土木工程毕业设计（论文）-炳三区U线三级道路设计【全套图纸】

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 炳三区 U 线道路设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）： 土木与建筑工程学院 年级专业： 09 级道路与桥梁 指导教师： 二一三年六月 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 i 摘摘 要要 本设计为炳三区 U 线公路初步设计，起点桩号 K0+000.000，终点桩号 K0+631.299，道路全长 631.299m。道路等级为城市支路级，设计速度 20km/h。设计主要包括路线平、纵、横设计，沥青路面设计，排水设计，平面交 叉口设计等。 路线方案结合了炳三区长期规划蓝图，并对道路沿线的地形、地貌等做了实 地考察，遵循城市道路设计的一般原则进行设计。竖曲线设计考虑了终点与机场 路相连，故纵坡不宜过大，但因部分路段高差相对较大，以及路线两侧已有建筑 物地坪标高的限制，所以纵断面设计中的最大纵坡达到了 4.0741%，对非机动车 的行驶带来了一定的困难。 关键词：平曲线，路基，土石方，挡土墙，沥青混凝土，排水 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 ii ABSTRACT The preliminary design of this design for the bean three U highway, starting point K0 + 000.000 pile, pile end K0 + 631.299, road length 631.299 m. Road grade level for urban branch , design speed is 20 km/h. Route design mainly includes the flat, vertical, horizontal design, design of asphalt pavement, drainage design, plane road intersection design, etc. Route scheme is a combination of bean three long-term planning blueprint, and the path along the topography and geomorphology, etc made on-the-spot investigation, follow the general principles for design of city road design. Vertical curve design considering the end connected to the northing new, so the longitudinal slope shoulds not be too large, but because of the sections of the road elevation difference is relatively larger, and the line on both sides of the floor elevation of the limit of existing buildings, so the profile design of the maximum longitudinal grade reached 4.0741%, of a non- motor vehicle traffic has brought certain difficulties. Key words: Horizontal curve, Subgrade, Earthwork, Retaining wall, Asphalt Concrete, Drainage. 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 iii 目目 录录 1 1 绪论绪论1 1.1城市道路简述城市道路简述1 1.2设计原则设计原则.1 2 2 工程概况及设计标准工程概况及设计标准.2 2.1工程概况工程概况.2 2.1.1路线起讫点2 2.1.2地形、地质、气候、水文等自然特征2 2.1.3施工条件2 2.2设计标准设计标准.3 2.2.1设计依据3 2.2.2主要技术指标及参数3 3 3 平面设计平面设计6 3.1选线选线6 3.1.1选线的原则6 3.1.2选线的步骤和方法6 3.2平曲线设计平曲线设计.6 3.2.1平面线形设计的一般原则.6 3.2.2设计参数的确定.7 3.2.3平面线形要素的组合类型.7 3.2.4平曲线要素的计算7 3.3行车视距保证行车视距保证9 4 4 纵断面设计纵断面设计10 4.1纵坡及坡长设计纵坡及坡长设计10 4.1.1纵坡设计的一般要求10 4.1.2平曲线与竖曲线的组合一般原则.10 4.1.3设计依据10 4.1.4纵断面设计步骤.11 4.2竖曲线设计竖曲线设计.13 4.2.1设计技术规范.13 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 iv 4.2.2竖曲线要素计算.13 5 5 横断面设计横断面设计15 5.1概述概述15 5.2横断面设计横断面设计.15 5.2.1一般规定15 