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道路工程公路设计总说明(平纵横设计、路基设计、路面结构设计、交叉口设计、工程概预算)

本站     2024/1/24 15:05:29    

第一章 平、纵、横设计
1.1 平面选线
1.1.1 平原地区公路路线特点:
平原地区地形平坦,坡度平缓,除草原、戈壁外,一般人烟稠密,农业发达。村镇、农田、河流、湖泊、水塘、沼泽、盐渍土等为平原地区较常遇到的自然障碍。因此平原地区选线一方面由于地势较平坦,路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准;另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。
1.1.2 平原四级公路设计要求及特点
平原地区四级公路工程技术标准应为农村专用公路,工程技术标准要求较低,要求设计行车速度达到20km/h;平曲线不设超高最小半径150m,一般最小半径30m,极限最小半径15m;竖曲线最大纵坡不大于9%,坡段最小长度不小于60m,凸形竖曲线极限最小半径100m,一般最小半径200m,凹形竖曲线极限最小半径100,一般最小半径200m;设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响,同时还要受到当地经济、土地资源,筑路材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制,这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合,在学习规范的同时,灵活应用规范,努力做到实用与经济相结合。
1.1.3 平原四级公路选线原则及依据
选线是在符合国家建设发展的需要下,结合自然条件选定合理路线,使筑路费用与使用质量得到正确的统一,达到行车迅速安全,经济舒适及构造物稳定耐久,易于养护的目的,选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策,深入实际,综合考虑路线、路基、路面、桥涵等,最后选出合适的路线。
1.1.4 平原地区公路选线应符合以下原则
(1) 根据道路使用任务和性质,综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划,正确处理好近期与远景的关系,在总体规划的知道下,合理选择方案。
(2) 认真领会任务书的精神,深入现场,多跑、多看、多问、多比较,深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况,以利于选择有价值的方案进行比较。
(3) 充分利用有利地形、地势,尽量回避不利地带,正确运用技术标准,从性车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼,对路线与地形的配合加以研究,做好路线平、纵、横三方面的结合,力求平面短捷舒顺,纵断面平缓、均匀,横断面稳定、经济。
(4) 充分利用土地资源,减少拆迁,就地取材,带动沿线城镇及地方经济的发展。平原地区多数是鱼米之乡,土地肥沃,水资源丰富,但是人口密集,特别是耕地尤为紧张能,人均耕地0.5-1.0亩,修一条公路要占用许多土地,在选线时,要考虑到尽可能少占耕地,不破坏农田水系,常用的方法是利用河堤,利用河堤好处较多,除了节省耕地,不破坏水系外,还有以下一些好处:①利用老路,这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的,长期的自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定,在路基处理时可以节省费用;②可以减少拆迁,由于有老路的存在,沿线的拆迁量减少;③由于河堤较高,可以节约土地用量,减少耕地的开挖,接生了耕地;④可以带动沿线经济的发展,河网地区城镇、乡村多倚河而建,各乡镇间距距离较小,大多不超过10km,多为一些低等级砂石路相连且人口较多,每个乡镇达到4-8万人,当道路等级提高后,可以带动沿线许多行业的发展,特别是旅游业,由于交通的便利,经济发展大为加快;⑤有利于公路网路建设,利用老的低等级公路网进行技术改建,提高技术标准,改造成新型的高等级网络,可以加快路网建设的速度。
1.1.5 平原四级公路选线的依据
(1) 平原四级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范,实测和预测交通量,地形图,地方政府以及建设单位下发的文件,会议纪要,设计任务书等,它们是路线设计不可缺少的资料。
(2) 实测和预测交通量
(3) 地方政府建设单位的下发的文件,会议纪要,设计任务书是对道路设计的要求,在路线设计时要能充分满足这些要求
1.1.6 平原四级公路选线方法和步骤
平原四级公路选线方法有多种,主要有视察,初测与初步设计。实测与施工图设计等
步骤:1.全面布局 2.逐段安排 3.具体定线
1.2 平面线形设计
1.2.1 平曲线形设计
为了保证汽车行使的安全与舒适,根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求,将圆曲线设置了缓和曲线,保证了线形的连续性和均衡性,同时线性设计还考虑了汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。
1.2.1.1 直线的最小长度
(1) 同向曲线间的直线最小长度基本长满足设计速度的6倍。
(2) 反向曲线间的直线最小长度满足设计速度的2倍。
1.2.1.2 圆曲线设计
根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求,将圆曲线设置了缓和曲线,保证了线形的连续性和均衡性,缓和曲线和圆曲线长度比值在Ls:Ly:Ls=1:1:1或1:2:1范围内。
1.2.1.3 设计的线形如下图
图1-1 平面线形
由图计算出起点、交点、终点的坐标如下:
QD:(4074874.297, 508234.313) JD1:(4075120.183, 508168.565)
JD2:(4075420.337, 508163.249) JD3:(4075647.968, 508137.002)
JD4:(4075775.280, 508168.831) JD5:(-4075908.671, 508242.585)
JD6:(4076217.011, 508284.456) JD7: (4076372.282, 508374.845)
ZD:(4076342.734,508695.197)
1.2.1.4 路线设计用的是计算机模拟设计,现就路线取QD至JD1为例计算路线长、方位角
QD-JD1段
1.3 纵断面设计
1.3.1 纵断面线形设计
主要是解决公路线形在纵断面上的位置,形状和尺寸问题,具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。
1.3.2 纵断面线形要求
