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湖南自考交通土建工程毕业设计:关于重庆某新建二级公路的毕业设计

2017-07-11 11:19:07
来源:湖南自考生网

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关于重庆某新建二级公路的毕业设计

 

摘要

此次毕业设计主要包括的内容如下:

1、路线设计:在已知平面图的情况下,进行纵断面的设计,要求线路顺畅、填挖平衡、经济合理。

2、     {C}路基设计:包括各个桩号的填挖计算、填挖较大地段的稳定分析、整个线路的土石调运借配等。

3、     {C}路面设计:路基在不同干湿状态下,所设计的沥青路面和水泥混凝土路面方案的比选,要求经济合理,便于施工并满足各设计规范要求。

4、     {C}路基、路面排水工程;高填挖地段的防护工程以及路基加固工程:这一部分相当重要,对于路基排水,采用了边沟、截水沟、急流槽等排水设施;对于路面排水,除了对路面进行了路拱设计,还进行中央分隔带的排水设计;对于特殊路段的防护和加固主要采用了骨架内植草和挡土墙。

5、     {C}桥涵设计:包括桥梁和涵洞的形式、尺寸的设计。

 

1路线设计

1.1线形设计一般原则

(1)平面线形应与地形、地物相适应,与周围环境相协调

在地势平坦的平原微丘区,路线以方向为主导,平面线形三要素中以直线为主;在地势起伏很大的山岭重丘区,路线以高程为主导,为适应地形,曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件,不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。

(2)保持平面线形的均衡与连贯

①长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速,若突然出现小半径曲线,会因减速不及而造成事故。

②高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化,同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。

(3)平曲线应有足够的长度

汽车在曲线路段上行驶,如果曲线过短,司机就必须很快的转动方向盘,这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时,如不设置足够长度的缓和曲线,使离心加速度变化率小于一定数值,从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时,曲线长度就显得比实际短,容易引起曲线很小的错觉。因此,平曲线具有一定的长度是必要的。

为了解决上述问题,最小平曲线长度一般应考率下述条件确定:

①汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难

一般按6s的通过时间来设置最小平曲线长度,当设计车速为60km/h时,平曲线一般值取200m,最小值取125m

②小偏角的平曲线长度

当路线转角α≤7°时称为小偏角。设计计算时,当转角等于时,平曲线按6s行程考虑;当转角小于时,曲线长度与α成反比增加;当转角小于时,按α计。

1.2平面线形要素的组合类型

平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线,这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言,主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。

1.3平面设计方法

1)平面设计的重点

公路平面设计的重点是选线和定线,在满足技术标准的前提下,路线距离短,挖方量少,土石方平衡时公路平面的主要内容。

2)平面设计的具体步骤和要求

1.4纵断面设计

沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面,它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况,从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来,就能完整的表达出道路的空间位置。

1.6横断面设计

公路的横断面,是指公路中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。

公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大经济效益与社会效益。

道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求,横断面设计应满足以下一些要求:

1)设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》规定的具体要求。

2)设计时应兼顾当地农田基本建设的需要,尽可能与之相配合,不得任意减、并农田排灌沟渠。

3)路基穿过耕种地区,为了节约用地,如当地石料方便,可修建石砌边坡。

4)沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。

 

2路基路面设计

公路路基是路面的基础,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。

2.1一般路基设计

2.2路基的类型和构造

1)路堤

路基设计标高高于天然地面标高时,需要进行填筑,这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同,划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取11.511.75,在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面济济合理,可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷,高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。

2)路堑

路基设计标高低于天然地面标高时,需要进行挖掘,这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线,一般坡度取10.510.75。挖方边坡的坡脚设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流,路堑的上方设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。

3)半挖半填路基

半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点,上述对路堤和路堑的要求均应满足。

2.3软基处理

软土地基,通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使地基失稳,造成路面严重破坏,处理好路基,是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物,由于它分布较广,使用要求较高,因而对地基提出了较高的要求。

本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外,其它地段的地基承载力很好,地质也良好。对于有淤泥层的地段,由于深度都在3m以内,一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土,石渣等,其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。

