二级公路设计.doc
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1、摘要平原微丘区二级公路设计 -尉扶1标段 摘要本设计是河南省尉扶二级公路设计方案设计。其新建目的主要是为更好的发展当地经济与缓解当前拥挤的交通现象以及更好地规范县内交通。本公路设计,其中包括:平面设计、纵断面设计、横断面设计、防护工程设计及路基路面设计,同时也给出了各部分内容相关的表格与图纸。总之,在此次设计中我们做到:全由CAD软件绘图与出图,设计过程中的主要计算成果全由Excel(电子表格)计算所得。同时设计以环保为理念,体现了环境保护意识。关键字:二级公路 路线 路基 路面 First-class roadAbstractThe design is a secondary highway
2、 of HeNan weifu formula design. The highway will be built in order to develop the local economy ,relief the acrawl traffic and make the cantons traffic well.The highway route three-dimensional space is designed,which include plane design,cross section design ,profile design and shelter design, subgr
3、ade and pavement design as well. At the same time, it present the reletive table and working drawing. All in all , the achievements of the alignment design is achieved by the computer the CAD software and Excel software. Alignment design is based on the “green”.Keywords: A second class highway ,Cent
4、er of road ,Subgrade, Pavement- 3 -目录 目录摘 要1Abstract2主 要 符 号 表1第一章 概 述- 1 -第一节 工程资料及设计意义- 1 -1.1.1工程资料- 1 -1.1.2设计意义- 1 -第二节 沿线自然地理特征- 1 -1.2.1气候与降水量- 1 -1.2.2地形与地貌- 1 -1.2.3地质与土质- 1 -1.2.4植被、作物等概况- 2 -第三节 道路等级和主要技术指标的论证和确定- 2 -1.3.1 道路等级的确定- 2 -a.交通量计算及公路等级的选用- 2 -b.确定道路等级- 3 -1.3.2主要技术指标的论证和确定- 3
5、-a 行车速度- 3 -b.最小半径的确定- 3 -c.缓和曲线- 3 -d.主要技术指标- 4 -第二章 路线设计- 5 -第一节 路线方案确定- 5 -第二节 路线平面设计- 5 -2.2.1 平面线形设计- 6 -a.平面线形的设计步骤:- 6 -b.平面设计中的基本原则- 6 -c.线形设计- 7 -第三节 路线纵断面设计- 10 -2.3.1 设计依据- 10 -2.3.2最大纵坡- 10 -2.3.3最小纵坡- 10 -2.3.4坡长- 11 -2.3.5合成坡度- 11 -2.3.6 线型优化- 11 -2.3.7 纵断面设计步骤:- 11 -2.3.8竖曲线设计- 11 -a.
6、 竖曲线设计一般要求- 11 -b 竖曲线计算- 12 -第三章 路基设计- 15 -第一节 路基横断面设计- 15 -3.1.1路基各项技术指标- 15 -a.路基宽度- 15 -b.路拱坡- 15 -c.路基边坡坡度- 15 -d.边沟设计- 15 -3.1.2 填方路基- 16 -3.1.3 挖方路基- 16 -第二节 路基排水设计- 16 -3.2.1路基排水设计的一般原则为:- 16 -3.2.2常用的路基地面排水设备- 16 -3.2.3 边沟- 16 -3.2.4截水沟- 16 -3.2.5排水沟- 17 -第三节 路基防护设计- 17 -3.3.1路基防护- 17 -3.3.2
7、坡面防护- 18 -3.3.3路基支挡- 18 -第四章 路面设计19第一节 路面结构类型选择194.1.1路面设计基本原则194.1.2路面结构推荐19第二节 沥青混凝土路面设计- 19 -4.2.1设计理论和方法- 19 -4.2.2 面层- 20 -4.2.3 基层- 20 -a. 石灰稳定类- 20 -b.水泥稳定类- 20 -c.二灰稳定类- 20 -4.2.4垫层- 21 -4.2.5 路面设计计算过程- 21 -a.交通分析- 21 -b准轴载的累计当量轴次- 23 -c.确定路基土回弹模量- 23 -d.结构组合与材料选取- 23 -e. 各层材料的抗压模量于劈裂强度- 24
