毕业设计 公路设计说明书

1、内蒙古科技大学毕业设计说明书PAGE 26PAGE 67 本科生毕业设计说明书题 目：呼和浩特至希拉穆仁某 公路设计学生姓名： 学 号：专 业： 班 级： 指导教师： 内蒙古科技大学毕业设计说明书摘要 本设计为内蒙古S104线呼和浩特至希拉穆仁某旅游公路设计。根据本地区的交通量，结合道路的性质、任务及在路网中的地位等确定公路等级为二级。在局部地段进行了方案比选并选用正线。路面结构采用沥青混凝土。 设计任务主要包括：纸上定线（平面、纵段面、横段面）、路基设计、对小半径曲线进行了超高、加宽设计和全线进行了视距检验，路面结构设计、排水防护及涵洞设计、交通安全设施设计、平面交叉设计、1.5公里的土石方

2、调配及分项工程预算、环境保护等。设计中，各项技术指标的确定都考虑了对周围自然环境的影响，注重环境保护。关键词：二级公路；路线；路基；路面；土石方调配；分项工程预算 Abstract This design for Inner Mongolia S104 line to sheila MuRen Hohhot a tourist road design. According to this area of traffic, combined with the nature of the road, tasks and position in the highway network to dete

3、rmine the highway rating of two, In the local section of the scheme comparison and selection of the trunk line. The pavement structure with asphalt concrete. Design tasks mainly include: paper alignment (flat, vertical sectional, cross-sectional), subgrade design, ultra-high, widening design for sma

4、ll radius curves and the 1.5 km line-of-sight inspection, pavement structure design, drainage protection, culverts, traffic safety facilities design, graphic cross design, earthwork allocation of the 1.5 km section and the sub-project budget, environmental protection. In the design, the technical in

5、dicators are taken into account the impact on the surrounding natural environment, focusing on environmental protection.Keywords: Secondary roads; Routes; Subgrade; Pavement; Earthwork allocation; Sub-project budget. 目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc17442 摘要 PAGEREF _Toc17442 I HYPERLINK l _Toc604

6、4 Abstract PAGEREF _Toc6044 II HYPERLINK l _Toc20619 第一章 概述 PAGEREF _Toc20619 1 HYPERLINK l _Toc25684 1.1 设计的任务依据与意义 PAGEREF _Toc25684 1 HYPERLINK l _Toc9004 1.2沿线自然地理等概况 PAGEREF _Toc9004 1 HYPERLINK l _Toc5693 1.3道路等级和主要技术指标的论证和确定 PAGEREF _Toc5693 2 HYPERLINK l _Toc5034 1.3.1公路等级的确定 PAGEREF _Toc503

7、4 2 HYPERLINK l _Toc10034 1.3.2主要技术指标的确定 PAGEREF _Toc10034 3 HYPERLINK l _Toc23069 第二章 路线平面设计 PAGEREF _Toc23069 6 HYPERLINK l _Toc1543 2.1选线的要点 PAGEREF _Toc1543 6 HYPERLINK l _Toc19639 2.2初步定线 PAGEREF _Toc19639 6 HYPERLINK l _Toc4110 2.3路线设计情况 PAGEREF _Toc4110 7 HYPERLINK l _Toc23495 2.4路线方案比较 PAGER

8、EF _Toc23495 8 HYPERLINK l _Toc25492 2.4.1正线与比选线设计概况 PAGEREF _Toc25492 8 HYPERLINK l _Toc18099 2.4.2比选情况 PAGEREF _Toc18099 8 HYPERLINK l _Toc15217 2.5 转角的计算 PAGEREF _Toc15217 8 HYPERLINK l _Toc6620 2.6 平曲线设计与各要素的计算 PAGEREF _Toc6620 9 HYPERLINK l _Toc17371 第三章 纵断面设计 PAGEREF _Toc17371 13 HYPERLINK l _

9、Toc17547 3.1纵断面设置的一般要求 PAGEREF _Toc17547 13 HYPERLINK l _Toc6946 3.2设计竖曲线考虑的因素 PAGEREF _Toc6946 13 HYPERLINK l _Toc20310 3.3纵断面设计情况 PAGEREF _Toc20310 14 HYPERLINK l _Toc1281 3.4竖曲线的设计与计算 PAGEREF _Toc1281 14 HYPERLINK l _Toc16029 第四章 路线横断面的设计 PAGEREF _Toc16029 17 HYPERLINK l _Toc19869 4.1横断面设计情况 PAGE

10、REF _Toc19869 17 HYPERLINK l _Toc18965 4.1.1技术指标 PAGEREF _Toc18965 17 HYPERLINK l _Toc371 4.2道路合成坡度 PAGEREF _Toc371 17 HYPERLINK l _Toc6520 4.2.1超高横坡度及合成坡度的确定 PAGEREF _Toc6520 18 HYPERLINK l _Toc2497 4.3路基加宽计算 PAGEREF _Toc2497 19 HYPERLINK l _Toc30666 4.4路基超高的计算 PAGEREF _Toc30666 19 HYPERLINK l _Toc

