路橋?qū)I(yè),畢業(yè)設計說明

1、一 內(nèi)容提要該說明書主要介紹了此設計的整個過程，說明書中對整個設計過程的思路、設計依據(jù)、設計路段的地質(zhì)、路線總長度、設計任務、時間、沿線氣候及地質(zhì)等情況，還有各指標的擬定及各部分的計算都做出了詳細的說明。該說明書包括文字說明和計算說明書兩部分，主要內(nèi)容為：路線方案比選、紙上定線、平面線形設計、縱斷面線形設計，平縱面線形的組合設計、路基橫斷面設計、涵洞設計、擋土墻設計、路面結(jié)構設計、主要參考文獻等幾個方面。設計全過程嚴格按照國家規(guī)定及重慶交通大學繼續(xù)教育學院下發(fā)的畢業(yè)設計任務書及畢業(yè)設計指導書為指導，嚴格按照公路工程標準和要求進行設計。二 設計概述1.任務依據(jù)根據(jù)重慶交通大學的畢業(yè)設計任務書及有

2、關技術標準資料所確定的位于重慶地區(qū)S01243新建二級公路一階段施工圖設計的路線走向、技術標準、橫斷面布置及路面結(jié)構。根據(jù)平面地形圖和自然地理條件以及有關二級公路的經(jīng)濟實用性的要求，在本次設計中，嚴格按照交通部有關技術標準，在滿足技術標準的前提下盡可能節(jié)省投資，在技術標準運用上，不片面追求高指標、高標準、因地制宜。2.設計內(nèi)容1）路線平面2）路線縱斷面3）路面結(jié)構4）路基橫斷面及標準橫斷面5）擋土墻6）涵洞3設計標準主要技術標準表表1-1項目單位指標實際采用直公路等級級二二計算行車速度Km/h6060路基寬度m1010行車道寬度m3.523.52一般最小平曲線半徑m200200不設超高的平曲線

3、半徑m15003200緩和曲線最短長度m5080最大縱坡%61.8縱坡最小長度m150凸形豎曲線一般最小半徑m2000凹形豎曲線一般最小半徑m1500路面瀝青混凝土瀝青混凝土設計荷載公路二級公路二級主要設計規(guī)范如下：1996 公路工程基本設計項目設計文件編制辦法JTG B01-2003 公路工程技術標準JTG D20-2006 公路路線設計規(guī)范JTG D50-2006 公路瀝青路面設計規(guī)范JTG D40-2002 公路水泥混凝土路面設計規(guī)范JTG D60-2004 公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D30-2004 公路路基設計規(guī)范JTJ/T0061998 公路環(huán)境保護設計規(guī)范JTJ 003-86

4、公路自然區(qū)劃標準GB 50162-92 道路工程制圖標準按二級公路60km/h為設計標準，主要設計見設計指標4方案比選按任務布置后于5月初在指導老師的指導下，嚴格按照規(guī)范要求施工圖設計，并就方案提出的理由、方案的工程實施條件、方案的技術經(jīng)濟合理性等從以下幾個方面選定路線；（1） 地形、地物、不良地質(zhì)、社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、文物及環(huán)境保護等對路線方案位置和設計的影響。（2） 各方案的布置和選擇情況。（3） 各方案平、縱指標的連續(xù)、均衡和協(xié)調(diào)情況及通行能力、服務水平的分析和評價及滿足鎖定的服務水平程度的比較。（4） 征地、拆遷情況、原有路線、農(nóng)田水利干擾的情況。（5） 對地區(qū)社會發(fā)展、沿線社會效益和經(jīng)

5、濟效益的影響。（6） 方案路線對沿線環(huán)境保護的影響評價和比較。（7） 方案主要工程數(shù)量的比較。（8） 路線應選擇地址穩(wěn)定、地形條件較好的地區(qū)通過。盡量避免穿過滑坡、塌方等不良的低洼地段。5設計日期2013.05-2013.07三 地理概況該區(qū)屬亞熱帶溫濕氣候，四季分明，冬暖夏熱，年平均氣溫1718.8，極端最高氣溫43，極端最低氣溫-3.8。年平均降雨量1032，年平均霧日50 天，平均風速1.75m/s。本地區(qū)地震強度為度。本地區(qū)地表上覆蓋2米左右粘土表層（其中，水田段淤泥厚0.4米），下為粉質(zhì)泥巖及長石、石英砂巖，呈互層狀產(chǎn)出。該地區(qū)沿線附近可采集到砂、碎石、塊石、片石、條石、瀝青、水泥、

