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论文案例分享-呼十二级公路施工图设计

2021-03-17 10:01


   呼十二级公路是指呼玛县至十八站乡段,该公路的建设是实施国道网规划,提升黑龙江省公路网整体功能的需要,呼十二级公路在黑龙江省规划建设公路网中承担着重要的角色,发挥着重要的作用。

 
  国家交通部等部门发布的公路技术设计规范作为本公路的设计依据,完成了呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)施工图设计。主要内容如下:
 
  (1)路线设计:该二级公路全长5KM,共设5段平曲线,并根据该路段沿线地形起伏,进行并完成了路线设计。
 
  (2)公路横断面设计:横断面的设计首先需要确定路基的宽度,结合道路的实际排水情况设置好边坡和道路横坡坡度。在充分考虑地形地貌的条件下合理地设计边沟、截水沟、排水沟等。
 
  (3)路基设计:本公路路段沿线穿越了不良地质路段,对于该工程经过的冻土路基地段,在进行特殊路基设计时确定采用换填好土的方法。
 
  (4)涵洞等排水结构设计:根据该路段经过河流的实际情况,确定选择钢筋混凝土圆管涵的形式,本设计中共设置5处涵洞以满足道路排水需求。
 
  (5)路面结构组合设计:该公路路段分别设计了沥青混凝土路面和水泥混凝土路面,综合考虑比较这两种路面结构的优缺点,然后进行比选。
 
  (6)交通设施设计:主要包括护栏、里程表示结构物、公路标线以及公路标志等设计。
 
  (7)施工组织设计:本公路路段的主要施工组织设计工作包括在施工之前进行的预先准备工作,在施工进行过程中所采用的主要施工方案。
 
  (8)工程造价及分析:本公路路段设计采用中交经纬软件来进行造价计算,并根据计算结果对本项目进行经济分析。
 
  1.1项目背景
 
  呼十二级公路是指呼玛县至十八站乡段,该公路的建设是实施国道网规划,提升黑龙江省公路网整体功能的需要,在黑龙江省规划建设公路网中承担着重要的角色,发挥着重要的作用。
 
  1.1.1地形地貌条件
 
  本条公路地处黑龙江省大兴安岭地区,该地区的地势西边高、东边低,中间高、南北两面低,东部坡度较缓,西部坡度较陡,南部坡度较陡,北部坡度较缓。该地区的地貌形态主要有中山、低山、丘陵和盆地。中山区的相对海拔300-500米,地形起伏较大、切割较深;低山区相对海拔200-300米,本项目主要分布在低山区,地形起伏较小,填挖工程量也不多。
 
  1.1.2水文地质条件
 
  呼玛县地处大兴安岭北麓东坡,小兴安岭北段余脉,黑龙江上游西南岸。该地区水资源丰富,共有39条河流(支流有160条),分属于黑龙江、嫩江两大水系。呼玛河水向东流并最终注入黑龙江,境内流程209公里,是该地区最长的一条大河。
 
  岩浆岩在经历长时间的风化作用,最终形成冲积层、残积层和坡积层,这也是本公路路段所在地区的主要地质条件,同时该地区矿石资源储备十分丰富,地基土质总体上良好,在施工工程中可以用于路基的铺筑和填充。
 
  1.1.3不良地质地段
 
  本公路路段经过一段不良地质路段,主要为冻土地基。因为本路段位于黑龙江大兴安岭地区,秋末冬初,该地区温度降低十分迅速并且非常寒冷,这一温度特性导致土壤中的水分容易凝固结冰;到了春季该地区温度逐渐升高,这就产生了比较大的温度差,土壤中的水分不容易向下渗透,形成了冻融现象,这种现象的反复循环导致道路结构产生形变,最终发生冻胀问题,带来了很多危害,对道路的使用寿命有很大影响。在本公路路段的设计中采用换填土法来处理冻土地基。
 
  1.1.4气候条件
 
  呼玛县属寒温带大陆性气候,其中春季容易形成大风天气,并且雨量较小;到了夏季该地区温度升高比较迅速,并且该地区的降雨量比较充足;秋季该地区温度逐渐下降,到了冬季该地区十分严寒并且持续时间漫长,极端最低气温-42.5℃,极端最高气温36℃,年平均气温-2.3℃,积雪覆盖期长达140余天,无霜期80至150余天,年平均日照时数2483小时,年≥10℃的活动积温为1997.0℃,该地区最大冻结指数为2203℃•d,多年平均冻结指数为1726℃•d,该区域的常年冻土地区,最大冻深可以达到2.5m,产生较为严重冻害。
 
