土木工程毕业设计（论文）-Ⅲ区某一级公路设计.doc

本科生毕业论文(设计)区某一级公路设计院 系： 城市与环境学院 专 业： 土木工程 班 级： 08道桥 学 号： 学生姓名： 联系方式： 指导老师： 职称：高级实验师 2012年05月独 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。学生签名： 年月 日授 权 声 明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日目 录摘 要错误！未定义书签。Abstract错误！未定义书签。引 言11 正文格式说明281.1 论文格式基本要求281.2 论文页眉页脚的编排281.3 论文正文格式281.4 章节标题格式291.5 各章之间的分隔符设置291.6 正文中的编号292 图表及公式的格式说明312.1 图的格式说明312.1.1 图的格式示例312.1.2 图的格式描述312.2 表的格式说明322.2.1 表的格式示例322.2.2 表的格式描述332.3 公式的格式说明332.3.1 公式的格式示例332.3.2 公式的格式描述342.4 参考文献的格式说明342.4.1 参考文献在正文中引用的示例342.4.2 参考文献在正文中引用的书写格式342.4.3 参考文献的书写格式342.4.4 参考文献的书写格式示例352.5 量和单位的使用352.5.1 使用方法352.5.2 中华人民共和国法定计量单位352.6 规范表达注意事项372.6.1 名词术语372.6.2 数字372.6.3 外文字母372.6.4 量和单位382.6.5 标点符号383 打印说明393.1 封页393.1.1 封皮393.1.2 封一393.1.3 封二393.2 中英文摘要393.2.1 中文摘要393.2.2 英文摘要393.3 目录393.4 正文393.4.1 正文394 第四章题目（黑体，小三，1.5倍行距，段后1行）404.1 第一节题目（黑体，四号，1.5倍行距，段前0.5行）404.1.1 第一节一级题目（黑体，小四，1.5倍行距，段前0.5行）404.2 第二节题目404.2.1 第二节一级题目40参 考 文 献41致 谢43附录A 图纸名称及编号44- IV -引 言1 绪论毕业设计是我们在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性教学环节；是学习深化、拓宽、综合的重要过程；是学习、研究与实践成果的全面总结；是对我们综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。毕业设计是培养我们综合运用大学四年来所学到的本学科的基本知识、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力的有效途径，是我们在学完教学计划规定的课程后所必须进行的综合性实践教学环节，是完成本专业的培养目标培养土木工程高级工程技术人才的基本素质进行基本训练的一个重要环节。毕业设计是以培养我们独立工作能力、开发创造能力为主，兼顾对所学知识的巩固、应用和对专业知识的扩大、充实。另外，对我们本科生而言，按教学要求完成毕业设计是获得学士学位的必要条件。具体设计任务详见“毕业设计任务书”。毕业设计是融会四年来所学的基础理论和专业知识，进一步提高运用知识解决实际问题的能力，学会工作方法，以便顺利完成从学校到社会的过渡。毕业设计是在课程设计的训练基础上进一步提高理论联系实际的能力，是一种真刀真枪的工程设计，也可以说是我们参加工作前的一次实战演习。对我们适应即将到来的工作有着极其重要的作用。通过毕业设计这一实践教学环节可以着重培养我们以下能力：（1）综合利用所学的基础理论和专业知识及技能，独立分析和解决问题的能力，以及解决交通土建及其它建设工程等实际问题的能力；（2）理论与实际相结合，从而巩固、充实、提高所学到的专业理论和专业知识的能力；（3）熟练运用及本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力；（4）试验研究的能力；（5）技术经济分析和组织工作的能力；（6）撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力；（7）收集加工各种信息、获取新知识能力；（8）培养我们的创新意识和严肃认真的科学作风，以及进行科学研究的初步能力。做好一份毕业设计，真的不是件轻松的事情。首先，必须要搜集到足够的材料，包括各种规范、手册、标准、参考书等。其次，还要有自己在实习向工人师傅、现场技术人员请教的积累，以及在实习时自己认真观察、思考、总结出的与自己所选题目相关的东西。不然的话自己都不知道如何下手，这设计一定是做不好的。再有，就是一定要有坚持不懈的干劲和百折不挠的毅力，不然一遇到问题就想放弃，也不会出来什么成绩。最后，必须有一种甘做小学生的心态，遇到问题时，能解决问题的就是老师，不论对方是你的导师、同学、老乡、朋友，不要怕问问题，不要怕丢面子。常言道“没有问题才是最大的问题”，问什么可问本身就说明你自己什么都不懂，不知道该从何问起，这问题可就真的大了。概括说来，毕业设计的目的就是总结四年所学，衔接未来工作。基于此，毕业设计的意义之重要已然是一目了然，不言自明的了。 2 设计总说明2.1地理位置图（详细情况见路线设计图）2.2计算机辅助设计本次设计中的平面设计，纵断面设计，横断面设计，挡土墙，路面结构等内容主要采用了AutoCAD软件进行绘图和测量。AutoCAD是广为流传的交互式通用绘图软件，该软件功能强大，操作方便，使用它可以代替手工快速画出各种精美的工程图样。