东深高速公路的设计 毕业论文.doc

i 摘 要 在本设计中，主要是进行东深高速公路的设计。设计部分的公路全长 3500m，设计车速 100km/h，双向六车道，设置中央分隔带。 对交通量进行了分析，查找相应技术规范，确定公路的等级以及设计需 要的各种参数。在平面图中进行选线，然后又对道路路线进行了平面线形设计， 本路线有两段曲线设置缓和曲线，并设置超高。纵断面的设计中有五个竖曲线， 并且也满足了平纵面线形组合设计中的各种要求。在横断面的设计中，确定了 横断面组成及各种要素后，绘制横断面图。路基设计的基本内容，就是确定路 基边坡的形状和坡度。在挡土墙设计中满足了各种稳定性的验算。路面设计内 容中包括路面类型与结构设计。最后的概算设计为计算机辅助计算，同时也给 出了各部分内容相关的表格与图纸。 通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤，而且也能熟练的运用 autocad 进行制图。 关键词 高速公路 线形设计 路面 路基 挡土墙 ii abstract in this design， is mainly the dongshen expressway design， the length of this road which we design is 3500m， the design of the speed is 100km/h and set up the central of separation strip. has carried on the analysis to the volume of traffic， search corresponding technical specifications， highway to determine the levels of need and the design of the parameters . carries on the route selection in the horizontal plan， then carried on the plane geometric design to the path route. this route has two sections of curves establishments transition curve and super elevation. there are five vertical curves in this profile design. and also meet various requirements of vertical surface linear combination design.has determined the cross section composition and various elements in cross section design and draws up the cross section chart. the roadbed design of basic content is determining roadbed side slope form and slope. in the design of retaining walls is to meet a variety of recalculations stability. pavement design elements include road type and structure design. final budgetary is estimate design for computer assistance computation， also discussed some of the content of the forms and drawings. this design not only to understand the various road-building steps， but also skilled in the use of autocad keywords expressway alignment design road surface roadbed retaining wall i 目 录 摘 要 abstrac 第 1 章 绪论 .1 1.1 选题意义 1 1.2 中国公路发展概况 1 1.3 本文研究主要内容 1 第 2 章 总体设计 .3 2.1 概述 3 2.2 设计要素确定 3 2.2.1 路线方案确定 3 2.2.2 主要技术指标确定 3 第 3 章 路线设计 .6 3.1 选线步骤 6 3.2 平面线形设计 6 3.2.1 线形 6 3.2.2 带缓和曲线的圆曲线计算 6 3.3 纵断面设计 11 3.3.1 纵断面设计原则 12 3.3.2 纵坡设计要求 12 3.3.3 竖曲线设计 12 3.4 超高设计 17 3.4.1 超高确定 17 3.4.2 超高值计算 17 3.5 横断面设计 .23 3.5.1 横断面设计原则 23 3.5.2 各项技术指标 23 ii 3.6 土石方计算和调配 24 3.6.1 土石方计算 24 3.6.2 路基土石方调配及防护工程 24 第 4 章 排水设计 .26 4.1 路基排水目的和要求 .26 4.2 路基排水设计一般原则 .26 4.3 边沟 .26 4.3.1 边沟的作用 27 4.3.2 边沟的纵坡 27 4.3.3 边沟流量 27 4.4 截水 沟 .29 第 5 章 挡土墙设计 .31 5.1 挡土墙作用 31 5.2 设计资料及断面尺寸 31 