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20XX/XX/XX道路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)匯報(bào)人:XXXCONTENTS目錄01
設(shè)計(jì)原始資料與依據(jù)02
路線設(shè)計(jì)03
橫斷面與路基設(shè)計(jì)04
路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CONTENTS目錄05
排水設(shè)計(jì)與橋涵方案06
工程量計(jì)算與專題設(shè)計(jì)07
設(shè)計(jì)總結(jié)與展望設(shè)計(jì)原始資料與依據(jù)01地形地貌特征分析地形地勢(shì)總體特征路線區(qū)位于南秦嶺東段山區(qū),地勢(shì)總體北高南低,地形起伏較大,海拔在650-1460m之間,相對(duì)高差約800m。地貌單元類型劃分可劃分為流水切割褶皺-斷塊中山地貌、流水侵蝕剝蝕-斷塊低山地貌、剝蝕低山-丘陵地貌和河谷階地地貌四種類型。各類型地貌具體特征中山地貌:海拔820-1460m,相對(duì)高差350-500m,溝谷多呈V型;低山地貌:海拔680-1300m,相對(duì)高差280-350m,溝谷呈U型;丘陵地貌:海拔670-880m,相對(duì)高差110-220m,山嶺低緩;河谷階地:海拔650-780m,相對(duì)高差20-30m,地形開闊平緩。地形對(duì)工程的影響地勢(shì)陡峻,地貌類型復(fù)雜,巖體穩(wěn)定性差,松散堆積層廣泛,構(gòu)成滑坡、泥石流等自然災(zāi)害多發(fā)區(qū),對(duì)路線選線和路基設(shè)計(jì)提出挑戰(zhàn)。地質(zhì)氣候水文條件地形地貌特征路線區(qū)多位于山嶺、丘陵及河谷階地,地勢(shì)起伏較大,海拔差異可達(dá)800m。地貌單元包括流水切割褶皺-斷塊中山、侵蝕剝蝕低山、剝蝕低山-丘陵及河谷階地四種類型,溝谷多呈V型或U型。地質(zhì)構(gòu)造與工程地質(zhì)地處秦嶺造山帶,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,褶皺斷裂發(fā)育,以東西向斷裂為主。不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有崩塌、滑坡、泥石流及軟弱地基,巖體穩(wěn)定性差,松散堆積層廣泛分布。氣候與水文條件屬中低緯度地區(qū),氣候四季分明,雨熱同期,年降雨量充足。水文分屬丹江流域麻池河水系及漢江流域金錢河水系,沿線主要河流需考慮橋梁、通道控制標(biāo)高及路基排水設(shè)計(jì)。筑路材料與交通量資料沿線筑路材料分布特征
路線區(qū)筑路材料需結(jié)合地形地質(zhì)條件綜合調(diào)查,主要包括石料、砂料、土料等類型。根據(jù)沿線自然地理特征,需明確材料產(chǎn)地、儲(chǔ)量、質(zhì)量及運(yùn)輸條件,為路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。交通量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集
基年交通量數(shù)據(jù)包含不同車型日均流量,如桑塔納39輛/d、黃海DD680型30輛/d、東風(fēng)EQ140型37輛/d、黃河JN163型53輛/d,需按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行車型換算與統(tǒng)計(jì)分析。交通量預(yù)測(cè)與增長(zhǎng)率
采用年增長(zhǎng)率法預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景交通量,設(shè)計(jì)年限內(nèi)年均增長(zhǎng)率為5%,需結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,計(jì)算設(shè)計(jì)年限末的年平均日交通量(AADT),作為道路等級(jí)與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心依據(jù)。設(shè)計(jì)依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)家與行業(yè)核心規(guī)范主要依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014)、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20-2017)及《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37-2012),涵蓋路線、路基、路面等全專業(yè)技術(shù)要求。
交通量與設(shè)計(jì)年限根據(jù)基年交通量(如桑塔納39輛/d、黃海30輛/d等)及5%年均增長(zhǎng)率,按二級(jí)公路15年設(shè)計(jì)年限進(jìn)行指標(biāo)核算,設(shè)計(jì)小時(shí)交通量取第30位小時(shí)值。
