土木工程道路方向毕业设计

1、本科学生毕业设计七依公路大四站至双河段两阶段初步设计 院部名称： 土木与建筑工程学院 专业班级： 土木工程08-02班 学生姓名： 高 飞 指导教师： 武 鹤 职 称： 教 授 黑 龙 江 工 程 学 院二一二年六月The Graduation Design for Bachelor's Degree Da si zhan to Shuang he of the Qi yi highway in section two stages preliminary designs Candidate：Gao Fei Specialty：civil engineeringClass ： 08-0

2、2Supervisor：Prefessor W Heilongjiang Institute of Technology2012-06·HarBin摘 要本设计根据给定的资料，通过对原始数据的分析,根据该路段的地质、地形、地物、水文等自然条件,依据公路工程技术标准 、公路路线设计规范等交通部颁发的相关技术指标,在老师的指导和同学的帮助下完成的。设计内业详细资料有：路线设计，包括纸上定线（山岭区或越岭线）、绘制路线平面图、路线纵断面设计）；路基设计，完成两公里横断面和路基土石方的计算及路基排水设计；路面设计，水泥混凝土路面设计；小桥涵设计，完成一项涵洞设计；路线交叉设计，完成一项路线平

3、面交叉；施工组织设计；应用计算机绘制工程图，按老师指导和要求完成。整个设计计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面、平面交叉、小桥涵的尺寸等内容,由此圆满完成了佳同公路集贤至向阳川段两阶段初步设计。关键词：路线，路基, 路面,涵洞，平面交叉ABSTRACTThis design according to the given data, through the analysis on the original data, according to the geological and topographical features, hydrology, and other natural c

4、onditions, according to the technical standards of highway construction, highway route design standard issued by the ministry of related technical indexes, the teacher's guidance and help the classmates.Design in details, including design:paper fixed line (mountain area or servants line) and dra

5、wing route map, line longitudinal design), Complete two kilometers roadbed design, and roadbed conditions and roadbed drainage design, Road design, the design of cement concrete pavement, Small bridge culvert design, complete a design, Line a crossover design, complete a line plane cross, the constr

6、uction organization design; The application of computer drawing engineering drawing, according to the requirements and the teacher.The design of the route computation, the longitudinal and lateral elements, design the subgrade pavement, plane and the size of the small bridge, etc., thus completing t

7、he jixian to xiangyangchuan of the Jia Tong highway in section two stages preliminary designs.Key words: Route, roadbed,road ,culvert，Route cross目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 选题的背景、目的及意义11.2 设计任务11.3 路线概况11.4 公路等级和技术标准21.5 路线采用的技术经济指标21.6 路线设计起讫点及设计高程31.7 本章小结3第2章 路线线形设计42.1 路线方案的说明和比较42.1.1 了解资料42.1.

8、2 定线的原则42.1.3 定线具体过程42.1.4 路线方案的比选52.2 路线平面设计52.2.1 确定各平曲线半径及缓和曲线长度52.2.2 设计确定平曲线的原则72.2.3 特殊线形设计方法72.2.4 编制直线及转角一览表92.2.5 平面图标注92.2.6 弯道视距的检查92.2.7 绘图102.3 路线纵断面设计102.3.1 设计原则和方法102.3.2 纵断面设计中遇到的主要问题及解决方法112.4 本章小结13第3章 路基路面及排水143.1 路基设计14 路基有关参数值的选取143.1.2 加宽超高设计163.1.3 路基横断面面积与路基土石方数量计算方法18 路基处理工

9、程设计183.2 路面设计193.2.1 水泥混凝土路面设计193.2.2 路面等级及类型的确定203.2.3 干燥路面结构拟定及厚度计算233.2.4 中湿路面结构拟定及厚度计算293.2.5 最大冻深验算293.2.6 接缝设计403.3 路基路面排水设施及排水系统设计303.3.1 排水系统的一般规定303.3.2 边沟的设置303.4 本章小结30第4章 涵洞设计314.1 全线采用的涵洞314.2 涵洞设计314.2.1 小桥涵位置确定314.2.2 洞口类型的选择314.2.3 涵洞计算314.3 本章小结33第5章 路线交叉345.1 全线采用的路线交叉说明345.2 平面交叉设

