公路毕业设计总说明

内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 1 -第一章 概 述1.1 设计任务拟建的陕西秦岭公路是一条设计车速为 30km/h 的三级公路，担负为沿线、工农业生产及政治、经济、文化物资交流服务。1.2 设计标准本路段按照公路工程技术标准 （JTG B012003）的要求对此段公路进行详细设计。道路勘测设计的依据：作为道路设计依据的汽车可分为四类，即：小客车、载重汽车、半挂车、铰接车。半挂车适用于大型集装箱运输，可作为高速公路、一级公路和有大型集装箱营运的公路设计的依据。其他公路必须保证小型汽车及载重车的安全和顺适通行。铰接车适用于城市道路控制之用。设计车速是指在气候正常，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒适的行驶速度。设计车速是决定公路几何形状的基本依据。标准从工程难易、工程量大小及技术经济合理的角度考虑， 根据标准规定的各级公路设计速度，选取适宜的设计车速。各级公路设计速度公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路设计速度（km/h）120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 20山岭重丘区的计算行车速度比平原微丘区要低一些。考虑到山岭、重丘区的工程量要求和施工难度的要求，同时考虑到各级道路条件下行车安全顺适的要求利用极限最小半径的实践经验，确定了各级道路在山岭、重丘区的计算行车速度值，下表：公路等级控制速度的极限最小半径（m）计算行车速度（km/h）备注一级公路 100 60 据计算和实测资料，100 半径时可达内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 2 -60km/h二级公路 60 40据计算和实测资料，60m 半径时可达40km/h三级公路 30 30据计算和实测资料，30m 半径时可达30km/h四级公路 15 20 据计算和实测资料 15m 半径时可达 20km/h根据公路网的规划和远景交通量，本路段的设计任务和性质，经过综合考虑，将该路段作为三级公路进行设计，设计速度采用 30km/h.1.3 设计方案的拟定经过认真比选，考虑到道路对城镇、工矿企业、资源状况、土地开发和规划的情况以及地形、地质、气象、水文等自然条件。以及保证车辆行驶安全、舒适、迅速的前提下，是工程量小、造价低、营用费用省、效益好，并有利于施工和养护。而且占据农田较少，几乎没有高产田、经济作物田。2 号线较为适合，又因 1 号线高差较大，又远离城镇，不利于带动城镇的发展。因此决定选用 2 号线。1.4 沿线自然概况路线所经地区，位于宝鸡市附近，北靠宝鸡市，南临秦岭，届秦岭北坡地区，是宝鸡市管辖地区。该地区届公路自然区划区，秦巴山地润湿区，紧临3 区(甘东黄土山地区)和4 区(黄渭间山地、盆地轻冻区)。1.41 气候特点该地区海拔高度在 10002000 米等高线之间，属东南湿热区，向青藏高寒区的过渡区。属全国道路气候分区的2B 区，季节冰冻，中湿区。该地区同时受冷热气流的影响较大，气候特征属北亚热带季风气候夏季降水多。冬季气温低。路线所经地区最高月平均地温 2532.5，年平均气温在 1422之间，极端最高气温达39.7。无霜期一般在 245 天左右。1 月份平均气温在 O4之间，冰冻现象轻。但当偶尔寒流猛烈时，气温可降至-10以下。土壤最大冻深0.3 米，最大积雪深度0.16 米。定时最大风速 15.5ms。1.42 降水量及地下水埋深内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 3 -路线所经地区位于东径 105110，北纬 3035之间，属中国暴雨分区的 13 区，年降水量 800mm 左右，一般山地多，平地较少，分布规律为由东向西，由南向北，逐渐降低。潮湿系数在 1.01.5 之间，干燥度平均在 1.0 以下。雨型为夏、秋雨。最大月雨期长度为 3.03.5 天，降雨形式以暴雨为主，雨量多集中在 68 月，约占全年降水量的 60%。冬季降水量仅占全年的 45。由于该地区降水量较多，且集中，地面横坡陡峻，汇流时间较快。一般汇水面积lOkm2，汇流时间约 30 分钟；汇水面积20km2，汇流时间约 45 分钟。沿线地下水埋深一般在 3 米左右，沟谷处约2 米左右。1.43 地形与地貌路线所经地区，自然地面横坡陡峻，清江河从西向东流入渭河，路线沿清江河而上，在清江河发源地翻越分水岭而下。其分水岭西坡陡而东坡较缓。自然横坡达 4左右。自然地面较整齐，短距离内高差大，沟谷、河流的纵坡较大，水量随季节变化大，除清江河下游外，枯水季节水量很小，甚至干枯；雨季水流湍急，往往引起山洪暴发。冲刷力较大。河(沟)内为含砾石，大于 60mm 的砾石含量占 50左右，砾石成份主要为花岗岩，个别砾石的最大粒径达 45cm。1.4. 4 地质与土质路线所经地区，位于中国区域工程地质的秦淮山工程地质区和秦巴山地工程地质区的交界，靠近秦巴山地工程土质区。属陕西省祁连地层区,大部为火成一变质岩山地，岩层为古生界杂岩，以粗粒花岗岩、变质岩为主，其次分布有石灰岩。岩性质量较好，一般岩层较深处，可采集到级以上的石料。第四纪发生的岩层和近代堆积，以重堆积、残积土壤为主，土质为黄棕粘性土，受大气和温度的长期影响酸碱度为中或微。土质为液限牯土呈密实状态，岩石风化程度为中等。路线所经地带，土层覆盖厚度约 2.5 米左右，土层中 20为松土，80为普通土，50为硬土；岩层中 10为软石，70为次坚石，20为坚石。在清江河发源处的分水岭上，垭口处地质良好。1.45 植被及作物等概况该地区多为山地，山坡上为山地草甸土壤，是山地灌木丛和草甸的生境。