交通土建毕业设计.docx

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交通土建毕业设计

中国矿业大学

本科生毕业设计

姓名：

学号：

学院：

力学与建筑工程学院

专业：

土木工程专业（交通土建工程方向）

设计题目：

商安干线公路D2标段道路设计

专题：

公路与城市道路绿化方式与适用性研究

指导教师：

刘春荣

职称：

副教授

二○一一年六月徐州

中国矿业大学毕业设计任务书

学院力学与建筑工程专业年级土木工程专业交建2007学生姓名

任务下达日期：

2010年1月10日

毕业设计日期：

2011年1月10日至2011年6月20日

毕业设计题目：

商安干线公路D2标段道路设计

毕业设计专题题目：

公路与城市道路绿化方式与适用性研究

毕业设计主要内容和要求：

设计要求：

一般部分为“商安干线公路D2标段道路设计”，主要内容为：

道路等级确定、路线方案比选、路线平面设计、路线纵断面设计、路线横断面设计、路基路面结构设计、排水设计。

要求毕业设计独立完成，满足质量和工作量要求，最终提交由计算机处理的毕业设计说明书一份，计算机绘制的图纸4张，①路线平面图，②道路纵断面图，③路基横断面图，④道路总平面图；手绘图纸1张，⑤标准横断面图。

专题要求：

根据专题题目，通过搜集和整理资料，对我国公路与城市道路绿化的现状进行分析，同时对我国的公路绿化发展进行系统的分析研究，针对不同的类型的道路，不同地质状态下的道路进行分别阐述。

要求论点明确，论据充足，结构合理，文字1万字左右。

其中专题内容为手写。

其它要求：

翻译一篇与设计或专题内容相关的外文参考文献，标题、摘要、关键词必须翻译，正文汉语文字数不少于3千字，并且附原文。

院长签字：

指导教师签字：

中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成绩：

指导教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：

成绩：

评阅教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：

成绩：

评阅教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩

答辩情况

提出问题

回答问题

正确

基本

正确

有一般性错误

有原则性错误

没有

回答

答辩委员会评语及建议成绩：

答辩委员会主任签字：

年月日

学院领导小组综合评定成绩：

学院领导小组负责人：

年月日

摘要

本毕业设计主要包括三个部分，一般部分商安干线公路D2标段道路设计；专题部分是公路与城市道路绿化方式与适用性研究；第三部分是翻译部分，道路路面材料的性质的测定。

一般部分商安干线公路D2标段道路设计，根据设计任务书和原始资料，初选两个道路方案进行方案比选，选定方案后进行道路设计。

设计内容为道路平面设计、道路纵断面设计、横断面设计、道路路面结构设计，同时还进行了道路排水、道路桥型设计，对道路施工工程量进行了计算。

专题部分是公路与城市道路绿化方式与适用性研究，对我国现阶段道路绿化的方法进行了简要分析，并进行了新方法的比选与探析。

第三部分是翻译部分，内容是通过一些实验手段对沥青的径向弹性模量和沥青混合料的劲度系数进行测试，以及利用表面波与原位波对道路路面材料的性能测试。

关键词：

道路设计；交通量计算；路面排水；道路绿化；沥青模量

ABSTRACT

Thisgraduationdesignmainlyincludesthreeparts,thefirstpartisthestructuredesignofShangAnmainroadsectionD2;thesecondpartistheresearchonthegreeningmethodsofhighwayandurbanroadandtheirapplicability;thethirdpartistranslationtextofDeterminationofPropertiesofRoadPavementMaterials.

Inthefirstpart,accordingtothedesignspecificationandsourceinformation,twodesignproposalsareproposedandcompared.Aftertheselectionofthescheme,thedesignworkincludingroadalignmentdesign,roadlongitudinalsectiondesign,roadtransversesectiondesign,Roadpavementstructuredesign,roaddrainagesystemdesignandbridgetypedesignaswellasthecalculationofroadconstructionquantityarecarriedout.

Thesecondpartistheresearchonthegreeningmethodsofhighwayandurbanroadandtheirapplicability.Theresearchinvolvesthebriefanalysisofdomesticallyrecentgreeningmethodsofroadaswellascomparisonandchoiceofthenewestgreeningmethods.

Thethirdpartistranslationtextwhoseoriginalarticledealswiththediametralresilientmodulusdevicetodeterminatetheelasticmodulusofasphalt-treatedmaterials,nomographtodeterminatetheasphalticstiffnessmodulusandthewavepropagationtechniquestodeterminateasphaltmodulus.

