道路改建工程优秀毕业设计解析.docx
《道路改建工程优秀毕业设计解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道路改建工程优秀毕业设计解析.docx（45页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
道路改建工程优秀毕业设计解析
学号：
毕业设计说明书
GRADUATEDESIGN
设计题目：
丰润区碾唐线—东马庄改建工程设计
学生姓名：
专业班级：
学院：
指导教师：
年月日
摘要
道路建设在我国具有悠久的历史，远在汽车出现前便有了光辉的业绩。
改革开放以后，我国的公路建设实现了跨越式的发展。
道路发展的突出成就是高速公路和快速路的快速发展。
在今后相当长的时期内加快低等级公路的改建将是我国公路建设的只要内容。
本工程为二级公路改建成一级公路，工程位于河北省唐山市境内。
本工程的路面宽度为23.5m。
其中公路行车道宽度为15m，中央分隔带宽度为2m，道路总长3131.9m。
设计车速80km/h；设计年限为20年。
本设计分为五个部分，第一部分为绪论，第二部分为路线设计部分，第三部分为路基设计部分，第四部分为路面设计部分，第五部分为沿线其他设施和环境保护。
完成的主要成果有：
平面设计图、纵断面设计图、横断面设计图路基设计表、路基土石方数量表、路面结构图等设计主要采用：
纬地设计软件和CAD2010，并利用东南大学的路面计算软件HPDS2011对路面计算部分进行验算。
关键词路线设计；曲线转角表；路基排水；路面设计
Abstract
Roadconstructioninourcountryhasalonghistory,farawayinthecarhadabrilliantachievement.Afterthereformandopeninguptotheoutsideworld,thehighwayconstructionofourcountryrealizethedevelopmentbyleapsandbounds.Theoutstandingachievementinthedevelopmentistherapiddevelopmentofhighwaysandexpressways.Inthefuturequitealongperiodoftimetospeedupthereconstructionoflowgradehighwaywillbeaslongasthecontentofhighwayconstructioninourcountry.
Thisprojectissecondaryhighwayconvertedintoaroad,projectislocatedinTangshanCity,HebeiProvince.Theprojectofpavementwidthfor23.5m.thehighwaylanewidthof15mcentralseparationbeltwidthto2m,theroadwithalengthof3131.9m.designspeedof80km/h;designlifefor20years.Thedesignofdividedintofiveparts,thefirstpartisanintroduction,thesecondpartforthedesignpartoftheroute,thethirdpartforthedesignpartofthesubgrade,thefourthpartforpavementdesignpart,thefifthpartalongthelinesofotherfacilitiesandenvironmentalprotection.Themainachievements:
graphicdesign,longitudinalfaultplanedesigngraph,cross-sectionaldesignSubgradedesigntable,thesubgradeearthworkquantity,thepavementstructuredesignmainlyuses:
latitudetodesignsoftwareandcad2010,andthepavementofSoutheastUniversityComputingSoftwareHPDS2011onpavementalgorithmofchecking.
KeywordsRoaddesign;curvecornertable;subgradedrainage,pavementdesign.
