一级公路标段施工图设计毕业设计计算书.doc

毕 业 设 计 论 文题 目： 洛宜一级公路(A) K10+125-K13+525标段施工图设计 学 院： 交通运输工程学院 专 业： 道路桥梁与渡河工程 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 2014年05月25日 河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要本设计是对洛宜快速通道山岭重丘区一级公路K10+125K13+525标段进行施工图设计。设计道路全长3400米，设计速度为100km/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26.0m，最大超高5.0%。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。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、路基、桥梁、路面结构设计、纬地道路、设计II河南城建学院本科毕业设计（论文） AbstractAbstractThe main task of the design is the construction design of Luoyang to Yiyang section of mountainous and hilly highway K10, +125 to K13+525 . With its design speed of 100km / h and two-way four-lane , The length of this road is 3400 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 26.0m, maximum superelevation 4.1%. 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 desig embankment、bridge、pavement structure、Weft of road、design河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录目 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31.2 设计标准32 平、纵、横断面设计52.1 选线52.2 平面线形设计62.2.1 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112.3 纵断面设计122.3.1 纵断面设计概述122.3.2 纵坡设计132.3.3 平、纵线形组合设计132.3.4 竖曲线142.4 横断面设计162.4.1 横断面组成及其类型162.4.2 横断面设计步骤182.4.3 平曲线加宽设计192.4.4 超高设计192.4.5 超高的计算212.4.6 土石方的计算和调配213 路基设计233.1 路基设计233.2 路基排水设计263.3 路基防护与加固264 挡土墙设计294.1 挡土墙的构造294.2 挡土墙的布置304.3 挡土墙土压力计算与稳定性验算315 路面结构设计345.1 基本资料345.2 路面结构层分层345.2.1 面层355.2.2 基层355.2.3 垫层355.3 路面类型的选择365.4 沥青路面设计365.4.1 设计任务365.4.2 设计原则375.4.3 标准轴载及轴载当量换算375.4.4 设计年限累计当量标准轴载数和设计弯沉值395.4.5 初拟路面结构405.4.6 路面材料配合比设计与参数的确定415.4.7路面结构层厚度确定425.4.8 方案比选475.5路面排水设计485.5.1路面表面排水485.5.2中央分隔带排水485.5.3路面内部排水485.5.4边缘排水系统496 桥涵方案设计506.1 桥涵设计的基本要求506.2 方案设计506.3平面布置51结束语52致谢53参考文献54III河南城建学院本科毕业设计（论文） 前言前 言 洛宜快速通道东起洛阳新区开元大道与伊尹大道交叉口，向西沿洛河南岸至宜阳县城东，下穿西南环高速公路、郑西高速铁路，与省道八官线相交。全线按一级公路标准设计。 该项目系洛阳市委、市政府确定的“一中心五组团”快速通道建设项目中的重要一项。洛宜快速通道全长17.5公里，其中宜阳境内16.4公里，洛阳新区境内1.1公里。 洛宜快速通道沿途共有小作、后河、疙瘩、贠庄、西庄、黄龙庙、崔村、苗村、铁炉、后庄、周村、杨店、河下等13个村庄，居住村民近3万人，建成通车后，将极大地改善沿线群众的出行条件，带动沿线村镇整体发展。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100km/h。平面设计设两个平曲线，纵断面设计设三个竖曲线。路基宽度为26.0m，设10m高路堤挡土墙。排水设施有边沟、截水沟、排水沟。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石灰粉煤灰碎石。-52-河南城建学院本科毕业设计（论文） 第1章 绪论1 绪论1.1 设计资料 地处豫西浅山丘陵区，地貌特征为“三山六陵一分川。位于距洛阳市以西20公里处，东西长57.5公里，南北宽50公里，总面积1616.8平方公里，占河南省总面积的1%，洛阳市总面积的11%。全县平均海拔360米，县城海拔195米。1.1.1 道路所在地区的气象资料宜阳属暖温带大陆性气候，春暖夏热、秋凉冬寒、四季分明。全县地貌西高东低，南山北岭，沟壑纵横，山秀水明。总的概貌是“南岭北丘西南山、洛水一线中间穿、 三山六丘一分田”。1.1.2 沿线的工程地质及水文地质情况拟建项目所在区域有山地、丘陵、岗地、平原等地貌类型，项目地区的石料、石灰资源丰富，品种规格齐全，可用汽车经沿线公路直接运达工地现场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拟建项目所在区域地势平坦，附近区域土质含碱量较大，不适合做路基填料。本项目路基填料主要考虑当地分布的天然砂砾，既能满足路基填料要求，又能达到节约土地、保持生态平衡的目的。路基填料所用砂砾土取自东任公路两侧砂砾土以及下白公路左侧双岔沟均有合适的砂砾土作为路基填料，足够本项目利用。