道路工程畢業(yè)設計說明書

1、編號：（ ）字 號本科生畢業(yè)設計設計題目：洛南公路B6標段道路設計專 題：煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析姓 名：學 號：班 級：二一二年六月中 國 礦 業(yè) 大 學本科生畢業(yè)設計姓 名：學 號：學 院：力學與建筑工程學院專 業(yè)：土木工程專業(yè)（交通土建）設計題目：洛南公路B6標段道路設計專 題：煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析指導教師：職 稱：教 授二一二年六月 徐州中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書學院 力學與建筑工程 專業(yè)年級學生姓名 任務下達日期： 2012年 1 月 2 日畢業(yè)設計日期： 2012年 2 月 20 日至 2012 年 6 月 12 日畢業(yè)設計題目：洛南公路B6標段道路

2、設計畢業(yè)設計專題題目：煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：畢業(yè)設計由一般部分、專題部分和專業(yè)外語翻譯三部分組成。一般部分為洛南公路B6標段道路設計，主要內(nèi)容為：路線方案比選，路線平面設計，路線縱斷面設計、路線橫斷面設計、路基路面結(jié)構(gòu)設計、排水設計、橋涵方案設計和工程量概算。專題為“煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析”，主要內(nèi)容為在綜述和分析我國高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型及其在煤礦塌陷區(qū)分布現(xiàn)狀的基礎上，重點闡述煤礦塌陷對高速公路路面結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律、路面結(jié)構(gòu)選型特點、適用性和存在的問題，結(jié)合實例加以論述。外語翻譯要求道橋方面的科技論文，不少于3000漢字。要求畢業(yè)設計

3、獨立完成，提交有計算機處理的畢業(yè)設計說明書一份，其中1/3內(nèi)容為手寫，計算機繪制圖紙4張，手繪圖紙1張。院長簽字： 指導教師簽字：中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答

4、辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學院領(lǐng)導小組綜合評定成績：學院領(lǐng)導小組負責人： 年 月 日摘 要本畢業(yè)設計主要包括三個部分，第一部分是洛南公路B6標

5、段道路設計；第二部分是專題部分，煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析；第三部分是英文翻譯部分。在第一部分洛南公路B6標段道路設計中，根據(jù)所給的實地地形圖，進行道路的平面、縱斷面、橫斷面、路基路面、排水和工程量的設計和計算，并對道路施工方法和應注意的問題進行分析和總結(jié)。第二部分是專題部分，內(nèi)容是煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析，針對礦區(qū)的采空塌陷區(qū)工程地質(zhì)特征進行調(diào)查研究,以至于通過力學分析、工程實踐及目前的研究成果，分析和總結(jié)出一套針對煤礦采空塌陷區(qū)切實可行的路面結(jié)構(gòu)設計施工方案 第三部分是英文翻譯部分，內(nèi)容是通過比較各種數(shù)據(jù)分析的聚類方法來進行道路分組,旨在估計年平均日交通量。關(guān)鍵詞

6、：道路設計； 路面結(jié)構(gòu)； 采空塌陷； 聚類分析PAGE ABSTRACTThis graduation design mainly includes three parts. Specially, the first part introduces the road design in the B6 tenders in the area of Luo Nan. The second part is special subject, which is the analysis of highway pavement structure of coal mine area type select

7、ion. And the final part is English translation.In the first part, based on the given field topographic maps, road plane, longitudinal, cross-section, sub grade and pavement, drainage and engineering the amount of design and calculation, and road construction methods and paid attention to the problem

8、s which are analyzed and summarized.The second part is a special part of the Mine Subsidence Area highway pavement structure type selection analysis, conduct research, and that through the mechanical analysis, engineering practice and research, and analysis for engineering geological characteristics

9、 of the mine and summarize a set of practical and feasible for the coal mined area pavement structure design and construction program.The third part is the English translation of the road grouping, aimed at the estimated annual average daily traffic volume data analysis through the comparison of dif

10、ferent clustering methods.Keyword: road design； Pavement structure； Mining subsidence； Clustering analysis目 錄第一部分 洛南公路B6標段道路設計 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc326929848 1 設計資料 PAGEREF _Toc326929848 h 1 HYPERLINK l _Toc326929849 1.1 設計原始資料 PAGEREF _Toc326929849 h 1 HYPERLINK l _Toc326929850 1.1.1 地形、

11、地貌 PAGEREF _Toc326929850 h 1 HYPERLINK l _Toc326929851 1.1.2 地質(zhì)、地震、氣候、水文等自然地理特征 PAGEREF _Toc326929851 h 1 HYPERLINK l _Toc326929852 1.1.3 沿線筑路材料、水、電等建設條件 PAGEREF _Toc326929852 h 3 HYPERLINK l _Toc326929853 1.1.4 交通量資料 PAGEREF _Toc326929853 h 3 HYPERLINK l _Toc326929854 1.2 設計依據(jù) PAGEREF _Toc326929854

