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文檔簡介

1、摘要為了鞏固我們所學(xué)的知識,并在各方面得到更進一步的提高,我們選擇了廣西南寧某地區(qū)新建二級公路設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計,這是在畢業(yè)之前對自身學(xué)習(xí)狀況的最后一次檢查。 我所選擇的設(shè)計路段是從K0+000至K1+259.025段,全長1259.025米,設(shè)計車速60km/h,路基寬度為10m。此次畢業(yè)設(shè)計主要包括的內(nèi)容如下:1、路線設(shè)計:在已知平面圖的情況下,進行縱斷面的設(shè)計,要求線路順暢、填挖 平衡、經(jīng)濟合理。2、 路基設(shè)計:包括各個樁號的填挖計算、填挖較大地段的穩(wěn)定分析、整個線路的土石調(diào)運借配等。3、 路面設(shè)計:路基在不同干濕狀態(tài)下,所設(shè)計的瀝青路面和水泥混凝土路面方案的比選,要求經(jīng)濟合理,便于施工并

2、滿足各設(shè)計規(guī)范要求。4、 路基、路面排水工程;高填挖地段的防護工程以及路基加固工程:這一部分相當(dāng)重要,對于路基排水,采用了邊溝、截水溝、急流槽等排水設(shè)施;對于路面排水,對路面進行了路拱設(shè)計;對于特殊路段的防護和加固主要采用了骨架內(nèi)植草和擋土墻。5、 橋涵設(shè)計:包括橋梁和涵洞的形式、尺寸的設(shè)計。6、 專題研究:對此行業(yè)新觀點或者新技術(shù)的綜述。關(guān)鍵詞:路線;路基路面;橋涵;綜合設(shè)計目 錄1 路線設(shè)計11.1 線形設(shè)計一般原則11.2 平面線形要素的組合類型11.3 平面設(shè)計方法11.4 平曲線設(shè)計21.4.1 平曲線要素計算21.4.2 逐樁坐標(biāo)計算41.5 縱斷面設(shè)計61.5.1 豎曲線設(shè)計61

3、.6 橫斷面設(shè)計71.6.1 路基寬度的確定81.6.2 路堤和路塹邊坡坡度的確定81.6.3 超高與加寬82 路基路面設(shè)計92.1 一般路基設(shè)計92.1.1 路基的類型和構(gòu)造92.1.2 設(shè)計依據(jù)92.1.3 路基填土與壓實92.2 軟基處理102.3 路基防護112.4 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計112.5 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計132.5.1. 路面結(jié)構(gòu)組成132.5.2 路面類型132.5.3 瀝青路面設(shè)計142.6. 道路排水設(shè)計及橋涵方案設(shè)計.19致謝20參考文獻:211 路線設(shè)計1.1 線形設(shè)計一般原則 (1) 平面線形應(yīng)與地形、地物相適應(yīng),與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) 在地勢平坦的平原微丘區(qū),路線以方向為主導(dǎo),平

4、面線形三要素中以直線為主;在地勢起伏很大的山嶺重丘區(qū),路線以高程為主導(dǎo),為適應(yīng)地形,曲線所占比例較大。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形地物等具體條件,不要片面強調(diào)路線以直線為主或曲線為主。(2) 保持平面線形的均衡與連貫長直線盡頭不能接以小半徑曲線。長直線和大半徑曲線會導(dǎo)致較高的車速,若突然出現(xiàn)小半徑曲線,會因減速不及而造成事故。高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。同一等級的道路由于地形的變化在指標(biāo)的采用上會有變化,同一條道路按不同設(shè)計速度的各設(shè)計路段之間也會形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化。(3)平曲線應(yīng)有足夠的長度 汽車在曲線路段上行駛,如果曲線過短,司機就必須很快的轉(zhuǎn)動方向盤,這樣在高速行駛的情況

