加到约 950 万辆,平均年递增 12以上。按此推算,到 2010 年可达 6000 万辆。 为适应国民经济持续、快速、健康发展的需要,交通部制定了我国公路建设的二十 四字方针:“全面规划,加强养护,积极改善,重点发展,科学管理,保障通畅”。根据这 一方针,到 2000 年末,我国已建成高速公路里程 1.
21、6 万公里,跃居世界第三位。根据交 通部“十五”规划和 2015 年远景规划,预计“十五”期间我国将新增高速公路超过 2.5 万公 里,京沈、京沪高速公路全线贯通,在我国东北、华北、华东地区之间形成了一条公路 快速运输大通道。随着路段的不断延伸,我国高速公路网的基本框架可望在二十一世纪 初初步形成。它的形成和发展,必将对我国经济尤其是沿线区域的经济发展产生深远的 兰州交通大学毕业设计(论文) 4 影响,起到推动作用。根据公路主骨架国道主干线建设发展计划,用 30 年的时间建设“五 纵七横”12 条国道主干线系统,总长 3.5 万 km。全国的重要城市、工业中心、交通枢纽、 对外口岸将由高等级的
22、国道主干线连接,一个与国民经济发展相适应,与其它运输方式 相协调的快速、安全的国家干线网络系统将形成。 1.21.2 该公路的设计意义该公路的设计意义 山东省地处中国东部、黄河下游,省会城市济南市。位于北半球中纬度地带。陆地 南北最长约 420 公里,东西最宽 700 余公里,面积 15.7 万平方公里。境域东临海洋,西 接大陆。水平地形分为半岛和内陆两部分,东部的山东半岛突出于黄海、渤海之间,隔 渤海海峡与辽东半岛遥遥相对,庙岛群岛(又称长山列岛)屹立在渤海海峡,是渤海与 黄海的分界处,扼海峡咽喉,成为拱卫首都北京的重要海防门户。西部内陆部分自北而 南依次与河北、河南、安徽、江苏 4 省接壤
23、。 而且山东地处中国大陆东部的南北交通要道,京杭大运河在境内自东南向西北纵贯 鲁西平原,黄河在境内自鲁西南向东北斜贯鲁西北平原。济南、青岛、烟台、威海、潍 坊、济宁等城市设有机场,山东的航空企业开辟航线 290 多条;山东铁路以京沪、胶济 线为主体,与京九、菏兖石两线形成两纵、两横铁路干线;山东公路交通居全国首位, 高速公路贯穿全省各市,县乡公路实现村村通;山东拥有沿海港口 26 个,开通有国际国 内航线,构成了境内海、陆、空立体交通。 本段设计线路为 205 国道山东省境内的一段,处于鲁中地区,北接 205 国道博山至 莱芜段终点,南与京沪高速公路化(化马湾)临(临沂)段(汶南镇两桥庄)搭接
24、,是山东省公 路网主框架“三纵三横一环”中之二横的重要组成部分。205 国道北起山海关,南至广州, 是贯穿我国华北、华东、华南等地重要交通主干线。本项目的建设不仅完善了山东省公 路主干线交通网络,提高了汽车运输能力,改善了山东省发展外向型经济的投资环境, 而且对改善区域交通环境和促进区域经济及社会发展具有重要作用。 因此,该公路的修建,将为人们的观光旅游带来方便,在促进旅游的同时,也将给 当地带来新的经济机遇。带动沿线壮族地区加工工业的发展及丰富的矿产资源的开发, 加强少数民族自治县间的关系,大力促进旅游资源开发和少数名族经济的发展,对当地 少数民族的发展具有重要意义。 1.31.3 沿线地貌
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