道路勘測設計 計算書

1、深圳大學本科畢業(yè)論文(設計題目: 南坪高速公路DE段主線及接線立交施工圖設計姓名:蕭麗華專業(yè): 交通工程學院: 土木工程學院學號: 2004103018 、2004103042指導教師:王京元職稱:副教授2008年 5 月 4日深圳大學本科畢業(yè)論文(設計誠信聲明本人鄭重聲明:所呈交的畢業(yè)論文(設計,題目南平高速公路DE段接線立交施工圖設計是本人在指導教師的指導下,獨立進行研究工作所取得的成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式注明。除此之外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結果。畢業(yè)論文(設計作者簽名:蕭麗華日期: 2

2、008年5月 4 日目 錄摘要 (4前言 (1第一章 設計資料與建設規(guī)模 (1第二章 路線方案 (3第三章 技術指標驗算 (5第四章 道路的平、縱、橫設計 (7第一節(jié)主線路段平、縱、橫設計 (7第二節(jié)主線路段與接線立交的連接 (9第三節(jié)接線立交路段平、縱、橫設計 (10第四節(jié)匝道與主線拉坡接線過程 (15第五章 路面結構設計 (18參考文獻 (26致謝 (27英文摘要 (28【摘 要】南坪高速公路西起南山前海、東至龍崗坪山,全長約44.5公里,被譽為“深圳二環(huán)線”。南坪高速公路主線按雙向8車道設計,是深圳市首條全封閉、全立交的快速干道,也是深圳最寬的城市快速干道。該路貫穿南山、寶安、龍崗三區(qū),

3、成功打通了龍華拓展區(qū)與外界的交通瓶頸,是解決深圳交通擁堵問題重大舉措的重中之重。南坪高速公路主要承擔深圳市經(jīng)濟發(fā)展第二圈層各主要組團之間的長距離客貨運交通,并為相交的南北向主要通道提供在特區(qū)外交通轉換的功能,以緩解中心城區(qū)的交通壓力。南坪高速公路是深圳市“一橫八縱”干線道路網(wǎng)的重要組成部分,是全市第二圈層主要城鎮(zhèn)之間的聯(lián)系通道,是“凈暢寧工程”的核心項目,對完善城市路網(wǎng)結構、實現(xiàn)客貨車分流、合理組織過境交通、緩解東西向交通壓力,都具有重要意義?！娟P鍵詞】:南坪高速公路;高速公路設計南坪高速公路DE段主線及接線立交施工圖設計前言南坪高速公路DE段主線及接線立交施工圖設計,主線路段總長度為4966

4、.234米,是連接水官高速公路和梅觀高速公路的快速通道。接線路段總長878.281米,兩相交間道路設置喇叭形立交。設計中,總體的原則為:在保證高標準和高經(jīng)濟性的前提下,力求線形舒適、美觀以及注意與周邊環(huán)境的結合。畢業(yè)設計的目的是讓我們通過實踐學習實際工程的設計過程和設計方法。因此在設計中,力求做到全面、完整,以公路路線設計規(guī)范為標準,盡可能滿足實際設計要求。在設計中,除了學習經(jīng)驗外,在滿足標準的前提下,充分發(fā)揮創(chuàng)新意識和學習能動性,進行自主設計。設計應是理論與實踐的充分結合,本設計中遇到的最主要的問題是:要把課本上的知識系統(tǒng)的整理出來,與實際設計相結合,并且還要學習新的設計繪圖軟件,解決在軟件

5、學習上所遇到的問題。以上幾點問題都在指導老師的幫助下和自我學習、整理過程中,得到了良好的解決。為了保證本設計書的完整性,主線與接線立交路段共同采用一份計算書,主要差別在于線形的設計,林倩茹側重于南坪高速公路DE段主線施工圖設計,本計算書第四章第一、二節(jié)為主線主要計算過程;蕭麗華側重于南坪高速公路DE段接線立交施工圖設計,第四章第三、四節(jié)為接線立交主要計算過程。本次設計內容及成果:一、設計計算說明書部分(一任務書;(二中英文摘要;(三計算書;(四參考文獻;(五翻譯資料;二、圖紙部分:(采用計算機繪制,A3圖幅(一圖紙目錄;(二路線平面設計圖(比例 1:1000;(三直線、曲線轉角表;(四逐樁坐標

6、表(主線100米間距,接線立交50米間距;(五路線縱斷面設計圖;(六標準橫斷面設計圖;(七一般路基橫斷面設計圖(主線間距100米,比例 1:250;接線立交間距50米;(八路基設計表;(九路基土石方數(shù)量計算表;最后,衷心感謝指導老師王京元老師,還有深圳市市政設計研究院的張斌工程師、南昌有色冶金設計研究院的陳昌奇工程師和李偉助理工程師在設計過程中給予的耐心教導、關心與幫助。由于時間的倉促和個人經(jīng)驗的不足,設計中難免有不足之處,希望各位老師不吝賜教,不勝感激。第一章設計資料與建設規(guī)模一、交通量資料交通量資料:設計年限內交通量的平均年增長率為 6.5%,路面竣工后第一年日交通量如下表,方向分配系數(shù)0