  1.2设计标准
 
  根据该地区道路功能的定位,依据《公路路线设计规范》(JTG D20-2017)等相关规范确定本公路路段所采用的公路技术标准,如下表所示:
 
  表1-1主要技术指标汇总表
 
  指标名称数值
 
  设计公路等级二级公路
 
  计算行车速度60 km/h
 
  路基宽度10m
 
  行车道宽度2*3.5m
 
  硬路肩宽度(全幅)2*0.75m
 
  土路肩宽度(全幅)2*0.75m
 
  最大纵坡6%
 
  最小纵坡0.3%
 
  最小坡长150m
 
  凸形竖曲线的极限最小半径1400m
 
  凹形竖曲线的极限最小半径1000m
 
  竖曲线最小长度50m
 
  洪水设计频率1/50
 
  1.3设计内容
 
  呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)的主要设计内容为:
 
  根据本公路路段采用的各种设计指标,确定适当的技术条件,然后对施工现场路基进行规划组合,设计横断面。特别是路基的设计包括对填方较高的路段边坡稳定性的分析,挡土墙的类型和位置的选择,冻土路基的特殊处理等;根据排水设施建设的需要,主要是排水沟的选择和布置;根据该公路的设计需求进行路面结构的设计,本路段设计两种路面结构包括沥青混凝土路面和水泥混凝土路面,并根据工程项目的实际需要,进行比较选择;最后进行交通工程设计并做施工组织概预算。
 
  2路线设计
 
  2.1路线概况
 
  本工程线路为呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段),该路线全长5.1公里,该工程所处地区为平原微丘地形,本公路路段沿线整体比较平坦,在设计过程中完美地结合当地的地形地貌,综合考虑多方面因素,最终设计路线的基本线形十分顺滑流畅。
 
  2.2平面线形设计内容
 
  呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)路段全长5.1公里,沿线共设有5个交点,平均每公里的交点数为1个。该公路路线中圆曲线的最小半径为300m,圆曲线的最大半径为500m。该公路路线共有直线段6段,其中最短直线段长为83.4m,最长直线段长为767.7m。经检验公路平面线形选线理由准确充分,选用参数符合规范。
 
  2.3纵断面设计
 
  2.3.1纵断面的设计要求
 
  在进行呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)公路纵断面线形设计中,应综合考虑各项因素,判断是否满足以下要求:
 
  (1)本公路路段路线线形设计过程中应注意观察原有地面的线形走向,并且尽量不改变已知的地面线形走向。
 
  (2)本公路路线确定填挖高度时,应当考虑到已有的横断面地形,路基最小填土高度在已经确定的情况下也要考虑,注意需要在路线中设置的桥梁涵洞等结构物的构造要求。
 
  (3)本公路路段设计过程中应当避免使设计采用的指标与当地实际需求相差过大。
 
  (4)本公路路段设计过程中应避免产生一些视距不良的现象,避免设置大长陡坡,采用合适的竖曲线长度。
 
  2.3.2纵断面坡度设计
 
  经查阅规范,确定本公路路段路线的最大纵坡坡度允许值为6%,最小纵坡坡度允许值为0.3%。在本公路路段设计过程中,确定采用的最大纵坡为1.11%,最小纵坡为0.57%,最大纵坡和最小纵坡的坡度均小于3%,综合考虑各项因素后对于最大坡长的长度不再进行限制。除此之外,本公路路段设计中所采用的最小坡长为810m,而规范所允许的最小坡长为150m。
 
  2.3.3竖曲线设计
 
  本公路路段中最小凹形竖曲线的半径为10100m,最小凸型竖曲线的半径为10000m,竖曲线的最小长度为151.5m。所有竖曲线设计指标经检验均满足要求。
 
  2.3.4平纵线形组合设计
 
  在本公路路段路线的设计过程中,平曲线和纵曲线的线形组合设计是必不可少的。平曲线和竖曲线的设计应相辅相成,浑然一体,做到“平包竖”,使驾驶员的视野良好,最终公路的合成坡度也应满足要求,以此来避免产生驼峰和暗凹、急弯陡坡等不良视距现象。在本公路路段设计过程中,还应考虑到设计平曲线和竖曲线周围的景观,以此来达到所设计公路安全、绿色、环保、美观的目的。本公路路段沿线道路的平曲线和纵曲线的组合设计经检验均满足规范要求。
 