6、鋼材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根據(jù)計劃需要供應。四 標準及主要設計標準公路全線設計等級為二級公路，計算行車速度為60km/h ，詳見設計標準表。 五 基本步驟及方法1)平面線形設計（1） 定直線（2） 根據(jù)地物地貌、地質(zhì)以及其他因素確定平面控制度線定線。2）根據(jù)平面線形標準，對同向或反向曲線直線長度進行初步驗算，看是否達到技術標準要求，對平面控制較嚴的路段進行重點檢查，若不滿足線性標準和控制點要求，應進一步調(diào)整路線和交點位置，并注意全路段前后直線長度是否均衡，在不過分增大工程量的原則下調(diào)整使之均衡。3）對個別重點艱巨工程路段（如高填深挖、大中橋位置、高擋墻及特殊工程等）線形應綜合平、縱、橫

7、及構造物各個方面因素反復調(diào)整路線，使之優(yōu)化，即達到較高的標準，又使工程數(shù)量最省，必要時可局部路段做平、縱、橫的調(diào)整。4）定交點位置，在地形圖上準確的量出交點的坐標值。5）根據(jù)交點坐標計算偏角和間距。6）直線最大長度：20V=2060=1200m7) 同向曲線間最小長度：6V=660=360m8）反向曲線間最小長度：2V=260=120m9）直線的最大、最小限制以不超過以上為宜。（2）定曲線1）根據(jù)技術標準和各交點的控制條件，初步選定各彎道的曲線類型、半徑R和緩和曲線長度Ls。2）對控制條件較嚴的彎道進行驗算，看是否滿足條件。確有把握后才把半徑和緩和曲線長度確定下來，在進行曲線驗算時應注意以下幾

8、點：a）抓住主要矛盾，確定好控制條件。一般同向、反向曲線較近時，用切線長為控制條件；小偏角宜用曲線長度控制，大騙角及彎道內(nèi)側(cè)有地形、地物限制時，宜采用外距控制：陡坡急彎段采用合成坡度控制，當線位在曲線上時，宜采用曲線上任意點控制。b）一般選定曲線要素時，先根據(jù)具體情況假定緩和曲線長度，反算曲線半徑后，在檢查緩和曲線的長度與半徑是否均滿足條件，如果不符合要求，則重新假定緩和曲線的長度，再反算半徑，再檢查Ls直到滿足設計要求為止。c)注意滿足同向和反向曲線間的最短直線長度的要求。d）S型曲線應注意回旋參數(shù)(A1/ A22倍)、半徑比(R1/R23倍)，兩只回旋線之間不應插入直線，不得已插入直線應滿

9、足L(A1+ A2)/40。e）對復合曲線及卵形曲線，應注意半徑比在最佳范圍內(nèi)。f）基本型曲線注意曲線長度的適宜比例，即 緩和曲線：圓曲線：緩和曲線=1：1:11:2:1的范圍內(nèi)。g）注意凹形曲線的幾何條件。h）圓曲線最小半徑：一般最小半徑：250mi）二級公路最小緩和曲線長度不小于50m。（3）曲線敷設及樁號的計算1）交點里程計算JD2=JD1+HZ1-T1+D(D為交點間距)2）曲線要素計算及樁號計算。3）中樁敷設。a)中樁包括：路線起點樁號、公里樁、百米樁、平曲線百米樁、控制樁及地形、地物加樁。b)中樁間距一般為20米。c)繪制路線平面圖。d)編制直線、曲線以及轉(zhuǎn)角表。4) 繪制路線平面

10、圖5) 編制直線、曲線以及曲線表本設計路段新建公路里程1455.94米。路段所采用的最小半徑為183.53米，路線的主要線形為S型曲線。2. 縱斷面設計縱斷面線形設計主要是解決公路線形在縱斷面上的位置、形狀和尺寸問題，具體內(nèi)容包括縱坡的選定和豎曲線半徑的確定。1） 繪圖準備。2） 在平面線形圖上等高線內(nèi)插法計算出各樁號的地面高程。3） 點繪縱斷面地面線。4） 縱坡設計。a)標注控制點。即對路線縱坡有控制作用的點位，標注于縱斷面圖上。b)試坡。根據(jù)“滿足控制點要求,照顧多數(shù)控制點”的原則，用推平行線的方法，試定坡度線，交出變坡點初步位置。c)調(diào)坡。結(jié)合路線平面和縱斷面的設計標準逐段檢查，調(diào)整試坡