5、下是非常危險的。同時,如不設(shè)置足夠長度的緩和曲線,使離心加速度變化率小于一定數(shù)值,從乘客的心理和生理感受來看也是不好的。當(dāng)?shù)缆忿D(zhuǎn)角很小時,曲線長度就顯得比實際短,容易引起曲線很小的錯覺。因此,平曲線具有一定的長度是必要的。為了解決上述問題,最小平曲線長度一般應(yīng)考率下述條件確定:汽車駕駛員在操縱方向盤時不感到困難一般按6s的通過時間來設(shè)置最小平曲線長度,當(dāng)設(shè)計車速為60km/h時,平曲線一般值取200m,最小值取125m。小偏角的平曲線長度 當(dāng)路線轉(zhuǎn)角7°時稱為小偏角。設(shè)計計算時,當(dāng)轉(zhuǎn)角等于7°時,平曲線按6 s行程考慮;當(dāng)轉(zhuǎn)角小于7°時,曲線長度與成反比增加;當(dāng)轉(zhuǎn)

6、角小于2°時,按2°計。1.2 平面線形要素的組合類型平面線形的幾何要素為直線、圓曲線和緩和曲線,這三種基本線形要素可以組合得到很多種平面線形的形式。就公路平面線形設(shè)計而言,主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和復(fù)合型六種。1.3 平面設(shè)計方法(1)平面設(shè)計的重點 公路平面設(shè)計的重點是選線和定線,在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,路線距離短,挖方量少,土石方平衡時公路平面的主要內(nèi)容。(2)平面設(shè)計的具體步驟和要求 資料收集 現(xiàn)場踏勘 選線與定線 校核與審核1.4 平曲線設(shè)計 本路段主要技術(shù)指標(biāo)表序號指 標(biāo) 名 稱規(guī) 范 值序號指 標(biāo) 名 稱規(guī) 范 值1公路等級兩車道二級公路8停車視距

7、(m)752路基寬度(m)109凸形豎曲線一般最小半徑(m)20003設(shè)計行車速度(km/h)6010凹形豎曲線一般最小半徑(m)15004平曲線極限最小半徑(m)12511最短坡長(m)1505平曲線一般最小半徑(m)13012設(shè)計洪水頻率特大橋1/300;6不設(shè)超高最小平曲線半徑(m)1500其他1/1007最大縱坡()613汽車荷載等級公路級 根據(jù)本段路線所處路段,綜合全路段的路線走向及線形要求,本路段共有3個交點,平曲線線形見圖1-1。圖1-1平曲線線形圖1.4.1 平曲線要素計算取JD1作為算例,具體計算如下:圖 1-2 圓曲線幾何要素JD1處:取圓曲線半徑R=250m,緩和曲線長度

8、確定如下:因此曲線的幾何要素為:偏角45°,半徑R300m,切線長曲線長外矢距校正數(shù)主點樁號計算如下:JD1樁號為K0+407561, 直緩點樁號:ZH=JD1-T=K0+185.634緩圓點樁號:HY=ZH+ =K0+265.634曲中點樁號:QZ=ZH+L/2=K0+407.561圓緩點樁號:YH=HZ - Ly=K0+549.487緩直點樁號:HZ=ZH+=K0+629.487以此方法計算 、,具體結(jié)果見設(shè)計圖紙直線、曲線及轉(zhuǎn)角表。1.4.2 逐樁坐標(biāo)計算圖1-3 中樁坐標(biāo)計算示意圖直線上中樁坐標(biāo)計算設(shè)交點坐標(biāo)為JD(XJ,YJ)交點相鄰直線的方位角分別為A1和A2。ZH點坐標(biāo)

9、: XZH=XJ+Tcos(A1+180) (1-1)YZH=YJ+Tsin(A1+180) (1-2)HZ點坐標(biāo): XHZ=XJ+TcosA2 (1-3) YHZ=YJ+TsinA2 (1-4)設(shè)直線上加樁里程為L,ZH,HZ表示曲線起終點里程,則直線上任意點坐標(biāo)(L=ZH)X= XJ+(T+ZH-L)cos(A1+180) (1-5)Y= YJ+(T+ZH-L)sin(A1+180 ) (1-6)后直線上任意點坐標(biāo)(L>ZH)X= XJ+(T+L-ZH)cosA2 (1-7)Y=YJ+(T+L-ZH)sinA2 (1-8)1.5 縱斷面設(shè)計沿著道路中線豎直剖開然后展開即為道路縱斷面,

