1、某二级公路设计方案AI本科毕业设计土木工程某二级公路设计方案ADESIGNFORASECONDARYHIGHWAYSCHEMEA某二级公路设计方案AII某二级公路设计方案A摘要它介绍了某二级公路设计方案A的基本情况。设计要求在给定的150000的地形图上,对40KM左右的二级公路进行纵断面和横断面的设计。首先结合当地的一些基本情况,从交通量分析入手,确定拟建道路的等级。然后依次进行路线线形设计、平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路基路面排水设计、公路路面结构设计。关键词二级公路;交通量;地形图。DESIGNFORASECONDARYHIGHWAYSCHEMEAABSTRACTITIS
2、ASECONDARYROADSINTRODUCEDTHEBASICSITUATIONOFADESIGNSCHEMETHEDESIGNREQUIREMENTSINAGIVEN150000TOPOGRAPHICMAPTO40KM,THESECONDARYROADSAROUNDONTHEDESIGNOFCUBESANDCROSSSECTIONALFIRSTOFALLCOMBINEDWITHTHELOCALSOMEBASICSITUATIONOFTRAFFICFLOWANALYSIS,FROMTHEPROPOSEDROADTODETERMINERANKTHENINTURNONROUTEALIGNMEN
3、TDESIGN,GRAPHICDESIGN,ALIGNMENTDESIGN,CALCULATIONOFCROSSSECTIONALDESIGN,DREDGINGROADBEDDESIGN,ROADBEDHIGHWAYPAVEMENTDRAINAGEDESIGN,STRUCTURALDESIGNKEYWORDSSECONDARYROADS;TRAFFICVOLUME;TOPOGRAPHICMAP某二级公路设计方案AI目录1设计总说明111地理位置图错误未定义书签。12设计依据错误未定义书签。13设计的主要内容错误未定义书签。131公路路线设计1132路基路面设计114设计的基本要求115路线及工
4、程概况216自然地理情况、土壤、地质、水文资料、气候2161自然地理情况2162土壤错误未定义书签。163地质构造2164水文22路线平面设计421公路等级的确定4211已知资料4212查标准4213交通量计算4214确定公路等级422选线设计5221选线的基本原则5222选线的步骤和方法523平曲线要素值的确定6231平面设计原则6232平曲线要素值的确定624路线曲线要素计算10241路线简介10242曲线要素1025各点桩号的确定113路线纵断面设计1231纵断面设计的原则1232纵坡设计的要求1233纵坡设计的步骤1234竖曲线设计134路线横断面设计15某二级公路设计方案AII41横
5、断面设计的原则1542横断面设计综述15421横坡的确定1543弯道的超高和加宽15431平曲线的加宽15432加宽过渡16433曲线的超高175路基设计2051路基横断面布置2052路基边坡2053路基压实标准2054路基填料2155路基防护216路基路面排水设计2261路基排水设计2262路面排水设计227公路路面结构设计计算2371路面设计的内容2372路面结构设计原则2373路面设计步骤2374路面类型的选择23741选择依据23742确定路面等级和面层类型2475路面设计参数24751交通量分析24752累计标准轴载作用次数的计算24753计算设计弯沉值28754土基回弹模量的确定2
6、876结构层设计29761面层组成设计29762基层组成设计3077结构组合设计31771设计原则31772初拟路面结构3178结构厚度计算32781计算原理32782容许拉应力32783各层容许弯拉应力33784按设计弯沉值计算路面厚度3379设计成果34某二级公路设计方案AIII8结论36参考文献37致谢38附录39某二级公路设计方案A11设计总说明11地理位置图(详细情况见路线设计图)12设计依据1中华人民共和国行业标准公路工程技术标准JTGB012003S,北京人民交通出版社,20042中华人民共和国行业标准公路路线设计规范JTG202006S北京人民交通出版社,20063中华人民共和
7、国行业标准公路沥青路面设计规范JTGD502006S北京人民交通出版社,20064中华人民共和国行业标准公路路基设计规范JTGD302004S北京人民交通出版社,20045中华人民共和国行业标准公路排水设计规范JTJ0181997S北京人民交通出版社,199813设计的主要内容131公路路线设计在150000的地形图上,进行路线平面、纵段面、横段面设计并选定桥梁桥涵位置类型,完成相应的图、表以及有关的计算书、说明书等工作(路线长度40KM左右。132路基路面设计在先进行路线设计的基础上,完成路基设计、排水设计、特殊路基等设计;路面工程设计计算(进行沥青路面、水泥混凝土路面的结构组合设计、厚度计
8、算与方案比较)。14设计的基本要求(1)应按照设计任务书的要求,独立完成设计任务,做出不同的设计方案,并交出最后的设计成果图。(2)认真进行设计、计算应准确、绘图应细致、文字表达应准确流畅。(3)应树立科学的态度,注重钻研精神,独立完成设计。并通过该设计锻炼自己将所学专业知识综合应用于工程设计的能力。某二级公路设计方案A2(4)应严格按照有关文件要求进行毕业设计的管理,努力提高毕业设计质量。(5)应注重资料的收集、分析和整理工作。15路线及工程概况本路线是平原地区的一条二级公路,路线设计技术指标为路基宽度为10米,双向车道,无中央分隔带,土路肩为2075米,硬路肩为2075,行车道为2350米
9、。设计速度为60KM/H,路线总长4017904,起点桩号K000000,终点桩号为K4017904。设计路线共设置了5个平曲线,半径为400米、450米、400米、400米、400米,弯道处均设置缓和曲线,在缓和曲线内均设置超高,超高值设置为5、4、5、5、5,因为半径都大于250米,则不需要加宽。16自然地理情况、土壤、地质、水文资料、气候161自然地理情况本设计地段属于平原地区,大部分地面高程在188220M之间,沿线有一条河流通过。162土壤设计线路经过的地段主要由第四系松散沉积层所组成。第四系松散沉积层由全新统Q4A1的低、高液限粘土夹粗砂及更新统Q3A1的低、高液限粘土所组成。由于
