交通土建毕业设计（论文）-铜池高速池州段第十二标段设计.doc

全套图纸加扣 3012250582 1 目录 前言.1 1 原始资料.2 1.1 路线状况.2 1.2 地形、地貌、水文及社会状况.2 2 选线与定线.3 2.1 路线方案选择.3 2.2 本设计的定线.4 3 道路平面设计.5 3.1 平面线形要素的设置.5 3.2 路线象限角，方位角及转角的计算.5 3.2.1 象限角.5 3.2.2 方位角.5 3.2.3 转角.5 3.3 平曲线要素计算.5 3.3.1 平面线形的组合类型.5 3.3.2 平曲线半径及缓和曲线长.6 3.3.3 JD1 曲线要素计算.6 3.3.4 JD1 主点里程桩号计算.6 3.3.5 JD2 曲线要素计算.7 3.3.6 JD2 主点里程桩号计算.7 全套图纸加扣 3012250582 2 3.4 逐桩坐标计算.7 3.4.1 各个关键点坐标计算.7 4 道路纵断面设计.10 4.1 竖曲线设计.10 4.1.1 竖曲线设计几点注意：.10 4.1.2 竖曲线设计计算.10 4.1.3 合成坡度计算.11 4.2 平包竖组合设计验证.11 5 道路横断面设计.12 5.1 道路横断面组成设计.12 5.1.1 路幅布置类型的设计.12 5.1.2 行车道的设计.12 5.1.3 路肩的设计.12 5.1.4 中间带的设计.12 5.1.5 路拱的设计.12 5.2 道路加宽和超高设计.12 5.2.1 道路加宽设计.12 5.2.2 道路超高设计.12 5.2.3 停车视距.14 5.3 道路的建筑界限与道路用地设计.14 5.3.1 道路建筑限界设计.14 全套图纸加扣 3012250582 3 5.3.2 道路用地设计.14 5.4 路基土石方数量计算及调配设计.14 5.4.1 横断面面积的计算.14 5.4.2 填挖方体积计算.14 6 公路路基设计.15 6.1 路基类型的设计.15 6.2 路基横断面设计.15 6.3 特殊路基处理.15 6.4 路基附属设施设计.16 6.4.1 取土坑与弃土堆.16 6.4.2 护坡道与碎落台.16 6.4.3 错车道.16 6.4.4 护栏.16 6.4.5 排水.16 7 公路路面设计.17 7.1 路面设计的基本资料.17 7.2 路面设计的基本资料.17 7.2.1 以弯沉值为设计指标的轴载分析计算.17 7.2.2 以半刚性材料为设计指标的轴载分析计算.19 7.3 路面结构组合设计.20 7.4 沥青路面设计指标的确定.20 全套图纸加扣 3012250582 4 7.4.1 设计弯沉值的确定.20 7.4.2 材料容许层底拉应力的确定.20 7.5 计算路面结构层的厚度 .22 7.6 结构层层底拉应力的验算.22 8 施工组织设计.25 8.1 工程概况.25 8.2 主要工程量.25 8.3 业主对工期的要求.25 8.4 施工总平面布置.26 8.5 接电、接水布置.26 8.6 施工便道.26 8.7 办公生活设施.26 8.8 施工组织和计划安排.27 8.9 投入的主要施工机械、仪器设备.29 8.10 其他临时工程计划安排.31 8.11 工程质量管理目标 .32 8.11.1 总目标.32 8.11.2 单位工程目标.32 8.12 质量保证体系.32 8.12.1 质量保证体系框图.32 8.12.2 质量保证措施.32 9 概预算.33 全套图纸加扣 3012250582 5 10 结论.34 致 谢.34 参考文献.35 附录 A.36 附录 B.46 附 表.56 全套图纸加扣 3012250582 1 前言 本设计的题目为铜池高速池州段第十二标段设计，按照道路设计的步骤、方法，根 据所给的比例为（1:2000）的地形图。按照安徽省地质等相关情况，以及交通土建工程专 业毕业设计大纲要求，对资料进行整理、分析，并在金佳旭老师的帮助下编制而成。 本设计的主要内容包括：道路的选线及定线、道路平面设计、道路纵断面设计、道路 横断面设计、公路路基设计、公路路面设计、公路排水设计等。本设计参阅了道路勘 测设计 、 道路工程技术标准 、 路基路面工程 、 专业英语等必要专业书籍、专业 文献。 因为缺乏施工经验以及对专业知识掌握的水平有限，出现的遗漏和不足恳请各位老师、 同学们给予批评和指正。 全套图纸加扣 3012250582 2 1 原始资料 1.1 路线状况 设计任务为铜池高速池州段第十二标段设计，原始资料为地形图一幅（比例 1:2000）相关水文资料以安徽为准。 