某某高速公路设计.doc
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1、目录1设计原始资料 41.1设计原始资料41.1.1自然地理情况41.1.2土壤、地质、水文资料41.1.3路线服务及经济技术调查资料41.1.4交通量资料41.2设计依据52路线设计6 2.1道路等级确定62.2道路技术指标确定 6 2.3道路平面设计72.3.1平面线形设计一般原则72.3.2平面线形要素的确定8 2.4道路纵断面设计102.4.1纵断面设计原则102.4.2道路坡长及坡度限制112.4.3桥梁通道控制标高的确定112.4.4平纵组合设计112.4.5计算图示123横断面与路基设计13 3.1横断面布置与设计13 3.2路基设计133.2.1边沟133.2.2边坡坡度133
2、.2.3路基土石方数量计算及调配144挡土墙的设计17 4.1挡土墙的布置174.1.1挡土墙的纵向布置174.1.2挡土墙的横向布置174.1.3平面布置174.1.4挡土墙的基础埋置深度184.1.5排水设施184.1.6沉降缝与伸缩缝18 4.2重力式挡土墙设计194.2.1设计需设挡土墙路段194.2.2设计资料194.2.3设计挡土墙截面194.2.4主动土压力计算204.2.5挡土墙稳定性验算205路面设计235.1路面类型及结构层组合235.2路面结构层组合设计24 5.2.1基层组成设计24 5.2.2面层组成设计245.3路面结构层厚度设计25 5.3.1土基回弹模量的确定2
3、5 5.3.2路基设计参数确定25 5.3.3路面结构层厚度计算28 5.3.4方案比较确定365.4路面施工要求37 5.4.1沥青混凝土面层材料37 5.4.2二灰碎石基层材料38 5.4.3二灰土底基层材料39 5.4.4路面施工工艺及步骤396道路排水设计44 6.1排水的目的与要求44 6.2道路排水设计原则44 6.3径流量计算456.4拦水带设计476.5边沟设计486.6截水沟设计496.7中央分隔带排水设计497隧道设计507.1隧道断面布置507.2围岩压力计算517.3隧道初支527.4隧道初砌设计与计算52 7.4.1已知资料52 7.4.2拱顶计算53 7.4.3边墙
4、计算57 7.4.4二次衬砌设计58 7.4.5隧道内路面设计588道路工程量计算59 8.1路基土石方量计算59 8.2路面工程量计算599结束语60 10参考文献 611 设计原始资料和依据1.1设计原始资料1.1.1 自然地理情况本路段山川起伏,地形以丘陵(高丘、低丘)、低山及陡峭的中山地形组成。沿线主要与东津河有几处相交,区域内有部分高产农田区。1.1.2 土壤、地质、水文资料 1)土壤及地质该区主要由碎屑岩、碳酸盐岩、浅变质岩和岩浆岩组成,土体类分为卵砾类土、粉细砂类土和粘土砾石类土、粘土类土。土体类主要沿津河分布。允许承载力多在0.2-0.4Mpa。 区内地震活动不强烈,烈度区划小
5、于VI度,地壳稳定。2)水文受自然地理与地质构造条件及地层岩性的制约,工作区水文地质条件较简单,地下水主要赋存于基岩风化裂隙和构造裂隙及寒武纪、奥陶纪灰岩溶蚀裂隙和溶洞等空隙中,沿现代河谷分布的第四纪松散岩类赋存有少量孔隙水。地下水主要受大气降水补给,径流、排泄条件良好,地下水的水质好,但水资源量不大。工作区属于北亚热带季风亚湿润气候区。气候温和、雨量充沛、日照尚足,四季分明。春季气温回暖早,不稳定,春末夏初,降水集中,有洪涝,夏季有伏旱,秋季降温快,常有秋绵雨。 年平均气温15.4,年际变动一般在14.8至16.4,最热的7、8月平均气温27.5,最冷的1月平均气温3.5,极端最高气温是41
6、.4,极端最低气温是14.5;在垂直分布上, 气温随高度增高而降低, 一般每上升100m,气温就降低0.84。全年无霜期226天。1.1.3 路线服务范围交通运输要求和经济技术调查资料设计地段主要为旱地和山岭,河流没有通航要求,区域范围内没有高等级公路或铁路,只有一条东津河,需设置一段小桥。由于有高山,所以要设置隧道。对于与其他的乡村公路相交时不需设置通道;排水沟渠,只需修建涵洞。1.1.4 交通量资料表1-1 交通量资料车型小汽车黄河JN-150跃进NJ-130解CA-10B太拖拉138交通量(辆/日)3500900110018006001.2 设计依据1)批准的设计任务书、地质勘测报告、地
7、形图2)公路路线设计规范(JTJ 0112006)3)公路沥青路面设计规范(JTG D502006)4)公路沥青路面施工技术规范(JTGF402004)5)公路排水设计规范(JTJ 0181997)6)公路路面基层施工技术规范(JTJ 0342000)7)公路自然区划标准(JTJ 0011986)8)公路路基设计规范(JTGD302004)9)公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)10)公路工程技术标准(JTGB012003)11)公路路基施工技术规范(JTJ 033-1995)12)公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)13)公路隧道设计规范(JTJ 042-1995)
