设计说明部分.doc

山东理工大学毕业设计说明目录第一章 绪 论1.1地区概况1.2沿线地理特征第二章 路线设计2.1公路等级确定2.2路线方案确定2.3平面线形设计2.4纵断面线形设计2.5平、纵面线形的组合设计第三章 路基、路面设计3.1设计原则3.2路基横断面3.3路基设计与防护3.4路面设计3.5路基路面排水设计第四章 路线交叉设计第五章 施工图预算5.1 预算编制说明5.2 总预算表5.3 人工、材料、机械台班数量汇总表5.4 建筑安装工程费计算表5.5 其他工程费及间接费综合费率计算表5.6 其他工程费及间接费费用计算表5.7 工程建设其他费用及回收金额计算表5.8 人工、材料、机械台班单价汇总表5.9 建筑安装工程费计算数据表5.10 分项工程预算表5.11 机械台班单价计算表第6章 小结6.1小结6.2设计中的不足6.3思考附录：主要参考资料第1章 绪 论1.1 地区概况滨州市开发区小开河沿河公路改建工程，起于现西海五路与G220交叉口，终止于小开河水闸,全长8.426千米；随着近几年汽车载重吨位的提高，已不能保证交通运输的畅通。开发区管委会、沿线群众对此路要求改建的呼声很高。为有效的改善这条路的交通条件，推动沿线经济发展。开发区管委会研究决定对该路进行改造。我设计院于2011年3月份对此路段进行了测量。在测量过程中，对该工程的路线走向、筑路材料及取土场位置等技术问题，做了大量细致的野外调查及测量工作，并与开发区交通分局积极沟通，充分听取了他们的意见和要求。该工程的建设对开发区的建设发展有着重要的意义。1.2 沿线地理特征1.2.1地形地貌路线所经过地区位于鲁北平原，整体地势呈南高北低，沿线耕地以棉花、玉米等为主。1.2.2气候、水文沿线地区属东亚暖温带湿润大陆性季风气候，四季分明，降水集中，日照丰富，季风盛行。根据现有的气象资料，年平均气温为12.212.47，7月为全年气温最高月份，月平均气温26.3，最高气温39.4；1月是全年气温最低的月份，月平均气温-3.5，最低气温-16.5；最大冻土深为0.65米，无霜期168201天；年平均降水量为589.4593.6mm，年最大降水量956.8mm，其中降雨集中在79月份；年平均蒸发量1881.8mm，年平均湿度65%；年平均风速为2.73.1m/s，最大风速5.9 m/s；寒潮对本区域影响大、次数多，平均每年11次左右。寒潮初日平均在11月中旬，终日在4月上旬，最长持续5天，最大降温值在25.6左右。项目所涉及的主要河流有小开河及其排水沟。区域内地下水属黄河冲积平原水文地质区，地下水丰富且埋藏较浅，类型单一，属第四系孔隙潜水，主要由大气降水补给及河水补给。含水层多由粉砂、细砂组成。地下水对混凝土有结晶弱腐蚀性。1.2.3 工程地质、地震本区位于鲁西北坳陷区，断裂构造不发育。场区地基土层主要为第四系全新统冲积堆积的粉土、粉质粘土、粘土及第四系全新统海积堆积的粉土、粉质粘土、粉砂等。沿线地层土性为黄河沉积物冲洪积土体，以粉土、粉质粘土为主，5米以上地基土松软，地基承载力90110Kpa；地下水位埋深0.804.50米，一般为2.50米，由于地下水位较浅，雨季及春灌期地下水位明显抬升，易导致地基土软化；间隔期地下水位则相对下降，地下水位变动带地基土明显变硬。本段属地震动峰值加速度系数为0.05，相当于6度地震烈度区。本次不做专门防震设计。第二章 路线设计2.1 公路等级的确定2.1.1 道路等级的确定 道路等级的确定应根据公路网的规划和远景交通量，从全局出发，结合公路的使用任务和性质综合确定。2.1.2交通量计算及公路等级的选用 根据公路路线设计规范 JTJ011-94知：双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下。单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。经外业调查得知，该路线能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为4002000辆，应开发区交通局的要求，将该公路定为四级双车道公路。根据规范2.1.3 知：各级公路的设计速度规定如表2.1.3。 设 计 速 度 表1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车速（km/h）1201008010080608060403020所以该路线设计车速为20km/h,设计年限为15年。2.2 路线方案设计2.2.1 选线原则 （1）根据开发区交通分局对该项工程的具体要求，路线布设在符合规范要求情况下沿小开河东河堤走向，尽量减少填挖数量，降低工程造价。 （2）在工程量增加不大的情况下，尽量争取较高的平、纵线型指标，以保证该路建成后能够发挥快速、舒适、安全、经济的运输效能。 （3）结合开发区规划，与经济开发相配合，合理布设路线及构造物，方便当地群众，促进沿线经济发展。 （4）充分利用地形、地物、合理利用标准，妥善处理公路建设与水利基本建设的关系，注意与管线、水利工程的配合。 （5）尽量减少拆迁工程量。2.2.2 方案的拟定整个路线方案的确定，考虑到路线受地形及原有公路的限制，计划采用直线与圆曲线相结合的设计方案。2.3 路线平面设计2.3.1 平面线形设计的一般原则平曲线形应直捷、连续、均衡并与地形地物相适应，与周围环境相协调。