桂林至梧洲專用二級公路馬江段道路設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 1 道路勘測設計 設計概況本設計為桂林至梧洲專用二級公路馬江段，本路段以丘陵地貌為主，地面相對高差大多為5～20m，局部見低山，地形起伏不算太大；沿路需經過一道山脊和一塊高產田，交通便利。桂林屬典型的喀斯特地貌石灰巖地形，大部分為丘陵，有很多面積較小的山間盆地。桂林市區坐落在湘桂走廊中的一個相對較大的平原里。桂84林市南部有破碎的丘陵平原，西部、北部和東部是大面積的山地。桂林在自然地理帶上屬溫帶，氣候帶屬亞熱帶，氣候為亞熱帶季風性濕潤氣候，屬中亞熱帶濕潤季風區，溫和多雨，雨熱同期，氣候適宜。桂林夏季溫度有時在30攝氏度以上，偶爾有40度以上的高溫。冬季大約在零度左右，很少下雪。桂林年平均氣溫約19攝氏度。桂林全年無霜期為309天。年降水量1926mm。桂林屬于「梅雨」地區，夏季降水集中，雨量大。降梅雨時，天氣悶熱，空氣潮濕，河水暴漲。經常形成洪災，對桂林的經濟特別是旅游業造成極大的危害。因為雨季相對來說時間比較長，跨度比較大，所以路基土方及構造物要不失時機地做好施工計劃安排。勘察區無大的主干水系通過，地表水主要分布在山塘、溪流中，其水位與水量隨季節性變化大。沿線地下水類型主要有：孔隙水、裂隙水。地下水位隨大氣降水及季節的變化而波動較大，山坡上地下水位一般埋深較大，勘察時一般沒有測到。沖溝中地下水位一般埋深較淺，對路基影響一般不大，但對沖溝中的構筑物基坑開挖有不利影響，施工時應采取排水措施。地表水對場地邊坡有一定沖刷作用，應采取適當的坡面防護。地下水對鋼筋混凝土無侵蝕性。 設計標準 設計依據《公路路線設計規范》 （JTG D202006）《公路路基設計規范》 （JTG D20 2006）《公路工程技術標準》 （JTG D202003）《路面》設計手冊 《路基》設計手冊《涵洞》設計手冊《公路勘測設計》 張雨化 （人民交通出版社）《路基路面工程》 鄧學鈞 （人民交通出版社）《橋涵水文與水力學》 聞德蓀 （人民交通出版社） 主要技術指標公路等級：平原微丘區汽車專用二級公路公路類型：新建汽車專用二級公路設計荷載：公路一級荷載直線最大長度：1600 m設計車速：80km/h直線最小長度：同向曲線間：480m反向曲線間：160m圓曲線最小半徑：400m 緩和曲線最小長度：70m豎曲線最小半徑：凸形Rmin=5000m凹形Rmin=4000m 主要名詞解釋：公路的中線。：指公路幾何設計采用的車速。本設計采用二級公路80km/h：公路中線在水平面上的投影。: 用一曲面沿公路中線豎直剖切，展開的平面。：沿公路中線上任一點作法向剖切面。：公路中線的空間形狀。：指在直線和圓曲線或者半徑不同的同向曲線之間設置曲率連續的曲線。本設計交點2和交點3處設置了緩和曲線。：即路基的設計標高。在本設計中是路基中線的標高。：路幅范圍的各組成部分的布置及尺寸。：按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受由路面傳來的荷載，必須具有足夠的強度，穩定性，耐久性。：為匯集和排除路面邊坡的流水,在路塹兩側設置的縱向水溝。本設計采用了矩形邊溝設計。：指以水泥混凝土面板和基層所組成的路面，亦稱剛性路面。：在柔性基礎上鋪筑瀝青面層或用一塑性細粒土穩定各種集料的中，低級路面結構，因具有較大的塑性變形能力,而稱為柔性路面。：在柔性基層，半剛性基層上鋪筑一定厚度的瀝青混合料面層的路面結構。 