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1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕业设计（论文） 田乐二级公路综合设计 计 算 书 姓 名： 刘 洋 学 号： 3 班 别： 土木075 班 专 业：土木工程（交通土建方向） 系 别： 土木建筑工程系 指导老师： 唐 咸 远 广西*柳州 二O一一年五月二十日 目 录摘 要 3 第一部分 绪 论 4一、 课题背景 4二、 课题意义 4三、 课题研究主要内容 4第二部分 设计资料 5一、地形、地貌 5二、河流及水系 5三、气象 5四、地震 5五、设计标准 6六、筑路材料 7第三部分 平、纵、横三维断面设计 7一、 选线 7二、平面线形设计的基本要求 71.平曲线线形设计一般原则 72.平纵横综合设计
2、8三、 设计方案甲 9 1.平面线形设计 9 2.纵断面设计 13四、设计方案乙 171.平面线形设计 17 2.纵断面设计 20五、路线方案比选和论证 20六、道路等级的确定 21七、纵断面设计 211.线形设计 21 2.纵坡设计纵坡设计的一般要求 21 3.纵坡设计的方法和步骤 22 4.竖曲线设计要求 23 5.纵断面设计步骤 23八、竖曲线计算 24九、横断面设计 261.查规范，得各项技术指标 262.横断面设计步骤 263.超高加宽计算 27十、土石方的计算和调配 30 第四部分 路基设计 32一、 路基设计 32 1.路基横断面布置 32 2.路基最小填土高度 32 3.路基边
3、坡 32 4.路基压实标准及压实度 32 5.公路用地宽度 33 6.路基填料 33 7.路基处理 34 8.路基防护 35 9.路基施工的一般规定 36 10.填方路基的施工 36 11.边沟的施工 37二、路基路面排水系统设计 37 1.路基排水设计 37 2.路面排水设计 38第五部分 挡土墙设计 38仰斜A式挡土墙设计 41第六部分 涵洞设计 42圆管涵设计 43第七部分 公路路面结构设计计算47一、水泥混凝土路面设计 50二、沥青路面设计 50三、水泥混凝土与沥青路面方案的最终选择 61结 束 语 62毕业致谢 63参考文献64 中文摘要 摘要：本次设计的任务是广西区隆林至百色高速公
4、路亚行配套二级公路(田林至乐业段)为扁牙联线段，其桩号从K0+000K1+882.505段，经过地区主要为山岭微丘区，全长1882.505m ,设计时速为60km/h .路基宽10米，包括路面两侧硬路肩宽20.5米和土路肩宽21.0米。面层采用水泥混凝土，基层为水泥稳定粒料，垫层为20cm天然砂砾材料。主要完成的设计包括：确定公路等级、选择路线的线形、平曲线要素计算、绘制路线纵断面图、竖曲线要素计算、绘制路线典型横断面图、土石方调配、路线超高计算、设计路面结构、路面防护工程设计、路基排水设计，同时设计涵洞共6座，其中圆管涵6座。关键字：平曲线，竖曲线，排水，路基，沥青混凝土路面，水泥混凝土路面
5、，涵洞 Chinese AbstractAbstract：The design of the task is to guangxi longlin baise highway adb supporting secondary roads (TianLin to threats section) for flat tooth on-line section, its pile, K0+000 K1 + 882.505 section, mainly through the area for the mountains, 1882.505 micro area, design for 60km p
6、er m/h. Subgrade wide 10 meters on both sides, including pavement hard road shoulder width, 2 x 0.5 meters and dirt road shoulder width, 2 x 1.0 meters. Using cement concrete surface, grass-roots for cement-stabilized granular, cushion for 20cm naturl sandy gravel materials. The main design includes
7、: sure the choice of highway grade route, linear curve elements calculation, paint line longitudinal diagram, vertical curve, typical drawing route computation elements, dredging, transverse route computation, design of high road pavement structure, protection engineering design, engineering, design