2.3设计（论文）的主要内容（1）公路路线设计 在1：2000的地形图上，进行路线平面、纵段面、横段面设计并选定桥梁桥涵位置类型，完成相应的图、表以及有关的计算书、说明书等工作（路线长度不小于2.0km)。（2）路基路面设计 在路线设计的基础上，完成路基设计、排水、防护、支挡工程、特殊路基等设计;路面工程设计（进行沥青路面、水泥混凝土路面的结构组合设计、厚度计算与方案比较）。（3）桥涵初步设计 根据所提供的数据资料，完成桥涵标准图的选择，包括相关图纸、表格、工程数量及相关说明。（4）施工组织设计 根据所涉及的内容，完成施工组织和施工图预算或概算（桥涵），提交相应的计算书和与说明书。2.4设计（论文）的基本要求 （1）按设计课题的要求，独立完成设计任务，做出不同的设计方案，交出最后的成果图。（2）认真设计、准确计算、细致绘图、文字表达准确流畅。（3）树立科学态度，注重钻研精神、独立工作能力的培养。（4）严格按照有关文件要求进行毕业设计管理，努力提高毕业设计质量。（5）注重资料的收集、分析和整理工作.2.5 其他事项其他未提及的施工事项，施工时必须严格执行部颁现行公路路基施工技术规范、公路路面基层施工技术规范、公路沥青路面施工技术规范、公路桥涵施工技术规范及其他部颁施工规范。图纸中所提供的混合料配合比，仅供参考，施工时应以现场实验为准。施工中若发现实际情况与设计文件不符时，应及时向监理工程师报告，以便采取相应措施进行处理。3 道路路线设计3.1 选线选线是在道路规划线路起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能够符合使用要求的道路中心线的工作。它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要考虑多方面因素。为达此目的，选线必须由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，才能定出最合理的路线来。众所周知，道路是一条三维实体，它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构筑物。但是，这并不等于说，凡是道路设计都必须包括上述内容，其中的桥梁、涵洞和桥梁是可选的，就是说需要的时候就设置，不必要的情况下自然就不必设置。一般所说的路线，是指该道路的道路中线的空间位置。路线在水平面上的投影称作路线的平面。沿道路中线竖直剖切之后再行展开则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横断面。道路选线的目的，就是根据道路的性质、任务、等级、标准，结合地形、地质、地物及沿线条件，综合平、纵、横因素，在实地上或纸上选出道路中线的平面位置。具体到本设计上说，就是通过对各种限制的逐步满足，在已知的地形图上画出一条道路中线。3.1.1 选线任务道路选线就是确定道路的走向和总体布局，具体确定道路的交点位置和选定道路的曲线要素，通过纸上或实地选线，把道路的平面位置确定下来。说得通俗一些，选线的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。具体到本设计上，就是在地形图上确定道路的走向和路线的线形，然后具体定出道路的直线、圆曲线、缓和曲线等各自的长度、交点位置、曲线转角、曲线半径等要素。3.1.2 选线的原则（1）在道路设计的各个阶段，应运用各种先进的手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优的路线方案。（2）路线设计应成为在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大的前提下，应尽量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标，当然也不必不顾工程大小，片面追求高指标，以免造成资源、人力、物力等的浪费。（3）选线应注意同农田基本建设相配合，尽量做到少占田地，并应最大量不占高产田、经济作物田或经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。（4）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，弄清它们对公路工程影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥岩等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。如果线路必须穿过上述特殊地段，则应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。（5）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，务必要处理好重要历史文物遗址。一旦发现拟建路线有损于上述文物等，应考虑改线。（6）选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产的影响与污染问题，具体应注意以下几个方面：1）路线对自然景观与资源可能产生的影响；2）占地、拆迁房屋所带来的影响；3）路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割而产生的影响；4）噪声对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及其影响；5）对自然环境、自然资源的影响和污染的防治措施及对策实施的可能性；重丘区应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量。