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'毕业设计说明书GRADUATEDESIGN设计题目:京建公路(唐山段)养护改造工程—K10-K20段施工图设计
摘要摘要本设计是京建公路(唐山段)养护改造工程—K10至K20段施工图设计。此工程起于龙景关(承唐界),途径胡家店、焦龙峪、宋庄子村、裕顺店、下店、辘轴窝、苇子峪、胡子饭庄、下窝铺,止于铁门关,全长约10公里。原路路基宽7.5m,路面宽7m。现拟建按路基宽10m,路面宽7.5m(沥青混凝土路面)的二级公路标准设计。主要作了如下工作:采用纬地进行了路线设计、平面设计、纵断面设计、横断面设计以及土石方量计算,接着在路线设计的基础上进行了路基路面设计,包括一般路基设计、路面设计。关键词京建公路(唐山段);二级公路;沥青混凝土;养护改造-35-
目录AbstractThedesignisthereconstructionandconservationprojectofBeijingbuildinghighway(Tangshansegment)—theconstructiondrawingdesignofK10toK20segment.TheprojectbeginswithLongJingguan(ChengtangBoundary)andendswithHuJiadian,viaHujiadian,Jiaolongyu,Songzhuangzicun,Yushundian,Xiadian,Huluwo,Weiziyu,Huzifanzhuang,Xiawopu,endoftiemenguan,withtotallengthoftenkilometers.Theroadbedwidthoftheoldrouteis7.5metersandtheroadwidthis7meters.Theproposedprojectisaccordingtosecondaryroadstandard,theroadbedwidthofwhichis10metersandtheroadwidthis7.5meters(AsphaltConcretePavement).Themajorworkisthefollowing:Finishthelinedesign,thegraphicdesign,theverticalalignmentdesign,thecrosssectiondesignandtheearthworkcalculationsbyHintCAD.Whatismore,completethesubgradeandpavementdesignbasedonthelinedesign.KeywordsBeijingbuildinghighway(Tangshansegment);secondaryroad;AsphaltConcrete;thereconstructionandconservationproject-35-
目录目录摘要IABSTRACTII第1章绪论1第2章项目简介22.1工程概述22.2设计原始资料22.3任务依据22.4技术依据22.5自然条件32.5.1地理位置32.5.2河流、水文32.5.3气象32.5.4地形地貌32.5.5地层岩性32.5.6地质构造与地震活动42.6交通特性42.6.1设计车辆42.6.2设计速度与运行速度42.6.3设计交通量5第3章平面设计63.1选线设计63.1.1选线的基本原则63.1.2选线的方法与步骤63.2平曲线要素值的确定73.2.1平面设计原则73.2.2平曲线要素值的确定73.2.3圆曲线要素计算公式7第4章纵断面设计104.1纵断面设计原则104.2纵坡设计104.2.1二级公路纵断面设计104.2.2纵坡设计的一般要求104.2.3平曲线与竖曲线的组合一般原则114.3纵断面设计步骤114.4本路段设计12第5章横断面设计135.2路基标准横断面135.3.1公路路基横断面的一般组成135.1.1公路路基横断面的特殊组成135.2横断面设计基本要求13-35-
目录5.3横断面各组成部分设计145.3.1行车道宽度的确定145.3.2路拱的确定145.3.3超高的确定及过渡方法145.4路基横断面设计与计算155.4.1公路横断面155.4.2横断面设计方法155.4.3路基设计表165.5土石方的调配方法16第6章路基设计186.1路基设计概述186.1.1设计依据186.1.2路基设计原则186.2路基横断面布置186.2.1路基标准横断面196.2.2路基边坡196.3路基压实标准196.4路拱横坡196.5路床、路基填料及压实度要求206.5.1路床206.5.2填方路基的填料选择206.5.3填方路基压实度20第7章路面设计227.1设计依据227.2路面结构类型选择227.2.1路面设计原则227.2.2路面结构237.2.3设计参数237.3路面工程要求及注意事项237.3.1沥青混凝土面层主要材料237.4沥青混凝土面层混合料技术要求277.5沥青路面施工技术要求及注意事项277.5.1对路基的技术要求277.5.2透层沥青施工技术要求277.5.3沥青混合料的施工技术要求287.5.4沥青混凝土面层的其它施工注意事项297.6路面结构基层及底基层297.6.1水泥稳定碎石297.6.2路面基层及底基层的其它施工注意事项307.7路面设计计算书30第8章施工方法及注意事项34结论35参考文献36-35-
目录谢辞37附录38-35-
第1章绪论第1章绪论京建公路S355(唐山段)是目前沟通唐山和承德两大重要地级市的主要道路,在地区路网中的地位极其重要,随着交通量迅速增长,重载车辆的不断增加,现有路面已经出现了裂缝、坑槽、推移、沉陷等病害,严重影响了道路的通行能力和行车安全,制约了经济的发展。因此唐山市政府决定对其进行改建。本项目的养护改造对加强唐、承两地区域间的经济技术合作、交流具有重要意义。同时,也是促进区域经济发展,加快沿线群众脱贫致富,拉动县域经济增长的关键环节。此工程施工图设计路线为胡家店至铁门关村段,途径焦龙峪、宋庄子村、裕顺店、下店、辘轴窝、苇子峪、胡子饭庄、下窝铺等村镇。原路路段路基宽7.5m,路面宽7m,两侧各设0.25m路肩石。原路路面结构为沥青混凝土路面。现该路路面和基层破坏严重,坑洼不平,严重影响道路的交通运输能力及沿线居民出行。现拟建按路基宽10m,路面宽7.5m(沥青混凝土路面)的二级公路标准设计。-35-
第2章项目简介第2章项目简介2.1工程概述该项目起自龙景关(承唐界),途径胡家店、焦龙峪、宋庄子村、裕顺店、下店、辘轴窝、苇子峪、胡子饭庄、下窝铺,止于铁门关,全长约10公里。原路路基宽7.5m,路面宽7m。原路路面结构为沥青混凝土路面。现该路路面和基层破坏严重,坑洼不平,严重影响道路的交通运输能力及沿线居民出行。现拟建按路基宽10m,路面宽7.5m(沥青混凝土路面)的二级公路标准设计。此二级公路路线设计技术指标为:路基宽度为10米,双向车道,无中央分隔带,土路肩为2×1.25m,行车道为2×3.75m。设计速度为40km/h,路线总长10865.880m,起点桩号K0+000.00,终点桩号为K10+865.880。设计路线平曲线半径最大为600m,最小为100m。本次纵断面设计设置了8个变坡点,3个凸形竖曲线,5个凹形竖曲线,最大半径为6000m,最小半径为1200m。在满足路线设计规范要求的前提下,以充分利用旧路减少占地、拆迁,保护环境,降低工程造价为原则布线。村镇段基本沿旧路中线布设平面线位,纵断面设计高程基本维持原有标高;野外段基本以单侧加宽为主布设平面线位,纵断面设计高程基本以原路标高抬高路面结构层厚度进行控制,并对局部平纵线形进行调整以满足道路升级后的要求。2.2设计原始资料(1)设计路段1/2000的带状地形图一份(2)区域地质资料简介一份2.3任务依据根据唐山市交通局关于《京建公路(唐山段)养护改造工程勘察设计委托书》进行设计。2.4技术依据(1)《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)(2)《公路路线设计规范》(JTGB20-2006)(3)《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)(4)《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)-35-
