本科毕业道路选线设计说明书

1、PAGE PAGE 33*本科毕业设计1目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc318889811 引 言 PAGEREF _Toc318889811 h 1 HYPERLINK l _Toc318889812 1 绪 论 PAGEREF _Toc318889812 h 1 HYPERLINK l _Toc318889813 1.1工程概况 PAGEREF _Toc318889813 h 1 HYPERLINK l _Toc318889814 1.1.1 概 述 PAGEREF _Toc318889814 h 1 HYPERLINK l _Toc31888981

2、5 1.2 设计任务 PAGEREF _Toc318889815 h 2 HYPERLINK l _Toc318889816 1.2.1毕业设计的指导思想及任务依据 PAGEREF _Toc318889816 h 2 HYPERLINK l _Toc318889817 1.2.2 设计任务及内容 PAGEREF _Toc318889817 h 2 HYPERLINK l _Toc318889818 1.3 主要设计指标 PAGEREF _Toc318889818 h 3 HYPERLINK l _Toc318889819 1.4 主要技术标准 PAGEREF _Toc318889819 h 3

3、 HYPERLINK l _Toc318889820 2 平面设计 PAGEREF _Toc318889820 h 4 HYPERLINK l _Toc318889821 2.1 设计原则 PAGEREF _Toc318889821 h 4 HYPERLINK l _Toc318889822 2.1.1 平原微丘地形特点 PAGEREF _Toc318889822 h 4 HYPERLINK l _Toc318889823 2.1.2 平面选线 PAGEREF _Toc318889823 h 5 HYPERLINK l _Toc318889824 2.2 设计总要求 PAGEREF _Toc3

4、18889824 h 6 HYPERLINK l _Toc318889825 2.2.1 设计要点 PAGEREF _Toc318889825 h 6 HYPERLINK l _Toc318889826 2.2.2 平面路线布设的原则和具体方法 PAGEREF _Toc318889826 h 6 HYPERLINK l _Toc318889827 2.3 平曲线设计 PAGEREF _Toc318889827 h 7 HYPERLINK l _Toc318889828 2.3.1 考虑因素 PAGEREF _Toc318889828 h 7 HYPERLINK l _Toc318889829

5、2.3.2 平曲线计算 PAGEREF _Toc318889829 h 8 HYPERLINK l _Toc318889830 2.3.3 平曲线要素计算 PAGEREF _Toc318889830 h 8 HYPERLINK l _Toc318889831 2.4 超高设计 PAGEREF _Toc318889831 h 10 HYPERLINK l _Toc318889832 3 路线纵断面设计 PAGEREF _Toc318889832 h 10 HYPERLINK l _Toc318889833 3.1 纵断面设计的原则及方法 PAGEREF _Toc318889833 h 10 HY

6、PERLINK l _Toc318889834 3.1.1 一级公路纵断面设计的总原则及方法 PAGEREF _Toc318889834 h 10 HYPERLINK l _Toc318889835 3.1.2 纵断面的设计原则 PAGEREF _Toc318889835 h 11 HYPERLINK l _Toc318889836 3.1.3 平、纵线形设计应避免的组合 PAGEREF _Toc318889836 h 11 HYPERLINK l _Toc318889837 3.1.4 纵坡设计的一般要求 PAGEREF _Toc318889837 h 11 HYPERLINK l _Toc

7、318889838 3.1.5 本段实际设计结果 PAGEREF _Toc318889838 h 12 HYPERLINK l _Toc318889839 3.2 纵断面设计计算 PAGEREF _Toc318889839 h 12 HYPERLINK l _Toc318889840 3.2.1 设计标高计算公式 PAGEREF _Toc318889840 h 12 HYPERLINK l _Toc318889841 3.2.2 竖曲线要素的计算公式 PAGEREF _Toc318889841 h 12 HYPERLINK l _Toc318889842 3.2.3 竖曲线要素的计算 PAGE

8、REF _Toc318889842 h 12 HYPERLINK l _Toc318889843 3.3 纵断面图绘制 PAGEREF _Toc318889843 h 13 HYPERLINK l _Toc318889844 3.4 路线施工注意的事项 PAGEREF _Toc318889844 h 13 HYPERLINK l _Toc318889845 4 路基横断面设计 PAGEREF _Toc318889845 h 14 HYPERLINK l _Toc318889846 4.1 横断面设计时应收集的资料 PAGEREF _Toc318889846 h 14 HYPERLINK l _

9、Toc318889847 4.2 路基横断面形状及高程确定的依据 PAGEREF _Toc318889847 h 14 HYPERLINK l _Toc318889848 4.3 路基横断面图绘制 PAGEREF _Toc318889848 h 15 HYPERLINK l _Toc318889849 4.3.1 横断面设计步骤 PAGEREF _Toc318889849 h 15 HYPERLINK l _Toc318889850 4.3.2 横断面设计的具体要求 PAGEREF _Toc318889850 h 15 HYPERLINK l _Toc318889851 4.4 土石方数量计算

