新焦新赵庄村至王庄村段公路工程的设计 毕业设计论文.docx

摘 要在本设计中，主要是进行新焦新赵庄村至王庄村段公路工程的设计。设计部分的公路全长2581.438m，设计车速60km/h，双向两车道，有3个平曲线转角，1个竖曲线，两侧土路肩和硬路肩都为0.75m。 在本设计过程中，主要进行了以下几方面的设计：（1）确定道路等级：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。（2）道路选线及线形设计：在地形图上选择两条合适的路线，然后对最佳方案进行平面、横断面、纵断面三方面的设计，使道路满足顺适、经济等方面的要求。（3）路基设计：主要是确定路基的边坡形状及坡度，选择合适的填料和压实标准。（4）排水设计：主要解决边沟和截水沟以及其他排水设施的形状和尺寸。（5）路面设计：计算车辆轴载，然后设计出三个路面方案，选出合适的方案。（6）专题设计：对软弱地基的处理。（7）概预算部分：主要是结合相关软件，计算该公路的造价。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、纬地等软件进行制图。关键词: 选线；路线设计；路面；路基；软基处理abstractin this design，is mainly a highway engineering design from xinzhaozhuang to wangzhuang section ，the length of this road which we design is 2581.438m，the design of the speed is 60km/h.，have 3 plane curve corner, one vertical curve, both sides unpaved shoulder and hard road shoulder are 0.75 m.the main aspects of the design of this process are like these：（1）ensure the grade of this road：the analysis of traffic，search corresponding technical specifications，highway to determine the levels of road and the parameters of the design needed. （2）road route and linear design：choose two right route in the topographic map，then to the best route three aspects of the design，such as layout, cross-sectional and longitudinal profiles to make roads meet shun fitness requirements, economy etc.（3）roadbed design：the basic content of roadbed design is to determe roadbed side slope form and slope. choose appropriate packing and compacted standards. （4）drainage design：this design main solve the shapes and sizes.of ditches and cut ditches and other drainage facilities.（5）pavement design：this design main calculation axle load，then design three road scheme and choose the best scheme.（6）special subject design：the treatment of soft ground.（7）budget part：mainly according to related software，calculating the cost of the road.this design not only to understand the various road-building steps， but also skilled in the use of autocad and weft to design software.keywords： route selection；alignment design ；road surface ；the treatment of soft ground.ii目录第一章 概 述11.1 工程意义11.2 设计原始资料和依据11.2.1 