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省道 201 K38 危险 路段 整治 工程设计

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S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书广西科技大学毕 业 设 计S201 线 K38 危险路段整治工程（方案一）计 算 书广西科技大学毕 业 设 计S201 线 K38 危险路段整治工程（方案一）计 算 书姓姓姓姓名名名名：张建霞张建霞学学学学号：号：号：号：200900501121200900501121班班班班别：别：别：别：土木 094 班土木 094 班专专专专业业业业：土木工程（交通土建）土木工程（交通土建）系系系系别别别别：土木建筑工程学院指导老师：广西柳州2013 年 5 月：土木建筑工程学院指导老师：广西柳州2013 年 5 月S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书目录第一章绪 论 - 1 -第一章绪 论 - 1 -一、背景资料 - 1 -二、课题意义 - 1 -三、课题研究主要内容 - 1 -第二章设 计 资 料 - 3 -第二章设 计 资 料 - 3 -一、地形、地貌 - 3 -二、气象条件 - 3 -三、水文地质 - 3 -四、地震 - 3-五、设计标准 - 3-六、交通量资料 - 4 -第三章路 线 设 计 - 5 -第三章路 线 设 计 - 5 -一、道路等级标准的确定 - 5 -1.已知资料 - 5 -2.交通量计算 - 5 -3.查相关资料确定主要技术标准 - 5 -二、路线设计 - 6 -1.平原微丘地区公路路线特点： - 7 -2.选线基本原则及依据 - 7 -3.需要考虑的问题 - 7 -4.选线的一般步骤 - 8 -三、平面线形设计 - 8 -1.平曲线线形设计一般原则 - 8 -2.平纵横综合设计 - 9 -3.道路平、纵线形组合设计原则 - 10 -平纵线形设计中应避免的组合 - 10 -四、纵断面设计 - 11 -1.纵断面线形设计 - 11 -2.纵坡设计的一般要求 - 11 -3.纵坡设计的方法和骤 - 11 -竖曲线设计要求 - 12 -五、方案设计计算 - 13 - 平曲线设计计算 - 13 - 纵断面设计计算 - 17 -路线方案比选和论证 - 32 -第四章 线形的检验与评价 线形的检验与评价 - 34 -一、线形设计检验与评价方法 - 34 -道路透视图 - 34 -沿线耗油量 - 34-事故率预测模型 - 35 -可能速度法 - 35 -S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书运行速度法 - 36 -二、用运行速度评价线形设计的连续性 - 36 -路线连续性设计要求 - 36 -确定运行速度的方法 - 36 -基于运行速度的线形设计连续性评价标准 - 37 -用运行速度评价道路线形的方法 - 37 -三、运行速度计算 - 41 -上行方向运行速度计算 - 41 -下行方向运行速度计算 - 43 -四、视距 - 45 -视距的类型 - 45 -各级道路对视距要求 - 45 -视距计算 - 46 -行车视距的保证 - 47 -第五章第五章、横断面设计、横断面设计 - - 5151- -一、横断面设计基本要求 - 51 -二、查规范定技术指标 - 51 -三、横断面设计步骤 - 52 -四、超高加宽值计算 - 53 -五、土石方的计算和调配 - 54 -第第六六章章路路 基基 设设 计计 - - 5555 - -一、路基设计 - 55 -1.公路路基的基本要求 - 55 -2.路基横断面布置、压实度 - 58 -3.路基处理 - 58 -4.路基防护工程 - 59 -5.路基施工的一般规定 - 58 -6.填方路基的施工 - 58 -7.边沟的施工 - 59 -二、路基路面排水设计 - 59 -第第七七章章路路 面面 结结 构构 设设 计计 - - 6161 - -一、设计依据 - 61 -二、沥青路面结构设计 - 61 -三、轴载分析 - 63 -四、初拟路面结构 - 65 -设计方案（一） .- 65 -设计方案（二） - 65 -设计方案计算 - 65 -4.沥青路面方案技术经济比较选择 - 72 -结 束 语： - 74 -致致 谢谢： - - 7575 - -参考文献参考文献： - - 7676 - -S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书1第一章 绪论一、背景资料省道 S201 线(全州-平乐沙子)是广西路网重要组成部分之一。该路全段以 V=80km/h作为设计时速，桥涵设计荷载为公路级，路基宽 12m。2003 年修建完工，经过两年多的通车运行，暴露出一些行车安全问题，特别是在 K38+056（全州县两河乡）的弯道，原设计考虑到该地段地形受限，局部降低设计时速采用 V=40km/h 进行设计，该段圆曲线半径设置较小（R=90m） ，而且纵坡较大（i=6.29%） ，在公路运营过程中，发现由于连续下坡，在K38+056 弯道车辆行驶速度过快，车速一般达 70Km/h，导致车辆容易向外倾覆，加上弯道内侧处有一座石山，上、下坡车辆的通视不够，2004-2006 年来，此路段已造成多起重大交通事故，直接死亡人数达 23 人。为此，桂林公路管理局现对该危险路段改造工程进行重新设计。业主单位要求：（1） 对 S201 线 K38 危险路段进行改建，改线起终点与旧路衔接平顺。（2） 改线路基路面宽度与原设计一致，路基宽度为 12 米。（3） 该危险路段改线设计时以 V=60km/h 作为设计速度。（4） 严格按交通部颁发的公路工程技术标准及有关规范、规程进行测设。二、课题意义通过本课题使我在进行公路施工图设计方面进行一次全面的系统的训练，使我们能综合运用大学所学课程,系统地巩固基本理论和专业知识，培养分析问题和解决问题的独立工作能力;提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,掌握公路设计原则、设计方法、步骤。同时，树立正确的设计思想及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,具体解决各种级别公路的设计。为今后工作打下良好的基础并能提高我的综合运用知识的能力同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。三、课题研究主要内容 毕业调研选择一、二条在建或已建公路进行调研，对公路路基路面实体工程进行参观、调查，增强对公路路基路面实体的感性认识，熟悉路基路面设计的全过程，明确路基路面设计、施工组织设计及施工概预算设计的目的、方法及效果。 路线方案比选采用集散二级公路标准，采用设计速度 V=60Km/h 设计S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书2要求进行甲乙两种路线方案设计，重点在选择合适的圆曲线半径，通过安全性检验（即运行车速检验、平曲线上车辆横向滑移稳定性检验、平曲线上车辆横向倾覆稳定性检验）及平曲线上车辆停车视距检验，然后通过主要技术经济比较后，最终得出正选路线方案。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书3第二章 设计资料一、地形、地貌沿线地处广西东北部，海拔高程在 180300 米之间，重丘地形。沿线灰岩山坡地段植被主要为灌木丛及杂草，灰岩山上种有酸枣树、春芽树、李子树、红枣、柿花树、梧桐、竹子、桃树、白果、石榴、苦楝树、枇杷等。本段表面覆盖土层主要有第四系亚粘土、亚砂土、粘土夹砂砾及高液限粘土等；下伏基岩主要有灰岩、白云岩、泥质灰岩、页岩和砂岩，内部岩体完整，稳定性好。二、气象条件路线地处北回归线以北，属亚热带季风气候，气候温和，日照充足，雨量充沛，一年四季分明，夏长而多雨，年平均气温 18C，最冷月（1 月） ，平均气温 6.4C,最热月(7月)，平均气温 28.5C，历年 1500mm，全年无霜期 286 天，降雨集中在 4月份间，年平均降雨日数为 160 天。雨季时间长，对路基、路面及人工构造物等施工均有一定影响，应合理安排施工工序，每年 10 月至次年 3 月为旱季，应抓紧旱季进行施工。三、水文地质路线经过区域属于湘江水系，河流水网发育，跨越的主要河流为灌江。河流水位受降雨量控制，季节变化明显，雨季河流水位较高，在稻田区灌溉渠分布较多，水利资源极为丰富，施工用水极为方便。