10、 PAGEREF _Toc318889851 h 15 HYPERLINK l _Toc318889852 4.5 处理工程 PAGEREF _Toc318889852 h 16 HYPERLINK l _Toc318889853 5 路基排水系统及防护工程设计 PAGEREF _Toc318889853 h 16 HYPERLINK l _Toc318889854 5.1路基、路面排水系统设计 PAGEREF _Toc318889854 h 16 HYPERLINK l _Toc318889855 5.1.1路基排水 PAGEREF _Toc318889855 h 16 HYPERLINK

11、l _Toc318889856 5.1.2 路面排水 PAGEREF _Toc318889856 h 17 HYPERLINK l _Toc318889857 5.2 路基防护工程设计 PAGEREF _Toc318889857 h 17 HYPERLINK l _Toc318889858 6 路面设计 PAGEREF _Toc318889858 h 17 HYPERLINK l _Toc318889859 6.1 沥青路面结构设计标准和设计方法 PAGEREF _Toc318889859 h 17 HYPERLINK l _Toc318889860 6.1.1 设计标准 PAGEREF _T

12、oc318889860 h 17 HYPERLINK l _Toc318889861 6.1.2 设计方法 PAGEREF _Toc318889861 h 18 HYPERLINK l _Toc318889862 6.2 沥青路面结构层组合设计 PAGEREF _Toc318889862 h 18 HYPERLINK l _Toc318889863 6.2.1 结构层组合的原则考虑 PAGEREF _Toc318889863 h 18 HYPERLINK l _Toc318889864 6.2.2 材料的选择原则 PAGEREF _Toc318889864 h 19 HYPERLINK l _

13、Toc318889865 6.3 沥青路面结构层厚度设计原则 PAGEREF _Toc318889865 h 19 HYPERLINK l _Toc318889866 6.3.1 沥青路面结构层厚度设计原则 PAGEREF _Toc318889866 h 19 HYPERLINK l _Toc318889867 6.4 路面的具体设计 PAGEREF _Toc318889867 h 20 HYPERLINK l _Toc318889868 7 涵洞设计 PAGEREF _Toc318889868 h 25 HYPERLINK l _Toc318889869 7.1 涵洞设计的原则 PAGERE

14、F _Toc318889869 h 25 HYPERLINK l _Toc318889870 7.2 涵洞洞口加固与防护 PAGEREF _Toc318889870 h 26 HYPERLINK l _Toc318889871 7.3涵长的计算 PAGEREF _Toc318889871 h 26 HYPERLINK l _Toc318889872 8 路线交叉设计说明 PAGEREF _Toc318889872 h 27 HYPERLINK l _Toc318889873 9 环境保护 PAGEREF _Toc318889873 h 27 HYPERLINK l _Toc318889874

15、9.1 道路工程建设对环境的影响 PAGEREF _Toc318889874 h 27 HYPERLINK l _Toc318889875 9.2 公路工程设计阶段环境保护的原则 PAGEREF _Toc318889875 h 28 HYPERLINK l _Toc318889876 9.3 树立环境保护意识 PAGEREF _Toc318889876 h 28 HYPERLINK l _Toc318889877 10 结束语 PAGEREF _Toc318889877 h 30 HYPERLINK l _Toc318889878 参考文献 PAGEREF _Toc318889878 h 31

16、 HYPERLINK l _Toc318889879 致 谢 PAGEREF _Toc318889879 h 32大学本科毕业设计鲁东大学本科毕业设计引 言大力发展本地区的旅游经济事业，修建一条安全舒适顺畅的道路成为重中之重，这不仅能带动本地区经济的发展，而且对整个*经济的发展也会起到促进作用，根据一级公路的标准，修建一条专用的环城道路，它的建造势在必行，建造的意义深远。我的毕业设计课题是*一级公路施工图设计（A8-B8）,设计书的主要内容是完成在指定的起终点之间的新建公路的施工图设计。这次设计中，我严格按照我国颁布的最新公路工程技术标准、规范来进行设计，并且参考了大量文献，运用所学知识独立完

17、成。但由于自身知识水平有限，所以在设计中难免会出现一些缺点和错误，在此，恳请各位老师给予批评、指正，我会虚心接受所有的意见和建议，并且在今后的学习和工作中不断改正错误，克服缺点，认真学习，完善自己，努力使自己成为一名优秀的公路工程建设者。1 绪 论1.1工程概况1.1.1 概 述我选择的设计课题是*绕城一级公路施工图设计（A8-B8），此工程段作为整个项目的一部分发挥着较为重要的作用。由于地形较平坦，在选线过程，主要考虑经济合理，少占田地，尽量少拆迁，从起点开始，经过新村，然后通过牟汶河，再穿过一片山楂地，到达终点，最终确定的本路线较平缓，符合一级路的要求。设计的该路段全长4117.272米，

18、共设有2个平曲线，平曲线长度占路线总长的33.744%。路线按平原微丘区一级新建公路选定，路基宽度为25.5米，设计阶段为一阶段施工图设计，设计车速为100km/h。线路起点高程216.24米，终点高程181.38米，高差24.86米。平曲线最小半径为1000米，需设置超高。竖曲线最小半径60000米，全线有二个变坡点，设有一个凹形竖曲线，最大纵坡3.92%。全线共设有1个小桥；3个涵洞全为盖板涵，3个通水管道。1.1.2 设计原始资料 1) 电子地形图。 2) 交通量：交通量年增长率为8%，近期交通量见表1.1。表 1.1 近期交通调查情况车型交通量(辆/昼夜)车型交通量(辆/昼夜)三菱T6

