毕业设计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之燕山大学姓名：程顺指导老师：徐秋实道路桥梁专业主要内容第一部分路线设计第二部分路基设计第三部分路面设计第四部分排水设计第五部分工程预算第六部分总结第七部分致谢第一部分路线设计

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

本设计是拟建一条山岭区二级公路，路线必须经过的控制点上夼村、王家瞳、丁家夼村，路线经过区域属于公路自然区划VI4区，设计速度为60km/h，路线起点桩号K0+000，终点桩号K5＋886.392，路线总里程5886.392m。路基宽度8.5m，双向车道，无中间分隔带，路面最终采用水泥混凝土路面，路面结构层：普通混凝土面层250mm,水泥稳定粒料200mm,天然砂砾200mm。一、设计概况指标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1.三方案整体平面图三、方案比选方案一：红色路线方案二：蓝色路线方案三：粉红路线20002.第一方案平面图三、方案比选3.第二方案平面图三、方案比选4.第三方案平面图三、方案比选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—1三、方案比选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=209891.61m3，此方案填挖方量最少。挖方总量=199784.13m3，填方总量=223994.79m3。挖方总量=224482.67m3，填方总量=232813.27m3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—2三、方案比比选方案一路线起于上上夼村，经经王家瞳和和吕家沟村村，然后从从吴阳泉村村和西车家家村之间通通过，在经经过王家庄庄，到达终终点丁家夼夼村。起点点桩号K0+000，终点桩号号K5＋915.899，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：：平面指指标较高，，纵断面面指标好，，平纵组组合较合理理，填挖方方量少，不不用架桥、、挖隧道，，施工技术术比较简单单，最大纵纵坡较小，，凹凸搭配配合理，行行车舒适安安全，经过过村庄多，，便于村民民出行和村村庄联系，，有利于带带动农村经经济增长。。主要缺点：：路线比另另两个方案案长。方案二路线起于上上夼村，经经王家瞳、、吕家沟村村、西车家家村、福山山铜矿区，，到达终点点丁家夼村村。起点桩桩号K0+000，终点桩号号K5＋494.459，路段长5494.459m，起点（-1148，3802）到终点（（2793,2191），设置5条平曲线，，经过5个村庄，经经过福山铜铜矿。主要优点：：平面指标标较好，路路线较短，，纵断面指指标好，经经过福山铜铜矿区，便便于资源运运输。主要缺点：：平纵组合合比一方案案差，填挖挖方量较大大，经过村村庄没有一一方案多，，不利于农农村间的联联系。方案三路线起于上上夼村，经经王家瞳、、西车家村村，到达终终点丁家夼夼村。起点点桩号K0+000，终点桩号号K5+177.382，路段长5177.382m，起点坐标标（-1148，3802）到终点坐坐标（2793,2191），设置4条平曲线，，设一个虚虚交，经过过4个村庄，经经过福山铜铜矿。主要优点：：路线最短短，平面线线型指标较较好，路线线顺滑。主要缺点：：纵断面连连续下坡段段过长，平平纵组合有有品曲线和和竖曲线的的组合，组组合形式相相对复杂，，高填深挖挖较多，填填挖方量相相对较大，，经过村庄庄较少，不不利于村庄庄间联系。。综合考虑以以上各种因因素,最终选择方案一为最终设计计方案。7.比选说明三、方案比比选四、详细设设计-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.详细设计与与初步设计计平面比较较表比较项目初步设计详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3906923452712.详细设计与与初步设计计纵断面比比较表四、详细设设计-平面设计3.详细设计平平面图四、详细设设计-平面设计4.详细设计K0+000~K0+700平面分图四、详细设设计-平面设计5.详细设计K0+700~K1+400平面分图四、详细设设计-平面设计6.详细设计直直曲表四、详细设设计-平面设计1.详细设计纵纵断面设计计桩号竖曲线纵坡（％）变坡点间距直坡段长标高m凸曲线半径Rm凹曲线半径Rm切线长Tm外距Em起点桩号终点桩号+-（m）（m）K0+000101.15

