省道灤赤線雕鶚—黎家堡段公路設計畢業(yè)論文

1、省道灤赤線雕鶚黎家堡段公路設計摘要：本設計為省道灤赤線雕鄂黎家堡段公路設計。其主要內容包括道路技術等級與技術標準論證，路線設計，路基路面設計。首先根據(jù)交通量確定道路等級，道路的寬度，行車道的數(shù)量。然后根據(jù)調查數(shù)據(jù)，在比例尺為1:2000的地形圖上確定一條路線。接著，進行平面線設計，繪制出一條符合要求的道路平曲線。然后進行縱斷面設計，橫斷面設計，以及橋梁、涵洞等構造物設計并相應的繪出縱斷面圖和橫斷面圖。再通過緯地5.74軟件繪出相應表格。最后進行路面設計，選擇合理的路面材料并設置相應的厚度以滿足實際要求。 關鍵詞交通量；道路等級；平曲線；豎曲線；排水；路基；瀝青路面1引言1.1路線地理概況灤赤線

2、路線位于張家口赤城縣境內，為河北省的一條省道，編號為353，張家口“十五”計劃中的干線公路，是內蒙古寶昌縣及張家口沽源縣、赤城縣通往北京地區(qū)的交通捷徑；是連接國道112 線、省道寶平線去往承德、北京的交通樞紐；張家口市與承德市直接聯(lián)系的唯一公路，也是張家口東部與北京北部聯(lián)系的重要通道，同時也是一條具有十分重要意義的國防戰(zhàn)備路。現(xiàn)雕鄂黎家堡段已經嚴重破壞，甚至不能正常通行，需要重新進行修建，以滿足人們交通運輸需求。1.2 說明書本項目設計的主要依據(jù)是：1、省道灤赤線雕鄂黎家堡段可行性研究報告。2、省道灤赤線雕鄂黎家堡段初步設計批復。1.3 道路的設計技術指標及論證1.3.1交通量分析公路通車之后

3、，前5年交通量的年增長率為8.1%，第610年的年增長率為7.0%，第11年和之后的年增長率為6.5%。車 型小客車中型車大型車拖掛車交 通 量2077683571126換算系數(shù)11.523折合小客車20771024.51142378合 計4621.5計算出初始年交通量后確定公路等級,假設該公路遠景設計年限為15年，則遠景設計年限交通量：遠景設計年平均交通量=（1+）代入上述數(shù)據(jù)有nd=no(1+r)n-1=4621.5*(1+7.5%)5*(1+7.4)5*(1+6.6)5=13050.67輛/日據(jù)公路工程技術標準jtgb01-2003采用雙車道二級公路標準。1.3.2各項技術指標與論證（1

4、） 使用年限：15年（2） 行車速度：60km/h雕鶚黎家堡段途經地區(qū)為平原重丘區(qū)，加之沿線有多個村莊，有豐富的蔬菜、水果及水產資源，車輛種類較多，據(jù)規(guī)范所提供的二級公路設計車速為60km/h。（3） 服務水平：三級（4） 曲線最小半徑：規(guī)范中的最小半徑，根據(jù)設計車速如下：設計速度1201008060403020一般值m10007004002001006530極限值m650400250125603015設超高時，路拱2.0%55004000250015006003501502.0%7500525033501900800450200（5） 平曲線的加寬及超高：加寬汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同

5、，其中以后輪軌跡半徑最小，且偏向曲線內側，故曲線內側應增加路面寬度，以確保曲線上行車的順適與安全。考慮到此公路設計以旅游和途徑村鎮(zhèn)農副資源等物流的外運為主，應采用第三類加寬。該公路平曲線的加寬值見下表：平曲線半徑250200200150150100100707050加寬值0.81.01.52.02.5當平曲線半徑250m時應設加寬，根據(jù)當?shù)亟煌ㄜ囕v的類別，并考慮農副資源等物流的外運，確定采用第三類加寬。加寬過渡：a比例過渡：在加寬緩和段的全長范圍內按其長度成比例逐漸加寬。b高次拋物線過渡：在加寬緩和段上插入一條高次拋物線，拋物線上的任意點的加寬值b=(4k-3k)b k= l/l 加寬緩和段：

6、設置緩和曲線的平曲線，加寬緩和段采用與緩和曲線相同的長度。不設緩和曲線，但設有超高緩和段的平曲線，可采用與超高緩和段相同的長度。 超高：本條設計路線的超高值采用繞中心旋轉的方式。 緩和曲線最小長度：標準規(guī)定，二級公路所規(guī)定l=50m。2 路線2.1 平面線形設計(1).設計起點段的線形大致如下圖所示由如圖計算出起點、交點、終點的坐標如下：jd0(a)：（4510118.72699481，399633.23730584） jd1(b)：(4509974.99967966，400070.74409163)jd2(c)：(4510260.20866507, 400702.63003544) jd3(

