前言公路是国民经济的重要组成部分,对国民经济具有举足轻重的促进和制约作用,是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。
改革开放以来,我国公路建设得到了持续、快速、健康的发展,取得了举世瞩目的成就。
近几年随着公路等级的不断提高,路桥方面知识得到越来越多的应用,同时,各项规也有了较大的变动,为掌握更多路桥方面知识,我选择了庄至王里庙二级公路施工图设计这一课题。
本次设计路段位于省市境,属平原微丘区,本次设计包括拟定路线方案、平面线形设计,纵断面设计,横断面设计,路基设计,路面设计,桥涵设计,平面交叉设计,书写计算说明书,编制设计文件这几项任务。
平面线形设计首先应拟定路线方案,根据《公路路线设计规》JTG 011-2006,永平、唐勇主编《道路勘测设计》,根据选线的一般要求,综合考虑沿线的地形、地物、地质、水文条件等影响因素,按照选线的步骤选定一条切实、可行的路线方案。
纵断面线形设计是根据已经确定的路中线的位置,结合所经地面的起伏情况,在地面上确定各中桩点的具体位置和桩号,并用插法计算出各点的地面高程,然后,据此在坐标纸上点出地面线,进行拉坡设计和竖曲线设计,计算出各中桩点的设计高程.。
参照路线线形设计路面结构设计是根据《公路沥青路面设计规》JTG D50-2004,《公路沥青路面施工技术规》JTG 042—2000的要求,参照万德臣主编的《路基路面工程》,完成累计标准轴次的确定、土基回弹模量的选择、路面结构层的确定及验算和绘制路面结构大样图等容。
路面结构层采用HPDS2003A系统进行设计。
路面结构层组成材料的设计是根据《公路路面基层施工技术规》JTJ034—2000,《公路沥青路面设计规》JTG D50-2004,《公路沥青路面施工技术规》JTG032—2000,完成底基层、基层和面层(上、下面层)的材料设计。
在本次设计过程中,新旧规的交替,电脑程序的操作,曾经使我的设计工作一度陷入僵局,但是在指导老师朱峰老师及本组其他组员的帮助下,使自己这次的设计得以顺利完成。
在此,对老师和同学们表示衷心的感。
由于公路工程技术的不断进步,技术标准的不断更新,加之本人能力所限,难免在设计过程中出现错误和暴露一些不足,敬请各位老师给予批评指正。
1.概述1.1设计任务依概据及概况根据公路工程毕业设计任务书,进行本次施工图设计。
本次初步设计为省市境庄至王里庙二级公路工程,工程起点在庄,桩号为K0+000.000,终点在王里庙,桩号K4+863.843,路线4863.843km。
本工程全线按二级公路标准设计,根据沿线村镇的分布情况,并与现有公路和规划路网相结合,在相应的地方道路、机耕路、人行路上设置平交道口。
在排灌沟渠间设置涵洞、桥梁。
1.1.1设计标准(1)主线设计标准本工程是按交通部颁发的《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定的二级公路标准设计,计算行车速度60Km/h,其主要技术指标如下:公路等级:二级公路;计算行车速度: 60公里/小时;路基宽度: 10米其中:行车道宽度: 2×3.5 米硬路肩: 2×0.75土路肩: 2×0.75米路面宽度: 2×3.5米(2)线形要素标准平曲线半径:一般最小半径:200米;极限最小半径:125米;不设缓和曲线和超高最小半径:1500米纵坡:最大纵坡: 6%最小纵坡:路堑或其他横向排水不畅地段不小于0.3%。
最大坡长: 1000米(坡度为4%时)800米(坡度为5%时)600米(坡度为6%时)竖曲线要素:竖曲线最小半径:凸形一般最小半径/极限最小半径2000/1400米;凹形一般最小半径/极限最小半径: 1500/1000米;竖曲线最小长度: 50米(3)桥涵设计标准桥涵宽度:与路基同宽;桥涵设计荷载:公路—II级;(4)路面设计标准路面设计标准轴载:100KN;(5)道路平面交叉标准平面交叉路线尽可能为直线、并尽量正交。
当必须斜交时,交叉角度应大于45度。
平面交叉围的纵坡宜设置为平坡,当条件受限制时,纵坡不大于3%。
所有的平面交叉口采取严格的安全措施,设置了警告标志、指路标志、限速标志等,在主要的交叉口还设置转弯车道。
1.1.2总体设计原则本工程为庄至王里庙二级公路新建路段,根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)的要求,交通量的预测情况及公路的使用功能,确定总体设计原则如下:(1)采用的技术标准必须满足公路的使用任务、功能和远景交通量的需要。
(2)避免不必要的浪费,项目建设时应适当超前考虑。
(3)由于本工程两头都已经进行过改建,必须考虑与这部分道路的连接。
(4)尽量利用老路及山地,以降低造价。
(5)沿线的中小城镇采取“离而不远,近而不进”的原则,通过人口稠密地区时,在现有详细调查资料基础上,进行了多方案比较,尽可能减少房屋的拆迁量。
除考虑房屋拆迁外,对管线的避让和动迁在初步设计选线时也进行了重点考虑,并作为线位的重要控制点。
1.1.3沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系筑路材料主要包括路基填筑材料、路面材料、桥、涵、以及防护工程等构造物用料。
路基填筑材料主要采用石灰粉煤灰等工业废渣、砂卵石、粘土及砂性土等,路面、桥涵及防护工程等构造物用料主要有石料(碎石、块片石)、黄砂、水泥、钢材、木材等。
(1)路基填筑材料挖方路段开挖的土石方可以用于路基填筑需要,不足部分可在公路沿线征山开采宕渣或征地用土来填筑。
(2)涵洞、桥梁及防护工程等构造物材料骨料(碎石、块片石):本工程道路沿线属于平原,所需石料、砂料、水泥、钢材、木材均由料场提供。
