某地区二级公路毕业设计说明书

目 录1 路线设计 .11.1 线形设计一般原则 .11.2 平面线形要素的组合类型 .11.3 平面设计方法 .11.4 平曲线设计 .21.4.1 平曲线要素计算 .21.4.2 逐桩坐标计算 .31.5 纵断面设计 .41.5.1 竖曲线设计 .41.6 横断面设计 .51.6.1 路基宽度的确定 .51.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定 .61.6.3 超高与加宽 .62 路基路面设计 .62.1 一般路基设计 .62.1.1 路基的类型和构造 .72.1.2 设计依据 .72.1.3 路基填土与压实 .72.2 软基处理 .82.3 路基防护 .92.4 支挡结构设计 .92.5 路面结构设计 .102.5.1. 路面结构组成 .102.5.2 路面类型 .102.5.3 沥青路面设计 .102.5.4 水泥路面设计 .错误！未定义书签。2.5.5 路面比选 .错误！未定义书签。2.6 路基土石方数量计算及调配 .错误！未定义书签。2.6.1 横断面面积计算 .错误！未定义书签。2.6.2 土石方数量计算 .错误！未定义书签。2.6.3 路基土石方调配 .错误！未定义书签。3 排水设计 .错误！未定义书签。3.1 公路排水设计的内容 .错误！未定义书签。3.2 设计依据 .错误！未定义书签。3.3 路基排水设计 .错误！未定义书签。3.3.1 地表排水设备的类型 .错误！未定义书签。3.3.2 边沟设计 .错误！未定义书签。3.3.3 排水沟设计 .错误！未定义书签。3.4 路面排水设计 .错误！未定义书签。3.4.1 路面表面排水 .错误！未定义书签。3.5 涵洞设计 .错误！未定义书签。3.5.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点 .错误！未定义书签。3.5.2 涵洞选用原则 .错误！未定义书签。3.5.3 涵洞拟定 .错误！未定义书签。致谢 .错误！未定义书签。参 考 文 献 ： .错误！未定义书签。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页1 路线设计1.1 线形设计一般原则 (1) 平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。(2) 保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。(3)平曲线应有足够的长度汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难一般按 6 s 的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为 60km/h 时，平曲线一般值取 200m，最小值取 125m。小偏角的平曲线长度当路线转角 7时称为小偏角。设计计算时，当转角等于 7时，平曲线按 6 s 行程考虑；当转角小于 7时，曲线长度与 成反比增加；当转角小于 2时，按 2计。1.2 平面线形要素的组合类型平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S 型、卵型、凸型、C 型和复合型六种。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页1.3 平面设计方法（1）平面设计的重点公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。（2）平面设计的具体步骤和要求资料收集 现场踏勘 选线与定线 校核与审核1.4 平曲线设计本路段主要技术指标表序号 指 标 名 称 规 范 值 序号 指 标 名 称 规 范 值1 公路等级 两车道二级公路 8 停车视距(m) 752 路基宽度 (m) 10 9 凸形竖曲线一般最小半径 (m) 20003 设计行车速度 (km/h) 60 10 凹形竖曲线一般最小半径 (m) 15004 平曲线极限最小半径(m) 125 11 最短坡长(m) 1505 平曲线一般最小半径(m) 200 12 设计洪水频率 特大桥 1/300;6 不设超高最小平曲线半径 (m) 1500 其他 1/1007 最大纵坡() 6 13 汽车荷载等级 公路级根据本段路线所处路段，综合全路段的路线走向及线形要求，本路段共有五个交点，平曲线线形见图 1-1。图 1-1 平曲线线形图1.4.1 平曲线要素计算西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页取 JD1 作为算例，具体计算如下：图 1-2 圆曲线几何要素JD1 处:取圆曲线半径 R=255m，缓和曲线长度确定如下：因此曲线的几何要素为：偏角 492400，半径 R255m， ml105切线长 qpRT54.1702tan)(曲线长 lL89.31800外矢距 mRpE67.2sec)(校正数 .62TJ主点桩号计算如下：JD1 桩号为 K0+563.2， 直缓点桩号：ZH=JD1-170.54=K0+392.66缓圆点桩号：HY=ZH+105=K0+497.66曲中点桩号：QZ=ZH+324.859/2=K0+555.089圆缓点桩号：YH=HZ-105=K0+612.519缓直点桩号：HZ=ZH+324.859=K0+717.519以此方法计算 、 、 ，具体结果见设计图纸直线、曲线及转角表 。2JD34J1.4.2 逐桩坐标计算ZHTpqYLsoBaQRHEJDZ西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页JDA1 A2NNZYQYz图 1-3 中桩坐标计算示意图直线上中桩坐标计算设交点坐标为 JD（X J，Y J）交点相邻直线的方位角分别为 A1 和 A2。ZH 点坐标： XZH=XJ+Tcos(A1+180) （1-1）YZH=YJ+Tsin(A1+180) （1-2）HZ 点坐标： XHZ=XJ+TcosA2 （1-3）YHZ=YJ+TsinA2 （1-4）设直线上加桩里程为 L，ZH，HZ 表示曲线起终点里程，则直线上任意点坐标（L=ZH)X= XJ+（T+ZH-L）cos(A 1+180) （1-5）Y= YJ+（T+ZH-L）sin(A 1+180 ) （1-6）后直线上任意点坐标(LZH)X= XJ+（T+L-ZH ）cosA 2 （1-7）Y=YJ+(T+L-ZH)sinA2 （1-8）1.5 纵断面设计沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面，它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整的表达出道路的空间位置。 