南口镇至前水岭段公路设计毕业设计计算书

'摘要在此设计中，主要是南口镇至前水岭段公路设计，根据这个地区交通量，找到相应的技术规范，以确定所需的道路水平和设计参数。该公路为三级公路，设计速度是40km/h，双向2车道，路基宽度是8.5m，行车道规格是2×3.5米。主要设计元素包括：①路线的设计：纵断面的设计、平曲线的设计、横断面的设计；②路基设计：支挡结构设计、排水设计；③路面结构设计；④经济分析：土石方计算；⑤施工组织和技术经济分析。该公路属于公路自然区划Ⅱ2区，年平均降水量为580.5mm，农田路段路基的最小的填方高度满足设计要求。本设计中该路线全长为3520.559m，平曲线设置了4个交点，圆曲线半径Rmax=100m，Rmin=60m。在纵断面上设计3个变坡点，竖曲线半径均为3000m,坡度最小为0.202%，最大为1.570%。路面结构设计采用沥青混凝土路面(柔性)。在公路的排水设计中，边沟、排水沟等。整个设计必须严格遵守我国的交通部现行规范。关键词：公路设计；路面；路基；交通量沈阳大学毕业设计（论文）No48 AbstractInthisdesign,mainlywaterbeforeNanKouTowntoridgehighwaydesign,accordingtothetrafficinthisarea,tofindthecorrespondingtechnicalspecification,todeterminetherequiredlevelofroadanddesignparameters.Thehighwayforlevel3,thedesignspeedis40km/h,2lanes,roadbedwidthof8.5m,drivewayspecificationis2x3.5meters.Themaindesignelementsinclude:(1)thedesignoftheroute:profiledesign,thedesignofplanecurve,thecross-sectionaldesign;(2)theroadbeddesign:retainingstructuredesign,drainagedesign;(3)pavementstructuredesign;(4)economicanalysis:conditionscalculation;(5)constructionorganizationandtechnicalandeconomicanalysis.ThehighwaybelongstohighwaynaturalregionalizationⅡ2area,anaverageannualrainfallof580.5mm,theminimumfill%offarmlandroadsroadbedKeyword:Highway;pavement;subgrade;traffic沈阳大学毕业设计（论文）No48 引言南口镇至前水岭段公路设计是在学院土木工程本科专业的所有课程之后，结合现场见习的基础上，通过现场收集的大量初步设计和现场技术资料，参考查阅了有关院校道路工程专业毕业设计任务书及有关规范，历经三个多月时间认真完成的。交通运输时国民经济的动脉，是国家经济发展的基础产业之一，目前箭筒运输发展迅速，人民的生活水平有所提高，所以城市和乡村等领域起着十分重要的作用，我国公路逐渐形成了一个综合的国家运输体系。随着我国改革开放的不断发展，我国的公路建设逐渐变为以高速公路建设为主。代表我国公路事业取得了巨大的成就，到2012年我国公路总里程达到了260万公里，高速公路更是达到了一个非常高的水平。我国在未来的10年内预计公路里程数会达到300万公里，基本形成全国高速公路网。现在随着我国的不断发展，公路逐渐由城市道路的增长转变为农村道路的增长，每年农村道路都在逐步改变，变为一条条的柏油马路，促进了农村的发展，改变了城乡差距。本设计的基础资料来自黑龙江公路局——黑龙江公路管理处，意在体现黑龙江农村村镇的发展以及对公路交通建设的需求，对专用公路进行了比较全面的设计。设计时，要严格的遵循规范，在经济上合理，技术上可行。根据当地的具体情况，选定设计方案为三级公路，该公路为双车道，设计车速为30km/h。在设计过程中应用了AutoCAD等辅助设计软件，提高了设计的工作效率。设计的内容包括：平曲线的设计、选线、横断面、纵断面、路面结构沈阳大学毕业设计（论文）No48 等的设计。为使设计公路在经济和技术上均合理，所以在选线上选取两条路线，通过对比，选择一条最为合理的方案进行设计，做到经济上合理，技术上可行。设计中对道路平面、道路横纵断面及道路排水等都进行了较为详细的设计，另外还对路基和路面进行了一定设计。在设计过程中，设计者通过参考国内外较为成功的道路工程设计方案并结合工程特点，较好的解决了公路设计过程中的各种问题。鉴于设计者的水平和专业的局限性，要在较短时间内真正掌握本设计中所涉及的知识，对设计者来说，无疑是有较大难度的，对于设计中出现的不妥乃至谬误之处望老师批评指正。沈阳大学毕业设计（论文）No48 1方案设计1.1自然概况属公路自然区划的Ⅱ2区。1.1.1气候特点该地区属于寒温带半湿润大陆性季风气候。主要特点是：四季非常明显，同期水很热，降雨比较集中，且日照特别足，季风十分明显。