路线概况11.2.2 气候特点11.2.3 降水量及地下水类型11.2.4 地质与土质11.2.5 植被覆盖及作物等概况11.2.6 交通量资料21.3 设计依据2第二章 道路路线设计32.1 道路技术等级确定32.2 路线方案的拟定与比选32.2.1平面设计技术指标的确定32.2.2 路线方案拟定与比选52.3 道路技术标准确定6第三章 道路平面设计203.1 平面线形203.2 圆曲线计算203.3 坐标计算213.3.1 路线转角、交点间距、曲线要素及主点坐标表213.3.2 直线上中桩坐标计算223.3.3 单曲线内中桩坐标计算23第四章 道路纵断面设计274.1 纵断面设计原则274.2 竖曲线计算27第五章 道路横断面设计295.1 横断面布置295.1.1 横断面布置295.1.2 路拱横坡295.2 横断面设计步骤305.3 土石方数量计算305.3.1 横断面面积计算305.3.2 土石方数量计算315.4 土石方调配方法315.5 加宽和超高计算325.5.1 加宽计算325.5.2 超高渐变率计算325.5.3 超高过渡段长度335.5.4 曲线处超高计算33第六章 路基设计366.1 路基断面形式366.2 填料选择及填筑方式366.2.1 填料要求366.2.2 填筑方式366. 3 边坡防护37第七章 道路排水设计387.1 路基排水目的和要求387.2 路基排水设计一般原则387.3 排水系统设计387.4 道路排水设计397.4.1 排水系统设计397.4.2 排水结构物设计39第八章 路面结构设计418.1 近期交通组成与交通量418.2 轴载换算418.2.1 弯沉值和层底压应力轴载换算418.2.2 层底拉应力验算轴载换算438.2.3 轴载换算与累计轴次448.3 初拟路面结构448.4 路面材料劈裂强度和路面结构厚度的确定458.4.1 路面材料劈裂强度和容许拉应力计算458.4.2 路面结构厚度计算458.4.3 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算47第九章 浅析cfg桩加固松软土地基489.1松软土地基489.1.1 概述489.1.2 松软土的工程地质特性489.2 cfg桩复合地基499.2.1 cfg桩概述499.2.2 cfg桩复合地基加固机理及效应519.2.3 cfg桩各部分的作用539.2.4 cfg桩地基工程特性559.3 cfg桩复合地基计算569.3.1 桩体间距的设计计算569.3.2 cfg桩地基承载力计算619.4 cfg桩施工技术简况669.4.1 综述669.4.2 桩体材料及其性状67第十章 工程概预算7010.1 设计工程概况7010.2 路基工程量7010.3 道路路面结构7010.4 建筑安装费用70参考文献72致 谢73v河南理工大学本科毕业设计 第一章 概 述第一章 概 述1.1 工程意义本设计路线是一条集散公路，该集散公路的修建，便利了人们的交通，不断促进经济的飞速发展，加强了各地域的沟通与联结，解决了两地的交通和经济发展带来的问题，是两地本来无法进行大规模运输和往来的局面得到改善，沟通了两个地区的联系，使两地的各方面都得到了很好的发展，具有十分重要的经济和战略意义。1.2 设计原始资料和依据1.2.1 路线概况该设计路线位于山西与河南交界处。该段公路全长2581.438m，主要满足运输和当地农耕用道。该段公路为双向两车道公路，路基宽度为10m，其中两侧硬路肩都为0.75m，土路肩都为0.75m，车道宽度为3.5m，设计时速为60km/h。1.2.2 气候特点路线所经地区属全国道路气候分区2c 区，季节性冰冻、半湿润、半干旱地区。一月份平均气温-118，七月份平均气温2838；最高月平均地温3641。该地区处于我国中南部湿热到北部干寒地区间的过渡带。大陆性气候较显著，具有春早多风，夏热多雨、冬季干寒的基本特点。 1.2.3 降水量及地下水类型路线所经地区属中国暴雨分区13区，与1区交接。该地区年降水量为400600mm，潮湿系数为0.51.0。雨型为夏、秋雨。夏季降水很集中，占总量的34，春降水量少，一般占全年总量的10左右。冬季只有少量降雪。地下水埋深一般3米左右。 1.2.4 地质与土质 路线所经地区处于黄河中游黄土分区i区，即东南区，该地区土质为黄土，第四纪沉积以次生黄土为主，原生黄土为辅。类型为新黄土(坡积)q3，属粉质中液限粘土(cimy)，呈中密状态，黄土覆盖地表厚度一般较厚，可全按黄土考虑。按施工时开挖难易程度，强度术级。黄土层：松土15。普通土占55，硬土占30。 1.2.5 植被覆盖及作物等概况 路线所经地区为焦作市辖郊区，地处豫北新乡以西晋豫交界处，焦枝铁路北端。属中国自然地理区区，暖温带半湿润、半干旱夏绿林，该区地表灌木丛覆盖稀疏，草高在 0.5 米以下，主要农作物有小麦、玉米、薯类、高梁、谷子等。属我国早杂粮区，经济作物以油料等为主。水果有梨、苹果、葡萄等。其次还有饲养业和乡镇小企业等。