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1、市政道路毕业设计论文第1章绪论1.1 本选题研究的目的及意义通过毕业设计，使学生对公路建设程序和内容有一个系统的、全面的了解，培养学生独立进行路线、路基路面结构及有关设施设计、计算的能力。公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。高等级公路在中国内地的出现和发展走过了几十年的历程，在今天，高等级公路和全国公路网正在为中国经济和社会的发展提供着便捷、和高效率的运输服务。项目概况1.已知资料路段初始年交通量见表1-1（辆/昼夜，交通量年平均增长率7.
2、0%）表1-1交通量表小客车中客车大客车小货车中货车CAD50中货车EQ140大货车特大口野拖挂车五十铃31001000900150010008501000900952.路线所处地理位置及地质情况(1)地形地貌路线总体呈现出由南到北先逐渐变高再逐渐变低的走势，跨越了两个地貌特征区。此路段前半段地形开阔平坦，为剥蚀堆积垄岗平原区，地面高程在370390m之间。路段位于平原微丘区，地势较高，地面高程稍高，高程在39042Om之间。设计路段无不良地质路段，地层产状平缓，岩层略有起伏，部分地区形成开阔的背斜和向斜，断裂不甚发育，且规模较小。(2)工程地质路线全部位于安徽省内的微丘区地带，路线地质构造相
3、对较简单，地质相对稳定，未发现大的不良地质现象，仅局部发现有软土呈零星分布，一般深度为0.52m,分布范围十几至几十米。沿线主要地层为花岗岩，呈全风化、强风化等。(3)水文地质测区内水系发育，地表水丰富，湖泊鱼港众多。路线跨越梅目水库上游小河一条和部分小沟，集水面积均不大。地下水主要是裂隙水，其次是松散岩类孔隙水，路线地下水的补给来源于大气降水和地表水。(4)气候、气象路线地处安徽中东部偏西，属于亚热带季风气候，平均温度不高，阳光充足而湿润。雨水分布季节性强，雨季期为49月，夏季受季风影响，多雨，易照成洪涝灾害。1.3路线设计标准及技术指标的确定1.3.1 确定各车型换算系数高速公路以小客车为
4、折算标准见表1-2：表1一2各汽车代表车型与换算系数表汽车代表车型车辆换算系数说明小客车1.019座的客车和载质量W2t的货车中型车1.519座的客车和载质量2t的货车大型车2.0载质量7tW14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车1.3.2 交通量计算初始年交通量：No=3100+1.51000+9002+1500+(850+1000)1.5+10002.0+900X3+95X3=15660辆/日远景设计年限交通量N:N=No(l+rt,假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量N：N=N0(l+)rt,=15660(1+7%)8=46380辆/日1.3.3 确定公路等级据设计年
5、限15年，各种车辆折合成小客车的交通量合计为46380辆/日，公路等级为高速公路，车道数为四车道，车速为100kmh,四车道的路基宽度一般值为27m,最小值为24.5m,本设计路基设计宽取27m,设计车道宽度为3.75m,得总车道宽度为3.75X4=15m,两侧硬路肩宽度为32=6m,土路肩的宽度为0.752=1.5m,中间带的宽度为4.5m（其中中央分隔带宽度为3.00m,两侧路缘带宽度为0.75X2=1.5m）第2章路线与平面设计2.1 选线2.1.1 选线基本原则（1）路线起点除必须符合公路网规划要求外，对起终点前后一定长度范围内必须作出按路线方按和近期实施的具体设计。（2）视觉良好，路
6、线平、纵、横各组成部分空间充裕。诱导视线各种设施所构成的视觉系统，应使驾驶者在是视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能急时采取安全措施。（3）线形流畅，景观协调，行车安全，舒适，使驾驶员在视觉上能预知公路前方和路况的变化。2.1.2 定线具体过程本设计路线大走向为由南向北，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。在1:5000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
7、平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。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 路线方案比选选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面的因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细、由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤分析比较，进行
8、多方案必选，才能定出合理的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案见图2-1：图21方案比选图方案一：从起点(47321.6911,68516.5131)到终点(46965.1471,71976.6224),路线总长3607.739m,设置3条平曲线。方案二：从起点(47321.6911，68516.5131)到终点(46965.1471,71976.6224),路线总长3881.401,设置4条平曲线。具体方案比选过程见表2-1：表2-1方案比选表比较项目方案一方案二路线长度3607.739m3881.401线型（比较平曲线、竖曲线）平均圆曲线半径较大，路线
