盐淮毕业设计说明书.doc

1 目目 录录 摘要 AbstractAbstract 1 前言 1 1 1 设计背景 1 1 2 设计资料 1 1 2 1 地形 地貌 1 1 2 2 气象 1 1 2 3 河流水系 1 1 2 5 交通量资料 1 1 3 设计依据 2 1 4 设计原则 2 2 线形设计 3 2 1 道路技术等级设计 3 2 2 路线方案的拟定和比选 4 2 3 线型说明 5 2 4 盐淮高速 标段道路平曲线设计 6 2 5 道路纵断面设计 10 2 6 道路横断面设计 14 2 6 1 路基宽度确定 14 2 6 2 路堤边坡坡度确定 14 2 6 3 平曲线加宽 14 2 6 4 平曲线超高值计算 14 2 7 路基土石方计算和调配 16 3 公路路基设计 18 3 1 路基设计 18 3 2 路基挡土墙设计 重力式挡土墙 18 3 2 1 重力式挡土墙位置的选择 18 3 2 2 挡土墙的纵向布置 18 3 2 3 挡土墙的横向布置 18 3 2 4 挡土墙的作用及要求 19 3 2 5 挡土墙的埋置深度 19 3 2 6 挡土墙的排水设施 19 3 2 7 沉降缝与伸缩缝 19 3 2 8 土质情况描述 20 3 2 9 重力式挡土墙结构情况描述 20 3 2 10 重力式挡土墙计算 20 4 排水系统设计 24 4 1 排水的目的与要求 24 4 2 路基路面排水设计的一般原则 24 4 3 本路段的排水描述 24 2 4 3 1 路基排水 24 4 3 2 路面排水 25 4 3 3 中央分隔带排水 25 4 4 设计径流量 25 4 4 1 设计流量的估算 25 4 4 2 汇流历时假设的检验 26 4 4 3 汇流历时检验 t 27 4 4 4 流量检验 28 5 沥青混凝土路面设计 29 5 1 交通分析 29 5 2 结构组合与材料选取及各层材料的抗压模量及劈裂强度 30 5 3 设计指标确定 31 5 4 确定石灰土层的厚度 32 5 5 验算结构层底弯拉应力 32 5 6 公路路面电算优化设计 34 6 施工组织设计 39 6 1 编制依据 39 6 2 工程概述 39 6 2 1 施工条件 39 6 2 2 工地供电 供水 39 6 2 3 材料供应 39 6 2 4 临时工程 39 6 2 5 工期与质量要求 39 6 3 编制要点 40 6 4 工程施工方法概述 40 6 4 1 施工准备工作 40 6 4 2 施工测量 41 6 4 3 清杂 清障及清表工程 河塘处理 41 6 4 4 路基施工 42 6 4 5 石灰土底基层的施工 43 6 4 6 水泥碎石的施工 43 6 4 7 沥青砼面层的施工 46 6 4 8 浆砌片石工程的施工 50 5 4 9 混凝土的施工 51 5 4 10 绿化带的施工 51 6 5 施工平面图布置 51 6 6 施工组织管理网络 52 6 7 逐日施工进度计划 53 6 8 机械设备使用计划 53 6 9 工程质量保证措施 54 6 10 工程安全保证措施 55 6 11 施工工期保证措施 55 6 12 现场文明施工措施 57 3 6 13 现场噪声控制措施 57 6 14 冬雨季施工及排水措施 58 致 谢 60 参考文献 61 1 1 前言 1 1 设计背景 淮盐高速公路是国家重点公路天津至汕尾公路的支线 是江苏省规划的 四纵 四横四联 高速公路主骨架中徐州 盐城公路的重要组成部分 它连接了淮安 盐 城两个省辖市 直接沟通沂淮江 宁靖盐和连盐通三条纵向高速公路 是横穿苏北 腹地的一条重要的东西向交通要道 淮盐高速公路的建设对于完善路网结构 实现 南北交通合理分流 加强苏北省辖市之间的联系 促进区域经济共同发展 加快 海上苏东 战略的实施 推动海洋经济发展 均具有重要的意义 淮盐高速公路 西起淮安市楚州区 与在建的宿淮高速公路相接 经建湖县 东止于盐城市以南 与在建盐通高速公路交叉 路线全长 104 011km 1 2 设计资料 1 2 11 2 1 地形 地貌地形 地貌 本项目区域为苏北平原的一部分 自西向东分属于黄泛冲积平原区 里下河古 泻湖平原区和海积平原区 东部濒临黄海地区 整个区域地势低平 海拔高程从 4 0 米向 2 5 米过渡 其中射阳湖荡洼地标高 0 5 米至 1 0 米 本合同内湖荡密布 河道纵横 圩田连片 具有河网平原和河网圩田平原的特点 1 2 21 2 2 气象气象 项目区域气候以苏北灌溉总渠为界 以北属南温带气候 年平均气温 13 6 14 7 之间 其中最冷月 1 月 平均气温 0 1 之间 最热月平均气 温 26 7 27 5 气温分布特征为南高北低 西高东低 年降水量淮安地区为 887 997mm 南部多于北部 夏季降水充沛 东部地区受 梅雨及台风影响 占全年降水量的 54 56 冬季雨量较少 区域内主导风 冬季 以北风为主 夏季以东南风为主 年平均风速 2 9 3 9m s 区域内地处淮河中下游水系和里下河地区的中北部 暴雨 洪涝等灾害性天气 频繁 盐城东部地区受海洋性气候影响 台风 龙卷风 冰雹等灾害性天气每年有 2 3 次 对工程实施有一定影响 1 2 31 2 3 河流水系河流水系 该公路经过水域属淮河水系里下河地区的中北部 通榆运河以西为里下河腹部 圩区 东部为沿海恳区 区内水系均为里下河排涝入海的天然或人工河道构成 合 同内主要穿越河流为东横河 拟建公路通过地区为华北地震区长江中下游南黄海地震带盐城潜在地震区 拟 建项目场址以射阳 兴化为界 分处两个烈度区 以西为 6 度 以东为 7 度地震区 1 