一级公路建设项目可行性研究报告

1、一级公路建设项目可行性研究报告第 1 章 绪论11 概述高等级公路的建设带动了沿线经济的发展快速运输日益显示出 巨大的经济效益和社会效益形成了快速发展的高速公路产业带高等 级公路不仅技术标准高线形顺畅路面平整沿线设施安全而且全立交 全控制出入双向隔离行驶无混合交通干扰为公路运输的快速安全高 效便捷和舒适提供了技术保障高等级公路也因其快速舒适安全便捷 的优越性成为我国交通运输的主要组成部分尽管我国高速公路建设取得了巨大进展但是由于公路交通基础 薄弱各地发展极不平衡因此与国际上发达国家还有很大差距还不能 完全适应国民经济和社会发展的需要在今后相当长的时期内加快高 等级公路建设是我国公路建设的主要任

2、务com 绪言常州水陆空交通便利京沪铁路京杭大运河 312 国道和沪宁宁杭 常宁沿江高速常澄锡宜等高速公路以及江苏第 2 大机场 4D 级民航常 州机场构成了常州发达的水陆空交通网此外在建的京沪高速铁路常 州站沪宁城际轨道常州站以及城市高架快速路网和筹建的轻轨 1 号 线也给常州的交通增添亮色常州com1 交通量资料实测交通量资料车型交通量 辆日特大型货车178大中型货车276小型货车309大中型客车383小型客车拖拉机摩托车自行车1024167543219253com2 自然条件1 地貌性质本段地处长江下游冲积平原地势平坦起伏在 12 米之间多属软土 地区地温较高地下水一般为 12 米2 气

3、象气温本地区属亚热季风区是我国最热的地区年平均气温153C 月平均气温中以7月份最高为284C1月份最低为21C降雨 本地区春夏两季的梅雨是明显的季节其累计年平均降水为10800mn多集中在49月份已测到的日最大降水量为1606mm占该年总 降水量的 1 46使累年平均值的 149com3 工程地质情况本工程所经地区的表层为厚 1525m 的黄色亚粘土硬壳层且为该 地区唯一适合作为路堤填料的土自地表以下 2m 即为淤泥质灰色粘土或灰色亚粘土呈极软塑液限 状态厚约为2022m约2035m以下为夹薄层粉砂地质极差强度低高压缩 性工程地质极其不良是产生路堤沉降的主要层次com4 等高线地形图比例 1

4、200012设计规范标准道路工程制图标准GB50162-92公路路线设计规范JTG D20-2006公路工程技术标准JTG B01-2003公路路基设计规范JTGD30-2004公路自然区划标准JTJ003-866 公路沥青路面设计规范 JTGD50-20067 公路排水设计规范 JTJ018-9713 道路等级的确定com公路工程技术标准要求公路根据交通量及其使用功能性质分为五个等级高速公路一级 公路二级公路三级公路和四级公路根据设计原始交通量资料查得中 华人民共和国交通部颁发的公路工程技术标准JTG B01-2003 以下称标准 规定高速一级公路以小客车为折算标准各汽车代表车 型与换算系数

5、如表 1-1 所示表 1-1 各汽车代表车型与车辆折算系数汽车代表车型 车辆折算系数 说 明 小型客车10 19座的客车和载质量2t w7t的货车 大中型货车20载质量7t w 14t的货车特大型货车 30载质量14t的货车com 交通量计算由标准 中规定畜力车人力车自行车等非机动车在设计交通量 换算中按路侧干扰因素计一二级公路上行驶的拖拉机按路侧干扰因 素计将实测各种车型的交通量折算成小客车的交通当量初始年交通量NO 1024X 10383X 15309X 15276X20178X 30 3148 辆日由标准中规定一级公路设计交通量按 20 年预测交通当量年 平均增长率按 10 计则 20

6、年后道路通行能力为com 确定线路技术标准根据标准确定该道路为四车道一级公路设计车速为 100kmh其在平原区主要技术指标如下1 服务水平一级公路设计采用的服务水平为二级作为集散公路时可采用三 级服务水平设计2 建筑限界路基宽度245m行车道宽度375m设计行车速度100kmh圆曲线一般最小半径700m极限最小半径400m缓和曲线最小长度85m竖曲线最小长度85m凸形竖曲线一般最小半径10000m极限最小半径6500m凹形竖曲线一般最小半径4500m最小半径3000m停车视距160m超车视距550m最大纵坡4路面类型 沥青混凝土3 路线 一级公路路基宽度245m行车道宽度为375m 一级公路整