8、-f.设计指标的确定- 24 -第五章 挡土墙设计- 28 -第六章 结 论- 29 -致谢- 30 -参考文献31主要符号表主 要 符 号 表A 回旋线参数B 行车道宽度E 外距T 切线长L 曲线长J 校正值N 标准轴载当量轴次R 圆曲线半径 缓和曲线长度 超高缓和段长度 路肩宽度 土路肩横坡 路拱横坡 超高 路线转角 超高渐变率- 1 -兰州交通大学博文学院毕业设计(论文)- 1 -西安工业大学学士学位论文第一章 概 述第一节 工程资料及设计意义1.1.1工程资料河南尉扶公路位于微丘区,是尉氏县和扶沟县的东门户,也是东部的交通要道,纵贯豫东平原东部经济带。该标段起点位于大地坐标(47901
9、8.62,4091106.67),高程1338.12m,终点位于大地坐标(482674.96,4091005.52),高程1321.36设计路线全长3720.00m。路线设计采用二级干线公路标准,设计时速80km/h。平面:全线设计4个交点,主要技术指标如下:JD1:R=1000m,Ls=100m,=42;JD2:R=500m,Ls=100m,=37;JD3:R=1500m,Ls=200m,=20;JD4:R=1500m,Ls=100m,=19。纵断面:全段高差25m左右,变坡点2个,最大坡度为1.18%,最小坡度为0.37%。竖曲线半径均为12000m。横断面:在曲线路段需要做超高处理,由于
10、平曲线半径大于250m,故不进行曲线加宽处理,路基宽度采用12m宽,行车道宽度7.5m,路肩宽度2.25m。路面:采用沥青混凝土路面。1.1.2设计意义修建该项目对加强该区域基础设施建设,改善区域公路路网结构,发展开封市经济及河南省经济具有十分重要意义。本条公路的修建,必能将当地旅游资源开发、城镇经济发展紧紧地结合在一起;该公路的建设,在给人们旅游带来很大便利的同时,更带动了沿线矿产资源的开发和工农业的发展,对当地总体经济实力的提升有着很重要的意义。第二节 沿线自然地理特征1.2.1气候与降水量尉氏县属暖温带半湿润季风气候,四季分明年平均气温14.1。年千均无霜期215天,年平均降水量692.
11、3毫米。年平均日照2481.9小时。本县七十年代中期前水涝普遍,之后,渐呈干旱趋势。扶沟属暖温带半温润季风大陆性气候,年平均日照2361小时,年平均气温14.4,无霜期215天,年平均降水量661.4毫米,适宜各类农作物生长。1.2.2地形与地貌路线所经地区地形为平原微丘区 ,属豫东平原。该地区河流及沟谷水量丰富,地面径流资源丰富,水土流失不太严重。广阔平坦,村镇、田地、水利建筑设施等较多。1.2.3地质与土质本地区位于豫东平原,黄河下游大冲积扇南翼。海拔69米至78米。这里地势平坦,土层深厚,土质良好,结构稳定, 。路线所经地区属黄河冲积平原,第四系全新地层,其成因为黄河冲积物,质地疏松,地
12、层在垂直分布上为: a、浅棕黄色粉砂 b、浅棕黄色粘土 c、浅棕黄色粉细砂 d、浅黄色砂土, 据实地 调查,路线所经平原微丘区均按土质考虑,其中松土占30%,普通土占70%; 1.2.4植被、作物等概况路线所经地区以潮土为主,两合土占80%以上,适宜农林间作的发展,其次为沙土和淤土。岗地为褐土化沙土、褐土和风沙土,适宜农枣间作和防护用材林的发展。中、东部地下水位2米左右,西部3-4米,局部7米以下。土壤平均有机质含量0.76%,全氮0.0493%,速效磷5.6ppm,速效钾116.4ppm,土壤偏碱,平均ph值8.09,变化范围7.7-8.3之间。本区属黄淮平原,是主要的农作物区,以小麦、玉米
13、、大豆、花生、棉花,红薯、芝麻等作物相互搭配和不同熟制的农作物布局,以及大面积农枣农桐等农林间作的人工植被类型 路线所经地区,由于降水量较大,地表水对路基有一定的冲刷影响,平原地带公路用地与农业有一定矛盾。第三节 道路等级和主要技术指标的论证和确定 道路作为一条三维空间的实体,是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的带状构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上,设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。1.3.1 道路等级的确定道路等级的确定应根据公路网的规划,从全局出发,按照公路的使用任务
14、、功能和远景交通量综合确定。a.交通量计算及公路等级的选用设计路线位于豫东平原 ,为平原微丘区。根据调查的交通资料可计算出设计年限的远景交通量,计算如下:预测交通组成表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量小客车1500解放CA10B19.4060.851双300黄河JN15049.00101.601双310交通SH36160.002110.002双130.0120太脱拉13851.40280.002双132.0100吉尔13025.7559.501双140尼桑CK10G39.2576.001双80年平均增长率:6.0%,交通量换算采用小客车为标准车型,其系数规定为:小客车=1.0