第2章项目简介(5)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)(6)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)(7)《公路排水设计规范》(JTJ018-97)(8)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD50-2006)(9)《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)2.5自然条件2.5.1地理位置拟建项目位于迁西县北部。2.5.2河流、水文拟建项目地处的迁西县北部山区,河流较多,主要有黑河、洒河及其支流等,各河均属山溪性河流,河道弯曲,受季节性影响较大,雨季受降水影响河水暴涨暴落,流量变化较大,其它季节水量较小,甚至干枯。拟建项目所在区域稳定地下水埋深约为4-4.8m,拟建项目所在区域内地表水及地下水均为淡水,水质良好,宜作为生活、建筑用水。2.5.3气象拟建项目所在区域属暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均气温约为12.1℃,年平均降水量764.2mm,最大冻深73cm。2.5.4地形地貌拟建项目所在区域位于燕山山脉南麓,地势高低起伏,公路途经区多山,山体连绵起伏。公路所处区域地貌全部为山地,地形较为复杂。其间山丘起伏,沟谷纵横,地貌受地层岩性的影响明显。2.5.5地层岩性拟建项目所在区域在整个地质历史中,形成了不同时代的地层,因形成陆地时间较久,剥蚀强烈,保留至今的只有太古界、元古界以及第四系地层。-35-
第2章项目简介2.5.6地质构造与地震活动拟建项目所在区域大地构造单元为华北地台之燕山台褶带,没有隐伏活动断裂,路线影响区域断裂构造在近期未发生明显活动。地震烈度为Ⅶ度,地震动峰加速度为0.1g。2.6交通特性2.6.1设计车辆设计车辆是指道路设计所采用的具有代表性的车辆。道路上行驶的车辆主要是汽车,对于混合交通的道路还有一部分非机动车。汽车的行驶性能,外廓尺寸以及不同种类车辆的组成对道路几何设计具有决定作用,比如确定路幅组成.车道宽度.平曲线加宽.纵坡大小.行车视距等都与设计车辆有密切关系。因此,选择有代表性的车辆作为道路设计的依据是必要地。道路上行驶的车辆的种类较多,按使用目的,结构或发动机的不同,作为道路设计依据的车辆可分为四类:小客车,载重汽车,鞍式列车,铰接车。本条公路所采用的设计车辆为小客车和载重汽车。2.6.2设计速度与运行速度(1)设计速度设计速度(又称计算行车速度),是指当气候条件良好,交通密度小,汽车运行只受道路本身条件(几何要素,路面,附属设施等)的影响时,中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。设计速度是决定道路几何形状的基本依据。道路的曲线半径,超高,视距等直接与设计速度有关。同时还影响车道宽度,中间带宽度,路肩宽度等指标的确定。(2)运行速度对一条道路设计速度是一个固定值,设计速度对极限指标的选用,如最小半径,最大纵坡等;具有控制作用,但对非极限指标无控制作用。设计中,只要自然条件允许,尽量采用对提高车速有利的指标值,使汽车实际行驶速度比设计速度高出很多;相反,受自然条件限制时,不得不采用小的指标值,使行驶速度低于设计速度。在这种道路上汽车的实际行驶速度变化很大,与固定值设计速度不一致,车速由高到低无足够的过渡时,便产生速度的突变,容易引发交通事故[2]。-35-
第2章项目简介针对设计速度存在的不足,避免产生速度突变,保证汽车行驶的连续性,引入运行速度的概念和应用方法。运行速度是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件,实际道路状况和交通条件下所能保持的安全速度。通常采用测定的第85百分位行驶速度作为运行速度。应用运行速度的设计方法:根据设计速度初定道路线形,通过测算模型计算路段运行速度,用速度差控制标准检查和修正线形,已修正后的运行速度为依据确定路线其他设计指标。2.6.3设计交通量交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数,其计量单位常用年平均日交通量或小时交通量。设计交通量是指拟建道路到预测年限是所能达到的年平均日交通量,其值根据历年交通观察资料预测求得,目前多按年平均增长率计算确定。其计算公式为:AADT=ADT×(1+r)n-1(1.1)式中:AADT—设计交通量(pcu/d);ADT—起始年平均日交通量(pcu/d);r—年平均增长率(%);n—预测年限(年)-35-
第3章平面设计第3章平面设计3.1选线设计3.1.1选线的基本原则(1)以服务沿线经济发展为原则,路线布设力求与公路沿线产业布局的现状及规划相协调。(2)路线布设及沿线设施的设置与城镇规划发展、城市区域路网与辅设路网相协调。(3)路线方案以旧路充分利用为原则,除拆迁量较大及平纵指标较低段进行适当的绕避、优化。(4)尽量减少占用基本农田、果园和其它经济林地,避免大量拆迁,减少对群众利益的侵扰。(5)合理避绕矿产及矿产采空区和不良地质地段,保障拟建公路的安全和减少投资。(6)注重文物保护,重视环境保护,减少水土流失。3.1.2选线的方法与步骤道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准,结合地质、地表、地物及其沿线条件,结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置,而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局,具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素,通过纸上选线把路线的平面布置下来。(1)路线方案选择路线方案选择主要解决起、终点间路线基本走向问题。(2)路线带选择在路线基本方向选定的基础上,按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点,连接这些控制点,即构成路线带。(3)具体定线定线就是根据技术标准和路线方案,结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计,具体定出道路中线的工作。-35-
第3章平面设计3.2平曲线要素值的确定3.2.1平面设计原则充分研究本地区的特点,通过全面的调查分析,合理利用地形。根据沿线工程地质条件,现有道路、村镇、河流等地物的实际情况,以及环境保护的要求选择合适的线位。(1)路线应符合起终点和主要控制点,尽可能沿旧路布设,对旧路局部指标较低的路段,在不过多增加工程量的前提下,尽量改善其技术指标,以保证行车安全,以提高公路使用质量。(2)新建路段结合本项目的特点,尽可能采用与地形、地貌相适应的技术指标,不追求脱离地形条件的高标准,但也不轻易采用技术标准规定的最小值。(3)妥善处理好与相关河流、公路、管线的关系。(4)路线线位由平、纵、横三方面综合考虑确定。避免只顾纵坡平缓,而使路线弯曲,平面标准过低;避免只顾平面顺捷、纵坡平缓、而造成高填路基,工程量过大及环境破坏严重。3.2.2平曲线要素值的确定平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。本设计中主要用到基本型,即按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合而成的曲线。缓和曲线是道路平面要素之一,它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。它的曲率连续变化,便于车辆遵循,旅客感觉舒适,行车更加稳定,增加线形美观等功能。设计时要注意和圆曲线相协调、配合,在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果,宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1:1:1。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小外还要考虑超高和加宽的要求。3.2.3圆曲线要素计算公式(1)在简单的圆曲线和直线连接的两端,分别插入一段回旋曲线,即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下:-35-