  2.4土石方调配
 
  在本公路路段的实际建设过程中,弃土和借土的数量要尽可能地少,并尽可能地平衡填充,从而提高整个项目的效率。因此,在设计过程中,应进行土方工程以确定土方的位置和土壤来源。同时应避免障碍物移动,减少占用耕地农田的面积。
 
  2.4.1土石方数量计算
 
  本公路路段设计中计算土石方数量采用纬地土石方软件。本公路路段计划采用机械开挖的方式,然后采用汽运的方法进行运输。
 
  计算可得呼十二级公路(K0+700-K5+112.329段)路段的填方总数量为141554m3,挖方总数量为240192m3;本公路路段的利用土方量为2810m3,废方为76229m3。
 
  2.5横断面设计
 
  2.5.1路基宽度
 
  呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)设计规划的路幅宽度为十米,路幅宽度包括双向3.5米的行车道,公路两边各0.75米的硬路肩和土路肩。本段道路为二级公路,故不需设置中间带。
 
  2.5.2路拱横坡坡度
 
  本公路设计采用直线形的行车道路拱,确定路拱的横坡度为1.5%。
 
  本公路路段设计过程中硬路肩的横坡度也同样采用1.5%。而对于土路肩来说,排水性能较差,故在本设计过程中土路肩的横坡度采用3%。
 
  经过以上设计的比选最终确定标准横断面图,如下图所示:
 
  图2-1标准横断面图
 
  2.5.3平曲线加宽和超高设计
 
  加宽设计:
 
  呼十二级公路(K0+700-K5+112.329段)为一条二级公路,本公路路段全线的圆曲线半径均满足大于250m的要求,经查阅规范可知,本公路路段全线不需要进行加宽设计。
 
  超高设计:
 
  呼十二级公路(K0+700-K5+112.329段)为一条二级公路,其所采用的路拱横坡度为1.5%,在设计过程中,本公路路段平曲线设计中采用的圆曲线最大半径为500m,需要进行超高设计。由于本公路路段地处黑龙江积雪冰冻地区,经查阅规范后确定最大超高值为6%,进行超高设计时确定超高渐变率,本设计中采用1/125,确定超高过渡的方式,本设计中选择绕内侧车道边缘旋转。
 
  3路基设计
 
  3.1路基设计的要求
 
  路基是道路结构中的重要组成部分,其不仅要承受自重,还要承受在路面上的静态和动态载荷。在设计公路路基的过程中,不仅应考虑道路本身所处的自然环境条件,还要结合预期的交通量,控制水平,设计速度,道路等级等其他技术指标,这样路基的设计才能满足要求。此外,最终确定与路基有关的主要问题,不良地质区域的处理,边坡的保护以及沿路挡土墙的设置。
 
  3.2一般路基设计参数
 
  呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)路段,因为该公路为二级公路,所以查阅规范后可以确定路基设计洪水频率,本公路设计中取为1/50;确定路基土体的回弹模量,本公路设计中取为90MPa;确定路基土体的泊松比,本设计中取为0.4。
 
  3.2.1路基边坡设计
 
  呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)路段最大填土高度为9.112m,最大挖深为7.668。综合考虑各项环境因素,结合本项目的实际工程要求,为了达到更好地处理边坡的效果,确定挖方边坡高度每8m高一级,本公路路段沿线设计范围内均为浅挖路段,进行放坡时可按一阶阶梯,确定边坡坡率,本设计中采用1:1。
 
  确定填方边坡每8m高一级,确定第一阶边坡坡率,本设计中采用1:1.5,确定第二阶边坡坡率,本设计中采用1:1.75,此外,在每级边坡之间可以设置边坡平台,在本设计中取其宽度为1m。
 
  3.2.2路基高度的确定
 
  路基高度的确定需要综合考虑各项因素。对于路基来说,在施工过程中我们通常将填土填至一定的高度,通过这种方式来降低地下水对路基工作区的影响,以此来保证一个处于干燥状态的路基工作区。将本路段路基的最下填土高度作为填土的临界高度。查阅规范后可知,粘性土的土质路基最小填土高度在0.4-0.7m间,呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)沿线土质以粘性土为主。
 
