辽宁葫芦岛绥中万家道路工程毕业论文

辽宁葫芦岛绥中万家道路工程毕业论文

本科生毕业设计（论文）辽宁葫芦岛绥中万家道路工程毕业论文目录第一章绪论11.1道路运输特点11.1.1新建公路的意义以及交通量组成情况11.2沿线自然条件41.2.1气候特点41.2.2地形与地貌41.2.3地质与土质51.2.4地基土强度及变形参数6第二章公路技术等级的确定82.1概述82.1.1公路等级选用的依据82.2公路等级的确定82.2.1交通量计算92.2.2当量轴次计算10第三章公路选线143.1选线原则143.1.1以平面为主安排路线143.1.2线性与技术标准153.1.3处理好与农业及海水养殖区的的关系153.1.4路线与乡村及厂矿的联系153.1.5路线中桥涵的布设163.1.6注意土壤水文条件163.1.7注意路基取土和就地取材163.2平原区路线特征173.3方案比选17第四章公路平面线形设计204.1概述20IIIn本科生毕业设计（论文）4.2平面线形设计原则204.3平曲线要素确定与计算204.3.1平面线形设计计算：22第五章纵断面设计245.1纵断面设计原则245.2平纵线形的协调245.3竖曲线作用和计算255.3.1竖曲线作用255.3.2竖曲线计算26第六章横断面设计286.1横断面的设计286.1.1横断面的组成286.1.2路基的断面类型296.2填料的选择与压实标准316.2.1填料的选择316.2.2压实标准326.5弯道的超高与加宽336.5.1超高值计算336.5.2加宽的计算346.6土石方数量计算与调配346.6.1横断面面积的计算346.6.2路基土石方数量的计算346.6.3土石方调配35第七章路面结构设计377.1概述377.2路面设计方案比选377.3沥青路面设计387.3.1确定累计当量轴次387.3.2路面参数确定397.3.3设计指标确定407.3.4确定石灰土层的厚度407.3.5计算中层厚度H417.3.6由多层路面结构的等效换算求41第八章路基路面排水设计42IIIn本科生毕业设计（论文）8.1路基路面排水设计目的428.2路基路面排水的一般原则428.3路基排水设计相应技术指标428.4设计方案428.4.1地表排水沟渠438.4.2路面排水设计458.4.3路面边缘排水设计46第九章桥梁设计489.1桥梁设计489.1.1设计资料489.1.2横截面布置509.1.3横截面沿跨长的变化539.1.4横隔梁的设置539.2主梁作用效应计算549.2.1永久作用效应计算549.2.3可变作用效应计算629.3主梁作用效应组合69第十章施工组织设计7110.1施工组织设计的基本原则7110.2施工组织设计的主要内容7110.3工程概况及工程施工7210.3.1辽宁葫芦岛绥中万家道路工程概况7210.3.2辽宁葫芦岛绥中万家道路工程施工72参考文献76致谢77IIIn本科生毕业设计（论文）第一章绪论1.1道路运输特点交通运输是国民经济的基础产业,是社会扩大再生产和商品经济发展的先决条件,对促进国民经济持续、快速、健康发展和社会、文化的发展具有重要作用.随着社会主义市场经济体制的逐步建立、沿海、沿江、沿边对外开放的进一步扩大,随着产业结构的调整、农业结构的转变、区域经济的发展、人民生活水平的提高和消费结构的转变,对运输的需求更加旺盛，为适应社会主义市场经济体制的需要,对交通运输提出了更高的要求。现代交通运输系统是由铁路、道路、水运,航空及管道等五种运输方式组成.这五种运输方式在技术经济上各有特点,各自适应一定的运输要求及自然、地理等条件.它们在国民经济发展计划统筹安排下,合理分工，协调发展，取长补短，相互衔接,形成了完整的综合运输体系。道路运输在综合运输体系中占有极重要的地位.其主要特点有:1.适应性强道路网分布面宽,密度大,其分布区域比铁路大十几倍,而且它能深入工矿和山村,中转环节少,货运损失较少。2.机动性好汽车运输可以随时调动,装卸,起运;可以运送少量客货,也可以运送大量客货；可以单独运行,也可以组队运输,这对国防和山区建设有重要意义,特别是在农村经济发展中占有优先的地位。3.速度快捷在短途运输中,特别是在高等级道路上运行,比铁路运输更快.随着人民生活水平的提高和旅游事业的发展,客货运输中的短途运输增加很快,它可以减少货物积压、加快资金周转、改善经营管理、提高经济效益。4.投资较少道路建设原始投资较少,车辆购置费也较低,资金周转快,社会效益也较明显。5.运输费用高与铁路和水运运输相比,道路运输的费用较高,特别在低等级道路上长途运输,车速低,运输成本就较高。1.1.1新建公路的意义以及交通量组成情况本设计任务地处辽宁省葫芦岛绥中县万家镇附近，绥中县位于葫芦岛市的南部，濒辽东湾。东隔六股河与兴城市相望，南临渤海53n本科生毕业设计（论文），西与河北省秦皇岛市山海关接壤，北枕燕山余脉与建昌县毗邻。绥中县地处关内外咽喉地带，交通便利。京哈公路、沈山线铁路、秦沈铁路客运专线贯全境西东，绥在克公路穿越县境东北往兴城、建昌及河北省。此外，县乡公路把县内各乡镇连接起来。绥中港是绥中地产货水运码头，规模为3000吨级泊位，年吞吐量55万吨，新建具有如下重要意义：新建公路是滨海公路的一段，新建具有如下重要意义：1）促进经济发展绥中县是辽宁省五点一线环渤海经济带起点，正在建设中的辽宁东戴河新区是辽宁省五点一线战略重点支持区域。全力打造“海岸中关村生态新城区”辽宁东戴河新区是辽宁沿海经济带的起点，规划面积100平方公里。2）促进旅游业发展葫芦岛市悠久的历史、绮丽的风光、南北窄东西长的走廊地形，构成了葫芦岛以碣石旅游度假区、九门口长城、圣水寺和兴城旅游风景区为代表的旅游风景带，加上便利的交通条件，每年都能吸引大批的中外游客，是中国北方新兴的避暑、旅游、疗养胜地。市委、市政府将发展旅游业的重点转移到完善旅游基础设施、配套服务功有和提高服务档次上来，形成了以四星级的国际酒店为龙头，以80余家疗养院落为主体的旅游接待设施。同时大力开发了具有鲜明地域特色的旅游产品，使旅游业逐渐向产业化的方向发展。葫芦岛市拥有大量的文物古迹和风景名胜，以驰名中外的九门口水上长城，集“城、泉、山、海、岛一体的、素有“第二北戴河”之称的明代古城兴城，秦皇汉武东巡征时的碣石宫遗址三大景区为依托的沿海一线30余处景区。景点，构成了葫芦岛“悠久的名胜石迹，迷人的走廊风光”特色。3）加快外向型经济的发展和远期目标的实现本公路新建后，改善了投资环境，将吸引不少外商来次地区投资办厂，增加了出口创汇产品，加快了外向型经济的发展。总之，本新建公路对于促进辽宁经济加速发展，综合立体运输网络的形成，旅游事业的发展及带动沿海经济发展方面都具有积极意义。也有助与葫芦岛市的城市发展规划中期目标的实现。53n本科生毕业设计（论文）葫芦岛市是环渤海经济圈的重要组成部分，也是辽东半岛对外开放的主要地区之一。东与锦州市相连，西与山海关与河北接壤，是关内外之咽喉。西南距首都北京448公里，东北距省会沈阳332公里。这里集“黄金海岸”和“黄金大道”为一体，海、陆、空和地下管道连输条件兼备。陆连：京哈公路、铁路和京沈高速公路、秦沈高速铁路横贯全境；海连：境内有著名的葫芦岛港和绥中港可使各种货物大进大出，位于辽西走廊的葫芦岛港是一个发展近百年的老港。目前港区面积2平方公里，万吨级泊位2个，五千吨级泊位2个，年综合吞吐能力达百万吨以上；空连：市界距山海关机场20多公里，市区距锦州机场50公里。葫芦岛现已形成铁路、公路、水运、航空和管道5种运输方式齐备的立体交通网络。该滨海公路的建设有助于葫芦岛充分发挥区位优势，建设辽西区域中心城市和对外开放窗口，加快城市现代化和农村城镇化步伐。搞好产业结构调整和产业升级，构筑主导产业，加快发展高新技术和新兴产业，增强综合经济实力，逐步实现与世界经济接轨，广泛参与国际分工与合作，提高国际竞争能力，建设成为外向型城市。绥中地区经济发展速度较快。为发展区域联系，加强区际合作。该地区随交通的需要也越来越高。表1-1近期交通量及其组成（辆/昼夜）车型黄河JN360太脱拉138东风EQ140日野ZM440交通量399416358343交通量年增长率为：5%路线所经地区市辖地区属公路自然区划的Ⅱ2a区。表1-2相关车型数据表车型总重（t）载重（t）前轴（t）后轴（t）后轴数轮组数轴距(cm)黄河JN36027.51552×112双200日野ZM4402615.262×102双200太脱拉13822.54124.542×92双132东风EQ1409.2952.376.921双20053n本科生毕业设计（论文）1.2沿线自然条件1.2.1气候特点　本县处于南温带亚湿润区季风型大陆性气候。年平均气温9.1℃。一月平均气温－8.3℃，最低气温－23.3℃，北部－24℃；七月平均气温24.3℃，最高气温36.7℃。年平均降水量645毫米，无霜期174天。地下水类型本次勘察在ZK07钻孔内取地下水进行水质分析，水质检测报告见附表，地下水腐蚀性评价评价如下表表1-3地下水对砼结构的腐蚀性判定表分类项目环境类型（Ⅱ类）地层渗透性水质指标SO42-Mg2+NH4+总矿化度PH值侵蚀性CO2HCO3-（mg/L）（mg/L）（mg/L）（mg/L）（mg/L）（mmol/L）分析结果269.4058.93/10507.02-5.245腐蚀等级微腐蚀微腐蚀-微腐蚀微腐蚀微腐蚀微腐蚀注：评价时场地环境类别按Ⅱ类考虑，干湿交替环境；土层按强透水层考虑。表1-4地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性判定表分类项目钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性水质指标水中Cl-含量（mg/L）长期浸水干湿交替分析结果296.00腐蚀等级微腐蚀弱腐蚀根据水质检测结果，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）中第12.2节，综合判定场地内地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替环境下具弱腐蚀性，在长期浸水条件下具微腐蚀性。1.2.2地形与地貌53n本科生毕业设计（论文）绥中县境内地势自西北向东南倾斜。西部山地约占全县总面积的1/3，较高的山峰有平顶山（海拔925米），龙门山和三山，中部为起伏平缓的丘陵，东南为平原和低洼地。河流有六股河及其支流黑水河、王宝河。此外，还有九江河、狗河、石河、猫眼河等大小河流百条。一般都源短流急，季节性比较明显。1.2.3地质与土质粉质粘土(Q4al):褐黄色，可塑状态（局部可塑偏软），主要成分为粘粒、粉粒，土质较均匀，粘性较强，稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等；局部位置含少量细砂。层厚2.40～4.60m，平均厚度3.26m。层顶埋深0.50～2.80m。该层全场分布。中砂(Q4al):灰黄色～黄褐色，湿～饱和，稍密状态为主，局部呈中密状态，主要矿物成分为石英、长石等；≥0.25mm颗粒含量60%～75%，局部见少量20mm左右亚圆状颗粒，级配一般；粘粒最大含量10%左右。层厚0.90～2.30m，平均厚度1.70m。层顶埋深2.90～6.00m。砾砂（Q4al）：褐黄色～淡黄色，饱和，中密～密实，主要矿物成分为石英、长石等，颗粒多呈亚圆状；粒径大于2mm者约占35%～45%，颗粒级配一般。局部粘粒含量约＞5%。层厚0.50～2.40m，平均厚度1.47m。层顶埋深4.80～7.50m。粉质粘土（Q4al）:褐黄色，可塑状态，主要组分为粘粒、粉粒，土质较均匀，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，稍有光泽。层厚0.30m，平均厚度0.30m。层顶埋深5.30～7.80m。圆砾（Q4al）：褐黄色～黄褐色，饱和，密实；主要矿物成分为石英、长石。≥2.00mm颗粒约50%～55%，最大粒径约50mm,颗粒多呈亚圆状。强风化～中风化，呈交错排列。颗粒级配一般，矿物成熟度较低，局部夹0.30m～0.40m粗砂及砾砂薄层。