12、 h 4 HYPERLINK l _Toc326929855 2 路線設計 PAGEREF _Toc326929855 h 5 HYPERLINK l _Toc326929856 2.1道路技術(shù)等級確定 PAGEREF _Toc326929856 h 5 HYPERLINK l _Toc326929857 2.2 路線方案擬定和比選 PAGEREF _Toc326929857 h 5 HYPERLINK l _Toc326929858 2.2.1 選線原則 PAGEREF _Toc326929858 h 5 HYPERLINK l _Toc326929859 2.2.2山嶺區(qū)選線要點 PAGE

13、REF _Toc326929859 h 6 HYPERLINK l _Toc326929860 2.2.3方案選擇 PAGEREF _Toc326929860 h 6 HYPERLINK l _Toc326929861 2.3 道路技術(shù)標準確定 PAGEREF _Toc326929861 h 9 HYPERLINK l _Toc326929862 2.4 道路平面設計 PAGEREF _Toc326929862 h 9 HYPERLINK l _Toc326929863 2.4.1 平面線形設計一般原則 PAGEREF _Toc326929863 h 9 HYPERLINK l _Toc326

14、929864 2.4.2 平面幾何要素確定 PAGEREF _Toc326929864 h 10 HYPERLINK l _Toc326929865 2.4.3 平面線形設計成果 PAGEREF _Toc326929865 h 12 HYPERLINK l _Toc326929866 2.5 道路縱斷面設計 PAGEREF _Toc326929866 h 16 HYPERLINK l _Toc326929867 2.5.1 道路縱斷面設計原則 PAGEREF _Toc326929867 h 17 HYPERLINK l _Toc326929868 2.5.2 豎曲線要素計算 PAGEREF _

15、Toc326929868 h 17 HYPERLINK l _Toc326929869 2.5.3平縱組合設計 PAGEREF _Toc326929869 h 18 HYPERLINK l _Toc326929870 2.5.4縱斷面線形設計成果 PAGEREF _Toc326929870 h 18 HYPERLINK l _Toc326929871 3 道路橫斷面設計和路基設計 PAGEREF _Toc326929871 h 23 HYPERLINK l _Toc326929872 3.1 橫斷面布置及超高 PAGEREF _Toc326929872 h 23 HYPERLINK l _To

16、c326929873 3.1.1橫斷面布置 PAGEREF _Toc326929873 h 23 HYPERLINK l _Toc326929874 3.1.2 超高 PAGEREF _Toc326929874 h 23 HYPERLINK l _Toc326929875 3.2 路基設計 PAGEREF _Toc326929875 h 26 HYPERLINK l _Toc326929876 3.2.1 一般路基設計 PAGEREF _Toc326929876 h 26 HYPERLINK l _Toc326929877 3.2.2 穩(wěn)定性分析 PAGEREF _Toc326929877 h

17、 29 HYPERLINK l _Toc326929878 3.2.3 路基壓實標注和壓實度 PAGEREF _Toc326929878 h 29 HYPERLINK l _Toc326929879 3.3 路基施工要求 PAGEREF _Toc326929879 h 29 HYPERLINK l _Toc326929880 3.3.1 填石路基施工 PAGEREF _Toc326929880 h 29 HYPERLINK l _Toc326929881 3.3.2 挖方路基施工 PAGEREF _Toc326929881 h 31 HYPERLINK l _Toc326929882 3.4

18、軟基處理 PAGEREF _Toc326929882 h 31 HYPERLINK l _Toc326929883 4、路面結(jié)構(gòu)設計 PAGEREF _Toc326929883 h 32 HYPERLINK l _Toc326929884 4.1 路面類型及結(jié)構(gòu)層組合 PAGEREF _Toc326929884 h 32 HYPERLINK l _Toc326929885 4.1.1 初步考慮及路面類型確定 PAGEREF _Toc326929885 h 32 HYPERLINK l _Toc326929886 4.1.2 方案比選 PAGEREF _Toc326929886 h 33 HYP

19、ERLINK l _Toc326929887 4.2 路面結(jié)構(gòu)層組成設計 PAGEREF _Toc326929887 h 33 HYPERLINK l _Toc326929888 4.2.1 基層組成設計 PAGEREF _Toc326929888 h 33 HYPERLINK l _Toc326929889 4.2.2 面層組成設計 PAGEREF _Toc326929889 h 34 HYPERLINK l _Toc326929890 4.3 路面結(jié)構(gòu)層厚度確定 PAGEREF _Toc326929890 h 37 HYPERLINK l _Toc326929891 4.3.1 交通量計算

20、 PAGEREF _Toc326929891 h 37 HYPERLINK l _Toc326929892 4.3.2 確定土基回彈模量E0 PAGEREF _Toc326929892 h 38 HYPERLINK l _Toc326929893 4.3.3 擬定路面結(jié)構(gòu)及參數(shù) PAGEREF _Toc326929893 h 38 HYPERLINK l _Toc326929894 4.3.4 計算設計彎沉值 PAGEREF _Toc326929894 h 39 HYPERLINK l _Toc326929895 4.3.5 計算容許彎拉應力 PAGEREF _Toc326929895 h 3

