高速公路设计说明书

目录摘要1第一章总说明31设计标准32设计资料33主要工程规模44建设条件441地理位置及气象442地形地貌543水文地质5431地表水类型及水文地质特征5432地下水类型及水文地质特征544地质构造645不良地质65沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系651筑路材料652水、电653钢材、木材、沥青754交通条件76与周边环境和自然景观相协调情况761设计原则762总体设计与路线763取土、弃土场设计864地表耕植土、腐质土的保护和利用87路线方案898路线设计981平面设计982纵面设计99路基、路面及排水1091对初步设计预审查、批复意见的执行情况10911软基路段10912高边坡路段10913高液限粘土10914路基路面排水10915边坡防护11916潮湿和地下水丰富路段1192对施工图设计审查意见的执行情况11921软基处理设计11922水塘防护设计11923填挖交界处设计11924高边坡11925挡土墙1110桥梁、涵洞1211新技术、新材料等的采用情况和计算机应用情况1212与有关部门协调情况12第二章路线设计131线形设计一般原则132平面线形要素的组合类型133平面设计方法144平曲线设计1441平曲线要素计算145纵断面设计1651竖曲线设计1652计算设计高程176横断面设计1761路基横断面布置1862路堤和路堑边坡坡度的确定1863路基加宽1864超高方案1865路拱坡度191设计原始资料和依据202路面结构层厚度设计2021土基回弹模量的确定2022路面设计参数的确定2023路面结构层厚度计算223方案的确定294路面排水设计291、涵洞选用原则312涵洞水文计算3121确定汇水面积3122确定设计流量313涵洞水力计算（确定涵洞孔径）314涵洞结构计算3241涵洞长度计算3242外力计算32421永久作用32422由车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）3343内力计算及荷载组合345基底应力验算35第五章工程概预算371路基土石方数量计算及调配3711横断面面积计算3712土石方数量计算3713路基土石方调配38131土石方调配原则38132土石方调配方法392本工程预算项目主要内容4021直接工程费4022其他工程费4123直接费4224间接费4225利润4226税金4327建筑安装工程费4328工程建设其他费用4329预备费43210建设项目总费用43参考文献45致谢46摘要本设计是山岭微丘区高速公路工程设计，根据给定的交通量确定道路的等级，进行设计。主要的设计内容为第一,根据地形、地质条件和主要控制点进行选线工作；第二，进行设计工作，其中包括平面设计、纵断面设计、路基设计（确定路基标准横断面图，绘制一般路堤，半填半挖路基设计图）、路基排水设计、路面结构层设计、涵洞的设计（选择一处涵洞进行水文、受力计算、进行合理的配筋）、进行工程预算（选择路段上1KM,对其中土石方量的挖填、运输，路基路面用料进行计算）。最后整理出各部分内容相关的计算书、表格与图纸。关键词高速公路；路线；路基；路面；涵洞ABSTRACTTHISDESIGNISMOUNTAINOUSHILLYAREAEXPRESSWAYENGINEERINGDESIGN,ACCORDINGTOTHEVOLUMEOFTRAFFICTODETERMINETHEGRADEOFTHEROAD,FORTHEDESIGNTHEMAINDESIGNCONTENTISFIRST,ACCORDINGTOTHELANDFORM,GEOLOGICALCONDITIONANDMAINCONTROLPOINTSWERESELECTEDLINEOFWORKSECOND,DESIGNWORK,INCLUDINGGRAPHICDESIGN,PROFILEDESIGN,ROADBEDDESIGNDETERMININGROADBEDSTANDARDSECTIONALDRAWING,DRAWINGOFTHEEMBANKMENT,SEMIEXCAVATINGSUBGRADESDESIGN,SUBGRADEDRAINAGEDESIGN,PAVEMENTSTRUCTUREDESIGN,CULVERTDESIGNTHECHOICEOFACULVERTHYDROLOGY,STRESSCALCULATION,REASONABLEREINFORCEMENT,PROJECTBUDGETSELECTSECTIONSOF1KM,ONWHICHTHEEARTHWORKDIGGINGANDFILLING,TRANSPORTATION,MATERIALSUSEDFORTHECALCULATIONOFSUBGRADEANDPAVEMENTFINALLYSORTEDOUTSOMEOFTHECONTENTOFTHECALCULATIONS,TABLESANDDRAWINGSKEYWORDSTHEHIGHWAYTHEROUTEROADBEDPAVEMENTCULVERT第一章总说明1设计标准公路工程技术标准JTGB012003公路路线设计规范JTGD202006公路路基设计规范JTGD302004公路排水设计规范JTJ01897公路沥青路面设计规范JTJD502006公路桥涵设计通