10、它反映了道路中線地面高低起伏的情況及設(shè)計路線的縱向坡度情況,從而可以看出縱向土石方工程的挖填情況。把道路的縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來,就能完整的表達出道路的空間位置。 1.5.1 豎曲線設(shè)計豎曲線是設(shè)在縱斷面上兩個坡段的轉(zhuǎn)折處,為了便于行車,起緩和作用的一段曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線,在使用范圍二者幾乎沒有差別。豎曲線諸要素的計算:以變坡點1為例計算如下:K0+407.561,高程為236.000m,i1=-1.963%,i2=3.832%,= i2-i1=5.795%為凹形。取豎曲線半徑R=2000m。曲線長=2000×5.795%=115.9m切線長=57.95m外距=

11、14.488m(2)計算設(shè)計高程豎曲線起點樁號= K0+407.561-T= K0+000.000豎曲線起點高程=236.000+T×5.795%=244.000m變坡點2、3按照同樣方法計算,具體結(jié)果見縱坡、豎曲線表。1.6 橫斷面設(shè)計公路的橫斷面,是指公路中線上各點的法向切面,它是由橫斷面設(shè)計線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護坡道以及隔離柵、環(huán)境保護等設(shè)施。公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)設(shè)計交通量、交通組成、設(shè)計車速、地形條件等因素。在保證必要的通行能力和交通安全與通暢前提下,盡量做到用地省、投資少,使道路發(fā)揮其最大經(jīng)濟效益與

12、社會效益。道路橫斷面的布置及幾何尺寸應(yīng)能滿足交通、環(huán)境、城市面貌等要求,橫斷面設(shè)計應(yīng)滿足以下一些要求:(1)設(shè)計應(yīng)符合公路建設(shè)的基本原則和現(xiàn)行公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的具體要求。(2)設(shè)計時應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)的需要,盡可能與之相配合,不得任意減、并農(nóng)田排灌溝渠。(3)路基穿過耕種地區(qū),為了節(jié)約用地,如當(dāng)?shù)厥戏奖悖尚藿ㄊ鲞吰?。?)沿河線的橫斷面設(shè)計,應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀。1.6.1 路基寬度的確定路基寬度是指公路路幅頂面的寬度,即兩路肩外緣之間的寬度,公路路基寬度為行車到與路肩寬度之和。根據(jù)規(guī)范,二級公路采用單幅路形式,行車道寬2×3.5m,硬路肩寬度:2×0

13、.75m,土路肩寬度:2×0.75m。路基寬:7+1.5+1.5=10m,路拱坡度2%。布置如下圖4-1所示:圖4-1 路基設(shè)計簡圖1.6.2 路堤和路塹邊坡坡度的確定由公路路基設(shè)計規(guī)范,結(jié)合實際的工程地質(zhì)條件綜合考慮:路堤邊坡坡度取為1:1.51:1.75;路塹邊坡取為1:0.51:0.75。1.6.3 超高與加寬1)路線平曲線半徑小于1500m時均設(shè)置超高,超高漸變率在緩和曲線內(nèi)完成。超高橫坡的過渡方式采用:繞內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn),先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn),當(dāng)達到與內(nèi)側(cè)車道同樣的單向橫坡度后,整個斷面繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。此時超高緩和段長度L按下式計算:式中: B路

14、面寬度,m; 超高橫坡,%; 超高漸變率,即旋轉(zhuǎn)軸與車行道外側(cè)邊緣之間相對升降的比率,車速60km/h時,取1/125。超高具體漸變過程見路線縱斷面圖超高欄。2)為保證汽車在轉(zhuǎn)變中不侵占相鄰車道,凡小于250m半徑的曲線路段,均需要相應(yīng)加寬。本路段最小圓曲線半徑為255m,所以不需要設(shè)置加寬。2 路基路面設(shè)計公路路基是路面的基礎(chǔ),它是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物,承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d,必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。2.1 一般路基設(shè)計2.1.1 路基的類型和構(gòu)造(1)路堤路基設(shè)計標(biāo)高高于天然地面標(biāo)高時,需要進行填筑,這種路基形式稱為路堤。按填土高度的不同,劃分為高路堤、矮路