四、地震根据中国地震裂度区划图 （1990 年） 以及广西壮族自治区建设委员会桂建字（1992）17 号文关于施行“中国地震裂度区划图” （1990）的通知 ，路线位于地震裂度小于度区，依照公路工程抗震设计规范 ，本工程桥梁及构造物仅采取简易设防。五、设计标准本项目设计采用的主要技术标准如下：设计公路等级：二级公路；计算行车速度：60km/h；路基宽度：12m；设计荷载：公路级；设计洪水频率：大、中桥 1/100、小桥涵及路基 1/50；S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书4路面结构：全段采用沥青混凝土路面。六、交通量资料交通量年增长率 5%，近期交通量如下：三菱 T653B246 辆/昼夜黄河 JN163320 辆/昼夜江淮 HF150280 辆/昼夜解放 SP9200380 辆/昼夜湘江 HPP40300 辆/昼夜东风 EQ155256 辆/昼夜S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书5第三章路 线 设 计一、道路等级标准的确定 已知资料初始年交通量表初始年交通量表表 3-1交通组成（车型）（辆/昼夜）小货车三菱 T653B246小货车黄河 JN163320小货车江淮 HF1500280拖挂车解放 SP9200380拖挂车湘江 HPP40200东风 EQ155256由公路工程技术标准规定：交通量采用小客车为标准车型。汽车代表车型与车辆折算系数表汽车代表车型与车辆折算系数表表 3-2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2t 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 交通量计算初始年平均日交通量：N0=(246+320+280)1 + (380+200)3.0 + 2562.0=3098(辆/昼夜)则设计年平均日交通量预测 N：()()6134%513098111510=+=+=nKNN辆/昼夜由远景设计年限交通量 N=6137(辆/昼夜)，查公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ，拟定该公路为双车道二级公路，设计车速为 60km/h。 查相关资料确定主要技术标准S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书6主要技术指标表主要技术指标表表 3-3指标名称单 位技 术 指 标公路等级二级公路服务等级三级设计速度km/h60路基宽度12行车道宽 度23.75路 肩宽 度级配碎石路肩1.35路肩路缘石0.15平曲线半径极限最小125一般最小200不设超高最小1500竖曲线半径凸型极限最小1400一般最小2000凹型极限最小1000一般最小1500缓和曲线最小长度一般值80最小值60竖曲线最小长度50最小坡长150最大纵坡6最大超高7车辆荷载等级桥涵、路基公路-级路面标准轴载 100kN二、路线设计公路路线设计主要包括两个方面的问题，一是路线走向所要考虑的问题；一是线形设计方面的问题。这两个方面的问题不是分离的，而是密切联系又相互制约的。路线设计，应合理的利用地形，正确的运用技术标准，保证线形的均衡性。设计中应妥善处理远期与近期、整体与局部的关系，结合地形、地质、水文、气象、筑路材料等条件，充分考虑农业、环保、旅游、文物等方面的要求，注意与铁路、航空、航运、管道运输等方面的配合、协调，通过综合研究分析，认真进行放案比选。不同的方案应对其工程造价及对自然和社会环境的影响进行充分的论证和分析，达到技术经济与环境效益的统一。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书7公路线形设计应在平、纵、横三方面进行综合设计，保持各元素之间的协调一致。公路等级越高，进行协调组合设计的作用越突出。平、纵、横三方面的组合不仅要满足汽车动力性能的要求，而且还要满足驾驶员视角和心理等方面的要求，这对保证汽车行驶安全顺适具有极其重要的作用。不恰当的线形组合，容易造成交通事故，降低道路通行能力。无论是路线定线还是线形设计以及工程实施阶段的问题，都是相互联系，不可分割。设计时必须充分认识这些问题，综合起来考虑，这样就会提高道路的运用效率和安全性，达到能以稳定的速度行车，设计出视觉上舒适的好线形。1.平原微丘地区公路路线特点平原微丘地区公路路线特点平原,地形平坦,无明显起伏,地面自然坡度一般在 3以内。微丘,指地形起伏不大的丘陵,地面自然坡度一般在 20以内,相对高差在 100 以内。河湾顺适,地形开阔且具有连续的宽缓台地的河谷地形,河床坡度大部分在 5以下,沿河设线一般不受限制。平原微丘地区地面高度变化较小，有时有较大起伏和倾斜,同时间有水塘、河叉、沟渠等。同时这样的地区往往是农作物和经济作物生产的密集区。因此,在该地区选线在追求高技术标准的同时除了考虑地形,水文,工程数量,还应该考虑路线对当地农业生产的人民群众正常生产生活的影响。使选定线路发挥最大的在功能和效益,实现可持续发展。2.2.选线基本原则及依据选线基本原则及依据选线应在符合国家建设发展的前提下，结合各种条件选定合理路线，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.选线过程必须认真观贯彻国家规定的方针政策，综合考虑自然条件,社会条件，自身技术要求,妥善处理各方面关系.其基本原则如下:(1)道路设计阶段,应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)路线设计应在保证行车安全,舒适,迅速的前提下,做到工程量小,造价小,营运效益好,有利施工养护,在工程量增加不大的情况下,应采用较高的技术指标.合理处理技术与经济的关系.(3)充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。(4)充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。(5)应注意同农田基本建设结合,尽量少占不占用农田和经济林园。(6)重视环境保护,协调周围景观.保护文物古迹。3.3.需要考虑的问题需要考虑的问题S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书8（1）路线与农业的关系拟定路线应尽可能少的占用农田及高产田，同时布线时也要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全盘分析，既不能片面求直占用大量的农田，也不能片面强调不占农田，使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。路线应与农田水利建设相配合，有利于农田灌溉，尽可能少的和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部，当路、渠方向一致时，可沿渠布线，以减少占田和便利灌溉。（2）路线与村镇的关系路线应尽可能避免穿越村镇、居民点，但又考虑到便利支农运输，便利群众，路线不宜离开太远，必要时可修筑支线联系，作到“近村不进村，利民不扰民” ，既方便运输，又保证安全。路线应尽量避开重要的电力、电讯设施，当必须靠近或穿越时，应保持足够的距离和净空，尽量不拆或少拆电力、电讯设施。4.4.选线的一般步骤选线的一般步骤一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现，一般经过以下三个步骤：（1）全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点及中间必须通过的控制点间寻找可能通过的“路线带” ，并确定一些主要的控制点，连接起来即可形成路线的基本走向。（2）路线布局在总体路线方案既定的基础上，以相邻主要控制点间划分段落，根据道路标准以及道路的技术指标，结合其间具体地形条件逐段加密细部控制点，进一步明确道路路线走法，这就构成了路线的雏形。（3）具体定线有了上述路线轮廓即可进行具体定线，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、横的综合设计，具体定出道路中线，以期使整个线形连贯协调，综上所述，选线是由浅入深，由粗到细，由面到线的工作过程。它是根据路网规划、技术和规范指标值、自然条件、工程造价等综合考虑的结果。三、平面线形设计三、平面线形设计1.1.平曲线线形设计一般原则平曲线线形设计一般原则(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。