道路工程毕业设计说明书.doc

编编号：号：（ （ ）字）字 号号 本科生毕业设计 设计题目： 洛南公路洛南公路 B6 标标段道路段道路设计设计 专 题： 煤煤矿矿塌陷区高速公路塌陷区高速公路 路面路面结结构构类类型型选选型分析型分析 姓 名：学 号： 班 级 ： 二二一二年六月一二年六月 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 姓 名：学 号： ： 学 院：力学与建筑工程学院力学与建筑工程学院 专 业：土木工程土木工程专业专业（交通土建）（交通土建） 设计题目：洛南公路洛南公路 B6 标标段道路段道路设计设计 专 题： 煤煤矿矿塌陷区高速公路塌陷区高速公路 路面路面结结构构类类型型选选型分析型分析 指导教师：职 称：教教 授授 二二一二年六月一二年六月 徐州徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 力学与建筑工程力学与建筑工程 专业年级学生姓名 任任务务下下达达日日期期： 2 20 01 12 2 年年 1 1 月月 2 2 日日 毕业设计日期：毕业设计日期： 20122012 年年 2 2 月月 2 20 0 日至日至 20122012 年年 6 6 月月 1212 日日 毕业设计题目：洛南公路毕业设计题目：洛南公路 B6 标段道路设计标段道路设计 毕业设计专题题目：煤矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析毕业设计专题题目：煤矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 毕业设计由一般部分、专题部分和专业外语翻译三部分组成。一般部分为洛南公路 B6 标段道路设计，主要内容为：路线方案比选，路线平面设计，路线纵断面设计、路线 横断面设计、路基路面结构设计、排水设计、桥涵方案设计和工程量概算。专题为“煤 矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析” ，主要内容为在综述和分析我国高速公路路面 结构类型选型及其在煤矿塌陷区分布现状的基础上，重点阐述煤矿塌陷对高速公路路面 结构的影响规律、路面结构选型特点、适用性和存在的问题，结合实例加以论述。外语 翻译要求道桥方面的科技论文，不少于 3000 汉字。 要求毕业设计独立完成，提交有计算机处理的毕业设计说明书一份，其中 1/3 内容为 手写，计算机绘制图纸 4 张，手绘图纸 1 张。 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究 内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总 体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识 解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程 度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识 解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程 度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 本毕业设计主要包括三个部分，第一部分是洛南公路 B6 标段道路设计；第二部分是 专题部分，煤矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析；第三部分是英文翻译部分。 在第一部分洛南公路 B6 标段道路设计中，根据所给的实地地形图，进行道路的平面、 纵断面、横断面、路基路面、排水和工程量的设计和计算，并对道路施工方法和应注意 的问题进行分析和总结。 第二部分是专题部分，内容是煤矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析，针对矿 区的采空塌陷区工程地质特征进行调查研究,以至于通过力学分析、工程实践及目前的研 究成果，分析和总结出一套针对煤矿采空塌陷区切实可行的路面结构设计施工方案 第三部分是英文翻译部分，内容是通过比较各种数据分析的聚类方法来进行道路分 组,旨在估计年平均日交通量。 关键词：道路设计； 路面结构； 采空塌陷； 聚类分析 ABSTRACT This graduation design mainly includes three parts. Specially, the first part introduces the road design in the B6 tenders in the area of Luo Nan. The second part is special subject, which is the analysis of highway pavement structure of coal mine area type selection. And the final part is English translation. In the first part, based on the given