施工组织设计2.docx
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施工组织设计2
滁州职业技术学院
毕业设计
姓名:
徐碧月学号:
20091305125
系别:
土木工程系
专业:
道路与桥梁工程技术
班级:
2009级道路与桥梁工程技术1班
设计题目:
A市二路一期二标段(k1+000-k2+000)初步设计及施工组织设计
指导教师:
梁冠军王士才胡玉松
2011年12月滁州
第一部分设计说明书
第一章概述
第一节概述
1.1概述
A市地处安徽省最东部,苏皖交界地区,长江三角,地理区域为北纬31°51′一33°13′、东经117°09′一119°13′之间,属长江三角洲合作核心区、“南京都市圈”核心层、国家级“皖江城市带承接产业转移示范区”第一站,安徽省东向发展的桥头堡。
A市的交通四通八达,京沪铁路、宁西铁路、京沪高速铁路、沪汉高速铁路、水蚌铁路贯穿境内,宁洛高速铁路、沪陕高速铁路、马滁扬高速公路连接其中,所有县市区均可在半小时内驶上高速。
但现如今A市交通量日渐加大,现状路面损毁严重,已经制约了地方经济发展,急需启动A市二路建设,缓解现状A市一级公路交通压力,进一步提升A市交通优势和功能。
随着改革开放步伐的加快,A市的经济发展进入快速发展的阶段,其中工业经济增长尤为迅速,与周边地区的经济、文化交往越来越频繁。
启创路的建设给A市的发展带来了很好的契机,也给交通运输提出了更高要求。
为了适应日益增长的经济发展及交通需求,积极响应大A的南向发展战略,完善基础设施建设,A市二路的建设显得尤为紧迫,该路将担负着A市启明站——创业站商务拜客、客流疏散、通勤、购物、货物运输、邮政递送、商品配送等重要任务。
A市一级公路交通流量统计表表1-1
年度
日交通量(24小时)
备注
设计能力
80000
全年平均值
2006
13000
全年平均值
2007
14000
全年平均值
2008
17000
全年平均值
2009
20000
全年平均值
2010
24000
全年平均值
1.2设计依据和采用的规范、标准
主要参考教材
1)孙家驷《道路勘测设计》,人民交通出版社,2007
2)罗向荣主编《结构设计原理》,人民交通出版社2007
3)赖少华主编《公路施工组织设计》,人民交通出版社2007
4)刘雪松樊琳娟,《道路工程制图》,人民交通出版社2007
5)张奎主编《给排水管道工程技术》,中国建筑工业出版社2007
6)杨渡军《道路施工技术》,人民交通出版社2007
7)万德臣主编《路基路面工程》,高等教育出版社2006
8)袁新建主编《市政工程计量与计价》中国建筑工业出版社2007
9)陆其春主编《公路工程造价》,人民交通出版社2006
标准规范与手册
1)《城市道路设计规范》(CJJ37--90)。
2)《城市道路和建筑物无障碍设计规范》(JGJ50--2001)。
3)《公路沥青路面设计规范》(JTJ014--97)。
4)《公路改性沥青路面设计规范》(JTJ036--98)。
5)《公路沥青路面施工技术规范》(JTJF40--2004)。
6)《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034--2000)。
7)《市政道路工程质量检测评定标准》(CJJ1--90)。
8)《城市道路路基工程施工及验收规范》(CJJ44--91)。
9)《钢渣石灰类道路基层施工及验收规范》(CJJ35--90)。
10)《公路软土路基路堤设计及施工技术规范》(JTJ017—96)。
1.3其它事项的说明
本次设计的线形、等级标准,按A市城市路网规划和A市总体规划的定位确定;道路的性质、设计速度、路幅分布以及道路交通量的组织依据A市建设局的资料设计。
A市启创路的桥梁设计、排水设计应甲方要求xx城建设计院设计,所以本次初步设计不包含桥梁工程、排水工程设计。
