二级公路毕业设计说明书-最终版

路线设计任务书、指导书一、设计任务广东省境内某地区地形图B、C、D、E号4套，参加者每人根据指定的一套地形图及有关资料独立完成从纸上定线到出一整套设计成果（拟按施工图设计的要求）的公路设计任务。二、设计依据地形图重丘区 比例12000设计交通量1、小汽车： 1500 （辆/日，年平均，下同）载重汽车：2800辆/日 其中载重汽车：东风：36% 解放： 54% 黄河： 10% 2、预测年平均增长率：各种机动车： 4.4% 各种非机动： 3、初定设计年限： 15 年。计算行车速度（自选，要理由）路基宽度8.5米路面宽度0.75+23.5+0.75（米）路面类型行车道：沥青混凝土路面、水泥混凝土路面基层、底基层根据当地材料选择桥涵设计荷载公路级桥涵宽度与路基同宽其他标准按交通部新颁发的有关规范，标准执行筑路材料沿线砂，石，石灰等材料丰富，其他材料可外购供应三、设计具体内容（一）、计算说明部分：1本公路的建设意义： 2公路等级的确定及技术指标的论证：3沿线地形、地质、气候自然条件对公路的影响：4路线方案比选说明； 5、路线、路基、路面、排水等设计说明及计算；6.对设计的综合评价及心得体会。（二）、完成图纸部分：1、路线平面设计图；（3Km左右）2、路线纵断面设计图；（专科3Km左右）3、路基横断面设计图；（1Km） 4、路基标准横断面图；5、路面设计图； 6、路基综合排水设计图；（1Km）7、弯道超高方式图； *8、路基支档工程的设计；*9涵洞的详细设计图 *10、路线平面交叉设计。注：*内容结合自己的路线情况从三者中任选一个。（三）、完成表格部分：1、直线、曲线及转角表（含交点坐标） 2、逐桩坐标表；（1Km）3、路幅断面高程或路基设计表；（3Km左右）4、路基土石方数量计算表（1Km）； 5、主要技术经济指标表。四、主要参考资料1公路勘测设计 2路基、路面工程3公路工程技术标准 2014 4公路路线设计规范20065公路路基设计规范 2015 6桥涵地基与基础设计规范7公路沥青路面设计规范 8公路水泥混凝土设计规范9公路小桥涵设计规范（手册） 10公路路基施工规范11公路沥青路面施工规范 12公路水泥混凝土路面施工规范13公路路线设计手册 14公路路基设计手册15概预算定额 16桥涵水文总说明书一、 本公路的建设意义1 公路建设对地方经济的直接带动作用1.1 带动相关产业的发展1.2 增加就业机会2 公路建设对地方经济的间接拉动作用2.1 加快地方产业布局调整2.2 公路的辐射改善了投资环境2.3 拉动沿线经济的发展2.4 推动物流业的兴起2.5 推动旅游业的发展2.6 促进城市化的进程2.7 协调区域经济的发展二、公路等级的确定及技术指标的论证：根据二级公路的技术标准是有各项技术指标来体现的，主要技术指标见下表。主要技术指标表设计速度V60km/h行车道宽度（m）3. 52=7行车道数2路基宽度(m)8.5直线的最大长度(m)20V=1200直线的最小长度（同向曲线间）(m)6V=360直线的最小长度（反向曲线间）(m)2V=120最大纵坡6%最小纵坡0.3%最大合成纵坡10%凸形竖曲线一般最小半径/长度(m)2000/50凹形竖曲线一般最小半径/长度(m)1500/50会车视距（m）150本路线全长3.000385公里，全路线均为新建，路线的起点桩为K0+000，高程为313.0m，终点位于桩号K3+000.385，高程为244.8m。全线共有7个平面交点，平曲线最小半径为150米,竖曲线最小半径为6000米。三、沿线地形、地质、气候自然条件对公路的影响：1. 地理条件本设计的路段所在地区处于广东地区，属于山岭重丘区。根据公路自然区划的二级区划标准，此处地理位置属于7区华南沿海台风区。2. 地质条件在砖红红粘性土，花岗岩分布地区，路基强度高，但化学风化强烈。夏季台风雨造成水毁。三角洲地区软土分布广泛，河系发育，路基强度低，公路应加强排水3 水文条件广东省全省多年平均雨量1771毫米，前汛期46月的雨量约为全年雨量的4050，后汛期710月的雨量为全年雨量的3545。全省多年平均水资源总量1830亿立方米，其中地表水资源量1820亿立方米，地下水资源量450亿立方米，地表水与地下水重复计算量为440亿立方米。除本省的产水量外，还有来自珠江、韩江等上游的入境水量，平均每年有2361亿立方米。按2008年人口计，人均当地水资源量为1927立方米；全省降雨量时空分布不均，汛期的雨量占全年雨量的7595，而且强度很大，导致洪水泛滥，洪涝灾害频繁；粤西沿海由于地势平坦，河流短小，地表蓄水能力低，是我省最为干旱缺水的地区；沿海地区夏、秋季两季受台风的频繁侵扰，带来暴雨暴潮，造成洪、潮、风等灾害；干旱时期则由于江河水量锐减、水位下降而导致咸潮上溯，造成生产和生活用水紧张，是典型的洪涝、咸潮和台风频发省份4气候条件该地区属于亚热带季风气候，全年高温，降水集中分布在夏季。其特点为全年高温，最冷月平均温也在18以上。四、路线方案比选说明结合沿线地形、地质、水文、气象等自然条件与主要技术指标的应用，进行路线方案的论证与比选，经过技术与经济两个方面的比较后，确定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的设计方案。1 选线原则与步骤1.1选线的一般原则（1）在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致地研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（2）路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。 （3）选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等。对沿线必须占用的田地，应按国家有关法规，做好造地还田等规划和必要的设计。