field topographic maps, road plane, longitudinal, cross- section, sub grade and pavement, drainage and engineering the amount of design and calculation, and road construction methods and paid attention to the problems which are analyzed and summarized. The second part is a special part of the Mine Subsidence Area highway pavement structure type selection analysis, conduct research, and that through the mechanical analysis, engineering practice and research, and analysis for engineering geological characteristics of the mine and summarize a set of practical and feasible for the coal mined area pavement structure design and construction program. The third part is the English translation of the road grouping, aimed at the estimated annual average daily traffic volume data analysis through the comparison of different clustering methods. Keyword: road design； Pavement structure； Mining subsidence； Clustering analysis 目 录 第一部分第一部分 洛南公路洛南公路 B6B6 标段道路设计标段道路设计 1 1 设计资料设计资料.1 1.1 设计原始资料.1 1.1.1 地形、地貌1 1.1.2 地质、地震、气候、水文等自然地理特征.1 1.1.3 沿线筑路材料、水、电等建设条件.3 1.1.4 交通量资料3 1.2 设计依据.4 2 2 路线设计路线设计.5 2.1 道路技术等级确定5 2.2 路线方案拟定和比选.5 2.2.1 选线原则5 2.2.2 山岭区选线要点6 2.2.3 方案选择6 2.3 道路技术标准确定.9 2.4 道路平面设计.9 2.4.1 平面线形设计一般原则.9 2.4.2 平面几何要素确定10 2.4.3 平面线形设计成果12 2.5 道路纵断面设计.16 2.5.1 道路纵断面设计原则17 2.5.2 竖曲线要素计算.17 2.5.3 平纵组合设计.18 2.5.4 纵断面线形设计成果.18 3 3 道路横断面设计和路基设计道路横断面设计和路基设计.23 3.1 横断面布置及超高.23 3.1.1 横断面布置.23 3.1.2 超高.23 3.2 路基设计.26 3.2.1 一般路基设计.26 3.2.2 稳定性分析29 3.2.3 路基压实标注和压实度.29 3.3 路基施工要求.29 3.3.1 填石路基施工.29 3.3.2 挖方路基施工.31 3.4 软基处理.31 4 4、路面结构设计、路面结构设计.32 4.1 路面类型及结构层组合.32 4.1.1 初步考虑及路面类型确定.32 4.1.2 方案比选33 4.2 路面结构层组成设计.33 4.2.1 基层组成设计.33 4.2.2 面层组成设计.34 4.3 路面结构层厚度确定37 4.3.1 交通量计算37 4.3.2 确定土基回弹模量 E0.38 4.3.3 拟定路面结构及参数38 4.3.4 计算设计弯沉值.39 4.3.5 计算容许弯拉应力39 4.3.6 按容许弯沉计算路面厚度.40 4.3.7 验算弯拉应力.41 4.3.8 路面方案最终确定43 4.4 路面施工要求44 4.4.1 沥青混凝土施工技术要求.44 4.4.2 水泥稳定碎石施工要求.47 4.4.3 二灰土施工要求48 4.4.4 路面施工步骤及施工工艺49 5 道路排水设计及桥涵、隧道方案设计道路排水设计及桥涵、隧道方案设计.51 5.1 道路排水设计.51 5.1.1 路基排水目的和要求.51 5.1.2 路基排水设计一般原则.51 5.1.3 排水系统设计.51 5.1.4 排水结构物设计.52 5.2 桥涵方案设计.59 5.2.1 桥涵设计的基本要求59 5.2.2 设计方案59 5.3 隧道方案设计.60 5.3.1 隧道断面尺寸.60 5.3.2 隧道洞口及衬砌设计.60 6 道路工程量计算道路工程量计算.62 6.1 路基土石方量计算.62 6.2 路面工程量计算.64 第二部分第二部分 煤矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析煤矿塌陷区高速公路路面结构类型选型分析 1 引言引言.65 2 公路沿线采空区分布与工程地质特征公路沿线采空区分布与工程地质特征.65 2. 