路线的起点位于地形图的左上位置，终点位于地形图的右下位置。该地区处于平原 及丘陵的过渡带，西起杨庄途径猫家冲、洪松庙水库、乌嘴村、乌嘴水库以及前张村和 彭朱队村，最后路过五丰水库。全线有较多的水塘、田地。 1.2 地形、地貌、水文及社会状况 本设计处于长江中下游平原与丘陵过渡地带,平均海拔 35m 左右,最高海拔为 50.2m,最 低地面海拔为 20.1m。该地区属黏性土地区,土壤的物理力学性质较差细粒成分较多。表 土厚度在 10-20mm 之间，岩石分布在较深处的地下和山体中，填挖高度在 20m 范围内一 般不会遇到，交通量较大。第十二标段大致呈西北至东南走向,恰该地区水网纵横,有很多 水塘,深度均在 1.8m 左右，塘底有淤泥。还有需要跨越的排水沟。全线分布着草地及稻田,一 条南北向的输电线。 全套图纸加扣 3012250582 3 2 选线与定线 2.1 路线方案选择 根据选线原则，避开水库， “近村不进村”、 “绕民不扰民”等。还要考虑在跨越原有道路 和水渠时需要架设桥梁和涵洞，尽量使线路与其正交降低工程造价。选出以下两种对比 方案： 方案一： 民宅 民宅 水塘 水塘 水塘 果园 水 渠 等 外 沥 青 路 面 公 路 民宅 架桥 QD JD2 ZD 高 压 线 农田 草地 草地 水库 图 2-1 方案一 Fig.2-1 Option one 优点：1）平曲线所处地形较为平坦。 2）路线长度较短。 4）所经居民区无，拆迁量为零。 缺点：1）需经过几处小水塘。 2）路线的中间部分，高程变化较大。 全套图纸加扣 3012250582 4 方案二： 民宅 民宅 民宅 民 宅 民 宅 民宅 民宅 水塘 水塘 水塘 等 外 沥 青 路 面 公 路 山区 民宅 架桥 QD JD1 JD2 ZD 农田 草地 草地 水库 图 2-2 方案二 Fig.2-2 Option two 优点：1）能够避开水库 2）路线所处地形较为平坦，线性美观。 3）整个路线的高程变化不大，高差较小。 缺点：1）经过居民区，有拆迁。 2）经过一个较大的水塘。 综合以上比较，本设计采用第一方案。 2.2 本设计的定线 本设计采用纸上定线。 纸上定线的步骤： 1）确定起点、两交点和终点位置，确定路线的大致走向。 2）考虑高程及填挖情况，逐渐调整，得出导向线。 3）在符合各项规范标准的前提下，对路线进行小范围修整，确定路线。 全套图纸加扣 3012250582 5 3 道路平面设计 3.1 平面线形要素的设置 QD(起点)的坐标为（564,0） ，JD1(交点一)的坐标为（146,690） ，JD2（交点二）的坐 标为（476,1970） ，ZD（终点）的坐标为（257,2887 ） 。JD1处的圆曲线半径拟为 800（m） ，缓和曲线长度为 200（m） ；JD2处的圆曲线半径拟为 1000（m） ，缓和曲线长度 为 250（m） 。 采用基本型，顺序组合为直线回旋线圆曲线回旋线直线的形式。 3.2 路线象限角，方位角及转角的计算 3.2.1 象限角 1 5 . 337458arctan 1 1 1 DX DY 8 6 . 352375arctan 2 2 2 DX DY 21 . 54376arctan 3 3 3 DX DY 3.2.2 方位角 8 . 5452103180 8 6 . 352375 4 . 2621121180 33 22 11 A A A 3.2.3 转角 右转. 左转. 0219352708635237585452103 085093454262112186352375 232 121 AA AA 全套图纸加扣 3012250582 6 3.3 平曲线要素计算 3.3.1 平面线形的组合类型 平面线形要素的组合类型是基本型 3.3.2 平曲线半径及缓和曲线长 m800 11 Rm400 1 A设m200 800 4002 1 2 1 1 R A LS m1000 12 Rm500 2 A设m250 1000 5002 2 2 2 2S R A L 3.3.3 JD1 曲线要素计算 m R LL SS 948.99 800240 200 2 200 2402 q 2 3 2 3 m R L P S 083 . 2 80024 200 24 22 mqPRTh640.437948.99 2 8 . 509345 tan)083 . 2 800( 2 tan 1 ）（ mLRL Sh 571.837200800) 8 . 509345( 180180 11 mRpREh271.70800 2 8 . 509345 sec)083 . 