5.2.1 设计资料 .31 5.2.2 断面尺寸 .31 5.3 上墙断面强度验算 32 5.3.1 土压力和弯矩计算 32 5.3.2 截面应力验算 36 5.4 基顶截面应力验算 36 5.4.1 破裂角 36 5.4.2 土压力 37 5.4.3 土压力对验算截面的弯矩 38 5.4.4 墙身自重及对验算截面产生的弯矩 38 5.4.5 衡重台上填料重及弯矩计算 38 5.4.6 截面强度验算 39 5.5 基底截面强度及稳定性验算 40 5.5.1 破裂角 40 5.5.2 土压力 41 5.5.3 土压力对基底截面的弯矩计算: 41 5.5.4 墙身和基础自重及对基底截面产生的弯矩 42 iii 5.5.5 衡重台上填料重及对基底截面产生的弯矩 42 5.5.6 基底截面应力和稳定验算 42 第 6 章 路面设计 .44 6.1 路面设计原则 .44 6.1.1 路面类型与结构方案设计 44 6.1.2 路面建筑材料设计 44 6.1.3 路面结构设计 .44 6.2 路面设计步骤 .45 6.3 路面设计 .45 6.3.1 设计资料 45 6.3.2 轴载分析 45 6.3.3 计算石灰土层厚度 49 第 7 章 交通沿线防护设置设计 .53 7.2 交通安全设施设计 53 第 8 章 工程概算 .55 8.1 概算定义和作用 .55 8.1.1 概算定义 55 8.1.2 概算作用 55 8.2 概算费用组成 55 8.3 路线工程概算主要内容 55 结 论 .56 致 谢 .57 参考文 献 .58 1 第 1 章 绪论 1.1 选题意义 公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济 发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对 于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。 高速公路在中国内地的出现和发展仅仅走过了 17 年的历程，在今天，3.4 万多 公里的高速公路和总量达 185.6 万公里的全国公路网正在为中国经济和社会的 发展提供着便捷、和高效率的运输服务 1。 1.2 中国公路发展概况 50 年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比 世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快 速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民 经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技 术等级看，在全国公路总里程中还有近 20 万公里等外公路，等外公路占公路 总里程的比重达到 14.4，西部地区更高，达到 21.8，技术等级仍不理想。 从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之 间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也 较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平 2。 因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用 功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部 大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪末以至下世纪 初我国公路交通发展的战略重点 3。 1.3 本文研究主要内容 本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成东莞-深圳高速公路的设 计工作，具体内容包括真理分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路 排水规划设计及概算、设计文件的编制和图纸绘制。 1.资料整理与分析 设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书 提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程 2 要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；其次要 对资料进行分析、概括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据 4。 2.路线平面、纵断面及横断面设计。 3.排水设计 4.设计文件 毕业设计文件包括设计说明书和计算书。说明书交代设计内容、设计意图。 计算书交代设计中的具体计算方法和过程。 5.设计图纸 一般要求绘制路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、 路面设计图、路基排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线及转角表、路基设 计表、路基土石方数量计算表等表格，其中一部分图纸需要计算机绘图。 3 第 2 章 总体设计 2.1 概述 高速公路是 20 时机 30 年代在西方发达国家开始出现的专门为汽车交通服 务的基础设施。高速公路在运输能力、速度和安全性方面具有突出优势，对实 现国土均衡开发、建立统一的市场经济体系、提高现代物流效率和公众生活质 量等具有重要作用 5。 