15、堤和一般路堤。路基邊坡坡度取1:1.5和1:1.75,在路基的兩側(cè)設(shè)置邊溝。高路堤的填方數(shù)量大,占地多,為使路基穩(wěn)定和橫斷面濟濟合理,可以在適當(dāng)位置設(shè)置擋土墻。為防止水流侵蝕和坡面沖刷,高路堤的邊坡采取適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o和加固措施。(2)路塹路基設(shè)計標(biāo)高低于天然地面標(biāo)高時,需要進行挖掘,這種路基形式稱為路塹。挖方邊坡根據(jù)高度和巖土層情況設(shè)置成直線或折線,一般坡度取1:0.5和1:0.75。挖方邊坡的坡腳設(shè)置邊溝,以匯集和排除路基范圍內(nèi)的地表徑流,路塹的上方設(shè)置截水溝,以攔截和排除流向路基的地表徑流。(3)半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路塹的特點,上述對路堤和路塹的要求均應(yīng)滿足。2.1.2 設(shè)計

16、依據(jù)公路路基設(shè)設(shè)計規(guī)范、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.1.3 路基填土與壓實(1)填土的選擇路基的強度與穩(wěn)定性,取決于土的性質(zhì)和當(dāng)?shù)氐淖匀灰蛩?。并與填土的高度和施工技術(shù)有關(guān)。在填土?xí)r應(yīng)綜合考慮,據(jù)路基設(shè)計規(guī)范可知,二級公路的路基填料最小強度和最大粒徑如下表: 路基壓實度及填料要求表項 目 分 類路面底面以下深度(cm)填料最小強度(CBR)(%)填料最大粒徑 (cm)填方路基上路床030610下路床3080410上路堤80150315下路堤150以下215零填及路塹路床030610(2)不同土質(zhì)填筑路堤如透水性較小的土層,位于透水性較大的土層下面,則透水性較小的土層表面應(yīng)自填方軸線向兩邊做成不小于4%的

17、坡度。如透水性較大的土層位于透水性較小的土層下面,則透水性較大的土層表面應(yīng)做成平臺。為了防止雨水沖刷,可覆蓋透水性較小的土層。允許使用取土場內(nèi)上述各種土的天然混合物。水的土與不透水的土,不能非成層使用,以免在填方內(nèi)形成水囊。(3)路基壓實與壓實度路堤填土需分層壓實,使之具有一定的密實度。土的壓實效果同壓實時的含水量有關(guān)。對于路基的不同層位應(yīng)提出不同的壓實要求,上層和下層的壓實度應(yīng)高些,中間層可低些。據(jù)路基設(shè)計規(guī)范,高速公路路基壓實度應(yīng)滿足下表: 路基壓實度(重型)要求表填挖類型路面底面以下深度(cm)壓實度(%)填方路基上路床03095下路床308095上路堤8015094下路堤150以下92

18、零填及路塹路床030952.2 軟基處理軟土地基,通常情況下地基承載力達不到其上面構(gòu)造物要求的承載力,或雖在建筑物施工時能達到要求,但在后期使用過程中由于地基本身的原因或水的原因,使地基失穩(wěn),造成路面嚴(yán)重破壞,處理好路基,是設(shè)計的重大環(huán)節(jié)。公路是一條帶狀的承受動靜兩種荷載的特殊人工建筑物,由于它分布較廣,使用要求較高,因而對地基提出了較高的要求。本設(shè)計所經(jīng)過的路段除田間地段有淤泥的不良地段外,其它地段的地基承載力很好,地質(zhì)也良好。對于有淤泥層的地段,由于深度都在3m以內(nèi),一般通過清淤泥換填法進行處理。填料采用碎石土,石渣等,其上鋪0.5m的砂礫墊層土工隔柵。對于地質(zhì)條件差,且在路基范圍內(nèi)有少量

