某省道兴化至泰州段建设工程设计.docx
《某省道兴化至泰州段建设工程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某省道兴化至泰州段建设工程设计.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
某省道兴化至泰州段建设工程设计
某省道兴化至泰州段建设工程设计
摘要：
本设计为某省道兴化至泰州段建设工程设计，包括方案、路线、路基路面、排水系统以及沿线主要配套设施的设计。
本工程设计速度为80km/h，本次设计包括道路平面设计,道路纵断面设计,道路横断面设计,路基设计，沥青路面设计，路基路面排水设计，桥涵及附属构造物设计等。
本设计的路线，纵断面设计共设3个边坡点，最大坡度为0.818％，最小坡度为0.33％。
竖曲线半径分别有25000m，15000m，20000m（自己改）。
路基宽度为26m，行车道宽度为3.75m，土路肩0.75m，硬路肩3m，中央分隔带3.5m。
路面结构中，面层采用沥青混凝土（13cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土（厚度3cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度6cm）；基层采用石灰土（厚度为45cm）；底基层采用碎石灰土（厚度为25cm）。
本路段设计桥涵2座桥，结合桥头地质情况综合考虑灌溉、排涝及地方出行的要求进行桥跨布置。
关键词:
工程设计纵断面横断面路基设计沥青路面设计桥涵及附属构造物设计
Abstract:
Thedesign,constructionandengineeringdesign,includingthedesignofprograms,routes,subgradeandpavement,drainagesystems,aswellasalongthemainsupportingfacilitiesoftheprovinceRoadXinghua,Taizhousegment.Thisengineeringdesignspeedof80km/h,thisdesignincludestheroadgraphicdesign,roadverticalalignmentdesign,roadcross-sectionaldesign,thedesignofembankment,asphaltpavementdesign,subgradeandpavementdrainagedesign,bridgeandsubsidiarystructuresdesign.
Thisdesign,too,ProfileDesign,3slope,themaximumgradientof0.818%,theminimumslopeof0.33%.Verticalcurveradiusof25000m,15000m,20000m（change）.Roadbedwidthof26m,thecarriagewaywidthof3.75m,0.75msoilshoulderhardshoulder3m,thecentralmedianof3.5m.Pavementstructure,thesurfacelayerofasphaltconcrete（13cm）,thesurfacelayerisfine-grainedtypedense-gradedasphaltmixsoil（thickness3cm）inthesurfacelayeringrain-typedense-gradedasphaltconcrete（thickness4cm）,thefollowinglayerofcoarsegraintypedense-gradedasphaltconcrete（thickness6cm）;primarycalcareoussoil（thickness45cm）;sub-basegraveldust（thickness25cm）.Thedesignofthesectionsofbridgesandculverts2bridge,combinedwiththethebridgeheadgeologicalconditionsconsideringthetravelrequirementsofirrigation,drainageandlocalbridgespanarrangement.
