清华大学20xx年公路工程毕业设计_计算书(编辑修改稿)

清华大学20xx年公路工程毕业设计_计算书(编辑修改稿)内容摘要：

不改变原有路线的原则加设了通道，力求不影响当地群众的日常生活。 第三，在通道净空的确定时候完全实事求是的进行设计，不追求过高的要求， 以免增加填土高度、增加工程造价。 第四，圆管涵的设置。 结合平面图和纵断面图布设圆管涵，在纵断面图上，选取纵断面设计线最低点的位置布设，某些与通道相邻的地段，可与通道结合在一起，利用通道的排水设施达到排水的功能，降低工程造价，比如K3+，即是圆管涵和通道的结合。 第五，在平面和纵断面组合设计过程中力争平曲线与竖曲线一一对应，但是没有拘泥于规范，而是根据实际情况灵活处理，尽量采用半径大的竖曲线，使得线形仍然舒顺流畅，视觉良好。 但是并不一味的最求大半径的设计，在使用最小半径能显著减少工程量的时候，可以考虑采用一般最小半径的设置，比如变坡点3即采用了一般最小竖曲线半径。 各项设计参数确定 坡度(1) 最大坡度最大纵坡是公路纵断面设计中的重要控制指标。 在地形起伏较大的地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。 确定最大纵坡时，不仅考虑汽车的动力特性、道路等级、自然条件，还要考虑工程和运营的安全与经济等。 我国《公路工程技术标准》对各级公路最大纵坡值给出了具体的规定。 本次设计速度为100Km/h，查照《公路工程技术标准》%。 （2）最小纵坡我国《公路工程技术标准》规定在长路堑、低填设边沟路段以及其他横向排水不通畅的路段，为保证排水通畅，防止积水渗入路基而影响其稳定性，%的纵坡。 在干旱地区，以及横向排水良好不产生路面积水的路段如直坡段的路堤填段，可不受最小纵坡限制。 由于一级公路的路面排水一般采用集中排水的方式，%。 %。 坡长（1）最小坡长最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的。 我国《公路工程技术标准》中对各级公路的最小坡长作了具体的规定。 本次设计速度为100Km/h，查照《公路工程技术标准》。 （2）最大坡长查照《公路工程技术标准》。 纵坡坡度（%）345最大坡长（m）1000800600注：坡度小于3%的坡不限制坡长。 竖曲线半径和长度在纵断面设计中，竖曲线的设计受众多因素的影响和限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线最小半径或最小长度：(1) 缓和冲击；(2) 行驶时间不过短；(3) 满足视距要求。 根据以上因素，我国《公路工程技术标准》。 本次设计速度为100Km/h，查照《公路工程技术标准》。 凸型曲线凹形曲线最小半径一般值110004500极限值65003000最小长度一般值210210极限值8585 本设计中各项参数规定综上叙述，本次设计中纵断面设计各项参数规定汇总如下表：设计时速（Km/h）最大纵坡（%）最小纵坡（%）最小坡长（m）凸形竖曲线凹形竖曲线竖曲线 一般最小长度(m)极限最 小半径 （m）一般最 小半径（m）极限最小半径（m）一般最 小半径(m)100425065001100030004500210 竖曲线计算 竖曲线要素计算竖曲线要素的计算公式：　　　　　　　　 T=L2 　　　　　　　　　 　　　 式中：R——竖曲线半径(m) L——竖曲线的曲线长(m) T——竖曲线的切线长(m)E——竖曲线的外距(m)ω——两相邻纵坡的代数差，以小数计， 当ω﹥0时为凹型竖曲线；ω﹤0时为凸型竖曲线。 竖曲线计算示意图 设计标高计算设计标高计算公式 竖曲线起点高程=变坡点高程177。 T切线高程=竖曲线起点高程+设计高程=切线高程177。 h　式中：— 前段坡线坡度；—后段坡线坡度；x—竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离(m)；h— 竖距。 计算实例下面以变坡点1为例进行竖曲线计算。 变坡点1桩号为K0+， i1=%，i2=% ，R=4500m。 则： 竖曲线要素：　　 ω=% ，为凸形。 曲线长　=切线长 T= L2 = 外距= 计算设计高程（以计算桩号为K0+）：竖曲线起点桩号=变坡点桩号T=（K0+）－= K0+竖曲线起点高程＝－%＝（m）竖曲线终点桩号=变坡点桩号+ T=（K0+）+=K0+竖曲线终点高程＝－（%）＝（m）横距：x=（K0+）－（K0+）=100 (m)竖距==切线高程=竖曲线起点高程+ =+=设计高程=切线高程—h=－=(m)其它变坡点设计高程计算与上例类似，不再赘述。 本设计中计算方法：本次设计中纵断面设计是利用数字地面模型进行地面线插值并自动计算出其高程。 人工确定出高程控制点后，输入纬地三维道路CAD系统，由人工和纬地三维道路CAD系统动态交互进行纵断面拉坡设计。 最后由设计系统进行竖曲线要素及主点桩里程计算和相关成果图表的生成。 相关成果详见图表部分。 第五章 横断面设计 标准横断面确定本设计标段公路为四车道一级公路，设计速度100Km/h。 根据《公路工程技术标准》（JTGB012003）中各项规定，标准横断面确定如下：采用整体式路基，路基全宽26米， m， m，右侧硬路肩3 m( m)， m，中间带宽度3米， m。 行车道路拱横坡为2%， 土路肩为3%，路基边坡为1:。 边沟采用梯形边沟， m，坡度均为1:1。 路基标准横断面图如图51所示：图51 路基标准横断面图 加宽、超高设计 加宽设计根据《公路工程技术标准》（JTGB012003）中规定当平曲线的半径小于或等于250m时，应对平曲线内侧的行车道加宽，相应的路基也应加宽。 本设计标段内内所有有圆曲线曲线半径均大于250m，故不设加宽。 所以关于加宽设计在此不再赘述。 