湖南株洲至湖南邵阳段段高速公路设计毕业设计计算书

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1、 第1章、 0.绪论 1.1、概 述 本项目为湖南株洲至湖南邵阳段段高速公路设计,是加快湖南道路建设的重要一段。本项目的建设将加快国道主干线的进程,缩短省内市间的运输时空距离,对加强省内县市的经贸往来、文化交流和合作发挥重要作用;对促进我国经济建设逐步向中、西部地区转移,打开我国西部的出口通道具有重要意义。同时本项目的建设将极大地完善区域交通运输网络,促进湖南省长、株、潭一体化建设的进程。1.1.1.设计标准结合湖南高速公路路网规划和经济发展要求,根据本项目交通量发展需要,全线设计速度采用100公里/小时高速公路技术标准。其主要技术指标见表1.1。表 1.1 主要技术指标表指 标 名 称单 位

2、规 范 值采 用 值公路等级四车道高速公路四车道高速公路服务水平级二级二级设计速度公里/小时100100路基整体式路基宽度米2628路面沥青混凝土沥青混凝土平面圆曲线一般最小半径米7001800圆曲线极限半径米400-圆曲线不设超高最小半径米40004000缓和曲线最小长度米85120平曲线最小长度米170359.253纵断面最大纵坡%42.7最小坡长米250500凸形竖曲线一般最小半径米1000010000凸形竖曲线极限半径米6500-凹形竖曲线一般最小半径米450012000凹形竖曲线极限半径米3000-竖曲线最小长度米85280.008设计荷载计算荷载公路I级公路I级设计洪水频率特大桥1

3、/3001/300大中小桥、涵洞、路基1/1001/100(资料来源:公路工程技术标准(JTGBO1-2003)1.1.2、路线走向及工程概况起点位于太平寺,起点桩号为K2+520终点位于南塘冲,终点桩号为K4+900,全长2380Km。全线采用四车道高速公路标准:计算行车速度采用100公里/小时,路基宽度26米,桥涵设计荷载采用公路-级。该段路线全场长2380公里,全线挖方872493m3, 填方548545m3,防护工程4521.43m3,圆管涵4道,通道涵4道,桥梁一座,全线设有配套交通工程及沿线设施。1.1.3 沿线自然地理概况1.1.3.1地理位置路线起点位于湖南省与江西省萍乡市交界

4、处,终点位于湖南株洲。路线大致沿南东-北西向展布,路线起于横冲、火烧岭、撞老冲、止于牛奶子坡。沿线交通较为方便。测区地形起伏大,海拔高程多在50m150m,高差一般在6m40m左右。路线沿线丘陵连绵起伏,沟谷普遍分布。 1.1.3.2 气象及水文本项目研究区域属亚热带过渡的季风湿润气候,光热充足,雨量充沛,严寒期短,四季分明,多年平均降雨量1450mm,且多集中在48月。月平均最高气温27.9,极端最高气温40度;月平均最低气温8.5度,极端最低气温-5度,四季有风,春秋冬季多偏北风,夏季多地方性大风大雨。1.1.3.3工程地质条件1)、地形地貌路线起点位于湖南省与江西省萍乡市交界,终点位于湖

5、南株洲。路线大致沿南东-北西向展布,沿线为丘陵地貌,地势起伏较大,植被发育。地面黄海高程为50m150m,相对高差一般为640m。山丘平面形态一般呈带状或不规则圆形,剥蚀较强烈,山丘自然边坡1035局部地段基岩裸露。冲沟中地势一般较平缓,冲沟宽度一般50400m,冲沟遍布农田、水塘,冲沟中地面高程一般为4065m。本段水系为渌水及渌水的支流,侧向侵蚀为主,河曲发育;路线所经较大的水系为渌水的支流潭水。路线走向一般与山丘及冲沟走向大角度相交。2)、地层岩性冲沟中上覆土层为亚粘土,一般为可硬塑状,厚度2.56.0m;局部地段池塘中发育流塑软塑淤泥、淤泥质粘土,软土厚0.51.0m,采用清淤换填处置