21、9 HYPERLINK l _Toc326929896 4.3.6 按容許彎沉計算路面厚度 PAGEREF _Toc326929896 h 40 HYPERLINK l _Toc326929897 4.3.7 驗算彎拉應力 PAGEREF _Toc326929897 h 41 HYPERLINK l _Toc326929898 4.3.8 路面方案最終確定 PAGEREF _Toc326929898 h 43 HYPERLINK l _Toc326929899 4.4 路面施工要求 PAGEREF _Toc326929899 h 44 HYPERLINK l _Toc326929900 4.4

22、.1 瀝青混凝土施工技術(shù)要求 PAGEREF _Toc326929900 h 44 HYPERLINK l _Toc326929901 4.4.2水泥穩(wěn)定碎石施工要求 PAGEREF _Toc326929901 h 47 HYPERLINK l _Toc326929902 4.4.3二灰土施工要求 PAGEREF _Toc326929902 h 48 HYPERLINK l _Toc326929903 4.4.4路面施工步驟及施工工藝 PAGEREF _Toc326929903 h 49 HYPERLINK l _Toc326929904 5 道路排水設計及橋涵、隧道方案設計 PAGEREF

23、_Toc326929904 h 51 HYPERLINK l _Toc326929905 5.1 道路排水設計 PAGEREF _Toc326929905 h 51 HYPERLINK l _Toc326929906 5.1.1路基排水目的和要求 PAGEREF _Toc326929906 h 51 HYPERLINK l _Toc326929907 5.1.2路基排水設計一般原則 PAGEREF _Toc326929907 h 51 HYPERLINK l _Toc326929908 5.1.3排水系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc326929908 h 51 HYPERLINK l _To

24、c326929909 5.1.4 排水結(jié)構(gòu)物設計 PAGEREF _Toc326929909 h 52 HYPERLINK l _Toc326929910 5.2 橋涵方案設計 PAGEREF _Toc326929910 h 59 HYPERLINK l _Toc326929911 5.2.1 橋涵設計的基本要求 PAGEREF _Toc326929911 h 59 HYPERLINK l _Toc326929912 5.2.2 設計方案 PAGEREF _Toc326929912 h 59 HYPERLINK l _Toc326929913 5.3 隧道方案設計 PAGEREF _Toc32

25、6929913 h 60 HYPERLINK l _Toc326929914 5.3.1 隧道斷面尺寸 PAGEREF _Toc326929914 h 60 HYPERLINK l _Toc326929915 5.3.2隧道洞口及襯砌設計 PAGEREF _Toc326929915 h 60 HYPERLINK l _Toc326929916 6 道路工程量計算 PAGEREF _Toc326929916 h 62 HYPERLINK l _Toc326929917 6.1 路基土石方量計算 PAGEREF _Toc326929917 h 62 HYPERLINK l _Toc32692991

26、8 6.2 路面工程量計算 PAGEREF _Toc326929918 h 64第二部分 煤礦塌陷區(qū)高速公路路面結(jié)構(gòu)類型選型分析 HYPERLINK l _Toc326929919 1 引言 PAGEREF _Toc326929919 h 65 HYPERLINK l _Toc326929920 2 公路沿線采空區(qū)分布與工程地質(zhì)特征 PAGEREF _Toc326929920 h 65 HYPERLINK l _Toc326929921 2. 1 東部礦區(qū) PAGEREF _Toc326929921 h 65 HYPERLINK l _Toc326929922 2.1.1 小窯采空區(qū)作為采空區(qū)

27、中一典型類型,主要具有以下特點: PAGEREF _Toc326929922 h 66 HYPERLINK l _Toc326929923 2. 2 西部礦區(qū) PAGEREF _Toc326929923 h 66 HYPERLINK l _Toc326929924 2. 3 北部礦區(qū) PAGEREF _Toc326929924 h 66 HYPERLINK l _Toc326929925 2. 4煤礦采空塌陷區(qū)發(fā)展趨勢預測 PAGEREF _Toc326929925 h 67 HYPERLINK l _Toc326929926 3 采空塌陷區(qū)公路災害類型與特點 PAGEREF _Toc3269

28、29926 h 67 HYPERLINK l _Toc326929927 3. 1 路基病害 PAGEREF _Toc326929927 h 67 HYPERLINK l _Toc326929928 3. 2路面病害 PAGEREF _Toc326929928 h 67 HYPERLINK l _Toc326929929 3. 3 橋梁病害 PAGEREF _Toc326929929 h 68 HYPERLINK l _Toc326929930 3. 4 隧道病害 PAGEREF _Toc326929930 h 68 HYPERLINK l _Toc326929931 4 公路采空區(qū)災害防治對

29、策 PAGEREF _Toc326929931 h 68 HYPERLINK l _Toc326929932 4. 1 路線方案比選 PAGEREF _Toc326929932 h 68 HYPERLINK l _Toc326929933 4. 2 災害勘察與穩(wěn)定性評價 PAGEREF _Toc326929933 h 68 HYPERLINK l _Toc326929934 4. 3 治理措施 PAGEREF _Toc326929934 h 69 HYPERLINK l _Toc326929935 4. 3. 1 繞避方案 PAGEREF _Toc326929935 h 69 HYPERLIN

