道路毕设设计计算书

1、本科毕业设计青山口孙丈子新建公路设计朱毅燕 山 大 学2014年 6月 本科毕业设计青山口孙丈子新建公路设计学院（系）： 建筑工程与力学学院 专 业： 10土木工程（道桥） 学生姓名： 朱 毅 学 号： 7 指导教师： 茹洪忠 答辩日期： 2014年6月25日 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院： 建筑工程与力学学院 系级教学单位：土木工程系学号7学生姓名朱毅专 业班 级10土木（道桥）题目题目名称青山口孙丈子新建公路设计题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）2.管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）题目类型

2、1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容在教学用图上进行道路初步勘测与设计，确定路线方案；道路详细测量与施工图设计；编写计算书和设计说明；绘制路线方案图和施工图；编制必要的表格；路基设计，包括边坡稳定验算以及挡土墙设计；路面设计，要求按照水泥砼路面和沥青砼路面多方案比选；初步编制路面工程估算。基本要求初步勘测与设计阶段在教学用地形图上研究可能的路线方案，并绘出路线平面及纵断面设计图(比例尺为1:10000)，进行路线方案的技术与经济比较，确定选用方案。在初步设计选定的方案中确定一段34公里，沿路中线两侧各200米的地带上，将原地形图放大

3、(比例尺为1：2000），并进行路线平面、纵断面详细设计，路基设计，路面结构设计。毕业设计图纸包括：路线比较方案平面、纵断面图，详细设计的路线平面、纵断面图，道路横断面图、路面结构图、防护工程设计图等。参考资料道路勘测设计教材，现行的公路工程技术标准、公路路线设计规范、公路沥青路面设计规范、公路水泥混凝土路面设计规范、公路工程基本建设项目设计文件编制办法及公路工程基本建设项目设计文件图表示例等。周 次第1-2周第3-5周第6-8周第9-11周第12-13周第14周第15-16周应完成的内容前期查找资料，熟悉绘图软件，初步选定道路的中间控制点了解地形。初步设计，进行平纵面设计，方案比选，确定方案

4、。选出详细设计路段。进行平纵横设计。路基、道路排水、防护工程设计，路面结构设计。汇总设计说明及图表整理。毕业设计工程概预算。计算书与施工图修改、打印、装订，准备答辩。指导教师：茹洪忠职称：高级工程师 2013年11月 18 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要随着社会经济的发展，公路起着越来越重要的作用。本文主要讲述了公路设计中的一个完整过程。本设计主要分两个阶段：初步设计阶段和详细设计阶段。首先，讨论道路修建的可行性，从地形，地质，气象，水文条件等自然因素和交通量的增长情况来论述该公路修建的可行性与必要性，为道路修建进行理论研究。其次，本着合理利用当地资源，综合考虑地形，地质，水文气象条件等

5、自然因素和当前交通量以及交通量增长情况来确定公路等级，并根据公路等级来确定道路设计中的技术指标。最后，为了做到路线方案的最优，选择两条方案分别进行初步设计。根据一定的技术指标来进行方案的比选，选择合理的路线方案来进行详细设计。 关键词公路设计；路基设计；路面设计；排水设计AbstractAs the development with the social economy, the highway plays more and more important role. This design contains the whole stage in the designing course .Fi

6、rst of all, discussing the feasibility building in road, at geology, and the growth situations of volume of traffic come and expound the fact this feasibility and necessity who highway build meteorological hydrology terms, etc. natural factors geology. Build the theoretical hydrology research for th

7、e road.Secondly, in line with utilizing local resources rationally, Consider and at present and volume of traffic increase traffic situation come and determine highway grade topographies, geologies, hydrology meteorological terms natural factors. At last, come and determine road the technical indica

8、tors of design according to highway grade. Moreover, for accomplishing scheme optimum route, choose two schemes to be designed tentatively respectively. Come and carry on to then selecting, choose rational route scheme design in detail scheme according to certain technical indicator.Keywords highway

