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说明书4
说明书
1.总体设计
1.1概述
西吉县新营至玉皇沟四级公路，路线总长15.70267公里，按四级公路标准设计，设计行车速度20km/h。
路面类型为水泥混凝土，路基宽度6.5米，路面宽度除甘井支线为4.5米外，其余均为5.0米。
本项目由一条主线和四条支线组成，其中：
主线总长8.94471公里；甘井支线总长1.89151公里；新营支线总长0.97445公里；茨沟支线总长2.58700公里；玉皇沟支线总长0.46000公里；平交道延长线总长0.84500公里。
项目主线起于西吉县新营乡街道海（原）西（吉）公路K77+300处，路线自南向北偏东，途径红庄行政村，止于西吉县新营乡玉皇沟行政村；甘井支线起于新营乡街道西侧，路线自东向西偏南，止于甘井自然村；新营支线起于新营乡街道西侧，路线自南向北偏西，止于新（营）大（堡）公路K0+100处；茨沟支线起于主线K2+758.72处，路线自西向东，止于茨沟自然村；玉皇沟支线起于主线K7+202.82处，路线自西向东，止于玉皇沟新村。
本项目属2011年全区农村公路通畅工程，项目建成后可连接西吉县新营乡红庄、玉皇沟两个行政村，串联甘井、茨沟两个自然村及新营、玉皇沟两个新农村居民点，直接服务人口0.32万。
该项目的实施不但解决了沿线村民的行路难问题，改善了区域交通运输环境，并必将为拉动公路沿线和周边地区区域经济发展、加快新农村建设、提高人民群众生活水平发挥重要作用。
1.2主要工程量
全线主要工程量：
路基挖土方80448立方米；路基填土方33400立方米；18厘米厚水泥混凝土路面（含平交道）79.073千平方米；20厘米厚级配砂砾基层（含平交道）88.475千平方米；现浇C20混凝土边沟4053米；钢筋混凝土圆管涵355.00米/41道（其中新建319.00米/32道，拆旧建新17.00米/2道，接长利用19.00米/6道，完好利用1道）；平面交叉8处（其中与等级路交叉1处，与村道交叉7处）；钢筋混凝土护柱840根；标志55块；钢筋混凝土过户圆管涵68.00米/21道；混合式过水路面225.00米/2处。
1.3任务依据
1.1.1西吉县交通运输局签发的工程勘测设计委托书。
1.1.2交通部颁布的《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（交公路发[2007]358号）和现行有关技术标准、规范及规程。
1.1.3建设部颁布的《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）（2002年4月）。
1.1.4交通部颁布的《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）。
1.1.5《宁夏农村公路工程技术标准（试行）》（2007年1月）。
1.1.6《宁夏回族自治区行政村通沥青水泥路暂行技术标准》（2009年5月）。
1.4测设经过
1.4.1踏勘
我院在接到设计委托书后，马上组织技术人员会同项目建设单位西吉县交通运输局相关负责人员进行实地踏勘。
着重调查旧路原有路基、路面、桥涵、防护和排水系统与主要病害情况，以及旧路的平面、纵面情况，初步提出对旧路的利用和改善方案。
并对局部技术标准低、存在安全隐患的旧路路段，在充分听取建设单位和沿线村镇负责人的意见和建议后，根据地形特点和地物分布情况，确定合理的改线方案。
1.4.2控制测量
路线方案初步拟定后，在公路沿线布设导线点和水准点，进行控制测量。
布点坚持点位通视、数量充足、分布均匀、视野开阔、便于保存的原则。
平面控制测量采用先进的GPS技术，高程控制测量采用水准测量。
测量结束后根据《公路勘测规范》按照相应的技术等级要求进行数据的校核与平差计算，最后整理出路线水准点表和控制点成果表，供后续测量工作使用。