10、计345.2.1 交叉口设计的基本要求345.2.2 交叉口设计的主要内容345.2.3 交叉口设计类型345.2.4 交叉口设计技术指标355.2.5 平面交叉计算355.3 本章小结36第6章 环保设计376.1 环保设计规范376.2 本章小结37第7章 施工组织设计387.1 工程概况387.2 主要工程量387.3 施工进度安排387.4. 施工进度计划397.5 施工人员工作分配417.6 工期控制427.7 工期质量保证427.8 本章小结42结 论44参考文献45致 谢46第1章 绪 论1.1 选题的背景、目的及意义本次毕业设计是在对公路勘测设计、路基工程、路面工程、桥梁工程及

11、其它有关专业课程的学习的基础上，并在教师的指导下，完成一段公路的两阶段初步设计任务。本次设计的目的和意义是应用学过的专业知识，根据自己专业的服务去向,在老师的指导下独立的完成一段公路的初步设计任务。通过此次设计可以培养我们的综合设计能力,进而把学过的知识加以系统的应用和巩固，使理论与生产实践相结合。掌握路线设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计及施工组织设计，并能够独立完成全部设计的图表。为自己走向工作岗位后适应生产实践的需要打下坚实的基础。1.2 设计任务依据地形图完成给定的初步设计路线设计： 纸上定线（山岭区或越岭线） 进行方案比较（局部） 进行路线平面设计 进行路线纵断面设计。路基设计：

12、完成2km路基横断面设计，土石方计算及路基排水设计，结构设计，边坡设计。路面设计： 水泥混凝土路面设计（详细设计）。小桥涵设计：结合自身设计，拟完成一项涵洞设计。路线平面交叉设计：完成一处路线平面交叉设计。初步施工组织设计。专项设计：线型设计。1.3 路线概况 七（台河）依（兰）公路是黑龙江省公路网建设中的重要组成部分，其中大四路至双河段沿线为：沿线为第四纪冲积和洪积层以及中生代晚期形成的岩浆岩。平坦及低洼地区04m 表层土壤为粉质中液限粘土； 中层512m为冲积形成的砂砾、圆砾； 底层1025m为侏罗纪的砂岩。山区表层24m为植被层；13m为风化土层；36m为半风化层；6m以下为未风化的砂岩

13、层。砂砾、圆砾，土壤渗透性较好, 岩层比较稳定。路线位于东经129°2936129°3843北纬48°263648°2917之间, 地势变化情况为东南高，西北低 ；地表植被为天然次生林和人工林；地质年代为第四纪冲积和洪积层以及中生代晚期形成的岩浆岩；土壤状况为粉质中液限粘土；沿线所处自然区划为-2区；气候：年平均气温4.1,降雨量549。冬季主导风向为西南 年平均风速为3.6ms 最大冻深为195cm。水文情况：地表排水为良好，地下水位为2m；沿线公路主要病害为雪害、冻胀、翻浆、水毁。1.4 公路等级和技术标准=1760+7901.5+4302.0=38

14、051.5 K69+0007.471路线设计路段上，设置了5个圆管涵洞和1个箱涵，5条平曲线，12 1.6 起点坐标 N-5368000 E-22545000 起点高程 352.069m终点坐标 N-5373000 E-22548700 终点高程 380.000m七（台河）依（兰）公路大四站至双河段第2章 路线线形设计2.1 路线方案的说明和比较2.1.1 了解资料首先要熟悉地形图和所给的原始资料，分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情况。2.1.2 定线的原则根据给定的起终点，分析其直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，（如果

15、有可行的局部路线方案，应进行比较确定），然后进行纸上定线。1在1:10000的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。 2.对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点）。2.1.3 定线具体过程 1.试坡：定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选5%-5.5%）按计算得等高线间平均距a(a=等

16、高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线），本设计中a取2cm，将各点连成折线，即均坡线。 2.定导向线：分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。3.平面试线：穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平纵横配合，满足线形设计和标准的规定和要求，综合分析地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。 4.修正导向线：纵断面控制：在平面试线

17、的基础上点绘出粗略纵断面地形线，（可用分规直接在图纸上量距，确定地面标高），进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核：根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图（如地面横坡陡或工程地质不良地段等），根据路基横断面的情况修平面线形。 5.定线： 经过几次修正后，最终确定出满足标准要求，平纵线型都比较合适的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制）。 路线方案的比选 如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，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

18、（路基土石工程数量，桥梁涵洞工程数量）；（5）造价等。2.2 路线平面设计 根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合；线形应与地、地物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减少工程数量，节省投资。 确定各平曲线半径及缓和曲线长度250m不设超高最小半径：（规范值2500m）2%5%1/150第三类2202.2.2 设计确定平曲线的原则1.在条件允许的情况下尽量使用大的曲线半径（R<10000m）。2.一般情况下使用极限半径的48倍或超高为24%的原曲线半径值，即3901500m为宜。3.从现行设计要求方面考虑，曲线长度按最小值58倍。4.地形

