朱海伟毕业论文

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1、长春地区某新建二级公路设计长春工业大学 土木工程 2011级朱 海 伟内容摘要为了巩固我们所学的知识，并在各方面得到更进一步的提高，我们选择了长春某地区新建二级公路设计作为毕业设计，这是在毕业之前对自身学习状况的最后一次检查。 我所选择的设计路段是从K0+000至K2+212.567段，全长2212.567米，设计车速60km/h,路基宽度为10m。此次毕业设计主要包括的内容如下：1、路线设计：在已知平面图的情况下，进行纵断面的设计，要求线路顺畅、填挖 平衡、经济合理。2、 路基设计：包括各个桩号的填挖计算、填挖较大地段的稳定分析、整个线路的土石调运借配等。3、 路面设计：路基在不同干湿状态下

2、，所设计的沥青路面和水泥混凝土路面方案的比选，要求经济合理，便于施工并满足各设计规范要求。4、 路基、路面排水工程；高填挖地段的防护工程以及路基加固工程：这一部分相当重要，对于路基排水，采用了边沟、截水沟、急流槽等排水设施；对于路面排水，除了对路面进行了路拱设计，还进行中央分隔带的排水设计；对于特殊路段的防护和加固主要采用了骨架内植草和挡土墙。5、 桥涵设计：包括桥梁和涵洞的形式、尺寸的设计。6、 专题研究：对此行业新观点或者新技术的综述。关键词：路线；路基路面；桥涵；综合设计路线设计线形设计一般原则 (1) 平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调,在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为

3、主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。(2) 保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。(3)平曲线应有足够的长度,汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行

4、驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难,一般按6 s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为60km/h时，平曲线一般值取200m，最小值取125m平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六

5、种。公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。平曲线设计根据本段路线所处路段，综合全路段的路线走向及线形要求，本路段共有五个交点，平曲线线形见图主点桩号计算如下：JD1桩号为K0+563.2， 直缓点桩号：ZH=JD1-170.54=K0+392.66缓圆点桩号：HY=ZH+105=K0+497.66曲中点桩号：QZ=ZH+324.859/2=K0+555.089圆缓点桩号：YH=HZ-105=K0+612.519缓直点桩号：HZ=ZH+324.859=K0+717.519以此方法计算 、，竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡

6、段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别。计算设计高程竖曲线起点桩号=K0+370-T=K0+303.351竖曲线起点高程=474+T7.405%=478.935m变坡点2、3按照同样方法计算，具体结果见纵坡、竖曲线表。横断面设计公路的横断面，是指公路中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，

7、尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求：（1）设计应符合公路建设的基本原则和现行公路工程技术标准规定的具体要求。（2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。（3）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。（4）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。路基宽度的确定路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规范，结合实际的工

8、程地质条件综合考虑：路堤边坡坡度取为1：1.51：1.75；路堑边坡取为1：0.51：0.75。超高与加宽公路路基是路面的基础，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。一般路基设计路基的类型和构造路基设计标高高于天然地面标高时，需要进行填筑，这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同，划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1：1.5和1：1.75，在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面济济合理，可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷，高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。路堑路

9、基设计标高低于天然地面标高时，需要进行挖掘，这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线，一般坡度取1：0.5和1：0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流，路堑的上方设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。设计依据公路路基设设计规范公路工程技术标准路基填土与压实填土的选择,路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施工技术有关。在填土时应综合考虑，据路基设计规范可知，二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表： 不同土质填筑路堤如透水性较

10、小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷，可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土，不能非成层使用，以免在填方内形成水囊。路基压实与压实度n路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。软基处理软土地基，通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使

11、用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失稳，造成路面严重破坏，处理好路基，是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物，由于它分布较广，使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求。本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外，其它地段的地基承载力很好，地质也良好。对于有淤泥层的地段，由于深度都在3m以内，一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土，石渣等，其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。对于地质条件差，且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段，边坡采用护面墙进行防护。路基防护路基防护是确保道路全天候使用，使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施，是路基设

12、计的主要项目之一。路基的防护的方法，一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。路堤边坡防护,路堤高度小于3米边坡均直接撒草种防护；路堤高度大于3米均采用方格网植草护坡，具体尺寸见图纸路堤方格网植草防护图。路堑边坡防护,路堑高度小于3米边坡均直接撒草种防护；路堑高度大于3米均采用人字形骨架植草护坡

13、。支挡结构设计,挡土墙的用途挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。挡土墙的类型及适用范围挡土墙类型分类方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可以收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路已有的重要建筑物。路堑挡土墙设置在堑坡底部，主要用于支撑

14、开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。本路段挡土墙设置 在路段K0+960K1+100右侧，为收缩坡脚、加强路基的稳定性，设置挡土墙长140m，高24m，具体布置及构造见挡土墙布置图和挡土墙构造图。挡土墙排水设施挡土墙的排水处理是否得当，对岩石或土坡的稳定性影响很大，直接影响到挡土墙的安全与使用效果。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。地面排水，主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此，可设置地面排水沟以截留地表水。夯实回填土顶面和地表松土，以减少雨水和地面水下渗，必要时应加设铺砌，采取封闭处理。为防止地表水渗入地基，可夯实墙前回填土及加固边沟等。墙身排水，主要

15、是为了迅速排除墙后积水。通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。设计中采用1010cm的方形孔，间距为2m。最下一排泄水孔的底部距地面30cm。沉降缝和伸缩缝：为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。通常，把沉降缝和伸缩缝结合在一起，统称为变形缝。设计中，沿墙身10m设置一道变形缝，缝宽20mm，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋，塞入深度不应小于15cm。面层面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次，并为车辆提供行驶表面，直接影

