.4公里道路设计说明书毕业论.doc

哈尔滨工业大学毕业设计（论文）摘要道路在整个交通运输中的地位愈来重要，占据着整个交通运输的近一半运输量。目前，道路建设的作用显得尤为突出。本次公路设计是山岭重丘区二级路的常规设计，分为初步设计和详细设计两大部分。初步设计时首先要确定道路的等级，然后据此在所给定的地形图上选出两条的不同的路线来进行设计。设计内容包括线路的平面设计、纵断面设计、横断面设计以及确定桥涵的位置，最后对所选的两条路线进行方案比选，从中选择最佳方案。详细设计是在初步设计的路线中选择了1.4km路段而进行的。具体地，平面设计与初步设计中的大体一致，纵断面设计作了较大的调整，在土石方计算与调配之后，还对路基、排水（尤其是涵洞）和路面进行了重点设计。最后进行工程预算的编制。本次设计主要是进行建筑安装费的计算。关键词 平曲线 竖曲线 涵洞 路基 路面 预算AbstractThe position of road in all the transportations becomes more and more important, nearly half of transportation. At present, the function of road construction is outstanding. This highway design is a general one which is about a secondary road in a mountainous area, and its made up of preliminary design and detailed design.In the part of preliminary design, the first step is determining the grade of the highway. Then, according to this grade to choose two routes in given terrain map. Up to date, the design is started really. The content includes the plane design, the vertical section design, the transect design and the choosing of position for bridges and culverts. The last step is choosing the better project and the choice should been made between the two routes which have been selected.In the part of detailed design, the first step is picking out one point four kilometers routes from the preliminary design. Concretely, the plane design is same as the preliminary one, the vertical section design has been adjusted before the volume of earth and rock. After this, subgrade, pavement and drainage (especially culverts) have been designed in stress.At the last step, we should compile the project budget. This design is primary about calculating architectural and installing cost.Keywords plane curve vertical curve culvert subgrade pavement budget 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -哈尔滨工业大学毕业设计（论文）目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 项目背景11.2 我国的公路现状11.3 道路建设的必要性及可行性研究21.4 自然情况对道路设计与施工的影响21.4.1 气象、水文条件的影响21.4.2 工程地质、土壤植被的影响31.4.3 