毕业设计（论文）-沈大高速公路（一标段）设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 1 摘要 目前，随着我国经济的迅猛发展，交通运输已经不能满足经济发展的需要，因此， 高速公路是社会发展的必然产物。 本设计为沈阳到大连公路（一标段）施工图设计。该地位于辽宁省中部的平原微丘 区，公路全长 3276.905m。设计内容包括：选线与定线是根据交通量确定道路等级，在地 形图上确定三条备选路线，分别进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，桥涵设置， 最后对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案；平面设计按照书中要求选定路线的 各种技术指标，计算平曲线参数，确定线形；纵断面设计主要考虑纵坡在满足书中和规 范上各规定的情况下，尽量使填挖趋于平衡，利于排水和行车舒适，计算竖曲线要素； 横断面设计中考虑排水和行车安全稳定等因素确定道路的横断面形式；路基设计主要进 行确定压实标准、路基高度、边坡形状、坡度、路基排水等设计；路面结构设计主要进 行路面结构设计和验算；排水设计要根据实际地形条件进行排水设施的设计； 本设计是对理论知识的直接运用，是理论联系实践的重要体现。 关键词：高速公路；平曲线；竖曲线；纵断面；横断面；排水设计； 沈大高速公路（一标段）设计 2 Abstract At present, with the rapid economic development, transportation has been unable to meet the needs of economic development, therefore, the highway is the inevitable outcome of social development. The design for the Area of SenYang to DaLian(First section) section of a highway road construction drawings and design. It is located in Liao Ning Province in central plain area, the highway is full-length 3276.905m.The contens of the design includes：Graphic design in accordance with the requirement of the selected book of the various technical indicators line, calculated curve parameters, determine the line;Vertical-design mainly consider according to the books and norms，to cut to fill balance, considering drainage and road comfort, and calculated vertical curve elements;Cross-sectional design considerate the drainage traffic safety and other factors to determine the form of the road;Roadbed design mainly carries on side ascent shape choice、grade design、 roadbed drainage design;Road design mainly carries on pavement structure level design and checking calculation;The design of the drainage conditions in accordance with the actual topography of the design of drainage facilities; This design is the direct application of theoretical knowledge and is also an important of theory Contacting practice。 Key words：the highway；horizontal curve；vertical curve；phalt Pavement；Road drainage ； 目录 前言.1 1 原始资料.2 1.1 地形地貌 .2 辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 3 1.2 水文地质 .2 1.3 气候特点 .2 1.4 路线状况 .2 1.5 公路建设与周围环境及自然环境的协调发展 .2 1.6 公路技术标准的确定 .2 1.6.1 车道数确定.2 1.6.2 公路技术指标.4 2 道路选线与定线.6 2.1 选线原则 .6 2.2 影响本设计路线方案选择的因素 .6 2.3 路线方案的拟定 .6 2.4 路线方案比选 .8 3 道路平面设计.9 3.1 汽车行驶轨迹 .9 3.2 平面的线形要素 .9 3.2.1 直线一般要素.9 3.2.2 直线的最小长度.9 3.2.3 曲线的几何要素.10 3.2.4 圆曲线半径.11 3.2.5 半径的限制.11 3.3 缓和曲线 .11 沈大高速公路（一标段）设计 4 3.3.1 缓和曲线的作用.11 3.3.2 回旋线的基本公式.11 3.3.3 回旋线的几何要素 .12 3.3.4 缓和曲线的长度.12 3.3.5 有缓和曲线的道路平曲线几何要素.13 3.4 停车视距 .13 3.5 几何要素的计算 .14 3.5.1 交点坐标的确定及转角值的计算.14 3.5.2 