但由于冲刷等原因，土壤中有机质分解和养分损失迅速，故肥力不高。沟谷和山坡上生长有稀疏灌木丛和高度在 1.0 以下的密草。疏林的郁闭度在 40左右，在平缓的山坡上，种植的作物主要有玉米、麻类、谷子、菜籽等。内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 4 -第二章 总体设计2.1 总体设计的原则总体设计应合理运用路线平纵面设计指标，根据沿线城镇规划、工程地质条件、道路河流、渠道的实际情况及环境保护的要求，选择合适的线位和结构物位置，使平纵面线形设计流畅，结构物位置合理，以相对经济的工程造价，取得尽可能好的社会综合效益和提供较高的服务水平。2.2 公路功能、服务水平的确定2.2.1 交通量分布状况交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目） 。其具体数值由交通调查和交通预测确定。公路交通量的普通计量单位是年平均日交通量（简写为 ADT） ，用全年总交通量除以 365 而得。二、三、四级公路能适应的年平均日交通量公路等级设计速度（/h）设计通行能力（pcu/h）方向分布影响系数设计小时交通量系数适应的年平均日交通量（pcu/h）三级公路 3040 400700 0.94 0.10.13 20006000四级公路 20 400 0.94 0.130.18 2000注：山岭重丘区三级公路的 30km/h 是位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证后可采用的设计车速。本段公路设计使用年限为 15 年，交通量折减 40%、45%和 50%左右,预测竣工后第一年的交通量为 3000 辆/日（小客车） 。2.2.2 公路功能及服务水平内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 5 -公路功能及服务水平是通过公路的通行能力确定的。道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。单位时间通常以小时计（辆小时） 。我国按照车流运行状态，把交通量达到可能状态的受限制车流这一运行条件范围分为四级服务水平。根据标准 ，各级公路设计采用的服务水平规定如表：各级公路设计采用的服务水平标准中，用于二、三、四级公路规划和设计的各级公路服务水平规定如表：二、三、四级公路服务水平分级公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路四级公路服务水平 二级 二级 三级 三级 设计速度（km/h）80 60 40不准超车区（） 不准超车区（） 不准超车区（）30307070 30307070 30307070服务水平等级延误率速度Km/h V/C速度Km/hV/C速度Km/hV/C一30760.15 0.13 0.12 65 0.15 0.13 0.11 54 0.14 0.130.10二60670.40 0.34 0.31 56 0.38 0.32 0.28 48 0.37 0.250.20三80580.64 0.60 0.57 48 0.58 0.48 0.43 42 0.54 0.420.35四10048481.0 1.0 1.040401.0 1.0 1.037371.0 1.0 1.0内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 6 -注：V/C 是在理想条件下，最大服务交通量与基本通行能力之比，基本通行能力是四级服务。设计通行能力是指公路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时，单位时间内公路上某一路段可以通过的最大车辆数。设计通行能力是实际道路可能接受的通过能力，考虑了人为主观对道路的要求，按照道路运行质量要求及经济、安全、出入口交通条件等因素而确定作为设计依据的。设计通行能力由可能通行能力乘以与该路服务水平相应的交通量和基本通行能力之比（VC）得到。 标准中，用于二、三、四级公路的设计通行能力规定如表：二、三、四级公路的设计通行能力公路等级设计速度（km/h）基本通行能力（pcu/h）不准超车区（）V/C 比设计通行能力（pcu/h）80 9.0m 2500 30% 0.64二级公路60 1400 30%70% 0.487.0m1300 70% 0.425501600三级公路40 7.0m 1300 30% 0.5430 6.5m 1200 70% 0.35400700四级公路20 6.0m 1200 70% 0.35 小于 400本段公路的设计在考虑交通量大小，保证汽车的行驶速度和交通安全的情况下，选用的公路服务水平为三级，设计通行能力为 400700pcu/h.2.3 公路与沿线环境协调情况及环境保护对策环境保护是社会综合发展的主题，是我国的一项基本国策。陕西秦岭三级公路设计过程中环境保护遵循以下原则：1、路线布设与沿线地形、地物、环境、景观及规划相协调，少占地、少拆迁减少工程对环境的影响。2、做好公路绿化、美化设计，结合沿线地形、地物、地质等不同情况，种植各种适生的灌木、乔木和花卉；路基防护以植草为主.合理设置构造物，减小因公路建设而给沿线群众带来的生产和生活不便。3、做好施工组织设计，使施工对环境影响降至最小程度。内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 7 -2.4 路线设计原则路线基本走向的选择，应根据指定的路线走向和公路等级，及其在公路网中的作用，结合铁路、航运、空运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况，以及水文、气象、地质、地形等自然条件，从所有可能的路线方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。