平均年气温在2〜4℃，每年的最低气温在-39.5℃左右，40.1℃的最高气温。嫩江冻结150天左右，约一米厚的冰层。每年在2400至2800小时的日照，在这段时间中日照小时数在生长季节44〜48％，.平均无霜期100至150天之间，风速可达2-4m/s，春季风速最大，西南方向的大风最多，且有着丰富的风能资源。1.1.2降水情况每年最大的降雨量是937.4mm，最小为152.5mm。6~9月份比较集中，占82%，7.8月是比重最大的。1.1.3设计的主要内容本设计是南口镇至前水岭段公路设计，该公路属于公路自然区划Ⅱ2区常年降雨量较适中。主要设计指标：设计车速为40km/h，由于道路线性平缓没有设置中央分隔带，双向2车道，单车道宽度是3.50m，路基宽度是8.5m。主要完成以下几个方面的任务：平面选线：纵断面、横断面、平曲线。在本设计中，首先进行了路线方案的比选，选出工程量低，线形好，砍伐少、拆迁少的路线。在平面线形设计中，选定4个交点，全长3520.559m，其中Rmin=100m，Rmax=600m。竖曲线共设置3个边坡点。路基路面设计：路面结构设计。在路面结构设计中，以中湿状态的沥青混凝土路面为主要设计路面。沈阳大学毕业设计（论文）No48 1.2.1平原微丘区地区选线（1）平原微丘区地区公路选线应符合以下原则：①路线地区国民的经济以及发展的远景问题需要首先考虑，选择合理的方案进行设计。②认真理解任务书，便于比较有价值的选择方案。③有利的地形跟地势要好好利用，来避免不利的地带，正确使用技术标准。争取平面舒适短截，平稳、均匀的纵断面，经济、稳定的横断面。④想要减少拆迁跟就地取材的话就要充分利用土地的资源。平原微丘地带大多都是鱼米之乡，人口多，水资源充分，所以在选线的时候要尽可能少占用户耕地，不去破坏农田的水联系。（2）平原微丘区公路选线的依据：①选线依据主要依据规范，交通量跟地形图要进行实测和预测，这些资料是不能缺少的。②实测和预测交通量③地形图比例为1：5000，用于路线的方案的选择（3）微丘区公路选线应符合以下原则：地形是平原微丘区域选线的要素，平、纵线性组合也要仔细处理。微小的地形不必要迁就，这样会造成迂回曲折的线形。1.2.2平原微丘区公路设计要求及特点因微丘地区路段的技术标准是汽车的专用道路，所以有着较高的工程技术标准要求，所以在学习规范的时候，应灵活的使用规范，争取让应用跟经济结合好，以最小的造价做到最好的道路。沈阳大学毕业设计（论文）No48 （1）路线与农业间的关系要进行仔细分析。（2）路线与城镇间的关系要进行仔细分析。（3）路线与桥位间的关系要进行仔细分析。（4）注意分析当地的土壤水文条件。（5）新旧路之间的关系要进行仔细分析。（6）靠近建筑材料的产地为了减少成本。1.3道路等级的确定道路等级是根据交通量跟它的使用功能，性质分类的，包括；高速公路、1级公路、2级公路、3级公路、4级公路。高速公路适应各类汽车折合的小客车远景设计年限，年均昼夜交通量：25000只供汽车分向和分道高速驾驶并且全部完全控制出入的道路。一级公路适应各类汽车折合的小客车远景设计年限，年均昼夜交通量：15000~30000只供汽车分向和分道高速驾驶并且全部完全控制出入的道路。二级公路适应各类汽车折合的中型载重汽车远景设计年限，年均昼夜交通量：5000~7000供汽车分向和分道高速驾驶并且全部完全控制出入的道路。三级公路适应各类汽车折合的小客车远景设计年限，年均昼夜交通量：2000~6000四级公路适应各类汽车折合的小客车远景设计年限，年均昼夜交通量：2000以下，400辆以下的单车道。（1）查阅资料查出该路段的初始年交通量表1初始年交通量沈阳大学毕业设计（论文）No48 小客车解放CA20B黄河JN250交通SH360太脱拉128吉尔120尼桑CK20G1200170350200200200200（2）查《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）表2车型与换算系数表汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0≤19座的客车和载质量≤2t的货车中型车1.5＞19座的客车和载质量＞2t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（3）交通量计算初始年交通量：N0=1200+1.5×170+350×2.0+200×3.0+200×2.0+200×1.5+200×1.5=2870辆/日（4）所以确定道路等级；N=N0×；=2870×=6906.5辆/日（1-2）因为N=6906.5辆/天，所以拟定本设计道路为三级公路，双车道，设计速度是40Km/h。（5）主要技术标准需要查有关资料①服务水平三级公路：三级公路的服务水平为三级水准②建筑限界W━行车道宽度L1━左侧硬路肩的宽度沈阳大学毕业设计（论文）No48 L2━右侧硬路肩宽度S1━左侧路缘带宽度S2━右侧路缘带宽度H━净空高度C━设计车速＞100km/h时是0.5m，小于等于100km/h时是0.25mE—建筑限界顶角的宽度1.4车道宽度当设计车速为40km/h时，车道宽度为3.5m（1）三级公路，路基宽8.5m没有设置中央分隔带，路肩由土路肩组成。