土木工程毕业设计（论文）-锦州至朝阳一级公路综合设计（含全套CAD图纸） .doc

沈阳建筑大学毕业设计（论文）锦州至朝阳一级公路综合设计全套完整版cad图纸及全套设计，联系 153893706第一章 前 言1.1项目建设的意义为积极推进锦州与朝阳的建设，拉动内陆地区的发展，要在区域规划、基础设施建设、产业空间布局、新区开发、金融服务、信息通讯、社会事业、旅游资源和生态环境保护等方面深化区域合作，优化配置区域资源。特别是要加强锦朝工业经济带建设，实现锦州和朝阳在产业发展空间上的对接、融合。锦朝产业大道建成后，不但对于朝阳市更好地承接锦州产业转移和辐射带动，推动工业园区加快发展具有重大意义，而且通过对公路沿线6542公倾规划土地的开发利用，解决困扰朝阳市的规划调整工业布局的可利用土地和空间太少、影响经济发展后劲的问题。同时，可加快城市空间布局结构调整，推动城市发展，城市建成区面积扩大一倍目标的实现。此外，对于创新区域合作、降低流通成本、改善投资环境、拉动投资、优化产业结构、加快新农村建设步伐，都具有十分重要的意义。促进旅游事业的发展。朝阳是一座历史名城，自西汉起就设置了郡县，朝阳古代文化源远流长，“鸽子洞”古人类遗址证明，早在 10 多万年前朝阳大地已有人类祖先繁衍生息。境内牛河梁遗址，证明这里早在 5000 年前就存在一个具有国家雏型的原始文明社会，这一重大发现，把中华民族的文明史提前了 1000 多年。近年来，在朝阳境内发现的鸟化石引起了海内外的广泛关注，大量发现的一亿三千万年前的鸟化石，填补了世界生物进化研究的一项空白，它证明了到目前为止，世界上鸟类的祖先是在中国，在辽西的朝阳。朝阳人杰地灵，数以百计的宝塔古刹点缀着山河大地，使朝阳充满古文化的深邃魅力。1.2项目建设的理由锦朝大道是锦州和朝阳的重要基础设施项目，连接锦州城区、经济开发区和朝阳城区；该项目建设后可有效缓解锦州至朝阳的交通压力，并且可以更好的拉动朝阳地区较快的发展，促进锦州港的腾飞。1.3沿线自然条件朝阳市位于辽宁省的西部，辖境居东经11850至12117和北纬4025至4222之间，东西跨度165公里，南北跨度约216公里，边界周长约980公里。南与辽宁省锦州市及河北省秦皇岛市毗连；锦州市为邻；朝阳市地理位置十分重要，自古以来为塞外战略要地。朝阳面向沿海，背依腹地，地理位置优越。全市总面积 2 万平方公里，占辽宁省的七分之一，总人口 336.5 万。市区面积 36 平方公里，人口 42.84 万。朝阳市属北温带大陆季风气候区，尽管东南部受海洋暖湿空气影响，但由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干旱半湿润易旱地区。主要气候特点为四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少。全年平均气温5.48.7;年均日照时数28502950小时;年降水量450580毫米;无霜期120155天。春秋两季多风易旱，风力一般23级，冬季盛行西北风，风力较强。1.4路线设计思路可研阶段、施工图阶段深度一致，所有设计内容均按施工图阶段深度做，仅出图不一样。1.5路线设计标准锦朝大道采用公路设计原则：按照公路原则设计：采用路牙石，设置超高，排水采用散排，边沟形式采用梯形边沟。道路等级：一级公路设计行车速度：大型车80公里/小时小型车100公里/小时设计荷载：路面：标准轴载100kn桥涵：新建：计算荷载：公路级计算荷载：采用标准汽车荷载设计洪水频率：1/1001.6路线设计指导1.6.1路线(1)、平面设计：按照公路原则设计，平面图按我们习惯做法。(2)、路线纵断面设计：起点高度：按照省设计院提供设计标高控制下挖处纵面，注意两条路线的高程系统的转换；起点下挖段：应结合泵站位置设置凹曲线变坡点；桥涵：按照桥涵组控制标高，尽可能考虑水田区涵洞处加变坡点；沿线交叉高压塔净空的预留满足规范要求；交叉口：重要黑色平交口考虑：主线黑色路面边缘高于被交叉路 旱田区：原则上按规划条件执行；水田区：按路基边缘高于地面0.7米控制；坡度：最大纵坡不超过4%，最小纵坡不低于1；坡长：最短坡长按照路线规范100公里时速执行；(3)、拆迁表格：详细编写各种经济表格。注意沿线排迁调查，以及旧路两侧的调查。1.6.2路基、路面及排水(1)、横断面标准横断面：a.坡比：填方：低线位采用1：3，高线位采用1：1.5。b.挖方：土质采用1：1.5，石质采用1：1。 路面横坡：全线采用2%横坡，土路肩3%，非机动车道1%向路中心倾斜。(2)、超高按照公路设计书超高值设置。(3)、路面新建路段路面结构如下： 3cm细粒式改性沥青砼ac13c 4cm中粒式沥青砼ac20c 6cm粗粒式沥青砼ac25c 20cm水泥稳定砂砾 24cm石灰土 15cm级配砂砾(4)、缘石：公路段，采用平卧路牙石边沟排水。(5)、纵向排水设计：起始段1公里：采用地面漫流排水。村屯段：石砌边沟排水，村屯密集处满铺盖板，零星出行处设置过道涵。村屯外：土边沟排水，别墅区设置浅碟边沟。