毕业设计山岭区二级公路设计计算

1、山岭区二级公路设计计算山岭区二级公路设计计算毕业答辩毕业答辩之燕山大学燕山大学姓姓 名：程名：程 顺顺指导老师：徐秋实指导老师：徐秋实道路桥梁专业道路桥梁专业1主要内容 第一部分第一部分 路线设计路线设计 第二部分第二部分 路基设计路基设计 第三部分第三部分 路面设计路面设计 第四部分第四部分 排水设计排水设计 第五部分第五部分 工程预算工程预算 第六部分第六部分 总结总结 第七部分第七部分 致谢致谢2第一部分 路线设计 设计概况 主要技术标准 方案比选 详细设计-平面设计 详细设计-纵断面设计 详细设计-横断面设计3 本设计是拟建一条山岭区二级公路，路线必须经本设计是拟建一条山岭区二级公路，

2、路线必须经过的控制点上夼村、王家瞳、丁家夼村，路线经过过的控制点上夼村、王家瞳、丁家夼村，路线经过区域属于公路自然区划区域属于公路自然区划VI4区，设计速度为区，设计速度为60km/h，路线起点桩号路线起点桩号K0+000，终点桩号，终点桩号K5886.392，路线，路线总里程总里程5886.392m。路基宽度。路基宽度8.5m，双向车道，无中，双向车道，无中间分隔带，路面最终采用水泥混凝土路面，路面结间分隔带，路面最终采用水泥混凝土路面，路面结构层：普通混凝土面层构层：普通混凝土面层250mm,水泥稳定粒料水泥稳定粒料200mm,天然砂砾天然砂砾200mm。一、设计概况一、设计概况4指 标

3、名 称规范值指 标 名 称规范值自然区划VI4区最大纵坡()6公路等级二级公路最多坡长(m)3%4%5%6%路基宽度(m)8.512001000800600设计行车速度(km/h)60最短坡长(m)150平曲线极限最小半径(m)125一般最小坡长(m)200平曲线一般最小半径(m)200凸形竖曲线一般最小半径(m)2000不设超高最小平曲线半径(m)路拱2%1500凹形竖曲线一般最小半径(m)1500路拱2%1900竖曲线最小长度(m)50直线段最大长度(m)1200停车视距(m)75二、主要技术标准二、主要技术标准51. 三方案整体平面图三方案整体平面图三、方案比选三、方案比选方案一：红色路

4、线方案二：蓝色路线方案三：粉红路线620002. 第一方案平面图第一方案平面图三、方案比选三、方案比选73. 第二方案平面图第二方案平面图三、方案比选三、方案比选84. 第三方案平面图第三方案平面图三、方案比选三、方案比选9比较项目方案一方案二方案三路线长度5915.899米5494.459米5177.382米经过村庄7个5个4个交点数目554平曲线最小半径300m350m300m最大纵坡4.9%5.1%5.27%最小纵坡0.52%0.64%0.54%变坡点数目8个7个6个竖曲线凹凸性凹凸搭配，无连续上下坡段。搭配可以，连续上下坡段短搭配较差，虽然坡度有所减缓，但连续上下坡段过长。平曲线平均圆

5、曲线半径小，路线比方案二更适应地形的变化平均圆曲线半径大，路线比方案一顺适 平面线型较好，满足指标要求，线型顺滑竖曲线指标较高，较合理填挖较大纵坡多大、填挖最大平纵组合无不良组合，搭配较为合理有平曲线和竖曲线的组合有平曲线和竖曲线的组合5. 比选表比选表1三、方案比选三、方案比选10比较项目方案一方案二方案三最大填挖深度填：10.013m 挖：11.009m填：11.941m 挖：11.538m 填：14.291m 挖：14.195m路基土石方高填深挖不多，挖方总量=180800.11m3，填方总量=209891.61 m3，此方案填挖方量最少。挖方总量=199784.13m3，填方总量=22