-0.74360.00286.09K0+36098.486000

73.910.46K0+286.090K0+433.910

-3.21840.00596.87K1+20071.55

4000169.223.58K1+030.780K1+369.2205.26

550.00172.01K1+750100.454500

208.774.84K1+541.234K1+958.766

-4.02470.00138.65K2+22081.54

4000122.591.88K2+097.414K2+342.5862.11

1030.00682.92K3+250103.237000

224.503.60K3+025.503K3+474.497

-4.311120.00610.65K4+37054.98

15000284.852.70K4+085.146K4+654.854

-0.51950.00626.68K5+32050.13

800038.470.09K5+281.533K5+358.4670.45

566.39527.92K5+886.39252.69

五、详细设设计-纵断面设计计2.K0+000~K0+700纵断面图五、详细设设计-纵断面设计计3.K7+000~K1+400纵断面图五、详细设设计-纵断面设计计六、详细设设计-横断面设计计1.标准横断面面图六、详细设设计-横断面设计计2.K0+000~K0+550横断面图六、详细设设计-横断面设计计3.K0+600~K1+150标准横断面面图六、详细设设计-横断面设计计4.K1+200~K1+650横断面面图图第二部分路路基设计计路基边坡稳稳定验算路基防护与与加固挡土墙设计计1.路堤边坡稳稳定验算一、路基边边坡稳定验验算4.5H法计算图示示1.路堤边坡稳稳定一、路基边边坡稳定验验算分段sinααcosαΩG=ΩgNiTim2KN10.8154.280.586.39111.8365.2990.7920.6641.520.7516.83294.53220.52195.2430.5130.920.8622.91400.93343.95206.0140.3621.390.9323.88417.90389.11152.4150.2212.460.9820.84364.70356.1178.6960.073.831.0016.14282.45281.8218.877-0.08-4.721.006.72117.60117.20-9.688-0.23-13.370.973.3358.2856.70-13.48∑1830.69718.85计算稳定性性系数：用同样方法法求得：，由此可见见第二条滑滑动曲线稳稳定性系数数最小，为为极限滑动动面，其稳定系数数满足1.25～1.50范围要求，，因此设计计采用的边边坡足以满满足稳定性性要求。2.路堑边坡稳稳定验算一、路基边边坡稳定验验算验算：因所以设计所所选路堑边边坡满足稳稳定性要求求。直线滑动面面计算图示示1.路堤边坡防防护二、路基防防护加固路基填土高高度H<3m时，采用草草坪网布被被防护，为为防止雨水水，对土路路肩边缘及及护坡道的的冲刷，草草坪网布被被在土路肩肩上铺入土土路肩25cm，在护坡道道上铺到边边沟内侧为为止。对于于高等级道道路，则采采用菱形空空心混凝土土预制块防防护。路基填土高高度H>3m时，采用浆浆砌片石衬衬砌拱防护护，当3≤H≤4m时，设置单单层衬砌拱拱，当4＜H≤6m时，设置双双层衬砌拱拱，拱内铺铺设草坪网网布被为保保证路面水水或坡面水水不冲刷护护坡道，相相应于衬砌砌拱拱柱部部分的护坡坡道也做铺铺砌，并设设置20号混凝土预预制块至边边沟内侧。。20号混凝土预预制块的规规格分为两两种，拱柱柱及护脚采采用5cm×30cm××50cm的长方体预预制块，拱拱圈部分采采用5cm×30cm××65cm的弧形预制制块（圆心心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块块间用7.5号砌浆灌注注。2.