5.2.2横断面形式15 5.2.3横断面组成16 5.2.4路拱、超高及加宽17 5.2.5视距的保证17 6 6 路基设计路基设计19 6.1概述概述.19 6.2路基填料及其压实标准路基填料及其压实标准19 6.2.1地基表层处理.19 6.2.2路基填料19 6.2.3压实标准20 6.2.4特殊部位的路基填筑与压实20 6.3路基土石方数量计算及调配路基土石方数量计算及调配.21 6.3.1横断面面积计算.21 6.3.2土石方数量计算.21 6.3.3路基土石方调配.21 6.4边坡稳定性分析边坡稳定性分析23 6.5边坡防护边坡防护.25 7 挡土墙设计挡土墙设计26 7.1概述概述26 7.1.1挡土墙的用途.26 7.1.2挡土墙的类型.26 7.2路肩挡土墙的设计路肩挡土墙的设计.26 7.3挡土墙附属设施设计挡土墙附属设施设计.31 7.3.1排水设计31 7.3.2沉降缝和伸缩缝设计31 7.4涵洞用途涵洞用途.31 7.5涵洞类型涵洞类型.31 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 v 7.6涵洞验算涵洞验算.31 8 路面结构设计路面结构设计.38 8.1概述概述38 8.1.1路面结构组成.38 8.1.2路面分类38 8.2沥青混凝土路面结构设计沥青混凝土路面结构设计38 8.2.1设计资料38 8.2.2设计过程39 9 排水设计排水设计43 9.1概述概述43 9.1.1排水的重要性.43 9.1.2道路排水设计的内容43 9.2路基排水设计路基排水设计43 9.2.1路基排水设计的任务43 9.2.2地表排水44 9.3路面排水设计路面排水设计44 结结 论论.46 参考文献参考文献.47 致致 谢谢.48 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪 论 1 1 绪论 1.1 城市道路简述 城市道路即是城市的骨架，又要满足不同性质的交通的功能要求，根据道路 的不同功能，中国的车行道路一般分为公路与城市道路。城市总体规划区以内的 以车辆通行为主的道路为城市道路，城市总体规划区以外的道路为公路，城道路 是指在城市范围内具有一定技术条件和设施的道路。 根据道路在城市道路系统中的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服 务功能，我国目前将城市道路分为四类：快速路、主干路、次干路及支路。其中： 1、快速路：完全为交通功能服务，是解决城市长距离快速交通主要道路。 快速路进出口应采用全控制或部分控制。 2、主干路：以交通功能为主的城市道路。是城市道路的主骨架。 3、干路：是城市区域性的交通干道，为区域交通集散服务，兼有服务功能，配 合主干路组成道路网，起到广泛连接城市各部分与集散交通的作用。 4、 支路：为联系各居住小区的道路，解决地区交通，直接与两侧建筑物出入口 相连接相接，以服务功能为主。 国家城市规划定额指标暂行规定的有关规定，道路还可划分为四级，如表所 示： 道路四级划分表： 项目级别 设计车速(km/h) 双向机动车道数（条) 机动车道宽度(m) 道路总 宽(m) 分隔带设置 一级 6080 =4 3.75 4070 (必须设) 二级 4060 =4 3.5 3060 (应设) 三级 3040 =2 3.5 2040 (可设) 四级 30 =2 3.5 1630 (不设) 1.2 设计原则 本次道路设计应遵循长远规划，因地制宜的原则，一方面采用较高的技术标 准与今后道路进一步留有余地，另一方面要充分考虑该地的地形，工程地质情况， 达到规范要求各项指标节约投资，减少工程量，缩短工期。 1.设计应满足道路用地范围的要求。 2.符合各项规范要求在满足道路交通要求的前担下尽量节约投资，减少工程 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪 论 2 量，缩短工期。 3.道路平，纵断面的设计应充分考虑地形，地貌及工程地质情况。 4.纵断面应满足平，纵，横，三方面的协调，线形顺适连续，视觉良好，工 程经济合理，坡长符合设计要求，在满足规划的控制标高的条件下，考虑 道路沿线地形变化，减少对生态环境的破坏，减少路基挖填高度，节约工 程费用。 5.断面结构的选择做到节省工程费用，路面材料应结合地方材料的特点，便 于施工，减少道路的后期养护费用。 6.因地制宜，就地取材。 7.考虑今后的发展需要，留有发展余地。 8.重视环境保护，防止水土流失，并且加强道路绿化美化设计。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪 论 3 2 工程概况及设计标准 2.1工程概况 2.1.1 路线起讫点 本设计为炳三区二期道路 U 线K0+000.000K0+631.299 段设计，设计主线起 点在炳三区 C 线 K0+100，终点与机场路相连，该设计主要包括道路线形设计（平、 纵、横设计） 、路基路面及排水设计、涵洞设计、挡土墙设计等。 2.1.2 地形、地质、气候、水文等自然特征 攀枝花市气候属南亚热带为基调的干热河谷气候，具有夏季长、温度日变化 大、四季不分明、气候干燥、降雨集中、日照多、太阳辐射强、气候垂直差异显 著，以及高温、干旱等特点。根据水文气象资料统计结果，主要气候特点具体表 现如下： 1、年平均气温 20.9，最热月份为 5 月，日最高气温的月平均值为 33.2， 极端最高气温 41.0（出现在 1987 年 6 月 22 日） ，极端最低气温-1.0（出现在 1983 年 12 月 28 日） 。 