19、53B200解放9200200黄河JN163300湘江HQP40300江淮HF150200东风EQ1553003) 沿线自然情况。设计路段在平原微丘区，主要自然地理条件：地形自东北向西南倾斜，东高西低，北高南低，向西延伸，河谷平原交错期间，西部多低山丘岭，间有洼地、湖泊。地区内地貌类型有四种：一是侵蚀构造中度切割中山，分布与泰山、徂徕山一带，山体由变质岩系组成；二是侵蚀构造剥蚀和溶蚀低山，分布于各中山周围，山体多由变质岩系组成；三是侵蚀构造剥蚀和溶蚀丘陵，分布于低山周围；四是山间河谷及冲积平原，主要分布于各盆地和河流两岸。路线所在地区属于温带大陆性季风气候，春季干燥多风，夏季高温多雨，秋季天高

20、气爽，冬季寒冷少雪。年平均气温12.9，七月份最高平均气温为26.4，一月份最高气温为-2.6。极端最高气温41，极端最低气温-22.5。降水特点由于受大气环流、季风和地形条件的影响，地区内降水具有年际变化大，年内分布不均，地区分布不够均匀等特点。根据全国地震烈度区划图，路线所在区的基本地震烈度度。4) 材料供应。沿线附近可采集到砂、碎石、片石、块石、沥青、水泥、钢材、木材、石灰、粉煤灰等主要材料,可根据计划需要供应。5) 其它有关资料见毕业设计任务书。1.2 设计任务1.2.1毕业设计的指导思想及任务依据根据鲁东大学土木工程学院下达的毕业设计任务书,进行一阶段施工图设计。按照有关规范、标准完

21、成路线线形设计、路基设计、路面结构设计、排水设计、交叉设计以及桥涵设计等，并编制设计说明书。1.2.2 设计任务及内容完成指定的起、终点(共4117.272m)的新建公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按平原微丘区一级公路、设计车速100km/h进行设计。设计完成后应提交的设计文件:1) 说明书2) 设计图：(1) 路线平面图 (比例 1:2000) (2) 路线纵断面图 (比例 纵向1:200 横向 1:2000) (3) 路基标准横断面图 (全线) (4) 路基横断面图 (1公里 比例1:400) (5) 路面结构图 (全线) (6) 涵洞设计图 (一道) (7) 路基防护工程设计图

22、 (8) 平面交叉设计图 3) 表格(1) 主要技术经济指标表 (2) 直线、曲线及转角一览表 (3) 逐桩坐标表 (4) 路基设计表 (1公里) (5) 路基超高加宽表 (1公里) (6) 路基土石方数量计算表 (1公里) (7) 路面每公里土石方数量表 (8) 路面工程数量表 (9) 涵洞设计表 (10) 路基防护工程数量表 (11) 小平面交叉设计位置表 本设计共分五个阶段：(1) 路线设计：绘制路线平面图，进行路线纵断面设计。(2) 路基设计：路基横断面设计及土石方数量计算，路基排水及边坡防护设计。(3) 路面设计：沥青混凝土路面设计。(4) 涵洞设计：完成一个涵洞的设计。(5) 编写

23、设计说明书。1.3 主要设计指标1) 公路等级：平原微丘区一级公路；2) 设计车速：100km/h；3) 采用沥青混凝土路面；4) 道路的使用性质和交通量：交通量年平均增长率为8.0%，近期交通量见下表：表 1.2 近期交通调查情况车型交通量(辆/昼夜)车型交通量(辆/昼夜)三菱T653B200解放9200200黄河JN163300湘江HQP40300江淮HF150200东风EQ155300设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为5.06106次，属于重交通等级；5) 路线设计起始点及设计高程：起点桩号：k0+000 设计高程：216.24m终点桩号：k4+117.272 设计高程：181.

24、38m1.4 主要技术标准设计车速为 100km/h的平原微丘区一级公路设计标准由公路路线设计规范查得。2 平面设计2.1 设计原则选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作，它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面因素。为达到此目的，选线必须由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，才能定出合理的路线来。在路线设计过程中应妥善考虑到远期与近期、整体与局部的关系，结合地形、地质、水文、建筑材料等自然条件，同时对平、纵、横三方面进行综合考虑，协调一致，使平面线形与纵断面线形的组合满足汽车动力性能的

25、要求，并充分考虑驾驶员在视觉、心理方面的要求，保持线形在视觉上的连续和心理上的舒适，同时注意与公路周围环境的配合，并根据公路的使用任务、性质，合理利用地形。选择线形在保证平、纵、横设计“合理又合法”的原则下作到平面顺适、纵坡均衡、横面合理。2.1.1 平原微丘地形特点1) 平原,微丘地形,平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3度以内。2) 微丘地形指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20度以下，相对高差在10m以下。设线一般不受地形限制。表1.3 主要设计标准规范标准一级公路设计速度（km/h）100 路基宽度（m）一般值25.5最小值25.5车道宽度（m）3.75路肩宽度（m）右侧硬路肩一般值1