11、31025 4.5行车视距的保证 PAGEREF _Toc31025 22 HYPERLINK l _Toc14819 第五章 路基设计 PAGEREF _Toc14819 25 HYPERLINK l _Toc29385 5.1 路基的相关设计情况 PAGEREF _Toc29385 25 HYPERLINK l _Toc14869 5.1.1填方路基 PAGEREF _Toc14869 26 HYPERLINK l _Toc9581 5.1.2挖方路基 PAGEREF _Toc9581 26 HYPERLINK l _Toc6690 5.1.3填挖结合路基 PAGEREF _Toc6690

12、 26 HYPERLINK l _Toc26749 5.1.4路基高度 PAGEREF _Toc26749 27 HYPERLINK l _Toc17898 5.2土石方的调配计算 PAGEREF _Toc17898 27 HYPERLINK l _Toc10836 5.2.1路基土石方计算 PAGEREF _Toc10836 27 HYPERLINK l _Toc17524 5.2.2土石方调配 PAGEREF _Toc17524 27 HYPERLINK l _Toc10153 第六章 路面设计 PAGEREF _Toc10153 29 HYPERLINK l _Toc4665 6.1路面

13、结构类型选择 PAGEREF _Toc4665 29 HYPERLINK l _Toc23340 6.2设计理论与方法 PAGEREF _Toc23340 29 HYPERLINK l _Toc22240 6.3路面设计 PAGEREF _Toc22240 29 HYPERLINK l _Toc20175 6.3.1交通量分析 PAGEREF _Toc20175 29 HYPERLINK l _Toc6606 6.4路面结构设计 PAGEREF _Toc6606 30 HYPERLINK l _Toc1183 6.4.1轴载当量换算及设计年限累计当量标准轴载 PAGEREF _Toc1183

14、30 HYPERLINK l _Toc29745 6.4.2轴载分析 PAGEREF _Toc29745 31 HYPERLINK l _Toc6937 6.4.3 设计指标及土基回弹模量的确定 PAGEREF _Toc6937 32 HYPERLINK l _Toc29814 6.4.4结构组合和材料的选取 PAGEREF _Toc29814 33 HYPERLINK l _Toc12630 6.5新建路面结构厚度计算 PAGEREF _Toc12630 34 HYPERLINK l _Toc17984 第七章 路基路面排水防护与涵洞设计 PAGEREF _Toc17984 37 HYPER

15、LINK l _Toc29073 7.1排水的目的 PAGEREF _Toc29073 37 HYPERLINK l _Toc2915 7.2 路面表面排水 PAGEREF _Toc2915 37 HYPERLINK l _Toc7370 7.3路基排水 PAGEREF _Toc7370 37 HYPERLINK l _Toc30065 7.3.1路基排水设计的一般原则 PAGEREF _Toc30065 37 HYPERLINK l _Toc2196 7.3.2边沟和截水沟设计 PAGEREF _Toc2196 37 HYPERLINK l _Toc27857 7.4 边坡防护设计 PAGE

16、REF _Toc27857 38 HYPERLINK l _Toc18519 7.5涵洞的设计 PAGEREF _Toc18519 38 HYPERLINK l _Toc14720 7.6路线交叉的处理 PAGEREF _Toc14720 39 HYPERLINK l _Toc17796 第八章 安全设施设计和环境保护 PAGEREF _Toc17796 40 HYPERLINK l _Toc746 8.1交通安全设施 PAGEREF _Toc746 40 HYPERLINK l _Toc26259 8.2 环境保护 PAGEREF _Toc26259 41 HYPERLINK l _Toc2

17、6494 8.3筑路材料 PAGEREF _Toc26494 41 HYPERLINK l _Toc8894 8.4施工要点 PAGEREF _Toc8894 41 HYPERLINK l _Toc12775 第九章 分项工程预算 PAGEREF _Toc12775 42 HYPERLINK l _Toc4317 参考文献 PAGEREF _Toc4317 44 HYPERLINK l _Toc8470 附录 PAGEREF _Toc8470 46 HYPERLINK l _Toc12748 致谢 PAGEREF _Toc12748 65第一章 概述1.1 设计的任务依据与意义根据指导老师下达

18、的任务书要求，完成内蒙古S104线呼和浩特至希拉穆仁公路设计。新建公路的路线与沙纳线（等级公路）平面正交。该项目对于创造良好的投资环境，完善路网，增进希拉穆仁地区与外界的沟通与交流，实现资源共享，提高民族地区旅游业的知名度，有重要的意义。1.2沿线自然地理等概况1）自然区划，气候，水文 该地区位于内蒙古呼和浩特市正北80公里左右，位于东经11046-11210，北纬4051-418，属于公路自然区划区，处温带半干旱区，属中温带大陆性季风气候，冬季漫长严寒，夏季短促温凉，寒暑变化强烈;降雨量少，且年际、月季变幅悬殊;风大且多，年平均风5-6级，主风向为西北风。无霜期短;光能资源丰富，热量不足，但