6、即可。山坡上上覆土层为硬塑粘土及亚粘土等,厚度一般3.56.5m;局部地段厚达20.0m以上,下伏基岩泥盆系灰岩与钙质砂岩、泥灰岩等,以灰岩和钙质砂岩为主。灰岩为弱风化,岩石英钟一般完整,坚硬,局部地段灰岩中发育溶沟、溶洞等岩溶现象,充填物为流软塑粘性土。钙质砂岩、泥灰岩等薄中厚层状,岩石一般较破碎,节理裂隙发育,全强风化层厚度一般1.505.5m。挖方地段既有土质边坡,也有石质边陂。边坡上部的强风化砂岩易风化可能会出现碎落、坍塌,工程地质条件较复杂3)、地质构造及地震沿线地质构造较为复杂,醴攸盆地、株洲盆地,盆地走向为北北东;勘察区石回咀北东向构造发育较为明显,该北东向构造发育于元古界板溪群

7、中;另外,勘察区花岗岩发育地段,位于板杉铺旋卷构造中,岩层走向与线路走向一般大角度相交。沿线分布的一系列向斜、背斜等褶皱构造,控制着区内溪流、沟谷的发育方向。4)、水文地质条件勘察区属中亚热带季风湿润气候,四季分明,雨量充沛。历年平均气温17.217.6;年平均降水量为13671432mm,全年无霜期为275288天。所经地域属湘江流域范围,地表水系较发育河水位受季节性降水影响大,河流流向一般由西向东,在株洲渌口流入湘江。1.1.4、建设条件1.1.4.1、建筑材料本项目筑路材料分别来源于江西省萍乡市湘东区、株州市地区。各料场储藏量丰富,与国道、省道、县道相互连接,交通运输方便,材料支距相对较

8、近,材质、规格和数量均能满足本项目工程结构物、路面材料的施工要求。1)、石料玄武岩料场位于湖南省醴陵市攸县新市镇,由攸县强远玄武岩开发有限责任公司经营,储量丰富,开采条件好,料场能生产各种规格的碎石。石灰岩料场沿线基本有分布,醴陵市境内栗山坝镇大石寺村石场和萍乡市湘东区泉田村石场、下埠镇长春牛栏塘村石场三料场材料运距相对较远,平均超过30公里以上。料场有专有道路连接G320。株州境内荷塘区董家冲村石场、石峰区龙头铺镇龙头铺村两料场材料支距近,一般小于5公里。花岗岩料场位于株州市白关镇白关村,现名为株州市白关铁路采石场。石场正在投资扩大规模建设,未正式开采。2)、砂砂砾料场位于本项目区域内醴陵市

9、马脑绿水河、浏阳市普迹浏阳河河边、株州市曲尺、湘潭市易家湾湘江江边,料场有专有道路连接G107、G106、省道、县道。材料支距相对较近,一般为338公里。中粗砂料场位于本项目区域内醴陵市马脑绿水河、浏阳市普迹浏阳河河边、株州市曲尺、湘潭市易家湾湘江江边。料场有专有道路连接G107、G106、省道、县道。材料支距相对较近,一般为338公里。3)、石灰料场位于醴陵市境内栗山坝镇大石寺村石灰厂,石灰质量好,色度白,氧化钙含量较高,年产量约5万吨,可用于路基土改良掺灰材料。株州石峰区龙头铺镇也有石灰厂,但现在未生产。4)、水沿线水系主要有禄水、潭水河及均匀分布于路线附近的水库、山塘和人工机井,水质较好

10、,未受严重污染,可用于施工,生活用水以打机井水源饮用为宜。5)、其他材料本工程所需钢材、木材、沥青等其他材料,除从湖南省境内供应外,部分材料需进口。通过公路和铁路运输至工地。1.1.4.2、生产用电沿线地区电力供应较充足,施工用电容易解决,但需与供电部门协商,并准备一定数量的发电机,以备急需。1.1.5、与周围环境协和自然景观相协调情况萍株高速公路地处湖南东部,属于丘陵地区,植被茂盛,自然环境优美。为使高速公路建设与周围景观协调,减少对生态环境和人文景观的破坏,在测设工作中,本着防、治结合的原则采取以下措施:1).路线布设尽量与沿线地物、地形、环境、景观及规划相协调;尽量避开村庄和城镇规划,减

