PAGEPAGE4山東某三級(jí)公路設(shè)計(jì)摘要目前三級(jí)公路施工圖的設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，對三級(jí)路施工來進(jìn)一步的采用施工圖這樣的簡單而且快速，但是設(shè)計(jì)人員仍要就路基施工方案對土方的相關(guān)問題做出假定分析，使路基土石方量計(jì)算力求準(zhǔn)確與合理，對沿線地質(zhì)、地形情況已經(jīng)掌握，再根據(jù)施工單位的施工機(jī)具、設(shè)備及其它資源制定相應(yīng)的路基處理方案，此時(shí)對影響土石方數(shù)量的因素做出細(xì)致分析能夠相對準(zhǔn)確地計(jì)算出工程數(shù)量。本文通過實(shí)際工程三級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，根據(jù)地質(zhì)資料、地形資料、進(jìn)行平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)，對數(shù)量計(jì)量精度的主要因素做一些細(xì)致分析，并根據(jù)工程實(shí)際三級(jí)施工圖的要求對其進(jìn)行修正，對實(shí)際的工程和實(shí)際的施工控制具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：三級(jí)公路；路線；路基路面；施工圖設(shè)計(jì)；預(yù)算目錄TOC\o"1-2"\h\u16937摘要 II7055目錄 III12559第1章設(shè)計(jì)任務(wù)和沿線自然條件 126631.1設(shè)計(jì)任務(wù) 1297051.2自然條件 1196031.3地形地貌 1244071.4道路等級(jí) 1317011.5設(shè)計(jì)參數(shù) 227178第2章紙上選線 2197562.1選線原則 2281172.2方案比選 229636第3章線路設(shè)計(jì) 370143.1平曲線設(shè)計(jì) 3257593.2豎曲線設(shè)計(jì) 6172223.3橫斷面設(shè)計(jì) 718505第4章路基工程設(shè)計(jì) 998684.1路基設(shè)計(jì) 949404.2路基土石方計(jì)算與調(diào)配 920834.3路基穩(wěn)定性驗(yàn)算 1117227第5章路面設(shè)計(jì) 1392115.1項(xiàng)目概況與交通荷載參數(shù) 13281375.2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1494285.3路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 1730692第6章排水設(shè)計(jì) 19136796.1路面排水設(shè)計(jì) 19158866.2路基排水設(shè)計(jì) 2028705第7章橋梁涵洞設(shè)計(jì) 2018017.1涵洞設(shè)計(jì) 20184587.2橋梁設(shè)計(jì) 213062第8章工程預(yù)算 228681第9章結(jié)論 235998參考文獻(xiàn) 25第1章設(shè)計(jì)任務(wù)和沿線自然條件1.1設(shè)計(jì)任務(wù)在所給的起終點(diǎn)之間設(shè)計(jì)路線，根據(jù)地形、地質(zhì)等條件選擇符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求的路線進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)的路線里程應(yīng)當(dāng)不小于4km。1.2自然條件山東臨臨沂地區(qū)某公路，路基為粉質(zhì)中液限黏土，路基為受氣候影響的干燥類。行車速度60km/小時(shí)，設(shè)計(jì)年限為15年。年均降雨量450毫米，年平均氣溫10.5℃，月平均氣溫最低為-5.2℃，月平均氣溫最高為23.9℃，多年最低氣溫為-15℃。1.3地形地貌本設(shè)計(jì)的圖紙地形地勢起伏比較大，設(shè)計(jì)起終點(diǎn)間有河流，少量村莊和田地。1.4道路等級(jí)根據(jù)規(guī)范得汽車折算系數(shù)：表1-1汽車折算系數(shù)車型折算系數(shù)車種說明小客車1≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車中型車1.5＞19座的客車和載質(zhì)量＞2t～≤7t的貨車大型車2.5載質(zhì)量＞7t～≤14t的貨車拖掛車4載質(zhì)量＞14t的貨車表1-2交通量組成車型小客車中型車大型車拖掛車交通量29882422453由以上資料進(jìn)行交通量折算：=298×1+824×1.5+224×2.5+53×4=2306（輛/日）（1-1）則設(shè)計(jì)年平均日交通量為：`=2306×（1+0.03）15-1=3488（輛/日）式中：計(jì)算所得交通量在2000~6000之間，則公路等級(jí)為三級(jí)，設(shè)計(jì)速度60km/h。