2 51 2 5 交通量资料交通量资料 2 路段初始年交通量 交通量年平均增长率为 9 表 1 1 路段初始年交通量 辆 日 车型小客车 解放 CA10B 黄河 JN150 交通 SH361 太脱拉 138 吉尔 130 尼桑 CK10G 交通量2300582320210360510440 1 3 设计依据 a 公路工程技术标准 JTG B01 2003 b 公路路线设计规范 JTG D20 2006 c 公路路基设计规范 JTG D30 2004 d 公路沥青路面设计规范 JTG G50 2006 e 公路排水设计规范 JTJ 018 97 f 公路路面基层施工技术规范 JTJ 034 2003 g 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 h 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 i 拟建公路的设计原始资料 j 拟建公路所处地区的地区地形图 1 4 设计原则 设计在满足工程经济的前提下符合高速公路标准的要求 尽可能采用较高的技 术指标 还要综合考虑工程造价 施工技术条件 地质气候 材料来源等其他影响 因素 数目增加不大的情况下 尽量采用较高的技术指标 不轻易的采用低指标和极 限指标 同时不要不顾及工程量的增加采用高指标 在路线部分设计时尽量保证行 车安全 舒适 快捷的前提下做到工程数量小 造价低 使用成本低 经济效益好 的目的 处理好道路与农业 农村 农民的关系 注意与农业基本建设的配合 做到少 占农田并尽量不要占高产田地和经济作物田地 避免穿越经济园林 并注意与修路 造田 农田水利设施 土地规划相结合 充分重视水文地质条件和问题 不良地质地貌对道路的稳定性影响较大 同时 对特殊地质的处理工程费用特别大 这将极大的增加工程成本和造价 对于滑坡 崩塌 岩堆 泥石流岩溶 沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重的处理 一般情 况下应尽量绕避 必修穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围 并尽量采取相应的 3 处理措施 重视环境保护和生态保护 加强环境保护工作 重视生态平衡 为人类创造良 好的生活环境 是我国一项基本国策 2 线形设计 2 1 道路技术等级设计 交通量是衡量一条道路等级的标准之一 根据 公路工程技术标准 JTGB01 2003 可知 高速公路的交通量是以各种汽车折合成小汽车的远景设计年限平均昼 夜交通量为标准 所以本设计中采用小汽车为折合标准计算交通量 各种车辆采用小汽车为标准时的折算系数分别为 小型车 1 0 包括吉普车 摩托车 中型车 1 5 大型车 2 0 拖挂车 3 0 表 2 1 换算交通量组成表 车型调查交通量换算系数换算交通量 小客车230012300 解放 CA10B5821 5873 黄河 JN1503202640 交通 SH3612103630 太脱拉 1383602720 吉尔 1305101 5765 尼桑 CK10G4401 5660 已知路段初始年交通量 交通量年平均增长率为 9 初始年交通量 N0 2300 873 640 630 720 765 660 6588 远景设计年平均日交通量 33873 1201 0 09 0 1 6588 1 n d NN 式中 n 为远景设计年限 高速公路为 20 年 由远景设计年平均日交通量 33873 辆 日 根据 公路工程技术标准 JTGB01 2003 规定 表 2 2 高速公路能适应的年平均日交通 计算行车速度四车道六车道八车道 100km h25000 5500045000 8000060000 100000 综上可知拟定该公路为四车道高速公路 设计车速为 100km h 相关技术指标 a 车道宽度 当设计车速为 100 公里 小时时 单车道宽度为 3 75 米 4 b 高速公路整体式断面必须设置中央带 中央带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成 可采用 标准 一般值设计 取 3 50 米 c 路肩宽度 根据 标准 右侧硬路肩宽度采用 3 00 米 土路肩宽度采用 0 75 米 高速 公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带 采用 0 50 米 d 高速公路的连续上坡路段 当通行能力运行安全受到影响时应设置爬坡车 道 其宽度为 3 50 米 连续长坡下坡路段 危及运行安全处应设置避险车道 对 于本设计都无须设置 e 路基宽度 一级公路四车道路基宽度取一般值 26 00 米 指标核算 曲线极限最小半径 400m 曲线一般最小半径 700m 考虑最小行程时间 mmVl17016767 1 min 缓和曲线最小长度 mmVl908383 0 min 停车视距 hkmhkmV 85 85 100 mm VVt S z T 160151 31 0 254 85 6 3 5 285 2546 3 22 合成坡度 10100 0 1 0015 0 22 22 cZh iii 纵坡最小长度 mmVl250250 3600 10 10099 3 min 竖曲线最小长度 mm V L85 3 83 2 1 100 2 1 2 2 路线方案的拟定和比选 路线方案比较选择主要考虑下列因素 1 路线长度 2 平 纵面线形指标的高 低及配合情况 3 占地面积 