Keywords:
engineeringdesignlongitudinalcross-sectionalroadbeddesignasphaltpavementdesignbridgesandculvertsandancillarystructuresdesign
第一章工程概况说明
1.1道路基本资料
省道兴化至泰州段建设工程的先导段均为新建路段，起于主线与233省道改线段交叉口，终于主线与333省道改线段交叉口。
技术标准：
采用一级公路标准，设计速度100km/h；桥涵设计荷载采用公路-I级。
1.2沿线气象、水文、地形地质情况
1.2.1地形、地貌
路线所经区域地形地貌特征为黄河冲积平原，区域地质构造复杂。
地下水位埋深较浅，属第四系孔隙潜水，主要由大气降水补给及河水补给。
地下水对混凝土具结晶弱腐蚀性，局部地段对混凝土具中等腐蚀性。
本工程所在地区地质以亚粘土和亚砂土为主，含水量高。
1.2.2气象
（1）气候特征
项目所在地区位于我国东部沿海地带，属于北亚热带湿润气候区，兼有海洋性和大陆性气候特征，具有春秋短、冬夏长，四季分明的特点。
季风特征明显，雨量充沛、光照充足。
春秋阴湿多雨，冷暖交替，气温变化幅度大；夏季始梅雨绵绵，盛夏后多晴朗天气，温度高、日照多、蒸发大，常有台风暴雨；秋季多晴朗天气，气候凉爽宜人，当10月
下旬常有秋雨连绵；冬季多干燥、晴冷天气，降水少，时有霜冻出现。
灾害性天气主要有暴雨、台风、冰雹、连阴雨等。
（2）气温
历年平均气温14.8℃。
7月份气温最高，月平均气温27.2℃，1月气温最低，月平均1.6℃。
历年极端最高温度39.2℃（1953年8月24日），极端最低气温-14.9℃（1969年2月6日）。
（3）降水、蒸发
历年平均降水量1037.5mm，历年平均蒸发量1410mm。
最大年降水量为2080.8毫米，最大日降水量为200.6mm，最大时降水量为78.8mm。
7月份降水量最大，占年降水量的23.4%。
12月份降水量最小，仅占全年降水量的2%。
一年之中降雨量集中在6月至9月份。
蒸发量以5月下旬、6月上旬和7月下旬最大，旬蒸发量65mm以上。
年平均蒸发量和降水量之差386mm，蒸发量一般大于降水量。
（4）湿度
历年平均湿度78%。
一年之中7、8两月份最大，月平均84～86%，1、2两月份最小74～75%。
（5）日照
历年平均日照数为2305.6小时，年日照百分率52%。
8月份日照时数最多，平均每天8小时以上，占可照时数61%；4月份日照时数最少，平均每天仅5～6小时，占可照时数48%。
（6）霜、雪
无霜期较长，历年平均无霜期227天。
初霜日期为11月11日左右，终霜日期大约为3月27日。
常年积雪天数4～8天。
最大冻土深度18cm，最大积雪深度21cm。
（7）风况
季风气候明显，常年风向以东南风居多，频率26%；次为东北风，频率22%。
历年平均风速3.6m/s，最大风速28米/秒（10级），但次数不多，几率为5年一遇。
一年之中，4月份风速最大，为4.1米/秒，三月份次之，为4.0米/秒。
1.2.3区域地质构造
本区位于建湖隆起以南的东台坳陷内，基底受中生代、古生代褶皱控制，地质构造较为复杂，可大致分为：
东西向构造：
包括洪泽~建湖东西向隆起带和南京~南通东西向构造带，主要为断续分布的走向东西或近东西的隆起、坳陷及褶皱、压扭性断裂构成，表现为南北隆起，中部下陷，控制着新中代的沉积。
华夏式构造：
为燕山期以来的北东向构造，表现在金湖~东台坳陷内以凹陷、凸起和断裂为主，较大凹陷有金湖凹陷、高邮凹陷，凸起有泰州、吴堡低凸起，断裂则控制着凹陷与凸起的边界，较大断裂有泰州~安非断裂、兴化陈家堡~大丰县小海断裂。
新华夏系构造：
主要有新生代金东坳陷中的新华夏系片断及泰县~金坛新华夏系坳陷带。
1.2.4地震效应
本区域位于郯庐断裂带东侧，扬州~铜陵地震带上。
地震分布受活动构造体系或断裂带控制，主要集中于吕良~宝应~秦南一带的北区及仪征、扬州、镇江、丹阳一带的南区，三级以下有感地震频繁，较大地震有1624年扬州地震（6.0级），1913年、1930年镇江东部地震（5.25级）。
1.3设计依据及设计标准
设计文件依据下列规范、规定进行编制：
（1）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
（2）《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）
（3）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）
（4）《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）
（5）《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）
（6）《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）
（7）《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）
（8）《公路排水设计规范》（JTJ018-97）
（9）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
（10）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
（11）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
（12）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）
（13）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）
（14）《公路工程地质勘察规程》（JTJ064-98）
（15）《公路工程桥位勘测设计规程》（JTJ062-91）
（16）《道路交通标志标线》（GB5768-1999）
（17）《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81-2006）
（18）《公路交通安全设施施工技术规范》（JTGF71-2006）
（19）《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2006）
（20）《江苏省干线公路勘察设计指南》（送审稿）
（21）《江苏省公路标志标线实施指南（试行）》