1.5.1 竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页竖曲线诸要素的计算：以变坡点 1 为例计算如下：K0+370，高程为 474m，i 1=-4.973%，i 2=2.432%,= i2-i1=2.432%-（-4.973%）=7.405%，为凹形。取竖曲线半径 R=1800m。曲线长 =18007.405%=133.29mRL切线长 =66.645m2T外距 =1.234m8E（2）计算设计高程竖曲线起点桩号=K0+370-T=K0+303.351竖曲线起点高程=474+T7.405%=478.935m变坡点 2、3 按照同样方法计算，具体结果见纵坡、竖曲线表 。1.6 横断面设计公路的横断面，是指公路中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求：（1）设计应符合公路建设的基本原则和现行公路工程技术标准规定的具体要求。（2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。（3）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。（4）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。1.6.1 路基宽度的确定路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页到与路肩宽度之和。根据规范，二级公路采用单幅路形式，行车道宽 23.5m，硬路肩宽度：20.75m ，土路肩宽度：20.75m。路基宽：7+1.5+1.5=10m，路拱坡度 2%。布置如下图 4-1 所示：硬路肩 行车道行车道 硬路肩 土路肩土路肩图 4-1 路基设计简图1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规范 ，结合实际的工程地质条件综合考虑：路堤边坡坡度取为1：1.51：1.75；路堑边坡取为 1：0.51：0.75。1.6.3 超高与加宽1）路线平曲线半径小于 1500m 时均设置超高，超高渐变率在缓和曲线内完成。超高横坡的过渡方式采用：绕内边缘旋转，先将外侧车道绕路中线旋转，当达到与内侧车道同样的单向横坡度后，整个断面绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。此时超高缓和段长度 L 按下式计算：PBi超c式中： B路面宽度，m；超高横坡，%；超i超高渐变率，即旋转轴与车行道外侧边缘之间相对升降的比率，车速 60km/h 时，取 1/125。超高具体渐变过程见路线纵断面图超高栏。2）为保证汽车在转变中不侵占相邻车道，凡小于 250m 半径的曲线路段，均需要相应加宽。本路段最小圆曲线半径为 255m，所以不需要设置加宽。2 路基路面设计公路路基是路面的基础，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页2.1 一般路基设计2.1.1 路基的类型和构造（1）路堤路基设计标高高于天然地面标高时，需要进行填筑，这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同，划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取 1：1.5 和1：1.75，在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面济济合理，可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷，高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。（2）路堑路基设计标高低于天然地面标高时，需要进行挖掘，这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线，一般坡度取 1：0.5 和 1：0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流，路堑的上方设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。（3）半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。2.1.2 设计依据公路路基设设计规范公路工程技术标准2.1.3 路基填土与压实（1）填土的选择路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施工技术有关。在填土时应综合考虑，据路基设计规范可知，二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表： 路基压实度及填料要求表项 目 分 类 路面底面以下深度 （cm） 填料最小强度（CBR） （% ） 填料最大粒径 （cm ）上路床 030 6 10下路床 3080 4 10上路堤 80150 3 15填方路基 下路堤 150 以下 2 15零填及路堑 030 6 10西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页路床（2）不同土质填筑路堤如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于 4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷，可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土，不能非成层使用，以免在填方内形成水囊。（3）路基压实与压实度路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。据路基设计规范 ，高速公路路基压实度应满足下表：路基压实度（重型）要求表填挖类型 路面底面以下深度（cm） 压实度（% ）上路床 030 95下路床 3080 95上路堤 80150 94填方路基下路堤 150 以下 9