11、少拆迁,少占良田,降低工程建设对环境的不良影响;2).尽量维持既有水利设施,完善因工程建设而改变的排灌系统,确保水系畅通;3).合理设置立交和通道等构造物,减少因公路建设而给沿线群众带来的生产和生活的不便;4).注意桥梁构造物与周围环境、景观的协调,尽量避免采用呆板、单一的结构形式,增加构造物的美感;5).加强高边坡、路基及沿河防护,最大限度地避免水土流失,路基防护突出绿化为主的思想;6).加强景观设计,做好美化,在中央分隔带、护坡道、取土坑等处种植各种适宜生长的灌木、乔木和花卉等,既可隔蔽噪声,又可吸收部分废气、减少尘土,净化环境;7).施工中注意环境保护,合理选择利用施工场地,减少施工期间

12、污水、废料、噪音等污染。竣工后应及时清理河道、沟渠及道路上堆积物,及时清除临时工程及废弃物,恢复原有地貌景观;加强环境保护设计,尽量使公路设计与周围环境和自然景观相适应,使公路融入大自然中。1.2、路基路面1.2.1设计依据根据沿线的地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件,依据以下规程、规范及有关指导性意见等进行设计:公路工程技术标准 (JTGB012003)公路路基设计规范 (JTGD302004)公路排水设计规范 (JTJ01897)公路路基施工技术规范 (JTJ03395)其它有关的规程、规范及设计指导意见。1.2.1公路横断面的设置情况1)、公路路基横断面表 1.2 横断面指标表序号指

13、标名称单 位整体式路基1路基宽度米262中央分隔带米3.53路缘带米20.754行车道米43.755硬路肩米236土路肩米20.75(资料来源:公路工程技术标准(JTGBO1-2003)2)、高填深挖路段在施设阶段认真贯彻了交通部要求的尽量控制挖方边坡高度不大于30米,填方边坡不大于20米的环保思想。结合本路段地形起伏大、横坡陡峻的自然特点,通过对路线平面、纵面的优化以及局部路段与桥梁、隧道方案的认真比较,最大限度的减少了高填、深挖路段。填方路基边坡高度小于或等于8.0m时,边坡按1:1.5设计;当边坡高度大于8.0m时,大于8.0m的部分,根据地形变化情况采用多级边坡或采用路肩墙、护脚的形式

14、收缩坡脚。挖方路基边坡设一级或多级平台,各级边坡高度一般为810m(土质为8m,石质为10m),对于局部岩石边坡,采用一坡到顶;每两级边坡间设1.m宽平台,平台外侧设回填种植土槽,进行绿化。3)、边坡防护挖方边坡坡比采用1:0.751:1.5,植草绿化,最大限度的增加了坡面绿化。4)、对于高路堤、斜坡路堤、半填半挖路基及填挖交界处,采用级配较好的砂类土、砾类土、碎石填筑,石质路段过渡段对路床进行加固处理,可减少路基的沉降,确保路基的稳定。5)、挡土墙路肩挡墙控制在200米内。减少路基占用农田数量,使道路与周围环境相协调。由于项目处在山岭区,结合以往湖南高速公路的经验,挡墙高度控制在12m以内。

15、1.3、桥梁、涵洞1.3.1桥梁部分桥梁以梁板桥为主,标准化、定型化,方便施工。并使特殊桥梁各具特色,桥梁布置贴近自然,充分体现与环境相协调。施设阶段结合详勘资料以及地形、地质和水文、水力情况,对初设桥梁进行了进一步的优化,以确保桥梁安全并经济合理。根据本段地形情况,本段不需要架设桥梁。1.3.2涵洞部分圆管涵预制管节中节长1.0m/节,端管节0.5 m/节。管涵内径1m,管壁厚15cm,埋置超过9米适当增加管壁厚度,管涵基础采用180度管基形式,360度护涵,最小厚度为20cm ,涵基础厚度用2倍管涵壁厚,基础砂砾垫层20,涵身每46 m设一道沉降缝。圆管涵进出水口、八字翼墙未端或锥坡未端,

