泸州市到纳溪区二级公路设计_莫强_201220901520

泸州市到纳溪区二级公路设计-1-前言一个国家道路的发展的速度反映他经济发展的速度，随着经济的高速发展，我国的道路也在不断的增加。本次毕业设计为泸州市到纳溪区某段二级（60km/h）公路设计，这条公路的建成能够把相邻城市、县、镇等连接起来，促进国民经济发展，能尽快适应交通量迅速增长的需要。这条公路很大的改变了纳溪区的交通运输现状，方便纳溪区各种资源的流通，同时让纳溪区的居民出行更加的便利，很大程度的促进了纳溪区的经济发展。这次泸州市到纳溪区二级公路设计主要目的是让同学们的运用大学四年来在学校所学习的专业知识来完成道路线形设计，从而让学生能够更好的掌握在学校所学习的知识并把所学的书本知识运用到实际的设计中来，让学生能够掌握道路设计方法和基本步骤，为以后的工作打下坚实的基础。本次设计过程中将会用到维地道路设计软件，让学生能够运用维地道路设计软件进行道路线形设计，并且让学生对CAD、Word和excel等软件的运用更加的熟悉。泸州市到纳溪区二级公路设计-2-1绪论1.1课题背景针对泸州市到纳溪区二级（60km/h）公路设计部分的路线沿线实际情况以及当地地质[10]、水文条件情况[7]，然后根据该地区的实际情况经过认真比选得出最好的线形设计。本次二级公路的路线位于丘陵地区，该地形地势条件适合修建二级公路，并且在该地区修建二级公路能够在通行能力上既满足了车辆和行人的通行要求，并且还大大缩短了两地距离，促进国民经济发展，能尽快适应交通量迅速增长的需要。在通过各方面的研究决定在该地区修建此二级公路。1.2课题研究的意义1．这条公路的建成能够把相邻城市、县、镇等连接起来，促进国民经济发展，能尽快适应交通量迅速增长的需要。这条公路很大的改变了纳溪区的交通运输现状，方便纳溪区各种资源的流通，同时让纳溪区的居民出行更加的便利，很大程度的促进了纳溪区的经济发展。2．通过本次泸州市到纳溪区二级公路工程设计，使我逐渐加深了对实际工程的了解，这对以后的学习和工作的帮助是极大的。3．通过本次设计让学生能够掌握道路设计方法和基本步骤。4．让学生能够运用维地道路设计软件进行道路线形设计，并且让学生对Word和excel等软件的运用更加的熟悉。泸州市到纳溪区二级公路设计-3-2泸州市到纳溪区二级（60km/h）公路设计总说明2.1基础资料1．工程名称：泸州市到纳溪区某段二级（60km/h）公路设计。2．工程位置：四川省泸州市4．工程性质：新建工程2.2气象及地形地质情况本设计工程为泸州市到纳溪区二级（60km/h）公路设计新建工程，地处四川省。全境地势山岭微丘，其中，中部为河流，南面主要为山地，北面主要是农田和丘陵。地形图中多为农田及丘陵。1．气象四川省泸州市属亚热带温润气候区，南部山区立体气候明显。夏季气温较高，日照充足，雨量充沛，四季分明，季风气候明显，春秋季暖和，夏季比较炎热，冬季不算太冷。年平均气温17.5℃～18.0℃，降雪极少，无多年冻土区。2．地形地质情况[5]四川省泸州市位于四川盆地与云贵高原交界地带，既有丘陵地貌，也有山地地貌类型。本次二级路所经地区全境地势山岭微丘，其中，中部为河流，南面主要为山地为主，北面主要是农田和丘陵，地面线高程：南面190米～242米，北面190米～223米。3．设计依据设计规范及主要参考资料：拟建公路的设计任务书。拟建公路的设计原始数据。拟建公路所在地区的地形图。泸州市到纳溪区二级公路设计-4-交通部JTGB01-2003《公路工程技术标准》。交通部JTJ011-97《公路路线设计规范》。交通部JTGD30-2004《公路路基设计规范》。交通部JTJ018-97《公路排水设计规范》。2.3技术标准本路线采用二级公路标准[2]，主要指标如下：计算行车速度：60公里/小时路幅宽度：10米行车道宽度：3.5×2米土路肩宽度：0.75×2米硬路肩宽度：0.75×2米车道数：2路面横坡：2%，硬路肩横坡[12]：2%，土路肩横坡：3%一般最小半径：200米，极限最小半径：125米停车视距：75米，超车视距：350米最大纵坡：6%，最小坡长：150米最大坡长：坡度为6％时600米、坡度为5％时800米竖曲线最小长度：一般值120米、最小值50米凹竖曲线最小半径：一般值1500米、极限值1000米凸竖曲线最小半径：一般值2000米、极限值1400米路基设计洪水频率：1/50车辆荷载：计算荷载汽车—20级；验算荷载挂车—100路面设计标准[3]轴载：双轮组单轴轴载100KN（BZZ—100）2.4确定道路等级本设计工程为泸州市到纳溪区二级（60km/h）公路设计新建工程，地处四川省。道路交通量计算如表2.1：泸州市到纳溪区二级公路设计-5-表2.1交通量计算序号汽车型号交通量（辆/日）车辆折算系数合计1解放CA10B7001．510502东风EQ1406801．510203黄河JN1506201．59304轴重小于25KN25001．02500合计5500表2.2汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小客车1.0中型车1.5大型车2.02.4.2确定道路等级交通增长率：γ=7%；初定设计年限为15年。N1=2000×1.5+2500×1.0=5500辆/日远景设计年限为15年的年平均昼夜交通量为：N20=5500×（1+γ）1n=5500×（1+7%）15-1=14182辆/日15000辆/日依据表2.1中所列的信息，该公路属于新建公路，按《公路工程技术标准》JTGB01—2003为准，根据使用任务、功能和适应的交通量进行公路等级确定，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆，符合二级公路的标准，故该设计公路的等级定为泸州市到纳溪区二级（60km/h）公路设计新建工程，并且根据交通量确定为两车道二级公路。