19、受限时曲线半径应该尽量大于一般最小半径。5.从视觉连续性角度，缓和曲线长度与平曲线半径间应有如下关系。6.为使线形连续协调宜将回旋线与原曲线长度比例定位1：1：1，当曲线半径较大，平曲线较长时 也可以为1 ：2：1。7.尽量保证全线指标均衡。根据设计资料，本次设计段路为二级路，设计速度为80Km/h，设计年限20年，全线共设5条平曲线，其中包含基本型曲线和S形曲线。2.2.3 特殊线形设计方法1. 基本型：按直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合，为了使线形连续协调，宜将回旋线圆曲线回旋线的长度比设计成1:1:1；当半径较大，平曲线较长时，也可以将回旋线圆曲线回旋线的长度比设计成1:2:1等组合

20、形式。K69+704.646K69+824.646K70+942.898K71+062.898K70+383.772 校正后的交点与原来的交点相符。2. S型曲线：两个反向圆曲线用回旋线连接的组合，两圆曲线的半径之比不宜过大，比值宜1：2，两个回旋线参数A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。S型曲线计算算例例如JD4、JD5成S型JD4桩号为K74+620.908，偏角为右66°5132JD5桩号为K75+481.876，偏角为左90°4239交点间距L=937.71mLS1=110m LS2=100m 设计曲线2的半径和缓和曲线长R1=500m，=100m

21、 mmTh2 =L- Th2 =380.641m 拟R1=492mR1/R2=492/500=0.984在1到1/3之间代入下式m由上两式解得Ls1 =110.537m，取整Ls1=110m(1) ZH=JD- Th1 =K74+240.477HY=ZH+Ls1=K74+350.477YH=HZ- Ls1 =K74+814.596HZ=ZH+Lh=K74+924.596QZ= HZ- Lh/2 =K74+582.537 (2) ZH=JD- Th2 = K74+924.807 HY=ZH+Ls2= K75+024.807YH=HZ- Ls2 = K75+716.408HZ=ZH+Lh=K75+

22、816.408QZ= HZ- Lh/2 = K75+370.607计算缓和曲线要素及里程桩号详见直线、曲线及转角一览表。 根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合；线形应与地形、物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减少工程数量，节省投资。在以上工作完成后，即可以绘制等高线根据中桩地面高程以及横断面数据利用内差绘制等高线。根据所得数据填写直线转角一览表(见设计文件C2-3)。2.2.5 平面图标注路线起终点里程、交点位置及编号、公里桩、百米桩、水准点地物、人工构造物、曲线主点桩号、曲线要素表、坐标网格等。 2.2.6 弯道视距的检查对于曲线内侧受

23、建筑物、树木、路堑边坡等限制较严的弯道应进行视距检查，对于需要进行工程处理来保持视距的弯道绘出视距包络图。2.2.7 绘图根据路基横断面设计图确定出公路用地范围，并据此绘出公路用地图，比例尺： 1:2000,图上标出百米桩左右两侧的用地范围，连结细实线，并注上占地宽度，各曲线要素点要标出。2.3 路线纵断面设计 (2-8) (2-9) (2-10) (2-11) 注：R竖曲线半径T竖曲线切线长E外距 前段坡线坡度 后段坡线坡度 当0时为凹型竖曲线；0时为凸型竖曲线。例如：以变坡点桩号为K69+850，高程为361.300m，69+85069+85069+85069+85069+850 注：起点

24、位于上坡段取负；起点位于下坡段取正切线高程=竖曲线起点高程+设计高程=切线高程±h填挖高度=设计点高程-地面高程凹型竖曲线取正；凸型竖曲线取负；计算点到竖曲线起点距离坡线的中纵坡度；上坡取正；下坡取负；h竖曲线上任意点的距离第3章 路基路面及排水公路路线设计规范（JTG D20-2006）预期交通量为重交通量的基本情况。路基边坡坡度对路基稳定性十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。其大小取决于边坡的土质，岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。一般路基的边坡坡度可根据多年实践经验和设计规范推荐的数值采用。1.路堤边坡一般路堤的边坡度可根据填料种类和边坡高度按规定坡度