山区段：设置梯形边沟，尽量少做截水沟。坡度不低于0.1%，水流急路基处浆砌片砌护。土边沟：边沟深60厘米，底宽40厘米。（6）、防护：、高填方段（填高大于3米）设钢护栏、水塘区路段按抛石处理、挡墙：下穿立交区段在机动车道与非机动车道间设置。（7）、土方：扣路槽65cm由于总体按低线位控制，故需对路床进行换填透水性材料。水田区换填80厘米石渣,旱田区换填30厘米石渣，山区考虑清表土。、路基挖方土（含挖除旧路材料）均不予利用，除培路肩土之外，土方一律外借。山区挖石方考虑纵向调配。、给出逐桩横断面图、土方计算表、公里土石方表。(8)、交叉：、县道以上设置信号灯，包括机场路、十大线。、沿线黑色交叉，加铺转角10米（县级以上加大转弯半径）。、沿线土路交叉，加铺转角5米，每侧硬化100米。、路面结构与非机动车道相同。1.6.3桥涵桥涵宽度： 大中桥均采用防撞墙， 小桥采用护栏，防撞墙设花岗岩，高出12厘米。第二章 公路平面设计锦朝大道虽然地处平原微丘地区，地段高程起伏较大，所以现将平原区和山岭重丘区选线要点、原则以及计算方法一并介绍。2.1平原地区选线原则平原微丘区由于地势比较平坦，路线受高差和坡度的限制很小，平、纵、横三方面的几何线形较易达到较高的技术标准，但往往由于受当地自然条件和地物的阻碍以及支农的需要，选线时应注意多方面的因素。2.1.1以平面为主安排路线平原微丘区路线，因受纵坡限制不大，布线时应在基本符合路线走向的前提下正确处理对地物、地质的避让与穿越，以平面为主安排路线。选线时，首先在起终点及中间必须经过的工厂、农场及风景区作为主要控制点，了解农田优劣及建筑群、水电设施、跨河桥位等地物的分布，确定避让方法。2.1.2线形与技术标准平原区选线要求路线方向直捷，线形舒顺尽可能采用较高标准。 两个小控制点之间以两点直线连接的路线是最理想的，当路线必须转折时，相邻曲线间应尽量有较长的直线，以便曲线之间有充足的过渡时间，但不能片面的追求长直线，平曲线尽量采用大半径，小偏角，从而保证线形的平顺。路线纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓而造成排水不良。平原区路基一般以低路堤为主，但必须做好排水设计，以确保路基的稳定和坚固，同时还应考虑纵坡和排灌渠位及其高度的配合。2.1.3处理好于农业的关系平原区农田成片，渠道纵横交错，路线布设时要注意与农业发展的关系，与农田灌溉、水利设施建设相结合，从支援农业出发，布线应处理好以下问题：（1）平原区新建公路占用一些农田是不可避免的，但结合我国地少人多的国情，在可能的条件下做到尽量少占或不占高产田。全面分析比较，使路线既不片面求直而占用大量良田，也不片面强调不占用良田而使路线弯曲较多，造成行车条件恶化。（2）路线布设应紧密与农田水利建设相结合，注意了解灌溉渠道的分布情况，使路线尽量与干渠平行，尽可能避免相交，最好把路线布置在渠道上方一侧或尾部。路线应尽量避开供灌溉用的水塘，必须穿过时，路线最好布设在水塘的一侧，并拓宽水塘，取土筑路，解决借土问题。2.1.4路线与城镇的联系（1）平原区有较多的城镇、村庄、工业区及其他公用设施，布线时应结合工路性质正确处理穿越与避绕、拆迁和保留的关系（2）高等级公路原则上不宜穿过城镇、工矿区及密集的居民点，以减少相互干扰确保安全。但考虑到方便运输，便利群众，充分发挥公路服务性能，路线又不宜离开城镇过远，做到“靠城不进城，利民不扰民”。2.1.5路线与桥位的配合大中桥位常常是路线的控制点，当原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求，桥路综合考虑。小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大后河沟过于弯曲的情况，可采用改河措施或改移路线，调整桥轴线与河流的夹角，以过分增加施工困难和加大工程投资，选线时应全面比较确定。2.1.6注意土壤水文条件平原地区的土壤水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘，泥沼和洼地时，一般应绕避；如需要穿越时，应选择最浅和基地坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，并保证路基的确定。2.1.7正确处理新、旧路的关系平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，当设计交通量很大，需要修建汽车专用公路时，应分别情况处理好新、旧路的关系。1现有一般一级公路由于交通量很大需建汽车专用一级公路时，宜利用、改造原路，并另建辅道供非汽车交通行驶。2现有公路等级低于一般一级路标准，宜新建汽车专用路，原有公路留作辅道。3注意路基取土和就地取材平原地区一般缺乏沙石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料的产地，以减少施工，养护材料运输的费用。