该路地处平原区,土地资源宝贵,本项纵断面设计采用小纵坡,微起伏与该区域农田相结合,尽量降低路堤高度,路线纵断面按百年一遇设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态,所需的最小填筑高度来控制标高,线形设计上避免出现断背曲线,反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程的则加大竖曲线半径,使竖曲线首尾相接。此外,所选用的半径还满足行车视距的要求,另外,竖曲线的纵坡最小采用0.543%以保证排水要求。
1.3.3 纵坡设计
(1)纵坡设计的一般要求
① 纵坡设计必须满足《标准》的有关规定,一般不轻易使用极限值
② 纵坡应力求平缓,避免连续陡坡,过长陡坡和反坡
③ 纵断面线形应连续,平顺,均衡,并重视平纵面线形的组合
从行车安全,舒适和视觉良好的要求来看,要求纵断面线形注意有以下几点:
在短距离内应避免线形起伏,易使纵断面线形发生中断,视觉不良;
避免“凹陷”路段,若线形发生凹陷出现隐蔽路段,使驾驶员视觉不适,产生莫测感,影响行车速度和安全;
在较大的连续上坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近顶部的纵坡宜放缓些;
纵坡变化小的,宜采用较大的竖曲线半径;
纵断面线形设计应注意与平面线形的关系;
纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑,为利于路面和边沟排水,一般情况下最小纵坡以不小于0.5%为宜,在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高,以免遭受洪水冲刷,而确保路基的稳定;
纵坡设计应争取填、挖平衡,尽量利用挖方作就近填方,以减少借方和废方,接生土石方量,降低工程造价;
纵坡设计时,还应结合我国情况,适当照顾当地民间运输工具,农业机械、农田水利等方面的要求。
(2)纵坡设计的方法和步骤:
① 准备工作
纵坡设计前,应先根据中桩和水准记录点,绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线,曲线示意图,写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料。
② 标注纵断面控制点
纵面控制点主要有路线起终点,路线交叉点,地质不良地段的最小填土和最大控梁标高,沿溪河线的控制标高,重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
③ 试坡
试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上,根据技术和标准,选线意图,考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况,初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点,可归纳为“前面照顾,以点定线,反复比较,以线交点”。
前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑,不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵面技术标准的要求,满足“控制点”,参考“经济点”,初步定出坡度线,然后用三角板推平行线的办法,移动坡度线,反复试坡,对各种可能的坡度线方案进行比较,最后确定既符合标准,又保证控制点要求,而且土石方量最省的坡度线,将其延长交出变坡点初步位置。
④ 调坡
调坡主要根据以下两方面进行:⑴结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较,两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象,则应全面分析,找出原因,权衡利弊,决定取舍;⑵对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求,特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理,发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则,以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。
⑤ 根据横断面图核对纵坡线
核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。
⑥ 确定纵坡线
经调整核对后,即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置(桩号)和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法,直接读厘米格子得出,要求取值到千分之一。变坡点位置直接从图上读出,一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。
1.3.4 竖曲线设计要求:
① 宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计,首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下,宜选用较大的竖曲线半径,一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值,特别是前后两相邻纵坡的代数差小时,竖曲线更应采用大半径,以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。
② 同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线,特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长,应合并为单曲线后复曲线。
③ 反向曲线间,一般由直坡段连续,亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段,直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接,后插入短直线。
④ 应满足排水要求。
1.3.5 纵段面设计步骤
(1) 根据地形图上的高程,以50m一点算出道路上各点的原地面高程,将各点高程对应地标于纵断面米格纸上,然后用直线连接各点,画出道路纵向的原地面图。
(2) 确定最小填土高度
由于路基要保证处于干燥或中湿状态以上,所以查表得粉性土时路槽底至地下水的临界高度为1.7-1.9m时为干燥状态,由于地下水平均埋深为1.0m,路面厚度一般为60-80cm,所以算出最小填土高度为1.6m.。
(3) 拉坡
首先是试坡,试坡以“控制点”为依据,考虑平纵结合、挖方、填方以及边沟设置等众多因素初步拟订坡度线。然后进行计算,看拉的坡满不满足控制点的高程,满不满足规范要求,如不满足就进行调坡。调坡时应结合选线意图,对照标准所规定的最大纵坡、坡长限制以及考虑平纵线形组合是否得当进行调坡。在纵断面设计时,由于平面设计时没有注意平纵组合,所以在拉坡时要做到“平包竖”,其他方面都满足标准。竖曲线各项指标:
表1-1 竖曲线指标

