南阳至邓州一级公路道路桥梁与渡河工程——.docx

毕 业 设 计 论 文题 目： 南阳至邓州一级公路(A) K0+000-K2+800标段施工图设计 摘 要本设计是对南阳至邓州段山岭重丘区一级公路K0+000K2+800标段进行施工图设计。设计道路全长2800米，设计速度为80km/h,双向四车道。设计的内容包括平面线设计、纵断面设计、横断面设计、路基及挡土墙设计、路基路面防排水设计、桥涵设计、路面材料选择配合比设计及结构层厚度的拟定与验算。平面设计设一个平曲线，纵断面设计设一个竖曲线。路基宽度为24.5m，最大超高6%。路基路面排水设施有边沟、截水沟、排水沟、桥涵等。桥梁与路基同宽，采用装配式预应力混凝土连续箱梁桥。设有涵洞两座，分别为钢筋混凝土箱通和钢筋混凝土圆管涵。路面设计内容包括路面类型的确定和结构厚度设计，本设计路面采用沥青混凝土路面，设计路面结构为5层依次是4cm细粒式沥青混凝土、6cm中粒式沥青混凝土、8cm粗粒式沥青混凝土、20cm水泥石灰稳定碎石、20cm石灰粉煤灰碎石。设计后期用路面结构设计软件验算拟定结构层厚度是否满足要求。用纬地道路软件进行平、纵、横三维设计生成相应图表。关键词：平、纵、横断面设计，路基设计，桥梁设计，路面结构设计，纬地道路AbstractThe main task of the design is the construction design of Nanyang to Dengzhou section of mountainous and hilly highway K0, +000 to +800 tenders the K2. With its design speed of 80km / h and two-way four-lane , The length of this road is 2800 m . The design includes plane design, vertical section design, cross section design, roadbed and retaining wall design, subgrade and pavement selection mix formulation and checking design and structure layer thickness of the waterproof and drainage design, culvert design, pavement materials. Graphic design with a flat curve, longitudinal section design with a vertical curve. Subgrade width of 24.5m, maximum superelevation 6%. Subgrade and pavement drainage facilities in a ditch, ditches, drains, and so on. The bridge and roadbed width, using prefabricated prestressed concrete continuous box girder bridge. A culvert two, respectively for the reinforced concrete box and reinforced concrete pipe culvert. A culvert two, respectively for the reinforced concrete box and reinforced concrete pipe culvert. Pavement design includes determining thickness and structure design of pavement type, the design of pavement with asphalt concrete pavement, pavement structure design of 5 layers are fine 4cm asphalt concrete, 6cm medium-grained asphalt concrete, 8cm coarse asphalt concrete, cement stabilized gravel, 20cm 20cm of lime flyash gravel. The design of the pavement structure design software checking out the structural layer thickness meets the requirements. Flat, vertical, horizontal three-dimensional design