公路路线设计毕业论文.docx

资源描述

公路路线设计毕业论文.docx

《公路路线设计毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路路线设计毕业论文.docx（53页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

公路路线设计毕业论文.docx

公路路线设计毕业论文

1.设计总说明书

1.1.毕业设计的目的

通过毕业设计，使学生对公路建设程序和内容有一个系统的、全面的了解，培养学生独立进行路线、路基路面结构及有关设施设计、计算的能力；选择桥涵标准图的能力；独立分析问题和解决问题的能力；施工组织与工程管理的能力。

使学生的到公路工程师的初步训练。

1.2.设计任务

1.2.1路基路面设计

在路线设计的基础上完成以下工作：

路基、排水、防护、支挡工程、特殊路基等设计；路面工程设计（水泥混凝土路面的结构组合设计、厚度设计与方案比选）

1.2.2桥涵初步设计

根据所提供的数据资料，完成桥涵标准图的选择，包括相关的图纸、表格、工程数量及相关说明

1.3.技术标准

公路等级：

高速公路

路基宽度：

28.0m

计算行车速度：

120Km/h

极限最小半径：

650m

一般最小半径：

1000m

停车视距：

210m

最大纵坡：

1.67%

凸形竖曲线一般最小半径：

11000m

凹形竖曲线一般最小半径：

4000m

最小竖曲线长度：

100m

鲁米那设计标准荷载：

BZZ-100

设计荷载：

公路—Ⅰ级，

设计洪水频率：

涵洞1/100

路基设计标高位置：

中央分隔带外缘

1.4.设计概况

1）在纵断面设计中，充分考虑平纵组合平衡和填挖平衡的原则，对沿线地形、地质、水文、排水等综合考虑，全线共设3个竖曲线，最大纵坡1.67%，最小纵坡0.5%，

2）路基宽度28m，路面宽19.5m，路肩宽8.5m，路拱横坡2%，路肩横坡3%，挖方边坡视地质情况设置为1：

0.5～1：

1，填方边坡≤8米，设为1：

1.5，填方边坡＞8米变坡，采用1：

1.75。

3）路基排水设施有边沟、水沟、排水沟等，边沟的高度和宽度等于0.6米，水沟的宽度和高度宜大于或等于0.6米。

4）路面结构设计以双轮组单轴轴载100KN为标准轴载，路面结构选用细粒式沥青混凝土4cm，中粒式沥青混凝土5cm，粗粒式沥青混凝土6cm，水泥稳定砂砾27cm，石灰粉煤灰土25cm的沥青路面面层。

5）根据本路段实际情况，设圆管涵2座，箱涵通道2座。

1.5.设计依据

《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）,人民交通出版社；

《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）,人民交通出版社；

《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）,人民交通出版社；

《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTJ012-2002）,人民交通出版社；

《公路沥青路面设计规范》（JTJO14-2006）,人民交通出版社；

《公路路基施工技术规范》（JTJ033-2006）,人民交通出版社；

《公路排水设计规范》（JTJ018-97）,人民交通出版社；

《路基路面工程》（邓学均2002），人民交通出版社；

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；

《公路涵洞设计细则》（JTG/TD-04-2007）；

k：

《路面设计手册》（北京2005），人民交通出版社；

l：

《公路工程基本建设项目文件编制办法》（交公路发【2007】358号），人民交通出版社。

2.纵断面设计

纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。

纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。

该路地处丘陵区，土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度，路线纵断面按百年一遇，设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态，所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。

此外，所选用的半径还满足行车视距的要求，另外，竖曲线的纵坡最小采用0.3%以保证排水要求。

2.1纵坡设计

2.1.1纵坡设计的一般要求

①纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易使用极限值

②纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡

③纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合

从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意有以下几点：

在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；

避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；

在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；

纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；

纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；

纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.5%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；

纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方作就近填方，以减少借方和废方，接生土石方量，降低工程造价；

纵坡设计时，还应结合我过情况，适当照顾当地民间运输工具，农业机械、农田水利等方面的要求。

2.1.2纵坡设计的方法和步骤：

1准备工作

纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。

②标注纵断面控制点

纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控梁标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。

③试坡

试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。

试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。

前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。

以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。

④调坡

调坡主要根据以下两方面进行：

⑴结合选线意图。

将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。

若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。

详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。

调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。

调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。

⑤根据横断面图核对纵坡线

核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。

如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。

⑥确定纵坡线

经调整核对后，即可确定纵坡线。

所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。

坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。

变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。

变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。

2.1.3纵坡设计注意问题

应注意以下几点：

①在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。

②平竖曲线重合时。

要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。

③大中桥上不宜设置竖曲线。

如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。

④小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。

⑤注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。

⑥纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形欺负过大，纵坡不够理想，或则土石方工程量过大而育无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。