表3是路肩宽度。表3路肩宽度表一般值（m）最小值（m）土路肩的宽度0.760.76（2）路基宽度路基宽度（m）：一般值：8.5（2车道）①车道宽度加上路肩宽度是各级道路的路基宽度。②在确定路基宽度的时候，有两个极限值要加在一起，分别为左侧路缘带的宽度以及右侧土路肩的宽度。（3）视距：40米（4）最小曲线半径（m）：一般值：100米极限值：60米最小的超高半径不去设置：在路拱≤2.00%的时候最小曲线半径为1500m；在路拱＞2%的时候最小曲线半径为1900m。沈阳大学毕业设计（论文）No48 （5）纵坡最大值---7%表4最大坡度纵坡坡度（%）4567最大坡长（m）1100900700500（6）最小坡长：120m纵坡长度符合规定要求。（7）如下表表5曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（m）一般值700极限值450凹形竖曲线半径（m）一般值700极限值450竖曲线最小长度（m）352平纵横综合设计要求（1）平曲线与竖曲线的配合。（2）竖曲线设置在长直线上，为了获得较好的视觉跟行车效果，在计时时选用的竖曲线半径要大。（3）为了避免不良的组合产生，故使用透视图检验，它的效果非常好。（4）平面与横断面要相互协调，用超高设计来解决此问题。所选线形要跟环境相互协调：采用柔性的沥青混凝土用来减少噪音。2.1平面线形设计要求（1）设计的线形：沈阳大学毕业设计（论文）No48 ZDJD4JD3JD2JD1QD图1设计线形图起点（.000.000）JD1（.000.000）JD2(.000.000)JD3(.000.000)JD4（.000.000）终点（.000.000）（2）直线方位角及交点间距离计算①起点----交点JD1DX：.000-.000=-479.978mDY：.000-.000=-162.982m沈阳大学毕业设计（论文）No48 18°29′49″A1＝180°+18°45′20″=198°45′24″=506.921m②JD1---JD2DX：49915.046-50668.022=-752.976mDY：33070.021-32700.018=370.003m82°4′48″A2＝180°-θ=153°49′55″=838.993m③JD2---JD3DX：49555.043-49915.046=-360.003mDY：33715.051-33070.021=645.03m14°5′11″A3＝180°-θ=119°10′3″=738.664m④JD3---终点DX：49350-49555.043=205.046mDY：34700-33715.051=984.94926°36′39″A4＝180°-θ=101°45′24″沈阳大学毕业设计（论文）No48 =1006.106m（3）曲线要素计算①JD1曲线要素计算：圆曲线半径R取80m，缓和曲线长取25m。如图2所示。图2有缓和曲线曲线图—路线转角L1—曲线长（m）Ls—缓和曲线长（m）T1—切线长（m）E1—外矩（m）J1—校正数（m）R1—曲线半径（m）α=AN-An-1=153°49′55″-198°45′24″=-18°29′49″(左)p=Ls2/(24R)-Ls4/(2384R3)=252/(24×80)-254/(2384×803)=1.02β=28.6479Ls/R=28.6479×50/300=4°46′29″T=(R+p)tg(α/2)+q=(300+0.347)tg(44°55′29″/2)+24.994=31.58mL=(α-2β)πR/180+2Ls=(44°55′29″-2×4°46′29″)×300π/180+2×50=285.225m沈阳大学毕业设计（论文）No48 Ly=L-2Ls=285.225-2×50=185.225mE=(R+p)sec(α/2)-R=(300+0.347)sec(44°55′29″/2)-300=2.04mJ=2T-L=2×149.171-285.225=13.117mJD1主点里程推算：路线起点：K0+000+D605.699JD1：K0+631.269-T-25.569ZH：K0+605.699+Ls25HY：K0+630.699+Ly0.827YH：K0+631.526+Ls25HZ：K0+656.526-L/2-142.612QZ：K0+631.112+J/26.558JD1：K0+631.269计算无误。②JD2曲线要素计算圆曲线半径R取57.5m，缓和曲线长取25m。计算同JD1。沈阳大学毕业设计（论文）No48 α=34°39′52″（左）q=19.94P=1.02mβ=7°9′43″T=77.33mL=171.002mLy=71.002mE=22.48mJ=4.13mJD2主点里程推算：JD1HZ：K0+506.921+D-J838.994-13.117JD2：K1+332.797-T87.556ZH：K1+245.232+Ls50HY：K1+295.232+Ly71.001YH：K1+366.233+Ls50HZ：K1+416.233-L/285.501QZ：K1+330.732+J/22.065JD2：K1+332.797计算无误。③JD3曲线要素计算圆曲线半径R取1000m，缓和曲线长取0m。