施工图纸总说明
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总说明
一、概述
1.1 任务依据
根据重庆交通大学土木建筑学院毕业设计的要求,本人完成贵州省道S309线E段一级公路的设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按公路等级一级、设计车速80km/h进行设计。
设计文件必须符合现行有关设计标准与规范的规定。
1.2 全线采用一级公路设计标准,其主要技术指标如下:
1.3 采用技术标准、规范:
《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)
《公路路线设计规范》(JTG D02-2006)
《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)
《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)
《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
《公路环境保护设计规范》(JTG B04-2010)
《公路工程基本建设项目概算预算编制办法》(JTGB06-2007)
《公路排水设计规范》(JTG/TD33-2012)
此路段严格按照一级公路标准进行设计,所有设计文件均符合现行有关设计标准与规范的规定。
二、工程地质概况
2.1 地理位置及交通概况
本项目地处贵州黔东南,地貌以低山为主,次为丘陵和中山。
设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 2507858,交通量平均年增长率8%。
因为本次设计等级较高,时速80km/h,设计中在满足设计规范及设计要求的基础上,尽量保证线形美观,减少工程量,少破坏自然环境;主要控制点有路线与河流的关系,起终点、桥梁、涵洞以及其他因素限制而使路线必须通过的控制点标高等,并做到最大程度地减少工程量和破坏沿线原有构造物使用功能。
2.2 地形、地质及水文条件
所在区域位于华南准地台与扬子准地台的过渡带,山岳与谷地多呈南北向排列,山脉走向与构造线基本一致。
地貌类型为溶蚀、侵蚀地貌,属浅、中至深切割中低山及高山区。
地表水系为珠江水系。
测区属亚热带季风气候,气候湿润多雨,冬无严寒,夏无酷暑。
年平均降水在1160~1400毫米之间,多集中于五至十月份。
年平均气温15~18℃,极端最高气温36.7℃,以每年8月份最
热,每年12月份至次年2月为霜冻期,极端最低气温-11.2~-11.5℃。
灾害气候主要为春旱、冰雹和暴雨。
沿线经过地层主要为石炭系、二迭系灰岩外,其余均为震旦系。
基岩大多裸露,地层主要由上板溪群清水江组的含绢云母板岩和含砂质板组成,岩石强度较低,节理发育,抗风化能力差。
地震基本烈度小于Ⅵ度。
材料及设施供应情况:钢材、水泥、沥青可由贵阳采购,其他主要材料可在都匀采购。
沿线无石灰岩、白云岩分布,购买砂石材料的料场距工地约30公里。
外购材料的运输以汽车运输为主。
三、公路选线
本次设计所给资料为1:2000的地形图,选线方法采用纸上选线,在已测得的地形图上,尽显路线布局、方案比选,从而在纸上确定路线。
本次设计的选线就是根据道路的性质、任务等级和标准,结合地形图以及资料所给地形、地质、地物以及其他沿线条件,综合平、纵、横三方面因素,在纸上选定路线的方向并确定路线的空间位置的过程。
因此公路修建之前必须选好路线位置,这是公路勘测设计中决定全局的重要工作。
要做好选线工作,必须综合考虑多方面因素,逐步接近地,分阶段地进行工作,内容应从粗到细、从整体到布局,工作过程是从面到带、从带到线,同时使路线位置设计有步骤地从较多地方案中经过多次选优,最终达到最佳位置。
选线的基本原则就是:路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。
要遵从少拆迁、少占地,减少填挖方数量以降低和节约公路造价的原则;正确掌握和运用技术标准;选线应重视水文地质问题。
不良地质地貌对公路的稳定影响极大,在选线时应尽量绕避。
如遇水田、河塘、陡崖、断裂带等特殊地段应尽量避开;重视环境保护,尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。
四、平面设计
在平面线性设计中,在严格遵守相应技术标准的基础上,具体定出各参数取值。
本次设计公路起点桩号为K0+000,终点桩号为K3+046.209,起终点间共设置了一个转点,转点处平曲线线形组合为直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的基本型曲线。
转点处圆曲线半径大于不设加宽的最小半径,故路线全线不加宽。
路线最大超高为5%,超高过渡方式采用中央分隔带两侧边缘旋转方式。
在路线全程共设有一座桥梁双幅空心板桥,中心桩号分别为k2+267.834,k2+276.771;涵洞8座;一段改河工程,改河长度400m,改河宽度为6m,深度为2m
五、纵断面设计
根据《公路工程技术标准》JTG B01-2014,本次设计公路所采用相应指标如下:
本次设计公路公共设有5个变坡点,变坡点桩号分别为k0+560,k1+150,k1+775,k2+160,k2+600,对应的竖曲线半径分别为,5000m(凹型),5000m(凸型),4700m(凹型),5000m(凸型),8000m(凹型)。
6段纵坡坡度及长度分别为:0.85%,560m;4.7%,590m;0.5%,625m;4%,385m;2.2%,440m;3.55%,446.209m。
六、横断面设计
6.1 基本要求
横断面是中线上各点的法向切面,它有横断面设计线和地面线构成,路基横断面设计就是在各中桩位的横断面地面线的基础上,确定横断面设计线的形状、尺寸、结构等的工作。
目的主要是:为路基施工提供资料数据(即路基横断面设计图);为计算土石方提供面积资料。
路基是路面的基础,路基的强度与稳定性直接影响到路面的强度与稳定性。
经计算将交通量换算成年平均日交通量为34241辆/昼夜。
根据规范要求确定本次为双向六车道。
本路段路基宽度为32米,其中行车道为6*3.75m,中央分隔带为2m,左侧路缘带2*0.5m,硬路肩2*2.5m,土路肩2*0.75m。
路面和硬路肩横坡为2%,土路肩横坡为4%。
超高方式为绕中央分隔带边缘旋转。
路基设计标高采用未设超高、加宽之前的路基边缘标高。
各路段路基设计详见路基横断面图。
6.2 一般路基设计
本次毕业设计要求选做1000米范围的路基横断面设计。
本设计选做桩号为K0+000~K1+000段。
6.2.1 超高计算
在平曲线范围内,为抵消车辆在曲线路段行使时产生的离心力,应设置超高,提高行车的安全性和舒适性。
为适应行车要求,在半径小于2500米的圆曲线上必须设置超高,以消除离心力引起的行车不适。
具体超高数据详见路基设计表与横断面设计图。
6.2.2 填方路基边坡设计
根据土质情况故考虑到边坡稳定性,选取路堤边坡按1:1.5放坡。
在局部路段出现填方高边坡时,边坡采用多级边坡,第一级高度8m,坡度采用1:1.5,;第二级高度为8m,坡度同样采用1:1.5,中间设置宽两米的平台。
在填方路段,按1:1.5放坡占地面积大时,可设置挡土墙或以填石路堤、石砌护肩、和石砌护脚等结构物以节省占地。
在原地面线横坡大于1:5的斜坡上填筑路堤时,原坡面应开挖台阶,宽度为2米,台阶应为4%的反向横坡,以保证填土的稳定性。
低填方路段设置边沟,以保证雨后积水的顺利排出。
6.2.3 挖方路基设计
由于本路为一级公路,挖方为良好的筑路材料。
在开挖地段,除表层土为粘土外其余则为强度较低的岩石,所以在挖方路段按1:0.75边坡,边沟采用梯形边沟。
边沟均深0.6米,宽0.6米。
在局部路段出现挖方高边坡时,边坡采用多级边坡,第一级高度8m,坡度采用1:0.75,;第二级高度为8m,坡度采用1:0.75,中间设置宽两米的平台;以此类推。
在高边坡路段设置碎落台,具体详见横断面设计图。
6.2.4路基排水设计
本路段需做边沟设计,设置为梯形边沟,底宽0.6m,高0.6m,材料为M7.5浆砌片石。
本分路段需设置截水沟,截水沟底宽0.6m,高0.6m,材料为M7.5浆砌片石。
详见图纸。
七、支挡防护结构物设计
7.1 挡墙
本次设计在K0+180~K0+300段填方路段产生高填方,考虑到工程量的问题,决定在该路段设置路肩墙以达到收缩边坡减少工程量的目的。
该路段的挡土墙全部采用路肩式衡重式挡土墙,衡重式挡土墙由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。
对该路段所设计的挡墙,全长120米,最高墙9.5米。
衡重式挡土墙基础埋深不小于1米,对有冲刷的地段应在最大冲刷线以下1米,若基础下为岩石,则基础应嵌入岩石0.15~0.6米。
有关断面尺寸详见挡墙标准图。
当墙背排水不良或材料有冻涨可能时,在墙后最低一排泄水孔至墙顶不低于0.2米之间填筑不小于30厘米的砂渗水性材料。
设计中采用最高挡墙进行验算,各项指标均合格,验算内容详见毕业设计说明书,挡墙具体尺寸及工程量见路线挡墙设计图。
八、路面设计
8.1 一般路段路面结构设计
本设计分干燥、中湿两类路基情况进行设计,均为沥青路面。
8.1.1路面结构一(干燥)
(1)路面结构组合
细粒式沥青混凝土40 mm
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中粒式沥青混凝土50 mm
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粗粒式沥青混凝土60 mm
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水泥稳定碎石200 mm
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石灰土340 mm
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新建路基
石灰土分两层进行铺筑,每层均为170mm
(2)交工验收弯沉值和层底拉应力
第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 23.6 (0.01mm)
第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 25.9 (0.01mm)