设计车速(km/h)20
最大纵坡(%)9%
最小纵坡(%)0.5
凸形竖曲线半径(m)一般值200
极限值100
凹形竖曲线半径(m)一般值200
极限值100
竖曲线最小长度(m)70

(4) 竖曲线计算
根据设计得知:
拟定R=5000,则:
竖曲线内桩号的高程计算
已知k1+480的高程为130.62m
计算公式为:
右半部分:
左半部分:
其中:

曲线上任意点到曲线起点(左半曲线)或终点(右半曲线)的水平距离。

直线上点到相邻变坡点的距离
1.4 横断面设计
1.4.1 已知资料
根据最新交通网规划,预测使用初期2008年年平均日交通量见下表,年平均增长率为6.0%。
表1-2 交通量组成

车型解放CA10B黄河JN150斯柯达706R依士兹TD50长征XD980小汽车
辆/d400110602050400


1.4.2 确定折算标准
由《公路工程技术标准》规定:高速、一级公路以小客车为折算标准。
表1-3 各汽车代表车型与换算系数

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


1.4.3 交通量计算
初始年交通量:
N0=400+1.5×400+420×2.0
=1840辆/日
1.4.4 确定主要技术标准
1.4.4.1 服务水平
四级公路:三级服务水平
1.4.4.2 建筑限界
W—行车道宽度 H—净空高度
1.4.4.3 路线
(1) 车道宽度
当设计车速为20km/h时,车道宽度为3.00m
(2) 路肩宽度
表1-4 土路肩宽度


一般值(m)最小值(m)
土路肩宽度0.50.5


(3) 路基宽度
路基宽度(m):一般值:6.5 最小值:4.5
Ⅰ: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。
Ⅱ: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。
据任务书知道设计年限2010年,各种车辆折合成小客车的交通量合计为

, 查(JTGB01—2003)《公路工程技术标准》P1 1.0.3得公路等级为四级,车道数拟定两车道。再查《公路工程技术标准》P12 3.0.11得四级公路车速为

,取设计车道宽度为3.00m,得总车道宽度为3.00×2=6.0m,由P11 表3.0.5-1知一级公路车速为

的土路肩的宽度为0.5×2=1.0m.
(4) 停车视距:20m
(5) 圆曲线最小半径(m):
一般值:30 极限值:15
(6) 最大纵坡:9%
(7) 最小坡长:60m
表1-5 竖曲线坡度指标

纵坡坡度(%)456
最大坡长(m)12001000700


连续上坡(或下坡)时,应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%,其长度应符合纵坡长度的规定。
(8) 竖曲线最小半径和最小长度
表1-6 竖曲线半径指标

凸形竖曲线半径(m)一般值200
极限值100
凹形竖曲线半径(m)一般值200
极限值100
竖曲线最小长度(m)20


1.4.4.4 路拱坡度
查(JTJ001—97)《公路工程技术标准》P25 5.0.5得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1%-2%,故取路拱坡度为1.5%;路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%-2%,故取路肩横向坡度为2.5%,路拱坡度采用双向坡面。
1.4.4.5 路基边坡坡度
由《公路路基设计规范》得知,当H<6m(H—路基填土高度)时,路基边坡按1:1.5设计。
1.4.4.6 边沟设计
查(JTJ013—95)《公路路基设计规范》P20 4.2.3得边沟横断面一般采用梯形,梯形边沟内侧边坡为1:1.0-1:1.5,外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面,其内侧边坡宜采用1:2-1:3,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区,故宜采用梯形边沟,且底宽为0.6m,深0.6m,内侧边坡坡度为1:1。
1.4.5 横断面设计步骤
(1) 根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。
(2) 根据路线及路基资料,将横断面的填挖值及有关资料(如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等)抄于相应桩号的断面上。
(3) 根据地质调查资料,示出土石界限、设计边坡度,并确定边沟形状和尺寸。
(4) 绘横断面设计线,又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等,在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。
(5) 计算横断面面积(含填、挖方面积),并填于图上。
1.5 视觉分析
1.5.1 平纵线形的协调
为了保证汽车行使的安全与舒适,应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究,平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线,并保持视觉的连续性,该条道路地势起伏较平坦,纵断面以平坡为主,竖曲线半径要适当,既要符合四级公路技术指标要求,又不宜使竖曲线长度太长而使路线填土过高而增加造价,而平曲线在选线时一般要考虑少占农田,尽量贴原地面线走,以减少构造物的工程量及设计施工难度,节约经费,减少造价。