路堑边坡防防护二、路基防防护加固路堑高度小小于3m边坡均直接接撒草种防防护；路堑堑高度大于于3m均采用人字字形骨架植植草护坡。。3.路基边坡防防护图1二、路基防防护加固4.路基边坡防防护土2二、路基防防护加固三、挡土墙墙设计1.挡土墙概述述挡土墙是用用来支撑天天然边坡或或人工填土土边坡以保保持土体稳稳定的建筑筑物。在公公路工程中中，它广泛泛应用于支支撑路堤或或路堑边坡坡、隧道洞洞口、桥梁梁两端及河河流岸壁等等。在路基基工程中，，挡土墙可可用以稳定定路堤和路路堑边坡，，减少土石石方量和占占地面积，，防止水流流冲刷路基基，并经常常用于整治治坍方、滑滑坡等路基基病害。挡土墙类型型分类方法法较多，一一般以挡土土墙的结构构形式分类类为主，常常见的挡土土墙形式有有：重力式式、衡重式式、悬臂式式、扶壁式式、加筋土土式、锚杆杆式和锚定定板式。按按照墙的设设置位置，，挡土墙可可分为路肩肩墙、路堤堤墙、路堑堑墙和山坡坡墙。本山岭区二级公公路在桩号为K1+200~K1+400、K2+300~K2+400、K3+900~K4+100等路段为填方路路段，为保证路路堤边坡稳定，，少占地，少拆拆迁，故在以上上路段处设置路路堤挡土墙，拟拟采用重力式挡挡土墙。三、挡土墙设计计2.挡土墙设计图第三部分路面面设计水泥路面设计沥青路面设计路面方案比选一、水泥混凝土土路面设计1.水泥混凝土路面面设计方案一---------------------------------------普通混凝土面层层220mm---------------------------------------石灰水泥碎石200mm---------------------------------------石灰粉煤灰土200mm---------------------------------------新建路基一、水泥混凝土土路面设计2.水泥混凝土路面面设计方案二---------------------------------------普通混凝土面层层240mm---------------------------------------水泥稳定粒料200mm---------------------------------------天然砂砾200mm---------------------------------------新建路基一、水泥混凝土土路面设计3.水泥混凝土路面面比选水泥路面方案一一与方案二相比比较：①虽然方案一的的面层较方案二二的面层厚度有有所降低，方案案一面层厚度0.22m，方案二面层厚厚度0.24m，但方案一面层层采用弯拉强度度为5.5Mpa，弯拉弹性模量量为33Gpa的普通混凝土面面层，方案二面面层采用弯拉强强度为5.0Mpa，弯拉弹性模量量为31Gpa的普通混凝土面面层，方案二较较方案一所采用用的面层造价更更为经济。②两方案的第二二层所采用的底底层材料不同，，方案一采用石石灰水泥碎石，，方案二采用的的是水稳定性粒粒料。③两方案的第三三层所选择的基基层材料也不同同，方案一选用用石灰粉煤灰土土，方案二选用用天然砂砾，石石灰粉煤灰土需需经过长途运输输，运费贵，而而天然砂砾来源源广，运输方便便，当地就能自自给自足。综上所述，水泥泥混凝土路面的的最终方案为方案二。一、水泥混凝土土路面设计4.水泥混凝土路面面接缝设计二、沥青混凝土土路面设计1.沥青混凝土路面面设计方案一----------------------------------------细粒式沥青混凝凝土30mm----------------------------------------中粒式沥青混凝凝土40mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝凝土60mm----------------------------------------石灰粉煤灰碎石石250mm----------------------------------------石灰土240mm----------------------------------------新建路基二、水泥混凝土土路面设计2.