generates the corresponding chart of hintsoftroad software.Key words: flat, vertical, cross-sectional design, the design of embankment, bridge design, pavement structure design, Weft of road目 录前 言11 绪论21.1 设计资料21.1.1 道路所在地区的气象资料21.1.2 沿线的工程地质及水文地质情况21.1.3 沿线的植被及土壤分布情况21.1.4 道路建筑材料及分布情况21.1.5 交通量资料21.2 设计标准32 平、纵、横三维设计52.1 选线52.2 平面线形设计52.2.1 平曲线线形设计一般原则62.2.2 平纵横综合设计62.2.3 路线方案比选72.2.4 平面线形要素组合计算82.2.5 桩号复核与验算92.3 纵断面设计102.3.1 纵断面设计概述102.3.2 纵坡设计112.3.3 平、纵线形组合设计112.3.4 竖曲线122.4 横断面设计142.4.1 横断面组成及其类型142.4.2 横断面设计步骤162.4.3 平曲线加宽设计172.4.4 超高设计172.4.5 超高的计算192.4.6 土石方的计算和调配193 路基设计213.1 路基设计213.2 路基排水设计243.3 路基防护与加固244 挡土墙设计274.1 挡土墙的构造274.2 挡土墙的布置284.3 挡土墙土压力计算与稳定性验算295 路面结构设计325.1 基本资料325.2 路面结构层分层325.2.1 面层335.2.2 基层335.2.3 垫层335.3 路面类型的选择345.4 沥青路面设计345.4.1 设计任务345.4.2 设计原则355.4.3 标准轴载及轴载当量换算355.4.4 设计年限累计当量标准轴载数和设计弯沉值375.4.5 初拟路面结构385.4.6 路面材料配合比设计与参数的确定395.4.7路面结构层厚度确定405.4.8 方案比选455.5路面排水设计455.5.1路面表面排水455.5.2中央分隔带排水465.5.3路面内部排水465.5.4边缘排水系统466 桥涵方案设计476.1 桥涵设计的基本要求476.2 方案设计476.3平面布置48结束语49致谢50参考文献51前 言尉邓线南阳至邓州段一级公路，是河南省一级公路网规划中的一条重要线路，是南阳连接邓州通向湖北的一个高等级公路出口，同时又是服务南水北调中线工程的一条重要道路，全长50.4km，双向四车道，设计时速80km/h。建设南邓一级公路，将填补南阳没有一级公路的空白，实现南阳南部高速公路、一级公路和二级公路的有机结合，对完善我市路网结构，发挥公路网的整体效益，提高通行能力，具有十分重要的意义。本设计为南阳至邓州一段一级公路的设计，以此作为我们毕业设计题目有很强的实用性。毕业设计是对大学四年所学专业课知识的总结与应用，是对我们实践能力的考验，是每个毕业生毕业时期必修的课程，本人通过参考相关规范要求综合四年所学并在老师的指导下做出此设计。通过本设计能使我们在进行公路施工图设计方面进行一次全面的系统的训练，使我们能综合运用大学所学课程,系统地巩固基本理论和专业知识，培养分析问题和解决问题的独立工作能力;提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,掌握公路设计原则、设计方法、步骤。同时，树立正确的设计思想及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,具体解决各种级别公路的设计。为今后工作打下良好的基础并能提高我的综合运用知识的能力同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。本设计为山岭重丘区一级公路，双向四车道，设计时速为80km/h。平面设计设一个平曲线，纵断面设计设一个竖曲线。路基宽度为24.5m，设6m高路堑挡土墙。排水设施有边沟、截水沟、排水沟、涵洞。路面结构面层采用4cm细粒式沥青混凝土6cm中粒式沥青混凝土8cm粗粒式沥青混凝土，基层采用20cm水泥石灰稳定碎石，垫层设20cm级配砂砾。1 绪论1.1 设计资料该地区属于山岭重丘区，地形图比例为1:2000。1.1.1 道路所在地区的气象资料河南南阳属于我国二级区划区，处于北温带属大陆性气候春季干旱夏热多雨秋季温和冬季寒冷。年均气温14.86。年均降水量578.2毫米蒸发量19078毫米，主导风向为东北风和西北风。南阳主要天气气候为冬季为暴雪、低温；大雾天气较多；夏季为暴雨秋季连阴雨。1.1.2 沿线的工程地质及水文地质情况地形多为丘陵和重丘地段。地层岩性主要为冲积卵石层和强弱风化基岩层。卵石层埋深3.14.2米，具有较强的透水性；强风化片岩，易钻进。