交通土建毕业设计（论文）-芜铜路四标段一级公路设计.doc

全套图纸加扣 3012250582前言本设计是交通土建专业毕业设计，我选择的课题是芜铜路四标段一级公路设计，通过收集、查阅资料，根据道路设计的一般步骤和方法，采用最新的一级公路设计规范理论，有效的结合地形、地质条件，严格编写而成。 在设计过程中主要依据用地范围内的地形、地质、水文条件以及周边环境，筛选出经济、合理的线路，并按照大学所学的专业知识对道路进行平面、纵断面、横断面、路基路面以及排水设施的设计，进行施工组织设计和概预算编制。本设计第一部分为路线总体设计，第二部分为道路平面设计，第三部分为道路纵断面设计，第四部分为道路横断面设计，第五部分为路基设计，第六部分为路面设计，第七部分为路面排水设计，第八部分为施工组织设计，第九部分为概、预算的编制，最后一部分为结论、致谢、参考文献和外文文献和译文以及附表。本设计道路的设计指标均严格按照公路工程技术标准（JTG B012003）规范值所取定。在设计中查阅了道路勘测设计、道路路基与路面工程、道路工程技术标准等专业文献。本设计是在完成交通土建专业所有课程后，根据交通土建专业毕业设计大纲的要求，对实习资料进行整理、分析并认真思考，听取指导教师意见编制而成。在设计过程中，常常和同组同学一起交流讨论，积极向老师请教，认真完成每阶段的任务。通过完成本次毕业设计，更深刻的了解自己专业知识，将理论联系实际，为今后工作能力打下良好基础，在此对帮助我的指导教师和同学表示诚挚的谢意。由于本人专业知识掌握有限，以及没有实际施工经验，在设计中难免有不足或遗漏之处，恳请各位老师、同学给予批评和指正。1 路线总体设计1.1设计任务和设计条件1.1.1设计任务 本设计原始资料有等高地形图一幅，比例（1:2000），公路等级为一级，起点坐标A（228,0），终点坐标B（448,2796），全长2857.482m，该线路全线平均日交通量为25000辆，采用双向4车道标准建设，设计时速为80km/h。主要完成的设计内容有：方案比选、平、纵、横设计、路基、路面设计及道路排水设计等。1.1.2自然条件 (1)地形地貌 本设计用地以平原微丘为主，整体沿线地势平坦。沿途路过三个小池塘，经过一个采石厂，还有一些微丘。 (2)地质条件 本设计的沿线土质主要为粉性土，无不良土质现象，区域地壳稳定性较好，但途经三水塘，得进行填埋处理。 (3)水文气候条件 该地区气候湿润、阳光充足，按公路自然区划为5区，属于东部温润季冻区。平均气温约为27，年平均降水量约为1000mm，受季风影响，降水集中，不利季节多雨。1.1.3社会条件 芜铜路是芜湖到铜陵的省道，长约120km，在本设计中，沿途经过一个采石厂，给其带来经济效益。1.2设计依据和相关技术标准1.2.1设计依据 根据公路工程技术标准： 一级公路提供汽车分向、分车道行驶，可根据需要控制出入的多车道公路。 四车道一级公路应该适应将各种汽车折合成小客车年平均日交通量1500030000辆； 因平均日交通量为24500辆，选用双向四车道。 线路等级：一级公路 设计车速：80km/h 车道数：双向四车道1.2.2公路设计标准根据公路工程技术标准，公路设计主要技术标准见表1-1.表1-1 一级公路（设计时速80km/h）各项指标表Tab.1-1 Highway(design speed 80km/h)indicators table序号指标名称规范值1设计车速80km/h2圆曲线一般最小半径400m3圆曲线极限最小半径250m4缓和曲线最小长度70m5同向曲线最小长度，车速6倍480m6反向曲线最小长度，车速2倍160m7公路最大纵坡5%8公路最小纵坡0.50%9平曲线最大超高8%10凸型竖曲线一般最小半径4500m11凸型竖曲线极限最小半径3000m12竖曲线一般最小长度170m13竖曲线极限最小长度70m14纵坡最小长度200m15路拱横坡度2%16中间带宽度3m17右侧路肩宽度一般值2.5m18土路肩宽度0.75m19车道宽度3.75m20左侧路缘带宽度0.5m21最大直线长度1600m22停车视距110m1.3路线的方案选择1.3.1影响选线方案的主要因素 线路设计中最根本的问题是选线方案。