14 道全线透视图
(1) 平曲线与竖曲线的配合,设计时采用较大的竖曲线半径方法,以获得较好的视觉和行车效果。
图1-5 路线平纵组合
(2) 透视图的运用,平纵线形配合受到各种因素的制约和影响,同时要避免一些不良的组合,运用透视图进行检验是很好的方法,设计时对有疑问的路段进行透视图的检验,效果较好。
图1-6 K0+000点透视图
从K0+000点可以看到K0+500米处,能很好的诱导司机视线。
图1-7 K0+500点透视图
从K0+500点可以看到K0+800米处,能很好的诱导司机视线。同时路线的曲线变化能更好的引导司机注意力。
图1-8 K0+800点透视图
从K0+800点可以看到K1+100米处,能很好的诱导司机视线。此时司机可以清晰的前方K1+000处的反向曲线。应注意减速行驶。
(3) 平面与横断面的综合协调主要是超高的设计
1.5.2 线形与环境的协调
图1-9 路线平面图
(1) 定线时尽量避开村镇等居民区,减少噪音对居民生活带来的影响,同时采用柔性,沥青混凝土路面以减少噪音。
(2) 路基用土由地方政府同意安排,利用开挖鱼塘或沟渠,避免乱开挖,同时又利于农田、水利建设。
(3) 注意绿化,对路基边坡加强绿化和防护,在护坡道上和交叉口用地范围内的空地上均考虑绿化。
1.6 土石方的计算和调配
1.6.1 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,对于取土和弃土地点应事先同地方商量。
(5).不同性质的土石应分别调配。
1.6.2 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。
表格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—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
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。
(6) 计算计价土石方
计价土石方=挖方数量+借方数量。
表1-7 工程量汇总表

指标名称单位数量
路线总长km1.859
平均每公里交点个数4.500
平曲线最小半径m100.000
平曲线总长m1035.000
平曲线占线路总长%55.680
最短坡长m260.000
竖曲线总长m534.240
竖曲线占路线总长%28.700
平均每公里纵坡变坡次数2.220
竖曲线最小半径m
凸型m/个5000.000/1
凹型m/个20000.000/1

第二章 路基设计
2.1路基设计
2.1.1 路基横断面布置
由横断面设计(查《公路工程技术标准》(JTGB01—2003))部分可知,路基宽度为7m,其中路面跨度为6.00m,土路肩宽度为0.5×2=1.0m。;路面横坡为1.5%,土路肩横坡为2.5%.

图2-1 路基横断面图
2.1.2 路基最小填土高度
拟建道路为四级公路,双向两车道,设计车速20km/h。根据《公路路基设计规范》JT GD 30-2004,路基宽查表,选用一般值7m。为整体断面形式,车道宽3m,土路肩为0.5m。其标准横断面形式见设计图纸。
该工程位于平原微丘区地下水位于路面下,临界高度Ho>H,路基保持干燥

状态,查路堤边坡坡度表,取边坡坡度1:1.5.直线形边坡。
路堤填料与压实标准:
路基压实采用重型压实标准,压实度应符合《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)表4.0.4的要求.
表2-1 路床土最小强度和压实标准

项目分类路面地面下深度(m)路床土最小强度CBR(%)压实度(%)
填方路基0-0.36≥95
0.3-0.84≥95
零填及挖方路基0-0.36≥95
0.3-0.84≥95

