济阳至齐河二级公路施工图设计

济阳至齐河二级公路施工图设计摘要我设计的内容为济阳至齐河二级公路施工图设计，此公路为为二级公路，初始的桩号为k0+0.000,终点的桩号为K2+954.222，全长2954.222m。设计的车速为80km/h，道路设计的年上限为20年，路基的宽度12m，没有设中间带，硬路肩的宽度1.5m，土路肩的宽度0.75m，路面结构采用环保安全型沥青混凝土路面，没有中央分隔带，行车道的宽度为3.75m。我设计的内容包括道路的平纵横设计以及路面设计，体现了经济环保的建设观念，借助工具有纬地，CAD，以及老师的帮助。关键词：平纵横设计，路面设计AbstractThisdesignisaconstructiondrawingofthesecondclasshighwayfromJiyangtoQiheCounty.TheroadisasecondclasshighwaywiththestartingpilenumberK0+0.000andthefinishingpilenumberk2+954.222,thetotallengthofwhichis2954.222m.Thedesignspeedis80km/h,theroaddesignlifeis20years,theroadbedwidthis12m,thereisnointermediatebelt,thehardshoulderwidthis1.5m,theearthshoulderwidthis0.75m,thepavementstructureadoptstheenvironmentprotectionandsafetytyperoadsurface,withoutthecentraldividingbelt,andtheroadsurfaceismadeoftheTarmac,lanewidth3.75M.Thisdesigncontentincludestheroadhorizontalandverticaldesignaswellastheroadsurfacedesign,hasmanifestedtheeconomicalenvironmentalprotectionconstructionidea,withtheaidofthetoolhasthelatitude,theCAD,aswellasteacher'shelp.Keywords:horizontal,verticalandhorizontaldesign,pavementdesign绪论对于设计道路，城市道路和公路都会受到很多因素的影响，比如地理和技术条件的影响。和顺序有关的设计，纵横断面的平衡以及横断面的稳定都是对公路来说很重要的，平面线行更是需要事先定下来的。而城市道路根据各种情况，如交通量，道路的性质和交通组织这些等等。横断面优先考虑，然后再对纵断面进行计算。微丘陵地区很独特，高原地区的海拔比较并且起伏比较大，而平原地区相对来说比较平缓，这些都是在设计道路中经常会发生的情况。对该丘陵的地形，地理，地貌和位置、该地区的降水，气候以及它的地质工程的非常了解对我们设计道路线路是非常有用的。快捷、不中断、顺畅是平面线形的基本要求。并且平面线形要与地貌地质等条件相适应，并且不能影响周围生态环境。如果该地区的路线较为平坦，那我们可以使用平直的线，这样道路就会很平缓。当地势起伏较大的时候．路线就会设计的弯弯曲曲。在平原丘陵地区，地势是平坦并且很开阔，道路会便捷通畅。直线，缓和曲线，圆曲线中直线的比重相对来说比较大。然而在山路和重丘区这些地势起伏很大的地方。道路就会变得弯弯曲曲，这时候道路大部分就会设计成曲线。请想象一下，如果一个地区很开阔，没有任何的障碍物(如戈壁、草原)在那里有意设置了很多弯弯曲曲的道路。再或者一个山区非常陡峭，地面高低起伏，在那里设计很多硬直线道路都会影响交通。导致地形和路线不适应，这不仅是经济问题，更是关于美学以及环保的问题。地形和地物等当地地质条件决定了圆曲线、圆曲线、直线的组合合理程度，路线不应片面的以直线为主，也不能人为规定三者比例，一律以曲线为主也不行。自威系统应分别设置在行车道与人行道，格式路网需要采取因地制宜的措施；主道路应该平缓：排水沟和停车位有时也可以安排。地区城市规划主管部门的相关规定我们建设道路时也应该遵守；基层相对于基面层来说比较便宜。所以面层厚度一般不会很厚，并且下面各层会很厚。力的作用也应该应用到丘陵地区的结构层设计当中：每个结构层的扩散应力的功效，基层厚度一般小于0.4m，如果不小于0.4m，那么增加基层的厚度对减小路表面弯沉和减小面层底面拉应力的作用就不那么明显了。微丘陵地区需要因地制宜地选择组成材料能适应经济来用于设计路面结构组合，不仅可以承受自然因素，也可以承受行车荷载，还能结构层材料的效能最大化发挥出来。比如中国华北黄河冲积原微丘陵地区，我们要确定混凝土道路路面的设计方案就要根据公路的性质以及要求与华北黄河和平原微丘陵各种条件并结合当地的地质以及环境，最后再整理出来设计方案。