第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 29.1 (0.01mm)
第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 33.3 (0.01mm)
第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 75 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值
LS= 245.1 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)
LS= 306.9 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数) 第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.214 (MPa)
第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.064 (MPa)
第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.04 (MPa)
第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.113 (MPa)
第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.068 (MPa)
8.1.2路面结构二(中湿)
(1)路面结构组合
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40 mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土50 mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土60 mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石250 mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石250 mm
----------------------------------------
新建路基
(2)交工验收弯沉值和层底拉应力
第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 21.5 (0.01mm)
第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 23 (0.01mm)
第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 24.9 (0.01mm)
第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 27.8 (0.01mm)
第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 72.7 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值
LS= 282.3 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)
LS= 350.3 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)
第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.224 (MPa)
第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.098 (MPa)
第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.059 (MPa)
第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .032 (MPa)
第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .143 (MPa)
8.2 桥面铺装
本次设计中小桥桥面铺装结构层组合自上而下如下所示:
细粒式沥青混凝土厚4cm
中粒式沥青混凝土厚5cm
粗粒式沥青混凝土厚6cm
8.3施工注意事项
8.3.1沥青路面施工
(1)沥青路面施工及验收必须遵循国家标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40—2004。
(2)沥青混合料的配合比应在开工前根据技术标准及所选用的材料通过试验来确定,通过试拌试铺验证,并在施工中严格控制。
(3)施工单位应建立相应的全面质量管理体系,配置先进的拌和、摊铺、碾压机械,严格工序管理,并配备相应的试验、质量检验人员,以确保沥青路面施工质量。
8.3.2基层施工