16、用25cm,厚7.5号浆砌片石+10cm砂砾垫层。 并在铺砌未端设隔水墙,宽40cm, 深120cm。涵洞基础埋置深度见设计图纸。本路段设计根据道路沿线的具体情况共设5处钢筋混凝土圆管涵(K0+448.000,K0+980.000,K1+096.000,K2+048.000,K1+550.000)。涵洞设计的原则1. 涵洞位置应服从路线线位,注意与农田排灌相结合,适应路线平、纵要求,并与路基排水系统相协调,宜尽量使工程数量小,工程造价降低。2.当天然沟床纵坡较大时,出水口涵底标高应以下游洞口沟床标高为控制。3.涵洞洞身沿整个长度进行分节,分节每段长为26m,节间用沉降缝分开,并将基础也分开,涵

17、洞洞身分节后可一防止由于荷载分布不均匀及地基不均匀沉降而使涵洞洞身产生裂缝。沉降缝间设置浸沥青的木板或填塞浸以沥青的麻絮,缝宽23cm。4.涵洞洞底均应进行铺砌加固,并视地形、地质、水文情况,设置一定的坡度,洞底纵坡不宜大于6%,也不能小于0.4%。涵洞洞口建筑及毗连洞口建筑端节的基础,其砌筑深度应在冰冻线以下至少0.25m;中间节的基础厚度可以较进口减少30%。5.洞口建筑用以连接洞身与上下游水道以及路基的边坡,保证洞口周围的路基稳定,并具有调节水流状态,保持水流顺畅通过洞身的作用。6.洞身由若干个钢筋混凝土圆管管节组成,管节一般采用预制安装,其管节长度通常有0.5m和1.0m两种。管壁厚约

18、为10cm。管节接头采用热沥青浸炼的麻絮填塞,外表用满涂沥青的油毛毡围裹,圆管的配筋设计见圆管涵设计图。7.对于砂性土、粘性土、细砂及破碎岩石地基,可采用基础垫层30cm。涵洞洞口加固与防护涵洞水毁大部分是由于进出口处理不当所致,并且出水口引起的问题较进水口多。因此,必须做好涵洞进出口沟床的加固处理与防护,以保证涵洞的安全与行车畅通。1.纵坡小于10%的顺直河沟上,涵洞顺河沟纵坡设置,进水洞口一般在翼墙间采用干石铺砌加固。2.洞出水口处的流速,一般都大于河沟的天然流速当流速大于土壤允许不冲刷流速时,可使出水口处的沟床产生不利的局部冲刷。因此,对涵洞出口沟床进行加固防护,不仅有利于涵洞下游沟床自

19、身的稳定和防护,而且可以曾大流速,减小孔径,降低工程造价。当河沟纵坡小于15%,设置缓坡涵洞时出水口可采用延长铺砌,加深截水墙的处理方法,以抵抗水流冲刷和稳定河床。3.该设计采用八字翼墙式洞口,为了减小冲刷,翼墙敞开角做成30,经验证明,其敞开角度不宜过大,过大时靠近翼墙处则发生涡流,是冲刷加剧。这种洞口型式使用于平坦顺直,河沟较宽,纵断面高差变化不大的河沟。它具有工程量小、水利条件好、施工简单、经济等优点。本设计均按照以上设计原则进行设计。1.3.3通道及人行天桥本项目通道及人行天桥的设置,共分以下几种类型:人行通道 净宽 4.0m 净 高 2.5m 主要供行人通行 机耕通道 净宽 4.0m

20、 净 高 4.0m 主要供拖拉机通行 人行天桥 净宽 4.0m 桥下净高 5.0m 主要供行人通行凡下穿高速公路的乡村路、机耕道、人行道,从洞口翼墙外向两端各20m范围改造为水泥砼路面结构(即设计文件中的通道路面结构图)。根据地方公路等级、与主线交叉的具体情况,通过实地勘测,广泛收集地方意见,结合当地路网规划,在初步设计的基础上,对本标段的通道及人行天桥的布置进行了合理增减、改移、归并,本标段共布设钢筋混凝土盖板涵通道6处(K0+186.000,K0+853.000, K1+025.000,K1+075.000,K1+843.000, K2+301.000)。第2章、平纵横设计2、1选线2.1