(3)电资源沿线各乡镇均有自来水及变电系统,大部分路段具备通水、电的条件1.1.4与周围环境和自然景观协调情况根据地形图,本工程附近没有风景点、文物保护点,对公路的选线没有影响。
本路段在选线时尽可能避开城镇和居民集中地段,距城镇“离而不远、近而不进”,尽可能做到与周围环境和自然景观相协调。
设计中尽可能做到土石方填挖平衡,对桥头路基边坡、高填方路基边坡及挖方边坡部分采取浆砌防护措施,对沿河、沿塘路段全部采用浆砌防护的办法,防止水土流失。
2.确定公路等级和技术指标2.1公路等级的确定(1)根据JTG B01--2003《公路工程技术标准》的规定,一般能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000-15000辆的公路为二级公路,其远景设计年限为12年,它是连接政治、经济、中心或大工矿区、机场等地的专供汽车行驶的公路。
公式为:1.计算设计年标准车型的年平均日交通量为NTNT=∑NiKi(1+γ) n-1NT——远景交通量Ni——某种车型的交通量Ki ——某种车型的折算系数,参见下表(交通量换算采用小客车为标准车型)γ——年平均增长率n——公路使用期末年年份——交通量统计年份表2.1.各汽车代表车型与车辆折算系数表2.计算远景设计年限年平均昼夜交通量NT计算说明如下:金杯SY132 NT=139×1×(1+9.13%)17-1=562辆/昼夜菲亚特50NCA NT=180×1×(1+9.13%)17-1=728辆/昼夜三菱FR415 NT=170×1×(1+9.13%)17-1=688辆/昼夜华龙SK171A NT=155×1.5×(1+9.13%)17-1=941辆/昼夜金陵JL6121S NT=105×1.5×(1+9.13%)17-1=637辆/昼夜太脱拉81553 NT=161×2×(1+9.13%)17-1=1303辆/昼夜跃进NJ131 NT=150×1×(1+9.13%)17-1=607辆/昼夜黄河JN150 NT=160×2×(1+9.13%)17-1=1295辆/昼夜远景交通量NT=562+728+688+941+637+1303+607+1295=6761辆/昼夜由计算可知,能够满足二级公路的交通量。
应选用双车道二级公路,能适用将各种汽车折合成小客车的年平均交通量5000-15000辆/昼夜,远景设计年限为12年,计算行车速度为60km/h。
2.2公路技术指标的选用根据沿线地形和自然条件,确定计算行车速度,选用相应的技术指标,结果如下:表2.2车速技术指标3.线形设计3.1 平面线形设计3.1.1选线1.选线的依据:(1) 道路选线就是根据路线的基本走向和技术标准,结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等,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) 选线是道路路线形设计的重要环节,选线的好坏直接影响着道路的使用质量和工程造价。
选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。
2. 选线的原则:(1) 在路线设计的各个阶段,应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究,在方案论证、比较的基础上,选定最优的路线方案。
(2) 路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,使工程数量小、造价低、营运费用省、效益好,并有利于施工和养护。
在工程量增加不大时,应尽量采用较高的技术指标,不宜轻易采用低限指标,但也不应片面追求高指标。
(3)选线应与农田基本建设相配合,做到少占耕地,注意尽量地不占高产田、经济作物田或经济林园(如橡胶林、茶林、果园)等。
(4)通过名胜、风景、古迹地区的道路,应与周围的环境、景观相协调,并适当照顾美观。
注意保护原有的自然生态环境和重要的历史文物遗址。
(5)选线时应对沿线的工程地质和水文地质进行深入的勘探,查清其对道路工程的影响程度。
对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区、应慎重对待。
一般情况下,路线应设法绕避;当路线必须穿过时,应选择合适的位置,缩小穿越围,并采取必要的工程措施。
(6)选线时应重视环境保护,注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题,具体应注意以下几个方面:1)路线对自然环境与资源可能产生的影响。
2)占地、房屋拆迁所带来的影响。
3)路线对城镇布局、行政区划、农耕区、水利排灌体系等现有设施造成分割,而产生的影响。
4) 噪声对居民生活的影响。
5)汽车尾气对大气、水源、农田所造成的影响。
6)对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对政策实施的可能性。
3.原则性方案比较路线方案比较可分为质的比较和量的比较两个方面。
原则性的方案比较,主要是质的比较,多采用综合评价的方法,这种方法不是通过详细计算经济和技术指标进行的比较,而是综合各方面因素进行评比。
主要综合的因素有:(1) 路线在政治、经济、国防上的意义,国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求,以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。