19、有效积温多。日均气温20的暖季不足一个月，最冷月气温-12.716.1；最热月平均气温17-22.9。因此希拉穆仁草原可以说是无夏季，年平均温度2，无霜期83天左右，四季气温变化的特点是春季升温迅速，秋季降温急剧，春温高于秋温。每年大风天气频繁出现，特别是在春季，大风与干旱同期出现加剧了对农牧业的危害性，是当地草场、耕地沙化退化的主要外营力。2）降水量及地下水埋深路线所经过地区，年平均降水量为150200毫米，潮湿系数一般0.25，降水类型主要为夏雨，地下水埋深一般1.5米，平均最大冻结深度为1.01.4米。 3）地形和地貌 该旅游公路位于内蒙古高原与阴山山脉的过渡地带，平均海拔高度1602m

20、，地层由太古界的片麻岩，花岗岩，白云鄂博志留系、石炭系、三迭系的变质岩，侏罗系沉积岩及各期岩浆岩组成，岩基裸露，长期遭受风化剥蚀，丘陵多呈浑圆状的波状残丘。 4）地质与土质地质大部分为变质岩山地，岩层为古生界杂岩，以粗粒花岗岩、变质岩为主，其次分布在石灰岩，岩性质量较好，一般岩层较深处可采集到III级以上的石料，第四季发生的岩层和近代堆积以重堆积残积土壤为主，土质多为粉质土，部分黄棕黏性土，受大气和温度的长期影响酸碱度为中或微低，岩石风化程度为中等。 5）植被及作物等概况路线所经过地区属中国自然地理区划的VI1区，自然地理特征为西北干旱区，四季分明。以牧业为主，本区草场类型为低山丘陵干草原类(

21、1982年，内蒙草原普查)。植被以中早生和早中生类植物为主，主要植物种有:羊草、冰草,糙隐子草、大针茅,友岌草、寸草苔、冷篙、沙篙、猪毛篙、马蔺、百里香、狼毒,乳白花黄芭,车前等。在封禁较好的草场可以见到大量的羊草、针茅等，而在退化严重的草场，植物种主要以冷篙、百里香、马蔺、狼毒等为主。 6）地震根据中国地震动参数区划图，项目所在区地震动峰值加速度为：希拉穆仁地区为0.20g，其对应的地震烈度为度。 7）矿产资源呼和浩特希拉穆仁区域位于阴山山脉，主要有煤、铁矿、黄金且有岩金和砾金，稀土金属、水泥原料大理岩和粘土、建筑用砂。1.3道路等级和主要技术指标的论证和确定道路等级的确定是根据道路所在地区

22、的地形，道路的性质，使用任务及交通量，经过充分的技术经济论证，最后参考公路工程技术标准（JTG2003）中的相关规定确定的。1.3.1公路等级的确定1 设计原始资料1）呼和浩特希拉穆仁地区地形图1张，比例1:2000，图纸号：（E2）。 2）交通量资料：预估新建路的交通量年平均增长率为8.5%。各种车辆通行情况见表1.1。 表1.1车型与基年交通量车型小汽车 SH130 东风 EQ140 解放CA140黄河牌 QD35 太脱拉 138辆/日410400280310 210 其对应折算系数为： 小汽车=1.0 东风EQ140=1.5 解放CA140=1.5 黄河牌QD35=2.0 太脱拉138=

23、2.0 则设计年年平均交通量计算如下： N0=1.0410+1.5400+1.5280+2.0310+2.0210=2470 （辆/日） N0基年折算为小客车的交通量； 假设预测年限为15年，则预测年限交通量的具体计算方法如下：Nd =N0 （1.1） =2470 =7739.51辆/日) 取7750辆/日Nd远景设计年年平均日交通量；N0基年折算为小客车的交通量；交通量年均增长率； n公路的预测年限。 依据公路路线设计规范JTG D202006中规定：双车道二级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量500015000 辆。现拟定双车道二级公路，由于旅游区道路为了让乘客能欣赏沿途风

24、景，设计速度不宜太高，故选设计速度60km/h。设计交通量应按15年预测。根据地形情况，全线设计采用平原微丘区的技术指标。1.3.2主要技术指标的确定 1、行车速度的确定该路段是二级公路，地形为平原微丘区，根据标准及公路性质，确定计算行车速度确定为60km/h。各技术指标汇总见表1.2。 技术指标汇总表1.2 设计速度km/h 60 圆曲线最小半径 （m） 一般值200 极限值125不设超高值 路拱2%1500路拱2%1900缓和曲线最小长度 （m）一般值80极限值50平曲线最小长度 （m） 一般值300 极限值100超高渐变率 最小值1/330 最大值1/125 纵坡 最大纵坡（%）6 最小

25、纵坡（%） 不宜小于0.5最小坡长 一般值 200 极限值 150合成坡度 最大值 9.5 最小值 0.5 续表1.2竖曲线最小半径和长度（m）凸形竖曲线半径 一般值 2000 极限值 1400凹形竖曲线半径 一般值 1500 极限值 1000竖曲线最小长度 一般值 120 极限值 50停车视距（m） 75路基宽路面宽 7.5硬路肩宽 1.5土路肩宽 1.0横坡度（%）路面 2硬路肩 2土路肩 3 涵洞 与路基同宽 路面结构类型 沥青混凝土路面 交叉形式 平面交叉 第二章 路线平面设计2.1选线的要点本设计路段位于平原微丘区，其地形特点是：地面高差小，土质疏松，不易压实。另外此处生态环境比较脆

