道路工程设计总说明书.doc

总 说 明 书 第 18 页 共 18 页 总 说 明 书第一篇：工程概况一、项目概况及建设的意义：该设计路段为海南省横线万宁至儋州至洋浦高速公路。由于该地区经济的迅速发展，人们的物质生活和文化水平不断的提高，原有的一条镇级公路已远远不能满足该地区的交通需求，随着交通量的日益增长，为此，拟定新建高速公路，以缓解交通拥挤的状况，促进当地经济的发展.本设计有推荐方案和比较方案两个方案，虽然比较方案路线比较平顺土石方也相差不多，但由于比较方案在跨越河流时是斜交，并且刚好在河流转弯处，跨径比较大，增加了建桥费用。而且比较方案与已有道路过多的相交，严重影响了施工时沿线的交通。所以经比较确定使用推荐方案。二、设计依据：1、当地政府提供的地质资料。2、国土资源厅测绘院测量的线路沿线带状地形图。3、其他相关道路的规划要点、图纸、文字资料等。三、设计规范：1）公路工程技术标准(JTG B01-2014) 2）公路工程地质勘测规范（JTG C20-2011）3）公路勘测规范（JTG C10-2007）4）公路路线设计规范（JTG D20-2006）5）公路路基设计规范（JTG D30-2004）6）公路排水设计规范（JTGT D33-2012）7）公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）8）公路公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）四、技术标准：全线新建采用高速公路设计标准，路基宽27米，沥青砼路面宽22.5米，计算行车速度为100km/h，设计荷载：公路I级，BZZ100。设计洪水频率：路基、大中小桥涵1/50。五、路线起点、路线长度：本路线全长1.73公里，全路线均为新建，路线的起点桩为K0+000，终点位于桩号K1+732.567。全线设有1个平面交点，平曲线最小半径为800米。第二篇：路线设计一、平曲线设计1、选线原则1)在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不站高产田。2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，运营费用省，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指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。4)选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2、平面设计技术指标的确定1)直线直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定，高速公路同向圆曲线的最小直线长度不小于6V、反向圆曲线的最小直线长度不小于2V。本设计速度为100km/h。2)圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。(1)圆曲线的最小半径极限最小半径一般最小半径不设超高最小半径 圆曲线半径表 技术指标高速公路（120km/h）一般最小半径 700极限最小半径 400不设超高最小半径路拱4000路拱5250 (2)圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。 (3)圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用不需设超高的大半径曲线。 (4)平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；缓和曲线长度：圆曲线长度：缓和曲线长度宜在：1：1：1 到1：2：1之间。平曲线的最小长度一般值：600m平曲线最小长度极限值取：170m 3)缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1) 离心加速度变化率不过大;(2) 控制超高附加纵坡不过陡;(3) 控制行驶时间不过短;(4) 符合视觉要求;因此，公路路线设计规范JTG D20-2006规定：高速公路（100）缓和曲线最小长度为85m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。 4)行车视距行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。 公路路线设计规范JTG D20-2006规定：高速公路（100）停车视距St取160m。2、平曲线要素计算内移值： (2.1)切线增长值： (2.2)缓和曲线角： (2.3)切线长： (2.4)平曲线长： (2.5)外距： (2.6)切曲差： (2.7)式中： 转角(度) 缓和曲线长(m) 圆曲线半径(m) 基本型曲线计算图示主点桩号计算如下：JD1桩号为K0+952， 直缓点桩号：ZH=JD1-256.876=K0+695.125缓圆点桩号：HY=ZH+120=K0+815.125曲中点桩号：QZ=ZH+503.416/2=K0+946.833圆缓点桩号：YH=HZ-120=K1+078.541缓直点桩号：HZ=ZH+503.416=K1+198.541以此方法计算 、的曲线要素，具体结果见设计图纸直线、曲线及转角表。二、 逐桩坐标计算 中桩坐标计算示意图放线时一般是根据导线点坐标用全站仪或者CPS测量路线交点坐标，计算交点转角和方位角，交点间距；再根据计算的结果、选定的圆曲线半径和缓和曲线长度，计算中线上各桩坐标。