如图3所示沈阳大学毕业设计（论文）No48 图3无缓和曲线曲线图计算同JD1。α=17°24′39″（左）T=153.119mL=303.878mE=11.655mJ=2.36mJD3主点里程推算：JD2HZ：K1+332.797+D–J738.663-4.13JD3：K2+067.332-T153.119ZH：K1+914.212+L303.878YH：K2+218.091-L/2151.939QZ：K2+066.152+J/21.18JD3计算无误。沈阳大学毕业设计（论文）No48 ④终点里程桩号推算：JD3HZ：K2+067.332+D–J1006.106-2.36终点里程：K3+071.078计算正确。2.2纵断面设计要求（1）公路线性在纵断面上的形状，尺寸以及位置等问题需要用纵断面线性设计，纵坡的设计跟竖曲线设计是它的详细内容。2.2.1纵坡设计要求（2）纵坡设计的方法和步骤：①准备工作②标注纵断面控制点③试坡④调坡⑤根据横断面图核对纵坡线⑥确定纵坡线2.2.2竖曲线的设计内容（1）对于竖曲线半径的选取，应该选择半径比较大的。（2）同方向曲线间应避免“断背曲线”。（3）反向曲线之间，一般情况下在坡段连续，当然也可以直接互相连接。（4）排水问题必须要满足要求。沈阳大学毕业设计（论文）No48 2.2.3纵断面设计步骤及要求（1）在地形图的高程上，算出以20M为单位，每20m各点的原有高程，然后画出道路纵向的地面原图。（2）确定最小填土高度干燥状态下的临界高度是1.7~1.8米，由于平均的地下水深度是6m，所以拟定路面的厚度一般会是60~80米，最后得出填土高度的最小值是4.4m。（3）拉坡事宜首先要试坡，如果不满足要求就调坡。表6纵断面设计指标设计车速（km/h）40最大纵坡（％）7%最小纵坡（％）0.5%凸形竖曲线半径（m）一般值700极限值450凹形竖曲线半径（m）一般值700极限值450竖曲线最小长度（m）362.2.4竖曲线计算该公路总长为3520.559m，全线共设置了4个变坡点，3个凹曲线、1个凸曲线。如图4所示。沈阳大学毕业设计（论文）No48 图4竖曲线线形图变坡点桩号为：K0+250、K0+850、K1+330、K1+800、K2+470、K3+071.078纵坡坡度为：4.025%、1.034%、2.790%、4.040%、-1.503%、4.414%竖曲线半径为：3000m、8000m、8000m、2000m、2000m公式：（2-1）（2-2）（2-3）（2-4）变坡点1：（凸形）竖曲线起点桩号K0+205.136桩号K0+294.864变坡点2：沈阳大学毕业设计（论文）No48 （凹形）竖曲线起点桩号K0+779.761,竖曲线终点桩号K0+920.239变坡点3：（凹形）竖曲线起点桩号K1+279.992,竖曲线终点桩号K1+380.008变坡点4：（凸形）竖曲线起点桩号K1+744.571,竖曲线终点桩K1+855.429变坡点5：（凹形）沈阳大学毕业设计（论文）No48 竖曲线起点桩号K2+410.832,竖曲线终点桩号K2+410.8322.3横断面设计事项（1）路基宽度因为本设计中，该道路的设计年限是十五年，然后折合后的交通量为，查《标准》得到本设计是三级公路，暂时拟定为双车道道路。设计速度为40km/h，一般情况下双车道的路基宽度为8.5m，最小值定为8.5，取3.5m设计车道宽，得总车道宽度3.50×2＝7米，由P11表得三级公路车速为40km/h。土路肩的宽度是0.75×2=1.5米，由表知三级公路两车道不用设置中央分隔带，故路基宽度等于8.5m。(2)路拱坡度路肩的横向坡度要比路面的横向坡度大1%~2%，因为混凝土的路拱坡度为1%~2%，因此采用双向坡面形式且由道路中央向两侧倾斜的路拱。(3)路基边坡坡度查阅《规范》得到，当路基的填土高度H<6m时，1：1.5是路基边坡的设计标准。(4)护坡道该设计中的护坡道全部设置成1m，并且坡度为4%，因为从当地情况以及此路段的填土高度小于6m的情况来看，需这么设计。(5)边沟设计沈阳大学毕业设计（论文）No48 本设计中的道路为底宽跟深度均为0.6m且内测边坡坡度为1：1的梯形边沟，因为该路段地处于平原微丘地带。2.3.1横断面的设计步骤：（1）首先点绘横断地面线，绘图的时候需要根据外业的横断面测量资料。（2）在相应的桩号上抄上挖填值跟相关的资料（3）确定边沟的形状以及尺寸，需要依据地质调查。（4）画设计线。超高跟加宽等要在弯道的断面上标示出来。路拱坡度在一般直线上可以不用示出。（5）填图，需要算出横断面的面积，其中包括填、挖方面积。2.4弯道的超高和加宽2.4.1超高为了快速排除路面积水，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。《规范》规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车厢组成情况确定。高速公路、一级公路的超高横坡度不超过10%，其他各级公路不超过8%。