7、体式断面必须设置中间带中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成第 2 章 路线方案比选与定线21 选线原则公路选线就是根据路线的基本走向和技术标准的要求结合当地 的地形地质地物及其它沿线条件和施工条件等选定一条技术上可行 经济上合理又能符合使用要求的公路中心线的工作选线的目的就是 根据国家建设发展的需要结合自然条件选定合理的路线使筑路费用 与使用质量达到统一且行车迅速安全经济舒适构造物稳定耐久及易 于养护的目的com 平原微丘地区选线com1 平原区路线布设要点选线时首先在路线的起终点间把经过的城镇厂矿农场及风景文 物点作为大的控制点在控制点间通过实地视察根据地形条件和水文 条件进一步选择中间控

8、制点一般较大的建筑群水电设施跨河桥位洪 水泛滥线以外及其必须绕越的障碍物均可作为中间控制点在中间控 制点之间如果没有充分的理由一般不再设置转角点在安排平面线形时既要使路线短捷顺直又要注意避免过长的直线可能条件下争取采用转角适当半径较大的长缓的平曲线线形 综合平原区自然和路线特征布线时应着重考虑以下几点1 正确处理好路线与农业的关系修建公路时占地是难以避免的解决好路线与农田规划农业灌溉 水利设施的关系是平原区选线时的关键问题布设路线时要注意既不 片面要求路线顺直而占用大面积的良田也不片面要求少占耕地而降低线形标准甚至恶化行车条件再者应解决好路线与农田水利设施的 关系使路线的布置尽可能地与农业灌溉

9、系统相配合少占良田不占高产田除较高等级的公路外一般不要破坏灌溉系统布线要注意尽量与干渠相平行减少路线与渠道的相交次数最好把路线布置在渠道的上方非灌溉区一侧或者是渠道的尾部注意筑路与造田护田相结合在可能条件下布线要有利于造田护田以支援农业路线通过河曲地带当水文条件许可时可考虑路线直穿裁弯取直改移河道缩短路线改善线形2 处理好路线和桥位的关系大中桥位往往是路线的控制点 应在服从路线总方向的原则下路桥综合考虑选择有利的桥位布设路线既要防止只考虑路线顺直不顾桥位条件增加桥跨的难度又要防止片面强调桥位使路线绕线过长标准过低一般情况下桥位中线应尽可能与洪水主流流向正交桥梁和引 道都在直线上桥位应选在水文地

10、质跨河条件较好的河段 小桥涵位置原则上应服从路线走向但遇到斜交过大 夹角小于45o 时 或河沟过于弯曲时可考虑采取改沟或改移路线的办法调整交 角布线时应比较确定3 理好路线与城镇居民点的关系 平原区有较多的城镇村庄工业设施等路线布设应正确处理好路 线与它们的关系国防公路与高等级的干道应采取绕避的方式远离城镇必要时 还应考虑采用支线联系较高等级的公路应尽量避免直穿城镇工矿区和居民密集区以减少相互干扰但考虑到公路对这些地区的服务性能路线又不宜相离 太远往往从城镇的边缘经过做到近村而不进村利民而不扰民既方便 运输又保证交通安全这种路线布线时要注意与城镇等的规划相结合 公路等级较低时应考虑县区村的沟通

11、经地方同意可穿越城镇 但要注意有足够的视距和必要的公路宽度以及必要的交通设施以保 证行人和行车的安全4 注意土壤水文条件平原区的水位条件较差取土较为困难为了保证路基的稳定性和 节约用土在低洼地区应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线以使 路基具有较好的水文条件在排水不良的地带布线时要注意保证路基 最小填土高度路线要尽量避开较大的湖塘水库泥沼等不得已时应选 择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过并采取措施保证路基稳定5 注意利用老路并与铁路航道及已有公路运输相配合在平原区路线布设时若有老路与新布路线相距较近而且走向一致时在条件许 可时应尽量地将其改造后加以利用以减少耕地的占用和提高路基的 稳定性6

12、注意就地取材和利用工业废料修建公路需要消耗大量的筑路 材料为节省工程造价应充分利用当地的材料特别是地方上的工业废 料22 方案比选方案比较是选线中确定路线总体布局的有效方法在可能布局的 多种方案中通过方案比较和取舍选择技术合理费用经济切实可行的最优方案路线方案的取舍是路线设计中的重要问题方案是否合理不 仅关系到公路本身的工程投资和运输效率更重要的是影响到路线在 公路网中的作用直接关系到是否满足国家政治经济及国防的要求和 长远利益根据方案比较的深度上的不同可分为原则性方案比较和详细的 方案比较两种com 路线方案的拟定 由已确定的道路等级和主要技术标准指标在原始设计交通量资 料所在地区的气候土壤