8、 of roadbed drainage budget, the design of six, including culverts, dark circle culvert board GuanHan 5.Keywords:Curve, vertical curve,drainage,embankment, Aspect concrete pavement，cement concrete pavement,culverts. 第一部分 绪 论 一、课题背景 广西百色地区位于广西西部，地处东经10428- 10754 ，北纬22512507。百色地区北部与贵州省接壤，西部与云南省毗邻，东部与南
9、宁地区相连，南部与越南交界，地处培育中的南(宁)贵(州)昆(明)经济区中心地带，是滇、黔、桂三省(区)边境物资主要集散地，扼大西南出海通道的咽喉。百色地区自然资源丰富，素有“土物产仓库”和“天然中药库”之称。百色地区是投资拉动型经济，“九五”期间，由于天生桥水电站、平果铝、南百二级公路等重点工程的建成并发挥了效益，极大地拉动了全地区经济的发展。“十五”期间，是百色地区基础设施建设的高峰期，一批重大工程将先后动工兴建，我们要坚持以项目为中心，以企业为载体，按照区分类别，突出重点，分级负责原则，抓好一批影响全地区经济社会发展全局的重大工程项目。百色地区具有政治、区位、资源、政策四大优势。依托四大优
10、势，百色可以在西部大开发这一重大历史机遇中实现跨越性发展。二、课题意义 通过本题目使我在进行公路施工图设计方面进行一次全面的系统的训练，使我们能综合运用大学所学课程,系统地巩固基本理论和专业知识，培养分析问题和解决问题的独立工作能力;提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,掌握公路设计原则、设计方法、步骤。同时，树立正确的设计思想及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,具体解决各种级别公路的设计。为今后工作打下良好的基础并能提高我的综合运用知识的能力同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。三、课题研究主要内容 （1）路线方案的拟定与比
11、选 u%*;9+ （2）平面设计 LL6f40hC （3）纵断面设计 yMSRUQ x （4）路基横断面设计 329xo03- （5）路基超高、加宽设计 *,n7& （6）路基排水系统设计、路基路面结构及材料组成设计 z!L0j + 第二部分 设计资料一、地形、地貌路线地处广西田乐县地区的扁牙联线段，位于地形为南北高中间低，地势走向由西北向东南倾斜，属于典型的山区，在总面积中，山区占95.4%（石山占30%，土山占65.4%），丘陵、平原仅占4.6%。本路线段地表水主要为洣水河及其支流、沿线冲沟中的溪水、山塘、水库等，水位、水量随季节变化大。地表水主要对跨越冲沟或河流的大中桥墩台、边坡等有冲刷
12、作用。路线所经地域地下水以孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水为主，受大气降水补给，水位、水量随季节变化较大。本路段对于挖方地段，地下水位一般埋深较深，对路基无不良影响；对于填方地段，冲沟、溪沟附近地下水较浅，沿线特别是全风化花岗岩地区软土较多，可能对这些地段的构筑物基础开挖不利，但一般软土厚度不大，一般小于5m，因此可采取清除方式进行处理，并对有泉眼出露的地方适当设置暗沟，以排出路基地下水。二、河流及水系路线所经地域地下水以孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水为主，受大气降水补给，水位、水量随季节变化较大。本路段对于挖方地段，地下水位一般埋深较深，对路基无不良影响；对于填方地段，冲沟、溪沟附近地下水较浅，沿
13、线特别是全风化花岗岩地区软土较多，可能对这些地段的构筑物基础开挖不利，但一般软土厚度不大，一般小于5m，因此可采取清除方式进行处理，并对有泉眼出露的地方适当设置暗沟，以排出路基地下水。三、气象本项目区属的气候特点是亚热带季风气候，光热充沛，雨热同季，夏长冬短，作物生长期长，越冬条件好。据多年气象资料统计，年平均气温19.0C 至22.1C ，大于10C， 年积温6230C 至7855C ，全年无霜期330至363天，太阳辐射总量达到96.9至114.1千卡平方厘米，年平均日照1405至1889小时，年平均降雨量1113至1713毫米。气候对本路段施工有影响的主要是雨季，路基土石方及构造物要根据