组合结构，配置钢筋，构造接缝，以及组成材料等都是水泥混凝土路面的设计内容。水泥混凝土的路面结构目标可靠度以及安全系数也需要按照规定来，预料之中的交通荷载作用被道路承受，提前制定了的性能使用要求也要与环境相适应。还有一个很重要的就是路面排水系统，地表排水和内部排水等都是排水系统的内容。常用的措施有路面表面排水以及中央分隔带排水，还有一种方法是设置内部排水管道等。1方案比选：此公路属于二级的公路，设计的车速度为80km/h，经过调研，初步确定以下三个方案。方案一：此路线自西北向东北，起点为K0+000，终点为K3+019.059，路线桩号K0+000-K3+019.059，总长为3019.059m，丘陵有点多，路线平缓但是经过居民住处。本方案设计了两个平曲线，JD1曲线的圆曲线半径为480m，缓和曲线长度为ls1=ls2=100m，转角值为14°6′15.2″，JD2曲线的圆曲线半径为480m，缓和曲线长度为ls1=ls2=90m，转角值为34°4′8.3″.方案二：此路线自西北向东南，起点为K0+000，终点为K2+991.018，路线桩号K0+000-K2+991.018，全长为2991.018m，地表水位2m，路过丘陵多但是较平缓。本方案设计了一个平曲线，JD1曲线的圆曲线半径为400m，缓和曲线长度为ls1=ls2=75m，转角值为35°8′1.2″。方案三：此路线自西北向东北，起点为K0+000，终点为K2+994.715，路线桩号K0+000-K2+954.222，全长为2954.222，经过山丘不多，占用居民面积不大。本方案设计了一个平曲线，JD1曲线的圆曲线半径为300m，缓和曲线长度为ls1=ls2=80m，转角值为29°4′50.2″.综上所述选择方案三，地势较平缓，且不会影响原住民。平曲线计算：交点桩号转角缓和曲线长半径平曲线长JD1K0+059.64234°41′25.4″S1=S2=80300261.638公式：P=Ls²/24R（回旋线中点内移植）q=ls/2-ls³/240R²（回旋线中点处曲率圆心坐标）β=90°ls/πR(半径方向与y轴夹角）T=（R+P)tanα/2+q=133.953（切线）L=πR（α-2β）/180+2ls=261.638（曲线长）E=（R+P）sec（α/2）-R=15.222（外距）ZH=JD-T=K1+925.689HY=ZH+L=K2+005.689QZ=HY+(L-2Ls)/2=K2+056.508YH=QZ+(L-2LS)=K2+107.327HZ=YH+LS=K2+187.327行车视距本公路为二级公路，设计车速为80km/h，停车视距为110m，竖曲线长度满足，不存在行车视距问题纵断面设计指标：计算：竖曲线的长度或者竖曲线的半径R：（前提是ω不大）L=Rω竖曲线的切线长度为T=L/2=Rω/2竖曲线上的任一点的竖距离为h=x²/2R竖曲线的外距：E=T²/2R=Rω²/8=Lω/8=Tω/4横断面设计二级公路路基的标准横断面应由车道，路肩（硬路肩，土路肩）等部分组成。并采用整体式路基断面的形式。双车道，路基的宽度为12m，不设置中间带，硬路肩的宽度为1.5m，土路肩的宽度为0.75m，硬路肩的横坡为2%，土路肩的横坡为3%。本二级公路的圆曲线的半径为300>250m，所以不需要加宽但因为圆曲线的半径300小于规定的不设超高圆曲线最小半径，所以需要设超高计算：单条行车道宽度3.0m，路肩宽度BJ=0.25m，标准横断面宽度B=6.0m，路肩坡度为iJ=1.5%；新建工程采用绕内边线旋转方式超高主点桩号内侧超高外侧超高ZH(K1+925.689)-0.120-0.120HY(K2+005.689)0.2310.231QZ(k2+056.508)0.2310.231YH(K2+107.327)0.2310.231HZ(K2+187.327)-0.120-0.120路基边坡骨架护坡指公路和铁路路基的边坡使用的浆砌片石或混凝土形成的框架式的构筑物，框架中间植草防护，以防止路基边坡溜坍。属于路基的组成一部分，属于路基的防护工程类。本工程地处丘陵较多，防护量较大，采用人字形骨架护坡形式，采用M7.5浆砌片石，挖方人字形骨架护坡边坡坡率1：1：0，填方人字形骨架护坡边坡坡率1：1.5流程：施工准备→坡面修整→测量放样→基槽开挖→镶边石→砼镶边预制→片石浇拱架→勾缝，养护设计图：边沟设置矩形边沟占地少，一般需石砌，多用于城镇段，采用矩形边沟，边沟宽度为0.6m，深度为0.6m，材料为浆砌片石，砂浆强度为M7.5排水沟设置采用矩形边沟，边沟宽度为0.5m，深度为0.6m，材料为浆砌片石，砂浆强度为M7.5挡土墙此地区地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料，可采用重力式挡土墙。