26、弱。故路线的基本线形要充分考虑近期和远期相结合，由于是观光路，在线形要求上适当降低标准，以便对周围自然环境的充分利用。根据道路的设计等级、使用任务和功能，设计过程中本着引导游客游览草原景区、观赏景物，路线不过多迁就，在可能的情况下减少防护工程和填挖工程量，兼顾平、纵、横断面的合理组合，在线形上尽量采用了较高标准，以路线短捷，保证路基稳定，减少工程造价，就地取材，与周围环境相适应为原则。 综合该地区的特点，布线时合理考虑了路线与村镇的关系，本设计为二级公路，离村庄近点较好，能真正做到“近村不进村”，利民不扰民，既保证运输方便又保证安全，且能拉动村镇的经济发展。路线在与沙纳线相交处与其两侧电力、电

27、讯设施避开且正交，该地区沿途的高压低压线秆较多，已避开。2.2初步定线确定道路等级和各项设计指标后，采用纸上定线的方法，在等高线地形图上，研究可能的路线带、可能的路线走向，进行平面定线。定线时综合考虑控制点和丘陵区定线的原则，尽量少占农田、不占良田，达到利民不扰民的目的。定线的依据以公路路线设计规范和公路工程技术标准为准。二级公路（设计速度60km/h）平曲线设计遵循的技术标准见表1.2。根据以上选线要点，选线的步骤简述如下：1、路线平面位置的控制点1）起终点2）经济性控制点横向施工经济因素而确定的控制点，比如从经济角度出发，要避开电力线一定距离施工等。3）路线交叉路线与沙纳线相交的位置，作为

28、高程控制点，路线与沙纳线正交。2、设置交点穿点定线时考虑的因素1）在设计中由于地形比较平缓，展线地段地形比较开阔，没有优良牧场。2）长直线尽头不设置小半经曲线，长下坡尽头避免急弯。3）平面定线时综合考虑了纵断面设计，局部地段集中使用一段陡坡，其原因保护沿线的旅游环境，减少投资。4）平面定线考虑了横向地形、地质、地物控制的要求。3 、设置平曲线在定交点时已经考虑了平曲线线形设计的因素，以及第一章中所列技术指标。根据公路路线设计规范（JTG D202006）9.2.4中规定的路线设计基本原则如下：1）线形协调上，平曲线均满足回旋线圆曲线回旋线=1:1:11:2:1的线形比例关系。但经老师指导，回旋

29、线:圆曲线:回旋线=1:1:11:4:1之间。2）设计中部分偏角较小的平曲线回旋线参数A均满足R/3A0,DY0, A= DX0, A=180- DX0,DY0,DY0, A=360-转角 例：以、JD3为例；假定JD1、JD2、JD3在整体坐标系中的坐标分别为（500,656），（505.78,674.49），（495.8,688.34）。: :其他转角同理，详见“直线曲线及转角表”。2.6 平曲线设计与各要素的计算本设计采用回旋线作为缓和曲线。基本型是由两个缓和曲线和一个圆曲线组成的，为了使线形协调，一般缓和曲线、圆曲线、缓和曲线的长度比为1:1:11:4:1，并满足基本型曲线的几何条件：

30、平曲线要素计算式如下： （2.5） （2.8） （2.6） （2.9） （2.7） （2.10）式中： 缓和曲线长 R圆曲线半径 切线长 L平曲线长 E外距 校正值 转角 图2.1基本型曲线主点桩号示意图 计算方法有如下几种： a)假设缓和曲线长度与圆曲线半径，计算其它曲线要素。 b)当曲线的切线长受到限制时，需要先假设缓和曲线长度，根据切线长和缓和曲线长度反算半径。（JD2） c)当曲线的外距受到限制时，采用了外距控制法，计算半径。先假定缓和曲线长度，然后由外距和缓和曲线长度反算半径。（JD4） 1、基本型曲线计算JD1为例，已知172114，拟定缓和曲线长度68.00m，圆曲线半径450.

31、00m。 （1）平曲线要素计算如下：p=q= （2）桩号推算、复核 已知:ZH=K0+553.226 HY=ZH+Ls=K0+553.266+68=K0+621.266 HZ=ZH+L=K0+553.266+204.297=K0+757.563 YH=HZ-=K0+757.563-68=K0+689.563 QZ=ZH+= K0+553.266+= K0+655.415 JD=QZ+= K0+655.415+= K0+656.000 2、反向曲线的设计计算反向曲线是指两个转向相反的圆曲线之间以直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。本设计所采用的是用直线相连的组合形式。 规范规定：当设计速度6

32、0km/h时，反向圆曲线之间的直线距离最小长度（以km计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜。以JD1-JD2为例， JD1和JD2之间的直线距离为L=382.00m,首先设计JD1的平曲线，计算方法同基本型曲线。计算如下：假设缓和曲线长Ls=68m，曲线半径为R=450m，计算JD1曲线要素得（同上）： p=0.428,q=33.994,T=102.734,L=204.297,Ly=68.297,E=5.643,D=1.171. 图2.2 反向曲线设计示意图那么计算JD2的平曲线要素： 利用切线长反算半径：T=L-T1-120 =382-102.734-120 =159.266现拟定