第二节现状评价及沿线自然地理概况
2.1现状评价
本次设计的A市二路为城市道路工程,经过现场踏勘,路线北段为创业站,南段为启明站,所经区域大多为荒地、农田、林地及鱼塘。
道路两边部分为工厂厂区。
另外现状道路两侧均有长势良好的植被设计可考虑予以保留。
总体来说,地势起伏不大。
2.2自然条件
(一)、地理位置
A市位于北纬31°51′一33°13′、117°09′一119°13′之间。
滨临长江,坐落于安徽省东部,是六朝古都南京的江北门户,素有“江淮翡翠、金陵锁钥”之称。
东与江苏省南京市、扬州市、淮安市接壤,西与安徽省淮南市、合肥市毗邻,南与巢湖市相连,北与蚌埠市交界。
A市行政新区位于城市南部,老城区和新城区的接合部,区内主要是农田荒地,总体地形趋势是北高南低,西高东低。
(二)、地形地貌
A市位于安徽省东部,地处长江、淮河之间,属于江淮分水岭地区,地貌特征以丘陵、山地为主,间有山区、河谷平原分布,在地理上是江淮丘陵的组成部分。
境内地势西北高东南低。
地形比较复杂,大致分为南部圩区、中部岗区和北部低山丘陵区三部分。
(三)地质
拟建路段经过区域为扬子地层区下杨子地层分区,构造单元为扬子淮地台下扬子台坳滁河陷褶断带,地质构造主要是燕山地壳运动以来生成的北东向凹陷和断裂,褶皱微弱,规模小。
本路段所经地区发育较完全,自中古带起各时代地层均有发育,但大部被第四纪地层覆盖,其地层以粘性土为主,一般地表为灰色、东经黄色可塑状亚粘土,厚度为4~8米
中部为青灰色硬塑状态粘土,厚10~15米;下部为灰色硬质岩石,总体土质较好。
沿线经过河流中有砂砾石,底部有少量卵石,卵石有紫红色、砖红色、褐色、黄色等。
区内岩浆岩较发育,岩性简单,规模较大。
总体而言,项目沿线工程地质条件较好,有利于工程建设。
(四)水文、气象
项目所在区域地处亚热带过渡地带,属亚热带湿润性季风气候区,具有光照充足、热量丰富、梅雨显著、降水集中的特点。
年平均气
温14.8℃,无霜期219天,年平均降水量800~1000毫米。
一方面,光热、水配合较好,生态环境多样;另一方面,由于本区属于气候上的过渡带,冷暖气团交锋频繁,进退多变,季风气候使降水年际变化较大,季节分配不均。
降水待征为:
夏季多冬季少,春雨多于秋雨,但由于受季风气候影响,即使同季,各年差异也很远。
水文:
地表水丰富,河流、水库较多。
(4)场地稳定性
根据区域地质资料及本次勘察结果,未发现有影响该场地稳定性的不良地质作用,故判定该场地属稳定的建筑场地。
1)拟建场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.55g,设计地震分组为第一组,特征周期0.35s。
2)拟建场地基岩中风化埋深大于25米,属中软弱场土地,建筑场地类别为III类。
其建筑场地地段类别为不利地段。
(5)场地地层工程地质评价
综合分析室内外勘探资料,该场地各层岩土的地基承载力特征fak、压缩模量ES可采用下表值:
表1-2
土层代号
岩土名称
Fak(kpa)
ES(Mpa)
1
粉质粘土
14
7.0
2
淤泥质粉质粘土
9
4.5
3
粘土
210
12.0
(6)不良地质
沿线分布有池塘,淤泥必须清除后再回填夯实,以防不均匀沉降对路基的破坏。
(7)结论建议
1、场地内无全新活动构造,场地稳定性较好。
2、根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004--89)判定场地类别为III类。
3、根据《中国地震动峰值区划图》(GB13806),本驱动峰值加速度为0.05g。
4、池塘中淤泥应清除后再回填夯实。
5、局部挖方段棋开挖等级为普通土(II),坡率宜采用1:
1.5。
6、填方段必须清除浮土后,再填筑夯实。
7、跨越水沟、水渠等流动水域,需设置排水明渠、排水涵洞等设施。
