1、本科学生毕业设计东绥公路东宁县加贝尔村两阶段初步设计系部名称： 土木工程系 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职 称： 哈尔滨石油学院二一四年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDong Ning to Jia Beier of the Dong Sui highway in section two stages preliminary designsCandidate： Specialty：civil engineeringClass ： Supervisor： Harbin petroleum institute2014-06HarBi
2、n哈尔滨石油学院本科生毕业设计I摘 要本设计根据给定的资料，通过对原始数据的分析,根据该路段的地质、地形、地物、水文等自然条件,依据公路工程技术标准 、 公路路线设计规范等交通部颁发的相关技术指标,在老师的指导和同学的帮助下完成的。设计内业详细资料有：路线设计，包括纸上定线（山岭区或越岭线） 、绘制路线平面图、路线纵断面设计） ；路基设计，完成两公里横断面和路基土石方的计算及路基排水设计；路面设计，水泥混凝土路面设计；小桥涵设计，完成一项涵洞设计；路线交叉设计，完成一项路线平面交叉；施工组织设计；应用计算机绘制工程图，按老师指导和要求完成。整个设计计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面、
3、平面交叉、小桥涵的尺寸等内容,由此圆满完成了东绥公路东宁县加贝尔村两阶段初步设计。关键词：路线，路基,路面,涵洞，平面交叉全套设计加 153893706哈尔滨石油学院本科生毕业设计IIABSTRACTThis design according to the given data, through the analysis on the original data, according to the geological and topographical features, hydrology, and other natural conditions, according to the te
4、chnical standards of highway construction, highway route design standard issued by the ministry of related technical indexes, the teachers guidance and help the classmates.Design in details, including design:paper fixed line (mountain area or servants line) and drawing route map, line longitudinal d
5、esign), Complete two kilometers roadbed design, retaining wall,calculation of cross-sectional and roadbed conditions and roadbed drainage design, Road design, the design of cement concrete pavement, Small bridge culvert design, complete a design, Line a crossover design, complete a line plane cross,
6、 the construction organization design; The application of computer drawing engineering drawing, according to the requirements and the teacher.The design of the route computation, the longitudinal and lateral elements, design the subgrade pavement, plane and the size of the small bridge, etc., thus c
7、ompleting the Dong Ning to Jia Beier of the Dong Sui highway in section two stages preliminary designs.Key words: Route, roadbed, road,culvert，Route cross哈尔滨石油学院本科生毕业设计目 录摘 要 IABSTRACT II第 1 章 绪 论 .11.1 选题的背景、目的及意义 11.2 设计任务 .11.3 路线概况 .11.4 公路等级和技术标准 .21.5 路线设计起讫点及设计高程 .31.6 本章小结 .3第 2 章 路线线形设计 42.
8、1 路线方案的说明和比较 .42.1.1 了解资料 .42.1.2 定线的原则 42.1.3 定线具体过程 .42.1.4 路线方案的比选 .52.2 路线平面设计 52.2.1 确定各平曲线半径及缓和曲线长度 62.2.2 设计确定平曲线的原则 .72.2.3 特殊线形设计方法 72.2.4 编制直线及转角一览表 .102.2.5 平面图标注 102.2.6 弯道视距的检查 .102.2.7 绘图 .112.3 路线纵断面设计 .112.3.1 设计原则和方法 .112.3.2 纵断面设计中遇到的主要问题及解决方法 122.4 本章小结 .13第 3 章 路基路面及排水 153.1 路基设计
9、 .153.1.1 路基有关参数值的选取 .153.1.2 加宽超高设计 .173.1.3 路基横断面面积与路基土石方数量计算方法 193.1.4 路基处理工程设计 19哈尔滨石油学院本科生毕业设计3.2 路面设计 .203.2.1 水泥混凝土路面设计 .213.2.2 路面等级及类型的确定 .213.2.3 干燥路面结构拟定及厚度计算 .233.2.4 中湿路面结构拟定及厚度计算 .263.2.5 最大冻深验算 .293.2.6 接缝设计 293.3 路基路面排水设施及排水系统设计 303.3.1 排水系统的一般规定 .313.3.2 边沟的设置 313.4 本章小结 .31第 4 章 涵洞