4 工程数量 路基土石工程数量 桥梁涵洞工程数量 5 造价等 根据地形图 本次毕业设计做了三条路线的比选 分析如下 从起点出发 必经的是与道路相垂直分布农田 住宅和三条河流 考虑造价 通过选线绕开住宅 区 减少拆迁 选线尽量与河流垂直或沿着河流走 表 2 3 三个方案的不同选线的分析 比较项目比较项目方案一方案一 方案二方案二 方案三方案三 路线长度8374 711m 8326 956m 8273 181m 5 续表 2 3 线型平均圆曲线半径比其他方案较小 平均圆曲线半径比 其他方案较小 平均圆曲线半径比其 他方案大 路线顺适 交点数目6 个 6 个 6 个 交点最大转角76 89 60 占用农田情况较其他方案多较其他方案较多较其他方案较少 安全评价安全 安全 安全 路基土石方高填深挖不多 土石方总量不多 高填深挖不多 土 石方总量不多 高填深挖不多 土石 方总量不多 征地拆迁较其他方案多较其他方案较少较其他方案少 大 桥中 单位 m 座 567 31023 3612 3 总造价较其他方案较少 较其他方案多 较其他方案少 方案优点 1 大中桥少 2 总造价不多 1 占用农田较少 1 占用农田面积少 2 大 中桥稍少 3 路线线型顺适 4 造价低 方案缺点 1 路线长度长 2 路线线型不顺适 1 大中桥多 2 造价高 方案比较考参方案 不推荐 推荐方案 所以 综合以上各种因素 第三方案与其他方案相比 不仅占用农田面积少 拆迁的建筑物相比其他方案也少 跨过河流不需要建设过长的桥梁 总体而言 第 三方案不但路线线型顺适 而且拆迁少 造价低 所以本设计选择第三方案为主方 案 第一方案为参考方案 2 3 线型说明 综合以上考虑 共选定 6 个交点 见下图 起始点及转点坐标 路线起点 QD 395382 041 3856157 170 交点 JD1 396492 494 3856430 691 6 JD2 397241 180 3856300 380 JD3 397633 809 3855510 484 JD4 399110 985 3855415 697 JD5 400815 946 3855889 827 JD6 401480 985 3855254 957 路线终点 ZD 402790 953 3855402 091 图 2 1 选线示意图 转点计算 各点间距 643 1143 691 3856430170 3856157 494 396492041 395382 22 1 QD L 同理 942 759 21 L096 882 32 L214 1480 43 L 659 1769 54 L421 919 65 L205 1318 6 ZD L 各方位角 84 13 494 396492041 385382 691 3856430170 3856157 tanarc 1 1 1 xx yy QD QD QD 13 350 2 1 43 296 3 2 33 356 4 3 54 15 5 4 33 316 6 5 41 6 6 ZD 转角 29 336 1 2 11QD 30 306 2 90 59 3 21 19 4 79 300 5 08 50 6 2 4 盐淮高速 标段道路平曲线设计 表 2 4 高速公路技术指标汇总表 计算行车速度 km h 100纵坡不小于 0 3 行车道宽度 m 4 3 75最大纵坡 4 7 车道数4最小纵坡 0 3 0 5 续表 2 4 一般值2 0010003 中央分隔带宽 度 m 极限值1 50 坡长限值 m 纵坡坡度 8004 一般值0 50 缓和坡段坡长不小于 m 85 中 间 带 左侧路缘带宽 度 m 极限值0 25合成坡度 10 0 一般值3 50 极限最小 值 6500 中间带宽度 m 极限值3 00 凸形竖曲 线半径 m 一般最小 值 10000 一般值0 75 极限最小 值 3000 土路肩宽度 m 极限值0 75 竖曲线 凹形竖曲 线半径 m 一般最小 值 4500 停车视距 m 160 竖曲线最小长度 m 85 视 距 行车视距 m 160凸形16000 公路用地不小于 m 3m 视觉所需最小竖曲线 半径值 m 凹形10000 极限最小半径 m 400 同向曲线间最小直线 长度 m 6V 一般最小半径 m 700 V 60km h 反向曲线间最小直线 长度 m 2V 不设超高的最 小半径 m 4000一般值26 0 最大半径不应 大于 m 10000 路基宽度 m 最小值24 5 平 曲 线 最小长度 m 170 平曲线超高横坡不大 于 10 最小坡长 m 250 平曲线要素计算 8 起点 397241 180 3856300 380 终点 400815 946 3855889 827 交点 JD3 397633 809 3855510 484 JD4 399110 985 3855415 697 JD3 处 51 4mmR700 hkmV 100 700 100 36 0 036 0 33 R V L 83 3m m 3 6 3 V L700 8 77 9 R R L 取整数为 5 的倍数 采用缓和曲线长 85m 公路工程技术标准 规定 V 100km h 时 最小缓和曲线为 85m 圆曲线内移值0 43m 3 42 3 42 7002688 85 70024 85 268824 p R L R L 总切线长 Th 42 49m 2 3 2 3 700240 85 2 85 2402 q R LL 所以446 06m 49 4295 29tan 43 0700 2 tan