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1、南 阳 理 工 学 院本科生毕业设计 学 院： 土木工程 专 业： 土木工程 学 生： 指导教师： 完成日期 2013 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计南贵二级公路设计（沥青路面）Nan Gui Secondary Road Design(Asphalt Pavement) 总 计： 92 页表 格： 29 个插 图 ： 7 幅南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计南贵二级公路设计（沥青路面）Nan Gui Secondary Road Design(Asphalt Pavement)学 院： 土木工程 专 业： 土木工程 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师（职称）： 评
2、阅 教 师： 完 成 日 期： 2013.5 南阳理工学院Nanyang Institute of Technology南贵二级公路设计（沥青路面）摘 要本设计是南贵二级公路（沥青路面）设计，该路段全长2275.06m,设计车速为60km/h。此次设计的主要内容有三方面，包括路线设计、路基路面设计和施工组织设计。本设计首先通过收集相关资料，依据地形图内容，纸上定线确定两条可行方案，并选定最优方案进行平面设计，纵断面设计，横断面设计；其次根据路线设计部分的成果进行路基稳定性验算，路面排水设计，路面结构设计；最终进行施工组织设计。本文分别给出了上述各部分的相关计算过程、表格和图纸。关键词二级公路；
3、路线设计；路基路面设计；施工组织设计Nan Gui Secondary Road Design (Asphalt Pavement)Civil Engineering (The Direction of Highway and Bridge) Abstract: The design in this thesis is the Nan Gui secondary road design (asphalt pavement) with the total road length of 2275.06 meters and the designed vehicle speed of 60 kilo
4、meters per hour. The contents of the design consist of three aspects, including route design, roadbed and pavement design and construction organization design. At first, the design determines two feasible programs in accordance with the topographic map by collecting relevant data and makes planar de
5、sign, longitudinal section design and cross section design on the best program selected. Then the checking calculation of the roadbed stability, the road drainage design and the pavement structure design are conducted in accordance with the results of the road design section. At last, the constructi
6、on organization design is conducted. In addition, the thesis presents the related calculating processes, tables and drawings respectively. Key words: secondary road; road design; roadbed and pavement design; constru-ction organization design 目 录1 绪论11.1 选题的目的、意义11.2 主要内容及技术要求11.2.1 主要内容11.2.2 技术要求11