2、攀枝花市降雨主要集中在 510 月，雨季中的降雨量平均占全年降雨量 的 95.5%左右，10 月下旬至次年 5 月为旱季。降雨多在夜间，多雷阵雨，年平均 降雨量 801.6 毫米，年最大降雨量 1006.9 毫米。 3、年平均相对湿度为 56%，在一年或一个月中相对湿度差异较大，最大相 对湿度可高达 100%，最小相对湿度可低至 0%。旱季，特别是 3、4 月份湿度很 小，空气异常干燥，进入雨季后，湿度逐渐增大。 4、风季一般出现在 24 月份，风向多为偏南风，风力不等，风速小则 12 米/秒，大者常达到大风标准。年平均风速 1.50 米/秒，年最大风速 18.30 米/ 秒，年平均大风日数为 27 天。 5、根据地质调查，K0+000.00K0+240.00 段为挖方区，出露地层为燕山期花 岗岩（） ，中等风化；K0+240.00K0+460.00 段为填方区，地表为场平填土； K0+460.00K0+630.00 段公路左侧为经放坡处理的陈家垭口滑坡，现状坡面出露 的中风化花岗岩岩体破碎。 2.1.3 施工条件 炳三区二期道路 U 线工程位于机场路陈家垭口隧道北侧，本路段起点位于炳 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 工程概况及设计标 准 4 三区 C 线K0+100，终点与机场路相连，交通条件较好。 2.2设计标准 2.2.1 设计依据 1 城市道路工程设计规范 CJJ 37-2012 2 城市道路交叉口设计规程 CJJ152-2010 3 城市道路路基设计规范 2012 版 CJJ 37-2012 4 公路沥青路面设计规范 （JTG D20-2006）S.北京：人民交通出版社， 2006. 5 公路桥涵通用设计规范 （JTG D60-2004）S.北京：人民交通出版社， 2004. 6 公路排水设计规范 （JTJ018-97）S.北京：人民交通出版社，1997. 7、 城镇道路路面设计规范 CJJ169-2012 8、 道路工程制图标准 GB 50162-92 9、 道路交通标志和标线 GB 5768-2009 10、 道路工程术语标准 GB 124-88 11杨少伟， 道路勘测设计M.北京：人民交通出版社，2004. 12邓学钧， 路基路面工程M.北京：人民交通出版社，2005. 13孙家驷、李松青， 道路设计资料集 1-基本资料M.北京：人民交通出 版社，2003. 14孙家驷、李松青， 道路设计资料集 3-路基分册M.北京：人民交通出 版社，2003. 15孙家驷、李松青， 道路设计资料集 4-路面分册M.北京：人民交通出 版社，2003. 15潘兵宏、张驰， 公路路线计算机辅助设计与实例M. 北京：人民交通 出版社，2007. 2.2.2 主要技术指标及参数 道路等级：城市支路 设计车速：20km/h 路基宽度：14m（3+4+4+3） 圆曲线一般最小半径：40m极限最小半径：20m 不设超高的最小半径：70 m 圆曲线最小长度：20m 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 工程概况及设计标 准 5 平曲线一般最小长度：60m极限最小长度：40m 缓和曲线最小长度：20m 停车视距：20m 最大超高横坡：2% 凸形竖曲线一般最小半径：150m极限最小半径：100m 凹形竖曲线一般最小半径：150m极限最小半径：100m 竖曲线一般最小长度：50m极限最小长度：20m 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 工程概况及设计标 准 6 3 平面设计 3.1选线 选线是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，且 能符合使用要求的道路中心线的工作。 3.1.1 选线的原则 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，选定最优路线方案。 1.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。 2.应符合城市路网规划、道路红线、道路，并应综合考虑土地利用、文物保 护、环境景观、征地拆迁等因素。 3.应与地形地物、地质水文、地域气候、地下管线、排水等要求结合，并应 符合各级道路的技术指标，应与周围环境相协调，线形应连续与均衡。 4.选线应深入了解人们的出行情况，尽量满足人们日常生活出行的需要，综 合考虑与当地其他已有道路的衔接。 3.1.2 选线的步骤和方法 选线的任务就是在众多的方案中选出一条符合设计要求、经济合理的最优 方案。步骤如下： 1.根据三维地形图确定路线的大致走向。 2.收集资料，包括交通量、沿线水文地质条件、沿线重要的建筑设施、公共 场所等。 3.现场勘察，对沿线地形进行勘察，初步落实导线的位置找出不合理导线点 并纠正。 3.2平曲线设计 3.2.1 平面线形设计的一般原则 1.道路平面线形宜由直线、平曲线组成，平曲线宜由圆曲线、缓和曲线组成。 道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理设置直线、圆曲线、缓 和曲线、超高、加宽。 2.道路平面设计应符合城市路网规划、道路红线、道路功能的要求。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 平面设 计 7 3.