  3.2.3路基填料选择
 
  在施工过程中选择路基填料时,应考虑土壤的性质,提取的难度,填料来源的距离和施工成本。另一方面,呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)路段多为粉质粘土,开挖难度较小,人工成本较低。在沿道路施工期间,最好进行分层。施工过程中,应将不同特性的土壤放在不同的层中,将低渗透性的土壤放在下部,用于铺设的土壤必须及时清除有机物质和不良土壤。为了保证及时将表面水及时排除路基范围外,本公路路段路基表面采用双向横坡,坡面为直线形。同时在填料满足设计要求的前提下选择较经济的填料。
 
  3.3特殊路基处理
 
  本公路路段内需要处理的冻土地基为K3+250~K3+750,综合考虑工程项目的实际条件决定采用换填好土方法来处理冻土地基;具体步骤如下:
 
  1.进行施工前的准备工作;2.先清理路基表面杂草和积水,清理达到要求后再开挖;3.填土时分不同的层次进行填土,填土工作完成后再进行摊铺整平;4.采用压路机进行碾压夯实工作;5.上述工序完成后检查是否满足质量要求,合格后进行验收工作。
 
  本公路路段需要处理的冻土地基的长度为500m,在实际的施工过程中处理的路基宽度约为25m,处确定理路基土的深度,本设计中取为2.0m。
 
  3.4边坡稳定性分析
 
  本公路路段的路基边坡的最大填土高度为9.1m,路基边坡的最大挖深为7.6m。在进行边坡稳定性分析时,应选择填土高度最大的路段,本设计中所选取的路段具体见下表所示:
 
  表3-1边坡稳定性分析表
 
  桩号类型边坡高度边坡坡率备注
 
  K4+700路堤边坡10.3m 1:1.5左侧
 
  本公路路段设计中采用理正岩土计算6.5PB36软件验算边坡稳定性,验算结果表明此边坡的安全性满足要求。具体计算详见附录A中边坡稳定性分析计算书。
 
  3.5路基边坡防护
 
  对于裸露的斜坡,土体的强度和湿度会在长时间的风化,水蚀和化学侵蚀的影响下发生变化,从而使斜坡失去稳定性,从而导致诸如土体崩塌,滑坡等负面现象。如有需要,必须保护边坡土体不应受到自然环境的侵蚀,以保护路面的整体稳定性。对于这条道路的填充高度且坡度高度较低的区域,采用喷播植草的方式进行边坡防护;对于填方高度大于5m的地段,采用浆砌混凝土预制块的方式进行边坡防护。
 
  具体边坡防护措施可见下表:
 
  表3-2边坡防护措施
 
  边坡高度(m)边坡防护措施
 
  0≤h<5喷播植草防护
 
  h≥5浆砌混凝土块防护
 
  3.6挡土墙设计
 
  路基土体是否安全可靠是我们在设计过程中要着重注意的。为了保证路基土体的安全稳定,本公路路段设计在填土高度较高的位置设置了挡土墙,其具体形式为重力式挡土墙。具体的设置桩号为K3+700-K3+900段,长度为200m。关于本设计中挡土墙的稳定性验算详见计算书。
 
  本公路路段设计的重力式挡土墙具体尺寸及断面图如下:
 
  图3-1重力式路堤挡土墙结构图
 
  3.7路基排水设计
 
  3.7.1边沟设计
 
  排水设计工作没有做好会直接影响到路基的稳定性。边沟的设计是排水设计中的一项重要工作。一般情况下,边沟一般设置在公路的挖方地段以及填土高度较小的地段。本公路路段由于没有经过城镇等居民区,综合考虑各项因素后决定边沟的具体截面采用梯形截面,确定内侧坡度,本设计中采用1:1。在综合考虑当地的地形地貌条件下,具体决定边沟的布置情况。详见下表:
 
