陸川縣陸盤二級公路延長線初步設計計算說明書

陸川縣陸盤二級公路延長線初步設計計算說明書第一局部設計資料與技術指標〔一〕設計資料交通量資料交通量分配預測結果匯總表：特征年客車貨車汽車合計其它機動車全部機動車20031835150033353633698202129462318526448957532021416335867749598834720234664430089646579621地形、地貌路線位于陸川縣云開大山西南麓，由南部平原地貌單元，經(jīng)過中部丘陵地帶，終于中北部九洲江谷地，路線測區(qū)屬于平原微丘區(qū)，地形地貌變化復雜多樣，但起伏不大，全線地面搞成變化約在90~141米之間。工程地質(zhì)路線主要位于云開大山隆起的丘陵地帶，路線地質(zhì)構造相對較簡單，地質(zhì)相對穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)大的不良地質(zhì)現(xiàn)象，僅局部發(fā)現(xiàn)有軟土呈零星分布，一般深度為0.5~2米，分布范圍十幾至幾十米。沿線主要地層為花崗巖，呈全風化、強風化等，沿線低洼地區(qū)發(fā)育著第四系粘土、碎石土等，覆蓋土一般為厚1~20米。水文地質(zhì)測區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，地表水豐富，溝渠縱橫，路線主要跨越九洲江上游和局部小溝，集水面積均不大。地下水主要是、裂隙水，其次是松散巖類孔隙水，路線地下水的補給來源于大氣降水和地表水。氣候、氣象路線地處廣西東南部，屬于南亞熱帶季風氣候，受海洋氣候調(diào)節(jié)，平均溫度較高，陽光充足而濕潤。雨水分布季節(jié)性強，雨季期為4~9月，夏季易受臺風影響，多暴雨，易照成洪澇災害。年平均氣溫21.7攝氏度，年平均降雨量1676mm。6．地震根本烈度：路線所在的地區(qū)的地震根本烈度為6度?！捕臣夹g指標本畢業(yè)設計為“陸川縣陸盤二級公路延長線初步設計〞，且此新建公路采用交通部發(fā)布的?公路工程技術標準?〔JTJ001-97〕和其它部頒現(xiàn)行有效標準、標準等規(guī)定的設計標準。陸川縣繞城二級公路采用二級公路技術標準。主要設計標準如下：設計行車速度為80Km/h。路基寬度為12m，其中：行車道寬2×m，土路肩寬2×m。設計停車視距為110m，超車視距為550m。一般平曲線最小半徑為400m，極限平曲線最小半徑為250m，不設超高的最小半徑為25000m。最大縱坡為5%。緩和曲線最小半徑為70m。豎曲線一般最小半徑：凹型為3000m，凸型為4500m。豎曲線極限最小半徑：凹型為2000m，凸型為3000m。大、中、小橋和涵洞設計荷載為：汽車-20級，掛車-100。大、中橋設計洪水頻率為1/100，小橋和涵洞及路基設計洪水頻率為1/50。路面等級為高級，路面面層采用水泥混泥土結構類型。第二局部路線設計我們從交通量中來分析與確定公路等級，2021年的遠景交通量為8048輛/日，由于此路的起點與終點銜接的都是二級公路，從地形、地貌以及當?shù)貙嶋H情況，以及看它能否緩解交通等因素，此路的等級定為二級公路。一、平曲線要素計算方案一的計算：起訖與各交點的坐標： 起點：〔8867126.000，6623307.600〕JD1：〔8867416.400，6623604.400〕JD2：〔8867592.400，6624155.600〕JD3：〔8868310.400，6624235.200〕JD4：〔8868536.800，6624859.600〕JD5：〔8869479.200，6624876.400〕JD6：〔8869668.400，6625582.800〕JD7：〔8870540.800，6626000.000〕終點〔8871288.000，6625797.600〕交點間距的計算：〔注：單位為米〕由L=[〔DX〕2+〔DY〕2]，其中DX=XJi－XJi-1,DY=YJi－YJi-1因此計算得：L1=L2=L3=722.399L4=L5=942.550L6=731.299L7=967.025L8=方位角A與偏角α的計算θ=arctg︱DY/DX︱θ——為象限角計算方位角A：DX〉0，DY〉0時，A=θDX〈0，DY〉0時A=180