用规范JTGD602004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD622004公路桥涵地基与基础设计规范JTGD632007公路涵洞设计细则JTG/TD65042007公路沥青路面施工技术规范JTGF402004公路设计手册路面交通部第二公路勘察设计院2001公路工程预算定额JTG/TB06022007公路工程基本建设项目概算预算编制办法JTGB0620072设计资料根据工可、初步设计文件及初步设计审查意见，本项目采用全封闭、全立交高速公路标准建设，主要技术标准见表21表21主要技术标准一览表序号项目单位技术标准1公路等级高速公路2设计速度KM/H803路基宽度M整体式320分离式1604汽车荷载等级级公路级5地震动峰值加速度系数G0056设计洪水频率特大桥1/300，大、中、小桥、涵洞及路基1/1003主要工程规模四会至广宁段起点于四会市西北侧的谢桥村接三水至四会段终点，路线由此向西北方向延伸，经四会市的石狗镇、黄田镇，广宁县的宾亨镇、横山镇，于广宁县横山镇的肖仔岗接广宁至怀集段起点。本段路线全长42170KM。路线主要控制点为路线起点、下布隧道、都崀迳、S263、黄田互通、西岸隧道、带洞、S264、宾亨互通、广宁互通、路线终点。路线跨越的主要河流有绥江。第10标段起点桩号K52730，终点桩号K58180，路线长度5450KM，主要包括主线桥3座、主线涵洞11道、主线通道7道、天桥2处，本标段主要工程规模见下表23表23主要工程规模表指标名称单位工程数量备注路线长度KM5450计价土石方M31045687特大、大中桥M/座32293/1小桥M/座340/1桥梁涵洞道11隧道M/座28494/1互通式立体交叉处/分离式立体交叉处/通道道7路线交叉天桥座2其中一处为渡槽征用土地亩5023拆迁房屋M27000拆迁拆迁电力电讯杆根864建设条件41地理位置及气象四会至广宁段位于广东省西北部，南端与三水至四会段相接，沿北西方向延伸经四会、广宁。在公路自然区划上属于6区（武夷南岭山地过湿区），地貌属中低山、丘陵地貌，南东部为珠江三角洲平原。区域内多年平均降雨量1832MM，多年最大降雨量24285MM，多年最小降水量11287MM；每年49月为雨季，平均降水量13777MM，6月份降雨量最大，暴雨较多，月平均降雨量3147MM，由于暴雨集中，对新开挖地表易造成破坏，而且勘察区内局部地势较为低洼，雨季时有洪涝现象。区域内年平均风速17M/S，强风向主要为东北到东南风，约占35，平均风速24M/S，极大风速26M/S；次为西到西北风，占18，平均风速23M/S，极大风速12M/S，静风占28，其余风向偏少。台风是本地区常见的自然灾害，每年4月至11月都受到影响。台风盛行期在79月，台风过境最大风速28M/S，瞬时风速高达35M/S，破坏力很强，伴随台风而来的是暴雨，甚至引发山洪暴发、山体滑塌等灾害。42地形地貌四会至广宁段地处广东西部偏北，多属于丘陵低山区，地势高差较大，地形地貌复杂；根据地貌的成因、形态及组合特征，地貌单元可划分为山前冲积盆地、构造剥蚀丘陵、山间冲洪积小盆地三大单元；地势北西高南东低，由北西向南东呈倾斜状；地貌类型以丘陵及丘陵间冲洪积盆地为特征，沿线农田、村庄分布较为密集，植被发育，多以农作物、果树、经济林为主，鱼塘、灌溉沟渠遍布勘察区域，沿线河流主要有绥江及其支流。本路段沿线为微丘、丘陵间冲洪积盆地地貌，路线跨越绥江后沿河床阶地、丘陵间沟谷、盆地展布，河谷呈开阔的“U”字型，绥江河床宽约100300M，水深26M，四季通航，属于国家六级航道；线路沿线地表多为第四纪冲积层所覆盖，其厚度大小不等，变化较大，层位变化较复杂；区内多为农田、鱼塘，山丘多已开发种植有果树、竹木等经济林。43水文地质431地表水类型及水文地质特征区内地处构造剥蚀丘陵区，区内地表水系较发育，主要有绥江及支流遍布全区。432地下水类型及水文地质特征根据本路段含水介质类型、特征及其地下水的赋存及运移条件，将本区含水岩组划分二种地下水类型1）第四系松散层孔隙潜水主要分布在绥江一、二级阶地，开阔低缓谷地且有较厚的堆积地段，含水层为第四系冲积的砂、砾、卵石层，赋水条件较好；淤泥及淤泥质土层中含有少量的毛细管水，补给源主要为大气降水和邻近河流的地表水，地形平坦开阔，补给条件及排泄条件均较好，地下水位受季节性变化影响不太明显，一般以下降泉出露，泉流量小于1升/秒，局部具承压性。2）碎屑岩基岩裂隙水碎屑岩区基岩裂隙水主要赋存于岩石风化裂隙、构造裂隙、层面空隙、断裂带内，如花岗岩、石英砂岩、页岩、片岩中风化裂隙、构造裂隙发育等。裂隙水常以下降泉的形式出露地表，局部丘陵间沟谷内会汇集成小溪流，常见流量0212L/S。44地质构造根据区域地质资料，勘察线路处于华南褶皱系粤中坳陷和粤西隆起的交接部位，勘察区内的构造变形强烈，基底构造、盖层构造及大陆边缘活动带的构造形迹在区内均有表现；由于断裂及岩浆活动较为强烈，致使区内褶皱构造发育不甚完整。45不良地质据本次勘察的结果，场区内的不良地质主要为软土、坍塌及滑坡、路基开挖引起的高边坡失稳及顺层滑坡、构造破碎带、地震液化、煤系地层、高液限土等。5沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系51筑路材料本路段位于平原微丘区，项目沿线周边地区筑路材料供应充分，储量大，质量好，多为经营性料场，运输条件较为便利，能满足工程要求。