26、.50最小值0.75土路肩一般值0.75最小值0.50圆曲线最小半径（m）一般值700极限值400最大纵坡（）4最小坡长（m）250最大坡长（m）3100048005600竖曲线最小半径（m）凸 形一般值10000极限值6500凹 形一般值4500极限值3000竖曲线最小长度（m）85停车视距（m）160会车视距（m）不小于320超车视距 (m）8002.1.2 平面选线1) 选线基本原则(1) 在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入细致的研究，再做方案论证。在各方案充分比选的基础上，选定最优设计方案。(2) 路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小，造价低

27、，营运费用省，效益好，并有利于管理和养护。(3) 选线过程中应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，并应尽量不占高产田、经济作物田，也尽量少穿经济林园等。(4) 路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。(5) 路线在铁路、公路、航道、空运等综合交通运输系统中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。(6) 沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；要求的路线技术等级与实际可能达到的技术标准及其对路线使用任务、性质的影响；路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、三材（钢筋、木

28、材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对营运、施工、养护等方面的影响。(7) 其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。在以上大原则的前提下，考虑工程实际，结合地形、地物、地质情况等对局部线位作适当调整。2.2 设计总要求选线工作要根据使用任务和性质，综合考虑沿线国民经济发展状况和远景规划，正确处理好近期和远期的关系，使路线在整个公路网中发挥较好的作用。应注意贯彻工程经济与营运经济相结合的原则，充分利用地形、地势及地质特征，正确运用技术标准，搞好平、纵、横三方面的综合设计，做到平面短捷顺适、纵坡平缓均衡、横面稳定经济。注意选择地质稳定、水文地质条件较好的地带通过，尽量避开滑坡、崩

29、塌、排水不良的低洼等不良地段，保证路基稳定，不出现后遗病害。路线应尽量避开穿过城镇，较密集的居民点等，要注意少占耕地、少拆房屋、方便群众，不损坏历史文物。2.2.1 设计要点1) 路线除起终点必须符合公路网规划要求外，对起终点前后一定长度范围内也必须做出路线方案和近期如何实施的具体设计方法。2) 视觉良好，路线平、纵、横各组成部分要相互协调。3) 诱导视线的各种设施所构成的视觉系统，应使驾驶者在视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能及时采取安全措施。4) 线形流畅，景观协调，行车安全、舒适，使驾驶员在视觉上能预知公路前方和路况的变化。2.2.2 平面路线布设的原则和具体方法公路平面线形由直线

30、、圆曲线和缓和曲线组成。直线应根据路线所处的地形、地物、地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理状态等情况合理布设。但是直线的最大长度应有所限制，应结合具体情况采取相应的技术措施。不论转角大小均应设置圆曲线，当不得已而设置小于7度的转角时必须设置足够长的曲线。当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设超高，并且用超高缓和段连接。缓和曲线长度还应大于超高过渡段的长度。超高的横坡度按公路等级、计算行车速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。一般公路圆曲线设置应综合考虑设计原则。对于本路段我共设2个圆曲线，设置结果见表2.1。表2.1 平曲线设置表序号交点桩号转角值半径缓和曲线长度JD1K0

31、+762.826335316(Z)1000250JD2K4+031.600195553.2(y)10002002.3 平曲线设计2.3.1 考虑因素1) 同向、反向曲线间的直线要满足最长和最短长度的要求。规范规定:当设计速度60km/h时,同向曲线间的直线最小长度(以米计)以不小于设计速度(以千米计)的6倍为宜;反向曲线以不小于设计速度的2倍为宜。2) 在圆曲线半径和缓和曲线长度的选择时我主要考虑了以下几个因素：(1) 严格按照平面线型设计标准，在选择圆曲线半径时尽量选择比一般最小半径大的半径。(2) 全线的圆曲线半径尽量避免突变。(3) 在地形受限制地段作考虑：小偏角时用曲线长控制；大偏角及

32、弯道内侧有地形、地物限制时，用外距控制；陡坡急弯段用合成纵坡控制；当涵位在曲线上时，用曲线上任意点控制。(4) 注意小偏角采用大半径。3) 平曲线设计时主要考虑了以下几个因素：(1) 超高渐变率（满足排水要求）。(2) 加宽段的渐变率。(3) 线形缓和，使离心率的变化在一定范围内。(4) 给驾驶员留足够的操作时间。(5) 与圆曲线的组合(尽量使Ls:Ly:Ls在1:1:1与1:2:1之间，同时尽量使A值在R/3R之间)。(6) 在直线与圆曲线间，当圆曲线的半径大于或等于“不设超高的最小半径”时，规范规定:不用设置缓和曲线。由于我的最小圆曲线半径大于不设超高最小圆曲线半径，故此段不用设缓和曲线。