13、地质水文等资料和现有地形地物分布图资料 的基础上经审查判断分析初步选定了两个方案线路走向如下所述方案一路线以东城为起点经小片冲沟地带并过部分柑树果园与 支渠相接中间跨越两个小桥从大沥村与旧庄之间穿越后直至终点营 溪方案二路线从东城出发向东南方向延伸穿越细沥村至大沥村正 东方折向右经过一条河路线偏向南继续延伸过渡渠即到达终点营溪两方案比选路线如图 2-22-3图 2-2 路线方案一图 2-3 路线方案二com 初步定线根据公路路线设计规范 平原区一级公路当设计车速为 100kmh 时取缓和曲线长度均为 l 120m 符合标准规定方案 1直线部分JD1处平曲线由于受地形地物限制取半径 R 700m

14、测得转向角a 46 2T 136由道路勘测设计知识计算下列各要素设起始点里程为K0000000则JD1处平曲线各主点要素计算如下1 由原始资料等高线地形图计算出起点交点终点的坐标A 256705326597306831 JD1 C 251149532595709241B 2464923685868022062 路线长计算方位角校核 AC段m因为图在第二象限里故 CB段m因为图在第二象限里故3 转角计算左 校核平曲线部分已知设定的圆曲线半径R 700m缓和曲线长度I 150m和转向角a 46 21 136计算JD1 C 处平曲线各主点要素切线长曲线长外失距切曲差圆曲线确定该平曲线各主点的里程起点

15、ZH202862150HY3528622081591QZ5610212081591YH769181150HZ919181终点、八、校核ZH2028622T750462953324q 34143919181方案2按上述规范两平曲线半径 R 550mR391058m缓和曲线m转 向角同理得曲线各要素如下则各主点里程为起点ZH 23186120HY143186942484QZ237434942484YH331683120HZ451683终点、八、校核ZH231862T437428460614q8931451683起点ZH 451683120HY57168358466QZ63014858466YH68

16、8614120HZ808614终点、八、校核ZH 4516832T364322816015q8388807627com 土石方计算本设计地形为平原微丘区路基均为填方以粘性土作为填方材料设边坡为115路基宽度采用245m典型填方断面图如右图图 2-1 路基断面图土石方计算由软件生成不再详述计算结果见附录 B 表 1-4 方案主要技术指标比较汇总及方案选定表 2-1 两方案主要经济技术指标比较表指标 单位 第一方案 第二方案路线长度 15490591503271工程数量 土石方16949792 12033030路面 3795195 3683014 桥梁 座 1 大桥 2 小桥 比较结果 较好 由上

17、表所列主要技术指标结合当地实 际情考虑如下因素方案二经过的地区人口较多与村庄距离较近能够带动当地经济发展有利于提高人们出行从设计施工方面此工程需要设计建造桥涵 穿越两条沟渠为小桥造价低设计施工难度小而且填方量小工程造价 低方案一所经过的村镇较少不能够有效带动当地经济发展其设计 一座大桥工程造价高且施工时间长对工程的进度产生影响而且其填 方量大增加工程造价因此方案比选最后确定推荐方案二第 3 章 平面设计31 平面线形设计的基本要求1 平面线形应直捷连续顺适并与地形地物相适应与周围环境相 协调 2 除满足汽车行驶力学上的基本要求外还应满足驾驶员和乘客 在视觉和心理上的要求 3 保持平面线形的均衡

18、与连贯长直线尽头 不能接以小半径曲线高低标准之间要有过渡 4 应避免连续急弯的 线形 5 平曲线应有足够的长度com 曲线半径的选定根据标准段选定设计路段桩号K0143186K0331683的曲线半径为 550mcom 直线1 直线的最大长度 我国目前的标准和规范中均未对直线的最大长度规定具体数值日本和德国以设计车速 的 20 倍数字为最大长度限值当时本 设计符合要求2 直线的最小长度规范推荐同向曲线间最短直线长度以不小于 6V 为宜反向曲 线间最短直线以不小于 2V 为宜本设计采用基本型曲线即直线两端设 有缓和曲线本设计符合要求com 缓和曲线的长度及计算公式公路工程技术标准 规定设计速度为

19、图 3-1 基本型平曲线100kmh的一级公路缓和曲线的最小长度为 85m设计时我们取缓和曲线长度均为 120m 符合标准规定 带有缓和曲线的圆曲线如图 3-1 其要素的计算公式如下3- 1a3-1b3-1c3-1d3-1e3-1f3-1g3-1h式中总切线长 m总曲线长 m外距 m校正数 m主曲线半径 m路线转角 度缓和曲线终点处的缓和曲线角 度缓和曲线切线增值 m 设缓和曲线后主曲线的内移值 m 缓和曲线长度 m平曲线中圆曲线长度 m平曲线的基本要素已在上一章方案比选处完成计算33 曲线的超高com 超高的作用为抵消车辆在曲线路段上所产生的离心力将路面做成外侧高于 内侧的单向横坡这就是曲线

