【正文】 ................... 23 路面各結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計 ............................................. 23 已知資料和控制指標(biāo) ........................................... 23 具體設(shè)計過程 ................................................ 24 結(jié) 論 .............................................................. 30 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 V V 致 謝 .............................................................. 31 參考文獻 .............................................................. 32 附 錄 .............................................................. 33 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 1 引 言 交通運輸業(yè) 的快速發(fā)展， 最顯著的效益在于能 大大縮短省際之間、重要城市之間的時空距離，加快區(qū)域間人員、商品、技術(shù)、信息的交流速度，有效降低生產(chǎn)運輸成本，在更大空間上實現(xiàn)資源有效配置，拓展市場，對提高企業(yè)競爭力、促進國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步都 能 起到重要的作用。交通運輸，是一個國家得以繁榮強大所必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。而公路是交通體系的重要組成部分。隨著 中國 西部大開發(fā)等 國家重大 戰(zhàn)略的實施，國家對公路等基礎(chǔ)建設(shè)的投資大幅增加， 全國 公路網(wǎng)也在逐步完善中。 本次 設(shè)計內(nèi)容 為 公路的總體設(shè) 計 ， 包括路線的平面、縱 斷 面以及橫斷面設(shè)計； 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 ；防護與排水設(shè)計。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 2 第 1 章 總 說 明 任務(wù)要求 基本要求 根據(jù)給定的地形圖、沿線的土壤、地質(zhì)、水文資料，及指導(dǎo)老師指定路線起終點、公路等級、交通量等，獨立完成一段公路的一階段施工圖設(shè) 計。 表 11 設(shè)計參數(shù) 公路等級 山嶺重丘區(qū) 高速公路 設(shè)計車速 80km/h 起點高程 終點高程 最 小 高程 最大高程 起終點高差 m 起終點平距 設(shè)計過程 首先熟悉任務(wù)書和地形圖，確定路線的基本走向，選線、定線，并進行方案比選，確定最佳平面線形設(shè)計方案。 設(shè)計路 基橫斷面 (包括超高 )、計算路基土石方、路基擋墻設(shè)計、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，并完成相關(guān)圖表。 工程量匯總，整理設(shè)計資料，完成設(shè)計說明書。 本設(shè)計所用指標(biāo) 表 12 為 《公路 工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 》 中規(guī)定時速為 80km/h 的技術(shù)指標(biāo)； 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 3 表 13 為設(shè)計中所 采用的全部滿足《 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 》的數(shù)據(jù)指標(biāo)。 縱斷面設(shè)計部分 縱斷面設(shè)計主要解決 公路線形在縱斷面上的位置，形狀和尺寸問題，具體內(nèi)容西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 5 包括縱坡設(shè)計和豎 曲線設(shè)計兩項。 橫斷面設(shè)計部分 橫斷面設(shè)計根據(jù)《 公路 路基設(shè)計規(guī)范》 要求 ， 80km/h 的設(shè)計車速，考慮預(yù)測交通量及山嶺重丘區(qū)， 米路基寬度能夠滿足行車要求。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計部分 面層采用瀝青混凝土，由于該路面等級高， 交通量 等級為 重 交通 ，因此采用三層式結(jié)構(gòu)，即面層采用 4cm 厚細(xì)粒式瀝青混凝土，中面層采用 6cm 厚中粒式瀝青混凝土，下面層采用 8cm厚粗粒式瀝青混凝土。 經(jīng)過驗算能夠滿足交通荷載需要 。 