7、.60;車道系數(shù)取0.30。表1 交通量組成與交通量車輛類型代表車型交通量(輛/d小客車桑塔納2000 7300中客車江淮AL6600 850大客車黃海DD680 670輕型貨車北京BJ130 1560中型貨車東風EQ140 1190重型貨車黃河162A950鉸接掛車東風SP9250 325二、地理資料南坪高速公路1:500三維電子地形圖:地形為丘陵區(qū),主線起點坐標(X=114310.715、Y=24788.182、終點坐標(X=117597.286、Y=28397.790,接線立交起點坐標(X=115073.019、Y=27102.855;主線起點設計高程(H=90m,終點設計高程(H=13

8、0m,接線立交起點設計高程(H=108.449m。三、地質資料參考深圳市地質資料;四、水文資料參考深圳市水文資料;五、設計要求:(一公路等級:高速公路;(二設計內容:具體見“設計內容及成果”項;(三個人重點:主線設計、接線立交設計六、建設規(guī)模(一查規(guī)范由公路工程技術標準JTG B012003規(guī)定,以小客車為折算標準。表2 各汽車代表車型與換算系數(shù)汽車代表車型 車輛折算系數(shù)小客車 1.0中客車 1.2大客車 2.0輕型貨車 1.0中型貨車 2.0重型貨車 3.0鉸接掛車 4.0DC KDAADT ×(二交通量計算 初始年交通量N 0:N 0=7300×1.0+850×

9、;1.2+670×2.0+1560×1.0+1190×2.0+950×3+325×4=17750輛/日 (三確定公路等級由公路路線設計規(guī)范 JTG D202006規(guī)定:高速公路遠景設計年限為20年,則遠景設計年限交通量N t :N t = N 0×11(+t r =17750×120%5.61(+=58727輛/日上式中:r 交通量的平均年增長率,已知為6.5%由公路路線設計規(guī)范 JTG D202006規(guī)定:根據(jù)計算的遠景年限交通量,采用120km/h 的設計速度, 高速公路的基本通行能力為2200pcu/h/ln .C D

10、 =C (V/C i =2200×0.74=1628 上式中:C 基本通行能力;(V/C i 在理想條件下,第i 級服務水平的最大服務交通量與基本通行能力之比;通行能力計算:AADT =上式中:K 設計小時交通系數(shù),取K =0.125D 方向分配系數(shù),已知為0.60因此,車道數(shù)N = =0.27, 取整N =3由遠景設計年限交通量N =58727輛/日,本設計決定按雙向六車道高速公路標準設置,全封閉一 次建成,交叉口處全部立交,控制出入,設計速度為120km/h 。162860.0125.058727××KDN C D第二章路線方案一、定線道路選線與定線,就是根據(jù)

11、道路的使用任務、性質、公路的等級和技術標準,在規(guī)劃的起、終點之間結合地形、地質、水文及其他沿線條件,綜合考慮平、縱、橫三方面因素,選定道路中心線的確切位置,然后進行有關設計工作。它包括從路線總體設計、路線方案比較、路線布局到具體設計出道路的平面、縱斷面和橫斷面的全過程。選線與定線是道路路線設計的重要環(huán)節(jié)。選定出的路線是否合理將直接影響到道路的質量、工程造價以及道路使用條件、安全性和使用年限。由于在路線起、終點間,地形、地質、水文、氣候的等自然條件以及社會、經(jīng)濟條件復雜多變,可能的路線方案較多,路線平、縱、橫三方面又互相影響和制約,以及路線位置對公路的構造物和其他沿線設施影響很大,使選、定線工作

12、變得十分復雜。為了保證選、定線和勘測設計的質量,提高汽車行駛的舒適性、安全性,降低工程造價,必須各方面綜合考慮,由粗到細,由輪廓到具體,逐步深入,分階段分步驟地加以分析和比較,進行多方案比選后,才能定出最合理的路線。二、平面設計平面線形必須與地形、景觀、環(huán)境等相協(xié)調,同時注意線形的連續(xù)與均衡性,并同縱斷面、橫斷面互相配合。公路平面線形由直線、圓曲線和回旋線三種要素組成,同時,各要素的選擇應根據(jù)公路等級、設計速度,充分考慮沿線自然環(huán)境和社會環(huán)境,做到該直則直,該曲則曲,設計的平面線形舒順流暢,采用的指標高低均衡,都應該滿足公路路線設計規(guī)范的要求。平面線性設計的一般原則:(一平面線性應直截、連續(xù)、