三、纵断面设计1纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。 纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。2该路地处高差较大，本项纵断面设计采用较大纵坡，起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度，路线纵断面按百年一遇，设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态，所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。此外，所选用的半径还满足行车视距的要求，另外，竖曲线的纵坡最小采用0.3%以保证排水要求。3纵坡设计（1）纵坡设计的一般要求 纵坡设计必须满足公路路线设计规范的有关规定，一般不轻易使用极限值 纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡 纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合 从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意有以下几点：在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.5%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方作就近填方，以减少借方和废方，接生土石方量，降低工程造价；纵坡设计时，还应结合我过情况，适当照顾当地民间运输工具，农业机械、农田水利等方面的要求。纵坡设计的方法和步骤： 准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。标注纵断面控制点 纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控梁标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。 试坡 试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。 前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。 调坡 调坡主要根据以下两方面进行：结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。 调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。 根据横断面图核对纵坡线 核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。 确定纵坡线 经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。设计纵坡时还应注意以下几点：在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。平竖曲线重合时。要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形欺负过大，纵坡不够理想，或则土石方工程量过大而育无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。计算设计标高根据已定的纵坡和变坡点的设计标高，则可以计算出未设竖曲线以前各桩号的设计标高。4、竖曲线设计要求：宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线后复曲线。反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。应满足排水要求。5、纵段面设计步骤5.1 根据地形图上的高程，以50m一点算出道路上各点的原地面高程，将各点高程对应地标于纵断面米格纸上，然后用直线连接各点，注意港口、河的标法，画出道路纵向的原地面图。5.2确定最小填土高度 由于路基要保证处于干燥或中湿状态以上，所以查表得粉性土时路槽底至地下水的临界高度为1.71.9m时为干燥状态，由于地下水平均埋深为1.0m，路面厚度一般为6080cm,所以算出最小填土高度为1.6m.。5.3 拉坡 首先是试坡，试坡以“控制点”为依据，考虑平纵结合、挖方、填方以及排水沟设置等众多因素初步拟订坡度线。然后进行计算，看拉的坡满不满足控制点的高程，满不满足规范要求，如不满足就进行调坡。调坡时应结合选线意图，对照标准所规定的最大纵坡、坡长限制以及考虑平纵线形组合是否得当进行调坡。在纵断面设计事，由于港口较多，再加上平面设计时没有注意平纵组合，在港口附近设置平曲线，所以在拉坡时不能做到“平包竖”，在线形上存在不足，但经计算，其他方面都满足标准。竖曲线各项指标：设计车速（km/h）100最大纵坡（）5%最小纵坡（）2%凸形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000凹形竖曲线半径（m）一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）7054竖曲线计算1、根据设计得知： 拟定R=30000，则： 竖曲线内桩号的高程计算已知k0+400的高程为5.8m计算公式为：右半部分：左半部分：其中：曲线上任意点到曲线起点（左半曲线）或终点（右半曲线）的水平距离。 