9、 design; subgrade design; pavement design; drainage design目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.1.1 交通运输系统及道路运输11.1.2 我国道路现状与发展规划11.2我国公路发展规划2第2章 道路的可行性研究32.1 项目建设背景32.2现有公路技术状况评价32.3自然情况对道路的影响分析42.4 资金来源52.5项目重点和难点52.6工程建设可行性论证5第3章 自然情况对道路的影响分析73.1 自然情况对道路选线的影响73.2 自然情况对道路设计的影响73.3 自然情况对道路施工的影响8第4章 道路等

10、级及技术指标确定94.1道路等级的确定94.2 技术指标的研究与确定94.2.1 平面设计技术指标的确定104.2.2 纵断面设计技术指标的确定114.2.3 横断面设计技术指标的确定124.2.4 路面13第5章 初步勘测与设计145.1 路线设计145.1.1选线的一般原则145.1.2 平面设计145.1.3 纵断面设计155.2 方案比选165.2.1 选线的依据165.2.2 选线的特点16第6章 详细设计176.1 平面设计176.1.1 山岭、重丘区定线步骤176.1.2 平曲线要素的计算186.1.3 曲线主点桩号的计算196.2 纵断面设计206.2.1 纵坡设计的步骤和方法

11、206.2.2竖曲线计算216.3 横断面设计236.3.1 路基宽度的确定236.3.2 路堤和路堑边坡坡度的确定236.3.3 超高与加宽计算23第7章 路基设计277.1 路基设计的基本要求277.1.1 路基宽度277.1.2 路基高度277.1.3 路基压实277.1.4 边坡坡度287.2 路基边坡稳定性验算287.2.1路堑边坡稳定性验算287.2.2路堤边坡稳定性验算297.3路基防护与加固307.4 挡土墙设计307.4.1设计资料307.4.2 挡土墙平面、立面布置317.4.3 主动土压力计算327.4.4墙身截面性质计算337.4.5墙身稳定性验算347.4.6墙身截面

12、强度验算357.4.7挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计367.4.8挡土墙的排水设施设计37第8章 排水设计388.1 路基边坡及沟渠设计388.1.1 边沟设计388.1.2 排水沟设计398.1.3 边沟设计验算398.2 路面排水设计418.3 涵洞设计428.3.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点428.3.2 涵洞选用原则428.3.3 确定涵洞孔径438.3.4 确定涵洞纵坡448.3.5 确定涵洞长度45第9章 路面设计469.1混凝土路面设计469.1.1交通分析469.1.2 初拟路面结构489.1.3 路面厚度及材料设计499.1.4 荷载疲劳应力509.1.5 初拟

13、路面结构检验539.1.6 接缝设计549.2 沥青路面设计579.2.1交通分析579.2.2 初拟路面结构599.2.3 路面设计弯沉值及层底容许弯拉应力计算599.2.4 电算结果619.3路面方案选择62第10章 工程造价63结论66参考文献67致谢69附录170附录276第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1 交通运输系统及道路运输现代交通运输系统由铁路、道路、水运、航空及管道五种运输方式组成。它是一个特殊的物质生产部门，是发展国民经济、促进社会进步、提高人民生活水平的重要基础设施。道路是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，道路运输在整个交通运输系统中也处于基础地位，道

14、路运输系统是社会经济和交通运输系统中的重要组成部分，社会经济水平和交通运输需求决定着道路交通的发展进程，而道路交通也会影响并制约着社会经济和交通运输的发展水平。在国家宏观调控时，会将投资重点转移到基础设施建设上，包括道路建设，以促进国民经济的增长。随着国家经济和科学技术的发展，道路交通的地位越来越显重要。道路运输的作用主要表现在以下几点：(1) 道路运输是最便捷也是唯一具有直达功能的运输方式，可以实现门到门运输，这是其独特的直达运输功能。(2) 道路运输可以自成运输体系。其他运输方式在组织运输生产中需要道路运输提供集散条件，运输方式之间的运输生产衔接也需要通过道路运输完成。(3) 道路运输的通