13、順適,并與地形、地質相適應,與周圍環(huán)境相協(xié)調;(二行駛力學上的要求是基本的,視覺和心理上的要求對高速路應盡量滿足;(三保持平面線形的均衡與連貫;(四應避免急彎的線形;(五平曲線應有足夠的長度。三、縱斷面設計縱斷面線形設計應根據(jù)公路的性質、任務、等級和地形、地質、水文等因素,考慮路基穩(wěn)定、排水及工程量等要求,對縱坡的大小、長短、前后縱坡情況、豎曲線半徑大小以及與平面線形的組合關系等進行組合設計,從而設計出縱坡合理、線形平順圓滑的理想線形,已達到行車安全、快速、舒適、工程費較省的目的。縱斷面線形設計的一般規(guī)定:(一縱面線形應平順、圓滑、視覺連續(xù),并與地形相適應,與周圍環(huán)境相協(xié)調;(二縱坡設計應考慮

14、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環(huán)境的影響;(三連續(xù)上坡路段的縱坡設計,除上坡方向應符合平均縱坡、不同縱坡最大坡長規(guī)定的技術指標外,還應考慮下坡方向的行駛安全。凡個別技術指標接近或達到最大值的路段,應結合前后路段各技術指標設置情況,采用運行速度對連續(xù)上坡方向的通行能力與下坡方向的行車安全進行檢測;(四路線交叉處前后的縱坡應平緩。四、平縱線形的協(xié)調公路立體線形是由公路平面、縱斷面及橫斷面組合而成的。如果平面線形要素與縱斷面線形要素的配合不恰當,即使平、縱面線形各自的指標都很高,也不會得到良好的線形。公路線形設計最基本的要求是保證汽車行駛的安全性和舒適性,同時使公路與線形、

15、地物等自然環(huán)境相協(xié)調。因此,在做平面線形設計時,一定要考慮到縱面線形的問題;同樣在做縱面線形設計時,也一定要與平面線形協(xié)調配合。平、縱線形組合設計的原則為“相互對應”,且平曲線稍長于豎曲線,即所謂的“平包豎”。五、橫斷面設計公路橫斷面設計既受平、縱線形的制約,也對其起控制性作用。應最大降低路堤高度,做好防護、排水、取土、棄土等的設計,減小對沿線生態(tài)的影響,防止水土流失,保護環(huán)境,使公路融入自然。高速公路、一級公路的橫斷面設計,應提供足夠寬的路側安全區(qū),讓駛出路外的車輛能自行恢復正常行駛,不得以時則應設置護欄。公路橫斷面設計包括行車道、路肩、分隔帶、邊坡等設施,高速公路和一級公路上還有變速車道、

16、爬坡車道等。六、本設計路線方案的選擇考慮了以下因素:(一平面1.綜合考慮地形和周圍地物、建筑物的因素,確定平面控制點,從而決定路線走向,使得控制點間的直線和平曲線長度滿足規(guī)范技術指標。本設計中,主線路線走向由5個控制點確定,包括:主線起點、JD1、JD2、JD3和終點。接線立交由4個控制點確定,包括:立交JD0、JD1、JD2和JD3;匝道:JD1、JD2和JD3。路線盡量避開等高線的山脊地帶,使路線沿等高線,便于降低施工難度和工程費用;此外,路線與地形上的地物要保證一定的距離,例如路線要遠離高壓電線塔至少 1.5m;為了更經(jīng)濟,不提高成本,接線立交選線避開了民樂水庫;減少建筑物的拆遷。(二縱

17、斷面1.設計路線要與地形相適應,起伏不宜過大也不宜過小,使得路線滿足道路允許采用的最大坡度和最小坡度值;2.路線穿越丘陵地帶,在縱斷面設計上需要考慮到填挖方的土量,盡量利用挖方就近作為填方,使得土石方量合理。必要時可以采用隧道通過部分山體,同時,路線還跨越了水庫,也可以采用橋梁構造物。但是,由于接線立交路段較短,考慮到經(jīng)濟成本的問題,如果修橋成本會更高,所以選線時避開了南坑水庫;路線邊坡頂要離高壓電線塔至少要5米。(三設計路線要與周圍環(huán)境相協(xié)調,加強環(huán)境保護措施,減少對沿線地區(qū)建筑物的破壞和影響居民的生活,完善沿線綠化帶和降低噪音。(四充分考慮平、縱、橫三方面的相互影響,相互配合,以盡量高的標

18、準,盡可能好的線形,盡量合理的土石方量為標準。第三章 技術指標驗算一、直線最大長度直線最大長度為20V (V 是設計速度 L max = 20V = 20×120 = 2400m 二、直線最小長度設計速度大于或等于60km/h 時,同向圓曲線間最小直線長度以不小于設計速度的6倍為宜, 所以 L min = 6V =6×120=720m反向圓曲線間的最小直線長度以不小于設計速度的2倍為宜, 所以 L min = 2V =2×120=240m 三、圓曲線最小半徑R =(1272h i V ± , 其中V 設計車速,V =120km/h 橫向力系數(shù); i 超高