地形地質(zhì)條件適配針對(duì)山嶺區(qū)地形(相對(duì)高差800m)、復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造(褶皺斷裂發(fā)育),采用《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2015)中特殊路基處理措施,如滑坡路段抗滑樁設(shè)計(jì)。
強(qiáng)制性條文執(zhí)行嚴(yán)格遵循規(guī)范中強(qiáng)制性條款,如高速公路最小曲線半徑≥1000m、路基壓實(shí)度路床≥96%,瀝青路面設(shè)計(jì)彎沉值按軸載換算公式計(jì)算確定。路線設(shè)計(jì)02道路技術(shù)等級(jí)確定技術(shù)等級(jí)確定依據(jù)根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014),結(jié)合交通量預(yù)測(cè)結(jié)果、路網(wǎng)功能定位及沿線自然條件綜合確定。設(shè)計(jì)交通量按20年預(yù)測(cè),年均增長(zhǎng)率5%時(shí)需進(jìn)行多方案比選。交通量分析方法采用軸載換算公式將混合交通量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)小汽車交通量(ADT),如黃河JN163車型換算系數(shù)為2.0。以基年交通量39-53輛/d為基礎(chǔ),按5%增長(zhǎng)率計(jì)算20年遠(yuǎn)景交通量。技術(shù)等級(jí)論證流程1.功能定位:區(qū)分干線/集散/支線功能,高速公路強(qiáng)調(diào)連續(xù)通行,二級(jí)公路兼顧服務(wù)功能;2.指標(biāo)匹配:設(shè)計(jì)速度60km/h對(duì)應(yīng)二級(jí)公路平曲線最小半徑100m;3.經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià):結(jié)合建設(shè)成本與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,采用全壽命周期成本分析法。等級(jí)確定案例某山區(qū)道路經(jīng)論證采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)速度60km/h,路基寬8.5m(雙向兩車道),平曲線極限半徑65m,最大縱坡8%,滿足年均5%交通量增長(zhǎng)需求。選線原則與山嶺區(qū)要點(diǎn)
選線基本原則堅(jiān)持"安全第一、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保優(yōu)先"原則,統(tǒng)籌路網(wǎng)功能與自然條件,避免穿越生態(tài)敏感區(qū);路線應(yīng)與城鎮(zhèn)規(guī)劃、農(nóng)田保護(hù)相協(xié)調(diào),長(zhǎng)短期結(jié)合規(guī)劃布局。
山嶺區(qū)選線核心策略充分利用地形,合理選擇埡口位置,避免高點(diǎn)深挖;路線宜沿等高線布設(shè),減少高填深挖;重視地質(zhì)勘察,避開崩塌、滑坡等不良地質(zhì)路段。
線形組合設(shè)計(jì)要求同向曲線間直線長(zhǎng)度≥6V(V以km/h計(jì)),反向曲線間≥2V;優(yōu)先選用大半徑圓曲線,平曲線最小半徑需滿足規(guī)范要求,確保行車視距與舒適性。
生態(tài)保護(hù)與景觀協(xié)調(diào)選線應(yīng)與自然景觀相適應(yīng),減少對(duì)植被破壞;采用"以橋代路""以隧代挖"等措施保護(hù)生態(tài),如某山區(qū)公路通過設(shè)置2.5km隧道避開自然保護(hù)區(qū)。路線方案擬定與比選01選線原則與核心要求遵循"安全第一、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保協(xié)調(diào)"原則,統(tǒng)籌路網(wǎng)功能與自然條件,山區(qū)選線注重利用地形、避免深挖高填,平原區(qū)兼顧城鎮(zhèn)規(guī)劃與農(nóng)田保護(hù)。02方案擬定關(guān)鍵步驟1.確定起終點(diǎn)及控制點(diǎn),分析地形地質(zhì)等自然條件;2.擬定2-3條備選路線,包含平面線形、縱坡、橋涵位置等初步設(shè)計(jì);3.采用1:2000地形圖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘與室內(nèi)布線。03技術(shù)指標(biāo)比選要點(diǎn)對(duì)比路線總長(zhǎng)、平曲線占比、最小半徑、最大縱坡等參數(shù),如某案例中方案一總長(zhǎng)3.249km、平曲線占比57.99%,方案二總長(zhǎng)3.209km、平曲線占比47.53%。04經(jīng)濟(jì)與環(huán)境綜合評(píng)估結(jié)合土石方量、拆遷成本、生態(tài)影響比選,優(yōu)先選擇填挖平衡、少占農(nóng)田路段,如某山區(qū)公路通過優(yōu)化線形減少高邊坡防護(hù)工程30%。平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