方案合理与否，不但直接影响到公路自身工程投资和运输的效率，而且还将影响到线路在公路网中是否起到应有的作用，即是满不满足国家的经济、政治、国防要求和长远利益。 线路方案的选择应综合考虑以下因素 1)线路在经济、政治、国防上的意义；线路是经济发展、综合利用等重要方针的具体体现；国家或地方建设对路线性质及使用任务的要求。 2)道路在交通网中的作用，与沿线城镇、工厂等规划的关系，及与沿线耕地水利水电等建设用地的搭配及用地情况。 3)沿线地形、地质、水文、气象及地震等自然条件的影响；要求线路的技术等级与实际可达到的技术标准及其对路线使用目的、性质的影响；路线长度、建路材料来源、施工等条件及工程量、三材（水泥、木材、钢筋）用量、造价、 工期等情况及对施工养护等方面的影响。 4)其他如与沿途文物文化、风景名胜的联系等。影响选线方案的因素是多方面的，每种因素又多是相互联系、相互影响的。路线应在满足性质要求和使用任务的前提下，应综合考虑多方因素，通过多方案的比较，精挑细选，选出合理的推荐方案。1.3.2选线原则 (1)道路设计的各个阶段，用各种方式作多方案线路比选，选出最优方案。 (2)在保证行车安全，舒适迅速的前提下，优选工程量最小，造价低，利于施工及养护，能采用较高的技术标准的方案。 (3)重视环境保护，尽量减少因修路、汽车运营影响或污染环境。保护自然生态，与景观相协调，处理好历史文物遗址。 (4)应对沿线工程地质及水文条件深入勘查，了解其对工程影响。1.3.3路线方案比选方案一优点： (1)沿线平原地形居多，且拆迁房屋较少，线路较短，施工条件好。 (2)沿途行车视野较好，有利于缓解行车疲劳。 (3)避开了多数池塘和不良地段，确保了利民不扰民。 (4)途经采石场，给该地区带来了经济效益。缺点： (1)经过三水塘，需要填埋。 (2)桩号K0+800处附近地势较高，得做深挖路堑特殊地基处理。方案二优点： (1)沿线平原地形多，且拆迁房屋较少。 (2)沿线占用农田较少。缺点： (1)路线全长较长，提高了造价以及运营成本。 (2)平曲线多，而且转角较大。经权衡比较：最后推荐用地省，线路短，造价也较低的方案一为最后推荐方案。1.3.4定线 定线方法有直接定线和纸上定线两种，本设计采用纸上定线。 平原微丘地区的纸上定线步骤如下： (1)定导向点，确定线路走向。 (2)定导向线，按规定技术标准，根据导向点，试穿出一系列直线，延长直线得出交点，作为初定的路线导向线。 (3)初定平曲线，读交点坐标，计算或直接测量得到交点处交点间距和路线转角，定圆曲线半径和缓和曲线长，计算曲线主要要素及其里程桩号。 (4)定线，检查各技术指标满不满足公路工程技术标准（JTGB01-2003）要求，平曲线位置合适与否，不满足时应调整交点位置、圆曲线半径或缓和曲线长度，直到满足为止。 本阶段设计在满足每项规范的前提下，在小范围微调，力求即合理又规范，综合考虑，得到较完美线路，为后续工作打好基础。2道路平面设计 平面设计是根据汽车行驶性能，结合当地地形条件，根据道路设计规范在平面上设计出一条通顺、顺畅的线形。本设计中道路全长2857.482m，共有两个转弯点，中间通过山岭和平原。2.1直线2.1.1直线特点 直线是平面线形中的基本线形。两控制点间间距最短，且线形容易选定，因此在地形、地貌条件较好时，首先考虑使用直线。另外，笔直的公路给人一种简捷、明快的视觉效果，在直线上汽车操作简单，故直线在平面线形设计中是广泛应用的。 但是太长的直线容易导致驾驶员感觉到单调、疲倦，警惕性降低，容易导致交通事故。并且长直线在多数情况下很难与地形、地貌吻合，如果运用不当，既破坏了道路整体线形的连续性，也达不到线形设计自身的协调。故在设计直线线形和确定其长度时，必须满足规范要求。2.1.2直线运用 下述路段可采用直线：不受地形地物限制的山涧谷地和平坦地区；市镇及其近郊或者规划方正的农耕区等；长大桥梁、隧道等构造物路段；路线交叉点及前后路段；双车道公路提供超车路段。 (1)直线的最大长度经过大量的调查和研究工作，另外参考国外相关资料后，直线最大长度一般不超过20V(V是设计时速，用KM/h表示)为宜。