毕业设计（论文）-江西寻乌至全南高速公路A段初步设计.doc

《毕业设计（论文）-江西寻乌至全南高速公路A段初步设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-江西寻乌至全南高速公路A段初步设计.doc（24页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、南昌工程学院本科毕业设计毕业设计 江西寻乌至全南高速公路A段初步设计 学生姓名： 学 号： 学 院： 土木工程与建筑学院 专业年级： 土木工程（11级道桥方向） 指导教师： 评阅教师： 3目录摘要1Abstract1第一章 路 线 总 体 设 计21.1任务依据21.2设计参考资料21.2.1主要标准及规范21,2,2主要技术指标21.3设计主要过程21.3.1工程的性质和作用21.4总体设计的原则31.5方案比较31.6设计标准3第 二 章 路线平面设计42.1筑路性质与作用42.2 平面设计42.3 纸上定线42.4 方案的综合比选4第 三 章 纵 断 面 设 计73.1 纵断面设计7第

2、四 章 路基横断面设计84,1 横断面设计84.2路基及排水设计84.2.1路基设计原则84.2.2、路基组成84.2.3、边坡84.2.4、路基防护、排水设计8第 五 章 路面及排水设计95.1路面设计原理95.2路面基本资料95,2,1 自然地理条件95,2,2 设计年限内累计标准轴载数95.2.3设计指标的确定95.3 沥青路面设计95.3.1沥青路面结构组合设计95.3.2本次路面设计为沥青路面设计9沥青路面设计结构初拟结构；95.3.3结构组合与材料选取105.3.4路面厚度计算115.4沥青混凝土路面设计方案二：125.4.1 累计当量轴次：125.4.3、弯沉及层低拉应力135.

3、4.2 验算路面防冻厚度135.5方案分析比选135.6路基防护、排水设计145.6.1路基防护工程设计145.6.2路基排水设计14第 六 章 桥涵及挡土墙设计156.1 涵洞设计的基本要求156.2 本路段桥涵情况156.3 挡土墙设计说明156.3.1桩号位置设置156.3.2 设计资料156.3.3初定挡土墙断面尺寸156.3.4抗滑稳定性验算156.3.5抗倾覆稳定性验算166.3.6、基底应力及合力偏心距验算16总 结17致 谢17参考文献18第七章 工程图纸197-1.路线平面设计图197-2.路线纵断面图197-3.路线横断面图197-4.路基标准横断面图197-5.涵洞设计图

4、197-6.路基防护工程图197-7.路面结构图197-8.直线，曲线及转角表197-9.路基土石方数量表197-10.路基设计表1911.路基排水及防护工程数量表197-12.路面工程数量表193南昌工程学院本科毕业设计 摘要 Abstract本设计是平原区高速公路方案设计，由交通量可以确定，该工程为时速100km/h的高速公路，第一,根据地形、地貌条件和周边村庄的分布进行选线工作。第二,拟订两种路线走向，进行公路工程，综合考虑平纵横因素，进行各种方案完比选，最终确定一个最佳方案进行定线工作，然后进行设计工作，其中包含：线路总体规划设计、横纵断面设计、路基及排水设计，标准横断面路基设计，再进

5、行土石方数目计算与调配、路面排水设计,路基路面设计。关键词：高速公路；初步设计；横纵断面设计；路面排水设计；路基路面设计The design between xunwu and quannan highway paragraph A preliminary in jiangxi。Abstract: This design is plain area highway design, it can be determined by traffic volume, the project for the speed of 100km / h highway, first, according to

6、the distribution of topography conditions and surrounding villages were selected lines of work. Second, the preparation of two routes to carry out road works, considering the level of vertical and horizontal factors, a variety of programs finished comparison, and ultimately to determine the best pro

7、gram alignment work, and design work, which includes: Line Masterplan cross-profile design, roadbed and drainage design, standard cross-sectional design of embankment, then the number of earthwork calculation and allocation of pavement drainage design, roadbed and pavement designKeywords: highway；pr

8、eliminary design；Transverse profile design ；Profile Design；Drainage Design of Pavement； Roadbed and pavement Design。第一章 路 线 总 体 设 计1.1任务依据由设计任务书所给的参数及设计的要求，同时考虑到该路段地区的地面线，综合可得，该路段线性设计难度一般，改路段设计车速为100km/h，整个设计的路段最大纵坡不应大于4%，于此同时，为了符合纵向排水设计的需要，纵向坡度不应低于0.3%0.5%。路基的设计宽度为26m，路面宽度为单幅4*3.75 m。硬路肩宽度为2*3m，中间带