表2-2 路堤土最小强度和压实标准

类别路床底以下深度(m)压实度(%)填土最小强度CBR(%)
上路堤0.8-1.5≥943
下路堤1.5以下≥922


2.1.3 路基处理
(1) 一般路基处理原则:路基河塘地段,先围堰清淤、排水,然后将原地面开挖成台阶状,并回填灰土至原水面,路基底部采用石灰土处理,路床顶面以下0-80cm采用石灰土处理;路基高度≤2.0m路段,清除耕植后,将原地面挖至25cm深压实后才可填筑,路床顶面以下均采用掺石灰土处理;路基高度>2.0m的路段,路床顶面以下0-60cm采用石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。
(2) 路床处理((JTJ013—95)《公路路基设计规范》)
① 路床土质应均匀、密实、强度高,上路床压实度达不到要求时,必须采取晾晒,掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。
② 挖方地段的路床为岩石或土基良好时,可直接利用作为路床,并应整平,碾压密实。地质条件不良或土质松散,渗水,湿软,强度低时,应采取防水,排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施,处理深度可视具体情况确定。
③ 填方路基的基底,应视不同情况分别予以处理
基底土密实,地面横坡缓于1:5时,路基可直接填筑在天然地面上,地表有树根草皮或腐殖质土应予以处理深除。
路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截,引排等措施,或在路堤底部填筑不易风化的片石,块石或砂、砾等透水性材料。
路堤基底为耕地或土质松散时,应在填筑前进行压实,路堤基底的压实度(重型)不应小于85%,路基填土高度小于路床厚度(80cm)时,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准;基底松散土层厚度大于30cm时,应翻挖再回填分层压实。
水稻田,湖塘等地段的路基,应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理,当为软土地基说,应按特殊路基处理。
路基土的掺灰剂量,可根据当地情况实验确定,一般粘质土采用石灰或二灰处理,粗粒土可以采用325号水泥处理。
(3) 特殊路基处理(河塘路基的处理)
路基河塘地段,先围堰,进行放水或排水挖除淤泥,然后将原地面开挖成台阶状,台阶宽≥1.0m,内倾3%,并回填5%灰土至原水面(标高按1.0m来控制),路基底部30cm采用5%石灰土处理,路床顶面以下0~80cm采用7%石灰土处理。
(4) 路基防护((查JTJ013—95)《公路路基设计规范》)
路基填土高度H<3m说,采用草坪网布被防护,为防止雨水,对土路肩边缘及护坡道的冲刷,草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm,在护坡道上铺到边沟内侧为止。
路线经过河塘地段时,采用浆砌片石满铺防护,并设置勺形基础,浆砌片石护坡厚30cm,下设10cm 砂垫层,基础埋深60cm ,底宽80cm。
2.1.4 路基施工的一般规定
(1) 路基施工宜以挖作填,减少土地占用和环境污染。
(2) 路基施工中各施工层表面不应有积水,填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况,做成2%-4%的排水横坡。
(3) 雨季施工或因故中断施工时,必须将施工层表面及时修理平整并压实。
(4) 施工过程中,当路堑或边坡内发生地下水渗流时,应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。
(5) 排水沟的出口应通至桥涵进出口处。
(6) 取土坑应有规则的形状,坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。
(7) 当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源时,应按照下列规定办理:
力求少占农田和改地造田
当地面横坡定于1:10时,路侧取土坑应设在路基上侧,在桥头两侧不宜设取土坑。
取土坑的边坡,内侧宜为1:1.5,外侧宜小于1:1,沿河地段的坑底纵坡可减少至0.1%,沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%,坑底一般宜高出附近水域的常年水位,取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡,坡厚为2%-3%,当取土坑坑底宽度大于6m时,可做成向中间倾斜的双向横坡,并在中间设置底宽0.4m的纵向排水沟,当坑底纵坡大于0.5%时,可以不设排水沟。
当沿河弃土时,不得阻塞河流,挤压挤孔和造成河岸冲刷。
2.1.5 填方路基的施工
(1) 土方路基应分层甜筑压实,用透水性不良的土填筑路堤说,应控制其含水量在最佳压实含水量大2%之内。
(2) 土方路基,必须根据设计断面,分层填筑、分层压实,采用机械压实时,分层的最大摊铺层厚,按土质类别,压实机具功能碾压遍数等,经过经验确定,但最大摊铺厚度,不宜超过50cm,填筑至路床底面,最后一层的最小压实厚度,不应小于8cm。
(3) 路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度,压实厚度不得小于设计宽度,最后削坡。
(4) 填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。
(5) 原地面纵坡大于2%的地段,可采用纵向分层法施工,沿纵坡分层,逐层填压密实。
(6) 若填方分几个作业段施工,两段交接处,不在同一时间填筑则先填地段应按1:1坡度分层留台阶。若两个地段同时填,则应分层相互交叠、衔接,其搭接长度不得小于2m。
(7) 河滩路堤填土,应连同护坡道在内,一并分层填筑,可能受水浸淹部分的填料,应选用水稳性比较好的土料,河槽加宽,加深工程应在修筑路堤前完成,调治构造物应提前修建。
(8) 两侧取土,提高在3m以内的路堤可用推土机从两侧分层推填,并配合平地机分层填平,土的含水量不够多时,用洒水车并用压路机分层碾压。
(9) 填方集中地区路基的施工
A 取土场运距在1km范围内时,可用铲运机运送,辅以推土机开道,翻松硬土,取整取土段,清除障碍等。
B 取土场运距超过1m范围时,可用松土机翻松,用挖掘机或装载机配合自卸车运输,用平地机平整填土,配合洒水车压路机碾压。
2.1.6 边沟施工设计
(1) 边沟应分段设置出水口,梯形边沟没段长度不宜超过300m,三角形边沟不宜超过200m。
(2) 平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生,曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值。
2.1.7 路基超高与加宽计算
此设计项目采取“绕曲线内侧路基边缘旋转方式”计算路基的超高与加宽。以平面曲线左转为例,路基设计高程采取未超高加宽前的路基边缘高程,超高旋转轴位于土路肩抬升后未超高加宽前的路基边缘,如下图所示。超高过程为外侧行车道绕路中线旋转,待达到与内侧行车道构成单向横坡后,内侧土路肩绕行车道边缘旋转至行车道的正常横坡,然后整个断面绕未超高加宽前的内侧路基边缘旋转。
其超高与加宽的计算流程如下:
从控制参数的标准横断面信息中确定该断面处的路基标准横断面信息,如行车道宽度、横坡、土路肩宽度、横坡等。
从左侧开始,根据该断面未加宽前的土路肩和标准行车道宽度之和乘以该断面的超高值计算得到该断面的中心高程。该中心高程应加上在超高前土路肩应先抬起来与路面同坡后与未抬起来之前的高差。
从中心高程向左侧向下反推计算加宽后的左侧行车道,土路肩等各点高差。
以中心的高程为基础,自中心向右结合实际超高推算右侧行车道、土路肩等各点高差。
表2-3 路基工程汇总表

