二级公路初步设计毕业设计论文.doc
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1、湖南科技大学本科生毕业设计(论文) i 二级公路初步设计二级公路初步设计 摘摘 要要 本设计为广水至曾都二级公路 K0+000K1+273.868 段的初步设计。主要内容包括: 平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、挡土墙设计、公路排水及防护工程、 路面结构设计。 在设计过程中结合已知资料和文献,并严格按照规范标准设计。线形设计阶段, 遵循选线原则对路线方案做深入、细致的研究,做到少占农田,并与周围环境相协调; 纵断面设计根据道路等级,综合考虑了路线填挖平衡;在横断面设计中考虑公路等级、 行车要求、自然地质条件,保证路基的稳定和排水。在挡土墙设计部分采用了重力式 挡土墙,在公路排水及防护
2、工程部分充分考虑到当地地质状况,环境景观以及驾驶员的 舒适性等因素。在路面结构设计部分,对沥青路面和水泥混凝土路面进行了详尽的比 较,最终采用沥青路面。 关键词:二级公路;平纵横设计;路基设计;挡土墙设计;路面设计 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) ii ABSTRACT This design studies the grade II highway from Guangshui to Zengdu which covers K0 + 000K1+273.868.The main contents include:graphic design,alignment design,cross-
3、sectional design,roadbed design,retaining wall design,road drainage as well as protective engineering and pavement strcture design. The design is in strict accordance with the code standard and consults related references. At the stages of alignment design,the author followed the model in choosing t
4、he line and tries to take up little land, and in harmony with the surrounding environment; longitudinal design according to the road grade, considering the balance of excavation; in the part of cross- sectional design, the design considers highway grade, driving requirements, and natural geological
5、condition in order to guarantee the stability of roadbed and drainage.In the part of retaining wall design, the designer uses a gravity retaining wall; in the design of highway drainage and protective engineering, in view of the factors of local geology condition, environmental landscape, and the co
6、mfort of drivers. In the part of pavement structure design, after the comprehensive selection,the cement bituminous pavement was adopted in the design. KeyWords:The grade II highway; Flat freely design; Roadbed design; Retaining wall design;Pavement design 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) iii 目 录 第一章第一章 工程概况及设计标准工
7、程概况及设计标准1 1.1 公路沿线工程地质概况 .1 1.1.1 路线走向 1 1.1.2 沿线地形、地质、气候、水文特征 1 1.1.3 沿线施工条件 1 1.2 设计标准 .1 1.2.1 设计依据 1 1.2.2 主要技术指标 1 第二章第二章 平曲线设计平曲线设计.3 2.1 选线 .3 2.1.1 选线的一般原则 3 2.1.2 选线的步骤和方法 3 2.1.3 选线方案的确定 3 2.2 平曲线设计 .5 2.2.1 设计参数的确定 5 2.2.2 交点间距、坐标方位角及转角值的计算 5 2.3 逐桩坐标计算 .6 2.3.1 直线上中桩坐标计算 7 2.3.2 设缓和曲线单曲线
8、中桩坐标计算 7 第三章第三章 纵断面设计纵断面设计.9 3.1 概述 .9 3.2 纵坡及坡长设计 .9 3.2.1 纵坡设计的一般要求 9 3.2.2 平曲线与竖曲线的组合的一般原则 9 3.2.3 平、纵线性设计中应注意避免的组合 .10 3.2.4 相关控制参数 .10 3.2.5 纵坡设计步骤 .10 3.3 竖曲线设计 11 3.3.1 设计技术规范 .11 3.3.2 竖曲线要素计算 .12 第四章第四章 路基设计路基设计15 4.1 概述 15 4.1.1 路基的类型和构造 .15 4.1.2 一般路基设计内容 .15 4.1.3 路基设计的一般要求 .15 4.2 横断面设计