10、设计 324.1 全线采用的涵洞 .324.2 涵洞设计 .324.2.1 小桥涵位置确定 .324.2.2 洞口类型的选择 .324.2.3 涵洞计算 324.3 本章小结 .34第 5 章 路线交叉 365.1 全线采用的路线交叉说明 .365.2 平面交叉设计 .365.2.1 交叉口设计的基本要求 .365.2.2 交叉口设计的主要内容 .365.2.3 交叉口设计类型 .365.2.4 交叉口设计技术指标 .365.3 本章小结 .36第 6 章 环保设计 376.1 环保设计规范 .376.2 本章小结 .37第 7 章 施工组织设计 387.1 工程概况 .387.2 主要工程量
11、 387.3 施工进度安排 .38第 8 章 施工组织设计 398.1 工程概况 .398.2 主要工程量 398.3 施工进度安排 .39哈尔滨石油学院本科生毕业设计8.4. 施工进度计划 .398.5 施工人员工作分配 398.6 工期控制 .398.7 工期质量保证 .468.8 本章小结 .47结 论 .48参考文献 .49致 谢 .50哈尔滨石油学院本科生毕业设计1第 1 章 绪 论1.1 选题的背景、目的及意义本次毕业设计是在对公路勘测设计 、 路基工程 、 路面工程 、 桥梁工程及其它有关专业课程的学习的基础上，并在教师的指导下，完成一段公路的两阶段初步设计任务。本次设计的目的和
12、意义是应用学过的专业知识，根据自己专业的服务去向,在老师的指导下独立的完成一段公路的初步设计任务。通过此次设计可以培养我们的综合设计能力,进而把学过的知识加以系统的应用和巩固，使理论与生产实践相结合。掌握路线设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计及施工组织设计，并能够独立完成全部设计的图表。为自己走向工作岗位后适应生产实践的需要打下坚实的基础。1.2 设计任务本次设计任务主要包括：依据地形图完成给定的初步设计路线设计： 纸上定线（山岭区或越岭线）进行方案比较（局部）进行路线平面设计进行路线纵断面设计。路基设计： 完成 2km 路基横断面设计，土石方计算及路基排水设计，结构设计，边坡设计。路面设计
13、： 水泥混凝土路面设计（详细设计） 。小桥涵设计：结合自身设计，拟完成一项涵洞设计。路线平面交叉设计：完成一处路线平面交叉设计。初步施工组织设计。1.3 路线概况路线所经地带为山岭重丘区， 地势起伏变化较大，地表植被主要为低矮灌木丛（或人工林次生林） ，沿线所处自然区划为 1 区。冬 季 严 寒 干 燥 ， 夏 季 炎 热 多 雨 ，属 湿 润 季 冻 气 候 区 ； 年平均气温 3.6，年降雨量 600800mm，最大冻深为2.5.5-2.0 米；冬季盛行西北风，最 大 风 力 达 6 级 ， 年平均风速 3.5m/s。水文情况：哈尔滨石油学院本科生毕业设计2地表排水良好，地下水位埋深小 1
14、 米。沿线公路主要病害为冻胀、翻浆和雪害。沿线为第四纪冲积和洪积层，平原及低山区 010m 表层土壤为粉质低液限粘土，中层 1015m 为冲积形成的砂砾、圆砾，底层 1530m 为白垩系的砂岩。高山区土层厚为 05m，515m 为砂砾、圆砾，土壤渗透性较好，地层比较稳定。1.4 公路等级和技术标准1.4.1 确定公路等级确定公路等级公式：（1.1）10()ndNr式中： 设计年平均日交通量（日） ；dN起始年平均日交通量（辆/日） ，包括现有交通量和道路建成后从其它道0路吸引过来的交通量；年平均增长率（%） ；r设计年限n1.4.2 本设计公路等级计算初始年交通量，如表 1.1：表 1.1 初
15、始年交通量交通量为:车型交通量（辆/ 日） 折算系数 折算后交通量（辆/ 日）小客车 1785 1 1785中型车 495 1.5 742.5大型车 320 2 640=1785+743+640=3168 辆/ 日0N=3168（ 1+7.1%） 15-1=82751)(ndr根据公路工程技术标准年平均日交通量在 500015000 辆之间属于二级公路。1.4.3 路线主要技术指标其设计标准按公路工程技术标准 JTG B01-2003 执行。其主要技术标准采用情况，如表 1.2：哈尔滨石油学院本科生毕业设计3表 1.2 主要技术经济指标表序号 指 标 名 称 单 位1 公路里程 Km 4.79
16、92 设计车速 Km/h 603 路基宽度 M 10.04 行车道宽度 M 23.55 硬路肩宽度（全幅） M 20.756 土路肩宽度（全幅） M 20.757 中央分隔带宽度 M 08 不设超高最小平曲线半径 M 15009 最大纵坡 % 610 最小坡长 M 15011 凸形竖曲线最小半径 M 200012 凹形竖曲线最小半径 M 150013 竖曲线最小长度 M 5014 设计洪水频率 1/501.5 路线设计起讫点及设计高程路线全长为4.799Km起点桩号：K55+100 地面高程：251.43m终点桩号：K59+799.438 地面高程：292.37m起点坐标：N-4898500
17、E-22686500终点坐标：N- 4902920 E- 226865001.6 本章小结本章介绍了东绥公路东宁县加贝尔村的设计任务和整个路段的自然地理状况，为整个路段的设计提供了良好的依据。设计路段前应先确定路线的等级及路线采用的技术经济指标，因此，本章还介绍了公路等级及路线等级的技术指标。哈尔滨石油学院本科生毕业设计4第 2 章 路线线形设计2.1 路线方案的说明和比较2.1.1 了解资料首先要熟悉地形图和所给的原始资料，分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情况。2.1.2 定线的原则根据给定的起终点，分析其直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初
18、步拟定可行的路线方案， （如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定） ，然后进行纸上定线。1在 1:10000 的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。2.对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点） 。2.1.3 定线具体过程（1）试坡：定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选 5%-5.