沿线植被及土壤分布情况31.4.4 道路建筑材料及分布情况3第2章 初步勘测与设计42.1 道路等级的确定42.2 选线与定线52.2.1 选线的原则52.2.2 选择路线方案62.3 平面设计72.3.1 起终点及各交点坐标、转角的确定72.3.2 平曲线设计82.3.2.1 简单圆曲线计算82.3.2.2 带有缓和曲线的平曲线计算92.4 纵断面设计112.4.1 纵坡设计112.4.2 竖曲线设计112.4.2.1 竖曲线要素计算122.4.2.2 竖曲线起、终点及其上各桩号高程的计算122.5 横断面设计122.6 路面、桥涵设计132.6.1 路面设计132.6.2 桥涵设计132.7 方案比选142.7.1 路线方案比选的评价指标152.7.2 路线方案的比选结果16第3章 详细设计173.1 详细技术测量173.1.1 确定详细设计的路段173.1.2 等高线的加密173.2 详细平面设计173.3 详细纵断面设计173.4 详细横断面设计183.4.1 土石方计算与调配183.4.2 路基设计193.5 道路排水设计193.5.1 路面排水设计193.5.2 路基排水设计203.5.2.1 边沟、截水沟、排水沟设计203.5.2.2 涵洞设计203.6 路面结构设计23沥青混凝土路面设计233.7 工程预算28结论29致谢30参考文献31附录1 英文原文32附录2中文译文40千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -哈尔滨工业大学毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 项目背景道路是交通运输方式中的一种，与其它交通方式相比，在整个交通运输系统中发挥着其它交通设施不可替代的作用。交通运输历来与国民经济有着不可分割的密切关系。它是国民经济的命脉，是联系工业和农业，城市和农村，生产和消费的纽带，是国民经济的“先行官”，是一个国家得以强大的重要的物质基础。要实行国民经济的现代化，必须首先实现交通运输现代化。道路作为现代交通运输系统的五种组成方式之一，在各个方面都发挥着巨大的作用，能够带来很好的经济效益和社会效益。近年来我国高速公路及一级公路的里程数目逐年增加，为国民经济的飞速发展提供了强有力的前提条件。可是这仅仅局限于大城市之间，连接乡村的较低等级的公路还远远满足不了现实的要求，这样就阻止了国民经济的进一步发展。所以为了缓解这一矛盾，在大力修建高等级快速公路的同时，增修连接各乡村之间的较低等级的公路已显得刻不容缓并很迫切。1.2 我国的公路现状新中国成立以来，经过四十多年的建设，我国以及本形成了具有一定规模的中和运输系统。公路建设有了长足进步。改革开放十八年，特别是“七五”和“八五”的十年也是公路工程实际现代化过程的十年。这十年中高等几公路建设和高等级公路建设和深水大跨桥梁建设取得突破性进展。到1995年底，全国民用运输车辆3000万辆，其中汽车保有辆达1100多万两，全国公路客运辆占各种运输方式的总量的88%。旅客周转量占50.5%，公路货运量占76.6%，货物周转量占13.6%。公路交通这一运输方式已经得到广泛的重视。公路交通的快速发展势头将在未来相当长的一段时间内保持下去。公路的设计、建设与管理水平已得到较大的提高。 我国的公路建设以进入快速发展的阶段，包括建设公路主骨架在内的“两纵两横三条线”，行成几条通行能力大，规模效益好的南北向、东西向的公路运输大通道，建设其它国道主干线和对地区发展至关重要的其它公路及重要的国防公路，加强中西部地区、贫困地区的公路建设。我国确定了在相当长的一段时间内把交通继续作为经济建设重点之一，并规划在2010年是我国交通运输与国民经济发展想适应。公路基础设施，在交通运输中的地位和作用十分重要。作为将来的道路公路建设者，我们应站在国民经济发展全局与交通相适应的战略高度上，为我国的公路建设贡献自己的才华和力量。1.3 道路建设的必要性及可行性研究可行性研究是在建设前期对建设项目的一种考虑与鉴定。对拟建项目在技术上是否可行，在经济上是否有利，建设上是否可能，所进行的综合分析和全面科学论证的技术经济研究活动。目的是为了避免或减少建设项目决策的失误，提高投资的综合效果。据了解，黑龙江省林口地区近年来经济发展较快，各村屯之间物流频繁，两地间载重汽车增长迅速，为了适应交通量迅速增长的需求，改善交通环境，加快两地的交通运输，配合该地区的经济发展，根据近年来的交通调查和统计情况以及未来经济交通发展情况，该地区急需修建一条贯通两地的公路。另外，该地区的林业发达，矿产资源丰富。