特殊情况受地形限制需用长直线时应采取特殊措施。1） 纵坡在长直线上的坡度不宜过大，因长直线加上陡坡下坡行驶易导致超速行驶。2） 长直线应与半径大的凹形竖曲线结合，使生硬呆板的直线得到一些缓和或改善。3） 道路两侧地形太过于空旷时，宜设置一定雕塑、广告牌等措施或种植不同树木，以改善单调的景观。4） 长直线及长直线下坡段的平曲线尽头处，除平曲线各指标符合要求外，还得增强路面抗滑力和设置必要的警示标志等安全措施。 (2)直线的最小长度考虑到线形的连续性和驾驶方便，相邻两曲线之间应该有一定的直线，这段直线长度指的是前曲线的终点（圆直YZ）与后曲线起点（直圆ZY）间的长度。 1)同向圆曲线之间直线最小长度：同向圆曲线插入较短的直线，易引起把直线两端的曲线看成是反向圆曲线的错觉，当直线太短时甚至把两曲线看成一曲线。这种线形使道路连续性破坏，并且容易导致驾驶操作失误，设计中应避免。大量研究表明，车速越高，驾驶员注视点越远，这个距离数值上大约是6V。故最小值为6V。 2)反向圆曲线之间直线最小长度：反向圆曲线之间，应设置一段大于2v的长度使驾驶员转弯操作方便。2.2圆曲线2.2.1圆曲线的几何要素各等级公路平面不管转角大小，均应该设置圆曲线。根据地形条件选择大小不同的圆曲线更加适合地形和驾驶人员的视觉心理。其几何要素如下： （21） （22） （23） （24）式中： 主点桩号（间图31）：图3-1 圆曲线几何元素Fig.4-1 Geometric element circular curve 直圆点 曲中 圆直点 校验 2.2.2圆曲线半径行驶在圆曲线上的汽车因离心力作用，其影响横向稳定性，离心力大小和圆曲线半径密切相关，半径越小越不稳定。因此圆曲线半径尽可能取大值，只有在特殊条件下可使用较小值，但为了行车安全与舒适需得加以限制。由汽车行驶特性可知 （2-5）式中 行车速度（km/h）; 横向力系数； 路面横坡 本设计中JD1处， JD2处， 2.3缓和曲线 缓和曲线是在直线和圆曲线间或者两个同向圆曲线间（半径相差较大）的一种曲率连续变化的曲线。所以两平曲线均设置缓和曲线，2.3.1缓和曲线平曲线的要素 基本线形如图（32）。图32 “基本形”平曲线Fig.32 “Basic type”level curve 缓和曲线的几何要素： （26） （27） （28） （29） （210） （211）式中：切线长（m）； 曲线长（m）； 外距（m）； 超距（m）。2.3.2缓和曲线的长度本设计缓和曲线长度：第一平曲线：第二平曲线：2.4平面线形设计一般原则 (1)平面线形需连续和简捷，并相适应于地形地物，且与周围环境相协调。 (2)在满足行驶力学基本要求为前提下，高等级道路还要尽可能满足视觉上和心理上的要求。 (3)保持平面线形的均衡和连贯。 (4)连续急弯线形应该避免。 (5)平曲线长度应该足够长。2.5平曲线要素组合类型 平曲线组合种类有基本型、卵形、S形、凸形、C形、复合形，本设计选用基本型。基本型是按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组成，本设计所设计的回旋线、圆曲线均符合相关规定。2.6停车视距 所有道路必须满足停车视距，所谓停车视距就是驾驶员发现前方障碍或迎面车辆后及时采取措施，在到达障碍物前安全停止，所需要的最短距离。标准中规定一级公路（时速为80km/h）对停车视距要求为110m。停车视距的计算公式： （212）式中： 汽车行驶速度； ； 本设计没有平面暗弯，纵断面上的凸型竖曲线上视野也开阔，故沿线均满足停车视距要求。2.7平曲线设计2.7.1交点坐标的确定及转角值的计算 本设计在指导教师给定的起终点结合实际地形初步得到线形的大致走向。已知起点A(228，0),JD1(162，944),JD2(460，1538),终点B(448，2796)。起点A的里程桩号为K0+000.000m。 设坐标 起点到JD1坐标增量： 交点间距： 交点桩号：K0+946.304 方位角： JD1到JD2坐标增量： 交点间距： 方位角： JD2到终点B坐标增量： 交点间距： 方位角： 转角：，线路左转。 , 线路右转。2.7.2平曲线的几何要素计算 JD1要素计算： 圆曲线半径：R=500m 缓和曲线长度：LS=120m 转角值： JD2要素计算： 圆曲线半径：R=400m 缓和曲线长度：LS=120m 转角值： 2.7.3曲线位置及直线长度方向 JD1处桩号计算： 2.7.4逐桩坐标计算 (1)直线上中桩坐标计算 设交点坐标JD,其相邻两直线的方位角分别为A1和A2，则ZH点坐标： （2-13） HZ点坐标： （2-14） 前直线上任意点（）: (2-15) 后直线上任意点坐标: (2-16) （2）曲线直线上中桩坐标计算 设缓和曲线上任意点坐标（X,Y）曲线上任意点的切线横距： （2-17）式中：缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长，m; 缓和曲线长度,m。1)第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标： （2-18） 2)圆曲线内任意点坐标： 由HYHY时， （2-19）式中：缓和曲线上任意点至HY点的曲线长,m； HY点坐标。 由YHYH时： （2-20）式中：缓和曲线上任意点至YH点的曲线长,m； 转角符号，左偏为“-”，右偏为“+” 3)第二缓和曲线（）内任意点坐标： （2-21） 现举例说明坐标计算过程，利用公式（2-13）（2-21）进行计算：ZH点坐标： HZ点坐标： 前直线上任意点坐标，取桩号K0+700进行计算： 后直线上任意点坐标，取桩号K1+200进行计算：第一缓和曲线上任意点坐标，取K0+800进行计算：圆曲线上任意点坐标，取K0+900进行计算：第二缓和曲线上任意点坐标，取K1+100进行计算：具体各个点坐标及方位角见附表逐桩坐标表。2.7.5线路平面图绘制 用普通图纸描绘，用比例1:2000，里程K0+000.000K2+857.482。（平面图见附图一）3 纵断面设计 纵断面线形是沿着路线中心线竖直剖开后再展开的立面投影。纵断面线形主要由设计线和地面线组成。因自然因素和经济要求的影响，将设计线与地面设计成一条相符合和且连绵起伏的二维曲线。本章设计的主要任务是根据汽车动力性能、道路等级、所处自然地理条件及工程经济等因素，来研究这条连绵起伏的二维曲线的几何构造形式，以便达到行车快速安全、运输经济合理和旅客感觉舒适的目的。3.1 纵断面技术标准确定3.1.1最大纵坡公路工程技术标准规定：道路的最大纵坡应小于其在最大纵坡表中的规定值。标准中规定一级公路（设计时速为80km/h）的最大纵坡为：5%，本设计的最大纵坡为3.656%，满足规范要求。3.1.2最小纵坡为使道路上行车快速安全，纵坡越小越好。但是在挖方路堑、低填放路堤及其他排水不好的路段，为了保证排水而防止渗入路基影响其稳定性，最小纵坡不宜小于0.3%。本设计最小纵坡为2.022%，满足设计要求。3.1.3坡长限制 (1)最小坡长 纵断面如若坡长小，变坡点过多，会使行车颠簸频繁，车速快表现越明显，故导致乘客感觉不舒适和影响行车安全：所以两相邻变坡点间距不宜过短，需要满足道路勘测设计和公路工程技术标准规定。 标准中规定，一级公路（时速为80km/h）的最短坡长为200m，本设计的坡长分别为930m、1927.482m，均满足要求。 (2)最大坡长 太短坡度对行车不利，大长坡对行驶的汽车也很不利，汽车上坡克服坡度阻力做功，坡度过长导致发动机过热，水箱沸腾，无力行驶：当下坡时，坡度陡而长使汽车长时间制动，易造成行车事故。因此对大于3%的纵坡坡长加以限制。 查公路路线设计规范规定了不同坡度的最大坡度。其中一级公路（时速为80km/h）坡度为3%最大坡长为1100m，坡度为4%时，最大坡长为900m.用内插法得坡度为3.7%的最大坡长为960m，本设计坡度为3.656%，最大坡长为930，满足设计要求。 (3)合成坡度 合成坡度指的是设超高平曲线上的路线纵坡与超高横坡度组成的坡度，其计算公式为 （3-1）式中： 对于最大允许合成坡度，标准规定了一级公路（时速为80km/h）的最大允许合成坡度为：10.5%。