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书9(2)行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足二级公路以及设计速度 60km/h 的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。(3)保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意，若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。高、低标准之间要有过渡。(4)应避免连续急弯的线形这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响，设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。(5)平曲线应有足够的长度，汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于 3s，以使驾驶操作不显过分紧张。 平曲线一般最小长度为 9s 行程； 平曲线极限最小长度为 6s 行程； 偏角小于 7时的平曲线最小长度。2.2.平纵横综合设计平纵横综合设计 线形组合设计要点 公路线形设计时是按照先进行平面线形设计，后进行纵面线形设计的程序进行的。公路线形设计提供给驾驶者的是一条立体的线形。 理想的平纵组合是平竖曲线的位置相互对应，且平曲线稍长于竖曲线。 平曲线与竖曲线半径的大小均衡是保证立体线形协调、平顺、连续的基本要求。 平纵组合应考虑驾驶员的视觉感受。 平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合一级公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。LsVVL147 .11766 . 37=S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书10 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线； 长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，对于公路的长直线，同时要满足 0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果； 透视图的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好； 平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。道路平、纵线形组合设计的原则道路平、纵线形组合设计的原则 在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并能保持视觉的连续性引导视线是指道路的立体线形、构造物形式和色调与沿线自然景观相协调，起到对驾驶员行车视线引导的作用。任何使驾驶员感到茫然、迷惑和判断失误的线形，应尽量避免。在视觉上能自然地引导视线，是衡量平纵线形组合的最基本问题。 保持线形技术指标在视觉和心理上的大小均衡均衡性影响线形的平顺性，且与工程费有关。对纵断面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无益的，反之亦然。 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全 注意与道路周围环境的配合平纵线形设计中应避免的组合平纵线形设计中应避免的组合平竖曲线重合时一种理想的组合，但因地形等条件限制，这种组合常不能做到。如平曲线的曲中点与竖曲线的顶（底）部位置错开不超过平曲线长度的 1/4 时，仍可获得比较满意的外观；若错过位置过大或大小不均衡，将会出现视觉效果很差的线形。 避免竖曲线的顶底部插入小半径的平曲线。在凸形竖曲线的顶部设有小半径的平曲线，不能引导视线，且急转弯行车不安全。在凹形竖曲线的底部设有小半径竖曲线，会出现汽车加速行驶中急转弯，可能发生危险。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。应避免将凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部设在小半径平曲线的起、讫点。前者失去引导视线的作用，驾驶员须接近坡顶才发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。 避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。 避免小半径的竖曲线与缓和曲线重合。对凸形竖曲线诱导性差，事故率高；对凹形竖曲线路面排水不良，影响行车安全。 避免在长直线上设置陡坡或长度短、半径小的竖曲线。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书11 避免在出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。四、纵断面设计四、纵断面设计 纵断面线形设计纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。该路地处平原微丘区，农业土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度，路线纵断面按五十年一遇设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态，所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足 3 秒行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。此外，所选用的半径还需满足行车视距的要求。纵坡设计的一般要求纵坡设计的一般要求 纵坡设计必须满足公路工程技术标准的有关规定，一般不轻易使用极限值。 纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡。 纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合。从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意有以下几点： 在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生陌生感，影响行车速度和安全；在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于 0.3%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方作就近填方，以减少借方和废方，接生土石方量，降低工程造价；纵坡设计时，还应结合过路情况，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。纵坡设计的方法和步骤纵坡设计的方法和步骤S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书12 准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。 标注纵断面控制点纵断面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土高度和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。 试坡试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点” ，参考“经济点” ，初步定出坡度线，然后移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。 调坡调坡主要根据以下两方面进行：结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。 核对控制点断面根据横断面图核对纵坡线核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。 确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整 10 桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。