广西南宁至宁明二级公路毕业设计说明书

广西南宁至宁明二级公路毕业设计说明书内容摘要：

挖填基本合理，纵坡均匀平缓，利于排水。 竖曲线半径尽量采用较大值。 本路段线位高程在 121— 143 之间，共设有变坡点四处。 平纵面组合基本顺适，方向明确，组合合理。 纵断面设计步骤： 边坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。 最 终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。 传统做法如下： （ 1） .准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，然后在厘米图纸上点绘地面线。 （ 2） .标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。 本设计路段的标高控制点主要为：涵洞的路基控制标高、净空要求等。 （ 3） .试坡，在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。 初步定出变坡点，变坡点应选在整 10 米桩上。 （ 4） .调整，将所定坡度对照技术 标准检查设计的最大最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。 （ 5） .定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来，坡度值由两相邻变坡点的高差和坡长之比求得。 （ 6） .设置竖曲线 第三章 路基设计 路基应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。 影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。 修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土侵占耕地，防止 水土流失和瘀塞河道。 第一节 路基横断面设计 横断面的组成由设计交通量、交通组成等因素确定，在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省，投资少。 本公路采用单 幅双车道，混合交通，只要各行其道、视距良好，车速一般不受影响，但当交通量很大时，受大型车、非机动车影响。 由于本公路上圆曲线半径均大于 250m，可以不加宽。 土路肩主要保护路面和路基，提供侧向余宽。 为迅速排出路面和路肩上的降水，将路面和路肩做成有一定横坡的斜面（如下图所示）。 为消除曲线上的离心力，曲线采取绕内边线旋转超高方式。 公路用地取路堤 两侧排水沟外缘以外，或路堑坡顶截水沟外沿以外不少于 2m 的土地范围。 土路肩 土路肩路面 填方路基 砾类土、砂类土应优先选作填料，细粒土可填于路堤底部。 基地土密实、地面横坡缓于 1： 5,路堤可直接填筑，地表树根草皮和腐土应清除，若坡度陡于1:,则应做成台阶状，台阶宽不得小于２ m，阶底有 2%4%内向倾斜坡度。 对于跨沟的高路堤应避开滑坡、冲沟等不良地质段，对地表水采取拦截、排除措施，防 止湿陷和冲沟，减少地基土下沉。 挖方路基 挖方边坡应根据边坡高度、土的状况、地下水的状况等因素确定，由于南宁地区土质为粘性土，且本设计中 挖方均小于 10 米，故选用了 1： 的边坡。 同时挖方坡没有设碎落台。 为减少地面水冲刷挖方边坡，应在挖方边坡坡顶外设置截水沟或挡水堰。 第二节 路基排水设计 路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。 长安大学公路学院 广西南宁至柳州新建公路综合设计 路 0021 班 陈 科 第 7 页 共 14 页 地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。 渗入路 基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。 路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。 对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。 路基排水设计的一般原则为： 1) 排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理，讲究实效，注意经济，并充分利用地形和自然水系。 一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，及时疏散，就近分流； 2) 路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相结合； 3) 路基排水要注意防止附 近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠； 4) 路基排水要结合当地水文条件，就地取材，以防为主。 常用的路基地面排水设备 包括边沟、截水沟、排水沟等，必要时亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。 这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或构造形式，均有所差异。 边沟 设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水。 边沟的排水量不大，一般根据沿线具体条件，选用标 准横断面形式。 边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟和低洼地带。 土质或软弱石质边沟，一般都用梯形，其底宽与深度约 — ，内侧边坡一般为 1： 1，外侧边坡通常与挖方边坡一致。 截水沟 一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。 截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度因岩土条件而定，沟底宽度和沟深不应小于。 截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效 能和缩短沟的长度。 排水沟 其主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至路基范围以外的指定地点。 当路线受到多段沟渠或水道影响时，为保护路基不受水害，可以设置排水沟或改移渠道，以调节水流，整治水道。 排水沟的横断面形式，一般采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，不需特殊计算，底宽与深度均不应小于 ，土沟的边坡坡度约为 1： 1— 1：。 排水的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于 2m，连续长度不超过 500m。 