第1章绪论
1.1选题背景
1.1.1国外的发展状况
目前，国外的公路建设、运营、维护比较发达，而且按国土面积计算的公路网密度高，质量良好，标准高，基础设施相对完善，各地区发展较为平衡，且大部分为高等级公路。
以美国为例，它是公路最多、路网最发达的国家，截止2014年，其通车高速公路里程达到9.2万公里，居世界第二位。
1.1.2国内的发展状况
就整个中国公路网来说，国建高速公路网（“7918网”）即将全面建成通车，各省、市、自治区也在规划建设省级干线网和地方道路系统。
国内公路建设虽然取得了巨大成就，通车高速公路通车里程跃居世界第一，但由于其他等级公路交通设施相对薄弱，并且各地发展不平衡，尤其是在西部地区，相公路建设落后，还不能适应当地经济和社会快速发展的需要。
1.1.3我国公路的问题
与发达国家相比，我国公路建设存在以下问题：
（1）数量少，公路网密度仍然很低，通达深度不够。
（2）质量差、标准低，大部分为三、四级公路。
（3）发展不平衡，通行能力差，服务水平低。
因此，在今后相当长的时期内加快新建公路和低等级公路的改建，将是我国公路建设的主要任务。
1.2选题的现状
碾唐线-东马庄二级道路改建工程，位于唐山市境内，本项目的建设，对完善路网结构，提高路网服务水平，发挥路网整体效益，改善出行条件，促进区域经济协调发展具有重要意义。
碾唐线-东马庄道路工程，路线全长约3.5km，项目起于碾唐线K123+945处，路线向西南布线，终于东马庄。
随着社会发展以及交通量的增长，原二级公路的通行能力应不符合实际，因此改建为一级公路是合适的。
旧路为沥青路面，可能存在部分路面的承载能力不足或者路面不平整的问题，需要铣刨原路面或者铲除原机构更换填土重新设计。
1.3.本课题的来源
我们学校以前的设计多以论文的形式为主，近几年逐渐增多了设计的课题，极大的提高了毕业生的实际设计能力，使书本的理论知识与实践更加具体的结合到了一体，加深了课本理解的同时锻炼了动手能力。
丰润区碾唐线—东马庄改建工程设计是指导老师在书本内容的基础上选择出的实际的工程实例，目的在于让学生独立的体会在具体工程设计中的方法，学会发现问题，思考问题，解决问题的思维能力。
1.4主要内容
（1）道路选线定线及路线设计；
（2）道路纵断面设计；
（3）道路横断面设计；
（4）道路结构层组合及厚度设计；
（5）工程施工方法及概预算。
1.5本章小结
本章主要分析了道路工程国内外现状，总结了国内道路的特征，以及课题的来源和设计的主要内容，最后对本课题的来源以及本文主要内容进行了介绍。
第2章路线
2.1概述
2.1.1任务依据
（1）《毕业设计指导书》；
（2）中华人民共和国交通部运输部颁布的有关勘测、设计标准、规范等。
2.1.2设计标准沿线
公路等级：
一级公路
设计行车速度
80km/h
圆曲线半径
极限最小半径
250m
一般最小半径
400m
缓和曲线最小长度
极限值
70m
一般值
100m
纵坡
最大纵坡
5
最小纵坡
0.5
最小坡长
极限值
200m
一般值
250m
竖曲线最小半径
极限值
3000m
一般值
4500m
竖曲线最小长度
极限值
70m
一般值
170m
2.1.3沿线地理环境概括
（1）道路沿线为平原，地势平坦，项目起于碾唐线K123+945处，全长约3.5km，无不良地质。
（2）唐山市东部为滦河水系，西部属潮白河水系，地质灾害评估中，遇到那条河流按水文手册描述其河流发源、河长、流量等。
2.2平面线形设计
2.2.1道路等级与车道数的确定
起始年平均日交通量ADT=4144辆设计年限n=20年
年平均增长率为9.5%
（2.1）
式中：
AADT——设计交通量（pcu/d）；
ADT——起始年平均日交通量（pcu/d）；
——年平均增长率（%）；
n——年预测年限（年）。
所以选用一级道路符合《标准》的规定。
车道数的确定：
（2.2）
式中:
N——单向车道数；
AADT——设计交通量（pcu/d）；
——单车道设计通行能力；
D——方向分布系数，根据公路所在位置和功能。
取值范0.4~0.6，
也可根据当地的交通量观测资料调整；
K——设计小时交通量系数，根据公路所在位置、地区经济、气
候特点等确定取值范围，近郊公路取0.085~0.11，公路取
0.12~0.15，也可根据当地交通量观测资料确定。
选择车道数N=4。
2.2.2设计原则