01直線段設(shè)計(jì)指標(biāo)同向圓曲線間直線長(zhǎng)度≥6V(V以km/h計(jì)),反向圓曲線間≥2V;最大直線長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng),三級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h時(shí),同向曲線間直線段至少240m,反向至少80m。
02圓曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)按公路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度確定,三級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h時(shí),圓曲線最小半徑一般值100m、極限值65m,最大半徑10000m;平曲線最小長(zhǎng)度一般值200m、極限值70m。
03緩和曲線設(shè)計(jì)指標(biāo)采用回旋線,長(zhǎng)度需滿足行車軌跡順滑過渡,三級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h時(shí),緩和曲線長(zhǎng)度≥35m;與圓曲線組合采用"直-緩-圓-緩-直"形式,確保線形連續(xù)均衡。
04視距與超高加寬指標(biāo)停車視距應(yīng)符合規(guī)范要求,設(shè)計(jì)時(shí)速40km/h時(shí)不小于40m;平曲線半徑小于不設(shè)超高最小半徑時(shí)需設(shè)置超高,加寬值根據(jù)車型和半徑計(jì)算,三級(jí)公路一般采用類加寬。縱斷面設(shè)計(jì)原則與要求安全性優(yōu)先原則縱坡設(shè)計(jì)需滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20-2006)要求,最大縱坡不超過8%(山嶺區(qū)二級(jí)公路),連續(xù)陡坡路段需設(shè)置緩坡段,坡長(zhǎng)限制按規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行,確保行車安全。平縱組合協(xié)調(diào)原則避免凸形豎曲線與平曲線重疊,凹形豎曲線底部不宜設(shè)置反向平曲線拐點(diǎn),保證線形順適。平面長(zhǎng)直線段不宜配合陡坡,平曲線半徑≤1000m時(shí)縱坡宜≤4%,提升駕駛舒適性。最小填土高度確定根據(jù)路基土類型及水文條件,黏性土路基最小填土高度≥0.5m,砂性土≥0.3m,確保路基處于干燥或中濕狀態(tài),減少凍脹、翻漿病害。控制標(biāo)高設(shè)計(jì)要求橋梁橋面標(biāo)高需高于設(shè)計(jì)洪水位0.5m以上,通道凈空≥4.5m(公路-Ⅱ級(jí)),隧道洞口標(biāo)高結(jié)合地形及排水坡度綜合確定,與兩端路線縱坡平滑銜接。排水與經(jīng)濟(jì)性平衡縱坡應(yīng)≥0.3%以利路面排水,特殊路段≥0.5%。通過優(yōu)化坡長(zhǎng)與坡度組合,減少填挖方量,如某山區(qū)路段采用3.5%縱坡+600m坡長(zhǎng)設(shè)計(jì),較原方案降低土方量12%。平縱組合設(shè)計(jì)要點(diǎn)
平縱組合設(shè)計(jì)原則平縱組合設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“安全第一、線形連續(xù)、視覺協(xié)調(diào)”原則,確保車輛行駛的順適性和安全性。設(shè)計(jì)需避免平面直線與縱面陡坡、平面急彎與縱面凸形豎曲線重合等不利組合,以減少駕駛員視覺疲勞和操作難度。
平曲線與豎曲線組合要求平曲線宜與豎曲線同坡段對(duì)應(yīng),且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線,使豎曲線包含在平曲線內(nèi)。同向曲線間的直線段應(yīng)設(shè)置豎曲線過渡,反向曲線間的豎曲線宜采用較小半徑,避免出現(xiàn)“駝峰”或“凹陷”現(xiàn)象。例如,當(dāng)平曲線半徑小于1000m時(shí),豎曲線半徑不宜小于平曲線半徑的10-20倍。
縱坡與平曲線半徑協(xié)調(diào)縱坡大小應(yīng)與平曲線半徑相適應(yīng),平曲線半徑較小時(shí)不宜采用大縱坡。一般情況下,平曲線半徑小于500m時(shí),縱坡不宜大于5%;平曲線半徑小于200m時(shí),縱坡不宜大于4%,以保證車輛在彎道行駛時(shí)的穩(wěn)定性。
視距保障與景觀協(xié)調(diào)平縱組合設(shè)計(jì)需確保足夠的行車視距,凸形豎曲線頂部與平曲線拐點(diǎn)重合時(shí),應(yīng)驗(yàn)算視距是否滿足規(guī)范要求。同時(shí),應(yīng)結(jié)合地形地貌優(yōu)化線形,使道路線形與自然景觀相協(xié)調(diào),避免大填大挖,減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。橫斷面與路基設(shè)計(jì)03橫斷面布置與路拱橫坡
橫斷面布置原則與組成橫斷面布置需根據(jù)道路等級(jí)、交通組成及功能定位確定,包括行車道、路肩、分隔帶等要素。以二級(jí)公路為例,典型布置為雙向兩車道,路基寬度8.5m,其中行車道2×3.5m,硬路肩2×0.25m,土路肩2×0.5m,中央分隔帶根據(jù)需要設(shè)置,注重機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車、行人的路權(quán)分配。
