资源描述
序言
毕业设计是对我们大学所学专业知识回顾和提升,做好设计能为我们以后学习和工作打下坚实基础。
公路交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务公共基础设施,是衡量一个国家经济实力和现代化水平关键标志。中国从“七五”开始,公路建设进入了高等级公路建设新阶段,近几年伴随公路等级不停提升,路桥方面知识得到越来越多应用。
此次设计中,利用了纬地设计程序、AutoCAD、公路路面设计系统等程序。查阅了相关资料后,做了以下工作:
1明确设计任务依据和概况。包含设计标准和标准,沿线筑路材料等。
2确定公路等级和技术标准。
3平面设计,包含平面线形设计、纵断面设计、横断面设计。平面线形设计首先确定路线方案依据孙家驷主编《道路勘测设计》(人民交通出版社),依据选线通常要求,综合考虑沿线地形、地物、地质、水文条件等影响原因,根据选线步骤选定一条切实,可行方案。纵断面线形设计是依据已经确定路中线位置,结合所经地面起伏情况,在地面上确定各中桩点具体位置和桩号,并用内插法计算各点面地面高程。
4路基设计。利用《土力学》(中国建筑工业出版社)、《基础工程》(中国建筑工业出版)、邓学均主编《路基路面设计》(人民交通出版社)各项要求对挡土墙进行设计。
5路面设计。路面结构设计是依据《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)、《路基路面工程》(人民交通出版社)要求,完成各项指标设计。
6小桥涵、平面交叉口设计。
本设计内容全方面地包含了交通土建专业所学知识,是一次全方面设计演练。设计应达成技术要求为满足实际施工要求,即所设计内容正确、可行。为此,设计过程中要以设计规范为准绳,严格控制各设计内容满足规范和相关条例要求。限于时间和经验不足等方面原因,在设计过程中难免有不尽合理和完善之处,尽请指正。
第一章 道路线形设计
1.1设计要素确定
1.1.1路线方案确定
在本设计中,地形复杂、地域范围很广,路线方案选择首先是在1:5000航测地形图上从较大面积范围内选定部分细部控制点,连接这些控制点,形成路线布局,此时路线雏形已经显著勾画出来。
1.1.2确定道路等级
公路依据交通量及其使用功效、性质分为五个等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。
依据所给资料,查《公路工程技术指标》,先确定按一级公路标准建设,双向4车道,路基宽度26米,设计车速为100km/h。
1.2选线
1.2.1一级公路只要技术指标
公路几何指标计算、确定和复核表 表1.1
计算行车速度(km/h)
100
纵坡大于(%)
0.3
行车道宽度(m)
2×7.5
最大纵坡(%)
4
车道数
4
最小纵坡(%)
0.3~0.5
中间带
中央分隔带宽度(m)
通常值
2.00
坡长限值(m)
纵坡坡度(%)
3
1000
极限值
2.00
4
800
左侧路缘带宽度(m)
通常值
0.75
缓解段坡长小于(%)
3
极限值
0.50
合成坡度(%)
10.0
中间带宽度(m)
通常值
3.50
竖曲线
凸形竖曲线半径(m)
极限最小值
6500
极限值
3.00
通常最小值
10000
硬路肩宽度(m)
通常值
3.00
凹形竖曲线半径(m)
极限最小值
3000
极限值
2.5
通常最小值
4500
视距
停车视距(m)
160
竖曲线最小长度(m)
85
行车视距(m)
160
视觉所需最小竖曲线半径值(m)
凸形
16000
公路用地大于(m)
3m
凹形
10000
平曲线
极限最小半径(m)
400
V≥60km/h
同向曲线间最小直线长度(m)
6V
通常最小半径(m)
700
反向曲线间最小直线长度(m)
2V
不设超高最小半径(m)
4000
路基宽度(m)
通常值
26
最大半径不应大于(m)
10000
改变值
24.5
最小长度(m)
170
最小坡长(m)
250
平曲线超高横坡小于(%)
10
缓解曲线最小长度m
85
路拱横坡(%)
1.0~2.0
1.2.2地形综述
地形条件:本路段有部分农田分布,渠道纵横交错,湖泊较多。天然建筑材料基础为零,需要全部运输。
地质条件:该地域地势平坦,地下水埋深平均为1.0m,路基土湿度较大,修筑时依据干燥条件要考虑填土高度。
气候条件:当地域气候温暖适宜,不易发生翻浆和冻胀情况。
1.2.3选线标准
平原地域公路选线应符合以下标准
(1) 依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和远景计划,正确处理好近期和远景关系,在总体计划指导下,合理选择方案。
(2) 认真领会任务书精神,深入现场,多跑、多看、多问、多比较,深入调查当地地形、气候、土壤、水文等自然情况,以利于选择有价值方案进行比较。