1 东部矿区 65 2.1.1 小窑采空区作为采空区中一典型类型,主要具有以下特点:66 2. 2 西部矿区 66 2. 3 北部矿区 66 2. 4 煤矿采空塌陷区发展趋势预测67 3 采空塌陷区公路灾害类型与特点采空塌陷区公路灾害类型与特点.67 3. 1 路基病害 67 3. 2 路面病害67 3. 3 桥梁病害 68 3. 4 隧道病害 68 4 公路采空区灾害防治对策公路采空区灾害防治对策.68 4. 1 路线方案比选 68 4. 2 灾害勘察与稳定性评价 68 4. 3 治理措施 69 4. 3. 1 绕避方案69 4. 3. 2 修筑过渡路段或维修处理方案69 4. 3. 3 地基处理措施.69 4. 3. 4 路基路面处理措施69 4. 3. 5 桥跨或板跨方案.69 5 高等级公路路基不均匀沉降对沥青路面结构的影响分析高等级公路路基不均匀沉降对沥青路面结构的影响分析.70 5.1 路基不均匀沉降对路面结构的影响有限元分析.70 5.2 路基不均匀沉降对路面附加应力的最大值的影响与计算.71fm 5.2.1 最大差异沉降值对路表面附加应力的最大值的影响71fm 5.2.2 面层模量E1对对路表面附加应力的最大值的影响71fm 5.2.3 其他参数对的影响.71fm 5.2.4 的近似计算.71fm 5.2.5 考虑松弛对计算结果的影响72 5.2.6 台背处路表面容许差异沉降值的探讨72 5.3 总结.73 6 不同路面结构对地基不均匀沉降的适应性研究不同路面结构对地基不均匀沉降的适应性研究.74 6.1 计算模型与参数.74 6.1.1 路面结构计算模型74 6.1.2 路面结构计算参数75 6.1.3 软土地基模型参数75 6.2 路面结构设计.75 6.3 路面结构力学响应分析.76 6.3.1 竣工 15 a 后路堤的沉降76 6.3.2 路面结构层底面的附加应力77 6.3.3 路面结构层底面的荷载应力77 6.3.4 路面结构层底面的拉应力.78 6.4 路面结构的适应性评价.78 6.4.1 路面结构对软土地基的适应性78 6.5 结论.79 7 塌陷区抗变形公路路面结构示例塌陷区抗变形公路路面结构示例.79 7.1 抗变形公路路面结构概述.79 7.2 具体实施方式.79 8 结论与建议结论与建议.81 参考文献参考文献.83 附录附录 1：85 第三部分第三部分 英文翻译部分英文翻译部分 翻译部分翻译部分.91 致致 谢谢.107 第一部分第一部分 洛南公路 B6 标段道路设计 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页 1 设计资料 1.1 设计原始资料 1.1.11.1.1 地形、地貌地形、地貌 路线区位于南秦岭东段山区，北部为中低山，南部为低山丘陵和河谷阶地，地势总体 北高南低，地形起伏较大，海拔在 650-1460m 之间，相对高差约 800m。地貌单元可划分 为流水切割褶皱-断块中山地貌，流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌，剥蚀低山-丘陵地貌和 河谷阶地地貌四种类型。 流水切割褶皱-断块中山地貌单元位于杨岩至下官坊段，山脊线连续，山坡多为陡坡， 沟谷狭窄，多呈 V 型，局部呈 U 型，海拔 820-1460m，相对高差 350-500m；流水侵蚀、 剥蚀-断块低山地貌单元位于下官坊至王家坪段，山坡多为陡坡和中坡，沟谷较狭窄，多 呈 U 型，海拔 680-1300m，相对高差 280-350m；剥蚀低山-丘陵地貌单元位于王家坪至高 家村段，山岭低缓，山坡多为缓坡，沟谷呈 U 型，海拔 670-880m，相对高差 110-220m； 河谷阶地地貌单元位于高家村至赵家村段，地形开阔平缓，河床较宽，一、二级阶地发 育，海拔 650-780m，相对高差 20-30m。 1.1.21.1.2 地质、地震、气候、水文等自然地理特征地质、地震、气候、水文等自然地理特征 (1) 地层岩性 路线区出露第四系全新统、上更新统、中更新统，第三系下统山阳组，泥盆系上统桐 峪释寺组、下统青石垭组和池沟组、牛耳川组地层。 (2) 地质构造 路线区位于秦岭复合造山带中段南秦岭造山带构造单元，北侧为北秦岭造山带，两构 造单元以黑山断裂为界。属南北秦岭造山带拼接段和南秦岭造山带内，褶皱、断裂发育， 地质构造复杂。南秦岭造山带由新元古界耀领河岩组变质过度基底和震旦系石炭系沉 积盖层组成，基底为太古界。岩浆活动较发育，以海西期闪长岩、印支期花岗岩为主。 为叠瓦式推覆褶皱构造带。断裂构造以东西向为主，北西向、北东向次之，南北向局 部发育。 路线区主要地质构造有东西纬向构造体系、南北向构造和山阳红盆地。 东西纬向构造体系是区域内主要构造，其次级构造单元包括三十里铺断褶带、庙咀子 -扁石河断裂-岩浆岩带和西芦山-桐峪寺复式向斜。主要断裂有庙咀子-西牛槽(老)断裂 带、庙咀子-扁石河断裂带、沙河湾-九台字断褶带、刘岭槽-黑山断裂带和碾盘村-晚阳 沟断裂，主要褶皱有王庄-桐峪寺褶皱带和崔家沟-九岔沟褶皱带。 南北向构造主要位于路线区西侧，包括原子街-耳扒沟带、大圣岭-雷家沟断裂带、大 圣岭-冯家沟断裂带和扫帚沟-韩家山沟向斜。 山阳红盆地位于山阳县河南北，盆地经喜山运动隆起，形成宽缓褶曲。 (3)工程地质 该区属秦岭造山带，地质单元多，构造活动强烈，晚近构造作用，使秦岭山脉不断抬 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页 升，河谷切割加剧，地势陡峻，地貌类型复杂，岩体类型多样，稳定性差。由于自然条 件差异，本区基岩区风化程度高，基岩表层破碎强烈，松散堆积层非常广泛，构成滑坡、 泥石流等自然灾害多发区，并具有活动性强、频次高、危害大等特点。沿线的不良地质 现象主要有崩塌、滑坡、泥石流、软弱地基等类型。 (4) 水文地质 路线区除下桃源 2#隧道属丹江流域麻池河水系外，其余隧道属汉江流域金钱河水系， 涉线的主要河流为麻池河、西河、甘河和县河，县河为金钱江支流，发源于山阳县鹃岭， 由东向西汇聚桐木沟河、甘河、西河、峒峪河后，在色河铺附近与二峪河相汇，折而向 南汇入金钱河。西河、甘河为县河支流，流向由北向南，次级支沟众多。中山区河道狭 窄，比降较大，低山区河道较宽阔，比降较小；南段主要沿县河河谷布设，河床宽阔平 缓，比降小。县河及麻池河、西河、甘河均常年流水，枯水期流量较小，丰水期流量较 大，汛期流量骤增，易形成洪水灾害。 地下水主要类型 本区地下水主要类型可分为以下 3 类： 潜水 为最发育类型之一，是形成地表水径流的主要来源，赋存状态与第四纪松散堆 积层特征有关。基本埋深为 1520m，本区第四纪松散堆积层分布相对较少，厚度一般 20m，主要由冲积、洪积层、一级阶地和少部分高阶地(二级或二级以上阶地)、坡积、 残坡积组成。富水性在冲、洪积层中最好，阶地次之，坡积、残坡积中较差。基岩中潜 水多赋存在风化壳或破碎构造岩中，比土体的富水性要差。 上层滞水 形成于各类基岩岩体和构造破碎岩体风化带中，属大气降水受局部隔水层 所阻，停滞于不同岩体、土体及风化层中所形成。富水性受气候(降水)、地形地貌、岩 性及构造发育程度等因素控制。富水性中等。 承压水 在工作区主要表现为泉水，与区域断裂结构、裂隙、节理构造、顺层剪切构 造等密切相关，埋深较潜水、上层滞水要深。发育于山地断裂破碎带中的众多泉水，均 属承压水。另外花岗质岩石、变质火山岩中的裂隙水也可形成承压水。承压水活动可导 致岩体溶解、蚀变、风化及组构上的变化，造成岩体类别降低，形成软体岩石而不稳定。 地下水补给、径流和排泄 路段内地下水主要流迳于地表河道，主要补给源为大气降水，水体的丰沛和枯萎与大 气降水的多寡成正比。 本路段位于秦岭南坡，水系的分布走向基本取向南北，地表水流向自北向南，地下水 总体径流方向呈东北向西南流入金钱河，再归入汉江。地表水接受了大量大气降水后由 地表快速下渗到岩层空隙和裂隙，沿裂隙和层隙自高向低排入河谷，后以泉水(多以下降 泉)形式排出。 受补、径、排条件的综合控制，路段内基岩裸露，剥蚀和切割强烈，地下水的化学成 分复杂多变。由于区内地形较陡，水力坡度大，地下水径流流程较短，水交换循环迅速， 溶滤作用强烈，矿化作用相对微弱，致使区内出现单一低矿化度的重碳酸钙(HCO3-Ca) 型水。次为重碳酸钙型和重碳酸钠、钙型水(HCO3Na， HCO3Na。Ca)。形成低矿 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页 化度(1)的淡水资源。除上述类型水化学成分外，还有 HCO3。SO4Ca。Mg(Mg.Ca)型、 HCO3。SO4Ca。Na 型。 (5) 地震 本区处于我国大陆地壳内古板块地体拼接的地带。有记录的地震活动，一般都与活动 断裂，特别是形成并控制盆地的地体拼合带继承性活动断裂相关。 据陕西活动性断裂与地震震中分布图(1980)显示，区内规模较大的活动性断裂有 7 条 (F1F7)，走向主要呈东西和北西西向，属板块边界和区域性深大断裂带，新生代以来 有明显活动。这些断裂带与主干断裂的截切部位是潜在地震的多发区。地震灾害对该段 公路建设和防护影响不大，但不能忽视活动断裂带及其所造成的岩石破碎和诱发的其他 地质灾害。 业主已安排进行地震安全性评价工作，有关断裂的活动性和地震参数以地震安全性评 价结果为准。 (6) 气象 路线地处山区，气候垂直变化较大，区内河谷年平均气温 1114，一月平均气温 0.5，七月平均气温 25.6，极端最高气温 37.140.8，极端最低气温-12.1- 18，年平均降雨量 750850 毫米，50%的降水集中于七、八、九三个月，夏多暴雨， 间有春、伏旱，秋有连阴雨。山区气温相对河谷区较低。 (7) 水文 本项目区域属于汉水流域，区内一级支流水系为乾佑河、金钱河和丹江，大部分河段 弯度较大，落差明显，省内金钱河年平均流量 37.1 立方米/秒，最大洪峰量 2040 立方米 /秒，最小枯水流量 3.26 立方米/秒。 路线沿线河流主要有南秦河、赤水峪、西河和县河。南秦河年平均流量 49.6 立方米/ 秒，最大洪峰量 1790.2 立方米/秒，最小枯水流量 13.7 立方米/秒；赤水峪年平均流量 8.3 立方米/秒，最大洪峰量 299.2 立方米/秒，最小枯水流量 2.3 立方米/秒；西河年平均流 量 31.2 立方米/秒，最大洪峰量 866.6 立方米/秒，最小枯水流量 9.4 立方米/秒；县河 年平均流量 66.7 立方米/秒，最大洪峰量 1856.4 立方米/秒，最小枯水流量 20.1 立方米 /秒。 