层厚1.70～3.00m，平均厚度2.47m，层顶埋深6.80～10.00m。强风化花岗岩（Ar）：褐黄色夹肉红色，中～粗粒结构，块状构造，主要矿物成分为长石、石英和少量云母，其中大部分长石、云母已蚀变。原岩结构有破坏，风化裂隙较发育，呈破碎状；岩芯呈碎块状，碎块粒径为3～8cm；岩芯锤击易碎，属软岩，冲击钻进较困难，岩体基本质量等级为V级。厚度4.10～5.40m，平均厚度4.77m；层顶埋深9.10～12.70m。中风化花岗岩（Ar）53n本科生毕业设计（论文）:褐黄色夹肉红色，中～粗粒结构，块状构造，主要矿物成分为长石、石英和少量云母。岩芯较破碎，呈5～20cm的柱状、短柱状；锤击声较清脆，不易碎。岩体属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ类。表1-5粉土室内试验成果统计表地层天然含水w%比重Gs重度γkN/cm3孔隙比e0饱和度Sr%液限wl%塑限wp%液性指数Il塑性指数(Ip)内聚力CkPa内摩擦角°压缩系数MPa-1压缩模量MPa粉质粘土29.82.7218.60.8649434.621.10.6513.6227.20.414.60注：以上各值均为平均值。表1-6单轴饱和抗压强度成果统计表岩土层名称样品数量单轴饱和抗压强度数据范围(MPa)平均值标准差变异系数标准值(Mpa)中风化花岗岩634.27～46.5939.476.390.1634.201.2.4地基土强度及变形参数表1-7地基土强度及变形参数岩土层名称地基承载力容许值（kPa）压缩模量平均值（Mpa）变形模量（Mpa）内聚力标准值（kPa）摩擦角标准（°）粉质粘土1304.60-21.25.5中砂140-9.0-23.0砾砂220-17.0-32.5粉质粘土140*4.80-*22.0*6.0圆砾310-25.0-34.453n本科生毕业设计（论文）强风化花岗岩500-100--中风化花岗岩1500-250--表1-8地基土层土层编号土层名称钻孔桩桩侧阻力标准值qsa（kPa）桩端阻力标准值qpa（kPa）①层杂填土-5根据桩长、桩径等设计参数及施工经验按照《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007有关规定计算确定②层粉质粘土50③层中砂40④层砾砂60④1层粉质粘土50⑤层圆砾150⑥层强风化花岗岩180⑦层中风化花岗岩30053n本科生毕业设计（论文）第二章公路技术等级的确定2.1概述2.1.1公路等级选用的依据公路等级的选用应根据使用任务、功能、适应的交通量和路网规划，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系，远期发展等，经论证后确定。选用公路等级时，应明确下面几个内容：1.远景设计年限远景设计年限一般是指公路建成后使用的远景的计划年限。二级公路一般交通量为15年，设计的年限为10年，公路远景设计年限的起上算年为该设计项目可行性研究报告中计划的公路建成通车之年份。2.设计车型目前，我国公路上行驶的车辆型号比较多，车辆的几何尺寸各不相同，对公路交通的影响也不同。根据我国公路设计的车型标准，各级公路的交通量均以小客车为标准。3.交通量交通量一般是指公路远景设计年限年平均昼夜交通量。该交通量仅能作为公路分级的依据。4.一条公路在同一地形分区范围内采用不同的公路等级时相邻设计路段的计算行车速度之差不宜超过20Km/h,按不同计算行车速度设计的各设计路段长度不宜过短，高速公路、一级公路行车速度之差一般不小于20Km/h。2.2公路等级的确定由于每条道路在国民经济中的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。交通部2004年颁发的《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）将我国的公路按其使用任务、功能及性质分为以下五个等级：（1）高速公路为专供汽车分道高速行驶并全部控制出入的多车道公路。53n本科生毕业设计（论文）四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000—55000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000—80000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000—100000辆。（1）一级公路为专供汽车分道行驶并根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000—30000辆；六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000—55000辆。（2）二级公路为专供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000—15000辆。（3）三级公路为专供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000—6000辆。（4）四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车到公路。双车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下。单车道公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。2.2.1交通量计算由车型和车辆折算系数可以算出相应年限的的交通量，在公路等级选用时以此为依据，数据如表2-1，表2-2所示。表2-1该地区近期交通量及其组成如下（辆/昼夜）：车型黄河JN360太脱拉138东风EQ140日野ZM440交通量380510420480交通量年增长率为：5%53n本科生毕业设计（论文）表2-2汽车代表车型分类与车辆折算系数代表车型车辆折算系数车型说明小型车1.0≤9座的客车荷载质量≤1t的货车轻型车1.29-19座的客车荷载质量＞1t-≤2.5t的货车中型车1.5＞19座的客车荷载质量＞2.5t-≤7t的货车大型车2.0载质量＞7t-≤14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车根据交通量并按照15年考虑远期交通量计算将该交通量观测数据（日交通量）折合成小型车为：设计年限末的交通量为介于5000——15000之间，根据《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）初拟公路等级为：二级公路。因此可以确定车速为80Km/h。2.2.2当量轴次计算当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力式中：N---标准轴载的当量轴次（次/d）；ni---被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；P---标准轴载（kN）；Pi---被换算车型的各级（单根）轴载（kN）；C1,i--被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于等于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1,i=1+1.2（m-1）；C2,i---被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.3853n本科生毕业设计（论文）2、当进行半刚性基层层底拉应力验算式中：C1,I--被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于等于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C,1,I=1+2（m-1）；C2,i---被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5，双轮组1.0，四轮组为0.09。表2-3当量轴次计算表车型交通量辆/d后轴前轴总换算系数当量轴次（次/d）轴数系数c轮组系数c后轴重KN后轴换算系数轴数系数c轮组系数c前轴重KN前轴换算系数黄河JN3603992.2312×1103.3306.34116.418.5500.3140.0723.6446.5031453．962565．97日野ZM4403432.2312×1002.2003.00016.418.5600.6940.3122.8943.312754．281029．32太脱拉1384162.2312831.0040.70916.418.549.00.2870.0331.3110.742545．39416．54东风EQ1403581169.20.2020.20216.418.523.70.0120.000180.2140.20276．6272．322830．754084．15注：表中上面数据为计算路表弯沉及沥青层层底拉应力时进行轴载换算的有关数值表中下面数据为计算半刚性基层层底拉应力时进行轴载换算的有关数值。当量轴次=交通量×总换算系数；53n本科生毕业设计（论文）总换算系数如表所示，本次设计为采用双车道（无分离），所以根据表2-3选用η=0.6；表2-4行车道总换算系数表行车道数特征η单车道1.0双车道有分离0.5无分离0.6—0.7四车道0.4—0.5六车道0.3—0.4次次在公路路线设计时必须遵守下列指标，如表2-5所示：表2-5二级公路的主要技术指标规范标准二级公路设计速度（k/h）80路基宽度（m）一般值12最小值10车道宽度（m）3.75路肩宽度(m)右侧硬路肩一般值1.50最小值0.75左侧硬路肩一般值0.75最小值0.5圆曲线半径一般值40053n本科生毕业设计（论文）最小值250最大纵坡（%）5最大坡长（m）3%11004%9005%700竖曲线最小半径（m）凸形一般值4500极限值3000凹形一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）7053n本科生毕业设计（论文）第三章公路选线3.1选线原则1)在道路设计的各个阶段,应运用各种手段对路线方案作深入、细致的研究,在多方论证比选的基础上.选定最优路线方案。2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好、并有利于施工和养护.在工程量增加不大时,应尽量采用较高的技术指标.不要轻易采用极限指标,也不应不顾工程大小,片面追求指标。3)选线应注意同农田基本建设相配合,做到少占田地,并应尽量不占高产田,经济作物田或穿过经济林园等。4)通过名胜风景古迹地区的道路,应注意保护原有自然状态.其人工构造物应与周围环境景观相协调,处理好重要历史文物遗址。5)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查,弄清楚它们对道路工程的影响.对严重不良地质路段,如滑坡崩塌泥石流岩溶泥沼等地段和沙漠多年冻土等特殊地区,应慎重对待,一般情况下应设法绕避.当必须穿过时,应选择合适位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。6)选线应重视环境保护,注意由于道路修筑汽车运营所产生的影响和污染,如路线对自然景观与资源可能产生的影响;占地拆迁房屋所带来的影响;路线地城镇布局行政规划农业耕作区水利排灌体系等现有设施造成分割引起的影响;噪音对居民以及汽车尾气对大气水源农田所造成的污染及影响。7)对于高速公路和一级路,利用其路幅宽,可根据通过地区的地形地物自然环境等条件,利用其上下行车道分离的特点,本着因地制宜的原因,合理采用上下行车道分离的形式设线。