有缓和曲线的平曲线的几何要素计算.15 3.6 曲线位置及直线长度方向 .16 3.6.1 曲线位置.16 3.6.2 直线长度.17 3.6.3 逐桩坐标计算.17 4 纵断面设计.21 4.1 纵坡设计的一般要求 .21 4.2 纵坡及坡长的技术标准 .21 4.2.1 最大纵坡.21 4.2.2 最小纵坡.21 4.2.3 坡长限制.21 4.2.4 合成坡度.22 4.3 竖曲线的设计 .22 4.3.1 竖曲线设计的一般要求.22 辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 5 4.3.2 竖曲线要素.23 4.3.3 竖曲线要素的计算.23 4.4 纵断面图的绘制 .25 5 横断面设计.26 5.1 横断面的组成和尺寸的确定 .26 5.1.1 路幅的布置类型.26 5.1.2 行车道宽度的确定及道路的加宽.26 5.1.3 路肩的确定.26 5.1.4 中间带的确定.26 5.1.5 路拱的确定.27 5.2 超高 .27 5.2.1 超高率的计算.27 5.2.2 超高过渡方式.27 5.2.3 横断面上超高值的计算.28 5.3 道路建筑界限与道路用地 .32 5.3.1 道路建筑界限.32 5.3.2 道路用地.32 5.4 横断面的绘制 .33 6 路基设计.34 6.1 路基的类型 .34 6.2 路基的宽度与高度 .34 沈大高速公路（一标段）设计 6 6.2.1 路基的宽度.34 6.2.2 路基的高度.34 6.3 边坡坡度 .35 6.4 路基土石方的计算与调配 .35 6.4.1 土石方量的计算.35 6.4.2 路基土石方调配.36 6.4.3 计价土石方数量.37 6.5 路基填土与压实 .38 6.5.1 路基填土的选择.38 6.5.2 路基填料的选择.38 6.5.3 取土与弃土方案.38 6.5.4 路基的压实.38 6.6 基底处理 .39 6.7 路基防护与加固 .39 6.7.1 坡面防护.39 6.7.2 加固设计.39 7 路面设计.40 7.1 路面的类型及结构层次 .40 7.1.1 路面类型.40 7.1.2 结构层次 .40 7.1.3 路面断面类型.40 7.2 路面结构设计 .41 辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 7 7.2.1 路面设计基本资料.41 7.2.2 轴载分析.41 7.2.3 确定路基回弹模量值.43 7.2.4 按容许弯沉计算路面厚度.44 7.2.5 验证沥青混凝土路面的弯拉应力.47 7.2.6、 验算石灰粉煤灰砾石层底面弯拉应力.48 8 公路排水设计.51 8.1 路基排水设计 .51 8.1.1 边沟设计.51 8.1.2 截水沟设计.51 8.1.3 排水沟设计.52 8.1.4 路基的地下排水.52 8.2 路面排水 .53 8.2.1 分散漫流式路表排水.53 8.2.2 中央分隔带排水.53 8.2.3 路面内部排水.53 9 附属结构设计.55 9.1 绿化 .55 9.1.1 中间带绿化.55 9.1.2 路基边坡、护坡道的绿化美化设计.55 9.1.3 隔离设施的绿化美化.55 沈大高速公路（一标段）设计 8 9.2 交通标志标线 .56 9.2.1 交通信号灯.56 9.2.2 交通标志.56 9.2.3 交通标线.56 10 总结.57 致谢.58 参考文献.59 前言 本次毕业设计的目的在于培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和技能，解 决工程问题的能力，在指导老师的指导下，学习独立大的较系统的全面问题，分析问题 的方法，进一步巩固所学的课程，并在探讨一些新的专业知识，培养学生独立工作的能 力，解决实际问题的能力以及查阅资料与进一步熟悉、应用和理解（标准） （规范手册） 的能力。 改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已 成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分 说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。近年来，伴 随着国家综合国力的全面提升，我国高速公路建设取得历史性跨越，迈上了新的台阶。 目前公路运输存在的主要问题仍然是公路交通的基础设施水平还较差，我国修建的高速 公路虽然居世界第二位，但是路网密度仍然较低；公路质量与发达国家相比差距仍很大， 还不能满足国民经济及社会发展的需求；运输生产的效率，效益较低。摆在我们眼前的 一个重大课题是：在审视国内外高速公路发展历程和实践经验的基础上，深入分析我国 高速公路对经济和社会发展以及交通运输远景需求的适应性，全面认识我国高速公路的 功能和价值，从而更准确地把握我国高速公路未来发展的方向 本设计的第一章是关于本次毕业设计所收集原始资料、技术等级和几何标准，阐述 辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 9 了本设计路线的选线与比选的具体过程。第三、四、五章则分别关于平、纵、横三方面 的设计，具体介绍了平、纵、横设计几何标准的选定，还有三者综合设计的过程。第六 章介绍了路基设计的内容。第七章详述了路面结构设计。第八章介绍了关于排水方面的 设计。第九章是关于附属设施的设计。 1 原始资料 本设计是交通土建专业毕业设计上册，设计任务是沈大（一标段）高速公路设计施 工图设计，主要内容包括：路线方案的拟订和比选、道路平面线形设计、纵断面设计、 横断面设计、路基设计、路面设计、排水设计等。本设计初始资料有地形图一幅，比例 1：2000。地形图为平原地区。整个设计应遵循平原地区高速公路的技术标准。具体内容 如下： 1.1 地形地貌 本设计路线为辽宁省中部平原区高速公路路段之一，主要为平原地形，地势平坦，沿 线有村庄、小山丘和池塘。 