基本条件如下：墙身尺寸:墙身的高度为6.500(米)墙顶的宽度为1.090(米)面坡的倾斜的坡度比为1:0.250背坡的倾斜的坡度比为1:0.200不设置扩展的墙址的台阶墙底的倾斜的坡率为0.000:1物理的参数:圬工的砌体容重为23.000(千牛每立方米)圬工中间的摩擦系数为0.400地基土的摩擦系数为0.500砌体的种类为片石砌体砂浆的标号为5石料强度(兆帕)为30挡土墙的类型:一般的挡土墙墙后面填土的内摩擦角度为35.000(度)墙后面填土的粘聚力为0.000(千帕)墙后面填土的容重为19.000(千牛每立方米)墙背面与墙后面填土的摩擦角度为17.500(度)地基土的容重为18.000(千牛每立方米)修改后地基土容许的承载力为500.000(千帕)地基土容许的承载力提高系数如下墙趾值的提高系数为1.200墙踵值的提高系数为1.300平均值的提高系数为1.000墙的底部的摩擦系数为0.500地基土的类型为土质地基地基土内部的摩擦角度为30.000(度)土压力的计算方法为库仑坡线的土柱:坡面线段数为2折线序号水平投影长(米)竖向投影长(米)换算土柱数13.0002.000025.0000.0001第①个:定位距离0.000(米)公路-II级墙上作用的外荷载附加数量:1(坐标对应于左上角墙的点)荷载号XYP作用角(米)(米)(千牛)(度)10.0000.0000.0000.000坡面最初的长度距离:0.000(米)横坡的角度度数:20.000(度)标高长度:0.000(米)分段距离:10.000(米)检验：组合系数为1.000挡土墙结构重力的分项系数为1.0002.位于墙顶上的永久有效荷载的分项系数为1.0003.墙顶和第二个有效破裂面荷载的分项系数为1.0004.填土那一侧的压力的分项系数为1.0005.荷载引起土侧的压力分项系数为1.0006.附加力的分项系数为1.000土压力的计算：计算高度为6.500(米)处的库仑主动土压力没有荷载的时候的破裂角度为28.800(度)公路-II级路基面的总宽度为5.000(米),路肩的宽度=0.000(米)保证安全的距离为0.500(米)车辆外侧的车轮中点距离车辆边的长度为0.350(米),车和车之间距离的长度为0.600(米)经过检验得，道路上的横方向可以排列此种类型的车辆2列安放的宽度为2.973(米)安排的宽度范围以内的车轮和轮胎重的列表:第一列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(米)轮宽(米)轮压(千牛)上轮压(千牛)010.5000.30015.00015.000022.3000.30015.00015.000030.5000.60060.00060.000042.3000.60060.00060.000050.5000.60060.00060.000062.3000.60060.00060.000070.5000.60070.00070.000082.3000.60070.00070.000090.5000.60070.00070.000102.3000.60070.00070.000布置宽度B0为2.973(米)分布长度L0=19.062(米)荷载值SG=550.000(千牛)换算土柱高度h0=0.511(米)按实际墙背计算得到:第1破裂角：29.750(度)Ea=211.825Ex=185.606Ey=102.080(千牛)作用点高度Zy=2.324(米)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积为16.591(平方米)重量=381.599千牛1，对滑动的稳定性的检验基底的摩擦的系数为0.500滑移之力为185.606(千牛)抗滑之力为241.839(千牛)滑移的检验也满足:Kc为1.303大于1.300用方程检验滑动稳定：用方程检验滑动稳定满足:方程值为75.313(千牛)>0.02，对倾覆的稳定性的检验墙自身自重的力的臂相对于墙趾点为Zw=2.073(米)Ey力臂相对于墙趾点为Zx=3.550(米)Ex力臂相对于墙趾点为Zy=2.324(米)对于绕墙趾的挡土墙的倾覆稳定性质的检验力矩(倾覆)=431.499(千牛每米)力矩(抗倾覆)=1153.558(千牛每米)对倾覆的检验也满足:K0=2.654>1.500用方程检验倾覆稳定：用方程检验倾覆稳定满足:方程值为563.880(千牛每米)>0.03，对偏心距以及地基的应力的检验天然地基是基础，对墙底偏心距及压应力进行检验发生在基础底部的总竖向力为483.629(千牛)发生在墙趾下部点的总弯矩为722.188(千牛每米)宽度B=4.015(米)偏心距e=0.515(米)位于基础底面的作用合点的离基础趾点的距离为Zn=1.493(米)基底压应力:趾部为213.100踵部为27.835(千帕)最大应力/最小应力=213.100/27.835=7.656发生在基础底部的合力偏心距的检验满足:e=0.515≤4.015×0.167=0.669(米)位于墙趾的地面基承载力的检验也满足:σ=213.100≤600.000(千帕)位于墙踵的地基处的承载力的检验也满足:σ=27.835≤650.000(千帕)平均承载的力度位于地基的检验计算也满足:σ=120.468≤500.000(千帕)4，挡土墙强度基础的检验挡土墙强度的基础是天然的地基，不需要做强度计算检验。