【二级公路设计实例7900字（论文）】

二级公路设计实例目录TOC\o"1-2"\h\u29326前言 -2-176331绪论 -2-28031.1设计概要 -2-274021.2设计目的 -3-142211.3设计意义 -3-165391.4设计标准 -4-314531.5设计资料 -4-55412平面设计 -6-98702.1选线步骤 -6-29882.2线型 -10-160122.3带缓和曲线的圆曲线计算 -11-87273纵断面设计 -14-240793.1道路纵断面设计 -14-19453.2道路纵断面设计原则 -14-27553.3标高控制点的确定 -14-260783.4纵断面线型方案的确定 -14-299983.5竖曲线要素计算 -15-344横断面设计 -19-194714.1横断面设计原则 -19-44094.2各项技术指标 -20-213644.3超高计算 -20-24754.4土石方计算和调配 -21-23310结语 -22-前言要想富先修路，贵州遵义的四方镇由于交通不发达，吃了太多交通不便的亏，出于这种原因，此次设计我选择了一份关于四方镇的二级公路设计，愿意为四方镇的发展出一份力所能及的努力，希望它发展得更好。此次论文是根据各种规范要求设计平面、纵面、横断面，并在规范的基础上尽可能的提高要求，从而提高质量，让道路使用时间更长，在不利方面，尽可能把不利因数降到最低，但是也得考虑成本问题。此次论文共分4章，绪论主要包括此次论文设计的基础资料、二级公路的规范要求等；第二章主要是平面设计，先确定起点、终点，再确定线型，最终验算各项参数是否合格；第三章是设计纵断面图，主要是关于竖曲线是计算；第四章是最后的横断面图，包括超高、土方计算等；2-4章能够尽可能把平纵横所学知识从理论变为实践。1绪论1.1设计概要遵义四方至凤梅坳段二级公路，此公路主要穿过山川、河流、湖泊、村庄和农田，在按给定地形图上决定起点、终点位置并确定路线等参数的一般公路段初步设计。具体内容大概包括：二级公路主要技术指标和参数的确定，电子地形图上选点和确认线型，路线设计以及输出必要数据等。此次设计可以通过纬地道路来设计、计算、绘图等操作来辅助完成。该软件在设计和绘制平面图、纵断面图、横断面图以及它们相应参数有天然优势，可以更加轻松、方便的完成此次毕业设计，此次设计将采用纬地道路软件辅助完成，利用该软件可以方便地在电子地形图中完成平面选线、平面线型设计、纵断面设计、横断面设计，并可利用纬地输出一些必要数据等。尽可能的使距离最短、最经济化，做到尽可能少影响当地人们的生活，严格按照国家规范设计。1.2设计目的1.毕业设计是大学里最后一个且最重要的教学项目之一，他主要是对学生把理论化为现实的能力进一步的体现；对实践能力的进行核查；对科研能力进行培养；对论文撰写和评阅表述技巧等方面的综合培养和训练。2.毕业设计是大学里将课堂理论知识转化为实践技术最有效、最官方、最广泛的的手段之一；是理论与实际相结合的能力体现；3.所谓读万卷书，不如行万里路，理论知识再多，也不如实际写一篇论文，只有在这过程中自己动手才能学到更多的知识。4.我们所撰写的毕业论文主要是对大学生在各个阶段中所完成的毕业设计目标进行的实现和过程总结,通过这样的方式撰写毕业论文能够增强和培养大学生把具体的技术知识上升为理论认知的能力。1.3设计意义1.该论文选择为水泥及沥青混凝土路面，设计时会需要不断的查找规范在这过程中会增加对于已有知识的进行加深、不断巩固，会更加了解沥青路面。2.毕业设计是一项综合性的训练，他不单单是写论文这么简单，它是对我们所学知识的一种检查、复习的手段，操作过程中会遇到各种问题，遇到问题解决问题才能更加的熟练。