平原区由于地势比较平坦，路线受高差和坡度的限制小，平、纵、横三方面的几何线形较易达到较高的技术标准，但往往由于受当地自然条件和地物的阻碍以及支农的需要，选现实应注意多方面的因素。3.1.1以平面为主安排路线53n本科生毕业设计（论文）平原区路线，因受纵坡限制不大，布线时应在基本符合路线走向的前提下正确处理对地物、地质的避让与穿越，以平面为主安排路线。选线时，首先将在起终点及中间必须经过的工厂、农场及风景区作为主要控制点，了解农田优劣及建筑群、水电设施、跨河桥位、跨海工程位置等地物的分布，确定避让方法。3.1.2线性与技术标准平原区选线要求路线方向直捷，线形舒适可能采用较高标准。两个小控制点之间以两点直线连接的路线是最理想的，当路线必须转折时，相邻曲线间应尽量有较长的直线，以便曲线之间有充足的过渡时间，但不能片面的追求长直线，平曲线尽量采用大半径，小偏角，从而保证线形的平顺。路线纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓而造成排水不良。平原区路基一般以低路堤为主，但必须做好排水设计，以确保路基的稳定和坚固，还应考虑纵坡和排灌渠位及其高度的配合，并且各线性设计应符合规范要求。3.1.3处理好与农业及海水养殖区的的关系平原区农田成片，渠道纵横交错，途径的海区有海水养殖区，路线布设时要注意与农业发展的关系，与农田灌溉、水利设施建设相结合，也要注意对海水养殖区的影响，从支援农业和海水产品养殖业出发，布线应处理好以下问题：（1）平原区新建公路占用一些农田是不可避免的，但结合我国地少人多的国情，在可能的条件下做到尽量少占或不占高产田。全面分析比较，使路线既不片面求直而占用大量良田，也不片面强调不占用良田而使路线弯曲较多，造成行车条件恶化。（2）路线布设应紧密与农田水利建设相结合，注意了解灌溉渠道的分布情况，使路线尽量与干渠平行，尽可能避免相交，最好把路线布置在渠道上方非一侧或尾部。路线应尽量避开供灌溉用的水塘，必须穿过时，路线最好布设在水塘的一侧，并拓宽水塘，取土筑路，解决借土问题。（3）路线布设应尽量少的征占海水养殖区，必须穿过时可以选择征占最少的方案，也要少征用盐田。3.1.4路线与乡村及厂矿的联系平原区有村庄、工厂和采矿厂等，布线时应结合工路性质正确处理穿越与避绕、拆迁和保留的关系。53n本科生毕业设计（论文）高等级公路原则上不宜通过工矿区及密集的居民点，以减少相互干扰确保安全。但考虑到方便运输，便利群众，充分发挥公路服务性能，路线又不宜离开城镇过远，做到“靠城不进城，利民不扰民”。公路的布设有助于乡村和厂矿的发展，有利于居民出行便利，厂矿运输便利，更有助于促当地经济的快速发展，提高人民的生活水平。3.1.5路线中桥涵的布设平原区河流沟谷较多，而且路线必须经过海区，所以桥涵工程大，路线在跨越水道应尽可能的保证路线的平顺性，在海区建的桥也要保证船舶的通航。（1）特大桥桥位是路线总方向的控制点，路线的总方向应服从特大桥桥位的安排。（2）大中桥桥位原则上应服从路线的总方向，但常常作为路线方案的控制点，在选定桥位时，应将路、桥综合考虑。桥位应尽量选择在河床稳定、河道顺直、河面较窄、地质良好和两岸有利于桥头路线布设的河段。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流向正交，桥梁和引道应尽量在直线上。（3）小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况，可采取改河措施或改移路线，调整轴线和流向间的夹角。3.1.6注意土壤水文条件平原区土壤和水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，容易影响路基的稳定性。道路途经的海区对路基的影响巨大，要进行特别建造，以保证填海路基的稳定。（1）在低洼地段，路线与分水岭走向一致时，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，使路基具有较好的水文条件。（2）当路线遇到面积较大的水塘时，一般应避绕，难以避绕时，应选择最窄最浅和基地坡面平缓的位置，借土填堤通过。（3）路线通过排水不良的低洼地带，布线时要注意保证陆地的最小填土高度，对低填及个别挖方地段要做好排水处理。（4）路线途经海区时，要进行特殊处理，如加设特殊水工布，并在路堤两侧布设混凝土工字形块，为了防止海水的腐蚀必须使用强度等级不小于C35的混凝土。3.1.7注意路基取土和就地取材路基取土不能乱挖乱取、破坏农田，造成路基两边积水。取土应进行全面规划，采用大面积集中取土的方法，使梯田取土变平田。53n本科生毕业设计（论文）平原区一般缺乏砂石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工、养护、材料运输费用。3.2平原区路线特征平原区是地面高度变化较小的地区，地面自然坡度一般在3%以下，此路途经地区为一般平原。（1）自然特征平原区除泥沼、淤泥、盐渍地、河谷漫滩等外，一半多为耕地，且分布有各种建筑设施，居民点和交通网系较密。平原区地面平坦，往往排水困难，地下水位较高，地面积水情况较多，河流宽阔，泥沙淤积，河床低浅，洪水泛滥较宽。另外，平原区虽然不良地质现象较少，但滨海区有时也会遇见软土和沼泽地带，要进行土质换填，以保证公路路基的稳定行，更有助于公路的耐用性。（2）路线特征平原区地形对路线的限制较小，路线平、纵、横三方面的几何线形很容易达到较高的技术标准。路线布设时，主要考虑如何绕避地物障碍等。平面上线形顺直，以直线为主体，平曲线半径较大而曲线转角一般较小；纵断面上纵坡平缓，以低填为主。平原区选线或定线时主要应处理好地物障碍，即以平面为主安排路线。其路线特征是：平面线形顺直，以直线为主体现性，弯道转角较小，平曲线半径较大；在纵断面上，坡度平缓，以矮路堤为主。3.3方案比选路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。横坡较缓的地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。同时还应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。修建一条山岭地区的二级公路，便于山区与外界的运输，公路是建造在大地表面穿越不同地理区域的一种线性人工构造物。由于直接暴露在自然环境中,所经地区的地形、地质、气候、土壤等自然条件差异很大。因此，选择地质条件良好的地段，对公路路基的稳定性、整体性、安全性、经济性等有着密切关系，路线设计时，认真调查研究和掌握路线所经地区的自然特征是一项基础性很强的工作。所以，我设计了两套方案，进行比较：53n本科生毕业设计（论文）方案一：方案二：53n本科生毕业设计（论文）一、二方案对比：方案路线长度桥遂数量路线交叉情况征地拆迁情况线形指标特殊路段一13156.151m2座桥，1上跨立交与等级公路交叉3次，与铁路交叉一次征地较少，拆迁量较少全线最小凸曲线半径3000米,最小凹曲线半径3000米。全线最大纵坡4.67%,最小纵坡0.3%。4处，其中沿河路段需要做软土地基处理，换土等二12952.99m1座桥，1上跨立交与等级公路交叉5次，与铁路交叉一次征地较少，拆迁量较少全线最小凸曲线半径5000米,最小凹曲线半径5000米。全线最大纵坡4.72%,最小纵坡0.3%。4处，其中沿河路段需要做软土地基处理，换土等一方案与二方案相比较，一方案改造一段滨海公路工程，通过分析原公路得出其公路指标和强度满足设计要求，随对其进行了部分的改造。节省了很多拆迁费用和新建桥梁的费用。结论：最后综合考虑技术、经济等指标比较，选择一方案。53n本科生毕业设计（论文）第四章公路平面线形设计4.1概述道路的平面线型设计，应拟订各项需要的几何尺寸，以满足车辆行使安全、迅速、经济与舒适的要求。道路的平面线形，一般由直线和曲线组成。道路平面线形设计主要包括：选定合适的圆曲线半径，计算缓和曲线，合理解决曲线与直线、曲线与曲线的衔接，恰当的设置缓和曲线超高，计算行车视距与排除可能存在的视线障碍等。道路的平面线形要素是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的。直线是曲率为零的线形；圆曲线是曲率为常数的线形；缓和曲线是曲率逐渐变化的线形。三要素是道路平面线形最基本的组成，在道路上各要素所占比例难以量化规定，但只要各组成要素使用合理、组合得当，均可以得到较为理想的平面线形。4.2平面线形设计原则1.平面线形应直接、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2.各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量的选用较大的圆曲线半径。3.同向曲线应设有足够长度的直线，不得以短直线相连。4.两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。5.曲线线形应特别注意技术指标的均衡性和连续性。6.应避免连续急转弯的线形。4.3平曲线要素确定与计算本次公路设计为二级公路，处于平原地区，设计车速为。由于所设的圆曲线半径均小于2500m，故必须设置缓和曲线，且平曲线要素计算主要以缓和曲线计算为主。53n本科生毕业设计（论文）由已知交点坐标、转角、交点间距来计算方位角、切线长、曲线长、各个点的桩号等加设缓和曲线后的平曲线要素。图4-1加设缓和曲线后的平曲线计算公式如下：式中:——缓和曲线切线内移值，m；——缓和曲线切线增值，m；——切线长，m；——总切线长，m；53n本科生毕业设计（论文）——外距，m；——校正数，m；——主曲线半径,m；——路线转角；——缓和曲线长度，m；2．主点桩号计算（桩号）=（桩号）-（桩号）=（桩号）+（桩号）=（桩号）+（）（桩号）=（桩号）+（桩号）=（桩号）-（桩号）=（桩号）+经过比较、试算圆曲线半径，最终确定主线几何元素。主线的半径和缓和曲线的长度均可满足一般二公路平原微丘区曲线半径和缓和曲线长度的要求。4.3.1平面线形设计计算：1.设半径为800m，交点桩号为K1+964.52，，设计车速为80，按基本对称型设计。（1）计算缓和曲线长度LS1）按离心加速度的变化率计算2）按驾驶员的操作和反应时间计算3）按超高渐变率计算查《规范》和《标准》得53n本科生毕业设计（论文）4）按视觉条件计算综上所述，取，取5的整倍数得（2）主点里程桩号计算1）曲线要素计算2）主点桩号计算计算无误。53n本科生毕业设计（论文）第五章纵断面设计5.1纵断面设计原则由于自然因素的影响以及经济要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线形。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，确定起伏空间的位置，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以准确的定位出道路的空间位置。纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。平原区二级公路纵断面设计相关技术指标：最大纵坡：5%最小纵坡：0.3%最大容许合成坡度：9.0%最小坡长：120m竖曲线最小半径：凸曲线一般最小半径：4500m极限最小半径：3000m凹曲线一般最小半径：3000m极限最小半径：2000m各级公路的最大纵坡及坡长长度限制不易轻易采用，而应有适当的余地。为了有利于路面排水和边沟排水，一般情况下，以采用不小于0.3%53n本科生毕业设计（论文）纵坡为宜。坡长限制主要是控制一般纵坡的最小坡长。二级公路，当连续陡坡由几个不同坡度的坡段组合而成时，应对纵坡长度受限制的路段采用平均坡度法进行验算。5.2平纵线形的协调线形组合设计是在平面设计和纵断面设计基本确定的基础上对平纵线形的进行调整组合，使其满足视觉连续，心里感觉舒适，使道路与周围环境景观的协调，并考虑到排水的要求，成为连续、圆滑、顺适、美观的空间曲线。