2 800( 2 sec)( 1 mLTD hhh 689.37591.837640.43722 回旋线，圆曲线，回旋线长度之比接近于 1:2:1 3.3.4 JD1 主点里程桩号计算 起点 QD(564,O) 交点一 JD1 (146,690) 交点二 JD2（476,1970） 097.3690640.437690)146564(000.0000000 . 0 0 22 KKTSKZH n 点： 097.5690200097.3690KKLZHHY S 点： 892.7870 2 591.837 097.3690 2 KK L ZHQZ h 点： 688.2061591.837097.3690KKLZHHZ h 点： 全套图纸加扣 3012250582 7 688.0061200688.2061KKLHZYH S 点： 3.3.5 JD2 曲线要素计算 m R LL SS 935.124 1000240 250 2 250 2402 q 2 3 2 3 m R L P S 604 . 2 100024 250 24 22 mqPRTh877.373935.124 2 2 . 193527 tan)604 . 2 1000( 2 tan 2 ）（ mLRL Sh 749.736250100) 2 . 5193527( 180180 22 mRpREh046.331000 2 2 . 193527 sec)604 . 2 1000( 2 sec)( 2 mLTD hhh 005.11749.736877.37322 回旋线，圆曲线，回旋线长度之比接近于 1:1:1 3.3.6 JD2 主点里程桩号计算 903.6902640.437)6901970()164476(688.2061 22 12 KKTSHZJD h 点： 025.7171877.373903.0902 22 KKTJDZH h 点： 025.9671250025.7171KKLZHHY S 点： 399.0852 2 749.736 025.7171 2 KK L ZHQZ h 点： 774.4532749.736025.7171KKLZHHZ S 点： 084.0223877.373-257-4761970-2887774.4532 22 2 KKTSHZZD h ）（）（点： 774.2032250774.4532KKLHZYH S 点： 3.4 逐桩坐标计算 3.4.1 各个关键点坐标计算 第一段缓和曲线上的各关键点坐标： 096.3690KZH点： 全套图纸加扣 3012250582 8 759.372cos096.369564 757.790)180207.121cos(640.437564)180cos( 1 1 A ATXXZH 688.315sin096.3690 1 AYZH 096.5690KHY点： 200)096.3690(096.5690KKl 6875.199 20080040 200 200 40 22 5 22 5 S HY LR l lX 415.276 ) 200800 20030 1207.121cos( ) 200800 20030 cos( 6875.199 759.372 ) 30 cos( ) 30 cos( 2 2 2 1 2 S S ZHHY RL l A RL l X XX 149.488 ) 200800 20030 1207.121sin( ) 200800 20030 cos( 6875.199 687.315 ) 30 sin( ) 30 cos( 2 2 2 1 2 S S ZHHY RL l A RL l X YY 892.7870KQZ点： 796.218)096.5690(892.7870KKl 522.215 ) 800 )200796.218(90 1207.121cos) 800 796.21890 sin(8002415.276 ) )(90 cos)sin(2 1 0 R ll A R lq RXX s HYQZ 235.700 ) 800 )200796.218(90 1207.121sin) 800 796.21890 sin(8002793.490 ) )(90 cos)sin(2 1 0 R ll A R lq RYY s HYQZ 087.6890KHY点： 611.166)477.5220(087.6890KKl 全套图纸加扣 3012250582 9 465.213 ) 800 )200611.166(90 1543.75cos) 800 611.16690 