－θDX〈0，DY〈0時A=180＋θDX〉0，DY〈0時A=360－θ偏角αi=Ai－Ai-1,因此：A1=θ=45°37′28″A2=72°17′30″A3=6°19′34″A4=70°04′12″A5=1°01′17″A6=73°41′01″A7=26°45′52A8=344°07′42″α1=A2－A1=27°40′02″α2=A3－A2=－65°57′56″α3=A4－A3=63°44′48″α4=A5－A4=-69°02′55″α5=A6－A5=72°39′50″α6=A7－A6=-48°34′09α7=A8－A7=317°21′50″-360°=-42°38′10″平曲線要素計算根據(jù)地形地形條件以及有關規(guī)定，首先定出緩和曲線長度和圓曲線半徑大?。篖s1=80R1=320,Ls2=150R2=260Ls3=150R3=260,Ls4=160R4=260Ls5=170R5=260,Ls6=120R6=300Ls7=110R7=300根據(jù)路線設計手冊中有關平曲線要素計算公式，可求得，公式如下：q=Ls/2－LS3/240R2p=Ls2/240R－Ls4/2384R3β0S/RT=〔R+P〕tgα/2+qL=(α－2β0)Rπ/180+2LSE=〔R+P〕secα/2－RJ=2T－L因此由上述公式計算得：序號LSRqpβ0TLEJ180320215026031502604160260517026061203007110300樁號的計算以下是曲線要素點的樁號和總里程的計算公式：ZHi=HZi-1+Li－Ti－Ti-1(0<i;當i=1時，ZH1=L1－T1)HYi=ZHi+LsiQZi=ZHiiYHi=ZHi+Li－LsiHZi=ZHi+LiJDi=HZi+Ti根據(jù)以上曲線要素和樁號計算公式可得：序號ZHHYQZYHHZJD1K0+41234567方案一的總里程=方案二的計算：起訖與各交點的坐標：起點：〔8867126.000，6623307.600〕JD1：〔8867416.400，6623604.400〕JD2：〔8867592.400，6624155.600〕JD3：〔8868310.400，6624235.200〕JD4：〔8868612.000，6625068.000〕JD5：〔8869262.000，6625689.600〕JD6：〔8870568.000，6626296.800〕終點：〔8871329.600，6625983.200〕交點間距的計算：〔注：單位為米〕由L=[〔DX〕2+〔DY〕2]，其中DX=XJi－XJi-1,DY=YJi－YJi-1因此計算得：L1=415.238L2=L3=722.299L4=L5=899.381L6=L7=方位角A與偏角α的計算θ=arctg︱DY/DX︱θ——為象限角計算方位角A：DX〉0，DY〉0時，A=θDX〈0，DY〉0時A=180－θDX〈0，DY〈0時A=180＋θDX〉0，DY〈0時A=360－θ偏角αi=Ai－Ai-1,因此：A1=45°37′28″A2=72°17′30″A3=6°19′34″A4=71°05′31″A5=43°43′14″A6=24°56′07″A7=337°37′12″α1=A2－A1=27°40′02″α2=A3－A2=－65°57′56″α3=A4－A3=26°22′17″α4=A5－A4=19°47′07″α5=A6－A5=312°41′05″-360°=-47°18′55″平曲線要素計算根據(jù)地形地形條件以及有關規(guī)定，首先定出緩和曲線長度和圓曲線半徑大?。篖s1=80R1=320,Ls2=150R2=260,Ls3=150R3=260,Ls4=90R4=800,Ls5=80R5=400,Ls6=120R6=280根據(jù)路線設計手冊中有關平曲線要素計算公式，可求得，公式如下：q=Ls/2－LS3/240R2p=Ls2/240R－Ls4/2384R3β0S/RT=〔R+P〕tgα/2+qL=(α－2β0)Rπ/180+2LSE=〔R+P〕secα/2－RJ=2T－L因此由上述公式計算得：序號LSRqpβ0TLEJ180320215026031502604903805804506120280樁號的計算以下是曲線要素點的樁號和總里程的計算公式：ZHi=HZi-1+Li－Ti－Ti-1(0<i;當i=1時，ZH1=L1－T1)HYi=ZHi+LsiQZi=ZHiiYHi=ZHi+Li－LsiHZi=ZHi+LiJDi=ZHi+Ti根據(jù)以上曲線要素和樁號計算公式可得：序號ZHHYQZYHHZJD1K023456方案二的總里程=二、豎曲線指標的選取及豎曲線要素的計算縱坡設計的一般要求：縱坡設計必須滿足?