33、当然，在设计中是将以上各种因素综合考虑，尽量做到线形组合最佳，保证平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物想适应，与周围环境相协调。根据以上因素及原则，结合工程实际，对本路段进行了平面设计，设计部分结果如下：最小平曲线半径为R=1000米，曲线半径均大于不设超高的最小半径，不需设置超高和加宽，平曲线占路线总长33.744%。2.3.2 平曲线计算1) 交点转角及间距等计算：根据各交点坐标值，计算交点间的方位角、路线的转角、以及交点间距lAB。路线与X轴的夹角：=arctan(Y/X)=arctany2-y1/x2-x1路线的方位角：象限:= 象限：=-象限：=+ 象限：=2-交点间距：D=(

34、X2-X1)2+(Y2-Y1)21/2计算路线的转角：=2-1，当为正时为右转，为负时为左转。对于实地定线来说，平曲线设计的主要工作是平曲线半径的选定和曲线要素的计算。2.3.3 平曲线要素计算（1) 平曲线要素的计算公式 (2) 计算曲线的五个主点里程桩号：JD1 K0+762.826-)T 389.992ZY K0+372.834+)L 778.407YZ K1+151.241-)L/2 389.203QZ K0+762.038+)J/2 0.7885JD1 K0+762.826根据此计算过程，将计算结果填入“直线、曲线及转角一览表”并作为绘制平面图的依据，具体计算结果见表2.2。3) 中

35、桩敷设在直线段上中桩的桩距为50m，曲线上中桩的桩距为20m ,另外，必须标明的中桩包括起终点桩、公里桩、百米桩、平曲线控制桩以及地形、地物加桩。2.2 直线、曲线及转角表交 点 号交 点 坐 标交点桩号转 角 值曲 线 要 素 值 (m)N (X)E (Y)半 径缓和曲缓和曲切 线曲 线外 距校正值线长度线参数长 度长 度123456789101112JD04010253.94939497489.3K0+000JD14008172.62439497208.02K2+100.246335316(Z)1000250500430.388841.453148.119.323JD24007180.13

36、539497696.2K3+186.975195553.2(Y)1000200447.214275.97547.869117.0114.07JD34006251.3439497798.09K4+117.2722.4 超高设计根据现行公路路线设计规范规定，平曲线半径等于或小于250m时，公路曲线部分的路面根据圆曲线半径、交通组成等情况设置相应加宽。由于本设计路段的圆曲线半径均大于250m，所以都不设置加宽。当圆曲线半径大于不设超高最小半径（2500m）时，不用设置超高。具体采用情况为： JD1平曲线半径为R1000m，设置超高；JD2平曲线半径为R1000m，设置超高，但应对相关知识进行了解。无

37、中间带道路的超高过渡方式有三种，分别是绕路内边线旋转，新建工程多用此法；绕路中线旋转，此法多用于旧路改建工程；绕路外边缘旋转，仅适用于某些改善路容的地点。在确定超高值时应注意以下几点：(1) 高速公路、一级公路的超高横坡不应大于10%，其他各级公路不大于8%；(2) 在积雪、冰冻地区，最大超高不超过6%；(3) 各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值。曲线的超高值见附表SIV-4。3 路线纵断面设计3.1 纵断面设计的原则及方法3.1.1 一级公路纵断面设计的总原则及方法纵断面的设计标准规定如下： 1) 由公路路线设计规范（JTG D20-2006）相关规定知一级公路最大纵坡为4%，最小坡

38、长250米，缓和坡段纵坡应不大于2%，最大容许合成坡度为10.0%，任意连续3000米路段范围内的平均纵坡不宜大于5.0%，凸形竖曲线最小半径4500米，极限最小半径3000米，凹形竖曲线最小半径3000米，极限最小半径2000米，竖曲线最小长度85米。结合规范，本路段共设纵断面变坡点1个，为凹形竖曲线，其半径为40000米，最大纵坡为1.4199%，最小纵坡为0.508%；最大坡长、最小坡长以及合成纵坡均符合标准。长路堑以及横向排水不顺畅的路段均采用不小于0.3%的纵坡；当采用平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。2)一级公路最小坡长为250m。3) 坡长限制：纵坡坡度

39、3%，最大坡长不大于1100m。纵坡坡度4%，最大坡长不大于900m。纵坡坡度5%，最大坡长不大于700m。纵坡坡度6%，最大坡长不大于500m。4) 满足视觉要求的最小竖曲线半径：凸形竖曲线为12000m，凹形竖曲线为8000m。5) 凸形竖曲线半径一般最小值4500m，凹形竖曲线半径一般最小值3000m。6) 竖曲线最小长度为70m。7) 最大合成坡度10.0%，最小合成坡度为0.5%，平均纵坡不宜大于2%时不限制路段长度，大于时路段长度不超过一定值。3.1.2 纵断面的设计原则1) 纵面线形与地形相结合,视觉成视觉连续、平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。2) 应避免出现能看见

40、近处很远处而看不见凹处的线形。3) 在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。4) 微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。5) 计算行车速度60km/h公路必须注意平、纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求。6) 平、纵配合协调应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性。7) 平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调。8) 平曲线与竖曲线应相互重合，平曲线略大于竖曲线。9) 平、纵面线形组合应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。10) 在直线段内不能插入短的竖曲线。3.1.3 平、纵线形设计

