潍坊学院本科毕业设计( 论文)-渭南市二级公路设计.pdf
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1、潍坊学院本科毕业设计(论文)引言.4第1章设计任务和沿线自然条件.51.1 设计任务.51.2 沿线自然条件.5第2章 路线设计与计算(平、纵、横断面).62.1 路线设计.62.2平原二级公路选线方法和步骤.72.3 平面设计.82.4 纵断面设计.172.5横断面设计.27第3章路基设计与计算.313.1 路基设计的基本要求.313.2路基的类型与构造.313.3路基设计要素.32第4章沥青路面设计.384.!路面设计概括.384.2路面设计步骤.394.3确定路面等级和面层结构.405.1路基路面排水要求及设计一般原则.465.2路基排水设计.485.3路面排水设计.525.4排水系统具
2、体设计分析.555.5综合排水设计.55第6章 施工组织设计.566.1、工程/既况.566.2、施工总体部署.596.3、主要工程项目的施工方案、施工方法.636.3.1施工准备.631潍坊学院本科毕业设计(论文)6.3.2路基工程.646.3.2.1、填挖施工方案.656.3.2.2,原地面处理及取土场取土方案.686.3.2.3,路基防水、排水.696.3.2.4,结构物台背冋填.696.3.2.5,特殊路基处理.706.3.2.6,排水工程.746.3.2.7,防护工程.756.3.3路面工程.766.3.3.1,天然砂砾底基层.766.3.3.2,水泥稳定砂砾基层的施工.786.3.
3、3.3,下封层.816.3.3.4,沥青砂下面层施工.826.3.3.5,水泥混凝土路缘石.856.3.4,各分项工程的施工顺序.856.3.4.1,路基土方施工顺序.856.3.4.2,路面施工顺序.856.3.4.3,防护与排水工程施工顺序.856.4.1确保工程质量的措施.866.5,冬季和雨季的施工安排.906.5.1冬季施工.906.5.2雨季施工.916.6 质量、安全保证体系.916.6.1 质量保证体系.916.6.2安全保证体系.936.7其他应说明的事项.956.7.1文明生产、文明施工措施.956.7.2环境保护措施.962潍坊学院本科毕业设计(论文)第7章设计总结.10
4、2致谢.103参考文献.1043潍坊学院本科毕业设计(论文)引言改革开放以来,国民经济持续快速发展,兴起了公路与城市道路的建设热潮。公路是国民经济的大动脉,是国家交通基础设施,公路以“便捷”的突出优势成为 运输的主要交通设施。公路已成为经济社会发展的重要助推器,不仅显著提高了运输能力,降低了运输成 本,增强了运输安全性,节约了国土资源,而且在改善投资环境、优化产业布局、促进 资源开发利用、提高国家经济的机动性、增强国家竞争力、以及保障国防安全等方面,发挥着越来越重要的作用。由此可见,公路毕业设计不仅是高等院校本科教育的最后一个重要环节,而且通过 毕业设计还可以使学生巩固和深化所学到的基础理论和
5、技能,在道路工程领域中得到进 步发展;在生动的毕业设计实践和科学研究论文工作中不断提高自身独立思考和解决 工程实际问题的能力。本毕业设计课题为渭南市二级公路设计,要求对渭南市二级公路进行路线、路基 路面工程施工图设计。道路路线工程要求对所提供地形图,依据控制点进行平面设计、纵断面设计、横段面设计;路面工程根据工程当地的建材类型和产量进行选取,对路面 的面层、基层和垫层的材料强度、刚度和稳定性进行验算。4潍坊学院本科毕业设计(论文)第1章设计任务和沿线自然条件1.I 设计任务按4车道,二级公路标准设计,设计行车速度80公里/小时,该项目位于公路自然区 划1114区,按平原微丘设计;设计使用年限为
6、沥青混凝土路面15年;标准轴载采用 BZZ-100;根据最新路网规划,预测使用初期2009年年平均巳交通量见下表,年平均增 长率为6.5%表11车型解放CA10B黄河JN1500 野KF3000斯柯达706R依士兹TD50交通SH141长征XD980小汽车辆/d420320140905080707001.2 沿线自然条件 地形、地貌渭南市地貌属河流谷地类型,南北高、中间低、东西开阔,呈现“仰瓦状”,构成 了南北两山、两嫄和中间平川物种地貌类型。北部山区为陕北高原向渭北台城的过渡地 带,地形复杂,起伏较大,形成以中低山为主的地貌,海拔在800m1600m之间;北部 台城以黄土台城为主,相间有少量
7、低山和河谷川地,海拔多在500111800m之间;中部平 川为镶嵌于南北台城之间的渭、洛河冲积平原,海拔在400nl以下,地势平坦,土地肥沃,经济发达;南部台源以黄土源、梁、河谷阶地为主的地貌特征,海拔在500nl800m之间;南部山区属秦岭北坡的的太华段,山势高峻,河谷纵横,地形复杂,地貌类型多样,海 拔多在10001112300m之间,林草茂密,矿产丰富。工程地质渭南市位于陕西关中平原东部,秦岭、黄龙山和乔山山脉之间,渭、洛河下游,地 处东经 108。52/110 53,,北纬34。13/35 52,之间,东西宽约 149.7km,南 北长约182.3km,总面积13134km2。东隔黄河