6、3994.79m3。挖方总量=224482.67m3，填方总量=232813.27 m3此方案填挖方量最大。安全评价安全安全连续下坡段较长，安全性较差方案优点1.不用架桥、挖隧道，施工技术比较简单；2.工程土石方比较少，线形指标符合要求；3.最大纵坡较小，凹凸搭配合理，行车舒适安全；4.经过村庄多，便于居民出行；1.路线较短，2.经过福山铜矿区，利于资源开发1.路线最短2.路线曲线半径虽小，但是适应地形，路线顺滑；6. 比选表比选表2三、方案比选三、方案比选11方案一方案一 路线起于上夼村，经王家瞳和吕家沟村，然后从吴阳泉村和西车家村之间通过，在经过王家庄，到达终点丁家夼村。起点桩号K0+00

7、0，终点桩号K5915.899，路段长5915.899m，起点（-1148，3802）到终点（2793,2191），设置5条平曲线，经过7个村庄。 主要优点： 平面指标较高， 纵断面指标好， 平纵组合较合理，填挖方量少，不用架桥、挖隧道，施工技术比较简单，最大纵坡较小，凹凸搭配合理，行车舒适安全，经过村庄多，便于村民出行和村庄联系，有利于带动农村经济增长。 主要缺点：路线比另两个方案长。方案二方案二 路线起于上夼村，经王家瞳、吕家沟村、西车家村、福山铜矿区，到达终点丁家夼村。起点桩号K0+000，终点桩号K5494.459，路段长5494.459m，起点（-1148，3802）到终点（2793

8、,2191），设置5条平曲线，经过5个村庄，经过福山铜矿。 主要优点：平面指标较好，路线较短，纵断面指标好，经过福山铜矿区，便于资源运输。 主要缺点：平纵组合比一方案差，填挖方量较大，经过村庄没有一方案多，不利于农村间的联系。方案三方案三 路线起于上夼村，经王家瞳、西车家村，到达终点丁家夼村。起点桩号K0+000，终点桩号K5+177.382，路段长5177.382m，起点坐标（-1148，3802）到终点坐标（2793,2191），设置4条平曲线，设一个虚交，经过4个村庄，经过福山铜矿。 主要优点：路线最短，平面线型指标较好，路线顺滑。 主要缺点：纵断面连续下坡段过长，平纵组合有品曲线和竖曲

9、线的组合，组合形式相对复杂，高填深挖较多，填挖方量相对较大，经过村庄较少，不利于村庄间联系。 综合考虑以上各种因素,最终选择方案一为最终设计方案。7. 比选说明比选说明三、方案比选三、方案比选12四、详细设计四、详细设计-平面设计平面设计比较项目初步设计详细设计平面比较平曲线半径及对称缓和段长度（m）JD1400（60）400（70）JD2300（60）350（60）JD3300（60）500（80）JD4600（70）500（70）JD5500（70）400（70）总里程（m）5915.8995886.3921. 详细设计与初步设计平面比较表详细设计与初步设计平面比较表13比较项目初步设计详

10、细设计纵断面比较竖曲线半径及竖曲线长度（m)变坡点12000 (101.7)6000 (147.8)变坡点22000 (189.7)4000 (338.4)变坡点32000 (175.4)4500 (417.5)变坡点42000 (100.8)4000 (245.2)变坡点52500 (138.3)7000 (449.0)变坡点62000 (117.8)15000 (569.7)变坡点72500 (75.5)8000 (76.9)变坡点82500 (34.1)最大填挖深（m）填：10.01 挖：11.01填：9.77 挖：9.18总土石方量3906923452713m2.详细设计与初步设计纵断

11、面比较表详细设计与初步设计纵断面比较表四、详细设计四、详细设计-平面设计平面设计143. 详细设计平面图详细设计平面图四、详细设计四、详细设计-平面设计平面设计154.详细设计详细设计K0+000K0+700平面分图平面分图四、详细设计四、详细设计-平面设计平面设计165.详细设计详细设计K0+700K1+400平面分图平面分图四、详细设计四、详细设计-平面设计平面设计176. 详细设计直曲表详细设计直曲表四、详细设计四、详细设计-平面设计平面设计181. 详细设计纵断面设计详细设计纵断面设计桩 号竖 曲 线纵 坡（）变坡点间距直坡段长标高 m凸曲线半径R m凹曲线半径R m切线长T m外距E