1.4.3定测
根据建设单位设计委托书的要求和现行有关技术标准、规范及规程，首先结合地形、地物、地貌、气候、水文、地质等自然条件和人文社会、生态、景观等环境，对初拟方案进行优化，争取做到合理利用地形、平面顺适、纵面均衡、横面合理的连续流畅的空间线形。
然后分中线、横断面、桥涵、防护、路基路面、路线交叉、沿线设施、环境保护等专业组进行外业测量工作，并对沿线工程地质、筑路材料等进行详尽的调查。
最后，整理外业测量和调查成果，为施工图设计提供全面、详细的外业资料。
1.4.4内业设计
外业工作结束后，立即组织相关技术人员投入到内业设计工作中。
内业设计期间，本着技术合理、经济可行、因地制宜的原则，对野外勘测、调查及试验获取的大量数据、资料进行分析整理，严格按照建设单位设计委托书的要求和现行有关技术标准、规范及规程，合理选取设计参数，并运用计算机辅助设计和国内广泛使用的公路设计软件进行施工图设计，力求设计成果安全可靠、经济合理。
1.5技术标准
根据交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）及《宁夏回族自治区行政村通沥青水泥路暂行技术标准》（2009年5月），本项目按四级公路标准设计，设计行车速度20km/h。
按照设计委托书的要求，采用水泥混凝土路面，路基宽度6.5m。
路面宽度甘井支线为4.5m，其余均为5.0m。
主要技术指标见表1.5。
主要技术指标表表1.5
类别
平曲线
最小半径
（m）
最小坡长
（m）
最大纵坡
（%）
竖曲线最小半径
（m）
停车视距
（m）
汽车荷
载等级
设计洪水频率
（路基、涵洞）
凸形
凹形
规范值
15
60
9
100
100
20
公路-Ⅱ级
1/25
采用值
15
60
7.8
689.291
715.338
1.6路线走向及主要控制点
项目主线起于西吉县新营乡街道海（原）西（吉）公路K77+300处，路线自南向北偏东，途径红庄行政村，止于西吉县新营乡玉皇沟行政村；甘井支线起于新营乡街道西侧，路线自东向西偏南，止于甘井自然村；新营支线起于新营乡街道西侧，路线自南向北偏西，止于新（营）大（堡）公路K0+100处；茨沟支线起于主线K2+758.72处，路线自西向东，止于茨沟自然村；玉皇沟支线起于主线K7+202.82处，路线自西向东，止于玉皇沟新村。
1.7旧路概况
旧路主线为砂砾路，修建于1996年，路基宽6.0~7.0m。
几条支线均为村民出行及机耕简易便道，路基宽度4.0~7.0m。
旧路主线平纵指标绝大部分能够满足四级公路标准要求，路基比较稳定。
几条支线旧路路基坡陡弯急，平面线形和纵坡技术指标非常低。
旧路沿线涵洞数量较少，修建年代不同、技术标准不一，质量参差不齐。
由于排水系统不够完善，并缺少必要的养护，现路面不见砂砾，坑槽密布，行车颠簸维艰。
1.8沿线自然条件
1.8.1地形、地貌
项目区域属典型黄土高原地貌，丘陵起伏、沟壑纵横。
项目全线海拔高度1997～2244米，平均海拔2150米，属积雪冰冻地区。
1.8.2水文、地质
项目区域地质多为第四纪风积新黄土，黄土层较厚，呈浅黄色，属低液限黏土。
地下水埋藏较深，无不良地质现象。
1.8.3气象
西吉属典型的温带大陆性季风气候，处于半温润半干旱过渡区。
具有冬寒长，夏热短，秋凉早，春暖快，干旱少雨，日照充足，蒸发强烈；旱，冻，洪，风等自然灾害较为频繁，尤以旱灾为严重。
其气候，气象资料详见表1.8.3。
项目区域气象统计资料表1.8.3
位置
项目
西吉
位置
项目
西吉
年平均气温
5.5℃
降雨集中月份
6、7、8
极端最低气温
-32℃
年均蒸发量
1356.0mm
极端最高气温
33.4℃
年日照时数
2349.0h
最冷月平均气温
-8.9℃
年最大风速
22.0m/s