⑦计算设计标高

根据已定的纵坡和变坡点的设计标高，则可以计算出未设竖曲线以前各桩号的设计标高。

2.1.4竖曲线设计要求：

①宜选用较大的竖曲线半径。

竖曲线设计，首先确定合适的半径。

在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。

只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。

②同向曲线间应避免“断背曲线”。

同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线后复曲线。

③反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。

反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。

如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。

④应满足排水要求。

2.1.5纵段面设计步骤：

①根据地形图上的高程，以20m一点算出道路上各点的原地面高程，将各点高程对应地标于纵断面米格纸上，然后用直线连接各点，注意港口、河的标法，画出道路纵向的原地面图。

2确定最小填土高度

3由于路基要保证处于干燥或中湿状态以上，所以查表得粉性土时路槽底至地下水的临界高度为1.7~1.9m时为干燥状态，由于地下水平均埋深为1.0m，路面厚度一般为60~80cm,所以算出最小填土高度为1.6m.。

③拉坡

首先是试坡，试坡以“控制点”为依据，考虑平纵结合、挖方、填方以及排水沟设置等众多因素初步拟订坡度线。

然后进行计算，看拉的坡满不满足控制点的高程，满不满足规范要求，如不满足就进行调坡。

调坡时应结合选线意图，对照标准所规定的最大纵坡、坡长限制以及考虑平纵线形组合是否得当进行调坡。

在纵断面设计事，由于港口较多，再加上平面设计时没有注意平纵组合，在港口附近设置平曲线，所以在拉坡时不能做到“平包竖”，在线形上存在不足，但经计算，其他方面都满足标准。