沥青混凝土路面面设计方案二----------------------------------------细粒式沥青混凝凝土30mm----------------------------------------中粒式沥青混凝凝土50mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝凝土80mm----------------------------------------石灰粉煤灰碎石石250mm----------------------------------------石灰土210mm----------------------------------------新建路基二、水泥混凝土土路面设计3.沥青混凝土路面面方案比选沥青路面方案一一与方案二相比比较：①方案一的面层层和方案二的面面层材料厚度都都相同，都为30mm厚的细粒式沥青青混凝土。②两方案的第二二层所采用的垫垫层材料相同，，方案一采用40mm厚的中粒式沥青青混凝土，方案案二采用50mm厚的中粒式沥青青混凝土，而沥沥青土越厚造价价也越贵，且厚厚度升高，施工工操作难度变大大。以此比较方方案一优于方案案二。③两方案的第三三层所选择的基基层材料相同，，方案一采用60mm厚的粗粒式沥青青混凝土，方案案二采用80mm厚的中粒式沥青青混凝土，以此此比较方案一优优于方案二。④方案一的第四四层和方案二第第四层材料厚度度都相同，都为为250mm厚的石灰粉煤灰灰碎石。⑤方案一的第五五层和方案二的的第五层材料相相同，厚度不同同，方案一为240mm厚的石灰土，方方案二为210mm厚的石灰土。石石灰土较便宜，，但厚度越厚所所花钱越多，以以此比较，方案案二优于方案一一。综合考虑方案一一更加经济，实实惠，施工便于于操作。故最终终沥青路面选择择方案一。三、路面方案比比选1.沥青混凝土路面面优缺点沥青路面优点：：①沥青路面由于于车轮与路面两两级减振，因此此行车舒适性好好、噪音小；②柔性路面对路路基、地基变形形或不均匀沉降降的适应性强；；③沥青路面修复复速度快，碾压压后即可通车。。沥青路面缺点：：①压实的混合料料空隙率大，耐耐水性差，宜产产生水损坏，一一个雨季就可能能造成路面大量量破损；②沥青材料的温温度稳定性差，，脆点到软化点点之间的温度区区间偏小，包不不住天然高低温温度，冬季易脆脆裂，夏季易软软化；③沥青是有机高高分子材料，耐耐老化性差，使使用数年后，将将产生老化龟裂裂破坏；④平整度的保持持性差，不仅沉沉降会带来平整整度劣化，而且且材料软化会形形成车辙。三、路面方案比比选2.水泥混凝土路面面优缺点水泥混凝土路面面优点：①水稳定性较高高，在暴雨及短短期浸水条件下下，路面可照常常通行；②温度稳定性高高，无车辙现象象；③水泥混凝土是是无机胶凝材料料，主要水化产产物水化硅酸钙钙是其强度的主主要来源，既耐耐老化，又无污污染。但在更长长时期，会与所所有岩石一样，，产生风化现象象，水泥石风化化与沥青老化相相比，时间长10倍以上，不构成成工程问题；④平整度的保持持期长；⑤在相同技术和和工艺水平下，，水泥路面大修修前的使用年限限长。水泥混凝土路面面缺点：①在相同平整度度条件下，由于于刚性路面不减减振，因此行车车舒适性不及沥沥青路面；噪音音较大，我国对对低噪音水泥路路面尚未开展研研究和应用；②在路基、地基基变形或不均匀匀沉降条件下，，易形成脱空，，附加应力很大大，极易产生断断裂破坏，对路路基稳定性要求求高，对不均匀匀沉降的适应性性差。③水泥路面强度度高、硬度大，，即使断板后也也难于清除，修修复难度大，新新浇筑面板的养养护期较长。三、路面方案比比选3.路面比选鉴于沥青路面对对公路周围的土土地、地下水等等会造成污染，，造价要高于水水泥路面；而修修建水泥路面能能促进当地经济济的发展，带动动当地经济发展展，也提升当地地水泥的质量和和知名度，所以以选择修建水泥泥混凝土路面，，结合前面的水水泥路面设计，，最终路面方案案选择水泥混凝土路面面方案二。