7、d)：（4510396.86688283，401376.31305016）(2)路線長、方位角計算 ab段 dab=460.510 =1081110.0 bc段 dbc=683.527 =654226.7 cd段 dcd=686.229 = 783158.8(3) 轉角計算1=bc ab= 473116.7（右）2=cd bc= 124932.1(左)(4) 圓曲線計算 abc段 已知1= 473116.7 取圓曲線半徑r=250，如下圖：路線轉角 l1曲線長（m） t1切線長（m）e1外矩（m） j1校正數(shù)（m） r1曲線半徑（m）t1=r1tan1/2=250tan473116.7/2=1

8、37.54623mls=80m e= (r+p)sec1/2-r=19.362035m本條線路全路段線形指標較好，符合規(guī)范要求，線形順暢。（詳見路線平面圖）本路段全線共設置有jd點10個，均按照規(guī)范要求設有平曲線要素。2.2 縱斷面設計2.2.1 縱坡設計的方法和步驟： (1)、縱斷面設計高為未加寬前路面中心線標高。(2)、拉坡定線原則：公路路線設計規(guī)范（jtj011-94）關于最大縱坡、坡長限制、合成坡度等的有關規(guī)定。(3)、拉坡主要控制點：路線起終點、橋涵及隧道，路線交叉，路基最小填土高度等的要求標高。2.2.2 縱斷面設計要求（1）縱斷面是反映道路中線高低起伏的空間線?？v斷面的設計就是根

9、據(jù)汽車的動力性能，道路的等級，當?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程的經濟合理性，研究起伏空間幾何構成的大小及長度，以達到行車安全迅速、運輸合理有效以及乘客感覺舒適的目的。 （2）為了使得縱坡的設置經濟合理，應全面搜集第一手資料，合理的縱坡大小應滿足以下要求：縱坡設計應滿足公路工程技術標準的要求?？v坡設計不宜采用公路工程技術標準中的極限值。（3）本設計路段縱斷面的拉坡與所得的設計高程均符合規(guī)范的相關規(guī)定，全程共設變坡點20個，最大縱坡為3.2%。2.2.3 豎曲線計算(1)、豎曲線半徑的選擇原則 首先符合技術標準要求 滿足控制點的要求 在增加工程量不大的前提下，力求滿足從視覺觀點所需的最小豎曲線半徑值。

10、考慮平曲線及豎曲線的相對組合關系，滿足平包豎。變坡點1處根據(jù)設計得知：i1=0.300%，i2=-2.500%，1= i1- i2=2.800%擬定r=2000，則：豎曲線長度：l=r=（2.800%）2000=56m切線長：t1=l1/2=28m 豎曲線變坡點縱距：e= t12/2 r=0.196m2.3 橫斷面設計 道路的橫斷面是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線所構成的。2.3.1 橫斷面設計步驟(1).根據(jù)外業(yè)橫斷面測量資料點繪橫斷地面線。(2).根據(jù)路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關資料（如路基寬度、加寬值、超高橫坡、緩和段長度、平曲線半徑等）抄于相應樁號的斷面上

11、。(3).根據(jù)地質調查資料，示出土石界限、設計邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸。(4).繪橫斷面設計線，又叫“戴帽子”。設計線應包括路基邊溝、邊坡、截水溝、加固及防護工程、護坡道等，在彎道上的斷面還應示出超高、加寬等。一般直線上的斷面可不示出路拱坡度。 (5).計算橫斷面面積（含填、挖方面積），并填于圖上。3 路基路面3.1 路基設計 公路路基屬于帶狀結構，隨著天然地面的高低起伏，標高不同，路基設計需根據(jù)路線平、縱、橫設計，精心布置，確定標高，為路面結構提供具有足夠寬度的平面順基。3.2 路面結構設計與計算3.2.1 軸載分析：通過分析六種車型的前后軸的軸載、軸數(shù)及輪組數(shù)等一些汽車的相關參數(shù)，列表

12、如下后進行計算。序號 車型 名稱 前軸重 后軸重 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距 交通量 (kn) (kn) (m) 1 江淮al6600 17 26.5 1 雙輪組 2077 2 三菱fr415 30 51 1 雙輪組 383 3 吉爾130 25.75 59.5 1 雙輪組 300 4 尼桑cd50 35.1 83.7 2 雙輪組 3 300 5 日野zm440 60 100 2 雙輪組 3 126 (1).軸載換算軸載換算采用如下的計算公式： (2).累計當量軸數(shù)計算根據(jù)設計規(guī)范，二級公路瀝青路面的設計年限為12年，雙車道的車道系數(shù)取1，=7%，累計當量軸次：(3).土基回彈模量的確定設計路