33、缓和曲线长Ls=68m，则根据上述平曲线要素、的计算公式及值代入 得： 159.266=（R+） 得：R=249.761；取R=250m，反算得T=159.364，则中间的直线段为382-159.364-102.734=119.902约等于120m，基本符合反向曲线间的间距是2倍的车速。 则JD2的平曲线要素的计算结果：Ls=68，R=250，p=0.770，q=33.979，T=159.364，L=299.823，Ly=163.823，E=30.369，D=18.905. 第三章 纵断面设计3.1纵断面设置的一般要求1、纵断面设计为满足车辆能以一定的速度安全顺适地行驶，避免采用极限纵坡值，合

34、理安排缓和坡段，不连续采用极限长度的陡坡夹最短直线长度的缓坡。连续上坡路段不设置反坡段。要满足竖曲线的各项要求：如最大、最小纵坡，竖曲线最小半径及竖曲线最小长度(见表1.2),坡长限制（见表3.1）等。 表3.1 坡度坡长限制（=60km/h）坡度(%)3456坡长(m)120010008006002、纵坡设计对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。3、平原微丘区地下水埋深较浅，纵坡除满足最小纵坡要求外，还满足最小填土高度要求，保证路基稳定。4.纵坡设计时，注意平纵线性组合，纵断面设计考虑路面排水要求，结合横纵断面方面进行涵洞位置和孔径的确定。3.2设计竖曲线考虑的因素纵断面设

35、计线标高是指路基边缘标高，在加宽和超高的地段按未加宽和超高前路基标高计算。在设计竖曲线时，考虑了平曲线与竖曲线的组合，在视觉上保持连续性，保持平、纵线形的技术指标大小均衡，选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。同时注意与道路周围环境的配合，考虑平、纵配合时，首先考虑将变坡点放在平曲线内部最好曲中点附近，形成“平包竖”，达到线性的良好性。因其它因素不能达到目的时，将竖曲线放在直线段上；若平曲线的缓和曲线段较短，圆曲线较长时，正常计算不能满足竖曲线一般的技术指标时和线性结合不良时，可将两个竖曲线的半径接在一起，以达到“平包竖”的效果，达到良好的线形标准。注意的是：两个平曲线之间不能包括

36、超过两个竖曲线，一个竖曲线不能包括超过两个平曲线，直线段不能超过两次变坡。在受地形限制时进行了视距检验，不满足的情况下开挖视距平台。3.3纵断面设计情况本次设计纵断面设计最大纵坡4.78% ，最小纵坡0.91% ，最大坡长600m，最小坡长180m。凸形竖曲线最大半径21000m，最小半径1869.505m，凹形竖曲线最大半径34700m，最小半径2800m，全线共设变坡点14个。平均每281米变坡点1个，竖曲线总长1813.07m，占路线总长46.10%，其中一个平曲线变坡不超过2次，一条直线上变坡也不超过2次。3.4竖曲线的设计与计算 竖曲线设计要满足竖曲线设计的一般要求及竖曲线的最小长度

37、、最小半径等一些指标，同时考虑竖曲线与平曲线的组合。将变坡点落在10米整桩号上。竖曲线设计符合标准对竖曲线的规定，具体指标见汇总表1.2。 计算公式如下： 坡差 （3.1） 曲线长 （3.2） 切线长 （3.3） 外距 （3.4）：凹形竖曲线；：凸形竖曲线；，：相邻变坡点坡度；R：竖曲线半径。 图3.1 凸型竖曲线要素示意图竖曲线计算示例：1、凸型竖曲线计算示例；见图3.1桩号K0+180.00，高程1061.0m。 （1）计算竖曲线要素，为凸形。由于竖曲线长度L一般值为120m，故先利用L计算半径R，半径： R=，取R=10000；利用R反算L：L=122m； 切线长：T=m；外距： E=。

38、 （2）计算设计高程（仅以一个桩号为例） ； 图3.2 凹型竖曲线设计示例图2、凹形竖曲线计算示例：见图3.2 桩号K0+430.00,高程为1063.5。 （1）计算竖曲线要素，为凹形。同理，先利用竖曲线长L计算半径，故L=120m，则R=利用R反算L：L=293000.41%=120.13；切线长：T=；外距： E=； （2）计算设计高程（仅以一个桩号为例）在设计中由于自己能力的问题，最后一个交点选的有点问题，由于平曲线的缓和段较短，故设置竖曲线时，为了保证良好的线形组合，将两个竖曲线连接在一起共同设置在一个平曲线之内。竖曲线各要素计算如下：变坡点13桩号：K3+540，高程1152.0（

39、此变坡点各要素计算同变坡点K0+180，计算结果：R=21000m，=0.59%,L=123.9m,T=61.95m,E=0.091m.起点桩号：K3+540T=K0+478.05，终点桩号：K3+540+T=K0+601.95； 变坡点14桩号：K3+670，高程1157.0。由于此两个竖曲线接在一起，则说明变坡点13的终点桩号是变坡点14的起点桩号。由此可得，切线长T=K3+670（K3+601.95）=68.05m，L=136.1m，由竖曲线长L反算半径R=L/=136.1/（-3.43%-3.85%）=1869.505m。大于竖曲线极限半径1500m，满足要求。 第四章 路线横断面的设