路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖平衡，同时还应注意纵向的土、石方平衡，以减少废方和借方。总之一句话，对于选线原则的采用宜因地制宜，忌死搬硬套。3.2 平面设计3.2.1 平面设计一般原则（1）平面线形应直捷、连续、顺畅，并与地形地物想适应，与在周围的环境相协调；（2）行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求应尽量满足；（3）保持平面线形的均衡与连贯；长直线的尽头不能接以小半径的曲线；（4）应避免联系急弯的线形。3.2.2 平面线形设计的一般要求（1）汽车行驶轨迹现代道路是供汽车行驶的。因此，在路线的平面设计中，主要考察汽车的行驶轨迹。只有当平面线形与这个轨迹相符合或相接近的情况下，才能保证行车的顺适与安全，特别是在高速行驶的情况下，行驶轨迹非常重要，而行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征：1）这个轨迹是连续的和圆滑的；2）其曲率是连续的。（2）平面线形要素行驶中的汽车其导向轮旋转面与汽车本身纵轴之间有下列三种关系：角度为0；角度是常数；角度是变数，与之对应的行驶轨迹分别为直线、圆曲线和缓和曲线。而现代道路线形是有上面三种线形组合而成的，因此在平面线形设计中应考虑三要素的组成。3.2.3 平面设计的一般规定3.2.3.1 平面线形设计的一般原则 （1）平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。 （2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径。公路转角过小时，应设法调整平面线形，当不得已而设置小于7度的转角时，则必须设置足够长的曲线。（3）两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连，否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线或运用回旋线组合成卵形、凸形、复合形等曲线。（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜，否则应调整线形或运用回旋线而组合成S形曲线（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡与连续性。（6）应避免连续急弯的线形，可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。3.2.3.2 超高加宽缓和段超高加宽缓和段长度应分别按超高和加宽的有关规定计算，取其较长者，但最短应符合渐变率为1:15且不小于10m的要求。3.2.3.3 平曲线长度公路的平曲线一般情况下应具有设置回旋线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度。平曲线最小长度不应小于2倍缓和曲线长。二级公路山岭重丘区平曲线最小长度为35m。3.2.4 平面线形1）平曲线主要参数的规定表2.3二级公路主要技术指标表设计车速60km/h平曲线一般最小半径200m极限最小半径125m缓和曲线最小长度50m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 1500m2.0% 1900m最大纵坡6%凸曲线一般最小半径2000m极限最小半径1400m凹曲线一般最小半径1500m极限最小半径1000m本设计公路平曲线半径分别为半径：450m、2000m；缓和曲线长度分别为：105m、125m；竖曲线半径分别为：10000 m 10000 m，经验证，均满足要求3.2.4.1 直线作为平曲线的直线在公路设计中使用最广泛，因为两点之间以直线最短，因此一般定线时，只要地势平坦，无大的地物障碍，基本选直线，加之笔直的道路给人以短截、直达的良好印象，在美学上有其自身的特点，并且汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简单，但过长的直线大多难于与地形相协调，还容易使驾驶员难以目测车间距离，产生尽快驶出直线的急躁心情，一再加速以致容易导致交通事故的发生。直线线形不宜过长，同时也不宜过短，其最小直线长度为：当计算行车速度60km/h时，同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度的6倍为宜，反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度的2倍为宜。 3.2.4.2 圆曲线各级公路不论转角大小一般均应该设置圆曲线，在选用圆曲线的半径时应该与计算行车速度相适应，并应尽可能的选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。3.2.4.3 缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一，是设在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的院曲线之间的一种曲率连续变化的曲线，直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接时，应设置缓和曲线。