太原至焦作段二級(jí)公路第一標(biāo)段設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)名稱土木工程年級(jí)班級(jí)道橋071班學(xué)生姓名指導(dǎo)教師河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二一一年六月十日太原焦作二級(jí)公路K0000K3000段設(shè)計(jì)文摘太原至焦作段二級(jí)公路第一標(biāo)段設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)為太原至焦作段二級(jí)公路第一標(biāo)段（K0000K3000）的設(shè)計(jì)，該路線全長(zhǎng)約2813M，設(shè)計(jì)車(chē)速60KM/H，雙向2車(chē)道，路基寬10M。全線共設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)角，兩個(gè)變坡點(diǎn)。在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)解決的主要項(xiàng)目包括公路等級(jí)的確定、路線方案擬定和比選、平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路基綜合排水設(shè)計(jì)、瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、碎石擠密樁處理軟土地基、工程概預(yù)算以及各部分內(nèi)容相關(guān)的表格和圖紙。本設(shè)計(jì)是結(jié)合地形圖及周邊的環(huán)境，按照設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)原則，對(duì)道路進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞二級(jí)公路；平曲線；縱斷面；橫斷面；瀝青路面ABSTRACTTHEDESIGNFORTHETAIYUANJIAOZUOSECTIONOFTHEFIRSTBIDOFSECONDARYROADSK0000K3000DESIGNTHEROUTELENGTHIS2813METERS,WITHADESIGNSPEED60KM/H,TWOWAY2LANES,ROADBED10METERSWIDEALLWAYSETTWOCORNERS,TWOCHANGINGSLOPEPOINTSINTHEDESIGN,THEMAINITEMSTOBEADDRESSEDINCLUDEDETERMINATIONOFROADGRADE,LINEPROGRAMMINGANDCOMPARISON,GRAPHICDESIGN,PROFILEDESIGN,CROSSSECTIONALDESIGN,ROADBEDDESIGN,INTEGRATEDDRAINAGEDESIGNSUBGRADE,ROADBEDOFASPHALTPAVEMENTLAYERDESIGN,SOFTGRAVELCOMPACTIONPILE,PROJECTBUDGETANDRELEVANTPARTSOFTHEFORMANDCONTENTOFDRAWINGTHEDESIGNISACOMBINATIONOFTOPOGRAPHICMAPSANDTHESURROUNDINGENVIRONMENT,INACCORDANCEWITHDESIGNSPECIFICATIONS,DESIGNPRINCIPLES,INTEGRATEDDESIGNOFROADSKEYWORDSSECONDARYROADSFLATCURVELONGITUDINALCROSSSECTIONALASPHALTPAVEMENT一、概述本次設(shè)計(jì)的公路是太原至焦作二級(jí)公路K0000K3000段，全長(zhǎng)2813米。該公路地處山區(qū)，地型起伏不大，地質(zhì)狀況良好。該地區(qū)長(zhǎng)期處于交通不良狀態(tài)，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地區(qū)原有公路線路已經(jīng)嚴(yán)重限制了該地區(qū)與外界經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系，影響了地區(qū)人民的經(jīng)濟(jì)生活水平的提高。此公路的建成將大大加強(qiáng)地區(qū)與地區(qū)之間，地區(qū)與外界之間的聯(lián)系，解決道路通行能力低的問(wèn)題，促進(jìn)該地區(qū)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)依附于物流的產(chǎn)業(yè)向公路周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)集中，促進(jìn)物流資源的有效配置，將大力推動(dòng)了商業(yè)、旅游等第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高人民生活水平，幫助群眾致富奔小康。二、路線經(jīng)過(guò)地區(qū)的自然條件21地理?xiàng)l件本設(shè)計(jì)的路段所在地區(qū)處于豫北地區(qū)，途經(jīng)當(dāng)?shù)刂匾r(nóng)業(yè)區(qū)。該地區(qū)兩側(cè)有高山，中部地勢(shì)平坦，屬于山區(qū)，高差相差不大。根據(jù)公路自然區(qū)劃的三級(jí)區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)和水熱平衡，此處地理位置屬于II區(qū)東部溫潤(rùn)季凍區(qū)。22地質(zhì)條件該地區(qū)以砂性土為主，土的分解稠度為089112。砂性土無(wú)塑性，透水性強(qiáng)，但是它的粘結(jié)性較小，易于松散，壓實(shí)困難。土顆粒較細(xì)，平均粒徑不大于010MM，屬細(xì)粒土。