总体设计除了路线方案做出选择外，还需要对公路设计中的一些重大原则 问题做出确定 6。 2.2 设计要素确定 2.2.1 路线方案确定 在本设计中，地形复杂、地区范围很广，路线方案的选择首先是在 1:5000 的航测地形图上从较大面积范围内选定一些细部控制点，连接这些控 制点，形成路线布局，此时路线雏形已经明显勾画出来。 2.2.2 主要技术指标确定 1.确定道路等级 已知交通量 n=56000 辆/日，查公路工程技术标准 ，拟定该公路为高速 公路六车道，设计车速为 100km/h。 2.高速公路主要技术指标 (1)计算行车速度:100km/h (2)车道数:6 (3)行车道宽度:211.25 m (4)路基宽度:33.5m (5)中间带宽度: 高速公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中央分 隔带组成，其各部分宽度应符合: 高速公路应在左（右）侧硬路肩宽度内设左（右）侧路缘带，其宽度为 0.5m。 (6)停车视距:160m (7)圆曲线最小半径: 一般值 :700m 极限值 :400m 4 表 21 中间带宽度表 一般值（m） 最小值(m) 中央分隔带 2.00 2.00 左侧路缘带 0.75 0.50 中间带宽度 3.50 3.00 (8)路肩宽度: 表 22 路肩宽度表 一般值（m） 最小值（m） 右侧硬路肩宽度 3.00 2.50 土路肩宽度 0.75 0.75 高速公路应在左（右）侧硬路肩宽度内设左（右）侧路缘带，其宽度为 0.5m。 (9)停车视距:160m (10)圆曲线最小半径 : 一般值:700m 极限值:400m (11)不设超高最小半径 : 当路拱2.00%时为 4000m；当路拱2%时为 5250m。 (12)最大纵坡 :4% (13)最小坡长 :250m (14)最大坡长 :如表 23 表 23 纵坡最大坡长表 纵坡坡度（ %） 3 4 5 最大坡长（ m） 1000 800 600 连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓 和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于 3%，其长度应符合纵坡长度的规定。 (15)竖曲线最小半径和最小长度(如表 2-4) (16)限最小半径 :250m (17)停车视距 :110m (18)计算荷载:公路-级 表 24 竖曲线最小长度和最小半径表 5 一般值 10000凸形竖曲线半径（m） 极限值 6500 一般值 4500凹形竖曲线半径（m） 极限值 3000 一般值 210竖曲线最小长度（m） 极限值 85 6 第 3 章 路线设计 3.1 选线步骤 由于设计的是高速公路因此应采用纸上定线。可见路线平面设计图 l-1。 一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由 面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤: (1) 全面布局 (2) 逐段安排 (3) 具体定线 7 3.2 平面线形设计 3.2.1 线形 （如图 3-1 所示） 图 3-1 线形图 由量角器在图上量出: 1259;3 3.2.2 带缓和曲线的圆曲线计算 1.abc 段 已知 取圆曲线半径 ，如图 3-21591750rm 7 图 3-2 abc 段曲线图 路线转角 l1曲线长（m） t1切线长（m ）1 e1外矩（m） j1校正数（m） r1曲线半径（m ） 缓和曲线（m） 圆曲线（m）yl hl (1) 计算缓和曲线长度 : 设 :1:hyl 则有公式 1012238hlrl 11hl 35.96mhl 取 30mhl 为了满足线形舒顺和美观的要求，回旋曲线参数 a 应满足: 113ra 8 即 。113hrl1183.m7509hhrll 所以 取 满足要求。0m 缓和曲线上离心加速度的变化率为: 30.947shvarl (2) 曲线几何元素的计算 : 32149.8m0hlq43115.0hhllrr019.7hl11tan5.3m2t107.980hlrl4. y11sec7.5m2e128.4jtl (3) 曲线主点桩号计算 : 在地形图上用直尺量得 ，即得35abl12435jdk 则 11+7.zhjt245.hyl 9 1k24+59.6yyhl8.hz11/2493.7ql5jdjk 2.bcd 段 图 3-3 bcd 段曲线图 路线转角 l2曲线长（m） t2切线长（m）2 e2外矩（m） j2校正数（m） r2曲线半径（m ） 缓和曲线（m） 圆曲线（m）yl hl (1) 计算缓和曲线长度 : 10 设 :1:hyl 则有公式 202318hlrl 22hl 74mhl 取 270mhl 为了满足线形舒顺和美观的要求，回旋曲线参数 a 应满足: ，即 。223ra223hrl2210m909hhrll 所以 取 满足要求。70hl 缓和曲线上离心加速度的变化率为: 320.847shvarl (2)曲线几何元素的计算: 321.9m40hlq322.78hhllrr:029.6hl22tan419.73mt28.6180hlrl79.4 y 11 22sec48.5merr20jtl (3)曲线主点桩号计算: 在地形图上用直尺量得 ，即得:1795bcl226130jdjk 则 25+7.zht2980.2hylk65.73y22+9.hhzl2/610ql2 3jdjk 3.3 纵断面设计 根据道路的等级、沿线自然条件和构造物控制标高，确定路线合适的标高、 各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。