19、橫坡度。值是通過(1行車安全,(2駕駛操縱,(3燃料消耗和輪胎磨損,(4行旅安全,四個方面的考慮,取max = 0.1 。由i max = 0.08 ,得到R min = 08.01.0(1271202+= 1050m , 滿足公路路線設計規(guī)范 JTG D202006要求。 四、緩和曲線最小長度(一旅客的舒適性L smin = 0.0214× R V S *3 = 0.0214 × 120035.01203×= 88 m其中,為了提高技術標準,采用s = 0.35 ,R=1200 m 。 (二超高漸變率適中 L S =pi ,其中= 4.5 m ,i = 2.4%

20、 ,p =1/250 得到L s min = 27 m (三行駛時間不過短 L smin =2.1V= 100 m (四符合視覺條件的要求為使線形舒暢協(xié)調,應滿足, L s = R / 9 : R 則 L s min = 1200/ 9 =133 m 。綜上,取L s min = 133 m ,滿足規(guī)范,在設計中采用的緩和曲線值L s > L smin 。 五、最小視距要求高速公路中考慮停車視距,包括: (一反應距離 S 1 =t V 6.3= 5.26.385.0120× = 71 m (二制動距離 S 2 =26.3(21V gf = 26.385.0120(29.08.9

21、21×××= 141 m 停車視距D = S 1+ S 2 = 212 m , 公路路線設計規(guī)范 JTG D202006取值D = 210 m ,滿足要求。六、主要技術指標匯總表3 設計中采用的技術指標單位 規(guī)范值 取用值 設計速度 km/h 120 120 圓曲線一般最小半徑 m 1000 1200 回旋線最小長度m 100 250 停車視距 m 210 210 路基寬度 m 34.5 34.5 最大縱坡 % 3 2.427 最小坡長 m 300 920 最大坡長 m 900 1770 凸形豎曲線最小半徑 m 17000 21000 凹形豎曲線最小半徑m 600

22、0 39000 公路凈空m55第四章 道路的平、縱、橫設計本設計采用緯地道路輔助設計軟件( HintCAD 5.8 ,緯地軟件是建立在CAD 基礎上、依據(jù)現(xiàn)行公路工程技術標準和公路路線設計規(guī)范的道路繪圖設計軟件,通過平面動態(tài)可視化設計與繪圖的實時拖動技術,利用三維電子地形圖,建立三維數(shù)模并直接獲得準確的縱、橫斷地面線數(shù)據(jù),進而進行平、縱、橫系統(tǒng)化設計,使用戶直接在計算機上動態(tài)交互式完成公路路線的平、縱、橫設計、繪圖、出表等過程。第一節(jié) 主線路段平、縱、橫設計一、主線路段平、縱設計表4 導線點資料編號導線距離(m 方向角(° 偏轉角(°夾角(°轉向 001 0.00

23、0 0.000 002 916.557 65.168 -32.746 147.254 左 003 1322.232 32.422 23.226 156.774 右 004 1771.437 55.648 -44.115135.885左 主 線 路 段005956.00811.534表5 平曲線要素轉點2 3 4 圓曲線半徑R 1200 1200 1300 第一緩和曲線長 L S1 300 250 300 第二緩和曲線長 L S2 250 300 300 第一切線長T 1 501.644 374.431 677.849 第二切線長T 2 479.923 394.756 677.849 外距E 5

24、3.4806 27.7824 105.7737 圓曲線L y 410.836 211.451 700.929 曲線總長960.836761.4511300.929表6 主點樁號N o 1 2 3 4 5 JD K0+000K0+916.557 K2+238.789 K4+010.226 K4+966.234ZH K0+414.914 K1+864.357 K3+332.377 HY K0+714.914 K2+114.357 K3+632.377 QZ K0+920.332 K2+220.083 K3+982.841 YH K1+125.750 K2+325.808 K4+333.306 HZ

25、K1+375.750K2+625.808K4+633.306二、主線路基橫斷面布置本高速公路主線采用雙向六車道,由橫斷面設計(查公路路線設計規(guī)范(JTG D202006可知,路基寬度為34.5m,各組成部分尺寸如下:1.車道寬度為3.75m,行車道總寬度為3.75×3×2=22.5m;2.中間帶寬度為4.5m,其中中央分隔帶寬度為3m,左側路緣帶寬度為0.75×2=1.5m;3.硬路肩寬度為3m(含右側路緣帶0.5m,總寬度為6m;4.土路肩寬度為0.75m,總寬度為1.5m;5.路面橫坡為2%。 圖1 主線路基橫斷面布置圖第二節(jié) 主線路段與接線立交的連接一、主線

26、與接線立交匝道的連接 圖2 主線出口變速車道設計本設計中,高速公路主線路段與接線路段通過喇叭形立交相接,上圖為主線出口減速車道設計,為適應車輛變速行駛的需求,從公路正線駛入匝道時設置了變速車道和漸變段,變速車道設置為單車道,由公路路線設計規(guī)范 JTG D202006規(guī)定,漸變段長度為100m,變速車道長度為145m。二、主線與接線立交在縱斷面的設置 圖3 上穿立交與主線縱面設置接線路段的上穿式立交路段與主線縱面上的設置,必須滿足凈空高度+道路結構厚度(5m+2.5m的距離要求,在路線定線時就要考慮主線與接線立交的高程,使得兩條道路在高程上不會相距太遠,同時又要保證凈空高度+道路結構厚度的滿足。