8、2 路线设计2.1 道路技术等级确定交通量是衡量一条道路等级的标准之一,由公路工程技术标准(JTGB012003)可知,高速公路的交通量是以各种汽车折合成小汽车的远景设计年限平均昼夜交通量为标准,所以本设计中采用小汽车为折合标准计算交通量。各种车辆采用小汽车为标准时的折算系数分别为:小汽车=1.0(包括吉普车、摩托车);载重车=2.0;带拖挂载重车、铰接式公共汽车=3.0。以小汽车为标准的交通量换算如下:表2-1 换算交通量组成表车型调查交通量(辆/日)换算系数换算交通量(辆/日)小汽车35001.03500黄河JN-1509002.01800跃进NJ-13011002.02200解放CA-1
9、0B18002.03600太拖拉1386003.01800本设计路段交通量预计年增长率r=5%,本路段设计使用年限为20年。所以,本设计路段近期交通量如下:No=3500+1800+2200+3600+1800=12900(辆/日)远景设计平均日交通量依道路使用任务、性质,根据历年交通观测资料推算求得,日前一般按年平均增长率累计计算确定。公式如下: (2-1)式中: 远景设计年平均日交通量,辆/日;起始年平均日交通量,包括现有交通量和道路修建后从其它道路吸引过来的交通量;年平均增长率,%;远景设计年限。则Nd=No(1+r)n-1=12900(1+5%)20-1=45673(辆/日)因为本路段
10、地区地形起伏,由公路工程技术标准(JTGB012003)可知本高速公路设计行车速度可为80km/h。又由公路工程技术标准(JTGB012003)可知远景年限的设计年平均日交通量范围如下表:表2-2 远景年限的设计年平均日交通量范围(辆/日)计算行车速度四车道六车道八车道80km/h250004500045000800006000080000综上可知,本设计道路选定高速公路四车道,计算行车速度为80km/h。2.2 道路技术指标确定根据道路具体情况,以及相关规范,结合计算得到道路的技术指标如表:表2-3 道理技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h802路基宽度一般值m24.5最小值2
11、1.53平曲线半径一般值 m400极限值250不设超高最小半径路拱2.0%m25004平曲线最小长度m140缓和曲线最小长度m705最小纵坡%0.36最大纵坡%57最小坡长m2008相应纵坡的最大坡长3%m11004%9005%7003%不限制9停车视距m11010竖曲线半径凸形一般值m4500极限值m3000凹形一般值m3000极限值m200011竖曲线最小长度m7012平曲线最大超高%82.3 道路平面设计2.3.1 平面线形设计一般原则 1、平面线型应直接、连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。2、行驶力学上的要求是基本的,视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足,使线形安全
12、舒适。3、保持平面线形的均衡与连贯。4、应避免连续急弯的线形。5、平曲线应有足够的长度。2.3.2 平面线要素的确定1、计算图示:2、计算公式: (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-7) (2-8)式中:T切线长,m;L曲线长,m;E外距,m;J校正数或称超距,m;R圆曲线半径,m;转角,。JD:K10+516.112由L=0.036,L,L=,取缓和曲线长度,L=180m,R=750m,转角=,计算如下:11.20m主点里程桩号计算:ZH=JD-T= K10+516.112-209.22=K10+306.892HY=ZH+= K10+306.892+180=K1
13、0+486.892YH=HY+(L-2)=K10+486.892+(415.989-2180)=K10+542.881HZ=YH+= K10+542.881+180=K10+722.881QZ=HZ-L/2= K10+722.881-415.9892=K10+514.887校核: JD=QZ+J/2= K10+514.887+2.4512=K10+516.113交点校核无误。JD:K11+683.035,R=700m,=,取L=165m,右L=180m,计算如下: 主点里程桩号计算:ZH=JD- = K11+683.035-190.008=K11+493.027HY=ZH+= K11+493.