(3) 充足利用有利地形、地势,尽可能回避不利地带,正确利用技术标准,从行车安全、通畅和施工养护经济、方便着眼,对路线和地形配合加以研究,做好路线平、纵、横三方面结合,努力争取平面短捷舒顺,纵断面平缓、均匀,横断面稳定、经济。
平原地域河道密布、沟塘众多,在交通工程建设中,尤其是高等级公路建设中,桥涵结构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,桥涵结构物和沟塘处理费用要占总造价二分之一以上,所以所选路线直接影响着工程总造价。在选线时要作认真比较,绕避沟塘和降低中小桥涵数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短,交角变小,但这么往往又会使路线变小。对部分方案路线,进行估算比较后选择造价较低路线,有时在部分地段,因为地形限制,要达成一级路要求需要增加相当大费用;比如沿河路线要跨越该河时,因为该河较宽且为等级航道,假如达成一级公路技术标准,要么使大桥角度斜穿河道,要么在桥头设匝道,大桥大角斜穿河道对应就增加了桥长和跨径,角度越大增加越大,所需要费用也就越多;在桥头设置匝道,因为是等级航道,通航净空较大,桥头较高,要使匝道部分平曲线,竖曲线达成一级路要求,匝道将会很长,也就是说大大增加了路线长度,增加了费用。为了降低费用,在这些地段路线常采取规范要求极限值,甚至在极部分情况下,采取低于规范极限值标准,这么虽使部分地段标准有所降低却省了数目可观费用,同时经过交通工程设计如设置急速标识、减速车道、加速车道等,填补线形不足,使路线线形总体能达成设计要求。
(4) 充足利用土地资源,降低拆迁,就地取材,带动沿线城镇及地方经济发展。平原地域多数是鱼米之乡,土地肥沃,水资源丰富,不过人口密集,尤其是耕地尤为担心,人均耕地0.5~1.0亩,修一条高等级公路要占用很多土地,在选线时,要考虑到尽可能少占耕地,不破坏农田水系。常见方法是利用河堤,利用河堤好处较多,除了节省耕地,不破坏水系外,还有以下部分好处:①利用老路,这个地域以前低等级公路大多数在河堤上建筑,长久自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定,在路基处理时能够节省费用;②能够降低拆迁,因为有老路存在,沿线拆迁量降低;③因为河堤较高,能够节省土地用量,降低耕地开挖,节省了耕地;④能够带动沿线经济发展,河网地域城镇、乡村多倚河而建,各乡镇间距距离较小,大多不超出10km,多为部分低等级砂石路相连且人口较多,每个乡镇达成4~8 万人,当道路等级提升后,能够带动沿线很多行业发展,尤其是旅游业,因为交通便利,经济发展大为加紧;⑤有利于公路网路建设,利用老低等级公路网进行技术改建,提升技术标准,改造成新型高等级网络,能够加紧路网建设速度。
1.2.4平原一级公路选线依据
(1)平原一级公路选线依据关键有交通部颁发规范,实测和估计交通量,地形图,地方政府和建设单位下发文件,会议纪要,设计任务书等,它们是路线设计不可缺乏资料。
(2)实测和估计交通量
(3)地形图百分比为1:1000~1:5000,用于路线方案选择
(4)地方政府建设单位下发文件,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足满足这些要求
1.3 方案对比
1.3.1方案比选考虑关键原因
本设计关键考虑原因有:
1. 本一级路路线在铁路、公路等综合交通运输系统中作用,和沿线工矿、城镇等计划关系,和和沿线农田水利建设配合及用地情况。
2. 本道路建设对沿线自然条件影响。
3. 设计道路关键技术标准和施工条件影响。
1.3.2方案对比
本设计确定两个比选方案。
图1.1
两方案均符合平、竖曲线设计要求,比选内容见表3.1
方案比选表 表1.2
比较项目
方案一
方案二
路线总长
4159.269m
4584.36m
线形
平均圆曲线半径比方案2小,路线顺畅
平均圆曲线半径较方案2大,路线较顺畅
交点数目
3个
3个
占用农田房屋情况
较方案2少
较方案1多
平曲线最小半径
800
600
安全评价
安全
安全
征地拆迁
较方案2少
较方案1多
竖曲线
5个
6个
桥梁
1座中桥,2座小桥
2座中桥,3座小桥
方案优点
比方案一利用老路较多,曲线转角较小
沿线经过村庄较多,可充足利用地形
方案缺点
施工较复杂,需要做交叉口
土石方量比较多,转角比较大
方案比较
推荐方案
参考方案
说明: 两个方案均采取直线,缓解曲线,圆曲线相结合措施,均符合平曲线设计要求,全部是可行方案,两个方案平竖曲线均满足规范,满足平纵组合“平”包“纵”,和乡道,水渠数次相交,均采取通道、涵洞形式。由表1.2也能够看出很多方面原因差异不大,关键在线形、施工和造价上,方案一拆迁数较少,占用耕地、房屋和蔬菜温室少于方案二,填挖较小,方案一线形也很好,无隧道,工程造价低,对于一级公路来说,综合考虑选方案一。