細(xì)粒土質(zhì)砂性土，粒徑組成接近最佳級(jí)配，遇水不粘著，不膨脹，雨天不泥濘，晴天不揚(yáng)塵，級(jí)配適宜，強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好，是理想的筑路材料。23水文條件本地區(qū)地下臨界水位一般為18M。河流為季節(jié)性河流。根據(jù)近十年來(lái)水文資料統(tǒng)計(jì)，年平均降雨天數(shù)為832天，年平均降雨量為8001200MM。冬季有降雪記錄。24氣候條件該地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。冬天氣溫較低，平均氣溫在5左右。夏季氣溫較高，平均氣溫在30以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，年平均無(wú)霜期達(dá)為280天。25植被及作物該地區(qū)是全國(guó)主要的農(nóng)作物產(chǎn)地，糧食作物有小麥、玉米、花生、大豆等，經(jīng)濟(jì)作物主要有棉花、油麥等。地域內(nèi)樹(shù)木主要以溫帶落葉樹(shù)木為主，楊樹(shù)、柳樹(shù)、榆樹(shù)等。三、公路等級(jí)確定本條公路的主要功能是為行車(chē)服務(wù)的，可以滿足各種大中型車(chē)輛的行駛，同時(shí)，緩解城鄉(xiāng)之間交通擁擠的狀況。公路建成后作為城鄉(xiāng)結(jié)合部混合交通量大的集散公路，與原有的道路構(gòu)成規(guī)劃完美路網(wǎng)，大大加強(qiáng)城鄉(xiāng)地區(qū)之間的地區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系。通過(guò)計(jì)算得出的設(shè)計(jì)交通量為6002輛/日，在500015000輛之間，符合二級(jí)公路的適應(yīng)能力。于是，確定該條公路的等級(jí)為二級(jí)。該設(shè)計(jì)路段長(zhǎng)度為2813M，設(shè)計(jì)年限為12年，設(shè)計(jì)速度為60KM/H。四、路線方案擬定和比選通過(guò)熟悉選線的原則、選線的方法步驟，結(jié)合沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件與主要技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)用，進(jìn)行路線方案的論證與比選，經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的比較后，確定一條技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，又能符合使用要求的設(shè)計(jì)方案。方案I以明星村為起點(diǎn)，以下梁鎮(zhèn)祚水區(qū)為終點(diǎn)，穿過(guò)農(nóng)田布線，線路總長(zhǎng)約2813M，設(shè)置兩處平曲線，其偏角分別為和，其中第一轉(zhuǎn)角圓曲14938“5436“線半徑R為700M，為80M，第二轉(zhuǎn)角圓曲線半徑R為400M，為80M。沿途經(jīng)過(guò)的村SLSL鎮(zhèn)有明星村、紅星村、下梁鎮(zhèn)紅衛(wèi)村等幾個(gè)主要村鎮(zhèn)。此外，該條路線離村鎮(zhèn)的距離比較近，占有一定量的農(nóng)田。沿途的通訊、電力等設(shè)施較為完備，與現(xiàn)有的102省道相接。方案II以明星村為起點(diǎn)，以下梁鎮(zhèn)祚水區(qū)為終點(diǎn)，沿乾佑河布線，線路總長(zhǎng)約2890M，設(shè)置兩處平曲線，其偏角分別為和，其中第一轉(zhuǎn)角圓曲2048165“8“線半徑R為700M，為80M，第二轉(zhuǎn)角圓曲線半徑R為500M，為80M。整條線路遠(yuǎn)遠(yuǎn)SLSL偏離村鎮(zhèn)，占有少量的農(nóng)田。經(jīng)過(guò)的地區(qū)多為沙地，此外，沿途的電力、電訊設(shè)施也不完備。通過(guò)比選，最終確定方案I為可行方案。五、平面設(shè)計(jì)平面線形設(shè)計(jì)主要包括直線、緩和曲線和圓曲線的線形組合設(shè)計(jì)和線形要素計(jì)算。通過(guò)平面設(shè)計(jì)，所得的設(shè)計(jì)成果主要有路線平面設(shè)計(jì)圖，直線、曲線及轉(zhuǎn)角表，逐樁坐標(biāo)表。本線路設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角處設(shè)置曲線半徑分別為700M和400M。兩段曲線均設(shè)置緩和曲線，兩處緩和曲線段長(zhǎng)度都設(shè)為80M。六、公路縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)是道路設(shè)計(jì)重要的組成部分?？v斷面設(shè)計(jì)原則如下（1）縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線形設(shè)計(jì)應(yīng)平順、圓滑、視覺(jué)連續(xù)，保證行駛安全。（2）縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線長(zhǎng)短適當(dāng)、以及填挖平衡。（3）平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿足“平包豎”的要求。（4）視覺(jué)上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)的連續(xù)性。為使縱坡實(shí)際經(jīng)濟(jì)合理，必須在全面掌握勘測(cè)基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過(guò)綜和分析定出實(shí)際縱坡。