道路工程专业毕业论文.doc
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1、目录第1章.绪论21.1课题背景21.2我国公路发展规划与展望41.3设计背景51.4 设计资料6第2章.道路技术等级的确定82.1公路等级的确定82.2公路设计速度的确定92.3公路各项技术指标的研究与确定10第3章.选线设计183.1选线的基本原则183.2方案的比选20第4章.道路平面线形设计254.1平面线形设计的要素254.2平面线形组合设计264.3平面线形要素的计算274.4使用纬地进行平面设计31第5章.道路纵断面设计375.1.纵断面设计的主要内容和要求375.2.纵断面设计应该注意的问题385.3纵断面设计步骤395.4平面与纵断面组合设计395.5纵断面的竖曲线设计415
2、.6使用纬地进行纵断面设计43第6章.道路横断面设计526.1横断面的组成526.2路拱的确定526.3超高与加宽设计536.4 取土堆、弃土堆、碎落台556.5土方计算56本设计的土方设计数据见设计成果:土方设计表格57第7章.道路路基路面设计587.1路基设计587.2路面结构设计67第8章.路基路面排水设计778.1.路基路面排水设计原则788.2路基路面排水设计一般方法788.3路基路面排水设计808.4结合四川汶川5.12大地震对道路设计的思考83结论85致谢86参考文献87第1章.绪论1.1课题背景改革开放以来,我国公路建设取得了令世人瞩目的成绩。特别是自1998年国家实行积极的财
3、政政策,加快公路基础设施建设以来,公路建设实现跨越式的发展。截至2004年底,全国公路通车总里程达到186万公里,其中高速公路通车里程3.42万公里,居世界第二位。我国高速公路建设用20年时间走完了发达国家40年走过的路程。特别是在沿海发达地区,建设了高速之间的连接,形成高速网,初步发挥区域效应。国家计划通过建设国道主干线系统,即在2020年左右重点建成约3.5万公里的“五纵七横”12条国道主干线公路,以高速,一、二级公路为主,连接全国所有100万人口以上的特大城市和93%的50万人口以上的大城市,国道干线的建成,将极大的提高交通运输量,彻底改善我国的道路交通运输。1.1.1公路运输的特点、功
4、能、地位及作用随着社会的进步,人类对于交通的需求迅速增长,形成了由多种运输方式组成的交通系统。交通运输是国民经济的基础产业之一,它把国民经济的各领域和各个地区联系起来,在生产和消费之间起着纽带作用;是保障全社会蓬勃发展的网状大动脉;也是人类在政治、经济、生活以及军事等方面交往的主要通行方式,起着工具作用。公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此,公路运输有通过运输和送达或集散的功能,尤其是送达或集散功能作为其它几种运输方式(管道除外)的终端运输方式是交通运输中不可缺少的组成部分,在综合交通运输体系中发挥着非常重要的作用。道路运输的作用主要表现在以下几个方面:(1) 道路运输
5、是最便捷也是唯一具有直达功能的运输方式,可以实现门对门的运输,这是其独特的直达运输功能。(2) 道路运输可以自成体系。(3) 道路运输的通达深度广,覆盖面大。(4) 道路客货运输量在运输体系中的比重不断的提高。(5) 道路运输成为世界各国发展最快和主要的运输方式。与其它运输方式比较,公路运输的特点是灵活性,尤其是高速公路建设,信息网络、通信技术以及计算机技术等的发展,又实现着快速性门到门运输和被称为零库存(just in time)的运输特点,促使着公路运输的快速发展。 公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条
6、件相对宽松,所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此,公路运输具有生产点多、面广的特点。1.1.2 我国公路现状改革开放以来,国家一直把交通作为国民经济的发展的的战略重点之一,为公路交通事业的快速发展提供了机遇。1978年以来的20多年,是我国公路事业发展最快,建设规模最大,最具活力的时期。我国用10年时间走过发达国家一般需要40年走完的路程,我国公路建设实现了跨越式的发展,取得举世瞩目的成就。道路发展的突出成就是高速公路的飞速崛起,高速公路是交通运输现代化的重要标志之一。1988年我国实现了高速公路的零突破。高速公路建设带动沿线经济的发展,快速运输日渐显现出巨大的经济效益和社会效
7、益,形成快速发展的“高速公路产业带”。 目前公路运输存在的主要问题为:(1) 公路交通的基础设施水平还较差。截止到2001年底,我国修建各种级别的公路近140万公里,其中高速公路1.9万公里,居世界第二位。然而,路网密度仍然较低,只相当于巴西的1/2,印度的1/5,美国的1/6,日本的1/30。公路质量与发达国家相比差距仍很大,还不能满足国民经济及社会发展的需求公路数量少、等级低、质量差。(2) 运输车辆的车型结构不合理,技术性能还较差(3) 运输生产的效率,效益较低;运输经营组织与管理的手段还比较落后,经营主体结构不合理,建立高效、有序的运输市场缺乏基础。1.2我国公路发展规划与展望1.2.