19、地下水滲出的土質(zhì)地段,邊坡采用護面墻進行防護。2.3 路基防護路基防護是確保道路全天候使用,使路基不致因地表流和氣候變化而失穩(wěn)的必要工程措施,是路基設(shè)計的主要項目之一。路基的防護的方法,一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。坡面防護主要有植物防護和工程防護兩類。對于土路堤的坡面鋪砌防護工程,最好待填土沉實或夯實后施工,并根據(jù)填料的性質(zhì)及分層情況決定防護方式。鋪砌的坡面應(yīng)預(yù)先整平,坑洼處應(yīng)填平夯實。沖刷防護有間接和直接防護兩類。對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段,可在沿河路基邊坡設(shè)砌石護坡、石籠和混凝土預(yù)制板等。(1)路堤邊坡防護路堤高度小于3米邊坡均直接撒草種防護;路堤高度大于

20、3米均采用方格網(wǎng)植草護坡,具體尺寸見圖紙路堤方格網(wǎng)植草防護圖。(2)路塹邊坡防護路塹高度小于3米邊坡均直接撒草種防護;路塹高度大于3米均采用人字形骨架植草護坡。2.4 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)擋土墻的用途擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。在公路工程中廣泛應(yīng)用于支擋路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。(2)擋土墻的類型及適用范圍擋土墻類型分類方法較多,一般以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類為主,常見的擋土墻形式有:重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式。按照墻的設(shè)置位置,擋土墻可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻。路肩墻或路堤墻設(shè)置在高填路堤或陡坡路堤的

21、下方,可以防止路基邊坡或基底滑動,確保路基穩(wěn)定,同時可以收縮填土坡腳,減少填方數(shù)量,減少拆遷和占地面積,以及保護臨近線路已有的重要建筑物。路塹擋土墻設(shè)置在塹坡底部,主要用于支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡,同時可減少挖方數(shù)量,降低邊坡高度。 2.5 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計路面設(shè)計應(yīng)包括路面結(jié)構(gòu)層原材料的選擇、混合料配合比設(shè)計設(shè)計參數(shù)的測試于確定,路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計算,路面結(jié)構(gòu)方案的比選等內(nèi)容,以及路面排水系統(tǒng)的設(shè)計和路肩加固等的設(shè)計.路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計除包括行車道部分的路面外、對高速公路、一般公路還應(yīng)包括路緣帶、硬路肩、加、減速車道、爬坡車道、緊急停車帶、匝道、收費站和服務(wù)區(qū)的路面設(shè)計 (1)路面設(shè)計的原則

22、 1.路面設(shè)計應(yīng)該根據(jù)路面使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件,密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗,進行路基路面綜合設(shè)計. 2.在滿足交通量和使用要求的前提下,應(yīng)遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護、節(jié)約投資的原則,進行路面設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟比較,選擇技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、有利于機械化、工廠化施工的路面結(jié)構(gòu)方案. 3.結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件,積極推廣成熟的科研成果,對行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)應(yīng)在路面設(shè)計方案中積極、慎重的加以運用. 4.路面設(shè)計方案應(yīng)注意環(huán)境保護和施工人員的健康和安全. 5.為提高路面工程質(zhì)量,應(yīng)推行機械化施工. 6.高速公路、一級公路不宜分期修建.(2) 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計1交通

23、分析 某該路段,路線所經(jīng)地區(qū),位于中國區(qū)域工程地質(zhì)的秦淮山工程地質(zhì)區(qū)和秦巴山地工程地質(zhì)區(qū)的交界,靠近秦巴山地工程地質(zhì)區(qū),屬陜西省祁連地層區(qū),紙房-洛南地層小區(qū)(區(qū)),大部為火成變質(zhì)巖山地,巖層為古生界雜巖,以粗粒花崗巖、變質(zhì)巖為主,其次分布有石灰?guī)r,巖性質(zhì)量較好,一般巖層較深處,可采集到級以上的石料。第四紀(jì)發(fā)生的巖層和近代堆積,以重堆積、殘積土壤為主,土質(zhì)為黃棕粘性土,受大氣和溫度的長期影響酸堿度為中或微,土質(zhì)為液限粘土呈密實狀態(tài),巖石風(fēng)化程度為中等,路線所經(jīng)地帶,土層覆蓋厚度約2.5米左右,土層中20% 為松土,80% 為普通土,50% 為硬土,巖層中10% 為軟石,70% 為次堅石,20%