当计算行车速度≥40km/h时，对路线进行线形组合设计尤为重要。平纵线形配合的原则：1、应能在视觉上自然诱导司机的视线，并保证视觉的连续性。2、平纵线形技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3、选择组合的党的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。4．平曲线应和竖曲线重合，且平曲线应比竖曲线长，“平包纵”，对于二级公路带缓和段的平曲线与竖曲线组合时，竖曲线的起点和终点应落在缓和曲线段上。5．度的控制应与线形组合设计相结合，有条件的，一般最大合成坡度为10%，应避免急弯与陡坡相重合的线形。6．线型应避免的组合有：a)计算行车速度大于或等于40km/h的公路，凸曲线的顶部与凹曲线的底部，不得插入小半径平曲线。b)凸曲线的顶部与凹曲线的底部不得与反向平曲线的拐点重合。c)直线上的纵曲线应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形。d)直线段内不能插入短的竖曲线。e)小半经竖曲线不宜与缓和曲线相互重合。f)避免在长直线上设置陡坡和曲线长度段、半径小的凹曲线。5.3竖曲线作用和计算5.3.1竖曲线作用竖曲线的主要作用是：（1）缓冲作用。以平缓的曲线取代折线可消除汽车在变坡点处的冲击。（2）保证公路纵向的行车视距。凸形竖曲线可减小纵坡变化产生的盲区，凹形竖曲线可增加下穿路线的视距。53n本科生毕业设计（论文）（3）将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。竖曲线线形可采用抛物线或圆曲线，在使用范围内二者几乎没有差别，但在设计和计算上抛物线比圆曲线更为方便。《规范》规定采用二级抛物线作为竖曲线的线形。抛物线的纵轴保持直立，且与两相临纵坡线相切。一般情况下，竖曲线在变坡点两侧是不对称的，但两切线长保持相等。5.3.2竖曲线计算该平原地区二级公路路线总长13156.151米，全线共设22个竖曲线，其中10个凸形竖曲线，12个凹形竖曲线。竖曲线要素的计算公式汇总如下：式中：—竖曲线半径，m；—切线长，m；—竖曲线长，m；—外矢距，m；—竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离，m。—竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差m，称修正值或竖距。变坡点1：K0+2901．竖曲线要素计算设置凹曲线，设半径R=2000m，曲线要素计算如下：2．计算竖曲线起终点桩号变坡点的设计高程:竖曲线起点桩号:53n本科生毕业设计（论文）竖曲线终点桩号:竖曲线起点高程:竖曲线终点高程:其他变坡点计算结果见图纸和表格。53n本科生毕业设计（论文）第六章横断面设计6.1横断面的设计6.1.1横断面的组成1、路基宽度公路横断面由行车道、路肩、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及环境保护等部分组成。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以有时也将路线横断面设计成为“路幅设计”。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据公路的功能、公路等级、交通量、服务水平、设计速度、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。据任务书知道设计年限20年，查（JTGB01—2003）《公路工程技术标准》P11.0.3得公路等级为一级公路，本道路设计为双向双车道二级公路，设计车速为80km/h，车道宽度为3.75m，无中间分隔带，采用土路肩宽度为0.75m，硬路肩宽度为1.5m，路供坡度为1.5%，路肩坡度为3.0%，边坡坡度为1：1.5，路基宽度12m。53n本科生毕业设计（论文）图6-1公路横断面设计图单位(m)2、路拱坡度查（JTJ001—97）《公路工程技术标准》P255.0.5得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1~2%，故取路拱坡度为2%，位于强降雨地区，路拱可适当增大；土路肩横向坡度一般应较路面或硬路肩横向坡度大1%~2%，故取路面横向坡度为2%，土路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。3、路基边坡坡度由《公路路基设计规范》得知，当H<8m（H—路基填土高度）时，路基边坡按1：1.5设计。4、护坡道查（JTJ001—97）《公路工程技术标准》，当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1m的护坡道；当高差大于6m时，应设置宽2m的护坡道。5、边沟设计查（JTJ013—95）《公路路基设计规范》边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0~1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：2~1：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘陵，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1：1。6、加宽值因R=700>250m，故依据《公路路线设计规范》该曲线段可不设加宽。7、公路用地《公路工程技术标准》中规定高速公路在整个路幅范围以外不少于3.0m的土地为公路用地。6.1.2路基的断面类型通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的，由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。（1）路堤53n本科生毕业设计（论文）路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0—1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5—18m范围内的路堤为一般路堤。矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响。设计师应注意满足最小填土高度的要求。力求不低于规定的临界高度，使路堤处于干燥或中湿状态。路基两侧均应设边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面经济合理，需要进行个别设计，高路堤和浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式。为防止水流的侵蚀和冲刷坡面，高路堤和浸水路堤的边坡，须采取适当的坡面防护和加固措施。在容易受到水流侵蚀和淘刷的路堤边坡，还应进行适当的防护与加固。在软土地基上的路堤，需要采取加固和调整路堤结构等保持路堤稳定的措施。在横坡较陡（陡于1：2.5）的地面上填筑的路堤，称为陡坡路堤，其下侧边坡常需设置石砌护坡脚或挡土墙，以防止路堤向下滑动，并能收缩填方坡脚，减少填方数量和占地宽度。路堤横断面的基本形式如下图所示：图6-2（a）一般路堤图图6-2(b)浸水路堤图53n本科生毕业设计（论文）图6-2(c)陡坡路堤（1）路堑路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。挖方边坡可按高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚应设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。碎石或不稳定时，则可以采用护墙或挡土墙。路侧弃土堆的设置。应不妨碍路基排水，不危机边坡的稳定。弃土堆内侧坡脚到路堑顶之间的距离一般不小于5m。挖方路基处土层地下水文状况不良时，可能导致路面的破坏，所以对路堑以下的天然地基，要人工压实至规定的实程度。必要时应翻挖，重新分层填筑、换土或进行加固处理，采取加铺隔离层，设置必要的排水设施。图6-3路堑设计图（2）半填半挖路基整个横断面上即有填方又有挖方的路基，称为半填半挖路基。它出现在地面横坡较陡，路基又较宽，二路中线的设计与地面标高相差不大的地方。为提高路基的稳定性，填方部分的地面应挖成台阶或凿毛。位于山坡的路基，通常取路中心的标高接近原地面的标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。图6-4半填半挖路基横断面图53n本科生毕业设计（论文）上述三类典型横断面类型，各具特色，分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异很大，且路基位置、横断面尺寸及要求等，亦应服从于路线，路面及沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必需因地制宜，综合设计。6.2填料的选择与压实标准6.2.1填料的选择填筑路基的材料以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性；另一方面还要顾及填料的性质是否合适。为节省投资和少占耕地和良田，一般应利用附近路堑或附属工程的控方作为填料。用不同填料填筑路基时，须遵守下列规则：（1）不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填（但可参配后使用），以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。（2）不同的填料的层位安排，应考虑路基的工作条件。（3）透水性较小的土填筑路堤下层时，其顶面应做成4%的双向横坡，以保证上层透水性土有排水出路。（4）为了防止雨水侵蚀冲刷，可采用透水性较小的土包边，但是包边部分的土应与中间部分一起分层夯实，并设置盲沟，以利排水。（5）当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时，应在其间加设反过滤层，以防止两部分填料相互混入，而引起路堤下沉。在临海区和填海区的路基需进行特殊处理，基地铺设粒径在10—40cm的毛石，毛石上部坡度为2%，并加设土工布一层，再在上部铺设山皮土，进行压实。53n本科生毕业设计（论文）图6-5养殖区路基处理图6.2.2压实标准实践证明，提高路基的密实度可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。路基填料最小强度和最大粒径要求，以及路基压实度（重型）如下表。表6-1路基填料的技术要求和压实度项目分类路面底面以下深度（cm）填料最小强度（%）填料最大粒径（cm）压实度（%）一级公路其他等级公路一级公路其他公路填方路基上路床0-308610≥95≥93下路床30-805410≥95≥93上路堤80-1504315≥93≥90下路堤150以下3215≥90≥90零填及路堑路床0-308610≥95≥936.5弯道的超高与加宽6.5.1超高值计算为迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定横向坡度的路拱形式，这样在圆曲线路段的弯道上，当汽车沿着双向横坡的外侧车道行驶时，由于车重的平行路面分力与离心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲线外侧，将影响行车的横向稳定。圆曲线半径愈小，对汽车行驶的横向稳定影响愈大，故在弯道设计中，为了能像在路面内侧车道行驶时那样用车重的平行路面分力抵消一部分横向力，以保证行车的横向稳定，可将外侧车道升高，构成与内侧车道倾斜方向相同具有一定横向坡度的单坡横断面，这样的设置称为超高，该坡横断面的横方向坡度叫做超高横坡度，简称超高度iy。