9、的宽度为3,5m，土路肩的宽度为2*0,75m，停车视距为160m，合计洪水频率为1/100.1.2设计参考资料1.2.1主要标准及规范1.公路工程技术标准JTG B012003 ；北京；人民交通出版社；20042.公路路线设计规范JTG D202006 ；北京；人民交通出版社；20063.公路路基设计规范JTG D302004 ；北京；人民交通出版社；20044.公路沥青路面设计规范JTG D502006 ；北京，人民交通出版社；20065.公路桥涵设计通用规范 JTG D602004 ；6.公路排水设计规范JTJ 018-97 ；7. 杨少伟.道路勘测设计. 北京： 人民交通出版社；8.

10、邓学钧.路基路面工程. 北京： 人民交通出版社；1,2,2主要技术指标主要技术指标见下表1-1表1-1 主要技术指标表项 目单 位技术指标公路等级高速公路设计车速km/h100路基宽度m26路面宽度m17.5路拱坡度%2路线长度km5429.575平曲线最小半径m 820直线最大长度m1122.25097交点数个2最大纵坡%0.5169最短纵坡长m2717.5639凸形竖曲线最小半径m24000凹形竖曲线最小半径m10800竖曲线交点个2桥梁数量座1涵洞数量座9地震基本烈度度VI1.3设计主要过程1.3.1工程的性质和作用(1)性质：该工程是寻乌至全南高等级公路A段初步设计，属于山丘区，地质条

11、件良好，为高速公路。(2)作用：该工程主要是连接寻乌和全南两个地方的重要交通枢纽，对于缓解两地目前交通状况，加快两地区的发展具有重要的作用，并且，与当地地形完美的相结合了，充分考虑了当地的地形，地貌，使路线的线性与当地环境，排水泄洪和谐的结合在一起。1.4总体设计的原则首先，在路线设计的开始，我们应该对当地路线实况进行考察，进行多个方案进行比较，在综合各种经济，安全，舒适等因素下，选取一条最合适，最优的路线走向，保证路线平纵横的合理搭配，做到少占农田，高产田，名胜古迹的地方应注意绕行，注意环境保护及运行后可能带来的环境污染。1.5方案比较方案一整个路段共设置平面交点有2个，总路线长度5429.

12、575。该方案路线比较平直，没有占用大量高产田，且经过的地势较为平坦，没有很多高挖高填的地方。 方案二整个路段共设置平面交点有2个，总路线长度5799.467。线路比较长，线路高差起伏较大，且经过河流，占用农田面积大。表1-2 路线方案比选指数，见下表1-2； 表1-2 指标单位方案一 方案二路线总长m5429.5755795.352全线转角数个22平曲线占路线总长%50.350.3平曲线最小半径m820800急转弯个数个00最大纵坡%0.6230.856最短坡长m1090.0859987.5643竖曲线总长m393.4112495.5667 竖曲线最小 半径 凹m1060012000 凸m2

13、500015000地形变化较小（与二比较）较大初估土方量较小（与二比较）较大 从上表比较比较两者，可以分析知道：1.方案1和2的总长、转角数、平曲线最小半径、最大纵坡、最短坡长、竖曲线总长等均相差较小； 2.方案一的线形总体上比较平缓，没有大规模占用农田，房屋，各项指标均满足规范要求。且竖曲线半径较大，更加利于行车舒适。； 3.两者相比，前者沿线地形变化、初估土方量、占地均较小； 4.方案一的线形总体上比较连续，指标均衡，视觉良好，各项指标满足规范要求。方案遵循了选线的基本原则，既满足了 选线的各种指标，在保证行车安全舒适的前提下，降低了造价及工程量，真正实现了各种因素相协调的原则。1.6设计

14、标准根据路线周边环境，以及公路的性质，综合考虑各种因素，同时，应考虑社会，经济的因素，以及复杂的自然环境及地理因素，考虑行车的舒适及安全视距，最终拟定路线的基本走向。 第 二 章 路线平面设计江西寻乌至全南高速公路A段初步设计 设计说明书 2.1筑路性质与作用 江西寻乌至全南高速公路A段工程综合设计，是经过上饶地区的高等级公路，此路线设计的年限为15年，采用双向四车道，路线设计时速为100 km/h，公路工程的主要用途是沿线交通运输，村庄与外界的联系，提高当地人民的生活条件。电子地图所给地形图比例尺为1：2000，设计初始年假设日平均交通量为5000辆/昼夜，年增长率为5%，高速公路的建成，将