8、与山西省运城地区相望,东南与河南省三 门峡市接壤,西连西安、咸阳、铜川等市,南依秦岭与商洛地区相接,北靠黄龙、乔山 山脉与延安地区接壤。气候、气象5潍坊学院本科毕业设计(论文)渭南市属暖温带半湿润半干旱季风气候区,年平均气温11.3。C13.6 C,南部秦 岭山地较低,平均气温为5.9 C,无霜期189226天。全区年降水量529.5638.0 毫米,80%保证率的降水量为438.5530.8毫米,降水量时空分布不均。4月5月上 旬和6月7月份降水量明显偏少,形成春旱和伏旱;79月份降水集中;910月份 多为连阴雨。地震基本烈度根据陕西省地震烈度区划图,本项目沿线地区地震烈度为六度。第2章路线
9、设计与计算(平、纵、横断面)2.1 路线设计道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准,结合地质、地表、地物 及其沿线条件,结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置,而道路选线 的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局,具体定出道路的交点位置和选定道路曲 线的要素,通过纸上选线把路线的平面布置下来。本设计为平原微丘区二级公路,查公路工程技术标准可知,作为集散公路,混 合交通量较大,平面交叉间距较小,设计行车速度采用80klli/h。选线和定线,就是根据 公路的性质,任务,等级和标准,在路线起,终点间,结合地形,地质,地物及其他沿 线条件,综合平,纵,横三方面因素,在实地或纸上
10、选定中线位置,然后进行有关测量 和设计工作。本设计路段地处陕西省境内,两点间多微丘,沿线无不良工程地质。2.1.1 平原二级公路选线原则及依据:选线是在符合国家建设发展的需要下,结合自然条件选定合理路线,使筑路 费用与使用质量得到正确的统,达到行车迅速安全,经济舒适及构造物稳定耐 久,易于养护的目的,选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策,深入实际,综合考虑路线、路基、路面、桥涵等,最后选出合适的路线。2.1.1.1平原地区公路选线应符合以下原则(1)根据道路使用任务和性质,综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规 戈,正确处理好近期与远景的关系,在总体规划的知道下,合理选择方案。6潍坊学院
11、本科毕业设计(论文)(2)认真领会任务书的精神,深入现场,多跑、多看、多问、多比较,深入调查 当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况,以利于选择有价值的方案进行 比较。(3)充分利用有利地形、地势,尽量冋避不利地带,正确运用技术标准,从性车 的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼,对路线与地形的配合加以研究,做好路线平、纵、横三方面的结合,力求平面短捷舒顺,纵断面平缓、均匀,横断面稳定、经济。(4)平原地区河道密布、沟塘众多,在交通工程建设中,特别是高等级公路建 设中,桥涵构造物及沟塘软基处理增多,使得工程造价大大增加,在二级 公路中,桥涵构造物和沟塘处理费川要占总造价的一半以工,因此所选路
12、线直接影响着工程的总造价,在选线时要作认真的比较。(5)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。平原地区多数是鱼米之乡,土地肥沃,水资源丰富,但是人口密集,特别是 耕地尤为紧张能,人均耕地0.51.0亩,修一条高等级公路要占用许多土 地,在选线时,要考虑到尽可能少占耕地,不破坏农田水系。2.1.1.2平原二级公路选线的依据(1)平原二级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范,实测和预测交通 量,地形图,地方政府以及建设单位下发的文件,会议纪要,设计任务 书等,它们是路线设计不可缺少的资料。(2)实测和预测交通量(3)地形图比例为1:100001:50000,用于路线的
13、方案的选择(4)地方政府建设单位的下发的文件,会议纪要,设计任务书是对道路设计 提车的要求,在路线设计时要能充分满足这些要求2.2平原二级公路选线方法和步骤平原二级公路选线方法有多种,主要有视察,初测与初步设计。实测与施 图设计等步骤:1.全面布局2.逐段安排3.具体定线7潍坊学院本科毕业设计(论文)全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据 点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应,限制和影响道路的走向的因素很 多,大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定 的路线总方向、