具体路段设计可见纵断面设计图 l2。 3.3.1 纵断面设计原则 1.纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行 驶安全。 2.纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。 3.平面与纵断面组合设计应满足: 4.视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 12 3.3.2 纵坡设计要求 1.设计必须满足标准的各项规范。 2.纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡 路段，应避免反复设置反坡段。 3.沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。 4.应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方， 降低造价和节省用地。 3.3.3 竖曲线设计 竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲 线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了 半径。竖曲线元素可见图 3-4。 标准规定:如表 31 和表 32。 图 3-4 竖曲线几何元素 表 31 凸形竖曲线最小半径和最小长度 视距要 求 缓和冲击 标准规定值计算行 车速度 (km/h) 23.98sr lmin=v2w/3.6(m) 极限最小半径 r min(m) 一般最 小半径 值 (m) 竖曲线 最小长 度 (m) 100 6450 2780 6500 10000 85 4.竖曲线计算 (1)根据设计得知: 120.9%-(2.7).16i 13 拟定 r1=16000m，凹形竖曲线。 表 32 凹形竖曲线最小半径和最小长度 前灯照射要求(m) 跨线桥下视距 要求 (m) 缓和冲击 (m) 标准规 定值(m)计算 行车 速度 (km/h) 210153.49sr停 停 21069sr停 2min3.6vwl极限最小 半径 rmin 一般 最小 半径 100 3620 951 2780 3000 4500 表 33 竖曲线纵距计算结果表 1 桩号 x(m) 标高改正 (m) 2xyr切线高 程 设计高 程 k23+857.2 0 0 64.61 64.61 k23+900 42.8 0.0572 63.75 63.8 k23+950 92.8 0.2691 63 62.78 k24+000 142.8 0.6372 61.72 62.32 k24+30 172.8 0.9331 61 61.92 k24+50 152.8 0.7296 61.2 62 k24+100 102.8 0.3302 61.81 62.31 k24+150 52.8 0.0871 62.21 62.67 k24+200 2.8 0.0002 62.85 62.75 k24+202.8 0 0 63.15 63.15 几何要素计算: 162.1%345.6lr竖 曲 线 长 度 ： m7.82t切 线 长 ： 21 0.93ter竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 ： 竖曲线的起终点桩号: 起点:k23+857.2 终点:k24+200 14 竖曲线上纵距 y 的计算 : (2)根据设计得知: 21.47%0.92.56i 拟定 r2=16000 m，凸形竖曲线。 几何要素计算: 竖 曲 线 长 度 ： 2 211602.5409.6.470.9%4.6lim2.8lt切 线 长 ： 2 1.3ter竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 ： m 表 34 竖曲线纵距计算结果表 2 桩号 x(m) 标高改正 (m) 2xyr切线高 程(m) 设计高 程(m) k24+345.2 0 0 63.81 63.81 k24+350 4.8 0.0007 63.85 63.86 k24+400 54.8 0.0938 64.11 64.25 k24+450 104.8 0.3432 64.49 64.88 k24+500 154.8 0.7488 64.81 65.46 k24+550 204.8 1.310 64.81 66 k24+600 154.8 0.7488 64 64.86 k24+650 104.8 0.3432 63.21 63.72 k24+700 4.8 0.0007 62.21 64.2 k24+754.8 0 0 61 61 竖曲线的起终点桩号: 起点:k24+345.2 终点:k24+754.8 竖曲线上纵距 y 的计算 : (3)根据设计得知: 3210.6%(2.47)3.1i 15 拟定 r3=16000m，凸形竖曲线。 几何要素计算: 31603.