该道路属于平原微丘区道路，选用纸上定线的方法设计，根据选择导向点，选择路线导线，初定平曲线，定线的步骤确定路线。
并选取符合安全，舒适，美观要求的设计标准。
测设中主要遵循以下原则：
（1）在满足路线技术指标的前提下，尽量利用现有公路和旧路基；
（2）平面线形应直捷、流程、与地形、地物相适应、与周围环境相协调；
（3）路线布设尽量直捷顺畅，避免不必要的绕行，以缩短建设里程降低工程造价；
（4）保持平面线性的均衡连续；
（5）充分利用地形、地物，合理运用标准，妥善处理公路建设与工业、农业基本建设的关系，注意与公路、管线、水利工程的配合，并结合地质、水文等自然条件，通过全面调查，综合研究分析，拟定路线方案；
（6）注意与纵断面设计协调；
（7）平曲线应该具有足够的长度。
2.2.3道路走向
碾唐线-东马庄一级道路改建工程，起点和终点均在老路基上。
2.2.4道路方案选择
根据公路线路设计方案的特点，公路路线方案比较的综合评价指标要遵守以下几条基本原则：
（1）全面性原则
评价指标体系必须反映被评价问题的各个侧面，绝对不能“扬长避短”。
在指标设计中，要注意指标的代表性及体系的完整性，要求指标不重复、不遗漏，指标之间既相互独立，又互为补充。
（2）科学性原则
评价指标的设计既要考虑到评价研究的任务，也要符合客观现象本身的特点和性质及其运动规律。
这种主观要求与客观实际相统一的过程，称之为科学性原则。
评价指标作为主观反映客观的工具，要遵循“实事求是”的原则，使评价指标的定量描述以定性认识为前提，正确理解有关经济范畴，并正确分析客观对象的数量特征，以反映到指标设计中。
只有遵从评价指标设计的科学性原则，才可能保证评价数据的准确性呵权威性。
总之，整个综合评价指标体系从元素构成到结构，从每一个指标计算内容到计算方法都必须科学、合理、准确。
（3）可比性原则
即所构造的评价指标体系必须对每一个评价对象是公平的，可比的。
指标体系中不能包括一些有明显“倾向性”的指标。
评价指标在设计中要注意使评价指标的口径和方法具有动态可比性，并在空间范围内也要可比，这一原则称为可比性原则。
按照这一原则，要求指标的选择应具备可比性和适用性，从而就同一指标，可对各方案加以纵向比较；同时，可对经济主体进行横向比较。
这就要求评价指标在动态发展过程中有相对的稳定性。
在设计评价指标时，要考虑到现象发展过程中的变化，使指标的口径范围、核算方法具有动态可比性，以增强评价指标的分析功能。
（4）可操作性原则
设计评价指标，既要考虑评价研究的目的和需要，也要照顾到客观条件的可能性。
所谓可操作性，是指评价指标设计的可行性，既要使指标体系中所有的指标使用的数据均可从现有的资料和数据中获得，以这些可验证的资料为基础，才能使评价不偏不倚。
（5）定量与定性分析相结合原则
以定量分析为主，能够定量的效益和影响应尽量予以定量，不能或不宜定量的则采用定性分析，定量与定性指标均纳入多目标分析综合评价。
根据以上原则，在本路段起终点内选择以下两个方案
方案一：
在原路的基础上进行改建，对道路的线形不做大的调整，只对不满足一级道路要求的弯道，路幅进行修改。
其线形如图2.1：
图2.1道路方案一
方案2：
取消原路线JD5,JD6,JD7，使路线经过JD7东南面直接通行到终点位置，KO到K1+339处的路线线形保持不变，仅仅适当修改路幅等不符合一级路要求的路段。
其线形如图2.2：
图2.2道路方案二
方案的比选：
方案一线形与旧路一致，方便施工和材料的运输，施工期间的影响小，并且可以大量的利用旧路材料，节约成本。
方案二规避了JD5和JD7这两个弯道从而极大的增加了道路的通行能力，路线长度段，平面线形缓和，指标高，但是征地以及拆迁的工程数量和工程造价的指标高。
对路线方案进行技术指标，工程造价，自然环境，社会环境等重要因素进行同等深度的技术经济论证及效益分析，通过调查，分析，比较，选择，的方法进行比选。
最后推荐线路较短，线形标准较高的第二方案。
2.2.5平面设计
图2.3平曲线几何要素图
内移值：
（2.3）
切线增长值：
（2.4）
缓和曲线角：
（2.5）
切线长：
（2.6）
曲线长：
（2.7）
圆曲线长：
（2.8）
外距：
（2.9）
切曲差：
（2.10）
具体计算以JD1为例：
其余的交点同理可得。
将数据统计得到直线、曲线及转角表。
2.2.5旧路现状以及利用情况
本线为老路改造利用路段，较为充分的利用了老路基。
