公路扩建路基路面毕业论文设计-毕业设计（毕业论文）

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GWALL,ASPHALTCONCRETE,DRAINAGE目录第一章前言1第二章工程概况及设计标准321工程概况3211路线起讫点3212地形、地质、气候、水文等自然特征3213施工条件322设计标准3221设计依据3222主要技术指标及参数3第三章平面设计531选线5311选线的原则5312选线的步骤和方法532平曲线设计5321平面线形设计的一般原则5322设计参数的确定6323平面线形要素的组合类型6324平曲线要素的计算633行车视距保证934逐桩坐标计算10341直线上中桩坐标的计算10342设缓和单曲线中桩坐标计算11第四章纵断面设计1341纵坡及坡长设计13411纵坡设计的一般要求13412平出线与竖曲线的组合一般原则13413设计依据13414纵断面设计步骤1442竖曲线设计15421设计技术规范15422竖曲线要素计算15第五章横断面设计1751概述1752横断面设计17521一般规定17522横断面形式17523横断面组成18524路拱、超高及加宽18525视距的保证20第六章路基设计2361概述2362路基填料及其压实标准23621地基表层处理23622路基填料23623压实标准24624特殊部位的路基填筑与压实2463路基土石方数量计算及调配24631横断面面积计算25632土石方数量计算25633路基土石方调配2564边坡稳定性分析2665边坡防护29第七章挡土墙设计3171概述31711挡土墙的用途31712挡土墙的类型3172路堤挡土墙的设计31732沉降缝和伸缩缝设计35第八章路面结构设计3781概述37811路面结构组成37812路面分类3782沥青混凝土路面结构设计37821设计资料37822设计过程38第九章平面交叉设计4391概述43911平面交叉设计的内容43912平面交叉的一般规定43913设计依据43914设计技术指标4392交通组织设计4393交叉口平面设计与视距保证44931平面交叉的转弯设计44932平面交叉的视距保证4494交叉口立面设计44941交叉口立面设计的原则44942交叉口立面设计45第十章排水设计47101概述471011排水的重要性471012道路排水设计的内容47102路基排水设计471021路基排水设计的任务471022地表排水48103路面排水设计48第十一章路面工程概预算51111概述51112工程概况51113施工方法51114概算文件及编制说明511141文件说明511142编制依据51第十二章结论53参考文献55致谢57第一章前言毕业设计是大学教学计划中最后和最重要的环节，是为培养学生综合应用所学知识进行道路设计的能力。通过毕业设计，可以巩固大学所学的专业知识，熟悉道路设计的具体过程，以及为以后的学习和工作打下良好的基础，同时培养大学毕业生独立思考问题、分析问题、处理问题的能力，发挥大学生独立创新的精神，进一步提高大学毕业生的综合素质。随着时代的进步和科技的发展，我国道路工程建设达到了一个新的顶峰，道路总里程位居世界前列。但其中仍存在一些问题，概括为如下几方面其一、城市道路规划不到位，部分城市仍有严重的交通堵塞问题；其二、城市道路施工质量差，导致部分道路提前发生破坏，给城市交通带来不便；其三、道路养护工作需加强。本设计针对国内各城市道路出现的各方面问题，并参照湖南科技大学校园路线规划图，对湖南科技大学致志路做了初步设计，旨在解决南北两校区及学生公寓、食堂的连接问题，为南北两校区提供交通上的便利，使同学们的出行更加方便、快捷。设计涉及到道路的线形（平、纵、横设计）、交叉口、排水、路基路面等内容，并对道路的排水系统做了详细设计。第二章工程概况及设计标准21工程概况211路线起讫点本设计为初步设计，该设计主要包括道路线形设计（平、纵、横设计）、交叉口设计、路基路面及排水设计、防护工程设计、涵洞设计、挡土墙设计等。212地形、地质、气候、水文等自然特征道路沿线地势较为平坦，相对高差在20M以下，属微丘地形；道路全线均为一般粘性土覆盖，土质较好，能直接用于填筑路基；该地区日照充足，年降雨量大，主要集中在春夏两季，冬季寒冷而夏季炎热，为亚热带季风性气候。213施工条件本路段起终点线路及附近区域路基填料、砂石料等原材料相当丰富。本设计K0600桩号处何做弃土场，方便土石方的调配与运输。