因为缓和曲线连续变化，便于车辆遵循，它的离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒服，其超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳，与圆曲线配合的当，增加了线形的美观。3.2.5 平曲线要素计算3.2.5.1推荐路线平曲线要素计算（1）计算图式如下图3-1所示。（2）计算公式如下：缓和曲线角： （3-2）圆曲线内移值： （3-3）切线增长值： （3-4）切线长： （3-5）平曲线长： （3-6）外距： （3-7）校正值： （3-8）依据上述公式，可以进行平曲线诸要素的正常计算。下面数据的得来就是对上述公式应用的结果。（3）每个交点的原始设计数据如表3-5所示。 这里仅是列出了计算的结果，因具体计算过程过程都比较简单，没有列出。表3-5 确定路线的原始数据JD桩号半径R（m）转角（）缓和曲线长（m）1K0+505.85545081.7061052K1+438.0679200019.875225（4）按上面给出的公式（式3-2式3-8）分别计算各个交点的曲线要素，列于表3-6。表3-6 确定路线各交点的计算要素JDp （m）q （m） （m） （m） （m）LY（m）11.0252.5442.517746.392146.28536.3923.3 纵断面设计纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及感觉舒适的目的。作为平原重丘区的公路，应主要以纵断面设计来控制。3.3.1 概述由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。在路线的纵断面设计中，我依据道路的性质，任务、等级、地形地貌、地质水文等因素，充分的分析了路基的稳定、路基路面的排水和工程量与工程经济等问题，对纵坡的长短、大小、前后纵坡的情况、竖曲线半径的大小以及与平面线形的组合与搭配问题都作了考虑。同时结合行车的安全舒适和汽车的性能，对纵断面竖曲线间的最大和最短坡长也做了严格的设计，合理的利用了公路路线设计规范提供的各种数据，完全可以达到行车安全迅速、运输经济合理和游客感觉舒适的目的。在绘制纵断面设计图的过程中，我一丝不苟的从地形图上量测出设计中线的高程（直线段上每隔50m量一个，平曲线上、竖曲线上每隔50m量一个，缓和曲线上每隔50m量一个；另外，在每个整数桩和特殊点位置如ZH、HY、QZ、YH、HZ等也量出一个点）。最初由于自己没有经验，有两次我辛苦多日绘制的纵断面图都出现了错误，最后在同学的帮助下第三次才绘出了正确的纵断面设计图。纵断面成果图详见另附的纵断面设计A3图。在设计道路纵断面和绘制纵断面图的时候，我努力遵循了以下的设计原则：（1）满足纵坡和竖曲线的各项规定；（2）纵坡均匀平顺，起伏不宜过大；（3）设计标高的确定结合了沿线的自然条件如：地形、土壤、水文、气候等综合因素；（4）争取挖填平衡，尽量使挖方运转到就近路段作为填方，以减少借方和废方，降低工程造价；（5）依据沿线的性质要求，适当照顾当地民间的交通运输工具，农业机械，农田水利方面的要求；（6）平面和纵断面设计相互配合：在视觉上能自然的诱导驾驶员的视线，并保持了视觉的连续性；平、纵面的线形指标大小均衡，使线形在视觉上和心理上保持连续性；（7）合成坡度组合得当以利于路面的排水和行车安全。纵断面设计一般规定3.3.2.1 纵坡设计的一般要求为使纵坡设计经济合理，必须在全面掌握勘测资料的基础上，结合选定线的纵坡安排意图，经过综合分析、反复比较定出设计纵坡。纵坡设计的一般要求为：（1）纵坡设计必须满足公路工程技术标准的各项规定。（2）为保证车辆能以一定的速度安全顺适地行使，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与畅通。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（5）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，还应满足最小填土要求，保证路基稳定。（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。（7）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。3.3.2.2 最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大的地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。应当指出，确定最大纵坡不能只考虑汽车的爬坡性能，还要看汽车在纵坡上行驶时能否快速、安全和经济等。公路工程技术标准规定二级一般公路的最大纵坡为7%，该指标在整个路线上已完全保证。如路线位于海拔3000m以上高原地区，纵坡按规定折减。当位于海拔3 000m以上的高原地区，各级公路的最大纵坡值应按表规定予以折减。最大纵坡折减后若小于4，则仍采用4。各级公路的长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，应采用不小于0.3%的纵坡，必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。从汽车行驶平顺性要求考虑，坡长过短，会使变坡点增多，起伏频繁，行车不舒服；但坡长过大，又不利于汽车行驶，最大坡长按照公路路线设计规范要求从行驶安全角度控制。