30、K l _Toc326929936 4. 3. 2 修筑過渡路段或維修處理方案 PAGEREF _Toc326929936 h 69 HYPERLINK l _Toc326929937 4. 3. 3 地基處理措施 PAGEREF _Toc326929937 h 69 HYPERLINK l _Toc326929938 4. 3. 4 路基路面處理措施 PAGEREF _Toc326929938 h 69 HYPERLINK l _Toc326929939 4. 3. 5 橋跨或板跨方案 PAGEREF _Toc326929939 h 69 HYPERLINK l _Toc326929940

31、5 高等級公路路基不均勻沉降對瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響分析 PAGEREF _Toc326929940 h 70 HYPERLINK l _Toc326929941 5.1 路基不均勻沉降對路面結(jié)構(gòu)的影響有限元分析 PAGEREF _Toc326929941 h 70 HYPERLINK l _Toc326929942 5.2 路基不均勻沉降對路面附加應力的最大值的影響與計算 PAGEREF _Toc326929942 h 71 HYPERLINK l _Toc326929943 5.2.1 最大差異沉降值對路表面附加應力的最大值的影響 PAGEREF _Toc326929943 h 71 HYPE

32、RLINK l _Toc326929944 5.2.2 面層模量E1對對路表面附加應力的最大值的影響 PAGEREF _Toc326929944 h 71 HYPERLINK l _Toc326929945 5.2.3 其他參數(shù)對的影響 PAGEREF _Toc326929945 h 71 HYPERLINK l _Toc326929946 5.2.4 的近似計算 PAGEREF _Toc326929946 h 71 HYPERLINK l _Toc326929947 5.2.5 考慮松弛對計算結(jié)果的影響 PAGEREF _Toc326929947 h 72 HYPERLINK l _Toc3

33、26929948 5.2.6 臺背處路表面容許差異沉降值的探討 PAGEREF _Toc326929948 h 72 HYPERLINK l _Toc326929949 5.3 總結(jié) PAGEREF _Toc326929949 h 73 HYPERLINK l _Toc326929950 6 不同路面結(jié)構(gòu)對地基不均勻沉降的適應性研究 PAGEREF _Toc326929950 h 74 HYPERLINK l _Toc326929951 6.1 計算模型與參數(shù) PAGEREF _Toc326929951 h 74 HYPERLINK l _Toc326929952 6.1.1 路面結(jié)構(gòu)計算模型

34、 PAGEREF _Toc326929952 h 74 HYPERLINK l _Toc326929953 6.1.2 路面結(jié)構(gòu)計算參數(shù) PAGEREF _Toc326929953 h 75 HYPERLINK l _Toc326929954 6.1.3 軟土地基模型參數(shù) PAGEREF _Toc326929954 h 75 HYPERLINK l _Toc326929955 6.2 路面結(jié)構(gòu)設計 PAGEREF _Toc326929955 h 75 HYPERLINK l _Toc326929956 6.3 路面結(jié)構(gòu)力學響應分析 PAGEREF _Toc326929956 h 76 HYPE

35、RLINK l _Toc326929957 6.3.1 竣工15 a后路堤的沉降 PAGEREF _Toc326929957 h 76 HYPERLINK l _Toc326929958 6.3.2 路面結(jié)構(gòu)層底面的附加應力 PAGEREF _Toc326929958 h 77 HYPERLINK l _Toc326929959 6.3.3 路面結(jié)構(gòu)層底面的荷載應力 PAGEREF _Toc326929959 h 77 HYPERLINK l _Toc326929960 6.3.4 路面結(jié)構(gòu)層底面的拉應力 PAGEREF _Toc326929960 h 78 HYPERLINK l _Toc3

36、26929961 6.4 路面結(jié)構(gòu)的適應性評價 PAGEREF _Toc326929961 h 78 HYPERLINK l _Toc326929962 6.4.1 路面結(jié)構(gòu)對軟土地基的適應性 PAGEREF _Toc326929962 h 78 HYPERLINK l _Toc326929963 6.5 結(jié)論 PAGEREF _Toc326929963 h 79 HYPERLINK l _Toc326929964 7 塌陷區(qū)抗變形公路路面結(jié)構(gòu)示例 PAGEREF _Toc326929964 h 79 HYPERLINK l _Toc326929965 7.1 抗變形公路路面結(jié)構(gòu)概述 PAGE

37、REF _Toc326929965 h 79 HYPERLINK l _Toc326929966 7.2 具體實施方式 PAGEREF _Toc326929966 h 79 HYPERLINK l _Toc326929967 8 結(jié)論與建議 PAGEREF _Toc326929967 h 81 HYPERLINK l _Toc326929968 參考文獻 PAGEREF _Toc326929968 h 83 HYPERLINK l _Toc326929969 附錄1： PAGEREF _Toc326929969 h 85第三部分 英文翻譯部分 HYPERLINK l _Toc326929970

38、 翻譯部分 PAGEREF _Toc326929970 h 91 HYPERLINK l _Toc326929971 致 謝 PAGEREF _Toc326929971 h 107第一部分洛南公路B6標段道路設計 中國礦業(yè)大學2012屆本科生畢業(yè)設計 第 PAGE 67 頁 1 設計資料1.1 設計原始資料1.1.1 地形、地貌路線區(qū)位于南秦嶺東段山區(qū)，北部為中低山，南部為低山丘陵和河谷階地，地勢總體北高南低，地形起伏較大，海拔在650-1460m之間，相對高差約800m。地貌單元可劃分為流水切割褶皺-斷塊中山地貌，流水侵蝕、剝蝕-斷塊低山地貌，剝蝕低山-丘陵地貌和河谷階地地貌四種類型。流水切