8、1 我国公路发展的奋斗目标在新时期公路建设中,按照“安全、舒适、环保、示范”的方针,以科学发展为指导,坚持以人为本,走资源节约型交通发展之路,是实现我国公路运输交通可持续发展的的必由之路。根据我国国民经济和社会发展的长远规划,中国公路在未来几十年内,将通过“三个发展阶段”实现现代化的奋斗目标。第一阶段:近期达到交通运输紧张状况有明显的缓解,对国民经济的制约状况有明显改善。第二阶段:在2020年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。第三阶段:在本世纪中叶基本实现公路交通运输现代化,达到中等发达国家水平。1.2.2 我国公路国道发展规划国道即公路主骨架系统,我国的国道规划是:到2020
9、年左右建成约3.5万公里的“五纵七横”12条国道主干线公路,它是以高速和一、二级公路为主,连接全国所有100万人口以上的特大城市和93%的50万人口以上的大城市。该系统的建成将各省会、直辖市、中心城市、主要交通枢纽和重要口岸连接起来,车辆行驶速度可以提高一倍。国道路网包括放射线、南北纵线、东西横线三类组成,北京是路网的中心。(1) 放射线。放射线是北京连接国家周边城市的干线公路,由北京分别通往沈阳、哈尔滨、塘沽、福州、珠海、广州、深圳、昆明、拉萨、银川、加格达奇的11条路线和北京外环线组成,按顺时针方向统一编号为101至112,全长23178km.(2) 南北纵线。由北向南共28条,由东往西排
10、列,编号201至228,全长38004km.(3) 东西横线。由东西共由30条,自北向南排列,编号301至330,全长488555km.近十几年来,国道干线建设取得重大进展。高等级公路开始在东部地区相互连接,初步发挥规模效应。到2000年底,总计3.5万公里的“五纵七横”国道主干线建成1.8万公里,占总里程51%;为规范公路建设秩序,1998年我国颁布了第一部以公路建设和管理为基本内容的法律公路法,它的颁布是我国交通建设史上的一件大事,是交通法制建设的一个里程碑。1.3设计背景 1.3.1南充市交通以及人文、地理分析南充,古老嘉陵江畔的明珠,闻名遐尔的丝绸之乡,久负盛名的水果之州。南充位于四川
11、盆地东北部,地处嘉陵江中游。介于北纬30353151,东经10527-10658 之间。南北跨度165公里,东西跨度143公里。东邻小平故里广安地区,南连西南最大工业城市重庆,西通巴蜀大都市成都,北接川北门户广元。面积2541.3平方公里,人口172.3万,民族有汉、回。有着悠久的革命斗争历史和革命传统,孕育了一代代革命英豪。伟大的无产阶级革命家朱德、罗瑞卿是南充人民的光荣和骄傲。 南充自然条件优越,物产资源丰富。按经济类型分,境内重点资源有土地、动植物、水、天然气、石油和盐卤等。从目前开发利用情况看,除农业经济正向综合开发发展外,大量的水能资源尚未开发;石油和盐卤资源具有大规模开发条件,有望
12、成为大型化工基地;占社会劳动88以上的农村劳动力资源潜力巨大。经几十年的不懈努力,全市走出了一条以资源开发为主的发展国民经济新路子。 南充是川北重镇,位置优越。这里地处天府之国四川盆地的腹心地带,是国家新设三峡经济区的重要组成部分;交通方面,国道公路环经全市,民用机场定期通航;国家光缆和微波通讯干线于此过境,已成为川北交通通讯枢纽。 南充名胜古迹众多,文化璀璨。是三国文化的发祥地。南充地方文化极富特色,有川北大木偶、灯戏、古老皮影、剪纸。还有久负盛名的阆中清真圣地巴巴寺和汉醒侯祠张飞庙,国家级森林公园金城山和蜀北名山“太蓬仙境”,仪陇朱德纪念馆和南部碑院大佛。市城区内,既有古代谯周墓、任翰读易
13、洞和陈寿万卷楼,又有罗瑞卿纪念馆和张澜纪念馆,还有北湖、白塔、玉屏等六大公园和西山风景区。南充是省级历史文化名城,已被纳入三国文化国际旅游线。境内阆中市为全国历史文化名城。司马相如、李白、杜甫、白居易、薜涛、陆游、苏东坡等著名诗人曾在南充生活过。1.3.2广元市交通以及人文、地理分析广元市地处四川北部嘉陵江上游,是陕、甘、川三省接合部,素有川北门户之称。1985年经国务院批准建立的地级市,辖旺苍、苍溪、剑阁、青川4县和朝天、元坝、市中区3个县级区。全市面积16616.59平方公里。1998年总人口299.16万广元是川陕甘毗邻地区的交通枢纽和物资集散中心,宝成铁路、成普铁路和108、212两条