还要保证最小坡长的限制，平原重丘区二级公路的最小坡长是200m。3.3.2.3 平均纵坡平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比，是为了综合运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。其主要目的是为了避免设计者可能交替使用极限长度的最大坡度纵坡和缓和坡长，形成“台阶式”纵断面线形，这是一种合乎规范但不合理的做法。根据标准，二级公路的平均纵坡不宜大于5.5%，该指标在整个路线上已完全保证。3.3.2.4 最小坡长、最大容许合成坡度我所做的二级公路速度要求为80m/的最小坡长为200m。当采用不同纵坡坡度值时，相对应有不同的最大坡长限制。二级公路最大容许合成坡度为10%，计算公式 = (3-9)式中：合成坡度（%）；超高坡度或路面横坡（%）；纵坡坡度（%）；各级公路的最小合成坡度一般不应该小于0.5%，特殊时可采用0.3%。但是在超高过渡变化处，合成坡度不应该设计为0%，当合成.坡度小于0.0%时，则应采取综合排水措施，保证路面排水畅通。使道路不致被雨水冲坏。3.3.2.3 路基设计高路基高度的设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时要考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不致影响路基的强度和稳定性。路基设计标高，无中央分隔带的公路，应为路基边缘高度；有中央分隔带的公路，应为中央分隔带外侧边缘的高度；在设置超高边宽路段，则为设置超高加宽前的路基边缘高度。沿河及受水浸淹的路基设计标高，应高出表3-9规定设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。表3-9 路基设计洪水频率公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计洪水频率1/1001/1001/501/25视具体情况而定3.3.2.4 竖曲线纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，称为竖曲线。各级公路在纵坡变更处应设置竖曲线，竖曲线可采用抛物线或圆曲线，在使用范围上二者几乎没有什么差别，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线更为方便。但考虑到对圆曲线比较熟悉，本设计中所采用的竖曲线的方式为圆曲线。二级公路凹形竖曲线半径一般最小值为700 m，极限最小值450 m。由于在纵断面上只计算距离和竖直高度，斜线不计角度而计坡度，因此竖曲线的切线长与曲线长是其在水平面上的投影，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差表示。相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如果直坡段的长度不够长则应该合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线，这样要求对行车有利。相邻反向竖曲线之间，为了使增重与减重间缓和过度，中间最好插入一段直坡段。3.3.3 竖曲线的计算竖曲线计算路线全长2475.336米 路线原始起点高程A 153米 路线原始终点高程B182.5米 路线原始最高点高程 195米 最高点出现在中间 所以设计一个竖曲线 曲线为凸曲线 本路设计速度为80km/h 根据规范 最小曲线半径应为3000设计曲线半径为10000m竖曲线要素计算 本设计在JD2交点处的QZ K1+434.1989处设置边坡点 设计高程为195米 起点A高程为153米 终点B高程为180米 坡长L1=1434.1989m L2=1041.1371m i1=0.029 i2=-0.014 均大于规定的最小最先坡度0.003 符合规定 变坡角W=i2-i1=-0.043 曲线长L=Rw=430m切线长T=L/2=215m外距E=T2R=2.31m竖曲线起点桩号= K1+434.1989-215=K1+219.1989竖曲线起点高程=195-2150.029=188.765m竖曲线终点桩号= K1+434.1989+215=K1+649.1989竖曲线终点高程=195-2150.014=191.99m5路基设计5.1路基横断面设计5.1.1横断面布置本设计为双幅四车道高速公路，设计速度为80Km/h。横断面组成为：路基宽度为34m，其路幅划分为2m（中央分隔带）+20.5m（左侧路缘带）+63.75m（行车道）+23.0m（硬路肩）+20.75m（土路肩）。5.1.2路拱横坡度1）路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。规范规定沥青混凝土、水泥混凝土路拱坡度宜取1%2%。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。2）土路肩的排水性远低于路面，其横坡度较路面宜增大1.0%2.0%，拟采用3%。3）直线段的硬路肩横坡度与行车道横坡度相同。曲线段的硬路肩横坡度：曲线外侧路肩坡度方向向外侧倾斜（-2%），路肩横坡过渡段的渐变率为1/100。5.1.3平曲线加宽当平曲线的半径小于或等于250m时，应对平曲线内侧的行车道加宽，相应的路基也应加宽，该路段内半径都为大于250m的曲线段，故可以不设加宽。