11、線。d)核對。在縱斷面上讀出填挖值，用路基設計透明膜板在橫斷面圖上檢查核對。e)定坡 1.確定坡度，一般用推平行線辦法求坡度。 2.確定變坡點樁號。 3.計算坡長和變坡點的高程，相鄰兩變坡點里程相減即為坡長，變坡點高程是跟據(jù)前一變坡點高程，由已知的邊坡度和坡長計算出來的。5)豎曲線設計 a）選定豎曲線半徑：R=8E/W b）計算豎曲線要素：L=RW T=L/2 E=T/2R c)計算各中樁的設計標高6） 本路段共設變坡點3處，最大縱坡4.5%，最小縱坡0.6%，半徑滿足平包豎的要求，凸形曲線半徑最大為4000米，凹形豎曲線半徑最大為2400米，JTGB01-2003對縱坡所作規(guī)定如下：a) 最

12、小坡長:150mb) 最大縱坡：6%c) 縱坡長度限制：滿足合成縱坡長限制（i6%)7） 按設計要求完成縱斷面設計圖。8） 橫斷面設計1) 路基的基本構造路基由寬度、高度和邊坡坡度組成。路基寬度取決于公路技術等級，路基高度（包括路中心線填挖深度，路基兩側(cè)邊坡高度）取決于縱坡設計及地形，路基邊坡坡度取決于填料性質(zhì)、地形、地質(zhì)、水文條件，并由邊坡穩(wěn)定性和橫斷面經(jīng)濟性等因素比較選定。2） 路基寬度組成與路拱坡度根據(jù)任務書的要求，路段是按新建二級公路進行設計。路基寬度為10米，按兩車道設計。路基寬度包括21.5路肩（土路肩和硬路肩各為20.75) ，23.5行車道。本路段采用的路拱橫坡為2.0%，土路

13、肩坡度3.0%，硬路肩坡度與行車道坡度一致。3) 路基高度以及超高和加寬路基高度是指路堤的填筑高度或路塹的開挖，是原地面標高與路基設計標高的相差數(shù)值。路基高度由中心高度與邊坡高度之分。路基高度中的中心高度是路基中線的相對高差，邊坡高度是填方坡腳或挖方坡頂與路基邊緣的相對高差。關于路基橫斷面地面線的讀取，以公路中線對應的地面點為坐標原點，公路中線的法向為X軸，公路左右均為正方向，采用絕對或相對坐標系，進行橫斷面地面線的讀取。公路中線法向量的確定有以下三種情況：(1)對直線路段，就為路線的法向方向；(2)對緩和曲線，為對應切線的法向方向。對此次設計，因為紙上定線，可用量角器來確定。由于本路段最小平

14、曲線半徑有三處小于250米的加寬要求。關于超高加寬的計算，參照規(guī)定的計算公式，加寬值按直線比例進行計算。所有的超高詳見路基設計表和加寬表。4） 橫斷面的設計步驟a) 在地形圖上根據(jù)等高線對每一個中樁進行量測，并做好記錄。b) 在米格紙上，按規(guī)定的圖幅和布圖方式（從下往上，從左往右）點繪橫斷面地面線。c) 抄錄里程、填挖高度、曲線要素。d) 確定路基各部分尺寸。包括路基寬度、加寬、超高、邊溝、截水溝、加固防護工程、護坡道、碎落臺等尺寸。e) 做路基橫斷面設計線，即“戴帽子”工作。f) 計算橫斷面面積。g) 按設計圖要求繪制全圖。4） 路基標準橫斷面圖按設計要求，繪制本路遇見的各類橫斷面圖示、尺寸

15、、邊坡坡率以及防護加固工程的結(jié)構、尺寸。5）路基土石方計算路基土石方計算的工作量較大，加之路基填挖的不規(guī)則性要精確計算土石方體積是十分困難的。在工程時多采用近似計算，假定相鄰橫斷面間為一棱柱體，按平均斷面計算。其公式為：V=1/2(A1+A2)L式中：A1 、A2為相鄰斷面的面積。 L為相鄰斷面的間距(1)斷面積計算 本次設計斷面積采用數(shù)方格法計算。(2)土石方調(diào)配a)以先橫向后縱向的次序進行。b)縱向調(diào)運要求在經(jīng)濟運距范圍之內(nèi)。c)不跨越深溝和少做上坡調(diào)運。d)借方，棄方應與借方還填整地建筑相結(jié)合，減少對農(nóng)業(yè)的影響。e)土石應分別調(diào)運，調(diào)運是可以石帶土，但不能以土帶石。(3)路基土石方設計步

