南京工业大学本科毕业设计
E ————外距 , (m) 其纵坡及竖曲线见附表竖曲线表
第四章 横断面设计
4.1概述
公路横断面图:公路中线的法线方向剖面图。它是由横断面设计线和横断面地面线所围成的图形。公路横断面设计线一般包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道、取土坑、弃土堆和环境保护等设施。
公路横断面设计:根据行车对公路的要求,结合当地的地形、地质、气候、水文等自然因素,确定横断面的形式、各组成部分的位置和尺寸。
公路横断面设计的目的:保证足够的断面尺寸、强度和稳定性,使之经济合理,同时为路基土石方工程数量计算、公路的施工和养护提供依据。
道路横断面图是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。城市道路的横断面组成中,还包括机动车道、非机动车道、人行道、绿带、分车带等。高速公路和一级公路上还有变速车道、爬坡车道等。而横断面中的地面线是表征地面起伏变化的那条线,它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得的。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的那一部分,即各组成部分的宽度、横向坡度等问题,所以有时也将路线横断面设计称作“路幅设计”。
4.2 公路横断面组成
公路横断面组成
公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力、交通安全与畅通的前提下,尽量做到用地省,投资少,道路能发挥其最大的经济效益和社会效益。路基标准横断面:交通部根据设计交通量、交通组成、设计车速、通行能力和满足交通安全的要求,按公路等级、断面的类型、路线所处地形规定的路
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基横断面各组成部分横向尺寸的行业标准。二级公路的路基横断面由行车道、路肩以及错车道组成。
4.3 公路横断面设计
4.3.1加宽值
横断面设计必须结合地形、地质、水文等条件,本着节约用地的原则选用合理的断面形式,以满足行车舒适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。
因 R1=1764m>250m,且R2=1174m>250m,故依据《公路路线设计规范》该曲线段可不设加宽。 4.3.2 公路用地
《公路工程技术标准》中规定一级公路在整个路幅范围以外不少于3.0m的土地为公路用地。 4.3.3 超高计算
为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式,称为平曲线超高。合理地设置超高,可以全部或部分抵消离心力,提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性。当汽车等速行驶时,圆曲线上所产生的离心力是常数,超高横坡度应是与圆曲线半径相适应的全超高。而在缓和曲线上曲率是变化的,其离心力也是变化的,因此,在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。这段从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上单向横坡的路段,称作超高过渡段。
根据公路等级设计速度和平曲线半径,超高计算如下:见表1-8。 二级公路指标:
二级公路最大超高值8% 计算行车速度:80km/h 行车道:2?3.75m 路肩:2?0.75m 路拱横坡:iB?2% 设超高横坡度:iy?4%
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127R127?80022/55
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则JD1处根据内插的方法得到超高计算表见附表 4.3.4 横断面的绘制
道路横断面的布置及几何尺寸,应能满足交通环境,用地经济要求,应保证路基的稳定性,本次横断面设计选择了本标段6.489km进行绘制,其中包括了桩号JD1,桩号JD2两个桩号此段路的路基土石方数量见附表路基土石方数量表,路基的主要计算值见附表路基设计表 4.3.5 土石方的计算和调配
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。
⑥ 回头曲线路段的土石调运,要优先考虑上下线的竖向调运
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,并用符号区分。 (3)纵向调运
计算借方数量、废方数量和总运量
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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 (4)复核
(5)计算计价土石方
计价土石方=挖方数量+借方数量
4.3.6 绘出典型横断面图见附图 4.3.7 绘出路基横断面图见附图
第五章 路基设计
5.1概述
一般路基设计内容
1、 选择路基断面形式,确定路基宽度与路基高度;
路基宽度为行车道路面及两侧路肩宽度之和。路面宽度根据设计通行能力及交通量大小而定,一般每个车道宽度为3.5~3.75m,技术等级高的公路及城镇近郊的一般公路,路基宽度尽可能的增大,一般取1~3m。 路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度。路基高度分为中心高度和边坡高度。
2、 选择路堤填料与压实标准;
路堤填土要分层压实,使之具有一定的密实度。土质路堑开挖至设计标高后,需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度,必要时应挖开分层夯实,使之达到一定的密实度。
3、 确定边坡形状与坡度。
4. 本道路处在盐渍土地区,盐渍土具有吸湿、膨胀、淋溶、沉陷等特性,影响路基稳定,并有腐蚀建筑物
等不良作用。为确保地基稳定、安全,对盐渍土应进行处理,设置毛细水隔断层。
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一般路堤边坡可根据填料种类和边坡高度选用。设计路堑边坡时,首先因该从地貌和地质构造上判断其整体稳定性。
5.2 一般路基设计
5.2.1路基横断面布置
由横断面设计,查《标准》可知,二级公路路基宽度为12m,其中路面跨度为7.00m,无须设置中央分隔带,硬路肩宽度为0.75×2=1.5m,土路肩宽度为0.75×2=1.5m。;路面横坡为2%,土路肩横坡为4%
5.2 .2路基边坡
由横断面设计查《公路路基设计规范》可知,当二级公路路基边坡小于8m时,采用1:1.5的坡度,当路基边坡大于8m时采用1:1.75,当路堑开挖有些路段大于15米,由规范采用1:1.5与1:1.75的边坡相结合
5.2.2.1 边坡的稳定性验算:
影响边坡的因素:
边坡土质,水,边坡几何形状,荷载 边坡稳定性验算的参数:
容重γ(kN/m3) 内摩擦角φ(°) 粘聚力c(kPa)
路堑或天然边坡:原状土;路堤边坡:与现场压实度一致的压实土的试验数据。
荷载当量高度:
在边坡稳定性分析时,将车辆按最不利情况排列,将车辆的设计荷载换算成当量土柱高(即以相等压力的土层厚度来代替荷载),以h0表示。
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5.2.2.2 表层滑动的稳定分析
对于均质的无粘性土土坡,无论在干坡还是在完全浸水条件下,由于无粘性土的粘聚力c=0,因此,只要无粘性土土坡面上的土颗粒能够保持稳定,则整个土坡就是稳定的。 均质无粘性土坡如下图所示,土坡的坡角θ,土的内摩擦
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