10、古河道多次变迁作用,底层厚度分布不均,堆积层厚度上部全新统Q4A1一般在39M,局部达10M,地层岩性主要为低、高液限粘土,其为210,下部上更新统Q3A1沉积厚度一般10M40M,地层岩性主要为低、高液限粘土,呈中低等压缩性。163地质构造本设计地段属于华北地抬次级构造单元,地质构造简单。164水文(1)地表水路线经过区段主要河流,河流一般情况下流量受季节影响及人工调控影响较大,监测表明沿线河流水质对混凝土不具侵蚀性。(2)地下水沿线第四系沉积层内富含大量的地下水,地下水一般埋深125M,并随汛期发生变化。监测表明沿线河流水质对混凝土不具侵蚀性。(3)地震根据地震烈度区划,本地区烈度为6度。
11、(4)气候路线经过地区属暖温带半湿润季风气候区,海洋型与大陆型过度的气候特征较明显,气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中,易出现暴雨造成涝灾,其余季节的降雨量偏少。气候区内的年平均气温240C,以7、8月份最热,年平均最高气温3940C,历年的平均最底气温200C,历年平均极端最高气温3990C,历年平均极端最低气温440C。最大某二级公路设计方案A3冻土深度是33CM,历年平均的无霜期165天,气候区年内的平均降水量8840MM,历年的最大年降水量13580MM,以710月份降水较为集中,区域内常年的主导风向为东北风,历年的平均风速为33M/S,最大风速为168M
12、/S,8、9月份受台风影响区内空气湿度较高,年平均相对湿度为70左右,最大相对湿度为85,最小相对湿度为65。沿线山体稳定,无不良地质状况,山坡地下水3米以下,洼地地下水15米以下。某二级公路设计方案A42路线平面设计21公路等级的确定211已知资料各车型交通量见下表21表212010年各车型交通量(单位辆日)车型小汽车跃进NJ130解放CA10B江淮HF150黄河JN150长征CZ361日野ZM440交通量1000700700360180180180交通量年平均增长率R5。由交通资料得折算成小汽车的近期交通量01523NNNNN小汽车中型汽车大型汽车拖拉车21式中0N为折算成小汽车的近期交通
13、量;N小汽车为小汽车的近期交通量;N中型汽车为中型汽车的近期交通量;N大型汽车为大型汽车的近期交通量;N拖挂车为拖挂车的近期交通量。212查标准公路工程技术标准规定见下表22(交通量换算时采用小客车作为标准车型)表22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1019座的客车和载质量2T的货车中型车1519座的客车和载质量2T的货车大型车20载质量7T14T的货车拖挂车30载质量14T的货车213交通量计算初始年交通量N100015(700700)2(360180180)31805080辆/日214确定公路等级因远景设计年限为20年,交通量预计年增长率R5。设计年限内路线上平均昼
14、夜交通量按下式计算111NENNR22式中EN为设计年限内路线上折算成小汽车的平均昼夜交通量;1N为折算成小汽车的近期交通量;某二级公路设计方案A5为交通量预计年增长率;N为设计年限。则N508015020112837辆/日根据规范,高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上。一级公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1500030000辆。二级公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量500015000辆。由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。所以,根据给定的条件,本次设计路线为平原地区的二级公路。22选线设计221选线的基本
15、原则(1)路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应。(2)应在对多方案进行深入、细致的研究,并选定最优路线方案。(3)路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用低、工程效益好,并有利于施工和养护。在工程量增加不大时,尽可能采用较高的技术标准。(4)选线应注意与农田的配合,应做到少占田地,并应尽可能不占高产田、经济作物田等。(5)要注意保持原有自然状态,并与周围环境相协调。(6)国家文物是不可再生的文化资源,路线应尽可能避让不可移动的文物。(7)选线时应注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查,弄清其对道路的影响。(8)路线设计是立体线形设计,在选线时即应考虑平、纵、横断面间的合理配合。22
16、2选线的步骤和方法道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准,结合地质、地表、地物及其沿线条件,结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置,而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局,具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素,通过纸上选线把路线的平面布置下来。(1)全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应,限制和影响道路的走向的因素很多,大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网
17、中的任务和作用,我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局,城镇以及地形、地质,水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据,而客观条件是道路选线必须考虑的因素。(2)逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上,根据地形平坦与复杂程度不同,可分别采取现场直某二级公路设计方案A6接插点定线和放坡定点的方法,插出一系列的控制点,然后从这些控制点中穿出通过多数点特别是那些控制较严的点位的直线段,延伸相邻直线的交点,即为路线的转角点。(3)具体定线在逐点安排的小控制点间,根据技术标准的结合,自然条件,综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径,至此定线