沈阳大学毕业设计（论文）No48 2.4.2超高缓和段从直线上的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，由一个逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段称为超高缓和段，高速公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。1、超高过渡方式设计的公路是三级公路，采用绕路基中心线旋转，以这样的方式，将四条行车道分别绕路基中心线旋转使之各自成为独立的单向超高断面。2、超高缓和段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下是进行计算：(2-5)式中：——超高缓和段长(m)；——旋转轴至行车道(设路缘带为路缘带)外侧边缘的宽度(m)；——超高坡度与路拱坡度代数差(%)；——超高渐变率，即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。沈阳大学毕业设计（论文）No48 2.5计算和调配土石方（1）调配要求①要根据先横向后纵向的顺序调配土石方②一般情况下，纵向调运的最远距离应小于经济运距③桥涵位置以及路线的纵坡对施工运输的一些影响是土石方调运方向所要考虑好的因素④争取减少农田的占用面积，力求对农业无影响，取土跟弃土的地点要事先商量妥当⑤分开调配不同性质的土石（2）调配方法有很多调配土石方的方法，但是表格调配法是最为常用最为广泛的方法，它分为可逐桩调配以及分段调配，其中分段调用是最常用的。表格调配法的方法步骤：①准备工作先进行复核，然后才可以进行。②横向调运用符号区分计算后的本桩利用、挖与、填缺。③纵向调运确定经济运距用箭头标示出调运方向以及调运起讫点。计算调运数量和运距调配的运距就是计价运距沈阳大学毕业设计（论文）No48 ④计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量⑤复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余+纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方⑥计算计价土石①②③④⑤⑥⑧⑧⑨⑩⑩⑩计价土石方=挖方数量+借方数量3路基路面排水设计路基路面的强度跟稳定性的重要因素是水，虽然路基路面病害的种类非常多，形成的因素也很多，但是水却是其中重要的因素，所排水工程是路基路面的设计以及施工跟养护中不可或缺的重要问题。沈阳大学毕业设计（论文）No48 3.1路基路面排水的一般原则3.2路面排水设备3.2.1排水沟引水是排水沟的主要用途3.2.2边沟边沟的重要用途也是排水。3.2.3急流槽在陡坡路面使用急流槽，坡度一般为45°。3.3路基边坡设计路基的边坡坡度的合理确定要用到边坡设计。边坡坡度=边坡高度H/边坡宽度b，取H=1.0。3.3.1路基边坡路基的稳定性跟合理的边坡坡度紧密相联。所以应根据当地因素合理选定路基边坡。3.3.2路堤边坡各种情况符合要求，所以路堤边坡的坡度要结合当地已成的实践经验采用。表7路堤边坡坡度填料类型边坡最大高度（m）坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘性土、砂性土、粉性土201212—1:1.51:1.7砾石土、粗砂、中砂12——1:1.5——沈阳大学毕业设计（论文）No48 碎石、卵石2088—1:1.51:1.7不易风化的石块201212—1:1.31:1.53.3.3路堑边坡为防止边坡失稳和山体滑坡的发生，所以在设计前先与山坡的自然稳定做出正确的判断。全岩，风化缓坡通常稳定性比较好。3.4路面排水设计3.4.1确定路拱坡度确定路拱，路面排水坡度，并应确保行车安全，平稳。然后结合当地的情况，并确定沥青混凝土路面，获得相关水文数据的类型，最后确定的1.5％的路拱横坡度。3.4.2确定路拱形式抛物线、直线性跟屋顶线性是路拱的三种基本形式。设计采用的是直线路形，它采用双向斜坡。这种形式的路拱有利于机械化施工，如路面轻微下陷后，雨水排放也更符合设计，施工和维护的要求。3.4.3路肩横向坡度为了以最快速度排去路面上的积水，一般情况下路肩需要设置成外侧倾斜的单向横坡形式，本设计拟定的坡度为3%。坡度方向均相外侧倾斜，为了避免行车道流入雨水。4路面设计4.1路面等级的确定本设计为三级公路设计，由于此地区地处寒温带半湿润季冻区，是Ⅱ2沈阳大学毕业设计（论文）No48 级自然区划公路，应按下述步骤确定路面：公路上一般有不同类型的车辆在行驶，它占的面积跟时速都不一样。各种车型折算系数如表9所示。表8车种换算系数车型小客车换算系数中型载重汽车换算系数小客车1.00.5中型载重汽车2.01.0带挂车的载重汽车、大平板车3.01.5大型小型载重汽车、大客车2.01.04.2路面类型的选定规范中规定：三级公路大多数情况下需采用沥青混凝土路面或者混凝土路面，设计年限一般定为15年。4.2.1标准轴载及轴载换算表9轴载换算表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量小客车1200解放CA10B19.4060.851双—160黄河JN15049.00101.601双—360交通SH36160.002×110.002双130.0100太脱拉13851.402×80.002双132.0100吉尔13025.7559.501双—100尼桑CK10G39.2576.001双—100（1）轴载分析沈阳大学毕业设计（论文）No48 路面设计双轮组单轴载100KN①设计弯沉值是演算面层的层底拉应力以及指标中累计的当量轴次。