15、 (19座的客车和载质量2t的货车)中型车=1.5 (19座的客车和载质量2t7t的货车)大型车=2.0 (载质量7t14t的货车)拖挂车=3.0 (载质量14t的货车)根据以上规定,各种汽车折合成小客车远景设计年限平均昼夜交通量Nd为:起始年平均日交通辆N0=1500(1+0.06)+300(1+0.06)1.5+310(1+0.06)2+120(1+0.06)3.0+100(1+0.06)2.0+140(1+0.06)1.5+80(1+0.06)1.5=3668 (辆/日)则Nd=N0(1+r)n-1=3668(1+0.06)15-1=8293(辆/昼夜)根据公路工程技术标准JTG-B01
16、-2003,公路等级选为平原微丘区二级公路,设计年限n=15年。b.确定道路等级按规范规定,二级公路所适应的年平均昼夜交通量为500015000辆,故该设计公路的等级定为平原微丘区二级公路。1.3.2主要技术指标的论证和确定a 行车速度尉扶地区为平原微丘区,该路设计为二级公路,故选用行车速度V=80km/hb.最小半径的确定当汽车在弯道上行使时,会受到离心力的作用,为保证汽车行驶安全,曲线上的路面做成外侧高,内侧低的单向横坡形式,即超高。此时水平分力可以抵消离心力的作用。X=F*cos-G*sinY= F*sin+G*cos由于较小,故可视为sin=tg=ih, cos=1;所以,X=F-G*
17、ih=G(v2/gR-ih)设=X/G=v2/gR-ih= V2/127R-ih,该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系,值愈大,汽车在平曲线上的稳定性愈大。式中:R-平曲线半径(m); -横向力系数; V-行车速度(KM/h); v-行车速度(m/s); ih-横向超高系数。不产生横向倾覆的最小平曲线半径R V2/127(b/2hg+Ih);不产生横向滑移的最小平曲线半径R V2/127(h+ih)汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数值得大小。现代汽车在设计制造时重心较低,一般b2hg,而h0.5,所以hb/2hg。依旧是汽车在平曲线上行使时,在发生横向倾覆之
18、前先产生横向滑移现象,为此,设计中只要保证不产生横向滑移,也就保证了横向倾覆稳定性。即半径满足R V2/127(h+ih)即可。c.缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一,它曲率连续变化,便于车辆遵循,离心加速度逐渐变化,乘客感觉舒适,可增加视觉美观。当平曲线半径小于不设超高的最小半径时,应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定:a.一般汽车驾驶员操作从容,旅客感觉舒适 lsmin=0.0214V3/R*s=0.0214*803/400*0.4=68.5mb.超高渐变率适中由于在缓和曲线上设置有超高渐变段,如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭
19、曲的面,对行车和路容均不利。按规范规定的适中的超高渐变率,导出缓和段最小长度。 lsmin=Bi/p=9*0.06/(1/150)=81mc.行驶时间不过短车在缓和曲线上的行驶时间不应少于3秒,即缓和曲线不应短于67m。综合考虑,缓和曲线尽量不要短于80 m左右,至少不应小于规范给定的70米的要求。d.主要技术指标 根据公路工程技术标准,平原微丘区二级公路各项指标为:指标名称单位指标名称单位计算行车速度80km/h车道数2行车道宽7.5m路基宽度12m硬路肩宽1.5m土路肩宽0.75m停车视距110m会车视距220m超车视距550m圆曲线一般 最小半径400m圆曲线极限半径值250m缓和曲线
20、最小值70m不设超高 最小半径2500m最小坡长200m最大纵坡5%最小纵坡0.3%竖曲线极限 最小半径3000m(凸)竖曲线一般 最小半径4500m(凸)2000m(凹)3000m(凹)竖曲线 最小长度70m超高横坡度 最大值8%- 4 -第三章 路基设计第二章 路线设计- 5 -西安工业大学学士学位论文第二章 路线设计第一节 路线方案确定根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:1) 尉扶地区公路作为旅游资源开发的主干线,其走向既要符合旅游开发发展总体规划,又要与沿乡镇规划紧密结合,合理衔接.2) 避让村镇、干渠及高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物.3) 新建线路选择应尽可
21、能避免和减少破坏现有水利灌溉系统.4) 坚持技术标准,尽可能缩短行车里程.根据以上原则,最终在方案一和方案二中进行了方案比选.方案一中间段所走路线比方案二稍长,地下水离路面较远,容易将路面处理成干燥状态。从纵断面上看方案一的路面不会有太大的填挖工程,由此相对于方案二,方案一的优点是可以合理利用沿线的筑路材料,减小了运土的困难,同时方案二采取的直线较长容易造成驾驶疲劳,在纵断面上造成较复杂得填挖,且路基的地理位置不太好有较大的自然损害,所以虽然直而短但较不合理。在本路线设计中,路线起点至位于山岭区,大约1.5公里后路线所经地区地势比较平缓,便于展线。但在起始的山岭区路段,由于该地区山势较陡,路线
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