14、气候情况做好合理施工计划安排。四、地震 根据1：400万中国地震动参数区划图（GB18306-2001），勘察区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，依据现行公路工程技术标准JTGB01-2003，可考虑简易设防。五、筑路材料沿线所需钢材可从柳州钢铁公司采购，利用G324和铁路等运到工地，沿线各县市皆有水泥厂、石灰厂，水泥、石灰可就近购买。其他外购材料则可从百色市购买。块片石：沿线块片石料场储量丰富，石场石料主要为青灰色石灰岩、花岗岩，石质坚硬，质量好，储量大，可满足桥涵、防护、排水等工程用石料的需要。沿线各地有数已开采的石料场，石质坚硬，储量丰富。其岩石的磨耗值、压碎
15、值均能满足路面规范的要求，可作为各种路面及各种构造物的筑路材料，沿线路分布密集，运输方便，运距小。砂料：砂、砾石料场沿河分布，运输方便，可利用国道及地方道路运到工地。粘土：沿线的粘土，储量不多，质量一般，一般需处理后才能作为路床填土。水： 沿线水资源丰富，能够满足本项目建设的需要，环境水对混凝土工程无腐蚀性。供电及通讯条件：沿线电力情况供应良好，工程用电以自发电为主，如需社会电网供电可自行与当地供电部门协商解决，沿线通讯条件较好，一般区、市、乡、镇均有国内直拨通讯设施。施工条件：境内地方道路路网较发达，大部分路段施工条件较好。六、设计标准 表2-1主要技术指标表指 标 名 称单 位技 术 指
16、标公 路 等 级二车道 二级公路设 计 速 度km/h60行 车 道 宽 度23.5路 基 宽 度10.0桥 面 全 宽10.0平曲线半径极 限 最 小125一 般 最 小200 不设超高最小1500竖曲线半径凸型极限最小1400一般最小2000凹型极限最小1000一般最小1500最 大 纵 坡 6最 大 超 高 8设计洪水频率路基及大、中、小桥、涵洞1/100特大桥1/300车辆荷载等级桥涵、路基公路-级路面标准轴载100kN 六、筑路材料 本工程项目所使用的筑路材料主要是碎石、片石、砂等。 1、石料场：沿线石料主要是花岗岩、石灰岩等，岩石裸露，无土覆盖层，质地坚硬，强度较高，耐磨能力强，可
17、开采为碎（片）石。加工后的石料适用于桥梁、涵洞、路面、防护工程等。各石料强度较好，储存量丰富， 均有现成的机耕道或二级公路通往料场。2、砂料场：沿线的河流含砂量较大，已开采了多个砂场。砂的级配较好，含泥量少，产量丰富，开采时间不限，且有现成的机耕道通往料场，交通便利。 3、施工时，碎（片）石、砂等材料必须取样试验，符合标准规定后才能使用。沥青、钢材等外购材料必须符合质量标准并附有合格证书。 第三部分 平、纵、横三维断面设计一、选线本路线设计基本按照我们组的指导老师所提供的地形图进行纸上选线布设。路线走向基本上优先选择与等高线相平行，避免与等高线相垂直。为了使线形优美，在本设计中，回旋曲线：圆曲
18、线：回旋曲线长度之比尽可能在1：1：1左右。平、纵线形的组合时，尽量满足平包纵的原则；除此之外， 中线设计的平面线形基本上按照保证技术经济指标的前提下考虑少占经济作物地、填挖平衡，在条件许可情况下，尽量采用较高的技术标准，保证了平纵线形合理、顺适、曲线优美。本设计拟订了两个方案：甲方案和乙方案，经过方案论证，正选方案为甲方案。二、平面线形设计的基本要求 1.平曲线线形设计一般原则 1）平面线形应直捷、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路应尽量满足一级公路以及设计速度80km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续
19、、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。 3)保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性） 长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意，若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。 高、低标准之间要有过渡。 4）应避免连续急弯的线形 这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响，设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。 5)平曲线应有足够的长度 汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，以使驾驶操作不显过分紧张。2.平纵横综合设计(1)线形组合设计要点 公路线形设计时是按照先进行平面线形设计，后进行纵面线形设计的程