《规范》规定：二级公路的超高横坡度不超过8%。无中间带道路的超高过渡可有三种形式：53n本科生毕业设计（论文）（1）绕未加宽前的内侧车道边缘旋转；（2）绕中线旋转；（3）绕外边缘旋转。表6-2圆曲线最小半径设计速度（km/h）1201008060403020一般值(m)10007004002001006530极限值(m)650400250125603015不设超高最小半径（m）路拱≤2.0%5500400025001500600350150路拱＞2.0%7500525033501900800450200本设计中平曲线的半径均大于2500m，路拱坡度为1.5%，所以不设超高。6.5.2加宽的计算汽车在平曲线上行驶时，因为每一车轮沿着各自独立的轨迹运动，汽车在弯道上占据的宽度比直线段大，为保证汽车在弯道上行驶与直线上行驶具有同样的富余宽度，圆曲线路段的路面必须加宽。《规范》规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m时，由于加宽值较小，且行车道已具有一定富余宽度，故可不设加宽。6.6土石方数量计算与调配6.6.1横断面面积的计算为计算路基土石方数量需先求得横断面面积，当地面不规则时，常采用的方法有积距法和几何图形法。横断面面积计算时应注意的问题：（1）填方面积和挖方面积应分开计算。53n本科生毕业设计（论文）（1）填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。（2）如基底是淤泥需换土时，先算出挖出淤泥的面积，再计算换土填方面积，即统一面积计算两次。同理，挖方台阶的面积也应计算两次。（3）大、中桥起终点之间的土石方数量，不计入路基土石方工程数量内。6.6.2路基土石方数量的计算各中桩的横断面面积求出后，即可进行土石方工程数量计算。常采用平均断面法计算。假定相邻两横断面间为一横断面积为两端断面积平均值的棱柱体，其高是横断面的间距。该法只有当相邻面积A1和A2相差不大时才较准确，当A1和A2相差较大时则与棱台体更为接近，按棱台体计算其公式如：在《路基土石方数量计算表》中进行计算。6.6.3土石方调配计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以及计算土石方的数量和运量。通过调配，合理的解决各路段土石方数量的平衡和利用问题，使路堑挖出土方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所取，挖方有所用。1．调配原则（1）在半填半挖断面中，应首先考虑本路段内移挖作填，进行横向平衡，然后再作纵向调运，以减少总的运量。（2）调配时应考虑到桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不能跨沟调运，同时应注意施工的可能和方便，尽可能避免和减少上坡运土。（3）为使土石方调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。（4）土方调配“移挖作填”，除考虑经济运距，还要综合考虑弃土或借土占地、赔偿青苗损失以及对农业生产的影响问题。（553n本科生毕业设计（论文））土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定（保证不同的土分层填筑路基）和人工构造物的材料供应（如小桥涵所用的片石）。（6）位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上、下线的调运。（7）借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施；弃土应不占或少占耕地，在可能的条件下宜将土平整为耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。调配方法本次设计土石方量调配采用土石方计算表调配法，调配结果见《路基土石方数量计算表》。具体步骤如下：（1）弄清各桩号间路基填方、挖方情况并先横向平衡，明确本方利用方、欠方以及可用作远运方等的数量。（2）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采用的运输方式，定出合理的经济运距。（3）根据欠方和可远运的分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案，方法是逐桩、逐段将毗邻路段可作远运方就近纵向调配到欠方段内，加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头注明在纵向利用调配栏中。（4）经过纵向调配，如果仍有欠方或可作远运方，应确定借土或弃土地点，将其数量和远运距离分别填注到借方或废方栏内。（5）土石方调配后的复核检查：横向调运方+纵向调运方+借方=填方挖方+借方=填方+弃方53n本科生毕业设计（论文）第七章路面结构设计7.1概述路面具有承受车辆重量、抵抗车轮磨耗和保持道路表面平整的作用。为此，要求路面有足够的强度、较高的稳定性、一定的平整度、适当的抗滑能力、行车时不产生过大的扬尘现象，以减少路面和车辆机件的损坏，保持良好视距，减少环境污染。路面按其力学特征分为刚性路面和柔性路面。刚性路面在行车荷载作用下能产生板体作用，具有较高的抗弯强度，如水泥混凝土路面。柔性路面抗弯强度较小，主要靠抗压强度和抗剪强度抵抗行车荷载作用，在重复荷载作用下会产生残余变形，如沥青路面、碎石路面。7.2路面设计方案比选1.水泥混凝土路面的主要优点有1）强度高，混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度一级抗磨能力好：2）稳定性好，混凝土路面的水稳性、热稳性均好，特别是它的强度能随时间的延长而逐渐提高，不存在沥青路面的“老化”现象；3）耐久性好，由于混凝土路面的强度和稳定性好，它能通行包括履带式车辆在内的各种运输工具；4）有利于夜间行车，混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利；2.主要缺点有1）对水泥和水的需要量大；2）有接缝，接缝的存在不但会增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响行车的舒适性；3）开放交通较迟，一般水泥混凝土路面完工后要经过28天的养生，才能开放交通；53n本科生毕业设计（论文）4）修复困难，路面损坏后，开挖和困难，修补工作量大，且影响交通。首先沥青路面与水泥混凝土路面相比有一系列的优点：表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声点、施工期短。而且本沥青路面采用的是一种新型的沥青路面结构材料SMA，这种材料是由高含量粗集料、高含量矿粉较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架结实型沥青混合料。相互嵌挤结构的骨架承受了荷载的作用，使得路面在重交通作用下，有良好的抗车辙能力，而且温度敏感性小，有足够的竖向和侧向约束能力，使得路面在车辆荷载作用下，不产生或只产生微小的永久变形。具体可归结为：（1）减小了混合料路面孔隙率，使老化的速度、水蚀作用降低；（2）改性沥青的使用与纤维的使用，大大提高了沥青与砂料的粘附性；（3）减小了混合料内部的微裂率，并提高了混合料的柔韧性，使应力集中程度降低。变形特性改善，从而使SMA混合料的耐疲劳性得以提高。（4）SMA路面比常规路面可延长寿命40%—50%或更长，并且其养护费用较低；由于养护工作量小，使用户因交通堵塞而发生的延误费用也相应降低；这些都表明SMA路面虽然初期成本投资较高，但因服务寿命延长、养护费用及用户费用都较低，使路面全寿命成本较低，而且具有可持续的环境效果。因而在重交通条件下，选择SMA路面还是相当合算。综合考虑本路段路面结构还是采用沥青路面结构方案比较合适。7.3沥青路面设计53n本科生毕业设计（论文）沥青路面由于使用了粘结力较强的沥青材料，使矿料之间的粘结力大大加强，从而提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性得到提高。沥青路面表面平整、坚实、无接缝、行车平稳、舒适、噪声小；其强度可以调整，以适应不同交通量的需要；沥青面层的透水性小，特别是密实沥青混凝土面层的透水性很小，能大大防止地表水进入路面基层和路基，从而使路面的强度稳定。但这同时也使得土基和基层内的水分难以排出，在潮湿路段如果路面结构处理不当易发生土基和基底变软，导致路面破坏。沥青路面设计指标建立在对路面破坏分析的基础上，其目的是控制路面的结构性能，以保证路面在设计使用年限内处于一定的工作状态。路面设计指标直接控制了路面结构。沥青混凝土路面的主要破坏形式可以归纳为疲劳开裂、永久变形、温度开裂3类，但大多数设计指标主要是针对荷载疲劳开裂，部分设计指标针对永久变形，但不够成熟。7.3.1确定累计当量轴次由第二章的计算知以前后轴计算的当量轴次如表7-1所示：表7-1当量轴次计算表车型交通量辆/d后轴前轴总换算系数当量轴次（次/d）轴数系数c轮组系数c后轴重KN后轴换算系数轴数系数c轮组系数c前轴重KN前轴换算系数黄河JN3603992.2312×1103.3306.34116.418.5500.3140.0723.6446.5031453．962565．97日野ZM4403432.2312×1002.2003.00016.418.5600.6940.3122.8943.312754．281029．32太脱拉1384162.2312831.0040.70916.418.549.00.2870.0331.3110.742545．39416．54东风EQ1403581169.20.2020.20216.418.523.70.0120.000180.2140.20276．6272．322830．754084．15次次由上面计算得到设计年限内一个行车道上的累积标准轴次约为2000万次左右，路面结构中面层采用沥青混凝土(18cm)、基层采用水泥稳定砂砾、底层采用级配碎石。由上可见，按设计弯沉值计算偏于安全。7.3.2路面参数确定53n本科生毕业设计（论文）首先，确定结构等级和面层类型。根据设计任务书的要求及交通量设计年限内累计标准轴次100～200万次／车道，根据JTGD50——2006《公路沥青路面设计规范》，二级公路路面等级为次高级路面，面层类型为沥青混凝土。其次，选取结构的组合与材料，由计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次，根据规范推荐结构。考虑到公路沿途有大量的碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土(厚度约为10cm)，基层采用水泥碎石20cm，底基层采用石灰土(厚度待定)。根据JTGD50——2006《公路沥青路面设计规范》，二级公路可采用两层式沥青面层，上面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。最后确定各层材料的抗压模量与劈裂强度。抗压模量取20℃时的模量，各值均取规范给定范围中的值，中粒式密级混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa，水泥碎石为1500MPa，石灰土为550MPa。各层材料的劈裂强度，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa，水泥碎石为0.5MPa，石灰土为0.225MPa。该路段处于IIa区，查规范得到二级自然区划各土组土基回弹模量参值。查得土基回弹模量为38MPa。7.3.3设计指标确定路面弯沉值根据(1)式确定：（1）该公路为二级公路，公路等级系数为1.1。