1石料项目区位于珠江三角洲边缘地带，为平原微丘区至山岭重丘区过渡地带，周边地区石料储量丰富，产地较多，供应充分。主要有四会市城中区的振兴石场、四会市贞山区的白坟前石场、四会市迳口石场等。2砂料因防洪需要，西江流域目前已经禁止在采砂，项目区沿线砂料主要来源为绥江砂，砂源储量丰富。但目前产量较低，施工前应提前组织协调，扩大生产，以保证工程需要。3石灰料场位于三水市迳口镇与四会市迳口镇交界处，现有灰窑三处，石灰产量较大，石灰质量高。4水泥项目区域水泥生产厂家众多，所生产各种标号水泥可满足路用要求。52水、电项目区沿线沟渠密布，水网发育，水资源较为丰富，水质纯净，可满足工程用水需要。项目区位于珠江三角洲地带，沿线经济发达，电网密布，工程用电较为方便。考虑到今年来国家电力较为紧张，施工前应提前与电力部门进行协调，落实工程用电，保证工程进度。53钢材、木材、沥青钢材、木材、沥青等均可在肇庆、广州等地市场上购买。沥青应采用符合重交通道路石油沥青技术要求的优质沥青。54交通条件区内各等级道路纵横交错，河流水系发达，航运便利，为本项目施工期的交通提供了有利的条件，各种筑路材料和施工机械均可顺畅的到达工地各工点。6与周边环境和自然景观相协调情况61设计原则公路建设不可避免地对沿线生态环境造成一定影响，环境保护设计贯穿于项目各阶段和主体工程设计的各个组成部分，使公路建设与生态环境保护协调发展。本工程环保对策是“以防为主，防治结合”，因地制宜合理使用土地，增加植被，保护自然环境，加强管理与监测，防止污染。因此本项目设计中，我们提出如下公路建设中生态环境保护的设计原则选线时注意顺应地形、地貌，减少高填深挖，尽量减少对自然环境的破坏，以“不破坏就是最大的保护”为设计宗旨；公路建设尽可能保证原有生态系统的连续性，尽量绕避自然保护区、文化名胜区和水资源保护区；施工期间注意保护自然水流形态，施工结束后必须清理河道中的工程废弃物；尽量维持路域生态系统的稳定，系统内的绿化因地制宜，尽可能选用乡土物种，并尽量淡化界域概念，减少施工对周边环境的破坏；保护公路沿线的动植物，以求生态系统稳态发展，加强施工管理减少植被破坏；尽量进行生态环境恢复，包括公路用地范围内的绿化、水土流失防治，和沿线环境整治。62总体设计与路线在公路布设与方案比较时，全面考虑沿线地区的自然环境和社会环境，尽量节约国土资源，绕避重要的村镇、学校、水源保护区等环境敏感点，尽量减少对植被的破坏，顾及与水利设施、电力电讯的位置关系，减少拆迁和占地，尽可能降低对周围环境的影响程度。环境敏感点附近路段，采用较高平、纵线形技术指标，避免设置急弯和陡坡。设计本着“可持续发展”的理念，在平、纵、横设计方面，灵活运用技术指标，使路线尽可能顺应地形、地貌布设，避免大填大挖，减少对自然环境的破坏，节约国土资源。63取土、弃土场设计根据沿线地形特点，合理设置取、弃土场。对于取土场形成的裸露边坡，在工程防护的基础上，尽可能创造条件恢复植被，改善生态环境，控制水土流失。对取土场坡脚易遭受水流冲刷的地方采取工程护坡。在取土结束后，需进行植被恢复和覆土造田。对于弃土场，为防止水土流失，需对弃土场进行碾压、拦渣、排水和护坡处理，达到设计标高后，对其进行整治利用和恢复植被、绿化。在设计中力求填挖平衡，减少取土坑和弃土场的数量，最大限度地利用路堑开挖土石方进行纵向调配。64地表耕植土、腐质土的保护和利用设计中将地表耕植土、腐质土作为一种宝贵的自然资源进行保护和利用。任何永久或临时用地都不得填埋或碾压地表耕植土、腐质土。施工时，应将地表耕植土、腐质土集中堆放，以备用来地表回填，土地复耕、造地、恢复植被等。设计中地表耕植土、腐质土临时堆放点按12公里考虑。7路线方案本路段基本采用工可推荐方案，根据现场地形、地物控制情况对线形进行了必要的优化调整。K58180K61000段初测阶段先后进行了三个方案的测设研究。第一次测设方案在调查中发现该线位需要搬迁广宁县县级文物保护单位农会旧址，地方群众反映比较强烈，且距离村庄较近，占用农田也较多，为了保护文物，尽量减少拆迁扰民，将该段线位作了修改。为减少占用农田在本路段又研究了傍山线，傍山线主要存在三个问题A、需拆迁110KV线路铁塔一座、且经实测高压线净空不能满足规范要求，需要升高铁塔，经向电力部门了解，该高压线即将增压至220KV。B、临山脚为带洞小学，学校需要搬迁。C、带洞村位于山边，线位从带洞村中穿过，把带洞村一分为二，需拆迁大量房屋（有较多二层以上楼房）。D、经线位计算，傍山线较初测线位长65M。仍占用部分农田。鉴于以上原因，傍山线在两次踏勘后，没有进行初步测量，最终确定的初测线位（施工图设计方案）位于第一次初测线位和傍山线研究线位之间，为节约用地，该路段适当增大纵面指标，以减少路基填方。带洞村路段路线方案图8路线设计81平面设计（1）根据初步设计预审查意见“分离式隧道（如石门隧道、文坑隧道）在满足技术标准的前提下宜尽早将左、右线并线，以节约用地，降低工程造价。”对石门隧道及文坑隧道路段平面线位进行了优化，减少了分离式路基的长度，减少了占用农田数量，降低了工程造价。（2）下布隧道、西岸隧道初步设计厅预审意见建议调整为分离式或小间距隧道，西岸隧道应适当移动洞口位置，以避开不良地质。