3.设计时会需要查阅各种参考资料，在查阅过程中，可以对各方面知识有更深一层的理解，并加深印象，在这过程中尽可能的养成独立思考的能力，为未来进入社会打好一个良好的基础，绘图时，合理运用软件，熟练并掌握该软件。4.通过了解、查阅相关的外文文献,认识、了解、熟悉外国文献，学习他们优秀的地方，并尽可能的掌握。5.通过绘图，在实际操作中操作CAD，熟悉CAD中的各种操作，尤其是关于本专业的操作步骤，在这过程中温故知新，尽可能的彻底掌握CAD绘图软件，在运用纬地道路软件进行计算时，需要知道这项操作的原因，为什么要这么做，只要做到这一步，我们就基本掌握了纬地软件。1.4设计标准据《道路勘测设计》可知：此次设计采用二级公路标准，主要指标如下：车道数：2车道：路基宽度：10.0米；计算行车速度：60公里/小时；土路肩宽度：0.75×2=1.5米；硬路肩宽度：0.75×2=1.5米；行车道宽度：3.5×2=7米；路肩横坡：1.5%；路面横坡：1.5%；直线路段最大长度：1200米；路面设计标准轴载：双轮组单轴轴载100KN（BZZ—100）；直线路段最小长度：同向曲线间360米；反向曲线间120米；圆曲线一般最小半径：200米；圆曲线极限最小半径：125米； 缓和曲线最小长度：50米；平曲线一般最小长度：300米；平曲线极限最小长度：100米；最大纵坡：6%；最小坡长：150米；路基设计洪水频率：1/100；竖曲线一般最小半径：凸形竖曲线2000米；凹形竖曲线1500米；竖曲线极限最小半径：凸形竖曲线1400米：凹形竖曲线1000米；竖曲线最小长度：50米；会车视距：150米；停车视距：75米；超车视距：350米；1.5设计资料1.遵义四方至凤梅坳段二级公路设计车道数：双向2车道路基宽度：10.0米；计算行车速度：60公里/小时；土路肩宽度：0.75×2=1.5米；硬路肩宽度：0.75×2=1.5米；行车道宽度：3.5×2=7米；路肩横坡：3%；路面横坡：2%；直线路段最大长度：1200米；路面设计标准轴载：双轮组单轴轴载100KN（BZZ—100）；极限最小半径：250米；停车视距：130米；超车视距：550米；最大纵坡：5%；最小坡长：200米；竖曲线最小长度：170米；路基设计洪水频率：1/100；四方镇地理基础资料；1.地理位置：位于于贵州省遵义市的四方镇地处四方南北向构造变形区，在遵义新浦新区东部，为四方场复向斜地带。距离遵义市区大概2-3小时的路程，从市区出来，越往四方镇走，道路越老，越加年久失修，却多为山路，常常伴山而行，对经济发展限制极大，所谓要想富先修路，在这基础上就有了这份论文的由来。四方镇的最高海拔大概1096.5米，在遵义市一般海拔800米-1300米中都属于较高的了，遵义市山地面积能占总面积的三分之二左右，位于遵义市红花岗区东部的四方镇也是不例外的，甚至有过之而无不及，大部分地形是丘陵平坝，岭谷高差不大，谷地平缓，山丘众多，最低点更是只有648米，与最高点相差了450米，只有216.1平方千米面积的四方镇更是多山，所以会伴山而行的山路就会比较多，此次设计选的路线也不可不免的经过了一些山脉。2.气象；四方镇属于中亚热带湿润气候区，年降水量低，尤其是相对于整个南方在说，年平均降雨量不到1100毫米，降雨及其的不稳定，甚至还有“干四方”的称呼，但是常年气温适宜，冬暖夏凉，还是比较适合居住。3.水文境内河流主要是以长江支流乌江为主，其中还有湄江、团溪河等。径流总量能达到31.6亿立方米。 