最热月平均气温
18.0℃
最大冻土深度
108cm（1983年）
年均降水量
397.8m
1.8.4地震
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），路线所经地区地震动峰值加速度系数为0.3g，依据交通部发布的《公路工程技术标准》（JTGB01－2003），其对应地震裂度为Ⅷ度，对人工构造物按相应地震裂度进行抗震设计。
2.路线
2.1平面线形设计
1、平面线形设计原则
①充分利用旧路，少占耕地，尽量不拆迁沿线建筑物。
②平面线形应直截、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
③同向曲线和反向曲线间应设有足够长度的直线，尽量避免断背现象。
④曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。
⑤尽量避免线形的骤变，不宜在长直线尽头设置小半径平曲线。
⑥局部弯道改线段布线时应考虑宁挖勿填。
2、平面线形布设概况
①本次改建不但要按相应公路等级技术要求改善旧路平纵技术指标以提供安全、舒适的行车环境，而且要兼顾项目“行政村通油路”的性质尽量串联沿线村舍、民居以及学校、村部、清真寺等公共场所，还要考虑不拆迁、少占地、尽量沿用旧路以及建设单位对工程造价的要求，因此路线的设计方案是在众多复杂、矛盾的前提条件下，权衡利弊得失、反复论证协商之后确定的。
②全线平均每公里交点10.029个，平曲线最小半径15.00米/2处，平曲线占路线总长55.720%。
③小半径平曲线两侧一般设有不小于20米长度的回旋线，个别路段受地形地物限制时未设回旋线，但均设有超高、加宽过渡段。
④茨沟支线旧路K0+000~K0+200段高差24.6米，平均纵坡12.3%，本次设计依据地形地势择位展线降坡，该段改线始于K0+011，止于K0+580，全长580m。
2.2纵断面设计
1、纵断面设计原则
①充分利用旧路路基，减少高填深挖。
②尽量避免采用较大纵坡。
③对旧路纵坡顺适平缓路段，以平均提高路面结构层厚度进行控制。
④对旧路局部纵坡零碎、起伏频繁路段进行优化设计。
⑤对旧路路基偏低，雨季易积水路段，设计时适当提高路基解决水患。
2、纵断面设计概况
全线最大坡度7.8%，最短坡长60米，竖曲线站路线总长38.095%，平均每公里纵坡变坡次数6.057次；竖曲线最小半径为凸型689.291米、凹型715.338米。
2.3交通安全设施
2.3.1设计内容
交通安全设施设计内容包括交通标志和路侧警示护柱。
2.3.1设计原则
1、交通安全设施的设置关系到人民群众生命财产的安全，应设置科学、规范、系统，完整的安全设施，保障驾驶员安全、舒适、迅速地到达目的地。
2、交通标志以完全不熟悉本路段及其周围路网体系的司机作为设计对象。
3、交通标志布设应均衡，不宜过于集中在局部路段，避免信息过载或信息不全。
4、标志牌的制作及安装应参照《道路交通标志和标线》（GB5768－2009）执行。
2.3.2交通安全设施布设概况
1、全线共新设标志牌55块。
2、全线共新设钢筋混凝土护柱840根。
2.4征地拆迁
本次设计征地范围为：
填方路段排水沟边缘外（无排水沟时为坡脚），挖方路段坡口范围，土地类别为荒地或旱地。
根据建设单位对类似项目的实施经验，并应建设单位要求，征用土地表未列入施工图设计文件。
3.路基、路面
3.1路基设计
3.1.1路基设计原则
根据沿线自然条件和工程地质条件，本着因地制宜、就地取材的原则，设计选择合理的路堤高度、路堑深度及边坡坡率，采取经济有效的路基防护、排水以及特殊路基处理措施，确保路基的整体强度和稳定性。
3.1.2沿线地质概况
根据野外调查及挖探结果表明：
旧路路基填土均为低液限黏土，全线水文、地质条件一般，地下水位埋藏较深，对路基稳定没有影响。
