【《贵州某二级公路设计》4000字】

贵州某二级公路设计摘要 1目录 2概述 11.1项目概况 11.1.1项目背景 11.1.2工程地质条件 11.1.3地质构造 11.1.4水文及水文地质条件 21.2设计依据 21.2.1公路等级确定 2主要技术指标计算与验证 42.1直线设计 42.2圆曲线设计 2.2.1圆曲线最小半径 2.2.2圆曲线最大半径 2.3缓和曲线设计 2.4视距 2.5竖曲线设计 路线设计 63.1选线与定线 63.1.1选线 63.1.2定线 63.2平面设计 73.3纵断面设计 103.3.1纵断面设计步骤 3.3.2竖曲线计算 3.4方案比选 113.4.1方案比选的条件 113.4.2方案的比选 11路基设计 134.1横断面设计 4.1.1横断面的组成 134.1.2路拱的确定 134.1.3平曲线加宽与超高 134.2边坡设计 134.3挡土墙设计 144.3.1挡土墙的选用 144.3.2挡土墙计算书 14路面设计 195.1设计资料 195.1.1荷载参数 195.1.2交通量 195.1.3筑路材料调查 195.2路面类型 205.2.1面层轴载换算及累计当量轴次 205.2.2半刚性基层轴载换算及累计当量轴次 215.3路面设计 225.3.1回弹模量 225.3.2结构组合与材料选取 225.3.3设计指标的确定 235.3.4确定二灰碎石层厚度 245.3.5层底拉应力验算 25概述1.1项目概况1.1.1项目背景由陈老师所发的地形图中任选一部分进行一段约两公里的二级公路的设计，各同学图形不可以有重复的部分。图1.1地形1.1.2工程地质条件沿线的工程地质有着岩溶强发育的情况，主要分布在裸露的碳酸盐地区。在此之外总类型为硬质岩类、软硬相间岩类、软质岩类还有松散岩类相互重合交错构成。1.1.3地质构造以及地形地貌的情况公路设计的整体为河谷地带，地势总体为南高北低，东高西低，公路设计地带两侧为群山环绕，中间的河谷地带有一条河分流穿过。1.1.4水文及水文地质条件此地区属于乌江流域且分为两个支流。因为地区的岩溶发育，所以都喝纵横，河流交错，很容易产生地下暗流，以及地表水。但是考虑到地形等不均匀分布，所以水的利用率不高。所以在施工过程中，除了考虑的施工顺利，还要注意到施工对水源的影响，即对居民用水的影响。1.2设计依据1.2.1公路等级确定在本次设计中公路的几个确定有老师所给的交通量数据得到。公路等级的确定是设计中十分重要的步骤之一。为了避免公路高等级时候的浪费情况，所以要根据交通量来进行等级的确定。当进行公路设计中，公路等级是根据交通量确认，交通量越大，公路等级越高。用老师所提供的表可以得到二级公路：据规定，二级公路交通量最好是5000~15000辆小汽车，据规定，二级公路设计年限一般是12年。假设此后15年交通量均增长率7%据技术标准可以知道在5000-15000时，符合二级公路设计要求。此外根据当地的经济需求和路网规划，拟建二级公路，设计速度拟采用60km/h。主要技术指标计算与验证2.1直线设计直线的线性是公路设计中的平面设计里的最简单的线性，单独的直线是不存在的，大多数都是与两端的曲线所联合在一起。而且在设计中有着对直线长度的明确要求。在同向圆曲线时，速度大于或等于60km/h的时候，俩圆曲线之间的最小直线距离最好低于设计速度的6倍，在地形限制的时候可以做成卵形曲线。反向圆曲线的最小直线距离不要低于设计速度的2倍。地形限制时可以设为S形曲线。在本设计中。方案一设置一S形曲线。方案二设置一个两圆卵形曲线。满足要求。最短距离124.926大于120所以符合要求。图2.2同向曲线图2.3反向曲线2.2圆曲线设计在设置有缓和曲线的路段，圆曲线一般设置在两个缓和曲线之间。且各级公路不论转角大小均应该设置圆曲线。圆曲线的最大半径不宜大于10000m在本设计中，圆曲线最大半径为521.999符合要求。2.2.1圆曲线最小半径圆曲线的最小半径分为设超高和不设超高。在设置超高时的圆曲线最小半径极限值为125。在本设计中。方案一和二均为160符合要求。在设置超高时的圆曲线半径一般指为200。在不设置超高时需要以横坡拱度作为依据。