在实际工程中，由于自然条件、路线布置及其其他人为因素不同，情 况往往比较复杂，需要进行路基排水的综合设计，以提高排水效果，发挥各类排水设备的优点，降低工程费用。 排水综合设计中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范围以外的地点，设置截水沟与排水沟进行拦截，引离指定地点。 路基排水一般向低洼一侧排除，必须横跨路基时应利用桥涵。 对于沟槽不明显的漫流，应加以调节，尽量汇集成沟，导流排除，注意因势利导，不可轻易改变流向。 为提高截流效果，减少工程量，地面沟渠宜大体沿等高线布置，尽可能使沟渠垂直与流水方向，且力求短捷。 各种排水设备，必须地基稳固，并具有适当纵坡，以控制与保持适当的流 速。 沟底沟壁必要时予以加固，不能溢水和渗水，防止损害路基和引起水土流失。 在本设计中，为方便施工，在满足排水的前提下，将边沟，排水沟，截水沟设计成了尺寸大体一致的形式。 其中挖方路段的边沟，外侧坡度设成了 1:1。 如下图所示： 路堑边沟路堤边沟 截水沟 路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。 路基排水一般是疏散为主，结合农田水利建设。 个别复杂地段需作特殊处理，排水考虑先重点后 一般，先地下后地面。 地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。 渗入路基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。 路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。 对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。 为保持路基填方边坡坡脚的稳定，排水沟的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于 2m，连续长度不超过 500m。 第三节 路基防护设计 由岩土 填筑的路基，大面积暴露于空间，长期受自然因素的强烈作用，沿途在不利水温作用下，物理力学性质常发生变化，强度和稳定性减弱。 为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。 路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、路基的支挡工程等。 长安大学公路学院 广西南宁至柳州新建公路综合设计 路 0021 班 陈 科 第 8 页 共 14 页 坡面防护主要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性。 对于填方路段，采用植物防护，美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，防雨水冲刷和产生裂缝，起到固定和稳定边坡的作用，可以种草、铺草皮和植树。 对于挖方路段， 边坡防护设计详见支挡工程设计图。 路基支挡工程主要采用挡土墙，挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。 为防止路堤边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。 挡土墙有自己的排水设施，以疏干墙后土体，避免墙背积水形成静水压力。 墙背回填土上部以相对不透水的粘性土夯实封闭，泄水孔进水端设反滤层（砂砾石）。 为避免地基不均匀沉陷引起墙身开裂，需在地质条件变化处设置沉降缝；为防止圬工硬化收缩和温度变化而产生裂缝，应设置伸缩缝，一般合二为一，缝宽 2— 3m。 本路线中由于填挖量较小， 占用农田有限，考虑到施工的方便和降低造价，没有设计挡土墙。 第四章 路面设计 路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。 路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。 以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。 坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。 为确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生不允许的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有 路基排水、路基防护与加固以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。 路面结构类型选择 路面设计基本原则 ，表面应满足平整、抗滑和排水要求； 、基层的结构类型及厚度应与公路等级、交通等级组成相适应； ； ； ，各结构层既要满足最小厚度要求，又应考虑施工可行性； 、水文、地质状况相适应，并充分利用当地筑路材料。 路面结构推荐 水泥混凝土路面虽然有强度高﹑稳定性好﹑耐久性好，养护费用少﹑经济效益高，有利于夜间行车等优点，但是由于平凉地区该公路为山岭重丘区二级公路，等级较低，若采用水泥混凝土路面，水泥和水的需要量大，工程造价高；路面接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响乘客的舒适性；另外，开放交通迟，修复困难等诸多缺点。 沥青路面结构由于使用了沥青结合料，因而增加了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，是路面的使用质量和耐久性都得到提高，而且与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整﹑无接缝﹑行车舒适﹑耐磨﹑震动小﹑噪音低﹑施工期短﹑养护维修简单﹑适宜于分期维修等优点。 由于沥青路面结构与水泥混凝土路面结构相比具有上述优点，并结合当地的实际情况， 本人认为采用沥青路面结构，更适应于当地的需要，并将更有利于当地旅游业及相关产业的发展，因此，最终推荐采用沥青路面结构。 新建沥青混凝土路面设计 设计理论和方法 沥青混凝土路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。 对二级公路的沥青面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。 面层 面层直接同行车和大气接触，承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水，表面还应具有良好的抗滑性和平整度。 通过计算设计年限内计算累计当量轴次 1000 多万次，则确定该二级公路采用沥青混凝土高级路面，设计年限为 12年。 鉴于 南宁 地区交通荷载较重， 车辙破坏严重，故根据规范推荐，面层厚度设计为 15。