40、计为了使路线纵坡较为合理，进行了一次修正导向线，对于横断面合理位置的确定原则上进行二次修正导向线，但由于综合运用知识的能力有限，定线时对横断面设计的考虑有很多的不足之处，在今后的设计工作中会引起注意。横断面设计主要是根据已定的线形进行路基的设计以及土石方调配的计算。4.1横断面设计情况根据填挖高度及当地地质情况确定合适的、全面的标准横断面形式，以此来指导全线的横断面设计。横断面型式有挖方、填方、半填半挖三种。根据公路工程技术标准JTG B012003的规定，二级公路设计速度为60km/h，路面宽7.5m，路基宽10m,路拱坡度2%,硬路肩坡度同路拱横坡，土路肩坡度3%。4.1.1技术指标根据公

41、路工程技术规范JTGB012003，结合规范可查出一般二级公路的路基横断面的技术指标如表4.1所示。表4.1路基横断面设计指标路基宽度（m）行车道宽度（m） 硬路肩 宽度 （m）土路肩宽度（m）行车道数停车视距（m）合成坡度（%）107.50.750.52759.54.2道路合成坡度合成坡度检测是指设有超高的的平曲线上路线纵坡与超高横坡所组成的坡度。当合成坡度大而曲线半径小时，影响汽车重心发生偏移，给行车带来危险，所以要限制合成坡度，以利于行车安全和路面排水通畅，其方向为流水方向，其计算公式为： （4.1）式中：合成坡度；：路线纵坡度；：超高横坡度；4.2.1超高横坡度及合成坡度的确定极限最小

42、半径是与最大超高率相对应的，由车辆在曲线上行驶的力的平衡方程式。计算公式： （4.2）：超高横坡度； ：实际行车速度；：设计超高段的曲线半径；：横向力系数；见表4.2。 表4.2横向力系数表（设计速度为60km/h） 半径极限最小半径（125m） 一般最小半径（200m）不设超高（1500m）0.150.060.035对于平原微丘区一般二级公路，不设超高的最小半径为1500m,一般最小半径为200m,极限最小半径为125m。利用内插法计算各平曲线的并以此计算相应的超高。 例：JD6 ：R=200m计算如下： =0.035+ 0.06 ，得出0.0307，取=4%。各交点横向力系数、超高横坡度计

43、算结果见表4.3所示。 表4.3横向力系数、超高横坡度计算表交点平曲线半径（m） 横向力系数超高横坡(%)1450 0.033622250 0.046233500 0.033124300 0.039735500 0.033126200 0.06004 则路线合成坡度验算如下： 1）曲线的最大超高=4%,路线设计纵坡坡度=0.91% 则I= =4.10%9.5%（满足要求）。 2）曲线最大纵坡坡度=4.78%，曲线的超高=2% I= =5.18%9.5%（满足要求）。 由于设计最小坡度0.50%,所以合成坡度均大于0.5%，这样整条线路的纵向坡度均满足要求。4.3路基加宽计算曲线段车辆后内轮转弯

44、半径偏向内侧且半径最小，为安全起见需要加宽。根据标准采用第三类加宽值。加宽过渡段的过渡方式采用比例过渡。平曲线加宽值如表4.4所示。表4.4平曲线加宽值表（单位：米）平曲线半径(m)250 20020015015010010070250.00m的圆曲线，由于加宽值甚小，可以不进行加宽，路面加宽后，路基也应相应加宽。由于和的半径分别为250m和200m，故只在这两个交点的过渡段上进行加宽的设计。过渡段起点经过计算均为和点，根据上表，加宽总值为0.8m。其他交点均不用进行加宽的设计。4.4路基超高的计算超高是为了抵消车辆在半径小于不设超高最小半径的曲线段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高内

45、侧低的单向横坡的形式。在超高段，超高横坡度在整个圆曲线上是全超高，而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此，从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。根据规范，二级公路设计速度60km/h的一般地区圆曲线部分最大超高值不大于9.5%，合成坡度最大最小值见表1.2。 超高过渡段长度确定： 1、一般情况下，超高过渡段长度与缓和曲线长度相等。2、若缓和曲线长度大于超高过渡段长度时，只要超高渐变率大于1/330，仍取两者相等。若验算出的超高渐变率小于1/330时，则取缓和曲线的一段作为过渡段长度。3、若计算出的超高过渡段长度大于缓和曲线长度时，调整平面线形使缓和长度不

46、小于超高过渡段长度。无法修改平面线形时，可将超高过渡段起点前移，超高过渡段在缓和曲线起点前的直线路段开始。本设计为新建二级公路，有硬路肩。超高的过渡方式采用绕内侧车道边缘线旋转按比例过渡的方式过渡。当有加宽时，旋转轴为未加宽前内侧车道边缘线。在曲线路段路面由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾斜的超高形式，外侧须逐渐抬高，在抬高过程中，若超高横坡度等于路拱坡度，则行车道外侧绕中线旋转，直至与内侧横坡度相等为止。当超高坡度大于路拱坡度时，先将外侧车道绕中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘线旋转，直至达到超高横坡值。计算公式如表4.5所示。 表4.5绕内