指标名称单位数量
路基宽度m7
土石方数量

(1)土方1000m33.988
(2)石方1000m3
防护工程m3203
最大超高坡度%2
加宽值m
加宽半径对应加宽值半径

1000.8m

2000.4m


第三章 公路路面结构设计
3.1刚性路面结构设计
3.1.1 水泥混凝土路面结构设计
根据《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40—2002,及课本《路基路面工程》计算轴载分析。
3.1.1.1 轴载分析
(1) 标准轴载与轴载换算
路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载
表3-1 轴载换算表

车型

(次/日)(次/日)
解放CA10B后期60.8514000.1413
黄河JN150前轴49.0011000.0011
后轴101.601100128.91
斯柯达706R前轴50.001600.0014
后轴90.0016016.68
依士兹TD50前轴42.201200.0001
后轴90.001209.2651
长征XD980后轴55.101500.0058
小汽车


400

142.0274



注:小于40kN的单轴载和80kN双轴不计
设计车道轴载为Ns=142.0274

0.8=113.62次/日
按照设计交通分级,可知该交通等级为轻交通,设计使用年限10年。
(2) 累计作用次数
根据设计规范,其可靠度设计标准的安全等级查《路基路面工程》表5-18为三级,四级公路混凝土路面设计年限取10年,车轮轮迹横向分布系数取0.55,年平均交通增长率为6.0%.
累计作用次数:
3.1.1.2 初拟板尺寸
相应于安全等级为三级的变异水平为中级,据四级公路、中等交通和中级变异水平。初拟普通混凝土面层厚度为0.20m。基层选用6%水泥稳定粒料,厚0.15m,垫层为0.15米的低剂量无机结合料稳定土,普通混凝土板的平面尺寸为宽3m,长4m。
3.1.1.3 路面材料参数确定
按《路基路面工程》表16-23和表16-25,取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为4.5

,相应弯拉弹性模量标准值为29
按《路基路面工程》式16-51计算基层顶面当量回弹模量如下:
普通混凝土面层的相对刚度半径按《路基路面工程》式16-52b为:
3.1.1.4.荷载疲劳应力
3.1.1.5 温度应力
因而,所选普通混凝土面层厚度为0.2m可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
路面结构图详见附录图纸。
3.2半刚性路面结构设计
3.2.1 沥青路面结构设计
3.2.1.1 交通量分析
(1) 根据《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006,及课本《路基路面工程》,对预测交通量组成及年平均日交通量进行计算。对于设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力时,凡轴载大于25kN的各级轴载(包括车辆的前 后轴)Pi的作用次数Ni,均采用下式进行换算成标准轴载为P的当量作用次数N。

轴载分析
路面设计以双轮单轴载100kN为标准轴载。
a.当以设计弯沉为指标验算
表3-2 轴载换算结果汇总表(以弯沉为标准时)

车型


(次/日)(次/日)
解放CA10B后期60.851140046.09
黄河JN150前轴49.0016.410028.74
后轴101.6011100107.15
斯柯达706R前轴50.0016.46028.25
后轴90.00116056.91
依士兹TD50前轴42.2016.4207.5
后轴90.00112018.94
长征XD980前轴37.116.4506.00
后轴72.652.215038.36
小汽车