道路平面线形应与地形地物、地质水文、地域、地下管线、排水等要求结 合，与周围环境相协调，并应符合各级道路的技术指标，注重线形的连续 与均衡，确保行驶的安全与舒适。 4.道路平面设计应根据道路的性质、等级、交通特点，以交通组织设计为指 导，合理设置交叉口、出入口、分隔带断口、公交停靠站、人行通道等。 5.城市快速、主干路应做好路线的线形组合设计，各技术指标应恰当、平面 顺适、断面均衡、横断面合理；和结构的选型与布置应合理、实用、经济。 3.2.2 设计参数的确定 根据城市道路工程设计规范CJJ372012 及城市道路路线设计规范 CJJ1932012 确定设计速度为 20km/h 的城市道路设计参数如下： 不设超高最小半径：70m 设超高最小半径：一般值 40m；极限值 20m 圆曲线最小长度：20m 缓和曲线最小长度：20m 最大超高横坡度：2% 停车视距：20m 3.2.3 平面线形要素的组合类型 本路段共设一个平曲线，并均采用基本型组合。 平曲线（对称基本型）：JD1 桩号 K0+530.388，圆曲线半径 110m，缓和 曲线长 70m，切线长 118.619m，平曲线长 210.381m，外距 29.722m。 3.2.4 平曲线要素的计算 1.对称基本型平曲线要素计算 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 平面设 计 8 图 3.1 平曲线对称基本型图 基本型平曲线几何要素计算公式如下： 内移值： 切线增长值： 缓和曲线角： 切线长： 平曲线长： 外距： E ZH R q T HY HZ o QZ YH JD 0 0 p SL LS L L 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 平面设 计 9 切曲差： 本设计以 JD1 处基本型平曲线为例，计算过程如下： 1)计算转角 起点桩号 K0+000.000，坐标（1254.37429，1210.35637） ，JD1 坐标 （1100.5338，1717.9436） 。 起点至 JD1： Dx1254.37429-1100.5338153.8049 Dy1717.9436-129.35637507.58723 第一段导线长度 S1507.58723m，方位角 153.8049 2)初步确定圆曲线半径和缓和曲线长度 查城市道路路线设计规范初步确定圆曲线半径 R110m，缓和曲线 长度 Ls70m。 3)平曲线几何要素计算 将 733828.4、R110m、Ls70m 代入式（3.1）（3.7） 得： p1.848m q34.882m T118.618m L210.381m E29.719m D24.67m 1)平曲线几何要素计算 将 733828.4、R110m、70m 代入公式 1 得: 3.85m、37.01m 11 第一切线长: 平曲线长: 详细计算结果见直线、曲线及转角表 。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 平面设 计 10 3.3行车视距保证 行车视距是为行车安全，驾驶员应能随时看到汽车前方相当远的一段路程， 一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一 必需的最短距离。 根据城市道路工程设计规范CJJ372012，本设计应该满足停车视距 的要求，即 20m。 4 纵断面设计 沿道路中线竖直剖切再行展开即为路线纵断面。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。纵 断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，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。 4.1纵坡及坡长设计 4.1.1 纵坡设计的一般要求 1.道路纵断面上的设计高程一般受用道路中心线处路面设计标高，有中央分 隔带时可采用中央分隔带的外侧边缘处路面设计标高。 2.道路纵断面设计应满足城市竖向规划要求，与临街建筑立面布置相适应， 有利于沿线范围内地面水的排除。 3.道路纵坡应平顺、圆滑、视觉连续，起伏不宜频繁，与周围环境相协调。 4.道路纵断面设计应根据道路等级，综合考虑交通安全、节能减排、环保效 益和经济效益等因素，合理确定路面设计纵坡和设计高程。 5.机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车设计纵坡标准控制。 6.平原微丘区地下水埋深较浅或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵 坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。 7.纵坡设计应尽量考虑填挖平衡，节省土石方及其他工程数量，降低工程造 价。 4.1.2 平曲线与竖曲线的组合一般原则 1.应使线形在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并应保持视觉的连续性。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 纵断面设 计 11 2.应避免平面、纵断面、横断面极限值的相互组合设计。 3.平、纵面线形应相互对应，技术指标大小均衡连续，以及与之相邻路段各 技术指标的均衡、连续。 4.条件受限时选用平面、纵断面的各接近或最大、最小值及其组合时，应考 虑前后地形、技术指标运用等对实际运行速度的影响。 5.