18、工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况,全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系,恰当地选用合适的技术指标,使整个线形得以连贯顺直协调。23平曲线要素值的确定231平面设计原则1平面线形应直捷、连续、顺畅,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。2除满足汽车行驶力学上的基本要求外,还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。3保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶,应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。4应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便,给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。5平曲线应有足够的
19、长度。如平曲线太短,汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整,一般都应控制平曲线(包括圆曲线及其两端的缓和曲线)的最小长度。232平曲线要素值的确定平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种(1)基本形曲线几何元素及其公式按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。例如设计中的大多数点都是应用这个的。如下图一。缓和曲线是道路平面要素之一,它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。标准规定,除四级路可以不设缓和曲线外,其余各级
20、都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化,便于车辆遵循;旅客感觉舒适;行车更加稳定;增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合,在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果,宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成111。这一点非常的重要,在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题,设计出来的路线非常不协调,美观,比例严重失调,后来在老师的指导下改正了不足之处,经过改正后,线形既美观又流畅,已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小,外还要考虑超高和加宽的要求,所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。平曲线主要参数的规定见下表23某二级
21、公路设计方案A7表23二级公路主要技术指标表设计车速60KM/H平曲线一般最小半径200M极限最小半径125M缓和曲线最小长度50M不设超高的圆曲线最小半径路拱201500M201900M最大纵坡6凸曲线一般最小半径2000M极限最小半径1400M凹曲线一般最小半径1500M极限最小半径1000M本设计公路平曲线半径均为400M;缓和曲线长度均为50M;经验证,均满足要求。设计的线形大致如下图所示交点间距计算公式为222121LXXYY(23)导线方位角计算公式为21ARCTANYYXX(24)起点、交点、终点的坐标如下QD36096465064,4512149683JD13608900065
22、9,4515445821JD236082944026,4520176047JD3(36077348896,4523517699)JD436070563334,4523502413JD536066023967,4524875747ZD36059762903,4523516977路线长、方位角计算某二级公路设计方案A8A01段D01M977181534512149681451544582643609646505936089000622方位角“01314923643609646505936089000634512149681451544582ARCTGB12段D12M5104768145154458
23、23452017636593608900062636082944022方位角“12305937593608900062636082944014515445823452017636ARCTGC23段D23M690165134520176369452351769263608294409636077348822方位角“23425030263608294409636077348834520176369452351769ARCTGD34段D34M557967894523517693452350241963607734883436070563322方位角“3445796360773488343607056
24、3394523517693452350241ARCTGE45段D45M256247434523502417452487574343607056336736066023922方位角“45574916343607056336736066023934523502417452487574ARCTGF56段D56M680764074524875747452351697673606602390336059762922方位角“564014127452487574745235169704524762187452343101ARCTGG转角计算“0112159914314923305937左“122324887