该地区煤炭资源丰富，蕴藏量大，是我国重要的无烟煤产地之一。目前路线所经地区交通运输紧张，严重限制了煤炭资源的开发利用，阻碍了工农牧副业的发展和城乡物资的交流。1.2.6 交通量资料该设计公路最近一段时间的交通量见表1-1。表1-1 交通量表车型分类代表车型数量（辆/天）小客车中客车大客车轻型货车中型货车中型货车重型货车拖挂车红旗ca630北京bk651黄海dd690跃进nj131解放ca340解放dd341东风eq155五十铃exr181l6005002003004004505004001.3 设计依据根据批准的设计任务书、地质勘测报告、国家关于公路设计施工的规范、规程、标准等。如：1)公路路线设计规范(jtj 0112006）2)公路沥青路面设计规范(jtg d502006）3)公路沥青路面施工技术规范(jtgf402004）4)公路排水设计规范(jtj 0181997）5)公路路面基层施工技术规范(jtj 0342000）6)公路自然区划标准(jtj 0011986）7)公路路基设计规范(jtgd302004）8)公路桥涵设计通用规范(jtgd602004）9)公路工程技术标准(jtgb012003）10)公路路基施工技术规范(jtj 033-1995）3河南理工大学本科毕业设计 第二章 道路路线设计第二章 道路路线设计2.1 道路技术等级确定由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2-1。表2-1 交通量折算表车型交通量（辆/日）折算系数折算交通量红旗ca6306001.0600北京bk6515002.01000黄海dd6902003.0600 跃进nj1313001.0300 解放ca3404001.5600 解放dd3414501.5675 东风eq155 5002.01000五十铃exr181400 3.01200总计33505975 根据上面表中的数据，该段公路的规划交通量由公式（2-1）计算 (2-1)式中： 规划交通量（辆/日）；起始年平均日交通量（辆/日）；年平均增长率，取5%；n远景设计年限，取12年；所以 =10220（辆/日）根据公路工程技术标准jtg b01-2003 ，拟定该条道路为双向两车道的二级公路，设计车速为60km/h。2.2 路线方案的拟定与比选2.2.1 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。公路路线设计规范规定:1)设计速度大于或等于60km/h时，同向圆曲线间最小直线长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的6倍为宜；2)设计速度小于或等于40km/h时，可参照上述规定执行。从动视觉原理分析，驾驶员行驶时的视角、视野距离与行驶速度有关，视野距离约等于6v（m）的距离。为避免在视觉上的判断错觉，使驾驶员在前一个圆曲线上看不到下一个圆曲线，规范规定：当设计速度大于或等于60km/h时，同向圆曲线间最小直线长度以不小于6v为宜。(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)圆曲线的半径如表2-2所示。 表2-2 圆曲线半径 技术指标二级公路（60km/h）一般最小半径200极限最小半径125不设超高最小半径路拱1500路拱19002)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)缓和曲线为了保证曲率的平缓过渡，缓和曲线的长度不能过短，要有足够的长度。缓和曲线最小长度的确定应考虑以下三个因素：1）旅客感觉舒适；2）超高渐变率适中；3）行驶时间不过短。缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙，一般认为汽车在缓和曲线上行驶时间至少应有3s。见表2-3。表2-3 缓和曲线长度 技术指标二级公路（60km/h）缓和曲线最小长度（m）一般值80最小值60因此，公路路线设计规范jtg d20-2006规定：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。对于设计时速为60km/h的公路不设缓和曲线的临界半径是500m。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：二级公路（60km/h）停车视距st取75m。停车视距可分为反应距离和制动距离两部分组成，反应距离是当驾驶人员发现前方的阻碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的距离；感觉时间在很大程度上取决于物体的外形、颜色、驾驶员的视力和机敏度以及大气的可见度等。2.2.2 路线方案拟定与比选综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案：方案一：该方案总长为2581.438m，途中经过四个村庄，跨越一条小的河流，需要建一座小桥。