400


257.24



b 验算半刚性基层层底拉应力时
计算结果如下表所示:
表3-3 轴载换算结果汇总表(半刚性基层层底拉应力验算)

车型


(次/日)(次/日)
解放CA10B后期60.85112003.76
黄河JN150前轴49.00118.51006.15
后轴101.6011100113.54
斯柯达706R前轴50.00118.5603.61
后轴90.00116021.52
依士兹TD50前轴42.20118.5200.37
后轴90.0011208.61
长征XD980前轴37.1118.5500.332
后轴72.65315011.64
小汽车



400


172.896



设计车道轴载为N1=172.896

0.65=112.3824次/日
则用于半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为:

3.2.1.2 路面结构设计
经计算,路面设计使用年限内一个车道上累计标准轴次为小于30次,根据《公沥设规》知,面层宜选用沥青混凝土,又因为路面所承受轻通量重,因此采用单层式结构,即表面层采用4cm厚细粒式密级配沥青混凝土。
基层和底基层分别采用刚性较高,水稳定性较好的15cm厚6%水泥稳定风化料层和15cm厚的5%水泥稳定风化料层。
3.2.1.3 土基回弹模量的确定
3.2.1.4 确定各层材料的抗压模量与劈裂强度
3.2.1.5 设计指标的确定
1 弯沉设计
2 各验算层材料容许拉应力
3.2.1.6 设计参数汇总
经计算,路面设计弯沉值为36.468(0.01mm),路面各设计计算参数如下表所示:
表3-4 设计参数汇总表

材料名称厚度(cm)20抗压模量()15抗压模量()容许拉应力()
细粒式沥青混凝土4140020000.78
6%水泥稳定风化料15130035000.35
5%水泥稳定风化料15120032000.31
土基
34


3.2.1.7 计算路面结构表面弯沉值
采用计算机辅助验算
均小于容许应力,因此路面厚度满足要求。
表3-5 路面工程汇总表

指标名称结构层厚度
水泥混凝土路面结构


普通混凝土面层20cm

6%水泥稳定粒料15cm

低剂量无机结合料稳定土15cm



沥青混凝土路面路面宽


细粒式沥青混凝土4cm

6%水泥稳定风化料15cm

5%水泥稳定风化料15cm

第四章 平面交叉口设计
4.1交叉口平面几何设计
4.1.1.交叉口转角半径计算
4.1.2. 确定夹角
导线方位角据图计算:
4.2交叉口交通组织设计
4.2.1.左转车道长度设计
由于交通等级较低和交通量不大,因此可利用右转车道作为拓宽一条左转车道。
计算左转车道长度,计算公式为:
(1) 计算左转车道长
(2) 左转车减速所需长度为:
(3) 过渡段长度
4.3交叉口竖向设计
4.3.1 计算中心线上相邻等高线的水平距离
西程路与西程支路中心线交点桩号为K1+429,高程为126.416m。等高差取0.04m。
4.3.2 等高线绘制
相交道路等级相同的两条道路相交,交叉口范围内路脊线交点为主要道路行车中心线和次要道路行车中心线交点,交叉口特征断面的确定和特征点设计标高计算线网采取圆心法。
表4-1 平面交叉口技术汇总表

指标名称单位数量
转角半径,m15
转角曲线路面内缘半径m20
交叉口夹角

左转车道长度m41

第五章 施工概预算
本设计主要是编写初步设计的概算文件,依据交通部交工发[1992]430号文《公路基本建设工程概算预算编制办法》和交通部交工发[1992]65号文《公路工程概算定额》,工、料、机单价按1996年8月交通部公路工程定额站编制的公路工程造价系统《XJTU系统用户手册》取用。
概预算的作用
是编制基建计划,确定和控制基本建设投资额的依据。
是实行基本建设设招、投标,签订工程合同办理工程拨款和结算的依据。
是施工企业加强经营管理,搞好经济核算的基础。
概预算的编制依据
法定性文件
设计资料
概预算定额、概算指标、取费标准,材料、设备、预算价格等资料
当地物资、劳力、动力等资源可利用情况
施工单位自然条件及其变化规律,如气温、雨季、冬季、洪水季节及规律,风雪、冰冻、地质、水源等。
其他工程及沿线设施,如旧存建筑物的拆迁,与水利、电讯、铁路的干扰及解决,清除场地,管理养护及服务设施等。
5.1概预算费用组成