%50.8l竖 曲 线 长 度 ： m25.4mt切 线 长 ： 竖曲线的起终点桩号: 起点:k25+29.6 终点:k25+530.4 竖曲线上纵距 y 的计算 : 表 35 竖曲线纵距计算结果表 3 桩号 x(m) 标高改正 （m） 2xyr切线高 程(m) 设计高 程(m) k25+29.6 0 0 54.4 54.4 k25+50 20.4 0.013 53.81 53.91 k25+100 70.4 0.155 52.5 52.84 k25+150 120.4 0.453 53.24 53.75 k25+200 170.4 0.907 50 50.81 k25+250 220.4 1.518 48.82 50.24 k25+280 250.4 1.96 48 49.83 k25+300 230.4 1.66 48.34 49.78 k25+350 180.4 1.017 48.51 49.51 k25+400 130.4 0.53 48.81 49.51 k25+450 80.4 0.202 49 49.74 k25+500 30.4 0.0289 49.42 49.58 k25+530.4 0 0 49.62 49.62 (4)根据设计得知: ，421.47%.61.4i 拟定 r4=16000m，凹形竖曲线。 几何要素计算: 460.42l竖 曲 线 长 度 ： m 16 412lt切 线 长 ： m4 0.39ter竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 ： 竖曲线的起终点桩号: 起点:k25+768 终点:k25+992 竖曲线上纵距 y 的计算 : 表 36 竖曲线纵距计算结果表 4 桩号 x(m) 标高改正 2xyr （m） 切线高程 (m) 设计高程 (m) k25+768 0 0 51.26 51.26 k25+800 32 0.032 51.53 51.31 k25+850 82 0.21 51.86 51.51 k25+880 112 0.392 51.52 52 k25+900 92 0.264 51.93 51.51 k25+950 42 0.055 51.48 51.23 k25+992 0 0 51.18 51.18 (5)根据设计得知: ，521.69%(.74)1.3i 拟定 r5=16000m，凹形竖曲线。 几何要素计算: 50.328.l竖 曲 线 长 度 ： m14.2t切 线 长 ： m25 0.1ter竖 曲 线 变 坡 点 纵 距 ： 竖曲线的起终点桩号: 起点:k25+305.6 终点:k25+534.4 17 竖曲线上纵距 y 的计算 : 表 37 竖曲线纵距计算结果表 5 桩号 x(m) 标高改正 （m） 2xyr切线高 程(m) 设计高 程(m) k26+305.6 0 0 48.91 48.91 k26+350 44.4 0.062 48.5 48.71 k26+400 94.4 0.28 48.12 48.51 k26+420 114.4 0.409 48 48.51 k26+450 84.4 0.223 48.12 48.52 k26+500 34.4 0.037 48.51 48.65 k26+534.4 0 0 48.77 48.77 3.4 超高设计 3.4.1 超高确定 设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面 做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。 由于本设计的车道为有中央分隔带，因此采用绕中央分隔带边缘旋转的方 式来设计。 超高值的计算公式: 2 17hviur 3.4.2 超高值计算 1.第一段圆曲线上超高计算： （1）超高缓和段长度的计算 由于半径 ，设计速度=750m1r=10km/hv 根据规范取超高坡度 ，6%yi 超高渐变率 p 所以，超高缓和段长度为: 18 (0.753.05)(6%2)175m1/7cbilp 表 38 绕边线旋转超高值计算公式 计算公式超高位置 xx 0 xx 0 注 外缘 chhi()ykbbi 中线 c bih/2yi圆曲线上 内缘 ch( b) ybiyhi 外缘 cx (ij i g) ( b)yyciyb ihx/ cl 中线 cxh big/2ybib/2x ybi /hc 过渡段上 内缘 cxh(b j yi bx) c ( byiy x)x /hcl1计算结果均为与设计 高之高差2临界断面距缓和段起点: x= ig lc/ ih3x 距离处的加宽值:bx=xb/ c ih超高横坡度 u 横向力系数 v 设计速度 (km/h) r 圆曲线半径 (m) bj路肩宽度 ig路拱坡度 19 ij路肩坡度 ih超高横坡度 lc超高缓和段长度 x0与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离 x 超高缓和段中任一点至起点的距离 hc路肩外缘最大抬高值 hc路中线最大抬高值 h， ， c 路基内缘最大降低值 hcx x 距离处路基外缘抬高值 h， cxx 距离处路中线抬高值 h， ， cxx 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 缓和曲线长度 =30mhcl 所以取 ，则横坡从路拱横坡过渡到超高横坡时的超高渐变率为:c12.56%+1=p 满足排水要求。 (2)计算各桩号处超高值: 超高起点为 k43+257.87，直线段的硬路肩坡度与行车道相同为 2，土 路肩为 3，圆曲线内侧的土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同， 均为 4，外侧的土路肩坡度为-3（即向路面外侧） ，内侧土路肩坡度过渡 段长度为: 0(%-2)0.75=.m1/l 所以取 。0 内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成-2与路面横坡相同。 