25、305937425030右“23343275830425030457右“34454425716457574916左“4556537429574916401412右(2)有缓和曲线的圆曲线要素计算公式某二级公路设计方案A9在简单的圆曲线和直线连接的两端,分别插入一段回旋曲线,即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式及按回旋曲线敷设缓和曲线见下图21如下图21按回旋曲线敷设缓和曲线243242384SSLLPRR(25)32M2240SSLLQR26243M242384SSLLPRR270286479MSLR28M2TRPTGQ29022M180LRLS210SECM2ERPR2112MJTL2
26、12式中T为总切线长M;L为总曲线长M;SE为外距M;J为校正数M;R为主曲线半径M;为路线转角;0为缓和曲线终点处的缓和曲线角;Q为缓和曲线切线增值M;P为设缓和曲线后,主圆曲线的内移值M;SL为缓和曲线长度M;YL为圆曲线长度M。主点桩号计算ZHJDT(213)HYZHLS(214)某二级公路设计方案A10YHHYLY(215)HZYHLS(216)QZHZL/2(217)JDQZJ/2(218)24路线曲线要素计算241路线简介该二级公路,根据路线选线原则,综合各方面因素,路线基本情况如下全长4017904M交点5个交点桩号K0815977、K1583922、K2235516、K2908
27、511、K3381824半径400M、450M、400M、400M、400M缓和曲线长度50M、50M、50M、50M、50M242曲线要素JD1K0815977设R400M,SL50M,“159914则曲线要素计算如下MRLRLPSS2604003842504002450238424342342997244002405025024022323RLLQSSMQTGPRT7327499724259914TAN2604002“580993400506479286479280RLSMLRLS90014850240018058099325991421802“0MRPRE3393400259914SEC
28、2604002SEC“MLTJ56409001487327422,主点里程桩号计算JD1K0815977ZHJDTK081597774732K0741245HYZHSLK074124550K0791245YHHYL2SLK0791245148900250K0840145HZYHSLK084014550K0890145某二级公路设计方案A11QZHZL/2K0890145148900/2K0815695校核JDQZJ/2K08156950564/2K0815977交点校核无误。其它4个交点的计算结果见“直线、曲线及转角表”。25各点桩号的确定在整个的设计过程中就主要用到了以上的三种线形,在四公里
29、的路长中,充分考虑了当地的地形、地物和地貌,相对比较而得出的。在地形平面图上初步确定出路线的轮廓,再根据地形的平坦与复杂程度,具体在纸上放坡定点,插出一系列控制点,然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段,延伸相邻直线的交点,既为路线的各个转角点(既桩号),并且测量出各个转角点的度数,再根据公路工程技术标准JTGB012003的规定,初拟出曲线半径值和缓和曲线长度,代入平曲线几何元素中试算,最终结合平、纵、横三者的协调制约关系,确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素。各个桩号及几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表。某二级公路设计方案A123路线纵断面设计31纵断面设计
30、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。32纵坡设计的要求(1)设计必须满足标准的各项规范(2)纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大和过
31、于频繁。尽量避免采用极限纵坡值,合理安排缓和坡段,不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段,应避免反复设置反坡段。(3)沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。(4)应尽量做到添挖平衡,使挖方运作就近路段填方,以减少借方和废方,降低造价和节省用地。(5)纵坡除应满足最小纵坡要求外,还应满足最小填土高度要求,保证路基稳定。(6)对连接段纵坡,如大、中桥引道及隧道两端接线等,纵坡应和缓、避免产生突变。(7)在实地调查基础上,充分考虑通道、农田水利等方面的要求。33纵坡设计的步骤(1)准备工作在厘米绘图纸上,按比例标注里程桩号和标高,点绘地面线。里程桩包括路线起点
32、桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩(50M加桩或20M加桩)、平曲线控制桩(如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等),桥涵或直线控制桩、断链桩等。(2)标注控制点如路线起、终点,越岭垭口,重要桥涵,地质不良地段的最小填土高度,最大挖深,沿溪线的洪水位,隧道进出口,平面交叉和立体交叉点,铁路道口,城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。(3)试坡在已标出“控制点”的纵断面图上,根据技术指标、选线意图,结合地面起伏变化,以控制点为依据,穿插与取直,试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案,最后定出既符合技某二级公路设计方案A13术标准,又满足控制点要求,且