24、 為堅石,在清江河發(fā)源處的分水嶺上,此處地質(zhì)良好。請設(shè)計合適的半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)。表5.1 某路段混合交通組成 代表車型小汽車越近NJ130 解放CA10B 菲亞特650E 東風(fēng)EQ140 太托拉 133比重(%)536521042 當(dāng)量換算的計算 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量換算 瀝青層底拉應(yīng)力: (4-1) 半剛性材料層底拉應(yīng)力: (4-2) 式中: N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/日) n1被換算車型的各級軸載作用次數(shù)(次/日) C1軸數(shù)系數(shù); C2被換算車型的輪組系數(shù); P標(biāo)準(zhǔn)軸載; Pi被換算車型的各級軸載; 當(dāng)軸間距大于3m時,應(yīng)按單獨的一個軸載計算,此時軸數(shù)系數(shù)為1; 當(dāng)軸間距小于3m時,按雙軸或多

25、軸計算,軸數(shù)系數(shù)按下式計算: (4-3) 式中: 輪組系數(shù),單輪組為6.4,雙輪組為,四輪組為0.38。前后軸重小于25KN不予計算,故由表4.2得:一二類車以及三類車的前軸重不予計算。瀝青層底拉應(yīng)力:由表4.1得:三類:C1=1.0 C2 =1.0 n3=22.04%*3012=663.84次/日四類:C1=1.0 C2=1.0 n4=9.01%*3012=271.38次日五類:C1=1.0 C2=1.0 n5=1.89%*3012=56.93次/日六類:C1=2.2 C2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日再由表4.2以及上面的公式得: 故, 半剛性材料層底拉應(yīng)力:由表4

26、.1得:三類:C1=1.0 C2 =1.0 n3=22.04%*3012=663.84次/日四類:C1=1.0 C2 =1.0 n4=9.01%*3012=271.38次日五類:C1=1.0 C2 =1.0 n5=1.89%*3012=56.93次/日六類:C1=1.0 C2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日再由表4.2以及上面的公式得: 故 再由下式分別求得累計當(dāng)量軸次 (4-4)式中:Ne設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次(次/車道); T設(shè)計年限; N1運營第一年雙向日平均當(dāng)量軸次(次/d); 設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率(%); 車道系數(shù),見表4.6表4.6 車道系

27、數(shù) 車道特征 車道系數(shù) 車道特征 車道系數(shù) 單車道 1.0 四車道 0.40.5雙車 道有分隔 0.5 六車道 0.30.4無分隔 0.60.7 由上表得: 所以, 4.2.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取AC16 4cmAC25 8cm二灰碎石 40cm二灰土 20cm土基圖4-1 擬定路面結(jié)構(gòu)圖表4.7擬定路面結(jié)構(gòu)參數(shù)表層位編號類型抗壓回彈模量厚度(cm)泊松比層間接觸關(guān)系彎沉計算應(yīng)力計算1中粒式瀝青砼1700180040.25連續(xù)2粗粒式瀝青砼1600120080.25連續(xù)3二灰穩(wěn)定集25連續(xù)4二灰土7002400200.25連續(xù)5土基30300.35連續(xù) 路面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)數(shù)(

28、方案數(shù)) 1 層位 層間條件 彈性模量 標(biāo)準(zhǔn)差 泊松比 厚度 層間系數(shù) 1 完全連續(xù) 1700.000 .000 .250 4.000 .000 2 完全連續(xù) 1600.000 .000 .250 8.000 .000 3 完全連續(xù) 1500.000 .000 .250 40.000 .000 4 完全連續(xù) 700.000 .000 .250 待設(shè)計 .000 5 30.000 .000 .350 - 荷載 垂直力 半徑 荷載位置 X Y 1 .7000 10.6500 .0000 .0000 2 .7000 10.6500 31.9500 .0000 - 設(shè)計彎沉與理論彎沉= .0357 .