（4）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，处理好重要历史文物遗址。（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法避开。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染，如：路线对自然景观与资源可能产生的影响；占地、拆迁房屋所带来的影响；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引起的影响；噪音对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及影响。1.2 选线的步骤（1）路线方案的选择路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。此项工作通常是先在小比例尺地形图上从较大面积范围内找出各种可能的方案，收集哥可能方案的有关资料，进行初步评选。确定数条有进一步比较价值的方案。然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最佳方案。（2）路线带选择在路线基本走向已经确定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，解决路线局部方案的工作。（3）具体定线经过上述两部的工作，路线雏形已经明显勾画出来。定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。五、路线、路基、路面、排水等设计说明及计算；1.平面设计1.1 平面设计的一般原则（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。直线、圆曲线、缓和曲线三种平面线形的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件，不应片面强调路线应以直线为主或以曲线为主。（2）保持平面线形的均衡越连贯，在设计时应充分注意： 长直线尽头不能接以小半径曲线。 高、低标准之间要有过渡。（3）平曲线应有足够的长度。一般最小平曲线长度一般应考虑一下条件确定： 汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难：根据经验，在每段曲线上驾驶员操作方向盘不感到困难至少需要3s的时间，全长需要9s；缓和曲线上离心加速度的变化率不超出定值。转角小于时应设置较长的平曲线，可不设缓和曲线。1.2平面线形设计1.2.1 直线（1）直线的适用条件在运用直线并决定其长度时，必须慎重考虑，一般不宜采用长直线，适宜采用直线的地段有：线完全不受地形，地物限制的平原区或山区的开阔谷底；市镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区； 长大桥梁、隧道等构造物路段；路线交叉点及其附近；双车道提供超车的路段；（2）直线的最大长度直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。我国目前的标准和规范中未对直线的最大长度规定具体的数值。我国参照使用国外的经验值，根据德国和日本的规定：直线的最大长度（单位为m）为20V（V设计速度，km/h）即1200m。（3）直线的最小长度同向曲线间的直线最小长度为6V，即360m；反向曲线间的直线最小长度为2V，即120m。1.2.2 圆曲线圆曲线是道路平面设计中最常用的线形之一，各级公路和城市道路不论转角大小，在转折处均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。圆曲线的设计主要取决于其半径值以及超高和加宽。（1）最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此规范规定了一般最小半径，以及不设超高最小半径，当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。见下表。圆曲线最小半径设计速度（km/h）12010080604030一般值/m100070040020010065极限值/m6504002501256030不设超高最路拱2%5500400025001500600350小半径/m路拱2%7500525033501900800450（2）最大半径选用圆曲线半径时，在地形、地物等条件允许时，应尽量采用较大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线的最大半径不宜超过10000m。（3）圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，采用了设超高的半径曲线，一般最小半径为200m，极限最小半径125m，本设计在两个转角处设置曲线半径分别为300m、150m、1000m。 但小于不设超高的最小半径，所以应该设超高。1.2.3 缓和曲线标准规定，除四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路在其半径小于不设超高的最小半径时都应设置缓和曲线。（1）缓和曲线的作用曲率逐渐变化，便于驾驶操作。离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变。为设置超高和加宽提供过渡段。与圆曲线配合得当，增加线形美观。