27、由公路路線設計規(guī)范 JTG D202006規(guī)定,高速公路的凈空高度為5m。第三節(jié) 接線立交路段平、縱、橫設計一、接線立交路段平、縱設計各匝道的功能和作用:A 匝道為接線路段連接主線的右轉彎入口匝道B 匝道為主線連接接線路段的右轉彎出口匝道C 匝道為接線路段連接主線的左轉彎入口匝道D 匝道為主線連接接線路段的左轉彎出口匝道表7 導線點資料編號 導線距離(m 方向角(° 偏轉角(°夾角(°轉向 001 0.000 0.000 002 313.380 127.778 -41.625 138.375 左 003 350.415 86.153 52.346127.654右

28、接 線 立 交004214.486138.499表8 導線點資料編號 導線距離(m 方向角(° 偏轉角(°夾角(°轉向 001 0.000 0.000 002 201.921 138.103 97.54582.455右 A 匝 道003145.550235.648表9 導線點資料編號 導線距離(m 方向角(° 偏轉角(°夾角(°轉向 001 0.000 0.000 002 195.004 135.635 -81.78598.215左 B 匝 道003215.57853.85表10 導線點資料編號 導線距離(m 方向角(° 偏

29、轉角(°夾角(°轉向 001 0.000 0.000 002 667.632 138.499 150.507 29.493 右 003 7.135 289.006 -233.35853.358右C 匝 道00478.02355.648表11 導線點資料編號 導線距離(m 方向角(° 偏轉角(°夾角(°轉向 001 0.000 0.000 002 705.624 138.499 150.507 29.493 右 003 11.052 289.006 -53.322126.678左D 匝 道004235.207235.684表12 接線立交路段平曲

30、線要素轉點2 3 圓曲線半徑R 500.000 248.511 第一段緩和曲線L s1 60.000 50.000 第二段緩和曲線L s2 60.000 50.000 第一段切線長T 1 220.168 147.336 第二段切線長T 2 220.168 147.336 外距E 35.225 28.859 圓曲線長L y 303.248 177.044 曲線總長423.248277.044表13 A 匝道平曲線要素轉點1 圓曲線半徑R 150.000 第一段緩和曲線L s1 60.000 第二段緩和曲線L s2 60.000 第一段切線長T 1 201.921 第二段切線長T 2 201.92

31、1 外距E 78.951 圓曲線長L y 194.837 曲線總長314.837表14 B 匝道平曲線要素轉點1 圓曲線半徑R 190.000 第一段緩和曲線L s1 60.000 第二段緩和曲線L s2 60.000 第一段切線長T 1 195.004 第二段切線長T 2 195.004 外距E 62.316 圓曲線長L y 210.888 曲線總長330.888表15 C匝道平曲線要素轉點 1 2圓曲線半徑R140.000 67.000第一段緩和曲線L s150.000 0.000第二段緩和曲線L s250.000 50.000第一段切線長T1559.678 134.786第二段切線長T2

32、559.678 158.890外距E412.918 83.656圓曲線長L y317.757 122.552曲線總長 417.757 172.552表16 D匝道平曲線要素轉點 1 2圓曲線半徑R150.000 233.000第一段緩和曲線L s150.000 50.000第二段緩和曲線L s250.000 50.000第一段切線長T1597.485. 142.409第二段切線長T2597.485 142.409外距E442.009 28.288圓曲線長L y344.025 167.199曲線總長 444.025 267.199表17 接線立交路段主點樁號NO 1 2 3 4JD K0+0.0

33、00 K0+313.380 K0+663.795 K0+878.281 ZH K0+093.212 K0+516.459HY K0+153.212 K0+566.459QZ K0+304.836 K0+654.981YH K0+456.459 K0+743.504HZ K0+516.459 K0+793.504表18 A匝道主點樁號NO 1 2 3K0+347.471 JD K0+0.000K0+201.921 ZH K0+0.000HY K0+0.060QZ K0+157.418YH K0+254.837HZ K0+314.837表19 B匝道主點樁號NO 1 2 3JD K0+0.000

34、K0+195.004 K0+410.582ZH K0+0.000HY K0+0.060QZ K0+165.444YH K0+270.888HZ K0+330.888表20 C匝道主點樁號NO 1 2 3 4JD K0+0.000 K0+667.632 K0+660.497 K0+738.520ZH K0+107.954HY K0+157.954 K0+525.711QZ K0+316.832 K0+586.987YH K0+475.711 K0+648.263HZ K0+525.711 K0+698.263表21 D匝道主點樁號NO 1 2 3 4JD K0+0.000 K0+705.624