（22）《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》
（23）《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分
第二章路线平面设计
2.1选线设计
2.1.1平原地区公路路线特点：
平原地区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、河叉、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。
平原地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。
而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增厂了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。
2.1.2平原一级公路设计要求及特点
平原地区一级公路工程技术标准应为汽车专用公路，工程技术标准要求较高，要求设计行车速度达到100km/h；平曲线不设超高最小半径2500m,一般最小半径400m，极限最小半径250m；竖曲线最大纵坡不大于5%，坡段最小长度不小于200m，凸形竖曲线极限最小半径3000m，一般最小半径4500m，凹形竖曲线极限最小半径2000，一般最小半径300m，竖曲线最小长度70m；路基顶宽不小于23m；设计洪水频率为百年一遇，要达到这样高的技术标准，是比较困难的，因为设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路
材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。
2.1.3平原一级公路选线原则及依据
选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。
2.1.4平原地区公路选线应符合以下原则
（1）．根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。
（2）．认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。
（3）．充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从性车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。
平原地区河道密布、沟塘众多，在交通工程建设中，特别是高等级公路建设中，桥涵构造物及沟塘软基处理增多，使得工程造价大大增加，在一级公路中，桥涵构造物和沟塘处理费用要占总造价的一半以上，因此所选路线直接影响着工程的总造价，在选线时要作认真的比较，绕避沟塘和减少中小桥涵的数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短，交角变小，但这样往往又会使路线变小，对一些方案的路线，进行估算比较后选择造价较低的路线，有时在个别地段，由于地形限制，要达到一级路的要求需要增加相当大的费用，例如沿河路线要跨越该河时，由于该河较宽且为等级航道，如果达到一级公路技术标准，要么使大桥角度斜穿河道，要么在桥头设匝道，大桥大角斜穿河道相应就增加了桥长和跨径，角度越大增加越大，所需要的费用也就越多；在桥头设置匝道，由于是等级航道，通航净空较大，桥头较高，要使匝道部分平曲线，竖曲线达到一级路要求，匝道将会很长，也就是说大大增加了路线长度，增加了费用，为了减少费用，在这些地段的路线常采用规范规定的极限值，甚至在极个别情况下，采用低于规范极限值的标准，这样虽使个别地段标准有所降低却省了数目可观的费用，同时通过交通工程的设计如设置急速标记、减速车道、加速车道等，弥补线形的不足，
使路线线形总体能达到设计要求。
（4）．充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。
平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧张能，人均耕地0.5~1.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系，常用的方法是利用河堤，利用河堤好处较多，除了节省耕地，不破坏水系外，还有以下一些好处：
①利用老路，这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的，长期的自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；②可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；③由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，接生了耕地；④可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过10km，多为一些低等级砂石路相连且人口较多，每个乡镇达到4~8万人，当道路等级提高后，可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；⑤有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。
2.1.5平原一级公路选线的依据
（1）平原一级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，，实测和预测交通量，地形图，地方政府以及建设单位下发的文件，会议纪要，设计任务书等，它们是路线设计不可缺少的资料。
（2）实测和预测交通量
（3）地形图比例为1：
10000~1：
50000，用于路线的方案的选择
（4）地方政府建设单位的下发的文件，会议纪要，设计任务书是对道路设计提车
要求，在路线设计时要能充分满足这些要求
2.1.6平原一级公路选线方案比选
从下图可以看出：
选线一：
各个方面都符合要求和规范
选线二：
因为选线，转角靠近河道，导致桥梁线形弯曲，所以不符合设计规范。
综合考虑最终选择线形一
2.2平面线形设计要求
2.2.1直线设计
公路平面线形由直线、平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。