  表3-3边沟布设表
 
  桩号K0+650~
 
  K1+025 K1+600~
 
  K1+950 K2+150~
 
  K2+575
 
  形式梯形边沟梯形边沟梯形边沟
 
  左侧无有有
 
  右侧有无有
 
  桩号K2+900~
 
  K3+300 K3+600~
 
  K4+050
 
  形式梯形边沟梯形边沟
 
  左侧无无
 
  右侧有有
 
  3.7.2截水沟设计
 
  本公路路段设计了一段截水沟,截水沟设置在地势明显高于坡脚且地势持续上升的一侧,详见下表。
 
  表3-4截水沟布设表
 
  桩号K2+900`~K2+975
 
  形式梯形边沟
 
  左侧无
 
  右侧有
 
  3.7.3排水沟设计
 
  排水沟的设计应综合考虑所有的排水设施的设计,并结合本工程的实际情况来确定。本公路路段设计中共设排水沟6处,具体位置分布在涵洞附近以及截水沟的出口处,示意图如下:
 
  图3-2示意图
 
  4路面结构设计
 
  4.1沥青混凝土路面设计
 
  4.1.1交通荷载等级
 
  1.方向系数DDF:据《规范》A.2.4,无实测数据时DDF=0.5~0.6,本设计取0.55;
 
  2.车道系数LDF:据《规范》A.2.5,二级公路单向车道数1,LDF=1.0;
 
  3.由《规范》3.0.2,二级公路设计寿命t=12年;交通量年增长率γ=5%,本设计拟定初年大型客车和货车(2轴6轮及以上)双向混合交通量为1800辆/日;
 
  AADT=AADTTDDFLDF18000.551.0990辆/(日车道)
 
  4.由《规范》3.0.4,设计车道累计大型客车和货车交通量为5751654(辆/车道)时,交通荷载等级为中等。
 
  4.1.2当量轴载累计作用次数
 
  验算内容累计作用次数
 
  沥青混合料层疲劳开裂1.436694E+07
 
  无机结合料稳定层疲劳开裂1.021667E+09
 
  沥青混合料层永久变形量1.436694E+07
 
  路基顶面竖向压应变2.489312E+07
 
  4.1.3拟定路面结构
 
  按JTG D50第4章规定,参考附录C推荐结构,并结合地方经验,拟定路面结构如下:
 
  表4-1路面结构设计
 
  层位路面材料名称厚度(mm)
 
  1中粒式沥青混凝土40
 
  2粗粒式沥青混凝土60
 
  3水泥稳定碎石200
 
  4水泥稳定碎石200
 
  4.1.4确定设计参数
 
  4.1.4.1材料参数确定方法
 
  按JTG D50中5.1,新建二级公路初步设计阶段,按水平三确定;
 
  4.1.4.2路基
 
  (1)查JTG D30表B-1,低液限粉土(ML)标准状态下回弹模量MR取值范围50~90MPa,本例取MR=80MPa;
 
  (2)呼十二级公路公路自然区划为2,路基工作区内干湿类型为中湿。对上部干燥区,查JTG D30表C.0.3-1,得出本设计取TMI=-20,进而由土组和TMI查JTG D30表D.0.2,得出干燥区湿度调整系数Ks=1.02;对下部潮湿区,又查JTG D30表D.0.1,潮湿类路基工作区底面湿度调整系数0.40~0.60,取Ks=0.56;中湿路基湿度调整系数按干燥和潮湿所占工作区厚度加权平均,取干燥和潮湿各占工作区的一半,则本设计Ks=(1.02+0.56)/2=0.79
 
  (3)按JTG D30中3.2.5,干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数=0.80。由此,平衡湿度状态下路基回弹模量计算如下:
 
  (4)查JTG D50表5.6.1,路基材料泊松比μ0=0.4
 
  4.1.4.3路面结构层
 
  (1)上面层(磨耗层)采用改性沥青中粒式沥青混凝土(拟为AC-16F),查JTG D50表5.5.11、表5.6.1、表5.5.7,动态压缩模量取11000MPa、泊松比0.25、车辙试验动稳定度DS=2400次/mm(按B.3.4,对应60℃车辙试验2520次永久变形为);
 
  (2)下面层采用沥青粗粒式沥青混凝土(拟为90号道路石油沥青AC-25C),查JTG D50表5.5.11、表5.6.1、表5.5.7,动态压缩模量取10000MPa、泊松比0.25、车辙试验动稳定度DS=800次/mm(按B.3.4,对应60℃车辙试验2520次永久变形为);
 