sin(8002522.215 ) )(90 cos)sin(2 2 0 R ll A R lq RXX s QZYH 340.918 ) 800 )200611.166(90 1543.75sin) 800 611.16690 sin(8002235.700 ) )(90 sin)sin(2 2 0 R ll A R lq RYY s QZYH 087.6890KHY点： 782.1113543.75sin640.437690sin 285.255543.75cos640.437146cos 2 2 ATYY ATXX JHZ JHZ 第一段缓和曲线后直线上一点 K1+300.000 其它各点见附录逐桩坐标表，各桩号以 20（m）为间隔。 全套图纸加扣 3012250582 10 4 道路纵断面设计 4.1 竖曲线设计 4.1.1 竖曲线设计几点注意： 1）最大纵坡4%（3%） （70 页 4-1） ，纵坡不小于 0.3%，因为不利于排水，一般大 于 0.5%； 2）道勘（71 页）：最大合成坡度 10%； 3）最小坡长（72 页 4-6）250m； 4）最大坡长（73 页 4-8）1000m（坡度为 3%） 。 4.1.2 竖曲线设计计算 1）竖曲线要素计算 边坡点 K0+000.000 的对应高程为 25.8m，竖曲线半径取 R=18000。 变坡点桩号是 K1+960.000 对应高程取 39.0m。 变坡点 K3+022.000 对应高程为 23.0m。 变坡间距为 1960m、1062m。 直坡段长 1763.795m、865.795m。 %673. 0 1 i %507 . 1 2 i 为凸形0%18 . 2 %673 . 0 %507 . 1 12 ii mRL 4 . 392%18 . 2 *18000 2 . 196 2 4 . 392 2 L T m R T T069 . 1 18000*2 2 . 196 2 22 2 2）设计高程计算 竖曲线起点桩号 8 . 76312 .196)000.9601(KK 竖曲线终点桩号 2 . 1562 2 . 196)000.9601(KK 竖曲线起点高程m68.37%673 . 0 * 2 . 196 0 . 39 全套图纸加扣 3012250582 11 桩号 K1+863.8 处（以此举例求设计高程）： 横距 mKKx1008 .76318 .8631 1 竖距m R x h28 . 0 180002 100 2 2 2 1 1 其余同理 4.1.3 合成坡度计算 。超高横坡度采用 %5 ，满足要求。%045 . 5 05 . 0 00673 . 0 22 2 2 h iiI%8 4.2 平包竖组合设计验证 1）采用同一条竖曲线，起终点桩号分别为 HZ 点和 YZ 点桩号为 满足“平包竖”。 2），均衡了平竖曲线半径和大小。18000 1 R 3）本设计合成坡度为既小于 8%又大于 5% 避免了其过大或过小对行车的不利。 全套图纸加扣 3012250582 12 5 道路横断面设计 5.1 道路横断面组成设计 5.1.1 路幅布置类型的设计 该设计为高速设计，100 km/h，根据当地的年平均日交通量与 15 年内交通量增长速 率和汽车保有量的情况确定，采用双幅四车道。 5.1.2 行车道的设计 铜池高速该标段的设计车速为 100（km/h） ，四车道，车道宽度为 3.75（m） ，并且设 置中央分隔带。 5.1.3 路肩的设计 本设计车速为 100（km/h） ，本设计硬路肩宽度为 3（m） ，在右侧硬路肩宽度内设右 侧路缘带；土路肩宽度为 0.75（m） ；并且不设置紧急停车带。 5.1.4 中间带的设计 本设计中央分隔带宽度为 2（m） ；左侧路缘带宽度为 0.75（m） ；中间带宽度为 3.5（m） 。且开口端部形状为半圆形。 5.1.5 路拱的设计 路拱坡度为 2%；因为土路肩排水性能差，所以增加 1%土路肩处坡度为 3%。 5.2 道路加宽和超高设计 5.2.1 道路加宽设计 半径为 800（m）和 1000（m） ，因此不进行加宽设计。 5.2.2 道路超高设计 本设计超高绕中央分隔带边缘设计 1）本设计超高值举例计算 交点 1：%3%5%2200800 jcgS iiimLmR 全套图纸加扣 3012250582 13 取75.141 225 1 %79 p iB LcmLc145 由于是四车道，乘以距离系数 1.5，=217.5，取 c LmmLc200 验算超高渐变率： 330 1 0028 . 0 220 %2%500 . 