但因交通不便，大量资源难以外运，致使经济长期滞后，严重影响人民生活水平的提高，更由于交通的不便利，使得大好旅游资源难以开发，信息不能快捷传输，投资环境也因没有路而显得窘迫。本着 “要想富，先修路”的原则，修建一条连贯公路显得非常必要和迫切此次要修建的公路在莲河村至高禄屯段地区，此段正是属于这样的地区。据交通调查，此段区间的交通近年来发展比较繁忙，年增长已达7%,但两地间的道路皆是一些羊肠小路，无一条能直达的道路可行。大大影响了两地及附近地区的经济发展。沿线许多特产及木材等无法运送出去。而且在此区间附近有多采石场，小型石灰厂和水泥厂，沿线有丰富的沙砾,这些都为修建公路提供了材料，从而节省了开支，为在此区间修建公路提供了条件。因此在这里修建一条公路是必要的，也是完全可行的。1.4 自然情况对道路设计与施工的影响1.4.1 气象、水文条件的影响该公路地处黑龙江东部山区。夏季温暖润湿，最高气温24 oC，雨量充沛；冬季寒冷，最低气温-36 oC，最大冻深2.0m，降雪丰富，冬季主导风向为西北风。这样路线可尽量与风向垂直并走向阳的一侧以减少路边积雪。此外，持久低温度的环境对道路非常不利，最容易发生冻胀、翻浆现象。这也是黑龙江地区筑路时的重点考虑对象，可以适当抬高线位使路基达到一定的高度以防止水对路用性能的影响，还可以加铺防冻垫层及隔离层以截断毛细水的上升从而达到避免冻胀翻浆的目的。在设计路面时要选用温度敏感性低的、耐水的材料，施工时要严格控制路基的压实度，保证路基有足够的强度，路面有足够的稳定性。1.4.2 工程地质、土壤植被的影响沿线地形起伏较大，但山体较稳定，无不良地质状况，局部有裂隙水露头；境内冲沟发育，有多条河流通过，河床稳定；山上地下水埋深3m以下，低洼处地下水埋深在0.5-1.2m左右。路基的岩土性质和地质构造是产生各种病害与变形的内部原因和根本因素，因此充分考虑路段内的地质状况对设计有着决定性的意义。沿线树木较多，多为粘质土，山坡上2米以下是碎石土,所以在路线的走向上，只要避免通过低洼积水地带，避免大填大挖，在原则上是不会产生问题的。沿线农田较少，草地、牧场及灌木丛较多，故选线时应尽可能少的破坏植被，以维持生态平衡。1.4.3 沿线植被及土壤分布情况沿线无不良地质现象，树木葱郁繁茂，沿线多土石山，3-5m以下有玄武岩和页岩。境内经过一段农田为旱田，选线时应注意少占旱田，在经过有冲沟谷地的地段时，要考虑保持一定的距离。1.4.4 道路建筑材料及分布情况沿线有多采石场，零星分布有小的石灰、水泥厂，其他均需外购。这样在基层、底基层及垫层材料的选择上就要有的放矢，充分利用当地材料，以节省开支，提高经济效益。至于沥青及水泥的购置，要慎重考虑，结合当地的实际情况，选择与之相适应的型号，因为路面材料在整个道路投资中占有很大的比例。通过以上情况的分析，认为该道路设计应重点注意排水、防冻以及防护问题。施工时深挖路堑注意边坡防护和排水；高路堤注意边坡稳定；路面结构厚度要满足防冻要求；沥青路面注意高温稳定性及低温抗裂性；考虑到半刚性基层在沥青路面早期损坏中的种种弊端，本试验段特尝试用沥青碎石基层代替一部分半刚性基层，这些在选择材料时，应注意。 第2章 初步勘测与设计2.1 道路等级的确定因为不同性质，任务和地区的公路有着不同的要求，在技术上达到的完善程度也不同。所以为了更好的发挥公路的作用，使之符合国家建设的需要，从而合理的使用建设资金，确定一条公路的建设标准是必须的也是必要的。现根据新标准规定的远景设计年限、调查到的近期交通量及交通量增长率来确定该道路的技术等级。下面是近期交通量调查表： 表21 近期交通量调查表车型数量车型数量扶桑FU102N20 解放CA10B550 江淮HF140A型300 东风SP9250型20交通SH36127小汽车150黄河QD351300根据原始资料中给出的近期交通量，查沥青路面设计与验算系统使用手册附录一中附表一，得到汽车划分类型，同时根据公路勘测设计P20表2-1得以小汽车和中型载重汽车为标准的折算系数。若折算成小客车 应设计成高速或一级公路，取设计年限为20年，根据公路路勘测设计中所给公式： （21）式中： （22）Ni - 各种车辆的换算系数Qi - 各种车辆的交通量由交通增长率7.0%，设计年限为20年，则第20年的交通量为 根据公路工程技术标准当以小汽车为换算标准时，应设计成高速公路或一级公路，但根据公路工程技术标准1.0.2一级公路的交通量应为1500030000辆/日。所以本路段不能设计成高速或一级公路。若折算成中型车初步设计为二级路，取设计年限为15年，计算步骤和公式同上，代入各数据把n变成15，得到设计年限末期的平均昼夜交通量为3306辆/日。