47、边线旋转超高值计算公式超高位置 计算公式圆曲线外缘中线内缘缓和曲线外缘中线内缘注：1.计算结果均为与设计高程之差 2.临界断面距过渡段起点：= （4.3） 3.距离处的加宽值： （4.4）B路面宽度； iG路拱坡度；by硬路肩宽度； iy硬路肩坡度；bJ土路肩宽度； 超高横坡度；iJ土路肩坡度； Lc超高缓和段长度； hc路肩外缘最大抬高值； x距离处路基外缘抬高值；路中线最大抬高值； x距离处路中线抬高值； 路基内缘最大降低值； x距离处路基内缘降低值；b路基加宽值； bxx距离处路基内缘降低值；与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离； 超高缓和段中任一点至起点的距离；路基坡度由J变

48、为所需的距离，一般可取1.0米； 例：处：由表4.5公式计算得： 过渡段：（以一个桩号为例）K0+610: 圆曲线：K0+621.266K0+689.5644.5行车视距的保证在道路的横断面设计中，平曲线半径较小时，还必须注意路线内侧是否有树木、房屋、边坡等阻碍司机视线的障碍物。这种处于隐蔽地段的弯道，进行视距检验，若不能保证该级公路的最短视距，则应该将阻碍视线的障碍物清除。若为路堑路段不能满足视距要求时，应开挖视距台反映在横断面图中，且开挖视距台时的土石方也计入土石方数量表中。本次设计中只对1.5公里内取到的横断面作计算，并针对全程进行了视距检验。由于在该1.5km路段没有暗弯（暗弯：即曲线

49、内侧有树林，房屋，边坡等阻碍驾驶员的视线，处于隐蔽地段的平曲线），所以土石方没有变化。但是由于JD4曲线内有村庄，JD6平曲线半径为一般半径200m，路线在此处是山顶，要翻过山才能到达终点，视线范围较小，故也进行了视距计算。根据规范，二级公路要满足会车视距要求，即不小于两倍的停车视距。 表4.6视距表（设计速度为60km/h）视距停车视距（m）75会车视距（m）150超车视距（m）350/250 图4.1开挖视距台断面图例：1、JD4处计算如下：LS=70，=106.400=246.400，故应用公式：h=Rs(1-cos)+sin(-)() （4.5）式中：=arc h-最大横净距（m）；S

50、-视距（m);L-曲线长度（m)；-圆曲线长度（m）；-缓和曲线长度（m）；RS-曲线内侧视点轨迹线的半径（m），即RS=,B为路面宽度（m）；-曲线转角（）；-路中线缓和曲线全长所对应的回旋线角（）。则根据公式计算得：Rs=300-7.5/2+1.5=297.75m,=0.5(246.400-150)=48.2m,4.8437则h=11.041mh0=1.5+0.5+0.4+1.0+0.5=4.8mhh0,则需开挖视距台为h-h0=6.241m 2、JD6的半径小，可能会视距不足，先进行视距检验，如下：转角=722100，R=200m，LS=70m，T=181.954m，L=322.549m

51、，L=182.549m，S=275=150m。Rs=R-B/2+1.5=200-7.5/2+1.5=197.75m，因为L=182.549mS=150m。故应用公式LS: h= （4.6）式中： 道路中线缓和曲线全长所对应的回旋线转角()其中=43.48所以h=14.065m+1.0=5.6m开挖宽度h-h0=14.065-5.6=8.465mh0h可知该弯道不满足视距要求，开挖视距平台和交通设施等引导安全行车。 第五章 路基设计5.1 路基的相关设计情况横断面设计按照平面线形，取典型1.5公里绘制横断面图，本设计选K0+500.00至K2+000.00段，包括三个平曲线。由于地形比较平坦，直

52、线上每隔40米一个桩号,曲线上每隔20米一桩号及ZH、HY、QZ、YH和HZ各特征点桩号处绘出的横断面图，遇到冲沟的地方进行了加桩。由设计任务书查资料知，该地区土质多为黏性土、土质砂、粗砾岩，受大气和温度的长期影响酸碱度为中或微低，岩石风化程度为中等。岩石的埋深为2.5米左右，参见路基设计规范中见表5.1、5.2，路堤边坡坡率定为1:1.5，路堑边坡坡率定为1:0.5，边沟边坡坡率为1:1。边沟外侧设置宽1.0米的碎落台防止路堑边坡碎石落入边沟。路基边坡坡率见表5.1、5.2.表5.1填方路基边坡坡率类别边坡高度（m）H8mH12m 粘质土、粉质土、砂类土20 1:1.51:1.75硬质岩石2

53、01:1.11:1.3中硬岩石201:1.31:1.5软质岩石201:1.51:1.75 注：1.采用台阶式边坡时，下部边坡可取用与上部边坡一致的坡度。 2.粉质边坡可根据具体情况适当放缓。表5.2挖方路基边坡坡率土质边坡粘土粉质粘土、塑性指数3的粉土不宜大于1:1类岩石未风化、微风化1:0.31:0.5弱风化1:0.51:0.755.1.1填方路基就地取土，当地土质属粉质土，路堤填料最小强度要求如表5.3：表5.3 路床土最小强度和压实度项目分类路面底面以下深度（m）填料最小强度BR（）压实度（） 填方路基 上路床 0-0.3695 下路床 0.3-0.8495 上路堤 0.8-1.5394