路拱橫坡設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)路拱橫坡用于路面排水,其坡度需結(jié)合路面類型確定:瀝青路面一般為1.5%-2.0%,水泥混凝土路面為1.0%-1.5%。路拱形式多采用拋物線形或直線形,確保雨水快速排向路肩或邊溝,減少路面積水風(fēng)險(xiǎn),提升行車安全性。
超高與加寬設(shè)置要求平曲線段需設(shè)置超高和加寬,超高坡度根據(jù)設(shè)計(jì)速度、曲線半徑確定,最大超高值二級(jí)公路一般為6%;加寬值按《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算,四級(jí)公路及山嶺重丘區(qū)三級(jí)公路需考慮,采用內(nèi)側(cè)加寬方式,確保車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的行駛穩(wěn)定性與舒適性。
中央分隔帶設(shè)計(jì)要點(diǎn)高速公路、一級(jí)公路中央分隔帶寬度通常為2m-4m,采用波形梁護(hù)欄或混凝土護(hù)欄分隔對(duì)向交通,設(shè)置開口以滿足緊急救援需求,開口間距一般不大于5km。分隔帶內(nèi)可種植綠化植被,起到防眩、美化環(huán)境及生態(tài)保護(hù)作用。超高與加寬設(shè)計(jì)超高設(shè)計(jì)原則與設(shè)置條件超高設(shè)計(jì)需滿足車輛行駛穩(wěn)定性,根據(jù)設(shè)計(jì)速度、曲線半徑確定超高值。《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:設(shè)計(jì)速度60km/h時(shí),圓曲線最小半徑125m對(duì)應(yīng)超高橫坡度8%;積雪冰凍地區(qū)最大超高不宜超過6%。加寬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與過渡方式加寬值按《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》選取,二級(jí)公路單車道加寬值:R=250m時(shí)為0.6m,R=150m時(shí)為1.0m。加寬過渡采用線性過渡方式,過渡段長(zhǎng)度不小于10m,確保行車軌跡順滑。超高與加寬的組合設(shè)計(jì)案例某山區(qū)二級(jí)公路平曲線R=150m,設(shè)計(jì)速度60km/h,采用超高3%+加寬1.0m組合設(shè)計(jì)。過渡段長(zhǎng)20m,超高從直線段2%路拱橫坡漸變至曲線段3%,加寬同步完成過渡,保障彎道行車安全。一般路基設(shè)計(jì)要求
路基設(shè)計(jì)基本原則遵循"安全耐久、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境保護(hù)"原則,結(jié)合地形地貌、地質(zhì)條件及道路等級(jí),確保路基具有足夠強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性,與周邊生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。
路基橫斷面基本參數(shù)根據(jù)道路等級(jí)確定路基寬度,如二級(jí)公路通常采用8.5m路基寬(2×3.5m行車道+2×0.5m土路肩);路拱橫坡一般為1.5%-2.0%,確保路面排水順暢。
填料選擇與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先選用級(jí)配良好的粗粒土作為填料,路床(0-80cm)填料CBR值應(yīng)≥8%;路基壓實(shí)度需符合規(guī)范要求,如高速公路路床壓實(shí)度≥96%(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))。
邊坡防護(hù)與穩(wěn)定性控制填方路基邊坡坡度根據(jù)填料性質(zhì)確定,粉質(zhì)土邊坡高度≤8m時(shí)坡度宜為1:1.5-1:2.0;挖方路段需結(jié)合地質(zhì)條件設(shè)置截水溝、擋土墻等防護(hù)設(shè)施,防止崩塌、滑坡。
施工質(zhì)量控制要點(diǎn)嚴(yán)格控制填料含水量在最佳含水率±2%范圍內(nèi),分層填筑厚度≤30cm,采用重型壓路機(jī)碾壓;高填方路基(高度>20m)應(yīng)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn),工后沉降量需≤30cm。路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與施工注意事項(xiàng)
路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與壓實(shí)度要求路基壓實(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2015),路床(0-80cm)壓實(shí)度≥96%,路堤壓實(shí)度≥94%(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))。不同填料需采用對(duì)應(yīng)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),如粉質(zhì)土路基需控制最佳含水量±2%范圍內(nèi)施工。