39、割褶皺-斷塊中山地貌單元位于楊巖至下官坊段，山脊線連續(xù)，山坡多為陡坡，溝谷狹窄，多呈V型，局部呈U型，海拔820-1460m，相對高差350-500m；流水侵蝕、剝蝕-斷塊低山地貌單元位于下官坊至王家坪段，山坡多為陡坡和中坡，溝谷較狹窄，多呈U型，海拔680-1300m，相對高差280-350m；剝蝕低山-丘陵地貌單元位于王家坪至高家村段，山嶺低緩，山坡多為緩坡，溝谷呈U型，海拔670-880m，相對高差110-220m；河谷階地地貌單元位于高家村至趙家村段，地形開闊平緩，河床較寬，一、二級階地發(fā)育，海拔650-780m，相對高差20-30m。1.1.2 地質(zhì)、地震、氣候、水文等自然地理特征(

40、1) 地層巖性路線區(qū)出露第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)，第三系下統(tǒng)山陽組，泥盆系上統(tǒng)桐峪釋寺組、下統(tǒng)青石埡組和池溝組、牛耳川組地層。(2) 地質(zhì)構(gòu)造路線區(qū)位于秦嶺復合造山帶中段南秦嶺造山帶構(gòu)造單元，北側(cè)為北秦嶺造山帶，兩構(gòu)造單元以黑山斷裂為界。屬南北秦嶺造山帶拼接段和南秦嶺造山帶內(nèi)，褶皺、斷裂發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復雜。南秦嶺造山帶由新元古界耀領(lǐng)河巖組變質(zhì)過度基底和震旦系石炭系沉積蓋層組成，基底為太古界。巖漿活動較發(fā)育，以海西期閃長巖、印支期花崗巖為主。為疊瓦式推覆褶皺構(gòu)造帶。斷裂構(gòu)造以東西向為主，北西向、北東向次之，南北向局部發(fā)育。路線區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造有東西緯向構(gòu)造體系、南北向構(gòu)造和山陽紅盆地。東西

41、緯向構(gòu)造體系是區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造，其次級構(gòu)造單元包括三十里鋪斷褶帶、廟咀子-扁石河斷裂-巖漿巖帶和西蘆山-桐峪寺復式向斜。主要斷裂有廟咀子-西牛槽(老)斷裂帶、廟咀子-扁石河斷裂帶、沙河灣-九臺字斷褶帶、劉嶺槽-黑山斷裂帶和碾盤村-晚陽溝斷裂，主要褶皺有王莊-桐峪寺褶皺帶和崔家溝-九岔溝褶皺帶。南北向構(gòu)造主要位于路線區(qū)西側(cè)，包括原子街-耳扒溝帶、大圣嶺-雷家溝斷裂帶、大圣嶺-馮家溝斷裂帶和掃帚溝-韓家山溝向斜。山陽紅盆地位于山陽縣河南北，盆地經(jīng)喜山運動隆起，形成寬緩褶曲。(3)工程地質(zhì)該區(qū)屬秦嶺造山帶，地質(zhì)單元多，構(gòu)造活動強烈，晚近構(gòu)造作用，使秦嶺山脈不斷抬升，河谷切割加劇，地勢陡峻，地貌類型復雜

42、，巖體類型多樣，穩(wěn)定性差。由于自然條件差異，本區(qū)基巖區(qū)風化程度高，基巖表層破碎強烈，松散堆積層非常廣泛，構(gòu)成滑坡、泥石流等自然災害多發(fā)區(qū)，并具有活動性強、頻次高、危害大等特點。沿線的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有崩塌、滑坡、泥石流、軟弱地基等類型。(4) 水文地質(zhì)路線區(qū)除下桃源2#隧道屬丹江流域麻池河水系外，其余隧道屬漢江流域金錢河水系，涉線的主要河流為麻池河、西河、甘河和縣河，縣河為金錢江支流，發(fā)源于山陽縣鵑嶺，由東向西匯聚桐木溝河、甘河、西河、峒峪河后，在色河鋪附近與二峪河相匯，折而向南匯入金錢河。西河、甘河為縣河支流，流向由北向南，次級支溝眾多。中山區(qū)河道狹窄，比降較大，低山區(qū)河道較寬闊，比降較??；

43、南段主要沿縣河河谷布設，河床寬闊平緩，比降小?？h河及麻池河、西河、甘河均常年流水，枯水期流量較小，豐水期流量較大，汛期流量驟增，易形成洪水災害。 地下水主要類型本區(qū)地下水主要類型可分為以下3類：潛水 為最發(fā)育類型之一，是形成地表水徑流的主要來源，賦存狀態(tài)與第四紀松散堆積層特征有關(guān)。基本埋深為1520m，本區(qū)第四紀松散堆積層分布相對較少，厚度一般20m，主要由沖積、洪積層、一級階地和少部分高階地(二級或二級以上階地)、坡積、殘坡積組成。富水性在沖、洪積層中最好，階地次之，坡積、殘坡積中較差?；鶐r中潛水多賦存在風化殼或破碎構(gòu)造巖中，比土體的富水性要差。上層滯水 形成于各類基巖巖體和構(gòu)造破碎巖體風化