面层是沥青混凝土，面层类型系数为1.0，半刚性基层，底层总厚度>20cm，基层类型系数取1.0。各层材料的容许层底拉应力按(2)式计算：（2）中粒式密级配沥青混凝土：粗粒式密级配沥青混凝土：=0.2888MPa水泥碎石：=0.2841MPa石灰土：=0.09953n本科生毕业设计（论文）7.3.4确定石灰土层的厚度弯沉综合修整系数按(3)式计算：理论弯沉系数按(4)式计算：将4层体系的结构按照弯沉等效换算法换算成当量3层体系。中粒式沥青混凝土作为第l层，粗粒式沥青混凝土、水泥碎石和石灰土层作为第2层，其余为第3层。7.3.5计算中层厚度H由已知参数求得：。查“三层体系表面弯沉系数诺谟图”,得=6.7，=1.22。由得：查表面弯沉系数诺谟图，得：H=5.6×10.65=59.64(cm)7.3.6由多层路面结构的等效换算求多层体系按照等效弯沉的原则换算为3层体将多层体系按照等效弯沉的原则换算为3层体系：上层为原第l层，其厚度为=4cm，弹性模量为=1200MPa。将第2层至第(n一1)层作中层，并将其换算成第2层模量的等效厚度。最后土层作为底层。其中，第2层厚度按(5)式计算：（5）=38．4cm，这里取=38。53n本科生毕业设计（论文）第八章路基路面排水设计8.1路基路面排水设计目的道路路基和路面应设置完善的排水设施，以排除可能危害道路使用性的地面水（又称地表水）和地下水，保证路基路面结构稳固，防止路面积水影响行车安全。排水路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基的排水设计应根据道路等级、沿线自然条件以及桥涵设置等情况进行综合考虑，注意充分利用地形和天然水系，合理布置各项设施，形成良好的排水系统，确保排水畅通和养护方便。路面（含路肩）和中央分隔带范围内的排水，又称为路面排水。路基路面的病害有多种，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。8.2路基路面排水的一般原则1、路基排水设计应防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理以及特殊路基段的其他处治措施相互协调，形成完善的排水系统；2、路基设计排水应遵循总体规划、合理布局、少占农田、环境保护的原则，并与当地排水灌溉系统相协调。8.3路基排水设计相应技术指标1、各种坡面排水沟渠的设计应符合：沟渠的坡度和出水口间的设计，应使沟内水流的速度不超过沟渠的最大流速；沟底纵坡一般不宜小于0.5%，沟壁铺砌的沟渠最小纵坡应为0.12%；沟槽顶面高度应高出设计水位0.1～.0.2m。2、边沟出水口间距一般不宜超过500m，多雨地区不宜超过300m。3、截水沟设在路堑顶5m或路堤坡脚2m以外，应结合地形和地质条件沿等高线布置。高度以200m～500m为宜，超过500m时，可在中间适当位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引；一般采用梯形断面，边坡坡度为1：0.75～1：1.5，沟底宽度和沟底深度不宜小于0.5m。53n本科生毕业设计（论文）8.4设计方案路基排水设施由边沟、排水沟、坡顶截水沟、平台截水沟、急流槽组成。边沟设置在挖方地段，与土路肩直接相连，其纵坡与路线纵坡一致。路堤坡脚2m以外设置排水沟，起引导作用，将路基范围内各种水流引至桥涵或路界范围以外。通过设计计算，边沟和排水沟均可采用底宽0.6m，沟深0.6m，内外坡度均为1：1的等腰梯形截水沟，挖方地段采用浆砌片石，填方地段采用C20混凝土预制块加固。挖方地段以及边坡的平台截水沟采用底宽0.5m，沟深0.5m正方形截水沟，采用浆砌片石加固，坡顶截水沟设置在挖方边坡坡顶5m以外，尽量与等高线平行，截水沟采用梯形截面，截面尺寸为底宽、沟深均为0.6m，内外坡度为1：1.采用浆砌片石进行加固。急流槽槽身采用矩形，并采用M7.5浆砌片石填筑。8.4.1地表排水沟渠1.边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到边沟的排水作用。边沟的纵坡一般与路线的纵坡一致。边沟的横断面形式采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。梯形边沟的沟底为0.5m，边沟采用浆砌片石，砌筑用的砂浆强度采用M7.5。2.截水沟截水沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。如果降水量较多，且暴雨频率较高，山坡覆盖层比较松软，坡面较高，水土流失比较严重的路段，必要时可设置两道或多道截水沟。截水沟的横断面形式，一般为梯形，边坡坡度采用1:0.5，沟底宽度为0.5m，截水沟的位置应尽量与地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通，必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。截水沟水流不应引入边沟，长度以200-500m为宜。53n本科生毕业设计（论文）图8-1截水沟示意图3.排水沟排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水），引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面采用梯形，底宽和深度为0.5m，土沟的边坡坡度为1：1.0。排水沟的位置，可根据需要并结合当地地形等条件定，离路基尽可能远，平面上应力求直捷。排水沟水流进入其他沟渠或水道时，应使原水道不冲刷或淤积，一般应使排水沟与原水道成锐角相交，交角不大干，有条件时可用半径R=10b(b为沟顶宽)的圆曲线向下游与其他水进相接。排水沟应具有合适的纵坡，以保证水流畅通，但不致流速过大而产生冲刷，亦不可流速太小而产生淤积，因此宜通过水文水力计算而确定。一般情况下，可取0.5％～1.0％，不小于0.12％，如果大于3％，应对排水沟进行加固处理。如果大于3％，应对排水沟进行加固处理。图8-2排水沟（单位：cm）53n本科生毕业设计（论文）4.急流槽急流槽用于陡坡地段，沟底纵坡可达45°。采用浆砌片石砌筑，并加以相应的防护加固。急流槽用于陡坡地段，采用浆砌片石砌筑，并加以相应的防护加固。图8-3急流槽横断面图（单位：cm）8.4.2路面排水设计路面（含路肩）表面排水设施主要由路拱横坡度、拦水带、急流槽和路肩排水沟组成。1.路肩排水沟在硬路肩宽度较窄或爬车道占用了路肩过水断面，而路面的汇水宽度或汇水量都较大，拦水带的流水断面不足时，可在土路肩上设置由U形水泥混凝土预制件铺筑的路肩排水沟，沟底纵坡同路肩纵坡，并不小于0.3%。2.路肩急流槽急流槽是在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽，是一种较陡的人工水槽，一般设置在地质情况不允许冲刷的较陡山坡、涵洞的进、出口地段、高差较大或坡度较陡需设置排水的地段和高路堤路段设有拦水缘石的出水口处。其目的是集中消减水流能量，使水流经慎坡引流后降低流速，以免冲蚀路基内、外坡体而造成坍塌。53n本科生毕业设计（论文）3.主要形式排除路肩积水用的急流槽，其纵坡应与所在的路基边坡坡度一致，槽身的横断面为槽形，多由水泥混凝土预制构件拼装、砌筑而成。进水口为喇叭口式的簸箕形，出水口设置消能设施，下端与路基下边坡的排水沟相接要顺适，防止水流冲出排水沟。4.设置及构造路堤边坡急流槽构造分进水槽、急流槽、消力池和出水槽四部分。急流槽的横断面一般为矩形或梯形，尺寸视水流大小确定。浆砌片石急流槽的槽底厚度可为0.2～0.4m，槽壁厚0.3～0.4m；混凝土急流槽的厚度可为0.2～0.3m。槽深最小0.2m，槽底宽最小0.25m。急流槽纵坡一般不宜超过1：2，同时应与天然地面坡度相配合。急流槽较长时，槽底可用几个纵坡，一般上段较陡、下段较缓。当急流槽纵坡陡于1：1.5时，宜采用金属管，管径应大于20cm。各节急流槽用管须用桩锚固在坡体上，其联结接口应做防水处理，以免管内水流渗漏而冲刷坡面。急流槽纵坡较陡时，为防止槽体顺坡下滑，槽底可每隔2.5～5.0m以及在转折点处设置耳墙深入地基约30～50m。急流槽或急流管的进水口与拦水带泄水口之间应做成喇叭口式联结，变宽段应有至少深15cm的下凹，并铺砌防护。急流槽或急流管的出水口处应设置消能设施，可采用混凝土或石块铺筑的消力池或消力栏。一般消力池多采用矩形截面。急流槽进出水槽处，底部宜用片石铺砌，长度一般不小于l0m，特殊情况下应在下游设厚20～50cm，长2.5m的防冲铺砌。8.4.3路面边缘排水设计1．为排除通过路面接缝、裂缝或空隙，或者由路基或路肩渗入并滞留在路面结构内的自由水，可沿路面边缘设置边缘排水系统，或者在路面结构层内设置排水基层、排水垫层等排水系统。沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、纵向排水管、横向排水出水管和过滤织物（土工布）组成的边缘排水系统。2．纵向排水管通常选用聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）塑料管。管径按设计流量由水力计算而定，通常在7cm～15cm范围内选用。排水管的埋置深度，应保证不被车辆或施工机械压裂，且应超过当地的冰冻深度。排水管的纵向坡度宜与路线纵坡相同，但不得小于0.25%。53n本科生毕业设计（论文）3．横向出水管选用不带槽或孔的聚氯乙烯或聚乙烯塑料管，管径与排水管相同。其间距和安设位置由水力计算并考虑邻近地面高程和公路纵断面情况确定，一般在50m～100m范围内选用。出水管的横向坡度不宜小于5%。埋设所开挖的沟，需用低透水材料回填。出水水流应尽可能排引至排水沟或涵洞内。53n本科生毕业设计（论文）第九章桥梁设计9.1桥梁设计9.1.1设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m主梁预制长度：29.96m，伸缩缝采用4cm计算跨径：28.66m桥面净空：净-9m+2×1.5m=12m2.结构形式上部结构采用后张法预应力混凝土T形梁。3.设计荷载公路—Ⅱ级，设计车道数为3车道。人群荷载：3.0KN/。4.气象资料桥位一月平均气温－5℃，七月平均气温20℃5.材料及特性上部结构材料：主梁混凝土强度等级C50；预应力筋采用ASTMA416—97a标准的低松弛钢绞线（17标准型），标准强度：＝1860MPa；弹性模量＝1.95×10MPa。后张法施工并采用TD双作用千斤顶两端同时张拉过程双控；其它钢筋直径≥12mm的用Ⅱ级钢，其余用Ⅰ级钢。立柱，盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。6.桥面铺装桥面铺装采用8cm厚沥青混凝土、三涂FYT-1改进型防水层和6cm厚水泥混凝土找平层。7.结构重要性系数本桥的重要性程度一般，取结构重要性系数γ0=1.0。8.设计依据交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），简称《标准》；交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004），简称《桥规》；交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004），简称《公预规》。9.