利用公式（3-1）对本设计合成坡度进行验算： 满足要求。3.2 纵坡设计的一般要求 在全面掌握勘测资料的基础上，结合选（定）线纵坡的初步安排，经过综合分析、反复比较最终设计出经济合理的纵坡。纵坡设计一般要求为：1） 纵坡设计必须满足标准中各项规定。2） 为保证车辆以一定速度安全顺适地行驶，需合理安排缓和坡段。平原地区的纵坡应均匀、平缓；纵坡在丘陵地区不能过分迁就地形导致起伏过大；纵坡在越岭线应力求均匀，不能采用最大值或靠近最大值的坡度，更不能采用连续不同最大坡长值的陡坡夹距离短的缓坡线形；山腰线和山脊线，除结合地形不得已采用较大纵坡外，在条件允许下应采用平缓的纵坡：越岭线垭口附近的纵坡应尽可能缓一些；连续上坡或下坡路段避免设置反坡段。3） 纵坡设计需综合考虑沿线地形、水文、排水、地质、气候及地下管线等因素，依具体情况处理，以保证路基稳定和道路通畅。4） 纵坡设计需考虑土石方平衡、移挖作填来减少借方和弃方，达到节省造价和用地。5） 对连接段的纵坡，如大中桥和隧道两端接线等，纵坡应缓和，避免产生突变。6） 充分考虑城乡、通道、农田水利等方面的要求。3.3 纵断面设计方法与步骤 (1)准备工作：在以熟知相关规范和设计标准为前提，按比例标注里程桩号及中桩标高，并绘出地面线。 (2)标注控制点：影响纵坡设计标高的点称为控制点。例如线路起、终点接线标高，主要桥涵最小标高，垭口的最大挖方深度，干湿类型路基所要求的最小填方，隧道进、出口等都是纵断面设计的控制依据。 (3)试坡：在标出了“控制点”和“经济点”的纵断面图上，根据选线意图，技术标准，并结合地面线起伏情况，根据填挖平衡原则，以“控制点”顾及多数“经济点”为依据，在这些点与点间穿插及取值，获得若干个纵坡线，通过反复比较，得到最满意的纵坡线。并前后延长纵坡线，得到各变坡点的初步位置。(4)调整：比较试坡所定的坡与选线所考虑的坡，应基本相符。如若相差较大，该全面分析找出原因。然后对设计的最大纵坡、坡长是否满足规范要求值，平纵组合是否合理进行检查，若有问题，进行反复微调，直到符合要求为止。(5)核对：对重点横断面进行检查，看其是否有填挖过大，工程量大的情况。如果有问题，应再调整纵坡。(6)定坡：经调整核对后准确无误是即可定坡，需把边坡点的桩号，高程确定下来。3.4纵组合设计本设计平曲线与竖曲线相互重合，且平曲线稍长于竖曲线，即竖曲线的起终点分别在平曲线的两缓和段内，严格遵守“平包竖”的设计原则。如图3-2图3-1平曲线和竖曲线的组合Fig.3-1 The articulation of the horizontal curve and vertical curve3.5竖曲线设计3.5.1竖曲线要素计算公式图3-1竖曲线要素示意图Fig.5-1 Vertical curve element diagram竖曲线长度L或竖曲线半径R： (3-2)竖曲线切线长T： (3-3)竖曲线上任意点竖距h： (3-4)竖曲线外距E： (3-5)式中： 3.5.2竖曲线的半径标准规定竖曲线的最小半径如下：本设计只有凸形竖曲线，故只考虑凸形竖曲线：行车时速在80km/h时：最小半径极限值3000m；最小半径一般值4500m。 本设计的凸形竖曲线半径取值为6000m，满足标准要求。3.5.3竖曲线要素计算本设计有一个变坡点，其桩号为K0+930.000，起点高程为24m，变坡点高程为58m，终点高程为19m，利用公式进行计算： 故为凸形。 曲线长： 切线长： 外 距： 设计高程：竖曲线起点桩号： 竖曲线起点高程： 桩号K0+800.000的设计高程： 横距： 竖距： 切线高程： 设计高程： 竖曲线终点桩号： 竖曲线终点高程： 其余各点设计高程计算过程同上，结果见附表。3.6纵断面图绘制纵断面采用直角坐标系，用纵坐标表示高程，横坐标表示里程桩号，反映沿中线地面起伏变化形状，纵坐标采用1:2000，横坐标采用1:200，具体图形见附表二。4 横断面设计 道路横断面是指垂直于道路中线前进方向的点组成的竖向剖面。横断面图是又横断面地面线和设计线构成的。