轴载换算：（4-1）式中：——100KN的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；—i级轴型轴载的总重量KN；—各类轴型i级轴载的作用次数；—轴型和轴载级数；—轴—轮型系数，单轴—双轮组时；单轴—单轮时，按式计算；双轴—双轮组时，按式；三轴—双轮组时，按式计算。轴载换算结果如表11所示。表10轴载换算结果车型解放CA10B后轴60.8511600.08黄河JN150前轴49.003602.01后轴101.61360555.329交通SH361前轴60.0010010.768后轴2110.0010098.39太脱拉138前轴51.401001.162后轴280.001000.775吉尔130后轴59.5011000.035尼桑CK10G后轴76.0011001.486沈阳大学毕业设计（论文）No48 670.035注：轴载小于40KN的轴载作用不计。②计算累计当量轴次依据规范，15年是三级公路的设计的基准期，安全等级定位三级，轮间横向分布系数为0.17~0.22取0.2，，则（4-2）其交通量在中，故属重型交通。③选择沥青该路段的最低气温在冬季时是-39.5℃，属寒冷区，且是沥青混凝土路面，所以确定为A-100。集料的技术要求④沥青混凝土该路面是双层沥青路面，故中粒式沥青混凝土在上面层，为了防止雨水下渗，粗粒式沥青混凝土在下面层。⑤基层、底基层及垫层基层、底基层：基层选用水泥稳定碎石，基层选用水泥稳定土，并计算厚度。垫层：垫层的基本作用是防污染、排水以及抗冻沈阳大学毕业设计（论文）No48 ，考虑到各种因素，垫层采用天然沙砾。路基：这个地区是平原微丘区，所以就有不大的挖方高度，故进行验算时采用中湿状态。各表11各路段稠度和土基回弹模量E0（MPa）值干湿类型稠度建议值E0中湿ωC1＞ωC≥ωC2为1.10＞ωC≥0.9528潮湿ωC2＞ωC≥ωC3为0.95＞ωC≥0.8022.5干燥ωC＞ωC1为ωC≥1.1032路面结构厚度：如表12所示。表12路面设计的结构参数（中湿）层位材料名称厚度（cm）20℃模量15℃模量极限强度①中粒式沥青混凝土5120018001.0②粗粒式沥青混凝土6100014000.8③水泥综合稳定碎石28.0140014000.5④天然砂砾252002000⑤土基**29.5****计算结果为：中湿状态：25.6cm，取26cm。然后利用设计程序求出路表实际弯沉值。表13路表实际弯沉路基干湿状态路表实际弯沉值（1/100mm）中湿状态32.8潮湿状态32.8因为：Ld＝33（1/100mm），所以满足要求。沈阳大学毕业设计（论文）No48 4.2.2设计与验算结果验证层底拉应力的根本依据是多层弹性理论，完全连续体系又是层间接触的唯一条件，故在双圆荷载作用下计算出层底最大拉应力σm。计算的结果如表14、15所示。表14路面设计结果汇总1（中湿）设计弯沉值（1/100mm）33.0按弯沉指标设计的设计层厚度（cm）25.6满足第1层拉应力指标的设计层厚度（cm）25.6满足第2层拉应力指标的设计层厚度（cm）25.6满足第3层拉应力指标的设计层厚度（cm）25.6满足第4层拉应力指标的设计层厚度（cm）25.6表15路面验算结果汇总1（中湿）当设计层厚度取26.0cm时的指标值表面实际弯沉值为：32.81/100mmd＝33.0第1层底拉应力为：-0.26Mpaσr＝0.45第2层底拉应力为：-0.08MPaσr＝0.33第3层底拉应力为：0.19MPaσr＝0.31第4层底拉应力为：0.04MPaσr＝0.10计算：ｈd＝ａ·ｂ·ｃ·sqrt（ｆ）（4-3）式中：ｈd──路表面至道路冻结线的深度（cm）；ａ──路面结构层的材料热物性系数；ｂ──路基横断面（填、挖）系数；ｃ──路基潮湿类型系数；沈阳大学毕业设计（论文）No48 d──近十年的冻结指数平均值。抗冻设计的基本参数如表16所示。表16抗冻设计基本参数（中湿）地区类型东北冻结指数平均值Ｆ1800材料热物性系数a2.2路基潮湿类型中湿路基横断面系数b2.0土质类型粘性土路基潮湿型系数c1.08基层类型稳定土类路面结构厚度74最小防冻厚度55在设计路面结构时，验算防冻厚度应按下述方程验算：Ｈj≥Ｈf（4-4）式中Ｈj—原路面厚度之和与路面结构总厚度（cm），从《规范》中查到防冻厚度的最小值Hf。本设计的结构厚度，满足防冻厚度要求。5施工组织设计5.1施工组织设计编制说明5.1.1编制依据（1）南口镇至前水岭段公路设计设计土建工程招标文件、参考资料、标前答疑及有关补遗资料。（2）辽宁省沈阳大学建筑工程学院提供的有关设计图纸、设计文件、设计资料。沈阳大学毕业设计（论文）No48 （3）交通部颁发的现行规范、规程、规则、验标、公路工程施工定额、概预算编制办法。（4）现场踏勘调查所获得的有关资料。5.1.2编制范围南口镇至前水岭段公路设计里程K0+000～K3+520.559，全长3520.559m范围的工程，内容涵盖了路基、沿线、路面、设施等，达到要求。