1.1.31.1.3 沿线筑路材料、水、电等建设条件沿线筑路材料、水、电等建设条件 (1) 沿线筑路材料 沿线筑路材料比较丰富，四季宜采，运输方便，以购买为主。对于外购和内采材料， 分别调查了其类型、储量、价格、运距等资料，并与协作单位签定了书面协议。在两阶 段外业勘察过程中已选取样品进行室内材料物理力学性质和混合料配合比设计试验。 (2) 水 路线所经处有南秦河、赤水峪、西河、县河等天然河流，水质纯净，对混凝土无侵蚀 性，供应充足，均可作为工程用水。 (3) 电 沿线电力情况供应良好，110KV、35KV、10KV 输电线路基本沿路线走向布设，具体工 程用电可与地方电力部门协商解决。同时建议施工单位也要准备一定量的自发电，以备 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页 急需。 1.1.41.1.4 交通量资料交通量资料 交通量资料如表 1.1 表 1.1 交通量表 车型小汽车黄河 JN360长征 XD160解放 CA10B太脱拉 138S 交通量（辆/日）25008009001000700 预测交通量增长率为 6%。 1.2 设计依据 1、批准的设计任务书、地质勘测报告、地形图 2、 公路路线设计规范(JTJ 0112006） 3、 公路沥青路面设计规范(JTG D502006） 4、 公路沥青路面施工技术规范(JTGF402004） 5、 公路排水设计规范(JTJ 0181997） 6、 公路路面基层施工技术规范(JTJ 0342000） 7、 公路自然区划标准(JTJ 0011986） 8、 公路路基设计规范(JTGD302004） 9、 公路桥涵设计通用规范(JTGD602004） 10、 公路工程技术标准(JTGB012003） 11、 公路路基施工技术规范(JTJ 033-1995） 12、 公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002） 13、 公路隧道设计规范(JTJ 042-1995） 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页 2 路线设计 2.1 道路技术等级确定 根据公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ，确定公路等级的各种汽车代表车型和车 辆折算系数规定如表 2.1。 表 2.1 汽车折算系数 汽车代表车型车辆折算系数说明 小客车1.019 座的客车和载质量2t 的货车 中型车1.519 座的客车和载质量2t7t 的货车 大型车2.0载质量7t14t 的货车 拖挂车3.0载质量14t 的货车 本地区交通量的组成见表 2.2。 表 2.2 交通量资料与汽车折算系数 车型小汽车黄河 JN360长征 XD160解放 CA10B太脱拉 138S 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页 交通量(辆/日)25008009001000700 折算系数1.03.02.01.52.0 预测交通量增长为 6%。 1 0 1 T NN （2.1） (辆/日) 0 2500 1.0800 3.0900 2.0 1000 1.5700 2.09600N 式中：N远景设计年限平均日交通量； N0起始年日交通量； 年平均增长率； T远景设计年限。 年平均增长率为 6%，远景设计年限为 15 年，将=9600 代入式（2.1）计算可得， 0 N N=21705(辆/日)。根据公路工程技术标准 （JTG B01-2003）设置成四车道一级公路， 设计车速为 80 km/h。 2.2 路线方案拟定和比选 2.2.12.2.1 选线原则选线原则 选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与 使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护 的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路 基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。 （1）选线应根据路线的等级及服务功能，路线的总体走向应符合国家的路网规划。 按照“安全、舒适、环保、和谐”的新理念进行设计。 （2）选线应符合国家和地方的规划需要，为地方的经济发展服务。 （3）公路选线应充分考虑地形、地质、大桥桥位的位置，隧道进出口位置，互通立 交设置，以及人民群众生产、生活所用的通道设置。 （4）线形设计应树立安全科学发展观，以人为本，正确运用技术标准，保持线形连 续、均衡，避免长直线下坡接小半径，同时应注意平纵的组合。 （5）选线设计过程应牢固树立环保理念，不能以破坏环境为代价片面追求高指标。 应尽可能减少大填、大挖，少占农田，避免对文物、自然保护区的破坏。 2.2.22.2.2 山岭区选线要点山岭区选线要点 山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时 地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是 顺山沿水，就是横越山岭。 