直线上点到相邻变坡点的距离3、曲线主点桩号的计算依据设计技术指标和标准，根据曲线半径选定的原则和转角值，确定一个半径（R）值和缓和曲线长度（Lh）值（免设超高半径时不设），根据经验公式确定各曲线的要素： 缓和曲线要素计算公式： 圆曲线要素计算公式：切线长：T=（R+R）tg/2+q 切线长：T=Rtga/2曲线长：L=R（/180）(-20)+2Lh 曲线长：L=R(/180)a圆曲线长：Ly=L-2Lh 外距：E=Rseca/2-R外距：E=(R+R)sec/2-R切曲差：D=2T-L计算主点桩号:缓和曲线： 圆曲线：桩号ZH=JD(桩号)T 桩号ZY=JD(桩号)T 桩号HY=ZH(桩号)+Lh 桩号YZ=ZY(桩号)+L桩号YH=HY(桩号)+Ly 桩号QZ=YZ(桩号)L/2桩号HZ=YH(桩号)+Lh 桩号JD=QZ(桩号)+J/2桩号QZ=HZ(桩号)L/2 桩号JD=QZ(桩号)+J/2另：0=90LH/R 、R=Lh2/24R-Lh4/2688R3 、q=Lh/2-Lh3/240R2求出各曲线要素，各主点桩号计算值（详见直线、曲线及转角表），若免设Lh值的则也可用只算圆曲线要素、主点桩号公式。第三篇： 路基、路面及排水设计一、横断面设计1、横断面图绘制范围本设计是关于海南省横线万宁至儋州至洋浦高速公路，路段长为1.61Km的路基横断面绘制。2、横断面组成(1)行车道：公路上供各种车辆行驶车道，有快、慢车道。(2)路肩：位于行车道外缘，具有一定宽度的带状结构部分。(3)中间带：高速公路及一级路中用于分隔对向车辆的组成部分。路基标准横断面组成示意图3、行车道宽度行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度，高速公路、一级公路有四条以上车道，一般设置中央分隔带，分隔带两侧的行车只有同向行驶的汽车。根据公路路线设计规范（JTG D202006）6.2规定如下表：高速公路行车道宽度 公路等级高速公路设计速度（km/h）12010080车道数86486464路基宽度（m）一般值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.50最小值40.0025.0038.5023.5021.50本道路为高速公路根据设计车道数（4）和设计速度（100km/h），行车道宽度采用43.75m。4、 路肩行车道外缘至路基边缘之间的带状部分成为路肩。其作用在于：保护支撑路面结构。供临时停车之用。作为侧向余宽一部分，增加驾驶的安全和舒适感。这对保证设计车速是必要的。尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减少行车事故。提供道路养护作业、埋设地下管线的场地对未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。本公路属于高速公路硬路肩取3m、土路肩取0.75m。5、 路拱为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高两边低的直线型路拱。其倾斜的大小用百分率表示。路拱横坡的形式有抛物线形、直线形、直线接抛物线形、折线形等。沥青混凝土路面及硬路肩路拱横坡为2%，土路肩路拱横坡为3%。6、边沟边沟是路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填路段，路面和边坡水汇集到边沟后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排出路基。设计路线的边沟的断面形式依据公路路线设计规范（JTG D202006）采用矩形和梯形两种形式。边沟底宽与深度都为0.6m。7、边坡路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。路基边坡坡度的大小，取决去边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡高度。拟建公路地处矮丘田园地区，软基处理多，设置阶梯型边坡。8、超高(1)为了抵消曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。合理的超高限制，可全部和部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性和舒适性。(2)当设计时速100Km/h，路线设计中平曲线的半径R4000m（即不设超高最小半径）时，必须设置超高段。设计中JD1、JD2、JD3均处半径均小于4000m，所以均要设置超高。超高值计算公式如下： (2.12)其中：R圆曲线半径 横向力系数 v汽车行驶速度具体超高值见超高加宽表。(3)超高过渡方式分有中间带和无中间带两种有中间带道路的超高过渡：绕中间带的中心线旋转、绕中央分隔带边缘旋转、绕各自车道中线旋转。无中间带的超高过渡：绕车道内侧边缘旋转、绕路中线旋转、绕车道外侧边缘旋转。本道路为高速公路，设置1m中央分隔带，采用绕中间带边线旋转的超高过渡方式。 (4)超高缓和段超高位置计算公式x距离处行车道横坡值外侧CD0内侧C0D-由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面，其间必设超高缓和段,公路超高缓和段长度按下式计算： (2.13) 式中： Lc超高缓和段长度(m)； B旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度。本设计中取7.5m； i超高坡度与路拱坡度代数差(%)； p超高渐变率，采用1/175；超高缓和段长度确定主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好。确定缓和段长度Lc时应考虑一下几点：一般情况下，取Lc=Ls(缓和曲线长度），即超高过渡段在缓和曲线全长范围内进行。若LsLc，应修改平面线性，使LsLc。当平面线性无法修改时，可将超高过渡段起点前移，超高过渡段起点可以设置在缓和曲线前的直线段处。若LsLc，但只要横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率P1/330,仍取Lc=Ls。 (5)超高计算示例以曲线JD1为例进行计算：R=700m，Ls=120m, ZH= K0+695.125,路拱坡度2%，土路肩横坡3%。(D道路中线，C右侧路缘带外缘，B硬路肩外缘，A土路肩外缘）1）、计算超高值2）、确定超高缓和段长度缓和曲线Ls=120mLc=49.875m。取Lc=120m时，横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时的超高渐变率：所以超高过渡段长度取120m.3）、过渡段上取桩号K0+720，作为计算示例：过渡段加宽值：外侧：外侧抬高： 内侧：内侧抬高： 交点JD2、JD3按照同样方法计算，具体结果见路基超高加宽表。9、行车视距的验算行车视距定义：汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。高速公路采用停车视距，停车视距可分为反应距离、制动距离、安全距离三部分。时速100km/h的停车视距为160米。视距计算中需确定目高和物高。目高（视线高）：是指驾驶人员眼睛距地面的高度，规定以车体较低的小客车为标准，采用1.2m。 物高：路面上障碍物的高度，0.10m。对纵断面的凸形竖曲线，在规定竖曲线最小半径时已经考虑，只要满足规定的竖曲线半径，亦满足了竖曲线视距的要求。下穿式立体交叉凹形竖曲线的视距本公路没有涉及。所以，在视距检查中，应重点检查路线平面上的“暗弯”，即平曲线内侧有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员视线的平曲线。视距曲线是指驾驶员视点轨迹线每隔一定间隔绘出一系列与视线相切的外边缘线。在视距曲线与轨迹线之间的空间范围，应保持通视，如有障碍物则要予以清除。在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距，用h表示。本公路平曲线设计有两个交点设置缓和曲线，JD1圆曲线长度(L)大于停车视距。JD1计算图示： 设置缓和曲线LS 设置缓和曲线LS岩石路堑边坡坡度为1:0.5，离路面高度1.3m处（驾驶员视点离地面1.2m加上物高0.1m），边坡离坡脚的水平距离为1.30.5=0.65m；坡脚离路基边缘有1.5m的碎落台和0.6的边沟；硬路肩宽度为3m，土路肩宽度为0.75m。所以0.65+1.5+0.6+3+0.75=6.5m4.64m,能保证视距要求，不用特意开挖视距台。10、土石方调配计算路基土石方统计范围为K0+000K1+000段长为1000m的土石方数量。路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方数量的多少是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一。地面形状是很复杂的，填、挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时采点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求，在保证使用精度的前提下力求简化。(1)横断面面积计算：路基的填挖断面面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算。通常采用积距法和坐标法。1）.积距法：如图4-4将断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形，每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积：Ai=b hi则横断面面积： A =b h1+b h2 +b h3 + +b hn =b hi当 b = 1m 时，则 A 在数值上就等于各小条块平均高度之和 hi 。 横断面面积计算（积距法）2）.坐标法：如图4-5已知断面图上各转折点坐标（xi,yi）, 则断面面积为：A = （xi yi+1-xi+1yi ) 1/2坐标法的计算精度较高，适宜用计算机计算。 横断面面积计算 (2)土石方数量计算：路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的。在工程上通常采用近似计算。即假定相邻断面间为一棱柱体，则其体积为： (2.14)式中：V 体积，即土石方数量（m3）； A1、A2 分别为相邻两断面的面积（m2）； L 相邻断面之间的距离（m）。 此种方法称为平均断面法，如图。