15、有利于两个城市的交通条件，极大的促进了与外界的贸易往来，促进了当地的经济发展。2.2 平面设计平面设计的过程中，我们应该考虑线路的平、纵、横组合的协调，尽量使平面线形通畅柔美，舒适，横纵断面合理，与周围环境相协调，以达到心理及视觉上的舒畅。同时结合当地实际情况尽量避免拆迁，少占农田，高产田，减少工程的造价。节约成本，保护生态环境。路线全段共设置了2个交点，其中JD1的偏角为 右483725.9 半径 R1=820m ，,JD2偏角为 左3737.5 半径R2=1400；路线的总长度为5429.575m。2.3 纸上定线 公路由于其灵活性造就了其在我们日常交通出行中的不可缺少一部分。线路走向的正

16、确选择将会直接影响到工程的建设进度、建设规模与前期投资、施工技术的复杂程度以及工期、运营效果等方面，。所以，在选线时，应该综合各种因素尽可能多的考虑几个可行的方案，在充分考虑各种现实和长远规划要求的前提下，充分考虑技术、经济和环境等方面的可行性，再进行综合权衡，最终确定最优的设计方案。 营效果等方面，。所以，在选线时行的方案，在充分考虑各种现实和长远规划要求的前提下，充分考虑技术、经济和环境等方面的可行性，再进行综合权衡，最终确定最优的设计方案。平面选线见下图2-1, 平面路线设计分图见第二部分SII-1-1到SII-1-8。 图2-1 2.4 方案的综合比选从长远设计规划可知，该路段是此路段

17、地形图中的最主要的交通运输通道，又已知到了该道路的混合交通折算成载重汽车年平均昼夜交通量为5000辆/昼夜，该路段是以高速公路建设为标准的，综合考虑公路等级与工程量，方案I更加有优势。方案2的工程量相对较大，并且其填挖出现很大的不平衡，造成了远距离的土方拉运，增加了造价，与此同时，还闯过了乡村，占用了大量的高产田，二者方案比选的主要指标见下表2-2： 表2-2 路线方案比选指数 指标单位方案一 方案二路线总长m5429.5755795.352全线转角数个22平曲线占路线总长%50.350.3平曲线最小半径m820800急转弯个数个00最大纵坡%0.6230.856最短坡长m1090.08599

18、87.5643竖曲线总长m393.4112495.5667 竖曲线最小 半径 凹m1060012000 凸m2500015000地形变化较小（与二比较）较大初估土方量较小（与二比较）较大 从上表一、二两个方案主要指标比较可以分析知道：方案一更加合理5 南昌工程学院2011级道桥六班 设计：姜亚平 审核： 张鸿 南昌工程学院本科毕业设计 第 三 章 纵 断 面 设 计15 3.1 纵断面设计 纵断面就是沿道路中线的竖直剖切再行展开的纵断面图，是一条有起伏的空间线，它是由直坡线和竖曲线组成的，将道路的平面图与纵断面图互相结合起来，就可以很准确的定位一条道路的空间位置了。本路段共设置竖向变坡点有2个

19、，路线最大纵向坡度为0.623，最小坡长为1090.0859，K0+000K,2+830的纵坡坡度为0.516%，坡长2693.2085m；K2+830K4+240的纵坡坡度为0.623%，坡长1213.2943m；K4+240K5+429.575，纵坡坡度为,0.4865%坡长1090.0859m；纵坡是为了满足纵向排水的需要，规定是设置不小于3%的纵坡（一般以不小于0.5%为宜），均满足平原微丘区高速公路纵坡设计要求。纵断面拉坡示意图如下图3-1所示；图3-1 纵断面设计图详见见第二部分图 SII-I至SIII-8第 四 章 路基横断面设计4,1 横断面设计 由规范可知，由横断面设计线和地

20、面线共同构成了道路的横断面，它是任意一点的法向切面，是由横断面设计线和地面线组成， 边坡的坡度为1:0.75，在6米高度处设置了一个平台切面，是由行车道，中央分隔带，硬路肩，边沟，截水沟，等基本设施共同组成的道路具体全面体现，可以将道路横断面简单明了的展现在我们面前。本路段采用的是全路段横断面设计,路基沿线全部为整体式路基，路基的总宽度为26m， 其标准横断面尺寸如下；0.75m（土路肩）+3.0m（硬路肩）+2x 3.75m（行车道）+0.75m（路缘带）+2m（中央分隔带）+0.75m（路缘带）+2x3.75m（行车道）+3.0m（硬路肩）+0.75（土路肩）。本路线因平曲线半径大于250