44、帶中，屬大氣降水受局部隔水層所阻，停滯于不同巖體、土體及風化層中所形成。富水性受氣候(降水)、地形地貌、巖性及構(gòu)造發(fā)育程度等因素控制。富水性中等。承壓水 在工作區(qū)主要表現(xiàn)為泉水，與區(qū)域斷裂結(jié)構(gòu)、裂隙、節(jié)理構(gòu)造、順層剪切構(gòu)造等密切相關(guān)，埋深較潛水、上層滯水要深。發(fā)育于山地斷裂破碎帶中的眾多泉水，均屬承壓水。另外花崗質(zhì)巖石、變質(zhì)火山巖中的裂隙水也可形成承壓水。承壓水活動可導致巖體溶解、蝕變、風化及組構(gòu)上的變化，造成巖體類別降低，形成軟體巖石而不穩(wěn)定。 地下水補給、徑流和排泄路段內(nèi)地下水主要流逕于地表河道，主要補給源為大氣降水，水體的豐沛和枯萎與大氣降水的多寡成正比。本路段位于秦嶺南坡，水系的分布走

45、向基本取向南北，地表水流向自北向南，地下水總體徑流方向呈東北向西南流入金錢河，再歸入漢江。地表水接受了大量大氣降水后由地表快速下滲到巖層空隙和裂隙，沿裂隙和層隙自高向低排入河谷，后以泉水(多以下降泉)形式排出。受補、徑、排條件的綜合控制，路段內(nèi)基巖裸露，剝蝕和切割強烈，地下水的化學成分復雜多變。由于區(qū)內(nèi)地形較陡，水力坡度大，地下水徑流流程較短，水交換循環(huán)迅速，溶濾作用強烈，礦化作用相對微弱，致使區(qū)內(nèi)出現(xiàn)單一低礦化度的重碳酸鈣(HCO3-Ca)型水。次為重碳酸鈣型和重碳酸鈉、鈣型水(HCO3Na， HCO3Na。Ca)。形成低礦化度(1)的淡水資源。除上述類型水化學成分外，還有HCO3。SO4C

46、a。Mg(Mg.Ca)型、HCO3。SO4Ca。Na型。(5) 地震本區(qū)處于我國大陸地殼內(nèi)古板塊地體拼接的地帶。有記錄的地震活動，一般都與活動斷裂，特別是形成并控制盆地的地體拼合帶繼承性活動斷裂相關(guān)。據(jù)陜西活動性斷裂與地震震中分布圖(1980)顯示，區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的活動性斷裂有7條(F1F7)，走向主要呈東西和北西西向，屬板塊邊界和區(qū)域性深大斷裂帶，新生代以來有明顯活動。這些斷裂帶與主干斷裂的截切部位是潛在地震的多發(fā)區(qū)。地震災害對該段公路建設和防護影響不大，但不能忽視活動斷裂帶及其所造成的巖石破碎和誘發(fā)的其他地質(zhì)災害。業(yè)主已安排進行地震安全性評價工作，有關(guān)斷裂的活動性和地震參數(shù)以地震安全性評價結(jié)

47、果為準。(6) 氣象路線地處山區(qū)，氣候垂直變化較大，區(qū)內(nèi)河谷年平均氣溫 1114，一月平均氣溫0.5，七月平均氣溫25.6，極端最高氣溫37.140.8，極端最低氣溫-12.1-18，年平均降雨量750850毫米，50%的降水集中于七、八、九三個月，夏多暴雨，間有春、伏旱，秋有連陰雨。山區(qū)氣溫相對河谷區(qū)較低。(7) 水文本項目區(qū)域?qū)儆跐h水流域，區(qū)內(nèi)一級支流水系為乾佑河、金錢河和丹江，大部分河段彎度較大，落差明顯，省內(nèi)金錢河年平均流量37.1立方米/秒，最大洪峰量2040立方米/秒，最小枯水流量3.26立方米/秒。路線沿線河流主要有南秦河、赤水峪、西河和縣河。南秦河年平均流量49.6立方米/秒，

48、最大洪峰量1790.2立方米/秒，最小枯水流量13.7立方米/秒；赤水峪年平均流量8.3立方米/秒，最大洪峰量299.2立方米/秒，最小枯水流量2.3立方米/秒；西河年平均流量31.2立方米/秒，最大洪峰量866.6立方米/秒，最小枯水流量9.4立方米/秒；縣河年平均流量66.7立方米/秒，最大洪峰量1856.4立方米/秒，最小枯水流量20.1立方米/秒。1.1.3 沿線筑路材料、水、電等建設條件(1) 沿線筑路材料沿線筑路材料比較豐富，四季宜采，運輸方便，以購買為主。對于外購和內(nèi)采材料，分別調(diào)查了其類型、儲量、價格、運距等資料，并與協(xié)作單位簽定了書面協(xié)議。在兩階段外業(yè)勘察過程中已選取樣品進行