竖曲线设计要求竖曲线设计要求S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书13 宜选用较大的竖曲线半径竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。 同向曲线间应避免“断背曲线”同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如：直线坡段不长，应合并为单曲线后复曲线。 反向曲线反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶 3s 的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。五、五、方案设计计算方案设计计算 平面线形设计计算（方案甲） 设计的平面线形大致图 3-1 所示：图 3-1 平面线形示意图由图计算出起点、交点、终点的坐标如下：JD0(A) (838602.8745，515171.1711)JD1(B) (838732.4145，515345.9386)JD2(C) (838618.8628，515560.5753)JD3(D) (838592.9828，515759.1239)路线长、方位角计算：AB 段：S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书145415.217)1711.515719386.515345(5)838602.874-5838732.414(22=+=ABD3172538745.8386024145.8387321711.515719386.515345arctan =AB31725301 =ABABC 段:242.8228)9386.5153455753.515560(5)838732.414-6838618.862(22=+=BCD9070624145.8387328626.8386189386.5153455753.515560arctan =BC152511790706218012 = =BCACD 段:2282.200)5753.515560-9515759.123(6)838618.862-8838592.982(22=+=CDD4243828838592.982-8838592.9825753.515560-9515759.123arctan =CD63529742438218012 = =BCA转角计算：（是“+”为右转，是“-”为左转）835264317253152511701121 = =AA517220152511763529712232 = =AA 平曲线要素计算第一条平曲线：已知8352641 =（右） ，圆曲线半径 R= 200m，Ls=90m,计算图式图 3-2 所示:路线转角L曲线长（m）T切线长（m）E外矩（m）J校正数（m）R曲线半径（m）S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书15内移值：6841. 12002348902002490234824342342=RLRLpss切线增长值：9241.442002409029024022323=RLLqss缓和曲线角：923512200906479.286479.280 =RLs切线长：9977.1719241.442735264tan)841. 1200(2tan)(=+ +=+=qpRT曲线长：8935.314902200180)9235122735264(2180)2(0=+ =+=sLRL外距：3782.382002735264sec)6814. 1200(2sec)(= +=+=RpRE切曲差：102.298935.3149977.17122=LTD桩号校核：QDK37+840ABD+217.54151JDK38+057.5415T-171.9977ZHK37+885.5438图 3-2 平曲线要素计算图式S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书16SL+90HYK37+975.5438()SLL+(314.8935-90)HZK38+200.4373L-90YHK38+110.43731/ 2(2)SLL-1/2(314.8935-290)QZK38+42.9905+1/2D+1/229.1021JDK38+057.5415校核无误。第二条平曲线：已知5172201 =（左） ，圆曲线半径 R= 225.713m，Ls=60m。计算图式图 3-2 所示:内移值：6641. 0713.225234860713.2252460234824342342=RLRLpss切线增长值：9823.29713.2252406026024022323=RLLqss缓和曲线角：55637713.225606479.286479.280 =RLs切线长：8244.709823.292517220tan)6641. 0713.225(2tan)(=+ +=+=qpRT曲线长：5781.140602713.225180)556372517220(2180)2(0=+ =+=sLRL外距：3189. 4713.2252517220sec)6641. 0713.225(2sec)(= +=+=RpRE切曲差：2867. 34781.1408824.7122=LTD桩号校核：2JDK38+270.725-T-70.8824S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书17ZHK38+199.8426SL+60HYK38+259.8426()SLL+(140.5781-60)HZK38+340.4207L-60YHK38+280.42071/ 2(2)SLL-1/2(140.5781-260)QZK38+270.13165+1/2D+1/23.28671JDK38+270.775校核无误。纵断面设计计算中桩高程测量路线纵断面高程测量采用水准测量。为了保证测量精度和有效地进行成果检核，按照“从整体到局部”的测量原则，纵断面测量可分为基平测量和中平测量。一般先是沿路线方向设置水准点，建立路线高程控制测量，即为基平测量；再根据基平测量测定的水准高程，分段进行水准测量，测定路线各里程桩的地面高程，称为中平测量。基平测量工作主要是沿线设置水准点，并绘制其高程，建立路线高程控制网，作为中平测量、施工放样及竣工验收的依据。中平测量主要是利用基平测量布设的水准点及高程，引测出各中桩的地面高程，作为绘制路线断面地面线的依据。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书18中平测量中桩高程中平测量中桩高程表 3-4桩号中桩高程备注桩号中桩高程备注K37+840.000187.294在原路上K38+180.000199.221在原路上K37+860.000187.997在原路上K38+200.000200.3261在原路上K37+880.000188.599在原路上K38+200.436200.3533在原路上K37+885.543188.766在原路上K38+220.000201.575在原路上K37+900.000189.202在原路上K38+240.000202.8525在原路上K37+920.000189.805在原路上K38+260.000204.0327在原路上K37+940.000190.377在原路上K38+260.436204.0588在原路上K37+960.000190.933在原路上K38+270.725204.6739在原路上K37+975.543191.383在原路上K38+280.000205.2284在原路上K37+980.000190.196偏移出原路K38+281.015205.2981在原路上K38+000.000188.971偏移出原路K38+300.000206.6508在原路上K38+020.000193.553偏移出原路K38+320.000207.8650在原路上K38+040.000198.256偏移出原路K38+340.000209.1230在原路上K38+042.990198.927偏移出原路K38+341.015209.1853在原路上K38+060.000199.882偏移出原路K38+360.000210.3497在原路上K38+080.000198.476偏移出原路K38+380.000211.5763在原路上K38+100.000197.689偏移出原路K38+400.000212.8346在原路上K38+110.436197.058偏移出原路K38+420.000214.0926在原路上K38+120.000196.427在原路上K38+440.000215.3506在原路上K38+140.000197.268在原路上K38+460.000216.6086在原路上K38+160.000198.194在原路上K38+470.418217.274在原路上（2）横断面高程测量横断面测量是测定中桩两侧垂直于中线的地面线，首先要确定横断面方向，然后在此方向上测定地面坡度变化点和地物特征点与中桩的距离和差值，再按一定比例绘制横断面图。