另外路基防护所需少量粘土，可考虑从高岗地或荒地取土，或者配合农田水利基本建设，采用边沟翻挖，在道路两侧适当位置临时征地取土，取土后应及时复耕，充分利用资源，减少对当地农业的负面影响。本工程区域所见天然建筑材料有砂、石料。贺兰山脚出产的卵石、块石等，区域内分布有大型砂、石料厂等。其中，套门沟料场、干沟碎石场及鑫源料石场出产的岩石坚硬，强度高，抗风化及抗水蚀能力强，是路基桥梁基础的良好建筑材料，且开采条件和运输条件都不错，储量也很大，完全能满足工程建设的用量要求。河沙在沿线的调查区域出露少，且含泥量大，分布散，不便于开采。沿线砂料场缺乏，可从套门沟料场和鑫源砂砾石料场选购，银川市许多工程利用该料场，适用于公路桥涵各类构造物及路面工程用砂，距离较近，可以采用陆运等方式运到工程场地。生石灰可在寺口子选购，此料场常年生产生石灰，可供路面基层施工选用。1.1.5 交通量资料 近期交通量车型数量小汽车3000黄河JN1501140 吉尔1301115解放CA10B730太脱拉138464交通增长率：7.5%。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/h100行 车 道 宽 度27.50路 基 宽 度26.0桥 面 全 宽26.0平曲线半径极 限 最 小400 一 般 最 小700 不设超高最小4000 竖曲线半径凸型极限最小6500一般最小10000 凹型极限最小3000 一般最小4500竖曲线长度凸型极限最小85一般最小210凹型极限最小85一般最小210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4最 小 纵 坡0.3合 成 纵 坡10最 大 超 高 8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100kN河南城建学院本科毕业设计（论文） 第2章 平、纵、横断面设计2 平、纵、横断面设计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700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100km/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90%v，即90km/h。计算结果如表2.6。 表2.6 计算横向力值与超高值圆曲线半径R（m）横向力系数值超高值（%）7000.055.0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：表2.7 绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置计算公式X距离处行车道横坡值备注外侧C（b1+B+b2）ix1. 计算结果均为与设计高之高差2. 设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程3. 加宽值bx按加宽计算公式计算4. 当x=Lx时，为圆曲线上的超高值D0内侧D0C-（b1+B+bx+b2）ixDDCijijigig 图2.5 超高计算点位置图 上表中符号如下： B-左侧（或右侧)行车道宽度，m； b1-左侧路缘带宽度，m； b2-左侧路缘带宽度，m； bx-x距离处路基加宽值，m； ih-超高横坡度； iG-路拱横坡度； x-超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离，m。2.4.5 超高的计算 超高过渡起点 K2+562 超高过渡终点 K2+682K2+582处：外侧C=-0.1337m，ix=-0.99%；内侧C=-0.3173m，ix=2.35%。K2+602处：外侧C=0.432m，ix=0.972%；内侧C=-0.3645m，ix=2.7%。K2+622处：外侧C=0.1415m，ix=2.048%；内侧C=-0.4118m，ix=3.45%。K2+642处：外侧C=0.2786m，ix=3.06%；内侧C=-0.4590m，ix=4.0%。K2+662处：外侧C=0.4158m，ix=4.08%；内侧C=-0.5063m，ix=4.45%。HY K2+682处：外侧C=0.5530m，ix=5.0%；内侧C=-0.5530m，ix=5.0%。YH K2+682外侧C=0.5530m，ix=5.0%，内侧C=0.5530m，ix=5.0%。 2.4.6 土石方的计算和调配 1.调配要求 土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。 纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。 土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。 借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。 不同性质的土石应分别调配。 回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。 2.调配方法 土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用，表格调配法的方法步骤如下：准备工作调配前先要对土石方计算惊醒复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。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。纵向调运确定经济运距：根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，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：调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距计算借方数量、废方数量和总运量 借方数量=填缺纵向调入本桩的数量 废方数量=挖余纵向调出本桩的数量 总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量 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 以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。 （6）计算计价土石