道路横断面设计线包括行车到、中间带、路肩、边坡、边沟、截水沟、护坡道、弃土堆、取土坑及环境保护等设施，一级公路和高速公路上有爬坡道、边坡道等。道路横断面的各组成部分的尺寸是根据设计交通量、设计道路等级和经过地区地形条件等因素确定，在保证行车快速、安全的前提下，应做到用地省、投资少，经济效益最大化。4.1道路横断面组成4.1.1路幅的组成 本设计采用双幅四车道，路基宽度为24.5m，行车到宽度车道宽度3.75m，中央分隔带2m，路缘带土路肩硬路肩。（具体断面组成如下图41） 图41 公路横断面构成图 Fig.4-1 Road cross section diagram4.2平曲线加宽由于汽车行驶在曲线上，前后轮迹半径不同，其中内侧后轮行驶半径最小，外侧前轮则最大，为了适应汽车行驶在平曲线上时后轮轨迹偏向曲线内侧，所以平曲线内侧应适当增加路面宽度，以保证行车安全。公路工程技术标准中规定：对于的圆曲线，由于加宽值极小，可以不加宽。本设计中两圆曲线半径分别为500m,400m均大于250m，故本设计平曲线不加宽。4.3路拱和超高确定4.3.1路拱 路拱是将路面做成中央向两侧倾斜的拱形，有利于道路横向排水。但路拱对行车不利，其坡度产生水平分力增加行车不平稳度，同时使乘客不舒适。本设计为沥青混凝土路面，路面为沥青混凝土路面时，路拱度取1.0%2.0%。本设计一级公路位于降雨强度较大的地区，路拱度宜取2.0%，所以路拱度取2.0%。行车道和硬路肩用同一路拱坡度，土路肩排水性差，故采用横坡度为3.0%，以利于横向排水。4.3.2超高本设计平曲线半径远小于不设超高的曲线半径（R=2500）。所以平曲线处必须设置超高，这样才能抵消车辆在曲线路段上行驶产生的离心力，保证行车舒适与安全。规范中规定平原微丘地区一级公路设计时速为80km/h时最大超高为8%，最小超高为该路段的路拱度。本设计超高取值为5%。4.3.3超高过渡本设计为一级公路，有中间带。采用绕道路中线旋转的方式进行超高过渡。4.4超高值计算本设计的数据：行车道宽度，路面宽度，硬路肩宽度，土路肩宽度，中间带宽度为3.00m，路缘带宽度为0.5m，中央分隔带为2.00m，路拱和硬路肩横坡度超高横坡度，土路肩横坡度，路基宽度为24.5m。过渡段上：外缘： （4-1） 中线： (4-2) 内缘： （4-3） （4-4） 圆曲线上：外缘： （4-5） 中线： (4-6) 内缘： （4-7） 式中：B路面宽度（16m）；路肩宽度（3.25m），m；路拱坡度（2.0%），%；路肩坡度（3.0%），%；超高横坡度（5.0%），%；超高缓和段长度或称为缓和曲线长（120m）m；路基坡度由变为，所需的距离，一般取1.0m，%；超高缓和段中任一点至起点的距离，m；路肩外缘最大抬高值，m；路中线最大抬高值，m；路基内缘最大降低值，m；x距离处路基外缘抬高值，m；x距离处中线抬高值，m；x距离处路基内降低值，m；路基加宽值,m；x距离处路基加宽值，m。第一平曲线处：以第一平曲线为例进行计算，过程如下：其中 验证超高渐变率; 圆曲线： 外缘： 中线： 内缘：缓和段：桩号K0+800处 外缘： 中线： 缘内： 其它点计算方法同上，具体见附表-路基超高加宽表。4.5道路建筑限界与道路用地 道路建筑界限，又明净空，是指为了保证道路畅通和安全，在一定的空间范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界限。由净高和净宽两部分组成。1）净高：同一道路应采用相同净空高度，公路工程技术标准规定：一级公路净空高度为5m，净高可预留0.2m。2）净宽：是指在规定净高范围内应保证的宽度，它包括行车带宽度和路肩宽度。通过计算得，本设计的净宽为24.5m。道路的修建和养护及布置设施都要用到土地，土地的征收必须遵守国家的有关政策，充分利用土地，在满足设计要求的前提下节约每一寸土地。4.6路基土石方计算4.6.1土石方量的计算 (1)横断面面积法用坐标法计算面积，公式如下： （5-8）式中：设计线和地面线围成面积的各点坐标 (2)本设计中两相邻断面间间距为50m，若相邻两断面的面积相差不是很大，则按棱柱体计算体积，公式如下： （5-9）式中：体积，即土石方数量,m3；分别为相邻两断面的面积,m2；相邻断面之间的距离,m。