12、 m起点桩号终点桩号+-（m）（m）K0+000101.15 -0.74 360.00 286.09 K0+36098.48 600073.91 0.46 K0+286.090K0+433.910-3.21 840.00 596.87 K1+20071.55 4000169.22 3.58 K1+030.780K1+369.2205.26 550.00 172.01 K1+750100.45 4500208.77 4.84 K1+541.234K1+958.766-4.02 470.00 138.65 K2+22081.54 4000122.59 1.88 K2+097.414K2+342.5

13、862.11 1030.00 682.92 K3+250103.23 7000224.50 3.60 K3+025.503K3+474.497-4.31 1120.00 610.65 K4+37054.98 15000284.85 2.70 K4+085.146K4+654.854-0.51 950.00 626.68 K5+32050.13 8000 38.47 0.09 K5+281.533K5+358.4670.45 566.39 527.92 K5+886.39252.69 五、详细设计五、详细设计-纵断面设计纵断面设计192. K0+000K0+700纵断面图纵断面图五、详细设计五、

14、详细设计-纵断面设计纵断面设计203. K7+000K1+400纵断面图纵断面图五、详细设计五、详细设计-纵断面设计纵断面设计21六、详细设计六、详细设计-横断面设计横断面设计1. 标准横断面图标准横断面图22六、详细设计六、详细设计-横断面设计横断面设计2. K0+000K0+550横断面图横断面图23六、详细设计六、详细设计-横断面设计横断面设计3. K0+600K1+150标准横断面图标准横断面图24六、详细设计六、详细设计-横断面设计横断面设计4. K1+200K1+650横断面面图横断面面图25第二部分 路基设计 路基边坡稳定验算 路基防护与加固 挡土墙设计261. 路堤边坡稳定验算

15、路堤边坡稳定验算一、路基边坡稳定验算一、路基边坡稳定验算4.5H法计算图示271. 路堤边坡稳定路堤边坡稳定一、路基边坡稳定验算一、路基边坡稳定验算分段sincosG=gNiTim2KN10.8154.280.586.39111.8365.2990.7920.6641.520.7516.83294.53220.52195.2430.5130.920.8622.91400.93343.95206.0140.3621.390.9323.88417.90389.11152.4150.2212.460.9820.84364.70356.1178.6960.073.831.0016.14282.4528

16、1.8218.877-0.08-4.721.006.72117.60117.20-9.688-0.23-13.370.973.3358.2856.70-13.481830.69718.85计算稳定性系数：57. 185.71867.271069.1830466. 0111niiniiTCLNfK用同样方法求得：46. 13K，由此可见第二条滑动曲线稳定性系数最小，为极限滑动面，其稳定系数满足1.251.50范围要求，因此设计采用的边坡足以满足稳定性要求。 ，37. 12K282. 路堑边坡稳定验算路堑边坡稳定验算一、路基边坡稳定验算一、路基边坡稳定验算684. 0cot628.5521. 1c

17、sc577. 030tantanf188.012.95 .171522Hca56. 121. 1)188. 0577. 0(188. 02684. 0577. 0188. 02csc)(2cot2minafafaK25. 1minK验算： 因所以设计所选路堑边坡满足稳定性要求。直线滑动面计算图示 291. 路堤边坡防护路堤边坡防护二、路基防护加固二、路基防护加固 路基填土高度H3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3H4m时，设置单层衬砌拱，当4H6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。2

18、0号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm30cm50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm30cm65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。302. 路堑边坡防护路堑边坡防护二、路基防护加固二、路基防护加固 路堑高度小于3m边坡均直接撒草种防护；路堑高度大于3m均采用人字形骨架植草护坡。313. 路基边坡防护图路基边坡防护图1二、路基防护加固二、路基防护加固 324. 路基边坡防护土路基边坡防护土2二、路基防护加固二、路基防护加固 33三、挡土墙设计三、挡土墙设计1. 挡土墙概述挡土墙概述 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边

19、坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中，它广泛应用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。 挡土墙类型分类方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。 本山岭区二级公路在桩号为K1+200K1+400、K2+300K2+400、K3+900K4+100等路段为填方路段，为保证路堤边坡稳定，少占地，少拆迁，故在以上路段处设