35、K0+694.573 K0+929.780ZH K0+108.138 K0+552.164HY K0+158.138 K0+602.164QZ K0+330.551 K0+685.763YH K0+502.164 K0+769.363HZ K0+552.164 K0+819.363二、接線立交路段橫斷面布置此次立交設計中采用雙向四車道,由橫斷面設計(查公路路線設計規(guī)范(JTG D202006可知,路基寬度為23m,各組成部分尺寸如下:1.車道寬度為3.5m,行車道總寬度為3.5×2×2=14m;2.中間帶寬度為3m,其中中央分隔帶寬度為2m,左側路緣帶寬度為0.5×

36、;2=1m;3.硬路肩寬度為2.5m(含右側路緣帶0.5m,總寬度為5m;4.土路肩寬度為0.5m,總寬度為1m;5.路面橫坡為2%。 圖4 接線立交路段橫斷面布置圖三、接線立交匝道橫斷面布置此次立交匝道設計中采用單向單車道,由橫斷面設計(查公路路線設計規(guī)范(JTG D202006可知,路基寬度為8.5m,各組成部分尺寸如下:1.車道寬度為3.5m;2.路緣帶寬度為0.5m;3.左側硬路肩(含路緣帶寬度為1m;4.右側硬路肩(含路緣帶寬度:設供緊急停車用硬路肩為2.5m;5.土路肩寬度為0.75m; 圖5 接線立交匝道橫斷面布置圖第四節(jié) 匝道與主線拉坡接線過程主線橫坡度為2%,主線接線段縱坡度

37、為0.512%;接主線路段的橫坡度為2%,縱坡度為1.769%;匝道橫坡為2%。計算過程:A匝道(計算過程如A匝道,B匝道接線過程同理A匝道(A為接線路段連接主線的右轉彎入口匝道:由接線路段逐樁表可得A匝道起點對應的接線路段樁號為K0+815.598m、高程為108.352m 。根據(jù)接線路段的橫坡2%可得A匝道的起點高程為108.042m。為了保證A匝道與接線路段縱坡接線的沿順性,由A匝道的起點起根據(jù)接線路段的坡度1.769%順行30米,此點稱為控制點1,可得控制點1的高程為108.573m。由主線逐樁表可得A匝道終點對應主線的樁號為K0+3162.698m、高程為103.647m。根據(jù)主線橫

38、坡2%可得A匝道終點高程為103.107m。為了保證A匝道與主線縱坡接線的沿順性,根據(jù)主線縱坡0.512%順行30米到達A匝道的終點,距離A匝道終點30米處的點稱為控制點2,可得控制點2的高程為103.261m 。主線寬度為14.25m;匝道寬度為7.75m。表 22A匝道起點對應的接線路段的高程(m 108.352108.352-0.027.75=108.197A匝道起點高程(m108.197-0.02×7.75=108.042控制點1的高程(m108.042+0.01769×30=108.573A匝道終點對應的主線點高程(m 103.647103.647-0.02

39、15;14.25=103.362A匝道終點高程(m103.362-0.02×7.75=103.107控制點2的高程(m103.107+0.02×7.75=103.262表 23樁號 高程(mA匝道起點 K0+68.347 108.352控制點1(離A匝道起點30米 K0+98.347 108.573控制點2(離A匝道終點30米 K0+219.234103.262A匝道終點 K0+249.234103.107B匝道B匝道(B為主線連接接線路段的右轉彎出口匝道:由接線路段逐樁表可得B匝道起點對應的接線路段樁號為K0+824.708m、高程為108.549m。根據(jù)接線路段的橫坡2

40、%可得B匝道的起點高程為108.239m。為了保證B匝道與接線路段縱坡接線的沿順性,由B匝道的起點起根據(jù)接線路段的坡度1.769%順行30米,此點稱為控制點1,可得控制點1的高程為108.770m。由主線逐樁表可得B匝道終點對應主線的樁號為K0+824.708m、高程為104.288m。根據(jù)主線橫坡2%可得B匝道終點高程為103.788m。為了保證B匝道與主線縱坡接線的沿順性,根據(jù)主線縱坡0.512%順行30米到達B匝道的終點,距離B匝道終點30米處的點稱為控制點2,可得控制點2的高程為103.634m。表 24樁號 高程(mB匝道起點 K0+66.568 108.239控制點1(離B匝道起點

41、30米 K0+96.568 108.770控制點2(離B匝道終點30米 K0+248.759103.634B匝道終點 K0+278.759103.788C匝道C匝道(C為接線路段連接主線的左轉彎入口匝道:C匝道起點為接線路段終點,根據(jù)接線路段的縱坡值可得其高程為110.497m。C匝道與主線相交時存在兩個可能的最不利點,不利點1的高程為103.349m,不利點2的高程為 103.372m。因為接線路段為上坡段,所以本立交采用上跨式喇叭形立交,由接線路段縱坡0.512%,可得不利點1對應C 匝道上該點的高程為111.798m,滿足凈空+道路結構厚度(5m+2.5m的要求。因為C匝道在此相交段為上