当其大于或者小于等于2%设计速度60km的圆曲线最小半径为2500m，大于2%设计速度60km的圆曲线最小半径为2500m，另一种情况则最小半径为2500米。2.2.2圆曲线最大半径圆曲线半径越大越好，即线形越好，但是由于此设计地点的限制，也无法太大，所以满足最小要求即可。此外如果半径过大，其将会接近直线既有可能影响驾驶员的视线，又可能造成司机对周围环境的误判。在本方案设计中，最大半径为521.999符合小于10000米的要求2.3缓和曲线设计缓和曲线是指接在平面各线形之间的曲线，来保证缓和坡度，超高，加宽的连续变化。这样可以保证驾驶员的安全，以及线路的平稳。并保证美观性。2.4视距司机在正常的形式过程中，视野延车道中心所能看到的视野内公路前方的最远距离。其分为四种类型:停车、会车、错车、超车。分别为不撞最远距离，相向最短距离，错车最短距离，超车且回原车道最短距离。2.5竖曲线设计变坡点连接两坡段的线。分为凸形凹形。常用抛物线，计算简便。凹线最小R1000，本设计2000符合。凸线最小R1500，本设计2000符合。竖曲线最小长50,本设计72.121符合。路线设计即平纵横设计。应根据老师的任务书要求，符合规范。由纬地软件设计绘图验证，最终进行方案比选。3.1选线与定线3.1.1选线先根据路线走向，再结合各因素综合选择之过程。1.公路选线的一般原则（1）与城市规划协调。要省钱。（2）遵从国家路网规划。（3）保护环境。（4）越简单越好。（5）保护良田。（6）别选难线。（7）保护文物。（8）不宜穿越城镇。（3）具体定线3.1.2定线综合考虑，具体定线之工作。1.直接定线2.纸上定线。适用于复杂路线。3.2平面设计后两步设计的前提，所以应该慎重确定反复调节。原则是线形流畅简单均衡。技巧为尽量选择等高线平缓的区域布线，尽量避开高程跨度过大的区域，可设置延溪线，线路应该为附近居民带来便利。JD02986969.513519015.216K0+000JD12987183.891519346.675K0+394.744左51°52′09.7″JD22987517.440519377.247K0+717.935右27°43′30.6″JD32987923.738519640.719K1+199.234左21°28′37.9″JD42988525.483519762.918K1+811.527对于平曲线1中的JD1：半径取R=160m，JD1=K0+394.744则有：对应的二级公路设计速度V=60km/h，取Ls=65m(m)(m)曲线总长度209.847m，大于100m,满足要求，故满足要求。要素桩计算：JD1 K0+394.744-)T130.435ZHK0+264.309+)Ls65HYK0+329.309+)Ly116.017YHK0+445.326+)Ls65HZK0+510.326-)L/2123.009QZK0+387.317+)J/27.427JD1K0+394.744推算得桩号正确。对于平曲线1中的JD2：半径取R=280m，JD2=K0+717.935则有：对应的二级公路设计速度V=60km/h，取Ls=60m曲线总长度195.491m，大于100m,满足要求。要素桩计算：JD2 K0+717.935-)T99.23ZHK0+817.166+)Ls65HYK0+881.166+)Ly105.84YHK1+001+)Ls65HZK1+066-)L/2117.92QZK0+712.335+)J/23.43JD2K0+717.935推算得桩号正确。方案二要素表如图交点号交点坐标交点桩号转角值N(X)E(Y)12345JD02986969.504519015.229K0+000JD12986984.787519195.537K0+180.954左47°57′08.4″JD22987183.895519346.682K0+421.638左31°57′56.8″JD32987517.444519377.255K0+750.902右27°43′25.7″JD42987923.711519640.693K1+229.545左21°28′22.4″JD52988525.523519763.001K1+841.9133.3纵断面设计要注意满足平包竖，线形均衡平稳，填挖经济平衡，平纵协调。