定测阶段根据初步设计审查意见，下布隧道调整为变间距的小净距隧道，西岸隧道调整为小净距隧道，同时路线平面向左平移约12米，以避开怀集段洞口段不良地质。82纵面设计本路段纵坡设计主要受地形、隧道、跨线分离和路基设计洪水位等因素的控制。定测阶段根据厅审查意见结合初步设计咨询意见，对初步设计纵面进行了认真研究和优化。（1）挖方较深、边坡较高的路段对于全线挖方较深路段，结合咨询报告意见，在充分考虑路线纵面控制因素的前提下，通过对平面的局部调整，对纵面进行适当优化调整，尽量减少挖方高度和长度，减少土石方数量，降低路基高边坡。（2）竖曲线偏小路段根据初步设计审查意见对竖曲线半径进行核查，在增加工程量不大的情况下，适当加大了竖曲线半径，尽可能采用不小于满足视觉所需的竖曲线为主。比如黄田绥江大桥路段、YK54090等。（3）平、纵组合的优化，根据定测验收专家意见，对个别平、纵配合欠佳的位置进行了进一步优化，比如K56120、K61850等。（4）本次修编根据施工图审查意见，结合咨询报告及专家意见对全线纵坡设计进行了进一步检查优化。9路基、路面及排水91对初步设计预审查、批复意见的执行情况911软基路段根据初步审计预审意见要求，施工图定测阶段对软土段进一步加强了地质勘察工作，采用地质钻探，结合原位测试的勘探方法，加密静力触探测试和十字板剪切试验，查清了软土的地质特征，取得了详实的地质资料。同时因沿线局部路段位于冲沟路段，存在软基倾斜面，在定测过程中沿线有针对性的布设山涧洼地、路基横向上的勘察，查明软基倾斜面分布情况，在设计过程中采取有针对性的处理措施，防止路堤滑塌。912高边坡路段根据初步审计预审意见要求，施工图设计时对高边坡进一步加强了地质勘察工作，对每个高边坡进行了一个断面至少有两个勘探点的勘察，为下一步合理确定路堑边坡坡率、边坡稳定分析等提供详细的地质资料。高边坡采用“一坡一图”的形式进行设计。高边坡采取了“减载、固脚，强腰、排水”的原则进行处理。913高液限粘土根据初步设计预审意见要求，施工图设计时对高液限粘土段进一步加强了地质勘察工作，增加了土工试验内容，并参考了广东省内高速公路其它项目的成功经验。914路基路面排水根据初步审计预审意见及定测调查，对于边沟断面尺寸根据集水路段长度、汇水面积等通过计算合理确定边沟断面尺寸。同时对路基、路面及排水方案进行了完善，个别路段进行了特别设计以保证排水系统的完整、顺畅。本工程地处多为山区，降雨强度大，冲沟纵多，在定测阶段加强了路基外一定范围的测量和调查。在设计过程注意了涵洞进出口与现有冲沟的连接和防护。超高路段排水及防护借鉴了广东省已建高速公路的成功经验，采用生态排水系统，将中央排水沟设在中央分隔带内。915边坡防护根据初步审计预审意见，结合交通部典型示范工程新的设计理念，路基防护方案以绿色植被为主，在保证路堤稳定安全的前提下，主要采用植草或铺草皮、三维网植草、坦拱植草等绿色防护。路堑边坡路段根据地质条件和边坡高度采用植草或铺草皮、三维网植草、TBS植草、拱形植草、钢筋砼框格植草等坡面防护和加固形式。916潮湿和地下水丰富路段根据初设评审意见，在定测过程中，对沿线潮湿和地下水丰富及低填路段进行重点调查，在设计过程中有针对性的增设砂砾垫层等措施进行处理。92对施工图设计审查意见的执行情况921软基处理设计根据审查意见，在施工过程中加强软基处理的动态设计，对于处理部分软土性质较差，填土较高的搅拌桩和袋装砂井进行了优化。922水塘防护设计根据业主意见，改临时围堰为永久围堰，取消浆砌片石满铺防护。923填挖交界处设计根据审查意见，路基填挖交界处的处理应结合施工阶段的实际情况，加强动态设计。同时优化横向渗沟设计。924高边坡根据审查意见，加强施工过程中的动态设计，完善监测措施，增加锚杆应力监测，确保高边坡安全可靠。根据审查意见，对于存在“剥山皮”的高边坡，进一步优化了横断面设计，加强了支挡，防陡边坡，同时减少了用地。925挡土墙根据审查意见，修编设计中对于贴原坡面浅薄填土且放坡较远的地段增设路肩挡墙。保证填土质量，减少用地。10桥梁、涵洞（1）根据初设审查意见，在详细调查和勘测了沿线河流特点及交叉道路、规划路的等级和功能的基础上，进一步核查了桥梁净空；并结合纵断面设计和地质情况，尽量降低部分桥梁的设计高，适当提高桥台的填土高度，以有效控制桥梁长度。初步测量时委托了专业水利部门进行了项目区域绥江水文分析，同时收集了国家级水文站石狗站共54年的洪峰流量观测资料，定测时进一步进行了核查和洪痕调查（含2005年），以保证水文分析计算的可靠。（3）本标段为丘陵区高速公路，路线线形以平曲线为主，超高变化较大，而桥梁建筑高度一般不受限制，但交通条件不够便利。T梁与预制组合小箱梁、宽幅空心板比较，因其梁底设单支座、支座调平容易、更易适应平曲线变化；T梁与预制组合小箱梁比，单片梁重较小，施工工艺成熟、快速、工期短、应用广泛，在山区高速公路施工中具有一定优势。经与建设单位商讨沟通，根据沿线运输条件，结合施工标段划分情况，为方便施工，上部构造多采用了先张PC空心板、后张PCT梁；单孔跨径20M的桥梁采用先简支后桥面连续结构，单孔跨径20M的桥梁采用结构连续，以增加行车舒适性。（8）进一步加强了沿线排灌系统及小桥涵的调查、勘测深度，适当增大了排水涵孔径；考虑到当地群众生产生活便利及未来经济发展，也适当加大通道净空。桥梁、涵通、立交的设置均与沿线乡村签订了书面协议。