公路施工圖設(shè)計(jì)方案

摘要ABSTRACTn1緒論 -6- 路線設(shè)計(jì) -9- 8- 的關(guān)系 -40- 1緒論交通運(yùn)輸事業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈,是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)化、軍事等方面都有重要的作用和地位.世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展證明，要實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)公路運(yùn)輸作為其中最重要的運(yùn)輸方式之一，具有如下特點(diǎn)：機(jī)動(dòng)靈活,能迅速集中和分散貨物，做到直達(dá)運(yùn)輸，不需中轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)“庫(kù)到庫(kù)”的直接運(yùn)輸，社會(huì)效益明顯。運(yùn)輸方式,并顯示了廣闊的發(fā)展前景.耕地,分布有各種建筑設(shè)施，居民點(diǎn)較密,另外還分布有很多河塘。地形地貌并不路線經(jīng)過地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫暖、四季分明、雨量充沛、冬際出發(fā)進(jìn)行全面的分析論證。主要參考規(guī)范如下:2路線設(shè)計(jì)后綜合考慮平、縱面的合理安排.(1)選線應(yīng)根據(jù)公路的性質(zhì)和任務(wù),綜合考慮沿線國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和遠(yuǎn)景(2)在路線設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，應(yīng)運(yùn)用各種先進(jìn)手段對(duì)路線方案做深入、細(xì)致(3)路線設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車安全、舒適、快捷的前提下，做到工程量小、。(4)選線注意同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地,并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、(5)通過名勝、風(fēng)景、古跡地區(qū)的道路，應(yīng)注意保護(hù)原有自然狀態(tài)，其人(6)選線時(shí)應(yīng)對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測(cè)調(diào)查，查清其對(duì)道路工(7)選線應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)，注意由于道路修筑、汽車運(yùn)營(yíng)所產(chǎn)生的影響和一條道路的起點(diǎn)、終點(diǎn)確定之后，在起終點(diǎn)間有許多種路線選擇,選線的基本任務(wù)就是在眾多的方案中選出一條符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案。由此可見，選線是一個(gè)調(diào)查范圍由大到小，工作深度由粗到細(xì)的工作過程,都很強(qiáng)的工作。(1)平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相(3)除了滿足汽車行駛力學(xué)上的基本要求外，還應(yīng)該滿足駕駛員和乘客在視覺和心理上的要求.(4)保持平面線形的均衡與連貫：長(zhǎng)直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標(biāo)(6)應(yīng)避免連續(xù)急轉(zhuǎn)彎的線形，保證平曲線的足夠長(zhǎng)度并盡量選取較大的(7)路線設(shè)計(jì)是立體線形設(shè)計(jì),在選線時(shí)即應(yīng)考慮平、縱、橫面的相互組合與合理配合,避免將凸形豎曲線的頂部與凹形豎曲線的底部置于平曲線的起點(diǎn)或拐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.直線與圓曲線之間的連接.路線的行車平順性要求直線與曲線彼此協(xié)調(diào)，路線直、曲的變化應(yīng)緩和勻順，平面曲線的半徑、長(zhǎng)度與相鄰的直線長(zhǎng)度相適應(yīng)。指方向地平線處有明顯目標(biāo)時(shí)才允許采用長(zhǎng)直線段。(1)直線：曲率為零，汽車車身軸向與汽車行駛方向的夾角為零?，F(xiàn)代道路的平面線形正是由上述三種線形-—直線、圓曲線、和緩和曲線所不宜過長(zhǎng);農(nóng)田、河渠規(guī)整的線形；特長(zhǎng)、長(zhǎng)隧道或同向曲線的最短直線長(zhǎng)度以不小于6V為宜.對(duì)于低等級(jí)公路(V≤40km/h)在不小于行車速度(以km/h計(jì))的兩倍為宜。在受到限制的地點(diǎn)也可將兩反向緩kmh60403020線間最小值1209060度(m)點(diǎn)。在直線和圓曲線之間宜采用緩和曲線進(jìn)行過渡,消除視覺上的不連續(xù)感覺，設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)速度(km/h)12010080604030202001006530(m)(m)100705040(m)度100857050352520(m)外距(m)偏角長(zhǎng)(m)(m)LL3LL32240R2L2L4R2384R3L180緩和曲線角：=s02R切線長(zhǎng):T=(R+p)tga+q20180s2式中：a—轉(zhuǎn)角(°)；Ls—緩和曲線長(zhǎng)(m)；R—圓曲線半徑(m).2aa2縱斷面反映的是路線縱坡的變化以及路中線位置地面的起伏,還有設(shè)計(jì)線與表達(dá)出路線作為空間曲線而應(yīng)該具有的立體線形效果.