设计标准221设计依据城市道路路线设计规范CJJXX2012城市道路工程设计规范CJJ372012城市道路路基设计规范JJXX2012城市道路路面设计规范CJJ1692012城市道路交叉口设计规程CJJ1522010城市道路绿化规划与设计规范CJJ7597室外排水设计规范GB500142006全国统一市政工程预算定额GYD3021999222主要技术指标及参数道路等级城市次干道设计车速30KM/H路基宽度16M（3553）圆曲线一般最小半径85M极限最小半径40M不设超高的最小半径150M圆曲线最小长度25M平曲线一般最小长度80M极限最小半径50M缓和曲线最小长度25M停车视距30M最大超高横坡2凸形竖曲线一般最小半径400M极限最小半径250M凹形竖曲线一般最小半径400M极限最小半径250M竖曲线一般最小长度60M线极限最小长度25M第三章平面设计31选线选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，且能符合使用要求的道路中心线的工作。311选线的原则在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入，细致的研究，选定最优路线方案。1应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小，造价低。2应符合城市路网规划、道路红线、道路，并应综合考虑土地利用、文物保护、环境景观、征地拆迁等因素。3应与地形地物、地质水文、地域气候、地下管线、排水等要求结合，并应符合各级道路的技术指标，应与周围环境相协调，线形应连续与均衡。4选线应深入了解人们的出行情况，尽量满足人们日常生活出行的需要，综合考虑与当地其他已有道路的衔接。312选线的步骤和方法选线的任务就是在众多的方案中选出一条符合设计要求、经济合理的最优方案。步骤如下1根据三维地形图确定路线的大致走向。2收集资料，包括交通量、沿线水文地质条件、沿线重要的建筑设施、公共场所等。3现场勘察，对沿线地形进行勘察，初步落实导线的位置找出不合理导线点并纠正。本设计选线主要是根据是湖南科技大学校园规划图，道路总走向为起点体育馆上方，经过北校区学生新公寓到达终点学校在建的东门。道路沿线地形较为平坦，相对高差较小，便于定线，选线时避免经过大塘等校园规划用地范围，最后确定路线走向及导线交点。32平曲线设计321平面线形设计的一般原则1道路平面线形宜由直线、平曲线组成，平曲线宜由圆曲线、缓和曲线组成。道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理设置直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽。2道路平面设计应符合城市路网规划、道路红线、道路功能的要求。3道路平面线形应与地形地物、地质水文、地域、地下管线、排水等要求结合，与周围环境相协调，并应符合各级道路的技术指标，注重线形的连续与均衡，确保行驶的安全与舒适。4道路平面设计应根据道路的性质、等级、交通特点，以交通组织设计为指导，合理设置交叉口、出入口、分隔带断口、公交停靠站、人行通道等。5城市快速、主干路应做好路线的线形组合设计，各技术指标应恰当、平面顺适、断面均衡、横断面合理；和结构的选型与布置应合理、实用、经济。322设计参数的确定根据城市道路工程设计规范CJJ372012及城市道路路线设计规范CJJXX2012确定设计速度为30KM/H的城市道路设计参数如下不设超高最小半径150M设超高最小半径一般值85M；极限值40M圆曲线最小长度25M缓和曲线最小长度25M最大超高横坡度2停车视距30M323平面线形要素的组合类型本路段共设三个平曲线，均采用基本型组合。第一个平曲线（对称基本型）JD1桩号K0393，圆曲线半径200M，缓和曲线长100M，切线长168291M，平曲线长311991M，外距34208M。第二个平曲线（对称基本型）JD2桩号K0954321，圆满曲线半径250M，缓和曲线长120M，切线长1952061，平曲线长365849M外距36314M。每三个平曲线（非对称基本型）JD3桩号K1218317，圆曲线半径60M，第一段缓和曲线长75M、切线长93113M，第二段缓和曲线长35M、切线长76792M，平曲线长144621M，外距24993M。324平曲线要素的计算1对称基本型平曲线要素计算图31平曲线对称基本型图基本型平曲线几何要素计算公式如下内移值224426883（31）切线增长值232402（32）缓和曲线角02180（33）切线长2（34）平曲线长180（35）外距2（36）切曲差2（37）本设计以JD1处基本型平曲线为例，计算过程如下1计算转角起点桩号K0000000，坐标（88987076，40198027），JD1坐标EZHRQTYHZOQZJD0PSLLS（88987076，40591027），JD2坐标（88475965，40877487）。