2.2.6道路平面设计成果
（1）平曲线检查
1）平曲线半径检查：
JD2处为十字路口，可不设置平曲线；
2）平曲线缓和曲线检查：
平曲线缓和曲线长符合规范要求；
3）曲线间直线长检查：
直线长符合规范要求；
4）平曲线曲线长度检查：
平曲线长度符合规范要求。
（2）绘制平面图
根据《直线、曲线及转角表》（见附录S
-1）和《逐桩坐标表》（见附录S
-2）在地形图绘制线路平面图（见附录S
）。
（3）编制相关的表格
1）根据计算所得结果绘制直线、曲线及转角表；
2）根据计算结果绘制逐桩坐标表。
2.3纵断面设计
2.3.1设计原则
（1）纵断面设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵断面设计的各项规定，如各级公路的最大纵坡，符合排水要求的最小纵坡等；
（2）纵断面线性设计应根据设计速度，在适应地形及环境原则下，对纵坡的大小、长短、以及前后坡段协调情况，反复调整，设计i出平顺、连续的纵断面线形；
（3）对沿线的自然条件，应作通盘研究，依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定；
（4）按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求；
（5）在水文条件不良或地下水位很高的路段，应考虑适当的路基高度；
（6）在保证路基的强度和稳定的前提下，争取填挖平衡，节省土石方及其他工程量，降低工程造价；
（7）考虑到公路改建时，尽量利用原有路面作为新路面的基层；
（8）纵断面设计应与平面设计密切配合协调。
2.3.2纵断面设计的一般要求
（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：
（1） 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；
（2）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；
（3）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；
（4）纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；
（5）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；
（6）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；
（7）纵坡设计时，还应结合我过情况，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。
2.3.3准备工作
（1）确定纵断面地面高程
在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并内插地形图得到对应的地面高。
（2）点绘纵断面地形图
1）按A3号图纸尺寸，在图纸下方，自下而上绘出超高、直线与曲线、里程桩号、坡度与坡长、地面高程、设计高程、填挖高度和地质状况；
2）填绘直线与平曲线栏、里程桩号栏；
3）在图纸左侧绘制相应高程标尺；
4）接高程1：
200，水平1：
2000的比例，点绘地面线。
（3）标出控制点
2.3.4拉坡
（1）综合考虑最大纵坡、坡长限制、纵坡折减、合成坡度等；
（2）高原地区注意纵坡的折减；
（3）标高控制。
地面平坦，河沟交错，地面水源多，地下水位较高，其路线设计标高主要由保证路基稳定性的最小填土高度控制；
（4）变坡点位置的确定：
充分考虑纵面线形和平面线形的相互搭配；桩号应设置在10m的整数倍处；变坡点的选择应尽量使工程量最小；变坡点的选择应做到位线形最好；变坡点高程精确到小数点后三位，中桩精度为小数点后两位，坡度值精度为0.00%。
2.3.5竖曲线设计
（1）竖曲线半径的确定
先根据《公路路线设计规范》知凸形、凹形竖曲线小半径（根据不同路线等级确定停车视距），在根据竖曲线设计原则选择各个变坡点竖曲线半径。
竖曲线半径的确定，在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的半径，使视觉上感到舒适畅顺。