壓實(shí)機(jī)械選擇與工藝參數(shù)根據(jù)填料類型選擇壓實(shí)機(jī)械:土方路基宜采用20-25t振動(dòng)壓路機(jī),石方路基選用30t以上重型壓路機(jī)。分層填筑厚度≤30cm(土方)或≤50cm(石方),碾壓速度控制在2-4km/h,碾壓次數(shù)不少于6遍,確保無輪跡。
特殊路基壓實(shí)處理措施軟土路基需先進(jìn)行換填處理(換填砂礫石厚度≥50cm)或采用CFG樁復(fù)合地基(樁間距1.5-2.0m);膨脹土路基應(yīng)摻入6%-10%石灰改性,壓實(shí)后及時(shí)覆蓋土工膜防水;凍土路基施工需避免擾動(dòng)凍土上限,采用保溫護(hù)道措施。
施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收要點(diǎn)壓實(shí)度檢測(cè)采用灌砂法(每2000m21點(diǎn)),路基頂面彎沉值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求(采用貝克曼梁檢測(cè),每車道每公里50點(diǎn))。施工中需做好排水,避免雨天作業(yè),高填方路基(高度>20m)應(yīng)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn),工后沉降控制值≤30cm。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)04路面類型與結(jié)構(gòu)層組合原則
路面類型選擇依據(jù)根據(jù)道路等級(jí)、交通量(如基年交通量及5%年均增長(zhǎng)率)、氣候條件(如降雨量、溫度)及地質(zhì)水文特征選擇,常見類型包括瀝青混凝土路面(適用于高等級(jí)、多雨地區(qū))和水泥混凝土路面(適用于重載、干旱地區(qū))。
結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)原則遵循“自上而下強(qiáng)度遞減、剛度遞增”原則,面層需滿足抗滑、耐磨、平整要求,基層具備足夠承載力和擴(kuò)散荷載能力,底基層起支撐和排水作用,如瀝青路面典型組合為“瀝青混凝土面層+水泥穩(wěn)定碎石基層+二灰土底基層”。
標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算以雙輪組單軸100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載(BZZ-100),根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》將不同車型(如黃河JN163、東風(fēng)EQ140)交通量換算為當(dāng)量軸次,作為結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算依據(jù),設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸次需滿足道路等級(jí)要求。
功能型路面技術(shù)應(yīng)用結(jié)合綠色環(huán)保理念,推廣再生瀝青混合料(RAP摻量≥30%)、透水路面、溫拌瀝青技術(shù),以及超薄磨耗層(厚度≤4cm)等新型結(jié)構(gòu),提升路面耐久性與生態(tài)效益,如滬嘉高速采用微表處技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算
標(biāo)準(zhǔn)軸載的定義與參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),我國(guó)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》以BZZ-100為標(biāo)準(zhǔn)軸載,單軸雙輪組,軸重100kN,輪胎接地壓強(qiáng)0.7MPa,接地圓當(dāng)量直徑21.3cm。
軸載換算的目的與原則軸載換算通過等效原則將不同車型軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù),反映對(duì)路面的累計(jì)損傷。核心原則:不同軸載在同一路面結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生相同疲勞損傷或永久變形時(shí),其作用次數(shù)等效。
軸載換算公式與參數(shù)采用指數(shù)公式N=N×(P/P),其中n為指數(shù)(瀝青路面疲勞損壞n=18,永久變形n=10.5;水泥路面n=22)。如黃河JN163(軸載110kN)換算為BZZ-100時(shí),疲勞損傷換算系數(shù)為(110/100)≈5.55。