41、应避免的组合 1) 直线段内不能插入短的竖曲线。2) 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。3) 避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。3.1.4 纵坡设计的一般要求1) 满足公路路线设计规范中有关纵坡的规定要求。2) 纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和过于频繁，应尽量避免采用标准中的极限值。对一般公路，还应注意考虑运输、农业机械等方面的要求。 3) 应综合考虑沿线的地形、地质、气候等情况，并根据需要采取适当的技术措施，以保证公路的稳定和畅通。4) 尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程造价。结合工程实际，本路段主要考虑在不降低技术指标、平衡土石方、尽量减少工程量的原则下进行纵面

42、线形设计,由于沿线的构造物对路线纵断面的影响不大，因此，本段的纵断面线形能很好地适应地形，技术指标较高，线形顺畅。3.1.5 本段实际设计结果在本段有8个变坡点，坡度变化不大，平均纵坡小于2%，对坡长没有限制。最大纵坡是3.924%，最小坡长180米。竖曲线有凹形的和凸形，设计最小半径大于一般最小半径。具体结果见竖曲线表。3.2 纵断面设计计算3.2.1 设计标高计算公式坡线标高=变坡点标高+ 或坡线标高=变坡点标高- 式中：x计算点到变坡点的距离，m i坡线的纵坡，%；升坡段取正，降坡段取负3.2.2 竖曲线要素的计算公式 式中R竖曲线半径，m L竖曲线的曲线长，m T竖曲线的切线长，m E

43、竖曲线的外距，m 两相邻纵坡的代数差，以小数计 h竖曲线上任意点到切线的纵距 x竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离，m3.2.3 竖曲线要素的计算本路段共9个变坡点，以变坡点1为例计算竖曲线的要素，变坡点桩号为K0+450，高程为201.4117m，i1=-3.294%，i2=0.4327%，竖曲线半径R=4000m。计算桩号K2+450的高程。各变坡点竖曲线要素计算过程如下：= i2- i1 =0.004327-(-0.03294)=3.7267,为凹形L=R=400000.01928=228.92mT=L/2=114.4m=114.46114.46/(240000)=1.858m设计高程

44、的计算竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T=（K0+450）-114.4= K0+335.535竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T=（K0+450）+114.4= K0+564.465竖曲线起点高程208.96桩号K2+450处：横距：x=（K0+450）-（K0+335.535）=114.4m竖距：=0.0008m切线高程=208.96-114.40.03294=201.4109m设计高程=201.4109+0.0008=201.4117m3.3 纵断面图绘制纵断面上的设计标高采用路中心线标高，按设计资料给定的中桩高程及对应的里程桩号，点绘出路线纵断面地面线。按照上述原则和计算结果，进行纵坡及竖曲线设

45、计。在图上标明坡度和坡长、填挖高差、设计高程、地面高程、竖曲线位置及要素以及涵洞的设置位置、类型、孔数孔径。在图框栏里标出直线、平曲线的平面形式。平曲线左转为凹形曲线，右转为凸形曲线。标明平曲线起终点及圆缓、缓圆、曲中点。路面超高方式的绘制：1) 按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线路面横坡度为零。2) 绘制两侧路面边缘线，用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线，若路面边缘线高出路中线，则绘于基线上方，反之，绘于下方。3) 标注路拱横坡度：向前进的方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。算出超高起点至同坡度起点的长度。连接曲线起点和超高起点至同坡度起点长度

46、的终点，坡度与路拱横坡度相同。再连接圆曲线起点与超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与超高横坡度相同。此为由直线进入圆曲线的部分。同理，可绘出从圆曲线到直线的另一部分。完成上述工作后，在图上标明地面高程、设计高程、里程桩号。3.4 路线施工注意的事项平、纵线形设计到此圆满结束，但在施工中仍然要注意一些事项：1) 设计标高为路中线标高。2) 路线放样前应对全线控制点进行复测,转点只允许一次支导线。3) 路线放样必须严格按坐标法施工，对于路线平、纵面设计不能随意修改。4) 路线通过城区、村庄地段，应加强施工管理，采取有效的保护措施，以免造成对人、畜的伤害及房屋破坏。与现有道路交叉处应做好交通分流及

47、疏导工作，防止交通堵塞及交通事故的发生，保障人民生命安全及国家财产不受损失。4 路基横断面设计公路横断面设计是根据行车对公路的要求，结合当地的地形、地质、水文等自然条件，来确定横断面的形式、各组成部分的位置及尺寸。4.1 横断面设计时应收集的资料1) 平曲线的始、终点桩号、转角方向及其各桩号的超高值。2) 各桩号的填挖高。3) 路基宽度。4) 路基边坡坡度。5) 边坡的形式和断面尺寸。4.2 路基横断面形状及高程确定的依据1) 本公路等级属平原微丘区一级公路，采用一级公路路基标准横断面型式，路基宽度取25.5m。2) 本公路采用沥青混凝土路面，路拱横坡度采用2.0%，土路肩宽度为0.75m。因