1.5設(shè)計(jì)參數(shù)由規(guī)范得主要設(shè)計(jì)參數(shù)：表1-3主要設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)名稱規(guī)定值設(shè)計(jì)行車速度60km/h車道數(shù)雙向2車道行車道寬度3.75m路基寬度12m第2章紙上選線2.1選線原則在進(jìn)行選線的時(shí)候，應(yīng)該做到遠(yuǎn)離農(nóng)田，少侵占農(nóng)田。路線的設(shè)計(jì)應(yīng)該在保證行車安全、舒適、快捷的條件下使工程量、造價(jià)降低，施工方便。設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮相關(guān)公路和鐵路等的幾何位置關(guān)系,用以充分資源,節(jié)約用地。2.2方案比選根據(jù)公路選線原則，在本路段起終點(diǎn)內(nèi)選擇以下兩種路線方案：圖2-1方案一（紅色）方案二（藍(lán)色）方案對比：表2-1平面選線方案對比綜合以上幾個(gè)方面，將方案一確定為主方案。第3章線路設(shè)計(jì)3.1平曲線設(shè)計(jì)3.1.1平曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)該線路的線路長度不能超過20V；但不能太短，同一方向的最小距離不能少于6個(gè)行駛速率；逆向彎道之間最短距離不得少于兩個(gè)運(yùn)行車速。直線長的比率：圓形的長度：柔和的彎曲的長度：圓形的長度：1:1:1至1:2:1的合適的長度。表3-1曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)3.1.2平曲線設(shè)計(jì)計(jì)算圖3-1緩和曲線基本圖式以JD1為例計(jì)算：，m切線增長值：(m)（3-1）內(nèi)移值：(m)（3-2）緩和曲線角： （3-3）切線長：(m)（3-4）平曲線長：(m)（3-5）外距：(m) （3-6）校正值：(m) （3-7）式中：——緩和曲線角 ——路線轉(zhuǎn)角 ——切線增長值——內(nèi)移值 ——曲線長 ——切線長外距 校正值曲線樁號(hào)計(jì)算：平曲線設(shè)計(jì)驗(yàn)算:,滿足推薦比例,滿足線型暢順美觀的要求3.2豎曲線設(shè)計(jì)3.2.1豎曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)表3-2豎曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)3.2.2豎曲線設(shè)計(jì)計(jì)算以JD1為例計(jì)算，變坡點(diǎn)樁號(hào)K0+500，高程802.24m，R=4500m。線型計(jì)算：，曲線為凹形曲線豎曲線長度:(3-8)切線長：(3-9)外距：(3-10)樁號(hào)計(jì)算：3.3橫斷面設(shè)計(jì)3.3.1橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)表3-3橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)3.3.2加寬計(jì)算圖3-2汽車加寬圖示在車輛速度作用下，圓形弧形上的擴(kuò)寬量：(3-11)式中：——汽車后軸至前保險(xiǎn)杠距離——車道數(shù)表3-4雙車道公路圓曲線加寬值加寬類型設(shè)計(jì)車輛圓曲線半徑250～200200～150150～100100～701類小客車0.40.50.60.72類載重汽車0.60.70.91.23類鉸鏈汽車0.8112表3-5路面加寬表交點(diǎn)平曲線半徑加寬寬度圓曲線長度總加寬長度加寬總面積1K4+340.0612500.8165.9532405.953228.76242K4+907.9072500.8167.8362407.836230.2688第4章路基工程設(shè)計(jì)4.1路基設(shè)計(jì)上路床:CBR:6%壓實(shí)度：≥95%下路床：CBR:4%壓實(shí)度：≥95%填土高度：1.0～1.5m屬于矮路堤大于18m(土質(zhì))或20m(石質(zhì))屬于高路堤1.5～18m屬于正常路堤邊坡坡率：表4-1路基邊坡坡率填料類型邊坡坡率上部高度下部高度細(xì)粒土1：1.51:1.75粗粒土1：1.51:1.75巨粒土1：1.51:1.754.2路基土石方計(jì)算與調(diào)配4.2.1路基土石方調(diào)配借方數(shù)量、棄方數(shù)量、總運(yùn)量：總調(diào)運(yùn)量復(fù)核：4.2.2路基土石方計(jì)算若相鄰斷面均為填方或者挖方并且面積的大小相似，則：(4-1)式中：若面積相差較大，則(4-2)(4-3)表4-3路基土方數(shù)量表起點(diǎn)樁號(hào