根据公路工程技术标准二级路的交通量应为30007500辆/日。表22 交通量折算系数表标准车型车辆种类小客车中型载重汽车扶桑FU102N1.00.5江淮HF140A型2.01.0交通SH3612.01.0黄河QD3512.01.0解放CA10B2.01.0东风SP9250型2.01.0小汽车1.00.5综上所述，本设计的公路等级为山岭重丘区二级路，设计年限为15年。2.2 选线与定线公路的选线和定线，就是根据公路的性质任务等级和标准，结合地形地质地物及其它沿线情况，综合平纵横三方面因素，在路线起终点间，选出一条技术上可行经济上合理，能满足使用要求的道路中心线。路线是否合理将直接影响到公路的质量工程造价以及公路使用条件安全性和使用年限，因此选线与定线是一个非常重要的环节。2.2.1 选线的原则 应符合公路线形设计的基本要求。公路路线本身的平、纵、横三方面的相互影响和制约以及路线位置对公路构造物和其他公路设施影响很大，而线形设计是对公路路线平、纵、横三方面的一种综合设计，选、定线作为线形设计的先导，应符合公路线形设计的基本要求。 选、定线应在保证行车安全 、舒适、迅速的前提下，使工程数量少，选价低，运营费用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，不应轻易采用接近极限或低限指标，在不降低技术指标的情况下，尽量节约工程造价。 选线要尽量选择地质稳定、水文地质条较好的地带通过。对于地质不良的地段，在不影响路线基本走向时，可以考虑避让，必须通过时应尽可避重就轻，采取工程措施妥善布置线位，做到线形符合要求，路线稳定安全，不留后患。 综合考虑路线与桥位的关系路线应综合考虑既不应单纯强调桥位，而使路线过迂绕或使桥位接线不合理，也不应只顾路线，而使桥位不舒适，小桥涵的位置应服从路线走向，在不降低路线技术指标的情况下，也应照顾好桥涵位置的合理性。 对于沿河线，线位较低，要跨越较多河沟，为了防御洪水的侵袭和破坏要增加防护工程。此处冬季比较寒冷，路线应尽可能选择阳坡和迎风的一岸，以减少流冰等病害。为了防止路面积雪路面的前进方向要尽量与冬季主风向一致。 对于越岭线，选择垭口，作为重要控制点，选择适当的过岭标高。尽可能采用自然展线。同样要走迎风阳坡的一面。2.2.2 选择路线方案本设计路段起点为莲河村，终点为高禄屯，地处黑龙江林口地区，两点间有高山，也有河流，但山体稳定，无滑塌现象，该地区属于季节性冰冻地区，夏季多雨，冬季多雪，故应注意设计时的防冻验算问题。本设计即有沿溪线又有山岭线。选择的路线方案为沿溪线和越岭线，下面详细论述：方案：起点至JD2采用沿河线，在JD2至JD4之间由于存在沼泽但又接近村庄，故在选线时应尽量绕开沼泽，但考虑线形走向，选择迁近沼泽。在JD5和JD7由于角度太小，但又考虑线形走向以及通过对布线的分析比较，选择如图的线形。JD8至终点采用沿河线并最终跨河，因为沿河线的海拔比较的低，气候条件比较好，便于施工养护和行车，另外，沿河线依山伴河，沙砾石料丰富，水源充足，为施工和养护的就地取材提供了很好的条件。方案：此线路由于地势走向较为合理，只是在JD2处采用垭口控制大部分地段均能满足6%的坡度放坡。具体展线可参见初步设计平面图。很关键的一步还算是调整线路，因为有时候仅仅是微调，就可以产生巨大的差别，可以减少很多不必要的麻烦。较有效的方法是粗略绘制纵断面图，计算一些特征点的概略高程，根据交点位置及地面起伏变化，找到最需要调整的点，调整线位使之合乎要求。毕竟纸上定线是一个反复试线、比较逐步趋于完善的过程。应该不断的去尝试，直到取到另自己满意的线形。2.3 平面设计2.3.1 起终点及各交点坐标、转角的确定在选线完成后就可以进行平面设计了。首先要做的是确定各交点的坐标、方位角及各交点之间的距离。具体做法是：先假定坐标零点，按比例在地形图上量出各交点的坐标，根据各交点的坐标按几何关系可以计算出各交点之间的距离及相应的转角。两个方案的起点、终点及各交点的坐标，各交点之间的距离汇总于一表。