毕业设计（论文）-内蒙某二级公路工程设计.doc

南京工业大学本科生毕业设计内蒙某二级公路工程设计（a标段）摘 要本设计为a标段（总长8.8km）工程施工图设计，首先根据工程设计要求确定本道路等级为二级公路。本公路设计速度60km/h、路基宽度10m，车道宽度4.252m,交通工程及沿线设计等级为b级。对已给的设计资料进行了分析，查找相应的技术规范，确定了设计需要的各种参数。在平面图中进行选线，然后又对道路路线进行了平面设计，本路线有两段曲线设置缓和曲线，并设置超高。纵断面设计中满足了平纵面线性组合设计中的各种要求。在横断面设计中，确定了横断面组成及各种要素后，绘制横断面图。路基设计的基本内容，是确定路基边坡的形状和坡度。路面设计内容包括路面类型和结构设计。通过本次设计不但了解了设计公路的各种步骤，而且也能熟练地运用autocad进行制图，同时也学会了应用纬地道路设计软件。本设计部分采用软件设计分析。设计包括线形设计，平纵横断面设计，路基路面（沥青路面）设计，路基防护，排水系统和沿线设施设计。关键词：二级道路 线形设计 沥青路面 排水系统 iabstractthis design is line section a sign section（total length 8.8km）engineering design，first of all, according to the engineering design requirements sure this road was grade secondary road。the highway design speed was 60km / h, roadbed width 10m, road width 4.25 * 2m, traffic engineering and design along the grade of class b。have been designed to give the data were analyzed to find the appropriate technical specifications to determine the needs of the various design parameters. in plan view for line selection, and then carried out on the road alignment graphic design, this route has two transition curve settings and set high. profile met the flat vertical surface in the design of linear combination design of the various requirements. in the cross-sectional design, make sure that the various elements of composition and cross section after section view drawing. the basic content of the roadbed design is to determine the shape and slope of embankment slope. pavement design content including road type and structure design.through this design not only to understand the various steps of the design of roads, but also be proficient in the use of autocad for drawing, but also learned to apply weft to road design software. the design part is the software design and analysis。design includes geometric design，flat cross-section design，foundation and pavement（asphalt pavements）design，sugared protection，drainage system and along the facility design。keywords：the secondary roads ; linear design ;asphalt pavement; drainage system.i1南京工业大学本科生毕业设计目 录摘 要iabstractii第一章 概述及设计技术标准的确定11.1工程概述11.2沿线自然地理特征11.2.1自然地理条件11.2.2地质条件21.2.4自然生态环境31.3公路等级的选用41.4技术标准及设计原则51.4.1技术标准51.4.2设计原则6第二章 路线平面设计72.1选线72.1.1道路选线的一般原则72.1.2选线方法和步骤82.1.3平原微丘区选线要点92.1.4路线方案拟定与比选1022定线112.2.1定线的任务和影响因素112.2.2定线方法122.2.3纸上定线的工作步骤132.3平面设计142.3.1概述142.3.2平面设计的要求152.3.3平曲线参数的确定172.3.4曲线要素计算182.3.5逐桩坐标计算212.4道路平面设计图22第三章 