  (3)基层采用水泥稳定碎石(拟为C-B-2,水泥占结合料总量6%),查表5.4.5,弹性模量取24000MPa,按5.4.6条设计弹性模量乘以0.5的调整系数为12000MPa。弯拉强度Rs=1.7MPa;
 
  (4)底基层采用水泥稳定碎砾石(拟为C-B-1水泥占结合料的5%),查表5.4.5,弹性模量取22000MPa,按5.4.6条设计弹性模量乘以0.5的调整系数为11000MPa。弯拉强度Rs=1.7MPa;
 
  (5)查JTG D50表5.6.1,沥青层材料泊松比μ1=μ2=0.25,无机结合料稳定类基层μ3=μ4=0.25。
 
  4.1.4.4温度调整系数和等效温度
 
  (1)按JTG D50附录G,该项目所处地区用于沥青层和无机结合料层底疲劳开裂验算的基准路面结构温度调整系数,用于路基永久变形验算的基准路面结构温度调整系数,基准等效温度Tζ=10.7℃;
 
  (2)温度调整系数和等效温度计算:
 
  通过HPDS软件的计算得出温度调整系数KT2=0.714,沥青混合料层永久变形等效温度为Tpef=12.2℃
 
  4.1.5路面结构验算
 
  经过验算该沥青混凝土路面结构的无机结合料稳定层疲劳开裂,沥青面层低温开裂指数,路面结构的验收弯沉值和路面厚度验算均满足规范要求。
 
  具体计算步骤详见计算书。
 
  4.2水泥混凝土路面设计
 
  4.2.1设计参数确定
 
  本公路路段水泥混凝土路面设计交通分析指标如下表所示:
 
  指标名称数值
 
  设计基准期20年
 
  设计轴载100KN
 
  最重轴载150KN
 
  可靠度系数1.08
 
  行驶方向分配系数0.56
 
  车道分配系数1.0
 
  轮迹横向分布系数0.58
 
  轴载累积作用次数2.483267E+07
 
  交通荷载等级特重
 
  4.2.2确定路面结构
 
  本公路路段水泥混凝土路面拟定路面结构层数为3层,其中第一层采用245 mm厚的水泥混凝土面层;第二层采用200 mm厚的水泥稳定粒料,水泥所占比例为6%;第三层采用200 mm厚的水泥稳定粒料,水泥所占比例为5%;
 
  4.2.3路面材料参数确定
 
  第一层水泥混凝土:确定弹性模量,本设计中取29000 MPa,查阅规范后确定混凝土弯拉强度,本设计中采用5 MPa,至于混凝土线膨胀系数,本公路路段混凝土线膨胀系数采用11,综合考虑本公路的实际情况,采用长度为4.5 m的混凝土面层板。
 
  第二层厚度为200mm的6%水泥稳定粒料,材料的弹性模量线性内插后可取2100MPa。
 
  第三层厚度为200mm的5%水泥稳定粒料,材料的弹性模量线性内插后可取2000MPa。
 
  4.2.4路面结构验算
 
  经验算后,结合相关技术规范,结果表明,该路段水泥混凝土路面结构满足要求,具体的计算详见计算书。
 
  4.3两种路面结构比较
 
  沥青混凝土路面的优缺点:沥青混凝土路面是我国高等级公路中主要采用的路面结构,应用范围广泛。沥青混凝土路面具有较高的平整度,对于驾驶员行驶汽车来说,行车的舒适性大大提高,同时该路面后期的养护和维修也比较方便。然而沥青混凝土路面在自然环境的作用下容易老化,导致整个路面的强度和稳定性降低,前期该路面的修筑成本也较高。
 
  水泥混凝土路面的优缺点:水泥混凝土路面在我国主要应用于低等级公路中。对于水泥混凝土路面来说,水泥混凝土路面修筑的施工工序较少,但在施工过程中需要设置接缝,这对于长时间的行车来说可能会对驾驶员带来不好的影响。该路面同样具有较高的平整度,刚度较大,路面材料耐高温性好,但该路面后期的养护维修比较困难。
 
  经上述对两种路面结构的分析比较,并综合考虑当地的实际需求,本公路路段施工图设计决定采用沥青混凝土路面。
 
  5桥梁及涵洞设计
 
  5.1桥梁设计
 
  综合考虑分析呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)路段地形图,发现该公路路段沿线没有经过或穿越河流,基于以上原因,本公路路段没有进行桥梁设计。
 