9 p 故减少到 200m c L 330 1 00315 . 0 200 %2%500 . 9 p mL ii i x c cg g 3 . 114200 %5%2 %22 2 0 圆曲线上： 外缘： 6975 . 0 02 . 0 05 . 0 *902 . 0 *25 . 2 03 . 0 *75 . 0 2 cgjj ii B ibh 中线： 2475 . 0 02 . 0 *90675 . 0 2 gjj i B ibh 内缘：2025 . 0 05 . 0 *902 . 0 *90675 . 0 22 cgjj i B bi B ibh 过渡段上：超高缓和段起点桩号为 K1+106.688；举例计算 K1+140.0 点超高值。 3 . 114312.33688.1061 0 . 1401KKx 外缘： 1724 . 0 02 . 0 05 . 0 * 200 312.33 *90675 . 0 2 c cgjjx L x ii B ibh 中线： 0675 . 0 02 . 0 *90675 . 0 2 gjjx i B ibh 内缘： 06750. gx ibibh jjx 过渡段上：举例计算 K1+240 点超高值。 3 . 114312.133688.108612401KKx 48740 070 200 312133 906750 2 . .* . *.外缘： c cgjjx L x ii B ibh 全套图纸加扣 3012250582 14 中线：2475 . 0 2 gjjx i B ibh 内缘： 00760 020020050 200 312133 9020924750 22 . . . .*. x x ggc c gjjx h iii L xB bi B ibh 超高计算值的详细结果请见附表的超高计算表。 5.2.3 停车视距 对 JD1 处的最危险点进行停车视距检验，JD1 圆曲线半径为 800m m R S RR B RR 5 . 1m0008 . 0 5 . 1195*2 160 cos* 5 . 1195 5 . 1195 2 cosZ SL m 5 . 7955 . 1 2 12 8005 . 1 2 s ss s 大于视距曲线全长 5.3 道路的建筑界限与道路用地设计 5.3.1 道路建筑限界设计 净高为 5（m） ；净宽为 26（m） 。 5.3.2 道路用地设计 排水沟外边缘以外或者截水沟外边缘以外1（m）的地方为公路用地。本设计不少 于 3（m）的土地为公路用地范围。 5.4 路基土石方数量计算及调配设计 5.4.1 横断面面积的计算 11 2 1 iiii xyyxA 5.4.2 填挖方体积计算 计算公式： ,其中 m m AA L V 1 1 3 21 2 1 A A m 21 AA 全套图纸加扣 3012250582 15 6 公路路基设计 6.1 路基类型的设计 根据填挖情况的不同，路基横断面的典型形式为路堤、路堑和填挖结合三种类型。 天然地面横坡大路基较宽，就需要一侧开挖而另一侧填筑时叫做填挖结合路基。本设计 的路基类型包括路堤、路堑和填挖结合三种形式。 6.2 路基横断面设计 路基横断面均采用整体式，分别设计路堤、路堑参数。 本地区地质条件良好，边坡高度均不大于 20m，路堤边坡为一级台阶形式，上部高 度 7.5m8m，边坡率取 1:1.52，宽度取 2m。 1:1.52 路堑边坡采用一级台阶形式，坡率为 1:0.5，填料采用中密以上的中砂、粗砂、砂砾。 高度取 7.0m，宽度取 2m。 6.3 特殊路基处理 该处处在长江中下游冲击三角洲地区，水塘多，地质为松软淤泥质。为保证施工、 行车及路基的稳定性，需要进行软土地基处理。 采用沉降仪、孔隙水压力仪以及侧向位移桩和测斜仪进行必要现场监测。由沉降和 稳定两大方向出发，合理利用砂垫层法、换填法、反压护道法超载预压法、竖向排水法 挤密砂桩法和加固土桩法等，适时的分阶段施工，确保对软土地基的充分处理。 全套图纸加扣 3012250582 16 6.4 路基附属设施设计 6.4.1 取土坑与弃土堆 1）在填方路段两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合，取土坑深取为 1.0m，宽度为 0.9m。 2）因为全段线两侧为田地，挖方路段两侧设弃土堆后进行填方路段使用。 6.4.2 护坡道与碎落台 1）将护坡道设置在挖方路坡脚处，护坡道宽度取 1.5m，高取 3m。 2）在碎落台一般也是设置在挖方坡脚处，当在边坡高度不大于 12m 处，取碎落台宽 1.0m，在坡高