49、室內(nèi)材料物理力學性質(zhì)和混合料配合比設計試驗。(2) 水路線所經(jīng)處有南秦河、赤水峪、西河、縣河等天然河流，水質(zhì)純凈，對混凝土無侵蝕性，供應充足，均可作為工程用水。(3) 電沿線電力情況供應良好，110KV、35KV、10KV輸電線路基本沿路線走向布設，具體工程用電可與地方電力部門協(xié)商解決。同時建議施工單位也要準備一定量的自發(fā)電，以備急需。1.1.4 交通量資料交通量資料如表1.1表1.1 交通量表車型小汽車黃河JN360長征XD160解放CA10B太脫拉138S交通量（輛/日）25008009001000700預測交通量增長率為6%。1.2 設計依據(jù)1、批準的設計任務書、地質(zhì)勘測報告、地形圖2、

50、公路路線設計規(guī)范(JTJ 0112006）3、公路瀝青路面設計規(guī)范(JTG D502006）4、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF402004）5、公路排水設計規(guī)范(JTJ 0181997）6、公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 0342000）7、公路自然區(qū)劃標準(JTJ 0011986）8、公路路基設計規(guī)范(JTGD302004）9、公路橋涵設計通用規(guī)范(JTGD602004）10、公路工程技術(shù)標準(JTGB012003）11、公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 033-1995）12、公路水泥混凝土路面設計規(guī)范(JTG D40-2002）13、公路隧道設計規(guī)范(JTJ 042-1995）2 路線

51、設計2.1道路技術(shù)等級確定根據(jù)公路工程技術(shù)標準（JTG B01-2003），確定公路等級的各種汽車代表車型和車輛折算系數(shù)規(guī)定如表2.1。表2.1 汽車折算系數(shù)汽車代表車型車輛折算系數(shù)說明小客車1.019座的客車和載質(zhì)量2t的貨車中型車1.519座的客車和載質(zhì)量2t7t的貨車大型車2.0載質(zhì)量7t14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量14t的貨車本地區(qū)交通量的組成見表2.2。表2.2 交通量資料與汽車折算系數(shù)車型小汽車黃河JN360長征XD160解放CA10B太脫拉138S交通量(輛/日)25008009001000700折算系數(shù)1.03.02.01.52.0預測交通量增長為6%。 （2.1） (輛/日

52、)式中：N遠景設計年限平均日交通量；N0起始年日交通量； 年平均增長率； T遠景設計年限。年平均增長率為6%，遠景設計年限為15年，將=9600代入式（2.1）計算可得，N=21705(輛/日)。根據(jù)公路工程技術(shù)標準（JTG B01-2003）設置成四車道一級公路，設計車速為80 km/h。2.2 路線方案擬定和比選2.2.1 選線原則選線是在符合國家建設發(fā)展的需要下，結(jié)合自然條件選定合理路線，使筑路費用與使用質(zhì)量得到正確的統(tǒng)一，達到行車迅速安全，經(jīng)濟舒適及構(gòu)造物穩(wěn)定耐久，易于養(yǎng)護的目的，選線人員必須認真觀貫徹國家規(guī)定的方針政策，深入實際，綜合考慮路線、路基、路面、橋涵等，最后選出合適的路線。

53、（1）選線應根據(jù)路線的等級及服務功能，路線的總體走向應符合國家的路網(wǎng)規(guī)劃。按照“安全、舒適、環(huán)保、和諧”的新理念進行設計。（2）選線應符合國家和地方的規(guī)劃需要，為地方的經(jīng)濟發(fā)展服務。（3）公路選線應充分考慮地形、地質(zhì)、大橋橋位的位置，隧道進出口位置，互通立交設置，以及人民群眾生產(chǎn)、生活所用的通道設置。（4）線形設計應樹立安全科學發(fā)展觀，以人為本，正確運用技術(shù)標準，保持線形連續(xù)、均衡，避免長直線下坡接小半徑，同時應注意平縱的組合。（5）選線設計過程應牢固樹立環(huán)保理念，不能以破壞環(huán)境為代價片面追求高指標。應盡可能減少大填、大挖，少占農(nóng)田，避免對文物、自然保護區(qū)的破壞。2.2.2山嶺區(qū)選線要點山嶺地

54、區(qū)，山高谷深，坡陡流急，地形復雜，路線平縱橫三方面都受到約束；同時地質(zhì)、氣候條件多變，都影響路線的布設。但山脈水系清晰，給選線指明了方向：不是順山沿水，就是橫越山嶺。縱斷面線形結(jié)合橋涵、通道、隧道等構(gòu)造物的布局，合理確定路基設計高度，縱坡不應頻繁起伏，也不宜過于平緩。2.2.3方案選擇結(jié)合村落、水文、氣象、地質(zhì)、地形等自然條件，并綜合考慮平、縱、橫的相互協(xié)調(diào)，確定道路沿山谷邊緣布設。選定兩條方案：方案一：起點坐標（N 3701872，E 517589)，終點坐標（N 3702120，E 519552）。全線設置兩個平曲線，呈S形曲線，交點1（N 3702084，E 518702）處半徑為200