隧道設(shè)計部分 隧道方案的采用應(yīng) 綜合考慮社會、經(jīng)濟、地質(zhì)、環(huán)保、工程造價等因素進行比選。另外，參照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，隧道內(nèi)縱坡不宜大于 3%。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 6 沿線工程地質(zhì)條件及評價 地形、地貌及氣候條件 地形地貌 ： 擬建項目位于陜西省東南部商洛市，處于秦嶺東段南麓，西臨西安、東通鄂豫。項目所在區(qū)域地貌類型包括褶皺斷塊山地地貌與河谷地貌兩大單元。區(qū) 間年均氣溫 ℃，最熱月為 7 月，平均氣溫 ℃， 最冷月為 1 月，平均氣溫 ℃。全年太陽輻射量為 千卡 /平方厘米，受地形影響，不同坡度，坡向，輻射量不同。區(qū)年內(nèi)平均風(fēng)速 ,最大風(fēng)速 24m/s,最大風(fēng)速相應(yīng)的風(fēng)向 NW,最大風(fēng)向 SE。 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，部分區(qū)域變質(zhì)程度較深； 地下水 ： 依據(jù)項目所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、巖性及地貌、地下水賦存條件、水理性質(zhì)、水利特征等因素，將地下水類型劃分為四種主要類型：松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、碳酸鹽巖類 溶洞水和基巖裂隙水。 不良地質(zhì)現(xiàn)象 本項目沿線地形、地貌復(fù)雜，溝谷侵蝕較深，地質(zhì)構(gòu)造活動強烈，基巖風(fēng)化程度 高，巖體破碎各類面理發(fā)育（節(jié)理、劈理、裂隙） ，巖石結(jié)構(gòu)松散，項目沿線不良地質(zhì)體主要包括：滑坡、崩塌體。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 8 第 2 章 選 線 道路選線的目的是根據(jù)道路的性質(zhì)、任務(wù)、等級和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地形、地物、地質(zhì)及其沿線條件，綜合平、縱、橫三方面因素，在紙上選定道路中線的最佳平面位置，選線的主要任務(wù)是：確定道路的走向和總體布局；具體確定道路的交點位置和選定道路曲線的要 素，通過紙上選線，把路線中線的平面布置確定下來?？陀^條件指道路所經(jīng)地區(qū)原有交通的布局、城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、資源狀況、土地的開發(fā)利用和規(guī)劃的情況及地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然條件。選線時，要充分考慮各種因素對線路的影響，使之相適應(yīng)。 多方面論證選擇最優(yōu)路線方案 路線設(shè)計時，應(yīng)對地形圖做深入細(xì)致的研究，在多方案論證比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。路線方案的取舍是路線設(shè)計中的重要問題，方案是否合理，不僅直接關(guān)系到公路本身的工程投資和運輸效率，更重要的是影響到路線在公路網(wǎng)中的作用，直接關(guān)系到是否滿足國家政治，經(jīng)濟及國防的要求和長遠(yuǎn)利益。 選線時應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測調(diào)查，對滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、沼澤等嚴(yán)重地質(zhì)不良地段，應(yīng)慎重考慮，應(yīng)盡量繞 避，對高填深挖路段，應(yīng)采取必要的工程措施。另外還應(yīng)注意占地、拆遷對環(huán)境帶來的影響。 選線過程 為發(fā)揮 高速公路的交通快速與便利性， 考慮 到 道路等級和沿線地質(zhì)水文情況，結(jié)合道路線形設(shè)計的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基本原則進行選線。 修正導(dǎo)向線，作平面試線。 為了使路線更為經(jīng)濟合理，當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜時在平面試線的基礎(chǔ)上敷設(shè)曲線，確定中樁，做出縱斷面、 橫斷面，然后在橫斷面上確定路中線的最佳位置 (作為經(jīng)濟點位置或控制點位置 )，這些點的連線則是一條具有理想縱坡、橫斷面位置最佳的平面折線，稱為二次導(dǎo)向線。總之，紙上定線的過程是一個反復(fù)試線、比較、逐步趨于完善的過程。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 11 第 3章 平面設(shè)計 平面線形要素及設(shè)計原則 本次設(shè)計平面線形要素主要由 直線、圓曲線、緩和曲線組成。公路轉(zhuǎn)角過小時，應(yīng)設(shè)法調(diào)整平面線形，當(dāng)不得已而設(shè)置小于 7176。 