qpRT 曲线长 48 3 90 0 R L m79 8162 180 2 0 L R Lh mRpRE37 108 2 sec 校正数33 752 h LTJ 主点桩号计算如下 JD3 桩号为 K2 785 68 直缓点桩号 ZH JD3 446 06 K2 339 62 缓圆点桩号 HY ZH 85 K2 424 62 曲中点桩号 QZ ZH 816 79 2 K2 748 02 9 圆缓点桩号 YH HZ 85 K3 071 41 缓直点桩号 HZ ZH 816 79 K3 156 41 所以由 QZ 桩号算出 JD 桩号为 K2 748 02 75 33 2 K2 785 68 与原交点桩号相 同 说明计算无误 JD4 处 51 4mmR700 hkmV 100 700 100 36 0 036 0 33 R V L 83 3m m 3 6 3 V L700 8 77 9 R R L 取整数为 5 的倍数 采用缓和曲线长 85m 公路工程技术标准 规定 V 100km h 时 最小缓和曲线为 85m 圆曲线内移值0 43m 3 42 3 42 7002688 85 70024 85 268824 p R L R L 总切线长 Th 42 49m 2 3 2 3 700240 85 2 85 2402 q R LL 所以161 04m 49 425 9tan 43 0 700 2 tan qpRT 曲线长 48 3 90 0 R L m72 3192 180 2 0 L R Lh mRpRE39 10 2 sec 校正数36 2 2 h LTJ 主点桩号计算如下 JD4 桩号为 K4 190 56 直缓点桩号 ZH JD4 161 04 K4 029 52 缓圆点桩号 HY ZH 85 K4 114 52 曲中点桩号 QZ ZH 319 72 2 K4 189 38 圆缓点桩号 YH HZ 85 K4 264 24 缓直点桩号 HZ ZH 319 72 K4 349 24 所以由 QZ 桩号算出 JD 桩号为 K4 189 38 2 36 2 K4 190 56 与原交点桩号相 同 说明计算无误 10 图 2 2 缓和曲线示意图 2 5 道路纵断面设计 纵坡设计原则 a 坡设计必须满足 标准 的各项规定 b 为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶 纵坡应具有一定的平顺性 起 伏不宜过大和过于频繁 c 纵坡设计应对沿线地形 地下管线 地质 水文 气候和排水等综合考虑 视具体情况加以处理 以保证道路的稳定与通畅 d 一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡 尽量使挖方运作就近路段填方 以减 少借方和废方 降低造价和节约用地 e 平原微丘区地下水埋深较浅 或池塘 湖泊分布较广 纵坡除应满足最小 纵坡要求外 还应满足最小填土高度要求 保证路基稳定 f 在实地调查基础上 充分考虑通道 农田水利等方面的要求 平纵组合的设计原则 a 平曲线与竖曲线应相互重合 且平曲线应稍长于竖曲线 b 平曲线与竖曲线大小应保持均衡 c 暗 明弯与凸 凹竖曲线的组合应合理悦目 d 平 竖曲线应避免不当组合 e 注意与道路周围环境的配合 以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度 并可起到 引导视线的作用 确定控制点标高 由于路基要保证处于干燥或中湿状态以上 所以查表为粘性土时 路槽底至地 下水的临界高度 由于地下水平均埋深 1 3 米 路面结构层厚拟为mH5 2 1 2 1 0 8 米 因此 最小填土高度 mHHHH0 28 03 15 2 1 结构水 设计纵坡 根据以上原则进行路基填筑 设计纵坡 本路线的起点 A 桩号为 K1 903 59 原地标高为 22 00m 设计标高为 24 55m 终点 B 的桩号为 K6 035 55 原地标高为 13 10m 设计标高为 16 45m 全路段设置 3 处变坡点 详细情况如下 11 表 2 5 坡段明细表 起 终点桩号起点标高 m 坡长坡度 坡段 要素起点终点原地面高设计标高m 坡段 1K1 903 59K2 44022 0025536 410 47 坡段 2K2 440K3 06016 2027 5620 0 65 坡段 3K3 060K3 50019 0023 54400 64 坡段 4K3 500K5 24516 4526 31745 0 53 坡段 5K5 245K5 957 8614 8017 1712 860 35 坡段 6K5 957 8613 1019 6 竖曲线计算 变坡点 1 里程和桩号 K2 440 高层 27 50 拟定半径 47 0 1 i 65 0 2 imR16000 为凸形 12 1 12 iiw 曲线长mwRL 2 179 12 1 16000 切线长mLT 6 892 外距mRTE251 0 2 2 设计高程计算 竖曲线起点桩号 4 3502 6 894402 KK 竖曲线起点高程 079 27 47 0 6 8950 27 竖曲线终点桩号 6 5292 6 894402 KK 竖曲线终点高程 918 26 65 0 6 8950 27 表 2 6 第一竖曲线计算表 桩号X切线高程y x2 2R设计高程 K2 350 4027 0790 00027 079 K2 3609 627 1240 00327 121 K2 38029 627 2180 02727 191 