48、土路肩横坡应比路拱坡度大1%2%，本设计采用土路肩横坡3%。经分析不设超高和加宽，全线进行路基横断面设计；3) 本地区表层土壤为低液限粘性土，地表排水比较通畅，不会形成长期地表积水，填挖高度不大。填方边坡采用1:1.5，挖方边坡采用1:1。4) 填土高度小于1.0m的矮路堤以及路堑，应设置边沟，边沟为浆砌片石边沟，截面形式要求规定为:在城镇地区采用矩形，在非城镇地区采用梯形，特殊地区可以考虑采用半矩半梯形。底宽为0.6m，深度为0.6m，内外侧边坡坡度均为1:1。边沟纵坡与路线纵坡一致。填方路段采用外运土，在路堤两侧不设取土坑，所以路堤两侧不设护坡道。5) 填方路基:填方高度小于10.0米，边

49、坡坡率采用1:1.5。排水沟内侧边坡坡率为1:1.5；外侧边坡坡率为1:1.0，底宽为0.6米，最小沟深0.6米；坡脚或排水沟外缘以外3米处为公路用地界。 6) 挖方路基：全段考虑岩性、地质构造、岩石的风化破碎程度及挖方深度等因素，确定了路堑的边坡坡度。挖方深度小于5.0米及不设防护时，路堑边坡值为1:1.0，坡面设防护时，路堑边坡值为1:0.75 。坡顶或截水沟外缘以外3米处为公路用地界。根据以上要求对全线进行路基横断面设计。4.3 路基横断面图绘制4.3.1 横断面设计步骤1) 读取全线横断面地面线；点绘横断面地面线。2) 将横断面的填、挖值及有关资料(如路基宽度、超高等)抄于相应桩号的断

50、面上。根据地质调查资料，确定挖、填方坡比及边沟形状和尺寸。3) 绘横断面设计线，又称“戴帽子”。4) 计算横断面面积。横断面面积计算中，填方面积，挖方面积都应分别计算。5) 填土石方工程数量计算表，土石方数量计算采用平均断面法：V=(A1+A2)L。 4.3.2 横断面设计的具体要求1) 横断面图按1:400的比例绘制，点绘出横断面地面线。2) 应根据平纵设计的成果，在各桩号的地面横断面上，逐桩号标注其填挖高度、路基宽度和超高值。3) 按土壤地质资料，标出各路段的覆盖层厚度、所用边坡坡度。4) 计算填挖面积，并分别标于横断面上。4.4 土石方数量计算路基土石方数量计算是在路基横断面设计和路基横

51、断面图绘制一并完成的基础上进行的。常用的土石方数量计算方法有两种：一是平均断面法；另一是棱台法。用积距法结合几何图形法算得路基填挖方数量。填挖方应分别计算，填方还应扣除路面结构层厚度，挖方不扣除，从而得到每个桩号断面的填挖土石方数量。根据两桩号里程差及断面面积，按平均断面法算得两桩号间的土石方数量。填挖部分分别计算，算后填入路基土石方数量计算表。现用棱台法计算的大体步骤和要求介绍如下：若相邻两断面均填方或均为挖方且面积大小相近时，则可假定两端面之间为棱台体，其体积计算公式为：，式中： V体积，即土石方数量(m3) 、分别为两相邻断面的面积(m2),其中L为相邻断面之间的距离(m)若相邻两断面不

52、全为挖方或不全为填方，则按照土石分类计算的原则进行计算。用上述方法计算的土石方体积中，是包含了路面体积的。若所设计的纵断面有填有挖且基本平衡，则填方断面中多计的路面面积与挖方断面中少计的路面面积相互抵消，其总体积相差不大。但若路基是以填方为主，或以挖方为主，则最好是在计算断面面积时将路面部分计入，也就是填方应扣除挖方要增加路面所占的那一部分，特别是路面厚度较大时，更不能忽略。在计算经济运距，进行土石方远运纵向调配时，应尽可能在本桩位内移挖作填，以减少废方和借方；运用经济运距，应综合考虑施工方法、运输条件和地形情况等因素；调配土石方应考虑桥涵位置，一般不做跨沟调配；考虑地形情况，不宜往上坡方向调

53、运。运用以上原则，在做完填挖方数量、本桩利用、填缺、挖余后，进行纵向调配。把每公里合计、填挖方数量、利用方、弃方数量等一并填入每公里路基土石方数量计算表。4.5 处理工程开挖路堑的弃土可用来适当加宽路基，减少弃方，防止弃方堆置不当而影响路堑稳定或造成水土流失，危害农田水利。弃土堆应设置在附近低地或路堑下坡一侧；当地面平坦或深路堑时，宜设置在路堑两侧。弃土堆应堆成规则形状，一般为梯形断面，其边坡不应陡于1:1.5，顶面应有不小于2%的横坡，其高度不宜大于3m；在上坡方向的弃土堆，应连续而不中断；在弃土堆前设置截水沟，在下坡方向的弃土堆，应每隔50100m设不小于1米的缺口，以利于排水。在对路基基