3.1.3路基横断面布置及边坡坡率
根据有关技术标准及设计委托书要求，结合实际情况，全线路基宽6.5米，甘井支线路面宽4.5米，其余路段路面宽5.0米。
水泥混凝土路面横向采用一块板，路面横向采用平坡，路肩横坡2%，路肩采用6厘米天然砂砾进行加固。
设混凝土梯形边沟，边沟深度及底宽均为0.4米。
当填方边坡高度小于8m时采用1:
1.50边坡；当填方边坡高度大于8m时，自上向下8米以内采用1:
1.50边坡，8米以外采用1:
1.75边坡。
当挖方边坡高度小于8m时采用1:
0.50边坡；当挖方边坡高度大于8m时，自下向上8米以内采用1:
0.50边坡，8米以外采用1:
0.75边坡。
3.1.4超高加宽设计原则
3.1.4.1圆曲线超高
当圆曲线半径小于150米时，均设置了路面超高。
超高旋转方式为绕行车道中心旋转，外侧土路肩超高方式为随行车道一起超高，渐变方式为线性渐变。
超高值根据设计车速、圆曲线半径、路面类型、自然条件等因素经计算确定。
考虑到项目所处为积雪冰冻地区，在大纵坡、小半径路段选取超高值时也充分考虑了路面合成纵坡不大于8%的因素。
由直线段的双向路拱横断面逐渐过渡到圆曲线段的全超高单向横断面，均设置了超高过渡段，有回旋线的超高过渡段在回旋线全长范围内进行，无回旋线的超高过渡段长度按渐变率1:
15且长度不小于10米的要求设置。
3.1.4.2圆曲线加宽
当圆曲线半径小于或等于250米时，均设置了路面加宽。
加宽类型为一类半加宽，加宽位置为曲线内侧，渐变方式为线性加宽。
设置回旋线或超高过渡段时，加宽过渡段长度采用与回旋线或超高过渡段长度相同的数值；不设置回旋线或超高过渡段时，加宽过渡段长度按渐变率1:
15且长度不小于10米的要求设置。
3.1.5填前碾压、挖土质台阶
旧路路基宽度不足路段需在路基两侧或一侧加宽，新路基容易产生工后沉降，致使结合部出现纵向裂缝、横向滑移、路面不均匀沉降等病害，因此填筑前必须将老路边坡挖台阶。
台阶宽度应能满足施工压实机具工作面的需要，且不得小于1.5米，台阶顶应设内倾2%～4%的横坡，挖台阶前还需先清除坡面草根与杂物。
新路基在稳定斜坡上填筑前，当地面横坡缓于1:
5时，应先清除地表草皮、腐殖土，碾压密实（碾压后压实度不应低于85%）后便可填筑路堤。
当地面横坡陡于1:
5时，原地面亦应先进行挖台阶处理。
3.1.6路基填料及压实度要求
路基填料最小强度、填料最大粒径及压实度（重型击实标准）见表3.1.5。
路基填料强度和压实度要求表表3.1.5
项目分类
路面底面以下深度
（cm）
填料最小强度CBR（%）
填料最大粒径
（cm）
压实度
（%）
填方路基
路床
0～30
6
10
≥95
30～80
4
10
≥95
路堤
80～150
3
15
≥94
150以下
2
15
≥92
零填及
挖方路基
0～30
6
10
≥95
30～80
4
10
≥95
路基压实洒水120kg/m3
3.1.7路基路面排水
旧路未设圬工边沟，涵洞数量不足，加之项目区域土质易于冲刷，旧路路基路面水毁严重。
本次设计对纵坡较大路段设置了混凝土边沟，且对边沟较长路段设置了涵洞进行横向排水，进一步完善了路基路面排水系统。
全线共设现浇C20混凝土边沟及边沟出水口4053.00米。
3.1.8钢筋混凝土过户圆管涵
为满足公路沿线居民出行和农用生产车辆出入方便，保持路基路面排水系统顺畅无阻，本次设计在边沟、排水沟上合适的位置设置了边沟过户涵。
过户涵的形式根据建设单位近年来在类似项目上的成功经验，采取了1-0.5米钢筋混凝土过户圆管涵。
全线共设1-0.5米过户圆管涵68.00米/21道。
3.1.9取土、弃土
因旧路平纵线形指标低，本次改建路基挖方较多，除部分调配路基填方使用外，其余均为废方，需规划弃土位置。
沿线旧路清除的草皮、拆除的圬工等亦需统一堆置。
本次设计未设取土场，设有3处弃土场。