（2)缓和曲线最小长度各级公路缓和曲线最小长度规定见下表各级公路缓和曲线最小长度公路等级高速公路一二三四设计速度（km/h）1201008010080608060403020缓和曲线最一般值1301201001201008010080504025小长度/m最小值100857085706070604030201.3平曲线要素计算依据设计技术指标和标准，根据曲线半径选定的原则和转角值，确定一个半径（R）值和缓和曲线长度（Lh）值（免设超高半径时不设），根据经验公式确定各曲线的要素： 缓和曲线要素计算公式： 圆曲线要素计算公式：切线长：T=（R+R）tg/2+q 切线长：T=Rtga/2曲线长：L=R（/180）(-20)+2Lh 曲线长：L=R(/180)a圆曲线长：Ly=L-2Lh 外距：E=Rseca/2-R外距：E=(R+R)sec/2-R切曲差：D=2T-L计算主点桩号:缓和曲线： 圆曲线：桩号ZH=JD(桩号)T 桩号ZY=JD(桩号)T 桩号HY=ZH(桩号)+Lh 桩号YZ=ZY(桩号)+L桩号YH=HY(桩号)+Ly 桩号QZ=YZ(桩号)L/2桩号HZ=YH(桩号)+Lh 桩号JD=QZ(桩号)+J/2桩号QZ=HZ(桩号)L/2 桩号JD=QZ(桩号)+J/2另：0=90LH/R 、R=Lh2/24R-Lh4/2688R3 、q=Lh/2-Lh3/240R2求出各曲线要素，各主点桩号计算值（详见直线、曲线及转角表），若免设Lh值的则也可用只算圆曲线要素、主点桩号公式。1.4路线的桩号确定在地形图上定桩号的方法是从路线起点用比例尺（1：200）沿着路线中线由左向右量距，每隔20M处用铅笔垂直中线方向画一小横线，标出百米桩位置与公里桩，直量到第一交点（JD1）处，平曲线基本桩位置和桩号的确定方法，则用比例尺从交点JD1处沿导线方向T或TH得圆曲线或第一缓和曲线起点位置，沿着路线前进方向中线量T或TH得到圆曲线或第二缓和曲线终点位置，沿交点的角分线向圆心方向量外距E，得曲线中点位置，平曲线以内的桩号设置，则采用切线支距法来确定。1.5、按曲线半径大小设超高和加宽根据所设的曲线半径判断是否要设加宽、超高值。当曲线半径：2500M以上不设超高； 250M以上不设加宽. 加宽：不设置加宽.超高：全线为新建，则采用绕中央分隔带边缘旋转。1、超高计算：、本设计设超高的方式为绕中央分隔带边缘旋转的方式、确定超高缓和段的长度：LC=bic/p(b：路面宽度，ic：最大超高横坡，p：公路超高渐变率)，取一个5的倍数，且超高渐变率不得小于1/330。、各对应桩的超高值计算：（按如下公式）边轴旋转超高部位00最大值外侧hcaij+(a+b)ijaij+(a+b)ij中心hcaij+bic/2aij+bic/2内侧h”caij-(a+Bj)icaij-(a+Bj)ic处各值计算外侧hca (ij-ig)+aij+(a+b)ic /LCa (ij-ig)+aij+(a+b)ic /LC中心hcaij +big/2aij+ bic/2LC内侧h”caij(a+Bj)icaij-(a+Bj)ic/LC0长度0=igLC/ic注：查表得Bj=12 纵断面设计2.1 纵断面设计原则（1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、岥段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）。（2）纵坡应均匀平顺。（3）设计标高的确定应结合沿线自然条件，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑；沿河线路标高应在设计洪水位0.5m以上，并计入并计入涌水高度及浪高的影响；越岭线应尽量避免反坡段。（4）纵断面设计应与平面线性和周围地形景观相协调，应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡来确定纵面的设计线。（5）应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。（6）依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的要求。为使纵坡实际经济合理，必须在全面掌握勘测基础上，结合选线的纵坡安排意图，经过综和定出实际纵坡。2.2 纵断面设计方法与步骤（1）拉坡前的准备工作。在厘米绘图纸上按比例标注里程桩号和高程，点绘地面线，填写有关内容。（2）标注控制点位置。（3）试坡。根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，试定出若干直坡线。对多种可能坡度线方案反复初定坡度线，将前后坡度线延长交汇处边坡点的初步位置。（4）调整。调整方法是对初步坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。（5）核对。（6）定坡。经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和高程确定下来。2.3 纵坡及坡长设计2.3.1 纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、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。纵坡用符号表示，其值按下式计算：(5-1)式中 -坡度，按路线前进方向，上坡为正，下坡为负，%；，-按路线前进方向为序的坡线两端点的高程，m；-坡线两端点间的水平距离，称坡线长度，简称坡长。（1）最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，规范各级公路最大纵坡见表。各级公路最大纵坡设计速度/(km/h)1201008060403020最大纵坡/%3456789该二级公路设置的最大纵坡为-3.111，符合规定。（2）最小纵坡挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。从汽车运营角度出发，希望道路纵坡设计的小一些为好。但是，在长路堑以及其他横向排水不通畅地段，为防止积水渗入路基而影响其稳定性，各级公路应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。