二级公路综合设计毕业设计.doc

毕业设计说明书课题名称 南宁至玉林二级公路综合设计学院(部) 公 路 学 院 专 业 班 级 学生姓名 学 号 04 月 26 日至 05 月 29 日共 7 周指导教师(签字)教学院长(签字)摘 要本设计为南宁到玉林二级公路综合设计。根据设计公路的交通量及其使用任务和性质，确定为双车道二级公路。道路所经地区为丘陵区，高差变化不大，但受地形等环境条件限制。全线总长5028米，有7个平曲线、5个竖曲线、14个过水涵洞，设计车速60km/h，路基一般宽度10m。路面为沥青混凝土结构。本设计说明书进行路线方案的论证，确定合适的设计方案，并推荐一个最佳方案进行详细的技术设计，包括路线的平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，环境评价等各方面内容。关键词：玉林，丘陵，二级公路，平、纵、横设计，路基，路面，排水, 沥青混凝土Abstract:The design is for a new built highway in YuLin Province of Guangxi. According to the given traffic volume service level and attribute of the proposed highway ,the highway is defined as the 2-class highway lies in the center of Guangxi Province of Guilin Province to Liuzhou , and the routine goes through Hilly region area. The length of the route is 5198.401 meters. There are 6 culverts , 4 plan curves , and 12 Water culverts along the routine .The desigh vehicle speed is 80km/h and the width of the subbase is 12m.The pavement is made up of cement concrete. The determination of highway grade ,horizontal alignment design ,vertical alignment design ,subgrade and drainage design, pavement design are described in this technical manaul. The determination of culverts location, type and span are also introduced in this derection.Key words: Hilly region, Second grade highway, Horizontal alignment design, Vertical alignment design, Subgrade, Pavement, Drainage, Asphalt concrete目录绪论1第一章 设计技术标准的确定21.1该公路的设计意义21.2沿线地貌，地形，地质，及自然地理特征21.2.1气候特点21.2.2降水量及地下水埋深31.2.3地形与地貌31.2.4地质与土质31.2.5植被、作物等概况31.3道路等级和主要技术指标的论证和确定41.3.1交通量计算及公路等级的选用41.3.2行车速度51.3.3最小半径的确定61.3.4最大纵坡、最小坡长、最大坡长；竖曲线最小半径和长度的确定71.3.5缓和曲线的确定81.3.6车道宽度、路肩宽度和路基宽度81.3.7视距的确定91.3.8本次设计主要技术指标9第二章 路线设计102.1路线平面设计102.1.1平面线形设计112.1.2平面设计中的基本原则122.1.3线形的设计步骤:122.1.4线形设计132.2路线纵断面设计142.2.1纵断面设计142.3路线横断面设计162.3.1查相关资料得各项技术指标172.3.2加宽的确计算17第三章 路基设计173.1路基横断面设计183.1.1 填方路基183.1.2 挖方路基183.2路基排水设计183.2.1路基排水设计的一般原则为：193.2.2常用的路基地面排水设备193.2.3边沟193.2.4截水沟193.2.5排水沟203.2.6 路基的强度与稳定性同水的关系213.2.7 地面水对路基产生冲刷和渗透213.3路基防护设计213.3.1 岩土填筑的路基213.3.2 坡面防护223.4路基处理223.5路基防护223.6路基施工的一般规定23第四章 路面设计244.1路面结构选取244.1.1路面设计基本原则244.1.2路面结构推荐244.2新建沥青混凝土路面设计254.2.1设计理论和方法254.2.2 面层254.2.3 基层254.2.4垫层274.2.5轴载分析27第五章 涵洞375.1涵洞的简介375.2涵洞的分类及设计中选择位置和形式375.3涵洞施工385.31施工准备385.3.2施工方法38第六章 其他沿线设施及环境保护40总 结42致 谢43参 考 文 献442第一章 绪论交通运输是国民经济的命脉，是联系工业与农业、城市与乡村、生产与消费的纽带，在政治、经济、军事、文化等方面都有重要的作用和地位。世界经济的发展证明，要实现国民经济的现代化，必须实现交通运输的现代化，同时交通运输的现代化程度，既反映国民经济的发展水平，也是综合国力的体现。从改革开放以来，我国的公路交通事业得到了迅速的发展，到2005年底中国公路总里程达到192万Km全国有十四个省区高速公路突破2000km，公路运输已经深入到经济建设和社会生活得各个方面，在国民经济中占有越来越重要的地位。