横断面测量的宽度，应根据路基宽度、填挖高度、边坡大小、地形情况以及有关工程的特殊要求而定，一定要满足路基和排水设计要求。基平测横断面左右高程表 3-5左侧桩号右侧备注60.0201-3.1232.0822-2.25650.1917-18.62050.831-K37+840.0002446.126.00165.3882.07666.7145.22.60610.4458.79620.87080.570.3817-60.0201-+路基与原路重合9832. 9414. 061204. 01827. 4218. 38535. 00206. 09806. 8548. 0K37+860.0003139. 5224. 18339.10761. 18469. 2378. 00701. 1213. 02182. 10652. 0717. 28114. 161204. 0+路基与原路重合61197. 0634. 64229. 41835. 62594. 01825.11669. 0K37+880.0003332.1068. 16152. 0099. 0513. 1102. 02896. 72703. 0249. 48326. 261197. 0+路基与原路重合61198. 00256. 7684. 45696.114573. 04048. 5325. 0K37+885.5436399. 2429. 06936. 5917. 00733.115932. 05932. 4062. 361198. 0+路基与原路重合S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书19612. 0047. 8365. 53153. 6292. 06377. 9608. 0K37+900.0008461. 5989. 03018. 1324. 03611.117316. 0491. 56609. 3612. 0+路基与原路重合61204. 0711. 94739. 63333. 21017. 09557.11679. 0K37+920.0005358. 2446. 07073. 1291. 06329. 6918. 0727. 65797. 0397. 62643. 461204. 0+路基与原路重合7267. 0118. 07598. 11 . 01613. 4207. 05 . 10299. 061197. 0949. 96328. 69032. 58295. 0+K37+940.0007033. 9574. 19581. 5588. 02126. 21966. 0226. 74839. 45 . 40898. 0+路基与原路重合8943. 0143. 06172. 0034. 01078. 2068. 08278. 30766. 0612. 0699.10113. 78539. 5738. 0+K37+960.000654. 4749. 07653. 3505. 06332.11382. 18803. 005. 0859. 6597. 41722. 20434. 0+偏移出原路基1756. 2237. 03421. 61269. 09999. 50506. 0704.101357. 77774. 40767. 0K37+975.5431941. 3566. 00794. 2375. 0069. 2284. 02094.10298. 10411. 64282. 0407. 62713. 4+偏移出原路基S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书201235. 21454. 04013. 3365. 03862. 19212. 0497. 61327. 060193. 0592.100611. 7+K37+980.0005769. 3637. 01737.10374. 13578. 008. 07166. 0061. 0992. 75301. 08028. 42002. 3+偏移出原路基652. 94597. 61196. 03446. 03677. 0014. 07919. 0119. 0463. 10813. 1537. 40247. 2069. 7199. 060961. 0+K38+000.0001832. 7348. 19557. 649. 10586. 61 . 15218. 4355. 02807. 5386. 0+偏移出原路基7242. 68809. 45698. 8721. 1009. 16726. 0697. 74344. 066631. 0+K38+020.0002129.13133. 38536. 489. 03324. 4639. 04064. 7268. 11947. 0039. 0+偏移出原路基6979. 41111. 36571.105245. 3845. 069. 185606. 062844. 0+K38+040.0002435. 1241. 02659. 1277. 09683. 0226. 01251. 2541. 04114. 6656. 18703. 0207. 04853. 4253. 18683. 0176. 04468. 1274. 08997. 4215. 14154. 5255. 1+偏移出原路基S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书216628. 40459. 32824.106494. 3055. 11097. 285601. 062849. 0+K38+042.9901853. 0042. 0266. 0079. 05515. 528. 12741. 3706. 03652. 3977. 09815. 0197. 00727. 5402. 1004. 2401. 03927. 3635. 04908. 2608. 09085. 2664. 05078. 0166. 0+偏移出原路基7831. 57929. 32769. 92779. 394. 07129. 284878. 062501. 0+K38+060.0005712. 1444. 01996. 2695. 0576. 8366. 29855. 2725. 00767. 3904. 07974. 2739. 09275. 1494. 00649. 3114. 13798. 2766. 04214. 1612. 0+偏移出原路基578. 70523. 58643. 18158. 08957. 69295. 21403. 082. 05217. 72615. 061331. 0+K38+080.0001439. 3821. 07065. 03 . 01157. 488. 1009. 6417. 26738.12931. 47592. 2064. 1+偏移出原路基198. 47936. 26693. 90037. 17869. 0042. 01188. 20982. 1547. 00947. 168. 61339. 060173. 0+K38+100.0000907. 7237. 36852. 0337. 09709. 0413. 0091. 6219. 21459. 9642. 30163. 6363. 2+偏移出原路基S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书222282. 74899. 10375. 8544. 05153. 01264. 1337. 61264. 060514. 0882. 12547. 1+K38+110.4361298. 2916. 02823. 7233. 31259. 9226. 33699. 1467. 09769. 6614. 26772. 23023. 1438. 07477. 0+偏移出原路基9187. 3721. 04025. 2155. 02169. 40847. 061205. 0429. 19078. 00329.121217. 1+K38+120.000552. 8685. 36037. 0281. 04249. 0193. 04062. 2852. 07095.141 . 51568. 01988. 03638. 17267. 27831. 10358. 0+偏移出原路基6969. 3751. 07879. 