16、驟a)抄錄里程樁號及橫斷面面積于土石計算表上。b)進行土石方挖方及填方總數(shù)量計算。c)挖方分類計算。d)橫向調(diào)運計算。e)縱向調(diào)運計算。f)借方量、廢方量、總運量計算。g)合計每頁工程量、合計全線工程量并進行復核計算。6路基設計表路基設計表是平縱橫設計成果的匯總，前半部分是平面與縱面設計的成果。橫斷面設計過程中，將路基寬度、超高值填寫后，再將“邊坡”“邊溝”等欄填上。其中“邊溝”一欄的“坡度”如溝底縱坡與道路縱坡一致，則可以不填寫，反之需要填寫。7擋土墻設計（1）擋土墻方案的確定1)橫坡陡無法進行填筑且工程量較大的路段。2)有病害的路段，如擋土墻挖方邊坡有滑坡的路段。3）沖刷比較嚴重的，長年受

17、水侵蝕的路段。4）為節(jié)約用地，少拆建筑。5）為保護文物。 上述5種情況應考慮設置擋土墻，對該路段主要考慮第一種（2） 形式和類型確定常用的形式和類型主要有重力式和衡重式，該路段主要考慮用衡重式，其設計荷載為：二級公路。（3）基礎和斷面尺寸的確定 一般要求基礎埋深不小于1米，對有沖刷的地段應在最大沖刷線以下1米，若基礎下位巖石，則基礎應嵌入0.150.16米。由以設計路段有較厚的黏土層，為了安全需要，我們將基礎埋深在1米左右。設計資料如下：1) 墻身結(jié)構擬采用漿砌片石衡重式路肩墻，如墻高10米，上墻H1=4m,墻背俯斜1:0.30；衡重臺寬d2=0.8m，下墻H2=6m，墻背仰斜1：0.1;墻身

18、分段10m，具體尺寸參照路基防護工程圖。2） 設計參數(shù)墻背填料內(nèi)摩擦角=35，地基土與擋墻底的穩(wěn)定系數(shù)f=0.4,填料容重=21KN/m，容許偏心距0.28，抗滑穩(wěn)定系數(shù)不小于1.3，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5。3) 墻身材料擋土墻墻高10米時，墻身及基礎均采用7.5號砂漿砌塊石，塊石強度不小于30MP,前面采用10號砂漿勾縫。擋土墻墻高10米及沿河擋墻，墻身及基礎均采用15號片石混凝土。4) 車輛荷載設計荷載：公路二級5)其他說明泄水孔每12米設一個，上、下、左、右交錯布置，每空20。（4）擋土墻立面布置 應將設置擋土墻的路段的地面線加密，用于點繪地面線。對設置臺階的擋墻，其臺階的高寬比不超

19、過1：2。墻底縱坡不大于5%。擋墻長度分段長度一般為10米，具體的長度按實際情況而定。擋墻兩端的連接：對填方為錐坡，對路肩時直接連接。（5） 擋土墻設計步驟（6） 根據(jù)橫斷面圖和縱斷面圖初步確定擋土墻的位置、長度和高度。（7） 在地形圖上補測加密橫斷面。（8） 選擇擋土墻基本類型和斷面形式。一般高度小于8米采用重力式，大于8米采用衡重式。（9） 抄錄墻趾處路基設計與線性設計有關資料。（10） 繪制立面圖，先繪設計線，再在橫斷面圖上讀取墻趾處地面標高，并繪制在立面圖上，進行墻身分段，確定基礎類型和埋深；布置泄水孔以及墻身與兩端路基的連接方式。（11） 參照標準擬定斷面尺寸，并繪制各段墻身基礎橫斷

20、面圖。（12） 根據(jù)立面圖及橫斷面圖繪制擋墻平面圖。（13） 工程量計算。（14） 繪制擋墻設計圖8. 路面設計A. 概述本路段瀝青面層厚為9，基層為56，潮濕路段加20厘米的天然砂礫做墊層。B.路面設計步驟a搜集沿線土質(zhì)、水文、路面材料、交通組成及增長率等資料。b確定公路所屬自然區(qū)劃，根據(jù)路基土質(zhì)組成及干濕類型劃分路段，并據(jù)此確定各路段的體積回彈模量E。c根據(jù)公路等級、確定路面等級及面層的類型。d確定路面各結(jié)構層，進行結(jié)構組合設計。e計算路面厚度，根據(jù)路基干濕類型的不同，擬定結(jié)構組合方案。f繪制路面結(jié)構設計圖。9涵洞設計當公路跨越溝谷、河流，人工渠道以及排除路基邊溝內(nèi)水流，就需要修建橫向排水

