石河子至沙湾工程工程毕业设计论文.docx
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石河子至沙湾工程工程毕业设计论文
石河子至沙湾工程工程
毕业设计论文
第八章参考文献
第一章绪论
1.1沿线工程地质概况
1.1.1工程概况
工程设计地点为新疆石河子，工程名称为石河子至沙湾工程，路线全长1536.320m。
设计等级为二级公路，路基宽度为12m，设计车速为80km/h。
1.1.2沿线地质情况
拟建公路位于盆地，公路沿线地形总体比较平缓，属于平原微丘区，地势由东南向西北倾斜，自然地面坡度约为3～8‰。
本段地处公路自然区划的Ⅵ2区，即绿洲荒漠区。
海拔高度在500m～700m之间。
1.1.3沿线气候情况
该公路地处Ⅵ2区，项目区域地处荒漠、戈壁地带，日照充足，蒸发强烈，夏季炎热，冬季寒冷，空气干燥，昼夜温差大，春夏季多风，属典型的大陆性干旱气候。
区域内年平均气温3.0℃～6.5℃，一月份平均气温－11.7℃～－18.4℃，七月份平均气温23.5℃～26.0℃，极端最低气温－42.6℃，极端最高气温43.0℃，年均降水量170mm，蒸发量约2141mm，最大冻土深度136～141cm。
项目所在区域内日照充足，全年日照时数2841～3650小时，全年大风日达100天以上，主导风向为东风、东南风，瞬时最大风速可达41m/s。
冬季寒冷，平均降雪量5～12mm。
1.2主要设计内容
本设计共分六个阶段：
（1）开题报告：
根据任务书填写开题报告，并进行设计资料的收集；
（2）路线设计：
道路的选线定线，进行平面设计和纵断面设计；
（3）路基设计：
路线的横断面设计以及防护工程设计；
（4）路面设计：
分别设计沥青路面和水泥混凝土路面；
1.3设计指标及技术标准
（1）设计等级：
二级公路；
（2）设计速度：
80km/h；
（3）设计标准轴载：
BZZ—100；
（4）桥涵设计荷载：
公路—Ⅱ级；
（5）设计洪水频率：
涵洞为1/50；
（6）沥青混凝土路面，设计年限为12年。
水泥混凝土路面，设计年限为20年。
（7）道路的使用性质和交通量：
主要供车辆交通使用，交通量年平均增长率为5.75%。
具体交通量见表1-1，主要设计指标见表1-2。
表1—1初始年交通量
序号
车型名称
交通量
序号
车型名称
交通量
1
小客车
1509
7
黄河JN-150
386
2
交通SH141
329
8
特大车日野KB222
422
3
四平SPK6150
846
9
拖挂车五十铃
43
4
北京BJ130
767
5
解放CA50
391
6
东风EQ140
320
表1—2主要设计标准
规范标准
二级公路
设计速度（km/h）
80
路基宽度（m）
一般值
10
最小值
8.5
车道宽度（m）
3.5
路肩宽度（m）
右侧硬路肩
一般值
0.75
最小值
0.25
土路肩
一般值
0.75
最小值
0.25
圆曲线最小半径（m）
一般值
200
极限值
125
最大纵坡（%）
6
最小坡长（m）
150
最大坡长（m）
3%
1200
4%
1000
5%
800
6%
600
竖曲线最小半径（m）
凸形
一般值
2000
极限值
1400
凹形
一般值
1500
极限值
1000
竖曲线最小长度（m）
50
停车视距（m）
75
回车视距（m）
150
超车视距（m）
350
第二章路线设计
2.1概述
路线方案是路线设计最根本的问题。
路线方案是否合理，不仅关系到道路本身的工程投资和运营效益，还关系到道路的使用功能和国家的路网规划、国家的政策和国防要求等。
因此，路线基本走向的选择应综合考虑公路的等级、在路网中的作用、水文、气象、地质、地形等自然条件，结合铁路、航空、水运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况等，从所有可能的方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。
公路选线和定线，是根据公路的性质、等级、任务和标准，在路线起终点间综合地形，地质,地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素在实地或纸上选定公路中线位置，然后进行测量和有关设计工作。
路线的选定与公路线形设计有密切的关系,线形设计是对公路路线平、纵、横设计的基础，平、纵、横设计也是对其深一步细化和调整的依据，故选线定线应与几何设计相结合。
2.2一般原则与设计原理
2.2.1选线定线原则
选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：
（1）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案；
（2）路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。
在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指；。
（3）选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等；
（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址；
（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响；
（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染等问题。
2.2.2平面线性设计原理
公路平面线性由直线、圆曲线和缓和曲线组成。
直线应根据路线所处的地形、地物、地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。
但是直线的最大长度应有所限制，应结合具体情况采取相应的技术措施。
不论转角大小均应设置圆曲线，但不得已而设置小于7度的转角时则必须设置足够长的求爱，当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设超高，并且用超高缓和段连接。