21、m，故不需要设置加宽；与此同时，因为曲线上设置了超高，绕道中央分隔带外侧边缘旋转即为超高加宽方式。4.2路基及排水设计4.2.1路基设计原则在满足路基设计洪水频率的前提条件下，路基本身所需要的稳定条件下，全面综合考虑地形、土壤条件、地下水和地表水等条件，进而确定路基的最小高度，路基的设计标高为路基中心线标高。4.2.2、路基组成全路段进行横断面设计，路基采用整体式路基设计，路基的总宽为26m，路基横断面布置为0.75m（土路肩）+3.0m（硬路肩）+2x 3.75m（行车道）+0.75m（路缘带）+2m（中央分隔带）+0.75m（路缘带）+2x3.75m（行车道）+3.0m（硬路肩）+0.75

22、（土路肩）。4.2.3、边坡填方路基：采用二级台阶，路基的填方边坡坡度视土的情况依照公路路基设计规范中的规范确定并采用，一般08米为1:1.5,8米以上为1：1.75。本路段填方路基稳定：边坡的坡度为1:1.5，当填土高度大于6米时，在6米变坡处设1个平台，平台宽1.5米。二级边坡坡1:1.75。挖方路段：改路线走向平坦，没有高填高挖，故只采用一级台阶，一级台阶高为6m，边坡的坡度为1:0.75，在6米高度处设置了一个平台，平台宽1.5米，设计截水沟。当填土高度小于等于3m时，采用种草皮防护为主，喷播草籽；当填土高度大于等于3.0m时，采用人字形骨架同时种草防护；。对于个别抗滑稳定系数不足的陡

23、坡路段的路段，应采取浆砌片石护肩或护脚的措施。当路堑的边坡高度小于等于2.0m时，全坡面应种植草皮防护，当路堑高度大于2m时用水泥网加草防护。4.2.4、路基防护、排水设计边坡防护：由于本路段的填挖高度一般，挖方边坡防护采用三维网并植草防护，挖方一级边坡比为1:0.75；填方边坡防护采用植草防护及人字形护坡，填方一级边坡比为1:1.5，二级边坡比为1:1.75路基的排水纵坡应与道路的纵坡保持一致，因为这样将会更加有利于纵向排水，此外，填方路段两侧在护坡道外均设置了80x80x80cm的梯形排水沟，排水沟采用厚度为30cm厚的 M7.5浆砌片石铺砌。挖方路段设置同样设置了80x80cm的矩形边沟

24、。横断面设计图详见第二部分的SV-5第 五 章 路面及排水设计5.1路面设计原理 密切结合当地地形状况，充分考虑当地气候条件，水文，地质概况是路面结构设计的前提条件，路基路面设计对于整个路面是至关重要的一步，结合交通量以及预测交通增长率，做出长远的道路设计规划，设计总原则应遵循因地制宜，合理选材，方便施工，节约投资”等的原则，路面的设计方案应进行多方面的经济，技术比较，此外，还应考虑道路全线段的环境的保护，维持当地的生态平衡，尽量减少污染，路面结构可以采取一次设计，分期修建”的方法针对那些路基不稳定的路段，在路基稳定周期内，分期修建知道路基稳定，最终实现全路段的设计施工，这样就保证了路面结构的

25、稳定性。5.2路面基本资料 5,2,1 自然地理条件 该公路工程位于上饶地区，地处IV5区，路线为双向4车道，路面为沥青路面结构，沿线土质为高液限粘土，与此同时，沿线可以采取砂，碎石，块石等主要材料。路基填土高度为1.2m,地下水位为-1m，属中湿状态。年降水量为580mm。年增长率为5%。该公路工程地处中湿状态，路基土为高液限粘质土，由室内试验法可确定其土基回弹模量E=40Mpa。5,2,2 设计年限内累计标准轴载数 1）路面设计以双轮组单轴载100kN为路面设计标准轴载。轴载换算后为5000kN累计当量轴次公式：； 将计算出来和规范查来的数据代入公式，可得； 属于重交通5.2.3设计指标的

26、确定 沥青路面设计方案一 累计当量轴次：根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.40.5，取0.45。 属于重交通 5.3 沥青路面设计 5.3.1沥青路面结构组合设计根据本地区沿线的可提供的材料，同时结合之前的工程经验，拟定了两个结构组合供参考，按照方案一和方案二从而确定路面厚度，再根据规范，水文，交通等条件初步确定路面初拟结构，路面初拟结构如下所示5.3.2本次路面设计为沥青路面设计沥青路面设计结构初拟结构； 方案一：（推荐方案）细粒式沥青混凝土 5 cm 方案二（比选方案）：细粒式沥青混凝土 5 cm - - 中粒式沥青混凝土 6 cm 中粒式沥青混泥土