当相邻两断面面积相差过大，则按棱台体计算体积，公式如下为： （5-10） 式中：=，其中。 (3)计算举例 取桩号K0+350.000到K0+400.000的横断面，算两桩之间的土石方量。 因两断面均为填方，面积大小相似，故两桩号间填方为： 取桩号K0+550.000到K0+600.000的横断面，算两桩之间的土石方量。 因两断面均为填方，面积大小相差较大，故两桩号间填方为： 4.6.2土石方调配 (1)土石方调配原则 1）在半填半挖断面中，先横向再纵向调配，减少总体运输量； 2）土方一般不作深沟跨越调运，尽可能避免和减少上坡运土。 3）综合考虑有利因素（地形情况、运输条件、施工方法等），确定经济运距。 4）保护生态环境，避免因取土或弃土使生态恶化，要把环境保护至于首位，可能造价会提高，但这远小于环境破坏给我们带来的代价。 5）为确保路基稳定和供应人工构造物材料，分别调配不同不同性质的土方和石方 。 6）借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理从哪儿借，弃到哪儿的问题。废方要考虑借土造填，整地造田等措施 (2)土石方的调配方法本设计土石方调配方法用的是方法简便、调配清晰、精度较高的土石方计算表调配法。4.7横断面的绘制本设计每隔50m一个里程桩，画出其相应的横断面图，详见横断面图。5路基设计路基是道路的基本组成部分，是路面的基础。其暴露于大自然中，长期承受着自重和路面结构的重量，与此同时还受着由路面传递下来的行车荷载的反复作用，因此路基必须要有足够的强度，稳定性和耐久性。5.1路基设计的一般要求 一般路基通常指的是在良好水文地质条件下，挖方深度和填方高度均不超过设计规范允许范围值。一般路基结合当地地质情况，选用典型断面图或根据规范规定设计，不必个别验算和论证。而对于高填或深挖路基以及水文地质条件特水的地基，为确保路基具有足够的强度及稳定性，需进行个别设计。在路基顶面以下的80cm范围内承受行车荷载产生的附加应力。这部分可视为路面结构的路床，根据路基路面综合设计原则确定其强度与稳定性的要求。牢固的路基，不但能保证它的强度与稳定，而且能增加它的使用寿命创造有利条件，故综合设计路基路面至关重要。5.2路基断面形式路基的断面形式一般分为填方路基，挖方路基及半填半挖路基。根据公路等级、技术标准，结合公路所在地的水文地质、填挖等具体情况选用路基横断面。本设计路基的横断面形式也包括填方路基，挖方路基及半填半挖路基，并设置边沟、截水沟等排水设施。路基结构和各部位名称如图：图5-1路基横断面Fig.5-1 Cross Section5.3路基宽度及高度(1)路基宽度一级公路路基宽度为中央带、行车道与两路肩之和，标准规定设计时速为80km/h的双向四车道，设计宽度为24.5m。(2)路基高度路基高度指的是路堤填筑高度和路堑开挖深度，亦是路基设计标高和原地面标高之差。路基边坡高度是指路基边缘与填方坡脚或挖方坡顶的相对高差。5.4边坡坡度路基边坡坡度可由边坡高度H和边坡宽度b的比值表示，并取H为1，用1：q（路堑）或1：d（路堤）表示坡率，即边坡坡率，因本设计路段为粉性土，在路堤边坡高度于8m时，边坡率取1:1.5，当边坡高度位于8m到20m之间，坡率取1:1.75；边沟内坡率1:1.5，外坡率取1:1。在路堑处（边坡高度不大于20m时）边坡坡率取1:0.5。5.5路基填料与压实5.5.1填料选择标准路基填筑所选填料应能保证填方路基的稳定性、耐久性且具有一定的承载能力、沉降量满足要求。由于填方路基工程量较大，应尽可能用移挖作填，需要借方时尽可能利用工程所在地的土或者固体废弃物来降低成本。为节约投资和少占耕地及农田需采取利用附近路堑挖余或附属工程的弃方作为填料，避免水土流失现象。填料宜选择级配较好的粗粒土，对用于一级公路的填方路基，填料的最小强度和最大粒径需满足现行路基设计规范规定。砾类土、砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可用于填筑路堤底部。