第3章平面设计图3.1按回旋曲线敷设缓和曲线(3.1)(3.2)(3.3)(3.4)(3.5)(3.6)(3.7)(3.8)式中:—总切线长();—总曲线长();—外距();—校正数();—主曲线半径,();—路线转角(°);—缓和曲线终点处的缓和曲线角(°);—缓和曲线切线增值();-35-
第3章平面设计—设缓和曲线后,主圆曲线的内移值();—缓和曲线长度();—圆曲线长度()。(2)主点桩号计算ZH=JD–T(3.9)HY=ZH+Ls(3.10)YH=HY+Ls(3.11)HZ=YH+Ls(3.12)QZ=HZ-L/2(3.13)JD=QZ+L/2(3.14)(3)路线曲线要素计算表:表3-1部分曲线要素计算表交点号曲线要素值(m)半径缓和曲线长度缓和曲线参数切线长度曲线长度外距校正值16789101112JD1600 84.448167.79345.91371.102JD2600 92.286183.1377.05581.435JD3600 103.881205.7238.92642.039JD41115074.49861.882120.73596.86973.029JD528550119.3777.845154.38415.21831.305JD6600 52.125103.98912.25990.261JD72005010089.141173.858510.53324.424JD823050107.24112.176216.373816.39377.978JD91705092.19573.865144.87347.4772.856JD101155075.82982.723156.337614.50029.109-35-
第4章纵断面设计第4章纵断面设计4.1纵断面设计原则(1)纵面线形应与地形相适应,线形设计应平顺、圆滑、视觉连续,保证行驶安全。(2)纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。(3)平面与纵断面组合设计应满足。(4)视觉上自然地引导驾驶员的视线,并保持视觉的连续性。(5)平曲线与竖曲线应相互重合,最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内,即所谓的“平包竖”。(6)平、纵线形的技术指标大小应均衡。(7)与周围环境相协调,以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度,并起到引导视线的作用。4.2纵坡设计4.2.1二级公路纵断面设计二级公路纵断面的设计标准规定如下表:表4-1二级公路设计速度为40km/h纵断面的设计指标序号指标名称指标值单位指标名称指标值单位1最大纵坡8%合成坡度≤9%2最小坡长200m最大纵坡≤5%3竖曲线最小长度50m坡长限制3%,1200m4凸曲线最小半径极限450m4%,1000m一般7005凹曲线最小半径极限450m5%,800m一般7004.2.2纵坡设计的一般要求(1)满足《工程技术标准》中有关纵坡的各项规定;-35-
第4章纵断面设计(2)纵坡应尽量平缓,起伏不宜过大和频繁,并应尽量避免标准中的极限值,对一般公路,应注意考虑运输,农业机械等方面的要求;(3)应综合考虑沿线的地形,地质,气候等情况,并根据需要采取适当的技术措施,并保证公路的稳定和畅通;(4)尽量减少土石方和其它工程数量,以降低工程数量。(5)在实地调查的基础上,充分考虑通道、农田水利等方面的要求。4.2.3平曲线与竖曲线的组合一般原则(1)平曲线与竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于竖曲线,即所谓的“平包竖”。(2)曲线与竖曲线大小应保持均衡。(3)要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。(4)半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。(5)曲线段最好只设一个竖曲线,最多不宜超过两个竖曲线。(6)平、纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。对计算行车速度高的公路,线形设计和周围环境配合尤为重要。4.3纵断面设计步骤(1)以100m一点用纬地软件中的数模计算出道路上各点的地面高程,生成.HDM数据,然后画出道路纵向的原地面图。(2)首先试坡,以“控制点”为依据,考虑平纵结合、挖方、填方以及排水沟设置等众多因素初步拟订坡度线。然后进行计算。调坡时应结合选线意图,对照标准所规定的最大纵坡、坡长限制以及平纵线形组合是否得当进行调坡。(3)调整,初定纵坡后,将所定的坡度与选线时坡度的安排比较,二者应基本相符,若有较大差异时应全面分析,权衡利弊,决定取舍。然后对照技术规范检查设计的最大、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定,平、纵组合是否得当,以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理。(4)核对,选择有控制意义的重点横断面,如高填深挖、地面横坡较陡路基、挡土墙等,在纵断面图上直接读出对应桩号的填、挖高度,初画横断面,检查是否填挖过大、坡角落空或过远等。(5)定坡,经调整核对无误后,逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高记确定下来。-35-
第4章纵断面设计4.4本路段设计结合以上原则,对路段进行实际设计,本路段最大纵坡坡度为4.807%,最小纵坡坡度为0.779%。本路段共设8个变坡点,见下表:表4-2竖曲线要素计算值序号桩号竖曲线标高(m)凸曲线半径R(m)凹曲线半径R(m)切线长T(m)外距E(m)0K0+000177.2841K1+720191.880600048.0990.1922K3+240229.148120014.1340.0833K3+930262.321600099.7920.8294K4+500270.765150043.7190.6375K5+120243.807150022.2660.1656K6+410226.017200030.1010.2267K7+520244.122300076.2370.9688K8+010227.210200042.3090.4479K10+865.880249.471-35-
第5章横断面设计第5章横断面设计5.2路基标准横断面路基标准横断面是根据设计交通量、交通组成、设计车速、通行能力和满足交通安全的要求,按公路等级、断面的类型、路线所处地形规定的路基横断面各组成部分横向尺寸的技术标准。5.3.1公路路基横断面的一般组成(1)行车道:公路上供各种车辆行驶部分的总称,包括快车行车道和慢车行车道。(2)路肩:位于行车道外缘至路基边缘,具有一定宽度的带状结构部分,路肩分土路肩和硬路肩两类。(3)中间带:高速、一级公路用于分隔对向车辆的路幅组成部分,通常设于车道中间。5.1.1公路路基横断面的特殊组成(1)爬坡车道:设置在高速、一、二级公路的上坡路段,供慢速上坡车辆行驶用车道。(2)加减速车道:供车辆驶入(离)高速车流之前(后)加速(减速)用车道。(3)错车道:在单车道道路上,可通视的一定距离内,供车辆交错避让用的一段加宽车道。(4)紧急停车带:在高速、一级公路上,供车辆临时发生故障或其他原因紧急停车使用的临时停车地带。(5)避险车道:设置于连续长、陡下坡路段右侧弯道以避免车辆在行驶中速度失控而造成事故的路段,是在特殊路段设置的安全车道。5.2横断面设计基本要求横断面的设计要求,是使道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、用地经济等要求。路基是支承路面,形成连续行车道的带状土、石结构物。它既要承受由路面传来的车辆荷载,又要承受大自然因素作用。因此,路基横断面设计必须满足以下基本要求:(1-35-