纵断面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡 不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页 2.2.32.2.3 方案选择方案选择 结合村落、水文、气象、地质、地形等自然条件，并综合考虑平、纵、横的相互协 调，确定道路沿山谷边缘布设。选定两条方案： 方案一： 起点坐标（N 3701872，E 517589)，终点坐标（N 3702120，E 519552） 。全线设置 两个平曲线，呈 S 形曲线，交点 1（N 3702084，E 518702）处半径为 2000m，转角8 407.6；交点 2（N 3702241，E 519145）处半径 650m，转交355023.7。整条线路中线的 填方高度控制在 10m 内，挖方高度控制在 20m 内，填挖基本处于平衡。桥梁起点为 K0+167，终点为 K0+417，全长 250m。隧道 1 起点为 K0+417，终点为 K0+686.907，全 长 269.907m。隧道 2 起点为 K1+958.190，终点为 K2+11.645，全长 53.455m，路线总长 2011.645m。道路经过沿途村庄有利于村庄交通、经济发展。方案一平面图和纵断面图如 图 2.1 和图 2.2 所示。 图 2.1 方案一平面线型图 图 2.2 方案一纵断面图 方案二： 起点坐标（N 3701872，E 517589)，终点坐标（N 3702120，E 519552） 。沿线设置 两个基本型平曲线，呈同向曲线布置，交点 1（N 3701774，E 518444）处半径为 1000m，转角152214.2；交点 2（N 3701913，E 519348）处半径 500m，转角36 3827.2。整条线路的中线最大挖方高度为 15m 左右，且以填为主，只有少量挖方路段。 在 K0+165 至 K0+340 处设置桥梁，桥梁长度为 175m，隧道 1 起点 K0+340，终点 K0+860，全长 520m，隧道 2 起点 K1+770，终点 K2+51.715，全长 281.715m，路线总长 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页 2051.715m。道路经过沿途村庄，有利于村庄交通、经济发展。方案二平面线型图和纵断 面图如图 2.3 和图 2.4 所示。 图 2.3 方二案平面线型图 图 2.4 方案二纵断图 根据基本资料及相关规范、标准，考虑路线的线形、与自然环境的协调、经济性、 施工难度等，对两方案进行综合比选。比选表格如表 2.3。 表 2.3 案比选一览表 方 案比选 项目方案方案 路线跨河段长度长路线跨河段长度稍短 与河流斜交与河流斜交 与原公路无交叉于原公路有多处交叉 沿线 自然 条件路线在起点到终点路段平均高程起伏变化 大，但高差不大 路线起点到终点路段平均高程起伏变化不大 一般民房拆迁量少一般民房拆迁量多 沿线无小学和大型建筑物路线经过村庄和小学 拆迁情况 及占 用庄稼情 况 征山区庄稼地多征地形平缓地区占庄稼地多 半径2000m半径1000m 平曲线 1 曲线长度383m 平曲线 1 曲线长度368m 平曲 线指标 平曲线 2半径650m平曲线 2半径500m 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 9 页 曲线长度527m曲线长度460m 竖曲线个数2竖曲线个数2 最大纵坡1.91%最大纵坡2.65% 填挖情况填挖基本平衡填挖情况填方方远大于挖方 桥梁设置情况 桥梁长度 250m（单 坡桥） 桥梁情况 桥梁长度 175m（单坡 桥） 隧道设置情况隧道长度 320m竖曲线比例隧道长度 800m 竖曲线指 标 路线总长2011.645m路线总长2051.715m 平纵配合 情况 完全达到“平包纵” ，线型配合很好完全达到“平包纵” ，线型配合很好 本设计为一级集散公路，因为在山区，因此应结合地形，合理设计线性，使之在视 觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感。 同时，要考虑到经济因素，使工程量最少、成本最小。 方案一较方案二路线长度较短，而且平曲线的半径较大，线性比较平缓，行车比较 舒适，故方案一的技术值指标较方案二好；方案一中的桥梁长度虽然比方案二略长，但 隧道长度却远小于方案二，因此方案一会节省大量资金；方案一的拆迁量较方案二少； 由于本段公路全部处于农田之上，故两方案的占用两方案占田数量基本相同，但考虑到 方案一路线所处地形大多位于山区农田之上，方案二路线所处地形大多位于地形平缓的 农田之上，所以相对而言方案一占用的优质农田数量较方案二少；方案一的填挖量虽然 大于方案二，但方案一的填挖方较方案二平衡。 因此经过综合考虑，方案一在技术指标和经济指标两方面均优于方案二，故选择方 案一。 2.3 道路技术标准确定 一级公路设计车速为 80km/h 的主要技术指标规定见表 2.4。 