1.4道路平面设计
1.4.1线形说明
图1.2平面线形
综合考虑以上选线标准,本设计选择线形以下:
交点坐标表 表1.3
X
Y
QD
3631495.7747
491703.5939
JD1
3631493.1610
49.0435
JD2
3631305.9256
493215.7825
JD3
3631465.7179
494789.1157
ZD
3631782.0677
495794.0176
转 角 表 表1.4
转角
度数
1
8°25′02.6″
2
14°41′28.8″
3
11°40′30.4″
角度大于7°,符合要求
交点间距离表 表1.5
交点
间距L(m)
QD-JD1
415.460
JD1-JD2
1211.297
JD2-JD3
1581.427
JD3-ZD
1053.520
1.4.2平曲线设计
平面设计中,交点处平曲线设计应使平面线形直捷、连续、顺适,并和地形、地物相适应,和周围环境相协调,尽可能确保平面线形均衡和连贯,长直线尽头不能接以小半径曲线,高低标准之间要有过渡,避免连续转弯,平曲线应有足够长度。
θ
图示1.3 交点基础型曲线
以JD1计算为例
JD1初拟R=1350m 100m 转角=8°25′02.6″
平曲线要素计算:
R=1350m 100m
q==50
p==0.31
=2o07'23"
T=(R+p)tan+q=(1350+0.31)×tan(8o25'0.26"/2)+50=149.364
L=(8o25'0.26"-22o07'23")+100×2=298.381
L=L-2=298.381-2×100=98.381
J=2T-L=2×149.364-298.381=0.347
E=(R+p)sec -R=(1350+0.31)sec-1350=4.0
式中:——转角,°;
R——曲线半径,m;
——缓解曲线长度,m;
L——平曲线中圆曲线长,m;
L——曲线全长,m;
T——切线长,m;
E——外距,m;
q——切线增加值,m;
p——曲线内移值,m;
——缓解曲线角度,°。
用一样方法可求得JD2和JD3平曲线要素,见表。
平曲线几何要素 表1.6
交点
R
T
E
L
J
JD1
1350
8o25'02.6"
149.364
4.0
298.381
100
0.347
JD2
800
14o41'28.8"
153.191
7.145
305.130
100
1.253
JD3
1000
11o40'30.4"
152.277
5.631
303.770
100
0.785
验算直线段距离是否符合要求:
JD1,JD2之间直线段=1211.297-149.364-153.191=907.774m>2V=200m,符合规范要求。
JD2,JD3之间直线段长=1581.427-153.191-152.277=1275.959m>6V=600m,符合规范要求。
1.4.3主点桩号计算
以JD1计算为例
QD:K0+000.00
JD1:K0+315.460
K0+315.460-149.364= K0+166.096
K0+166.096+100.000= K0+266.096
K0+266.096+98.381= K0+364.477
K0+364.48+100.000= K0+464.48
K0+464.48-298.381/2= K0+315.29
K0+315.29+0.347/2= K0+315.46
校核无误。
JD2和JD3计算过程同上,见下表。
平曲线主点桩号表 表1.7
主点
JD1
JD2
JD3
ZH
K0+166.096
K1+373.168
K2+954.257
HY
K0+266.096
K1+473.168
K3+054.257
QZ
K0+315.29
K1+525.733
K3+106.141
YH
K0+364.477
K1+578.298
K3+158.026
HZ
K0+464.48
K1+678.298
K3+258.026
JD
K0+315.46
K1+526.359
K3+106.543
第二章 纵断面设计
纵断面线形设计关键是处理公路线形在纵断面上位置,形状和尺寸问题,具体内容包含纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面线形设计应依据公路性质、任务、等级和地形、地质、水文等原因,考虑路基稳定,排水及工程量等要求对纵坡大小,长短,前后纵坡情况,竖曲线半径大小及和平面线形组合关系等进行组合设计,从而设计出纵坡合理,线形平顺圆滑最优线形,以达成行车安全、快速、舒适,工程造价省,运行费用较少目标。