2平面设计2.1选线步骤道路选线是指根据一些基本标准和技术,再结合当地的地形、地貌和气候条件设计一条科学的路线作为道路中心线。此次设计采用：优先确定起点、终点；选择起点和终点时，需要注意修建道路的原则，秀道路是为了方便人们出行，选择位置时可以考虑起点或者终点距离村落稍近，但道路太近，会对居民生活产生一些可以避免的麻烦。第二步初步确定中间设置几个交点；选择中间交点需要根据起点和终点位置选择合适交点，可以根据当地地形选择一个较简单的、较为容易的路线。带入规范，校核是否满足要求，若是交点过多导致，和减少交点数量；若是可移动交点则可通过移动交点来改变数据，使设计满足规范要求。2.1.1确定起点、终点（1）终点公路首先是为了方便人们出行，并且尽可能的不要影响人们的日常生活，在反复修改、参考各种数据，最终我选择将终点设置在2个村庄中间，这样可以尽可能的满足要求，最终选择终点为JD3(EP):图2.1（终点JD3）JD3(EP)坐标：图2.2（终点JD3坐标）起点起点位置，我选择远离人群，尽可能少破坏当地环境、农田，并且考虑一处地质环境较好的位置，最终选择为BP点：图2.3（起点BP）BP点坐标：图2.4（起点BP坐标）2.1.2中间交点选择考虑到起终点之间有农田，一方面尽可能少占用农田，但是又必须体现公路的价值——方便人们出行，考虑中间有湖泊，但能绕过，所以无必要设计桥梁。设计还需满足二级公路设计标准，最终考虑多方面因数确定JD1、JD2两个点。JD1:图2.5（JD1）图2.6（JD1坐标）JD2:图7（JD2）图2.7（JD2）图8（JD2坐标）图2.8（JD2坐标）2.1.3最终方案：在设计这条道路时，需要永远记得一个前提，这条道路是为了造福当地人们，不能出现弊大于利的情况发生，参考各方面自然因素、规范要求、外形美观我最终选择此方案。图2.9（线型设计）图2.10-表（主点坐标）2.2线型由路线在水平方向形成的平面道路的线形基本三要素是缓和曲线、圆曲线、直线。直线：直线是三要素中最基础的基本线型，两点之间直线最短，所以直线在三要素中最被广泛使用的线型要素，如条件允许尽可能的使用直线，它具有路线短捷、视距远、操作简单等优点，但也具有很多确定，例如驾驶员长时间在直线行驶，容易产生视觉疲劳会导致事故发生几率上升，夜间行驶时也会被对向来车远光眩目，增加会车难度，增大事故发生率。直线的长度应该是有所限制,一般情况下直线两个路段的最大长度(以m计)都应该被控制为设计的速度(以km/h计)的20倍左右为宜,另外同向曲线之间直线的最大长度(以m计)要小于设计的速度(以km/h计)的6倍左右为宜,反向曲线之间的最小直线长度(以m计)要求为不超过等于设计运行速度(以km/h计)的2倍左右为宜,设计运行速度要求小于等于40km/h的高速公路设计者可以参考上述操作做法所以在实践中设计师们要依靠地形、土壤等进行判断和决策。圆曲线最小半径：为了缓和直线所带的视觉疲劳，以及一些直线所不易地形结合的地方就有了圆曲线的由来，圆曲线让线型发生转弯，更好的适应复杂地形，降低驾驶员的视觉疲劳，降低事故发生几率，但是占用道路宽带更大，设置半径太过于小的圆曲线，汽车在内道行驶时视线会受阻，也容易导致事故发生。规范规定的道路圆曲线的半径如下所示：限速60（km/h）的二级公路，圆曲线最小半径：一般值：200m;极限值；125m；不设超高最小半径当路拱2.0%时：1500m;当路拱>2.0%时：1900m;缓和曲线：直线直接转换为圆曲线或者圆曲线转换为直线，离心率改变会改变驾驶员和乘客的驾驶、行驶体验，需要设置过度段，缓和曲线的曲率变化是变化的，能够降低驾驶员、乘客在行驶过程中离心率改变的不适感，提高行驶舒适感。