如表23所示：表23 两方案之交点、距离表交点序号方 案 一方 案 二坐标距离（m）坐标距离（m）XYXY起点A460.0142.0688.00.0JD1598.0757.0630.291920.0958.01560.64JD210.01793.01191.231990.02500.01543.59JD3195.03165.01384.422600.03320.01022.01JD4862.04770.01738.083350.03040.0800.56JD51515.05094.0728.964270.03100.0921.95JD62335.06484.01613.854850.03665.0809.71JD73020.05518.01184.225395.04545.01035.10JD8（B）4273.05433.01255.886125.04870.0799.08JD94893.05000.0756.23B5852.05186.0976.87按几何关系计算所得的各交点转角表如表24所示：表24 两方案各交点转角表 单位：（） 方 案 一方 案 二交点转角交点转角交点转角交点转角JD142 23 33JD6114 26 33JD149 13 00JD613 58 00JD236 46 00JD750 38 06JD234 04 33JD733 43 33JD314 38 07JD831 06 12JD3105 55 3JD441 04 33JD947 12 12JD425 01 00JD534 12 00JD540 13 002.3.2 平曲线设计圆曲线是平面线性中常用的线性要素，而缓和曲线的加设又可以提高视觉的平顺度及线性的连续性。因此，如何根据地形要求选用适当的圆曲线半径和合适的缓和曲线长度就成了关键。为了使路线顺适,规范做了详细的技术指标规定。对于山岭重丘区二级公路，计算行车速度为40km/h，圆曲线一般最小半径为100m，极限最小半径为60m。缓和曲线最小长度为35m，平曲线最小长度为70m，平曲线中圆曲线最小长度为35m。相邻两曲线之间的直线段长度也又明确的规定：同向曲线之间的最小长度为2V，即80m；反向曲线之间为6V，即240m；直线的最大长度为20V，即800m。按照以上规定，结合实际地形，初拟曲线要素，具体计算式如下。2.3.2.1 简单圆曲线计算（1）简单圆曲线的计算可以按照以下式子进行： （2-3） （2-4） （2-5） （2-6）式中： T-切线长，m; 图21 简单圆曲线示意图L-曲线长，m;E-外矢距，m;J-校正值，m;R-曲线半径，m;-曲线转角。 （2）主点桩号的计算可以按下式进行： （2-7） （2-8） （2-9） （2-10）2.3.2.2 带有缓和曲线的平曲线计算 （1）带有缓和曲线的平曲线要素计算 （2-11） （2-12） （2-13） （2-14） （2-15） （2-16） （2-17） （2-18） 式中：TS-总切线长，m; 0-缓和曲线终点处的缓和曲线角;q-缓和曲线切线增值,m; LS-总曲线长，m;ES-外距，m; R-主圆曲线的内移值,m;JS-校正值,m; lS-缓和曲线长度,m; R-主曲线半径,m; Ly-平曲线中圆曲线长度，m。 -路线转角; （2）主点桩号的计算 （2-19） （2-20） （2-21） （2-22） （2-23） （2-24） 图22 带缓和曲线的平曲线示意图按照以上公式对曲线要素及主点桩号进行计算并且经过验算准确无误。然后就是根据所得结果把主点桩号反映在平面图中，并在中间加桩，直线段为100米一桩，曲线段为50米一桩。排桩后得到两方案的实际里程数：方案一为10656.81米；方案二为8152.75米。2.4 纵断面设计纵断面线形主要包括纵坡和竖曲线。我们知道：纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度，直接影响公路服务水平、行车质量和运营成本，也反映到工程是否经济、适用。因此，设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。下面分纵坡和竖曲线两方面加以概述，并结合本次设计的实际地形设计出符合要求的线性，使平、纵得到很好的配合。2.4.1 纵坡设计纵坡的设计要受到很多条件的制约，如坡度、坡长、配合平曲线、尽可能使填挖平衡等等。对于山岭区二级公路，规范要求：最大纵坡为7，相应的坡长为300m；最小纵坡为0.3，当然在某些地方也可以设计平坡，但要注意纵向的排水设计。这些指标可以说已是极限，所以在设计中应尽量避免采用极限值。另外，路面上的水一般都流向合成坡度方向，在冰滑、潮湿路段车辆容易沿合成坡度方向产生滑溜。所以合成坡度也有限制：最小为0.5，最大为8。在本次设计中，以上指标都满足要求。首要的工作是确定各桩号的地面高程，采用按比例等分法沿垂直于等高线方向逐个量取，并在特殊地形处加点以反映真实的地貌状况。接下来在起、终点高程不变的条件下，按照技术指标要求进行纵坡设计。首要任务的就是选择好控制点。于是要把垭口、设涵洞与桥梁的位置、旧原有公路、村落还有特殊的不良地质作为控制点。因为桥梁有设计洪水位及桥面标高的限制，涵洞有其上最小填土厚度0.5m的限制。在这里尤其要注意与平曲线的配合。