表 2.4 道路技术指标 序号项目单位主要技术指标 1设计车速km/h80 一般值24.5 2路基宽度 最小值 m 21.5 一般值 200 极限值 m 125 3 平曲线 半径不设超高最小半 径 路拱2.0%m1500 4平曲线最小长度m100 5最小纵坡%0.3 6最大纵坡%6 7最小坡长m150 8相应纵坡的最大坡长3%m1200 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 10 页 4%1000 5%800 ZH） X= XJ+（T+L-ZH）cosA2 （2- 14） Y=YJ+（T+L-ZH）sinA2 （2- 15） 2.4.32.4.3 平面线形设计成果平面线形设计成果 为使计算简洁并考虑施工测量方便性，本设计中控制点采用相对坐标表示。相对坐 标的原点(N 3701872.117，E 517589.898)，直线、曲线及转角 如表 2.5 所示；逐桩 坐标表如表 2.6 所示。 表 2.6 逐桩坐标表 桩号N 坐标（m）E 坐标(m)方向角（度）备注 K0+0003701872.117517589.89879.000起点 K0+0203701875.859517609.54579.000 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 14 页 K0+0403701879.600517629.19279.000 K0+0603701883.342517648.83879.000 K0+0803701887.083517668.48579.000 K0+1003701890.824517688.13279.000 K0+1203701894.566517707.77979.000 K0+1403701898.307517727.42679.000 续表2.6 K0+1603701902.048517747.07379.000 K0+1803701905.790517766.72079.000 K0+2003701909.531517786.36779.000 K0+2203701913.273517806.01479.000 K0+2403701917.014517825.66179.000 K0+2603701920.755517845.30879.000 K0+2803701924.497517864.95579.000 K0+3003701928.238517884.60279.000 K0+3203701931.980517904.24979.000 K0+3403701935.721517923.89679.000 K0+3603701939.462517943.54379.000 K0+3803701943.204517963.18979.000 K0+4003701946.945517982.83679.000 K0+4203701950.686518002.48379.000 K0+4403701954.428518022.13079.000 K0+4603701958.169518041.77779.000 K0+4803701961.911518061.42479.000 K0+5003701965.652518081.07179.000 K0+5203701969.393518100.71879.000 K0+5403701973.135518120.36579.000 K0+5603701976.876518140.01279.000 K0+5803701980.618518159.65979.000 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 15 页 K0+6003701984.359518179.30679.000 K0+6203701988.100518198.95379.000 K0+6403701991.842518218.60079.000 K0+6603701991.842518218.60079.000 K0+6803701995.583518238.24779.000 K0+6933701997.978518250.32479.000竖曲线起点 续表2.6 K0+7003701999.324518257.89379.000 K0+7203702003.066518277.54079.000 K0+7403702006.807518297.18779.000 K0+7603702010.549518316.83479.000 K0+7803702014.290518336.48179.000变坡点1 K0+8003702018.031518356.12879.000 K0+8203702021.773518375.77579.000 K0+8403702025.514518395.42279.000 K0+8603702029.256518415.06979.000 K0+8673702031.876518428.90879.000竖曲线终点 K0+8803702032.997518434.71679.000 K0+9003702036.738518454.36379.000 K0+9203702040.480518474.01079.000 K0+9403702044.221518493.65779.000 K0+5003702047.962518513.30479.000 K0+940.4413702048.045518513.73779.000缓和曲线起点 K0+9603702051.711518532.94978.591 