---------------------------------------普通混凝土面层层250mm---------------------------------------水泥稳定粒料200mm---------------------------------------天然砂砾200mm---------------------------------------新建路基三、路面方案比比选4.路面结构设计图图第四部分排水水设计1.排水设计主要内内容一般分为为路基排排水设计计和路面面排水设设计。对于路基基排水设设计包括括边沟设设计、边边沟设计计验算、、排水沟沟设计、、排水沟沟设计验验算。对于路面面排水主主要以路路拱和横横坡坡度度为主。。根据路路面类型型和当地地的自然然条件，，本设计计行车道道横坡2%，路路肩横坡坡3%。。2.涵洞设计计涵洞是为为了排泄泄地面水水流而设设置的横横穿路基基的小型型排水构构造物，，本设计计参考规规范及相相关资料料结合本本设计实实际，考考虑在服服从路线线走向，，保证排排水顺畅畅条件下下，尽量量在路线线设计的的凹向竖竖曲线底底部，跨跨越明显显排水沟沟槽处设设置涵洞洞。根据据地形，，本设计计选择K1+250.00和K2+3500.00处设置涵涵洞。第四部分分排水水设计3.涵洞设计计图第四部分分排水水设计4.K0+700~K1+400排水设计计图第五部分分工程程预算第五部分分工程程预算第六部分分总结结本设计是是对山岭岭区二级级新建公公路设计计，全线线长5.8公里。根根据给定定资料，，通过交交通量的的计算与与预测确确定本公公路为二二级公路路，设计计速度为为60km/h。经过反反复计算算、审查查、修改改，使整整条线路路各项指指标达规规范要求求，并且且在各自自条件下下尽量使使用最高高指标。。本次设设计的难难点在于于克服较较大高差差，使路路线的平平面和纵纵断面结结合良好好，使纵纵坡满足足技术指指标要求求。本设计是是对山岭岭区某二二级公路路的设计计，是对对大学期期间所学学专业知知识进行行系统运运用的过过程，通通过这次次设计，，我对行行业规范范的了解解有初步步的加深深，对设设计的基基本流程程有了一一定的掌掌握。该毕业设设计的主主要内容容包括：：道路的的选线、、定线，，平纵横横设计，，路基防防护及其其排水设设计，路路面结构构设计等等。通过过具体的的设计过过程，使使我们基基本掌握握了道路路设计的的基本程程序和基基本内容容。设计分两两个阶段段进行，，其中初初步设计计包括初初步平面面设计、、纵断面面设计、、方案的的比选；；其次做做路线的的详细设设计，包包括详细细平面设设计、纵纵断面设设计、横横断面设设计、路路基设计计、路面面设计、、排水设设计；最最后是设设计说明明书的整整理。通过本次次毕业设设计，我我对专业业知识有有了更加加深入的的认识与与了解，，对于道道路设计计的一些些步骤与与需要注注意的问问题，都都有了更更多的了了解，并并且可以以对纬地地和CAD等专业软软件熟练练使用。。通过这这次毕业业设计，，我们对对以后的的工作内内容与方方向有了了一定的的了解，，对本专专业的工工作内容容有所认认识，使使我有了了更多的的收获，，分析问问题、解解决问题题的能力力有了很很大提高高，对很很多专业业知识也也有了更更深刻的的理解；；通过本本次毕业业设计完完成一般般公路的的施工图图设计以以及技术术设计，，培养收收集资料料和调查查研究的的能力，，方案比比选和论论证的能能力，理理论分析析与设计计运算能能力。强强化对基基本知识识和基本本技能的的理解和和掌握，，进一步步提高应应用计算算机绘图图的能力力以及编编写编制制能力，，把四年年来学习习的知识识应用到到实际工工程当中中，融会会贯通，，学以致致用。第七部分分致谢谢在紧张和和匆忙中中度过了了毕业设设计的这这一段时时间，付付出许多多同时也也收获更更多，不不仅是对对知识的的巩固，，而且让让我们学学习和认认识到了了做设计计和施工工这一行行的知识识之外的的许多精精神和意意志上面面的东西西，态度度决