4111. 09106. 7046. 01123. 20423. 061202. 02713. 27308. 0221. 3169. 1+K38+140.0000283. 0012. 04995. 1711. 07247. 1744. 05663. 3502. 18926. 169. 05111. 7745. 20867. 2707. 04046. 1464. 09773. 47934. 14212. 18418. 28877. 30779. 0+路基与原路基重合3368. 0108. 00586. 5924. 01292. 4782. 03026. 1186. 0617. 00124. 061203. 00607. 01218. 01384. 12082. 0+3567.11149. 0K38+160.0007062. 8617. 32129.10789. 24384. 0148. 08333. 3868. 13404. 00629. 00858. 11715. 2383. 51079. 0+路基与原路基重合S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书232602. 7053. 02178. 1256. 0076. 4595. 061199. 08419. 05866. 03788. 11868. 02253. 9648. 0+K38+180.0002901. 0114. 02084. 7697. 24695. 441. 11828. 2736. 07494. 2851. 00792. 3048. 15829. 35936. 04377. 08756. 061199. 0+路基与原路基重合2357. 3067. 00477. 6104. 03565. 002. 01048. 5081. 061245. 04291. 26151. 15284. 53225. 09378. 0066. 0K38+200.0007892. 3352. 13576. 6151. 20808. 4381. 15695. 1697. 05144. 1705. 03814. 56880. 02171. 18942. 061199. 0+路基与原路基重合6999. 0038. 0607. 4074. 06147. 04763. 2619. 18705. 53573. 09947. 9158. 0K38+200.4362596. 4484. 19952. 5029. 28481. 3302. 17028. 1756. 04605. 168. 05165. 56868. 02173. 18931. 06147. 0+路基与原路基重合61482. 0153. 31017. 296.170581. 0887. 205. 0K38+220.0008672. 2733. 01441. 4693. 15087. 0189. 05606. 1037. 07188. 7963. 05136. 4041. 0687. 27914. 160814. 0+路基与原路基重合6523. 9163. 06111. 00205. 06079. 3629. 34196. 21076.100425. 0+K38+240.0006551. 1346. 09798. 146. 07042. 5848. 15871. 0201. 00115. 2027. 02334. 97675. 044. 32932. 23889. 51812. 0+路基与原路基重合S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书249693. 00387. 09989. 53604. 0686. 27905. 13458.202591. 0K38+260.0009502. 0165. 08984.10837. 14827. 2084. 0502. 473. 08736. 2027. 05824. 04497. 0679. 27874. 10318. 51783. 0+路基与原路基重合9693. 00618. 063954. 06884. 27915. 13423.202161. 0K38+260.4362425. 1216. 04218.10757. 16219. 3123. 00952. 4667. 09048. 21168. 06831. 27873. 10307. 51783. 0+路基与原路基重合2584. 1024. 0034. 10461. 063599. 08784. 12594. 18292.185787. 0+K38+270.7256386. 6226. 1933. 0068. 00518.156599. 04106. 2606. 1966. 42862. 0+路基与原路基重合4479. 5125. 09603. 00576. 063598. 00149. 21901. 15769.153531. 0+K38+280.0001985. 008. 01255. 3229. 08436. 7587. 09895. 4236. 04092. 60366. 0394. 25958. 10397. 52978. 0+路基与原路基重合6472.14491. 09379. 5139. 09589. 00584. 06312. 00189. 21865. 14371. 02288. 0+K38+281.0156977. 0028. 06864. 4345. 01456. 6461. 09527. 3187. 00684. 70872. 04081. 25854. 10411. 52361. 0+路基与原路基重合S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书254752.12336. 06409. 00282. 060462. 07383. 1224. 11456. 91968. 0+K38+300.000815. 7368. 09508. 0006. 0646. 3061. 03011.102473. 0928. 11995. 13591. 5046. 0+路基与原路基重合1.64520.051-60.1487-0.8010.8007-10.89540.3036-10.65840.26-K38+320.0003.18020.0717.93740.60512.50840.4740.3740.2491-60.0811+61201. 0499. 03327. 08158.117272. 06852.11298. 0K38+340.0004.42930.2374.17940.3241.40810.04913.84920.76060.1340.278260.0488-+路基与原路基重合61819. 0346. 00203. 09949.119721. 06591.11296. 0K38+341.0153067. 7391. 01708. 1091. 03945. 0014. 099.149297. 0138. 0286. 06154. 0+路基与原路基重合9009. 4124. 02704. 6146. 061275. 06431. 04289. 03487. 40563. 08369. 7444. 0K38+360.0000385. 2166. 03861. 6341. 05754.154358. 061275. 0+路基与原路基重合S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书260352. 804. 061196. 00815. 17808. 05602.104759. 03231. 4105. 0+K38+380.0004924. 7529. 03268. 563. 04991.10062. 06817. 04548. 061195. 0+路基与原路基重合129. 4021. 061204. 07346. 11555. 12204. 85837. 0916. 924. 0+K38+400.0009901. 4353. 09839.177987. 1026. 16839. 061204. 0+路基与原路基重合2227. 0001. 061203. 06661. 27769. 16024. 54444. 05088.15375. 0+K38+420.0006009. 3025. 01294.12978. 0205. 71343. 10647. 17096. 061203. 0+路基与原路基重合0347.10616. 161202. 06673. 34442. 26424. 11332. 06556. 8182. 0+K38+440.0004168. 3124. 02081. 6413. 07816.12937. 05935. 