该区地下水埋深一般为1.503.00米；在平原微丘地貌、山岭重丘地貌区，由于地形较高，基底岩性的含水性和给水性差，大气降水主要以地表径流形式排泄，地下水位相对较深，在沟底一般为1.502.00米。沿线山体稳定，无不良地质状况，沿线土质为黏性土。1.1.3 沿线的植被及土壤分布情况境内土地大面积已开垦为农田，植被覆盖主要是农作物，山区树木较多，常绿树种和落叶树组成的混交林，沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。1.1.4 道路建筑材料及分布情况沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。有小型采石场和石灰厂，水泥、钢材均需外购。沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。1.1.5 交通量资料 近期交通量车型数量小汽车3000黄河JN1501180东风EQ140960解放CA10B755太脱拉138460交通增长率：6.4%。1.2 设计标准表1.1主要技术指标表指 标 名 称单 位技 术 指 标公 路 等 级4车道 一级公路设 计 速 度km/h80行 车 道 宽 度27.50路 基 宽 度24.50桥 面 全 宽24.50平曲线半径极 限 最 小250 一 般 最 小400 不设超高最小2500 竖曲线半径凸型极限最小3000一般最小4500 凹型极限最小2000 一般最小3000竖曲线长度凸型极限最小70一般最小170凹型极限最小70一般最小170当V60km/h时直线最小长度同向曲线间6V反向曲线间2V中间带中央分隔带宽极限值1.5一般值2左侧路缘带宽极限值0.25一般值0.5中间带宽度极限值2.5一般值3.0土路肩宽度一般值0.75极限值0.75最 大 纵 坡 6最 小 纵 坡0.5合 成 纵 坡10最 大 超 高 6设计洪水频率路基及大、中、小桥、涵洞1/100特大桥1/300车辆荷载等级桥涵、路基公路-级路面标准轴载100kN2 平、纵、横三维设计2.1 选线道路选线的主要内容是结合各种地形条件解决路线的布局和位置问题，所涉及的线形是路线与自然地形条件之间的关系。选线是在规划道路的起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。期间，注意正确处理建设与其建设项目的关系，正确处理好路线与其他专业的关系，正确处理设计、施工、运营之间的关系等。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，进行多方案比选，才能定出最合理的路线来。（1）起终点的位置高速公路和一级公路都以重要城市，港站、码头或大型工矿基地为起迄点或中间控制点，其具体位置应根据路网规划的路线总方向和城市规划方案综合选定。由于本设计的终点是后一位同学路边设计的起点，所以需考虑后一位同学的地形情况，因此应该从宏观上把握整个设计的地形地质情况进行比选确定。（2）经过沿线城镇的路线布置高速公路与一级公路与沿线城镇的关系除了公路的性质还要结合城镇发展规划，其连接方式主要有穿越、绕行或以支线连接。距城镇规划区25km为宜，最大不要超过8km。（3）选线要点 山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，主要分为沿河线、越岭线、山脊线三种选线方式。用平均坡度，争取高度，不无谓地展长路线。为纵坡设计留有余地。一般应从困难地段向平易地段展线。展线地段若无特殊要求，一般不应采用反向坡度。 特大桥是路线基本走向的控制点，中小桥和涵洞位置应服从路线走向，但斜交过大时（50米时，T=10米。Lj50米时可取T=5米，其余同前。 由于本设计最小平曲线半径为400米大于250米，故无需加宽设计。2.4.4 超高设计超高指的是汽车在圆曲线上行驶时，受横向力或离心力作用会产生滑移或倾覆，为抵消车辆在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力，保证汽车能安全、稳定、满足设计速度和经济、舒适地通过圆曲线，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡 。由汽车在曲线上行驶的力的平衡方程式，可得公式：计算超高，先要确定横向力系数值，当设计速度为80km/h时，的拟合公式： 速度v是驾驶员根据路况和环境条件变化实际采用的行驶速度，计算时，速度v应采用实际行驶速度，约为设计速度的70%90%。本设计采用80%v，即64km/h。计算结果如表2.6。 圆曲线半径R（m）横向力系数值超高值（%）4000.066.6本设计公路等级为一级公路，并且是有中间带的公路，所以该设计超高方式是绕中央分隔带边缘旋转。即将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。超高计算公式如下表：边超高位置计