竖曲线各项指标：

表2.1竖曲线指标表

设计车速（km/h）

120

最大纵坡（％）

1.67

最小纵坡（％）

0.5

凸形竖曲线最小半径（m）

一般值

17000

极限值

11000

凹形竖曲线最小半径（m）

一般值

6000

极限值

4000

竖曲线长度（m）

一般值

120

最小值

100

（1）、根据设计得知：

拟定R=17000，则：

竖曲线内桩号的高程计算

已知k126+974的高程为111.592m

计算公式为：

右半部分：

左半部分：

其中：

曲线上任意点到曲线起点（左半曲线）或终点（右半曲线）的水平距离。

直线上点到相邻变坡点的距离

起点桩号=K126+974-103.7=K126+870.3起点高程=111.592-103.7

0.5％=111.074

终点桩号=K126+974+103.7=K127+077.7终点高程=111.592+103.7

-0.72％=110.845

加桩K126+890处横距X1=（K126+890）-（K126+870.3）=19.7m

竖距Y1=X12/2R=0.011

切线高程=111.592-84×0.5%=111.172

设计高程=111.172-0.011=111.161

K126+910处横距X1=（K126+910）-（K126+870.3）=39.7m

竖距Y1=X12/2R=0.046

切线高程=111.592-64×0.5%=111.272

设计高程=111.272-0.046=111.226

K126+930处横距X1=（K126+930）-（K126+870.3）=59.7m

竖距Y1=X12/2R=0.105

切线高程=111.592-44×0.5%=111.372

设计高程=111.372-0.105=111.267

K126+950处横距X1=（K126+950）-（K126+870.3）=79.7m

竖距Y1=X12/2R=0.187

切线高程=111.592-24×0.5%=111.472

设计高程=111.472-0.187=111.285

K126+974处横距X1=103.7m

（曲中点）竖距Y1=X12/2R=0.316

切线高程=111.592

设计高程=111.592-0.316=111.276

K126+998处横距X1=（K127+077.7）-（126+998）=79.7m

竖距Y1=X12/2R=0.187

切线高程=111.592-24×0.72%=111.419

设计高程=111.419-0.187=111.232

K127+018处横距X1=（K127+077.7）-（127+018）=59.7m

竖距Y1=X12/2R=0.105

切线高程=111.592-44×0.72%=111.275

设计高程=111.275-0.105=111.17

K127+038处横距X1=（K127+077.7）-（127+038）=39.7m

竖距Y1=X12/2R=0.046

切线高程=111.592-64×0.72%=111.131设计高程=111.131-0.046=111.095

K127+058处横距X1=（K127+077.7）-（127+058）=19.7m

竖距Y1=X12/2R=0.011

切线高程=111.592-84×0.72%=110.987

设计高程=110.987-0.011=110.976

表2.2竖曲线计算表

K126+890

19.7

0.011

111.172

111.161

K126+910

39.7

0.046

111.272

111.226

K126+930

59.7

0.105

111.372

111.267

K126+950

79.7

0.187

111.472

111.285

K126+974

103.7

0.316

111.592

111.276

K126+998

79.7

0.187

111.419

111.232

K127+018

59.7

0.105

111.275

111.17

K127+038

39.7

0.046

111.131

111.095

K127+058

19.7

0.011

1110.987

110.976

（2）、根据设计得知：

拟定R=17000，则：

竖曲线内桩号的高程计算

已知变坡点K127+830的高程为105.452m

计算公式为：

右半部分：

左半部分：

其中：

曲线上任意点到曲线起点（左半曲线）或终点（右半曲线）的水平距离。

直线上点到相邻变坡点的距离

起点桩号=K127+830-137.7=K127+692.3起点高程=105.452+137.7

0.72％=106.443

终点桩号=K127+830+137.7=K127+967.7终点高程=105.452+137.7

0.9％=106.691

再按照第一个变坡点计算加桩的横距，竖距，切线高程和设计高程，并列表如下：

表2.3竖曲线计算表

K127+730

37.7

0.042

106.172

106.13

K127+750

57.7

0.098

106.028

105.93

K127+770

77.7

0.178

105.884

105.706

K127+790

97.7

0.281

105.74

105.459

K127+810

117.7

0.407

105.596

105.189

K127+830

137.7

0.557

105.452

104.895

K127+850

117.7

0.407

105.632

105.225

K127+870

97.7

0.281

105.812

105.531

K127+890

77.7

0.178

105.992

105.814

K127+910

57.7

0.098

106.172

106.074

K127+930

37.7

0.042

106.352

106.31

（3）、根据设计得知：

拟定R=30000，则：

竖曲线内桩号的高程计算

已知K128+527的高程为111.752m

计算公式为：

右半部分：

左半部分：

其中：

曲线上任意点到曲线起点（左半曲线）或终点（右半曲线）的水平距离。

直线上点到相邻变坡点的距离

起点桩号=K128+527-115=K128+412起点高程=111.752-115

0.9％=110.717

终点桩号=K128+527+115=K128+642终点高程=111.752+115

1.67％=113.672

再按照第一个变坡点计算加桩的横距，竖距，切线高程和设计高程，并列表如下：

表2.4竖曲线计算表

K128+427

0.004

110.852

110.848

K128+447

0.02

111.032

111.012

K128+467

0.05

111.212

111.162

K128+487

0.093

111.392

111.299

K128+507

0.15

111.572

111.422

K128+527

115

0.22

111.752

111.532

K128+547

0.15

112.086

111.936

K128+567

0.093

112.42

112.327

K128+587

0.05

112.754

112.704

K128+607

0.02

113.088

113.068

K128+627

0.004

113.422

113.418

3.路基设计表设计计算

3.1路拱坡度

查（JTGB01—2003）《公路工程技术标准》得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1-2%，故取路拱坡度为2%；硬路肩与行车到一致，土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%-2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。

3.2路基边坡坡度

由（JTGD30—2004）《公路路基设计规范》得知，当H<8m（H—路基填土高度）时，路基边坡按1：

1.5设计。

3.3护坡道

查（JTGB01—2003）《公路工程技术标准》得，当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1.0m的护坡道；当高差大于8m时，应设置宽2m的护坡道。

本设计的填土高度均小于8m，再结合当地的自然条件，护坡道均设置1.0m，且坡度设计为4%。

3.4边沟设计

查（JTGD30—2004）《公路路基设计规范》得边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：

1.0-1：

1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。

少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：

2-1：

3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。

本设计路段地处丘陵区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1:

1.5。

3.5横断面设计步骤

①根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。

②根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。

③根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。

④绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。

设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。

一般直线上的断面可不示出路拱坡度。

⑤计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。

由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里路基土石方数量汇总表。

3.6超高设计

为抵消车辆在曲线路线上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。

合理的设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。

当汽车等速行驶时，圆曲线上所产生的离心力是常数，而在回旋线上行驶则因回旋线曲率是变化的，其离心力也是变化的。

因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。

在公路工程施工中，路面的超高横坡及正常路拱横坡是不便于用坡度值来控制，而是用路中线及路基，路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。

因此，在设计中为便于施工，应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路中线的高差。

所谓超高值就是指设置超高后路中线，路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。

本公路为整体式路基，路拱为2%，硬路肩为3%，土路肩为3%，

有规范地P=1/175，ib=3%,则：

因为是四车道，所以LC=56×1.5=84m,超高过渡段仅在回旋线上的某一区段上进行。

超高方式采用绕中央分隔带边缘旋转超高。

因为R>250m.所以不设加宽，只设超高

双坡阶段：

K127+180

内侧：

外侧：

K127+200

内侧：

外侧：

K127+220

内侧：

外侧：

旋转阶段

K127+240

内侧：

外侧：

K127+260

内侧：

外侧：

K127+280

内侧：

外侧：

K128+320

内侧：

外侧：

K128+340

内侧：

外侧：

K128+360

内侧：

外侧：

全超高阶段

内侧：

外侧：

终结得表：

表3.1超高表

K127+180

-0.16

-0.24

-0.2585

0.115

0.0325

0.0175

K127+200

-0.16

-0.24

-0.2588

0.04

-0.046

-0.0607

K127+220

-0.16

-0.24

-0.258

-0.0355

-0.118

-0.133

K127+240

-0.16

-0.24

-0.258

-0.11

-0.194

-0

展开阅读全文