21、.1 丘陵地区路线特点:山丘连绵,岗坳交错,地势起伏较大,植被发育,山形迂回曲折,领低脊宽山坡较缓,丘谷相对高差不大。路线受地形的限制。2.1.2 选线原则及依据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一,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,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。1)江西萍乡至湖南株洲高速公路是国道主干线上海至云南瑞丽高速公路的重要组成部分,路线的布设结合沿线地形、地物、地质等自然条件,以及株洲市、长沙县、湘潭市等城市发展规划、路网布局、互通式立交设置,

22、严格遵照公路工程设计标准(JTG B012003)及路线设计规范(JTG D20-2006),合理布设路线方案。2)合理利用地形,正确运用标准,在选用线形要素和技术标准时,进行全面研究分析论证;在造价增加不多的情况下,尽量选用较高的技术标准,以提高公路的使用质量。3)注意立体线形设计,使线形顺适、连续、技术指标均衡,平、纵、横相互配合协调,保证行车安全、舒适,并能满足驾驶员视觉、心理方面的要求。4)本路段经过农田密区,农村道路较多,村庄及高压电网密布,路线布设应满足地方道路规划要求,尽量避开村庄、农田保护区及不良地质地段,少拆高压电网,降低造价。5)路线的布设应与周围的自然环境相协调,并做好道

23、路的景观设计。2.2 道路等级的确定2.2.1 已知交通量资料 表2.1 路段初始年交通量(辆/日,交通量年平均增长率6.85%)三 菱T653B黄 河JN163江 淮HF150解 放SP9200湘 江HQP40东 风EQ155466616666616666466(资料来源:2009届毕业设计高速公路组课题任务资料)2.2.2 折算标准由公路工程技术标准(JTGB01-2003)规定:高速公路以小客车为折算标准。如下:表2.2 各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.019座的客车和载质量2t的货车中型车1.519座的客车和载自量2t的货车大型车2.0载质量7t至14t的

24、货车拖挂车3.0载质量14的货车(资料来源:公路工程技术标准(JTGBO1-2003)表2.0.2)2.2.3 交通量计算根据表2.1和表2.2计算初始年交通量为:N0=4661.0+6161.5+6662+6163+6663+4662=7500辆/日2.2.4 确定公路等级计算查公路工程技术标准(JTGBO1-2003)1.0.4该公路远景设计年限为20年,远景设计年限交通量N按道路勘测设计P13公式(1-1)计算:N= N0 (2.10)由公式(2.1)得:N= N0(1+r)2-1=7500=26411辆/日由远景设计年限交通量N=26411辆/日,查公路工程技术标准(JTGB01-20

25、03)拟定该公路为高速公路四车道,设计车速为100km/h。2.3 平面线形设计2.3.1设计线形资料图2.1 平面线形示意图由图计算出起点、交点重点坐标如下:A (485195.6677 ,3090248.5065)JD2(B) (485480.7100 ,3090197.6672)JD3(C) (486337.5793 , 3090154.7430) D (487557.6508, 3089974.1014)2.3.2 路线长、方位角及转角计算(一)、路线长、方位角(1)、AB段间距离公式: (2-2) 由式(2.2)计算得: =-10647则方位角为:=360-10646=3495314

26、(2)、同理BC段为:=857.9438m =-2524=357756(3)、同理CD段为:=1233.3717m =-82519=3513441(二)、转角计算=3495314-357756=-71442(左)=357756-3513441=53315(右)2.3.3 圆曲线计算(1) ABC段即JD2已知=71442,圆曲线半径R=3000m,缓和曲线长=180m.平曲线图如图2.2所示:其中:路线转角 L圆曲线长(m) T切线长(m) E外矩(m) J校正数(m) R曲线半径(m)图2.2 JD1平曲线图根据道路勘测设计公式(3-13),公式(3-14),公式(3-15),公式(3-16

27、),公式(3-17),公式(3-18),公式(3-19):q= (2.3) p= (2.4) (2.5)切线长: (2.6)曲线长: (2.7)外 距: (2.8)超 距 (2.9)由公式(2.3)计算得:q=/2-=89.9973m由公式(2.4)计算得: p= =0.45 由公式(2.5)计算得:=1.72由公式(2.6)计算得: 由公式(2.7)计算得:=199.346 (m)由公式(2.8)计算得:=6.457 (m)由公式(2.9)计算得:=0.558(m)特殊点桩号校核: A K2+520.000 +LAB +JD1 K2+ T 279.952ZH K2+ 529.583 + LS