20、上的超高合理地设置超高可以全部或部 分地抵消离心力提高汽车行驶的稳定性与舒适性当汽车等速行驶时 在园曲线上所产生的离心力是常数而在回旋线上行驶时由于回旋线 曲率是变化的其离心力也是变化的因此超高横坡度在园曲线上应是 全超高在缓和曲线上应是逐渐变化的超高 图 3-2 超高示意图com 超高的确定由汽车行驶在曲线上的力平衡方程式得3-2式中 R 平曲线半径 m卩横向力系数单位车重的横向力V 行车速度 kmhi 横向超高坡度规定规定超高横坡度按设计速度半径大小结合路面的类型自 然条件和车辆的组成情况确定一级公路的超高横坡度不超过 10com 超高的计算交点处超高的计算由式 3-2 得式中横向力系数取

21、 012 本设计路段选定的超高值为 0255mcom 超高缓和段 从直线的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面 有一各逐渐变化的过渡路段这一逐渐变化的过渡路段成为超高缓和 段com1 超高缓和段长度 为了行车的安全舒适路容的美观和排水的通畅必须设置一定长 度的超高缓和段超高过渡则是在超高缓和段全长范围内进行的双车 道公路超高缓和段长度可按下式计算3-3式中 L 超高缓和段长 mB旋转轴至行车道外侧边缘的宽度 m 超高坡度与路拱坡度的代数差 p 超高渐变率本设计路段超高缓和段长度值为 120mcom2 超高缓和段实际计算取值 超高缓和段实际计算值应取下列三项中的最大值1 曲线加宽段长度

22、2 超高缓和段的理论计算值3 缓和曲线的长度 此路段没有加宽超高缓和段的理论计算值为 40m 和缓和曲线的长度为80m因此超高缓和段实际计算值应取为180m绕路中央分隔带边缘旋转各特征点超高值计算式见表 3-1 超高过度方式图见图 3-3表 3-1 绕中央分隔带边缘旋转各特征点超高值计算式 超高位置 计算公式 x 距离处行车道横坡值 备注 外 侧C计算结果为与设计高之差设计高程为中央分隔带外侧边缘程 本设计不设加宽 当时为圆曲线上的超高D 0内侧 D 0C式中 左侧 右侧 行车道宽度 m左侧路缘带宽度 m 右侧路缘带宽度 m x 距离处路基加宽值 m超高横坡度 路拱横坡度 超高缓和段中任意一点

23、至超高缓和段起点的距离 m 图 3-3 超高过度方式图 交点有缓和曲线的平曲线处绕中央分隔带边缘旋转各特征点超高值计算如上所述旋转方式按中央分隔带边缘旋转路拱横坡 超高横坡则超高缓和段长度 确定缓和段长度查表得取 5 的整倍数缓和曲线即从缓和曲线后退20m的直线段上开始设置超高缓和段 计算各桩号的超高超高起点为K03186由直线段的硬路肩坡度与行车道相同为2 土路肩为 4 圆曲线内侧的土路肩内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度 相同均为 4 外侧的土路肩坡度为 -4 内侧土路肩坡度的过渡段的长度 为取 内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前即从 K03186 K05186 段内完成路肩的过渡变成 -4

24、 与路拱横坡相同 分别计算各桩号的横断面上中央分隔带边缘行车道外侧边缘 和硬路肩外缘 的超高值计算结果见表 3-2表 3-2 JD 处平曲线超高值计算结果桩号 X m 左侧 m 右侧 mK08186 直线段 -0375 -0231 00 -0175 -0257K023186 ZH 15 -0423 -0381 00 -0032 -0028K0143186HY 120-0463 -0379 00 0014 0037K0242832 QZ圆曲线 -04-0379 00 0375 0472K0331683 YH 圆线 -0-0379 0 0 0375 04721K0451683 HZ 120-042

25、3 -0381 0 0 0528 0683 34 平面线型要素的组合 本设计主要采用了基本型平面线型基本型按直线-回旋线 -圆曲线-回旋线- 直线的顺序组合图 3-4 基本型平曲线图35 平面视距的保证 标准规定一级公路的设计视距应满足会车视距的要求其长度 不小于停车视距的两倍此路段的曲线路段在平原微丘区因此我们在 设计时考虑实际困难和工程量的原因取设计视距为 S 200m对平面视距的检查首先应计算出保证设计视距所需要的最大横净距Z其次是计算实际条件下所提供的能通视的横净距若Z设计视距可以保证若 Z 则应清除障碍物以满足 Z 的要求本设计实际条件下 所能提供的能同时的横净距为 15m在带有缓和