起点至JD1DX88987076889870760DY4059102740198027393第一段导线长度S1393M，方位角90JD1至JD2DX8847596588987076511111DY408774874059102728646第二段导线长度S2585913M，方位角15073所以，路线转角6073。2初步确定圆曲线半径和缓和曲线长度查城市道路路线设计规范初步确定圆曲线半径R200M，缓和曲线长度LS100M。3平曲线几何要素计算将6073、R200M、LS100M代入式（31）（37）得P2078MQ499M1432T168291ML311911ME34208MD2467M2非对称基本型平曲线要素计算EZHRQTYHZOQZJDLLS12TQS2PP图32平曲线非对称基本型图非基本型平曲线要素计算公式第一切线长112112（38）第二切线长222212（39）平曲线长180122（310）其中LS1第一缓和曲线长度L2S第二缓和曲线长度、对应的曲线内移值和切线增长值111、对应的曲线内移值和切线增长值222除上述三个参数的计算公式与对称基本型不同外，其余各参数计算公式均与对称基本型相同。JD3处非对称基本型平曲线各基本要素计算如下1计算转角8556（计算方法同前）2确定圆曲线半径和缓和曲线长度查城市道路路线设计规范初步确定圆曲线半径R60M，缓和曲线长度75M、35M。123平曲线几何要素计算将8556、R60M、75M、35M代入公式12得385M、3701M11085M、1745M22第一切线长1121129311第二切线长2222127679平曲线细计算结果见直线、曲线及转角表（C23）。33行车视距保证行车视距是为行车安全，驾驶员应能随时看到汽车前方相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必需的最短距离。根据城市道路工程设计规范CJJ372012，本设计应该满足会车视距的要求，即60M。34逐桩坐标计算根据前面算出来的方位角和平曲线要素，进行逐桩坐标的计算。本设计采用的是绝对坐标，计算方法采用工程数据处理系统进行计算。在进行计算时分直线和曲线两部分，曲线采用综合曲线放样，直线则采用直线放样，计算方法如下341直线上中桩坐标的计算JDA1A2NNZYQYZ图33中桩坐标计算示意图设交点坐标为JD（XJ，YJ）交点相邻直线的方位角分别为A1和A2。则ZH点坐标XZHXJTCOSA1180（311）YZHYJTSINA1180（312）HZ点坐标XHZXJTCOSA2（313）YHZYJTSINA2（314）设直线上加桩里程为L，ZH，HZ表示曲线起终点里程，则直线上任意点坐标（LZHXXJ（T2HL）COSA1180（315）YYJ（T2HL）SINA1180（316）后直线上任意点坐标LZHXXJ（T2HL）COSA2（317）YYJ（T2HL）SINA2（318）342设缓和单曲线中桩坐标计算曲线上任一点的切线横距（319）X591324640RLS36S50RLSLLL式中缓和曲线上任意点至或的曲线长；LZH缓和曲线长度。SL第一缓和曲线（）任意点坐标Y（320）2213030X/COSCOSARLRLSZHLLX（321）221/INSZLL式中转角符号，右偏为“”，左偏为“”。圆曲线内任意点坐标YHHY322）19090LSX2RSINCOSARHYLL（323）1IILL式中圆曲线内任意点至HY点的曲线长；L、点的坐标。XHY（324）29090LS2SINCOSA18RRYHLL（325）2IILL式中圆曲线内任意点至YH点的曲线长。L第二缓和曲线内任意点的坐标HZY（326）2223030X/COSCOSA18RLRLSLLX（327）222/INSHZLL式中第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。L各中桩坐标计算成果详见逐桩坐标表（C24）。第四章纵断面设计沿道路中线竖直剖切再行展开即为路线纵断面。它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来就能完整的表达出道路的空间位置。纵断面设计的主要内容是根据道路等级、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。41纵坡及坡长设计411纵坡设计的一般要求1道路纵断面上的设计高程一般受用道路中心线处路面设计标高，有中央分隔带时可采用中央分隔带的外侧边缘处路面设计标高。