本设计中，因考虑到各方面的因素，最小纵坡为0.47，所以也满足不小于0.3%的最小纵坡要求。（3）合成纵坡合成纵坡的计算公式为(5-2)式中 -合成坡度，；-超高横坡度或路拱横坡度，；-路线设计纵坡度，。在平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。查规范得知二级公路合成坡度必须小于10。各级道路最小合成坡度不宜小于0.3。2.3.2 坡长限制（1）最小坡长标准规定，各级道路最小坡长应按表设计。各级公路最小坡长设计速度/(km/h)1201008060403020最短坡长/m30025020015012010060（2）最大坡长标准规定的最大坡长见表。各级公路纵坡长度限制(m)设计速度/(km/h)1201008060403020坡度/390010001100120047008009001000110011001200560070080090090010006500600700700800750050060083003004009200300根据计算得出本设计最大坡长为1080.0m，符合上述要求。2.4 平、纵组合设计2.4.1 平、纵组合设计原则（1）应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视线的连续性。任何使驾驶员感到迷惑和判断失误的线形都可能导致操作失误，最终导致交通事故。 （2）注意保持平、纵线形的技术指标大小均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用密切相关,任何单一提高某方面的技术指标都是毫无意义的。 （3）为保证路面排水和行车安全，必须选择适合的合成坡度。 （4）注意和周围环境的配合，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度。特别是在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。2.4.2 平曲线与纵断面组合的基本要求 （1）当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线，如下图所示。平纵组合这种组合是使平曲线和竖曲线相互对应，竖曲线的起终点落在平曲线的两个缓和曲线内，即“平包竖”。这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可以取得平顺而流畅的效果。但在实际生产中往往不能完全做到这一点，如果平、竖曲线的顶点错开不超过曲线长度的四分之一，即可取得较好的视觉效果。 （2）平、竖曲线大小应保持均衡，平、竖曲线的线形，其中一方大而平缓时，另一方切忌不能形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上的竖曲线，或一个长的竖曲线内含有两个以上的平曲线，从视觉上都会形成扭曲的形状。 （3）当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，课不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。（4）要选择适当的合成坡度。（5）避免的组合 对于平、竖曲线的组合设计能够满足上述要求是最好的，但有时往往受各种条件的限制难以满足，这时避免如下组合的出现。避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。 避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使驾驶员视线中断的线形。避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。避免急弯越陡坡的不利组合。应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。2.4.3 竖曲线（1）竖曲线的作用缓冲作用。以平缓的曲线取代折线可消除汽车在边坡点处的冲击。保证公路纵向的行车视距。凸形竖曲线可减少纵坡变化产生的盲区，凹形竖曲线可增加下穿路线的视距。将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。3 横断面设计3.1 横断面设计原则 （1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 （2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。（3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。（4）沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。（5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。（6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。3.2 各项技术指标二级公路采用整体式断面不必设置中间带，各部分宽度应符合表。路肩宽度表路肩一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度1.50.75右侧土路肩宽度0.750.5（1）查规范得各项技术指标路基宽度设计年限15年，各种车辆折合成小客车的交通量合计为4667辆/日，查（JTG D202006）公路路线设计规范P2 1.1.1得公路等级为二级，车道拟定双车道。规范P19 6.1.2二级公路车速为60km/h。本双车道的路基宽度为8.5m,车道宽度为3.5m，得总车道宽度为3.527m。已知二级公路车速为60km/h时，两侧硬路肩宽度为0.752=1.5m，土路肩的宽度为0.752=1.5m，具体见图。 