基本计算数据（见表9-1）53n本科生毕业设计（论文）表9-1基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度MPa50弹性模量MPa3.45×104轴心抗压标准强度MPa32.4轴心抗拉标准强度MPa2.65轴心抗压设计强度MPa22.4轴心抗拉设计强度MPa1.83短暂状态容许压应力MPa20.72容许拉应力MPa1.757持久状态标准荷载组合：容许压应力MPa16.2容许主压应力MPa19.44短期效应组合：容许拉应力MPa0容许主拉应力MPa1.59ASTMA416—97a钢绞线标准强度MPa1860弹性模量MPa1.95×105抗拉设计强度MPa1260最大控制应力σconMPa1395持久状态应力:标准状态组合MPa1209材料重度预应力混凝土KN/ｍ325.0沥青混凝土KN/ｍ323.0钢绞线KN/ｍ378.5钢束与混凝土的弹性模量比无纲量5.65注：考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。和53n本科生毕业设计（论文）分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则=29.6Mpa，=2.51Mpa。9.1.2横截面布置1.主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板,宜在1.8m～2.5m之间，则采用主梁间距为2.2m，考虑人行道可适当挑出，对设计资料给定的桥面净宽选用5片主梁。2.主梁跨中截面主要尺寸拟订1)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15～1/25，标准设计中高跨比约在1/18～1/19。当建筑高度有受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加宽，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用1800mm的主梁高度是比较合适的。2)主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用180mm，翼板根部加厚到300mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，即120mm。本设计中腹板厚度取200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%~20%为合适。同时还根据《公预规》9.4.9条对钢束间距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为400mm，高度为200mm，马蹄与腹板交接处作三角形63.40过渡，高度为200mm，以减小局部应力。3)计算截面几何特征53n本科生毕业设计（论文）图9-1截面分块尺寸示意图（尺寸单位：mm）53n本科生毕业设计（论文）表9-2大截面截面几何特征表分块号分块面积①90454②220324③800-256④1533-989⑤1700-1156合计53n本科生毕业设计（论文）表9-3小截面截面几何特征表分块号分块面积①90494②220364③800-216④1533-949⑤1700-1116合计53n本科生毕业设计（论文）4)检验截面效率指标ρ（希望ρ在0.5以上）上核心距下核心距截面效率指标表明以上初拟的主梁中截面是合理的。5）受压翼缘有效宽度的计算按《公路桥梁》规定，T型截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值：简支梁计算跨径的，即=2/3=9553mm；相邻两梁的平均间距，对于中梁为2200mm；，式中b为梁腹板宽度，为承托长度，这里=0，为受压翼缘悬出板的厚度，可取跨中截面翼板厚度的平均值。即。所以有所以，受压翼缘的有效宽度取。9.1.3横截面沿跨长的变化本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，马蹄和腹板部分为配合钢束弯起而从四分点开始到距支点截面3700mm处，马蹄逐渐抬高，腹板逐渐加宽。9.1.4横隔梁的设置78n本科生毕业设计（论文）为了增强主梁间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还设置3片中横隔梁，间距为4×7.165m，共5片，为了计算方便，五道横隔梁的厚度取相同的值，为0.16m（延高度不变）。9.2主梁作用效应计算主梁的作用效应计算包括永久作用效应和可变作用效应。根据梁跨结构纵、横截面的布置，计算可变作用下荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的永久作用和最大可变效应，再进行主梁作用效应组合（标注组合、短期组合和极限组合）。9.2.1永久作用效应计算1.永久作用集度A.预制梁自重a)跨中截面段主梁自重（四分点至跨中10.63m）b)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长2.7m）主梁端部截面面积为支点段梁的自重（长1m）cmc)主梁的横隔梁中横隔梁体积为：端横隔梁体积为：故半跨内横隔梁重量78n本科生毕业设计（论文）主梁永久作用集度B.二期永久作用a)翼缘板中间湿接缝集度b)边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：一片端横隔梁（现浇部分）体积：故c)桥面铺装层6cm水泥混凝土找平层：8cm沥青混凝土铺装层：若将桥面铺装均摊给五片主梁，则：d)人行道：（采用非悬壁式人行道）e)栏杆一侧栏杆1.52kN/m将人行道和栏杆重量均分给五片主梁，则78n本科生毕业设计（论文）边梁二期永久作用集度2.永久作用效应如下图所示，设为计算截面离左支座的距离，并令。图9-2永久作用效应计算图永久作用效应计算公式：支点弯矩：支点剪力：变截面处弯矩变截面处剪力处弯矩处剪力跨中弯矩：跨中剪力78n本科生毕业设计（论文）表9-4边梁（1号梁）永久作用效应截面位置距支点截面的距离一期恒载二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力支点00.00301.070.00146.480.00301.07变截面3700970.16223.34472.01108.661442.17332.0071651617.89150.54787.1573.242405.04223.78跨中143302157.190.001049.330.003205.520.009.2.2可变作用效应计算（偏心压力法）1.冲击系数和车道折减系数冲击系数和车道折减系数计算：结构的冲击系数与结构的基频有关，故应先计算结构的基频，简支梁的基频可按下式计算其中，,由于，故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数为:当车道大于两车道时，应进行车道折减，三车道折减22%，但由于折减后不得小于两车道布载的计算结果。2.计算主梁的荷载横向分布系数78n本科生毕业设计（论文）本桥跨内设有三道横隔梁，具有可靠的横向联结，而且承重结构的长宽比为：所以可按修正的刚性横梁法莱绘制横向影响线和计算横向分布系数。1）计算主梁抗扭惯性矩对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中、——相应为单个矩形截面的宽度和高度；——矩形截面抗扭刚度系数，可按下式计算——梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度马蹄部分的换算平均厚度78n本科生毕业设计（论文）图9-3计算图式将计算汇总于表9-5。表9-5计算见下表分块名称翼缘板22022.80.1040.31150.00812242腹板127.2200.1570.30040.00305687马蹄40300.7500.17990.001942920.013122212)计算抗扭修正系数a)主梁的间距相同，主梁近似看成等截面，则得：式中：——与主梁片数有关的系数，当时，。，，，代入得：b)按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：式中：，，，，，则：表9-6计算所得的值列于下表梁号14.40.560360.01982-0.1603678n本科生毕业设计（论文）22.20.380180.109910.01982300.20.20.23)计算荷载横向分布系数a)跨中的横向分布系数1、2、3号主梁的横向影响线和最不利布载图式如下图所示。对于1号梁：图9-4跨中最不利布载图式图9-5一号梁横向分布系数图9-6二号梁横向分布系数78n本科生毕业设计（论文）图9-7三号梁横向分布系数汽车人群b)支点的横向分布系数如下图所示，按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载，1号梁活载的横向分布系数可计算如下：图9-8支点最不利布载图式图9-9各号梁横向分布系数汽车人群表9-6横向分布系数汇总荷载类别汽车0.653890.4091人群0.629981.386478n本科生毕业设计（论文）2.车道荷载的取值在活载内力计算中，对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数，鉴于跨中和四分点和剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也按不变化的来计算。求支点和变化点截面活载剪力时，由于主要荷重集中在支点附近而应考虑支撑条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到之间，横向分布系数用与值直线插入，其余区段均取值。由于是设计三车道，车道折减系数为；汽车荷载等级为公路—II级；所以：车道荷载的均布荷载标准值为：；集中荷载标准值为：9.2.3可变作用效应计算在可变作用效应计算中，对于横向分布系数和取值作如下考虑：支点处横向分布系数取m0，从支点至第一根横梁段（四分点处），横向分布系数从m0直线过渡到mc，其余梁段均取mc。1)求跨中截面汽车荷载的最大弯矩：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，跨中截面作用效应计算图示，计算公式为：S=（1+）式中：S——所求截面的弯矩或剪力；78n本科生毕业设计（论文）qk——车道均布荷载标准值；Pk——车道集中荷载标准值；Ω——影响线上同号区段的面积；Y——影响线上最大坐标值。图9-10跨中截面弯矩计算图式使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：所加载影响线中一个最大影响线峰值为：故得跨中弯矩为：2)计算人群荷载的跨中弯矩:3)计算跨中截面车道活载最大剪力:图9-11跨中截面剪力计算图式78n本科生毕业设计（论文）鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于跨中部分，故也采用全跨统一的荷载横向分布系数来计算。的影响线面积：故得4)计算跨中截面人群荷载最大剪力5)计算支点截面车道荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨的变化图形和支点剪力影响线，如下图所示78n本科生毕业设计（论文）图9-12跨中截面车道剪力计算图式横向分布系数变化区段长度：对应于支点剪力影响线的荷载布置，如图所示。影响线面积为：。因此，支点剪力为：附加三角形荷载重心处的影响线坐标为：则：78n本科生毕业设计（论文）故公路—II级荷载的支点剪力为：6)计算支点截面人群荷载最大剪力人群荷载的横向分布系数，如图所示。