超高设计本设计公路时速为100Km/h时，《公路路线设计规范》规定的不设超高的最小半径为4000米，设计中所有平曲线的圆曲线半径都小于该值，所以在圆曲线上应设置超高。 (1)超高过渡方式本设计公路为整体式路基的一级公路，设有中央分隔带。 所以超高过渡方式的设置采用的是绕中央分隔带边缘旋转的方法，即将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。 （2）最大超高值和过渡段渐变率确定根据《公路路线设计规范》，本次设计中圆曲线最大超高定为8%，超高渐变形式为线性；查照《公路路线设计规范》，过渡段渐变率最大值为1/175，最小值为1/330。 （3）超高缓和段长度的确定超高缓和段的长度按下式计算：式中：——超高缓和段长度（m）； ——旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度；绕中央分隔带边缘旋转时，其中，B为半幅行车道宽度；为左侧路缘带宽度；为右侧路缘带宽度。 ——旋转轴外侧的超高与路拱坡度的代数差。 P——超高渐变率确定缓和段长度时应考虑以下几点：，取（缓和曲线长度），但只要横坡从路拱坡度（2%）过渡到超高横坡（2%）时，超高渐变率P≥1330，仍取。 否则，有两种处理方法：①在缓和曲线部分范围内超高根据不设超高圆曲线半径和公式分别计算出超高缓和段长度，然后取两者中的较大值，作为超高过渡段的长度，并验算横坡从路拱坡度（2%）过渡到（2%）时，超高渐变率是否P≥1330，如果不满足，则需采用分段超高的方法。 ②分段超高 超高过渡在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行，第一段以保证路面排水的最小超高渐变率1330从双向路拱坡度过渡到单向超高横坡，则其长度为第二段的长度为。 ，此时应修改平面线形，增加的长度。 平面线形无法修改时，宜按实际计算的长度取，超高起点应从ZH(或HZ点)后退（或前进）长度。 本次设计中利用纬地三维道路CAD系统进行计算，均符合要求，所以在设计时，没有人工计算横断面超高值。 在此不再叙述其计算过程及实例。 （4）横断面超高值的计算图52 超高计算点位置图表51绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置计算公式x距离处行车道横坡值备注外侧C1． 结果为与设计高之高差；2． 设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程；3． 加宽值按加宽计算公式计算；4．当时，为圆曲线上的超高值D0内侧D0C上表中：本次设计中利用纬地三维道路CAD系统进行横断面绘制，所以在设计时，没有人工计算横断面超高值。 在此不再叙述其计算过程及实例。 土石方的计算和调配 路基土石方量计算由于本设计路段采用平均断面法进行计算，即任意两相邻填方断面可以假定为一棱柱，其体积的计算公式如下：式中： 计算实例：在本设计中任取两个横断面，K2+840，K2+860。 计算其间土石方量。 K2+，；K2+。 则由计算公式可得：V挖=（+）20247。 2=（立方米） V填=（+）20247。 2=（立方米）其它桩号断面之间的土石方量计算类似上例，在此不再赘述。 本次设计时利用纬地三维道路CAD系统进行土石方量计算。 具体土石方量见图表部分的土石方量计算表。 土石方调配 由于本设计中有填方地段也有挖方地段，采取就近取材的原则，可以调用挖方地段产生的挖土对填方路段进行使用，不满足的部分可以从外界调运，同时边沟、排水沟、积水池挖土也可用于填方使用。 第六章 路面设计 基本资料 自然地理条件本次设计的一级公路在《公路自然区划》中属于IV5区，沿线土质为黏性土。 气候属亚热带季风气候，年度总的光热水条件优越，但时空分布不均匀，℃，1月气温最低，8月份气温最高，℃，℃。 年降雨量较为充沛，水系较为发达，季节降雨量分布呈单峰型，为春雨多、梅雨量大，夏秋冬雨量少，多数年份降水量均在正负20%距平范围内振荡，百年一遇洪水位（）以上。 该地碎石集料丰富，有优质水泥和沥青供应。 近期交通组成及交通量近期交通量组成及交通量见下表，预测交通量增长率为5%。 设计年限为20年。 建设年限为2年。 车辆分类车辆型号交通量（pcu/d）小型车菲亚特650E2500中型车解放CA3902000大型车黄河JN162800拖挂车黄河JN360600建成后的预计初始交通量经计算后得到下表。 车辆分类车辆型号交通量（pcu/d）小型车菲亚特650E中型车解放CA3902205大型车黄河JN162882拖挂车黄河JN360 运营第一年内轴载当量换算。 我国路面设计以BZZ100为标准轴载，标准轴载P=100KN。 （1）以弯沉值和沥青层层拉应力为设计指标时，轴载换算采用如下的计算公式： 　　　　　　式中：N——标准轴载的当量轴次（次/d）； ——被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；——标准轴载（KN）；——被换算车型的各级轴载（KN）； ——被换算车型的轴数系数；——被换算车型的轮组系数，，；——被换算车型的轴载级别。 当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时的轴系数为1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴的轴数系数计算，轴数系数按=1+（m1）计算； 其中m——轴数。 轴载当量换算结果如下表车型(KN)C1C2ni菲亚特650E前轴1后轴11解放CA390前轴12205后轴11黄河JN162前轴1882后轴11黄河JN360前轴1后轴1 =6041。