26、曲线的平曲线的交点处由式 求得 5385m视点轨迹圆曲线长为3-4式中视点轨迹圆曲线长 不包括缓和曲线 m 车辆在弯道上行驶时视点的运动轨迹 m 路线转角 度 缓和曲线终点处的缓和曲线角 度由式 3-4 求得37673 m 此路段设置缓和曲线因为视点轨迹圆曲线长大于设计视距 用下式求最大横净距3-5由式 3-5 求得 m由 Z 929m 15m 见附录 B 表 52 直线曲线转角表 见附录 B 表 63 平面设计图 见附录 B 图册图号 010203第 4 章 纵断面设计41 纵断面设计目的纵断面设计主要任务就是根据汽车的动力特性道路等级当地的 自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的几何

27、构成与要素 以便达到行车安全迅速运输经济合理及乘客舒适的目的42 纵断面设计的一般要求为使纵坡设计经济合理必须在全面掌握勘测资料的基础上经过 综合分析反复比较定出设计纵坡纵坡设计的一般要求为1 纵坡设计必须满足标准的各项规定2 应具有一定的平顺性起伏不宜过大和过于频繁为保证车辆能 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 或过于频繁3 纵坡设计应对沿线的地形地下管线地质水文气候排水等方面 综合考虑视具体情况妥善处理以保证道路的稳定与畅通4 纵坡设计应考虑填挖平衡减少借方和废方以降低工程造价和 节省用地5 平原微丘地区地下水埋藏较浅池塘湖泊分布较广纵坡除应满 足最小坡度要求外还

28、应满足最小填土高度的要求以保证路基稳定6 对连接段纵坡如大中桥引道及隧道两端引线等纵坡应小些避 免产生突变路线交叉处前后的纵坡也应平缓一些7 在实地调查的基础上充分考虑通道农田水利等方面的要求43 纵坡基本参数确定com 最大纵坡最小纵坡的确定最大纵坡的确定标准规定设计速度为100kmh时公路最大纵坡为4 最小纵坡的确定各级公路的路堑以及其它横向排水不畅路段为保证排水顺利防 止水浸路基应采用不小于 03 的纵坡当必须设计平坡或小于 03 的纵坡 时其边沟应作纵向的排水设计结合设计路段定的是 03441622最大坡长最小坡长限制标准规定各级公路设计不同纵坡时最大坡长不同设计速度为 lOOkmh纵

29、坡坡度为3时最大坡长为1000m纵坡坡度为4时最大坡长 为800m纵坡坡度为5时最大坡长为600m标准规定设计速度为 lOOkmh时公路最小坡长为250m结合设计路段最大坡长定的是74144m 最小坡长定的是 25735mcom 缓和坡长的要求 缓和坡长可以改善汽车连续在陡坡上行使的紧张状况避免汽车 长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素 规范要求当连续的纵 坡大于5应在期间设置不大于3的缓和坡段其长度不大于100m结合 设计本路段不设缓和坡长44 竖曲线设计纵断面上两个坡段的转折处为了便于行车用一段曲线来缓和称 为竖曲线com 竖曲线要素变坡角4-1竖 曲 线 长 度L = R 34-2竖曲

30、线半径R= L 34-3竖曲线切线长4-4竖曲线上任意一点P的竖距4-55竖曲线外距4- 6竖曲线要素计算示意如图 4-1图 4-1 竖曲线要素图com 竖曲线标高计算本设计路段第一变坡点里程桩号为 K0340高程为1618m坡度标 准规定竖曲线最小半径R 4500m本设计竖曲线半径取R 10000m1 竖曲线要素计算当为时表示凹形曲线为 -时为凸形曲线所以该竖曲线为凸形竖曲曲线长满足最小长度要求切线长外距2 计算设计高程竖曲线起点桩号 K0340-T K02759 m竖曲线起点高程竖曲线终点桩号 K0340T K04041 m 竖曲线终点高程3 竖曲线任意点高程计算切线高程4-7计算设计高程

31、4-845 平纵线形的组合设计com 组合原则组合方式 B 表 7 纵断面设计图 见图册图号 040506 透视图 见图册图号 07第 5 章 横断面及路基设计51 概述 道路的横断面是指中线上各点的法向切面它是由横断面设计线 和地面线所构成的其中横断面设计线包括行车道路肩分隔带边沟边 坡护坡道以及取土坑弃土堆环境保护等设施高速公路和一级公路上 还有变速车道爬坡车道等52 路基横断面组成路幅的构成根据标准可知一级公路路基宽度为 245m其中路 面跨度为150m中间带宽度为30m其中中央分隔带宽度为20m左侧路 缘带宽度为05X 2 10m硬路肩看度为20X2 40m土路肩宽度为075X 2 1

32、5m路面横坡为2 土路肩横坡为453 路拱横坡为了迅速排除路面上的雨水 路面表面做成中间高两边图 5-2 折线型路拱低的拱形称之为路拱路拱对排水有利但对行车不利路拱坡度所 产生的水平分力增加了行车的不稳定性同时也给乘客带来不舒适的 感觉当车辆在有冰雪水或潮湿路面上制动时还会增加侧向滑移的危 险为此对路拱的横向坡度在满足横向排水的要求下应尽量采用低值 平曲线加宽及其过渡图 5-3 弯道加宽示意图由标准规定平曲线半径等于或小于250m时应在平曲线内侧加宽本设计中平曲线半径为500m大于250m的规定值所以可以不设曲线加宽为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上的加宽宽度需设 置加宽缓和段在加宽缓和