14、等级及其在道路网中的任务和作用,我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局,城镇以及地形、地质,水文、气 象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据,而客观条件是道路选线必须考虑 的因素。逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上,根 据地形平坦与复杂程度不同,可分别采 取现场直接插点定线和放坡定点的方法,插出系列的控制点,然后从这些控制点 中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段,延伸相邻直线的 交点,即为路线的转角点。具体定线在逐点安排的小控制点间,根据技术标准的结 合,自然条件,综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径,至 此定线
15、工作算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况,全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系,恰当地选用合适的技术指标,使 整个线形得以连贯顺直协调。2.3平面设计2.3.1平面设计原则:(1)平面线形应直捷、连续、顺舒,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。(2)除满足汽车行驶力学上的基本要求外,还取满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的 要求。(3)保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路工的车辆尽量以均匀的速度行驶,应 注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。8潍坊学院本科毕业设计(论文)(4)应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便,给乘客的舒适也带来不良 影响。设计时可在曲
16、线间插入足够长的直线或缓和曲线。(5)平曲线应有足够的长度。如平曲线太短,汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操 纵来不及调整,一般都应控制平曲线(包括圆曲线及其两端的缓和曲线)的最小长度2.3.2平曲线要素:平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组 合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种:按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这 种线形是经常采川的。例如设计中的大多数点都是成川这个的。如下图。缓和曲线是 道路平面要素之一,它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆 曲线之间的种曲率连续变化的曲线。标准规定,除四级路可
17、以不设缓和曲线外,其 余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化,便于车辆遵循;旅客感觉舒适;行车更 加稳定;增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合,在线形组合和线 形美观上产生良好的行车和视觉效果,宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成L 1:lo这一点非常重要。表2-1各等级公路最小设计半径公路等级高速公路*二三四计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020极限最小半径(m)65040025012540012525060125306015一般最小半径(m)100070040020070020040010020065100 30不设超高最小半径
18、(m)55004000250015004000150025006001500350600150位于平坡或下坡的长直线尽头不得采用小半径的平曲线。1.直线直线的适用条件1)路线完全不受地形,地物的限制;2)市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区;9潍坊学院本科毕业设计(论文)3)为缩短构造物长度,便于施工,创造有利的引道条件;4)平面交叉点附近,为争取较好的行车和通视条件;5)双车道公路在适当间隔内设置定长度的直线,以提供较好的超车路段。直线的最大长度直线的最大长度应有所限制,当采用长的直线线形时,为弥补景观单调之缺陷,应结合 沿线具体情况采取相应的措施。直线的最小长度规范规定同向曲
19、线间的直线最小长度为6V,即480米。反向曲线间的直线最小长度为2V,即120米。当直线两端没有缓和曲线时,可直接相连,构成S形曲线。本设计中采用大半径曲线相连或曲线间通过缓和曲线构成S型曲线。2.圆曲线圆曲线是平面线形中常川的线形要素,圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高。根据公路工程技术标准查得技术标准如下:10潍坊学院本科毕业设计(论文)表2-2圆曲线最小半径公路等级高速公路*一三四计算行车 速 度(km/h)120100806010060804060304020极限最小 半径(m)65040025012540012525060125306015一般最小 半径(m)1000700400