Keyword:

Roaddesign;roadpavementstructure;highwaygreening;urbanroad;asphaltmodulus

1设计的原始资料和依据

1.1设计的原始资料

1.1.1地形、地貌

路线区位于南秦岭东段山区，北部为中低山，南部为低山丘陵和河谷阶地，地势总体北高南低，地形起伏较大，海拔在300-500m之间，相对高差约200m。

地貌单元可划分为流水切割褶皱-断块中山地貌，流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌，剥蚀低山-丘陵地貌和河谷阶地地貌四种类型。

流水切割褶皱-断块中山地貌单元位于杨岩至下官坊段，山脊线连续，山坡多为陡坡，沟谷狭窄，多呈V型，局部呈U型，海拔300-500m，相对高差200m；流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌单元位于下官坊至王家坪段，山坡多为陡坡和中坡，沟谷较狭窄，多呈U型，海拔300-450m，相对高差50-150m；剥蚀低山-丘陵地貌单元位于王家坪至高家村段，山岭低缓，山坡多为缓坡，沟谷呈U型，海拔670-880m，相对高差110-220m；河谷阶地地貌单元位于高家村至赵家村段，地形开阔平缓，河床较宽，一、二级阶地发育，海拔650-780m，相对高差20-30m。

1.1.2地质、地震、气候、水文等自然地理特征

（1）地层岩性

路线区出露第四系全新统、上更新统、中更新统，第三系下统山阳组，泥盆系上统桐峪释寺组、下统青石垭组和池沟组、牛耳川组地层。

（2）地质构造

路线区位于秦岭复合造山带中段南秦岭造山带构造单元，北侧为北秦岭造山带，两构造单元以黑山断裂为界。

属南北秦岭造山带拼接段和南秦岭造山带内，褶皱、断裂发育，地质构造复杂。

南秦岭造山带由新元古界耀领河岩组变质过度基底和震旦系—石炭系沉积盖层组成，基底为太古界。

岩浆活动较发育，以海西期闪长岩、印支期花岗岩为主。

为叠瓦式推覆—褶皱构造带。

断裂构造以东西向为主，北西向、北东向次之，南北向局部发育。

路线区主要地质构造有东西纬向构造体系、南北向构造和山阳红盆地。

（3）工程地质

该区属秦岭造山带，地质单元多，构造活动强烈，晚近构造作用，使秦岭山脉不断抬升，河谷切割加剧，地势陡峻，地貌类型复杂，岩体类型多样，稳定性差。

由于自然条件差异，本区基岩区风化程度高，基岩表层破碎强烈，松散堆积层非常广泛，构成滑坡、泥石流等自然灾害多发区，并具有活动性强、频次高、危害大等特点。

沿线的不良地质现象主要有崩塌、滑坡、泥石流、软弱地基等类型。

（4）水文地质

地下水主要类型。

本区地下水主要类型可分为以下3类：

潜水为最发育类型之一，是形成地表水径流的主要来源，赋存状态与第四纪松散堆积层特征有关。

基本埋深为15～20m，本区第四纪松散堆积层分布相对较少，厚度一般≤20m，主要由冲积、洪积层、一级阶地和少部分高阶地（二级或二级以上阶地）、坡积、残坡积组成。

富水性在冲、洪积层中最好，阶地次之，坡积、残坡积中较差。

基岩中潜水多赋存在风化壳或破碎构造岩中，比土体的富水性要差。

上层滞水形成于各类基岩岩体和构造破碎岩体风化带中，属大气降水受局部隔水层所阻，停滞于不同岩体、土体及风化层中所形成。

富水性受气候（降水）、地形地貌、岩性及构造发育程度等因素控制。

富水性中等。

承压水在工作区主要表现为泉水，与区域断裂结构、裂隙、节理构造、顺层剪切构造等密切相关，埋深较潜水、上层滞水要深。

发育于山地断裂破碎带中的众多泉水，均属承压水。

另外花岗质岩石、变质火山岩中的裂隙水也可形成承压水。

承压水活动可导致岩体溶解、蚀变、风化及组构上的变化，造成岩体类别降低，形成软体岩石而不稳定。

地下水补给、径流和排泄

路段内地下水主要流迳于地表河道，主要补给源为大气降水，水体的丰沛和枯萎与大气降水的多寡成正比。

本路段位于秦岭南坡，水系的分布走向基本取向南北，地表水流向自北向南，地下水总体径流方向呈东北向西南流入金钱河，再归入汉江。

地表水接受了大量大气降水后由地表快速下渗到岩层空隙和裂隙，沿裂隙和层隙自高向低排入河谷，后以泉水（多以下降泉）形式排出。

受补、径、排条件的综合控制，路段内基岩裸露，剥蚀和切割强烈，地下水的化学成分复杂多变。