28、 +180HY K2+709.583 +1/2 L +1/2199.346 QZ K2+809.256 YH K2+908.929 + LS +180 HZ K3+088.929 - T+ -279.952+0.558 JD1 K2+809.535校核无误。(2) BCD段即JD3已知=-53315,圆曲线半径R=3500m,缓和曲线长=160m.平曲线图如图2.3所示:其中:路线转角 L圆曲线长(m) T切线长(m)E外矩(m) J校正数(m) R曲线半径(m)图2.3 JD2平曲线图同理:由公式(2.3)计算得:q=/2-=79.9986m由公式(2.4)计算得:p= =0.3048由公式

29、(2.5)计算得:=1.31由公式(2.6)计算得: 由公式(2.7)计算得:=179.283(m)由公式(2.8)计算得:=4.420(m)由公式(2计算得:=0.293(m)特殊点桩号校核: K2+809.535 +LBC +857.9438 K3+666.921T 249.788ZH K3+ 417.133 + LS +160HY K3+577.133+1/2 L +1/2179.283QZ K3+666.775 YH +K3+756.416 + LS +160 HZ K3+916.416 - T+ J2 -249.788+0.283 K3+666.921校核无误。2.4 纵断面设计纵断

30、面设计中,本着保护自然环境的设计理念,尽量使路线顺应自然地形的起伏;充分考虑与地方道路在纵面的交叉关系,处理好上跨或下穿的关系;尽量控制路基填土高度,以减小拆迁占地;变坡点位置及标高、坡率和坡长、在满足平纵组合的情况下优化组合,竖曲线半径尽量采用较大值。2.4.1 纵断面设计的原则(1) 纵面线形应与地形相适应,线形设计应平顺、圆滑、视觉连续,保证行驶安全。(2) 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。(3) 平面与纵断面组合设计应满足:(4) 视觉上自然地引导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性。(5) 平曲线与竖曲线应相互重合,最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和

31、曲线内,即所谓的“平包竖”(6) 平、纵线形的技术指标大小应均衡。(7) 合成坡度组合要得当,以利于路面排水和行车安全。(8) 与周围环境相协调,以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度,并起到引导视线的作用。2.4.2 纵坡设计的一般要求纵坡设计必须满足公路工程技术标准(JTGB01-2003)的有关规定,一般不轻易使用极限值纵坡应力求平缓,避免连续陡坡,过长陡坡和反坡纵断面线形应连续,平顺,均衡,并重视平纵面线形的组合2.4.3 曲线设计注意要点竖曲线设计计算从行车安全,舒适和视觉良好的要求来看,要求纵断面线形注意有以下几点:在短距离内应避免线形起伏,易使纵断面线形发生中断,视觉不良;避免“凹陷”路段

32、,若线形发生凹陷出现隐蔽路段,使驾驶员视觉不适,产生莫测感,影响行车速度和安全;在较大的连续上坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近顶部的纵坡宜放缓些;纵坡变化小的,宜采用较大的竖曲线半径;纵断面线形设计应注意与平面线形的关系,汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形;纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑,为利于路面和边沟排水,一般情况下最小纵坡以不小于0.3%为宜,保证排水要求。考虑设计洪水位保证路线的最低标高,以免遭受洪水冲刷,而确保路基的稳定;纵坡设计应争取填、挖平衡,尽量利用挖方作就近填方,以减少借方和废方,接生土石方量,降低工程造价;纵坡设计时,还应结合当地实际情况找准控制点,适

33、当照顾当地民间运输工具,农业机械、农田水利等方面的要求。2.4.4 竖曲线计算1)变坡点其的桩号K2+140.00根据设计得知: ,为凹形。如图2.4所示:图2.4 JD1竖曲线图拟定R2=40000,查道路勘测设计得: (2.10)切线长 (2.11)竖曲线外距: (2.12)由公式(2.10)计算得:由公式(2.11)计算得:由公式(2.12)计算得:=0.610m2)、竖曲线内桩号的设计高程计算已知变坡点的高程=54.00m,则K2+780.00的设计高程H=54.00+0.610=54.610m。查道路勘测设计计算公式如下:右半部分: (2.13)左半部分: (2.14)其中:曲线上任