对于沼泽地段，要保留一定的控制高度。一般情况下，变坡点应尽量设在平曲线的曲中点附近的整桩号上，为竖曲线设计提供方便。纵坡设计的最终结果见初步设计纵断面图（手工）。2.4.2 竖曲线设计竖曲线设计的好坏关系到行车舒适平顺、安全、视距良好及是否满足平、竖曲线组合的要求。一般竖曲线要落在平曲线之内，如果在带有缓和曲线的平曲线处设置竖曲线，其起、终点应落在缓和曲线上。因为竖曲线太短，易形成暗凹现象。为了视距的要求得到保证和避免由于凹现象带来的失重及增重的感觉，在设计中，我们应致意：凹形竖曲线的最小半径限制为2000m，凸形竖曲线的最小半径限制为3000m。2.4.2.1 竖曲线要素计算 （225） （226） （227） （228）式中：R-竖曲线半径，m； L-竖曲线长，m；E-外矢距，m； T-切线长，m； 变坡角；=i1i2i1、i2分别为前后两坡度线的坡度值（上坡为正，下坡为负）l-竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离my-竖曲线上与1对应到坡度线的高差，m，也称修正值或竖距2.4.2.2 竖曲线起、终点及其上各桩号高程的计算（1）竖曲线起点桩号计算式为：起点桩号=边坡点桩号-切线长（2）竖曲线终点桩号计算式为：终点桩号=边坡点桩号+切线长（3）竖曲线上各桩号设计高程的计算式为：凸形竖曲线上的设计高程=该桩号在切线上的设计高程-y凹形竖曲线上的设计高程=该桩号在切线上的设计高程+y竖曲线的设计结果见初步设计纵断面图（手工）。2.5 横断面设计路基横断面设计主要是根据公路等级确定的路基宽度，结合当地的自然条件，考虑交通安全、道路排水、路基稳定、工程经济等因素，从实际出发，综合分析拟定横断面的组成并选定合适的横断面型式和尺寸。按照此原则，我在设计中，根据规范要求，路面宽度为7.0m，路肩宽度为两边各0.75m，路基总宽为8.5m。由于道路沿线山体稳定，土质为粘性土，无特殊不良地质，且设计中填挖量不大。所以设计填方路段边坡坡度为1：1.5，挖方路段为1：1。为了给方案比选提供量化的数据值，故采用平均断面法粗略计算了土石方量。具体作法是：假定地面线为平的，这样路基或路堑就完全可以看作是标准梯形，由此可算出具有代表性桩号处的横断面积，像这样的两相邻横断面积平均之后乘以它们之间的距离，就可算出此段的土石方量，以此类推，直至算完。具体的计算公式为： （229）式中：A1、A2-相邻两具代表性桩号的横断面面积，m2；L-相邻两具代表性桩号之间的距离，m；由式（228）计算出初步设计的土石方量为方案一：填方：215847.73m3 挖方：54624.33m3 方案二：填方：234312.34m3 挖方：118968.34m3 2.6 路面、桥涵设计我们了解到：在道路投资中，路面及桥涵占很大的比例，它们的多少将直接影响总体工程造价。为此，我对这几个具有决定性的分项工程作了计算。2.6.1 路面设计根据调查交通量及各车型的前后轴重初算累计当量轴次，并据此判断出路面类型为高级路面，由沥青来做面层。其路面结构层的材料类型及厚度如下所示：上面层： 细粒式沥青混凝土 4cm下面层： 粗粒式沥青混凝土 5cm基层 ： 沥青碎石 6cm基层 ： 二灰稳定碎石 20cm低基层： 石灰稳定土 20cm土基结构总厚度为56cm,经初算能够满足防冻的要求。并根据路线长度算得方案一和方案二的路面面积分别为90582.88m2和69298.37m2。2.6.2 桥涵设计小桥涵作为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物的主要构造物，在排水中起着举足轻重的作用。鉴于本设计中多有鸡爪构地形，还有一条常年流水的河流。现初步拟定它们的位置、类型、孔径及数量。两方案中桥梁各一座，各为30m和20m跨径的钢筋混凝土简支梁桥，其位置分别在各自路线的K10400.00和K0+800.00桩号处。涵洞则用表格显示如下：表25 两方案涵洞个数、位置、类型、孔径一览表方 案 一方 案 二个数位置孔径类型个数位置孔径类型1K0+100.000.75圆管1K0+400.002.0圆管2K0+750.001.5圆管2K1+100.002.0圆管3K1+100.001.0圆管3K1+350.002.0圆管4K1+700.001.0圆管4K1+950.001.5圆管5K2+020.000.75圆管5K2+400.002.0圆管6K2+950.002.0圆管6K4+150.004.0盖板7K3+180.001.5圆管7K4+400.002.0圆管8K3+500.001.5圆管8K5+350.002.0圆管9K4+100.004.0盖板9K5+550.001.0圆管10K4+600.002.0圆管10K6+250.002.0圆管11K5+250.002.0圆管11K6+900.000.75圆管12K6+350.001.0圆管12K7+700.001.5圆管13K6+750.004.0盖板13K8+100.001.0圆管14K6+950.002.0圆管15K8+200.002.0圆管16K8+600.001.5圆管17K8+800.001.5圆管18K8+800.001.5圆管注：上表孔径单位为米根据填挖高度以及横断面型式可以计算得到涵洞的长度。