33、段上路面具有逐渐变化的宽度55 软土地基软土地基主要是指天然含水量过大胀缩性高具有湿陷性承载力 低在荷载作用下容易产生滑动或固结沉降的土质地基如软土泥沼泥 碳湿陷性黄土人为垃圾松散杂填土膨胀土海 湖 相沉积土等路基直 接填筑在这些地基上往往会因地基承载力不足或在自然因素作用下 产生过大的变形因此土木工程中地基加固极为重要常是各种建筑物 成败关键com 极限高度的计算 本设计处于富饶的长江三角洲平原土地资源珍贵路基的高低对 降低公路造价有着十分突出的意义 25m 的亚粘土硬壳层当硬壳层厚 度大于 15m 时考虑其应力扩散提高承载力减少地基沉降的效应软土 的设计中路堤边坡采用 115 填土为黄色亚

34、粘土 此时路堤的极限高度 可按下式计算5- 1式中 极限高度 m软土的快剪黏聚力填土的容重稳定因数与边坡角和深度因数 式中为填土高度为软土厚度 有则路堤极限高度m设安全系数取15时最佳填土高度为29m因考虑到实际困难则可 确定25m为最佳填土高度com 对地基处理方法 0510m本设计中主要采用的是旋喷水泥土桩处理方法桩径取D 50cm间距B 150cm且桩与桩之间的布置都是按照三角形的方式布置的布桩时 一律采用15m桩长桩径桩间距不变56 横断面设计成果1 路基设计表 见附录 B 表 8910112 一般与超高路基横断面设计图 见附录图册图号为 0809103 软土地基布置图 见附录图册图号

35、为 11第 6 章 路面结构设计61 路面类型的确定com 路面类型的确定由于沥青路面使用沥青结合料因而增强了矿料间的粘结力提高 了混合料的强度和稳定性使路面的使用质量和耐久性都得到提高与 水泥混凝土路面相比沥青路面具有表面平整无接缝行车舒适耐磨振 动小噪声低施工期短养护维修简便适宜于分期修建等优点因而获得 越来越广泛的应用本段公路是高等级道路结合实际情况选用沥青混 凝土路面com 确定路基潮湿类型及土基回弹模量根据公路自然区划标准 该地区属于东南湿热区路基临界高度 参考值可知此区是粘性土中湿状态临界高度故土基属中湿状态相对 含水量取土基回弹模量com 轴载分析表 6-1 交通组成表车型 前轴

36、重 后轴重后轴数后轴轮组数后 轴 距 m交通量 红岩 CQ3029062 1192 双轮组3 178日野 KF300D 4075 79 2双轮组3 383东 风 CS93824 70 2 双轮组 3 1024 解放 CA10B 194 6085 1 双轮组 16751路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算轴载换算采用如下计算公式轴载换算6-1式中标准轴载被换算车型的各级轴载轴载系数轮组系数被换算车辆的各级轴载作用次数次日 轴载换算结果下表所示 表 6-2 轴载换算结果 车型 东风 CS938 后轴 7000 1 130034

37、566 红岩 CQ3029C前轴 6200 164 540155212后轴KF300D 前轴 4075 1112039963411900 1154064 12083238黄海 DD690 前轴578604 日 野后轴 7900 225600 164 15053084后轴CA10B 后轴 5660 12210 164 18010400 22 115012402508219709后轴125013解 放解放 CA340 前 轴 5660 11180545521532894注轴载小于25kN的轴载作用不计累计当量轴次计算根据设计规范一级公路沥青路面的设计年限为 15 年四车道的车道系数n是04conY

38、 8累计当量轴次2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为6- 2式中为轴数系数 12 m-1为轮组系数单轮组为 185 双轮组为 1 四轮组为 009计算结果如下表所示表 6-3 轴载换算结果车型东风 CS938 后轴7000 13005640红岩CQ3029C前轴 6200 11 540613117后轴 11900 1 1851203729日野KF300D 前轴4075 3 1 120771692后轴79001 1851501360 黄海 DD690 前轴560015075498后轴 10400 112403770解放CA10B 后轴 56

39、60 11180200351494839注轴载小于50kN的轴载作用不计累计当量轴次计算各参数值同上一级公路沥青路面的设计年限为 15 年四车道的车 道系数n是04conY 8累计当量轴次com 结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为 800 万次左右根据地地质水文等条件选择柔性路面结构沥青混凝 土路面62 沥青路面设计计算com 拟定路面组合结构形式及材料选取 根据公路沥青路面设计规范 推荐结构考虑本路段的交通量路 基水温状况及材料供应等具体情况拟定该路段路面结构方案如下表 6-4 路面结构设计路面厚度 材料 细 粒 式沥 青 混凝土中粒式沥青混凝土 粗粒