K2 40049 627 3120 07727 235 K2 42069 627 4060 15127 255 K2 44089 627 5000 25127 250 K2 46069 627 3700 15127 219 K2 48049 627 2400 07727 164 K2 50029 627 1100 02727 083 K2 5209 626 9800 00326 978 K2 529 6026 9180 00026 918 变坡点 2 12 里程和桩号 K3 060 高层 23 50 拟定半径 65 0 1 i 64 0 2 imR16000 为凹形 29 1 12 iiw 曲线长mwRL 4 206 29 1 16000 切线长mLT 2 1032 外距mRTE333 0 2 2 设计高程计算 竖曲线起点桩号 8 9562 2 1030603 KK 竖曲线起点高程 171 24 65 0 2 10350 23 竖曲线终点桩号 2 1633 2 1030603 KK 竖曲线终点高程 160 24 64 0 2 10350 23 表 2 7 第二竖曲线计算表 桩号X切线高程y x2 2R设计高程 K2 956 8024 1710 00024 171 K2 9603 224 1500 00024 151 K2 98023 224 0200 01724 037 K3 00043 223 8900 05823 949 K3 02063 223 7600 12523 885 K3 04083 223 6300 21623 847 K3 060103 223 5000 33323 832 K3 08083 223 6280 21623 844 K3 10063 223 7560 12523 880 K3 12043 223 8840 05823 942 K3 14023 224 0120 01724 028 K3 1603 224 1400 00024 140 K3 163 2024 1600 00024 160 变坡点 3 里程和桩号 K3 500 高层 26 30 拟定半径 64 0 1 i 53 0 2 imR16000 为凸形 17 1 12 iiw 曲线长m20 187 17 1 16000 wRL 切线长mLT60 932 外距mRTE274 0 2 2 设计高程计算 竖曲线起点桩号 40 406360 935003 KK 13 竖曲线起点高程 701 25 64 0 60 9330 26 竖曲线终点桩号 60 593360 935003 KK 竖曲线终点高程 804 25 53 0 60 9330 26 表 2 8 第三竖曲线计算表 桩号X切线高程y x2 2R设计高程 K3 406 4025 7010 00025 701 K3 42013 625 7880 00625 782 K3 44033 625 9160 03525 881 K3 46053 626 0440 09025 954 K3 48073 626 1720 16926 003 K3 50093 626 3000 27426 026 K3 52073 626 1940 16926 025 K3 54053 626 0880 09025 998 K3 56033 625 9820 03525 947 K3 58013 625 8760 00625 870 K3 593 6025 8040 00025 804 K3 406 4025 7010 00025 701 K3 42013 625 7880 00625 782 K3 44033 625 9160 03525 881 K3 46053 626 0440 09025 954 K3 48073 626 1720 16926 003 K3 50093 626 3000 27426 026 K3 52073 626 1940 16926 025 K3 54053 626 0880 09025 998 K3 56033 625 9820 03525 947 K3 58013 625 8760 00625 870 K3 593 6025 8040 00025 804 变坡点 4 里程和桩号 K5 245 高层 17 10 拟定半径 53 0 1 i 35 0 2 imR16000 为凹形 88 0 12 iiw 曲线长m 8 140 88 0 16000 wRL 切线长mLT 4 702 外距mRTE155 0 2 2 设计高程计算 14 竖曲线起点桩号 60 174540 702455 KK 竖曲线起点高程 473 17 53 0 40 7010 17 竖曲线终点桩号 40 315540 702455 KK 竖曲线终点高程 346 17 35 0 4 7010 17 表 2 9 第四竖曲线计算表 桩号X切线高程y x2 2R设计高程 K5 174 6017 4730 00017 473 K5 1805 417 4440 00117 445 K5 20025 417 3380 02017 359 K5 22045 417 2320 06417 297 K5 24065 417 1260 13417 260 K5 24570 417 1000 15517 255 K5 26055 417 1520 09617 248 K5 28035 417 2220 03917 261 K5 30015 417 2920 00717 300 K5 315 4017 3460 00017 346 2 6 道路横断面设计 2 