10624. 161202. 0+路基与原路基重合61201. 06673. 37023. 39695. 57718. 23632.1459. 2+K38+460.0002078.12713. 02247. 97103. 05675. 27718. 161201. 0+路基与原路基重合S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书27612. 0022. 46815. 24996.187475. 44784. 1266. 0+K38+470.4183742. 1091. 07175. 8669. 08613.107054. 0047. 30314. 2612. 0+路基与原路基重合备注：表中按路线前进方向分左侧、右侧。分数的分子表示测段两端的高差，分母表示其水平距离。高差为正表示上坡、为负表示下坡。S201线K38危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书28S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书29（3） 本方案竖曲线如图 3-3：图 3-3 纵断面(甲方案） 竖曲线要素计算 竖曲线要素计算已知：表 3-6变坡点桩号变坡点高程竖曲线半径 R竖曲线类型K37+840.000187.294K38+262.960205.8676400凹K38+470.418217.274则:() ()%3912. 484096.1262294.187867.2051=i,() ()%4985. 596.262418.470867.205274.2172=i%1073. 112=ii为凸型曲线,拟定曲线竖半径 R=6400竖曲线长度：8672.70%107. 16400=RL切线长：4336.352848.702=LT竖曲线变坡点纵距：()mRTE0981. 0640024336.35222=竖曲线起点桩号: K37+840L/2= K37+804.5664竖曲线起点高程:1ihiT= 185.782S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书30竖曲线终点桩号: K38+470.418+L/2= K38+505.8516终点高程:2ihi T+=219.2223竖曲线内桩号的高程计算已知变坡点 K38+262.960 的高程为 205.8674m计算公式为：2/12itq ziixHHx iR=+其中：ix-曲线上任意点到曲线起/终点的水平距离/q zH-曲线起/终点的高程设计方案乙1.平面线形设计设计的线形大致如图 3-4 所示：图 3-4平面线形示意图由图计算出起点、交点、终点的坐标如下：A:( 455862.0156，507498.3717)B:( 456214.5037，507322.9885)C:( 456848.1794，507825.2860)其计算原理与方法同方案甲.计算可得直线曲线转角表如表 3-7。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书31直线曲线转角表表 3-7直线曲线转角表表 3-7交 点号交点桩号坐标转角值( )NE左右123456JD0K37+840.000515171.170838602.874JD1K38+079.560515363.611838746.547573847”JD2K38+479.923515759.124838592.983曲线要素值(m)半径缓和曲线长度切 线长 度曲 线长 度外距7891011230100177.481331.40834.588曲线位置(桩号)第一缓和曲线起点圆曲线起点曲线中点圆曲线终点第二缓和曲线终点1213141516K37+902.079K38+002.079K38+067.783K38+133.486K38+233.486直线长度及方向曲线间直线长(m)交点间距(m)计算方位角( )17181962.072239.560532650”246.437423.918111537”2.纵断面设计本方案竖曲线如图 3-5：S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书32图 3-5 纵断面（乙方案）各计算与方案甲一样， 纵断面设计参数如下： 路线方案比选和论证路线方案比选指数表表 3-8路线方案比选指数表表 3-8指标单位方案甲方案乙路线总长m630.418639.923全线转角数个21平曲线占路线总长%72.24951.798平曲线最小半径m200230最大纵坡%5.4985.297最短坡长m207.498282.973竖曲线总长m70.865273.211竖曲线最小半径凹m640019300凸m70.865274.075地形变化较小（与乙比较）较大初估土方量较小（与乙比较）较大S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书33甲、乙两方案主要指数比较表：从上表甲、乙两个方案主要指标比较可以分析知道：1.甲、乙两个方案总长、转角数、平曲线最小半径、最大纵坡、最短坡长等均相差较小；2.乙方案竖曲线最小半径较大，而平曲线占路线总长较大；3.甲方案与乙方案相比，沿线地形变化、初估土方量、占地均较小；4.甲方案的线形总体上比较连续，指标均衡，视觉良好，各项指标满足规范要求。5.甲方案利用旧路路基较多，征用土地较少。可以利用原有道路的公共设施、涵洞、挡墙等。甲方案遵循一定的选线原则，既满足了路线达到一定的技术要求，以保证行车的安全、舒适，又满足了工程量小、造价低，竣工后养护费用低。因此，参照有关规范，综合考虑各方面因素，最终确定甲方案为正选方案。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书34第四章线形的检验与评价一、线形设计检验与评价方法一、线形设计检验与评价方法道路线形应保证在使用年限内行车安全、快速、经济、舒适，要求线形具有良好的设计质量。线形的设计质量可以用道路透视图、沿线运行速度、耗油量、事故率等进行检验和评价。道路透视图道路透视图公路线形设计规范JTG D202006 在总则 1.0.8 中规定： “线形设计应综合考虑公路的平面、纵断面、横断面三者间的关系，做到平面顺适、纵面均衡、横面合理，必要时可运用公路透视图进行分析与评价” 。道路透视图是根据道路的基本资料，利用透视原理将道路以三维空间的方式展现，利用透视图判断线路的平纵面线形组合是否连续、道路与周围环境是否协调、立体线形对驾驶员视线的诱导是否良好，也可以对视距进行检查。道路透视图可通过道路三维建模软件建立道路及周围环境的三维模型，生成动态或静态全景透视图或制作全线三维动画，供设计者评价道路线形设计的质量。沿线耗油量沿线耗油量车辆行驶时燃油消耗量 Q 可用式计算：+=15.2136722KAvGgQTe（L/100km）式中：eg燃油消耗率hkWg，可在发动机台架实验获得的发动机负荷特性图上查得；燃油重度（N/L） ，汽油为 6.967.15N/L，柴油为 7.948.13N/L；T传动系统的机械效率，发动机所发出的的功率 P 在传到驱动轮的过程中，为了克服传动系统的各部件中的摩擦，有一部分功率TP被消耗，则PPTT=1，传动效率因受多种因素影响而变化，但对汽车进行动力性分析时可看作一个常数，一般载重汽车为0.800.85，小客车为 0.850.95；G车辆总重力（N） ；道路阻力系数，if+=，f为滚动阻力系数，与路面类型、轮胎结构和行驶速度有关，一般应由实验确定，在一定类型的轮胎和一定车速范围内，可视为只和路面情况有关的常数，见表 4-1S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书35各类路面滚动阻力系数各类路面滚动阻力系数f值表值表 4-14-14-14-1路面类型水泥及沥青混凝土路面表面平整的黑色碎石路面碎石路面干燥平整的土路潮湿不平整的土路f值0.010.020.020.0250.030.050.040.050.070.15i为道路纵坡，上坡为正，下坡为负。K空气阻力系数，与汽车的流线形有关，如表 4-2 或查阅有关资料；汽车的空气阻力系数与迎风面积表汽车的空气阻力系数与迎风面积表 4-24-24-24-2车型迎风面积 A(2m)空气阻力系数 K小客车1.41.90.320.50载重车3.07.00.601.00大客车4.07.00.500.80A汽车的迎风面积（2m)；v汽车与空气的相对速度（m/s） ，可近似去汽车的行驶速度；燃油消耗量主要与汽车本身的结构（如外形尺寸、质量、发动机类型、传动系等）及汽车的使用特性（如行驶速度、档位、道路阻力等）有关。