该路地处平原区,土地资源宝贵,本项纵断面设计采取小纵坡,微起伏和该区域农田相结合,尽可能降低路堤高度。路线纵断面按百年一遇,设计洪水位要求和确保路基处于干燥和中湿状态所需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 秒行程则加大竖曲线半径,使竖曲线首尾相接。另外,所选择半径还满足行车视距要求,另外,竖曲线纵坡最小采取0.3%以确保排水要求。
2.1纵坡设计标准
(1)纵坡设计必需满足《公路工程技术标准》各项要求;
(2)为确保车辆能以一定速度安全舒适地行驶,纵坡应含有一定平顺性,起伏不宜过大和过于频繁;
(3)纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑,视具体情况加以处理,以确保道路稳定和通畅;
(4)通常情况下纵坡设计应考虑填挖平衡,尽可能使挖方运作就近路段填方以降低借方和废方,降低造价和节省用地;
(5)平原微丘区地下水埋深较浅,或池塘、湖泊分布较广,纵坡除应满足最小纵坡要求外,还应满足最小填土高度要求,确保路基稳定;
(6)在实地调查基础上,充足考虑通道、农田水利等方面要求;
2.2纵坡设计方法和步骤
①准备工作
纵坡设计前,应先依据中桩和水准统计点,绘出路线纵断面图地面线,绘出平面直线,曲线示意图,写出每个中桩桩号和地面标高和土壤地质说明资料,并熟悉和掌握全线相关勘测设计资料,领会设计意图和要求。
②标注纵断面控制点
纵面控制点关键有路线起终点,关键桥梁及特殊涵洞,隧道控制标高,路线交叉点,地质不良地段最小填土和最大控制标高,沿溪河线控制标高,关键城镇经过位置标高及受其它原因限制路线中须经过控制点、标高等。
③试坡
试坡关键是在已标出“控制点”纵断面图上,依据技术和标准,选线意图,考虑各经济点和控制点要求和地形改变情况,初步定出纵坡设计线工作。试坡关键点,可归纳为“前后照料,以点定线,反复比较,以线交点”几句话。
前后照料就是说要前后坡段统盘考虑,不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是根据纵面技术标准要求,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措施,移动坡度线,反复试坡,对多种可能度线方案进行比较,最终确定既符合标准,又确保控制点要求,而且土石方量最省坡度线,将其延长交出变坡点初步位置。
④调坡
调坡关键依据以下两方面进行:⑴结合选线意图。将试坡线和选线时所考虑坡度进行比较,二者应基础相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象,则应全方面分析,找出原因,权衡利弊,决定取舍;⑵对照技术标准。具体检验设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减和平纵线形组合是否符合技术标准要求,尤其要注意陡坡和平曲线、竖曲线和平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方坡度是否合理,发觉问题立即调整修正。
调整坡度线方法有抬高、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、少变动填挖为标准,方便调整后纵坡和试定纵坡基础相符。
⑤依据横断面图查对纵坡线
查对关键在有控制意义特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、关键桥涵及人工结构物和其它关键控制点断面等。
⑥确定纵坡线
经调整查对后,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。坡度值通常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。变坡点高程是依据路线起点设计标高由已定坡度、坡长依次推算而来。
设计纵坡时还应注意以下几点:
1 在回头曲线地段设计纵坡,应先按回头曲线标准要求确定回头曲线部分纵坡,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,位置组合合理合适,尽可能避免不良组合情况。
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,并注意桥上线形和桥头线形改变均匀,不宜突变。
4 小桥涵上许可设计竖曲线,为确保路线纵面平顺,应尽可能避免出现急变“驼式纵坡”。
5 注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇周围、陡坡急变处纵坡特殊要求。
6 纵坡设计时,如受控制点约束造成纵面线形起伏过大,纵坡不够理想,或土石方工程量过大而无法调整时,可用纸上移线措施修改平面线形,从而改善纵面线形。
7 计算设计标高
依据已定纵坡和变坡点设计标高,则能够计算出未设竖曲线以前各桩号设计标高。
2.3 竖曲线设计要求:
①宜选择较大竖曲线半径。竖曲线设计,首先确定适宜半径。在不过分增加工程数量情况下,宜选择较大竖曲线半径,通常全部应采取大于竖曲线通常最小半径数值,尤其是前后两相邻纵坡代数差小时,竖曲线更应采取大半径,以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其它特殊困难不得已时才许可采取极限最小半径。
②同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线,尤其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,通常由直坡段连续,亦能够相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段,直坡段长度通常大于计算行车速度行驶3s 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。
2.4平纵组合设计标准
(1)平曲线和竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于竖曲线;平曲线和竖曲线大小应保持平衡;
(2)暗、明弯和凸、凹竖曲线组合应合理悦目;
(3)平、竖曲线应避免不妥组合;
(4)注意和道路周围环境配合,以减轻驾驶员疲惫和担心程度,并可起到引导视线作用。
本设计避开了平纵组合设计,所以不需设计。
2.5纵断面竖曲线设计
图1.4
1.变坡点K0+680处,切线高程4.99m
R=14000m i1=0.302% i2=-0.341%
竖曲线长 m
切线长度 m
外距 m
竖曲线起点桩号:K0+680-45= K0+635m
竖曲线起点高程:4.99-45×0.302%=4.85m
竖曲线终点桩号:K0+680+47.4= K0+725m
竖曲线终点高程:4.99-45×0.323%=4.84 m
中间各点高程以桩距25m按公式计算。
变坡点1竖曲线计算表 表2.1
桩号
未设竖曲线高程(m)
横距x(m)
竖距 (m)
设计高程(m)
K0+635
4.85
0
0.00
4.85
K0+660
4.90
25
0.022
4.88
K0+680
4.99
45
0.075
4.92
K0+720
4.86
25
0.022
4.84
K0+725
4.84
0
0.00
4.84
变坡点bp2、bp3、bp4、bp5竖曲线计算方法同上。
2.变坡点K1+250处,切线高程3.04m
R=11000m i1=-0.341% i2=0.472%
变坡点2竖曲线计算表 表2.2
桩号
未设竖曲线高程(m)
横距x(m)
竖距 (m)
设计高程(m)
K1+205.3
3.19
0
0.000
3.19
K1+230.5
3.14
25
0.028
3.17
K1+250.0
3.04
44.7
0.091
3.13
K1+269.7
3.17
25
0.280
3.20
K1+294.7
2.25
0
0.000
3.25
3.变坡点K2+150处,切线高程7.30m
R=10000m i1=0.472% i2=-0.533%
变坡点3竖曲线计算 表2.3
桩号
未设竖曲线高程(m)
横距x(m)
竖距 (m)
设计高程(m)
K2+099.7
7.06
0
0.000
7.06
K2+124.7
7.14
25
0.031
7.12
K2+150.0
7.30
50.3
0.127
7.17
K2+175.3
7.13
25
0.031
7.10
K2+200.3
7.03
0
0.000
7.03
4.变坡点K2+830处,切线高程3.67m
R=10000m i1=-0.533% i2=0.335%
变坡点4竖曲线计算 表2.4
桩号
未设竖曲线高程(m)
横距x(m)
竖距 (m)
设计高程(m)
K2+786.6
3.90
0
0.000
3.90
K2+811.6
3.80
25
0.031
3.83
K2+830.0
3.67
43.4
0.094
3.76
K2+848.4
3.76
25
0.031
3.79
K2+873.4
3.82
0
0.000
3.82
5.变坡点K3+400处,切线高程5.58m
R=14000m i1=0.334% i2=-0.320%
变坡点5竖曲线计算 表2.5
桩号
未设竖曲线高程(m)
横距x(m)
竖距 (m)
设计高程(m)
K3+354.2
5.43
0
0.000
5.43
K3+379.2
5.49
25
0.022
5.47
K3+400.0
5.58
45.8
0.075
5.51
K3+420.8
5.49
25
0.022
5.47
K3+445.8
5.43
0
0.000
5.43
第三章 横断面设计
3.1横断面技术设计
图3.1 路基示意图
3.1.1路基宽度