20、2007002004001002006510030不设超高 最小半径(m)550040001500150040001500250060015003506001501)圆曲线的最小半径(1)极限最小半径(2)一般最小半径平而线形中一般非不得已时不使用极限半径,因此规范规定了一般最小半径。(3)不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时,可以不设超高,允许设置与直线路段相同的路拱横坡。2)圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时,在地形条件允许的条件下,应尽量采用大半径曲线,使行车舒适,但半径过大,对施工和测设不利,所以圆曲线半径不可大于10000米。3)圆曲线半径的选用 11潍坊学院本科毕业设计(论文)
21、在设计公路平面线形时,根据沿线地形情况,尽量采用了不需设超高的大半径曲线,最 大半径为4000米,极限最小半径及一般最小半径均未采用,设置曲线最小半径为600 米。3缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面:(1)离心加速度变化率不过大;(2)控制超高附加纵坡不过陡;(3)控制行驶时间不过短;(4)符合视觉要求;因此,规范规定:平原微丘区二级公路缓和曲线最小长度为35m.0 一般情况下,在 直线与圆曲线之间,当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时,可不设缓和 曲线。表23各等级公路缓和曲线最小长度公路等级高速公路*二三四计算行车速度(km/h)120 10080 60100 60
22、80 14060 13040 20缓和曲线最小长度(m)1008570 1 5085 507035502535|20根据预测的远景设计年平均日交通量(2025年的远景设计年平均日交通量为46450辆/日)和交通部发布的公路工程技术标准(JTJ001-97),以及当地的地形、地貌及当地 的实际情况,可以确定此路为平原微丘区二级公路。2.3.3平曲线要素计算根据选线结果有如下示意图:12潍坊学院本科毕业设计(论文)DOJD1图21起讫与各交点的坐标:起点(一46,4)JD1:(460,-946)JD2:(1082,-1586)JD3:(2156,-2004)终点:(3268,-2082)(一)、交
23、点间距的计算:(注:单位为米)灰;7衿发片 3向1 4其6 DX=XJi XJi-i,DY=YJi YJi-i;DX I XJ 厂 XJ=1082-460=622第”;X/2=2156-1082=1074DX 4 7XJ s-3268-2156=11125,二、506+(-942)=1069.299 mDY.YJ.-YJ,=-946+4=-942&Z7,逑1片典)镰口4領-640里子对羽-2卬6刁比取)也十侬M418坪港逑顫単 1赳%関归辍据醐得各交点桩号:JD=K1+069.299JD2=K1+961.759JD,=K3+114.239JD=K4+228.969潍坊学院本科毕业设计(论文)方
24、位角A与偏角。的计算:0=arctg I DY/dx I 0-为象限角;计算方位角A:DX)0,DY)0 时,A=0;DX 0,DY)0 时,A=18O-0;DX 0,DY 0 时,A=18O+0;DX)0,DY 7 83 0 06 75 0 08 92 0 0平均纵坡平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长,应控制路线总长度内的平均纵坡,规范 规定二级公路越岭路线的平均纵坡以接近5.5%(相对高差为200-500米)和5%(相对高差 大于500米)为宜。并注意连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%。21潍坊学院本科毕业设计(论文)二、竖
25、曲线设计要求:竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计 时充分结合纵断面设计原则和要求,并依据规范的规定合理的选择半径。为保证行车舒 适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求,在变坡点处均应设置竖曲线。设计中度注意:1.宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计,首先确定合适的半径。在不过分增加工程 数量的情况下,宜选用较大的竖曲线半径,一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数 值,特别是前后两相邻纵坡的代数差小时,竖曲线更应采川大半径,以利于视觉和路容 美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。2.同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线
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