11新技术、新材料等的采用情况和计算机应用情况为实现将广贺高速公路建设成为一条“质量一流、管理先进、环境优美”的高速公路，本项目平面控制测量全部采用GPS技术布设测区首级控制网和一级导线。在工程地形图测量上采用航测计算机电子成图技术，全部地形图均进行了三维数字化处理，大大提高了勘察设计的精度。路线、路基路面、桥梁及路线交叉等专业全部采用计算机辅助设计，所有设计图标均由计算机完成。12与有关部门协调情况定测阶段，分别与四会市及广宁县政府、交通、规划、国土、水利、航道及沿线乡镇等部门就本项目的路线方案、桥涵通道的设置、取土、弃土方案以及排水措施等有关问题进行了商谈和协调，形成了一致意见，其协议签署到乡、镇和村。各级政府同意现在的路线总体走向，项目部根据地方政府意见，结合地方规划，通过实地调查对局部方案进行了优化。第二章路线设计1线形设计一般原则1平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。2保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。3平曲线应有足够的长度汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难一般按6S的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为80KM/H时，平曲线一般值取400M，最小值取140M。小偏角的平曲线长度当路线转角7时称为小偏角。设计计算时，当转角等于7时，平曲线按6S行程考虑；当转角小于7时，曲线长度与成反比增加；当转角小于2时，按2计。2平面线形要素的组合类型平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。3平面设计方法（1）平面设计的重点公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。（2）平面设计的具体步骤和要求资料收集现场踏勘选线与定线校核与审核4平曲线设计本路段主要技术指标表序号指标名称规范值序号指标名称规范值1公路等级六车道高速公路8停车视距M1102路基宽度M32/169凸形竖曲线一般最小半径M120003设计行车速度KM/H8010凹形竖曲线一般最小半径M80004平曲线极限最小半径M25011最短坡长M2005平曲线一般最小半径M40012设计洪水频率特大桥1/3006不设超高最小平曲线半径M2500其他1/1007最大纵坡513汽车荷载等级公路I级根据本段路线所处路段，综合全路段的路线走向及线形要求，本路段共有五个交点。41平曲线要素计算取JD15作为算例，具体计算如下图12圆曲线几何要素ZHTPQYLSOBAQRHEJDZJD20处（K55892772）取圆曲线半径R750M，缓和曲线长度确定如下，3306827575SVLRMVLS7638063MINR/98333LSR900；取2S因此曲线的几何要素为偏角4938133，半径R750M，S25L切线长TAN46572TRPQ曲线长0S8918LLM外矢距EC732EP校正数0TD其中3/2415SSQLR243/807SSPLR0286479/8SLR主点桩里程推算设有缓和曲线的平曲线有五个主点桩位，分别是ZH、HY、QZ、YH、HZ，里程推算如下JD20桩号为K55892772JDTZHLSHYL2LSHZLSYHL2LS/2QZD/2JD结果如下直缓点桩号ZHK55427006缓圆点桩号HYK55662206曲中点桩号QZK558312575圆缓点桩号YHK56076753缓直点桩号HZK56311953以此方法计算、，具体结果见设计图纸直线、曲线及转12JD314J6D17J角表。5纵断面设计沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面，它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整的表达出道路的空间位置。51竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别。竖曲线诸要素的计算1计算竖曲线要素如图31所示，I1和I2分别为两相邻两纵坡坡度，I2I1，为“”时，表示凹形竖曲线；为“”时，表示凸形竖曲线。T12LPQXHEYO图31竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R或（111）L竖曲线切线长T（112）2R竖曲线任意一点竖距H（113）RX2竖曲线外距E或（114）T282E4TL以变坡点1（K52870）为例计算如下K52870，高程为1668M，I1200，I2235,I2I1235（200）435，为凹形。取竖曲线半径R11000M。曲线长110004354785MRL切线长23925M2T外距2602M8E52计算设计高程竖曲线起点桩号K52870TK5263075竖曲线起点高程1668T221465M其他变坡点（共11个）按照同样方法计算，具体结果见纵坡、竖曲线表。6横断面设计公路的横断面，是指公路中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求（1）设计应符合公路建设的基本原则和现行公路工程技术标准规定的具体要求。