14、国道主干线在市城区交汇,嘉陵江水运可直达重庆,广元机场已开通广州、北京、西安、九寨沟四条航线,绵广高速全线通车,广巴高速正式立项,集水、陆、空于一体的立体交通格局,使广元处在一个扼水陆要冲、控南北咽喉的枢纽位置上,成为东连中部、东部,西接大西南、大西北的重要通衢。“一小时到县”工程取得实质性进展,公路总里程4666.47公里,新建改建国省县乡公路2300公里、村道公路5568公里,新铺油路、水泥路810公里,新建高速公路59.7公里、高等级公路227.3公里。固定电话32.6万户,其中城市18.5万户,移动电话71.1万部。建成政府信息资源网、政府系统办公业务网,金税、金卡网络系统普遍推行,电
15、视监控、智能防盗系统普遍推广。1.3.3公路建设经济性分析交通是国民经济发展和社会发展的基础产业,是全面建设小康社会的一个重要方面,“十一五”规划的制定,要按照“五个统筹”的要求,最大程度地发挥市场在资源配置中的基础性作用,要树立科学的发展观,坚持社会主义市场经济的改革方向,坚持尊重职工的首创精神,坚持正确处理改革发展稳定的关系,坚持统筹兼顾,坚持以人为本的方向,切实把维护最广大人民的根本利益体现在交通发展规划之中。该地区地面起伏,山丘连绵,属于山岭重丘区,现有的公路不利于城镇居民交往及对外发展,沿线砂石材料丰富,有小型的采石场和石灰厂,提供了良好的基层材料,施工时可因地制宜,就地取材;建成后
16、既可缓解交通状况,开发区域经济,又可促进小型厂企的投产扩产,故而可以充分调动广大群众筑路的积极性,通过多种渠道,多形式的筹集资金,因此,为了达到方便快捷,促进经济的发展的要求,有必要,有能力在两地间修一条等级较高的公路。南充到广元公路是川东北地区的重要交通干线,它的建成将极大的降低两个城市经济发展的物流运输费用,增强南充和广元两城市的区域竞争力,促进两个城市的经济发展;同时南广路又是国家重点建设项目兰渝铁路的重要物资运输渠道,对保证运输具有重大意义,它的建成将成为出川的又一大动脉。因此广元至南充二级公路的修建对当地社会经济的发展意义重大。1.4 设计资料1.4.1设计的任务与内容(1) 根据设
17、计公路的交通量及其使用任务和性质,确定公路等级。在此基础上,结合沿线地形、地质等自然条件与主要技术指标的应用,进行路线方案论证和比选(至少两种路线方案),确定合理路线设计方案。(2) 推荐一个最佳路线方案进行详细技术设计,内容包括:路线的平、纵、横设计,路面设计,路基设计,排水设计和其它构造物的设计。设计阶段为一阶段施工图设计。(3) 完成施工图设计阶段应完成的各种图表及设计说明书。1.4.2设计原始资料(1) 地形图:比例尺1:2000;(2) 交通资料:据调查,近期(起始年)交通组成及数量如下: 标准车:2200辆/日(年平均,下同)其中:黄河JN150:650辆/日解放CA10B:500
18、辆/日切贝尔D750.0:500辆/日预测交通量年平均增长率:5。(3) 初定设计年限:20年。(4) 自然地理条件:该区属亚热带温润气候,四季分明,冬暖夏热,年平均气温1718.8,极端最高气温43,极端最低气温-3.8。年平均降雨量1032mm,年平均雾日50天,平均风速1.75m/s。本地区地震烈度为度。山坡地段上覆13m粘土表层,下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩,呈互层状产出;水田段淤泥0.5m,其下25m粘土。(5) 材料供应:沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石,沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。(6) 其他资料由指导老师给定。第2章.道路技术等级的