25、选用，路堤边坡坡度超高时，单独设计，陡坡上路基填方可采用砌石。2. 路堑边坡土质路堑边坡应根据边坡高度，土的密实程度，地下水和地面水的情况，土的成因和生成时代等因素选定。岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩石特性对照相似工程的成功经验选顶边坡坡率。3.2。桩号为K70+650式中：B行车道宽度（m）bj 路肩宽度（m）b圆曲线的加宽值（m）bxX距离处的路基加宽值（m）超高横坡度路拱横坡度路肩横坡度与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离（m）X超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离（m）编制路基设计表。3.2 路面设计1.7385%1.04重变异水平 = (3-30)温度疲劳应力系数

26、 (3-31)温度疲劳应力85%1.04;变异水平等级中级重变异水平 计算面层最大温度应力温度疲劳应力系数kt。3.4 本章小结第4章 涵洞设计4.1 全线采用的涵洞公路跨越河流以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水构造物，最常见的是小桥涵。本条公路位于山区，沟壑交错，因此应设置较多的桥涵。小桥涵的设计与布置是否合理，对于整条公路的造价和使用质量都有很大的影响。本设计中共有涵洞6座，涵洞的形式采用1-1.5钢筋混凝土圆管涵。4.2 涵洞设计4.2.1 小桥涵位置确定合理地选择小桥涵位置，是小桥涵设计的重要步骤，它直接关系到路基的稳定，排水的顺畅和修建工程量的大小。一般来说，小桥涵

27、位置应服从路线的走向并达到排水顺利，路基稳定，工程造价低，只有在特殊情况下在不降低路线标准的前提下，局部调整路线，使之从较好的桥涵位置通过。此外设置小桥涵应遵循以下原则：逢沟设桥或涵，注意与农田相结合；适应路线平纵并与路基排水系统相协调；考虑水力条件，进出口要平顺，避免发生斜流现象全面综合比较，力求桥涵主体及附属工程的全部工程量最小，降低工程造价。4.2.2 洞口类型的选择八字墙：适用于平坦顺直，纵断面变化不大的河沟。这种洞口形式的水力条件好，工程量小，施工简单，经济。一字墙：适用于边坡规则的人工渠道，这种洞形式工程量小，在窄而深，河道纵断面变化不大时采用。根据路段的要求，形式所选用的涵洞为八

28、字墙型式。4.2.3 涵洞计算1、汇水面积的计算涵洞的汇水面积：为地形图上山脊线连线在地形图上的投影：路线中以K71+610处桥涵为例此处汇水面积：在地形图上画出山脊线的连线，并求出汇水面积为：按推理公式计算涵洞流量： 式中： （4-1） 规定频率为p%时的设计流量汇水面积i流域坡度Sp设计雨力C综合系数 取值0.250.3 查表知设计时采用管径1.5m的钢筋混凝土圆管涵。查表圆管涵泄水能力及水力计算表用内插法推出:表4.1 圆管涵泄水能力及水力计算表管径d(m)进水口净高（m）泄水能力Q水深（m）流速（m/s）涵洞纵坡涵前总水头进水口水深临界水深收缩断面水深当流速m/s时的出口断面水深h临界

29、流速收缩断面流速临界坡度当流速m/s时的最大坡度i1.51.561.742.603.001.351.491.171.300.840.900.760.810.450.502.582.752.893.113.94.137.334.3进水口净宽 =1.695m涵前总水头 =1.455m进水口水深 =1.268m临界水深 =0.885m收缩断面水深 =0.798m当流速=6.0m/s时的出口断面水深h h=0.488m临界流速 =2.878m收缩断面流速 =3.275m临界坡度 =4.05当流速=6.0m/s时的最大坡度 =35.052、正交涵洞长度的计算公式： （4-2） （4-3） （4-4）式中

30、：路基宽度（m）B1 B2由中心至上、下游路基边缘宽度，当路基无加宽时均为0.5B(m)、进出口帽石顶面至涵底铺砌层顶面高度（m）帽石顶面的宽度（m）路基边缘设计标高与涵底中心标高之差（m）路基边坡坡度（1:m）涵底坡度（以小数表示）L1 L2涵洞上下游长度,，m，所以涵长为14m。4.3 本章小结桥梁涵洞同样是公路设计的一项重要内容，本章主要介绍小桥涵位置的选择方法及涵洞的设计原则与要求。hA=370.77m，原地面线ho=369.00m。 K点： 根据几何知识求解出OA1和OA的长度 得： OA1= OA=OA+L2=6.18+10.7=16.88m 同理： 第6章 环保设计6.1 环保设

