公路施工圖設計主要包括公路選線定線、平面線形設計、縱斷面設計、橫斷面設計、路基設計、涵洞設計、路面設計等幾個主要部分。選線定線主要是路線方案選優(yōu);平面線形設計包括直線以及各類曲線要素的確定,縱斷面設計要求確定豎曲線及其要素、以及涵洞布設位置等;橫斷面設計中考慮路面加寬、超高,還要考慮土石方調(diào)運問題;路面設計為利用設計軟件設計瀝青混凝土路面。
一、 長營線沿線自然情況
本區(qū)域屬遼寧東北部低山~丘陵區(qū),一般海拔高度300~600m,最高達1013.8m。本條線路公路場地地貌可劃分為剝蝕侵蝕低山丘陵地貌、沖積谷地地貌、侵蝕堆積地貌三個地貌單元。地勢東高西低。場地工程地質條件良好,僅局部出現(xiàn)軟土、泥炭土、溶洞等不良工程地質現(xiàn)象,適宜橋路建設。線路場地工程地質條件簡單,主要含水層為第四紀松散層的孔隙潛水,局部具有微承壓性,地下水對砼無腐蝕性。本區(qū)場地地震基本烈度為ⅵ度。本區(qū)域屬于溫帶半濕潤季風氣候區(qū),四季分明。七月份平均氣溫20℃~25℃,最高氣溫37.2℃,一月份平均氣溫-15~-20℃,最低氣溫-37.6℃,年平均氣溫5~8℃。
二、設計標準
長營線一級公路(l-m段)施工圖設計,該路段全長2705.1m,按一級公路進行設計,路基寬度24.5m,設計階段為一階段施工圖設計,設計車速80km/h,線路起點高程174m,終點高程208m, 在設計中,嚴格按照我國頒布的公路工程技術標準、規(guī)范、準則來進行設計。設計標準由(jtg d20-2006)公路路線設計規(guī)范[m]查得。
三、路線設計
1.平面設計
1.1平面選線
選線工作要根據(jù)使用任務和性質,綜合考慮沿線國民經(jīng)濟發(fā)展狀況,正確處理好近期和遠期的關系,使路線在整個公路網(wǎng)中發(fā)揮較好的作用。應注意工程經(jīng)濟與營運經(jīng)濟相結合。充分利用地形、地勢及地質特征,正確應用技術標準,搞好平面、縱短面、橫斷面三方面的綜合設計,做到平面短捷順適、縱坡平緩均衡和橫斷面穩(wěn)定經(jīng)濟等。選線步驟如下:
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(1)全面布局:主要解決路線的走向。
(2)逐段安排:加密控制點,解決局部性路線方案。
(3)具體定線:在逐段安排的小控制點之間,根據(jù)自然條件和標準,在合適的路段內(nèi)進行路線平、縱、橫綜合設計,定出中線的最終位置。
1.2 平面定線
公路平面線由直線、圓曲線和緩和曲線組成。直線應根據(jù)路線所處的地形、地物和地貌并綜合考慮駕駛者的視覺、心理等合理布設。但是直線的最大長度應有所限制,應結合具體情況采取相應的的技術措施。不論轉角大小均應設置圓曲線,當不得已而設置小于7?的濁時則必須設置足夠長的沁1圓沁半徑小于不設尺最小半徑時&設尺"且用尺緩和段劣。緩和沁長度還應大于尺股段的長度?叩暮崞露勸垂返燃丁⑿諧鄧俁齲睬甙刖叮訪胬嘈停勻惶跫統(tǒng)盜咀槌傻惹榭鋈范ār話愎吩睬哂ψ酆峽悸巧杓圃潁韭范喂采?4個圓曲線。
二、平曲線設計
2.1平曲線計算
對于實地定線來說,平曲線設計的主要工作是曲線要素的計算
(1)平曲線要素的計算范例
1)平曲線要素的計公式
根據(jù)此計算過程,將計算結果填入"直線、曲線及轉角一覽表"并作為繪制平面圖的依據(jù)。