横坡与纵坡应组合得当，并应利于路面排水和行车安全。 4.1.3 设计依据 1.最大纵坡 最大纵坡是根据道路等级、自然条件、行车要求等因素所限定的路线纵坡 最大值，它是道路纵断面设计的重要控制指标。查城市道路工程设计规范 CJJ372012 知本设计最大纵坡一般值为 7%，极限值为 8%。 2.最小纵坡 在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积 水渗入路基而影响其稳定性，规范规定道路最小纵坡不应小于 0.3%；当遇特 殊困难纵坡小于 0.3%时，应设置锯齿形边沟或采取其他排水设施。 3.坡长限制 坡长是纵断面相邻变坡点的桩号之差，即水平距。对一定纵坡长度的限制 称为坡长限制，包括最大坡长限制和最小坡长限制。规范规定设计速度为 20km/h 的城市道路最小坡长 60m，最大坡长不限。 4.合成坡度 合成坡度是指道路纵坡和横坡的矢量和， 城市道路工程设计规范 CJJ37-2012 规定设计速度为 20km/h 的道路最大合成纵坡为 8%，各级道路最 小合成坡度不宜小于 0.5%。 4.1.4 纵断面设计步骤 1.拉坡前的准备工作 绘出地面线并标注各中桩高程，确定路线各中桩位置。收集和熟悉相关规 范资料。 2.标注控制点位置 控制点是指影响路线纵坡设计的高程控制点。如路线起、终点，重要桥涵， 地质不良地段的最小填土，最大挖深，道路沿线主要建筑物，交叉口以及受其 它因素限制路线必须通过的标高控制点等。 3.试坡 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 纵断面设 计 12 试坡主要是在已标注“控制点”的纵断面图上根据技术指标、选线意图，结 合地面起伏情况，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些 点位间进行穿插和裁弯取直，试定出若干直坡线。再对各可能的直坡线方案反 复比较，选出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方数量较省的设计 线作为初定直坡线，将前后直坡线延长将会，定出各变坡点的初始位置。 4.调整 试定坡后，将所定纵坡与选线时考虑的纵坡进行比较，两者应基本符合。 若有圈套差异，则应全面分析，找出原因，对照规范检查设计的最大纵坡、合 成坡度、坡长等是否满足规范要求，平面线形与纵断面线形的配合是否宜等。 5.核对 根据调整后的直坡线，选择有控制作用的重点横断面，如高填深挖、挡土 墙、重要桥涵等断面，在纵断面图上直接读出对应中桩的填（挖）高度，并检 查是否有填挖过大、坡脚落空或挡土墙工程过大的情况。 6.纵断面比选 挖方总量 （m3） 填方总量 （m3） 填方减挖方 （m3） 边坡点数最长边坡点 间距（m） 方案一118195167604494092270 方案二90065.7246475.71564100631.299 根据挖填方之差和最长纵坡，考虑到纵坡过长会不利于机动车和非机动车 的行驶，挖填方之差过大不经济，综合考虑之后优选方案一。图例如下： 方案一 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 纵断面设 计 13 7.定坡 经调整核对无误后即可定坡。定坡是逐段将直坡线的纵坡值、变坡点位置 （桩号）和高程确定。变坡点一般要调整到 10m 整桩位上，变坡点的高程是 根据纵坡、坡长依次计算确定。 8.纵坡设计成果如表 4.1 所示 表 4.1 纵坡设计成果表 变坡点变坡点桩号坡长（m）纵坡值（%） 1K0+000.000 185.9842-2.6201 2K0+240.000 128.3015-4.0741 3K0+59.000 33.61622.6708 4K0+631.299 4.2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，在使用范围内二者差别不大， 城市道路一般采用圆曲线做为竖曲线。 4.2.1 设计技术规范 城市道路工程设计规范CJJ372012 中规定设计速度为 20km/h 时， 凸形竖曲线最小半径一般值为 150m、极限值为 100m；凹形竖曲线最小半径一 般值为 150m、极限值为 100。 方案二 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 纵断面设 计 14 4.2.2 竖曲线要素计算 o y Q x P h E 1 x L T1T2 2 图 4.1 竖曲线要素计算示意图 如图 4.1 所示，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为 、 ，他们的代数差用 12 表示，即,当 为“+”时，表示凹形竖曲线； 为“-”时，表示凸形 竖曲线。 1.用圆曲线作为竖曲线的基本方程 其中：R 为竖曲线半径 2.竖曲线要素计算公式 竖曲线长度 L： 竖曲线切线长： 竖曲线上任一点竖距： 竖曲线外距： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 纵断面设 计 15 竖曲线计算（以变坡点 3 为例）： 变坡点桩号 K0+59.000，高程 1289m，、 ，R2600m 1.计算竖曲线要素 6.7449%,为凹形竖曲线。 2 - 1 曲线长： 切线上： 外距： 2.