交通量數(shù)據(jù)處理實(shí)例某道路基年交通量含東風(fēng)EQ140(軸載60kN,37輛/d)、黃河JN163(軸載110kN,53輛/d),按n=18換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載:EQ140貢獻(xiàn)37×(60/100)≈0.02次/d,JN163貢獻(xiàn)53×5.55≈294次/d,合計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)約294次?;鶎优c面層組成設(shè)計(jì)基層材料選擇與技術(shù)要求采用水泥穩(wěn)定碎石基層,7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥3.5MPa,集料級(jí)配滿足《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》要求,壓實(shí)度≥98%。面層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則遵循"強(qiáng)基薄面"原則,瀝青面層采用AC-13C+AC-20C雙層結(jié)構(gòu),總厚度18cm;水泥混凝土面層厚度按設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度5.0MPa控制。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)馬歇爾穩(wěn)定度≥8kN,流值2-4mm,動(dòng)穩(wěn)定度≥3000次/mm(高溫區(qū)),采用SBS改性瀝青,油石比4.5%-5.0%。水泥混凝土面層配筋設(shè)計(jì)面板厚度24cm,縱縫采用拉桿間距50cm,橫縫設(shè)傳力桿直徑28mm,鋼筋保護(hù)層厚度≥30mm,滿足《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。路面結(jié)構(gòu)層厚度確定方法
土基回彈模量測(cè)定通過承載板試驗(yàn)或查表法確定土基回彈模量,反映路基承載能力,是路面厚度計(jì)算的基礎(chǔ)參數(shù)。
路面結(jié)構(gòu)及參數(shù)擬定根據(jù)道路等級(jí)、交通量等選擇面層、基層、底基層類型,初擬各結(jié)構(gòu)層厚度及材料參數(shù),如瀝青混凝土面層、水泥穩(wěn)定碎石基層等。
設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算依據(jù)交通量、設(shè)計(jì)年限、累計(jì)當(dāng)量軸次等,按規(guī)范公式計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉值,控制路面整體剛度。
容許彎拉應(yīng)力驗(yàn)算對(duì)各結(jié)構(gòu)層材料進(jìn)行彎拉強(qiáng)度試驗(yàn),計(jì)算容許彎拉應(yīng)力,確保結(jié)構(gòu)層在車輛荷載作用下不產(chǎn)生開裂破壞。
按容許彎沉計(jì)算厚度采用彈性層狀體系理論,根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算各結(jié)構(gòu)層所需厚度,優(yōu)先滿足整體剛度要求。
彎拉應(yīng)力復(fù)核調(diào)整對(duì)計(jì)算厚度進(jìn)行彎拉應(yīng)力驗(yàn)算,若不滿足容許值,調(diào)整結(jié)構(gòu)層厚度或材料參數(shù),直至雙重指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。路面施工技術(shù)要求
瀝青混凝土面層施工要點(diǎn)攤鋪溫度控制在160-170℃(普通瀝青),采用梯隊(duì)作業(yè)熱接縫;壓實(shí)分初壓(鋼輪,2-3km/h)、復(fù)壓(膠輪,3-5km/h)、終壓(消除輪跡);AC-13C型混合料馬歇爾穩(wěn)定度≥8kN,流值2-4mm。
水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制采用廠拌法拌合,延遲時(shí)間≤2h;分層攤鋪厚度18-20cm,7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥3.5MPa;碾壓含水量比最佳含水量高1%-2%,壓實(shí)度≥98%。
二灰土底基層施工規(guī)范石灰與粉煤灰配比按設(shè)計(jì)控制,采用路拌法施工;分層厚度15-20cm,壓實(shí)度≥96%;養(yǎng)護(hù)期≥7d,期間禁止車輛通行,采用灑水或薄膜覆蓋保濕。
特殊路段施工注意事項(xiàng)透水路面施工需嚴(yán)格控制級(jí)配、壓實(shí)度及接縫處理,基層設(shè)土工布隔離層防堵塞;高寒地區(qū)路面需驗(yàn)算防凍厚度,摻入早強(qiáng)劑縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間;舊路改造時(shí)需對(duì)原路面進(jìn)行PCI、RQI檢測(cè),確定銑刨厚度及加鋪方案。排水設(shè)計(jì)與橋涵方案05路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
防排疏結(jié)合原則路基排水設(shè)計(jì)需綜合采取預(yù)防、排除、疏干等措施,與路面排水、路基防護(hù)、地基處理相互協(xié)調(diào),形成完整排水體系。