9、比方案二顺适，但填挖大；竖曲线方面差不多。平均圆曲线半径较小，路线比方案一更适应地形的变化；竖曲线方面差不多。交点数目34平曲线最小半径800m700m最大纵坡2.787%2.632%最小纵坡0.746%0.643%变坡点数目3个4个视觉评价较好较差安全评价安全安全路基土石方高填深挖不多，土石方总运量=334199w3,比方案二多。高填深挖不多，土石方总运量=306830.72w3,比方案一少。方案优点L施工技术比较简单；2.线形指标符合要求1 .更加适应地形，填挖较少；2 .沟壑少。根据上表多方面比较方案一相比于方案二虽然土石方总运量较大，但是并没有太大差距，而方案一路线直线路面部分较方案二
10、多一些，行驶视觉方面较好安全方面较好故选方案一。2.2 平面设计2.2.1 平面线形的设计步骤平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力上的要求。(1)路线的交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、工程量小。(2)曲线和缓和曲线长度的确定首先在满足曲线及缓和的最小长度的前提下，初步拟定其长度，然后平曲线半径及缓和曲线长度可以根据切线公式(2-1)或外距公式(2-2)反算：T=(R+p)tan()Q(2-
11、1)E=(?+p)sec(y)-R(2-2)在初步设计时可忽略p,并近似取q=Ls2,由(2-1)、(2-2)即可得：K=(T一争(呜)R=(T-争/sec.)在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转交表。(3)充分利用土地资源，减少拆迁，减小填挖量。就地取材，带动沿线城镇及地方.经济的发展。（4）公路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成。直线作为使用最广泛的平面线性，在设计中我们首先考虑使用。谯城区该新建高速公路，所经区域既有平原区，也有山区，本设计在平原区主要采用了较高的技术指标以争取较好的线形。2.2.2 平面线形技术
12、论证针对本次设计的设计车速100kmh快速路，根据城市道路与桥梁设计规范得其技术要求见表2-2。表2-2高速公路主要技术指标表设计车速100kmh平曲线一般最小半径700m极限最小半径400m缓和曲线最小长度85m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0%4000m路拱2.0%5250m最大纵坡4%凸曲线一般最小半径10000m极限最小半径6500m凹曲线一般最小半径4500m极限最小半径3000m本设计公路平曲线半径最小半径为800m；缓和曲线最小长度为85m；经验证均满足要求。查相关资料确定主要技术标准1 .公路用地新建公路路堤两侧排水沟外缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外,路堑坡顶截水沟外
13、边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于Im的土地为公路用地范围；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m,二级公路不小于2m的土地为公路用地范围。高真深挖路段，为保证路基的稳定，应根据实际情况确定用地范围。公路用地还包括立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施、公路养护管理及绿化和苗圃等工程的用地范围。2 .路线（1）车道宽度设计车速为100kmh,车道宽度为3.75m高速公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合表2-3的规定：表2-3中间带宽度表一般值（m）最小值（m）中央分隔带3.002.00左侧路缘带0.750.50中间带宽度4.50
14、3.00（2）路肩宽度应符合表2-4：表2-4路肩宽度表一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度3.25或3.002.50土路肩宽度0.750.75（3）路基宽度路基宽度（m）：一般值：27最小值：24.5（四车道）：各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加（减）速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。：确定路基宽度时，中央分隔带宽度、左侧路缘带宽度、右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同类项相加。（4）停车视距：16Om圆曲线最小半径（m）：一般值：700极限值：400不设超高最小半径：4000一般地区，圆曲线最大超高应采用8%。3
15、.2.3平曲线要素计算设计中设置的均为对称型曲线，各要素计算公式如下:（1）平曲线要素计算常用公式如下：内移值：P24R2384R3切线增值：7=-2240配缓和曲线角：A=切线长：aT=(R+p)tan-+q曲线长：L=R(-2命击+24外距：E=(R+p)sec-R切曲差：D=2T-L圆曲线长度：Ly=L-2Ls式中：7一切线长（加）；L一总曲线长（?）；E一夕卜隹巨（加）；D一切曲差（九）；尺一主曲线半径（阳）；a一路线转角（）；用一缓和曲线终点处的缓和曲线角（。）;q缓和曲线切线增值（加）；p-设缓和曲线后，主圆曲线的内移值（加）;Ls-缓和曲线长度（M）;1.v一圆曲线长度（加）。（
16、2）曲线主点里程桩号计算常用公式如直缓点：ZH=JD-T缓圆点：HY=ZH+Ls圆缓点：YH=HY+（L-2Lx）缓直点：HZ=YH+Ls曲中点：QZJ=HZ一三交点：JD=Z+y以JDl为例计算（1）平曲线要素计算：1.s=85R=800a=25o56,385852=0.376/L_J=笠2 240/?22853240 8002=42.496/?180 L 18085 _ X 2R 2x800= 3.044a(25o56,3,T = (R+p)tant + q = (800 + 0.376) tan 42.49622=226.793mL = R(a-20)- + 2Ls = 800 (25o