15、达深度广，覆盖面大。道路可以通到工矿企业、城乡村镇，甚至可以到户。道路运输可以覆盖全国大陆所有各地。(4) 道路运输成为世界各国发展速度最快和主要的运输方式。道路交通的发达程度已经成为衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。1.1.2 我国道路现状与发展规划中华人民共和国成立以后，为了迅速恢复和发展国民经济，巩固国防，国家在非常薄弱的基础上，对公路建设做出了很大努力，取得了显著成就，从建国到1978年的30年间，我国公路总里程增加到89万公里。改革开放以来，国家把交通作为国民经济发展的战略重点之一，为公路交通事业快速发展提供了机遇。1978年以来，是我国公路事业发展最快、建设规模最大、最具

16、活力的时期。期间我国用1020年的时间走过了发达国建一般需要3040年走完的路程，我国公路建设实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。尽管我国公路建设取得了巨大成就，但由于公路交通基础设施薄弱，各地发展不平衡，与发达国家相比上有较大差距，还不能适应国民经济和社会发展的需要。存在的主要问题：一是数量少，按国土面积计算的公路网密度仍然很低，只相当于印度1/5，美国1/7，日本1/30；二是质量差、标准低，在通车里程中，大部分为等级较低的三、四级公路，还有达不到技术标准的“等外路”。因此在今后相当长的时期内，加快新建公路和低等级公路的改建，将是我国公路建设的主要任务。1.2我国公路发展规划 根据我国

17、国民经济和社会发展的长运规划，中国公路在未来几年内，将通过“三个发展阶段”实现现代化的奋斗目标： 第一阶段：近期达到交通运输紧张状况有明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。 第二阶段：将在2020年左右大道公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。第三阶段：将在21世纪中叶基本实现交通运输现代化，达到中等发达国家水平。 国家高速公路网规划采用放射线和纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及横联东西、纵横南北的大通道。高速公路网是由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称“7918”，包括“五纵七横”在内，总规模约8.5万公里。此外，各省、市、自治区还根据本区的

18、情况，正在规划建设省级干线网和地方道路系统。这下规划完全实现后，我国的公路交通将彻底改变面貌。第2章 道路的可行性研究道路工程可行性研究是基本建设前期工作的一项重要内容，是项目基本建设程序的组成部分，是工程决策民主化、科学化的可靠基础。其目的是对工程项目建设必要性、技术可行性、经济合理性、实施可能性等进行综合研究，推荐最佳方案，进行投资估算和经济评价，为建设项目的决策审批和标志设计任务书提供科学依据。下面介绍本设计的工程可行性。2.1 项目建设背景 该道路建设项目位于河北省秦皇岛市青龙县。近年来秦皇岛经济发展在旅游事业带动下发展较快，但在一些偏远山区，由于交通不便的原因，经济增长十分缓慢，既然

19、早有“要想富，先修路”的口号在前，那么在那些偏远山区，要发展经济，修建公路是十分必要的。此次要修建的公路地处青山口孙丈子，此两地正是属于这样的地区。据交通调查，此段区间的交通近年来发展比较繁忙，年增长7.0%，但两地间的道路皆是一些山区土路，无一条能直达的道路可行，大大影响了两地及附近地区的经济发展。虽说此两地经济力量不是很强，但此区位于山区，沿线有丰富的沙砾和碎石，这些都为修建公路提供了材料，从而节省了开支，所以这为在此两地间修建公路提供了经济条件。随着改革开放的深入，经济建设和社会的发展，青龙县道路网建设滞后的矛盾逐渐暴露出来，现有路况严重影响经济发展和对外开放形象。为消除这一困难，带动该