9、 16 4.2.1 设计依据 .16 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) iv 4.2.2 横断面组成 .16 4.2.3 路基宽度的确定 .17 4.2.4 路堤和路堑边坡坡度的确定 .17 4.2.5 路拱 17 4.2.6 超高及加宽 18 4.2.7 视距的保证 18 4.3 路基填料与压实标准 .18 4.3.1 填料选择 18 4.3.2 压实标准和压实度 18 4.4 特殊路基设计要求 .19 4.5 路基土石方计算与调配 .19 4.5.1 土石方计算 19 4.5.2 土石方调配 20 第五章第五章 边坡稳定分析边坡稳定分析.22 5.1 概述 .22 5.1.1 K0+76
10、0 处路堤稳定性分析22 5.1.2 K0+300 处路堑边坡稳定性分析23 第六章第六章 挡土墙设计与边坡防护挡土墙设计与边坡防护25 6.1 概述 .25 6.1.1 挡土墙的用途 25 6.1.2 本路段挡土墙设置 25 6.2 挡土墙计算 .25 6.2.1 挡土墙设计资料 25 6.2.2 土压力计算 26 6.3 挡土墙的排水设施和沉降缝、伸缩缝的设置 .32 6.3.1 排水设施 32 6.3.2 沉降缝与伸缩缝 32 6.4 边坡防护 .32 6.4.1 植被防护 33 6.4.2 工程护坡 33 第七章第七章 公路排水设计公路排水设计34 7.1 概述 .34 7.1.1 公
11、路排水设计的内容 34 7.1.2 设计依据 34 7.2 路基排水 .34 7.2.1 路基排水设计的任务 34 7.2.2 地表排水 35 7.3 涵洞设计 .37 7.3.1 涵洞分类 37 7.3.2 各种涵洞的适用性及优缺点 37 7.3.3 涵洞选用原则 37 7.3.4 桥涵的拟定 37 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) v 第八章第八章 公路路面设计公路路面设计40 8.1 概述 .40 8.1.1 路面结构组成 40 8.1.2 路面类型 40 8.2 沥青路面设计 .40 8.2.1 设计资料 40 8.2.2 设计过程 41 8.3 水泥路面设计 .46 8.3.1 设
12、计资料.46 8.3.2 设计过程 46 8.3 路面比选 .50 参考文献参考文献51 致谢致谢 52 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) 1 第一章第一章 工程概况及设计标准工程概况及设计标准 1.11.1 公路沿线工程地质概况公路沿线工程地质概况 1.1.11.1.1 路线走向路线走向 本设计为广水至曾都二级公路 K0+000K1+273.868 段的初步设计,设计标准为双 向两车道二级公路,设计车速 60km/h,路基宽 10m,施工长度 1273.868m,线路走向为 南北走向。 1.1.21.1.2 沿线地形、地质、气候、水文特征沿线地形、地质、气候、水文特征 本路段属于平原微丘区
13、,沿线土质基本上以粘性土为主,深挖地段下为发育良好 的岩石层。该路段位于湖北北部,属东南湿热区。年平均气温在 1724之间, 1 月 平均温度最低,平均气温在 35;7 月温度最高,最高温度达到 39.5。年均日照 1317 小时,年均降水量 1468mm,无霜期 302 天。 1.1.31.1.3 沿线施工条件沿线施工条件 线路的起点和终点都为人口稀少的小村庄,其周边交通条件一般,但是交通量较 大,线路及附近区域的山坡谷地均有粘土、亚粘土,可作路基填料。线路前半段穿过 山丘,故附近区域石料相当丰富,可采用石料作为浆砌片石挡土墙的原材料。工程用 水可从沿线的池塘取用,较为方便,沿线电力充沛施工
14、用电可就近搭接。 1.21.2 设计标准设计标准 1.2.11.2.1 设计依据设计依据 公路工程技术标准 (JTG B01-2003) 人民交通出版社 公路路线设计规范 (JTG D20-2006) 人民交通出版社 公路路基设计规范 (JTG D30-2004) 人民交通出版社 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004) 人民交通出版社 公路沥青路面设计规范 (JTG D50-2006) 人民交通出版社 公路水泥混凝土路面设计规范 (JTG D40-2002) 人民交通出版社 公路排水设计规范 (JTJ 018-97) 人民交通出版 社 公路排水设计手册 (第一版) 人民交通出版社
15、公路路基设计手册 (第二版) 人民交通出版社 道路勘测设计 (第三版) 人民交通出版社 路基路面工程 (第三版) 人民交通出版社 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) 2 1.2.21.2.2 主要技术指标主要技术指标 (1)公路等级:二级公路. (2)公路类型: 新建二级公路. (3)车辆荷载等级:公路-级. (4)地形:平原微丘. (5)路基宽度:10 m. (6)设计车速::60km/h。 (7)直线最小长度: a.同向曲线间:6V=360m ; b.反向曲线间:2V= 120m. (8)圆曲线最小半径: a.一般最小半径:200m; b.极限最小半径: 125m;c.不设超高的最小半径:
16、 :1500m. (9)缓和曲线长度: a.一般长度::80m;b.最小长度: 60m. (10)平曲线长度: a.一般长度 400m;b.最小长度: 140m. (11)停车视距::75m. (12)超车视距: 350 m. (13)竖曲线最小半径: a.凸形: 极限最小半径 1400m,一般最小半径 2000m; b.凹形::极限最小半径 1000m,一般最小半径 1500m. (14)最小坡长: a.一般值为 200m;b.极限值为 150m. (15)最大纵坡:6%. (16)最大超高:6%. (17)路基、涵洞设计洪水频率:1/50 . 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) 3 第二章
