重庆某二级公路毕业设计

第1页共24页第一部分：设计说明书内容摘要:根据设计公路的交通量及其使用任务和性质，确定公路等级。在此基础上，结合沿线自然条件与主要技术指标的应用，进行路线方案论证与比选，确定合理的设计方案。并推荐一个最佳方案进行详细技术设计，内容包括：路线的平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，给出环境评价,并完成施工图设计阶段应完成的各种图、表及设计说明书。关键字：交通量，公路等级，自然条件，技术标准，平、纵、横设计，路基路面，排水,环境评价目录第一章设计技术标准的确定………………………………………2第一节设计意义……………………………2第二节沿线地貌，地形，地质，及自然地理特征……2第三节道路等级和主要技术指标的论证和确定………3第二章路线设计……………………………………………………5第一节路线方案确定…………………………………5第二节路线平面设计…………………………………6第三节路线纵断面设计………………………………8第三章路基设计……………………………………………………9第一节路基横断面设计………………………………9第二节路基排水设计…………………………………10第三节路基防护设计…………………………………12第四章路面设计……………………………………………………12第一节路面结构类型选择……………………………12第二节沥青混凝土路面设计…………………………12第五章桥涵布置…………………………………………………21第六章其他沿线设施及环境保护………………………………22第七章小结………………………………………………………22附录主要参考资料……………………………………………23第2页共24页第一章概述第一节设计意义通过该设计锻炼学生将所学专业知识综合应用于工程设计的能力，使其能够独立进行一般公路设计，达到通过设计对所学专业知识进行巩固和灵活运用的目的。第二节沿线自然地理特征1.2.1气候特点重庆市从韩家寺到杨家路段所在地区处属于东部温润季冻区，气候寒冷，主要的病害有冻胀、翻浆、水毁和积雪等。冬季气温很低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害，降雨量为648.2mm,夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都会对公路交通构成严重威胁；冬季气温最低为－38℃，夏季最高气温为36.5℃，夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性；最大冻深为1.91m，设计路面的总厚度时要考虑这个因素，保证最小防冻厚度。主风向为西南风。1.2.2沿线的工程地质及水文地质情况沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上1米以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落带地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。1.2.3沿线的植被及土壤分布情况。多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木区，农田多旱地。沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。1.2.4道路建筑材料及分布情况沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。1.2.5交通量资料：①近期交通量车型数量车辆折算系数三菱FR4152501.5第3页共24页五十铃NPR595G1401.5江淮HF140A1001.5江淮HF1502002.0东风KM3403501.5东风SP9135B1203.0五十铃EXR181L1103.0②交通增长率：7%。③道路必经点:无要求。④其它：无。第三节道路等级和主要技术指标的论证和确定道路作为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的带状构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。1.3.1道路等级的确定道路等级的确定应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。1.3.1.1交通量计算及公路等级的选用设计路线位于广西重庆地区，坐落于四面环山的小盆地中心，为平原微丘区。根据调查的交通资料可计算出设计年限的远景交通量，计算如下：预测交通组成表车型数量车辆折算系数三菱FR4152501.5五十铃NPR595G1401.5江淮HF140A1001.5江淮HF1502002.0东风KM3403501.5东风SP9135B1203.0五十铃EXR181L1103.0年平均增长率：7%，交通量换算采用小客车为标准车型，其系数规定为：小客车=1.0（≤19座的客车和载质量≤2t的货车）中型车=1.5（＞19座的客车和载质量＞2t～≤7t的货车）大型车=2.0（载质量＞7t～≤14t的货车）拖挂车=3.0（载质量＞14t的货车）根据以上规定，各种汽车折合成小客车远景设计年限平均昼夜交通量Nd为：第4页共24页起始年平均日交通辆N0=730×（1+0.069）×1.5+640×（1+0.069×1.5）+370×（1+0.069）×2+1350×（1+0.069）=4431(辆/日)则Nd=N0(1+r)n-1=4431×（1+0.069）15-1=11277（辆/昼夜）根据《公路工程技术标准》JTG-B01-2003，公路等级选为平原微丘区二级公路，设计年限n=15年。1.3.1.2确定道路等级按规范规定，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆，故该设计公路的等级定为平原微丘区二级公路。1.3.2主要技术指标的论证和确定1.3.2.1行车速度重庆地区为平原微丘区，该路设计为二级公路，故选用行车速度V=80km/h1.3.2.2最小半径的确定当汽车在弯道上行使时，会受到离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。此时水平分力可以抵消离心力的作用。