七、橫斷面設(shè)計(jì)公路的橫斷面設(shè)置雙向雙車(chē)道，路基寬度為10M，行車(chē)道寬35M，兩側(cè)硬路肩寬度為1220M，土路肩的寬度為0521M。瀝青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均為12，故取路拱坡度為2；路肩橫向坡度一般應(yīng)較路面橫向坡度大12，故取路肩橫向坡度為3，路拱坡度采用雙向坡面，由路中央向兩側(cè)傾斜。八、路基設(shè)計(jì)路基設(shè)計(jì)，通常包括路基基身、排水、防護(hù)與加固等方面。路基基身設(shè)計(jì)，主要涉及填料選擇、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、路基邊坡及地基要求等問(wèn)題。一般路基是指在一般地質(zhì)與水文等條件下的路基。其橫斷面可直接參照現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定或者標(biāo)準(zhǔn)圖，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。九、路面設(shè)計(jì)路面是設(shè)置在路基底部的淺槽內(nèi)，有一層或多層（面層、基層和墊層）組成。路面可直接承受上部行車(chē)荷載，并傳至路基。路面種類有柔性路面、剛性路面和半剛性路面。根據(jù)公路的使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)采用瀝青路面。路面設(shè)計(jì)包括原材料的選擇、混合料配合比設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試與確定，路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計(jì)算，以及路面結(jié)構(gòu)的方案比選等內(nèi)容。本道路路面采用瀝青混凝土路面，我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。瀝青路面的設(shè)計(jì)方法采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性體系理論，以路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層彎拉應(yīng)力、半剛性材料層彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)。十、碎石擠密樁處理軟土地基碎石擠密樁加固砂土、粉土地基，可使地基的承載力增加，沉降量減少，防止地震液化的發(fā)生。在軟粘土地基中，碎石樁承受荷載后產(chǎn)生徑向變形，并引起周?chē)承酝廉a(chǎn)生被動(dòng)抗力，如果軟粘土的強(qiáng)度過(guò)低，不能使碎石樁得到所需的軟粘土的徑向支持力，那么就達(dá)不到加固的目的。故碎石樁適用于不排水抗剪強(qiáng)度不小于20KPA的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土地基。十一、工程概算工程概算是決定工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)價(jià)值的綜合文件，是基本建設(shè)管理工作中的重要環(huán)節(jié)。概預(yù)算設(shè)計(jì)成果主要有總預(yù)算匯總表，總預(yù)算人工、主要材料、機(jī)械臺(tái)班數(shù)量匯總表，總預(yù)算表，建筑安裝工程費(fèi)計(jì)算表，其他直接費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)費(fèi)及間接費(fèi)綜合費(fèi)率計(jì)算表，設(shè)備、工具、器具購(gòu)置費(fèi)計(jì)算表，工程建設(shè)其他費(fèi)用及回收金額計(jì)算表，人工、材料、機(jī)械單價(jià)匯總表。十二、總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)自身綜合應(yīng)用所學(xué)的道路基礎(chǔ)理論的培養(yǎng)，也是進(jìn)行道路工程設(shè)計(jì)或科學(xué)研究的綜合訓(xùn)練，是前面各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓寬，是培養(yǎng)自身綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的重要階段。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容全面地包含了交通土建專業(yè)所學(xué)知識(shí)，是一次全面的設(shè)計(jì)演練。同時(shí)，設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容具有相當(dāng)?shù)纳疃群碗y度，是對(duì)設(shè)計(jì)人員的一次綜合考核。設(shè)計(jì)過(guò)程中以設(shè)計(jì)規(guī)范為準(zhǔn)繩，嚴(yán)格控制各設(shè)計(jì)內(nèi)容滿足規(guī)范和相關(guān)條例的要求。十三、參考資料1交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD302004）北京人民交通出版社，2004年2交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD302004）北京人民交通出版社，2004年3交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTDB012003）北京人民交通出版社，2004年4交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0342000）北京人民交通出版社，2003年5交通部行