2.2山岭重丘区选线原则山岭地区山高谷深，坡陡流急，地形复杂；但山脉水系清晰，这给山区选线指明了方向，不是沿山顺水就是横越山岭。沿山顺水的路线按行经地带的部位又可分为沿河、山腰、山脊等。由于各种线形所处的部位不同，地形特征、地质条件决定了选线过程中要解决的主要问题也不一样。重丘区选线活动余地较大，应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量。设计中应注意：路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。横坡较缓的地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。同时还应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。平、纵、横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓，而使路线弯曲，平面标准过低；或者只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程过大；或者只顾工程经济，过分迁就地形，而使平、纵面过多地采用极限或接近极限的指标。冲沟比较发育的地段，汽车专用公路和一级公路可考虑采用高路堤或高架桥的直穿方案；三、四级公路则宜采用绕越方案。山岭区的选线山岭地区路线一般以顺山沿河布设为宜，必要时横越山岭。按路线通过之部位和地形特征可分为以下几种线形，其设计要点如下：a、沿河（溪）线沿河（溪）线应处理好河岸的选择、线位高低和跨河换岸地点三者间的关系。河岸选择：路线应选择在地形宽坦，有阶地可利用，支沟较少、沟长较短，水文及地质条件良好的一岸。积雪和冰冻地区，应选在阳坡和迎风的一岸。除汽车专用公路外，一般公路可选在村镇较多、人口较密的一岸，以方便群众。跨河换岸地点：应慎重选择跨河桥位，处理好桥位与桥头路线的关系。线位高低：路线一般以低线位为主，但必须做好洪水位的调查，以保证路基稳定和安全。对下列局部地段应注意：临河陡崖地段，抬高路线线位时，应注意纵面高低过渡的均匀；当采用低线位时，应注意废方堵河、改变水流方向和抬高水位的影响。迂回河曲的突出山嘴，可考虑采用深路堑或短隧道方案；对迂回河弯地段，可考虑改河方案，以提高路线技术指标。通过水库地区时，应考虑水库坍岸、基底沉陷的影响，以确保路基稳定。b、越岭路线越岭路线选线时，应结合水文地质情况处理好垭口选择、过岭标高和垭口两侧路线展线方案三者问的关系。垭口选择：垭口是越岭线方案的重要控制点，在符合路线基本走向的情况下，应综合地质、气候、地形等条件，从可能通过的垭口中，选择标高较低和两侧利于展线的垭口。对于垭口虽高，但山体薄窄的分水岭，采用过岭隧道方案有可能成为更合适的越岭位置时，亦应予以比较选择。过岭标高：过岭标高是越岭线布局的重要控制因素，不同的标高会出现不同的展线方案。除工程地质不良和宽而厚的垭口外，一般可用深挖方式过岭。当挖深在2530m以上时，则应与隧道方案进行比较。垭口两侧展线方案：首先应考虑自然展线，不得已时方可采用回头展线。回头展线应尽量利用山谷（主沟、侧沟）、支脉（山嘴、山脊）和平缓山坡等有利地形，并应尽量避免在一个山坡上布设较多和相距很近的回头曲线。越岭路线的纵坡应力求均匀，平均纵坡及纵坡长度应遵守公路工程技术标准（jtg b01-2003）1的规定。一般不应设置反坡，特殊情况下设置反坡时，应予以论证。c、山脊路线当路线走向与分水岭方向一致，且分水岭平面不迂回曲折，各垭口间的高差也不悬殊时，可采用山脊线。选线时应处理好控制垭口、侧坡以及控制垭口间的平均坡度三者的关系。控制垭口的选择：分水岭方向顺直、起伏不大时，每个垭口均可暂定为控制点；地形复杂，起伏较大且较频繁，各垭口高低悬殊时，宜以低垭口作为控制点，突出的高垭口可以舍去；在有支脉横隔时，对相距不远、并排的几个垭口，应选择其中一个与前后联系条件较好的垭口作为控制垭口。侧坡的选择：当分水岭宽阔、起伏不大时，路线以设在分水岭顶部为宜。如需将路线设在两侧山坡时，应选择坡面较整齐，横坡较缓，地质、水文情况良好，积雪、冰冻和支脉分布较少的一侧。控制垭口间的平均坡度：两控制垭口间应力求距离短捷，坡度平缓。若控制垭口间平均坡度超过规定，则应视具体地形、地质条件，采用深挖、旱桥、隧道等工程措施，也可利用侧坡、山脊有利地形展线。2.3路线方案比选的评价指标路线方案比选的评价指标较多，主要有技术、经济、政策、行车安全及国防上的意义，交通网系统中的作用及其联系城镇的多少等指标，本设计中只作技术和经济两类评价指标。1、路线的布设可见平面地形图。在布设过程中，共推出两个方案：第一方案：占用部分农田和房屋，共设置了三个交点, 线形比较平顺,连接的居民区较多，地势相对较平坦，填挖量较小，与河流多数为正交。第二方案：共设置了四个交点,且半径都较小，线形不流畅,地面线起伏较大，占用部分农田，连接了附近较少的居民区。填挖量较大，工程造价较高。与河斜交,。