由于区内地形较陡，水力坡度大，地下水径流流程较短，水交换循环迅速，溶滤作用强烈，矿化作用相对微弱，致使区内出现单一低矿化度的重碳酸—钙（HCO3-Ca）型水。

次为重碳酸—钙型和重碳酸—钠、钙型水（HCO3—Na，HCO3—Na。

Ca）。

形成低矿化度（≤1）的淡水资源。

除上述类型水化学成分外，还有HCO3。

SO4——Ca。

Mg（Mg.Ca）型、HCO3。

SO4—Ca。

Na型。

（5）地震

本区处于我国大陆地壳内古板块地体拼接的地带。

有记录的地震活动，一般都与活动断裂，特别是形成并控制盆地的地体拼合带继承性活动断裂相关。

据陕西活动性断裂与地震震中分布图（1980）显示，区内规模较大的活动性断裂有7条（F1—F7），走向主要呈东西和北西西向，属板块边界和区域性深大断裂带，新生代以来有明显活动。

这些断裂带与主干断裂的截切部位是潜在地震的多发区。

地震灾害对该段公路建设和防护影响不大，但不能忽视活动断裂带及其所造成的岩石破碎和诱发的其他地质灾害。

业主已安排进行地震安全性评价工作，有关断裂的活动性和地震参数以地震安全性评价结果为准。

（6）气象

路线地处山区，气候垂直变化较大，区内河谷年平均气温11～14℃，一月平均气温0.5℃，七月平均气温25.6℃，极端最高气温37.1～40.8℃，极端最低气温-12.1～-18℃，年平均降雨量750～850毫米，50%的降水集中于七、八、九三个月，夏多暴雨，间有春、伏旱，秋有连阴雨。

山区气温相对河谷区较低。

（7）水文

本项目区域属于汉水流域，区内一级支流水系丹江，大部分河段弯度较大，落差明显。

1.1.3沿线筑路材料、水、电等建设条件

（1）沿线筑路材料

沿线筑路材料比较丰富，四季宜采，运输方便，以购买为主。

对于外购和内采材料，分别调查了其类型、储量、价格、运距等资料，并与协作单位签定了书面协议。

在两阶段外业勘察过程中已选取样品进行室内材料物理力学性质和混合料配合比设计试验。

（2）水

路线所经处有南秦河、赤水峪、西河、县河等天然河流，水质纯净，对混凝土无侵蚀性，供应充足，均可作为工程用水。

（3）电

沿线电力情况供应良好，110KV、35KV、10KV输电线路基本沿路线走向布设，具体工程用电可与地方电力部门协商解决。

同时建议施工单位也要准备一定量的自发电，以备急需。

1.1.4交通量资料

表1.1交通量组成表

车型

小汽车

黄河JN360

长征XD160

解放CA50

太脱拉111S

交通量（辆/日）

1500

400

800

1000

500

交通量预计年增长率

1.2设计的依据

（1）设计任务书，地质勘测地形图，地质报告

（2）《公路路线设计规范》（JTGB-2006）

（3）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）

（4）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

（5）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）

（6）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）

（7）《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）

（8）《公路排水设计规范》（JTJ018-1997）

2路线设计

2.1路线方案的拟定与比选

2.1.1道路路线确定原则：

（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，并有利于施工与养护。

在工程量增大不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不能片面追求高指标。

（3）选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，并尽量不占高产田，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，应注意保护原有的自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要的文物遗迹。