40、式沥青混凝土 水泥碎石 cm 石灰土 查 相 关资 料 表表得各层厚度劈裂强度抗压回弹模量弯拉模量和极限抗弯拉强度 如表 6-5 所示表 6-5 各层厚度抗压回弹模量弯拉模量极限抗弯拉强度和劈裂 强度表层次 材料名称 各层厚度 cm 抗压回弹模量 20C MPa 抗 弯 拉模量 MPa 极限抗弯拉强度 MPa 劈裂强度 MPa 1 细 粒 式沥青混凝土 3 1400 1500 15 142 中粒式沥青混凝土4 1200 1500 15 103 粗粒式沥青混凝土 6 90008 4 水泥碎石 28 1500 1800 05 06 5 石 灰 土550 1200 05 025com 按容许弯沉计算

41、路面厚度1 计算弯沉6-1 式中设计年限内一个车道上的累计当量轴次 次 分别为公路等级系数面层类型系数及基层类型系数 公路沥青路面设计规范规定一级公路 10 10 10由式 6-1 得 2 各层材料的容许层底拉应力 细粒式密级配沥青混凝土中粒式密级配沥青混凝土 粗粒式密级配沥青混凝土 水泥碎石 石灰土com 石灰土层的确定1 计算容许弯沉 换算成三层体系2 计算综合修正系数 F3 计算理论弯沉系数4 计算基层厚度 求算某基层厚度时须先把所拟定的结构换算成当量三层体系求 出其中层厚度然后再由求出求 由于分别为细中粒式沥青混凝土而且这两层基本上是连续施工 所以可视为连续接触在本计算中可视为则五层体

42、系变为三层体系的 参数为查三层体系表面弯沉系数诺谟图得由查三层体系表面弯沉系数诺谟图得由于可得由查三层体系表面弯沉系数诺谟图可得所以得求根据公式可得小结设计弯沉值为2498 001mm结果以表格形式列出表 6-6 实际资料汇总表材料名称 h cm 细粒式密级配沥青混凝土 3 中 粒 式密级配沥青混凝土 4 粗粒式密级配沥青混凝土 6 水 泥碎石 28 石灰土 2563 最大拉弯应力的验算1 如前所述仍先把六层体系换算成当量三层体系把和加起来作 为当量三层体系的上层厚度 h由公式可得2 计算当量三层体系上层底面最大弯拉应力施工时严格管理尽可能在铺筑贯入式后马上铺上沥青混凝土层 使之与贯入式牢固地

43、粘结在一起视为三层连续体系由查系数图得由查系数图得由查系数图得3 计算沥青混凝土面层底面的容许弯拉应力容许弯拉应力其中沥青混凝土层的强度满足要求 同理按上述计算验算结果水泥碎石的强度也满足要求 因此确定本设计路段沥青混凝土路面结构尺寸为 细粒式密级配沥青混凝土 3cm 中粒式密级配沥青混凝土 4cm 粗粒式密级配沥青混凝土 6cm 水泥碎石 28cm 石灰土 25cm 64 路基路面成果路面结构设计图 见图册图号为 12第 7 章 路基路面排水和挡土墙设计71 简述 该路段地处地下水位较高为多软土地区年降水量大必须采取有 效的排水与防护措施以确保路基路面稳定和高速行车安全边沟尺寸选定 边沟的排

44、水能力主要取决于以下几个设计参数边沟底流水坡度 边沟截面尺寸形状边沟的表面粗糙程度 通过计算确定公路边沟采用 50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要一般路段是指不设超高的路 段路面排水根据路线纵坡采用分散漫流式和集中截流式 2 种形式当 路线纵坡 03 时路面排水采用分散漫流式路缘石采用水泥混凝土的平 缘石路面水沿纵坡和横坡经路堤边坡排入边沟当路线纵坡03时路面排水采用集中截流式在硬路肩边缘土路肩范围内设置沥青混凝土 拦水缘石汇集路面水每隔一定距离经泄水口流入边坡急流槽排至路 基边沟 0700断面为例进行挡土墙尺寸验算设计资料填土为粗粒土 砂类土或碎石 填背填土容重内摩擦角 计算荷载为汽 20