42、坡路段,不利點2對應C匝道上該點的高程同樣滿足凈空+道路結構厚度(5m+2.5m的要求。C匝道上高程為111.798m的點稱為控制點1。由主線逐樁表可得C匝道終點對應主線的樁號位K0+3064.663、高程為102.144m,根據(jù)主線橫坡2%可得C匝道終點高程為101.704m, 為了保證C匝道與主線縱坡接線的沿順性,根據(jù)主線縱坡0.512%順行30米到達C匝道的終點,距離C匝道終點30米處的點稱為控制點2,可得控制點2的高程為101.547m。表 25C匝道起點高程(m 110.497控制點1的高程(m 111.798>103.349+5+2.5=108.549C匝道終點對應主線點高程

43、(m 102.144C匝道終點高程(m102.144-14.25×0.02=101.859 101.859-7.75×0.02=101.704控制點2的高程(m 101.704-30×0.00512=101.547表 26樁號 高程(mC匝道起點 K0+000 110.497控制點1 K0+73.542 111.798控制點2 K0+611.377101.547C匝道終點 K0+641.377101.704D匝道D匝道(D為主線連接接線路段的左轉彎出口匝道:D匝道起點為接線路段終點,根據(jù)接線路段的縱坡值可得其高程為110.497m。D匝道與主線相交時存在兩個可能的

44、最不利點,不利點1的高程為103.444m,不利點2的高程為 103.467m。因為接線路段為上坡段,所以本立交采用上跨式喇叭形立交,由接線路段縱坡0.512%, 可得不利點1對應D 匝道上該點的高程為111.840m,滿足凈空+道路結構厚度(5m+2.5m的要求。因為D匝道在此相交段為上坡路段,不利點2對應D匝道上該點的高程同樣滿足凈空+道路結構厚度(5m+2.5m的要求。D匝道上高程為111.840m的點稱為控制點1。由主線逐樁表可得D匝道終點對應主線的樁號為K0+2898.808、高程為101.294m,根據(jù)主線橫坡2%可得D匝道終點高程為100.854m, 為了保證D匝道與主線縱坡接線

45、的沿順性,根據(jù)主線縱坡0.512%順行30米到達D匝道的終點,距離D匝道終點30米處的點稱為控制點2,可得控制點2的高程為101.011m。表 27D匝道起點高程(m 110.497控制點1的高程(m 111.840>103.444+5+2.5=108.644D匝道終點對應主線點高程(m 101.294101.294-14.25×0.02=101.009 D匝道終點高程(m101.009-7.75×0.02=100.854控制點2的高程(m 100.854+30×0.00512=101.011表 28樁號高程(mD匝道起點K0+000 110.495控制點1

46、 K0+74.796 111.840控制點2 K0+711.479101.011D匝道終點K0+741.479100.854第五章 路面結構設計瀝青混凝土路面設計一、交通量及軸載換算表29 基本資料車型 前軸重(kN 后軸重(kN 后軸數(shù)后輪輪 組數(shù)后輪距交通量 (次/日江淮 AL6600 17.0 26.5 1 2 0 850 黃海DD68049.0 91.5 12 0 670 北京BJ130 13.4 27.412 01560東風EQ140 23.6 69.3 1 2 0 1190 黃河 162A 62.28 116.22 1 2 0950東風 SP9250 50.7 113.3 324

47、325(一以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次,路面設計以雙輪組單軸載100kN 為標準軸載。軸載換算采用如下的公式:35.4211(PP n C C N i i ki = 計算結果如下表30所示。累計當量軸次:根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范,高速公路瀝青路面的設計年限取15年,六車道的車道系數(shù)是0.30.4, 取0.3.累計當量軸次:次139973163.01.5286065.03651065.01(36511(151=×××+=××+=N N te 注:軸載小于25kN 的軸載作用不計。(二 驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當

48、量軸次 驗算半剛性基層層底拉應力的軸載換算公式為:=ki i i PP n C C N 1821('' 計算結果如表31所示。累計當量軸次,參數(shù)取值同上,設計年限是15年,車道系數(shù)取0.3。 累計當量軸次:次175455653.01.6626065.03651065.01(36511('151=×××+=××+=N N te 注:軸載小于50kN 的軸載作用不計。二、結構層及土基回彈模量的確定(一由上面的計算得到設計年限內一個行車道上的累計標準軸次約為150萬次左右。根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范的推薦,可查出設計路面結構面層

49、采用瀝青混凝土 17cm,其中表面層采用細粒式密級配瀝青混凝土,厚度4cm,中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土,厚度 5cm,下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土厚度8cm。根據(jù)分析和經(jīng)驗,基層與面層的模量比應不小于 0.3,土基與基層或底基層的模量比宜為0.08-0.4。根據(jù)經(jīng)驗,假定土基的彈性模量為35MPa,選用水泥石灰砂礫土20cm作為底基層,選用水泥穩(wěn)定砂礫為基層,厚度待定。(二各層材料的抗壓模量與劈裂強度根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范,得到各層材料的抗壓模量與劈裂強度。1.抗壓模量取20o C的模量,各值均取規(guī)范給定范圍的中值,因此得到20o C的抗壓模量:細粒式密級配瀝青混凝土:1400MP