2、路线方案的选定及比较路线方案本身是路线设计中最基本的问题，方案是否合理，不但直接关系到公路本身的运输效果，更重要的是影响到公路在公路网中是否起到应有的作用，是否满足国家的政治经济国防上的要求和长远利益。路线方案的拟订和比较就是在路线的起终点及中间必须经过的城镇或地点间拟出各种可能的方案，并在深入调查的基础上，综合各方面的因素，通过比选，最终提出合理的路线方案。（1）、影响路线拟订和比选的的主要因素沿线自然条件的影响：要求的技术等级与实际可能达到的的技术标准及其对路线的使用任务，性质的影响，路线增长系数、筑路材料来源、施工条件、三材用量、造价工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等的影响与施工期限的长短等。路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设单位对路线使用任务性质要求，战备，支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。路线在铁路、公路、航道等交通网中的作用，与沿线地区的工矿、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利建设的配合和用地情况。其他如沿线历史文物、革命史迹、旅游风景区的联系等。（2）、本设计道路沿线的自然特征和路线特征自然特征：本地区除一般为多为平原微丘，且分布有居民点，有旧路可以利用。路线特征：本地区地形对路线限制不太大，路线平纵配合能达到一个较好的水平。本地区选线时，应主要处理好填挖平衡，以纵向填挖为主安排路线。（3）、道路设计指标比选见表2-1、表2-2： 表2-1 方案比选表一评价指标单位方案一路线长度m4347.913转角总和612748.9转角平均度数202916.3平曲线个数个3最小半径m750竖曲线个数个3最小半径m12000纵断面最大纵坡个数个1坡度3.38%坡长m541.0最小纵坡个数个1坡度0.704%坡长m1149.4构造物涵洞数量座/m2/1000土石方工程数量填m354000.4挖m312129.5总m366129.9续表2-1最大填挖方高度填m9.85挖m9.26表2-2 方案比选表二 评价指标单位方案二路线长度m4462.157转角总和1563024转角平均度数39834平曲线个数个4最小半径m550竖曲线个数个5最小半径m5500纵断面最大纵坡个数个1坡度4.062坡长m230最小纵坡个数个1坡度2.397%坡长m876构造物涵洞数量座/m5/3400土石方工程数量填m3112365.8挖m356635.3总m3179001.1最大填挖方高度填m15.6挖m11.5本路线设计共有两个路线设计方案:方案一:线形较好,地势相对平坦，虽占用房屋拆迁量稍多,但填挖土石方量较小，与河流正交。方案二:路线较长,路线的起伏较大，半径较小，线形不流畅,填挖土石方量最多,道路建设需要大量的资金，且与河流都是斜交。经比较选择第一方案为推荐方案。所以最终选择方案一。具体比选线型设计见“平面线型图”。2.3 平面选线设计2.3.1公路等级的确定根据规范：高速公路：一般适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上。一级公路：一般适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1000025000辆。二级公路：一般适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25007500辆。详细资料见表2-3 表2-3 数据资料车型小客车小客车1.0中型载重汽车2.0载重汽车、大平板车3.0大型小型载重汽车、大客车2.0已知交通量见表2-4 表2-4 交通量表日野kf300d黄 河jn150太湖xq641东 风cs938黄海dd69045014001501025设计年限15年 车道系数 0.4 表2-5 交通量增长率状况序号分段时间(年)交通量年增长率164.0%253.5%343.0%路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2426 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 6946596 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1967 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 5632298 公路等级 一级公路本次设计路线为平原微丘区一级公路。