33、土石方较省的设计线作为初定试坡线,将坡度线延长交出变坡点的初步位置。(4)调整对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定,平、纵组合是否适当等,若有问题应进行调整。(5)核对选择有控制意义的重点横断面,如高填深挖,作横断面设计图,检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况,若有问题应调整。(6)定坡经调整核对无误后,逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到01,变坡点一般要调整到10M的整桩号上。(7)设置竖曲线根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径,计算竖曲线要素。(8)计算各桩号处的填挖值根据该桩号处地面标高和设计标高确定。3
34、4竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求,并依据规范的规定合理的选择了半径。标准规定见下表31表31竖曲线指标设计车速(KM/H)60最大纵坡()6最小纵坡()03凸形竖曲线半径(M)一般值2000极限值1400凹形竖曲线半径(M)一般值1500极限值1000竖曲线最小长度(M)50竖曲线基本要素计算公式21II31LR32T2L33E22TR34式中为坡度差;L为竖曲线长度M;T为切线长度M;E为外距M;R为竖曲线半径M。某二级公路设计方案A14A变坡点11竖曲线要素计算里程和桩号K0816844I104901I203
35、865取半径R122500MWI2I1038650490101036凸形MRWL904126|10360|122500曲线长MLT4526329041262切线长MRTJ0160122500245263222外距2设计高程计算竖曲线起点桩号K081684463452K0753392竖曲线起点高程1933776345204901193066M竖曲线终点桩号K075339263452K0880296竖曲线终点高程1933776345203865193622MB变坡点21竖曲线要素计算里程和桩号K1584319I203865I308374取半径R18500WI3I2083740386504509凹形
36、MRWL416834509018500曲线长MLT708412416832切线长MRTJ047018500270841222外距2设计高程计算竖曲线起点桩号K158431941708K1542611竖曲线起点高程1963434170803865196182M竖曲线终点桩号K158431941708K1626027竖曲线终点高程1963434170808374196692M其它3个变坡点的计算结果见“纵坡及竖曲线表”。某二级公路设计方案A154路线横断面设计41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
37、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)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
38、设及环境保护等的需要。42横断面设计综述在本二级公路的横断面设计中,设计路线基本按原路设计,为保证改建施工,全线以填土为主。421横坡的确定(1)路拱坡度根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度,由路中央向两侧倾斜,不小于15。(2)路肩坡度直线路段的硬路肩,应设置向外倾斜的横坡。曲线外侧的路肩横坡方向及其坡度值见下表41表41路肩横坡方向及其坡度表行车道超高值()2、3、4、56、78、9、10曲线外侧路肩横坡方向向外侧倾斜向内侧倾斜向内侧倾斜曲线外侧路肩坡度值()21与行车道行坡相同43弯道的超高和加宽431平曲线的加宽汽车行驶在曲线上,各轮迹半径不同,其中以后轮迹半径最小,且偏向曲线内侧,故
39、曲线内侧应增加路面宽度,以确保曲线上行车的顺适与安全。普通汽车的加宽值可由几何关系得到BRR1B41某二级公路设计方案A16而2422128AARBRARRR故24328AABRR上述第二项以后的值很小,可省略不计,故一条车道的加宽RAB22单42式中A为汽车后轴至前保险杠的距离M;R为圆曲线半径M。对于有N个车道的行车道22NNABR43半挂车的加宽值由几何关系求得2112ABR44222,2ABR45式中1B为牵引车的加宽值;2B为拖车的加宽值;为牵引车保险杠至第二轴的距离M;2A为第二轴至拖车最后轴的距离M。由于1RRB,而1B与R相比甚微,可RR,于是半挂车的加宽值2212122AAB
40、BBR46令2212AA2A,上式仍旧纳成为式22NABR47432加宽过渡对于R250M的圆曲线,由于其加宽值甚小,可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道,其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后,路基也应相应加宽。为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度,需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上,路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。二级公路设计中采用比例过渡,在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽,加宽缓和段内任意点的加宽值XXLBBL48式中LX为任意点距缓和段起点的距离M;L为加宽缓和段长M;B为圆曲线上的全加宽M。某二级公路设计方案
41、A17433曲线的超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式,这就是曲线上的超高。合理设置超高,可以全部或部分抵消离心力,提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。当汽车等速行驶时,其离心力也是变化的。因此,超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高,在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。该二级公路设计中主要采用绕内边旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕道路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。绕边线旋转由于行车道内侧不会降低,对于路基纵向排水更有利,一般新建工程多用此种方法。(1)超高规范