计算设计高程 竖曲线起点桩号（K0+59.000）K0+422.3172 87.6828 竖曲线起点高程1289+%1290.2222m 87.6828 4.0741 计算竖曲线上各桩号的设计高程，以 K0+480.000 为例： 横距：x（K0+480.000）（K0+422.3172）57.6828m 竖距： 切线高程1292.5723-57.6828%1290.4401m 4.0741 设计高程1290.4401+1291.08m 0.6399 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 横断面设 计 15 5 横断面设计 5.1概述 道路横断面是指道路中线上任意一点的法向切面，它是由横断面设计线和 地面线组成。其中横断面设计线包括车行道、人行道、绿化、分隔带、附属设 施以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。 横断面反映了路基的形状和尺寸，在设计时应符合道路建设的基本原则和 现行的规范标准要求。在保证道路通行能力、交通安全与畅通的前提下，尽量 做到用地省、投资少、使道路发挥基最大的经济效益与社会效益。 5.2横断面设计 5.2.1 一般规定 1.横断面设计应在城市道路规划红线宽度范围内进行。按道路等级、服务功 能、交通特性、结合各种控制条件，节约用地，合理布设。 2.道路横断面应满足远期交通需求。分期修建时应近、远结合，使近期工程 成为远期工程的组成部分，并预留位置，控制道路宽度，给远期实施留有 余地。对已建成区道路不宜分期修建。 3.对改建道路应采取工程措施与道路交通相结合的方法布设断面，满足道路 通行能力，保障交通安全。 4.道路横断形式可结合沿线地形及建筑物情况进行组合布置，满足不同的功 能需要。 5.2.2 横断面形式 城市道路常见的横断面形式 1.单幅路 俗称“一块板”断面。各种车辆在行车道上混合行驶。适用于交通量不大的 次干路、支路以及用地不足、拆迁困难的旧城区道路。 2.双幅路 俗称“两块板”断面。在行车道中心用分隔带或分隔墩将行车道分为两部分， 上、下行车辆分向行驶。适用于专供机动车行驶的快速路、非机动车较少的主 干路或次干路。 3.三幅路 俗称“三块板”断面。中间为双向行驶的机动车车道，两侧为靠右行驶的非 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 横断面设 计 16 机动车车道，机动车和非机动车车道之间用分隔带或分隔墩分隔。适用于机动 车流量较大、车速较高、非机动车较多的主干路或次干路，其适用的最小红线 宽度为 32m。 4.四幅路 俗称“四块板”断面。是在三幅路的基础上，再用中间带将机动车车道分隔 为二，分向行驶。适用于机动车流量大、车速高、非机动车多的快速路或主干 路。四幅路单向机能动车道数不少于 2 条，非机动车车道不小于 2 条 5.2.3 横断面组成 城市道路横断面各组成部分尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、 地形条件等因素综合确定。 根据校园长期规划及国家规范确定本设计横断面形式为单幅路，其组成主 要包括：行车道、人行道两部分。 1.路基宽度确定 规范规定设计速度小于 60km/h 的大型车或混行车道最小宽度为 3.5m，另 根据校方规定，本设计采用行车道宽 4m，两侧人行道宽 3m，行车道与人行道 间设置高 25cm,宽 10cm 的路缘石，缘石露出路面高度为 15cm。 2.路基高度 路基高度有中心高度和边坡高度之分。中心高度是指路基中心线处设计标 高与原地面标高之差。边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高 差。 3.路基边坡 路基边坡可用边坡高度 H 与边坡宽度 b 之比值表示。 1)路堤边坡 城市道路路基设计规范规定的路堤边坡如下： 填土高 8m 时，边坡坡度为 1:1.5 填土高8m 时，采用折线边坡，上部 8m 边坡坡度为 1:1.5，下部边坡坡 度为 1:1.75，中间无平台宽。 本设计路段路堤最大高度为 28.71m，且考虑当地的实际情况进行多级放 坡，上部 8m 边坡坡度取 1:1.5 下部边坡坡度分别为 1:1.75、1:2、1:2 且每级高 差为 10m，中间平台宽 2m。 2)路堑边坡 挖方边坡路基边坡设计应减少对天然植被和山体的破坏，防止诱发地质灾 害。其边坡形式及坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 横断面设 计 17 施工方法等综合确定。 规范规定，土质（黏土、粉质黏土和塑性指数大于 3 的粉土）挖方路基边 坡高度小于 20m 时，边坡坡率不宜陡于 1：1。根据当地的实际情况本设计取 1:1 也是合理的。 3)半填半挖路基 半填半挖路基兼有路堤和路堑的特点，故应满足上述路基路堑对于边坡的 要求。 5.2.4 路拱、超高及加宽 1.路拱 为了利于路面横向排水，将路面做成中央高于两侧具有一定横坡的拱起形 状，称为路拱。 路拱设计坡度应路面宽度、路面类型、设计速度、纵坡及气候等条件确定， 机动车道一般选用直线型路拱，非机动车与人行道路拱宜采用直线单面坡。根 据规范，本设计行车道采用 2%的直线型双向路拱横坡，人行道采用 2%的单 面坡。 2.超高 为抵消或减小车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断 面上做成外侧高于内侧的单向横坡形式，称为平曲线超高。当圆曲线半径小于 规范规定的不设超高最小半径（R70m）时，在圆曲线范围内应设超高，合 理的设置超高，可全部或部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性 与舒适性。 