55、0m，轉(zhuǎn)角8407.6；交點2（N 3702241，E 519145）處半徑650m，轉(zhuǎn)交355023.7。整條線路中線的填方高度控制在10m內(nèi)，挖方高度控制在20m內(nèi)，填挖基本處于平衡。橋梁起點為K0+167，終點為K0+417，全長250m。隧道1起點為K0+417，終點為K0+686.907，全長269.907m。隧道2起點為K1+958.190，終點為K2+11.645，全長53.455m，路線總長2011.645m。道路經(jīng)過沿途村莊有利于村莊交通、經(jīng)濟發(fā)展。方案一平面圖和縱斷面圖如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1 方案一平面線型圖圖2.2 方案一縱斷面圖方案二：起點坐標（N 3701

56、872，E 517589)，終點坐標（N 3702120，E 519552）。沿線設置兩個基本型平曲線，呈同向曲線布置，交點1（N 3701774，E 518444）處半徑為1000m，轉(zhuǎn)角152214.2；交點2（N 3701913，E 519348）處半徑500m，轉(zhuǎn)角363827.2。整條線路的中線最大挖方高度為15m左右，且以填為主，只有少量挖方路段。在K0+165至K0+340處設置橋梁，橋梁長度為175m，隧道1起點K0+340，終點K0+860，全長520m，隧道2起點K1+770，終點K2+51.715，全長281.715m，路線總長2051.715m。道路經(jīng)過沿途村莊，有利于

57、村莊交通、經(jīng)濟發(fā)展。方案二平面線型圖和縱斷面圖如圖2.3和圖2.4所示。圖2.3 方二案平面線型圖圖2.4 方案二縱斷圖根據(jù)基本資料及相關(guān)規(guī)范、標準，考慮路線的線形、與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)、經(jīng)濟性、施工難度等，對兩方案進行綜合比選。比選表格如表2.3。表2.3 案比選一覽表比選項目方 案方案方案沿線自然條件路線跨河段長度長路線跨河段長度稍短與河流斜交與河流斜交與原公路無交叉于原公路有多處交叉路線在起點到終點路段平均高程起伏變化大，但高差不大路線起點到終點路段平均高程起伏變化不大拆遷情況及占用莊稼情況一般民房拆遷量少一般民房拆遷量多沿線無小學和大型建筑物路線經(jīng)過村莊和小學征山區(qū)莊稼地多征地形平緩地區(qū)占

58、莊稼地多平曲線指標平曲線1半徑2000m平曲線1半徑1000m曲線長度383m曲線長度368m平曲線2半徑650m平曲線2半徑500m曲線長度527m曲線長度460m豎曲線指標豎曲線個數(shù)2豎曲線個數(shù)2最大縱坡1.91%最大縱坡2.65%填挖情況填挖基本平衡填挖情況填方方遠大于挖方橋梁設置情況橋梁長度250m（單坡橋）橋梁情況橋梁長度175m（單坡橋）隧道設置情況隧道長度320m豎曲線比例隧道長度800m路線總長2011.645m路線總長2051.715m平縱配合情況完全達到“平包縱”，線型配合很好完全達到“平包縱”，線型配合很好本設計為一級集散公路，因為在山區(qū)，因此應結(jié)合地形，合理設計線性，使

59、之在視覺上能誘導視線，保持線形的連續(xù)性，讓司機和乘客在生理和心理上有安全感和舒適感。同時，要考慮到經(jīng)濟因素，使工程量最少、成本最小。方案一較方案二路線長度較短，而且平曲線的半徑較大，線性比較平緩，行車比較舒適，故方案一的技術(shù)值指標較方案二好；方案一中的橋梁長度雖然比方案二略長，但隧道長度卻遠小于方案二，因此方案一會節(jié)省大量資金；方案一的拆遷量較方案二少；由于本段公路全部處于農(nóng)田之上，故兩方案的占用兩方案占田數(shù)量基本相同，但考慮到方案一路線所處地形大多位于山區(qū)農(nóng)田之上，方案二路線所處地形大多位于地形平緩的農(nóng)田之上，所以相對而言方案一占用的優(yōu)質(zhì)農(nóng)田數(shù)量較方案二少；方案一的填挖量雖然大于方案二，但方

60、案一的填挖方較方案二平衡。因此經(jīng)過綜合考慮，方案一在技術(shù)指標和經(jīng)濟指標兩方面均優(yōu)于方案二，故選擇方案一。 2.3 道路技術(shù)標準確定一級公路設計車速為80km/h的主要技術(shù)指標規(guī)定見表2.4。表2.4道路技術(shù)指標序號項目單位主要技術(shù)指標1設計車速km/h802路基寬度一般值m24.5最小值21.53平曲線半徑一般值 m200極限值125不設超高最小半徑路拱2.0%m15004平曲線最小長度m1005最小縱坡%0.36最大縱坡%67最小坡長m1508相應縱坡的最大坡長3%m12004%10005%800ZH） X= XJ+（T+L-ZH）cosA2 （2-14） Y=YJ+（T+L-ZH）sinA