依据设计资料,再查《公路工程技术标准》(JTGB01—)得公路等级为一级,车道数确定四车道。再查《公路工程技术标准》得一级公路车速为100km/h 四车道路基宽度通常值为26m,最小值为24m,取设计车道宽度为3.75m,得总车道宽度为3.75×4=15m,取左右硬路肩宽度各为3m,土路肩0.75m,中央分隔带宽度为3.5m,总计26m。
3.1.2路拱和边坡坡度
查《公路工程技术标准》(JTGB01—)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%;路肩横向坡度通常应较路面横向坡度大1%~2%,故取路肩横向坡度为 4%,路拱坡度采取双向坡面,由路中央向两侧倾斜。
由《公路路基设计规范》得悉,当 H<6m(H—路基填土高度)时,路基边坡按1:1.5 设计。
3.1.3护坡道
查《公路工程技术标准》(JTGB01—)得,当路肩边缘和路侧取土坑底高差小于或等于2m 时,取土坑内侧坡顶可和路坡脚位相衔接,并采取路堤边坡坡度,当高差大于2m 时,应设置宽1m 护坡道;当高差大于6m 时,应设置宽2m 护坡道。本设计填土高度均小于6m,再结合当地自然条件,护坡道均设置1m,且坡度设计为4%。
3.1.4边沟设计
查《公路路基设计规范》(JTG D30-)得边沟横断面通常采取梯形,梯形边沟内侧边坡为1:1.0~1:1.5,外侧边坡和挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段土质边沟可采取三角形横断面,其内侧边坡宜采取1:2~1:3,外侧边坡坡度和挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区,故宜采取梯形边沟,且底宽为0.5m,深0.5m,内侧边坡坡度为1:1。
图3.2 边沟示意图(单位:cm)
3.2横断面设计步骤
⑴依据外业横断面测量资料点绘横断地面线。
⑵依据路线及路基资料,将横断面填挖值及相关资料(如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓解段长度、平曲线半径等)抄于对应桩号断面上。
⑶依据地质调查资料,示出土石界限、设计边坡度,并确定边沟形状和尺寸。
⑷绘横断面设计线,又叫“戴帽子”。设计线应包含路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等,在弯道上断面还应示出超高、加宽等。通常直线上断面可不示出路拱坡度。
⑸计算横断面面积(含填、挖方面积),并填于图上。
3.3路基土石方计算
3.3.1调配要求和方法
1.调配要求
⑴土石方调配应按先横向后纵向次序进行。
⑵纵向调运最远距离通常应小于经济运距(按费用经济计算纵向调运最大程度距离叫经济运距)。
⑶土石方调运方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输影响,通常情况下,不跨越深沟和少做上坡调运。
⑷借方、弃土方应和借土还田,整地建田相结合,尽可能少占田地,降低对农业影响,对于取土和弃土地点应事先同地方商议。
⑸不一样性质土石应分别调配。回头曲线路段土石调运,要优先考虑上下线竖向调运。
2.调配方法
土石方调配方法有多个,如累积曲线法、调配图法、表格调配法等,因为表格调配法不需单独绘图,直接在土石方表上调配,含有方法简单,调配清楚优点,是现在生产上广泛采取方法。
表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方法。通常采取分段调用。
表格调配法方法步骤以下:
1)准备工作
调配前先要对土石方计算进行复核,确定无误后方可进行。调配前应将可能影响调配桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表示出来。
2)横向调运
即计算本桩利用、填缺、挖余,以石代土时填入土方栏,并用符号区分。
3)纵向调运
确定经济运距
依据填缺、挖余情况结合调运条件确定调配方案,确定调运方向和调运起讫点,并用箭头表示。
计算调运数量和运距
调配运距是指计价运距,就是调运挖方中心到填方中心距离减去无偿运距
4)计算借方数量、废方数量和总运量
借方数量=填缺—纵向调入本桩数量
废方数量=挖余—纵向调出本桩数量
总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量
5)复核
横向调运复核
填方=本桩利用+填缺
挖方=本桩利用+挖余
纵向调运复核
填缺=纵向调运方+借方
挖余=纵向调运方+废方
总调运量复核
挖方+借方=填方+借方
以上复核通常是按逐页小计进行,最终应按每公里累计复核。
6)计算计价土石方
计价土石方=挖方数量+借方
3.3.2土石方计算