（2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。（3）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。（4）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。61路基横断面布置按照交通部部颁标准公路工程技术标准（JTGB012003）中高速公路路基横断面几何尺寸的规定以及初设评审意见，本标段路基分为整体式路基，设计速度为80KMH。整体式路基设计宽度采用320M。具体断面划分为中间带30M（含左侧路缘带2050M），行车道23375M，硬路肩2250M（含右侧路缘带205M），土路肩2075M。横断面布置详见本册路基标准横断面图。布置如下图41所示62路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规范，结合实际的工程地质条件综合考虑路堤边坡坡度取为1151175；路堑边坡取为1051075。63路基加宽本路段路基无加宽。64超高方案整体式路基设计标高为中央分隔带外侧边缘线路面顶面标高详见路基设计表。整体式路基超高路段中央分隔带保持水平，两侧行车道及路缘带分别绕中央分隔带边缘旋转，超高按三次抛物线设置渐变段，详见超高方式图。65路拱坡度行车道、路缘带及硬路肩采用2，土路肩采用4。第三章沥青路面结构设计1设计原始资料和依据该公路处于处于6区（武夷南岭山地过湿区），地貌属中低山、丘陵地貌，南东部为珠江三角洲平原。区域内多年平均降雨量1832MM，多年最大降雨量24285MM，多年最小降水量11287MM；每年49月为雨季，平均降水量13777MM，6月份降雨量最大，暴雨较多，月平均降雨量3147MM，由于暴雨集中，对新开挖地表易造成破坏，而且勘察区内局部地势较为低洼，雨季时有洪涝现象。区域内年平均风速17M/S，强风向主要为东北到东南风，约占35，平均风速24M/S，极大风速26M/S；次为西到西北风，占18，平均风速23M/S，极大风速12M/S，静风占28，其余风向偏少。台风是本地区常见的自然灾害，每年4月至11月都受到影响。台风盛行期在79月，台风过境最大风速28M/S，瞬时风速高达35M/S，破坏力很强，伴随台风而来的是暴雨，甚至引发山洪暴发、山体滑塌等灾害。设计线路经过地段主要为微丘、丘陵间冲洪积盆地地貌，路线跨越绥江后沿河床阶地、丘陵间沟谷、盆地展布，河谷呈开阔的“U”字型，绥江河床宽约100300M，水深26M，四季通航，属于国家六级航道；线路沿线地表多为第四纪冲积层所覆盖，其厚度大小不等，变化较大，层位变化较复杂；区内多为农田、鱼塘，山丘多已开发种植有果树、竹木等经济林。根据现场调绘及钻探勘察揭露，线路范围内软弱土层主要为第四系河流相或沼泽相淤泥、淤泥质土层，厚度变化大，软土埋深浅，一般小于3M，个别大于3M，软土物理力学性质不太差，本项目有多处路堑钻孔发现存在高液限土层，主要分布于丘陵山坡上的残坡积土层和全风化岩中，其分布范围较大，厚度大小不一，在纵横上变化很大，且多呈不连续分布，局部土层还见有弱膨胀性。2路面结构层厚度设计21土基回弹模量的确定该路段处于6区（武夷南岭山地过湿区），为砂质土，稠度为10，查规范表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPA）”得土基回弹模量E040MPA。22路面设计参数的确定1）交通量组成已知设计年限为15年，设计年限内交通量年平均增长率R6，交通量组成见下表2）标准轴载及轴载换算和当量轴次计算路面设计以双轮组单轴载100KN为标准荷载，标准轴载计算参数如下表1标准轴载计算参数标准轴载BZZ100标准轴载BZZ100标准轴载PKN100单轮传压面当量圆直径CM2130轮胎接地压强PMPA070两轮中心距CM15D3）以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次（1）轴载换算以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25KN的各级荷载（包括车辆的前、后轴）的作用次数，均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。1P1NPN（1）KIIPCN13542知N5648次（2）累计当量轴次计算由公路沥青路面设计规范JTGD5020063121设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算。（2）3651TEN1N根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数是0304，取035。设计年限内一个车道上的累计当量轴次为E16794357（次）350648063515EN4）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各种车型的前后轴的作用次数，均按下式转1P1N换成标准轴载的当量作用次数。PN（3）KIIPNC1812知N5669次设计年限内一个车道上的累计当量轴次仍按式（2）进行计算EN（次）6830915056063115EN其BZZ100累计当量轴次在1225之间，故属重交通。