8、道路基础可选用2层粉质粘土作其持力层。
因2层粉质粘土较薄,第3层淤泥质粉质粘土为高压缩、地承载力的软弱土层,故该段路基为软弱地基。
设计时应充分考虑其沉降变形较大,对道路宜造成沉降破坏。
9、在路基基床开挖到位后,严禁基槽积水浸泡和烈日曝晒。
路基基床挖至设计标高时,请及时通知设计部门及有关人员检验后方可进行下步施工。
第三节工程概况
3.1工程规模
A市二路北起启明站,南至创业站,为南北向道路,道路全长16.9km,道路红线为45米,两侧绿化带为1.5米,中央绿化带2米,两侧机动车道宽11.5米,两边非机动车道为4.5米,其余为两边各4米的人行道。
该路红线宽均为45米,道路断面形式为两幅路,路幅分配为:
4m------4.5m------1.5m------11.5m------2m------11.5m------1.5m------4.5m------4m
人行道----非机动车道---绿化带----机动车道----中央绿化带----机动车道----绿化带----非机动车道----人行道。
其中宽12米的车道划分为3个车道。
建设期限计划为24个月。
本初步涉及工程内容包括:
道路、排水、绿化、照明等。
3.2规划简况
A市启创路规划于A市路网中的南部,贯穿A市南郊大部分区域,是A市城区城市路网交通性主干道。
规划中该路道路等级为城市I级主干道,设计车速为50km/h。
远期交通分析:
建设成功的高速铁路在A市南侧,并设有客运站。
随着A市路交通流量日益增大,路面损毁严重,已经制约了地方经济发展,继续启动A市启创路建设,缓解现状A市一级公路交通压力,进一步提升A市交通优势和功能。
随着改革开放步伐的加快,A市的经济发展进入快速增长的阶段,其中工业经济增长尤为迅速,与周边地区的经济、文化交往越来越频繁。
创业站高铁的建设给A市发展带来了良好的契机,也给交通运输提出了更高的要求。
目前A市只有唯一一条A市道路,这条路随着城市建设的快速发展已经不能适应日益增长的经济发展及要求,为积极响应A市的东向发展战略,完善基础设施建设A市二路的建设显得尤为紧迫,该路将担负着启明站与创业站客流疏散、通勤、购物、货物运输、邮政速递、商品配送等重要任务。
3.3交叉路口处理方式
A市二路的交叉口设计主要从渠化设计,标志路线设计等方面进行,对于机动车道利用标线和渠化岛分隔,导向行驶,是各种交通安全。
有序的在交叉路口区域中通行,行人与非机动车均在交叉口中划定区域,避免随意穿行。
第四节道路工程设计
4.1道路规划
A市二路系交通性主干道,为南北向,路线南段为启明站,路线北段为创业站(高铁站),起点桩号K0+000,终点桩号为K16+900,全长为16.9km。
我公司所修路段桩号为k1+000—k2+000,A市规划为城市I级主干道,设计时速50km/h,规划红线为45m。
4.2平面、纵断面和横断面设计
4.2.1设计原则
根据A市二路在规划中所处的位置,负担的交通功能,沿线近远期需要服务的对象,未来发展的要求,一级目前的建设条件,依据合理选择路线走向及平面布置。
合理设置沿线主要建筑物出入口等。
纵断面设计应参照规划控制标高并适应打浦路两侧区域的竖向规划且与现状道路良好很好的衔接,满足平,纵,横三方面的协调,线性顺适连续,视觉良好,工程经济合理,纵坡长度符合设计规范规定,机动车与非机动车混合行使的车行道,宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度,还应对沿线地形,地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。
在满足控制高程要求条件下,考虑道路沿线地形变化,减少对植被和生态环境的破坏。
减少路基填挖高度,节约工程费用。
纵坡设计高层应满足各种控制标高的要求,主要在以下几个方面:
1)防洪要求、内涝标高;