公路横断面组成（2）路拱坡度 查公路工程技术标准（JTJ00197）P25 5.0.5得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1-2%，故取路拱坡度为2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%-2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。（3）路基边坡坡度由公路路基设计规范得知，当H6m（H路基填土高度）时，路基边坡按1:1.5设计。在路堑段路基边坡采用1:1.0。（4）边沟设计查（JTJ01395）公路路基设计规范P20 4.2.3得边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1:1.0-1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1:1.0。3.3 横断面设计步骤（1）根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。（2）根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。（3）根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。（4）绘横断面设计线，俗称“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。（5）计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。（6）土石方数量计算及调配。3.4 超高设计3.4.1 超高确定设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。由于该二级公路为新建公路，超高过渡的方式采用绕中心线旋转的方式来设计。超高横坡度的计算公式: （3-1）式中：-横向力系数，取值为0.074；-设计速度；-曲线半径。3.5土石方调配路基土主数量计算完毕后，在考虑土石方的调运问题，以便确定填方用土的来源，挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量。通过调配，合理地解决各种路段土石方数量的事平衡与利用的问题，便以路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填。就近运到填方路段去填路堤，达到填方有所“取”，挖方有所“用”避免不必要的借土和弃土，尽量减少占用耕地的数量。3.5.1调配原则在半填半挖断面中，首先考虑本路段内移挖作填，进向横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总运量：调配时考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不能跨沟调运，同时，注意施工的可能与方便，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，确定合理的运距，用以分析工程用土是调运还是外借；土方调配以挖作填，固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃土或借土占地。3.5.2调配方法调配是在土石方计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考：弄清各桩号间路基填方、挖方情况，并先做横向平衡，明确本桩利用方、欠方及可作远运方等的数量，在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采用的运输方式定出合理的经济运距：根据欠方，可能远运方的分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本阗技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。土石方调配后，应按下面的公式进行复核检查。 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。经核证无误后，即可分别计算计价土石方数量、运量和运距等，为编制施工预算提借土石方工程数量。计价土石方数量=挖方数量借方数量4路面设计4.1 设计原则（1)路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计。（2)在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。（3)结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有效的新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中积极、慎重的加以运用。（4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。（5)为提高路面工程质量，应进行机械化施工。4.2 路面设计步骤本设计路面采用沥青混凝土，沥青路面结构设计有以下四步:（1）根据设计任务书的要求:进行交通量分析，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。（2）按路基土类与干湿类型:将路基划分为若干路段(在一般情况下路段长不宜小于500m，若为大规模机械化施工，不宜小于lkm)，确定各路段土基回弹模量。（3）可参考规范推荐结构:拟定几种可能的路面结组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。