在路线走向和公路等级确定后，应对总体布局做出设计，其要点如下：1、根据地形特征，确定地形类别和计算行车速度。2、路线起终点除必须符合路网规划要求外，对起、终点前后一定长度范围内的线形必须做出接线方案和近期实施的具体设计。3、合理划定设计路段长度，恰当选择不同设计路段的衔接地点，处理好衔接处前后一定长度范围内的线性设计。4、根据交通量及运行需要确定车道数。5、调查沿线主要城镇规划，确定同其连接的方式、地点。6、调查沿线交通、社会、自然条件，确定互通式立体交叉位置及其同连接道的连接方式。2.5 路线选线原则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，它所面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：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，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线的方案。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、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。不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。3、选线应注意同农田基本建设相配和，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等。4、通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 8 -5、选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应采用必要的工程措施。6、选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染。2.6 路线方案及布设本路段处于山岭重丘区，选线方式大体分为沿溪线、越岭线与山脊线。路线布设方式：平坦地带走直线；具有较陡横坡的地带沿匀坡线布线；起伏地带走直连线和匀坡线之间。第三章 平曲线计算3.1 平面线形设计3.1.1 平面线形要素平面线形的三要素为直线、圆曲线和缓和曲线。三要素是基本组成，各要素所占比例及使用频率并无规定。各要素使用合理、配置得当，均可满足汽车行驶要求。1） 直线作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中使用最为广泛。一般在定线时，只要地势平坦、无大的地物障碍，都首先考虑使用直线通过。但在运用直线线形并决定其长度时，必须持谨慎态度，不宜采用过长的直线。直线的最大长度，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于 20V；在景色单调的地点最好控制在 20V 以内。考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两曲线之间应有一定的直线长度。同向曲线间的直线最小长度规范推荐同向曲线间的最短直线长度以不小于 6V 为宜；对于低速道路（V40h） ，则最短直线长度以不小于 3V 为宜。反向曲线间的直线最小长度规范规定反向曲线间的直线最小长度（以 m 计）以不小于行车速度（以h 计）的 2 倍为宜。对于低速道路（V40h）则最短直线长度以不小于 V 或不小于 15m为宜。2） 圆曲线各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分，使用十分普遍。为了行车的安全与舒适， 标准规定了圆曲线半径在不同内 蒙 古 交 通 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （论文） - 9 -情况下的最小值。当采用圆曲线最小半径时，应采用大于或等于表中所列一般最小半径值。当地形条件或其它特殊情况限制时，方可采用表列的极限最小半径值。但在选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径，但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误，所以规范规定圆曲线的最大半径不宜超过 10000m。圆曲线最小半径设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20一般值（m） 1000 700 400 200 100 65 30极限值（m） 650 400 250 125 60 30 15路拱2.0 5500 4000 2500 1500 600 350 150不设超高最小半径（m）路拱2.0 7500 5250 3350 1900 800 450 2003）缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与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，除四级路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。我国标准规定缓和曲线采用回旋线。由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度，以使司机能从容的打方向盘，乘客感觉舒适，线形美观流畅，圆曲线上的超高