19、5%）按计算得等高线间平均距 a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线） ，本设计中 a 取 2cm，将各点连成折线，即均坡线。（2）定导向线：分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。（3）平面试线：穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点） 。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平纵横配合，满足线形设计和哈尔滨石油学院本科生毕业设计5标准的规定和要求，综合分析
20、地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。（4）修正导向线：纵断面控制：在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线， （可用分规直接在图纸上量距，确定地面标高） ，进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核：根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图（如地面横坡陡或工程地质不良地段等） ，根据路基横断面的情况修平面线形。 （5）定线：经过几次修正后，最终确定出满足标准要求，平纵线型都比较合适的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制） 。2.1.4 路线方案的比选如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案比较选择主要考
21、虑下列因素：（1）路线长度；（2）平、纵面线形指标的高低及配合情况；（3）占地面积；（4）工程数量（路基土石工程数量，桥梁涵洞工程数量） ；（5）造价等。2.2 路线平面设计根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合；线形应与地、地物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减少工程数量，节省投资。2.2.1 确定各平曲线半径及缓和曲线长度公路工程技术标准JTGB01-2003 规定：当平曲线半径小于等于 250m 时应设置加宽；当平曲线半径大于等于 1500m 时可以不设置缓和曲线和超高，超高的横坡度计算由行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车
22、辆组成等情况确定。二级最大超高不应大于 8%，在积雪地区不宜大于 6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应当设等于路拱坡度的超高值。极限最小半径： （规范值 125m）226013517.8VRmi（2.1）一般最小半径： （规范值200m ）226002.517.8i哈尔滨石油学院本科生毕业设计6不设超高最小半径： （规范值2260189017.35.17gVRmi1500m）平曲线极限最小长度按6秒行程设计计算： （规范值60L100m）平曲线一般最小长度按3倍极限长度计算： （规范值31m300m）缓和曲线最小长度按3秒计算极限长度： （规范值50m ）6050L同向曲线间为了防止出
23、现组合出现断臂曲线宜在两同向曲线间设置不小于6V 的直线段。反向曲线间为了设置适当长度距离改变行车方向宜在两同向曲线间设置不小于2V的直线段。表2.1 平曲线规范规定汇总表序号名称 取值 说明1 平曲线一般最小半径 200m在一般情况下应尽量使用大于一般最小半径的曲线半径（规范规定，原曲线半径不宜超过10000m） ，只有在地形条件限制时采用。2 平曲线极限半径 125m只有当地形条件特殊困难或受其它条件严格限制时方可采用。3 不设超高最小半径 1500m 路拱=2%4 平曲线一般最小长度 300m 9s行程计5 平曲线极限最小长度 100m 6s行程计6同向曲线间最小直线长度6V360m按照
24、实际工程经验在山区工程可以在一般困难地区保证4V=240m，在工程十分艰巨困难处可以采用3V=180m。但在采用低值时应避免在直线上设置凹形竖曲线7反向曲线间最小直线长度为2V120m 按照实际工程经验山区公路此指标比较容易满足。8 缓和曲线最小长度 50m 3秒行程。哈尔滨石油学院本科生毕业设计79 最大超高 8%越岭段纵坡较大将最大超高值由8%减小至6%可以减小合成坡度，保证车辆在雨天，冰雪天气的行车安全。10 超高渐变率 1/125 边线，线性超高11 原曲线加宽 第三类 线性加宽12 会车视距 150m 两倍停车视距2.2.2 设计确定平曲线的原则1.在条件允许的情况下尽量使用大的曲线