17、第二章 平曲线设计平曲线设计 2.12.1 选线选线 选线是根据路线基本走向和技术标准,结合地形、地质条件,考虑安全、环保、 土地利用和施工条件及经济等因素,通过全面比较,选定道路中线位置的全过程。 2.1.12.1.1 选线的一般原则选线的一般原则 (1)在道路设计的各个阶段,应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研 究,在多方论证、比选的基础上,选定最优路线方案。 (2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,做到工程量小、造价低、 营运费用节省、效益好、并有利于施工和养护。 (3)选线应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、 经济作物田或穿过经济林园等。
18、(4)通过名胜、风景、古迹地区的道路,应注意保护原有自然状态,其人工构造 物应与周围环境、景观相协调,处理好重要历史文物遗址。 (5)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。 (6)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污染。 2.1.22.1.2 选线的步骤和方法选线的步骤和方法 选线的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。 选线一般按工作内容分三步进行: (1) 路线方案选择 路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向。此项工作通常是在小比例尺 地形图上从较大面积范围内找出各种可能的方案,收集各可能方案的有
19、关资料,进行 初步评选,确定数条有比较价值的方案,然后通过多方案的比选得出一个最佳的方案。 (2) 路线带选择 在路线基本方向选定的基础上,按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部 控制点,连接这些控制点,即构成路线带,也称路线布局。这些细部控制点的取舍, 自然仍是通过比选的办法来确定的。 (3) 具体定线 定线就是根据技术标准和路线方案,结合有关条件在有利的路线带内进行平、纵、 横综合设计,具体定出道路中线的工作。 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) 4 2.1.32.1.3 选线方案的确定选线方案的确定 (1)路线总体布局 路线基本走向的选择,应根据指定的路线走向(路线起、终点和中间点的
20、主要控制点)和 公路等级,及其在公路中的作用,结合铁路、航空、空运、管道的布局和城镇、工矿企 业资源情况,以及水文、气象、地质、地形等自然条件,由面到带,从所有可能的路线方案 中,通过调查、分析、比选,确定一条最优路线方案。 湖北广水至曾都二级公路 K0+000K1+273.868 前半段属于丘陵地段,后半段属于 平原区,最高点和最低点相差 70 几米。沿线路段内有近十个河塘和一条河流,选线时 应该尽量避开。该地区水田不多,多为旱地,在选线时必须考虑少占农田。该地段已 有几条道路,前半段考虑到山丘只有一条合适路线,没有其他更好的路线方案,故只 能采取旧路改造方案,废弃原有的道路。同时在道路交叉
21、方面尽可能的减少交叉口, 穿过河流时尽可能避免多次跨河。 (2)路线方案比选 路线方案比选的评价指标较多,主要有技术、经济、政策及国防上的意义,交通 网系中的作用及其联系城镇的多少等指标。 本设计路段由北到南从丘陵到平原,地势从高到低。前半段为两山之间,已经确 定采取旧路改造方案,故前半段方案唯一。后半段采用两种方案:方案一主要沿山脚 选线,沿线施工方便,能做到尽量少占用农田,最后穿过一次河流到达终点,总长 1273.868m;方案二相对第一条占用农田较多,且两次穿过河流,总长 1298.758m。考 虑到方案一占用农田少,施工更便利,经济方面更合理,故最终选择第一方案。路线 方案比选图见下图
22、 2-1。 湖南科技大学本科生毕业设计(论文) 5 图 2-1 路线方案比选图 2.22.2 平曲线设计平曲线设计 2.2.12.2.1 设计参数的确定设计参数的确定 根据公路路线设计规范 (JTG D20-2006) 、 公路工程技术标准 (JTG B01- 2003) 、 道路勘测设计查得设计参数如下: (1)直线最大长度:1200m。 (2)设计车速: 60km/h。 (3)直线最小长度:同向曲线间 360m ;反向曲线间 120m。 (4)圆曲线一般最小半径 200m,本路段两个圆曲线半径均取 200m。 (5)缓和曲线一般长度 80m,本路段缓和曲线均取 80m。 2.2.22.2.
23、2 交点间距、坐标方位角及转角值的交点间距、坐标方位角及转角值的计算计算 (1) 根据各交点坐标计算出两点间的距离和各交点的转角。计算结果如表 2.1: 表 2.1 交点坐标、转角表 交点号交点坐标 X交点坐标 Y 转 角 () 距 离 (m) QD472621.274490150.207 659.700 JD1472360.776490756.296 左 56 3824.1 387.184 JD2472573.811491079.603 左 33 1341.5 250.212 ZD472574.482491329.814 (2)图 2-2 为含有缓和曲线的道路平曲线,其几何要素计算公式如下:
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