19、确定2.1公路等级的确定根据公路工程技术标准(JTG B012003)的规定,公路根据其使用任务、功能及适应交通量可分为高速公路、一级、二级、三级和四级公路五个等级。由此看来适应的交通量则是我们设计公路等级的重要指标。交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通量。其具体数值由交通调查和交通预测确定,而交通调查、分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目的必要性和可行性的基础,也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施、经济效益评价及公路几何线形设计的主要依据。设计交通量是指欲建公路到达远景 年限时所能达到的年平均日交通量。一般用于确定道路等级、论证道路的计划
20、费用或各项结构设计、远景设计年平均日交通量依照道路使用任务及性质根据历年交通观测资料推算求得,目前仍按年平均增长率累计计算确定: (2-1)Nd远景设计年平均日交通量N0起始年平均日交通量年平均增长率n 设计年限由公路的旧路等级及其使用任务、功能可初步拟建二级公路。而交通量(起始年平均)可由设计任务书得:年增长率5解放CA10B 500辆/日 黄河JN50 650辆/日 切贝尔D750E:500辆/日 小汽车 2200辆/日查公路工程技术标准得小客车和中型载重汽车折算系数如下:表21汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小客车1.0中型车1.5大型车2.0托挂车3.0起始年平均日交通量:N0=5
21、001.5+6501.5+5001.5+22001.0 = 4650 辆/昼夜则设计交通量: = 9206辆/昼夜查公路工程技术标准可知,一级公路的设计年限为20年,二级公路的设计年限为15年。一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为1500030000辆(四车道)或2500055000辆(六车道),二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为500015000辆。故根据标准,应建二级公路,为主要供汽车行驶的双车道公路。2.2公路设计速度的确定设计车速又被定义为“作为道路设计依据的汽车速度”,是指在气候正常,交通密度小,汽车运行只受道路本身条
22、件(几何要素、路面、附属设施等)的影响时,一般驾驶员能保持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。依据公路工程技术标准(JTG B012003)可以确定二级公路的设计车速是 80km/h。2.3公路各项技术指标的研究与确定2.3.1直线2.3.1.1直线的适用条件(1) 路线完全不受地形,地物限制得平原区或山区得开阔谷底;(2) 市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区;(3) 为缩短构造物长度,便于施工,创造有利的引道条件;(4) 平面交叉点附近,为争取较好的行车和通视条件;(5) 双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线,以提供较好的超 车路段。2.3.1.2直线的最大长度直线的最大长度
23、应有所限制,当采用长的直线线形时,为弥补景观单调之缺陷,应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定,山岭重丘区二级公路最大直线长度为20V米,本设计速度不大于80km/k,故最大长度限制为1600米。2.3.1.3直线的最小长度规定山岭重丘区二级公路同向曲线间的直线最小长度为6V,即480米。反向曲线间的直线最小长度为2V,即160米。当直线两端没有缓和曲线时,可直接相连,构成S形曲线。本设计中采用大半径曲线相连或曲线间通过缓和曲线构成S型曲线。2.3.2圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素,圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。2.3.2.1圆曲线的最小半径圆曲线最小包括极限最小半
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