27、6 cm - - 粗粒式沥青混凝土 8 cm 粗粒式沥青混凝土 8 cm - - 密集配沥青碎石 22 cm 水泥石灰稳定碎石 ？ cm - - - 水泥稳定碎石 ？ cm 水泥石灰砂砾土 17 cm - - - 土基 土基- - - - 路面设计参数及劈裂强度见下表5-1； 表5-1结构层设计参数表材 料 名 称20抗压模(MPa)15抗压模(MPa)劈裂强度15（Mpa）细粒式沥青混凝土199126801.4中粒式沥青混凝土142521751粗粒式沥青混凝土97813200.8密级配沥青碎石124817150.6水泥石灰稳定碎石170026170.6石灰土稳定碎石55016000.6水泥石

28、灰砂砾土159115910.45.3.3结构组合与材料选取1）高速公路的设计指标是以弯沉值为指标的，除此之外，还应进行结构层拉应力的验算。设计弯沉什公式：2）计算：该公路为高速公路，取；面层是沥青砼，取；、设计弯沉值：路面设计交通等级为重交通等级公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 34.09 (0.01mm)5.3.4路面厚度计算根据规范查取相关材料的参数见表5-2： 表5-2 层次材料名称厚度/cm/Mpa20回弹模量/Mpa15回弹模量/Mpa劈裂强度1细粒式沥青混合料5158933681.22中粒式沥青混合料6121525491

29、3粗粒式沥青混合料886814400.84密集配沥青碎石22101620270.65水泥稳定碎石？162447520.6 6土基30将这些数据输入fd2006得出计算结果： 结构组合： 1 层位 层间条件 回弹模量 拉应力计算模量 泊松比 厚度 层间系数 1 完全连续 1991.000 2680.000 .350 5.000 .000 2 完全连续 1425.000 2175.000 .350 6.000 .0003 完全连续 978.000 1320.000 .350 8.000 .000 4 完全连续 1248.000 1715.000 .250 22.000 .000 5 完全连续 26

30、17.000 2617.000 .250 待设计 .000 6 路基模量 40.000 .350 荷载 垂直荷载 半径 荷载位置 X Y 1 .7000 10.6500 .0000 .0000 2 .7000 10.6500 31.9500 .0000 *设计交通轴次参数* 计算弯沉累计轴次 = .1770E+08 验算弯拉应力的累计轴次= .1770E+08 *拉应力计算材料参数* 序号 材料类型 计算层位 材料强度(MPa) 1 沥青混凝土 1 1.2000 2 沥青混凝土 1 1.2000 3 沥青混凝土 2 1.0000 4 沥青混凝土 2 1.0000 5 沥青混凝土 3 .8000

31、 6 沥青混凝土 3 .8000 7 稳定集料类 4 .6000 8 稳定集料类 4 .6000 9 稳定土类 5 .5000 10 稳定土类 5 .5000 *设计结果* 设计弯沉= .0213 cm 理论弯沉= .0420 cm 弯沉指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .3391 MPa 理论强度= -.1693 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .3391 MPa 理论强度= -.1784 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .2826 MPa 理论强度= .0996 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .28

32、26 MPa 理论强度= .0068 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .2261 MPa 理论强度= -.0250 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .2261 MPa 理论强度= -.0240 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .2734 MPa 理论强度= .0529 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .2734 MPa 理论强度= .0553 MPa 强度指标设计厚度= 12.48 cm 容许强度= .1772 MPa 理论强度= .1772 MPa 强度指标设计厚度= 18.58 cm 容

33、许强度= .1772 MPa 理论强度= .1772 MPa 强度指标设计厚度= 20.25 cm最终图示细粒式沥青混合料AC-13 5cm SBS改性沥青70号 中粒式沥青混合料AC-20 6cm SBS改性沥青70号粗粒式沥青混合料AC-25 8cm密集配沥青碎石ATB-25 22cm水泥稳定碎石 20.0cm土基 沥青路面结构设计图详见第二部分图 SV-15.4沥青混凝土路面设计方案二：5.4.1 累计当量轴次：根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.40.5，取0.45。 属于重交通一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限 15 车道系数 0 .45 交通量平均年增长率 5 公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 34.09 (0.01mm)同理，将数据输入FD2006可得； 结构组合： 1 层位 层间条件 回弹模量 拉应力计算模量 泊松比 厚度 层间系数 1 完全连续 1991.000 2680.000 .350 5.000 .000 2 完全连续 1425.000 2175.000 .350 6.000 .000