線，再用橫斷面圖檢查和調(diào)整,確定縱坡值、豎曲線半徑，進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及計(jì)算設(shè)計(jì)高程及填挖高度.高等,確定合適路線的標(biāo)高以及各坡段的坡度和坡長(zhǎng)，再設(shè)計(jì)豎曲線。(1)應(yīng)該滿足縱坡以及豎曲線的各項(xiàng)規(guī)定?？v面線形要與地形相適應(yīng)，線形設(shè)計(jì)應(yīng)該平順、圓滑、在視覺保持連續(xù)，最主要的是保證行駛安全。點(diǎn)處要盡量設(shè)置大半徑豎曲線，并且盡量避免取限縱坡值，如有緩和坡段應(yīng)配合地形布設(shè),在埡口處縱坡要盡量放緩,還有越嶺線應(yīng)盡量避免設(shè)置反坡段(在升坡段中的下坡?lián)p失)?？v坡起伏也應(yīng)緩和、坡長(zhǎng)以及豎曲線長(zhǎng)短也應(yīng)適當(dāng).以上，并計(jì)入壅水高度以及浪高的影響;稻田低濕路段還應(yīng)要有最小填土高度的保證。對(duì)于橋梁的標(biāo)高，應(yīng)在橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率的洪水位以上。(4)縱斷面與平面的組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿足要求。縱斷面的設(shè)計(jì)應(yīng)與平面線形以線相協(xié)調(diào)(特別是要“平包豎”)以及半徑的均衡來確定縱斷面的設(shè)計(jì)線。線，要保持視覺上的連續(xù)性.(1)在視覺上能夠自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視線的連續(xù)性。(4)注意與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)與配合，避免使駕駛員產(chǎn)生駕駛疲勞，減緩其緊(1)小半徑的平曲線的起終點(diǎn)不得設(shè)在或接近凸型豎曲線的頂部或凹型豎(2)長(zhǎng)平曲線內(nèi)不得設(shè)置短的豎曲線；長(zhǎng)豎曲線內(nèi)不得設(shè)置短的平曲線。(3)避免凸型豎曲線的頂部或凹型豎曲線的底部與反向平曲線的拐點(diǎn)重合。(4)避免短的平曲線與短的凸型豎曲線組合。(5)避免駕駛者能在行駛視野內(nèi)看到兩個(gè)或兩個(gè)以上的平曲線或豎曲線。(6)避免平曲線與豎曲線錯(cuò)位的組合.(7)小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重合。(8)小半徑豎曲線不宜與回旋曲線相重合。(1)平曲線和豎曲線應(yīng)相互重合,且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線。這種組合是使包豎"。(3)明、暗彎與凹、凸豎曲線的組合。明彎與凹形曲線及凸形豎曲線的組合(1)縱坡縱坡設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要控制指標(biāo)，在地形起伏較大的地區(qū),最大縱坡的控制將直接影響路線的長(zhǎng)短、使用質(zhì)量、運(yùn)輸成本以及工程造價(jià)。表2.4最大縱坡表設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)速(km/h)最大縱坡(%)3456789大阻力需增大牽引力，若坡長(zhǎng)過長(zhǎng),汽車水箱可能出現(xiàn)開鍋、汽阻的情況,嚴(yán)重時(shí)還可能使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,使駕駛條件變壞；下坡行駛時(shí)，制動(dòng)次數(shù)增加，制動(dòng)器容最小縱坡：為保證路基的排水，防止水分滲入路基,特別是長(zhǎng)路塹、低填方(2)坡長(zhǎng)表2.3最小坡長(zhǎng)表設(shè)設(shè)計(jì)速度(km/h)高速公路(m)其他公路(m)各級(jí)公路的最大限制坡長(zhǎng)如下表.表2.4最大坡長(zhǎng)表設(shè)計(jì)速設(shè)計(jì)速度(km/h)3456789在縱斷面的設(shè)計(jì)中，豎曲線設(shè)計(jì)要受到許多因素限制,其中有三個(gè)因素決定③保證跨線橋下的視距要求.TTTT表2.5豎曲線最小半徑與豎曲線長(zhǎng)度設(shè)設(shè)計(jì)速度(km/h)徑(m)小半徑(m) (m)LL22PhQx1yoEx1L=R或R=LLRT==22x2xE=T2或E=R2=L=TR4LR切線長(zhǎng)T===38。43(m)22外距E===0。06(m)88道路的橫斷面,是指中線上各點(diǎn)的法向切面,它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所(1)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)行精心設(shè)計(jì),既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，又要經(jīng)濟(jì)合理。(2)路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度等外，還應(yīng)設(shè)置完善措(3)還應(yīng)結(jié)合路線和路面進(jìn)行設(shè)計(jì).選線時(shí),應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)(4)沿河及受水浸水淹路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀.(5)當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制,路基出于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀態(tài)不良時(shí),度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等.