50、a中粒式密級配瀝青混凝土:1200MPa粗粒式密級配瀝青混凝土:1000MPa水泥穩(wěn)定砂礫:1500MPa水泥石灰砂礫:1000MPa2.各層材料的劈裂強度:細粒式密級配瀝青混凝土:1.4MPa 中粒式密級配瀝青混凝土:1.0MPa 粗粒式密級配瀝青混凝土:0.8MPa 水泥穩(wěn)定砂礫:0.5MPa 水泥石灰砂礫:0.35MPa三、路面結構厚度的計算計算設計彎沉值:對于高速公路,規(guī)范要求以設計彎沉值作為設計指標,并進行結構層底拉應力驗算。該公路為高速公路,在標準溫度20oC 標準軸載作用下,公路等級系數(shù)A c 取 1.0,面層是瀝青混凝土,面層類型系數(shù)A s 取1.0,半剛性的基層,且總厚度大于

51、20cm ,基層類型系數(shù)A d 取1.0。 設計彎沉值為:01.0(33.220.10.10.1139973166006002.02.0mm A A A N l d s c ed =××××=49.07.035(65.10200033.22(63.1(2000(63.136.038.036.0038.0=×××=p E L F d 理論彎沉值01.0(57.4549.033.221mm F l L s = 又:21112K K E p L =279.41065.107.02140057.45231121=×

52、5;××=p E L K K h/= 0.376 H/=? =20/E E 0.029 =12/E E 0.857 查表得:2.6= K 1=1.36507.036.12.6279.42=×=K查表得:H/=5cm H 25.5365.105=×=由2h H =+=5324.2K KkE E h ,得 53.25= 5+ 4.2120010008×+4.2412001500×h +4.21200100020× cm h 5.204=所以,路面結構為表 32cm細粒式 4cm中粒式 5cm粗粒式 8cm水泥穩(wěn)定砂礫 20.5c

53、m水泥石灰砂礫 20 圖6 路面結構設計(單位:cm上式中:l路面設計彎沉值;dF彎沉綜合修正系數(shù);L1理論彎沉值;p標準車型的輪胎接地強度,MPa;當量圓半徑,cm;E0土基回彈模量,MPa;E1路面第一層回彈模量,MPa;E2路面第二層回彈模量,MPa;h路面第一層厚度,cm;H 路面第二層厚度,cm ;E k 換算前,路面第k 層回彈模量,MPa ; h k 換算前,路面第k 層回厚度,cm 。四、設計指標的確定各層材料的容許層底拉應力 S sp R K /=sp 結構層材料的極限抗拉強度,Mpa, 我國設計規(guī)范采用極限劈裂強度。s K 抗拉強度系數(shù),c ea S A N A K /09

54、.022.0=,其中a A 值,細粒式和中粒式取1.0,粗粒式取1.1,公路等級系數(shù)c A ,高速公路值均取1.0。細粒式密級配瀝青混凝土:c ea S A N A K /09.022.0=36.30.1/139973160.109.022.0=××S sp R K /=1.4/3.36=0.417 MPa中粒式密級配瀝青混凝土:c ea S A N A K /09.022.0=36.30.1/139973160.109.022.0=××S sp R K /=1.0/3.36=0.298 MPa粗粒式密級配瀝青混凝土:c ea S A N A K /09

55、.022.0=70.30.1/139973161.109.022.0=××S sp R K /=0.8/3.70=0.216 MPa水泥穩(wěn)定砂礫14.20.1/1399731635.0/35.011.011.0=×=c e S A N KS sp R K /=0.5/2.14=0.234 MPa水泥石灰砂礫14.20.1/1399731635.0/35.011.011.0=×=c e S A N KS sp R K /=0.35/2.14=0.164 MPa五、層底拉應力驗算驗算中細粒式、中粒式、粗粒式在C °15下的彈性模量分別為:1E =2

56、000,18002=E ,14003=E ,12004=E ,10005=E1.細粒式瀝青層:,41cm h = 38.065.10/4/1=h9.01200/1800/12=E E ,019.01800/35/20=E E查圖的0,為壓應力,滿足要求。 2.中粒式瀝青層:cm h 87.8200018005442=×+=, 83.065.10/87.8/2=h 7.02000/1400/12=E E 025.01400/35/20=E E查圖的0,為壓應力,滿足要求。 3.粗粒式瀝青層:cm h 19.162000140082000180054443=×+×+=, 52.165.10/19.16/3=h 75.02000/1500/12=E E , 023.01500/35/20=E E ,查圖的=0.07, p 1m 0,為壓應力,滿足要求。 4.水泥穩(wěn)定砂礫cm h 26.35200015005.2019.1644=×+= 31.365.10/26.35/4=h , 88.165.10/20/=H 5.02000/1000/12=E E , 035.01000/35/20=E E查圖的=0.1, 25.11=m ,12=m ,263.00875.0125.1