用平均断面法计算土石方体积简便、实用，是公路上常采用的方法。但其精度较差，只有当A1、A2相差不大时才较准确。当A1、A2相差较大时，则按棱台体公式计算更为接近，其公式如下： (2.15)式中：m = A1 / A2 ，其中A1 A2 。第二种的方法精度较高，应尽量采用，特别适用计算机计算。 土石方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基本平衡，则填方断面中多计算的路面面积与挖方断面中少计算的路面面积相互抵消，其总体积与实施体积相差不大。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。也就是填方要扣除、挖方要增加路面所占的那一部分面积。特别是路面厚度较大时更不能忽略。(3)土石方调配： 土石方调配原则：1.在半填半挖的断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，多余的土石方再作纵向调配，以减少总的运量。 2.土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越运输，同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土。 3.为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。 4.土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方和借方的占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时路堑的挖方纵调作路堤的填方，虽然运距超出一些，运输费用可能高一些，但如能少占地、少影响农业生产，这样，对整体来说未必是不经济的。 5.不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。 6.位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上下线的土方竖向调运。 7.土方调配对于借土和弃土事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。 土石方调配方法 ： 土石方调配方法，目前生产上采用土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法简单，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是： 1.土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡大沟等注明在表旁，供调配时参考。 2.计算并填写表中“本桩利用”、“填缺”、“挖余”各栏。当以石作填土时，石方数应填入“本桩利用”的“土”一栏，并以符号区别。然后按填挖方分别进行闭合核算，其核算式为： 填方= 本桩利用 + 填缺挖方= 本桩利用+ 挖余 3.在作纵向调配前，根据“填缺”、“挖余”的分布情况，选择适当施工方法及可采用的运输方式定出合理的经济运距，供土方调配时参考。 4.根据填缺、挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济少占用农田的原则，具体拟定调配方案。将相邻路段的挖余就近纵向调配到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头表明在纵向调配栏中。 5.经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。 6.调配完成后，应分页进行闭合核算，核算式为： 填缺=远运利用+借方 挖余=远运利用+废方 7.本公里调配完毕，应进行本公里合计，总闭合核算除上述外，尚有： （跨公里调入方）+挖方+借方=（跨公里调出方）+填方+废方 8.土石方调配一般在本公里内进行，必要时也可跨公里调配，但需将调配的方向及数量分别注明，以免混淆。 9.每公里土石方数量计算与调配完成后，须汇总列入“路基每公里土石方表”，并进行全线总计与核算。至此完成全部土石方计算与调配工作。土石方调配计算的几个概念 ： 1.平均运距 土方调配的运距，是从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见，这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算，称平均距离。 2.免费运距 土、石方作业包括挖、装、运、卸等工序，在某一特定距离内，只按土、石方数量计价而不计运费，这一特定的距离称为免费运距。施工方法的不同，其免费运距也不同，如人工运输的免费运距为20m,铲运机运输的免费运距为100m。 在纵向调配时，当其平均运距超过定额规定的免费运距，应按其超运运距计算土石方运量。 3.经济运距 填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土。一般情况用路堑挖方调去填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长，以至运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此，采用“借”还是“调”，有个限度距离问题，这个限度距离既所谓“经济运距”，其值按下式计算： （2.16）式中：B 借土单价（元/m3）； T 远运运费单价（元/m3km）； L 免费运距（km）。 