该路段大部分路段都是经过经过农田，整个路段比较平坦，高差相对来说很小，所以土石方量相对较小。该路段总共有三个转角，圆曲线半径分别是320m，700m，700m。转角的圆曲线都需要设缓和曲线，第一个转角的缓和曲线是ls=150m，剩下两个转角的圆曲线的缓和曲线长度都是ls=100m。方案二：线路总长为2572.933m。该线路后一部分所经区域大多为村庄，需要大量拆迁，一次斜跨越小的河流，路线转角半径太小，不利于行车舒适。表2-4 方案比选方案一方案二优缺点优点：1.土石方工程量小，有利于环境保护2.平面线性指标高，行车舒适性好3.与河流直交，难度较低缺点：1.占用部分农田优点：1.可以通过乡镇，联系很多人口缺点：1.与河流斜交，难度系数大2.线转角太大，不利于行车3.占部分农田，需要拆迁房屋二级公路投资相对高速公路会比较小，主要满足短距离运输和当地农耕用路，所以在修建过程中应综合考虑道路的工程造价以及与沿线村庄的联系情况，线性的连续性要求较低，满足设计要求就可以同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。综合考虑：1)从对当地经济的影响上看，方案一优于方案二;2)从规模及施工难度上看，方案一较好;综合考虑以上各种因素，最终选择方案一作为最终设计方案。2.3 道路技术标准确定具体道路技术指标见表2-5。表2-5 道路技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h602路基宽度一般值m12最小值103平曲线半径一般值 m200极限值125不设超高最小半径路拱2.0%m15004平曲线最小长度m100缓和曲线最小长度m605最小纵坡%0.36最大纵坡%67最小坡长m1508相应纵坡的最大坡长3%m12004%1005%8006%6009停车视距m7510竖曲线半径凸形一般值m2000极限值m1400凹形一般值m1500极限值m100011竖曲线最小长度m5012平曲线最大超高%87河南理工大学本科毕业设计 第三章 道路平面设计第三章 道路平面设计3.1 平面线形 该设计先在地形图上选线，根据地形图的各项数据，结合公路选线的各项规定，该条公路，其各项平曲线要素如下表3-1所示：表3-1 平曲线的各项元素表交点号交点坐标交点桩号转 角 值 n (x)e (y)jd03542296.7517905.566k0+000jd13542815.99518332.717k0+672.399603455.1(z)jd23543475.353518077.7295k1+340.710243908(y)jd33544236.825518124.4344k2+098.635245434.6(z)jd43544691.12517946.4k2+581.4383.2 圆曲线计算已知=，圆曲线半径为r=320.00m，=150.00m如下图3-1所示：其中：式中：t切线长，m； l曲线长，m；e外距，m； j校正数或称超距，m；r圆曲线半径，m； 转角。 图3-1 平曲线几何元素图 计算结果见表3-2。 表3-2 平曲线几何要素表r(m)ls(m)l(m)t(m)e(m)j(m) 320 150 488.244 263.49453.98738.744表3-3 桩号校核表jd1 tk0+672.399 263.494zh + lsk0+408.905 +150hy + l2lsk0+558.905+488.2442150yh + lsk0+747.149 +150hz l/2k0+897.149 244.122qz +1/2 jk0+653.027+1/238.744jd1k0+672.399则计算出的桩号为k0+672.399，所以校核无误。3.3 坐标计算3.3.1 路线转角、交点间距、曲线要素及主点坐标表设起点坐标（3542296.7，517905.566），第i个交点坐标为 (),则坐标增量 （3-1） （3-2） 交点间距 （3-3）象限角 （3-4）因为方位角可以在图上测量出来，带入各项数据可以算出坐标为（3542815.99，518332.717），同理可以求出（3543475.3531，518077.7295）（3544236.8247，518124.4343）（3544691.12，517946.4）3.3.2 直线上中桩坐标计算 （1）对第一个交点，其坐标为（3542815.99，518332.717），a1=270=219，t=263.494m代入上式，可以求出hz和hz的坐标： 通过上面的公式，计算的hz和zh坐标见下表3-4。