X=F*cosα-G*sinαY=F*sinα+G*cosα由于α较小，故可视为sinα=tgα=ih，cosα=1;所以，X=F-G*ih=G(v2/gR-ih)设μ=X/G=v2/gR-ih=V2/127R-ih，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。式中：R--平曲线半径（m）；μ--横向力系数；V--行车速度（KM/h）;v--行车速度(m/s);ih--横向超高系数。不产生横向倾覆的最小平曲线半径R≥V2/[127(b/2hg+Ih)];不产生横向滑移的最小平曲线半径R≥V2/[127(φh+ih)]汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值得大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg,而φh0.5，所以φhb/2hg。依旧是汽车在平曲线上行使时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象，为此，设计中只要保证不产生横向滑移，也就保证了横向倾覆稳定性。即半径满足R≥V2/[127(φh+ih)]即可。1.3.2.3缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一，它曲率连续变化，便于车辆遵循，离心加速度逐渐变化，乘客感觉舒适，可增加视觉美观。当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定：一般汽a.驾驶操作从容，旅客感觉舒适lsmin=0.0214V3/R*αs=0.0214*803/400*0.4=68.5mb.超高渐变率适中由于在缓和曲线上设置有超高渐变段，如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。按规范规定的适中的超高渐变率，导出缓和段最小长度。lsmin=BΔi/p=9*0.06/(1/150)=81mc.行驶时间不过短车在缓和曲线上的行驶时间不应少于3秒，即缓和曲线不应短于67m。第5页共24页综合考虑，缓和曲线尽量不要短于80m左右，至少不应小于规范给定的70米的要求。1.3.2.4.主要技术指标根据《公路工程技术标准》，平原微丘区二级公路各项指标为：指标名称单位指标名称单位计算行车速度80km/h车道数2行车道宽7.5m路基宽度12m硬路肩宽1.5m土路肩宽0.75m停车视距110m会车视距220m超车视距550m圆曲线一般最小半径400m圆曲线极限半径值250m缓和曲线最小值70m不设超高最小半径2500m最小坡长200m最大纵坡5%竖曲线极限最小半径3000m（凸）竖曲线一般最小半径4500m（凸）2000m（凹）3000m（凹）竖曲线最小长度70m超高横坡度最大值8%第二章路线设计第一节路线方案确定根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:1)重庆地区公路作为旅游资源开发的主干线,其走向既要符合旅游开发发展总体规划,又要与沿乡镇规划紧密结合,合理衔接.2)避让村镇、干渠及高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物.3)新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统.4)坚持技术标准,尽可能缩短行车里程.根据以上原则,最终在方案一和方案二中进行了方案比选.方案一中间段所走路线比方案二地势稍高，地下水离路面较远，容易将路面处理成干燥状态。从纵断面上看方案一的路面不会有太大的填挖工程，由此相对于方案二，方案一的优点是可以合理利用沿线的筑路材料，减小了运土的困难，同时不会占用方案二所走路线的良田，避免了增添大量通道所带来的工程量。于是选定方案一为最终方案。在本路线设计中，路线起点至位于山岭区，大约1.5公里后路线所经地区地势比较平缓，便于展线。但在起始的山岭区路段，由于重庆地区石质以石灰岩为主，且山势较陡，路线定线中，一旦路线与这种山相遇，应尽力避让，否则，不仅工程量会极大增加，支挡工程数量巨大，且对于施工会带来极大困难，故在此路段，本人的设计思路为，宁可选用指标较低的平面线形，也要对其进行避让。利用连续的三个曲线（包括两个S型曲线）成功的避过了山岭。如下页图中所示：第6页共24页山岭起点山岭山岭在其它的路段中，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部分采用了利用原有小径的方法，利用原路已有的挖方来降低工程量。同时保证平面线形指标。但由于资料不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面设计的任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。在平原区路段，综合考虑了地下水、地表积水的影响，以及设置涵洞的要求，拉坡时，一般保证填土高度在1m以上，以保证路基稳定，但一些地方考虑到工程量不太大以及填挖均衡，出现一些矮路堤。第二节路线平面设计选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。2.1平面线形设计2.1.1.平面线形的设计步骤:平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中：应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力上的要求。（1）路线的交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、工程量小。（2）曲线和缓和曲线长度的确定首先在满足曲线及缓和的最小长度的前提下，初步拟定其长度，然后平曲线半径及缓和曲线长度可以根据切线公式①或外距公式②反算qtgpRT)(2①RSecpRE)(2②在初步设计时可忽略p,并近似取q=Ls/2,由①、②即可得：)(/22tgTRLa③)(/22SecERLa④在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由第7页共24页平面设计的成果可以得到直线曲线及转交表。(3)充分利用土地资源，减少拆迁。就地取材，带动沿线城镇及地方.经济的发展（4）公路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成。直线作为使用最广泛的平面线性，在设计中我们首先考虑使用。重庆地区的该新建