对于地质条件差,且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段,边坡采用护面墙进行防护。

2.4路基防护

路基防护是确保道路全天候使用,使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施,是路基设计的主要项目之一。

路基的防护的方法,一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。

1)路堤边坡防护

路堤高度小于3边坡均直接撒草种防护;路堤高度大于3均采用方格网植草护坡,具体尺寸见图纸《路堤方格网植草防护图》。

2)路堑边坡防护

路堑高度小于3边坡均直接撒草种防护;路堑高度大于3均采用人字形骨架植草护坡。

3排水设计

3.1公路排水设计的内容

公路排水设计可划分为四部分:

1)横向穿越路界排水——由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水;

2)路界表面排水——指公路用地范围内的表面排水,包括路面排水、中间带排水、坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入路界内的排水等;

3)路面结构内部排水——通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构(面层、基层和垫层)内部,或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干;

4)地下排水——危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。

3.2设计依据

《公路路基设设计规范》

《公路排水设计规范》

《公路工程技术标准》

3.3路基排水设计

3.3.1地表排水设备的类型

1)边沟:设置在挖方路基的路肩外侧,或低路堤的坡脚外侧,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。

2)排水沟:用来引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。

3.3.2边沟设计

挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤,在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠,称之为边沟,其主要功能在于排泄路基用地范围内地面水。边沟内侧边坡坡度按土质类别采用11.011.5;梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4m。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时,边沟应采用沟底最小纵坡坡度,并缩短边沟出水口的间距。

边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置,引排到路基范围外,使之不冲刷路堤坡脚。

1)设计流量的确定采用公式

Q=16.67{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}F3-1

式中:Q——设计流量{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}

{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度,{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}

{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}——径流系数;

F——汇水面积,{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}{C}

3.3.3排水沟设计

排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流,以形成整个排水系统。排水沟的平面布置,取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置,必须结合地形自然条件,因势利导,平面上力求短捷平顺,以直线为宜,必须转向时,尽量采用较大半径(1020m以上),徐缓改变方向,保证水流舒畅;纵面上控制最大和最小纵坡,以1%3%为宜,纵坡大于3%,需要加固,大于7%,则应改用急流槽。

1)排水沟断面形式:

排水沟一般为梯形断面,其大小应根据流量确定,深度与宽度不小0.5。排水沟边坡视土质而异,一般在11-11.5

排水沟沟底纵坡不小于0.5%,在特殊情况下允许减小到0.2%

2)排水沟的平面线形:

排水沟应尽量采用直线,如必须转弯时,其半径不小于10-20,排水沟的长度根据实际需要而定,通常在500以内。

3)排水沟与水道的衔接。

排水沟采用梯形断面,h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。水文水力计算同边沟,在此不另行计算。

 

 

参考文献:

{C}{C}中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTGB012003.北京:人民交通出版社

{C}{C}中华人民共和国行业标准.路线设计规范(JTJ01194.北京:人民交通出版社

{C}{C}中华人民共和国行业标准.沥青路面设计规范(JTGD50-2004.北京:人民交通出版社

{C}{C}中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD402004)北京:人民交通出版社

{C}{C}中华人民共和国行业标准.公路排水设计规范(JTJ01897.北京:人民交通出版社

{C}{C}姚祖康主编.路面设计手册.北京:人民交通出版社,1998

{C}{C}中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTGF402004.北京:人民交通出版社

{C}{C}邓学均主编.路基路面工程.北京:人民交通出版社,2001

{C}{C}张雨化主编.公路勘测设计.北京:人民交通出版社,1997

{C}{C}中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTGD302004.北京:人民交通出版社

⑾陈胜营等.公路设计指南.北京:人民交通出版社,1998

⑿孙家驷.道路勘测设计.北京:人民交通出版社,1999

⒀张廷楷主编.高速公路.北京:人民交通出版社,1990

⒁王晓谋主编.基础工程.北京:人民交通出版社,2003

⒂邵旭东主编.桥梁工程.北京:人民交通出版社,2003

 

 

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