17、56,3,-2 3.0445)念 + 2 x 85=447.088mCLE = (/? + p)sec- R = (800 + 0.376) secr25o56,3n2)公式计算表中：B一左侧（或右侧）行车道宽度；白一左侧路缘带宽度；外一右侧路缘带宽度；ij-路肩坡度；bxX距离处路基加宽值；/；-超高横坡值；c-路拱横坡值；X-超高过渡段中任一点至超高过渡段起点的距离。以JDl为例计算曲线的超高值。超高横坡的计算公式：，力=工-127R式中：i超高横坡度一横向力系数V行车速度（km/h）R一圆曲线半径（m）桩号处曲线的超高横坡度计算，已知设计速度V=100kmh,圆曲线半径Donn母r麦渺1
18、9232.323219.5555nnoornCrUzloR=800m,横向力系数=+0.03869=0.04438002800则圆曲线超高横坡为：ih=-一一=0.0443=5.03%h1277?127x800当iflV，G(路拱横坡)时，取=，G；当NJ时，取,=%11三=5.O3%已知在JR桩号K0+955.798处，b1=0.75m,B=7.5m,b2=0.75w,=5.03%,LC=LS=85m,此时x=35m外侧C：i=x-iG=2%+5，03%x35-2%=2.78%XLcg85hc=(b1+B+b2)ix=(0.75+7.5+0.75)2.78%=0.26外侧D：=0内侧C：ix
19、=kx+=2%5，Q3%35+2%=-1.27%xLcG85hc=-(b,+B+b2)ix=-(0.75+7.5+0.75)1.27%=-0.167外侧D：Ac=O同理可得超高过渡段中任意一点的横向超高值，具体结果见附表。第5章土石方的调配与计算5.1 调配要求(1)土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。(2)纵向调运的最远距离一般应小于经济运距(按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距)。(3)土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。(4)借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地
20、点应事先同地方商量。(5)不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。5.2 调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。调配法的方法步骤如下：1 .准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。2 .横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用
21、符号区分。3 .纵向调运确定经济运距根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距4 .计算借方数量、废方数量和总运量：借方数量=填缺一纵向调入本桩的数量废方数量=挖余一纵向调出本桩的数量总运量二纵向调运量+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+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。计价土石方=挖方数量+借方数量填
22、挖方数量表5-1表5-1填挖方数量表填方数量(m3)挖方总数量(m3)填缺(In3)挖余(m3)借方数量(mb弃方数量(m3)本桩利用(mb总运量(m3)1710714382101635364294694582027425177943676265.3 计价土石方计算在土石方调配中，所有挖方无论是“弃”或“调”，都应计价；但对填方要根据用土来源决定是否计价。若是外路借土要计价，若是移挖作填调配利用则不应再计价，否则形成双重计价。因此，由海地软件自动生成挖方数量为151261m3,借方数量166500m3o则计价土石方数量为：计价土石方数量=挖方数量+借方数量=438210+45820=48403
23、0m3土石方调配与计算详见土石方数量表。第6章路基设计6.1 路基横断面布置由横断面设计部分可知，路基宽度为27m,其中路面跨度为15m,中间带宽度为4.5m,其中中央分隔带宽度为3.0m,左侧路缘带宽度为0.752=1.5m,硬路肩宽度为3X2=6m,土路肩宽度为0.75X2=l.5m。；路面横坡为2%,硬路肩横坡为3%,土路肩横坡为3%。6.2 路基边坡由横断面设计查公路路基设计规范3可知，当高速公路路基边坡小于8m时，采用1：1.5的坡度，当路基边坡大于8m时采用1：1.75,如表6-1o当路堑开挖有些路段大于15m,由规范采用1：0.5与1：0.75的边坡相结合，如表6-2。表6-1填
24、方坡度值表填方边坡坡度填料种类边坡高度(m)边坡坡度全部上部下部全部上部下部粘质土、粉质土、砂类208121：1.51：1.75砂、砾121：1.5砾类土、卵201281：1.51：1.5石土、漂石不易风化石块208121：1.51：1.5表6-2挖方坡度值表挖方边坡坡度土、岩石种类密实、风化程度边坡高度（In）960-0.80960-0.8095填方0.80-1.501.509493由于路线地处水网地区，设计中应加强挖淤排水及清除表土的严格要求。路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。6.4 路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表6-4的规定，砂类土填筑。表6-4路基填料最小强度和最大粒径要求表