经济运距是确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。 4.运量 土石方运量为平均超运运距单位与土石方调配数量的乘积。 在生产中，例如工程定额是将人工运输免费运距20m，平均每增运距10 m 划为一个运输单位，称之为“级”，当实际的平均运距为40m ，则超远运距20m 时，则 为两个运输单位，称为二级；在路基土石方数量计算表中记作： 总运量= 调配（土石方）数量n （2.17） n = （L - L免）/ A （2.18）式中：n 平均超运运距单位，（四舍五入取整数） L土石方调配平均运距（m） L免免费运距（m） A超远运距单位（m）（例如人工运输A=10 m，铲运机运输A=50m；） 5.计价土石方数量 在土石方计算与调配中，所有挖方均应予计价，但填方则应按土的来源决定是否计价，如是路外就近借土就应计价，如是移“挖”作“填”的纵向调配利用方，则不应再计价，否则形成双重计价。即计价土石方数量为： V计 = V挖 + V借 （2.19）式中：V计计价土石方数量（m3） V挖挖方数量（m3） V借借方数量（m3） 土石方数量调配结果祥见路基土石方数量计算表。二、路基设计及排水说明路基排水的目的就是把路基工作区内的土基含水量降低到一定的范围内。土基含水量过大，便会引起强度降低，边坡坍塌，基身沉陷或滑动，影响道路的使用功能。因此，必须做好地面水和地下水的排除工作，以确保路基具有足够的强度和稳定性。路基排水的原则主要有功能性原则；满足设计标准和目标的原则；协调性原则；环境保护原则和维修方便等原则具体的如下面个条：（1）路基排水设计，首先应进行总体规划和综合设计，将针对某一水源和满足某个要求而设置的各项排水设施组成统一完整的综合排水系统。（2）路基排水系统的布置，应与道路的平纵面和横断面相联系，并结合沿线的的地形、地质等条件，因势利导、因地制宜布置适当的排水设施，完善对进出口的处理，完善对进出口的处理，使各项设施衔接配合，形成排水网络，把有害水及时排除掉。（3）排水系统的规划要与地表、地下排水相互协调，路基、路面排水综合考虑，排水沟渠与沿线的天然水系及桥涵等泄水结构物密切配合。（4）道路排水还应与当地的农田水利等建设规划结合起来考虑。（5）地表排水设计与坡面防护工程要协调配合（6）路表面水常含有有害物质，不得直接排入饮用水水源，也不宜直接排入养殖池、农田等，必要时应进行净化处理。（一）、常用的路基地面排水设施（）边沟：其主要功能在于排除路基用地范围内的地面水。常用的边沟断面形式，有梯形、矩形、三角形或流线形等。挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤，在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠，称为边沟。设置在挖方路基的路肩外侧，或低路堤的坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。一般排水量不大不需要进行水文和水力计算。它紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流引入，亦不与其他人工沟渠并合使用。边沟横断面形式，一般有梯形、矩形、三角形及流线形等。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1:1，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。石方路段的边沟宜采用矩形横断面，起内侧边坡直立，坡面应采用浆砌片石防护，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。边沟出水口附近水流冲刷比较严重，必须采取相应措施。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。平坡路段，边沟宜保持不小于0.5%的纵坡，特殊情况容许采用0.3%。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时，边沟应采用沟底最小纵坡坡度，并缩短边沟出水口的间距。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出；出水口的间距不宜超过500m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置，引排到路基范围以外，本设计中挖方路基边部设底宽和高都为为0.6m矩形边沟，面上的表面水，当挖方边沟与填方排水沟相差不大时，可采用渐变的排水沟顺接，当高差较大时，应采用急流槽连接。由图可知过水断面面积为：A=0.60.6=0.36m2 边沟截面图（）截水沟：它是多雨地区、山岭和丘陵地区路基排水的重要设施之一。截水沟又称天沟，一般设置在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，用以拦截并排除地面水流向路基的沟渠。可减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水的冲刷。截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟的长度以200500m为宜；超过500m时，可在中间适宜位置增设泄水口，由急流槽分流排引。：截水沟设计的一般要求：a.