2道路纵断面设计应满足城市竖向规划要求，与临街建筑立面布置相适应，有利于沿线范围内地面水的排除。3道路纵坡应平顺、圆滑、视觉连续，起伏不宜频繁，与周围环境相协调。4道路纵断面设计应根据道路等级，综合考虑交通安全、节能减排、环保效益和经济效益等因素，合理确定路面设计纵坡和设计高程。5机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车设计纵坡标准控制。6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。7纵坡设计应尽量考虑填挖平衡，节省土石方及其他工程数量，降低工程造价。412平曲线与竖曲线的组合一般原则1应使线形在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并应保持视觉的连续性。2应避免平面、纵断面、横断面极限值的相互组合设计。3平、纵面线形应相互对应，技术指标大小均衡连续，以及与之相邻路段各技术指标的均衡、连续。4条件受限时选用平面、纵断面的各接近或最大、最小值及其组合时，应考虑前后地形、技术指标运用等对实际运行速度的影响。5横坡与纵坡应组合得当，并应利于路面排水和行车安全。413设计依据1最大纵坡最大纵坡是根据道路等级、自然条件、行车要求等因素所限定的路线纵坡最大值，它是道路纵断面设计的重要控制指标。查城市道路工程设计规范CJJ372012知本设计最大纵坡一般值为7，极限值为8。2最小纵坡在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，规范规定道路最小纵坡不应小于03；当遇特殊困难纵坡小于03时，应设置锯齿形边沟或采取其他排水设施。3坡长限制坡长是纵断面相邻变坡点的桩号之差，即水平距。对一定纵坡长度的限制称为坡长限制，包括最大坡长限制和最小坡长限制。规范规定设计速度为30KM/H的城市道路最小坡长85M，最大坡长不限。4合成坡度合成坡度是指道路纵坡和横坡的矢量和，城市道路工程设计规范CJJ372012规定设计速度为30KM/H的道路最大合成纵坡为7，各级道路最小合成坡度不宜小于05。414纵断面设计步骤1拉坡前的准备工作绘出地面线并标注各中桩高程，确定路线各中桩位置。收集和熟悉相关规范资料。2标注控制点位置控制点是指影响路线纵坡设计的高程控制点。如路线起、终点，重要桥涵，地质不良地段的最小填土，最大挖深，道路沿线主要建筑物，交叉口以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。3试坡试坡主要是在已标注“控制点”的纵断面图上根据技术指标、选线意图，结合地面起伏情况，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插和裁弯取直，试定出若干直坡线。再对各可能的直坡线方案反复比较，选出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方数量较省的设计线作为初定直坡线，将前后直坡线延长将会，定出各变坡点的初始位置。4调整试定坡后，将所定纵坡与选线时考虑的纵坡进行比较，两者应基本符合。若有圈套差异，则应全面分析，找出原因，对照规范检查设计的最大纵坡、合成坡度、坡长等是否满足规范要求，平面线形与纵断面线形的配合是否宜等。5核对根据调整后的直坡线，选择有控制作用的重点横断面，如高填深挖、挡土墙、重要桥涵等断面，在纵断面图上直接读出对应中桩的填（挖）高度，并检查是否有填挖过大、坡脚落空或挡土墙工程过大的情况。6定坡经调整核对无误后即可定坡。定坡是逐段将直坡线的纵坡值、变坡点位置（桩号）和高程确定。变坡点一般要调整到10M整桩位上，变坡点的高程是根据纵坡、坡长依次计算确定。7纵坡设计成果如表41所示表41纵坡设计成果表变坡点变坡点桩号设计高程（M）坡长（M）纵坡值（）1K00000006766010020522K01000006560829038003K03900005458892005344K1310000496755635612875K13663565040042竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围内二者差别不大，城市道路一般采用圆曲线做为竖曲线。421设计技术规范城市道路工程设计规范CJJ372012中规定设计速度为30KM/H时，凸形竖曲线最小半径一般值为400M、极限值为250M；凹形竖曲线最小半径一般值为400M、极限值为250。422竖曲线要素计