路线纵断面设计233.1概述233.2纵断面设计原则233.3平纵组合设计243.3.1设计原则243.3.2平曲线与竖曲线的组合243.4纵断面设计规定253.4.1纵坡253.4.2坡长253.5竖曲线设计273.5.1竖曲线要素的计算273.5.2竖曲线半径的选择283.5.3竖曲线最小半径和最小长度293.6纵断面设计方法和步骤30第四章 路线横断面设计324.1概述324.2 公路横断面组成及类型324.2.1公路横断面组成324.2.2公路横断面类型324.3公路横断面设计334.3.1路拱坡度设计334.3.2坡道334.3.3中央分隔带形式设计334.3.4超高设计344.4横断面绘制344.5土石方的计算和调配34第五章 路基设计365.1路基设计的一般要求365.2路基设计365.2.1路基类型365.2.2路基宽度的确定365.2.3路基高度的确定375.2.4路基边坡坡度的选择375.2.5路基压实标准的选择385.2.6护坡道38第六章 路面设计396.1路面结构组成396.2路面类型选择及结构层设计406.2.1设计原则406.2.2路面类型的确定406.2.3设计理论与方法416.2.4路面结构设计426.3路面结构设计步骤426.4沥青路面设计426.3.1标准轴载与轴载换算426.4.2轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算446.4.3 新建路面结构厚度计算456.5水泥混凝土路面设计476.5.1标准轴载与轴载换算476.5.2新建单层水泥混凝土路面设计48第七章 排水设计517.1排水方法517.2路基排水设计原则517.3 常用路基地面排水设备517.3.1边沟517.3.2排水沟527.4排水设计53第八章 绿化设计54结 语56参考文献57致 谢59v南京工业大学本科生毕业设计iv南京工业大学本科生毕业设计第一章 概述及设计技术标准的确定1.1工程概述x501线白日乌拉至乌兰察布段公路位于锡林郭勒盟苏尼特左旗(简称东苏旗)及正镶白旗境内，属于x501 线的一部分，起点位于苏尼特左旗白日乌拉，接满都拉图至白日乌拉段公路终点，终点终止于正镶白旗乌兰察布，与明安图至乌兰察布段公路终点段顺接，主要控制点：白日乌拉苏木、巴颜淖尔、乌兰察布苏木。路线总体走向呈北南方向。本项目地理位置在地处东经1113011512，北纬42484505之间,路线基本走向是由北向南。路线起点位于苏尼特左旗的白日乌拉东，桩号为k0+000，接x501 线满都拉图至白日乌拉段终点，路线全长八公里多。全线内没有河流，没有铁路。1.2沿线自然地理特征1.2.1自然地理条件白日乌拉至乌兰察布段公路工程路线自县道501线满都拉图至白日乌拉公路南端引出，沿高平原南下，穿越布朗查干淖尔湖泊沼泽地后，进入浑善达克沙地，行走于沙漠腹地，结束于乌兰察布苏木。线路北端为高平原草场，植被覆盖较好；线路中南部为沙漠腹地，植被覆盖较差。沿线仅有少量居民点，经济发展较为滞后。1.地形地貌活动沙丘（地）植被覆盖率一般小于5%，半固定沙丘（地）植被覆盖率一般小于20%。半固定及流动沙地段以新月形沙丘单体居多，少量紧密相连呈沙丘链，沙丘高差1025 m 不等，两翼不对称。迎风侧（wnw 侧）平缓（1025），背风侧稍陡（2540）。迎风面有少量植被覆盖（小于20%）；丘顶宽40150m，表面显波状条纹；背风侧砂质疏松，易坍滑。2.气象特征本工程所处地段为中温带半干旱，干旱大陆性气候区。冬季寒冷漫长，夏季温凉降雨集中。年平均气温1.52.8，一月是全年气温最低的月份，平均气温为1921，7月最热气温在2122，最大日温差15；年平均降水量197.5，集中在6、7、8月，日最大降水量大于50，最大连续降水日数为10天；年平均蒸发量2458；年平均风速4m/s,历年最大平均风速为28m/s,主导风向为西风和西北风，大风日数最多为159天，46上旬大风日数最多，一般23天出现一次，春季常出现沙尘暴，致使空气很混浊，能见度低，影响放牧和交通，最大积雪厚度为22，最大季节冻土深度2.95m。1.2.2地质条件1.地质构造线路所处的大地构造单元属天山蒙古褶皱系，内蒙古华力西晚期褶皱带，浑善达克中新生代凹陷。这种差异性的升降运动，使一部分地区在上新世以后相对隆起，另一部分相对凹陷。线路沿线广泛分布的新生代地层均没有完全固结成岩，特别是第四系风积沙，给构造形迹的观察带来很大的困难。据区测资料、地质调绘和勘探均未有效揭示断裂特征。而且该公路工程没有控制性的桥梁，因此地质构造对工程没有影响。2.水文地质沿线地下水主要有第四系孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型。第四系孔隙潜水主要分布于线路沿线的低洼地和湖盆。孔隙潜水赋存于第四系砂类土含水层中。地下水埋深大多在0.35m，局部地段埋藏较深，主要受大气降水补给。基岩裂隙水主要赋存于第三系上统的中细粒长石石英砂岩、泥质细砂岩、钙质砂岩中。地下水分布不均，主要补给来源为大气降水及侧向径流补给，补给条件差。基岩裂隙水不发育，地下水位埋深随地形变化。3.地震根据gb18306-2001中国地震动峰值加速度区划图，线路沿线地震烈度小于度，地震动峰值加速度小于0.05g。1.2.4自然生态环境1.自然环境本项目位于内蒙古中部锡林郭勒盟苏尼特左旗境内及正镶白旗北部，地处内蒙古高原东南部。路线自北向南经过四个不同的地貌单元：北部高平原区，中部布朗查干淖尔沼泽湿地区，南部浑善达克沙丘区，以及浑善达克沙地以南的高平原微丘区。沿线降水量少，地表水不发育，仅有少量季节性内陆河流及泽淖。2.生态环境（1）土壤：受地层、岩性、成土条件、区域气候、植被等因素的综合影响，本工程沿线土壤有风沙土、栗钙土、棕钙土、灰色草甸土等类型。（2）植物资源：路线所经地带属温带干旱、半干旱大陆性季风气候区，植被覆盖率低，植被类型为荒漠草原植被和典型草原植被。