直线路段，应根据路线所处地段的地形、地物、驾驶人员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布设。
直线的最大与最小长度的布设应有所限制，一条公路的直线与曲线长度的比例应合理。
《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）
选用直线线形时，应根据路线所处的地形、地物、地貌，并考虑驾驶者的视觉、心理等合理布设。
直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。
直线线形不宜过短，其最小直线长度为：
当计算行车速度≥60km/h时，同向曲线间的最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的6倍为宜；反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h）的两倍为宜。
2.2.2圆曲线设计
表2-1圆曲线半径表
设计时速（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
极限最小半径（m）
650
400
250
125
60
30
15
一般最小半径（m）
1000
700
400
200
100
65
30
不设超高的最小半径（m）
路拱
2%
5500
4000
2500
1500
600
350
150
路拱>2%
7500
5250
3350
1900
800
450
200
行驶在曲线上的汽车受到离心力的作用，离心力的大小与半径密切相关，半径愈小愈不利，所以平曲线半径应尽可能的采用较大值，只有在地形或其他条件受到限制时才可使
用较小的圆曲线半径。
选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。
一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。
圆曲线能较好地适应地形的变化，并可获得圆滑的线形,圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用较大半径,在确定半径时应注意以下几点:
（1）一般情况宜采用极限最小半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；
（2）地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；
（3）应同前后先行要素相结合,使之构成连续均衡的曲线线形；
（4）应同纵断面线形相结合,避免小半径曲线与陡坡相重合；
（5）每个弯道半径值的确定,应按技术标准根据实际选用。
2.2.3缓和曲线
直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接处，应设置缓和曲线。
由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。
《公路路线设计规范》中规定计算行车速度为80km/h的一级公路中缓和曲线最小长度是70m（见表4.2）。
表2-2缓和曲线最小长度
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
缓和曲线最小长度（m）
100
85
70
50
35
25
20
2.3计算算例
表2-3全线平曲线指标表
交点号
交点桩号
交点坐标
转角值（度分秒）
半径（米）
X
Y
起点JD0（A）
K0+000.00
3645371.747
487721.492
JD1（B）
K1+923.464
3647283.989
487928.968
27°37′09.4″左
1600
JD2（C）
K3+345.502
3648478.329
488728.858
39°18′50.9″右
1200
终点JD3（D）
K4+225.108
3649387.973
488641.228
1.设计的线形计算数据：
（2—1）
（2—2）
（2—3）
（2—4）
（2—5）
（2—6）
（2—7）
图2-2平曲线计算图
式中：
——切线转向角（º）；
R——曲线半径（m）；
Ls——缓和曲线长（m）；
T——切线长（m）；
E——外距（m）；
L——曲线全长（包括缓和曲线）（m）；
J——校正值（m）；
q——切线增长值（m）；
p——曲线内移值（m）；
——缓和曲线角（°）。
2.平曲线设计及线形要素和曲线上的五个基本桩号：
交点JD2桩号K3+345.502，R=1200m，Ls=120m转角α=右39°18′50.9″
一级公路车速80km/h,那么
59.995m
0.5m
=2.865°
34.251m
曲线长度
=
=943.393m
切线长度
=
=488.822m
外矩
=
=74.791m
1）五个基本桩号
JD2K3+345.502
-）T488.822
ZHK2+856.681
+）Ls120.00
HYK2+976.681
+）（L–Ls）（943.393-120=823.393）
HZK3+800.074
-）Ls120.00
YHK3+680.074
-）（L–2Ls）/2（943.393-240）/2=351.6965
QZK3+328.378
3.平曲线设计指标验证：
（1）缓和曲线长度LS>最小值70m；
（2）圆曲线半径R>一般最小半径400m；
（3）中间圆曲线长度L>最小长度（3s行程）；
（4）考虑线形协调性，缓和曲线：
圆曲线：
缓和曲线小于1:
2:
1，较为理想；
（5）平曲线为对称性基本型曲线。
第三章纵断面设计
3.1纵断面设计要求
纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。
直线有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示。
直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。
在直线的坡度转折处为平顺过度要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。
基本要求是纵坡均匀平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调，以及填挖经济、平顺。
具体体现如下：
（1）纵坡设计必须符
升级会员 