当竖曲线的起终点位置受到诸如平纵配合中平曲线的位置、大中桥位等因素影响时，其竖曲线半径可以根据限制的曲线或切线长来确定。
表2-1公路竖曲线最小半径和最小长度
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
凸形竖曲线最小半径
（m）
一般值
17000
10000
4500
2000
700
400
200
极限值
11000
6500
3000
1400
450
250
100
凹形竖曲线最小半径
（m）
一般值
6000
4500
3000
1500
700
400
200
极限值
4000
3000
2000
1000
450
250
100
竖曲线长度
（m）
一般值
250
210
170
120
90
60
50
最小值
100
85
70
50
35
25
20
（2）竖曲线要素的计算
竖曲线要素示意图见图2.4：
图2.4竖曲线要素示意图
坡差：
（2.11）
曲线长：
（2.12）
切线长：
（2.13）
外距：
（2.14）
具体以变坡点4为例子：
其余同上，可得竖曲线表2-2：
表2-2竖曲线要素表
序号
桩号
标高（m）
凸曲线半径R（m）
凹曲线半径R（m）
切线长T（m）
外距E（m）
0
K0+000
31.147
1
K0+656.375
32.785
90872.10
85.00
0.04
2
K1+255.523
33.158
26808.81
85.00
0.13
3
K1+532.538
31.574
12650.46
85.00
0.29
4
K1+876.185
34.228
23213.66
142.03
0.43
5
K2+252.866
32.526
18636.90
85.00
0.19
6
K2+588.915
34.074
19106.68
85.00
0.19
7
K2+845.665
32.972
43870.46
171.66
0.34
8
K3+131.897
33.984
2.3.6平纵组合设计
（1）组合原则
1）应能在视觉上自然的诱导驾驶员的视线，并保持线性的连续性；
2）平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调；
3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车。
（2）平竖组合
1）平曲线（包括圆曲线和缓和曲线）与竖曲线两者应相互重合，这是平、纵最好的组合，且平曲线应比竖曲线长（俗称“平包竖”）；
2）计算行车速度大于等于40km的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形曲线的底部，不得插入小半径平曲线；凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合；
3）平曲线与竖曲线的半径大小应选用适当，使其组合达到视觉上的良好效果；
4）平面与纵坡组合时候，应注意长坡下端避免设置小半径平曲线，较长的平面直线上也不宜设大坡，并应选择能够得到适当合成坡度的线形组合。
一般最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不小于0.5%。
应避免急转弯与陡坡相重合的线形，平、纵组合必须是在于路线所经过地区的环境充分配合的基础上进行的，否则即使线形符合组合的有关规定，亦不是良好的设计。
所以要注意公路与周围环境的配合与协调。
2.3.7纵断面设计成果
（1）纵断面检查
1）纵坡坡度检查：
纵坡坡度符合规范要求；
2）纵坡坡长检查：
坡长符合规范规定；
3）竖曲线半径检查：
竖曲线半径符合规范要求；
4）竖曲线曲线长度检查：
竖曲线长度合规范要求；
5）竖曲线合成坡度检查：
竖曲线合成坡度合规范要求。
（2）纵断面设计图（见附录S
）。
（3）纵坡及竖曲线表（见附录S
-1）。
（4）路基设计表（见附录S
-1）。
2.4横断面设计
2.4.1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。
2.4.2确定路基横断面宽度
根据《标准》，由公路等级（一级）及设计行车速度（80km/h），确定路基横断面车道数为四车道，行车道宽3.75，行车道外侧设置宽度为2.5m的硬路肩，0.75m的土路肩
升级会员 