第5章横断面设计)设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件,并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况,进行精心设计,既要坚实稳定,又要经济合理。(2)路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外,还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物,采用经济有效的病害防治措施。(3)还应结合路线和路面进行设计。选线时,应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡,应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较,以减少工程数量,保证路基稳定。(4)沿河及受水浸水淹路段,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。(5)当路基设计标高受限制,路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时,就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实,使路面具有一定防冻总厚度,设置隔离层及其他排水设施等。(6)路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。5.3横断面各组成部分设计5.3.1行车道宽度的确定根据《公路工程技术标准JTGB01—2003》规定,二级公路的路基宽度为10m。5.3.2路拱的确定路拱是为了利于路面横向排水,将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形。根据《沥青混凝土路面设计规范》(JTGD40—2002)规定,沥青混凝土路面的路拱横坡度2%。5.3.3超高的确定及过渡方法(1)超高的确定超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高,而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此,从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段,称作超高缓和段或超高过渡段。超高值的计算公式:ih+u=V2/127R(5.1)式中:ih—超高横坡度;-35-
第5章横断面设计u—横向力系数;V—行车速度(km/h);R—圆曲线半径(m);根据规范规定,二级公路一般地区圆曲线部分最大超高值不大于8%。且考虑到超高横坡度与路线纵坡组合而成的坡度,即合成坡度,规范规定二级公路山岭重丘区的最大允许合成坡度不得大于10%。(2)超高的过渡此设计公路是无中间分隔带的,在直线路段的横断面均以中线为脊向两侧倾斜的路拱。在曲线路段路面由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾斜的超高形式,外侧需逐渐抬高,在抬高过程中,若超高横坡度等于路拱坡度,则行车道外侧绕中线旋转,直至与内侧横坡度相等为止。当超高坡度大于路拱坡度时,先将外侧车道绕道路中线旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降低,待达到单向横坡后,整个断面仍绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。5.4路基横断面设计与计算5.4.1公路横断面(1)公路横断面设计要求横断面设计,必须结合地形、地质、水文等条件,本着节约用地的原则,选用合理的断面形式,以满足行车顺适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。(2)路基标准横断面在具体设计每个横断面之前,先确定路基的标准横断面(或称“典型横断面”)。在标准横断面图中,一般包括路堤、路堑、半填半挖、挡土墙路基、砌石路基等。断面中的边坡坡率、边沟尺寸、挡土墙断面等必须按照现行《公路路基设计规范》的规定确定。5.4.2横断面设计方法(1)地面线是现场测绘的,若纸上定线,可从大比例尺的地形图上插获得。横断面的比例一般为1:200.(2)从“路基设计表”中抄入路基中心填挖高度,对于有超过和加宽的曲线路段,还应抄入“左高”“右高”“左宽”“右宽”等数据。(3)根据现场调查来的“土壤、地质、水文资料”,参照“标准横断面图”-35-
第5章横断面设计,画出路幅宽度、填或挖的边坡坡线,在需要设置各种支挡工程和防护工程的地方画出该工程的结构的断面示意图。(4)根据综合排水设计,画出路基边沟、截水沟、的位置和断面形式,必要时注明尺寸。上面所介绍的横断面设计方法,仅“标准横断面图”范围以内的断面,其操作比较机械,所以形象的称之为“戴帽子”。5.4.3路基设计表“路基设计表”是路线设计和路基设计成果的体现,在道路设计文件中占有重要地位。见附表6路基设计表。5.5土石方的调配方法土石方调配方法有多种,如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等,目前生产上多采用土石方计算表调配法,该法不需绘制累积曲线图与调配图,直接可在土石方表上进行调配,其优点是方法简捷,调配清晰,精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是:(1)土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的,调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁,供调配时参考。(2)弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡,明确利用、填缺与挖余数量。(3)在作纵向调配前,应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距,供土石方调配时参考。(4)根据填缺挖余分布情况,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。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用,并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。(5)经过纵向调配,如果仍有填缺或挖余,则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点,然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。(6)土石方调配后,应按下式进行复核检查:横向调运十纵向调运十借方=填方(5.2)横向调运十纵向调运十弃方=挖方(5.3)挖方十借方=填方十弃方(5.4)-35-
第5章横断面设计以上检查一般是逐页进行复核的,如有跨页调配,须将其数量考虑在内,通过复核可以发现调配与计算过程有无错误,经核证无误后,即可分别计算计价上石方数量、运量和运距等,为编制施工预算提供上石方工程数量。-35-