31、计规范国家政策提出要以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观。同时根据JTG B01-2003公路工程技术标准总则公路建设必须贯彻国家环境保护的政策，符合以下规定：1、 公路环境保护应贯彻“以防为主、制止为辅、综合治理”的原则。2、 公路建设应根据自然条件进行绿化、美化路容、保护环境。3、 高速公路、一级公路和有特殊要求的公路建设项目应作环境影响评价。4、 生态环境脆弱的地区，或因工程施工可能造成环境近期难以恢复的地带，应作环境保护设计。此设计路段比较靠北，湿地较多，生态环境脆弱，在此设计中采取尽量避免湿地，应注意填挖方量，在矮路堤H0.6m时设置绿化带。6.2 本章小结 现阶段我国的发展情况

32、表明，设计路线时，同样要考虑环境保护。本章介绍了国家公路工程技术标准作为设计时依据的规范。第7章 施工组织设计7.1 工程概况工程名称：七依公路大四站至双河段；工程地点：大四站双河；本次工程起点集贤县，终点为向阳川县，施工起点桩号K69+000，施工终点桩号为K76+471.123，道路全长m。七（台河）依（兰）公路是黑龙江省公路网建设中的重要组成部分，其中大四路至双河段沿线为：沿线为第四纪冲积和洪积层以及中生代晚期形成的岩浆岩。平坦及低洼地区04m 表层土壤为粉质中液限粘土； 中层512m为冲积形成的砂砾、圆砾； 底层1025m为侏罗纪的砂岩。山区表层24m为植被层；13m为风化土层；36m

33、为半风化层；6m以下为未风化的砂岩层。砂砾、圆砾，土壤渗透性较好, 岩层比较稳定。路线位于东经129°2936129°3843北纬48°263648°2917之间, 地势变化情况为东南高，西北低 ；地表植被为天然次生林和人工林；地质年代为第四纪冲积和洪积层以及中生代晚期形成的岩浆岩；土壤状况为粉质中液限粘土；沿线所处自然区划为-2区；气候：年平均气温4.1,降雨量549。冬季主导风向为西南 年平均风速为3.6ms 最大冻深为195cm。水文情况：地表排水为良好，地下水位为2m；沿线公路主要病害为雪害、冻胀、翻浆、水毁。7.2 主要工程量新建行车道：挖 方

34、 182311m3填 方 185315m320cm 天然砂砾 7830.52m220cm 级配碎石 15661.03m218cm 15661.03m224cm 水泥混凝土 11256.37m31.5m钢筋混凝土圆管涵 87m2.0m钢筋混凝土箱涵 13m7.3 施工进度安排在工程开工前，必须严格按照工程施工承包合同的总工期要求，提出工程施工总进度计划，并对其科学性和合理性，以及能否满足合同工期的要求并有所提前等问题，进行认真审查。制定周密详细的施工进度计划，抓住关键工序，对影响到总工期的工序和作业给予人力和物力的充分保证，确保总进度计划的顺利完成。在工程开工前，必须严格按照工程施工承包合同的总

35、工期要求，提出工程施工总进度计划，并对其科学性和合理性，以及能否满足合同工期的要求并有所提前等问题，进行认真审查。制定周密详细的施工进度计划，抓住关键工序，对影响到总工期的工序和作业给予人力和物力的充分保证，确保总进度计划的顺利完成。时间安排如下：、施工进度计划安排：1、道路施工测量、材料试验等技术准备 2013年4月10日2013年4月20日2、填方路基施工（主线） 2013年4月20日2013年4月30日3、垫层 2013年4月25日2013年4月30日4、基层 2013年4月26日2013年6月16日5、排水工程（含涵洞） 2013年6月1日2013年8月10日5、面层 2013年6月1

36、6日2013年7月30日6、水泥混凝土养生 2013年7月30日2013年8月13日7、防护工程（含挡土墙） 2013年5月1日2013年8月10日7.4. 施工进度计划 施工横道图如图7.1所示：7.5 施工人员工作分配人员配备：项目经理技术员管理人员技术工人劳动力151410150项目经理.项目副经理项目副经理项目副经理.材料 测量 安全试验 技术 预、核算质量 7.6 工期控制为使该项目能优质按期完成，尽早发挥投资效益，我们主要采取下列措施：1、机械设备将随同施工队伍迅速抵达，确保主体工程按时开工。2、尽快做好施工准备工作，认真复核图纸，落实重大施工方案，积极配合建设单位及有关单位办理征地拆迁手续。施工中遇到问题影响进度时，将统筹安排，及时调整，确保总体工期。3、及时完善施工组织设计，落实施工方案，报建设单位审批。根据施工情况变化，不断进行施工组织优化，使工序衔接、劳动力组织、机具设备、工期安排等有利于施工生产。4、建立从项目经理部到各施工队的调度指挥