25、半径（R16101 -200062000-100 100-3 2.00易冻胀土 0.30-0.50 0.40-0.60 0.50-0.70 0.60-0.95中湿路基 很易冻胀土 0.40-0.60 0.50-0.70 0.60-0.85 0.70-1.10易冻胀土 0.40-0.60 0.50-0.70 0.60-0.90 0.75-1.20潮湿路基 很易冻胀土 0.45-0.70 0.55-0.80 0.70-1.00 0.80-1.30所给的设计资料可知，交通量年平均增长率为7.1%。设计初年交通量：中型车495辆/ 日，中型车中各种车型所占比例为：解放CA10B35%（35%495=1
26、73辆/ 日） ，东风EQ140 35%（35%495=144辆/日）解放CA390 30%（30%320=163 辆/日） ；大型车320辆/日，大型车中各种车型所占比例为：黄河 JN15039%（39%320=96辆/日）,沃尔沃N864829%（29%320=119辆/日）, 黄河JN16232%（32%320=116辆/日）根据规范查得-我国常用汽车路面参数，如表3.9所示：表 3.9 轴载换算车 型 前 /后轴 Pi( KN) Ni(次)1610niisPN解放CA1OB 后 轴 60.85 173 0.0912东风EQ140 后 轴 69.20 144 0.46解放CA390 后
27、轴 70.15 163 0.6黄河JN150 后 轴 101.60 96 127.62沃尔N8648 后 轴 120.00 119 2318.45哈尔滨石油学院本科生毕业设计21黄河JN162 后 轴 115.00 116 988.164331.31（3.1）1610nisiiPN（3.4）式中： 100KN的单轴-双轮组标准轴载作用次数sN单轴-单轮组、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型i级ip轴载的总和（KN）轴型和轴载级位数n各类轴型i级轴载的作用次数N2、标准轴载累积作用次数 r r r s e g g N N 365 1 1 =2210 104式中： 临界荷载处的车辆轮迹横
28、向分布系数，根据公路水泥混凝土路面设计规范JTJD402011表A、2、2车辆轮迹横向分布系数知，二级及二级以下公路行车道宽度7m时， =（0.540.62）注：车道或行车道宽度或交通量较大时，取高值；反之，取低值。由于本设计行车道宽度为7m，故采用 =0.62。根据公路水泥混凝土路面设计规范JTJD40-2011表3、0、5交通分级知，10 5 2107（属重交通）eN3.2.3 路面结构拟定及厚度计算1. 设计原则1）. 设计原则水泥混凝土路面结构设计的行车荷载在临界荷位产生的疲劳断裂作用和温度梯度产生的疲劳作用为设计的极限状态要求。极限状态设计表达式为：，rtpr f)(max,a, r
29、tprf)(2）结构拟定面 层：普通混凝土 0.24m基 层：6% 水泥稳定砂砾 0.20m底基层：5% 水泥稳定砂砾 0.20m普通混凝土平面尺寸：宽3.5m，长4.5m，L/b=1.281.35 L b=15.7525哈尔滨石油学院本科生毕业设计223）路面材料确定1.干燥路面普通混凝土面层弯拉强度标准值4.5MPa,相应的弯拉弹性模量与泊松比为 3 1GPa，0.15。距炉床底2.4m处低液限粘土，取回弹模量为80MPa （50-100 ） 。水泥稳定碎石基层回弹模量取2000MPa，泊松比为 0.20。级配砾石底基层回弹模量取250MPa，泊松比为0.35 。计算模板综合回弹模量ani
30、iniix MphEhE250)(11212mhnix0.10.24l.86.42x4.130)5()(.0EXt aMP式中 路床顶综合回弹模量0粒料层的当量回弹模量x粒料层的总厚度xh第 i 层结构层的回弹模量（MPa）与厚度（m）iE板底地基当量回弹模量 取 130taMP混凝土面层的弯曲刚度 ，半刚性基层材料板的弯曲刚度 ，路面结构相对刚cDbD度半径 gr mMNvhEDcc 45.6)1.0(23)1(23bb 9.).()(20323哈尔滨石油学院本科生毕业设计23mEDrtbcg 867.0)139.456(2./)(21. 3131 荷载应力标准轴载和最重荷载在临界荷处产生的
31、荷载应力计算 30.6520.9430.6520.941.4.58719/.sbCpgcsD arhPMpacgDp pPhrCbs 706.126.087.456/39.1094.05.94.0max265.03 面层荷载疲劳应力和最大荷载应力 42.3.1087spcfrpk6.28.3507.07. efNkapcrpmMm56.16.8温度疲劳应力最大温度梯度 88/m，计算综合温度挠曲应力和内应力的温度应力系数 LB110.24.()()463./23cbn ahk MPmE面层与基层之间的竖向接触刚度n 13.0.46)39.15()( 441 nbckDr 9.867.)5.0(87)( 3434 gcngr92.1867.053grLt