表3-4 zh和hz坐标表 桩号xyk0+408.9023542612.493518165.327k0+897.2563543061.750518237.677k1+137.6293543285.943518150.978 k1+538.8133543678.053518090.162k1+893.9053544032.479518111.901k2+298.2343544427.440518049.734（2）在直线段一：k0+000到k0+400中桩位每增加20m，坐标增量为： 对于直线段一，其起点坐标为（3542296.7，517905.566）代入上式：其中为，代入上式可求出k0+020的坐标为（3542312.146,517918.271）同理可以求出其他的坐标见下表3-5。表3-5 直线段坐标表桩号xyk0+0003542296.7517905.566k0+0203542312.146517918.271k0+0403542327.592517930.977k0+0603542343.038517943.682k0+0803542358.484517956.387k0+1003542373.929517969.092k0+1203542389.375517981.798k0+1403542404.821517994.503k0+1603542420.267518007.208k0+1803542435.713518019.914k0+2003542451.159518032.619其他直线段坐标见附件逐桩坐标表。3.3.3 单曲线内中桩坐标计算（1）设带缓和曲线的单曲线的坐标计算：缓和曲线上任意点的切线横距 对于k0+680的坐标 式中：缓和曲线上任意点至zh（或hz）的曲线长；缓和曲线长度。第一缓和曲线（zh-hz）任意点坐标其中r=320m，为，t=263.494m，l=150m，带入k0+420的曲线长可以求出 代入上式任意点至zh（或hz）的曲线长，即可得出各点的坐标见下表3-6。表3-6 缓和曲线坐标表桩号xyk0+408.9023542612.493518165.327k0+4203542621.067518172.373k0+4403542636.576518185.002k0+4603542652.247518197.428k0+4803542668.179518209.517k0+5003542684.461518221.129k0+5203542701.173518232.114k0+5403542718.374518242.314k0+558.9023542735.118518251.08圆曲线上任意点坐标其中r=320m，为，t=263.494m，l=150m，将k0+560距hy点的曲线上代入上式得： 式中：圆曲线上任意点hz的曲线长；hy点的坐标。代入其他任意点至zh（或hz）的曲线长，即可得出各点的坐标见下表3-7。表3-7 圆曲线坐标表桩号xyk0+558.9023542735.118518251.08k0+5603542736.105518251.56k0+5803542754.37518259.701k0+6003542773.107518266.685k0+6203542792.244518272.485k0+6403542811.706518277.079k0+6603542831.417518280.448k0+6803542851.3518282.58k0+7003542871.277518283.465k0+7203542891.27518283.101k0+7403542911.202518281.489第二缓和曲线（hz-yh）内任意点的坐标对于k0+760点的坐标，其中r=320m， 为，t=263.494m，l=150m，则代入下式可以求出代入其他桩号到hz点的曲线长，可以计算出坐标如下表3-8。表3-8 第二缓和曲线坐标桩号xyk0+747.2563542918.403518280.597k0+7603542930.995518278.642k0+7803542950.594518274.670k0+8003542969.977518269.745k0+8203542989.144518264.039k0+8403543008.119518257.719k0+8603543026.937518250.9474k0+8803543045.649518243.8848k0+897.2563543061.75518237.6774其他坐标见附件逐桩坐标表。61河南理工大学本科毕业设计（论文） 第五章 道路横断面设计第四章 道路纵断面设计4.1 纵断面设计原则(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，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)该路地处平原微丘区，农业土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微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，由于本设计起始段考虑车辆上路便利以及与收费站衔接,同时地形排水并不困难,故采用平坡设计。