第6章路基设计第6章路基设计6.1路基设计概述6.1.1设计依据(1)交通部部颁《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)(2)交通部部颁《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)(3)交通部部颁《公路排水设计规范》(JTJ018-97)6.1.2路基设计原则(1)根据沿线自然条件、工程地质条件及现有路基的使用状况综合考虑,在确保满足使用功能的前提下,本着因地制宜原则,选择合理的路基横断面布置形式,防止或减缓各种不利因素对路基造成的危害,确保路基具有整体强度和稳定性以及路容美观性,尽量减少工程实施对沿线环境造成破坏。(2)路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素,密切结合本地区实践经验,将混凝土路面板按重要工程结构的要求完成设计,首先应保证工程的质量和耐久性。(3)在满足交通量与使用要求的前提下,应遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则进行混凝土路面设计方案的比较,选择技术先进、经济合理、安全可靠的方案。(4)应结合当地实践基础,积极推广成熟的科研成果,积极、慎重的运用行之有效的新材料、新工艺、新技术,以达到确保工程质量与耐久性的目的。(5)路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护,自然生态的平衡,有利于施工、养护工作人员健康与安全。(6)为确保工程质量,应尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。(7)对于地处不良地基的路段,应选择有效措施加快稳定路基沉降,路基沉降速率达不到限定要求时,绝不能仓促施工提前铺筑路面板。6.2路基横断面布置全线均为沥青混凝土路面,路面宽7.5m。由横断面设计,查《标准》可知,二级公路路基宽度为10m-35-
第6章路基设计,其中路面跨度为7.5m,土路肩宽度为1.25×2=2.5m,路面横坡为2.0%,土路肩横坡为3%,超高形式采用绕道路中线旋转,对全线进行路基横断面设计。6.2.1路基标准横断面路基标准横断面布置如下图6-1所示:路基路面路肩路肩路面图6-1二级公路路基横断面布置6.2.2路基边坡由横断面设计查《公路路基设计规范》可知,二级公路路堤边坡为1:1.5,路堑边坡为1:0.5。6.3路基压实标准路基压实采用重型压实标准,压实度应符合《规范》要求:表6-1路基压实度填挖类别路面以下深度(m)路基压实度(%)二级公路零填即挖方0~0.300.30~0.80≥95填方0~0.300.30~0.800.80~1.501.50以下≥95≥95≥94≥926.4路拱横坡在小半径弯道处,根据规范要求设置必要的超高,超高方式为绕道路中线旋转。-35-
第6章路基设计6.5路床、路基填料及压实度要求本项目没有钻探资料,参照邻近其他工程地址资料显示,沿线路段地质情况相对良好,不存在软土结构层,沿线新挖边沟土方(去除腐殖质表层土)可用于填筑路堤,但应采取物理、化学措施控制其含水量,确保路基压实要求。6.5.1路床路床填料应均匀、密实,并符合表7-2的规定。路床填料最大粒径应小于100mm。表6-2路床土最小强度项目分类路面底面以下深度(cm)填料最小强度(CBR)(%)填方路基上路床0~306下路床30~804零填及挖方路基0~30630~8046.5.2填方路基的填料选择(1)填方路基应优先选用级配好的砾类土、砂类土等粗砾土作为填料,填料最大粒径应小于150mm。(2)当采用细粒土填筑时,路堤填料最小强度应符合表7-3的规定。表6-3路堤填料最小强度和压实度要求项目分类路面底面以下深度(cm)填料最小强度(CBR)(%)填方路基上路堤80~1503下路堤150以下2注:当路基填料的CBR值达不到表列要求时,可掺石灰或其他稳定材料处理。(3)桥涵台背和挡土墙墙背应优先选用渗水性良好的填料。当路基填料的CBR值达不到表列要求时,可掺石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料进行处治。6.5.3填方路基压实度路堤应分层填筑,均匀压实。压实度应符合表6-4的规定:-35-
第6章路基设计表6-4路基压实度项目分类路面底面以下深度(cm)路基压实度(%)上路堤80~150≥94下路堤150以下≥92注:表列压实度系按《公路土工试验规程》(JTJ051)中重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。-35-
第7章路面设计第7章路面设计路面是在路基顶面行车部分用各种坚硬材料铺设的层状结构物。有了路基路面,车辆才能沿着预定的路线,通畅、快速、安全、舒适、经济地运行。在使用过程中,由于行车荷载和气候因素(冷热、干湿)的多次重复作用,路面结构会出现疲劳破坏、塑性变形累积和表面磨损。路面结构还可能因材料的老化衰变而导致破坏。因此,路面在使用一定年限后,就需要进行修复或改建。路面的使用年限过短,将增加养护工作量和费用,并严重干扰路上的正常交通。所以,设计的路面应经久耐用,具有较高的抗疲劳能力。路面直接承受行驶车辆的作用,是道路工程的重要组成部分,通常都根据车辆行驶的需要,选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路基,不仅是路面强度与稳定性的重要保证,而且能为延长路面使用寿命创造有利条件,所以路基路面的综合设计至为重要。为确保路基的强度与稳定性,使路基在外界因素作用下,不致产生不允许的变形,在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施,其中有路基排水、路基防护与加固以及与路基工程直接相关的设施,如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。7.1设计依据(1)交通部部颁《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)(2)交通部部颁《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)(3)交通部部颁《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)7.2路面结构类型选择7.2.1路面设计原则(1)路面应具有良好的稳定性和足够的强度,表面应满足平整、抗滑和排水要求;(2)面层、基层的结构类型及厚度应与公路等级、交通等级组成相适应;(3)要顾及各结构层本身的结构特性;(4)要考虑水文状况的不利影响;(5-35-
第7章路面设计)适当的层厚和层数,各结构层既要满足最小厚度要求,又应考虑施工可行性;(6)应与当地的气候、水文、地质状况相适应,并充分利用当地筑路材料。7.2.2路面结构路面设计荷载采用BZZ-100作为标准轴载,沥青混凝土设计使用年限为12年。其中设计路面结构如下:细粒式改性沥青混凝土(AC-13C)中粒式改性沥青混凝土(AC-16C)下封层透层油水泥稳定碎石石灰粉煤灰碎石石灰土7.2.3设计参数表7-1沥青混凝土路面结构层材料设计参数表材料名称20℃抗压回弹模量(MPa)15℃抗压回弹模量(MPa)15℃劈裂强度(MPa)备注细粒式沥青砼140020001.4AC-13C中粒式沥青砼120016001.AC-16C水稳碎石14001400.5--石灰粉煤灰碎石15001500.5--石灰土550550.25--路床顶回弹模量E0=80MPa7.3路面工程要求及注意事项7.3.1沥青混凝土面层主要材料(1)沥青沥青混凝土中面层和下面层沥青采用70号A级道路石油沥青,沥青原材料应严格按现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行检验,其技术要求应符合下表规定。-35-