（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清他们对工程道路的影响。

对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。

当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采用必要的工程措施。

（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修建、汽车运营说产生的影响和污染等问题。

2.1.2方案拟定与比选

根据公路所跨越的实际地址图形，等高线地形图，采用纸上定线的方法研究路线的可能的方案。

拟定两条设计路线：

路线1，路线2。

方案1：

道路线形比较好，在整个设计范围你只有一个平曲线，同时避免山区住户的拆迁。

路线起始断沿着地形等高线走向，填挖方量比较小。

设计里程中桥梁说需要的桥梁总长度比较大，在路线后段，填挖方量比较大。

方案2：

整个路线设计中有两个平曲线。

不要拆迁住户。

在设计路线前段，地面高程起伏较大，填挖方量大。

在跨域丹江的路线段，桥梁相对方案1较短，便于施工与经济节约。

在路线后段，填挖方量比较大。

以下为两个方案的相关数据：

表2.1方案1平曲线相关数据：

R

q

P

T

L

E

平曲线1

1000

150

75

0.9375

4.297

233.533

464.16

13.414

平曲线2

2000

150

75

0.9375

2.1486

232.477

464.16

7.125

表2.2方案2平曲线相关数据：

R

q

P

T

L

E

平曲线

1000

150

75

0.9375

4.297

233.533

464.16

13.414

根据沿线地质情况、控制点、路线走向，并结合经济方面的因素，为了尽量考虑路线的平整，避免桥梁相交叉对施工带来的问题，尽量少拆迁或不拆迁山区住户，少占用农田，综合考虑各方面因素，最后决定采用方案1。

根据方案1，进行道路设计，设计出道路的逐桩坐标表如表2.3。

表2.3逐桩坐标表

桩号

坐标X

坐标Y

备注

K0+000.000

0.0000

0.0000

起点

K0+050.000

49.9993

0.2696

K0+100.000

99.9985

0.5392

K0+150.000

149.9978

0.8088

K0+200.000

199.9989

1.0784

K0+250.000

249.9982

1.3481

K0+300.000

299.9975

1.6177

K0+350.000

349.9968

1.8873

K0+400.000

399.9960

2.1569

桥1起点

K0+450.000

449.9953

2.4265

K0+500.000

499.9946

2.6961

K0+550.000

549.9939

2.9657

K0+600.00

599.9931

3.2353

K0+650.000

649.9924

3.5049

K0+700.000

699.9917

3.7745

K0+750.000

749.9909

4.0441

K0+800.000

799.9902

4.3137

K0+850.000

849.9888

4.5531

K0+900.000

899.9888

4.8530

K0+960.000

959.9582

5.0431

桥1终点

K1+000.000

999.9871

5.3922

K1+050.000

1049.9863

5.6618

K1+100.000

1099.9856

5.9314

K1+130.000

1129.9843

6.0315

桥2起点

K1+150.000

1149.9853

6.1765

续表：

K1+165.200

1165.1642

6.2828

ZH

K1+170.000

1169.9931

6.1028

K1+190.000

1189.9690

5.8111

K1+210.000

1209.8993

5.4308

K1+230.000

1229.9618

5.0504

K1+250.000

1249.9582

4.6701

K1+270.000

1269.9546

4.2898

K1+290.000

1289.9569

3.9095

桥2终点

K1+310.000

1309.9473

3.5291

K1+315.200

1315.1149

3.4309

HY

K1+330.000

1269.9546

1.8082

K1+350.000

1349.5781

-0.4179

K1+370.000

1369.4056

-2.6592

K1+390.000

1389.1937

-4.8847

K1+397.300

1396.6599

-5.7157

QZ

K1+410.000

1408.5366

-8.0562

K1+430.00

1428.0809

-11.8702

K1+450.000

1447.4390

-15.6327

K1+479.400

1477.1804

-21.5171

YH

K1+490.000

1486.1841

-24.1693

K1+510.000

1504.9518

-29.6975

K1+530.000

1524.1368

-35.3487

K1+550.000

1543.3218

-40.9999

K1+570.000

1562.5068

-46.6510

K1+590.000

1581.6918

-52.3022

K1+610.000

1600.8755

-57.9577

K1+629.400

1621.0467

-63.8946

HZ

K1+680.000

1669.0706

-79.3241

K1+730.000

1716.6740

-94.6184

K1+741.200

1727.3097

-98.0145

终点

2.2道路技术等级的确实

根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）

表2.3各汽车代表车型与车辆折算系数

汽车代表车型

车辆折算系数

说明

小客车

1.0

≤19座的客车和载质量≤2t的车

中型车

1.5

＞19座的客车和载质量2＞～≤t7t的货车

大型车

2.0

载质量＞7t～≤14t的货车

拖挂车

3.0

载质量＞14t的货车

本公路设计为集散功能主干道，远景设计年限为15年。

（2.1）

式中：

——远景设计年平均日交通量

——起始年平均日交通量

r——年平均交通量增长率

n——远景设计年限

根据公式得：

由《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）得：

一级公路为供汽车分向分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路

四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000～30000辆

六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆

所以本公路设计为具集散功能的国家一级公路，双向四车道。

车辆设计速度为

2.3道路技术标准确定

根据道路工程设计相关规范，查得相应的道路技术标准值如表格2.4。

表2.4道路技术标准

速度

回旋线最小长度

70m

车道宽度

3.75m