14、027+165=K11+658.027YH=HY+(L-)= K11+658.027+(383.417-180-165)=K11+696.444HZ=YH+= K11+696.444+180=K11+876.444QZ=HZ-L/2= K11+876.444-383.4172=K11+677.235校核: JD=QZ+J= K11+677.235+5.80=K11+683.035交点校核无误。JD:K13+241.604,R=700m,=,取L=150m,计算如下:主点里程桩号计算:ZH=JD-T= K13+241.604-213.4264=K13+28.178HY=ZH+= K13+28.1
15、78+150=K13+178.178YH=HY+(L-2)=K13+178.178+(422.8736-2150)=K13+301.052HZ=YH+= K13+301.052+150=K13+451.052QZ=HZ-L/2= K13+451.052-422.87362=K13+239.615校核: JD=QZ+J/2= K13+239.615+3.9792=K13+241.605交点校核无误。2.4 道路纵断面设计2.4.1 纵断面设计原则纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等,确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长,并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺
16、、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。纵坡设计的一般要求为:1、纵坡设计必须满足公路工程技术标准(JTGB012003)的各项规定。2、为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶,纵坡应具有一定的平顺性。起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值,和理安排缓和坡段,不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段,应避免设置反坡段。3、纵坡设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等综合考虑,视具体情况加以处理,以保证道路的稳定与通畅。4、一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡,尽量使挖方运作就近路段填方,以减少借方和废方,降低造价和节省用地。5、
17、纵坡除应满足最小纵坡要求外,还应满足最小填土高度要求,保证路基稳定。6、对连接段纵坡,如大、中桥引道等,纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。7、在实地调查基础上,充分考虑通道、水利等方面的要求。2.4.2 道路坡长及坡度限制道路最大纵坡和最小纵坡的限制,是为满足行车和排水要求.为使车辆行驶平顺,应尽量减少纵断面上的转坡点并设置大半径的竖曲线,坡长坡缓宜长,坡陡宜短。根据公路工程技术标准(JTGB01-2003)规定,山岭重丘区高速公路最大纵坡为5%,最小纵坡为0.3%,最短坡长为200m。2.4.3 桥梁、通道控制标高的确定道路纵断面设计标高是指路基顶面边缘的标高,而有中央分
18、隔带的高速公路则是指分隔带外侧边缘的标高。在本设计中,路线所穿越的河流没有通航要求,河流上的桥梁只需满足路线和洪水的要求,洪水位为48 m。由于该公路为高速公路,且填方高度较小,故不需设置通道。但是公路分割开的乡村小路可以改线,从村庄附近的桥下经过,这样就可以避免人、畜影响交通。2.4.4 平纵组合设计1、设计原则(1)应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性。(2)注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。(3)选择组合得当的合成坡度,以利于路面排水和行车安全。(4)注意与道路周围环境的配合。2、平曲线与竖曲线的组合(1)平曲线与竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于平曲线。(2)平
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