的依據(jù).橫斷面設(shè)計(jì),必須結(jié)合地形、地質(zhì)、水文等條件,本著節(jié)約用地的原則,選用3路基設(shè)計(jì)(km/h)一般路基值寬度最小 (m)值級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路222222(單) (雙)設(shè)計(jì)速設(shè)計(jì)速度(km/h)車道寬度(m)級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路設(shè)計(jì)速度(km/h)8060403020度(m)(m)為了利于路面橫向排水,將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，稱路拱。其在考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，選用不同的路拱坡度.高速公路由于其路面較寬，迅速排水尤其重要,所以此種公路處于降雨強(qiáng)度路拱橫坡度(%)黑色路面、整齊石塊1.5~2.5、不整齊石塊2.0~3。0碎、礫石等粒料路面重布置并采取相應(yīng)措施.邊溝的縱坡,除出水口附近外,通常與路線縱坡保持一致,速時(shí)應(yīng)對(duì)邊溝進(jìn)行加固。為抵消車輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力,將路面做成外側(cè)高于內(nèi)測(cè)表3.5各級(jí)公路圓曲線最大超高值一般地區(qū)(%)積雪冰凍地區(qū)(％)路68轉(zhuǎn)的過渡方式.土石方調(diào)配的目的是為確定填方用途的來源、挖方棄土的去向以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量等。通過調(diào)配,合理地解決路段土石方平衡與利用問題,使從路塹挖出的土石方，在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)下移挖作填，達(dá)到填方有所取，挖方有所用，避免不必要的路外借土和棄土,以減少占用耕地和降低公路造價(jià)。計(jì)采用積距法。圖，直接可在土石方表上進(jìn)行調(diào)配，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)潔,調(diào)配清晰，精度符合要(1)土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計(jì)算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)配前(2)弄清各樁號(hào)間路基填挖方情況并作橫向平衡，明確利用、填缺與挖余(3)在做縱向調(diào)配前，應(yīng)根據(jù)施工方法及可能采取的運(yùn)輸方式定出合理的(4)經(jīng)過縱向調(diào)配，如果仍有填缺或挖余，則應(yīng)會(huì)同當(dāng)?shù)卣畢f(xié)商確定借(5)調(diào)配完成后，應(yīng)分頁進(jìn)行閉合核算，核算公式為:路基邊坡穩(wěn)定的力學(xué)計(jì)算基本方法是分析失穩(wěn)滑動(dòng)體沿滑動(dòng)面上的下滑力RK=T路基防護(hù)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(jì)的主要項(xiàng)目之一。(1)坡面防護(hù)響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、碎裂、剝蝕演變進(jìn)程,從而保護(hù)路基邊坡(2)沖刷防護(hù)間接防護(hù)措施兩種形式。4路面設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是提供在特定的使用期限內(nèi)同所處環(huán)境相適應(yīng)并能承受與其交通荷載適用的路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu),便于改變道路行駛條件,提平整、抗滑、承載能力.剛性材料的基層、底基層進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算.(2)在滿足交通量和使用要求的的前提下，應(yīng)遵循“因地制宜、合理選材、結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),積極推廣成熟的科研成果,積極、謹(jǐn)慎運(yùn)用行之有(4)路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮沿線環(huán)境的保護(hù)、自然生態(tài)的平衡，有利于(5)為了確保工程質(zhì)量盡可能的選擇有利于機(jī)械化、工廠化施工的設(shè)計(jì)方(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,進(jìn)行交通量分析，確定公路等級(jí)和面層類型，車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度,確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù).(4)根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度，對(duì)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路，瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層,應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求.如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘測(cè)道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、使用各類廢棄物。