7、.3 技术等级和技术指标21.3.1 平面线形指标21.3.2 路线纵断面设计指标21.3.3 路基横断面设计指标32 纸上定线42.1 定线要点42.2 定线42.3 预选路线方案的计算与比选42.3.1 方案（ACEFB）计算42.3.2 方案（AGHB）计算72.3.3 方案技术指标比选83 平面定线设计103.1 交点坐标确定103.2 方位角和转角计算103.3 平曲线设计（精算）103.3.1平曲线1设计103.3.2平曲线2设计113.3.3 平曲线主点桩号计算123.4 平曲线切线支距计算123.4.1 切线支距坐标计算公式123.4.2 各桩的切线支距坐标计算133.5 直线
8、、曲线及转角表214、路线纵断面设计224.1 内差法读取各中桩地面高程224.2 拉坡设计224.3 竖曲线要素计算234.4 各中桩设计高程计算254.4.1 竖曲线上设计高程计算254.4.2 直坡段上设计高程计算304.5 竖曲线计算表335 路基横断面设计345.1 横断面组成345.2 加宽、超高计算345.2.1 加宽计算345.2.2 超高值计算345.2.3 合成坡度校核355.2.4 超高过渡段长度确定355.2.5 超高计算365.3 横断面方向地面高程435.4 路基设计表445.5 土石方调配445.6 视距验算445.6.1 平曲线1处视距验算455.6.2 平曲线
9、2处视距验算456 路基设计476.1 路基横断面布置476.2 路基最小填土高度476.2.1 路基处理476.2.2 路床处理476.2.3 路基防护486.3 路基稳定性验算486.3.1 路堤边坡稳定性验算486.3.2 路堑边坡稳定性验算506.4 路基排水设计516.4.1 设计路基排水设施516.4.2 路面排水设计517 路面结构设计527.1 公路等级及主要技术指标的确定527.2 路面结构设计计算527.2.1 轴载换算527.2.2 累计当量轴次587.3 路面结构组合与材料选取597.3.1 初拟路面结构597.3.2 路基回弹模量的确定597.3.3 路面结构厚度设计
10、598 施工组织设计668.1 编制依据和程序668.1.1 本路段编制依据668.1.2 编制程序668.1.3 编制施工组织设计时的注意事项668.2 工程概况678.2.1 工程地质及自然地理概况678.2.2 工程概况678.3 主要项目施工方案和施工方法688.3.1 施工前的准备688.3.2 填实路堤施工方案和施工方法688.3.3 路堑开挖施工方案和施工方法698.3.4 排水及防护工程698.3.5 路面施工方案和施工方法728.4 安全保证体系758.4.1安全生产组织机构和管理758.4.2运输、机械操作的安全保护768.4.3职工、民工的安全教育和管理768.5文明施工
11、及环境保护措施778.5.1文明施工保护措施778.5.2环境保护施工保证措施788.5.3生活垃圾处理设施808.6雨季施工措施808.7施工总体布置818.7.1计算主要工程量818.7.2劳动力资源计划838.7.3工程进度图838.8主要材料、机械设备计划848.9 施工总平面图878.9.1 布置说明878.9.2 施工总平面图878.10 临时设施组织878.10.1 布置原则878.10.2 布置安排878.11 工地运输组织88结束语89参考文献90附录91致谢921 绪论1.1 选题的目的、意义通过毕业设计培养学生综合应用所学的基本理论知识和专业理论知识，提高独立分析和解决实
12、际工程的能力，提高学生的综合素质和工程实践能力，使学生顺利向工作岗位过渡。1.2 主要内容及技术要求1.2.1 主要内容（1）技术等级和技术指标的确定（2）纸上选线（3）平面定线设计（4）路线纵断面设计（5）路基横断面设计（6）路基稳定性验算（7）道路排水设计（8）沥青路面结构设计（9）施工组织设计1.2.2 技术要求（1）技术等级和技术指标的确定：按照公路工程技术标准（JTG B012003）1选定。（2）纸上选线：在地形图上指定起讫点选择路线方案，并简述选定方案走向的理由；路线方案的比较，提出推荐方案。（3）平面定线设计：交点坐标计算和导线方位角计算；平曲线设计；桩号详细计算（直线、曲线及