图5-1概预算费用组成图
5.2概预算项目的主要内容
第一部分 建筑安装工程
路基工程
路面工程
桥梁涵洞工程
交叉工程
其它工程及沿线设施
临时工程
管理养护及服务房屋
施工技术装备费
计划利润
税金
第二部分 设备及工具器具购置费
第三部分 工程建设其他费用
(三)概预算文件的编制步骤
1 熟悉设计图纸和资料
2 准备概预算资料
3 分析外业调整资料和施工方案
(1) 概预算调查资料分析
(2) 施工方案的分析
a 施工方法:同一工程内容,可以采用不同的施工方法来完成,应根据工程设计的意图和要求用工程实际相结合选择最经济的施工方法。
b 施工机械:施工机械的选择也将直接影响施工费用,因此应根据选定的施工方法选配相应的机械。
c 其他方面:运距远近的选择,材料堆放的位置及仓库的设置、人员高峰期等。
4 分项
公路工程概预算是以分项工程、概预算表为基础计算和汇总而来的,所以工程分项是概预算工作中一项重要的基础工作。一般公路工程分项是必须满足如下三方面要求:
a 按照概预算项目表的要求分项,这是基本要求;
b 符合定额项目的要求,定额项目表是定额的主体内容,分项后的分项工程必须能够在定额项目表中直接查到;
c 符合费率的要求,其他直接和间接费都是按不同工程类别来确定的费率定额,因此所以分项目应满足其要求。
5 计算工程量
在编制概预算时,应对各分项工程量按工程量计算原则进行计算:一是对设计中已有的工程量进行核对;二是对设计文件中缺少或未列的工程量进行补充计算。计算时应注意,计算单位和计算规则与定额的计算单位及计算规则一致,将计算得的分项工程量填入表中。
6 查定额
概预算定额就是以分项工程为对象,统一规定完成,一定计量单位分项工程,所需人工、材料、机械台班消耗数量。根据分项所得的工程细目(分项工程)即可以从定额中查出相应的人工、材料、施工机械;名称、单位及消耗量定额值。查出各分项工程的定额基价并将查得的定额值和定额量、定额单位分别填入08表中,再将各项工程的实际工程换算的定额数量乘以相应的定额值即可得出各分项工程的资源消耗数量及定额基价。填入08表中,值得注意的是:水泥、石灰稳定类基层定额中的水泥或石灰与其他材料,按一定配合比编制,当设计配合比与定额标的配合比不同时,有关材料可分别按下列换算:


式中:

—按设计配合比换算后的材料数量;

—定额中压实厚度的材料数量;

—定额中压实厚度每增减1cm的材料数量;

—设计压实厚度;

—定额基本压实厚度;

—设计配合比的材料百分率;

—定额标明的材料百分率。
7 基础单价的计算
由08表中各种材料,机械及人工并查《XJTU系统用户手册》得到的单价,编制人工、材料、机械台班汇总表(07表)
8 计算各分项工程的直接费和间接费
a 将07表的单价填入08表的单价栏,由单价数量相乘得出人工费、材料费、机械使用费并可算的工、料、机合计费用;
b 根据工程类别和工程所在地区,取定额费率并计算其他费率和间接费率,即编出04表;
c 将04表中各费率填入08表中的相应栏目,并以定额基价为基数计算其他直接费和间接费;
d 分别在08表中计算直接费和定额直接费。
9 计算建筑安装工程费
建筑安装费用通过03表计算
(1) 将08表中各分项工程的直接费、间接费按工程汇总填入03表相应栏目;
(2) 按要求确定施工技术装备费、计划利润、税金的百分率并填入03表相应栏目;
(3) 以定额直接费为基数计算施工技术装备费、计划利润和税金;
(4) 合计各单位的直接费、间接费、施工技术装备费、计划利润和税金,得到各单位工程的建筑安装费,总计各单位工程的建安费,得到工程项目的建安费。
10 实物指标计算
汇总08表中的人工、主要材料、机械台班数量即得到02表。
11 计算其他有关费用
按规定计算第二部分至第七部分费用,即编制05表和06表, 第二部分至第七部分费用,即编制05表和06表。第二部分工具、器具及家具的购置费用中只有“办公室和生活用家具”是预购置,其他如铁锹等劳动工具由当地民工自备,另外临时占地及青苗赔偿费用为3200 元/亩共计 46 亩(含仓库及工删等的用地、便道等),永久占地费为4800元/亩共计233.474 亩。
12 编制总概预算表进行造价分析
(1) 编制总概预算:将03,05,06表中的各项填入01表中相应栏目,并计算各项技术经济指标。
(2) 造价分析:根据概预算总金额、各单位工程或分项工程的费用,比值和各项技术经济指标进行全面分析,对设计指出修改建议和从经济角度对设计是否合理予以评价,找出挖潜措施
13 编制综合概预算
14 编制说明
(1) 由于编者经验不足,且资料不足,故有些费用均没有入总概预算可能偏小,另外平面交叉口没有计入这次概预算金额中;


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