各级公路不论转角大小都应设曲线，并尽量选用较大半径的圆曲线半径。当公路转角过小时，应设法调整平面线性。当不得以选择了转角小于7，必须设置足够长的平曲线。两同向曲线间应设有足够长的直线，不得以短直线相连，否则调整线形。使之成为一条单曲线或复曲线。也可以运用回旋线组合成卵形、C形、复合型曲线等。两反向曲线夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。否则，应调整线形或运用回旋线而组合成S形平曲线。曲线线性应特别注意技术指标的均衡性和稳定性。应避免急转弯的线形。2.3.2平面线形要素的确定 根据规范7.1.1知：四级公路平面线形要素有直线、圆曲线两种。平面线形必须与地形、地物、景观等环境相协调，同时注意线形的连续与均衡性，并同纵面线形相互配合。考虑到路线等级和原有公路线形的限制，平面设计由直线、圆曲线两种要素组成。2.3.3直线的运用汽车在直线上行驶受力简单、方向明确、驾驶操作简易，且直线路方便测定方向和距离，施工方便。由于该改建工程在原有公路线形上设计而成，且位于平坦地区，周围具有丰富的地理地物，过长的直线选用不会引起驾驶员的疲劳和低调。本设计在选用直线时最长直线长度为4864m,最短长度为251m.2.3.4 圆曲线的运用 根据规范9.2.2Z知：圆曲线半径的选用与设计速度、地形、相邻曲线的协调均衡、曲线长度、曲线间的直线长度、纵面线形的配合、道路横断面等诸多因素有关。单纯从某些方面来决定和评价其值的大小是片面的。理论研究和实践表明，对于高速公路而言，当R大于3000米后，汽车的横向力系数的差异极小。此时，由于横向力的存在而引起的舒适性方面的降低是人体所不能感觉到的；在驾驶操作上与在直线段上已无大的差异；因横向力的存在而增加的燃料消耗也小于3% 。而且，汽车在超车道上行驶时，满足停车视距要求所需要的横净距已符合要求。所以大于3000米的半径值可视为是较大的半径。选用过大的平曲线半径，常常会造成平曲线过长。过长的平曲线，当地形平坦景观单调时，在大曲率长曲线上行驶如同在长直线上行驶一样，会使驾驶员感到疲劳、反应迟钝。调查表明，驾驶者不希望在过长、过缓的曲线上行驶。所以，选用大半径的曲线时，也应持谨慎的态度。 我国标准对不同等级的公路规定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径，见表2： 各级公路圆曲线最小半径 表2设计速度（km/m）1201008060403020极限最小半径（m）650400250125603015一般最小半径（m）10007004002001006530不设超高的最小半径（m）路拱25500400025001500600350150路拱27500525033501900800450200该路线设计包括三处圆曲线，且设有超高，所以三处圆曲线半径分别为：R1(K4+861)=50m、R2(K6+942)=50m、R3(K8+156)=53m2.3.5 行车视距行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用的重要指标之一。行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。规范规定：高速公路、一级公路，由于设有中央分隔带无对向车流，同向车辆只需考虑制动停车视距。双向行驶的二、三、四级公路按相向的两辆汽车会车同时制动停车的视距考虑，会车视距应不小于停车视距的2倍；等级较低的公路当受地形、地物等所限，无法保证会车视距时，允许采用停车视距，此时该视距路段对向车辆应通过划线等措施分道分向行驶。所以该路线选定停车视距为40m。2.4纵断面设计 纵断面设计的主要内容是根据道路等级及沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高，各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长度适当、平面与纵面组合设计协调、以及填挖经济、平衡，如果道路的设计纵坡太小，还要考虑路面的排水问题。这些要求虽在选定线阶段有所考虑，但要在纵面设计中具体加以实现。2.4.1纵面线形设计的一般原则 （1）纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。 （2）应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之线形。 （3）较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。 （4）相邻纵坡之代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。 （5）交叉前后的纵坡应平缓。2.4.2 纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度，直接影响公路的服务水平。行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。2.4.2.1 最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加，必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效。驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。 最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件的等方面综合考虑、规范对四级公路最大纵坡规定如下： 平原微丘四级公路，最大纵坡为最大纵坡9。本路线设计最大纵坡为3.24%。2.4.2.2 最小纵坡各级公路的在横向排水不畅路段，为了保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。2.4.2.3 最小坡长 如果坡长过短，边坡点增多，形成“锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减少公路的使用寿命。为提高公路的平衡性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换挡行驶时司机有足够的反应时间和换挡时间，通常汽车以计算行车速度行驶9s-7415s的行程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。 标准规定四级公路在设计速度为20km/h时，最小纵坡的一般值为80m,极限值为60m.该设计路线的最小坡长为160m。2.4.2.4 最大坡长 我国规范规定，当各级公路在设计速度为20km/h、纵向坡度为4%时，坡长最大为1200m。纵向坡度小于4%时，不考虑最大坡长。该设计路线的最大纵坡为3.24%，所以不考虑最大坡长。2.4.3 竖曲线 为保证行车舒适平衡、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。2.4.3.1 竖曲线的最小半径 （1）凹形竖曲线最小半径 对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：限制离心力不过大，汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。 规范规定凹形竖曲线在20km/h时，最小半径的极限值为100m,最小半径的一般值为200m。（2）凸形竖曲线最小半径确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。规范规定平原微丘四级公路在设计车速为20km/h时，竖曲线半径的一般值为200m,极限值为100m。2.5平纵组合设计2.5.1相关指标和原则（含填土高度和临界高度）2.5.1.1原则： （1）在视觉上应能自然地诱导视线，并保持视觉的连续性。 （2）注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。 （3）选择组合等到的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 （4）注意与道路周围环境的配合。2.5.1.2一般要求： （1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 （2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡。 （3）注意明、暗弯与凹、凸竖曲线之间的配合：一般暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的。 （4）避免平、竖曲线的不利组合。第三章 路基、路面设计 3.1 设计原则 （1）路基：稳定性好，强度高，防水性能好，整体性能好，经济耐用。 （2）路面：平整度高，整体性好，抗滑能力强，高温稳定性好，水稳性好， （3)排水及其他 排水设施要因地制宜、合理规划、综合治理、注意经济。 路面排水采用在路供排水及中央分割带排水的方式。 尽量阻止水进入路面结构。 就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。 各种路基排水沟渠，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径。3.2 路基横断面3.2.1 路基宽度路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。路面宽度根据设计通行能力及工程量大小而定，一般每个车道宽度为3.50-3.75m。硬路肩宽度取0.75m（一般值）或0.25m（最小值），土路肩宽度取0.75m（一般值)或0.5m(最小值)。公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定，四级公路在设计车速为20km/h，双车道的情况下，路基宽度一般值取6.50m.小开河沿河路设计为双车道，一车道宽度取3.5m，两侧只设置土路肩，所以该路基宽度为8.0m。3.2.2 边坡坡度路基边坡坡度的大下，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。路堤边坡坡度，当路堤的基地情况良好时可参照规定出本设计的路堤边坡坡度为1：:1.5。3.3 路基设计与防护3.3.1 一般要求路基必须密实、均匀、稳定。必须采取防治地面水和地下水侵入路面、路基的措施，以保证路基的强度和稳定性。