29、0483 設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .4801 -.2673 考慮強度設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .4801 -.1386 考慮強度設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .3841 -.1379 考慮強度設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .3841 -.0918 考慮強度設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .3700 .1067 考慮強度設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .3700 .1114 考慮強度設(shè)計厚度 = 11.95 容許強度與計算強度= .1199 .1200 考慮強度設(shè)計厚度 = 17.5

30、1 容許強度與計算強度= .1199 .1200 考慮強度設(shè)計厚度 = 19.17通過以上結(jié)果可知,擬定的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足要求。5.1 道路排水設(shè)計路基排水目的和要求路基排水的目的在于確保路基能始終處于干燥、堅實和穩(wěn)定狀態(tài)。為此,應(yīng)盡可能將停滯在路基范圍內(nèi)的地表水迅速排除,并防止用地范圍以內(nèi)的地表水對路基的浸蝕和沖刷。路基設(shè)計時,必須考慮將影響路基穩(wěn)定性的地面水派粗豪和攔截于路基用地范圍以外,并防止地面漫流、滯積和下滲。路基施工時,應(yīng)該校核全線路排水系統(tǒng)的設(shè)計是否完備和妥善,必要時應(yīng)予以補充或修改,應(yīng)重視排水工程的質(zhì)量和使用效果。路基養(yǎng)護中,對排水設(shè)施應(yīng)定期檢查與維修,以保證排水設(shè)施正常使用,

31、水流暢通,并根據(jù)實際情況不斷改善路基排水條件。5.1.2路基排水設(shè)計一般原則1.排水設(shè)計要因地制宜、全面規(guī)劃、因勢利導(dǎo)、綜合整治、講究實效、注意經(jīng)濟,充分利用有利地形和自然水系。2.各種路基排水溝渠的設(shè)置,應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合,必要時可適當(dāng)增設(shè)涵管或加大涵管孔徑,以防農(nóng)業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性,并做到路基排水有利于農(nóng)田灌溉。3.設(shè)計前必須進行調(diào)查研究,查明水源與地質(zhì)條件,重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃,考慮路基排水與橋涵布置相配合,地面排水與地下排水相配合,各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合,做到綜合整治,分期修建。4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,盡量不破壞天然水系,不輕易合并

32、自然溝溪和改變水流性質(zhì),盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠,減少排水溝渠的防護和加固工程。5.路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況,注意就地取材,以防為主,既要穩(wěn)固適用,有必須講究經(jīng)濟效益。排水系統(tǒng)設(shè)計路面積水由2%路拱橫坡排出,經(jīng)坡面匯入全線貫通的邊溝,邊溝水排至原有的排水溝渠。中央分隔帶采用凸形,坡面雙向外傾,坡度4%;表面無鋪面,為防表面水下滲,設(shè)置縱向碎石盲溝,并隔一定間距通過橫向塑料排水管將中央分隔帶滲水排出路界。邊溝的縱坡度應(yīng)取0.5,邊溝出水口的間距,不超過500m,邊溝出口水的排放應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件以及橋涵水道位置,排引到路基范圍外、使之不沖刷路堤坡腳。 截水溝設(shè)在路

33、塹坡頂5m或路堤坡腳2m以外,截水溝長度控制在200m-500m內(nèi);超過500m時,在中間適宜位置處增設(shè)泄水口,由急流槽或急流管分流排引。5.1.4 排水結(jié)構(gòu)物設(shè)計 1)邊溝排水 (1)排水邊溝斷面尺寸確定 采用梯形漿砌片石明溝排水,砂漿勾縫,底寬0.6m,溝深0.6m,內(nèi)側(cè)邊坡坡度為1:1。 (2)設(shè)計徑流量 匯水長度取為最長挖方段長,從K1+319.30-K1+577.10,全長257.8m。溝底縱坡為0.5%,邊坡坡度取1:0.75,計算匯水面積時坡面流長為10.64m,路面全寬24.5m,路拱橫坡2%,其坡面流長為11.25m;中央分隔帶坡面流長1.0m,橫坡4%,假設(shè)匯流歷時(不包括