因地制宜原則根據(jù)路線區(qū)地形地貌(如南秦嶺東段山區(qū)V型溝谷)、地質(zhì)條件(松散堆積層廣泛分布)及水文特征(分屬丹江、漢江流域),選擇適宜的排水結(jié)構(gòu)類型。
安全可靠原則針對(duì)崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)路段,設(shè)置邊溝、排水溝、盲溝等設(shè)施,確保路基邊坡穩(wěn)定,減少自然災(zāi)害對(duì)道路的危害。
經(jīng)濟(jì)高效原則結(jié)合筑路材料分布(沿線筑路材料情況自查),優(yōu)先選用本地材料,優(yōu)化排水設(shè)施布局,降低建設(shè)及維護(hù)成本,同時(shí)滿足設(shè)計(jì)年限內(nèi)排水需求。排水結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)要點(diǎn)邊溝與排水溝設(shè)計(jì)邊溝設(shè)置于挖方路段及填土高度小于邊溝深度的填方路段,采用梯形或矩形斷面,土質(zhì)邊溝邊坡坡度1:1.0-1:1.5,漿砌邊溝可采用1:0.5。排水溝宜沿路線布設(shè),與地形、道路縱坡協(xié)調(diào),縱坡不小于0.3%,斷面尺寸根據(jù)匯水面積計(jì)算確定。截水溝與跌水井設(shè)計(jì)截水溝設(shè)置于挖方路基邊坡上方,距坡頂5m以上,斷面寬度不小于0.5m,長(zhǎng)度超過500m時(shí)增設(shè)泄水口。跌水井用于陡坡地段,臺(tái)階高度1-3m,單級(jí)跌水高度不超過6m,井壁采用漿砌片石或混凝土澆筑,井底設(shè)消能設(shè)施。涵洞與檢查井設(shè)計(jì)涵洞類型根據(jù)流量、地形選擇,孔徑不小于0.75m,蓋板涵、圓管涵適用于小流量,拱涵適用于大流量。檢查井間距:直線段不大于30m,曲線段不大于20m,井深超過1.5m時(shí)設(shè)爬梯,井底設(shè)流槽與沉泥槽。排水系統(tǒng)材料與施工要求邊溝、排水溝采用C15混凝土現(xiàn)澆或M7.5漿砌片石砌筑,厚度不小于20cm。涵洞基礎(chǔ)采用砂礫墊層或混凝土基礎(chǔ),地基承載力不小于150kPa。施工時(shí)需做好基底處理,確保排水通暢,與路基同步施工,避免積水浸泡路基。橋涵設(shè)計(jì)基本要求
功能適配性要求橋涵設(shè)計(jì)需滿足道路等級(jí)對(duì)應(yīng)的荷載標(biāo)準(zhǔn),如二級(jí)公路橋梁應(yīng)采用公路-Ⅱ級(jí)荷載。同時(shí)需結(jié)合路線跨越的河流、鐵路等障礙物特征,確定合理的孔徑和凈空,例如跨越通航河流時(shí)需滿足航道等級(jí)對(duì)應(yīng)的通航凈寬與凈高要求。
結(jié)構(gòu)安全性要求應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選擇適宜的基礎(chǔ)形式,對(duì)不良地質(zhì)路段需進(jìn)行特殊處理,如巖溶地區(qū)采用填充注漿加固。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,抗震設(shè)防需符合《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求,重要橋梁應(yīng)進(jìn)行抗震專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
經(jīng)濟(jì)合理性要求在滿足功能和安全的前提下,通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式、選用本地材料降低造價(jià)。例如中小跨徑橋梁優(yōu)先采用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)以縮短工期,減少施工干擾。同時(shí)需考慮全壽命周期成本,包括建設(shè)、養(yǎng)護(hù)及后期改造費(fèi)用。
環(huán)境協(xié)調(diào)性要求橋涵布置應(yīng)與周邊地形地貌相適應(yīng),避免大填大挖??缭缴鷳B(tài)敏感區(qū)時(shí),需設(shè)置動(dòng)物通道或采用環(huán)保型施工工藝。外觀設(shè)計(jì)宜與道路整體景觀協(xié)調(diào),可采用輕型化、簡(jiǎn)潔化的結(jié)構(gòu)造型,減少對(duì)自然景觀的破壞。橋涵方案比選與確定
橋涵方案比選原則橋涵方案比選需遵循安全耐久、經(jīng)濟(jì)合理、適用環(huán)保、與路線協(xié)調(diào)的原則,綜合考慮地形地質(zhì)、水文條件、交通需求及施工維護(hù)等因素,確保方案技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)。
主要比選指標(biāo)比選指標(biāo)包括結(jié)構(gòu)類型(梁橋、拱橋、涵洞等)、跨徑大小、施工工藝、工程數(shù)量、造價(jià)、工期、對(duì)周邊環(huán)境影響及后期養(yǎng)護(hù)成本等,需量化分析各方案優(yōu)劣。