34、意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的水平距离。 直线上点到相邻变坡点的距离表2.3 JD1曲线内整桩设计高程桩号橫距Xi切线高程设计高程K2+5600.80.00000860.56360.563K2+58020.80.00540860.87560.880K2+60040.80.02080861.18761.208K2+62060.80.04620861.50061.546K2+64080.80.08160861.81261.894K2+660100.80.12700862.12562.252K2+680120.80.18240862.43862.620K2+700140.80.247

35、80862.75062.998K2+720160.80.32320863.06363.386K2+740180.80.40860863.37563.784K2+760200.80.50400863.68864.192K2+780220.80.60940864.00164.610K2+800200.80.50400864.53465.038K2+820180.80.40860865.06665.475K2+840160.80.32320865.60065.923K2+860140.80.24780866.13366.381K2+880120.80.18240866.66766.849K2+900

36、100.80.12700867.20067.327K2+92080.80.08160867.73367.815K2+94060.80.04620868.26768.313K2+96040.80.02080868.800 68.821K2+98020.80.00540869.33369.339K3+0000.80.00000869.86769.8672、1)变坡点其的桩号K1+420根据设计得知: ,为凸形。如图2.5所示:图2.5 JD2竖曲线图拟定R3=10000,则同理:由公式(2.10)计算得:由公式(2.11)计算得:由公式(2.12)计算得:=1.824m2)、竖曲线内桩号的设计高程

37、计算已知变坡点的高程=88则K1+420的设计高程H=88-1.824=86.176m。由公式(2.13)(2.14)即下式计算:右半部分:左半部分:其中:曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的水平距离。 直线上点到相邻变坡点的距离表2.4 JD2曲线内整桩设计高程桩号橫距Xi切线高程设计高程K3+50010.50.00551383.20051383.195K3+52030.50.04651383.73351383.687K3+54050.50.12751384.26651384.139K3+56070.50.24851384.77051384.522K3+58090.50.4

38、0951385.33351384.924K3+600110.50.61051385.86651385.256K3+620130.50.85151386.40051385.549K3+640150.51.13251386.63351385.501K3+660170.51.45351387.46751386.014K3+680190.51.81451388.00051386.186K3+700170.51.45351387.77151386.318K3+720150.51.13251387.54351386.411K3+740130.50.85151387.31451386.463K3+76011

39、0.50.61051387.08551386.475K3+78090.50.40951386.85751386.448K3+80070.50.24851386.62851386.380K3+82050.50.12751386.40051386.273K3+84030.50.04651386.17151386.125K3+86010.50.00551385.94251385.9374、1)变坡点JD3其的桩号K4+380根据设计得知: 为凹形。如图2.6所示:图2.6 JD3竖曲线图拟定R4=30000,则同理:由公式(2.10)计算得:由公式(2.11)计算得:由公式(2.12)计算得:=1.

40、042m 2)、竖曲线内桩号的设计高程计算已知变坡点的高程=80m,则K4+380的设计高程H=80-0.490=7m。由公式(2.13)(2.14)即下式计算: 右半部分:左半部分:其中:曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的水平距离。 直线上点到相邻变坡点的距离表2.5 JD4曲线内整桩设计高程桩号橫距Xi切线高程设计高程K4+14010.40.001802782.743197382.745K4+16020.40.006936082.523064082.530K4+18040.40.027202782.300797382.328K4+20060.40.0608027 82.

41、079197382.140K4+22080.40.107736081.85726481.965K4+240100.40.168002781.803K4+260120.40.241602781.655K4+280140.40.328536081.520K4+300160.40.428802781.398K4+320180.40.542402781.290K4+340200.40.669336081.195K4+360220.40.809602781.113K4+380240.40.963202781.045K4+400220.40.809602780.990K4+420200.40.669336

42、080.948K4+440180.40.542402780.920K4+460160.40.428802780905K4+480140.40.328536080.903K4+500120.40.241602780.915K4+520100.40.168002780.940K4+54080.40.107736080.978K4+56060.40.060802781.030K4+58040.40.027202781.095K4+60020.40.006936081.173K4+62010.40.001802781.2652.5、横断面设计道路横断面,是指中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地