2)各相交道路现状,与A市开发区二路的交口
3)与已完成设计的一段衔接
4)桥梁控制标高
道路横断面设计应在规划的红线范围内进行。
横断面型式。
布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度、设计年限的机动车车道与非机动车道交通量和人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上地下管线、绿化、地形等因素统一安排,以保证车辆和人行交通的安全通畅。
横断面设计应近远期结合,使近期工程成为远期工程的组成部分,路面宽度及标高等应留有发展的余地。
在满足规划要求的前提下,道路横断面布置应有利于雨水排出,有利于地下管线的埋设。
路面材料结合地方材料的特点,便于施工,减少道路后期养护费用。
4.2.2平面设计
平面走向依据规划布设,根据《A市城市路网规划》A市周边县区的规划要求,联合西路建设成为一条重要通道,系交通性主干道,为南北走向,设计起点A启明站,起点桩号为K0+000,南段为启明站,终点桩号为K16+900,全长16.9km。
A市二路规划为城市I级主干道,设计时速取50km/h,路基宽度45m。
本次设计为新建道路设计。
全线既有直线又有曲线,在平面设计中,为使公交车停靠时不影响道路的通行能力,在道路东西侧根据规范设置港湾式停靠站。
本设计根据具体情况保留启明站开发区周边主要通道,其他均作为人行通道。
另外,本设计不考虑中央分隔带上设置机动车道口i,需左转弯的车辆必须二通过交叉口范围内的掉头车道掉头,掉头车道设置在各交叉口附近,在中央分隔带上辟3.5m车道作为机动车道或左转车道,以渠化交通。
全段穿越大多为池塘,荒地、林地。
和农田,现状的鱼塘根据规划将取消。
4.2.3纵断面设计
A市二路为城市I级主干道,设计时速为50km/h、纵断面设计主要依据城市道路设计规范,与现平面线相协调,与周边地势相结合,尽量减少填挖土方量。
该路纵断面设计在依据设计在依据设计规范的前提下,主要考虑了如下因素:
1)与相交现状道路及已完成设计道路的衔接。
2)桥梁控制标高。
3)满足排水要求。
4)考虑道路纵坡线型景观。
5)尽量结合道路两侧地形,减少土方量。
4.2.4横断面设计
根据A市二路的规划要求,道路规划横断面为:
路基宽度为45米。
路线总长1000米,路幅布置为中央分隔带2米+机动车道2×11.5米+两侧绿化带2×1.5米+非机动车道2×4.5+人行道2×4米。
设计机动车横坡为2.0%,人行道横坡为2.0%。
4.3交叉口设计
道路交叉口设计应根据相交道路的功能、性质、等级、计算行车速度、设计小时交通量、流向和自然条件等进行。
应做好交通组织设计,正确组织车流、人流,合理布设各种车道、交通岛、交通标志与标线。
各交口均为平面交叉信号灯控制。
交叉口人行横道处采用无障碍是设计,以满足残疾人穿越道路的需要。
4.4路基、路面结构设计
4.4.1道路路基设计
路基设计应遵循以下原则:
路基必须密实、均匀、稳定。
路槽底面土基设计回弹模量值宜大于或等于
30Mpa。
特殊情况不得小于20~25Mpa。
不能满足上述要求时应采取措施提高土基强度。
路基设计应因地制宜,合理利用当地材料与工业材料。
对特殊地质、水文条件的路基,应结合当地经验按有关规范设计。
本工程路基防护设计与水土保持、环境保护相结合,遵循“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合”的设计原则,综合考虑安全、美观、经济、实用和沿线地质水文等因素,保证边坡防护等安全。
考虑到道路建成后,两侧的开发建设,为避免工程的浪费,路基不设挡土墙,在穿塘段设置浆砌片石护坡外,余均设置种植草皮边坡,填方边坡为1:
1.5、挖方边坡为1:
1.5。
路基应防水、保湿、防风化,结合坡面防护,降低坡面高度,连续施工,及时封闭路床和坡面。