平面線形設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計車速 80km/h； 直線最大長度不超過 1600m； 直線最小長度 (1) 同向曲線間 大于 480m； (2) 反向曲線間大于 160m； 圓曲線最小半徑一般值 400m，極限值 250m； 圓曲線不設(shè)超高最小半徑 路拱橫坡 ≤2%時為 2500m， ＞ 2%時為 3350m； 圓曲線最大半徑不超過 10000m； 緩和曲線最小長度 70m。 平曲線設(shè)計計算 1） 主點樁號計算 ZH=JD－ Th (36) HY=ZH+Ls (37) YH=HY+( Lh 2 Ls) (38) HZ=YH+ Ls (39) QZ=HZ hL /2 (310) JD=QZ+ hJ /2 (311) JD1 (注： JD1是大半徑圓曲線，因滿足規(guī)范要求，所以沒有設(shè)緩和曲線 ) J=2T－ L= ZY=JDT= K0+—= K0+ YZ=ZY+L= K0++= K0+ 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 13 QZ=ZY+L/2= K0+++ JD=QZ+J/2= K0++= K0+ JD JD JD JD5都屬于 基本型平面線性。 路線平面圖是設(shè)計文件中主要內(nèi)容之一，是平面設(shè)計的重要成果之一。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 14 第 4 章 縱斷面設(shè)計 縱斷面設(shè)計原則 縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線形設(shè) 計應(yīng)平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全； 縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡，并利用挖方就近作為填方，以減輕對自然地面橫坡與景觀的影響； 相鄰縱坡之代數(shù)差較小時，應(yīng)采用大的豎曲線半徑； 連續(xù)上坡（或下坡）路段，應(yīng)符合平均縱坡的規(guī)定并采用運行速度對通行能力與行車安全進行檢驗； 路線交叉處前后的縱坡應(yīng)平衡； 位于積雪或冰凍地區(qū)的公路，應(yīng)避免采用陡坡 縱斷面設(shè)計 縱斷面線形設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路的性質(zhì)、任務(wù)、等級和地形等因素，來確定變坡點，從而確定坡長、坡度、豎曲線半徑大小以及與平面線形的組合設(shè)計過程 。 繪制完地面線后，同時繪出平面直線，平曲線示意圖，以便平縱的組合設(shè)計，之后，結(jié)合區(qū)域內(nèi)實際地形地貌，在路線縱斷面圖上選擇控制點。 結(jié)合地面的起伏狀況，本著填挖平衡的原則，在小范圍內(nèi)調(diào)整各個變坡點及控制點的樁號、高程及坡度等。 根據(jù)各設(shè)計變坡點的樁號和地面高程，對一些沒有辦法要設(shè)橋梁的路段，應(yīng)使橋梁設(shè)在豎曲線起終點 10m之外，也不能設(shè)在平曲線段。 X—— 第 i～ i+1 變坡點之間坡長； ωi— 第 i+1 縱坡與第 i 縱坡坡度差。 結(jié)合地形、地貌，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，并結(jié)合平豎曲線匹配的原則，選定適當(dāng)?shù)呢Q曲線半徑，然后利用如下公式計算豎曲線的幾何要素，同時檢查豎曲線設(shè)計是否與平曲線發(fā)生沖突。 在路線縱斷面圖上，描繪出設(shè)計線路；然后計算對應(yīng)樁號的設(shè)計高程和填挖高度，在縱斷面圖上繪制豎曲線及其要素，加以標(biāo)注，完成縱斷面設(shè)計。按照本次設(shè)計車速，最大縱坡為 5％ . 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 16 最大縱坡長度 長距離的陡坡對行車不利，連續(xù)上坡發(fā)動機過熱影響機械效率，使行駛條件惡化，下坡則因制動頻繁而危及行車安全，故應(yīng)對縱坡最大長度有所限制。 最小縱坡長度 參照 《公路路線設(shè)計規(guī)范》 要求 ，本設(shè)計車速的最小坡長一般值為 200m。 合成坡度 它是指在有超高的路段上，有路線縱坡和超高橫坡所構(gòu)成的坡度，其值用下式計算： iH= 22 CZ ii ? (46) 其中， iH為合成坡度， Zi 為 路線縱坡， Ci 為超高橫坡。 最小縱坡 為保證排水，最小縱坡設(shè)為 ％。同向豎曲線間，特別是同向凹形豎曲線間，如直線坡段不長，應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線；反向豎曲線間宜插入直線坡段，亦可直接連接。 豎曲線最小半徑 豎曲線有凸形和凹形兩種，在本設(shè)計車速下，《規(guī)范》規(guī)定，凸形豎曲線半徑一般最小值為 4000m，極限最小值為 3000m， 滿 足視距要求的最小值為 12021m；凹形豎曲線半徑一般最小值為 3000m，極限最小值為 2021m，滿足視距