7E23路面结构层厚度计算表2路面结构及计算参数层次材料名称厚度CM200C抗压回弹模量MPA150C抗压回弹模量MPA150C劈裂强度MPA1细粒式沥青玛蹄脂，SMA134140013501652中粒式沥青混凝土AC20612001800103粗粒式沥青混凝土AC25I810001200084水泥稳定碎剂量水泥稳定碎石2012001200046土基401）路面设计弯沉值的计算路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是根据设计年限内每个车道累计标准当量轴次、公路等级、面层和基层的类型等确定的。路面设计弯沉值可按下式计算（4）BSCEDANL206式中路面设计弯沉值001MMDL设计年限内一个车道上的累计当量轴次；EN公路等级系数，高速公路、一级公路为10，二级公路为11，三、四级公CA路为12；面层类型系数，沥青混凝土面层为10；S路面结构类型系数，半刚性基层、刚性基层沥青路面为10，柔性基层沥青B路面为16，若基层由半刚性基层与柔性基层组合而成，通过线性内插确定。根据上式计算得2150（001MM）0110683027）（DL2）结构层材料的容许弯拉应力高速公路的沥青混凝土面层或半刚性材料基层、底基层，在进行层底拉应力验算时，结构层底面计算点的拉应力应小于或等于该层材料的容许弯拉应力，即MR（5）R容许弯拉应力按下式列公式计算R（6）SSPRK式中路面结构层材料的容许弯拉应力MPA；R沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度MPA。对沥青混凝土指15时的劈裂SP强度；对水泥稳定类材料为龄期90D的劈裂强度MPA；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料为龄期180D的劈裂强度MPA；抗压强度结构系数。SK对沥青混凝土面层（7）CESAN/092式中沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为10，粗粒式沥青混凝AA土为11。对无机结合稳定集料类（8）SKCEAN/3501对无机结合类稳定细粒土类（9）SCE/410（1）细粒式沥青玛蹄脂SMA13上面层14MPASP0091016794357022/10350KRMPA47105361（2）中粒式沥青混凝土AC20中面层10MPASP0091016794357022/10350KRPA2857031（3）粗粒式沥青混凝土AC25I下面层08MPASP0091116794357022/103847SKRMPA2088473（4）水泥稳定碎石基层05MPASP03516830039011/102182KRPA2910185（5）低剂量水泥稳定碎石底基层04MPASP03516830039011/102182KRMPA1830243）路面厚度计算路面厚度是根据多层弹性理论、层间接触条件为完全连续体系时，在双圆均布荷载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉值等于设计弯沉值的设计原则进行计算（其力学图式如SLDL图1），即（10）SLDAH2E1N0AR值43值图1路表弯沉值计算图式路表弯沉值按下式计算（11）FEPLCS12（12）1023121NNCEHF，（13）3603806PLFS式中路面实测弯沉值，001MM；SLP、标准车型的轮胎接地压强MPA和当量圆半径，CM；F弯沉综合修正系数；理论弯沉系数；C或土基回弹模量值，MPA；0EN、各层材料回弹模量值；121、各结构层厚度，CM。HN计算得05084360380746512631F由式（12）的理论弯沉系数971350846170215201FPELSC这是一个多层体系，计算时可以先将多层体系转换为当量三层体系，求出中间层的厚度H，然后再求出基层厚度，转换图式如下H14CME11400MPH14CME11400MPH26CME21200MPHCME21200MPH38CME31000MPH4CME41500MPH520CME51200MP土基E040MP土基E040MP图2弯沉三层体系换算图式由，查路基路面工程（邓学钧主编张登3760514H8570141E良主审，人民交通出版社）第360页图1414得3。46由，查路基路面工程（邓学钧主编张登320良主审，人民交通出版社）第360页图1414得。21K由于，所以21KC049012KKC64397再由，和0490查路基路面工程（邓学钧主编张登3760H0320E2良主审，人民交通出版社）第360页图1414得，H从而，CM7514H根据等效路表弯沉的结构层转换公式得CM,52424242427201015086IIHEH934H取34CM计。4）验算弯拉应力（1）上面层底面弯拉应力验算先转化成三层体系（模量采用15时的抗压回弹模量），图示如下H14CME11350MPH14CME11350MPH26CME21800MPHCME21800MPH38CME31200MPH4CME41500MPH520CME51200MP土基E040MP土基E040MP图3AK13A上面层弯拉应力三层体系换算图上层厚度为CM。