13、转角表）；路线平面图绘制。（4）路线纵断面设计：竖曲线设计；纵断面设计图。（5）路基横断面设计：路幅设计（宽度、横坡）；超高、加宽设计；边坡设计，路基标准横断面图；路基设计表；土石方计算表。（6）路基稳定性验算：对高路堤、深路堑均需进行边坡稳定性验算；提出稳定性设计措施。（7）道路排水设计：在平面图上表示出排水设施的位置，绘制排水系统图和施工图。（8）沥青路面结构设计：拟定路面结构组合方案；轴载换算，预估设计年限标准轴载累计作用次数，确定路面设计弯沉值；确定路基路面结构层设计参数；确定路面设计层厚度；验算各层层底拉应力。（9）施工组织设计：根据工程实际状况编制施工组织方案、施工进度计划、各种资
14、源需要量计划（劳动力、主要材料、施工机械等）、编制运输计划、施工平面布置图、各项技术组织措施等。1.3 技术等级和技术指标该公路为南贵二级公路，计算行车速度V=60km/h，根据公路工程技术标准（JTG B012003）1、公路路线设计规范（JTG D202006）2可查得主要技术指标。1.3.1 平面线形指标平面线形指标如表1-1所示。表1-1 平面线形指标圆曲线最小半径（m）一般值200极限值125圆曲线最大半径（m）10000缓和曲线最小长度（m）一般值80最小值60平曲线最小长度（m）一般值500最小值100不设超高最小半径（m）路拱2%1500路拱2%1900圆曲线间最小直线长度（m
15、）同向曲线6V360反向曲线2V120直线的最大长度（m） 20V1200停车视距（m）751.3.2 路线纵断面设计指标路线纵断面设计指标如表1-2所示。表1-2 路线纵断面设计指标凸形竖曲线半径（m）一般值2000极限值1400凸形竖曲线长度（m）一般值120极限值50凹形竖曲线半径（m）一般值1500极限值1000凹形竖曲线长度（m）一般值极限值最小坡长（m）一般值200 续表12最小值150纵坡长度限制（m）3%12004%10005%8006%600最小纵坡0.3%合成坡度最大值9.5%合成坡度最小值0.5%1.3.3 路基横断面设计指标路基横断面设计指标如表1-3所示。表1-3 路
16、基横断面设计指标车道数2车道宽度（m）3.50路基宽度（m）一般值10.00最小值8.50硬路肩宽度（m）一般值1.5最小值0.75土路肩宽度（m）一般值0.75最小值0.50停车视距（m）75会车视距（m）150不设加宽圆曲线最小半径（m）2502 纸上定线2.1 定线要点（1）路线应短直，如离开短直方向，必须有足够的依据。（2）路线绕避山嘴，跨越沟谷或者其它障碍时，一般应使曲线交点正对主要障碍物，使障碍物在曲线的内侧并使其偏角较小。（3）路线应少占农田，特别是高产田。路线位置和施工取、弃土要结合农田规划、灌溉、交通等情况，尽量做到避绕农田（或经济作物区）。（4）力争减少路基填土高度。（5）
17、路线应尽可能采取较高的平、纵面设计标准，路基应保持一定高度，在充分满足桥涵及其它建筑物高度的条件下，适应地形起伏，以节省工程。同时还应为提高行车速度，节省运营费用，提高运营指标创造条件。（6）正确处理路线与桥涵的关系。2.2 定线根据地形条件和道路勘测设计3中的上述定线要点，认真分析路线走向范围内的地形、地质及建筑物和其它地物的分布情况，确定中间控制点及其可活动的范围，最终选出两个路线方案，即方案（路线ACEFB）和方案（路线AGHB）。2.3 预选路线方案的计算与比选2.3.1 方案（ACEFB）计算（1）各交点的坐标及交点间距离 由地形图可量测得各店的坐标：A点：E： N：C点：E： N：
18、E点：E： N：F点：E： N：B点：E： N：AC间距离为CE间距离为EF间距离为FB间距离为将上述计算结果汇总入表2-1各交点的坐标及交点间距离，如下所示。表2-1 各交点的坐标及交点间距离主点EN距离（m）备注A3456.23726.4559.28起点C3866.03345.8942.77E4691.63801.0603.90F5097.03353.4535.95B5628.83420.0终点（2）平曲线各要素计算与校核 R=250m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.62:1 符合要求 R=250m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线
19、长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.58:1 符合要求 R=200m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.40:1 符合要求由以上可得：与间直线长度与间直线长度延长系数为= 故满足设计要求。2.3.2 方案（AGHB）计算（1）各交点的坐标及交点间距离 由地形图可量测得各店的坐标：A点：E： N：G点：E： N：H点：E： N：B点：E： N：AG间距离为GH间距离为HB间距离为将上述计算结果汇总入表2-2各交点的坐标及交点间距离，如下所示。表2-2 各交点的坐标及交点间距离主点EN距离（m）备注A3456.23726.4771.36