20 表 39 分段超高绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式 超高位置 计算公式 行车道横坡值 备注 c 12()xbbi 外侧 d 0 第一段: 1zxzciil 第二段: yzxc2i-=+i d 0 内侧 c 12()xbbi 第一段: xzi 第二段: yzxc2i-=+il 计算结果为与 设计之高差； 设计高程为中 央分隔带外侧 边缘的高程； x= 时，为圆cl 曲线上的超高 值 表 310 超高值计算结果 外侧（右）(m) 内侧（左）(m) 桩号 x(m) a b c c b a k23+757.87 0 -0.32 -0.3 -0.25 0.25 0.3 -0.32 k23+775 17.13 -0.24 -0.23 -0.19 0.28 0.33 -0.35 k23+800 42.13 -0.14 -0.13 -0.11 0.32 0.38 -0.4 k23+825 67.13 -0.03 -0.03 -0.03 0.36 0.43 -0.46 k23+850 92.13 0.07 0.07 0.06 0.4 0.48 -0.51 k23+875 117.13 0.18 0.17 0.14 0.45 0.53 -0.56 k23+900 142.13 0.28 0.27 0.22 0.49 0.58 -0.61 k23+925 167.13 0.39 0.37 0.31 0.53 0.63 -0.67 k23+950 192.13 0.49 0.47 0.39 0.57 0.68 -0.72 k23+975 217.13 0.6 0.57 0.47 0.61 0.73 -0.77 k24+000 242.13 0.7 0.67 0.56 0.65 0.78 -0.82 k24+25 267.13 0.81 0.77 0.64 0.7 0.83 -0.88 k24+50 292.13 0.91 0.87 0.72 0.74 0.88 -0.93 圆曲线 300 0.95 0.9 0.75 0.75 0.9 -0.95 21 续上表 外侧（右）(m) 内侧（左）(m) 桩号 x(m) a b c c b a k24+529.66 300 0.95 0.9 0.75 0.75 0.9 -0.95 k24+550 279.66 0.86 0.82 0.68 0.72 0.86 -0.9 k24+575 254.66 0.75 0.72 0.6 0.67 0.81 -0.85 k24+600 229.66 0.65 0.62 0.52 0.63 0.76 -0.8 k24+625 204.66 0.54 0.52 0.43 0.59 0.71 -0.74 k24+650 179.66 0.44 0.42 0.35 0.55 0.66 -0.69 k24+675 154.66 0.33 0.32 0.27 0.51 0.61 -0.64 k24+700 129.66 0.23 0.22 0.18 0.47 0.56 -0.59 k24+725 104.66 0.12 0.12 0.1 0.42 0.51 -0.53 k24+750 79.66 0.02 0.02 0.02 0.38 0.46 -0.48 k24+775 54.66 -0.09 -0.08 -0.07 0.34 0.41 -0.43 k24+800 29.66 -0.19 -0.18 -0.15 0.3 0.36 -0.38 k24+825 4.66 -0.3 -0.28 -0.23 0.26 0.31 -0.32 k24+829.66 0 -0.32 -0.3 -0.25 0.25 0.3 -0.32 2.第二段圆曲线上超高计算 (1)超高缓和段长度的计算 由于半径 ，设计速度 ，根据规范取超高坡度=9m1r=10km/hv ，超高渐变率 ，所以，超高缓和段长度为:yi5%175pc(0.3.)(5%2)53/bil 缓和曲线长度 ，所以取 ，则横坡从路拱横坡过渡到=2hcl70clm 超高横坡时的超高渐变率为: 满足排水要求 12.5+1=7038p (2)计算各桩号上超高值: 超高起点为 k45+210.27，取 。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点=0l 之前，变成-2与路面横坡相同。 22 表 311 绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式 超高位置 计算公式 行车道横坡值 备注 c 12()xbbi外 侧 d 0 zyzixilc d 0内 侧 c 12()xbi zyzii计算结果为与设计之 高差设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程 x=lc 时，为圆曲线上 的超高值 表 312 超高值计算结果 外侧 (m) 内侧 (m) 桩号 x(m) a b c c b a k25+710.27 0 -0.32 -0.3 -0.25 0.25 0.3 0.32 k25+725 14.73 -0.25 -0.24 -0.2 0.284 0.34 0.36 k25+750 39.73 -0.15 -0.15 -0.12 0.342 0.41 0.43 k25+775 64.73 -0.05 -0.05 -0.04 0.4 0.48 0.5 k25+800 89.73 0.05 0.05 0.04 0.458 0.55 0.58 k25+825 114.73 0.15 0.15 0.12 0.516 0.62 0.65 k25+850 139.73 0.26 0.24 0.2 0.573 