標準?的各項規(guī)定。為保證車輛能以一定速度平安順適地行駛，縱坡應有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁?？v坡設計應對沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方，降低造價。最小縱坡的要求：為使道路上行車快速、平安和通暢，希望道路縱坡設計的小一些好。但是，在長路塹、低填以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應設置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當必須設計平坡或縱坡小于0.3%時，邊溝應作縱向排水設計。豎曲線要素計算公式：L=RωT=L/2E=T2/2RL——豎曲線長度〔米〕R——豎曲線半徑〔米〕、ω——坡差〔%〕方案一的計算：i1=1.5%i2=%i3=1.0%i4=%i5=-4.5%i6=%i7=1.0%i8=%i9=－1.0%i10=3.0%i11=－4.7540%ω1=i1－i2=-2.0%ω2=i3－i2=1.5%ω3=2.0%ω4=-7.5%ω5=-4.0%ω6=1.5%ω7=3.0%ω8=-5.0%ω9=4.0%ω10=-7.7540%變坡號要素12345678910R1000020000100004800500020000800060005000│ω│L200300200360200300240300200240T100150100180100150120150100120E1.0方案二的計算：i1=%i2=%i3=1.0%i4=%i5=-5.0%i6=%i7=-2.0%i8=2.0%i9=－2.0%i10=1.0%i11=-2.0%i12=0.2687%ω1=i1－i2=-2.0%ω2=i3－i2=1.5%ω3=2.0%ω4=-8.0%ω5=7%ω6=-4.0%ω7=4.0%ω8=-4.0%ω9=3.0%ω10=-3.0%ω11=2.2687%變坡號要素1234567891011R1000020000100004500342950005000500080008000│ω│L200300200360240200200200240240200T100150100180120100100100120120100E設計高的計算值見后表。三、路線方案比選和論證道路選線的一般原那么在道路設計的各個階段,應用各種先進手段,確定最優(yōu)方案,路線設計應在保證行車平安、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。同時選線應注意同農(nóng)田根本相配合，做到少占田地，并應盡量不占高產(chǎn)農(nóng)田、經(jīng)濟作物田或穿越經(jīng)濟林園等，要注意重視環(huán)保。選線時應對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測調(diào)查，弄清它們對道路工程的影響。路線方案布置及方案比選的論證主要指標比擬表指標單位甲方案乙方案技術指標路線等級二二設計荷載汽-20，掛-100汽-20，掛-100路基寬度米最大平曲線半徑米320450最小平曲線半徑米260260每公里交點數(shù)個最大豎曲線半徑米2000020000每公里變坡點數(shù)個最小豎曲線半徑米最大縱坡%路線長度米工程數(shù)量土方104米3石方104米3小橋米/座16/1涵洞道2321次高級路面千平方米防護平方米3800035000比擬結果推薦方案方案一即甲線：此路線較平直，但要跨河建橋，且多經(jīng)過池塘和溪流，路基的穩(wěn)定受到影響，需修建較多的涵洞，所經(jīng)過的地方地形復雜，挖填方量大，且路線的土石方填挖不均衡。