设计时，宜使路基处于干燥和中湿状态。3.3.2 路基的压实度 压实度是以应达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值的百分率表征。我国公路路基设计规范（JTG D30-2004）规定了不同的压实度标准。 路床土最小强度和压实度要求 表3项目分类路面宽度以下深度（m）路床土最小强度（CBR）（%）压实度（%）高速公路一级公路二级公路三、四级公 路高速公路一级公路二级公路三、四级公 路填方路基0-0.38659695940.3-0.8543969594零填及挖方路基0-0.38659695940.3-0.85439695 路堤压实度及路堤填土最小强度要求 表4类别路床底以下深度（m）压实度（%）填土最小强度（CBR）(%)高速公路一级公路二级公路三、四级公 路高速公路一级公路二级公路三、四级公 路上路堤0.80-1.50949493433下路堤1.50以下939290322 本设计中在填筑时应该注意： (1)土方路堤应根据设计断面，分层填筑、分层压实；采用机械压实时分层最大松铺厚度应经试验确定。 (2)路基填料必须经过试验并符合规范要求，不得使用淤泥、沼泽土、有机土和含有腐殖质的土。液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土不得直接作为路基填料；含水量超过规定的土应采取晾嗮或掺加石灰、固化材料等技术措施进行处理。 (3)路基填料最小强度和最大粒径应符合下表的规定。当路床填料CBR指达不到要求时，应采取掺石灰或其他稳定材料进行处理。 路基填料和压实度标准 表4项目分类路面底面以下深度(cm)填 料土质路基压实度(重型)%最小强度CBR(%)最大粒径(cm)填方路基 上路床03061095 下路床308041095 上路堤8015031593 下路堤150以下21590 零填及挖方路基030610953080410953.3.3 路基的防护为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、路基的支挡工程等。设计时应以安全、经济、适用、美观、大方，且施工方便为原则，针对不同的情况，采用不同的防护方案。 坡面防护主要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性。对于填方路段，采用植物防护，美化路容，协调环境，调节边坡土的湿度，防止雨水冲刷和产生裂缝，起到固定和稳定边坡的作用。受当地地形及原有公路的影响，该路线进行路基防护时，右侧仍然才有小开河原有的浆砌片石，左侧采用植物防护。3.4 路面设计路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。3.4.1 路面结构受当地条件、原有公路的限制，以降低成本为原则，该路线路面设计方案为路面结构3cmAC-13细粒式沥青混凝土+16cm石灰粉煤灰稳定碎石+20cm水泥就地冷再生。材料使用要求有： （1）石灰材料应选用优质石灰，达到三级以上标准，使用前应充分消解过筛，避免劣质、欠消解的石灰用于工程中。 （2）水泥就地冷再生基层采用冷再生拌和机路拌法施工。 （3）水泥就地冷再生压实度（按重型标准）95%，7d（在非冰冻区25度，冰冻区20度条件下，湿养6d，浸水1d）龄期的无侧抗压强度1.5mpa。 （4）石灰粉煤灰稳定碎石及沥青混凝土采用拌和厂集中拌和、汽车运输。 （5）粉煤灰稳定碎石基层施工配合比，应根据进场材料经试验确定。水泥稳定碎石压实度（按重型击实标准）98%，7d(在非冰冻区25度条件下，湿养6d，浸水1d) 龄期的无侧抗压强度0.8Mpa。3.4.2 路拱坡度路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件综合考虑。规范给出了各种不同类型路面的路拱平均横坡度。 各类路面的路拱平均横坡度 表5路面类型路拱平均横坡度（%）沥青混凝土、水泥混凝土1-2长拌沥青碎石、路拌沥青碎石、沥青贯入碎石等1.5-2.5半整齐石块、不整齐石块2-3碎石、砾石等2.5-3.5炉渣土、砾石土、砂砾土等3-4受路面类型还有原有公路的影响，改建公路的路拱横坡设计为2%，土路肩横坡为3%。3.5 路基、路面排水设计各级公路，应根据当地降水与路面的具体情况设置必要的排水设施，及时将降水排出路面，保证行车安全。高速公路与一级公路的路面排水，一般有路肩排水与中央分隔带排水组成；二级一下公路的路面排水，一般由路肩横坡和边沟排出。该改建公路左侧为小开河，右侧是干沟，所以只涉及到路肩排水。整条路线的排水方式为分散排水。第4章 路线交叉设计公路路线设计规范（94）中对于平面交叉中相交公路的交角的规定迁就了当时既有公路的实际情况，而放得太松。近年来，在路网加密的新建公路和原有公路改建中出现了很多斜交很锐的交叉。这种交叉在使用中不仅出现不合理的交通延误、驾驶困难，更重要的是存在恶性交通事故的隐患。因此对平面交叉的斜交角度必须有严格的限制。修订中，按国际通用的数值（交角为70110，或80g120g ，即72108），规定了交叉中的锐角不应小于70， 在特殊情况下放松到60。第5章 施工图预算5.1 预算编制说明5.2 总预算表5.3 人工、材料、机械台班数量汇总表5.4 建筑安装工程费计算表5.5 其他工程费