弃土应堆放整齐，严禁挖方乱弃，施工时注意保护环境。
3.2路面设计
3.2.1设计原则
路面设计应本着经济合理、安全适用、就地取材的原则。
3.2.2路基干湿类型
根据野外挖探及土工试验得知，土质为低液限粘土，全线路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度均大于1.05，全线路基为干燥状态，土基回弹模量取42.0MPa。
3.2.3交通量
使用初期交通量为400辆/昼夜（代表车型：
解放CA10B），相当于小客车600辆/昼夜。
交通量年增长率5%，车轮轮迹横向分布系数为0.6，设计基准期为20年，换算为标准轴载BZZ-100，设计使用年限内设计车道的标准累计作用次数为1535次,属轻交通等级。
3.2.4路面设计结构参数
路面设计结构参数如表3.2.1所示：
路面设计结构参数（MPa）表3.2.1
层位
材料名称
回弹模量
弯拉弹性模量
设计弯拉强度
①
水泥混凝土
27×103
4.0
②
级配砂砾
180
④
土基
42
3.2.5路面结构设计
本项目采用水泥混凝土路面，路面结构层厚度如表3.2.2所示。
板长的拟定:
全线路面宽度有5.0米和4.5米两种，本次设计路面中间不设纵缝，板长拟定为5.0米。
新建混凝土路面设计变异水平的等级为中级，可靠度系数取1.07，面层最大温度梯度93℃/m，接缝应力折减系数取1.0。
水泥路面结构层厚度一览表表3.2.2
结构层厚度
（cm）
路段
长度（km）
水泥砼面层
级配砂砾基层
路面总厚度
西吉县新营至玉皇沟四级公路
15.70267
18
20
38
水泥砼面板材料要求：
水泥宜采用普通硅酸盐水泥，水泥的抗折强度、抗压强度应符合要求。
水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合表3.2.3要求。
水泥各龄期的抗折强度、抗压强度表3.2.3
交通等级
轻交通
龄期（d）
3
28
抗压强度（MPa），≥
16.0
42.5
抗折强度（MPa），≥
3.5
6.5
粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石，并符合表3.2.4和表3.2.5要求：
碎石技术指标表3.2.4
项目
碎石压
碎指标
（%）
坚固性
（按质量损
失计%）
针片状颗粒
含量（按质量
计%）
含泥量
（按质量计%）
泥块含量
（按质量
计%）
技术要求
<15
<8
<15
<1.0
<0.2
项目
有机物含量
（按质量计%）
硫化物及硫酸盐（按SO3
质量计%）
表观密度
（kg/m3）
松散堆积
密度
（kg/m3）
空隙率
（%）
技术要求
合格
<1.0
>2500
>1350
<47
粗集料级配范围表3.2.5
粒径
方筛孔尺寸（mm）
2.36
4.75
9.50
16.0
19.0
26.5
31.5
累计筛余（以质量计%）
级配范围
95~100
90~100
75~90
60~75
40~60
20~35
0~5
碎石最大公称粒径不宜大于31.5mm。
细集料细集料应采用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂，并应符合表3.2.6和表3.2.7要求：
细集料技术指标表3.2.6
项目
氯化物
（氯离子
质量计%）
坚固性
（按质量
损失计%）
云母
（按质量
计%）
含泥量
（按质量
计%）
泥块含量
（按质量
计%）
有机物
含量
（比色法）
技术要求
<0.02
<8
<2.0
<2.0
<1.0
合格
项目
硫化物及硫酸盐（按SO3质量计%）
轻物质
（按质量
计%）
表观密度
（kg/m3）
松散堆积
密度
（kg/m3）
空隙率
（%）
技术要求
<0.5
<1.0
>2500
>1350
<47
细集料级配范围表3.2.7