20、地区经济发展创造良好的交通基础设施条件，新建该公路势在必行。2.2现有公路技术状况评价青山口孙丈子该区域运输网还不是很发达，只有一些山区土路，而且该区域地处山区，山坡较多，道路起伏较大，所以新建公路很有必要。该区域原有土路、山路基本上属于四级公路，有的仅仅可以人行走，不适合车辆行驶。公路基础差，路面窄，路面均为泥结碎石路面，公路弯多而急，坡陡而多，一般都不符合标准的平曲线，最大纵坡达到百分之二十，行车条件差，严重影响行车速度，车速仅能达到十公里左右，由于地方政府财力有限，群众集资养护公路困难，致使近年公路路况急剧恶化，急需铺筑新建道路。2.3自然情况对道路的影响分析 本设计的路段所在地区处于河

21、北省秦皇岛北部地区，途经当地重要农业区，选线时应尽量不占或少占农田。冬季盛行风向为西南风，路线走向应尽量与信风方向一致，避免正交。该地区属于山岭重丘区，地势起伏较大，地形错综复杂，应综合考虑平、纵、横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。设计中路基路面的排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象。本地区沿线植被较少，山坡上基本上是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。该路段所在地区处于4区，气候寒冷，主要的病害

22、有冻胀、翻浆、水毁和积雪等。冬季气温很低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害，夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都会对公路交通构成严重威胁。深路堑应加强边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。另外，冬季无法进行路基和路面施工，因此应考虑到对施工工期的影响。合理安排施工组织设计。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。 (1) 水文和水文地质条件山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5m以下，小河子附近有河流经过，道路沿线应做好排水工作，以免水毁路基。(2) 植被及土壤分布多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木

23、区，农田多旱地。沿线多粘质土，山坡上基本上是碎石土。(3) 建筑材料分布 沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。(4) 深路堑应加强边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。 7fLLV2 该路段地处冰冻地区，冬季无法进行路基和路面施工。因此应考虑到对施工工期的影响。合理安排施工组织设计。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。2.4 资金来源本段路采用市政府补助，银行借贷以及县乡政府自筹三个渠道，对于该段道路来讲建设资金已基本到位

24、，为公路的建设提供了强有力的资金保障。2.5项目重点和难点青山口与孙丈子之间地区的山体变化特别大，坡度非常难克服，可能这也是为什么这么多年以来只有通过村民走出来的山路的原因，原有的这条山路只适合行走，并且行走也不是特别方便，需要格外小心。因此尽可能的通过展线来实现，必要时利用回头曲线等复杂曲线。另外，两地之间有很长的一段古长城，保留完整，而长城的高程所在地也比较高，所以可以把长城高程比较低的地方作为控制点，修建隧道通过，在长城两边找到同高程的地方分别作为高程控制点，进而设计道路线性。2.6工程建设可行性论证经过研究得出，青山口孙丈子新建道路工程具有规划可行、建设可行、方案可行、效益可行。该地区

25、位于河北省东北部秦皇岛境内，秦皇岛市西北部，连接秦皇岛青龙满族自治县南部和抚宁县东北部。地处燕山山脉东段，华北断坳东部，海拔在200-1000米之间，属于山岭重丘区，且该处属暖温带湿润大陆性季风气候，四季分明，冬季漫长较寒冷，冬春季节容易出现冻胀翻浆问题。该地区村屯较多，为更好的连接村屯，提高运输效率，通过对该地区交通量的分析及预测，决定在青山口至孙丈子之间修建一条新建公路，以促进该地区的经济发展，来适应秦皇岛市及周边地区的整体发展。因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要，有能力在两地间修一条等级较高的公路。经过研究得出，青山口孙丈子新建道路工程具有规划可行、建设可行、方案可行、

26、效益可行。第3章 自然情况对道路的影响分析3.1 自然情况对道路选线的影响本地区属于山岭重丘区，路线平、纵、横面大部分受地形限制，因此不刻意追求较高的指标。在对工程数量及造价进行比选后可适当修建桥梁、隧道等构建物，以提高线形指标。3.2 自然情况对道路设计的影响 +8.zi3lE (1) 地质条件 青山口孙丈子位于青龙满族自治县属燕山山脉东端，隶属河北省秦皇岛市抚宁县南部，沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上1m以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。(2) 气候条件 该路段所在地区处于东部温润季冻区，气候寒冷，主要的病害有冻胀、翻浆、水毁和