第7章路面设计表7-2A级道路石油沥青技术要求技术标准单位70号试验方法针入度(25℃,100g,5s)0.1mm60~80T0604适用的气候分区--1-3-2--针入度指数PI---1.5~+1.0T0604软化点(TR&B),不小于℃45T060610℃延度,不小于cm15T060515℃延度,不小于cm100蜡含量(蒸馏法),不大于%2.2T0615闪点(COC),不小于℃260T0611溶解度(三氯乙烯),小于%99.5T0607密度(15℃)g/m3实测记录T0603老化试验TFOT(或RTFOT)后质量变化,不大于%±0.8T0610或T0609残留针入度比,不小于%61T0604残留延度(10℃),不小于cm6T0605(2)粗集料沥青面层的粗集料应洁净、干燥、表面粗糙、无风化、无杂质,具有足够的强度、耐磨耗性。粗集料应具有良好的颗粒形状,不宜采用颚式破碎机加工。路面抗滑表层粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击力耗的碎石或级配碎石,不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。粗集料质量应符合下列要求。当采用的粗集料对沥青的粘附性和沥青混合料的水稳定性不符合要求时,可采用掺加部分消石灰或水泥代替石粉等措施,使沥青混合料的水稳定性检验达到要求。掺加外加剂的剂量由沥青混合料的水稳定性检验确定。表7-3沥青面层混合料用粗集料质量技术要求指标单位数值试验方法表面层下面层石料压碎值,不大于%2628T0316洛衫矾磨耗损失,不大于%2830T0317表观相对密度,不小于t/m32.602.50T0304吸水率,不大于%2.03.0T0304坚固性,不大于%1212T0314针片状颗粒含量(混合料),不大于%1518T0312其中粒径大于9.5mm,不大于%1215其中粒径小于9.0mm,不大于%1820水洗法<0.075mm颗粒含量,不小于%11T0310-35-
第7章路面设计软石含量,不大于%35T0320石料磨光值PSV,不小于--40--T0321粗集料与沥青的粘附性,不小于--44T0616T0663具有一定数量破碎面颗粒的含量1个破碎面,不小于1009090T03462个或2个以上破碎面,不小于908080(3)细集料沥青面层的细集料宜采用专用的细集料破碎机生产的机制砂。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配。细集料的洁净程度,天然砂以小于0.075mm含量的百分数表示,石屑和机制砂以砂当量(适用于0~4.75mm)或亚甲蓝值(适用于0~2.36mm或适用于0~0.15mm)表示。表7-4沥青混合料细集料质量技术要求项目单位指标试验方法表观相对密度,不小于--2.50T0328坚固性(>0.3mm部分),不小于%-T0340含泥量(小于0.075mm的含量),不大于%5T0333砂当量,不小于(%)%50T0334亚甲蓝值,不大于g/kg--T0349棱角性(流动时间),不小于s--T0345机制砂宜采用专用制砂机制造,并选用优质石料生产,其级配应符合S16的要求。表7-5沥青混合料用机制砂或石屑规格规格公称粒径方孔筛(mm)水洗法通过各筛孔的质量百分率(%)9.544.752.2.3611.180.60.30.0.150.0.075S150~510090~10060~9040~7520~557~402~200~10S160~3--10080~10050~8025~608~450~250~15注:当生产石屑采用喷水抑制扬尘工艺时,应特别注意含粉量不得超过表中要求。天然砂可采用河砂或海砂,通常宜采用粗、中砂,其粒径规格应符合下表规定。砂的含泥量超过规定时应水洗后使用,海砂中的贝壳材料必须筛除。沥青混合料中天然砂的用量不宜超过集料总量的20%。-35-
第7章路面设计表7-6沥青混合料用天然砂规格方孔筛(mm)通过各孔的质量百分率(%)粗砂中砂细砂9.51001001004.7590~10090~10090~1002.3665~9575~9085~1001.1835~6550~9075~1000.615~3030~6060~840.35~208~3015~450.150~100~100~100.0750~50~50~5石屑是采用采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下部分,其规格应符合下表要求。采石场在生产石屑过程中应具备抽吸设备,沥青混合料宜将S15与S16组合使用。(4)填料沥青混合料的填料须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉,原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净,能自由地从矿粉仓流出,其质量应符合下表的要求。表7-7沥青混合料用矿粉质量要求项目单位指标实验方法表观密度,不小于t/m32.5T0352含水量,不大于%1T0103烘干法粒度范围<0.6mm100100T0351<0.15mm90~10090~100<0.075mm70~10075~100外观--无团粒粒结块--亲水系数-<1T0353塑性指数%<4T0354加热安定性%实测记录T0355(5)透层沥青基层施工完毕(基层表面稍干燥但尚未硬化情况下)后必须浇洒透层沥青,沥青层必须在透层沥青完全透入基层后方可铺筑。透层沥青采用乳化沥青,其规格和质量应符合下表的要求。喷洒后通过钻孔或挖掘确认透层油渗透入基层的深度不宜小于5mm-35-
第7章路面设计,并能与基层联结成为一体。透层油粘度通过调节稀释剂的品种和用量得到适宜的粘度,基质沥青的针入度通常宜不小于100。透层沥青用量应根据基层的种类通过试洒确定并符合下表的要求。表7-8沥青面层透层材料的规格与用量用途乳化沥青规格用量(L/m2)粘结层PC-20.7~1.5(6)下封层为了保护基层不被施工车辆破坏,利于半刚性材料养生,同时也为了防止雨水下渗到基层以下的结构层内,以及加强层间结合应在半刚性基层表面设置一层下封层(透层油之上),下封层采用SBS改性沥青封层,厚度为1cm。7.4沥青混凝土面层混合料技术要求对于沥青路面各沥青结构层,除要求其使用的沥青或改性沥青、集料等原材料应满足规定的要求外,施工单位还必须根据设计要求的技术指标,遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中关于热拌沥青混合料混合比设计的目标配合比、生产配合比及生产配合比试拌、试铺、验证的三个阶段,确定矿料级配和最佳沥青用量,提供满足设计参数要求的沥青混合料。7.5沥青路面施工技术要求及注意事项7.5.1对路基的技术要求(1)路基应处于干燥或中湿状态。在路基达到规定的强度、压实度、平整度和路拱横坡以及土基回弹模量达到80MPa后,方能进行路面施工。(2)填挖交界处,在填方部分应严格按照规范规定分层碾压密实,使其密实度达到规范规定的要求,并做好施工记录。防止交界处出现沉降、错台和开裂等病害。(3)路基验收按相应标准规范进行。7.5.2透层沥青施工技术要求在路面基层验收合格后,即可进行沥青透层油的洒布,透层油采用乳化沥青PC-2,透层油的洒布应满足下列要求:(1)透层宜紧接在基层碾压成型表面稍变干燥,但尚未硬化的情况下浇洒。-35-