方案二即乙線：此了路線比甲線順直，所經(jīng)地大多為旱地和山坡的坡腳，防止了大占高產(chǎn)農(nóng)田，經(jīng)過的地方地形過度平緩，且路基較方案一的穩(wěn)定，土石方填挖較為均衡。因此，此延長線路線選用方案二第三局部路面設計一、路面結構類型比選方案與論證1.路面結構層次的擬定：瀝青混泥土路面水泥混泥土路面材料名稱各層厚度〔㎝〕材料名稱各層厚度〔㎝〕中粒式瀝青混泥土4水泥混泥土面層24瀝青碎石8瀝青石屑封油層1水泥穩(wěn)定砂礫29水泥穩(wěn)定碎石20石灰18天然砂礫20土基2.路面結構類型方案的比選：從經(jīng)濟與技術上兩種路面結構的優(yōu)缺點：瀝青路面外表平整，無接縫，行車平穩(wěn)。瀝青面層的透水性小。然而瀝青面層的抗彎拉強度低，溫度穩(wěn)定性較差，夏天變軟，強度下降，易出現(xiàn)車轍，推波、波浪等破壞，低溫時，易變脆而導致路面開裂。而瀝青路面造價高，使用年限短，其來源單一，其后期養(yǎng)護費用高，國產(chǎn)石油瀝青性能差，因此需從國外進口，價格昂貴。而混泥土路面有以下優(yōu)缺點：從技術上來看，水泥混泥土路面雖然接縫較多，行車的舒適感較差，噪音大，破壞后難以修復，但是其造價低，水泥混泥土路面承載力大，強度高，有較高的抗壓、抗彎強度，其穩(wěn)定性好，耐久性好，抗滑性能好，使用壽命長，日常養(yǎng)護費用少，尤其當?shù)厥a(chǎn)水泥，貨源充足。同時，我區(qū)修建水泥混泥土路面時間較長，有豐富的設計與施工經(jīng)驗。因此，經(jīng)各方面的比擬，選用水泥混泥土路面結構。二、每千平方米路面工程量的計算由?公路水泥混泥土路面設計標準?5.4.1.1中的表5.4.1-1可得路面水泥標號為425號水泥。①水泥穩(wěn)定碎石基層：由?預算定額?2-7-7可查得單位15㎝厚每增1㎝325號水泥：〔t〕碎石：〔m3×〔20-15〕=21.42〔t〕×〔20-15〕=280.66〔m3〕②天然砂礫墊層：由?預算定額?2-6-2與2-6-6可查得單位15㎝厚每增1㎝水：〔m3〕181砂礫：〔m3厚度為20㎝的：水：18+1×〔20-15〕=23〔m3〕×〔20-15〕=255〔m3〕③封油層：由?預算定額?2-27-4可查得單位石油瀝青：〔t煤：〔t石屑：〔m3④水泥混泥土路面：由?預算定額?2-28-3和2-28-4可查得單位20㎝厚每增1㎝425號水泥：〔t砂：〔m3〕97.924.9碎石：〔m3水：〔m3〕24012×〔24-20〕=99.388〔t〕×〔24-20〕=117.52〔m3〕×〔24-20〕=203.20〔m3〕水：240+12×〔24-20〕=288.0〔m3〕第四局部涵洞計算在本路段上，為了路基排水、路面排水，保持路基穩(wěn)定與農(nóng)田灌溉等情況，因此而設涵洞，沿線共有23道涵洞，其中有19道圓管涵，4道蓋板涵，其設計依據(jù)?橋涵設計通用標準?、?公路工程技術標準?。一、圓管涵工程量的計算此圓管涵為K0+120處的正交圓管涵其孔徑為1.25米，進出口形式采用八字墻形式，洞底中心標高為89.4米，路線設計標高為91.9米，路面邊緣標高為91.855米，其計算圖見后。m0=1.5n0mi涵長的計算：L1=[B1+m(H1-a)+c]/(1+im)=[6+1.5×(6mL=2L1m取L=15mV身cm0(H2-h2)+m0(H3-h3)/6n06×1.5×(22)×33〕/(6×5)m3兩墻身=2×m3V基=m0(c+e1+e2)(H-h)d+[m0/(2n0)](H2-h2)d+(c+e1+e2+h/n0)ede1=12,e2V基×〕(1.97-0.85)*0.4+[1.5/(2*5)]×22〕×0.4+〔0.46+0.12+0.11+0.85/5〕×V基m32V基=2×m3V=2××2〕×〔1.68+0.1〕××m3V=2×｛[1.49+2×0.98+1.49+2×〔1.68+0.1-0.3〕tg30°]××0.5｝×m3V=2××〔1.25+0.12+0.6〕×〔2×0.46+2×0.12+1.25〕-π×2×m3V=2×××〔2×0.46+2×m37.15號混泥土帽石V=2××××0.05〕××m38.砂礫墊層×××2-2×m39.15號混泥土護管×××2-2×π×2×××m3m3二、蓋板涵工程量的計算K1+030處涵洞為4×3的正交蓋板涵，其洞口的進出口形式為采用八字墻形式，其洞底標高為89.0米，路面設計高為94.3米，其計算圖式見后。