27、积雪等。冬季气温很低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害，降雨量为742.7mm,夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都会对公路交通构成严重威胁；冬季气温最低为18，夏季最高气温为36.5，夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性；最大冻深为0.5m，设计路面的总厚度时要考虑这个因素，保证最小防冻厚度。主风向为西南风。(3) 建筑材料分布 沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，沥青均需外购，但附近有水泥厂，相对来说修建水泥混凝土路面较经济。基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。(4) 由于本设计所在地区地形陡峭，路基设计避免不了高天深挖，因此在深路堑应加强

28、边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。 3.3 自然情况对道路施工的影响为防止冻胀、翻浆的影响，路基设计应采取排水和截断毛细水上升等措施。该路段地处冰冻地区，无霜期年均为174天，冬季无法进行路基和路面施工。因此应考虑到对施工工期的影响。合理安排施工组织设计。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。第4章 道路等级及技术指标确定4.1道路等级的确定经调查该地区近期交通量资料如下：表4-1 交通量资料车型数量/ pcu/d车型数量 / pcu/d小客车300中货车CA50120中客车SH130180中货车EQ140100大客车C

29、A50100大货车80小货车BJ130150交通增长率：7% 折算成小客车近期日交通量为：远期日交通量预测为： 查公路工程技术标准可知，高速公路和具干线功能的一级公路的设计交通量应按20年预测；具集散功能的一级公路，以及二、三级公路的设计交通量应按15年预测；四级公路可根据实际情况确定。一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为1500030000辆(四车道)或2500055000辆(六车道)，二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为500015000辆，三级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为20006000辆

30、。故根据公路工程技术标准，应建三级公路，为双车道公路。4.2 技术指标的研究与确定 本设计为山岭重丘区三级公路，查公路工程技术标准可知，设计行车速度宜采用30km/h。 QDBptI: 4.2.1 平面设计技术指标的确定 4.2.1.1 直线 7 ; TS 本设计地形为山岭重丘区在设计中不刻意追求长直线同时在沿溪线等平缓地段也不避免长直线的应用，由于路线设计可能使用隧道因此在隧道及其附近也应用长直线。由于地形的复杂性，直线在设计时要满足最小长度的要求。三级公路 eH qf3f 同向曲线间的直线最小长度为6V，即180m。 6v7_反向曲线间的直线最小长度为2V，即60m。当受到条件限制不能满足

31、最小长度的要求时，宜将同向曲线改为大半径曲线或将两曲线作成复曲线、卵形曲线或C形曲线。对于反向曲线可设置为S形曲线。4.2.1.2 圆曲线圆曲线是平曲线的重要组成部分，圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。 _fMooI)U1 选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000m。 sT表4-4 凹形竖曲线最小半径竖曲线半径一般值（m）极限值（m）700450 J 6U3SO=y 凸形竖曲线最小半径的确定主要从缓和冲击、行驶时间不过短和满足视距的要求等三个方面考虑。表4-5 凸形竖曲线最小半径和最小长

32、度竖曲线半径一般值（m）极限值（m）一般值（m）极限值（m）70045090354.2.3 横断面设计技术指标的确定本设计的三级公路以速度为30km/h，单车道宽度设为3.25m，路基宽度取7.5m，两侧土路肩取0.5m，路拱横坡度取2%，圆曲线最大超高取6%，三级公路应满足会车视距的要求，其长度不小于停车视距的两倍。4.2.4 路面本设计道路的行车道、土路肩均应铺筑路面。公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、性质、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。各级公路路面可根据交通量发展需要一次建成或分期建成。4.2.4.1 等级要求 路面等级一般按下表的规定选用。 jtH&O表4-6 路面等级路面等级面层类型所使用公路等级高级水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石高速、