3.3.1纵断面设计步骤1.按比例标注里程桩号标高，点绘地面线，随后拉坡。2.标注控制点。如起终点、桥涵、隧道进出口、最小填土、最大挖方等。3.试坡。根据控制点，初拟纵坡线。4.调整。按照标准，检查调整。5.核对。典型横断面的核对。6.定坡。确定变坡点的位置以及变坡点高程、纵坡度等相关指标。3.3.2竖曲线计算1.方案一（1）竖曲线：i1=2.936%，i2=5.895%，R凹=3000m，则：ω=i2-i1=5.895%-（2.936%）=2.959%，凹形。竖曲线长度：L=Rω=3000×2.959%=88.77(m)切线长度：T=L/2=44.385（m）外距：E=T2/2R=0.328（m）变坡点桩号：K1+210变坡点高程：1607.646m竖曲线起点桩号：（K1+210）-44.385=K1+165.615竖曲线起点H：1607.646-44.385×2.936%=1606.342（m）竖曲线终点桩号：（K1+210）+44.385=K1+254.385竖曲线终点H：1607.646+44.385×5.895%=1610.262（m）经验证，设计数据无误。3.4方案比选3.4.1路线方案比选的条件自然条件好，经济效益高，便捷顺直。3.4.2方案的比选在本次设计中。方案一路线较短，占地较少，更为顺直，且施工情况较方案二更为简单，更为经济，填挖方两方案相差不大，因此将方案一作为本次设计选用路线。路基设计4.1横断面设计综合各因素确定其形式及各部分结构和尺寸的过程。4.1.1横断面的组成在本设计中，其无分割带，由行车道，土路肩和硬路肩组成。路基宽度10米，行车道一侧3.5米。硬路肩和土路肩每侧各为3.5米。4.1.2路拱为排水，使路面内高外低。为安全应对坡度有所限制。在本设计中，横坡选取为2%，路肩横坡根据规范的要求确定为3%。4.1.3平曲线加宽与超高为满足行驶时后轮轨迹偏内的需要，内侧随之增加路基路面宽度。在本设计中采用第三类加宽值。为抵消或减小行驶时产生的离心力，使路外高内的形式。由规范可知本设计需要设计超高。4.2边坡设计分为填方和挖方，路基的稳定密切相关，并对断面经济有着重要的影响。可以在软件进行控制参数的修改而控制，或者修改设计向导来决定。在本设计中，可以根据地质情况进行边坡坡率的确定。因岩质较好，设为8米分级的二级阶梯。填方处坡率有1:1.5-1:1.75。挖方处坡率有1:0.3-1:0.5。4.3挡土墙设计挡土墙是指支撑路基填土(人工边坡)或者山坡土体(天然边坡)，来保持路基土体稳定性的构造物。能够抵抗侧向土压力。且在约束坡脚，保护良田，防止河流冲刷，等方面都可以起到作用。4.3.1挡土墙的选用在本设计中选取K0+838-K0+868一段设计挡土墙。根据横断面以及平面图，可知此处为陡坡，可设仰斜式路堤墙约束坡脚，保持路堤土体以及路基的稳定。路面设计5.1设计资料5.1.1荷载参数选用沥青混凝土路面，设计年限是12年。5.1.2交通量公路等级高低由它决定，所以它也是路面设计的重要依据。根据老师所提供数据可知如下所示设计年限内交通量的年平均增长率是为7%5.1.3筑路材料调查由于本设计线路与河流相隔不远因此保证了工业用水，此外沿线路上有着充足满足施工要求的石料，而水泥和砾石等基层材料又因为和镇子距离很近，可以在此购置。面层材料可由外地送入此地。5.2路面类型5.2.1面层轴载换算及累计当量轴次大于25KN的轴载换算公式为=可得可得累计当量轴次:5.2.2半刚性基层轴载换算及累计当量轴次大于50KN的轴载换算公式为：可得可得累计当量轴次为:5.3路面设计5.3.1回弹模量贵州处在西南暖区，查表可以得到在V3区（按V计算）。根据课本路基工程可以确定路基的平均稠度属于(1.08,1.20)。取ω=1.15，查书路面工程可知土基回弹模量为39.5MPa。5.3.2结构组合与材料选取表层用4cm中粒式沥青混凝土，底层用7cm粗粒式沥青碎石。其中：中粒式：粗粒式：二灰碎石：级配砾石：土基：5.3.3设计指标的确定设计弯沉值取1.1