高速公路的建设和使用，为汽车快速、高效、安全舒适的运行提供了良好的条件，标志着我国的公路运输事业和科学技术水平进入了一个崭新的时代。我国的公路建设虽然取得了很大成就，但公路的落后状态仍未得到改变，与发达国家相比还有很大差距。我国高速公路总量仅相当于美国上世纪六十年代初的水平，占公路网的比重大大低于一些发达国家，高速公路总量同我国人口、经济、资源的客观需求相比，存在较大的差距。另一方面，我国公路不仅数量少，而且等级偏低，多为三、四级路，路面质量差，这和我国公路的设计水平较低是分不开的。随着现代工业和现代科学技术的迅速发展,无论发达国家还是发展中国家都投入了大量的资金进行基础设施建设，公路已成为一个国家生产力是否发达的重要标志，也是一个国家实力的重要组成部分。第二章 设计技术标准的确定2.1该公路的设计意义南宁，广西壮族自治区首府，位于广西西南部，与越南社会主义共和国毗邻，是红豆的故乡，也是一座历史悠久的边陲古城，具有深厚的文化积淀，古称邕州，是一个以壮族为主的多民族和睦相处的现代化城市。南宁市的旅游资源十分丰富。早在宋代，当时的文人墨客就评出了古“邕州八景”（望仙怀古、青山松涛、象岭烟岚、罗峰晓霞、马退远眺、弘仁晚钟、邕江春泛、花洲夜月）。在国家实施西部大开发和建立中国东盟自由贸易区之际，具有承东启西，连南接北的区位优势，是中国经济快速发展的新区域和外商投资的新热点。玉林，古称郁林州，州郡史两千多年，玉林是广西东南部一座具有千年历史的古城；同时也是一座正在崛起的泛北部湾中小企业名城。现辖玉州区、福绵管理区、玉东新区(2009年12月6日挂牌成立)、北流市、容县、陆川县、博白县和兴业县。被评为“广西文明城市”，是全国最大的内燃机生产基地、全国最大的日用陶瓷生产出口基地之一，国家级的建材生产出口基地、皮革服装基地和食品加工基地，福绵管理区被誉为“世界裤都”，博白县获国家级“中国编织工艺品之都”称号，陆川县荣膺“中国铁锅之都”。全市有华侨及港澳台同胞100多万人，是广西最大、全国著名的侨乡。南宁至玉林二级公路的建设，使玉林接首府南宁又多了一条快捷通道，玉林作为广西北部湾经济区的4+2城市，与首府南宁的空间距离心理距离进一步拉近，玉林丰富的自然资源和农副产品资源将得到更好地开发利用。人流物流信息流将向玉林汇集，这条公路将是玉林实现较快发展的希望之路，也是玉林人民的幸福之路。这条公路对于南宁来说，更加巩固了其作为广西首府的交通枢纽的地位，有利于其在加快构建区域性物流基地、商贸基地和旅游开发。这条公路的建设不光是一条致富之路，更是一条和谐之路，汉族与少数名族共同发展之路。1.2沿线地貌，地形，地质，及自然地理特征1.2.1气候特点玉林市地处北回归线以南，属典型的亚热带季风气候，气候温和，年均气温21C，雨量充沛，年平均降雨量为1650毫米；光热充足，年平均日照时数为1795小时；无霜期长，年平均无霜期天数为346天。玉林市历史上没有出现过大旱大涝的年景。 玉林终年林木苍翠，鲜花盛开，一直来被人传为风水宝地，四季皆宜旅游。1.2.2降水量及地下水埋深路线所经地区面向热带海洋，降水量丰富。雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区。年降水量在16002000mm之间，其降雨特点为平原少于山区，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大雨期长2.54.5天。暴雨强度大，径流速度较快，一般汇水在10cm以下。汇流时间一般约为30分钟左右。潮湿系数为0.75-2.0之间。地下水埋深一般丘陵地区为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右。1.2.3地形与地貌路线所经地区地形为湿润?、低山及平原，属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过渡地区。丘陵、低山坡面陡峻，陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。该地区河流及沟谷水量丰富，地面径流资源丰富，水土流失不太严重。1.2.4地质与土质本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部。第四纪多残积层土质为砖红色粘性土、属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石风化破碎较重，丘陵地区属于自然营力的长期作用，局部地方有岩石出露。岩石以碳酸岩为主，花岗岩次之。据实地调查，路线所经山地丘陵区均按土质考虑,其中松土占30%，普通土占70%；路线所经山岭重丘区：(1)凡岩石悬崖地区，土层厚1米，为普通土，以下为岩石中，软石占40%，次坚石60%;(2)凡有土质陡坎地区，均为土质，其中松土占30%，普通土占30%，硬土占40%;(3)凡无陡坎悬崖地区，土层覆盖厚度约为1.5米左右，其中松土占10%，普通土占60%，硬土占30%，以下为岩石中，软石占30%，次坚石占40%，坚石占30%,土质密实，岩石风化程度中等。1.2.5植被、作物等概况根据中国自然地理区划，路线所经地区地处热带北部季雨林型长绿阔叶林-砖红壤性土小区，自然地理特征为热带湿润长绿林，林种主要有杉木，毛竹等用材林和油茶、油桐、剑麻等多种经济林。主要生长于山区和半山区的丘林地带。1.3道路等级和主要技术指标的论证和确定道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省而且美观的路线。1.3.1交通量计算及公路等级的选用公路等级的选用应根据公路的功能和规划交通量，结合项目所在地区的综合运输体系，远景发展，路网规划，经论证后确定。1、规划交通量的计算规划交通量（也称设计交通量）是指拟建道路到预测年限时所能达到的平均日交通量（辆/日），其值根据历年交通观测资料预测求得，目前多按年平均增长率计算确定。 （1.1）规划交通量起始年平均日交通量（辆/日）年平均增长率（%）n 预测年限（年）交通资料表序号汽车型号或车型交通量（辆/日）车辆折算系数合计1小汽车15001.015002解放CA157001.510503黄河JN1625002.010004东风EQ14010001.515005尼桑CWL40HD2003.06006长征CZ361150-2.0300由表可得起始年平均日交通量=1050+1000+1500+300=4450 辆/日由公式(1.1)可知=4450*（1+5.5%） =8020辆/日根据公路路线设计规范（JTG D202006）2.1.1得双车道二级公路应能将适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000-15000辆。经上述计算知到设计年限末的交通量为8020辆/日，在此区间内。2、公路的功能公路是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，公路运输在整个交通运输系统中也处于基础地位。此条新建公路，将惠及南宁与玉林地区以及沿线人民，成为两地政治、经济、文化、生活交流的又一大通道。3、公路的使用性质新建公路为干线公路，在自治区具有政治经济意义。4、远景发展此条道路在未来12年内，为玉林到南宁的快速路。随着经济的发展，人员物资的来往越来越密切，预测年平均增长率为5.5%，到第12年，此公路需满足交通量约为8020辆/日。5、路网规划新建公路是于南宁公路网计划的一部分，南宁市公路网发展规划规划到2020年，公路总里程达到11192.57公里，基本形成以南宁市为中心，以县城为 节点，以高速公路为主干，以国道、省道、县道、县际公路为骨架的高等级公路网，达到“一小时交通圈”的交通要求，实现交通现代化。从以上五个方面综合考虑，确定此条新建公路等级为二级，这样既能满足经济发展的需 求，又能使资源得到合理的利用，避免修建高速公路资金筹措的困难，也避免了因为路的等级低而造成的后续高养护费用问题。1.3.2行车速度公路工程技术标准JTG B012003 2.0.5各级公路设计速度规定如表公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度（km/h）1201008010080608060403020南宁地区为丘陵区，沿线地理复杂，该路设计为二级公路且为干线公路，故选用行车速度V=60km/h1.3.3最小半径的确定当汽车在弯道上行驶时，会受离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。此时水平力可以抵消离心力的作用。X=F*cos-G*sinY= F*sin+G*cos由于较小，故可视为sin=tg=ih， cos=1;所以，X=F-G*ih=G(v2/gR-ih)设=X/G=v2/gR-ih= V2/127R-ih，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。式中：R-平曲线半径（m）；-横向力系数；V-行车速度（KM/h）; v-行车速度(m/s); ih-横向超高系数。不产生横向倾覆的最小平曲线半径R V2/127(b/2hg+Ih);不产生横向滑移的最小平曲线半径R V2/127(h+ih)汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数值得大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般b2hg,而h0.5，所以h2.0m的路段，路床顶面以下060cm采用7%石灰土处理层。当基底土密实，地面横坡缓于1：5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土时应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截、引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石、块石或砂、砾等透水性材料。当路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑前进行压实，高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度（重型）不应小于85%，路基填土高度小于路床厚度（80cm）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准；基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。3.5路基防护（参考公路路基设计规范JTG D302004） 路基填土高度H3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护;当3mH4m时，设置单层衬砌拱；当4mH6m时，设置双层衬砌拱。拱内铺设草坪网布被，保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置C20号混凝土预制块至边沟内侧。路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm ,底宽80cm，个别小的河塘全部填土。3.6路基施工的一般规定（1）路基施工中各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况，做成2%4%的排水横坡，排水沟的出口应通至桥涵进出口处。（2）减少土地占用和环境污染。（3）施工过程中，当路堑或边坡内发生地下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、渗沟等设施降低地下水位。（4）当设计未规定取土坑位置或规