20、序进行的。公路线形设计提供给驾驶者的是一条立体的线形。 理想的平纵组合是平竖曲线的位置相互对应，且平曲线稍长于竖曲线。 平曲线与竖曲线半径的大小均衡是保证立体线形协调、平顺、连续的基本要求。 平纵组合应考虑驾驶员的视觉感受。(2)平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合一级公路技术指标要求
21、，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线； 长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，对于公路的长直线，同时要满足0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果；透视图的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的
22、凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好；平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。(3)线形与环境的协调定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音；路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设；注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化；三、设计方案甲 1.平面线形设计（本设计道路中线有三条平曲线，现只取其中的一条来计算） (1)设计的线形大致如下图所示：JD7（H）JD6(
23、G) JD5(F)JD3(D)JD4(E)JD2(C)JD1(B)JD0(A) 图3-1 平面线形示意图JD0(A) 由图计算出起点、交点、终点的坐标如下：A(.029, .280） B(.242, .195)C(.419, .361) D(.861, .472)E(.603, .833) F(.899，.241)G(.563, .981) H（.632,.020） 路线长、方位角计算： 对AB段：=203.988m604247.83 因为图在第二象限里,故 180604247.83=1191558 对BC段265.172m893621.96 因为图在第二象限里,故=180-893621.96
24、=902224 则转角计算为：=1191558902224=285334(右) 同理：其余几条平曲线的转角计算原理也一样，其结果见“直线曲线及转角表”。 (2)缓和曲线计算确定缓和曲线长度L本设计广西区二级公路(田林至乐业段)建设工程二级公路计算行车速度60km/h，根据公路等级和地形概况，举例确定交点3的圆曲线半径R值为450m，则：按离心加速度变化率计算： L=0.036=0.036=17.28m按司机操作反应时间标注： L=0.8360=49.8m按视距条件计算： R=400=50m400m根据公路工程技术标准（JTGB01-2003）可知，二级公路（设计速度为：60km/h）的缓和曲线
25、最小长度为50m，圆曲线最小半径为125m。 (3)缓和曲线要素计算已知转角=28333，取圆曲线半径R=450m，交点桩号JD3=K0+774.313，则如下图： 图3-2 基本型平曲线 路线转角 L曲线长（m） T切线长（m）E外矩（m） J校正数（m） R曲线半径（m） 各缓和曲线要素计算如下： 曲线的内移值： 切线总长： 外距：m42722.82 曲线总长度：28333242722.82) =293.979m 满足规范要求的平曲线最小长度125m的规定。 (4) 五个基本桩号： 表3-1 基本桩号核对JD3 K0+774.313-T 149.606ZH K0+624.707+Ls 70
26、HY K0+694.707+Ly 154.238YH K0+ 848.945+Ls 70HZ K0+918.945-12L 147.119QZ K0+771.826+J/2 2.487JD3 K0+774.313与原来的JD3桩号相同，说明计算无误。2.纵断面设计本方案竖曲线如下图：图3-3 纵断面(甲方案）竖曲线参数 其设计要素如下：（现只取竖曲线1进行计算，其他竖曲线计算原理相同） (1) 计算纵坡值 i1=（1289.9401260.84）/（485-0）=6%i2=（1296.9901289.940）/（720-485）=3%i3=（1326.990-1296.990）/ (1220-