34、山坡匯流)為15min。 路界內(nèi)各項排水設(shè)施所需排泄的設(shè)計徑流量按下式計 Q=16.67qF (5-1)式中:Q設(shè)計徑流量,m3/s;q設(shè)計重現(xiàn)期和降雨歷時內(nèi)的平均降雨強度,mm/min;徑流系數(shù);F匯水面積,km2。q值在缺乏資料時,可利用標(biāo)準(zhǔn)降雨強度等值線圖和有關(guān)轉(zhuǎn)換系數(shù)按下式進行計算: (5-2)式中:q5,105年重現(xiàn)期和10min降雨歷時的標(biāo)準(zhǔn)降雨強度,查中國5年一遇10min降雨強度q5,10等值線圖,取q5,10=1.7mm/min;Cp重現(xiàn)期轉(zhuǎn)換系數(shù),查公路排水設(shè)計規(guī)范JTJ018-97中表3.0.7-1,取重現(xiàn)期為15年,則Cp =1.54;Ct降雨歷時轉(zhuǎn)換系數(shù),查公路排水設(shè)

35、計規(guī)范JTJ018-97中表3.0.7-2,取Ct =0.82;所以 q=1.54×1.7×0.82=2.147mm/min匯水面積F的計算瀝青混凝土路面匯水面積:F1=12.25×257.8=3158.05;路基邊坡匯水面積:F2=10.64×257.8=2744.3;碎落臺匯水面積:F3=1×257.8=257.8;截水溝到路塹邊坡的匯水面積:F4=1287.5;總匯水面積:F= F1+F2+ F3+F4=3158.05+2744.3+257.8+1287.57447.6查公路排水設(shè)計規(guī)范JTJ018-97中表,瀝青混凝土路面徑流系數(shù)=0.

36、95,細(xì)粒土坡面和路肩徑流系數(shù)=0.40.65,取0.5,陡峻的山地徑流系數(shù)=0.750.9,取0.8。平均徑流系數(shù)=(3158.05×0.95+2744.3×0.5+257.8×0.5+1287.5×0.8)/7447.6=0.742所以 (3)匯流歷時檢驗水力半徑邊溝設(shè)計溝深0.6 m,規(guī)范規(guī)定溝頂應(yīng)高出溝內(nèi)設(shè)計水面0.2m以上,所以取設(shè)計水面距溝底深0.4m,底寬為0.6m。所以 過水?dāng)嗝婷娣eA=(0.6+0.4+0.4+0.6)×0.4/2=0.4m2 濕周 水力半徑m平均流速溝、管內(nèi)平均流速按下式計算: (5-3)式中:n溝壁、管壁粗

37、糙系數(shù),漿砌片時明溝為0.025;R水力半徑,m;I水力坡度,取0.5%;所以 坡面匯流歷時按公式5-4進行計算: (5-4)式中:t坡面匯流歷時,min;Ls坡面流的長度,m;is坡面流的坡度,%;m1地表粗度系數(shù),瀝青路面和路肩取0.013,護坡道、路基邊坡取0.1。所以 中央分隔帶坡面匯流歷時:min路面坡面匯流歷時:min土路肩坡面匯流歷時:min路塹邊坡坡面匯流歷時:min溝、管內(nèi)匯流歷時按公式5-5計算: (5-5)式中:溝、管內(nèi)匯流歷時,min;n,i分段數(shù)和分段序號;li第i段長度,m;vi第i段平均流速,m/s。所以 邊溝內(nèi)的匯流歷時為:t6=220.59/(60×

38、1.19)=3.61min總匯流歷時所以 匯流歷時滿足要求。(4)流量檢驗設(shè)計邊溝的泄水能力按下式計算: Qc=vA (5-6)式中:Qc溝、管的泄水能力,m3/s;v溝、管內(nèi)的平均流速,m/s;A過水?dāng)嗝婷娣e,m2。所以 Qc=0.4×1.19=0.476m3/sQ=0.198m3/s滿足排水要求。6 結(jié)語通過此次畢業(yè)設(shè)計,我不僅把知識融會貫通,而且豐富了大腦,同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識,開拓了視野,認(rèn)識了將來電子的發(fā)展方向,使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。畢業(yè)設(shè)計是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè),他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用,

39、又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好開端,畢業(yè)設(shè)計是我對所學(xué)知識理論的檢驗與總結(jié),能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨立分析和解決問題的能力;是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè),從老師的角度來說,指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計是老師對學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。其次,畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)是老師檢驗其教學(xué)效果,改進教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量的絕好機會。畢業(yè)的時間一天一天的臨近,畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié),但是真的面對畢業(yè)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗,而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我

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