43、面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。2.5.1横断面设计的原则(1)设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件,并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况,进行精心设计,既要坚实稳定,又要经济合理。(2)路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外,还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物,采用经济有效的病害防治措施。(3)还应结合路线和路面进行设计。选线时,应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡,应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较,以减少工程数量,保证路基稳定。(4)沿河及受水浸水淹路段,应注意路

44、基不被洪水淹没或冲毁。(5)当路基设计标高受限制,路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时,就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实,使路面具有一定防冻总厚度,设置隔离层及其他排水设施等。(6)路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要2.5.2 根据规范确定各项技术指标1)、路基宽度该公路远景设计年限20年,远景设计年限交通量各种车辆折合成小客车的交通交通量合计为24126.9辆/日, 查公路工程技术标准(JTGB012003)P1 1.0.3得公路等级为高速,车道数拟定四车道。再查公路工程技术标准(JTGB012003)P12 3.0.11得高速公路车速为100Km/h,四车道

45、的路基宽度一般值为26m,最小值为24.5m,取设计车道宽度为3.75m,则总车道宽度为3.75415m,由P11 表3.0.5-1查得高速公路车速为100Km/h的右侧硬路肩宽度为3.52=7m,土路肩的宽度为0.752=1.5m,有P11表3.0.4知中间带的宽度未3.5m(其中中央分隔带宽度为2.00m,左侧路缘带宽度为0.752=1.5m)2)、路拱坡度查公路工程技术标准(JTJ00197)P25 5.0.5得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为12%,故取路拱坡度为2%;路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%2%,故取路肩横向坡度为3%,路拱坡度采用双向坡面,由路中央向两侧倾斜。3)、

46、路基边坡坡度由公路路基设计规范(JTGD302004)得知,当H2.0m的路段,路床顶面以下060cm采用7%石灰土处理层,立即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。2)、路床处理(1) 路床土质应均匀、密实、强度高,上路床压实度达不到要求时,必须采取晾晒,掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。(2)挖方地段的路床为岩石或土基良好时,可直接利用作为路床,并应整平,碾压密实。地质条件不良或土质松散,渗水,湿软,强度低时,应采取防水,排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施,处理深

47、度可视具体情况确定。(3)填方路基的基底,应视不同情况分别予以处理基底土密实,地面横坡缓于1:5时,路基可直接填筑在天然地面上,地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截,引排等措施,或在路堤底部填筑不易风化的片石,块石或砂、砾等透水性材料。路堤基底为耕地或土质松散时,应在填筑前进行压实,高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度(重型)不应小于85%,路基填土高度小于路床厚度(80cm)时,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准;基底松散土层厚度大于30cm时,应翻挖再回填分层压实。水稻田,湖塘等地段的路基,应视具体情况采取排水、清淤、

48、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理,当为软土地基说,应按特殊路基处理。路基土的掺灰剂量,可根据当地情况实验确定,一般粘质土采用石灰或二灰处理,粗粒土可以采用325号水泥处理。3)、特殊路基处理(河塘路基的处理)路基河塘地段,先围堰,进行放水或排水挖除淤泥,然后将原地面开挖成台阶状,台阶宽1.0m,内倾3%,并回填5%灰土至原水面(标高按1.0m来控制),路基底部30cm采用5%石灰土处理,路床顶面以下080cm采用7%石灰土处理。3.1.6路基防护(1)、 路基填土高度H3m,时,采用浆砌片石衬砌拱防护,当3H4m时,设置单层衬砌拱,当4H6m时,设置双层衬砌拱,拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道,相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌,并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种,拱柱及护脚采用5cm30cm50cm的长方体预制块,拱圈部分采用5cm30cm65cm的弧形预制块(圆心角30度,内径125cm,外径130cm),预制块间用7.5号砌浆灌注。(3)、 路线经过河塘地段时,采用浆砌片石满铺防护,并设置勺形基础,浆砌片石护坡厚30cm,下设10cm砂垫层,基础埋深60cm ,底宽80cm,个别小的河塘全部填土。(4)、 桥梁两端各10cm及挖方路段采用浆砌片石满铺防护,路基两侧边沟全部浆

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