粒径
方筛孔尺寸（mm）
0.15
0.30
0.60
1.18
2.36
4.75
累计筛余（以质量计%）
中砂级配范围
90~100
70~92
41~70
10~50
0~25
0~10
粗、细集料应进行碱集料反应试验，要求试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应不小于0.1%。
水：
饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水，对水质有疑问时候，应满足下列要求：
①硫酸盐含量（按SO42-计）<0.0027mg/mm3。
②含盐量≤0.005mg/mm3。
③PH值应≥4。
④不得含有油污、泥和其他有害杂质。
接缝设计：
接缝仅为横缝。
详见水泥混凝土路面接缝构造图。
横缝：
横缝包括横向缩缝、胀缝和横向施工缝。
横向缩缝根据板长设置，均采用假缝。
横向施工缝应设在胀缝或缩缝处。
横向胀缝均采用通缝。
形式有：
胀缝的宽度为2.0～2.5厘米，采用木材类胀缝板。
填缝材料应具有与砼板壁粘结牢固、回弹性好、不溶于水、不渗水，高温时不挤出、不流淌、抗嵌入能力强、耐老化龟裂，负温拉伸量大，低温时不脆裂、耐久性好等性能。
本项目采用加热施工式填缝料，其技术指标应满足表3.2.8规定：
加热施工式填缝料技术要求表3.2.8
项目
针入度
（0.01mm）
弹性
复原率（%）
流动度
（mm）
（-10℃）
拉伸率
（mm）
技术要求
<50
≥30
<5
≥10
路肩采用6厘米砂砾加固路肩。
因本路为低等级公路，路面砂砾用料相对匮乏，本着因地制宜的原则，因此砂砾料级配按JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》执行如下：
基层级配砂砾的颗粒组成范围表3.2.9
筛孔尺寸（mm）
通过质量百分率（%）
筛孔尺寸（mm）
通过质量百分率（%）
53.00
100
2.36
16～35
31.50
81～94
19.00
63～81
0.60
8～20
9.50
45～66
0.075
0～7
4.75
27～51
基层用砂砾塑性指数宜小于6，液限应小于28％，基层压实度应≥96％。
为检测各层整体强度，将各层顶面设计弯沉值列表如下：
各层顶面设计弯沉值表3.2.10
基层厚度
（cm）
回弹模量
（MPa）
不利季节值（L1）
（1/100mm）
20
180
<158
土基
42
<202
补强钢筋网：
水泥混凝土路面通过圆管涵时，当涵顶至板底≤120厘米时，按设计规范要求，在涵洞前后10米范围内的混凝土面板中增设补强钢筋网.
设计对所有非正交板锐角部位均设角隅补强钢筋，角隅钢筋距板顶的距离为5厘米，距板底距离13厘米。
3.3施工注意事项
3.3.1必须严格遵照现行公路工程的技术标准、设计规范、施工规范及设计要求施工。
3.3.2清除的垃圾及拆除的圬工等均按弃方考虑，按设计指定的弃土地点集中堆放，不得再填入路基中。
3.3.3施工时应复测导线点、恢复中线，并应将路线附近影响施工的导线点移至安全处。
复查所有水准点及中桩地面高程后进行施工。
3.3.4路基施工前必须事先在指定取土场取代表土样做最佳含水量和最大干密度试验，并符合设计规范要求，以指导施工。
3.3.5路基的碾压非常重要，在最佳含水量下分层填筑、分层碾压，每层虚铺厚度不得超过30厘米，局部压路机难以压实处，应用小型机械分层压实或夯实，禁止用人工夯实，以确保设计要求的压实度。
3.3.6路基加宽部分与旧路基填方边坡的衔接处，为使新老路基边坡紧密接合，需要先清除边坡及基底草皮和浮土，再行挖台阶后分层填筑与压实。
填方基底位耕地时，应先进行清表和填前压实
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