1.2 水文地质 本设计地区的土质为粉性土，河流较少，无大范围积水，层间水、裂隙水等，无不 良地质现象。 1.3 气候特点 本设计位于中国东北地区南部，辽宁省中部，以平原为主，山地、丘陵集中在东南 部， 辽河、浑河、秀水河等途经境内。属温带半湿润大陆性气候，全年气温在-3536之 间，平均气温 8.3，全年降水量 500 毫米，全年无霜期 183 天。受季风影响，降水集中， 温差较大，四季分明。 沈大高速公路（一标段）设计 10 1.4 路线状况 本设计高速公路的起点为 K0+000.000，终点为 K3+276.905，总路程为 3276.905 米。 路线设计起点位于地形图左侧，终点位于地形图右侧。 1.5 公路建设与周围环境及自然环境的协调发展 道路平面线形的选择和设计要合理运用技术标准，要求技术上可行，经济上合理。 在定线的过程中应尽量避免采用长直线，避开人口密集区，正确处理路线与城镇的关系， 避免大填挖，降低填土高度，减少对植被的破坏，应注意保护原有的自然状态，并且做 好排水系统的设计，同时做好道路的绿化工程等。 1.6 公路技术标准的确定 1.6.1 车道数确定 经调查该地区近期交通量资料如下： 表 1-1 交通量调查资料 Tab.1-1 Traffic survey data 车型 前轴重 （kN） 后轴重 （kN） 总重 （kN） 后轴数辆/日 折算系 数 解放 CA- 10B 19.460.079.418002.0 黄河 JN-15049.0101.6150.618003.0 日野 KB-22250.2104.30154.515003.0 黄河 JN-36050.0110270.028003.0 东风 EQ-14023.769.393115002.0 根据公路工程技术标准规定 表 1-2 各级公路车辆折算系数 Tab.1-2 Road vehicle conversion factor at all levels 车型编号代表车型折算系数车种说明 1小客车1.019 座以下的客车和载质量小于 2t 的货车 辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 11 2中型车1.519 座以上的客车和载质量大于 2t 小于等于 7t 的货车 3大型车2.0载质量大于 7t 小于等于 14t 的货车 4拖挂车3.0载质量大 14t 的货车 预测年限所能达到的年平均日交通量是根据历年交通观测资料预测求得，目前多按 年平均增长率计算确定： (1-1) 1 0 )1 ( n d rNN 式中：远景设计年平均日交通量（辆/日） d N 起始年平均日交通量（辆/日） 0 N 年平均增长率r 远景设计年限n 设计年限 15 年，交通量的平均年增长率：8.0% 1 0 )1 ( n d rNN 15 1 (800 1500) 2.0(800500800) 3.0 (1 0.080) 辆/日32015.4 查公路工程技术标准可知： 公路根据功能和适应的交通量分为以下等级： 高速公路为专供汽车分向分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。 四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000 辆； 六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量4500080000 辆； 八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量 60000100000 辆。 各级公路设计交通量的预测应符合下列规定： 1.高速公路和具干线功能的一级公路的设计交通量应按20年预测；具集散功能的一级公路、 以及二三级公路的设计交通量应按15年预测；四级公路可根据实际情况确定。 2.设计交通量预测的起算年应为该项目可行性研究报告中的计划通车年。 3.设计交通量的预测应充分考虑走廊带范围内远期社会经济的发展和综合运输体系的影响。 沈大高速公路（一标段）设计 12 故根据标准 ，应建四车道高速公路，为主要供汽车行驶的公路。 1.6.2 公路技术指标 现依据规范将高速公路的设计指标列出如下： 公路等级-高速公路； 设计车速- 120km/h； 行车道宽- 15 m； 路基宽度- 28 m； 圆曲线极限最小半径- 650 m； 圆曲线一般最小半径- 1000m； 缓和曲线最小长度- 100 m； 平曲线最小长度-200 m； 同向曲线最小长度-6v=720m； 反向曲线最小长度-2v=240m； 公路直线段最大长度-2400 m； 凸形竖曲线极限最小半径-11000m； 凸形竖曲线一般最小半径-17000m； 凹形竖曲线极限最小半径-4000 m； 凹形竖曲线一般最小半径-6000 m； 竖曲线最小长度-100 m； 公路最大纵坡-3%； 平曲线采用的超高方式：绕中央分隔带边缘旋转。 整体式断面的中间带宽度 中央分隔带宽度 一般值-3.00m 最小值-1.00m 左侧路缘带宽度 一般值-0.75m 最小值-0.75m 中间带宽度 一般值-4.50m 最小值-2.50m 路肩宽度 辽宁工程技术大学毕业设计(论文) 13 硬路肩宽度 一般值-3.50m 最小值-3.00m 土路肩宽度 一般值-0.75m 最小值-0.75m 2 道路选线与定线 选线是在道路规划路线起、终点之间选定一条技术上可行、经济上合理、能符合技 术标准、满足使用要求的道路中心线的工作。定线是在选线任务基本完成后，按照已选 定的技术标准，在选线布局阶段选定的路线范围内，结合细部地形、地址条件，综合考 虑平面、纵断面、横断面三者的合理安排，具体计算、确定出道路中线的确切位置。 2.1 选线原则 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、细致的研究，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。 3)选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田