13、段路基土質為中液限粘性土，土基處于中濕狀態(tài)，查相關表的土基回彈模量為35.0mpa。(4).設計指標的確定由于所建公路為雙向2車道，選用車道系數(shù)為0.65，其設計年限為12年，且由設計任務書中所給數(shù)據(jù)分析，其交通增長率分3段。 當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時 :路面竣工后第一年日平均當量軸次 : 1657 設計年限內一個車道上累計當量軸次 : 7204207 當進行半剛性基層層底拉應力驗算時 :路面竣工后第一年日平均當量軸次 : 1540設計年限內一個車道上累計當量軸次 : 66955223.2.2 路面設計彎沉值的計算：根據(jù)設計任務書中規(guī)定及規(guī)范的相關要求，新建公路的公路等級為

14、二級，系數(shù)為1.1，面層類型系數(shù)為1.0，基層系數(shù)為1.0。根據(jù)計算機程序計算所得結果為：路面設計彎沉值為28.1 (0.01mm)3.2.3擬定路面結構及容許拉應力的計算：(1).路面結構設計參數(shù)：選定各層所用材料，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的劈裂強度，計算各層容許拉應力。路面設計彎沉值 : 24.6 (0.01mm)層位 結 構 層 材 料 名 稱 劈裂強度(mpa) 容許拉應力(mpa) 1 中粒式瀝青混凝土 1 .38 2 粗粒式瀝青混凝土 .8 .28 3 石灰粉煤灰碎石 .6 .33 4 石灰粉煤灰砂礫 .5 .28 5 石灰粉煤灰土 .3 .133.2.4路面結構層數(shù)據(jù)匯總及設計層厚度計算：

15、新建路面結構厚度計算 公 路 等 級 : 二級公路 新建路面的層數(shù) : 5 標 準 軸 載 : bzz-100 路面設計彎沉值 : 28.1 (0.01mm) 路面設計層層位 : 5 設計層最小厚度 : 15 (cm)按設計彎沉值計算設計層厚度 : ld= 28.1 (0.01mm) h( 5 )= 15 cm ls= 24.8 (0.01mm) 由于設計層厚度 h( 5 )=hmin時 ls=ld, 故彎沉計算已滿足要求 . h( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力驗算設計層厚度 : h( 5 )= 15 cm(第 1 層底面拉應力驗算滿足要求) h( 5 )= 15 cm(第

16、 2 層底面拉應力驗算滿足要求) h( 5 )= 15 cm(第 3 層底面拉應力驗算滿足要求) h( 5 )= 15 cm(第 4 層底面拉應力驗算滿足要求) h( 5 )= 15 cm(第 5 層底面拉應力驗算滿足要求) 路面設計層厚度 : h( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉) h( 5 )= 15 cm(同時考慮彎沉和拉應力) 驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 55 cm 驗算結果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過對設計層厚度取整, 最后得到路面結構設計結果如下: - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 粗粒式瀝青混凝土 5 cm - 石灰粉煤灰碎石 18 cm - 石灰粉煤

17、灰砂礫 18 cm - 石灰粉煤灰土 15 cm - 土基3.2.5 新建公路路面各層頂面實際彎沉值及各層底面最大拉應力計算結果匯總：竣工驗收彎沉值和層底拉應力計算 公 路 等 級 : 二級公路 新建路面的層數(shù) : 5 標 準 軸 載 : bzz-100層位 結構層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(mpa) 抗壓模量(mpa) 計算信息 (20) (15)1 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1800 計算應力 2 粗粒式瀝青混凝土 5 1000 1200 計算應力 3 石灰粉煤灰碎石 18 1500 1500 計算應力 4 石灰粉煤灰砂礫 18 1510 1510 計算應力 5 石灰粉煤灰土

18、15 750 750 計算應力 6 土 基 35 計算新建路面各結構層及土基頂面竣工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 ls= 24.8 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 ls= 27.1 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 ls= 30 (0.01mm) 第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 ls= 57.1 (0.01mm) 第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 ls= 179 (0.01mm)土基頂面竣工驗收彎沉值ls= 331.5(0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式) ls= 266.2 (0.01mm)(根據(jù)“測試規(guī)程”第56頁公式) 計算新建路面各結構層底面最大拉應力 : 第 1 層底面最大拉應力 ( 1 )=-.205 (mpa) 第 2 層底面最大拉應力 ( 2 )=-.094 (mpa) 第 3 層底面最大拉應力 ( 3 )= .017 (mpa) 第 4 層底面最大拉應力 ( 4 )= .12 (mpa) 第 5 層底面最大拉應力 ( 5 )= .1 (mpa)結 論本次畢業(yè)設計歷時兩個多月，在