K0+9803702055.509518552.58578.182 K1+0003702059.403518572.20377.773 K1+0203702063.443518591.79077.364 K1+020.4413702063.534518592.22276.955圆曲线起点 K1+0403702067.670518611.33876.546 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 16 页 K1+0603702072.092518630.84376.137 K1+0803702076.709518650.30375.728 K1+1003702081.521518669.71575.319 K1+1203702086.526518689.07974.910 K1+1403702091.725518708.39174.501 K1+1603702097.116518727.65174.092 续表2.6 K1+1803702102.700518746.85573.683 K1+2003702108.476518766.00373.274 K1+2203702114.443518785.09272.865 K1+2403702120.600518804.12172.456 K1+243.0393702121.552518807.00771.047圆曲线终点 K1+2603702126.943518823.08871.638 K1+2803702133.434518842.00571.229 K1+3003702140.028518860.88770.820 K1+3203702146.676518879.75070.411 K1+323.0393702147.688518882.61670.000缓和曲线终点 K1+331.4543702150.490518890.55170.000缓和曲线起点 K1+3403702153.334518898.60971.241 K1+3603702159.949518917.48472.482 K1+3803702166.425518906.40673.723 K1+4003702172.664518955.40874.964 K1+4203702178.569518974.51676.205 K1+433.4293702180.077518986.78776.909竖曲线起点 K1+4403702184.039518993.75377.446 K1+451.4543702186.936519004.83478.687圆曲线起点 K1+4603702188.972519013.13479.928 K1+4803702193.310519032.65781.169 K1+5003702197.045519052.30482.410 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 17 页 K1+5203702200.174519072.05783.651 K1+5403702202.694519091.89784.892 K1+5603702204.602519111.80586.133 K1+5803702205.897519131.76287.374 K1+5903702206.009519142.87788.121变坡点2 K1+6003702206.577519151.75088.615 续表2.6 K1+6203702206.642519171.74989.856 K1+6403702206.092519191.74191.097 K1+6603702204.927519211.70692.338 K1+6803702203.148519231.62693.579 K1+7003702200.758519251.48294.820 K1+7203702197.757519271.25596.061 K1+738.0453702194.529519289.00897.302圆曲线终点 K1+7403702194.150519290.92698.543 K1+746.5713702192.783519300.46799.008竖曲线终点 K1+7603702189.961519310.48299.784 K1+7803702185.282519329.926101.025 K1+8003702180.215519349.273102.266 K1+8203702174.861519368.543103.507 K1+8403702169.318519387.760104.748 K1+858.0453702164.239519405.075106.000缓和曲线终点 K1+8603702163.687519406.951106.000 K1+8803702158.044519426.138106.000 K1+9003702152.400519445.325106.000 K1+9203702146.757519464.513106.000 K1+9403702141.114519483.700106.000 K1+9603702135.471519502.887106.000 K1+9803702129.82751