)長度挖方(m3)填方(m3)本樁利用遠(yuǎn)運(yùn)利用(挖余)借方(填缺)總體積土方總數(shù)量土方土方土方土方(m)松土普通土硬土（m3）（m3）(m3)（m3）（m3）K0+000～K1+000100042325184650253951846502935529355127642197528079K1+000～K2+0001000305216104183126104829328293228282769380104K2+000～K3+000100044903989808269424898081831511831514234444805178917K3+000～K4+0001000559011183354111838786238786223683222385494K4+000～K5+0401040475529510285319510250676250676986337690240813K5+040～K5+582542513071026130784102615154451544358747720479564.3路基穩(wěn)定性驗(yàn)算4.3.1路基驗(yàn)算指標(biāo)路基邊坡穩(wěn)定性分析界限值為K≥1.15～1.45，K=1時(shí),下滑力與抗滑力相等,邊坡處于極限平衡狀態(tài);K<1時(shí),邊坡不穩(wěn)定；K>1時(shí),邊坡穩(wěn)定。4.3.2路基邊坡穩(wěn)定性分析方法一：以K1+760樁為實(shí)例，在地基處理時(shí)，其折線傾斜角度為：,安全系數(shù)取1.25。將橫斷面分成三個(gè)土條，從右向左依次編號(hào)為①、②、③，由于任務(wù)書未給出數(shù)據(jù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定c=10，φ=13°所以計(jì)算結(jié)果僅供參考。圖4-1K1+760處橫斷面示意圖土條①產(chǎn)生得剩余滑動(dòng)力E1截面積=76(m2)重力WQ1因?yàn)樵撝敌∮?.因此可認(rèn)為土條①將不會(huì)傳動(dòng)力至土條②土條②產(chǎn)生得剩余滑動(dòng)力E2截面積=52.5(m2)重力WQ2土條③產(chǎn)生得剩余滑動(dòng)力E3:截面積=88.7(m2)重力WQ3由上述數(shù)據(jù)得＜0，則該滑動(dòng)面路基安全。方法二：采用4.5H法進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗(yàn)算圖4-2用4.5H法圖示G點(diǎn)的確定：E點(diǎn)的確定：表4-4輔助線作角圖值表邊坡坡率邊坡角ab邊坡坡率邊坡角ab1：0.560°29°40°1：318°26′25°35°1:145°28°37°1：414°03′25°36°1:1.530°40′26°35°1：511°19′25°37°1:226°34′25°35°當(dāng)φ=0時(shí)，最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心在F點(diǎn)第5章路面設(shè)計(jì)5.1項(xiàng)目概況與交通荷載參數(shù)5.1.1荷載等級(jí)指標(biāo)新道路的規(guī)劃可選用橫向三、分配因子的確定：2類車類型分布系數(shù)取9.9%，3類車取42.3%，4類車取14.8%，5類車取0.0%，7類車取2.0%方向系數(shù)采用0.55，車道系數(shù)采用0.5，路面設(shè)計(jì)使用年限15，交通增長率3%5.1.2交通量組成表5-1交通調(diào)查表汽車型號(hào)前軸重后軸重后軸數(shù)車型數(shù)量小客車211宇通ZK6820G3.272.21289東風(fēng)EQ14023.767.213213黃河JN15049109.613120解放CA1019.468.8513114解放CA5028.766.213121交通SH14125.5563.113412日野KB22250.2112.313105依士滋46.55104.41372太脫拉13851.41382482扶桑FV102N541582464長征CZ36147.6156.724273羅曼SQ925150148.33591大運(yùn)重卡43018.2+52.8110.22746注：型號(hào)為“羅曼SQ9251”的車型，后三聯(lián)軸軸間距大于3m。