54、底进行处理时，为保证路基有足够的强度，工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载的作用不仅作用于路堤，而且作用于天然地基上部土层，因此，天然地基上部土层和路堤应同时满足路基工作区的要求，均应充分压实。5 路基排水系统及防护工程设计 为排除路基及路面范围内的地表水和地下水，保证路基和路面的稳定，防止路面积水影响行车安全，并针对沿线地形、地质、气象、农田水利及桥涵设置条件，综合考虑路基路面排水系统。5.1路基、路面排水系统设计5.1.1路基排水施工图设计中对全线的排水系统及排水构造物的数量、位置尺寸等进行了全面核查，并考虑了以下几个方面的因素：1) 路基上侧山坡汇集雨水对路基的冲蚀。2) 路面污水对农

55、田及环境的污染。 3) 挖方路段边沟水流对路基的冲蚀。4) 排水设计与农田水利建设相配合。本路段主要排水设施有：1) 边沟：所有挖方路段及低填方路段均设置边沟。其型式有梯形及矩形两种。梯形边沟一般设置在低填方路段及非城镇地区，底宽0.6m，沟深0.6m，内侧边坡1:1.0，外侧边坡1:1.0；矩形边沟一般设置在挖方路段及城镇地区，底宽0.6m，沟深0.6m。边沟及外侧平台均采用7.5号浆砌片石加固。边沟的沟底纵坡与主线纵坡一致。2) 排水沟：填方边坡的坡脚及护坡道外侧设置排水沟。底宽0.6米,最小沟深0.6米,内侧边坡1:1.5，外侧边坡1:1.0。农田地区或排水沟外侧坡顶达不到沟深时设置挡水

56、埝。挡水埝顶宽50厘米，埝高50厘米，边坡坡率1:1.0。排水沟纵坡一般不小于0.3%，纵坡大于1%时采用7.5号浆砌片石加固。沟中水排入自然河沟或附近桥涵。3) 泄水槽：在填方路段两侧填方大于1米处每隔30米设一道。其坡度由填方边坡决定，采用7.5号浆砌片石砌筑。5.1.2 路面排水路面排水采用集中和分散两种形式：填方路段主线纵坡大于1%或路基填土高度大于4.0米的一般路段及超高填方路段内侧采用集中排水方式，土路肩内侧设置拦水缘石，拦水缘石为水泥混凝土预制块；其余路段均采用分散排水方式；挖方路段土路肩与边沟用7.5号浆砌片石整体加固。5.2 路基防护工程设计6 路面设计本路面设计采用的是沥青

57、混凝土路面，沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，设计确定经济合理的路面结构，使之能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限内满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。路面设计应包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试和确定、路面结构层组合与厚度计算，以及路面结构的方案比选等内容。为充分利用本地的碎石、石灰等原材料，减少工程造价，本路段决定采用沥青混凝土路面。现将沥青混凝土路面设计的过程介绍如下：6.1 沥青路面结构设计标准和设计方法6.1.1 设计标准设计标准的确定是鉴于损坏模式的多样化，各种损坏对路面实用性能有不

58、同性质和程度的影响，沥青路面的设计不能像其他结构物的设计那样，仅选用一种损坏模式作为临界状态和单一的指标作为设计标准，而必须是多种临界状态和多项设计标准。结合本路段所处的自然区划、路基工作区深度、交通量等情况，提出本路段的沥青路面的设计标准主要为疲劳开裂、车辙(永久变形)和低温开裂。6.1.2 设计方法本设计采用的设计方法为解析法。解析法是以结构分析为基础，按设计荷载所产生的应力、应变和位移量不超过路面任一结构层中材料所容许的范围，来选择和确定路面结构层的组合及其厚度。此法的基本分析框架见图6.1。6.2 沥青路面结构层组合设计6.2.1 结构层组合的原则考虑不同的路面结构组合，会产生使用性能

59、、寿命和经济上等各不相同的效果，层次多和厚度大的路面结构，其使用效果不一定好，有时恰恰相反，会过早的出现损坏，根据实践经验和理论分析，结构组合时应考虑下述几方面的原则：1) 按道路的等级及交通繁重程度选择面层的类型和厚度。结合本路段，为平原微丘区二级公路新建工程，且设计车道的累计标准轴次为500多万次，属重交通等级，故宜采用热拌沥青混合料面层，规范推荐厚度为8-10cm。2) 满足对各结构层(面层、基层和垫层)的相关功能要求。面层应具有良好的表面功能(抗滑、抗车辙、低噪音)和耐久性(抗松散、抗剥落、抗老化)；基层应具有足够的强度、刚度、稳定性和抗冻性。3) 适应各结构层的荷载应力分布特性。根据

60、路面内荷载应力随深度递减的规律安排结构层次，各相邻结构层之间刚度不能相差太大。根据分析和经验，基层与面层的模量比应不小于0.3，土基与基层或底基层的模量比宜为0.08-0.40。4) 要顾及各结构层本身的结构特性。5) 考虑当地水文状况的不利影响。本路段地下水位从几米到几十米不等，主要贮存于冲沟内堆积松散岩内，埋藏较浅，水量较少，故在挖方路段的底基层的下方、宜铺筑级配碎石做排水垫层，以隔离和排除地下水。6) 选择适当的结构层层数和厚度，以便于施工。7) 协调行车道与路肩部分的路面结构，考虑表面水和结构内部自由水的疏导和排放。8) 考虑当地的使用经验、已有习惯和施工技术水平。路面材料路基环境交通