根据以上规范规定，结合本设计的实际地形情况，线形的基本设计要素如下：JD1：R=200mLSJD2：R=200mLS2.3带缓和曲线的圆曲线计算JD1.确定缓和曲线的最小长度（1)按离心加速度的变化率计算Ls，（2）按驾驶员的操作及反应时间计算Ls，（3）按视觉条件计算Ls，到这综合以上各项，取Ls，2.主点里程桩号计算(1)曲线要素计算切线增长值：q=Ls2−Ls内移值：p=Ls2切线长：Tℎ=(R+p)tan曲线长：Lℎ=αRπ外距：Eℎ=(R+p)sec切曲差：Jℎ=2T3.主点桩号计算:在地形图上量得JD直缓点：ZH=JD-T=缓圆点：YH=HY+(Lℎ−2圆缓HZ=ZH+Lℎ=K0+299.523缓直点：HZ=HZ+Lℎ=曲中点：QZ=HZ−Lℎ2交点：JD1=QZ+JD主点里程桩号计算（1)曲线要素计算切线长：Tℎ=(R+p)tan曲线长：Lℎ=∂Rπ外距：Eℎ=(R+p)sec切曲差：Jℎ=2Tℎ−（2)主点桩号计算:在地形图上量得：JD直缓点：ZH=JD−T=K0+420.407（2-20缓圆点：HY=ZH+LS=K0+480.407圆缓：YH=HY+(Lℎ−2缓直点：HZ=ZH+Lℎ=曲中点：QZ=HZ−Lℎ2交点：JD2=QZ+由地形图可得到终点桩号为：K0+714.857图2.11表（曲线要素表）图2.12表（主点桩号位置）3纵断面设计3.1道路纵断面设计纵断面设计，一般会有两条线：一条是给定地面线，也就是已知能反映地面各种复杂地面实际情况的地面线；另外一条线是在地形图上设计的一天满足规范的设计线，它是通过纬地道路软件在给定地形图上不断修改变坡点以及其他参数，一直到满足国家道路规范要求，然后再考虑挖填相差是否太大，尽可能的降低挖填方之差，再经历一系列操作后可设计出一条科学的、经济的并具有美观的设计线，它可反映没处桩号所对应的挖方或者填方。3.2道路纵断面设计原则1.必须满足规范的各项要求2.为了使驾驶体验感、搭乘舒适感的影响降低，不能让变坡点过多，起伏太过频繁，尽量让道路较为平直，并尽量避免使用各种参数极限值，尽可能的留下一点可以改变的退路。3.尽可能的做到挖填平衡，降低成本、缩短工期，4.山谷、山腰地段不止要考虑挖填平衡，还得满足最小填土高度，尽量比最小填土高度稍大，避免各种原因出现不满足规范的现象。3.3标高控制点的确定桥涵和涵洞以及信道，根据《公路工程技术标准》规定，设置桥涵时，高速公路与三、四级公路相交时，桥梁净高≥5.0m，与乡村到路相交时，桥梁净高≥3.2m；设置通道时，农用通道净高≥2.7m，人行通道净高≥2.2m；桥下有通航要求时，可查阅《公路工程技术标准》水上过河建筑物通航净空尺寸度。【1】3.4纵断面线型方案的确定纵断面设计应满足上述各种规范要求，在满足规范的同时尽量降低填土高度，挖土深度，避免造成不必要的浪费。根据《公路工程技术标准》和设计车速为60km/h的二级公路能知道，公路的最大纵坡为6%，最小坡长为150m，考虑排水问题需要最小纵坡大于0.5%。在竖曲线设计时，应当考虑采用较大竖曲线半径，尽可能的避免采用极限最小半径，降低事故的发生几率。1.竖曲线是在平曲线的基础上设立的，需要确认竖曲线的起点、终点是在平曲线的起点、终点桩号内。2.竖曲线大小可取与平曲线相似，尽可能保持与平曲线相对应，在平曲线大而平缓时，竖曲线应当少而大。3.5竖曲线要素计算图3.1竖曲线示意图1．