5.2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)年均降雨量450毫米，平均氣溫10.5℃月平均氣溫最低為-5.2℃，最高為23.9℃，多年最低氣溫為-15℃路基標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回彈模量：干濕與凍融循環(huán)折減系數(shù)：路基頂面回彈模量：Mpa基準(zhǔn)等效溫度：℃基準(zhǔn)等效溫度調(diào)整系數(shù)：瀝青混合料層永久變形等效溫度：℃溫度調(diào)整系數(shù)：瀝青混合料飽和度：可靠度系數(shù)：表5-2路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層材料類型厚度模量泊松比面層AC1350105000.25AC2060107500.25AC2580107500.25基層水泥穩(wěn)定碎石370100000.25底基層級(jí)配碎石1703000.35當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)： (5-1)式中：表5-3當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)設(shè)計(jì)初期年的每日等值軸數(shù)：(5-2)式中：表5-4：當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)車型AADDT分布系數(shù)方向系數(shù)車道系數(shù)瀝青混合料無機(jī)結(jié)合料路基頂面豎向壓應(yīng)變1類39360.0990.550.51.10117.875.75616.160.95101.802類39360.4230.550.50.77352.5532.5914921.500.92421.234類39360.1480.550.51.93309.1848.367747.043.67587.925類393600.550.52.030.0018.680.003.630.007類39360.020.550.52.7860.18171.363709.604.84104.78N839.7826994.301215.72在設(shè)計(jì)壽命期間，等效的軸荷累積效應(yīng)：(5-3)以瀝青混合料層層底拉應(yīng)變、瀝青混合料層永久變形量作為設(shè)計(jì)指標(biāo)：(5-4)交通量在～之間，中等交通等級(jí)以無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)：(5-5)交通量大于，極重交通等級(jí)以路基頂面豎向壓應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)指標(biāo)：(5-6)交通量在～之間，中等交通等級(jí)5.3路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算5.3.1瀝青混合料疲勞開裂驗(yàn)算疲勞加載模式系數(shù):(5-7)瀝青混合料疲勞開裂壽命:(5-8)表5-5疲勞開裂計(jì)算結(jié)果面層材料βKεKEVFAhKN結(jié)果AC-131.04141.11.1210500701900.5376062.50E+08符合AC-201.04147.21.1210750701900.5404761.40E+08符合AC-251.04139.81.1210750701900.5404762.76E+08符合5.3.2瀝青混合料永久變形驗(yàn)算瀝青混合料永久變向量：(5-9)綜合修正系數(shù)：(5-10) (5-11)表5-6瀝青混合料永久變形計(jì)算結(jié)果分層編號(hào)分層厚度PKR1.0015.000.703.830.222.0015.500.705.580.493.0020.000.696.841.044.0020.000.696.021.975.0020.000.694.581.996.0020.000.693.231.767.0020.000.692.171.70總計(jì)9.1715mm>9.17mm，滿足規(guī)范要求5.3.3路基頂面豎向壓應(yīng)變驗(yàn)算路基頂面豎向容許壓應(yīng)變（10-6）：(5-12)5.3.4設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收彎沉值路基頂面驗(yàn)收彎沉值（0.01mm）:(5-13)路表驗(yàn)收彎沉值（0.01mm）：(5-14)5.3.5瀝青面層低溫開裂指數(shù)驗(yàn)算瀝青路面低溫開裂指數(shù)：(5-15)第6章排水設(shè)計(jì)6.1路面排水設(shè)計(jì)6.1.1縱斷面排水設(shè)計(jì)在較長的土石壩和其它排水不良地區(qū)，垂直斜度不低于0.3%，通常不低于0.5%。排水不良地段的測算：(6-1)式中： 于允許的最小縱坡的長度——豎曲線半徑——允許的最小縱坡值6.1.2橫斷面排水設(shè)計(jì)路面做成路拱形加強(qiáng)橫向排水。路拱有直線形和拋物形。拋物形路拱的形式美觀，路中坡度小，兩側(cè)坡度大，有利于雨水排除。道路設(shè)計(jì)采用了一種以瀝青砼為主的道路，通過對標(biāo)準(zhǔn)的分析，確定了該路段的拱形斜坡坡度在1.0~2.0之間。6.2路基排水設(shè)計(jì)可采用邊溝和排水溝進(jìn)行地基表面的排水，不同部位的排水溝必須高于設(shè)計(jì)高度0.2米。該邊溝的截面為長方形，深0.6米，寬0.6米。排水溝縱截面為長方形，長0.6米，寬0.6米。長度不得大于500米。開挖土石壩在山坡路或堤設(shè)截水渠，截水溝截面用梯形，截水溝與坡腳之間有不小于2.0m間距，邊坡坡度用1：1.0～1：1.5，溝底寬度和深度不小于0.5m。