泸州市到纳溪区二级公路设计-6-3道路线型设计3.1道路选线的基本步骤道路选线主要就是根据路线的基本走向和技术标准[1]，结合当地地形地势和环境情况，确定道路中心线的工作。一般要经过以下三个步骤：1．全面布局。2．逐段安排。3．具体定线。3.2方案比选方案一：结合该地区地形情况，附近的村庄、城镇、农田规划、农业灌溉等之间的关系，选择了第一方案。此方案的线型简单平缓，所处的地形比较平坦，坡度较小，行车舒适度较高。但是道路路线经过的农田较多，因此会占用较多农田，所以造价较高不经济。方案二：根据地形的实际情况，及路线与附近的村庄、城镇、农田规划、农业灌溉之间的关系，从水系、村庄地面高程、线形美观我选了第二方案，此条路线线形顺直、美观，不会占用太多农田因此较为经济，符合尽量做到少占用田地的原则。根据路线设计的基本原则[11]，经过充分论证和必选后，确定选择方案二。泸州市到纳溪区二级公路设计-7-4平面设计4.1平面线形基本要素道路的平面线形的三要素是直线、圆曲线和缓和曲线。1．直线直线的最大和最小长度应有所限制[4]。因为本次二级公路设计速度为60km/h，所以同向圆曲线直线最小长度为设计速的6倍度即为360m，反向圆曲线的的直线最小长度为设计速度的2倍120m。2．圆曲线最小半径根据规范规定[8]，不同等级公路规定了其极限最小半径、一般最小半径和不设超高最小半径，详情表4-1圆曲线最小半径。表4-1圆曲线最小半径3．缓和曲线缓和曲线指的是设置在直线与圆曲线之间或者两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。缓和曲线的长度由以下几个方面考虑：1．行车过程中旅客感觉舒适；2．超高渐变率要适中；3．行驶时间不能过短。规范规定了缓和曲线的最小长度，缓和曲线最小长度如下表：设计速度（km/h）1201008060403020一般值（m）10007004002001006530极限值（m）650400250125603015不设超高的最小半径（m）路拱2.0%5500400025001500600350150路拱2.0%7500525033501900800450200泸州市到纳溪区二级公路设计-8-表4-2缓和曲线最小长度表设计速度（km/h）1201008060403020缓和曲线最小度（m）一般值13012010080504025最小值1008570604030204.2平曲线要素计算和主点桩号计算公式1．缓和曲线长度及缓和曲线参数：(1)按离心加速度的变化率计算：RVLS3(min)036.0（2-1）(2)按驾驶员的操作及反应时间计算：2.1(min)VLS（2-2）(3)按视觉条件计算：975.09(min)VRLS（2-3）(4)缓和曲线参数：SRLA（2-4）2．内移值：342238424pRLRLSS（2-5）3．切线增长值：23242qRLLSS（2-5）4．缓和曲线角：1802RLS（2-6）5．切线长：泸州市到纳溪区二级公路设计-9-qpRT2tan)(（2-7）6．平曲线长：SLRL180（2-8）7．外距：RPRE2sec)(（2-9）8．切曲差：LTD2（2-10）9．主点桩号计算公式TJDZH（2-11）SLZHHY（2-12）LZHHZ（2-13）SLHZYH（2-14）2LHZQZ（2-15）4.3JD1的曲线要素计算及主点桩号计算4.3.1JD1的曲线要素计算交点桩号K0+240.992α=14°58′51.8″R=500m。1．缓和曲线长度及缓和曲线参数：(1)按离心加速度的变化率计算：m552.1550060036.0036.033(min)RVLS(2)按驾驶员的操作及反应时间计算：m502.1602.1(min)VLS泸州市到纳溪区二级公路设计-10-(3)按视觉条件计算：m509450975.09(min)VRLS综上所述LS1=100m，LS2=90m(4)缓和曲线参数：m132.21290500m607.2231005002211SSRLARLA2．内移值：m67478.05002384905002490238424m833.0500238410050024100238424342342222342341211RLRLpRLRLpSSSS3．切线增长值：m98785.4450024090290242qm98332.495002401002100242q23232222323111RLLRLLSSSS4．缓和曲线角：15662.518050029018027296.5180500210018022211RLRLSS5．第一切线长：m223.1151.585814sin67487.0833.09833.4921.585814tan)833.0500(sin2tan)(21111ppqpRT6．第二切线长：泸州市到纳溪区二级公路设计-11-m431.1111.58581467487.0833.098785.4421.585814tan)67487.0500(sin2tan)(21222ppqpRT7．平曲线长：m7343.2252901001808.515814500218021SSLLRL因为这个交点两边的缓和曲线不是一样长的即计算得到两边的切线长度也不相等，所以为了让计算和测量更方便，我们取交点与圆曲线圆心的连线与圆曲线的交点作为该圆曲线中点我们用QZ表示，其要素按下式计算：5783.8298333.49223.115883.0500arctanparctan1111qTR8．外距：m0643.55005783.82sin833.0500sin110RpRE9．切曲差：m9197.07343.225431.111223.11521LTTD4.3.2JD1主点桩号计算1．直缓点：769.1250223.115