（4）根据设计弯沉值计算路面厚度:对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。（5）设计时，应先拟定某一层作为设计层，拟定面层和其他各层的厚度。当采用半刚性基层、底基层结构时，可任选一层为设计层，当采用半刚性基层、粒料类材料为底基层时，应拟定面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层才能得到合理的结构；当采用柔性基层、底基层的沥青路面时，宜拟定面层、底基层的厚度，求算基层厚度。当求得基层厚度太厚时，可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层，以减薄路面总厚度，增加结构强度和稳定性。4.3 基本资料4.3.1 设计轴载（1）当以设计弯沉为指标以及验算沥青层层底拉应力时凡轴载大于25kN地各级轴载的作用次数，换算成标准轴载的当量作用次数： (4-1)式中 -标准轴载的当量轴次（次d）；-被换算车型的各级轴载作用次数（次d）；-标准轴载（kN）；-被换算车型的各级（单根）轴载（kN）；-被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴载间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为1+1.2（m1）；-被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时凡轴载大于50kN地各级轴载的作用次数，换算成标准轴载的当量作用次数：(4-2)式中 -被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴载间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为1+2（m-1）；-被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。（3）设计年限累计当量标准轴载数道上的累计当量轴次参照式(7-3)进行计算： (4-3)式中：Ne-设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次；t-设计年限，取12年；N1-路面竣工后第一年的平均日当量轴次，次/d；Nt-设计年限最后一年的平均日当量轴次，次/d；-设计年限内交通量的平均年增长率，为7%；-车道系数，取0.45。 ？4.5 设计弯沉值和容许拉应力计算4.5.1 弯沉计算公路等级系数为1.1 面层类型系数为1.0基层类型系数为1.0路面设计弯沉值计算 （4-4）式中： 路面设计弯沉值（0.01mm）； 设计年限内一个车道上累计当量轴次； 公路等级系数，二级公路为1.1； 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0； 基层类型系数，取1.0。4.5.2 容许拉应力计算容许拉应力计算(4-5)式中：-路面结构层材料的容许拉应力（MP）；-半刚性材料的极限劈裂强度（MP）；-抗拉强度结构系数。沥青混凝土的极限劈裂强度，系指20时的极限劈裂强度;对水泥稳定类材料系指龄期为90d的极限劈裂强度，对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度；对水泥粉煤灰稳定类材料系指龄期为120d的极限劈裂强度。对沥青混凝土层的抗拉轻度结构系数：(4-6)对无机结合料稳定集料类的抗拉轻度结构系数：(4-7)对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数： (4-8)5排水设计5.1 路基排水设计一般原则（1）排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。（2）各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。（3）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。（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，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护和加固工程。（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，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。（6）为了减少对路面的破坏作用，应提高路面结构的抗水害能力，尽量阻止水进入路面结构，提供良好的排水措施，迅速排除路面结构内的积水。5.2 路基排水设计路基地表排水可采用边沟、排水沟、跃水井和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0.2m以上。5.2.1边沟设计边沟设置在挖方的路肩外侧或路堤的坡脚外侧，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。边沟横断面采用矩形，,二级公路的边沟的深度一般不小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护或平铺草皮。二级公路当采用平铺草皮时，边沟长度不宜超过500m，沟底纵坡不宜小于0.5%。本设计中，均为矮路堤和一般路堤，所以设置双面边沟，边沟形式采用梯形边沟。边沟的深度及底宽为0.6m，边坡坡度为1:1。5.2.2排水沟设计1.排水沟的位置可根据需要并结合当地地形等条件而定，离路基尽可能远些，距路基不宜小于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1020m，连续长度亦短，一般不超过500m。