20、置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。 34三、挡土墙设计三、挡土墙设计2.挡土墙设计图挡土墙设计图35第三部分 路面设计 水泥路面设计 沥青路面设计 路面方案比选36一、水泥混凝土路面设计一、水泥混凝土路面设计1. 水泥混凝土路面设计方案一水泥混凝土路面设计方案一 - 普通混凝土面层 220mm - 石灰水泥碎石 200 mm - 石灰粉煤灰土 200 mm -新建路基5.552.407.105.31.1trprrr37一、水泥混凝土路面设计一、水泥混凝土路面设计2. 水泥混凝土路面设计方案二水泥混凝土路面设计方案二 - 普通混凝土面层 240 mm - 水泥稳定粒料 200 mm - 天然砂砾

21、 200 mm - 新建路基0.592.300.156.21.1trprrr38一、水泥混凝土路面设计一、水泥混凝土路面设计3. 水泥混凝土路面比选水泥混凝土路面比选 水泥路面方案一与方案二相比较： 虽然方案一的面层较方案二的面层厚度有所降低，方案一面层厚度0.22m，方案二面层厚度0.24m，但方案一面层采用弯拉强度为5.5Mpa，弯拉弹性模量为33Gpa的普通混凝土面层，方案二面层采用弯拉强度为5.0Mpa，弯拉弹性模量为31Gpa的普通混凝土面层，方案二较方案一所采用的面层造价更为经济。 两方案的第二层所采用的底层材料不同，方案一采用石灰水泥碎石，方案二采用的是水稳定性粒料。 两方案的第

22、三层所选择的基层材料也不同，方案一选用石灰粉煤灰土，方案二选用天然砂砾，石灰粉煤灰土需经过长途运输，运费贵，而天然砂砾来源广，运输方便，当地就能自给自足。综上所述，水泥混凝土路面的最终方案为方案二。39一、水泥混凝土路面设计一、水泥混凝土路面设计4. 水泥混凝土路面接缝设计水泥混凝土路面接缝设计40二、沥青混凝土路面设计二、沥青混凝土路面设计1. 沥青混凝土路面设计方案一沥青混凝土路面设计方案一 - 细粒式沥青混凝土 30 mm - 中粒式沥青混凝土 40 mm - 粗粒式沥青混凝土 60 mm - 石灰粉煤灰碎石 250 mm - 石灰土 240 mm - 新建路基41二、水泥混凝土路面设计

23、二、水泥混凝土路面设计2. 沥青混凝土路面设计方案二沥青混凝土路面设计方案二- 细粒式沥青混凝土 30 mm - 中粒式沥青混凝土 50 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 石灰粉煤灰碎石 250 mm - 石灰土 210 mm - 新建路基42二、水泥混凝土路面设计二、水泥混凝土路面设计3. 沥青混凝土路面方案比选沥青混凝土路面方案比选沥青路面方案一与方案二相比较： 方案一的面层和方案二的面层材料厚度都相同，都为30mm厚的细粒式沥青混凝土。 两方案的第二层所采用的垫层材料相同，方案一采用40mm厚的中粒式沥青混凝土，方案二采用50mm厚的中粒式沥青混凝土，而沥青土越厚造价也越贵，且

24、厚度升高，施工操作难度变大。以此比较方案一优于方案二。 两方案的第三层所选择的基层材料相同，方案一采用60mm厚的粗粒式沥青混凝土，方案二采用80mm厚的中粒式沥青混凝土，以此比较方案一优于方案二。 方案一的第四层和方案二第四层材料厚度都相同，都为250mm厚的石灰粉煤灰碎石。 方案一的第五层和方案二的第五层材料相同，厚度不同，方案一为240mm厚的石灰土，方案二为210mm厚的石灰土。石灰土较便宜，但厚度越厚所花钱越多，以此比较，方案二优于方案一。 综合考虑方案一更加经济，实惠，施工便于操作。故最终沥青路面选择方案一。43三、路面方案比选三、路面方案比选1. 沥青混凝土路面优缺点沥青混凝土路

25、面优缺点 沥青路面优点：沥青路面由于车轮与路面两级减振，因此行车舒适性好、噪音小；柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强；沥青路面修复速度快，碾压后即可通车。 沥青路面缺点： 压实的混合料空隙率大，耐水性差，宜产生水损坏，一个雨季就可能造成路面大量破损； 沥青材料的温度稳定性差，脆点到软化点之间的温度区间偏小，包不住天然高低温度，冬季易脆裂，夏季易软化；沥青是有机高分子材料，耐老化性差，使用数年后，将产生老化龟裂破坏；平整度的保持性差，不仅沉降会带来平整度劣化，而且材料软化会形成车辙。 44三、路面方案比选三、路面方案比选2. 水泥混凝土路面优缺点水泥混凝土路面优缺点 水泥混凝土路面优