  5.2涵洞设计
 
  5.2.1涵洞的设计要求
 
  1.在涵洞的设计过程中,我们首先要考虑的因素就是安全性,安全是工程施工的第一要义,在满足安全性的要求后,涵洞对实际环境是否适用也要在我们设计考虑的范围之内,根据当地的实际工程需求,涵洞的造价不宜过高,应该保证其经济性。
 
  2.根据当地的实际工程需求,涵洞的主要作用是排除路基范围内的水,此外,在涵洞的设计过程中要考虑到排水沟等水利工程的存在对涵洞产生的影响。
 
  5.2.2确定涵洞的类型
 
  结合当地的实际工程需要,综合考虑上述因素,本公路路段的涵洞类型最终选择了钢筋混凝土圆管涵。
 
  对于圆形管涵的选择,流量较小时,钢筋混凝土圆管涵结构简单,无墩和桥台,对地基要求低,可在工厂先进行预制然后到施工现场安装,施工工艺简单,易于后期的养护维修,在满足工程条件的情况下更经济。
 
  本设计路段设了5道钢筋混凝土圆管涵。具体设置详见下表:
 
  表5-1涵洞设置表
 
  序号中心桩号涵洞类型交角(°)填土高度(m)孔数及孔径(孔-m)涵长(m)洞口形式
 
  1 K0+300钢筋混凝土圆管涵90 2.893 1-1.5 18.5八字墙
 
  2 K1+530钢筋混凝土圆管涵90 2.768 1-2 17.5八字墙
 
  3 K2+250钢筋混凝土圆管涵90 2.965 1-1.5 22.5八字墙
 
  4 K2+990钢筋混凝土圆管涵90 5.008 1-1 25.5八字墙
 
  5 K4+750钢筋混凝土圆管涵90 10.830 1-2 46.0八字墙
 
  6沿线交通设施设计
 
  6.1交通设施设计
 
  本公路路段进行了交通设施设计,具体的设计内容为:
 
  1.交通标志
 
  本公路路段共5公里,结合工程实际要求决定每隔1000m设置一个限速标志,全线共设置5个。其他的警示标志结合实际情况进行布设。
 
  2.交通标线
 
  呼十二级公路(K0+000-K5+112.329段)为双向两车道二级公路,在行车道边缘20cm处需要设置交通标线,具体形式为白色实线。
 
  3.里程标识、界碑
 
  结合规范要求,公路里程碑需要在行车道的右边设置,对于本公路路段来说,决定每隔1000m设置一个,一共需要设置五个里程碑,确定里程碑的具体设计高度,本设计中取为1m,在施工时确定需要埋入地面的深度,本设计中取为0.4m,喷涂字符时需要采用反光油漆。
 
  每隔500m需要设置一个公路界碑,具体位置需要布设在公路两侧用地范围分界线上,确定其形式,本设计中采用白底黑字的形式。
 
  4.百米桩
 
  每隔100m需要设置一个百米桩,采用白底蓝字的喷涂形式,确定其布设位置,本设计中设在行车道右侧的里程碑之间。
 
  5.护栏
 
  为了保证驾驶员在行车出现意外时的安全,在填土过高的路段需要设置护栏,本公路路段共需要设置三段护栏。
 
  6.禁止超车标志
 
  结合公路的实际要求,考虑到驾驶员的行车特点,禁止超车标志通常设置在缓和曲线与圆曲线的交点处。
 
  上述交通设施的具体设计详见附表。
 
  7施工组织设计及概预算
 
  7.1施工方法
 
  7.1.1路基挖方施工
 
  1.在本公路路段施工过程中,挖掘机挖掘土方后,使用挖掘机装载超过100 m的,然后使用自卸车运输,不到100 m的那部分土方,应直接使用装载机。
 
  2.开挖工作应自上而下进行,在这一过程中应时刻关注土壤结构,若有土壤结构出现变化的情况出现,则应立即停止开挖,马上联系设计部门修改开挖方案。
 
  3.在开挖过程中,必须严格按照已经拟定的计划进行,这样做的好处在于设计的各项参数能够方便被控制,对于工程质量来说也好把控。在挖掘之前,应进行道路清洁,清除杂草,树枝和杂物的土壤。如果在开挖过程中有管道,洞穴,墓地等,则必须及时上报并且立即调整开挖计划。
 