2.3.2一级公路的主要技术指标一级公路的主要技术指标见表2-6表2-6 一级公路主要技术指标表设计车速100km/h平曲线一般最小半径400m极限最小半径250m缓和曲线最小长度75m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 2500m 2.0% 3350m最大纵坡5%凸曲线一般最小半径4500m极限最小半径3000m凹曲线一般最小半径3000m极限最小半径2000m本设计公路平曲线半径分别为半径：1200m、800m、750m缓和曲线长度分别为： 100m、150m、180m；竖曲线半径分别为：5000m、12000m、55000m，经验证，均满足要求。2.3.3 带有缓和曲线的平曲线计算公式（1）、有缓和曲线的圆曲线要素计算公式【3】在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下： （2-1） （2-2） （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） （2-7） （2-8）式中: 总切线长，（）；总曲线长，（）； 外距，（）；校正数，（）；主曲线半径,（）；路线转角，（）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（）；缓和曲线切线增值，（）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；缓和曲线长度，（ （2-11） （2-12） （2-13） equation.dsmt4 （2-11） （2-12） （2-13） （2-14）2.3.4 路线曲线要素计算（1）、路线简介 该一级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：全长：4347.913, 交点：3个交点桩号：k1+164.329、k2+584.236、k3+723.561半径：1200、800、750 缓和曲线长度：100、150、180（2）、曲线要素jd1：k1+164.329设， ，则曲线要素计算如下：主点里程桩号计算：jd1：k1+164.329 jd2：k2+584.236 jd3：k3+723.561设， ，)，则曲线要素计算如下：主点里程桩号计算：jd3：k3+723.561 综上：交点校核无误。第三章 纵断面设计3.1 纵断面设计方法与原则纵断面反映了路线纵坡的变化、反映了沿着中线地面的起伏；设计线与原地面的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的三维立体效果。纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线所经地段的纵断面地面线，依据平面选线确定的道路里程桩号及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面等试定坡度线，再用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。平原微丘区一级公路纵断面设计相关技术指标：最大纵坡：5%最大容许合成坡度：10.0%最小坡长：200m竖曲线最小半径： 凸曲线一般最小半径：4500m 极限最小半径：3000m 凹曲线一般最小半径：3000m 极限最小半径：2000m各级公路的最大纵坡及坡长长度限制不易轻易采用，而应有适当的余地。为了有利于路面排水和边沟排水，一般情况下，以采用不小于0.3%纵坡为宜。坡长限制主要是控制一般纵坡的最小坡长。本设计的竖曲线半径分别为：12000m、25000m、55000m，经验证均满足要求。3.2 平纵线形的协调线形组合设计是在平面设计和纵断面设计基本确定的基础上对平纵线形进行调整组合，使其满足视觉连续；心里感觉舒适，使道路与周围环境景观的协调，并考虑到排水的要求，成为连续、圆滑、顺适、美观的空间曲线。当计算行车速度60km/h时，对路线进行线形组合设计尤为重要。平纵线形配合的基本原则：1、应能在视觉上自然诱导司机的视线，并保证视觉的连续性。2、平纵线形技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3、选择组合的当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。4、平曲线应和竖曲线重合，且平曲线应比竖曲线长。5、坡度的控制应与线形组合设计相结合，有条件的，一般最大合成坡度不小于10%，应避免急弯与陡坡相重合的线形。6、线形应避免的组合：a、计算行车速度大于或等于40km/h的公路，应避免在凸曲线的顶部与凹曲线的顶部插入小半径平曲线。b、 凸曲线的顶部与凹曲线的底部不得与反向平曲线的拐点重合。c、 直线上的纵曲线应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形。d、 直线段内不能插入短的竖曲线。e、 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重合。f、 避免在长直线上设置陡坡和曲线长度短、半径小的凹曲线。3.3 竖曲线计算3.3.1 简述该一级公路路线总长4347.913m，全线共设三个竖曲线，其中一个凹曲线，两个凸曲线。