方案一和方案二中，盖板涵长度分别为32.27m和20.24m；直径为2.0m的圆管涵分别为92 .38m和103.10m；1.5m圆管涵分别为65.18m和24.69m；1.0m圆管涵分别为36.71m和25.55m；0.75m的圆管涵分别为21.04m和9.82m。2.7 方案比选路线方案是路线设计中最根本的问题。方案合理与否，不但直接关系到公路本身的工程投资和运行效率，最重要的是影响到路线在公路网中能否起到应有的作用。所以方案比选应在综合考虑各方面因素下慎重进行。2.7.1 路线方案比选的评价指标本路线方案的评价指标主要以技术和经济指标两方面着手。表26 路线方案比选结果一览表技术经济指标备注单位方案一方案二路线长度m10656.818152.75增长系数1.071.04 全线转角数个97转角总和413 56 32302 28 51 转角平均度数46 59 0143 18 35平曲线圆曲线最小半径/个数m/个600/3600/3缓和曲线最小长度/个数m/个250/1250/1竖曲线最大半径m2000050000最小半径m300010000限制行车速度的路段长度m650400与原有公路及铁路交叉数目个纵坡最大纵坡3.124.23最小纵坡0.360.36土石方填方m321584.73234312.34挖方m354624.33118968.34路面m290582.8869298.37用地m2111896.5085603.87桥梁 坐/（跨径）座1/301/20涵 2.0米盖板涵个数/总长道/m6/92.387/103.101.5米圆管涵个数/总长道/m5/65.182/24.691.0米圆管涵个数/总长道/m3/36.712/25.550.75米圆管涵个数/总长道/m2/21.041/9.82洞4.0米盖板涵个数/跨径道/m2/32.271/20.24比 较 结 果推荐其中上表中的增长系数及转角平均度数是用下面的式子计算的： （230） 式中：r-路线增长系数 L-路线实际长度P-路线起、终点间的直线距离 （231）式中 -转角平均度数 n-转角个数 i- 任一转角的度数 方案一和方案二的P值分别为11460.03m和8492.63m，其它数值指标在上表中都有体现，这里就不再赘述。 2.7.2 路线方案的比选结果本设计为黑龙江省莲河至高禄屯段之间的二级公路，根据前面介绍的方案比选的原则，特从如下几个方面进行比较。方案一：地势起伏不太大，比较平坦，但跨越的垭口标高较高，为了使线形走向较好，所以路线在垭口处转向显得较陡；路线较长，相应的工程量较大；占用的土地面积较大；且在村落间有一段沼泽地，使得填方量大大增加，要想使路基稳定，需投入大量的资金。另外，此方案沿线原来已有一条公路，目前基本还能够满足当地人们的需要，故在此修建另一条公路的效益显得并不显著。方案二：整个路线的走向非常明确,路线的整体长度减少，使工程造价大大降低；跨越的垭口的控制标高也较小，所以整体线形较好；该路线为沿谷线，但离河谷又不是很近，受到洪水威胁的危险性很小，这样就为施工带来了很大的方便。但是其缺点是有一段鸡爪沟地形，起伏不大但频繁。但只要把基层及路面的排水问题解决了，面临的问题也就迎刃而解。另外，此方案沿线原来没有旧路，线路周围资源得不到很好的利用，如果能在此修一条二级公路，带来的潜在效益将是不可估量的。 通过以上的比较可以看出：方案二较方案一更优，为选择方案。第3章 详细设计3.1 详细技术测量3.1.1 确定详细设计的路段为了丰富自己设计的整体思想，扩大设计的知识面，在完成初步设计的基础上，选择了方案二中的K3+400.00K4+800.00段。因为此段路既有垭口，又有鸡爪沟地形，给纵断面设计和排水设计增加了难度。且包括圆曲线和缓和曲线两种线形。鉴于此，在以后的详细设计中就可以有的放矢了。3.1.2 等高线的加密我们知道：在初步设计中，地形图的比例为1：10000，这样在量取高程的过程中难免会因比例太小而出现不准确的现象，使设计与理想结果相差甚远。