两桩号间路基土石方数量,即两桩号横断面间体积,为简化计算,通常将其视为一棱柱体,两桩号横断面即棱柱体两个底面,两桩号里程差即棱柱体高,按平均断面法计算其体积为
式中 ——两桩号间土方数量 (m3);
、——两桩号断面面积 (m2);
L——两桩号中线距离 (m)。
3.4超高计算
为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生离心力,在该路段横断面上设置外侧高于内侧单向横坡,称为超高。当平曲线半径小于不设超高最小半径时,应在曲线上设置超高。超高横坡度依据公路等级、计算行车速度、平曲线半径大小,并结合路面类型和车辆组成等条件确定。
此次设计设计速度为100km/h,查《公路工程技术标准》(JTG B01-)得,不设超高圆曲线最小半径为600m。
因为平面曲线半径均大于250m(),均不需加宽计算。
1、平曲线超高值
超高缓解段长度:依据公路等级设计速度和平曲线半径查表得超高值ic=5.0%取Lc=Lh=100m;横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高坡度5%时 ,
超高渐变率
满足要求,故可取
2、计算各桩号处超高值
超高方法为绕中央分隔带边缘处旋转,土路肩和直缓点或缓直点前3m处和路拱横坡相同,为2%,然后内外侧横坡同时旋转至超高5%。
图3.4 断面位置及超高横断面示意图
当超高横坡达成最大值5%时,
超高内侧离原地面高差为,
12×(5%-2%)-3.75×2%=0.285m。
超高外侧离原地面高差为,
12×(5%+2%)+3.75×2%=0.915m。
超高横坡在2%-5%之间,采取线性内插得到离原地面高差。
平曲线1超高值计算表 表3.1
桩号
说明
超高高差(m)
左
中
右
K0+166.096
ZH
0.075
0
0.075
K0+191.096
-0.128
0
0.135
K0+216.096
-0.181
0
0.345
K0+241.096
-0.234
0
0.555
K0+266.096
HY
-0.286
0
0.915
K0+291.096
-0.286
0
0.915
K0+315.261
QZ
-0.286
0
0.915
K0+340.261
-0.286
0
0.915
K0+364.426
YH
-0.286
0
0.915
K0+389.426
-0.128
0
0.555
K0+414.426
-0.234
0
0.345
K0+439.426
-0.128
0
0.135
K0+464.426
HZ
0.075
0
0.075
平曲线2超高值计算表 表3.2
桩号
说明
超高高差(m)
左
中
右
K1+373.168
ZH
0.09
0
0.09
K1+398.168
-0.250
0
0.22
K1+423.168
-0.391
0
0.05
K1+448.168
-0.391
0
0.23
K1+473.168
HY
-0.510
0
0.62
K1+498.168
-0.510
0
0.62
K1+523.168
-0.510
0
0.62
K1+525.000
QZ
-0.510
0
0.62
K1+550.000
-0.510
0
0.32
K1+570.000
-0.510
0
0.24
K1+578.298
YH
-0.510
0
0.24
K1+603.298
-0.391
0
0.23
K1+628.298
-0.391
0
0.05
K1+653.298
-0.250
0
0.22
K1+678.298
HZ
0.09
0
0.09
平曲线3超高值计算表 表3.3
桩号
说明
超高高差(m)
左
中
右
K2+954.257
ZH
0.076
0
0.076
K2+979.257
-0.23
0
0.15
K3+004.257
-0.35
0
0.05
K3+029.257
-0.41
0
0.26
K3+054.257
HY
-0.61
0
0.61
K3+079.257
-0.61
0
0.61
K3+104.257
-0.61
0
0.61
K3+106.141
QZ
-0.61
0
0.61
K3+131.141
-0.61
0
0.61
K3+156.141
-0.61
0
0.61
K3+158.026
YH
-0.61
0
0.61
K3+183.026
-0.59
0
0.43
K3+200.000
-0.44
0
0.30
K3+225.000
-0.35
0
0.12
K3+250.000
-0.23
0
0.22
K3+258.026
HZ
0.076
0
0.076
第四章 路面结构层设计
4.1沥青路面设计标准
(1)路面结构设计应依据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,亲密结合当地实践经验,将路基路面作为一个
展开阅读全文