6 12 6 1 路基宽度确定路基宽度确定 标准横断面的组成 按双向四车道高速公路标准设置 行车道 m75 3 4 路肩 m75 3 2 路拱横坡 2 B i 设超高横坡度 4 c i 2 6 22 6 2 路堤边坡坡度确定路堤边坡坡度确定 由 公路路基设计规范 结合实际的工程地质条件综合考虑 路堤边坡坡度取为 1 1 5 1 2 2 6 32 6 3 平曲线加宽平曲线加宽 由于本路线中平曲线半径平均大于 250m 不须设加宽值 因此本路段不设加宽 值 2 6 42 6 4 平曲线超高值计算平曲线超高值计算 确定超高缓和段长度 根据公路等级设计速度和平曲线半径 查表得超高值 新建公路一般 4 c i 采用绕中央分隔带边缘旋转 超高计算如下 高速公路指标 计算行车速度 100km h 行车道 m75 3 2 15 路肩 m75 0 2 路拱横坡 2 B i 设超高横坡度 4 c i 112 0 700127 100 127 22 R V ic 取 0 072 4 c i 图 2 3 公路路基宽度示意图 单位 mm 则根据内插的方法的超高计算如下 3 JD 表 2 10 第一平曲线超高值计算 桩号说明左边中间右边 K2 339 62ZH 0 2400 0 240 K2 359 62 0 2960 0 071 K2 379 62 0 35300 099 K2 399 62 0 40900 268 K2 419 62 0 46600 438 K2 424 62HY 0 48000 480 K3 071 41YH 0 48000 480 K3 091 41 0 42400 311 K3 111 41 0 36700 141 K3 131 41 0 3110 0 028 K3 151 41 0 2540 0 198 K3 156 41HZ 0 2400 0 240 则根据内插的方法的超高计算如下 4 JD 16 表 2 11 第二平曲线超高值计算 桩号说明左边中间右边 K4 029 52ZH 0 2400 0 240 K4 049 52 0 2960 0 071 K4 069 52 0 35300 099 K4 089 52 0 40900 268 K4 109 52 0 46600 438 K4 114 52HY 0 48000 480 4 264 24YH 0 48000 480 K4 284 24 0 42400 311 K4 304 24 0 36700 141 K4 324 24 0 3110 0 028 K4 344 24 0 2540 0 198 K4 349 24HZ 0 2400 0 240 2 7 路基土石方计算和调配 横断面面积的计算 路基横断面多为不规则的多边形几何图形 计算方法有多种 积距法 几何图 形法 坐标法 方格法等 石方数量计算 路基土石方计算工程量较大 加上路基填挖的不规则性 要精确计算土石方十 分困难 在工程上通常采用近似计算 本次设计采用平均断面法计算路基的填挖土 石方 即假定相邻断面间为一棱体 其体积为 LAAV 2 1 21 为相邻两断面的填方 为相邻两断面的桩距 1 A 2 AL 土石方的调配 通过土石方的调配 合理解决各路段土石平衡与利用问题 达到填方有所 取 挖方有所 用 尽量少 借 少 废 少占耕地 土石方调配要求 a 土石方调配应按先横向后纵向的次序进行 b 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 c 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 d 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 e 不同性质的土石应分别调配 17 f 回头曲线路段的土石调运 要优先考虑上下线的竖向调运 g 土石方工程集中的路段可单独进行调配 调配结果示于土石方数量表上 并可按下式复核 横向调运 纵向调运 借方 填方 横向调运 纵向调运 弃方 挖方 挖方 借方 填方 弃方 最后算得计价土石方数量 即 计价土石方数量 挖方数量 借方数量 18 3 公路路基设计 3 1 路基设计 通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然底面标高是不同的 路基设计标 高低于天然地面标高时 需进行挖掘 路基设计标高高于天然底面标高 需进行填 筑 由于填挖情况的不同 路基横断面的典型形式 可归纳为路堤 路堑和填挖结 合三种形式 本例主要是由填土而成的路基 所以横断面形式为路堤 路基边坡稳定性验算 表解法 粘性土 说明 取容重 内摩擦角 土的粘聚力 3 5 18mkN 35 Kpac30 B H c AfK 由得 A B 的值 2 m7 035tantan 0 f27 0 6 5 18 30 H c 表 3 1 边坡稳定验算系数 圆心 项目 Q1Q2Q3Q4Q5 A3 843 232 82 452 21 B6 56 77 268 4510 1 K4 4434 073 923 994 27 稳定系数 该边坡稳定 25 1 92 3 min K 3 2 路基挡土墙设计 重力式挡土墙 3 2 13 2 1 重力式挡土墙位置的选择重力式挡土墙位置的选择 路堑挡土墙大多数设在边沟旁 山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处 墙的高度 应保证墙后墙顶以上边坡的稳定 