竖曲线计算公式竖曲线公式如下：L=Rω或R=Lωω=iℎ=x22RE=T22R=2竖曲线要素计算：（1）第一个变坡点：竖曲线变坡点在K0+260处，高程为198.092m，竖曲线半径R1=2000mi1则坡度差：w=i1坡长：L=Rw=168.4m（3-13）外距：E=T（2）第二个变坡点：竖曲线变坡点在K0+530处，高程为189.992m，竖曲线半径R2=2000mi3则坡度差：w=i坡长：L=Rw=68.24m（3-16）外距：E=T最终数据如下：表3.1（纵坡）序号桩号纵坡（％）变坡点间距直坡段长+-（m）（m）0K0+0005.42260175.81K0+260-3270151.67843582K0+5300.412156424184.857150.73543583K0+714.857表3.2（竖曲线）序号桩号竖曲线标高（m）凸曲线半径R（m）凹曲线半径R（m）切线长T（m）外距E（m）起点桩号终点桩号0K0+0001841K0+260198.092200084.21.77241K0+175.800K0+344.2002K0+530189.992200034.121564240.291070286K0+495.878K0+564.1223K0+714.857190.7539（具体数据可查看附件曲线要素表、曲线表等）最终竖曲线： 图3.2（竖曲线）详情可查看附件（竖曲线）3.6平纵组合设计 1.驾驶员通过视觉观察判断前方是否有危险，从心里上出发，驾驶员看得越远，对前方的安全性判断越准确，驾驶员长行驶过程中容易出行驾驶疲劳，也可以通过改变周围树木、标志物等环境，来尽可能的改变驾驶员的视觉感受。2.设计纵断面的时候应当充分考虑平面设计，纵断面设计应当与平面设计相配合，避免做无用功，导致不必要的浪费。3.坡度设计时，选择过小坡度，不利于排水，选择坡度过大对安全的影响更大，会导致事故发生率上升，得选择合适的坡度，这需要充分考虑来选择一个合适的值。4注意与道路周围环境的配合。图3.3（平纵缩图1）图3.4（平纵缩图2）具体内容可查附件（平纵缩图）、纵断面图形也可查附件（纵断面出图）。4横断面设计4.1横断面设计原则1.设计时需要考虑二级公路设计标准，必须满足规范要求，再尽可能的提高标准，从而提高质量，但也需要避免不必要的浪费。2.每个地方地质、水文、气候不同，需要结合当地自然环境等条件来确认最终的横断面形式，已经其他横断面设计参数。3.在平面设计和纵断面设计的基础上设计横断面，完成横断面图。4.考虑实际情况设立人行道、路肩、自行车道等，此次道路设计，主要为伴山公路，行人走动量不大，最终决定不设计人行道以及自行车道，但需要设立路肩，并且考虑车流量不大，考虑不设中央分隔带。5.需考虑排水问题，路面、土路肩需设立横坡。6.路幅设计时应该考虑尽可能少破坏当地环境如历史遗迹、河流、古迹等。4.2各项技术指标此次横断面设计中，在车流量不大的郊区，车道选择双向2车道，也就是单幅双车道，路基宽度设为10m，其中行车道宽度为3.5*2=7m，土路肩宽度为0.75*2=1.5m；路面横坡为2%，土路肩横坡为3%。可见横断面设计图。4.3超高计算在前面2.2线型介绍了抵抗横向离心力的方法之一，可以通过增加圆曲线的半径来降低离心力，但是圆曲线半径设计不单单得考虑离心力，有时自然环境不允许设置半径过大的圆曲线，而且这种方式不利于成本控制，反而设置超高也能可抵抗部分离心力作用。它可以为驾驶员、乘客提供更好的乘坐体验，也可降低部分由于滑移等因素发生事故的几率。本次设计的设计速度为60公里/小时，查《资源勘测设计》得，图书中规定不设超高圆曲线最小半径为1500m。查询《道路勘测设计》由本次设计超高值按双车道公路绕路面中线旋转设计，可得公式如下：表4-1超高值计算公式超高位置计算公式