2.2 中樁敷設
在直線段上和曲線上中樁樁距一般為20m。另外,必須標明的中樁包括起終點樁、公里樁、百米樁、平曲線控制樁以及地形、地物加樁。同時在地形圖上繪制路線平面圖,并填寫直、曲轉角一覽表等平曲線相關表格
2.3 超高設計
在確定超高值時應注意以下幾點:
(1)高速公路、一級公路的超高橫坡度不應大于10%,其他各級公路不大于8%;
(2)在積雪、冰凍地區(qū),最大超高不超過6%;
(3)各級公路圓曲線最小超高為直線段的路拱坡度值
三、縱斷面設計
3.1 設計步驟
(1)準備工作:縱坡設計前,根據(jù)中樁和水準記錄點繪出路線縱斷面圖的地面線,繪出平面直線和曲線示意圖,寫出每個中樁的樁號和地面標高以及土壤地質說明。
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(2)標注縱面控制點:控制點即影響縱坡設計的高程控制點。控制點主要有路線起終點、埡口、重要橋梁及特殊涵洞、隧道的控制標高、路線交叉點、地質不良地段的最小填土和最大挖深標高、沿溪線的洪水位標高、重要城鎮(zhèn)通過位置的標高及受其它因未限制路線必須通過的控制點標高等。
(3)試坡:試坡時注意"前后照顧,以點定線,反復比較,以線交點",同時注意連續(xù)陡坡最大長度,及最大縱坡等標準。
(4)調(diào)坡:調(diào)坡要結合選線意圖并對照技術標準進行,調(diào)整坡度線的方法有抬高、降低、延長、縮短縱坡線和加大、減小縱坡度等。調(diào)整時少脫離控制點、少變動填挖為原則,以便調(diào)整后的縱坡與試定縱坡基本相符。
根據(jù)橫斷面圖核對縱坡線,這一工作非常必要。
(5)確定縱坡線:經(jīng)調(diào)整核對合理后,可確定縱坡線。定坡是把坡度值、變坡點位置和高程確定下來。變坡點位置可直接從圖上讀出,一般調(diào)整到整10m樁位上。
(6)計算設計標高:設計縱坡時注意在回頭曲線地段設計縱坡,應先按回頭曲線的要求確定回頭曲線部分的縱坡,然后向兩端接坡。同時注意回頭曲線地段不適合設豎曲線。我一般在回頭曲線處設緩坡向兩端接陡坡。
3.2 豎曲線設計表(附后))
四、路基橫斷面設計
(1)讀取全線橫斷面地面線;
(2)點繪橫斷面地面線;
(3)將橫斷面的填、挖值及有關資料(如路基寬度、超高等)抄于相應樁號的斷面上;據(jù)地質調(diào)查資料,確定挖、填方坡比及邊溝形狀和尺寸;
(4)繪橫斷面設計線,又稱"戴帽子";
(5)計算橫斷面面積。橫斷面面積計算中,填方面積,挖方面積都應分別計算;
(6)填土石方工程數(shù)量計算表,土石方數(shù)量計算采用平均斷面法:
五、涵洞設計
(1)涵洞位置應服從路線線位設計,注意與農(nóng)田排灌相結合,適應路線平、縱要求,并與路基排水系統(tǒng)相協(xié)調(diào),宜盡量使工程數(shù)量小,工程造價降低;
(2)當溝床縱坡較大時,出水口涵底標高應以下游洞口溝床標高為控制;
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(3)涵洞洞身沿整個長度進行分節(jié),分節(jié)每段長為2~6m,節(jié)間用沉降縫分開,并將基礎也分開,涵洞洞身分節(jié)后可防止由于荷載分布不均勻及地基不均勻沉降而使涵洞洞身產(chǎn)生裂縫。沉降縫間設置浸瀝青的木板或填塞浸以瀝青的麻絮,縫寬2~3cm。