超高的过渡方式应根据横断面型式、结全地形条件等因素确定，并有利于 路面排水。由于本设计圆曲线半径（R=150） ，所以不用设超高。 3.加宽 为满足汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧 相应增加路面、路基宽度，以确保曲线上行车的顺适和安全。 规范规定圆曲线半径小于或等于 250m 时，应在圆曲线范围内设置加宽， 每条车道加宽值应根据行驶车辆的车型确定。本设计路段圆曲线加宽值取 0.7m，加宽缓和段长度取缓和曲线全长，在加宽过渡段全长范围内按其长度成 比例逐渐加宽，加宽过渡段内任意点的加宽值： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 横断面设 计 18 式中： 任意点距过渡段起点的距离（m） ； L加宽过渡段长度（m） ； b圆曲线上的全加宽。 5.2.5 视距的保证 在道路的弯道设计中，除了要考虑诸如曲线半径 R、超高、加宽等因素外， 还必须注意路线内侧是否有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员的视线，这种处于 隐蔽地段的弯道称为“暗弯”。根据所需横净距绘制包络线，即“视距曲线”。应 保证视距曲线与轮迹线之间的范围通视。 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。 设缓和曲线的横净距计算 其中： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 横断面设 计 19 6路基设计 6.1概述 道路路基是路面的基础，它承受着土体本身的自重和路面结构的策略，同 时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以路基是道路的承重主体。 1.路基设计应注意与沿线自然环境和城市景观相协调，并充分考虑道路沿线 的地质和水文特点，有效利用原有地形，尽量做到填挖平衡，避免高填深 挖。 2.路基土石方的借弃应结合当地城市规划，兼顾土质类型、土石方量、用地 情况及运输条件等因素，合理选择取、弃地点。 3.路基设计应因地制宜，合理利用当地材料、工业废料与建筑渣土。生活垃 圾不得用于路基填筑。 4.路基设计应充分考虑道路运行中的各种不利因素，减小变异性，保证耐久 性。 5.路床顶面横坡应与路拱横坡一致。 6.路床填料应均匀、密实，最大粒径及最低强度应满足相关规范要求。 7.路床处治措施应根据土质、降水量、地下水类型及埋藏深度、加固材料来 源等，经比选采用合适的施工方法。 6.2路基填料及其压实标准 6.2.1 地基表层处理 稳定斜坡上地基表层的处理应根据地面横坡的坡度确定：当地面横坡缓于 1:5 时，在清除地表草皮、腐殖土后，可直接在天然地面上填筑路堤；当地面 横坡为 1:51:2.5 时，原地面应挖台阶，台阶宽度不应小于 2m；当地面横坡 陡于 1:2.5 时，必须验算路基沿基底及基底下软弱层的滑动稳定性。 6.2.2 路基填料 路基的强度和稳定性，取决于土的工程性质，并与填土的高度和施工技术 相关。所以选择合适的路基填土对于整个道路的稳定与耐久至关重要。 1.路床填料最大粒径应小于 100mm，路堤填料的最大粒径应小于 150mm。 2.采用细粒土填筑路基时，填料最小强度应满足表 6-1 的要求，当不能满足 要求时，可掺石灰或其它稳定材料处理。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 路基设 计 20 3.浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作填料时，应 考虑振液化的影响。 4.采用粉煤灰填筑路基时，应预先调查料源并做好必要的室内试验。 表 6.1 路基填料最小强度要求 项目分类路床顶面以下深度（m） 填料最小强度（CBR） （%） 00.36 0.30.84 0.81.53 填方路基 1.52 00.36 零填及挖方路基 0.30.84 6.2.3 压实标准 路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为合路基 具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。所以路基的压 实工作也是提高路基强度与稳定性的根本技术措施。 1.路基应分层压实、均匀密实。 2.土质路基压实度就不低于表 6.2 的规定 表 6.2 路基压实度要求 项目分类路基顶面以下深度（m）压实度（%） 00.894 0.81.592填方路基 1.591 00.394 零填及挖方路基 0.30.8 3.细粒土作填料时，土的含水率应接近最佳含水率 6.2.4 特殊部位的路基填筑与压实 1.与相邻路基存在显著差异或不均匀连续的特殊部位，应保证路基的充分压 实，使其在一定范围内与周边路基的强度和刚度基本一致。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 路基设 计 21 2.半填半挖路基的填料应综合设计。土质挖方区，应优先采用渗水性好的材 料填筑，同时对挖方区路床 80cm 范围内土体进行超挖回填碾压，并在填 挖交界处路床范围内铺设土工格栅。 3.纵向填挖交界处应设置过渡段，土质地段过渡段宜采用级配较好的砾类土、 砂类土、碎石填筑。 