5，墙底部的截面强度的检验截面上部的检验，墙体身部的截面积=16.591(平方米)重力=381.599千牛对于截面的外部的边缘的检验，墙自身的重力的力臂Zw=2.073(米)对于截面的外部的边缘的检验，Zx=3.550(米)对于截面的外部的边缘的检验，Zy=2.324(米)法向应力σ的检验:在截面检验的最终的竖向力=483.679(千牛)位于墙趾的下点的总弯矩的作用力=722.108(千牛每米)对于截面的外部的边缘的检验，合力作用的力臂Zn为1.493(米)B=4.015(米)偏心距e1=0.515(米)位于截面上的偏心距的检验也一样:e1=0.515≤0.250×4.015=1.004(米)压应力在截面上时:面坡为213.100背坡为27.835(千帕)压应力的检验也满足:计算值=213.100≤800.000(千帕)切向应力的检验:剪应力的检验也为:-1.959≤80.000(千帕）沥青路面设计交通参数表车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数交通量菲亚特68N348.00100.0012600尼桑CK20L49.85100.0012480奔驰LN-1514-4250.00100.0012562扶桑FP10154.00100.0012450红岩CQ26170.1087.3022385设计弯沉值和验算沥青层底拉力时，不同车辆轴载换算成标准轴载公式：设计使用年限内的一个车道标准轴载量累积的当量作用次数NE计算公式：设计年限12车道系数0.7序号分段时间(年)交通量年增长率156％245％334％一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1734,属重交通等级沥青层的层底拉应力以及设计的弯沉数值作为指标的时候:第一年的路面运营的两向日的当量轴次:3867位于年限内设计的单个行车道上的当量累计轴次:1.57198E+07属于重交通的级别以半刚性材料的结构层的层底的拉应力作为设计的指标的时候:第一年的路面运营的两向日的当量轴次:3063位于年限内设计的单个行车道上的当量累计轴次:1.274652E+07属于重交通的级别所以路面设计的交通级数属于重交通的级别公路等级为二级公路公路的等级的系数：1.1面层的类型的系数：1路面的结构的类型的系数：1路面的设计的弯沉数值:24(0.01毫米)层位材料劈裂的强度(兆帕)容许的拉应力(兆帕)1中粒式沥青混凝土10.322粗粒式沥青混凝土0.80.263粗粒式沥青碎石4石灰粉煤灰碎石0.60.315石灰土0.250.1公路的厚度的验算：层数:5轴载:BZZ-100弯沉值:30(0.01毫米)层位:4最小的厚度:150(毫米)层位材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(毫米)模量(千帕)(兆帕)模量(兆帕)(兆帕)(兆帕)①细粒式沥青混凝土3014000200000.8②中粒式沥青混凝土4012000160000.7③粗粒式沥青混凝土609000120000.6④石灰粉煤灰碎石14⑤石灰土250550055000.08⑥新建路基36设计层的厚度（按设计的弯沉值来计算）:LD=30(0.01毫米)H(4)=150毫米LS=34.2(0.01毫米)H(4)=200毫米LS=29.7(0.01毫米)H(4)=196毫米(弯沉)设计层的厚度（按容许的拉应力度来计算）:H(4)=196毫米(第①层底面拉应力计算也满足要求)H(4)=196毫米(第②层底面拉应力计算也满足要求)H(4)=196毫米(第③层底面拉应力计算也满足要求)H(4)=196毫米σ(4)=0.145兆帕H(4)=246毫米σ(4)=0.129兆帕H(4)=212毫米mm(第④层底面拉应力计也算满足要求)H(4)=212毫米σ(5)=0.088兆帕H(4)=262毫米σ(5)=0.075兆帕H(4)=243毫米(第⑤层底面拉应力计算也满足要求)路面设计层的厚度:H(4)=196毫米(弯沉)H(4)=243毫米(弯沉和拉应力)检验路面防冻的厚度:Min（路面的防冻的厚度）为500毫米所以满足防冻要求.本人对设计层的厚度经过整数化之后,得出的路面的结构的设计的结果最终和下面一样:≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠细粒式沥青混凝土30mm≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠中粒式沥青混凝土40mm≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠粗粒式沥青混凝土60mm≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠≠石灰粉煤灰碎石250mm