缓和曲线长度还应大于超高过渡段的长度。
超高的横坡度按公路等级、行车速度，路面类型，自然条件和车辆组成等情况确定。
2.3选线步骤
一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤：
（1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向；
（2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局；
（3）本设计本着方便城镇出入,少占田地,尽量避免穿越池塘,尽可能利用老路,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。
2.4平面线性设计
2.4.1一般原则
（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）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径；
（3）两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连；
（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜；
（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性；
（6）应避免连续急转弯的线形。
2.4.2直线长度的限制
（1）直线的最大长度
我国地域辽阔，各地区的地形条件差异非常大，很难统一规定直线的最大长度。
我国在道路辽阔设计中参考使用外国的经验值，根据德国和日本的规定：
直线的最大长度（单位m）为20
（
-----设计速度，60km/h）即为1200m。
虽然地域不同，环境不同，但一般情况下应尽量地避免追求过长地直线指标。
（2）直线的最小长度
为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定地直线长度。
这个直线长度是指前一曲线的终点（缓直HZ或圆直YZ）到后一曲线起点（直缓ZH或直圆ZY）之间的长度。
①对于同向曲线间的最小直线长度：
《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）（以下简称《规范》）规定同向曲线间地最短直线长度（单位为m）以不小于6
（单位km/h）即为360m为宜。
②对于反向曲线间的最小直线长度：
《规范》规定反向曲线间最小直线长度（单位为m）以不小于2
（单位为km/h）即120m为宜。
2.4.3平曲线要素值的确定
平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。
当然三个也可以组合成不同的线形。
在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：
（1）基本形曲线几何元素：
按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合而成的曲线。
这种线形是经常采用的。
缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。
它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。
设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：
1：
1。
这一点非常的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅。
（2）有缓和曲线的圆曲线要素计算公式
1）在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。
其要素计算公式如下：
图2.1按回旋曲线敷设缓和曲线
（2.1）
（2.2）
（2.3）
（2.4）
（2.5）
（2.6）
（2.7）
（2.8）
式中：
——总切线长，（
）；
——总曲线长，（
）；
——外距，（
）；
——校正数，（
）；
——主曲线半径,（
）；
——路线转角，（°）；
——缓和曲线终点处的缓和曲线角，（°）；
——缓和曲线切线增值，（
）；
——设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（
）；
——缓和曲线长度，（
）；
——圆曲线长度，（
）。
2）主点桩号计算
（2-9）
（2-10）
（2-11）
（2.12）
（2.13）
（2.14）
2.5平曲线计算
现以JD1为例进行计算：
已知：
圆曲线半径R=400m，两端缓和曲线等长均为LS=100m，交点桩号JD1=K0+563.460，转角θ=29°17′35〞。
1）平曲线要素计算：
2）计算曲线5个主点里程桩号：
（校核无误）
同理，JD2、JD3、JD4、JD5、JD6计算过程如上所示，计算结果见表2-2。
表2-2平曲线要素表
交点号
交点
桩号
交点转角
曲线要素表（m）
半径
切线长
缓和
曲线长
曲线
总长
外距
（°′″）
R（m）
T1（m）
L1（m）
Lh（m）
E（m）
T2（m）
L2（m）
JD0
K0+000.000
0°0′0″
JD1
K0+563.460
29°17′35″（Y）
400
154.78
100
304.39
14.71
JD2
K1+999.032
46°28′52″（Z）
548.485
285.85
100
544.957
49.26
第三章纵断面设计
3.1概述
沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。
由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。
纵断面设计根据地形、地质、水文
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