当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近 基础情况相似时 应优先选用路肩墙 若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降 低 而且基础可靠时 宜选用路堤墙 沿河路堤设置挡土墙时 应结合河流情况来 布置 注意设墙后仍保持水流流畅 不致挤压河道而引起局部冲刷 3 2 23 2 2 挡土墙的纵向布置挡土墙的纵向布置 a 确定挡土墙的起讫点和墙长 选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式 路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中 或采用锥坡与路堤衔接 与桥台连接时 为了 防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙之间设置墙及接头墙 b 按地基 地形及墙身断面变化情况进行分段 确定伸缩缝和沉降缝的位置 c 布置泄水孔和护拦的位置 包括数量 尺寸和间距 d 标注特征断面的桩号 墙顶 基础顶面 基底 冲刷线 冰冻线和设计洪 水位的标高等 19 3 2 33 2 3 挡土墙的横向布置挡土墙的横向布置 横向布置选择在墙高的最大处 墙身断面或基础形式有变异处 以及其他必须 桩号处的横断面图上进行 根据墙型 墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资 料进行挡土墙设计资料进行挡土墙设计成套用标准图 确定墙身断面 基础形式和 埋置深度 布置排水设置等 并绘制挡土墙横断面图 3 2 43 2 4 挡土墙的作用及要求挡土墙的作用及要求 挡土墙的作用 a 路肩墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方 可以防止路基边坡或基地滑动 确保路基稳定 同时可收缩填土坡脚 减少填土数量 减少拆迁和占地面积 以及 保护临近线路的既有建筑物 b 滨河及水库路堤 在傍水一侧设置挡土墙 可防止水流对路基的冲刷和侵 蚀 也是减少压缩河床或少占库容的有效措施 c 设置在隧道口或明洞口的挡土墙 可缩短隧道或明洞长度 降低工程造价 d 设置在桥梁两端的挡土墙 作为翼墙或侨台 起着护台及连接路堤的作用 e 抗滑挡土墙则可用于防止滑坡 挡土墙的要求 a 不产生墙身沿基地的滑移破坏 b 不产生墙身绕墙趾倾覆 c 不出现因基底过渡的不均匀沉陷而引起墙身的倾斜 d 地基不产生过大的下沉 e 墙身截面不产生开裂破坏 3 2 53 2 5 挡土墙的埋置深度挡土墙的埋置深度 对土质地基 基础埋置深度应符合下列要求 无冲刷时 应在天然地面以下 1m 有冲刷时 应在冲刷线以下 1m 3 2 63 2 6 挡土墙的排水设施挡土墙的排水设施 挡土墙应设置排水设施 以疏干墙后土体和防止地面水下渗 防止墙后积水形 成静水压力 减少寒冷地区回填土的冻胀压力 排水设施主要包括 设置地面排水沟 引排地面水 夯实回填土顶面和地面松 土 防止雨水及地面水下渗 必要时可加设铺砌 对路堑挡土墙趾前的边沟的因用 铺砌加围 以防边沟水渗入基础 设置墙身泄水 排除墙后水 浆砌片石墙身应在墙前地面以上设泄水孔 墙较高时 可在墙上部加设一排汇 水孔 排水孔的出口应高出墙前地面 0 3m 为防止水分渗入地基 下排泄水孔进水 口的底部应铺设 30cm 厚的粘土隔水层 泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层 以免孔道阻塞 3 2 73 2 7 沉降缝与伸缩缝沉降缝与伸缩缝 20 为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂 需根据地质条件的变异和墙高 墙 身断面的变化情况设置沉降缝 为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝 应设置伸缩缝 设计时 一般将沉降缝与伸缩缝合并设置 沿路线方向每隔 10 15 米设置一道 兼起两者的作用 缝宽 2 3cm 缝内一般可用胶泥填塞 但在渗水量 较大 填料容易流失或冻害严重地区 则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹 性的材料 沿内 外 顶三方填塞 填深不宜小于 0 15m 3 2 83 2 8 土质情况描述土质情况描述 道路沿线土质为粘性土 取最不利情况 土的饱和容重 18 5KN m2 计算 内摩擦角 地基容许承载力为 300 Kpa 35 Kpac30 3 2 93 2 9 重力式挡土墙结构情况描述重力式挡土墙结构情况描述 重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定 一般多用片 块 砌筑 在缺失石料的地区有时也用砼修建 重力式挡土墙圬工量大 但其形式简单 施工 方便 可就地取材 适应性较强 故被广泛采用 挡土墙 H 通常挡土墙的高度由任务要求确定 即考虑墙后被支挡的填土呈水平时墙顶的 高层 有时对长度很大的挡土墙 也可使墙顶低于填土顶面 而用斜坡连接 以节 省工程量 挡土墙的顶宽为构造要求确定 以保证挡土墙的整体性 具有足够的强度 对 于砌体重力式挡土墙 顶宽应大于 0 5m 即 2 块块石加砂浆 对素混凝土重力式挡 土墙顶宽也不应小于 0 5m 至于钢筋混凝土悬臂式或扶壁式挡土墙顶宽不小于 0 3m 挡土墙的底宽由整体稳定性确定 