26、点： 水稳定性较高，在暴雨及短期浸水条件下，路面可照常通行；温度稳定性高，无车辙现象； 水泥混凝土是无机胶凝材料，主要水化产物水化硅酸钙是其强度的主要来源，既耐老化，又无污染。但在更长时期，会与所有岩石一样，产生风化现象，水泥石风化与沥青老化相比，时间长10倍以上，不构成工程问题；平整度的保持期长；在相同技术和工艺水平下，水泥路面大修前的使用年限长。 水泥混凝土路面缺点：在相同平整度条件下，由于刚性路面不减振，因此行车舒适性不及沥青路面；噪音较大，我国对低噪音水泥路面尚未开展研究和应用；在路基、地基变形或不均匀沉降条件下，易形成脱空，附加应力很大，极易产生断裂破坏，对路基稳定性要求高，对不均匀

27、沉降的适应性差。水泥路面强度高、硬度大，即使断板后也难于清除，修复难度大，新浇筑面板的养护期较长。45三、路面方案比选三、路面方案比选3. 路面比选路面比选 鉴于沥青路面对公路周围的土地、地下水等会造成污染，造价要高于水泥路面；而修建水泥路面能促进当地经济的发展，带动当地经济发展，也提升当地水泥的质量和知名度，所以选择修建水泥混凝土路面，结合前面的水泥路面设计，最终路面方案选择水泥混凝土路面方案二。 - 普通混凝土面层 250 mm - 水泥稳定粒料 200 mm - 天然砂砾 200 mm - 新建路基46三、路面方案比选三、路面方案比选4. 路面结构设计图路面结构设计图47第四部分 排水设

28、计1. 排水设计主要内容排水设计主要内容一般分为路基排水设计和路面排水设计。 对于路基排水设计包括边沟设计、边沟设计验算、排水沟设计、排水沟设计验算。 对于路面排水主要以路拱和横坡坡度为主。根据路面类型和当地的自然条件，本设计行车道横坡2%，路肩横坡3%。2. 涵洞设计涵洞设计 涵洞是为了排泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物，本设计参考规范及相关资料结合本设计实际，考虑在服从路线走向，保证排水顺畅条件下，尽量在路线设计的凹向竖曲线底部，跨越明显排水沟槽处设置涵洞。根据地形，本设计选择K1+250.00和K2+3500.00处设置涵洞。48第四部分 排水设计3. 涵洞设计图涵洞设计图49

29、第四部分 排水设计4. K0+700K1+400 排水设计图排水设计图50第五部分 工程预算51第五部分 工程预算52 第六部分 总结 本设计是对山岭区二级新建公路设计，全线长5.8公里。根据给定资料，通过交通量的计算与预测确定本公路为二级公路，设计速度为60km/h。经过反复计算、审查、修改，使整条线路各项指标达规范要求，并且在各自条件下尽量使用最高指标。本次设计的难点在于克服较大高差，使路线的平面和纵断面结合良好，使纵坡满足技术指标要求。 本设计是对山岭区某二级公路的设计，是对大学期间所学专业知识进行系统运用的过程，通过这次设计，我对行业规范的了解有初步的加深，对设计的基本流程有了一定的掌

30、握。 该毕业设计的主要内容包括：道路的选线、定线，平纵横设计，路基防护及其排水设计，路面结构设计等。通过具体的设计过程，使我们基本掌握了道路设计的基本程序和基本内容。 设计分两个阶段进行，其中初步设计包括初步平面设计、纵断面设计、方案的比选；其次做路线的详细设计，包括详细平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路面设计、排水设计；最后是设计说明书的整理。 通过本次毕业设计，我对专业知识有了更加深入的认识与了解，对于道路设计的一些步骤与需要注意的问题，都有了更多的了解，并且可以对纬地和CAD等专业软件熟练使用。通过这次毕业设计，我们对以后的工作内容与方向有了一定的了解，对本专业的工作内容有所