变坡点桩号：k0+650、k1+160、k2+580纵坡坡度：+3.385%、+1.569、+0.704%、+ 1.295%竖曲线半径： 12000m、25000m、55000m，竖曲线要素的计算公式竖曲线要素的计算公式汇总如下： （3-1） （3-2） （3-3） （3-4）式中 竖曲线半径，（m）； 切线长，（m）； 竖曲线长，（m）； 外距，（m）； 竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离，（m）；竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差，也称为修正值或竖距。3.3.2 竖曲线设计变坡点1：k0+650已知：， 设置凸曲线，设半径，曲线要素计算如下： 变坡点2：k1+160已知：， 设置凸曲线，设半径，曲线要素计算如下： 变坡点3：k2+580已知：， 则：设置凹曲线，设半径r=55000m，曲线要素计算如下：综上：校核无误。第四章 横断面设计公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图，它反映了路基的形状和尺寸，横断面设计应满足如下要求：1、横断面设计应符合公路建设的基本原则和现行公路路线设计规范（jtg d20-2006）规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件，并更具公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。2、设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与配合，不能任意减、并农田排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。3、路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋土挡墙。4、地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑进行设计。4.1 横断面的组成4.1.1 横断面的组成公路横断面由行车道、中间带、路肩、边沟、边坡等部分组成。4.1.2 路基的类型通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的，由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。（1）路堤路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.01.5者，属于矮路堤；填土高度大于 18（土质）或20（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.518m范围内的路堤为一般路堤。矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响。设计时应注意满足最小填土高度的要求。力求不低于规定的临界高度，使路堤处于干燥或中湿状态。路基两侧均应设边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面经济合理，需要进行个别设计，高路堤、浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式。为防止水流的侵蚀和冲刷坡面，高路堤和浸水路堤的边坡，须采取适当的坡面防护和加固措施。（2）、路堑路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。挖方边坡可根据高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚应设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。挖方路基处土层地下水文状况不良时，可能导致路面的破坏，所以对路堑以下的天然地基，要人工压实至规定的压实程度。必要时应该翻挖，重新分层填筑、换土或进行加固处理，采取加铺隔离层，设置必要的排水设施。（3）、半填半挖路基位于山坡的路基，通常选取路中心的标高接近原地面的标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。上述三类典型横断面形式，各具特色，分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异很大，且路基位置、横断面尺寸及要求等，亦应服从于路线，路面及沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必需因地制宜，综合设计。4.1.3 横断面设计综述为保证最小填土高度，全线填挖结合，以填方为主，最高填土高度为9.85米，最高挖方高度为9.26米。