42、规定二级公路的最大超高值为8。(2)超高缓和段为了行车的舒适性和排水的需求,对超高缓和段必须加以控制,超高缓和段长度按下式进行计算ICLP(49)式中为旋转轴至行车道(设路缘带为路缘带)外侧边缘的宽度M;I为超高坡度与路拱坡度代数差;P为超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率。横断面上超高值的计算公式如表42所示。表42绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式0XX0XX注圆曲线上外缘CHHJJJIBBIB1、计算结果均为与设计高之高差2、临界断面距缓和段起点0GCHIXLI3、X距离处的加宽值XCXBBL中缘,CHHJJIBIB2内缘,CHHJJJIB
43、BIB过渡段上外缘CXHJJGJGJHCXBIIBIBBIL中缘,CXHGJJIBIB2HCJJILXBIB2内缘,CXHGXJJJIBBIBJJJXHCXBIBBIL某二级公路设计方案A18超高缓和段长度按上式计算结果,应取为5M的倍数,并不小于10M的长度。路线横断面设计综述路拱坡度20路肩坡度30超高度超高度可由平曲线半径范围选取,由规范平原微丘区平曲线半径300390M,IY5。不设超高的最小半径为5500M。超高计算可求出各点的超高值,如下表截取数据为K0687550K0849369的超高加宽值,因为所取圆曲线半径R250M,所以路线不设加宽。路基超高加宽表如下表43所示。表43路基
44、超高加宽表桩号路基左侧路基宽M路面宽M加宽值M超高横坡土路肩横坡K068755050003500000020003000K069050003500000020003000K070050003500000020003000K071050003500000020003000K072050003500000020003000K073050003500000020003000K074050003500000020003000K075050003500000020003000K076050003500000020003000K076751050003500000020003000K07705000350
45、0000020003000K078050003500000020003000K079050003500000020003000K080050003500000020003000某二级公路设计方案A19K080745950003500000020003000K081050003500000020003000K082050003500000020003000K083050003500000020003000K084050003500000020003000K084936950003500000020003000某二级公路设计方案A205路基设计51路基横断面布置由横断面设计,二级公路路基宽度为10
46、M,其中路面跨度为700M,无须设置中央分隔带,硬路肩宽度为075215M,土路肩宽度为075215M。;路面横坡为2,土路肩横坡为3。公路路基宽度示意图如下图51所示。图51公路路基宽度示意图52路基边坡由横断面设计查公路路基设计规范可知,当二级公路路基边坡小于8M时,采用115的坡度,当路基边坡大于8M时采用1175,当路堑开挖有些路段大于15米,由规范采用105与1075的边坡相结合。53路基压实标准路基压实采用重型压实标准,压实度应符合下表51要求。表51路基压实度填挖类别路面以下深度(M)路基压实度二级公路零填即挖方003003008095填方0030030080080150150以
47、下95959492某二级公路设计方案A2154路基填料填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾(角砾)类土,砂类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路基底部,用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料,当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时,应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。55路基防护为防治路基病害和保证路基稳固,除做好路基排水外,还应根据当地水文、地质及材料等情况,采取有效的防护措施,这是路基设计的主要内容之一。路基防护主要有边坡坡面防护、沿河路堤河岸冲刷防护与加固以及湿软地基的加固处理。本设计中的路基防护工程主要是坡面防护。主要
48、是保护路基边坡免受雨水冲刷,减缓温差及湿度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。本设计中坡面防护主要采用植草或浆砌片石。某二级公路设计方案A226路基路面排水设计61路基排水设计路基地表排水可采用边沟、排水沟,各类地段排水沟应高出设计水位02M以上。边沟横断面采用梯形,梯形边沟内侧边坡坡度为11,边沟的深度为06M,边沟纵坡宜与路线纵坡一致,边沟采用浆砌片石,水泥混凝土预制块防护。排水沟横截面一般为梯形,边坡采用11,横截面尺寸深度和底宽不宜小于05M。沟底纵坡宜大于05。排水沟长度不宜超过500M。62路面排水设计本二级公路的路面排水主要是采用路肩排水措施,主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成以及中央分隔带排水设施组成。路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致。路堤边坡较高,采用横向分散排水不经济时,应采用纵向集中排水方式,在硬路肩边缘设置排水带,并通过急流槽将水排出路基。拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成,拦水带高出路肩12CM,顶宽810CM。急流槽的设置距按路肩排水
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