初定挡土墙墙底宽 B 挡土墙HH7 0 5 0 底面为卵石 碎石时取小值 墙土为粘性土时取大值 3 2 103 2 10 重力式挡土墙计算重力式挡土墙计算 挡土墙尺寸设计与计算 拟采用干砌片石重力式路肩墙 垂直 墙高 6m 墙身分段长度取 10m 0 墙顶宽 1 5m 墙底宽 4 5m 土壤地质情况 墙背填土 计算内摩擦角 3 5 18mkN 填土与墙背间的摩擦角 地基容许承载力 基底摩擦 o 35 10 kpa300 系数 墙身材料 砌体容重 墙身和基础圬工砌体均采用M535 0 u 3 22mkN 浆砌 MU50 片石 砌体容许压应力 容许剪应力 kpa a 500 kpa80 挡土墙自重及重心计算 取单位长 1米 将挡土墙截面和基低部分土划分为一个矩形和一个三角形 mKNG G 198332226 5 15 4 1 mKNG G 1980 65 1220 65 1 2 mZ23 3 2 1 mZ75 3 2 5 13 2 21 mKNGGG 396 210 mGGZGZZ875 2 022110 墙后填土以及车辆荷载引起的主动土压力计算 查规范 可知墙高6米时 附加荷载强度 则换算等 3 15108 6 20mkNq 代均布厚度为 由于基础埋置较浅 不计墙前被动土压811 0 5 18 15 h0 rq 力 按库仑土压力理论计算墙后填土以及车辆荷载引起的主动土压力 图3 1重力式挡土墙计算示意图 由于是路肩墙a 1m b 2m 根据主动土压力计算公式 假设破裂面交于荷载内 破裂棱体的断面面积S为 令 2a 2 1 00 HahHA tan 22 2 1 2 1 000 haHHhdbabB 则 00tan BAS 因为路肩垂直挡土墙 所以 且 mbma2 1 0 mH6 mh811 0 0 md5 0 故177 3061 811 0 261 2 1 2a 2 1 00 HahHA 025 3 811 0 5 02 21 2 1 tan 22 2 1 2 1 000 haHHhdbabB 计算破裂面角公式 tan tan cot tantan 0 0 A B o 35 10 000 450 1035 635 0 45tan 177 30 025 3 45tan35 cot54 tantan 39 32 22 验算 mHL45 4 392tan3 16 tan 0 由于 故破裂面交于荷载内 符合假定计算图式 5 1045 4 5 0 则137 16025 3 39 32tan177 30tan 00 BAS 因此破裂棱体重力为 tan 00 BAG mKNG 542 298 025 3 39 32tan177 30 5 18 将代入式得G sin cos tan 00 BAEa mKNEa 613 117 4539 32sin 3539 32cos 025 3 39 32tan177 30 5 18 mKNEE ax 826 115 10cos 613 117 cos 0 mKNEE o ay 423 20 10sin 613 117 sin m hH Zy604 2 3 811 0 16 3 0 mBZ5 4 x 图3 2受力示意图 滑动稳定验算 滑动稳定方程 不计被动土压力 即 EP 0 01 11 1 21121 pQxQoyQopQoxyQ EEtgEGtgEtgEEG 其中 4 1 1 Q 0 0 4 0 052 23826 1154 140 0 423 204 1 198198 1 1 满足底面平面滑动的极限状态方程要求 抗滑稳定系数为 3 1438 1 826 115 40 0 423 20198198 21 x y c E EWW K 抗滑稳定性满足要求 抗倾覆稳定性验算 23 倾覆稳定方程 08 0 210 ppQyxxyQ ZEZEZEGZ 021 617604 2 826 1155 4423 204 1 75 3 1982198 8 0 满足倾覆稳定方程的要求 抗倾覆稳定系数的计算 5 1079 4 604 2 826 115 5 4423 2075 3 1982198 0 yx p p xyG ZE ZEZEGZ K 满足抗倾覆稳定系数要求 基础应力及合力偏心距验算 作用在基底的总垂直力 423 416423 20198198 y21 EWWN 合力作用点离 O 点的距离 N ZEZEZGZG c yayxax 2211 mc23 2 423 416 5 4423 20604 2 826 11575 3 1982198 偏心距m B mc B e75 0 6 02 0 23 2 25 2 2 故偏心距验算符合对土质地基是不应大于B 6的规范要求 基础稳定性满足要 求 基底边缘最大压应力计算 按偏心情况 基底最大应力在墙踵处 962 94 5 4 02 0 6 1 5 4 423 4166 1 max Kpa B e B Nd 071 90 5 4 02 0 6 1 5 4 423 4166 1Kpa B e B Nd mim 3603002 12 1962 94 max kpaf 基底最大应力计算满足要求 墙身截面强度验算 截面最大压应力出现在接近基底处 由基底应力验算 偏心距 基底应力均满 足要求 墙身容许压应力 故即截面应力也能满足强身kpa a 500 maxa 要求 故不做验算 通过上述计算及验算 所拟截面满足各项要求 决定采用此界面 顶宽 1 5 米 底 宽 4 5 米 高 6 米 24 4 排水系统设计 4 1 排水的目的与要求 a 目的 将路基范围内的土基温度降低到一定的限度范围内 保护路基常年