道路设计计算书模板

1、本科生毕业论文（设计）计算书水利学院（系）土木工程专业（本科）2013级题 目：东川红土乡集镇12米宽道路设计学生姓名：李佳学 学号:指导教师：蒋正跃 （职称 讲师）论文（设计）起止时间：2017年2月27日2017年5月19日（共_12周）任务下达日期： 2017 年2_月27 日云南农业大学教务处制2017年 2 月 27 日I 尹 .* 貰 I声 jI 1第一部分：平、纵、横三维断面设计一平面设计一 _ J*1 j道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、 以及

2、社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。1.1公路等级的确定1 已知资料路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率8%小客车中客车SH130大客车CA50小货车BJ130中货车CAD50特大车日野KB222拖挂车五十铃12001300160120600160402.查标准由公路工程技术标准规定：交通量换算采用小客车为标准车型各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0 19座的客车和载质量2t的货车大型车2.0载质量7t 14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车根据规范:高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上1000025

3、000辆。25007500辆。级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。所以根据给定的条件，本次设计路线为山岭重丘区二级公路1.2选线设计 1I I.11选线的基本原则： p f / I, / j（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。（4）选线应注意同农田基本建设的配

4、合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。I I（7）选线应综合考虑路与桥的关系2选线的步骤和方法:道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。a全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间

5、寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归 纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及 其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地 区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主 要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。b逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直 接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过

6、多数点(特别是那些控制较严的点位 )的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。c具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。*1I I.1做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。、J严 II3方案比选：在两公里的路线设计中有许多路线走向可以选择，根据已确定的路线的大概走向，综合 考虑地形状况和技术经济指标后，选定了两套方案。此地形为山岭区，路线的前一公里处就 有一条河，根据此处的地形，布线应为跨河布

7、置。方案一采用自然展线的方法，以适当的坡 度，顺着自然地形，绕山咀侧沟来延伸距离，跨越小河，克服高差，土石方量比较小，建造 经济。方案二虽与方案一走势大致相同，但跨越山体，河流时造成较大的土石方填挖，同时 桥涵布置尺寸大于方案一所设计的图形，建造不够经济。综合比较后最后选择第一套方案。1.3平曲线要素值的确定1平面设计原则：(1) 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。(2) 除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。(3) 保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线 形要素保持连续性而不出现技

8、术指标的突变。(4) 应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。(5) 平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线(包括圆曲线及其两端的缓和曲线)的最小长度2平曲线要素值的确定：平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的 线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：A.基本形曲线几何元素及其公式：按直线一一缓和曲线一一圆曲线一一缓和曲线一一直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经 常采用的。例如设计中的大多数点都是应用

9、这个的。如下图一。缓和曲线是道路平面要素之一，它 是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的 曲线。标准规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续 变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲 线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆* I I.1曲线之长度比设计成1:1:1。这一点非常 的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题, 设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改、J ) I

10、I正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。缓和曲线切线增值q=L/2 Ls3/240R2 (m)QAO圆曲线的内移值 p= L s/24R Ls /2384R (m)切线长 T=(R+p) tg a/2+q (m)平曲线长度L= naR/180 + Ls (m)外距E=(R + p)sec a/2 R (m)校正值 J=2T L (m)a平曲线主要参数的规定二级公路主要技术指标表设计车速60km/h平曲线般最小半径200m极限最小半径125m缓和

11、曲线最小长度50m不设超高的圆曲线最小半径路拱 2.0% 1900m最大纵坡6%凸曲线般最小半径2000m极限最小半径1400m凹曲线般最小半径1500m极限最小半径1000m本设计公路平曲线半径分别为半径：160m 200m 200m缓和曲线长度分别为：70m 70m 70m竖曲线半径分别为：3000m 3000m 3000m经验证，均满足要求。b设计的线形大致如下图所示：1. 由图计算出起点、交点、终点的坐标如下：A：( 38.2089, 14.3733 )JD1: (-44.9999, 660.000)JD2: (-176.9998, 842.000)JD3:( 15.0003，1303

12、.9999)B: (-254.9994, 1954.0001)2. 路线长、方位角计算(1) AB段DAB= 、(_44.9999 - 38.2089)2(660.000 - 14.3733)2 二 650.9666m因为图在第二象限里，故(2) BC段DBC=J(-176.9998+44.9999)2 +(842-660)2 = 224.8288mV i zJ、因为图在第二象限里，故(3) CD段11 CD= (15.0003 176.9998)2(1303.9999 - 842.000)2 = 500.3079m(4) DE 段DE=,54.9994二15.00032(1954.0001

13、二1303.9999)2= 703.8466m因为图在第二象限里，故(5 )转角计算- vBC 一 ab =125 57 09-97 2038 =28 3631(右)：2cd bc =67 2558.7-125 5709 = -58 3110(左)精心整理- ,* i输经济合理及乘客感觉舒适的目的。V-2.1纵断面设计的原则1. 纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。2. 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。3. 平面与纵断面组合设计应满足：4. 视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。5. 平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲

14、线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”6. 平、纵线形的技术指标大小应均衡。7. 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。8. 与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。2.2纵坡设计的要求1. 设计必须满足标准的各项规范2. 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排 缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设 置反坡段。3. 沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。4. 应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价

15、和节省用地。5. 纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。6. 对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。7. 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。2.3 纵坡设计的步骤1. 准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如 直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。2. 标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大 挖深，沿

16、溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。3. 试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化， 以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技 术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。*I I.14. 调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。、） II5. 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图

17、，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。6. 定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1 %，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。7. 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。8. 计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。2.4竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。标准规定：设计车速（km/h）60最大纵坡（）3.86%最小纵坡（）0.70%凸形竖曲

18、线半径(m)一般值2000极限值1400凹形竖曲线半径(m)一般值1500极限值1000竖曲线最小长度(m)50A变坡点1:(1) 竖曲线要素计算:里程和桩号K0+650I i=- 1.872% i 2= -3.859%取半径 R=3000mw= i 2- i 1=3859% - ( - 1.872%)=-1.987% (凸形)曲线长 L=Rw=300Q 1.987%=59.61m切线长 T=L/2=59.61/2=29.81m外距 E=T/2R=29.81 72 X 3000=0.148m(2) 设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K0+650) - 29.8仁K0+620.190jf-Ji竖曲

19、线起点高程=241.979 - 29.81 X ( - 1.872%)=242.537m竖曲线终点桩号=(K0+650) + 29.81= K0+679.810竖曲线起点高程=241.979 + 29.81 X( -3.859%) =240.829m IB变坡点2:(1) 竖曲线要素计算：里程和桩号K0+85012=-3.859% i 3= -0.714%取半径 R=3000mw= i 3 - i 2=-0.714%- (-3.859%) =3.145% (凹形)曲线长 L=Rw=300X 3.145%=94.35m切线长 T=L/2=94.35/2=47.18m外距 E=T/2R=47.18

20、2/2 X 3000=0.371m(2) 设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K0+850) - 47.18= K0+802.82竖曲线起点高程=234.260 - 47.18 X( -3.859%) =236.08m竖曲线终点桩号=(K0+850) + 47.18= K0+897.18竖曲线起点高程=234.260 47.18 X( -0.714%) =237.629m三、横断面设计公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面。道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成

21、的。3. 1横断面设计的原则厂 I _(1) 设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。(2) 路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度以外，还应设置完善的排水设施和必1 .:t / J I t I要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。(3) 还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对/ 町I I-于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。(4) 沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或

22、冲毁。(5) 当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性 好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施 等。(6) 路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要3. 2横断面设计步骤(1)根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。(2)根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料(如路基宽度、加宽值、设计边坡度等)抄于相应桩号的断面上。(3) 根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。(4) 绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防 护工程、护坡道、碎落台等

23、，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。(5) 计算横断面面积(含填、挖方面积)，并填于图上。(6) 由图计算并填写路基设计表、路基土石方计算表，并进行必要的调配。3. 3横断面设计综述1 路拱坡度根据规范，二级公路沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为12%故取路拱坡度为2%路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大 1%2%故取路肩横向坡度为3%路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。2 路基边坡坡度本设计路段属山岭重丘区，路堑边坡多为石质边坡，根据公路路基设计规范路堑边坡采用1: 0.5，在某些路段挖方较高，所以路堑边坡做成了二级台阶式，并采用了1: 0.75的变坡

24、。本设计路段路基填土为粘性土，根据公路路基设计规范路堤边坡，当H 9500.30 95填方0.300.80 950.801.50 941.50以下 924 路基填料填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。5. 路床处理 路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必

25、须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。 挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质 条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。 填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理基底土密实，地面横坡缓于1: 2.5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。当陡于 1: 2.5时，地面须挖成阶梯式，梯宽 2.0m，并做2%的反坡。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂

26、、砾等透水性材料。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。6. 路基防护 路基填土高度H3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当 3 H 4m时，设置单层衬砌拱，当 4v H 1 03 排水设施挡土墙应设置排水措施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。排水措施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水 及地面水下渗，不要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水 渗入基础；设置

27、墙身泄水孔，排除墙后水。浆砌片石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔。墙咼时，可在墙上部加设一排泄水孔。排水 孔的出口应高出墙前地面0.3m；若为路堑墙，应高出边沟水位 0.3m;若为浸水挡土墙，应高出常 水位0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。4 沉降逢与伸缩缝为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化 情况设置沉降缝。为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，依情况设置伸缩缝。设 计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔1015m设置一道，兼有两者的作用，缝宽23m缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻 筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。第三部分重力式挡土墙设计重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石 料的地区有时也用混凝土修建。 重力式挡土墙圬工量大，但其型式简单，施工方便，可就地取材， 适应性强，故被广泛采用。一设计需设挡墙路段根据设计要求，高填土路段上须设置挡土墙，故在K0+980 K1+040路段设置路堤式