第7章橋梁涵洞設(shè)計(jì)7.1涵洞設(shè)計(jì)7.1.1設(shè)計(jì)原則涵洞的布置應(yīng)滿足適用，經(jīng)濟(jì)，安全，美觀原則設(shè)計(jì)路線在K+930,K+3880,K+4965三處與原有公路相交，為保證行車通暢，不影響其他公路通行，在這三處地方設(shè)置涵洞涵洞結(jié)構(gòu)類型選擇鋼筋混凝土蓋板涵。表7-1涵洞設(shè)計(jì)洪水頻率7.1.2涵洞要素計(jì)算（7-1）式中：7.2橋梁設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)總共設(shè)置三座橋梁，橋梁的尺寸信息如下表7-2橋梁詳細(xì)數(shù)據(jù)橋梁名稱起始樁號(hào)終點(diǎn)樁號(hào)跨徑分布結(jié)構(gòu)形式角度控制標(biāo)高1K0+313K0+3523×13預(yù)應(yīng)力混凝土梁908002K2+461.5K2+548.56+3×25+6預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋758133K4+995K5+0403×16預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋80830第8章工程預(yù)算一般建設(shè)工程概預(yù)算計(jì)算方式表8-1工程預(yù)算計(jì)算方式直接費(fèi):表8-2直接費(fèi)工程或費(fèi)用名稱單位數(shù)量預(yù)算金額（元）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)各項(xiàng)費(fèi)用比例（％）第一部分建筑安裝工程費(fèi)95550162.92路基工程公路公里91184006.2595.4挖土方m310072602518150025.0利用土方填筑路基m39831052949315030.0借土方填筑路基m39613633364770535.0路基防排水km5.5822861651.25邊溝、排水溝、截水溝M7.5漿砌片石m36359.2252861651.25450.0路面工程公路公里4366156.6684.6粘層油m21393.26725573.06884.0透層油m2738.49865169.49027.05cmAC-13（SBS改性瀝青）（防滑石料）m23382.692233405.74869.06cmAC-20基質(zhì)瀝青m24181.4762280158.905467.08cmAC-25基質(zhì)瀝青m25794.116475117.51282.037cm水泥穩(wěn)定碎石基層m228315.81141585685.43856.017cm級(jí)配碎石底基層m213470.2033431046.505632.0瀝青混合料拌合站座1900000900000.0水泥穩(wěn)定碎石拌合站座1450000450000.0間接費(fèi)：間接費(fèi)=576487.9利潤：利潤=(95550162.92+576487.9)×7%=6728866元稅金：稅金=(95550162.92+1576487.9+6800045）×3.2%=3291377元建筑安裝工程費(fèi)：建筑安裝工程費(fèi)=95550162.92+576487.9+67288663291377=106146893元第9章結(jié)論本設(shè)計(jì)分為兩個(gè)階段，設(shè)計(jì)包括詳細(xì)平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)、工程預(yù)算，最后整理設(shè)計(jì)手冊。其中平縱橫設(shè)計(jì)主要是利用經(jīng)緯地理信息進(jìn)行輔助，參考有關(guān)技術(shù)規(guī)范和參數(shù)，進(jìn)行資料錄入，并在設(shè)計(jì)結(jié)束后對線形、寬度等進(jìn)行校核。該方案涵蓋了交通建設(shè)領(lǐng)域所掌握的所有相關(guān)知識(shí)，是一個(gè)綜合的方案。而對設(shè)計(jì)者而言，其研究的內(nèi)容也是一個(gè)較高的層次和較高的難點(diǎn)。按設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行，并對各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范及有關(guān)規(guī)定。參考文獻(xiàn)[1]許金良,等.道路勘測設(shè)計(jì)[M].五版.北京:人民交通出版社,2017.[2]黃曉明.路基路面工程[M].五版.北京:人民交通出版社,2017.[3]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTGB01-2014公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:人民交通出版社2014.