54、 下路堤 1.5以下292零填及挖方路基 上路床 0-0.3695 下路床 0.3-0.8495 注：路床填料最大粒径应小于100mm，顶面横坡与路拱横坡一致，路床碾压，采用重型击实标准。1、路基基底为松散土质时，在填筑前进行压实。二级公路基底的压实度（重型）不小于90%。2、路基与涵洞连接处设置过渡段，路基压实度不小于96%，长度按2-3倍路基填土高度确定。3、地面横坡大于1:5均挖台阶。根据公路路基设计规范（JTG D302004）3.3.4规定：路堤高度小于8m时，边坡采用1:1.5，由于本设计路段路堤没有大于8m，所以路堤边坡采用1:1.5。5.1.2挖方路基1、土质路堑边坡形式及边坡

55、坡率根据已有资料确定。2、因本地区土质呈中砂质土，挖方高度不是很大且降水量少，为减少冬季积雪，挖方边坡坡率采用1:0.5。 3、边坡外大于等于5m处设置截水沟。5.1.3填挖结合路基1、填挖结合的路基横断面，兼顾路堤和路堑的设计要求。2、半填半挖路基的挖方区为土质时，要求优先采用渗水性好的材料填筑。同时对挖方区路床0.8m内土体进行超挖回填碾压；挖方区为岩石时，采用填石路堤。3、纵向填挖交界处设置过渡段。土质地段过渡段采用级配较好的砾土类，砂类土、碎石填筑，岩质过渡段采用填石路堤。5.1.4路基高度路基高度的设计是以综合考虑路线纵坡的要求、路基稳定性和工程经济等因素确定的；从路基强度和稳定性要

56、求出发，要求路基上部土层处于干燥或中湿状态。5.2土石方的调配计算5.2.1路基土石方计算横断面面积计算采用“积距法”，即将横断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块，每个小条块的近似面积为,最后将各条块面积求和。即横断面面积为,用卡规逐一量取各条块高度的累积值。图5.1 横段面示意图5.2.2土石方调配土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向，运量等。在土石方调配的过程中先考虑横向利用，再考虑纵向调配，以减少总的运输量。 按照任务书的要求，土、石 假定比例采用3:7，其中普通土与硬土，次坚石与坚石之比为10:20:30:40,免费运距为20米。除在土方挖方总量计算中按天然密实

57、方计算，其他均按压实方计算，当以填方压实体积为工程量，采用以天然密实方为计算单位时，在套用定额时乘以压实方与天然密实方的换算系数，系数根据道路等级而定，二级公路：普通土=挖方10%1.16；硬土=挖方20%1.09；次坚石=挖方30%0.92；坚石=挖方40%0.92。 本次设计采用的是土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，思路主要从解决各路段上土石方平衡与利用问题上出发，尽可能使路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填（尽可能避免和减少上坡运土），避免不必要的路外借土和弃土，以减少对自然环境的影响以及降低公路工程造价。土石方计算及调配中各量的计算关系如下：调配计算： 填缺=填

58、方数量-本桩利用量 挖余=挖方数量-本桩利用量 填方数量=本桩利用+纵向调配+借方 挖方数量=本桩利用+纵向调配+弃方复核计算： 挖方+借方=填方+废方 （土、石分别计算）计价土石方数量： 计价土石方=挖方数量+借方数量平均运距单位： （5.1）式中： 平均运距 （m） 免费运距 (m)土石方调配过程中所遵循的原则： （1）以“先下后上，先近后远”为原则； （2）在半填半挖过程中首先考虑本桩利用土石方，移挖作填进行横向平衡，然后再做纵向调配，以减少总的运输量； （3）土石方在调运过程中考虑地形情况，一般较大的沟不做跨沟调运，同时，注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡调运土石方，特殊情况除

59、外； （4）为调配合理，根据地形情况与施工条件选用适当的运输方式，已达到经济合理的目的； （5）在调运过程中除本桩利用外，挖余的土石方考虑就近原则移挖作填 土石方，调运详见路基土石方数量计算表。 第六章 路面设计6.1路面结构类型选择路面设计内容包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计。本设计综合气候及因地制宜的理念选用沥青混凝土路面，原因：沥青路面结构由于使用了沥青结合料，因而增加了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高，且沥青路面具有表面平整无接缝行车舒适耐磨震动小噪音低施工期短养护维修简单适宜于分期维修等优点。设计路段位于中纬度，属温带半干旱区

60、，中温带大陆性季风气候，按公路自然区划，属西北干旱区，年平均降水量为150200毫米，沿线为旅游区，由于经济发展，交通量较大，且设计纵坡较平缓，认为沥青路面比较适合沿线的气候环境，更适应于当地的需要且能更好的与自然环境相结合，并将更有利于该地区旅游及相关产业的发展，因此，最终推荐沥青路面结构。6.2设计理论与方法采用双圆垂直均布荷载作用下的弹性多层连续体系理论，以设计弯沉值作为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度，对沥青混凝土面层，半刚性基层，底基层，进行层底拉应力验算。计算路面厚度采用多层弹性连续体系理论求解的。采用HPDS2003A设计程序计算。6.3路面设计6.3.1交通量分析1、交