则可得人群荷载的支点剪力为：7)计算四分点截面汽车荷载的弯矩图9-13四分点截面弯矩影响线使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：所加载影响线中一个最大影响线峰值为：故得跨中弯矩为：8)计算四分点截面汽车荷载的剪力78n本科生毕业设计（论文）图9-14四分点截面剪力影响线使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：所加载影响线中一个最大影响线峰值为：故得跨中弯矩为：9)计算变化点截面汽车荷载的弯矩图9-15变化点截面弯矩影响线使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：所加载影响线中一个最大影响线峰值为：78n本科生毕业设计（论文）故得跨中弯矩为：10)计算变化点截面汽车截面的剪力使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：所加载影响线中一个最大影响线峰值为：故得跨中弯矩为：11)计算四分点截面人群荷载的弯矩12）计算四分点截面人群荷载的剪力13）计算变化点截面人群荷载的弯矩14)计算变化点截面人群荷载的剪力将各截面车道与人群荷载作用效应汇总于表9-678n本科生毕业设计（论文）表9-6活载作用效应汇总截面位置距支点截面距离车道荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力支点00161.906043.108变截面3700645.195179.191130.90529.22271651075.965156.285218.30515.234跨中143301434.61895.331291.07210.1569.3主梁作用效应组合按《桥规》4.1.6～4.1.8条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了四种最不理效应组合：承载能力极限状态基本组合、短期效应组合、长期效应组合和标准效应组合。内力组合（1）基本组合（用于承载能力极限状态计算）其中计入冲击系数(2)短期组合（用于正常使用极限状态计算）(3)长期组合（用于正常使用极限状态计算）将各截面的效应组合汇总于表9-778n本科生毕业设计（论文）表9-7主梁作用效应汇总截面位置基本组合短期组合长期组合支点0.00622.440.00436.220.00370.91变截面2738.60672.651939.87463.091704.13388.864567.04499.523235.04327.862841.90280.64跨中6087.95141.594312.1764.353788.0035.0378n本科生毕业设计（论文）第十章施工组织设计10.1施工组织设计的基本原则1、认真的贯彻基本建设的方针政策，严格执行基本建设程序和施工程序；2、科学的安排施工顺序，按照公路工程施工的客观规律安排施工顺序，可将整个项目划分为几个阶段。在各个阶段之间合理搭接，衔接紧凑。在保证质量的基础上，尽可能缩短工期，加快建设速度；3、采用先进的施工技术设备；4、应用科学的计划方法制定最合理的施工组织方案；5、落实季节性施工的措施，确保全年连续施工；6、确保工程质量和施工安全；7、节约基建费用和降低工程成本。10.2施工组织设计的主要内容施工组织设计可分为“施工组织总设计”和“分步分项工程施工组织设计”。施工组织设计又是施工方案、修正方案、施工组织计划和实施性施工组织设计等施工组织文件的统称。施工组织设计的主要内容包括：1.分析设计资料，选择施工方案和施工方法；2.施工方案的内容包括：施工方法、施工机具、施工顺序、施工工艺；施工方案的基本要求：切实可行，施工期限满足业主要求，确保工程质量和施工安全，经济合理，工料消耗和施工费用最低。3.编制工程进度图（时间组织设计）。编制施工进度计划的步骤：⑴研究施工图纸和有关资料及施工条件；⑵划分施工项目计算实际工程数量；⑶编制合理施工顺序和选择施工方法；⑷计算各施工过程的实际工作量（劳动量）；78n本科生毕业设计（论文）⑸确定各工程的劳动力需要量及工种和机械台班数量及规格；⑹设计与绘制施工进度图；⑺检查与调整施工进度。4、计算人工、材料、机具需要量，制定供应计划；5、临时工程，供水、供电、供热计划；6、工地运输组织；7、布置施工平面图；8、编制技术措施计划与计算技术经济指标；9、编写说明书（工程概况、施工组织安排、主要材料、工、料、机的安排）。10.3工程概况及工程施工10.3.1辽宁葫芦岛绥中万家道路工程概况滨海公路地处辽宁省锦州市濒临渤海处，处于滨海平原地区。该区域众多溪流流穿过，还有填海工程，也经过海水养殖区等。本设计截取3.453公里。新建公路是联接整个辽宁省内滨海公路的重要组成部分之一，该公路的修建将促进当地工业、旅游业和外向型经济的发展，具有重要意义。滨海公路地处平原微丘地带。路线所经地区市辖地区属公路自然区划的Iia辽河平原季节冻融交替区。因本工程工期短，任务重，工程施工将采用流水法施工。在施工过程中路基土方、二灰土等工程分别由各专业施工队伍分别施工，以加快施工进度。二灰碎石、水泥碎石及沥青混凝土，因其采用摊铺机，仍采用单一断面施工。10.3.2辽宁葫芦岛绥中万家道路工程施工1．施工准备工作78n本科生毕业设计（论文）施工队伍进场后，立即进行施工准备工作，如工程机械及建筑材料的进场、测量放样、原材料检测及水泥混凝土、沥青混凝土及二灰碎石、水泥碎石配合比设计工作，同时进行场地平整、水源、电源的落实、取土区的划定、临时工程的施工等工作。2．清杂、清障、清表及河塘处理工程工程具备实施条件后，立即进行路基的清障、清杂及清除表土工作，采用人工配合挖掘机进行树根挖掘、圬工拆除、杂物清理等工作，用推土机进行耕植表土的清除及推移工作。同时用人工配合挖掘机进行沟塘的清淤工作，并用水泥土、石灰土或抛石等方法进行沟塘回填处理工作。3．路基施工测量放线：（a）根据护桩设置图，恢复线路中心控制点；（b）测设中心桩，按25cm一整桩号和由路线起讫点等控制路基中心的各点测设中心桩，桩面用红漆写里程桩号；（c）测设路基边坡线；（d）以路堤顶设计宽度为0，余宽50cm（以保证边坡压实度和压实机械的安全）放边线点，用石灰沿线撒放，作为填土范围的明显标记，注意每层中心两侧的填土高度是不相等的，按实际高程计算家上余宽，即为此层的填土宽度。布土：在指定的取土范围区位置，可用挖掘机配合自卸汽车运土入场，按照压路机能达到的压实厚度，计算布土时从一端开始，左右成排，前后成行等距离布土，只要把土的位置和摊铺系数掌握好，就可以提高摊铺速度。摊铺：测量人员跟随压路机及时控制，根据各桩号底层标高，控制好表层的顶面标高，使填土达到控制的厚度，注意摊铺系数。平地机整平:当一工作段由推土机推平并经复测符合要求时，就可以上平地机进行工作。由路中开始向道路两侧推进，如此往返三次。78n本科生毕业设计（论文）路基碾压:第一遍使用重型振动压路机静压或轻振进行稳压，再强振压实。压实时先从两侧路基边沿向路中推进，压路机碾压轮重叠抡宽1/3～1/2。一般碾压6～8遍，至中达到规定的压实厚度为止。碾压后先进行自检，宏观上表面平顺光洁，无明显轨迹，无松软起皮、起皱现象，给人以平顺坚实的感觉。经监理工程师复检认可后，可在进行上一层土的填筑。当路基填方高程已达到槽底部时，表示该段填方已结束在移交给下一到工序。施工在移交前对槽底中心高程、压实度、横向坡度、平整度、槽底宽度、路肩宽度等进行认真的测试、检验和评定，按规定填写多种检验与质量评定表，报监理工程师复检认可。刷边坡：测量员按设计要求测量并打出路基顶面和坡脚的边线，撒上石灰形成明显标记，用平地机刷坡，配合汽车将余土运走。若平地机刷坡不平整或不达到要求，需人工进行细刷。要求坡度准确平顺、无鼓胀、坑渣现象，刷到坡脚的余土，装载机装上汽车运走，要求坡脚直顺。自检合格后，报请检验鉴定认可。挖边沟：按设计规定边坡的比例，纵向排水去向，沟底高程和开挖的深度，放边沟的上口线和沟底坡脚线，测量人员随机测量，指挥挖掘机挖土，配合人工刷坡清底。要求上下四条线要有顺坡底平面平直。4．水泥碎石的施工（基层）水泥碎石采用工厂集中拌法，具体施工流程见下图：图10.1水泥碎石集中拌法施工流程图5．沥青混凝土路面的施工①本设计路段的面层为双层结构，上面层为厚8cm的级配式沥青混凝土AC-13，下面层为10cm厚的级配式沥青混凝土AC-20。②热拌沥青混合料的种类应按《公路沥青路面施工技术规范》中选用，其规格以方孔筛为准，集料最大粒径不宜超过31.5mm，当采用圆孔筛作为过滤时，集料最大粒径不宜超过40mm，热拌沥青混合料路面应采用机械化连续施工。78n本科生毕业设计（论文）③施工准备：a.基层准备应符合下列要求：具有足够的强度和适宜的刚度；具有良好的稳定性；干燥收缩和温度收缩变形较小；表面平整密实，拱度与面层一致，高程应符合要求。b.施工前应对各种材料进行调查试验，经选择确定的材料在施工过程中应保持稳定，不得随意变更。c.施工前对各种施工机具应作全面检查，并经调试证明处于性能良好状态，机械书了足够，施工能力配套，重要机械宜有备用设备。d.沥青加热温度及沥青混合料施工湿度应符合《规范》表7.2.4，的规定，并根据沥青品种、标号、粘度、气候条件及铺筑层的厚度选用。沥青粘度大，气温低，铺筑层厚度薄的用高限。④接缝在施工缝及构造物两端的连接处必须仔细操作，保证紧密、平顺。纵向接缝部位的施工应符合下列要求：摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝。半幅施工不能采用热接缝时，宜加设挡板或采用切刀切齐。相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。对于高速，中下层的横向接缝可采用斜接缝，在上面层应采用垂直的平接缝。78n本科生毕业设计（论文）参考文献（1）、交通部．JTGB01-2003　公路工程技术标准．北京：人民交通出版社，2003（2）、交通部．JTGD20-2006　公路路线设计规范．北京：人民交通出版社，2006（3）、交通部．JTGD30-2004　公路路基设计规范．北京：人民交通出版社，2004（4）、交通部．JTGD50-2006　公路沥青路面设计规范．北京：人民交通出版社，2006版社，2002（5）、交通部．JTGD40-2002　公路水泥混凝土路面设计规范．北京：人民交通出版社，2002（6）、交通部．JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范．北京：人民交通出版社，2004（7）、交通部．JTGD62-2004公路钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土桥涵设计规范．北京：人民交通出版社，2004（8）、交通部．JTGB03-2006公路建设项目环境影响评价规范．北京：人民交通出版社，2006（9）、赵永平等．道路勘测设计．北京：高等教育出版社，2005（10）、许金良．道路勘测设计毕业设计指导．北京：人民交通出版社，2004（11）、陆鼎中等．路基路面工程．北京：同济大学出版社，1999（12）、孙家驷．道路设计资料集．北京：人民交通出版社，2005（13）、赵明阶《土质学与土力学》（21世纪交通版）.北京:人民交通出版社,2005（14）、程家驹等.《路基路面设计》.北京:人民交通出版社,2005致谢时光飞逝，就要毕业了，为期一个学期的毕业设也将结束，这78n本科生毕业设计（论文）次设计是对大学里学习的知识的综合检验和评定，在这次设计过程中，我不但很好的回顾了专业基础知识，也把一些以前没注意到的问题深化了，将这些知识更好的条理化、系统化，应用所学的知识来解决实际问题。这次毕业设计自始至终是老师的教导下完成的。从设计的开题、道路选线、路基设计、路面结构设计、交通设施设计、道路绿化设计、路基路面的排水、和其他设计到成果整理成册，都包涵着导师的心血。每次老师都是细心的指导，老师严谨的治学态度、渊博的知识、高尚的学术风范给我以深刻的教诲和启迪，这将使我终生受益。在此我谨向刘老师及各位给予指导的老师表示衷心的感谢！同时还要对在此次设计中给予我帮助的同组同学表示衷心的感谢！在此次毕业设计过程中，指导老师诲人不倦的敬业精神给我留下不可磨灭的印象；同组同学乐于助人、勇于探索、不断创新的精神令我铭记于心。由于我的专业水平有限，在本设计文件中会存在错误和不足，恳请专家、老师和同学批评指正，提出宝贵意见，为即将进入社会的我打下坚实的基础。再次表示感谢！78