21、構造物。A涵洞選擇位置（1）涵洞位置要服從路線走向；（2）路線通過地區(qū)，不能因涵洞設置不當造成排洪不暢而沖毀路基，積水淹田或農(nóng)業(yè)灌溉和正常交通受到影響，更不能因橋涵洞的設置留下洪澇隱患。（3）順流水方向設涵，盡量做到：進口要順，水流要穩(wěn)。不能發(fā)生傾斜、漩渦等現(xiàn)象，以免沖刷洞口、堤壩和農(nóng)田。B涵洞位置確定(1) 順溝設涵(2) 涵維與路基排水系統(tǒng)密切配合，布置涵位時，結(jié)合路線平、縱的設計圖，綜合考慮。涵洞孔徑確定徑流形成法計算流量匯水面積小于10km時 Qs=KXFn（m/s）式中：k-徑流流量：n-地區(qū)指數(shù)。但有降雨資料時 Qs=2/3CSF式中：C-系數(shù) S-相對于設計洪水頻率的小時降水量

22、F-匯水面積C進出口選擇1） 八字墻與錐形連接的洞口適用于平坦順直，縱坡的高差變化不大的河溝。這兩種洞口形式水利條件較好，在使用上用沒有多大差別，卻具有工程量小，施工簡單，使用施工方便，經(jīng)濟性好的優(yōu)點。2） 一字墻護坡洞口適用于邊坡規(guī)則的人工渠道或天然河溝擋土墻外，這種形式工程量小，在窄而深、河床縱斷面的變化不大的天然河溝處亦可用。3) 涵洞孔徑計算根據(jù)公路小橋涵手冊選取適用的標準跨徑D涵洞設計步驟(1) 全線涵位選擇及布置，并標以縱斷面圖上。(2) 根據(jù)外調(diào)資料就地取材原則確定橋涵類型。(3) 按匯水面積的大小，擬定涵洞的孔徑。(4) 選用標準圖，確定涵洞的各部尺寸。(5) 繪制涵洞布置圖(

23、6) 計算涵洞工程數(shù)量表，編寫說明，整理成圖。10全線計算說明書a） 坐標計算： 起點： N: 4400-2.320=4554 E：10200-2.620=10148 交點1： N：4600+4.220=4684 E：10400-4.820=10304 交點2： N：4600+120=4620 E：10600-1.620=10568 交點3： N：4800-0.620=4788 E：10800+020=10800 交點4： N：4600+1.920=4638 E：11200+220=11240 終點： N：4600+120=4620 E：11400+5.920=11518b） 坐標計算： 路線

24、與N方向的夾角 1=arc tan（丨y2-y1丨/丨x2-x1丨）=501140 同理可得：2、3、4、5 路線方位角（）： 1： x0 y0 1=50 1140 2： x0 y0 2=1033737 3： x0 y0 3=54 0525 4： x0 y0 4=1084929 5： x0 y0 5=934217c） 路線轉(zhuǎn)角（） 1 =2-1=1033737-501140=532557 （Y） 2 =3-2=540525-1033737=-493212（Z） 3 =4-3=1084929-540525=544404 （Y） 4 =5-4=934217-1084929=-150712（Y）d）

25、 平面圓曲線計算： JD1處：設Ls=90，R=205，1 =532557，該處交點樁號為：K0+203.07。 緩和曲線終點切線角： =180Ls/2R=123438 圓曲線內(nèi)移值： P=Ls/24R=90/24205=1.65 q=Ls/2-Ls/240R=90/2-90/240205=44.93 外距： E=（R+p）sec/2-R=26.34 切線長： T=（R+p）tan/2+q=148.93 曲線總長： L=（-2）R/180+2Ls=281.18 外距： Eh=(R+p)sec（/2）=26.34 切曲差： J=2T-L=16.69 用上式計算，得 主點里程計算： JD1 K0+203.07 - T 148.93 ZH K0+54.14 +Ls 90 HY K0+144.14 +(L-Ls) 191.18 HZ 335.32 - Ls 90 YH K0+245.32 - 1/2(L-2Ls) 50.59 QZ K0+194.73 +J/2 8.34 JD1 K0+203.07 (校核無誤) e）加寬計算：（按比例加寬） 例：JD1處，直緩點樁號為K0+54.14，R=205，Ls=90，全加寬值Bj=0.8 樁號K0+60 加寬值Bjx=（60-54.14）/900.8=0.05f）超高計算：（新建公路：繞內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)） 例：JD1處：Lc=90 x=（ig