m0mn0i涵長的計算：L1=[B1+m(H1-a)+c]/(1+im)=[6+1.5×(-)+0.4]/(1+0.03×1.5)=mL=2L1=17.1取L=18m翼墻墻身V身cm0(H2-h2)+m0(H3-h3)/6n0=0.5××1.5×(22)×33〕/6×m3兩墻身=2×m3翼墻根底V基=m0(c+e1+e2)(H-h)d+[m0/(2n0)](H2-h2)d+(c+e1+e2+h/n0)ede1=12,e2=11,d=0.6,e=0.1,n0V基〕(3.30-0.20)*0.6+[1.5/(2*3.75)]×22V基m32V基=2*0m3進出口鋪底V=2××2〕×××m3截水墻V=2×{[2××tg30°×2]×××m3混泥土帽石V=2×××2〕×m3涵身根底V=2××1×1×m3涵身V=2×[〔1.2+1.81〕×××1]×m3人工開挖土方V=151.2m3后附圓管涵與蓋板涵計算圖附圖一：圓管涵附表一：方案一的設計標高樁號設計標高樁號設計標高樁號設計標高064012402066095.21260406801280609170095130080720132097100740134012076013601407801380160800140018082014209820083014402208401460240860148026094880150028015209930090015403209201550340940156036096015803809801600400100016201020164042010404401660106016804601080170048011001720500112052011301740540114017505601160176058011801780600120018006201220961820樁號設計標高樁號設計標高樁號設計標高1840106250018602520318018802540320019002560322098.002519202580324019401092600196026203260198026403280200026603300202126803310204011227003320206027203340992080274033602100276033802120278034002140280034202160282034401002180284034602860348022002880350022202900352022402920354010122602940356029603580228029803600230030009836202320301036401022340115302036603040368023603060370023803080372024003740242033100376024403120378024603140248031603800104樁號設計標高樁號設計標高樁號設計標高38204390496038404400498044205000386044401185020388010644605040390044805060392045005080452051003940454011751203960456051403980458051604000460051804020462052004040112464011652204060466052404080468052604090114470052804100472053004120474053204140534041604760536041804780538042004800540042205420424048205440426048405460428048605480430055004320488045520434049005540436049201185560438049405573.25附表二：方案二設計標高樁號設計標高樁號設計標高樁號設計標高0640124020660126040680128060917009513008072013209710074013401207601360140780138016080014001808201420982008301