0.69 0.72 k25+875 164.73 0.36 0.34 0.28 0.631 0.76 0.8 k25+900 189.73 0.46 0.44 0.36 0.689 0.83 0.87 k25+925 214.73 0.56 0.54 0.45 0.747 0.9 0.94 k25+950 239.73 0.66 0.63 0.53 0.805 0.97 1.01 k25+975 264.73 0.77 0.73 0.61 0.863 1.04 1.09 k25+980.27 270 0.79 0.75 0.63 0.875 1.05 1.1 qzk26+120 圆曲线 0.79 0.75 0.63 0.875 1.05 1.1 k26+259.73 270 0.79 0.75 0.63 0.875 1.05 1.1 k26+275 254.73 0.73 0.69 0.58 0.84 1.01 1.06 k26+300 229.73 0.62 0.59 0.49 0.782 0.94 0.99 k26+325 204.73 0.52 0.5 0.41 0.724 0.87 0.91 k26+375 154.73 0.32 0.3 0.25 0.608 0.73 0.77 k26+400 129.73 0.21 0.2 0.17 0.55 0.66 0.69 23 k26+425 104.73 0.11 0.11 0.09 0.492 0.59 0.62 续上表 外侧(m) 内侧(m) 桩号 x(m) a b c c b a k26+450 79.73 0.01 0.01 0.01 0.435 0.52 0.55 k26+475 54.73 -0.09 -0.09 -0.07 0.377 0.45 0.47 k26+500 29.73 -0.19 -0.18 -0.15 0.319 0.38 0.4 k26+525 4.73 -0.3 -0.28 -0.23 0.261 0.31 0.33 k26+529.73 0 -0.32 -0.3 -0.25 0.25 0.3 0.32 3.5 横断面设计 3.5.1 横断面设计原则 1.设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养 护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 2.路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的 排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措 施。 3.还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地 质不良地段。 4.沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。 5.当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时， 就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行压实，使路面具有一定防冻总厚度， 设置隔离层及其他排水设施等。 6.路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。 3.5.2 各项技术指标 由横断面设计部分可知，路基宽度为 33.5m，其中路面跨度为 22.5m，中 间带宽度为 3.5m，其中中央分隔带宽度为 2.0m 土路肩宽度为 0.752=1.5m； 路面横坡为 2%，土路肩横坡为 3%。可见横断面设计图 l-3。 图 35 横断面布置图 3.6 土石方计算和调配 24 3.6.1 土石方计算 首先是根据横断面图计算横断面面积然后计算体积，即获得土石方数量， 填入土石方计算表。 3.6.2 路基土石方调配及防护工程 土石方调配的一般要求: 1.尽可能的少挖多填以减少废方和弃方。 2.用合理的经济运距，达到运距最短。 3.废方要妥善处理。一般不占或少占耕地。 4.路基填方如需借土，应结合地形、农田排灌情况选择借土地点。 5.不同性质的土石应分别调运，以做到分层填筑。 6.土石方集中的路段，因开挖、运输的施工方案与一般路段不同，可单独 调配 8。 针对本设计填土一部分为上游路段挖弃土，一部分为当地取土。 调配方法: 填方=本桩利用+ 填缺 25 挖方=本桩利用+ 挖余 借方=填缺 -远运利用 废方=挖余 -远运利用 全线总的调运量复核: 挖方+借方 =填方 +废方 具体土石方调配见“土石方调配表” 。 26 第 4 章 排水设计 4.1 路基排水目的和要求 路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基的病害有多种，形成病害 的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中， 必须十分重视路基排水工程。 路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围 以外，并防止地面漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以 隔断、疏干、降低，并引到路基范围以外适当的地点。 4.2 路基排水设计一般原则 1.排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注 意经济，充分利用有利地形和自然水系。 