16、响行车的安全性、舒适性和经济性。因此，面层应具有足够的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水；其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成；其上层可为磨耗层，其下层可为承重层、连接层或整平层。修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。基层基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去。它应具有足够的强度和刚度，具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。基层厚度大时，可设为两层，分别称为上基层和底基层，并选用不同强度或质量要求的材料。修筑基层所用的材料主要有：各种结合稳定土、天然砂砾，各种碎石和砾石、片石

17、，各种工业废渣等。垫层垫层介于土基与基层之间，将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形，阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高，但水稳定性和隔温性能要好，常用的材料有：砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。路面比选鉴于沥青路面对公路周围的土地、地下水等会造成污染，造价要高于水泥路面；而修建水泥路面能促进当地经济的发展，带动当地经济发展，也提升当地水泥的质量和知名度，所以选择修建水泥路面。路基土石方数量计算及调配路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方数量的多少是评价公路侧设质量的主要技术经济指标之一。在编制

18、公路施工组织计划和工程概预算时，还需要确定分段和全线的路基上石方数量。 地面形状是很复杂的，填挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时于点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求，在保证使用的前提下力求简化。横断面面积计算路基填挖的断面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算，下面介绍几种常用的面积计算方法。公路排水设计的内容公路排水设计可划分为四部分：（1）横向穿越路界排水由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水；（2）路界表面排水指公路用地范围内的表面排水，包

19、括路面排水、中间带排水、坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入路界内的排水等；（3）路面结构内部排水通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构（面层、基层和垫层）内部，或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干；（4）地下排水危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。路基排水设计（1）边沟：设置在挖方路基的路肩外侧，或低路堤的坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。（2）排水沟：用来引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。边沟设计挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤，在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠，称之为边沟，其主要功能在于排泄路基用地范围内地面水。

20、边沟内侧边坡坡度按土质类别采用1：1.01：1.5；梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4m。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时，边沟应采用沟底最小纵坡坡度，并缩短边沟出水口的间距。边沟出水口的间距，一般地区不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置，引排到路基范围外，使之不冲刷路堤坡脚。排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流，以形成整个排水系统。排水沟的平面布置，取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置，必须结合地形自然条件，因势利导，平面上力求短捷平顺，以直线为宜，必须转向时，尽量采用

21、较大半径（1020m以上），徐缓改变方向，保证水流舒畅；纵面上控制最大和最小纵坡，以1%3%为宜，纵坡大于3%，需要加固，大于7%，则应改用急流槽。排水沟断面形式：排水沟一般为梯形断面，其大小应根据流量确定，深度与宽度不小0.5米。排水沟边坡视土质而异，一般在1：1-1：1.5。排水沟沟底纵坡不小于0.5%，在特殊情况下允许减小到0.2%。排水沟的平面线形：排水沟应尽量采用直线，如必须转弯时，其半径不小于10-20米，排水沟的长度根据实际需要而定，通常在500米以内。排水沟与水道的衔接。排水沟采用梯形断面，h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。水文水力计算同边沟，在此不另行计算。路面排水设

22、计路面排水由路面横坡、路肩纵坡、拦水带或路肩矩形边沟，路肩排水沟、泄水口和急流槽等组成。路面排水设施的设计，按暴雨强度采用当地任意连续30min的最大径流厚度（mm）。路面排水设计重现期规定：高速公路35年，一级公路23年，二级公路12年。路面表面排水路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面积水而影响安全。当路基横断面为路堑时，横向排流的表面水汇集于边沟内。当路基横断面为路堤时，可采用两种方式排除路面表面水：可以让路面表面水以横向漫流形式向堤坡面分散排放；也可以在路肩外侧设置拦水带，将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面（或者路肩和部分路面铺面）组成的浅三角形过水

23、断面内，然后隔一定距离设置的泄水口和急流槽集中排放在路堤坡脚外。当硬路肩汇水量较大时，或硬路肩宽度狭窄等，使得流水断面不足时，可在土路肩上设置路肩排水沟。路肩排水沟采用“U”形水泥混凝土预制构件砌筑，沟底纵坡同路肩纵坡，并且不小于0.3%。涵洞设计涵洞选用原则涵洞应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照食用、经济、安全和美观的原则进行设计。同时，公路涵洞设计应适当考虑农田排灌的需要。适当考虑各方面的综合利用。涵洞主要是为了排泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物，其布置应结合地形、地物、地质等条件沿路合理布置，用来排水的涵洞应尽量与水流方向一致，与路线方向垂直，避免布置不当引起

24、的壅水、涡流、下游冲刷过大等现象。参考文献 中华人民共和国行业标准. 公路工程技术标准（JTG B012003）. 北京：人民交通出版社 中华人民共和国行业标准. 路线设计规范（JTJ01194）. 北京：人民交通出版社 中华人民共和国行业标准. 沥青路面设计规范（JTGD50-2004）. 北京：人民交通出版社 中华人民共和国行业标准. 公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402004）北京：人民交通出版社 中华人民共和国行业标准. 公路排水设计规范（JTJ01897）. 北京：人民交通出版社 姚祖康主编. 路面设计手册 . 北京：人民交通出版社，1998 中华人民共和国行业标准. 公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）. 北京：人民交通出版社 邓学均主编. 路基路面工程 . 北京：人民交通出版社，2001 张雨化主编. 公路勘测设计 . 北京：人民交通出版社，19971