排水沟的断面一般采用梯形和矩形，尺寸大小应经过水利水文计算选定。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.本设计中采用边坡坡度为1:1。2.排水沟尺寸设计计算设计流量计算： (5-1)式中：-设计流量；-设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度（mm/min）；-径流系数，经查表，取0.95；-汇水面积（km2）,计算得0.144km2。（5-2）式中：-5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度（mm/min）,经查表，取1.2mm/min；-重现期转换系数，经查表，取1.0；-降雨历时转换系数,经查表，取0.4；根据式5-2解得mm/min。在由公式5-1解得m3/s。设计排水沟纵坡坡度，采用干砌片石对称梯形断面，沟渠边坡坡率。设计流量为 m3/s。（1）有关计算参数时，断面系数，常数,查人工渠道的粗糙系数和数值表和容许流速表得：，。 （2）水力要素计算由得水流断面面积最佳断面时湿周，则 （3）实际流速与流量流速系数断面流速故通过该断面的流量为（4）验算流速，小于。流量，接近,两者相差未超过10%，符合要求。结论：因为流速流量符合要求，决定取b=0.6m,H=0.8m。具体尺寸构造见图排水沟构造及尺寸5.3 路面排水设计本公路的路面排水主要是采用的排水措施主要是路肩排水沟，即边沟。路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置排水带，将水排出路基。5.4路基的防护、加固路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一，其防护的重点是路基边坡，必要时也包括路肩表面，以及同路基稳定有直接关系的近旁河流与山坡。路基边坡的破坏，最主要的原因就是水的影响。路基边坡的表面并不是绝对平整的，而总是有一些凹槽，水在边坡上流动时会使之逐渐冲成小沟，水流也随之更加集中，造成小沟的加深和扩大，最后导致边坡的破坏。此外，在温度的交替变化作用下，再加上风吹日晒的影响，也会造成坡面的风化，剥落及坍塌等破坏。1一般路段边坡防护设计1）路基填土高度H均小于8m，当路基填土高度小于4m时，采用坡面喷播植草防护，大于4m时采用三维网植草防护。2）护坡道、排水沟外边缘至用地边界的范围内采用喷播植草防护。3）路基通过鱼塘、水渠等浸水地段，采用M7.5浆砌片石护坡防护。4）植草时加入20%40%的灌木种子，搓和均匀，灌木种类应为当地易生长的低矮灌木。边坡植草（含拱架内植草）采用液压喷播植草。坡面防护主要就是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温度及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、剥落等演变过程，从而保护路基边坡的整体稳定性，并且还可兼顾到公路与环境的美化。坡面防护设施，本身不承受外力作用，必须要求坡面岩土整体牢固。此外，坡面防护还应与排水设施相结合，以便雨水能尽快排出路基范围。2.常用的坡面防护设施有植物防护常用的坡面防护设施有植物防护。植物防护的方法主要有种草、铺草皮和植树。植物防护，可能美化环境与公路，调节边坡湿温，起到固结和稳定边坡的作用，同时又比较简单、经济。一般来说，防护工程应优先考虑植物防护，当然，其土壤必须适宜于植物的生长，而且边坡比较平缓，边坡不大。六、其他与公路建设的资料1.沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系（1）、砂、石料根据现场调查，现场有料厂可供应块石、片石、碎石料及机制砂料，贮量丰富。片、块石、碎石及机制砂料平均运距9 公里。（2）、路基填料沿线开挖的土石方均可以作为路基填料。（3）、水、电项目沿线有农村公路连接，施工用水和生活用水均可方便供应。项目沿线村落电网已经覆盖，工程用电可架设临时输电线路电网供电。也可采用自发电。（4）、沥青、木材、钢材和水泥本项目建设所需建筑材料数量大，业主可根据市场情况，选择信誉好、质量可靠的生产厂家和厂商，采取订购的方式购买，亦可采用招标方式进行购买。（5）、运输条件项目沿线有农村公路连接，运输条件较好，施工所需各种筑路材料、机械设备、主副食品均可采用汽车运输。2、山区公路复杂路段局部路线方案的优化及比选论证情况根据本项目的功能和作用、自然环境和社会环境，结合实际地形、地质、水文、生态等自然条件，对山区公路复杂路段局部路线方案进行综合分析、实地勘察研究，合理的选用技术标准 ，灵活运用技术指标，以控制工程规模，降低工程造价。施工图设计在初步设计路线方案的基础上，重点对工程量大、挖方边坡高的山区公路复杂路段局部作进一步优化及比选论证。从总体上来看，由于该段所处的地形、地质条件较为复杂，局部路段地面横坡较陡，挖方边坡较高，施工时要严格控制大爆破施工，尽量避开雨季施工。3、分期修建工程分期实施设计的说明和对工程实施的建议高填、深挖路段是本项目的重点工程和关键工程。由于受施工场地和施工条件的限制，建议施工时结合工程特点做好施工组织设计尽早开工。多数路段为土质边坡，施工时应边开挖边支护，减小因雨水冲刷对边坡产生的破坏。严格控制施工工艺，科学施工管理。施工图设计提出总体思路原则，施工过程中对路基的边坡坡率的确定及防护支挡形式进行深入研究，在确保挖方边坡稳定的全体下，更加重视路容与自然的协调性。由于工期短，时间紧、任务重，雨季长，施工单位应认真细致的做好切实可行的施组设计。严格按施组设计进行施工，才能确保按时、按质、按量完工。4、各项工程施工的总体实施步骤的建议及有关工序衔接等技术问题的说明以及有关注意事项（1）施工组织及施工期限施工期限为22个月，沿线地形复杂，地质条件多变，工程量大，且工期紧。合理安排、组织好施工，对在规定工期内完成本项目是十分必要也十分重要的。