为了弥补这个缺陷，现把原地形图放大比例到1：2000。并在放大的地形图上，沿路线两侧约200m的范围内，按照等分原则加密等高线，使等高距由原来的10m变为2m。3.2 详细平面设计详细设计的路段中，共包括JD2JD5这4个交点，相应的导线位置没有明显的变化，只是高程有所改变。等高线加密之后，高程的数值显得更加细密，为了更好的反映地貌特征，在直线上改为50m一桩，曲线上改为20m一桩。在整公里处设置整桩号标记，标在前进方向右侧。在初步设计中，平面设计是在一张完整的大图上进行的。详细设计则有所不同。所有的图均是在A3图纸上完成的，所以在剪图的时候应尽可能互相配合，但本详细设计由于路线选择考虑缓和曲线的因素，所以还是有些缺陷的地方；把曲线要素和主点桩号以表格形式反映在图上。路线两端用与路线垂直的点划线分开，但首尾桩号相衔接，使之能成为一个完美的整体。3.3 详细纵断面设计在比例放大且等高线加密的平面图上，用内插法逐个量取各主点及整桩号的高程是详细纵断面设计的第一步。根据所量取的结果，可以放映出所选路段的地面起伏情况，这是在纵向1：2000，横向1：200的图上进行的，其精度比初步设计有所提高。由于起终点有变化，且高程也有变化。所以在详细设计中，选择了重新做拉坡设计，把排水、平纵配合、工程经济作为重点考虑对象，并重新设计了竖曲线。最后把设计好的纵断面图分为两张A3图纸。具体的设计过程、方法、原则等在初步设计中已经提及，在这里不再赘述。设计成果见详细设计纵断面图。3.4 详细横断面设计公路横断面由行车道、路肩、边沟、边坡以及护坡道等部分组成。由于二级公路的计算行车速度为40km/h，故取行车道宽为3.5m，双向两车道。路肩为土路肩，两边各0.75m。本设计中，挖方路段两边都设边沟，填方路段视情况而定（本次设计取填方低于2m需设），一般只在地形较陡的一侧设置，坡度为1：1，并设有护坡道。具体做法是：沿路线两侧各20m，量取与主点桩号或整桩号相对应的点的高程，根据三点高程就可以初步反映道路两侧的起伏情况，联系填挖高度，就能用事先做好的模板把路基的横断面体现出来，把逐桩横断就画出来了。在此基础上，在图上查出逐桩横断面面积，为的是给土石方调配做好准备。并根据设计中所出现的横断面型式，画出不同类型的路基标准横断面图，用于指导施工。由公路路基设计规范可知，路基的设计洪水频率为1/50，为有利于排水，干燥路基最小填土高度为：砂性土 0.3 0.5粘性土 0.4 0.7粉性土 0.5 0.83.4.1 土石方计算与调配为了有效的利用资源，也为了节约投资，本设计中挖方土石方在填方中得到了很好的利用，腐植土、粘土和进行了分别计算。计算方法如下式所示： （31）式中：A1、A2-相邻两桩号的横断面面积，m2；L-相邻两桩号之间的距离，m；至于调配，半填半挖断面中，先本桩利用，然后再作纵向调运；调配时采取了就近原则，并尽量从高出往低处调运。腐植土作为废方处理，经计算本设计中共调配土石方44545.2m3，本桩利用616.6 m3，废方2116.1m3，借方21120.3m3。详细的计算及调配过程见土石方调配表。3.4.2 路基设计路基作为路面结构的基础，是道路工程的主要组成部分。路基的强度是否足够大，路基的稳定性是否足够好，将直接关系到道路的性能和使用年限。所以为了做好这方面的工作，本设计采取很多措施：如正确的设计了路基横断面，前边已有所述；选择了良好的粘质土作为填筑材料，在个别路段还用石灰作了稳定处理，准备在施工时进行充分的压实；拉坡时专门适当的抬高了路基，防止水在路基工作区内过分活跃；还有为了弥补半刚性基层在沥青路面中的种种缺陷，特尝试采用沥青碎石代替部分半刚性基层材料。在防护工程上，边坡采用方块预制混凝土板作为坡面防护措施，并在其间植草，加强了边坡的稳定性。在平缓路段还设置了非常规格的弃土堆，在不影响路基稳定且不会对环境有过度破坏的路段还设置了规格的取土坑，这样也为排水做了铺垫。在地面坡度较陡的路段还设置了护坡道，以增加路基的稳定性。本设计中，由于挖方高度不高，且地质良好，故没有设置碎落台。但由于取土较多，最好设置取土坑。具体的设置见路基标准横断图和路基防护图。3.5 道路排水设计水是危害路基路面的主要因素，路基路面的各种病害无不与地面水和地下水的浸湿及冲刷作用有关。因此排水系统的设计十分重要。根据设计资料可知，本地区是山岭地区，其地下水埋藏较深（山坡地下水3米以下），无不良地质路段。故只考虑地表排水的设计，地下排水设计不予考虑。下面就公路排水系统的主要组成部分路面排水和路基排水分别加以描述。3.5.1 路面排水设计路拱是路面排水的主要方式，路拱坡度的确定，应以路面排水顺畅和保证行车安全、平稳为原则。本设计中采