5.1.4超高设置该一级公路设计时速为80Km/h时，两个曲线段的曲线半径都小于规范规定的不设超高的最小半径，为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线圆心的横向分力，以克服离心力对行车的影响，故应设置超高。在确定超高时应注意一下几点：1） 高速公路、一级公路的超高横坡不应大于10%，其他各级公路不大于8%；2） 在积雪、冰冻地区，最大超高不超过6%；3） 各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值。本设计中超高的设置方法采用的是绕中央分隔带边缘旋转的方法，即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原水平状态。根据公路等级设计速度和平曲线半径查表得圆曲线的超高值=4%。5.1.5超高值的计算由于曲线处无加宽，超高值计算如下表：(结果见超高渐变表)。绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置曲线内侧曲线外侧行车道外边缘硬路肩外边缘土路肩外边缘注：结果为与路基设计高程的高差，设计值为中央分隔带外侧边缘的高程，当时为圆曲线上的超高值。b1，b2，b3分别为行车道、硬路肩、土路肩宽度；i1，i2，i3分别为行车道、硬路肩、土路肩的横坡度；x超高缓和段中任一点至起点的距离；x0为双坡阶段长度，；超高横坡度。5.1.6中央分隔带形式及开口中央分隔带表面采用凸式，全宽2.0m，采用铺面封闭；为抢险、急救和维修方便，中央分隔带每2km左右设一处开口，开口端部为半圆形，开口长度为30m。5.2路基边坡设计5.2.1边坡坡度设计路基边坡的坡度，应根据当地的自然条件、岩土性质、填挖类型、边坡高度和施工方法等进行合理选定。本设计沿线无不良地质状况，路堤、路堑均为砂性土。故采用路堤的边坡为：路堤上部坡度（H ）1：1.5，下部坡度1：1.75（H）；路堑边坡为1:1.5。5.2.2边坡稳定性分析该设计中段填挖深度在8m以下，按一般路基设计，采用规定的坡度值，可不做稳定性分析计算。填挖超过12米以上须设置挡土墙，在该段路基挖方深度超高8m选择一处该段须做路基边坡稳定分析计算。路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者的比值为稳定系数K，即K=R/T，工程上规定采用作为路基边坡稳定性分析的界限值。本设计中路堤路堑均为砂性土，砂类土路基边坡渗水性强、黏性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力支持，失稳土体的滑动面近似直线形态。桩号K2+350处，填挖高度为10.18m，路基左侧边坡高度H1=11.47m，右侧高度H2=8m。取H=11.47m进行边坡稳定性验算。内摩擦角=35，土的容重r=19KN/m3，黏结力c=14.7KPa坡度为1:1.5。按静力平衡可得 5.3排水设计5.3.1路面表面排水路面积水由2%路拱横坡排出，经坡面汇入边沟或农田，边沟水排至排水沟渠。中央分隔带采用凸形，坡面双向外倾，坡度2%；表面无铺面，为防表面水下渗，设置纵向碎石盲沟，并隔一定间距通过横向塑料排水管将中央分隔带渗水排出路界。5.3.2边沟1）结合本设计的情况，采用梯形边沟，边沟采用浆砌片石，砌筑用的砂浆强度采用M7.5。矮路堤路旁的取土坑常与路基排水设计综合考虑，使之起到边沟的排水作用。2）公路排水设计规范规定二级公路的边沟的深度不得小于0.4米，本设计中的边沟深度采用1米，底宽取1米。3）边沟的纵坡度应取0.5，边沟出水口的间距，不超过300m，边沟出口水的排放应结合地形、地质条件以及桥涵水道位置，排引到路基范围外、使之不冲刷路堤坡脚。4）本段设计采用边沟的边坡为内侧1：1，外侧边坡坡度与挖填方坡度相同。5.3.3截水沟1）截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，沟底应具有0.3%以上的纵坡，长度控制在200m-500m内；超过500m时，在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。2）截水沟的断面形式一般为梯形，本设计边坡采用1：1，宽度采用0.6米，深度0.6米。5.3.4排水沟1）排水沟的横断面采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，横断面尺寸根据设计流量确定，底宽与深度不宜小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1:1-1:1.5。2）排水沟的位置，可根据需要并结合当地地形条件，离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小于2m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10-20m，连续长度宜短，一般不超过500m。3）排水沟应具有合适的纵坡，一般情况下，可取0.5%-1.0%，不小于0.3%，亦不大于3%。若纵坡大于3%，应采取相应的加固措施。5.3.5沟渠加固本设计中考虑到地下水埋深较深，沟底纵坡较小，土质松散，故采用平铺草皮对边沟、排水沟和截水沟进行加固。5.4路基防护填方路段:一般填方路段设置1:1.5的土质边坡，为防止水土流失，损坏路基，坡段采用人工植草防护。挖方路段:对土质边坡路段，为防止受雨水冲刷、风化而塌落等病害的发生，并为使路堑边坡外型整齐美观，采用人工草皮防护。