4.2 横坡的确定4.2.1路拱坡度根据路基设计规范，为有利于路面的排水，路面应设置一定的横向坡度，对于不同路面规定不同范围的横坡限制：沥青混凝土路面：1.02.0%4.2.2路肩坡度当硬路肩的宽度2.25时，应设置向外倾斜的横坡。曲线外侧的路肩横坡方向及其坡度值：见表4-1表4-1 路肩横坡方向及其坡度表行车道超高值（%）2、3、4、56、78、9、10曲线外侧路肩横坡方向向外侧倾斜向内侧倾斜向内侧倾斜曲线外侧路肩坡度值（%）-2-1与行车道行坡相同4.3 弯道的超高和加宽4.3.1 超高及超高缓和段（1）、超高为迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定横向坡度的路拱形式，这样在圆曲线路段的弯道上，当汽车沿着双向横坡的外侧车道行驶时，由于车重的平行路面分力与离心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲线外侧，将影响行车的横向稳定。圆曲线半径愈小，对汽车行驶的横向稳定影响愈大，故在弯道设计中，为了能像在路面内侧车道行驶时那样用车重的平行路面分力抵消一部分横向力，以保证行车的横向稳定，可将外侧车道升高，构成与内侧车道倾斜方向相同具有一定横向坡度的单坡横断面，这样的设置称为超高，其单坡横断面的横方向坡度叫做超高横坡度，简称超高度iy。公路路线设计规范（jtg d20-2006）规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车厢组成情况确定。高速公路、一级公路的超高横坡度不超过10%，其他各级公路不超过8%。（2）、超高缓和段从直线上的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，由一个逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段称为超高缓和段，一般公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。 超高过渡方式所设计的公路是具有中间带的平原高速公路，采用绕中央分隔带边缘旋转，以这样的方式，将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持水平状态。 超高缓和段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下式进行计算： （4-1）式中：旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（）； 超高坡度与路拱坡度代数差，（）； 超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。4.3.2超高值的计算 此设计的公路有中间分隔带的公路。超高的计算方式有三种：（1）、绕中央分隔带边缘旋转；（2）、绕各自行车道中心旋转；（3）、绕中间带中心旋转。在实际的设计中应用较多的是第一种和第二种方法，在超高过程中，内外侧同时从超高缓和段起点开始绕各自旋转轴旋转，外侧逐渐抬高，内侧逐渐降低，直到hy（或yh）点到达全超高。在圆曲线段上设置超高后，道路和内、外侧边线与设计标高之差h，应给予计算并列于“路基设计表”中，以便于施工。表4-2所示超高值计算公式。 图4-1 超高计算点位置 单位：m表4-2 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距离处行车道横坡度备注外侧c1. 计算结果均为与设计高之差；2. 设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程； 3. 加宽值按加宽计算公式计算；4. 当时，为圆曲线上的超高值 d0内侧d0c左侧（或右侧）行车道宽度（m）； 左侧路缘带宽度； 右侧路缘带宽度； x距离处路基加宽值（m）； 超高横坡度； 路拱横坡度； 超高过渡段长度； 超高过渡段中任一点至起点的距离；以上长度单位均为。例如：桩号k1+163.974： d: 内侧：d: c:=桩号k2+581.661： , , ， ,，则 外侧：c:= d: 内侧： d: c:=桩号k3+719.732： , , ， ,，则 外侧：c: d: 内侧： d: c:4.3.3 加宽汽车在平曲线上行驶时，因为每一车轮沿着各自独立的轨迹运动，汽车在弯道上占据的宽度比直线段大，为保证汽车在弯道上行驶与直线上行驶具有同样的富余宽度，圆曲线路段的路面必须加宽。公路路线设计规范（jtg d20-2006）规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m时，由于加宽值较小，且行车道已具有一定富余宽度，故可不设加宽。本设计平曲线半径均大于250m，所以不设加宽。