公路的平面設計 選線的一般原則在道路設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案作深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優路線方案。路線設計應在保證行車安全、舒適、迅速的前提下做到工程量小、造價低、經濟適用。在平原地區盡量少占田地和經濟作物田。選線時應深入了解當地的工程地質和水文地質情況，弄清它們對工程的影響。選線時還要注意環境的保護。 選線的步驟本設計為桂林至汽車專用二級公路，選線方法采用紙上選線，根據1:2000的地形圖并結合當地地質、水文資料，初步擬訂線路。具體步驟如下：路線帶選擇本路段大部分在落差不是很大的山嶺穿行，并于起點和中間處經過一塊高產田，地形不是很復雜，但填挖方的地方比較多，而且需要在經過高產田的時候需要進行軟地基處理，在該重丘地形中地形起伏均在5m∽20m內，公路設計中力求少占農田和經濟作物田。本路段為丘陵地形，在路線布置中自然要盡量避開為數不多的水稻田及桔林。特別是在水田集中的地段盡量選擇了較短距離的穿越方案。具體定線經過以上工作，路線雛形已經明顯勾畫出來。根據技術標準地形及路線方案，做到減少工程量，避免高填深挖，同時又盡量縮短路線長度。在起點和第一個交點處盡量做到少占用田地，盡量饒過高產田，并且留出一定的空隙，但是為了符合線形設計規范，在第一個交點處還是占用了小部分的高產田。盡量把線形控制在有利的路線帶內進行平、縱、橫綜合設計，最后定出了道路中線。（平面線形布置如圖12） 平曲線要素計算圖11 平曲線計算圖示對JD1 進行平面要素設計計算。 擬定, , , 對JD2 進行平面要素設計計算。 擬定, , , , 交點3同樣進行平曲線要素設計計算。得出曲線計算表如表11。 總結方案依照公路選線的一般原則，本設計中選線盡量少占農田，在平原微丘區地形中綜合考慮了地形及線路曲直因素，做到減少工程量，避免高填深挖，同時又盡量縮短路線長度。本設計中圓曲線半徑以及緩和曲線長度等取值都滿足《公路路線設計規范》和《公路工程技術標準》要求。具體線形指標見《直線、曲線及轉角表》。 圖12 線路平面布置圖 平曲線計算成果表11 平曲線計算成果表 交點號起點JD1JD2JD3終點交 點坐 標XY交點 樁號K0+K0+K0+K0+K1+轉角值54176。48′″(Z)57176。34′″(Z)65176。10′″(Y)半徑（m）200125125緩和曲線長度 （m）808080切線長度（m）曲線長度（m）外距(m)校正值（m） 逐樁坐標計算本設計路段已有地區的平面控制網，因此逐樁坐標計算采用原有坐標系統進行計算。逐樁坐標計算即路線中樁坐標計算，其計算方法、原理、步驟具體如下：（1）計算交點坐標，其坐標可從地形圖上直接量取。（2）計算各中樁坐標，可先計算直線和曲線主要點坐標，然后計算緩和曲線上每一個中樁的坐標，計算公式如下：直線上中樁坐標計算設交點坐標為JD（XJ，YJ）交點相鄰直線的方位角分別為A1和A2 則ZH點坐標： (11) (12) HZ點坐標： (13) (14)設直線上加樁里程為L，ZH，HZ表示曲線起終點里程，則前直線上任意點坐標（L≤ZH ） (15) (16)后直線上任意點坐標(LHZ) (17) (18)設緩和曲線單曲線中樁坐標計算曲線上任點的切線橫距 (19)式中：—緩和曲線上任意點至ZH(或HZ)的曲線長；—緩和曲線長度。第一緩和曲線（ZH—HY）任意點坐標 (110) (111) 式中：—轉角符號，右偏為“+”，左偏為“”。 圓曲線內任意點坐標 (i)由HY～YH時 (112) (113) 式中: —圓曲線內任意點至HY點的曲線長；XHY、YHY —HY點的坐標。（ii）由YH～HY時 (114) (115)式中: —圓曲線內任意點至YH點的曲線長。