45、 级验算荷载挂 100 级com 挡土墙验算com1 土压力计算1 汽车荷载换算2用朗金公式计算土压力B 0全墙土压力E及力臂y为com2 墙身尺寸计算1 底板长度假设底板厚 当时查容重修正系数踵板长度其中踵板修正长度为趾板长度取底板长度2 立壁厚度立壁根部截面该截面的剪力为弯矩内力为 按配筋率要求确定厚度取配筋率为截面有效厚度为 按斜裂缝限制要求确定厚度030004截面有效厚度为 立壁厚度由配筋率控制取保护厚度为 004 则立壁厚度为 034与原假设相符3 底板厚度作用于挡土墙的基底总反力为底板厚度由踵板控制并假设地基反力近似的呈三角形分布踵板根部截面该截面的剪力为时该截面的弯矩为根据桥规c

46、om内力为a 按配筋率要求取配筋率 则b 按斜裂缝限制要求截面有效厚度为踵板厚度由配筋率控制取 038m 保护层 0052m 踵板厚 0380052044m与原假设相符合4 墙体稳定性和基底应力验算 求全墙总竖向力N和抗倾覆力矩Mi .踵板上填土重W及力臂Zii .墙体自重G及力臂Z立壁自重w及力臂Z夹块自重W及力臂Z趾板自重W及力臂Z踵板自重W及力臂Z趾板上覆土重W及力臂Z全墙总竖向力及抗倾覆力矩为 验算抗滑稳定系数满足要求 验算抗倾覆稳定系数倾覆力矩为满足要求 验算偏心距满足要求 验算基地应力满足要求第 8 章 结论通过这次比较完整的道路选线设计我摆脱了单纯的理论知识学 习状态和实际设计的

47、结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识 解决实际工程问题的能力同时也提高我查阅文献资料设计手册设计 规范以及电脑制图等其他专业能力水平而且通过对整体的掌控对局 部的取舍以及对细节的斟酌处理都使我的能力得到了锻炼经验得到 了丰富并且意志品质力抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升 这也正是我们进行毕业设计的目的所在虽然毕业设计内容繁多过程繁琐但我的收获却更加丰富随着设 计的不断深入而不断熟悉并学会应用的和老师的沟通交流更使我对 设计有了新的认识也对自己提出了新的要求提高是有限的但提高也是全面的正是这一次设计让我积累了许 多经验使我的头脑更好的被知识武装了起来也必然会让我在未来的 工作学习中表现

48、出更高的应变能力更强的沟通力和理解力我的设计在与环境协调上有很大的不足在这个高度重视环境保 护的社会中这无疑是很让我自身感到遗憾的可这些不足正是我们去 更好的研究更好的创造的最大动力只有发现问题面对问题才有可能 解决问题不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心Res Part A Policy Pract 2004 455481参考文献1 徐家钰郭忠印编著土木工程专业毕业设计指南北京中国水 利水电出版社 200022 JTGB012003 公路工程技术标准 S3 JTG D202006 公路路线设计规

49、范 S4 杨少伟主编朱照宏主审道路勘测设计 第二版 北京人民交 通出版社 200465 常砚阁简明道路路线设计与测设手册北京人民交通出版社 19976 张雨化主编道路勘测设计北京人民交通出版社 19987 公路工程国内招标文件范本 JTGD30 200公路路基设计规 范 Jha MK Criteria-based decision support system for selecting highway alignments J Transp Eng 2003 33- 4118 Jha M K and Schonfeld P A highway alignment optimization m

50、odel using geographic information systems Transp致谢语在本毕业设计论文即将完成之际我想对所有曾经给过我帮助和 支持的人们表示衷心的感谢首先要感谢的是的父母他们给了我无私 的爱我深知他们为我求学和生活所付出的巨大的牺牲和努力至今我 一直无以为报在这里仅表达我对他们的深深地思念和感恩感谢我的导师在学习和工作方面给了我大量的指导让我学到了 很多知识掌握了也获得了实践锻炼的机会的严格要求将使我终身受 益除此之外还对我的生活给予关怀使我可以顺利的完成毕业设计任 务在此祝愿身体健康全家幸福感谢他们是他们是我学习和生活上的伙伴也是面对困难和挑战 时的战友感谢的

51、老师们谢谢他们这四年来对我的教育让我懂得了如 何做事更让我明白了如何做人感谢的同学们感谢他们在大学期间在 学习和生活上给予我的帮助还有很多我无法一一列举姓名的师长和友人给了我指导和帮助 在此也一并表示衷心的感谢他们的名字我一直铭记在心最后衷心的感谢在百忙之中抽出时间审阅论文的专家教授老师附录 A英文原文中文翻译在公路路线优化的基础上达到接近土地利用变化Manoj K Jha PE MASCE1 and Eungcheol Kim21assistant 教授土木工程 Morgan State UnivBaltimore MD 21251 corresponding author 电子邮箱 mkjhacomassistant 教授土 木与环境系统工程大学 Univ of Incheon Incheon City 402-749South KoreaDol 101061 ASCE 0733-947X 2006 1325 435 摘要无障碍环境又接近而土地使