6.3路基土石方数量计算及调配 路基土石方是道路工程的一项重要工程量，在设计和路线方案比较中，路 基土石方数量是评价道路测设质量的主要技术经济指标之一。为编制道路施工 组织计划、工程概预算施工计量支付提供依据。 6.3.1 横断面面积计算 路基填挖的断面积，是指横断面图中原地面线与路基设计线所围面积，高 于地面线为填方，低于地面线为挖方，填挖面积应分别计算。常用的面积计算 方法有：积距法、坐标法和数格子法。本设计横断面面积计算利用鸿业市政道 路软件计算求得，具体计算结果详见土石方数量计算表 。 6.3.2 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，即假定相邻两断面间为棱 柱体，按平均断面法计算，其计算公式如下： 式中： V土石方体积() 3 、相邻两断面的面积() 12 3 L相邻断面之间的距离(m) 6.3.3 路基土石方调配 土石方调配是指在路基设计和施工中，合理调运挖方作为填方的作业。其 目的是为确定填方用土的来源、挖弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量 等。通过调配，要合理地解决各路段土石方平衡与利用，使从路堑挖出的土石 方，在经济调运条件下移挖作填，避免不必要的路外借土和弃土，以减少耕地 占用，降低道路造价，减轻对环境的破坏。 1. 土石方调配原则 1)在半填半挖断面中，应先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，再作纵 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 路基设 计 22 向调配，以减少总的运输量。 2)应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运，尽可能避免 和减少上坡运土。 3)为使调配合理，必须根据地形和施工条件，选用适当运输方式，确定合理 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”要考虑经济运距，综合考虑弃方或借方占地、赔偿青 苗损失及对农业生产的影响乖。 5)不同的土方和石方应根据工程需要分别调配，以保证路基稳定和人工构造 物的材料供应。 6)土方调配对借土和弃土应事先同地方协调，妥善处理。 2. 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、土石方计算表调配法 等。本设计采用土石方计算表调配法，其优点是方法简捷、调配清晰、精度满 足设计要求。 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 （6.2） 横向调运+纵向调运+弃方挖方 （6.3） 挖方+借方填方+弃方 （6.4） 3. 土石方调配计算 1) 经济运距问题 经济运距用以确定借土或调运的限界及距离。当调运距离小于经济运距是 采取纵向调运是经济的；反之，则可考虑就近借土。计算公式如下： 式中： 经济运距(km)； B借土单价(元/)； 3 T远运运费单价元/； (3) 免费运距(km)。 2) 换算系数问题 本设计路段均为一般黏性土，其压实方与天然密实方的换算系数为 1.16。 在土石方调配中，所有的挖方无论是“弃”或“调”，都应计价；但对填方要 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 路基设 计 23 根据用土来源决定是否计价。若是路外借土则要计价；移挖作填不要计价。因 此计价土石方数量为： 计价土石方数量挖方数量+借方数量 一般工程上所说的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。 本设计具体土石方调配见土石方数量计算表 。 6.4边坡稳定性分析 路基边坡滑坍是道路工程上常见的破坏现象之一。原因有多种：边坡坡度 过大、自然因素，对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤，也可能因水流冲 刷发生破坏。为此，须对可能失稳或已出现失稳的路基进行稳定性分析，保证 路基设计满足稳定性要求。 本设计路段内土质为一般黏性土，具有一定的粘结力，其边坡滑动面为曲 面，可采用条分法、表解法、图解法、简化 Bishop 法进行分析计算。 本设计最大填方高为 28.71m，取 28.8m 作为计算高度；最大挖方深 27.56m，取 27.6m 作为计算高度；路堤边坡坡度 1:2，路堑边坡坡度为 1:1；道 路沿线土质均为一般黏性土，重度 18kN/、内摩擦角、黏结力 3 c40kPa。 1.填方路堤边坡稳定性分析 填方路基稳定性分析采用简化 Bishop 法，稳定安全系数 Fs 按下式计算确 定，计算图示见图 6-1。 图 6.1 简化 Bshop 法计算图示 式中： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 路基设 计 24 稳定安全系数； 第 i 条土条重力； 第 i 条土条底滑面的倾角； 第 i 条土垂直方向外力； 系数，由土条滑弧所在的位置分别按以下两式计算。 当土条 i 滑弧位于地基中时： 式中： 第 i 土条地基部分的重力； Wti 第 i 土条填方路基部分的重力； 第 i 土条宽度； U 地基平均固结度； 第 i 土条滑弧所在地基土层的黏结力和； 第 i 土条滑弧所在地基土层的内摩擦角； 系数，按下式确定： 当土条 i 滑弧位于路基中时 式中：第 i 条土滑弧所在路基土的黏结力； 第 i 土条滑弧所在路基土的等