4.2 竖曲线计算（1）已知：变坡点桩号k1+400.000。=0.0258%，=0.29%， 为凸型曲线，拟定曲线竖半径r=70700，具体要素见图4-1，则： 式中：l竖曲线长度，m；w坡差，%；r竖曲线半径，m；e竖曲线外距，m；t竖曲线切线长，m。竖曲线起点桩号： 竖曲线终点桩号： 竖曲线起点高程： 竖曲线终点高程： 纵断面设计结果如表4-1。表4-1 纵断面设计结果变坡点前坡后坡半径（m）曲线长（m）外距（m）桩号设计高程k1+40046.7230.0258%0.29%70700223.3360.088竖曲线内桩号的高程计算：已知变坡点的高程为46.723m计算公式为： （4-1） 其中：曲线上任意点到曲线起点的水平距离第一个纵坡的各项数据见下表4-2。表4-2 第一个纵坡数据表桩号地面高程设计高程k1+288.3320.0000.00046.2746.43k1+32031.6680.00746.2846.44k1+36071.6680.03646.1946.45k1+400111.6680.08846.0946.46k1+440151.6680.16346.0046.48k1+480191.6680.26045.7346.49k1+511.668223.3360.35346.4646.47其他坐标见附件逐桩坐标表。河南理工大学本科毕业设计 第五章 道路横断面设计第五章 道路横断面设计5.1 横断面布置5.1.1 横断面布置本路段路基按两车道二级公路（60 km/h）标准，路基全宽10m，单向行车道23.5 m，左右硬路肩0.75m，左右土路肩各为0.75m，路基宽度=行车道宽+土路肩宽+硬路肩宽10 m。其标准横断面如图5-1：图5-1 标准横断面示意图5.1.2 路拱横坡 路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。查公路工程技术标准(jtgb01-2003)，沥青路面横坡宜取1.02.0%。考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用2%的路拱横坡。公路的土路肩采用3%的坡度，公路的硬路肩，采用与行车道相同的横坡。路拱形式拟采用抛物线形式。（1）路基边坡坡度 由公路路基设计规范得知，当h8m（h路基填土高度）时，路基边坡按1：1.5设计。超过8m时路基边坡按1:1.75设计。边坡设计图见图5-2。图5-2 边坡设计示意图2）护坡道 公路工程技术标准:当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1m的护坡道；当高差大于6m时，应设置宽2m的护坡道。本设计结合当地的自然条件设置护坡道,护坡道坡度设计为4%。（3）边沟设计 公路路基设计规范:边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0-1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：2-1：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1：1。5.2 横断面设计步骤（1）根据地形图绘横断地面线。 （2）根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。（3）根据地质资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。 （4）绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。（5）计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。5.3 土石方数量计算5.3.1 横断面面积计算计算横断面积在这里采用块分法，所谓块分法就是通过路基横断面地面线及设计线上的所有转折点用竖线把路基横断面划分成宽度不等的多个准确的梯形或三角形，然后分别计算每一个梯形或三角形的面积再累加起来即为路基横断面面积，该方法的设计模型见图5-3：图5-3 块分法计算模型示意图该计算方法是采用积分的原理，理论上当把各分块宽度设置的无限小计算就越精确。设设计路面函数为：，原始地面线函数为：，两函数交点在横轴上坐标分别是，则横断面面积计算公式为： (5-1)但现实操作很难给出设计路面线和原始地面线函数，所以在实际操作中我们给出合理的b的值以控制计算结果精度，从而计算出符合精度要求的横断面面积，实际操作计算采用的公式为： (5-2)其中：各分块的宽度；各分块等效为矩形的平均高度。5.3.2 土石方数量计算土石方数量采用平均断面法计算。