当路基挖方上侧山坡汇水面积较大时，应设置截水沟。b.截水沟的设计应能保证迅速排除地面水。c.截水沟应结合地形合理布置。d.若因地形限制，截水沟绕行，附近又无出水口时可分段考虑中部急流槽衔接。e.若由于地形限制，汇水量较大，如将截水沟的水流引到自然沟或路堤地段有困难时，可在挖方低处设置涵洞，直接将水引到路基的另一侧。截水沟的出水口：截水沟内的水流应避免排入边沟。应尽量利用地形，将截水沟中的水流排入截水沟所在的山坡一侧的自然沟中，或直接引到桥涵进口处，以免在山坡上造成冲刷。截水沟的出水口，应与其他设备平顺的衔接，必要时设置急流槽和砥水。截水沟的长度不宜超过500m。截水沟离开路基的距离：山坡路堤上方的截水沟，离路堤坡脚至少2.0m，并用开挖截水沟的土在路堤与截水沟之间修成向沟倾斜土台。截水沟离开挖方路基坡顶的距离，因土质而异，以不影响边坡稳定为原则，对于一般土层，距离应大于5m。由于本设计中在填土高度大于7m处都进行了挡墙设置，故不在路堤段进行截水沟设置。：截水沟的断面形式：在本设计中拟采用横断面为梯形断形式，内、外侧边坡均为1：1，底宽0.6m，高0.6m。切在与流水相反的方向设置宽约0.6m左右的挡水埂，做成反向横坡为2%的坡度。故根据实际地形在路堑段设置截水沟。其大致断面形式如下图所示： 截水沟的断面形式图（）排水沟： 排水沟主要用途在于引水，用于排泄来自边沟、截水沟或其他水源的水流，以形成整个排水系统。排水沟的平面布置，取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置，必须结合地形自然条件，因势利导，平面上力求短捷平顺，以直线为宜，必须转向时，尽量采用较大半径（1020m以上），徐缓改变方向，保证水流舒畅；纵面上控制最大和最小纵坡，以1%3%为宜，纵坡大于3%，需要加固，大于7%，则应改用急流槽，以确保排水的畅通。排水沟的形式：一般采用梯形断面，其大小应根据流量确定，深度与宽度不小于0.5m。边坡视土质而异，一般在1:11:1.5。本次设计深度和高度均采用0.6m，左右两坡为1：1.，沟底纵坡不小于0.5%，在特殊情况下允许减小到0.2%。还应尽量采用直线，如必须转弯时，其半径不小于1020m，排水沟长度根据实际需要而定，通常在500m以内。排水沟截面形式如下图：排水沟截面图（）跌水与急流槽：跌水与急流槽均为人工排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达100%，是山区公路路基排水常见的结构物。由于纵坡大、水流湍急，冲刷作用严重，所以跌水与急流槽必需用浆砌石块或水泥混凝土砌筑。急流槽的纵坡比跌水更陡，要求坚固耐用，主要纵坡可达67%以上，有时需要更陡，为了节省投资和结构稳定起见，槽身倾斜宜控制在100%以内。急流槽应牢固设于地面上，端部及槽身设阶梯形的耳墙，隔约为25m，埋入地面以下，以防槽身位移。槽身较长时，每隔-10m分段砌筑，并预留伸缩缝。（二）、路基的防护、加固路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一，其防护的重点是路基边坡，必要时也包括路肩表面，以及同路基稳定有直接关系的近旁河流与山坡。路基边坡的破坏，最主要的原因就是水的影响。路基边坡的表面并不是绝对平整的，而总是有一些凹槽，水在边坡上流动时会使之逐渐冲成小沟，水流也随之更加集中，造成小沟的加深和扩大，最后导致边坡的破坏。此外，在温度的交替变化作用下，再加上风吹日晒的影响，也会造成坡面的风化，剥落及坍塌等破坏。坡面防护主要就是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温度及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、剥落等演变过程，从而保护路基边坡的整体稳定性，并且还可兼顾到公路与环境的美化。坡面防护设施，本身不承受外力作用，必须要求坡面岩土整体牢固。此外，坡面防护还应与排水设施相结合，以便雨水能尽快排出路基范围。（三）、常用的坡面防护设施有植物防护常用的坡面防护设施有植物防护。植物防护的方法主要有种草、铺草皮和植树。植物防护，可能美化环境与公路，调节边坡湿温，起到固结和稳定边坡的作用，同时又比较简单、经济。一般来说，防护工程应优先考虑植物防护，当然，其土壤必须适宜于植物的生长，而且边坡比较平缓，边坡不大。三、路面设计路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50以上。因此，做好路面设计是至关重要的。路面设计内容应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。1、 路面类型与结构方案设计路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各类废弃物。必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。同时，应注意路面的功能和结构承载力等是通过设计、施工、养护等共同保证的，可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。2 、路面建筑材料设计 路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容，原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构