第7章路面设计(2)当基层完工后时间较长,表面过分干燥时,应对基层进行清扫,在基层表面洒水,并待表面稍干后浇洒透层沥青。(3)透层沥青应采用沥青洒布车喷洒,如遇大雨或即将降雨时,不得浇洒透层沥青,气温低于10℃或大风天气,不宜浇洒透层沥青,透层洒布后应尽早铺筑沥青面层。(4)洒布透层沥青后的基层上应禁止除施工车辆外的一切车辆通行,并应尽快铺筑下面层。施工车辆在其上通行也应慢速行驶,严禁在其调砂、转弯。应防止透层沥青局部脱落,对局部脱落的地方要进行修补。7.5.3沥青混合料的施工技术要求(1)施工前应对各种材料进行调查实验,经选择确定的材料再施工过程中尖保持稳定,不得随意变更。(2)沥青铺筑前,应检查基层或下卧沥青层的质量,不符合要求的不得铺筑沥青面层,旧沥青路面或下卧层已被污染时,必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑粘层沥青混合料。寒冷季节遇大风降温,不能保证迅速压实时不得铺筑沥青混合料。(3)沥青路面工程的施工单位除保证提供工地使用的原材料满足设计要求外,还必须根据规定的材料技术要求和对应的试验方法,进行必要的材料配合比设计,并经过试拌试铺论证确定用于生产的标准配合比,为施工提供满足设计要求的沥青混合料。(4)沥青加热温度及沥青混合料施工温度应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF400-2004)表5.2.2-2、5.2.2-3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择。(5)沥青路面的面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时,应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。(6)拌和厂拌和的沥青混合料应均匀一致、无花白料、无成团结块或严重的粗细料分离现象,不符合要求时不得使用,并应及时调整。(7)热拌沥青混合料应采用两台以上摊铺机成梯队作业进行联合摊铺。相邻两幅的摊铺应有5~10cm左右宽度的摊铺重叠。(8)压实后的沥青混合料应符合压实度及平整度的要求,沥青混合料的分层压实厚度不得大于10cm。压实度及平整度检测指标见下表。-35-
第7章路面设计表7-9沥青混凝土面层主要技术指标指标结构层压实度(%)平整度(mm)备注细粒式沥青砼≥96σ≤1.0mm平整度仪中粒式沥青砼≥98σ≤1.2mm平整度仪(8)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。(9)热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却,混合料表面温度低于50℃后,方可开放交通。需要提早开放交通时,可洒水冷却降低混合料温度。(10)沥青竣工后的第一个夏季测定沥青面层横向力系数(或摆值)、路面宏观构造深度,应符合下表规定的竣工验收值的要求。表7-10抗滑标准指标横向力系数SFC摆值Fb(BPN)构造深度TC(mm)竣工验收值≥54≥45≥0.557.5.4沥青混凝土面层的其它施工注意事项(1)路面表面层必须进行弯沉值检测。(2)未尽事宜按有关规范、规定处理。(3)其它检测标准按照《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004执行。7.6路面结构基层及底基层7.6.1水泥稳定碎石(1)采用骨架密实型混合料,集料的级配组成见下表。表7-11骨架密实型水泥稳定类集料级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)31.5199.54.752.360.60.075上基层10068-8638-5822-3216-288-150-3(2)水泥稳定碎石的压实度及7d无侧限抗压强度。(3)水泥宜采用强度等级32.5或42.5的普通硅酸盐水泥。-35-
第7章路面设计表7-12压实度及7d无侧限抗压强度表层位主道辅道压实度(%)抗压强度(MPa)压实度(%)抗压强度(MPa)基层≥984≥9737.6.2路面基层及底基层的其它施工注意事项(1)结构配合比为设计建议配合比。施工时应根据强度要求按实际进料进行生产配合比试验。(2)未尽事宜按《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)执行。(3)其它检测标准按照《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004执行。(4)基层顶面、底基层顶面必须进行弯沉值检测。7.7路面设计计算书轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算:表7-13计算交通量序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1标准轴载BZZ100491001双轮组600表7-14交通增长率序号分段时间(年)交通量年增长率设计年限车道系数156%12.7245%334%当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:路面交工后第一年日平均当量轴次:988设计年限内一个车道上累计当量轴次:4122867当进行半刚性基层层底拉应力验算时:路面交工后第一年日平均当量轴次:828设计年限内一个车道上累计当量轴次:3455196-35-
第7章路面设计表7-15二级公路设计标准公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数1路面设计弯沉值31.4(0.01mm)表7-16结构层应力层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土1.4.61中粒式沥青混凝土1.432水泥稳定碎石.5.3石灰粉煤灰碎石.5.33石灰土.25.12表7-17新建路面结构厚度计算公路等级二级公路新建路面的层数5标准轴载BZZ-100路面设计弯沉值31.4(0.01mm)路面设计层层位2设计层最小厚度20(cm)表7-18结构层应力计算表层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃)抗压模量(MPa)(15℃)容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土412002000.62中粒式沥青混凝土612001600.433水泥稳定碎石1914001400.34石灰粉煤灰碎石?15001500.35石灰土25550550.126改建前原路面47.4按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=31.4(0.01mm)H(4)=15cmLS=19(0.01mm)由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS<=LD,-35-
第7章路面设计故弯沉计算已满足要求.H(4)=15cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H(4)=15cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)=15cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=15cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(4)=15cm(第4层底面拉应力验算满足要求)H(4)=15cm(第5层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=15cm(仅考虑弯沉)H(4)=15cm(同时考虑弯沉和拉应力)交工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级:二级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100表7-19结构层应力计算表层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃)抗压模量(MPa)(15℃)计算信息1细粒式沥青混凝土412002000计算应力2中粒式沥青混凝土612001600计算应力3水泥稳定碎石1914001400计算应力4石灰粉煤灰碎石1515001500计算应力5石灰土25550550计算应力6改建前原路面47.4计算改建路面各加铺层顶面竣工验收弯沉值:第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=19.9(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=21.7(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=24.7(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=44.6(0.01mm)第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=94.9(0.01mm)计算改建路面各加铺层底面最大拉应力:第1层底面最大拉应力σ(1)=-.198(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-.062(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=.021(MPa)-35-