路线横断面设计综述：1、 路拱坡度 2.0%2、 路肩坡度 3.0%3、 超高度:超高度可由平曲线半径范围选取，由公路路线设计规范（jtg d20-2006）：平原微丘区：平曲线半径 13001620m，iy=5% 不设超高的最小半径为：5500m设超高缓和段: p=1/250 （4-2） 取超高缓和段长度为：100m。4.4 土石方数量计算与土石方调配4.4.1 横断面面积的计算为计算路基土石方数量需先求得横断面面积，当地面不规则时，常采用的方法有积距法和几何图形法。横断面面积计算时应注意的问题：1、填方面积和挖方面积应分开计算。2、填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。3、如基底是淤泥需换土时，先算出挖出淤泥的面积，再计算换土填方面积，即统一面积计算两次。同理，挖方台阶的面积也应计算两次。4、 大、中桥起终点之间的土石方数量，不计入路基土石方工程数量内。4.4.2 路基土石方工程数量的计算各中桩的横断面面积求出后，即可进行土石方工程数量计算。常采用平均断面法计算。假定相邻两横断面间为一横断面积为两端断面积平均值的棱柱体，其高是横断面的间距。 （4-3）在路基土石方数量计算表中进行计算。4.4.3 土石方调配计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量。通过调配，合理的解决各路段土石方数量的平衡和利用问题，使路堑挖出土方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所取，挖方有所用。（1）、调配原则在半填半挖断面中，应首先考虑本路段内移挖作填，进行横向平衡，然后再作纵向调运，以减少总的运量。调配时应考虑到桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不能跨沟调运，同时应注意施工的可能和方便，尽可能避免和减少上坡运土。为使土石方调配合理，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。土方调配“移挖作填”，除考虑经济运距，还要综合考虑弃土或借土占地、赔偿青苗损失以及对农业生产的影响问题。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（保证不同的土分层填筑路基）和人工构造物的材料供应（如小桥涵所用的片石）。位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上、下线的调运。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，在可能的条件下宜将土平整为耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。（2）、调配方法本设计有些地段要大部分填方，而有些地段要大部分挖方，总体上计算填方大于挖方。但可以将大部分的挖方采用机械运土，转移到需要大部分填方的地段，以保证借方的最小数量。第五章 路基路面排水设计路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。5.1 路基路面排水的一般原则1、排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。2、设计前查明水源和地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑排水与桥涵布置相配合，地下与地面排水相配合，平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。3、各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当的增设管涵或加大管涵孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。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，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，对于土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。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，既要稳固使用，又必须讲究经济效益。6、为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，也可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。5.2 路面排水设备5.2.1 边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到表沟的排水作用。