第二緩和曲線（HZ～YH）內任意點的坐標 (116) (117)式中: —第二緩和曲線內任意點至HZ點的曲線長。坐標計算成果見逐樁坐標表. 豎曲線設計縱面線形應與地形相適應，設計成視覺連續，平順而圓滑的線形，避免在短距離內出現頻繁的起伏。應避免能看見近處和遠處而看不見中間凹處之線形。較長的連續上坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近坡頂的縱坡宜適當放緩。相鄰縱坡之代數差小時，應盡量采用大的豎曲線半徑。交叉處前后的縱坡應平緩。在積雪或冰凍地區，應避免采用陡坡。平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線，即所謂的“平包豎”。平曲線與豎曲線大小應保持均衡。要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合。小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。平曲線段最好只設一個豎曲線，最多不宜超過兩個豎曲線。平、縱面線形組合必須注意與路線所經地區的環境相配合。對計算行車速度高的公路，線形設計和周圍環境配合尤為重要。 縱坡設計步驟⑴準備工作：拉坡之前在厘米繪圖紙上，按比例標注里程樁號和標高，點繪地面線，填寫有關內容。同時應收集和熟悉有關資料，并領會設計意圖和要求。⑵標注控制點：控制點是影響縱坡設計的標高控制點。如路線起、終點，越嶺埡口，重要橋涵，地質不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進出口，平面交叉和立體交叉點及受其它因素限制路線必須通過的標高控制點等。⑶試坡：試坡主要是在已標注“控制點”的縱斷面圖上，根據技術指標、選線意圖，結合地面起伏變化，本著以“控制點”為依據，照顧多數“經濟點”的原則，在這些點位間進行穿插與取直，試定出若干直坡線。對各種可能坡度線方案反復比較，最后定出既符合技術標準，又能滿足控制點要求，且土石方較省的設計線作為初定坡度線，將前后坡度線延長交會出變坡點的初步位置。⑷調整：初定縱坡后，將所定的坡度與選線時坡度的安排比較，二者應基本相符，若有較大差異時應全面分析，權衡利弊，決定取舍。然后對照技術規范檢查設計的最大、最小縱坡、坡長限制等是否滿足規定，平、縱組合是否得當，以及路線交叉、橋隧和接線等處的縱坡是否合理。⑸核對：選擇有控制意義的重點橫斷面，如高填深挖、地面橫坡較陡路基、擋土墻等，在縱斷面圖上直接讀出對應樁號的填、挖高度，初畫橫斷面，檢查是否填挖過大、坡角落空或過遠等。⑹定坡：經調整核對無誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號和標高記確定下來。在本設計中，按照設計步驟制定豎曲線，由于這條路段高差一般在20m 左右，所以為了達到挖填平衡，設置了2個變坡點，并依照平曲線及橫斷面考慮到了涵洞的設計，由于中間經過了幾處高產田，所以為了少占用田地面積，從而使縱坡在這些路段盡量與高產田在高程上相等，以減少拉坡和放坡，少占用良田面積。根據《公路路線設計規范》平原微丘區汽車專用二級公路，凹、凸型豎曲線最小半徑均為4500m，最大縱坡坡度為6%，最小坡長為200m。綜合考慮填挖平衡，平縱曲線搭配等因素本設計設置一個前凸后凹型豎曲線，并將變坡點設置在K0+430和K0+808號樁上,%≈2%%≈1%%≈1%%≈1%，凹型豎曲線半徑取3000m，凸型豎曲線半徑取5000m。 變坡點樁號：K0+ 豎曲線要素計算： 曲線長： 圖13 豎曲線計算圖示切線長： 外距：