20、起点G4202.43531.0780.36H4958.03726.0737.30B5628.83420.0终点（2）平曲线各要素计算与校核 R=400m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.25:1 符合要求 R=300m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.55:1 符合要求由以上可得：与间直线长度延长系数为= 故满足设计要求。2.3.3 方案技术指标比选根据计算所得的各种技术参数指标进行比选，得到表2-3主要指标比较如下所示。表2-3 主要指标比较指标单位方案方案路线长度m2505.742275
21、.15续表2-3路线延长系数1.141.04转角数个32转角平均度数6834最小平曲线半径m200300占用农田较多适当线形优劣良优总结：根据以上的主要技术指标及各种自然因素及其他因素的影响，综合考虑两种方案的线形对行车、周围环境的影响等因素，以及所设计道路的经济性、合理性、适用性等因素，方案优于方案。故选择方案，即路线AGHB。3 平面定线设计3.1 交点坐标确定由比选结果可知选用方案，各交点坐标如表3-1所示。表3-1 各交点的坐标及交点间距离主点EN距离（m）备注A3456.23726.4771.36起点G4202.43531.0780.36H4958.03726.0737.30B562
22、8.83420.0终点3.2 方位角和转角计算AG方位角 GH方位角 左转HB方位角 右转3.3 平曲线设计（精算）3.3.1平曲线1设计= =400m =90m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.26:1 符合要求3.3.2平曲线2设计= =300m =80m 内移值 切线增长值 缓和曲线角 切线长 平曲线长度 外距 切曲差 校核：:=1:1.55:1 符合要求由以上可得：与间直线长度延长系数为= 故满足设计要求。3.3.3 平曲线主点桩号计算（1）各主点桩号计算设A点桩号为K0+000.00，则桩桩号为K0+771.36ZH=HY=QZ=Y
23、H=HZ=校核： 经校核合格（2）各主点桩号计算ZH=HY=QZ=YH=HZ=校核： 经校核合格3.4 平曲线切线支距计算3.4.1 切线支距坐标计算公式 （1）处：桩号为K0+622.18K0+768.86的桩号以ZH点为原点建立坐标系，而桩号为K0+768.86K0+915.54的桩号以HZ点为原点建立坐标系。（2）处：桩号为K1+400.21K1+542.24的桩号以ZH点为原点建立坐标系，而桩号为K1+542.24K1+684.27的桩号以HZ点为原点建立坐标系。（3）缓和曲线上的点： （3-1） （3-2） （3-3）式中 任意点弧长（距ZH点或HZ点）；圆曲线半径；缓和曲线的长度。
24、（4）圆曲线上的点： （3-4） （3-5） （3-6）式中 任意点弧长（距ZH点或HZ点）；圆曲线所对应的圆心角；圆曲线半径；缓和曲线的长度；缓和曲线角；切线增长值； 内移值。3.4.2 各桩的切线支距坐标计算（1）:第一缓和曲线上的点：以ZH点K0+622.18为坐标原点：K0+640.00 17.82m17.82m0.03mK0+660.00 37.82m 37.82m0.25mK0+680.00 57.82m 57.81m0.89mK0+700.00 77.82m 77.76m2.18mK0+712.18(HY) 90m 89.89m3.38m圆曲线上的点（左边）以ZH点K0+622.
25、18为坐标原点：K0+720.00 97.82m7.5797.67m4.33mK0+740.00 117.82m10.44117.46m7.46mK0+760.00 137.82m13.30137.00m11.57mK0+768.86(QZ) 146.68m14.57145.61m13.70m圆曲线上的点（右边）以HZ点K0+915.54为坐标原点：K0+780.00 135.54m12.98134.82m11.06mK0+800.00 115.54m10.11115.20m7.05mK0+820.00 95.54m7.2495.39m4.03mK0+825.54（YH） 90m6.4589.