原地面横坡度不陡于1:
5时,基地应清除草皮;横坡度应陡于1:
5时,原地面应挖成台阶。
台阶宽度不应小于2m,每级台阶高度30~50cm。
含水量超过规定的土,不得直接作为路基填料。
局部地段有水沟、水塘等分布,并含有淤泥质土层,道路施工时,应将淤泥予以清除,另外,所有植被、荒草等均应予以推掉后方可进行路基开挖或施工该段。
路基压实度按重型压实标准,其压实度要求为:
表1-3
填挖类型
深度范围(厘米)
压实度(%)
机动车道
人行道
填方
0~80
96
90
80~150
94
87
>150
93
87
挖方
0~30
96
90
4.4.2路面结构设计
路面设计原则以交通量为基础;适应道路服务功能要求;符合当地主路材料供应情况;适应自然条件要求;技术成熟;性能优良、造价合理;注意对新工艺、新材料的选用。
水泥混泥土使用寿命长,施工工艺简便,材料来源丰富,且道路不必经常养护,从整个使用过程考虑,其修建和养护费用比沥青路面低,但一旦出现损坏,不易修复,不利于道路以后的改建和维修。
沥青混凝土路面铺筑厚度较小,路面无接缝,施工期短,行车舒适,吸噪音性能好,路面防滑性能好,养护维修简便,开放交通早,在现行的道路设计中应用较多。
但是沥青混凝土路面施工工艺较复杂,投入施工机械较多,其路面结构抗水损害能力较差,交易出现龟裂、抗槽、泛油等,从材料来源来看,沥青混凝土必需采用进口或国产优质沥青。
本次设计的启创路采用沥青混凝土路面。
沥青混凝土路面铺筑厚度较小,路面无接缝,施工期短,行车舒适,吸噪性能好,路面防滑性能好,养护维修简便,开放交通早,在现行的道路设计中应用较多。
但是沥青混凝土路面施工工艺较复杂,投入施工机械设备较多,其路面结构抗水损害能力较差,较易出现龟裂、坑槽、泛油等,从材料来源看,沥青混凝土必须采用优质沥青。
本次设计的A市二路采用沥青混凝土路面。
路面结构设计如下:
1、车辆换算
将各级轴载换算成标准轴载BZZ-100,轮胎压强P1=0.7MPa,单轮轮迹当量半径r1=10.65.cm,列表如下:
各种轴载换算成标准轴载加速表表1-4
Pi(Mpa)
Ci
(Pi/100)4/Ci
N2
换算轴数N1
60
1
0.1296
265
35
70
1
0.2401
540
130
80
1
0.4096
486
200
90
1
0.6561
274
180
100
1
1.0000
60
60
110
1
1.4641
15
22
120
1
2.0736
5
11
合计
1645
638
2、计算累计轴数Ne
沥青混凝土路面的使用年限t=15年
交通量年平均增长率γ=0.08
Ne=365N1((1+γ)T-1)/γ=6322913
3、计算容许弯沉1r=1.1αrαs/N
轴载分布系数η=0.5,N=ηNe
查αr=1.2
Αs=1.0
则1r=0.069cm
4、确定土基会弹模量
马鞍山市属全国自然区中Ⅳ2区,根据地质勘察报告路槽底面下80cm深度内算数平均含水量ω平均=22.3
土的平均稠度ωc=(ωL—ω平均)/(ωL—ωp)=0.78
土基回弹模量E0=31.00MPa
5、确定材料回弹模量,拟定路面结构
拟定路面结构如下:
(如图所示)图1-1
E4=280MPa
E0=31MPa
E3=1300MPa
E2=1100MPa
E1=14000MPa
拟定路面结构组合设计图(单位:
厘米)
h1=4cmE1=1400MPa细粒式沥青混凝土
h2=8cmE2=1100MPa粗粒式沥青混凝土
h3=35cmE3=1300MPa6%水泥稳定碎石
h4=20cmE4=280MPa12%石灰石
31MPa土基
6、计算综合修正系数
F=AF(1RE0/pd)=0.606
7、计算拟定路面结构的弯沉
a)换算为等效的三层体系
h=h1+h2(E2/E1)=9.82cm,E1=1400Mpa、