典型方案案例以某山區(qū)二級(jí)公路為例,針對(duì)跨越V型深谷,擬定方案一:20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋(造價(jià)280萬元,工期8個(gè)月);方案二:1-4m鋼筋混凝土蓋板涵(需設(shè)高路堤,造價(jià)190萬元,工期6個(gè)月)。經(jīng)比選,方案二因地形適應(yīng)性差、路堤穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)高被否決,最終選定方案一。
方案確定依據(jù)依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果及專家評(píng)審意見,確定橋涵的位置、結(jié)構(gòu)形式、跨徑及基礎(chǔ)類型,確保滿足設(shè)計(jì)荷載及使用功能要求。工程量計(jì)算與專題設(shè)計(jì)06路基土石方量計(jì)算方法橫斷面面積計(jì)算法
通過測(cè)量每個(gè)橫斷面的填挖寬度與高度,采用幾何圖形法(如梯形、三角形)計(jì)算面積。公式:\(A=\frac{(B+b)h}{2}\)(B為路基寬度,b為地面寬度,h為填挖高度)。適用于地形變化平緩路段,配合CAD軟件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化計(jì)算。平均斷面法(距離加權(quán)法)
相鄰兩橫斷面面積平均值乘以樁號(hào)間距得土石方量,公式:\(V=\frac{(A_1+A_2)}{2}\timesL\)(\(A_1、A_2\)為相鄰斷面面積,L為樁號(hào)間距)。計(jì)算簡(jiǎn)便,誤差率約5%-10%,廣泛用于道路初步設(shè)計(jì)階段。方格網(wǎng)法與等高線法
方格網(wǎng)法將場(chǎng)地劃分為10-50m網(wǎng)格,計(jì)算各網(wǎng)格角點(diǎn)填挖高度后求體積,適用于平坦區(qū)域;等高線法利用相鄰等高線圍合面積差與高差乘積計(jì)算,公式:\(V=\frac{(S_1+S_2)}{2}\timesh\)(\(S_1、S_2\)為相鄰等高線面積,h為等高距),適用于山地地形。計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算技術(shù)
采用Civil3D、緯地等專業(yè)軟件,導(dǎo)入地形數(shù)據(jù)生成數(shù)字地面模型(DTM),自動(dòng)計(jì)算土石方量并生成調(diào)配圖表。某山區(qū)二級(jí)公路案例顯示,軟件計(jì)算效率較手工提升80%,誤差率控制在3%以內(nèi),且支持動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。路面工程量計(jì)算要點(diǎn)
結(jié)構(gòu)層面積計(jì)算規(guī)則以道路中心線長(zhǎng)度乘以各結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)寬度,扣除交叉口、橋梁等非路面區(qū)域面積。瀝青面層寬度需包含加寬值,基層寬度按面層寬度每側(cè)增加0.3m工料機(jī)富余量計(jì)算。
厚度參數(shù)確定方法依據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50-2017),以設(shè)計(jì)彎沉值和層底拉應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果為控制指標(biāo),結(jié)合材料抗壓模量確定各結(jié)構(gòu)層厚度,典型瀝青路面總厚度不小于50cm。
工程量計(jì)算公式單結(jié)構(gòu)層體積=設(shè)計(jì)長(zhǎng)度×設(shè)計(jì)寬度×平均厚度,總工程量為各結(jié)構(gòu)層體積之和。采用Excel按樁號(hào)分段計(jì)算,自動(dòng)匯總路基加寬段、超高段特殊區(qū)域工程量。
損耗系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)瀝青混凝土面層損耗系數(shù)1.03,水泥穩(wěn)定碎石基層1.05,級(jí)配碎石底基層1.08,依據(jù)《公路工程預(yù)算定額》(JTG/T3830-2018)結(jié)合施工工藝確定。路面快速養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)
微表處技術(shù)微表處技術(shù)適用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),具有施工速度快(單層厚度5-10mm,日均施工1000-2000㎡)、抗滑性能優(yōu)(構(gòu)造深度≥0.55mm)等特點(diǎn)。如滬嘉高速公路應(yīng)用中,通過聚合物改性乳化瀝青混合料,有效修復(fù)車轍深度≤15mm的路面病害,使用壽命可達(dá)5-8年。
瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)就地?zé)嵩偕夹g(shù)通過現(xiàn)場(chǎng)加熱(溫度160-180℃)、銑刨、再生劑添加及重鋪,實(shí)現(xiàn)舊料100%再生利用。滬寧高速公路應(yīng)用案例顯示,該技術(shù)可縮短工期4
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