若相邻两断面均为填方或挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为棱柱体，其体积的计算公式为： (5-3)式中：体积，即土石方数量，；相邻两断面的面积，；相邻两断面之间的距离，。利用上述方法可以计算出任意两个相邻的桩位之间的土方工程量，在累计求和就可以得出该工程的土方工程量：。 (5-4)该路线的土石方工程量计算结果见附表：工程土石方计算表。5.4 土石方调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法，本路段也采用土石方计算表调配法。具体调配步骤：（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、大沟等注在表旁，供调配时参考。（2）弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用填挖与挖余数量。（3）在作纵向调配前应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，工土石方调配时参考。（4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。（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中。（6）土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+借方=填方+弃方以上检查一般是逐页进行复核的，如有跨页调配，须将其数量考虑在内，通过复核可以发现调配与计算过程有无错误。土石方计算见附表土石方计算表5.5 加宽和超高计算5.5.1 加宽计算对于设计的这条二级集散公路其圆曲线的r值都大于250m，其加宽值甚小，可不加宽。5.5.2 超高渐变率计算由汽车在曲线上行驶的力的平衡方程式，可得公式： （5-5）对于某一既定的设计速度v，（+）与1/r成线性关系。其中，设计速度为60km/h,绕中线旋转的最大超高渐变率为1/175。和可以有以下四种分配方式：在未达到之前，离心力完全由超高所抵消。当曲率再大时，保持不变，其增加的离心力部分由横向摩阻力来抵消。方法与基本相同，区别在于采用设计速度，这里采用行驶速度。超高和曲率成正比，即0与之间为一直线关系。超高和曲率成曲线关系，其值介于和之间。方式中超高和曲率成曲线关系，当平曲线半径较大时，其超高值接近方式，由适当的超高抵消横向力。随着半径的减小，则以接近最大超高的方式设置超高。这样，在超高设置上兼顾了大半径和小半径曲线，在一定程度上避免了上述几种方法的缺点，但对大半径曲线更加有利。5.5.3 超高过渡段长度（1）超高过渡段长度计算公式为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高过渡段，超高的过渡则是在超高过渡段全长范围内进行的。双车道公路最小超高过渡段长度按下式计算： （5-6）根据上式计算的超高过渡段长度，应凑成5m的整倍数，并不小于10m的长度。（2）超高过渡段长度应考虑因素为了行车的舒适，超高过渡段应不小于按上式计算的长度。但从利于排除路面降水考虑，横坡度由2%（或1.5%）过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330，即超高过渡段又不能设置得太长。所以在确定超高过渡段长度时应考虑以下几点：1）一般的情况下，在确定缓和曲线长度时，已经考虑了超高过渡段所需的最短长度，故一般取超高过渡段与缓和曲线长度ls相等，即ls；2）若计算出的ls，此时应修改平面线形，使ls。当平面线形无法修改时，可将超高过渡起点前移，即超高过渡在缓和曲线起点前的直线路段开始；3）若ls计算出的，但只要超高渐变率p1/330，仍取ls。4）在高等级公路设计中，因照顾线形的协调性，在平曲线中一般配置较长的缓和曲线。为了避免在缓和曲线全长范围内均匀过渡超高而造成路面横向排水不畅，超高过渡可采取以下措施： 超高的过渡仅在缓和曲线的某一区段内进行。 超高过渡在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行。即第一段从缓和曲线起点由双向路拱坡以超高渐变率1/330过渡到单向路拱横坡，第二段由单向路拱横坡过渡到缓和曲线终点处的超高横坡。5.5.4 曲线处超高计算本设计路线共有平曲线2处，其相关的数据见表5-1所示。表5-1 曲线超高元素表半径缓和曲线长度超高曲线一3201503%曲线二7001003%曲线三7001003%( 1 )超高过渡计算（以曲线一为例）: 过渡方式：绕边缘旋转，超高缓和段长度取与缓和曲线同长。过渡过程中外侧车道先抬高到2%与内侧车道一致.然后一起过渡至4%全超高。因为超高渐变率小于1/330，故采用在缓和段前115m外侧车道抬高至2%,再与内测车道一起过渡至全超高的方法。土路肩的超高过渡：外侧车道保持反向横坡3%.当车道横坡大于3%时,内测车道土路肩的采用比车