H=h1+h4(E4/E3)=37.91cm,E2=1300Mpa
b)弯沉计算(三层体系,如下图)
路面结构三层体系计算图(单位:
厘米)
h/δ=0.922,E2/E1=0.929,查表得α=5.5
E0/E2=0.016,查表得K1=2.28
H/δ=3.560,查表得K2=0.816
1=2ptδαK1K2/E1=0.109
c)实际弯沉1s=1×F=0.066cm
8、校核弯沉
(1r-1s)/1r=4.35%<5.00%
说明拟定的路面结构满足强度要求,整体提抗变形能力符合要求。
9、计算沥青混凝土面层底面的弯拉应力
查沥青混凝土面层弯拉弹性模量取1500Mpa,换算为等效的三层体系(如下图)图1-2
路面结构三层体系弯拉应力计算图
H
h
E0=31
E2=1300
E1=1500
h=10cm,H=30×15×(280/1300)=32.72cm
据h/r=0.939,E2/E1=0.87,查表得βa=0.48
据h/r=0.939,E2/E1=0.87,E0/E2=0.016,查表得δ1=1.18
据H/r=3.072,E2/E1=0.87,E0E2=0.016,查表得δ2=1.89
所以σa=Pt×βa×δ1×δ2=0.75Mpa
10、确定容许弯拉应力
Kam=0.12N/αr=1.92
所以σR=frm/Kam=0.78Mpa
11、检核弯拉应力
(σR-σa)/σR=(0.78-0.75)×100%/0.78=3.85%<5%
满足要求,结构可用
12、计算面层的剪应力
路面结构换算为等效的三层体系为:
h=9.82cm,E1=1400Mpa
H=37.91cm,E2=1300Mpa;E0=31Mpa。
据h/r=0.922,E2/E1=0.929,查表得λτ0.3)=0.436
据h/r=0.922,E0/E2=0.016,E2/E1=0.929,查表得γ1=0.436
据H/r=3.072,E2/E1=0.87,E0E2=0.016,查表得γ2=1.044
所以τm0.3)=Pt×λτ0.3)×γ1×γ2=0.27Mpa
计算路面结构如下:
机动车道及交叉口的路面结构层:
4厘米厚细粒式沥青混凝土AC-13(I),采用改性沥青A市S(I—C)
4厘米厚中粒式沥青混凝土AC-25(I)
4厘米厚粗粒式沥青混泥土
乳化沥青透层PC-2(铺玻璃纤维土工格栅)
35厘米厚6%水泥稳定碎石
20厘米厚12%石灰土(厂拌)底基层
土路基(素土夯实,压实度≥96%)
结构层总厚67厘米。
人行道路面结构层:
25×25×5厘米彩色预制人行道板
2厘米厚1:
4水泥砂浆
15厘米厚6%水泥稳定碎石基层
土路基(素土夯实,压实度≥90%)
结构层总厚22厘米。
沥青混凝土路面铺筑厚度较小,路面无接缝,施工期短,行车舒适,吸噪音性能好,路面防滑性能好,养护维修简便,开放交通早,在现行的道路设计中应用较多。
但是沥青混凝土路面施工工艺较复杂,投入施工机械较多,其路面结构抗水损害能力较差,交易出现龟裂、抗槽、泛油等,从材料来源来看,沥青混凝土必需采用进口或国产优质沥青。
车行道路面结构表面层选用改性沥青,以提高沥青面层的高温抗流变,低温抗缩裂的能力。
使路面结构层经久耐用,具备足够的构造深度及抗滑能力。
在沥青路面中,为防止路面反射裂纹,增加其结构整体性;提高沥青面层的强度,在沥青地层、基层上铺设玻璃纤维格栅。
在两层沥青之间以及路缘石、雨水口、检查井等构造物与新铺沥青混合料的侧面喷洒粘层油,用乳化沥青(PC—3),用量0.3~0.6L/m2。
4.4.3软基处理设计
根据地质报告,整个路段有软弱土存在,需进行特殊处理。
设计方案考虑为:
在基层底部敷设2层强度高、变形小的土工格栅,其间填充级配碎石,形成土工格栅碎石垫层。
在第一层土工格
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