典型植物有克氏针茅、羊草、柠条、黄柳、沙蒿等。工程影响范围内无珍稀濒危植物及珍贵野生药材。(3）野生动物资源：因水土流失严重和生态环境破坏，野生动物种类和数量逐年减少，工程影响范围内无珍稀濒危动物及国家一级保护动物。本地区国家二级保护动物有盘羊、黄羊、秃鹫、白天鹅等。(4)水土流失现状：公路所经区域为内蒙古自治区政府划定的水土流失重点防治区，生态环境脆弱。3.环境敏感区本线所经区域地广人稀，工程沿线5 范围内无自然保护区、风景名胜区、水源保护区、文物古迹、湿地、森林公园等特殊环境敏感区。路线两侧仅有少量散在居民，沿线200m范围内无学校和医院分布。1.3公路等级的选用公路等级应根据公路的功能、路网规划和设计交通量，结合项目所在地区的综合运输体系，社会经济等因素，经论证后确定。国家及省属干线公路可选用高速公路、一级公路或二级公路，交通量不大的干线公路或一般县乡公路可选用三级公路，交通量小得县乡公路可选用四级公路。一条公路可根据其功能和设计交通量等情况分段采用不同的公路等级、设计速度及车道数，但应相应地结合地形条件选择合适的变更点。预测的交通量介于一级与高速公路之间时，拟建公路为干线公路，宜选高速公路；拟建公路为集散公路，宜选用一级公路。干线公路宜选用二级或二级以上的公路。交通量资料如下：表1-1 设计交通量（辆）车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量小客车2500解放ca10b19.4060.851双950黄河jn15049.00101.601双850交通sh36160.00110.002双2.0600太脱拉13851.40802双2.0300吉尔13025.7559.501双450小客车和中型载重汽车折算系数如下：表12 汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小客车1中型车1.5大型车2托挂车3（注：交通增长率：=5%，道路必经点：无要求）初始年平均昼夜交通量为交通量：n1=2500+1.5（950+850+450）+（600+300）2.0=7675辆/日远景设计年限为12年的年平均昼夜交通量为：n2= n1（1+）=7675（1+5%）=13127辆/日最小值85m；(2) 圆曲线半径r一般最小半径700m；(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。在本设计中，共设两条平曲线，交点坐标分别为（4773924.398，500173.326）和（4770447.89，500162.512）。平曲线类型为直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线。取本标段第一个交点jd1为算列，计算如下：取 圆曲线半径 r=260(m) 缓和曲线长 ls=70（m） 转角 =332820.1 切线长： t=(r+p)tan+q=113.39730(m) 平曲线长：l=r+ls= 221.8922604(m) 外距： e=(r+p)sec-r =12.319915(m)主点桩号如下：jd1桩号为:k2+28.425直缓点桩号：zh=k2+215.027缓圆点桩号：hy=k2+285.027曲中点桩号：qz=k2+325.973圆缓点桩号：yh=k2+366.920缓直点桩号：hz=k2+436.920以此方法计算jd2，具体结果详见设计表格直线、曲线及转角表。2.3.5逐桩坐标计算1主线逐桩坐标计算公式（1）hz点（包括路线起点）至zh点之间的中桩坐标计算此段为直线，桩点的坐标按照以下公式计算： （2-12） （2-13）式中：为路线导线至的坐标方位角；为桩点至点的距离，即桩点里程与点里程之差；和为点的坐标。（2） zh点至yh点之间的中桩坐标计算此段包括缓和曲线和圆曲线，缓和曲线上面的各点坐标按缓和曲线参数方程计算： （2-14） （2-15）圆曲线上各点的计算公式为： （2-16） （2-17）其中：，为该点至hy或yh的曲线长，仅为圆曲线部分的长度。通过坐标变换将其转换为测量坐标x和y，坐标转换公式为： = （2-18）当曲线为左转角时，应以代入。（3） yh点至hz点之间的中桩坐标计算此段为第二段缓和曲线，缓和曲线上面的各点坐标按缓和曲线参数方程计算： （2-19） （2-20）通过坐标变换将其转换为测量坐标x和y，坐标转换公式为：= （2-21）当曲线为左转角时，应以代入。具体见逐桩坐标表。2.4道路平面设计图公路“路线平面设计图”是公路设计文件的主要图纸之一，它综合反映了路线的平面位置、线形和几何尺寸。路线平面设计图中应示出：沿线的地形、地物、线位及里程桩号、断链、平曲线主要桩位与其他交通路线的关系以及县以上境地界等；标注水准点、导线点及坐标网格或指北图示；示出特大桥、大中桥、隧道、路线交叉位置等；列出平曲线要素和交点坐标等。平面设计图的比例尺一般为1:20001:5000。15南京工业大学本科生毕业设计第三章 路线纵断面设计3.1概述纵断面设计是在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。纵断面设计的主要任务是根据汽车的动力特性、公路等级、地形、地物、水文地质，综合考虑路基稳定、排水以及工程经济性等，研究纵坡的大小、长短、竖曲线半径以及与平面线形的组合关系，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。纵断面图上由两条主要的线和文字资料两部分构成：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况