5.1.3编制原则（1）遵守工期并在符合条件的情况下尽早完成工期（2）积极创新（3）施工有序（4）各分项工程间的协调和配合是施工进度的重点，并且要考虑到气候跟季节对施工的不利影响；（5）采用合适方法来省时省力。（6）严密监督，创建变准化的施工现场（7）交通部颁发的现行的跟招标文件中明确指出的设计规范、施工规范以及验收标准必须要严格执行。5.2工程概况5.2.1工程概况南口镇至前水岭段公路合同段三级公路综合设计路线起点从地形图上侧开始，路线往东南方向布设，路线起点桩号K0+000，终点桩号K0+000～K3+520.559，全长3520.559m。沈阳大学毕业设计（论文）No48 5.2.2气候特点该地区属于寒温带半湿润大陆性季风气候。5.2.3质量、工期、安全与文明施工、环境保护目标规划（1）质量目标：工程质量等级达到交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1-2004）优良级，确保省部级优质工程；（2）工期目标：计划于2013年4月实质性开工，2013年12月16日交工，总工期8.5个月；5.3施工准备5.3.1设备、人员动员周期（1）主要机械设备：如表17所示。表17主要机械设备机械类别型号数量挖掘机PC200-623自卸汽车8t25空压机CYV-9/75压路机YZ16YZ12G16推土机TY2204平地机PY18015洒水车SQZ9170GSS4光轮压路机3Y18/214汽车吊QY-163（2）人员动员周期：如表18所示。表18人员汇总表人员单位数量第一批进场第二批进场项目经理人11项目技术负责人人22工程部人1073沈阳大学毕业设计（论文）No48 质检部人633财务部人532综合部人422机料部人862工人人12102劳力人128100285.3.2设备、人员、材料运到施工现场的方法（1）把设备运到施工现场：设备从施工机械场直接到达施工现场；（2）人员到达施工现场：每个工作人员按照工作时间准时到达施工现场；（3）材料运到施工现场：水泥采用当地散装水泥，沥青油罐车运送沥青，当地开采或者购买砂，石料。5.4施工组织方案5.4.1施工组织机构南口镇至前水岭段公路设计工程项目经理部。项目经理部门由项目经理、项目总工，治安部门，物资保障部门，工程部，计财部，总合部门，另设一个试验室。5.4.2项目部人员岗位职责与部门职能分配（1）项目经理①组织工程交付和工程保修并参加工程回访；②负责组织项目施工组织设计；③负责组织对撞机实施维修和保养；（2）项目总工程师（项目技术负责人）①贯彻执行国家的有关技术规范跟验收标准，全面负责工程技术管理；②组织带领设计施工详图和设计安装综合布线工作；沈阳大学毕业设计（论文）No48 ③组织领导QC小组进行技术公关活动；（3）综合部①负责收发本段工程资料和本段项目质量体系文件、监督大家的执行情况。②一些其他文件的收发管工作由综合部负责；③落实好职工的培训计划；④后勤的管理跟供给工作要认真落实；（4）物资保障部①负责调查材料；②验证维护以及储存业主提供的产品，确保产品满足要求；。③负责安排现场，并作好记录工作；④相关的材质证明文件要及时的收集并整理；⑤项目部的库存产品要妥善管理；⑥施工过程中的所需材料的供给要及时周转；5.5施工总体的平面布置（1）施工队的划分：因为本工程的项目特点，所以拟分为两个施工队来方便施工和管理，下面是具体的任务计划：路面施工队负责本标段内路面工程及安全设施的施工。（2）场地布置①驻地布置为了方便管理，尽量少占农用田，各部门拟租用民房。沈阳大学毕业设计（论文）No48 ②预制场、拌和场砼硬化是拌和设施现场的基本要求，隔离堆放每种规格、品种的材料。③施工道路本工程是一个新建的工程，且交通方便，施工期必须妥善安排老路跟新建的道路，以此来保证道路的畅通。④筑路材料就地取材。5.6施工技术准备5.6.1施工技术交底施工人员在进入场地之后，立马组织相关的技术人员去学习相关的《规范》。尽早的去熟悉设计图纸。5.6.2施工前期恢复定线测量工作专门的测试组设立在该合同段上，负责全方位的测量。计量测量师测量仪器的检查和评估后，与设计相结合，监督部门来测量交叉桩，检查原有的有线网络，水准点，而由业主全方位的原地面，地形复试记录，审批监督为基础计量后。和监理工程师，招标相邻水准点的指导下，中间控制点的检查和封测5.6.3试验室建立整个工程的试验工作必须由持证上岗且有着充分经验的技术人员进行负责。然后抓紧时间建立试验室，试验的仪器可以从公司调进。沈阳大学毕业设计（论文）No48 5.7施工方案5.7.1路基填筑施工工艺框图及文字说明由于现代工程机械作业有很多特点，所以挖掘土方要统统采用挖掘机和自卸车将通过手动操作模式来补充。（1）一般的施工路堑（2）填土路堤施工方案由于现代工程机械作业有很多特点，路基填筑将一律使用推土机和地机、光轮压路机以及振动压路机。（3）填土路堤施工方法自然横坡或者坡陡在1：5的时候，台阶应作成2%~4%的内倾斜坡，以便保持稳定。填筑流程如图5所示。