必要時(shí)，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝?？刹捎脡勖芷谫M(fèi)用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。(1)面層磨，不透水;其表面還有良好的抗滑性和平整度。面層可由一層或多層組成；其要有：水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石混合料等。(2)基層小土基產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，阻止路基土擠入基層中,影響基層結(jié)構(gòu)的性能。修筑墊層的材料強(qiáng)度不一定要高,但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好,常用的材料有：砂、礫石、爐渣、水泥或石灰穩(wěn)定土等.多層彈性體系理論,以路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層彎拉應(yīng)力、半剛性及剛表4.1交通組成及代表車型技術(shù)參數(shù)前軸重(kN)后軸重(kN)交通量112131425161雙輪組我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。以BZZ—100表示，標(biāo)準(zhǔn)軸載P(kN)兩輪中心距(cm)稱輪胎接地壓力p(MPa)單輪當(dāng)量圓直徑d(cm)(1)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)，計(jì)算路面厚度及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力的累積12iPi=1式中:N—標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/日)；n—各種被換算車輛的作用次數(shù)(次/日)；iP—標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)；P—各種被換算車型的軸載(kN);i121表表4.3軸載當(dāng)量換算表(彎沉)n(次/日)iCCn(i)4.35次/日)P(kN)Ci11后軸11411111前軸13.55111前軸491112iPi=1C2111111P12iP車車道系數(shù)(n)0.40~0.500.30~0.40累計(jì)當(dāng)量軸次：路面的設(shè)計(jì)年限為12年。設(shè)計(jì)年限(12年)累計(jì)當(dāng)量軸次eY10.07(2)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí),累計(jì)當(dāng)量軸載。12iPi121表表4。5軸載當(dāng)量換算表(半剛性層底拉應(yīng)力)P(kN)C/i11后軸1141111111前軸491112iP2111111n(次/日)iC/C/n(i)8(次/日)12iPPeY10.07表4.6各層材料劈裂強(qiáng)度與容許拉應(yīng)力a容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土2粗粒式瀝青混凝土348%石灰土(1)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層拉應(yīng)力驗(yàn)算.decsB式中:l-—設(shè)計(jì)彎沉值(0.01mm)；deA路面為1。BcsmdecsB(2)各層材料容許拉應(yīng)力計(jì)算=spRksRsk=0.09N0.22e，瀝青混凝土面層,sAck=0.35N0.11e，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料，sAck=0.45N0.11e，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土。sAc則細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土:sAc1.2=sp==0.4MPaRk3.0ssAc0.8ssAc0.6=sp==0.3MPaRk2.0ssAc0.4Rk6s表5.7結(jié)構(gòu)層厚度及抗壓模量(MPa)0a(MPa)(MPa)00000mm層位12345(MPa)(3)由HPDS軟件設(shè)計(jì)得：按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:5橋梁設(shè)計(jì)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定提高一度設(shè)防;(1)橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理等要求,(2)方案選擇及布設(shè)除考慮結(jié)構(gòu)本身的合理性外,還應(yīng)注重與周圍景觀的(3)橋梁必須服從于整體設(shè)計(jì)，其平、縱面與公路線形相融合.(4)抓住平原區(qū)橋梁的特點(diǎn)，精心布跨,深入比選。(5)合理選擇橋位,確保方案比選深度，以控制工程規(guī)模，不遺漏可行方案。(6)橋梁方案選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)、施工工藝及工期，避免設(shè)計(jì)(7)合理布孔和橋孔分聯(lián)，充分考慮橋梁下部的剛度協(xié)調(diào)一致，達(dá)到最佳6公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系綠化設(shè)計(jì)使沿線美化工程滿足道路交通功能的需要，改善行車條件，使高速綠化工程設(shè)計(jì)方案可以突出當(dāng)?shù)厝宋木坝^及民俗特色，簡(jiǎn)單易行又節(jié)省投資的綠設(shè)計(jì)的總體要求應(yīng)在工程技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合園林、生態(tài)