2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增 设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有 利于农田灌溉。 3.设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水 系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配 合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。 4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻 易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少 排水沟渠的防护和加固工程。 5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材， 以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。 4.3 边沟 本设计中，在路堑和矮路堤处设置双面边沟，高路堤处设置单面边沟（在 迎水坡） ，边沟形式采用梯形边沟。边沟的深度及底宽为 0.6m。边沟纵坡与路 线纵坡一致，以 25cm 厚的浆砌片石铺筑，边沟纵坡为 0.3%，坡长不小于 300m，边沟水均应引离路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内。 边沟布置如表 41。 4.3.1 边沟的作用 27 边沟是沿路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填方路段，路面和 边坡水会集到边沟内后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处通过排水沟引 到路堤坡脚以外，排离路基。 4.3.2 边沟的纵坡 边沟的纵坡一般与路线纵坡一致，当路线纵坡为零时，边沟应仍保持 0.3% 0.5%的最小纵坡。出口附近的纵坡应根据地形高差和地质情况作特殊 设计。 4.3.3 边沟流量 边沟的流量一般不做计算，仅做概略估计，其他排水沟渠的水流一般应避 免进入边沟，但当个别的渠流量不大，拟利用一般边沟汇入桥涵时，应计算该 段边沟的总流量，必要时应扩大边沟的断面尺寸。为防止边沟水流漫溢或产生 冲刷，应尽可能利用当的有力条件，采取相应措施，将边沟水流分段排除于路 基范围之外，或引入自然沟渠，以减少边沟的集中流量 9。 图 41 挖方路基边沟横断面 单位:m 图 42 填方路基边沟横断面 单位:m 表 41 边沟布置表 桩号 设置位置 k23+500k23+700 两侧 28 k23+750k23+800 右侧 k23+850k24+57.87 两侧 k24+75 两侧 k24+100k24+200 右侧 k24+225k24+325 左侧 k24+350k24+550 两侧 k24+575 左侧 k24+600 两侧 k24+625k24+650 左侧 k24+675k24+775 两侧 k24+800k24+829.66 左侧 k24+850k25+000 两侧 k25+050k25+150 左侧 k25+200k25+725 两侧 k25+750k26+25 左侧 k26+050k26+850 两侧 k26+900k27+000 左侧 4.4 截水沟 截水沟一般是设在挖方路基边坡坡顶以外，用来拦截并排除路基上方流 向路基或地面的水，保证挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。 截水沟断面尺寸一般也设置为梯形，沟的底边宽不小于 0.5m，沟的深度 按设计流量确定，不得小于 0.5m。截水沟断面图见图 43。 按最佳断面法计算水力要素，设计流量取为 1.5 / ，沟底纵坡 =0.005，沟3msi 渠土质为砂质粘土，设排水沟边坡坡率 m=1.5，沟渠粗糙系数 n=0.025。 （1）采用选择法求沟渠的断面尺寸和验算水流速度。 1.按技术规范要求，设沟底宽度 b0.45m 2.当 m=1.5 时 故水流深度 h=0.74m0.67bh 3.计算湿周 2 210.45.71(.5)3.1pm 4.计算流水断面面积， 2 20475mwb 29 5.计算水利半径 1.50.37mwrp 6.计算流速，因 r=0.41m .1.502.4yn 流速系数 0.241(37)5ycn 水流速度 .51.36m/svi 对于极密实的砂质粘土，容许不冲刷流速为 .4v 取 则不淤积的最小流速为0.450.50.5in372m/svr 实际流速 1.2/.40/.26/svmss 7.计算通过流量: 21534mqwv 8.由于通过流量与设计流量相差未超过 5%水流速度在容许流速范围内， 故上述计算结果满足规定要求。 （2）截水沟的布置（如表 42） 表 42 截水沟布置表 桩号 布置位置 k23+550k23+650 右侧 k23+850k24+57.87 右侧 k24+350k24+550 左侧 k24+700k24+750 左侧 k24+900k25+000 左侧 图 43 截水沟断面图 30 第 5 章 挡土墙设计 5.1 挡土墙作用 把防止路基或山体因重力作用而坍塌，主要起支撑作用的支挡结构 物称为加固工程。本设计中的加固工程主要采用重力式挡土墙的形式。 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体的稳定的建