取土场整修基底处理作业层面均匀卸填料填料铺填摊平、稳压静压、动压核子密度仪、环刀法检测监理工程师验收辅助人工随层收坡基床加固、边坡防护整修清场、竣工验收取土场清表机械挖、装、运含水率调整压实试验(最佳含水率范围、匹配平压机械、摊铺厚度、碾压遍数、压实厚度)压实度不合格逐层循环编制竣工文件竣工测量施工准备沈阳大学毕业设计（论文）No48 图5路基填筑施工工艺图5.7.2路面底基层、基层施工工艺框图及文字说明下承层验收测量放样人工培包边土挂基准线混合料摊铺检测找补碾压成活养生原材料选购试验配合比试验混合料拌合混合料运输检测配比含水泥量检测压实度图6路面底基层、基层施工工艺框图（1）准备下承层：先对下承层进行复检，其表面应平整、坚实，路拱合格，复检不合格的翻挖或补料重新碾压达标；（2）测量放样：在下承层上恢复中线施放边线桩，将高程引至边线桩上，用红漆标注。按稳定底基层设计路宽用石灰粉标出路边线；（3）路肩处理：两侧路肩培好，并每隔5～10m交错开挖临时泄水沟；沈阳大学毕业设计（论文）No48 （4）混和料厂拌：拌合机料用来装集料，使用装载机进行提装，散装的水泥要由水泥罐车吹到水泥仓中。然后依据筛分的结果进行雕节电子控制且仔细设定皮带的转速、加灰以及加水阀门的控制，在一切就绪后，进行拌合.（5）运输：采用自卸汽车尽快运到现场，车上用帆布覆盖，减少水份损失；（6）检测找补：铺面如有明显坑洞或松散离析，人工填补以新料或筛撒细料；（7）养生：在检测完成以及现场碾压后，养生要用洒水车洒水，且不能少于7天的养生期，为了让稳定土的表面保持湿润，并要做好标志牌以此来限制车辆的通行。沈阳大学毕业设计（论文）No48 结论本次南口镇至前水岭段公路设计，该地区属于平原与丘陵交界区，设计中遵照现行规范进行设计。该公路设计速度为40km/h，为双向2车道。所完成的设计任务有:1、路线设计包括：平曲线设计、纵断面设计、横断面设计。2、路基设计包括：排水设计、路面结构设计。3、经济分析包括：土石方计算等内容。因为本设计中的路线位于平原跟丘陵的交界地带，故在选线上应该尽量选择线形平顺且综合考虑了平、纵、横三者的关系，提高线形质量；对于丘陵区选线应注意到土石方工程量，尽量避免高填方和深挖方，最好在平、纵、横三者间综合考虑。由于该公路为新建公路，所以考虑要尽量靠村不进村。该公路属于公路自然区划Ⅱ2区，年平均降水量为580.5mm沈阳大学毕业设计（论文）No48 ，在农垦区路基要满足最小填方高度的要求，这样能够保证路面的排水通畅；在丘陵路段的土石方工程量较大，应在填挖交界处设置涵洞和排水沟；由于该地区土质较差容易产生翻浆、冲沟、和泥石流等病害，因此在个别路堤和路堑段应设置支挡防护结构物，并进行稳定性和基底承载力验算；路面设计采用沥青砼路面并设置2%的路拱横坡。此路线全长3520.559m，平曲线布置了4个交点，圆曲线最小半径为60m，最大半径为100m.竖曲线布置了3个变坡点，竖曲线半径均为3000m。公路排水设计中，设置了1.5%的路拱设置了超高，设有边沟和排水沟。横断面和排水设计中，考虑施工及当地特殊水文条件。路线设计做了路线方案比选，为了使设计数据计算更加准确及设计资料的规范和工整。在进行毕业设计的过程中，计算机软件起到了非常大的作用，让我不仅提高了对计算器的操作能力，还熟练的掌握了一些软件的使用，比如AutoCAD、Excel以及Word。沈阳大学毕业设计（论文）No48 致谢毕业设计是一项挑战，也是一次难得的学习机会，它让我们把大学各个阶段所学习到的知识得以融会贯通。通过毕业设计，培养了我们独立思考，运用理论知识，联系实际生产以及分析问题的能力。在毕业设计的过程中我们也发现自己的不足并充实了自己，同学之间的学术交流氛围也变得浓厚。这次南口镇至前水岭段公路三级公路设计，设计内容主要包括：公路等级确定：通过纸上定线确定正必选方案，从而确定路线各项技术指标；平曲线要素计算和校核；纵断面拉坡设计和竖曲线要素计算；横断面中超高加宽设计，土石方计算和土石方调配；路基综合排水设计；施工组织设计以及预算设计。沈阳大学毕业设计（论文）No48 在设计中我不停的修改、设计、再修改、再设计，在这反反复复的过程中我对以前学习的理论知识有了更深层次的理解，看着自己的成果，一种成就感油然而生。若说大学在毕业设计以前的时间是一个累积过程，那么这次毕业设计就是一个质的飞跃，我们的大学就是一个有量变到质变的过程。几个月的毕业设计即将接近尾声，我的大学生涯也即将画上了句号，在这个时刻我的心里百感交集，心中有对老师的深深的谢意，有对大学的不舍留恋，有对即将分别的场景的恐惧，有面对离别时的感伤。我想这个毕业设计还不足以使我改变所有的缺点，我需要在以后的生活和学习中继续努力改正。本次设计是在李伟主要指导老师的指导下完成的，但同时我也得到了其他老师的帮助，在此我对这些老师表示由衷的感谢，谢谢他们作为一名老师对学生的谆谆教诲，同时要感谢四年来给予我帮助和关心的学院领导，他们严谨治学，悉心指导的工作态度给我留下了深刻的印象，也是我以后学习的榜样。再次衷心感谢毕业小组知道老师对我的知道和教诲，我会在以后的学习工作中积蓄力量，尽自己的力量来回报母校的培育之情，体现自己的价值，最后祝所有的领导和老师身体健康，工作顺利，合家幸福！也许面临毕业会很不舍，但雏鸟终究要飞上蓝天。在此，向各位师长致以崇高的敬意！沈阳大学毕业设计（论文）No48 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