不同填料应分层填筑，每一水平层均用同类填料。粉质土不宜直接填筑路床及浸水部分的路堤及冰冻地区路床。冻土、淤泥、泥炭、强膨胀土及易溶盐超过允许含量的土，不得直接用于填筑路基。5.5.2路基压实与填土 (1)路基压实路基填筑需分层压实，使其具有一定的密实度。土质开挖到设计标高后，需要检验其顶面工作区内天然状态土的密实度，该密实度常低于设计要求。必要时在开挖后再分层压实，使其达到一定的密实度。路基通过分层压实后其顶面能避开自然沉陷和压实变形。本设计为一级公路，对路基的压实度要求高，根据规范对各种不同情况等级提出不同压实度标准。如下表:表5-1路床最小强度和压实度要求Tab.5-1 road bed minimum requirements of intensity and degree of compaction项目路面底面填料最小强度（CBR)（%）压实度（%）以下深度分类（m）高速，一二级公路三、四高速，一二级公路三、四级公路级公路级公路级公路填方00.3865969594路基0.30.8543969594零填及00.3865969594挖方路基0.30.85439695 (2)路基填土应遵循以下规则： 相邻两路段路堤采用不同填料时，采用斜面连接，避免交接产生不明显均匀变形。 不同土质要分层填筑，不得混乱填（可掺和使用），以免形成水囊和滑动面。 各类土层的安排，应结合路基工作条件。凡是不因潮湿及融冻而更变体积的土宜填在路堤上层，使路面基础稳定，乳沟下层常受水的侵蚀，则宜采用透水性强的土填筑。 透水性弱的土填筑下层时，其顶面应做成2%的双向横坡，保证上层透水性土有排水出路，另外透水性强度土不宜被透水性弱的土封闭。 当上下两部分的土颗粒直径差值较大时，应加设由砂石材料构成的反滤层，以免细颗粒土挤入粗粒土空隙间而引起路堤沉陷。5.6路基工程附属设施为确保路基强度，稳定性以及行车安全，应设相关附属设施：取土坑、弃土堆、碎落台、护坡道、堆料坪等。5.6.1取土坑与弃土坑本设计中有填方路段也有挖方路段，选地时需兼顾土质、数量、用地和运输条件等因素。结合当地情况，因地制宜，综合考虑取土坑边坡不超过，靠近路基那侧不陡于，地面横坡不陡于的情况下，路基取土坑应设置在路基上方一侧，且与路基保持一定的距离保证路基稳定，尽量利用路基挖方的弃方，变废为宝。弃土堆一般选在路旁低洼地，若原地面坡度小于1:1.5时，路旁两侧都可设弃土堆，坡度时，宜设置在路基上方。5.6.2护坡道与碎落台挖方坡脚处、较高边坡处、边坡上方及者挖方边坡边坡处一般可设护坡道。护坡道在浸水路基处可设在边坡浸水线以上的位置，其宽度不小于1m，本设计依据情况而定，若时取1.5m。若时,取2.m，其他路段取2.5m。碎落台设置在土质或石质土的挖方边坡坡脚处，供临时堆积下落的零星土碎石块，以确保边沟不阻塞，兼有护坡道作用，一般宽度，边坡高度时，其宽度为2.5m。碎落台上的堆积物需定期处理。5.7路基防护在自然地表挖方或填筑路基时，必然导致原地面结构层受力状况改变，原处于受力平衡因开挖引起不平衡；新填筑的路堤，可能因水流冲刷和渗入使强度下降，产生松散和沉陷。公路的建设，防护工程对道路的使用品质、投资效益提高的保证有重要意义。本设计采用植被坡面防护，保证边坡表面不受冲刷，减少温度变化对路基的影响，避免和延缓软土表面的风化、破裂、剥蚀过程，保证路基边坡稳定，美化路基和协调自然环境。5.8特殊路基处理5.8.1软土地基处理本设计所经之地有三处水塘，固有一定数量的软土地基。本设计采用开挖换填法处理该部分地基。根据实际情况全部挖除或部分挖除，换填成粗粒料或透水性材料，地下水位上的土可换填成高强度的粘性土，也可用石灰或水泥等作为拌和剂，掺入表层土中，用机械进行拌和、摊铺、碾压，使地表位置的地基满足路基或构造物对地基强度的要求，从根本上处理地基。在开挖换填之前，应先在路基两侧先挖排水沟，防止地表水流入。此种方法造价低廉、易行简单，在施工中应用较多。5.8.2深挖路堑处理本标段K0+700至K0+800处挖方高度均超过20m，属于深挖路基得做特殊处理。本标段K0+700至K0+800处挖方高度均超过20