4H中层厚度为CM52I909090902I6095182185341826EH对高速公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、低基层进行拉应力的验算时，各层按连续验算。验算层低拉应力时根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，以双圆荷载作用下按下式计算层低最大拉应力。M（14）MP,1023121NNEHF应以下式计算M（15）21M式中、系数。12验算层低拉应力时，应满足下式要求（16）MR式中容许拉应力。R由，查路基路面工程（邓学钧主编张登3760514H3150812E良主审，人民交通出版社）第362页图1418得无具体的。由，查表无具体的120218420E值。1M由，查表无具体的846H3150812E0218420E值。2M说明上面层底面所受拉应力较小，即可认为，从而，00471MP，满足MR强度要求。（2）中面层底面拉应力验算三层体系转化图示如下H14CME11350MPH1CME11800MPH26CME21800MPH38CME31200MPHCME21200MPH4CME41500MPH520CME51200MP土基E040MP土基E040MP图4AC20中面层弯拉应力三层体系换算图上面层厚度CM7296180354212IIEH中层厚度CM56710539903IIH同理，查表得，从而，002857，满足强度要求。MR（3）下面层底面拉应力验算三层体系转化图示如下H14CME11350MPH1CME11200MPH26CME21800MPH38CME31200MPH4CME41500MPHCME21500MPH520CME51200MP土基E040MP土基E040MP图5AC30下面层弯拉应力三层体系换算上面层厚度CM7601820613543143IIEH中层厚度CM890249H查表得，从而，00208，满足强度要求。0MR（4）基层层底拉应力验算三层体系转化图示如下H14CME11350MPH1CME11500MPH26CME21800MPH38CME31200MPH4CME41500MPH520CME51200MPH20CME21200MP土基E040MP土基E040MP图6基层弯拉应力三层体系换算图上面层厚度CM314444301653128501IIEH中层厚度H20CM由，查路基路面工程（邓学钧主编695012E张登良主审，人民交通出版社）第362页图1418得MPA；06由查表得41H8050123124E；801M由，查表得8652H12E020；从而MPA,所以基层满足91967180672182故后轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度A应按二辆车后轮外边至外边计算，即O0637TAN02138972AM一个车轮的纵向分布宽度047TAN2故纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度B应按二轮（后轴）外边至外边计算，即O0237TAN021458BM1498/5QKN汽423管壁弯矩计算忽略管壁环向压力及径向剪力N和V，仅考虑管壁上的弯矩填土重产生的弯矩2123017MQR土管壁自重产生的弯矩，2104QR自22自23069MQR自车辆荷载产生的弯矩2123017QR汽式中填土、管自重产生垂直压力；Q土自、R管壁中线半径；土的侧压系数，；2OTAN45土的内摩擦角；汽车荷载产生的垂直压力。Q汽故恒载产生的最大弯矩为O22230013751TAN45693751M恒1936KNM2238KNMO223001379851TAN45汽43内力计算及荷载组合按照公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）第416条进行作用效应组合。承载能力极限状态组合26365KNM12412936428DM恒汽正常使用状态极限状态组合短期组合20927KNM0707SDM恒汽长期组合20255KNM41936428恒汽431界面强度计算每管节长两米，故承受2M长度内的荷载。考虑任一位置都可承受正、负弯矩，布置箍筋12100,纵向钢筋620，设计界面如图由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第522条中公式按单筋截面（不考虑受压钢筋）计算19523167880SDCFAXMB0H126741B符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5223条规定的。016781382067820CDXFBH59935DKNMMG截面强度满足要求。432裂缝宽度验算由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第643条和644条规定6029710843978732SSMMPAAH213R（钢筋表面系数）14C（作用长期影响系数）205148927312081STKDWER543970124289016M满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第642条规定。5基底应力验算按公路桥