(1)基层用混合料的组成必须按设计要求并经试验后确定,混合料应厂拌并用机械摊铺施工。
路面基层的碾压,宜采用先轻型、后重型压路机碾压。
碾压的混合料应处于或略小于(如小于最佳含水量1~2%)最佳含水量时进行碾压。
压实度(重型)应达到98%。
(2)路面基层碾压结束,在铺筑路面面层以前,应保湿养生期结束后,除施工车辆外,其余一切机动车辆禁止通行。
养生期不少于7天。
九、桥涵设计
9.1桥涵择位
(1)天然河沟与路线相交处。
凡路线与明显沟形的干沟、小溪、河流相交时,当路线上游汇水面积大于0.1km2时,原则上应设置涵洞。
(2)农田灌溉渠与路线相交处。
路线经过农业区、跨越水渠、堰塘或水库的排水渠以及通过大片梯田影响农田灌溉时应考虑设置涵洞。
(3)路基边沟排水渠。
在山区公路的山坡线,为排除路基挖方内侧边沟流水,应考虑设置涵洞。
其间距一般不大于200m ~400m;在干旱山区,间距不大于400m ~500m。
(4)与其它路线交叉处。
当路线与铁路、公路、大车路、人行路、农村机耕道及重要管线交叉,且路线又从其上方通过时,应考虑设置相应的小桥或涵洞。
9.2涵洞进出口的选择
本次设计仅选取桩号为k1+580处钢筋混凝土盖板暗涵进行设计,由于地面线较缓,上下游均采用八字墙洞口。
这种洞口形式适用于平坦顺直、纵断面高差变化不大的河沟。
具体详见图纸。
9.3涵洞设计
考虑到施工方便,全线均采用钢筋混凝土盖板涵,本次设计中,在下列位置设置涵洞:
涵洞位置及孔径:
k0+100,1-1.5×1.5㎡;k0+240,1-1×1㎡;k0+560,1-1.5×1.5㎡;
k0+780,1-1.5×1.5㎡;k1+320,1-1.5×1.5㎡; k1+580,1-1.5×1.5㎡;
k2+160,1-1.5×1.5㎡;k2+680,1-2×2㎡;
9.3小桥设计
本次设计采用双幅空心板桥,本次出图只对右幅空心板桥进行设计,并在台帽和桥面铺装层以及防撞护栏进行配筋。
桥梁位置及跨径:
小桥:全长27m,跨径16m,双幅空心板桥,桥台采用重力式U型桥台,中心桩号分别为k2+267.834和k2+276.771; 小桥纵坡与相接路线纵坡一致,为2.1%,具体详见小桥设计图。
9.4施工方法及注意事项
(1). 应做好施工放样工作,其施工放样准确度将直接影响到线型的美观,因此必须严把施工放样的精度关。
(2). 坑开挖时应做好排水工作,挖好后及时下基砌筑台身,并及时回填,严格夯实,以免地下水和雨水浸泡基础致软,导致承载力下降。
(3). 钢筋混凝土盖板,因盖板对涵台起支撑作用,施工时盖板与涵台接触部分,必须选用7.5号水泥砂浆垫平,并在砂浆初凝前安装好盖板,然后再用7.5号水泥砂浆砌台背石块,并注意与盖板端面顶紧,待上下部构造好后,才能进行台背回填,回填时应分层对称夯实。
十、特色设计
10.1绿化防护工程
由于公路本身与周围环境对司机视觉的不利影响,造成司机心理和生理变化,从而引起视觉环境问题。
为尽可能解决这个问题,给司机提供良好的行驶条件,并且为打造生态公路,使公路与沿线环境良好的结合,本次特色设计决定进行绿化防护设计
10.2采用三维网植草设计
三维植被网是以热塑性树脂为原料,采用科学配方,经挤出、拉伸等工序精制而成。
它无腐蚀性,化学性稳定,对大气、土壤、微生物呈惰性。
三维植被网的底层为一个高模量基础层,采用双向拉伸技术,其强度高,足以防止植被网变形,并能有效防止水土流失。
三维植被网的表层为一个起泡层,膨松的网包以便填入土壤、种上草籽帮助固土,这种三维结构能更好地与土壤相结合。
在边坡防护中使用三维植被能有效地保护坡面不受风、雨、洪水的侵蚀。
三维植被网的初始功能是有利于植被生长。
随着植被的形成,它的主要功能是帮助草根系统增强其抵抗自然水土流失力。
本次设计对主线桩号K1+940~K2+120由此挖方路段进行三维网植草设计,详见专题特色图纸。
十一、附属工程
11.1改河工程
经过综合技术和经济性分析,本次设计有一段附属工程(改河工程),在主线桩号K2+380-K2+700附近的河流处进行改河工程,改河宽度约为6m,改河深度为2m,改河长度约为400m。
此次改河后的主线设计与方案走山腰线相比,在很大的程度上减少了工程量,减少了大量的挖方量,为整条路减少了造价。
11.2施工要点
(1)改河工程应在枯水期施工。
旱季不能完成时,应妥善采取防洪措施。
(2)河道开挖应先挖中段,再挖未段。
必须经检查确认新河床已符合要求后,方可挖通其上游河段。
(3)利用开挖新河道的土石填平旧河道时,在新河道未通流前,不得堵断旧河道。
(4)通流时,改河上游进口河段的河床纵坡应稍大于设计坡度。
(5)河床加固设施及导流构造物的施工进度应合理,及时配套完成。
十二、施工图预算
施工图预算根据中华人民共和国交通部交工发[2007]33号文颁发的《公路工程预算定额》和《公路工程机械台班费用定额》。
交工发[2008]42号文颁发的《公路基本建设工程概算、预算
编制办法》进行编制。
此次设计只计算了设计已有工程量的工程预算,预算所用软件为Smart cost纵横概预算软件,,建安费为1516.4727万元,其他具体详见预算表。
总预算表表01
工料机数量汇总表表02
建筑安装工程费计算表表03
综合费率计算表表04
工程建设其他费用及回收金额计算表表06
工料机单价汇总表表07
分项工程预算表表08。