5.5路基附属设施为了确保路基强度，稳定性、行车安全，与路基工程有关的附属设施有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，正确且合理的设置是十分重要的。5.5.1取土坑本设计路段为平原微丘区，用土量较少，可以沿路两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合。取土坑深度为1.0m或稍大一些，宽度依用土量和用地允许而定。5.5.2护坡道护道坡是保护路基边坡稳定性的措施之一，目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度，护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，但最少为1.0m。通常护坡道宽度d，视边坡高度h而定，当h3.0m，d=1.0m；h=3.6m时，d=2m，h=612m时，d=24m。5.6 土石方计算和调配5.6.1横断面面积的计算利用AutoCAD软件在横断面设计图上计算出各断面的面积。5.6.2路基土石方量计算由于本设计路段有填有挖，即任意两相邻填方断面或挖方断面可以假定为一棱柱，即采用平均断面法进行计算，其体积的计算公式如下：式中： 该路段土石方量见土石方量计算表5.6.3路基土石方调配 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。路面结构计算轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 北京BJ130 13.55 27.2 1 双轮组 220 2 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 470 3 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 3 390 4 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 230 5 黄海DD680 49 91.5 1 双轮组 420 6 黄河JN163 58.6 114 1 双轮组 490 设计年限 15 车道系数 .35 交通量平均年增长率 9.5 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 619 ,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 3826 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.492719E+07 属重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 4989 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.946466E+07 属重交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级 一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.4 .41 2 中粒式沥青混凝土 1 .29 3 水泥稳定碎石 .6 .27 4 水泥稳定碎石 .6 .27 5 石灰土 .25 .09 新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 0 .41 2 中粒式沥青混凝土 80 1200 0 1600 0 .29 3 水泥稳定碎石 150 1500 0 1500 0 .27 4 水泥稳定碎石 ? 1500 0 1500 0 .27 5 石灰土 250 550 0 550 0 .09 6 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 22 (0.01mm) H( 4 )= 150 mm LS= 23.2 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 20.8 (0.01mm) H( 4 )= 175 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 175 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 175 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 175 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 175 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 175 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 175 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 175 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 40 mm - 中粒式沥青混凝土 80 mm - 水泥稳定碎石 150 mm - 水泥稳定碎石 180 mm - 石灰土 250 mm - 新建路基挡土墙验算 以K1+600处挡土墙进行验算1、基本参数：墙面高度(m)：h1=9 墙背坡度(+,-)：N=0.25 墙面坡度：M=0.3墙顶宽度(