  4.在靠近路标的地方挖土时,将继续研究该层土壤。在此范围内,土壤的压实度应高于95%
 
  为了提高工作质量,应在距斜坡0.3 m处停止机械开挖,并以人工代替。在需要保护的区域,应根据设计要求安装保护结构。
 
  7.1.2路基填方施工
 
  1.在该项目中,基于从土壤中提取土壤的原理,开挖后产生的合适土壤不能就地废弃,而为了减少成本和填挖平衡,可以将其用于路基的填方工作。用于填充的石材将通过破碎机进行处理。
 
  2.使用水平铺设在垂直段中进行铺设。沿着横截面的宽度,水平面将按以下顺序分层。当地面不平坦时,应在每次安装后进行压实工作。它的过程用于堆放托盘,平地机用于校平,最后用于压路机。在机器摊位中铺设后,仍然需要手动铺设。压实度通过核子密度计和灌砂的方法检查。
 
  3.填方工作的好坏直接决定路基质量的好坏,必须在对骨料取样之前进行分析,并在路堤的压实区域进行实验,以选择合适的疏松系数,压实参数,过程,含水量等。
 
  7.1.3水泥稳定碎石基层施工
 
  (1)在本公路路段开发的主要项目材料是水泥稳定的碎石,将必要的混合物从混合站一处制成,然后将其通过自卸车,用于堆叠托盘的托盘机进行运输,下一个工序为通过压路机进行铺平碾压。
 
  (2)在开始施工之前,必须根据法规要求控制工作条件下的温度,这时我们能选择的温度最好至少为5°C。对于普通硅酸盐水泥来说,强度至少要达到32.5 MPa,使用水泥的剂量范围为5至6%。
 
  7.1.4路面工程施工
 
  1.清洁表面灰尘,污垢,松散层等。
 
  2.沥青应在表面和下层之间铺设一层使用乳化沥青的可渗透层。与沥青接触的所有侧面均必须覆盖沥青。粘合剂油也应洒在上层和下层之间。
 
  3.沥青混凝土应按均匀施工的方法进行,在施工过程中接缝的数量要尽可能地减少。对于摊铺机无法进行工作施工的区域来说,可以使用人工进行作业。接下来我们需要等待沥青混凝土完全冷却,然后我们可以将上部三厘米的部分使用切割机切割,在乳化沥青的施涂部位进行切割和铣削,并在铣刨机下方铣削至40厘米宽的坡度。
 
  4.沥青混凝土是由沥青搅拌设备生产的。
 
  5.沥青混合料应在高于10°C的温度下施工,而铺设过程应连续进行,并应完成施工工作直至混合物温度降至100°C。
 
  6.在任何时候,都使用3米长的直尺检查节理施工过程中的平整度,以防止节理不良,从而影响整条道路的对齐。
 
  7.2工程概预算
 
  7.2.1主要内容
 
  关于公路项目概预算的主要内容详见下表:
 
  序号名称内容
 
  1建筑安装工程费路基工程、路面工程、临时工程、桥涵工程、公路设施及预埋管线工程等
 
  2设备及工具、器具购置费
 
  3工程建设其他费用
 
  7.2.2工程造价及分析
 
  表7-1主要工程造价表
 
  工程及费用名称单位数量预算金额(元)各项费用比例(%)
 
  第一部分建筑安装工程费用公里5 20745832 91.66
 
  路基工程
 
  路面工程
 
  桥梁涵洞工程
 
  第二部分设备工具购置费用公里
 
  公里
 
  公里5
 
  5
 
  5 5136224
 
  15294608
 
  315000
 
  45682 22.69
 
  67.57
 
  1.39
 
  0.20
 
  第三部分工程建设其他费用公里5 1842350 8.14
 
  第一、二。、三部分费用合计公里5 22633864 100
 
  预备费公里5
 
  预算总金额公里5 22633864 100
 
  工程基本造价公里5 22633864 100
 
  通过对上表的造价分析可得,工程预算总金额为22633864元,其中路基工程预算金额为5136224元,占总预算金额的比例为22.69%;路面工程预算金额为15294608元,占总预算金额的比例为67.57%。结合规范及工程实际情况可得,上述预算金额都是合理地,本公路路段的全部设计具有合理的经济性。


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