27、720)=6 %i4= (1331.490-1326.990) / (1370-1220)=3%i5= (1343.490-1331.490) / (1570-1370)=6%i6=（1341.730-1343.490）/（1730-1570）=-1.1%i7=（1332.580-1341.730）/（1882.505-1730）=-6%则相应的坡差为：1= i2 - i1 =3%-6% = -3% 2= i3 - i2 =6%-3%= 3%3= i4 - i3 = 3%-6%= -3% 4= i5 - i4=6%-3% = 3% 5= i6 i5=-1.1%-6%=-7.1% 6= i7 -
28、 i6=-6%-（-1.1%）=-4.9% (2) 竖曲线1设计计算： 竖曲线1： 竖曲线长度：L=R1=4000（-3%）=120m 切线长： T=L/2=60m 外距： E=T2/2R=0.45m 竖曲线1要素如下： 竖曲线起点桩号为K0+485-60=K0+425 竖曲线起点高程为1289.940-60x6%=1286.340m 竖曲线终点桩号为K0+485+60=K0+545 竖曲线终点高程为1289.940-（60-120）6%=1293.54m表3-2 竖曲线要素桩号起止点、变坡点高程竖曲线半径R竖曲线类型K0+4251286.340K0+4851289.9404000凸K0+54
29、51293.54 竖曲线1各桩号计算如下： 中间各点高程以桩距20m按 公式计算，如下表：表3-3 竖曲线设计高程桩号切线高程H竖距h设计高程HK0+4251286.3401286.34K0+4451287.540.05128749K0+4651288.740.21288.54K0+4851289.940.451289.49K0+5051291.140.81290.34K0+5251292.341.251291.09K0+5451293.541.81291.74(2) 加宽计算： 加宽计算按直线比例变化，即加宽缓和段任一点的加宽值bjx与该点到加宽缓和段起点的距离Lx同加宽缓和段全长Lj的比例
30、成正比，如图所示。计算式如下：bjx=Kbj K=Lx/Lj式中：bjx加宽缓和段上任一点的加宽值（m）； bj行车道加宽值（m）； K比例； Lx加宽缓和段内任一点到缓和段起点的长度（m）； Lj加宽缓和段长度（m）。 加宽计算表左右土路肩m硬路肩m加宽值m行车道宽m行车道宽m加宽值m硬路肩m土路肩mK0+129.5281.00.5 3.503.50 00.51.0 +149.5821.00.5 3.503.860.36 0.51.0 +169.5821.00.5 3.504.20 0.710.51.0 +174.5821.00.5 3.504.30 0.800.51.0 +194.5821
31、.00.5 3.504.30 0.800.51.0 +202.5761.00.5 3.504.30 0.800.51.0 +230.5711.00.5 3.504.30 0.800.51.0 +250.5711.00.5 3.504.03 0.530.51.0 +270.5711.00.5 3.503.92 0.420.51.0+290.5711.00.53.503.50 00.51.0K1+501.5891.00.503.503.50 0.51.0 +521.5891.00.50.64.103.50 0.51.0 +541.5891.00.51.24.703.50 0.51.0 +551.5
32、891.00.51.55.003.50 0.51.0 +568.3801.00.51.55.003.50 0.51.0 +585.1721.00.51.55.003.50 0.51.0 +605.1721.00.50.94.403.50 0.51.0 +625.1721.00.50.33.803.50 0.51.0 +635.1721.00.503.503.50 0.51.0 K+655.1721.00.503.503.50 0.51.0 +675.1721.00.50.64.103.50 0.51.0 +695.1721.00.51.24.703.50 0.51.0 +705.1721.00
33、.51.55.003.50 0.51.0 +725.1721.00.51.55.003.50 0.51.0 +749.7271.00.51.55.003.500.51.0 +769.7271.00.51.55.003.500.51.0 +789.7271.00.51.5 5.003.500.51.0 +794.2821.00.5 1.55.003.500.51.0 +814.2821.00.5 1.074.573.500.51.0 +834.2821.00.50.644.143.500.51.0 +854.2821.00.5 0.213.713.500.51.0 +864.2821.00.503.503.500.51.0四、设计方案乙 1.平面线形设计 设计的线形大致如下图所示：JD7（H）JD6(G)JD5(F)JD4(E)JD3(D)JD2(C)JD1(B)JD0(A)