26、91m3.37m第二缓和曲线上的点：以HZ点K0+915.54为坐标原点：K0+840.00 75.54m 75.49m2.00mK0+860.00 55.54m 55.53m0.79mK0+880.00 35.54m 35.54m0.21mK0+900.00 15.54m 15.54m0.02mK0+915.54（HZ） 0 0 （2）:第一缓和曲线上的点：以ZH点K1=400.21为坐标原点：K1+420.00 19.79m 19.79m0.05mK1+440.00 39.79m 39.79m0.44mK1+460.00 59.79m 59.76m1.48mK1+480.00 79.79m
27、 79.65m3.53mK1+480.21(HY) 80m 79.86m3.56m圆曲线上的点（左边）以ZH点K1+400.21为坐标原点：K1+500.00 99.79m11.4299.38m6.83mK1+520.00 119.79m15.24118.84m11.44mK1+540.00 139.79m19.06137.95m17.34mK1+542.24(QZ) 142.03m19.49140.07m18.08m圆曲线上的点（右边）以HZ点K1+684.27为坐标原点：K1+560.00 124.27m16.10123.17m12.66mK1+580.00 104.27m12.28103
28、.79m7.75mK1+600.00 84.27m8.4684.12m4.15mK1+604.27(YH) 80m7.6479.86m3.55m第二缓和曲线上的点：以HZ点K1+684.27为坐标原点：K0+620.00 64.27m 64.22m1.84mK0+640.00 44.27m 44.26m0.60mK0+660.00 24.27m 24.27m0.10mK0+680.00 4.27m 4.27m0K0+684.27(HZ) 0 0将以上数据列入切线支距坐标表，如表3-2所示。表3-2 切线支距坐标表桩号计算切线支距缓和曲线圆曲线K0+622.18000K0+640.0017.82
29、17.820.03K0+660.0037.8237.820.25K0+680.0057.8257.810.89K0+700.0077.8277.762.18K0+712.1890.0089.893.38K0+720.0097.827.5797.674.33K0+740.00117.8210.44117.467.46K0+760.00137.8213.30137.0011.57K0+768.86146.6814.57145.6113.70K0+780.00135.5412.98134.8211.06K0+800.00115.5410.11115.207.05K0+820.0095.547.249
30、5.394.03K0+825.5490.006.4589.913.37K0+840.0075.5475.492.00K0+860.0055.5455.530.79K0+880.0035.5435.540.21K0+900.0015.5415.540.02K0+915.54000K1+400.21000K1+420.0019.7919.790.05K1+440.0039.7939.790.44K1+460.0059.7959.761.48K1+480.0079.7979.653.53K1+480.2180.0079.863.56K1+500.0099.7911.4299.386.83K1+520
31、.00119.7915.24118.8411.44K1+540.00139.7919.06137.9517.34K1+542.24142.0319.49140.0718.08K1+560.00124.2716.10123.1712.66K1+580.00104.2712.28103.797.75K1+600.0084.278.4684.124.15K1+604.2780.007.6479.863.55K1+620.0064.2764.221.84续表3-2 K1+640.0044.2744.260.60K1+660.0024.2724.270.10K1+680.004.274.270K1+68
32、4.270003.5 直线、曲线及转角表直线、曲线及转角表是平面设计的主要成果之一，它反映了平面线形设计的直线、曲线要素及数据，是施工时恢复路线的主要依据之一，见附表1。4、路线纵断面设计4.1 内差法读取各中桩地面高程通过内差法读取各中桩高程，点绘地面线。计算公式如下所示： （4-1）公式 B点相对于m点的高差；基本等高距；B点到m点的图上水平距离；n点到m点的图上水平距离。根据以上公式将计算结果列入中桩地面高程表，如表4-1所示。表4-1 中桩地面高程表桩号地面高程桩号地面高程桩号地面高程桩号地面高程K0+000.00166.83K0+720.00162.57K1+250.00180.46
33、K1+640.00175.33K0+050.00166.79K0+740.00162.45K1+300.00179.56K1+660.00173.00K0+100.00166.47K0+760.00163.39K1+350.00172.20K1+680.00173.14K0+150.00162.00K0+768.86163.69K1+400.00166.31K1+684.27173.43K0+200.00162.00K0+780.00164.00K1+400.21166.31K1+700.00174.71K0+250.00173.67K0+800.00164.39K1+420.00165.80
34、K1+750.00179.20K0+300.00175.53K0+820.00164.81K1+440.00165.57K1+800.00173.73K0+350.00176.76K0+825.54164.93K1+460.00167.20K1+850.00173.00K0+400.00176.00K0+840.00165.71K1+480.00170.00K1+900.00173.89K0+450.00171.92K0+860.00168.80K1+480.21170.00K1+950.00175.51K0+500.00170.00K0+880.00170.52K1+500.00171.00
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