第7章路面设计第4层底面最大拉应力σ(4)=.104(MPa)第5层底面最大拉应力σ(5)=.024(MPa)-35-
第8章施工方法及注意事项第8章施工方法及注意事项(1)设计标高为路缘带标高,路基施工时应扣除路面厚度。(2)路线放样前应对全线导线点、水准点进行复测。(3)路线放样必须严格按坐标法施工,而路线平、纵面设计不能随意修改。(4)路线通过城区、村庄地段,应加强施工管理,采取有效的保护措施,以免造成对人、畜的伤害及房屋破坏。与现有道路交叉处应做好交通分流及疏导工作,防止交通堵塞及交通事故的发生,保障人民生命安全及国家财产不受损失。(5)本路段基路面采用机械化施工。(6)本路段本桩利用考虑采用挖掘机配合推土机施工;全段清除表层杂质土采用推土机施工;远运土采用挖掘机配合自卸汽车施工。(7)对于填方路基压实,一般路堤采用重型压路机碾压,碾压厚度严格按照有关规范执行。在开工前应先修试验路段,取得经验后方可填筑。(8)梯田范围内人工堆积的种植土和石砌田坎应清除至天然地面,然后开挖台阶,基底碾压后方可填筑。(9)挖方路段施工时应尽量避免大、中型爆破,应以小型机松动爆破为主,以免造成岩体大范围松动,边坡失稳,在边坡开挖后应及时按设计进行边坡防护工程的施工。(10)路基施工前,必须将地表植被、垃圾及杂质土清除,对需排水、清淤、换填、地面压实的路段应按设计要求处理后方可填筑路堤。本桩利用土应填筑在路基最底层,并按设计要求压实。(11)对道路局部边角地带,如沟槽回填等不能使用压路机碾压的部位,应采用小型手扶式振动压路机,蛙式夯实机进行碾压夯实并达到规定的压实度。(12)边坡坡率应按设计施工,不得任意改动,如在填筑过程中发现地质情况异常时,施工单位在征得监理、设计代表和建设单位同意后,方可改变边坡坡率或采取防护措施。(13)为了保证路基边缘压实度,路基施工时每侧应宽于填层设计宽度30cm,最后削坡至设计线。(14)路面施工前应通过实验进一步确定各结构层的技术指标,并在施工中严格控制,以满足路面结构的强度要求,保证工程质量。(15)路基施工全宽分层填筑压实;填土最大松铺厚度不大于30cm,压实度达到规范要求。(16)其它未说明的事宜参照交通部相关规范执行。-35-
结论结论本设计是京建公路(唐山段)养护改造工程—K0至K10段施工图设计。本设计首先整理了各种设计资料和依据,对沿线自然条件,设计技术标准和主要经济技术指标进行了研究。然后进行路线设计,路线平面设计、纵断面设计、横断面设计、平纵组合设计。通过本次设计主要得出以下设计成果:(1)道路平面总体设计图(2)道路路线平面图(3)道路直曲转角表(4)路线逐桩坐标表(5)道路纵断面设计图(6)道路横断面设计图(7)道路土方量计算表本次设计为施工图设计。该路线全长为10865.880m,设计车速为40km/h,平面线形设计中有19个交点,纵断面设置8个变坡点,路基宽为10m,路肩宽度为2.5m,横坡均为2%。行车道宽7.5m,为车道,路拱坡度采用2%。总的来说,通过此次毕业设计,发现了自己的基础知识有很大的欠缺,在解决问题的过程中巩固和拓展了自己的专业知识,全面学习了纬地、CAD等软件,提高了自己独立分析问题、解决问题的能力。在设计过程中,同学之间互帮互助,共同探讨,增进了彼此之间的感情。同时此次设计我对道路设计又有了新的认识,从而我将以更大的热情投入到道路建设业当中。-35-
参考文献参考文献[1]王颖.浅谈山区高速公路选线原则[J].北方交通,2008(9).3~4[2]JTGB01-2003,公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,2003.[3]JTGD30-2004,公路路基设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[4]JTGF10-2006,公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2006.[5]JTJ018-97,公路排水设计规范[S].北京:人民交通出版社,1997.[6]杨少伟.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社,2004.[7]邓学钧编著.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2001.[8]交通部公路司.新理念公路设计指南[M].北京:人民交通出版社,2005.[9]李强,刘守良.公路设计的新理念[J].辽宁交通科技,2006(7).23~24[10]JTGD50-2006,公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.[11]JTGF40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[12]JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.[13]同济大学编著.公路排水设计规范[M].北京:人民交通出版社,1998.[14]孙家驷.道路设计资料集1(基本资料)[S]..北京:人民交通出版社,2001.[15]孙家驷.道路设计资料集2(路线测设)[S].北京:人民交通出版社,2001.[16]孙家驷.道路设计资料集3(路基设计)[S].北京:人民交通出版社,2001.[17]孙家驷.道路设计资料集4(路面设计)[S].北京:人民交通出版社,2001.[18]FitzpatrickK.JDBlaschke.CBShamburger.R.A.Krammers,D.B.Fambro[J].CompatibilityofDesignSpeed,OperatingSpeed,andPostedSpeed,1995.[19]AntoinoNanni.CuringofRollerCompactedConcrete:strengthDevelopment[J].AAPT,Volume114,NO.6,1988.-35-
谢辞谢辞本文的研究工作是在我的导师张晋玉讲师的悉心指导和严格要求下完成的。张老师在学习方法、工作方法和研究思路等方面给予了许多有益的启迪;同时,他对我的研究工作提出了宝贵的建议和意见,使我在研究工作中不断取得新的进展。张老师深厚的专业知识、严谨的治学精神和求实创新的工作作风深深的影响着我。在此,谨向张老师致以我最崇高的敬意和真挚的感谢!感谢我的家人和朋友对我生活上的关心,学习和工作的支持,这些使得我能够安心的完成我的研究工作。最后,对在我的学习和成长道路上给予帮助的所有老师和朋友们表示深深地感谢,对评阅该论文的所有专家表示最崇高的敬意和真挚的感谢!-37-
附录附录附图I道路路线平面图附图II纵断面拉坡图附图III横断面设计图附表1直曲表附表2逐桩坐标表附表3路基超高加宽表附表4路面加宽表附表5土方计算表附表6路基设计表附表7主要经济技术指标表附表8用地表-37-'
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