从道路的角度，影响燃油消耗量的因素主要是道路的使用特性。通常，汽车在连续和平整的道路上行驶，可以获得较高的行驶速度，燃料经济性好；汽车在凹凸不平或线形不连续的道路上行驶，行驶速度低，换挡和制动次数增加，燃油消耗量大，且加速了一些摩擦零部件的磨损和轮胎磨损。为提高燃油经济性，应采用协调、连续的道路线形和平整的路面，保证行车视距和安全净空，注重景观设计，减少侧向干扰，使车辆匀速、顺畅运行。用式可以计算出沿线各路段每百公里的耗油量，并绘制成沿线耗油量变化曲线，用以分析道路线形设计的经济性。事故率预测模型事故率预测模型据统计， 有 10%20%的道路交通事故与道路条件有直接关系， 由 50%60%的道路交通事故与道路条件有间接关系。因此，改善道路条件对减少交通事故有重要意义。道路交通事故的发生主要与人、车、路和环境相关，就道路而言，又包括交通量、平面线形、纵断面线形、横断面宽度、视距、交叉口状况、路面类型、路侧安全距离等因素。通过大量事故资料分析，可以得到道路各种条件与事故率之间的回归模型，这些回归模型可以用来分析道路线形与事故率之间的关系，对线形设计的质量进行分析。可能速度法可能速度法S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书36可能速度是指在良好的气候条件和交通条件下，汽车行驶只受道路本身几何条件影响，技术熟练的驾驶员驾驶汽车沿某条道路行驶时可能达到的速度。可能速度预测模型是根据汽车的动力和平、竖曲线的允许速度，在初定路线平、纵面各技术指标的基础上建立的。模型假设道路横向加速度、轴向加速度及竖向加速度是连续的，分别建立横向允许速度、轴向行驶速度和竖向允许速度计算模型，并取三种速度中最小值作为可能速度预测值。可能速度法采用可能速度差作为评价标准，采用速度差量评价各级道路线形的连续性，研究成果推荐评价指标如下：设计速度为 80km/h 及其以上道路速度差不应超过 20km/h， 设计速度为 60km/h 时不超过 18km/h，设计速度为 40km/h 时不超过 15km/h，设计速度为30km/h、20km/h 时不超过 12km/h。运行速度法运行速度法运行速度主要用来评价道路线形设计的连续性，采用相邻单元路段间运行速度的变化值进行评价。线形设计要素与车辆行驶速度密切相关，线形要素的任何变化，都将出现不连续的运行速度，造成驾驶员的不适应和操作繁忙，并使该位置发生交通事故具有聚集性。因此连续的运行速度时路线设计连续性的最终表现，以相邻路段运行速度的变化值作为评价道路路线设计的标准。二、用运行速度评价线形设计的连续性连续性设计的要求二、用运行速度评价线形设计的连续性连续性设计的要求视觉上的连续性由平纵组合的线形应能自然地引导驾驶员的视线，并能保持视觉上的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形，必须尽力避免，可通过道路透视图检查，修改平纵线形组合。行驶速度的连续性由平面相邻线形要素、纵断面相邻线形要素以及平纵组合相邻线形要素构成的道路空间线形，必须是使汽车行驶速度不产生突变和相差过大，应使行驶速度平缓、连续、均衡地变化，保证汽车行驶的平顺性、连续性和安全性，可以通过运行速度图检查，修改平、纵线形要素。加速度的连续性由平面线形产生的横向加速度变化不能过大或过快，以免影响汽车行驶的舒适性和安全性，可通过加速度图检查，修改平面线形要素。确定运行速度的方法确定运行速度的方法S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书37路段实测回归法该方法通过现场实测多条路段某车型的实际行驶速度，经回归分析建立道路几何要素与运行速度的关系模型，对其进行相关性分析和验证，根据模型预测各种线形要素和组合线形所对应的运行速度。路段实测回归模型是建立在实测数据的基础上的，因实测数据的局限，各影响因素对运行速度的影响可能因地域的不同而异，模型的推广应用有一定的局限性。理论预测法根据汽车动力性能的加、减速行程计算基于纵断面线形的行驶速度，根据圆曲线半径的计算公式反算弯道上允许行驶的速度。将纵断面和平面分别预测的速度比较后取小值，作为平纵线形组合运行速度。该办法没有考虑竖曲线以及横断面的影响。我国公路项目安全评价指南 （JTG/TB052004）中采用的是路段实测回归模型来预测高速公路和一级公路的运行速度，其他等级公路参考使用。3. 3. 3. 3. 基于运行速度的线形设计连续性评价标准基于运行速度的线形设计连续性评价标准公路项目安全评价指南 （JTG/TB052004） 中采用相邻路段运行速度的差值（85v）来检查线形设计的连续性。相邻路段是指平面、纵断面、横断面指标或设计速度不同的相接路段，一般是指平曲线的起点、曲中点、终点，纵断面变坡点及横断面变化的前后路段。其中规定：相邻路段运行速度的差值小于 10km/h 时，连续性好；在 1020km/h 之间时连续性较好，条件允许时易适当调整相邻路段的线形指标，使运行速度的差值小于 10km/h；大于 20km/h 时连续性差，相邻路段需要调整平纵面设计。同时规定，当同一路段的运行速度与设计速度的差值大于 20km/h 时，应对该路段的相关技术指标进行安全性检验。4. 4. 4. 4.用运行速度评价道路线形的方法划分分析路段用运行速度评价道路线形的方法划分分析路段根据圆曲线半径和纵坡的大小将整条路线按平直段、纵坡段、小半径平曲线段和弯坡组合段四种分析单元进行划分。平直路段： 指平面线形为直线或半径大于或等于 1000m 的平曲线且纵坡小于 3%， 或纵坡大于 3%但坡长小于或等于 300m 的路段；纵坡段：指平面线形为直线或半径大于或等于 1000m 的平曲线，且纵坡大于 3%，坡长大于 300m 的路段；小半径平曲线：指平面线形为半径小于 1000m 的平曲线，且纵坡小于 2%路段；弯坡组合路段：指平面线形为半径小于 1000m 的平曲线，且纵坡大于或等于 2%路段；当直线段位于两小半径平曲线之间，且长度小于临界值 200m 时，则该直线视为短直线， 车S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书38辆在此路段上运行速度保持不变。运行速度运行速度85v的测算的测算任选一个方向进行运行速度85v测算，确定与设计路段衔接的相邻路段速度，作为本路段的初始速度0v。根据所划分的路段类型，按平直路段、纵坡段、小半径平曲线和弯坡组合路段等分别进行运行速度85v的测算。运行速度是指当交通处于自由流状态、且天气良好时，在路段特征点上测定的第 85 个百分位上的车速，即 v85 。设计路段的初始运行速度0v一般可通过调查点的现场观测或按表 4-2 估算各种设计速度所对应的小客车和大货车的运行速度，作为设计路段的初始运行速度0v。设计速度与运行速度设计速度与运行速度 v0v0v0v0 间的对应关系间的对应关系表表 4-2设计速度(km/h)6080100120初始运行速度v0(km/h)小客车8095110120大型货车55657575平直线段上的运行速度在平直路段上,小客车和大型货车在直线上都有一个期望行驶速度。见表 4-2.a 当直线入口速度等于期望速度时， 车辆在平直路段上保持期望速度匀速行驶， 直线段出口运行速度outv等于期望速度ev；b 当直线入口速度小于期望运行速度时，车辆在平直路段上将加速行驶，直线段出口运行速度outv按式计算；但当计算的运行速度大于或等于期望速度时，直线段出口运行速度outv取期望速度。当入口速度大于期望速度时，车辆将减速行驶（0a为负） ，直到期望速度后匀速行驶，outv为期望速度。Savvout02092.25+=式中：outv直线段终点处的运行速度（km/h） ；0v直线段入口处的运行速度（km/h） ；0a车辆的推荐加速度（减速度） （2sm）见表；S直线段长度（m） ，当 S200m 时，取 S=0 计算。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书39平直路段上期望速度、加速度值平直路段上期望速度、加速度值表 4-3车型小客车大型货车期望速度ev（km/h）12075推进加速度0a（2sm）0.15 0.500.20 0.25推荐减速度0a（2sm）-0.15 -0.50-0.20 -0.25C 纵坡段运行速度当纵坡大于 3%且坡长大于 300 米时，需要对运行速度进行修正。计算纵坡段运行速度时不考虑平面线形，只需要根据该路段纵坡和坡长对入口速度按表 4-4 进行修正，修正后的结果作为该路段的出口速度。图为速度折减量与坡长的关系曲线图。纵坡路段各车型运行速度的修正表纵坡路段各车型运行速度的修正表4-44-44-44-4纵坡速度修正值（km/h）小客车大型货车上坡纵坡4%每1000m 降低5km/h按图所示速度折减量与坡长关系曲线进行调整纵坡4%每1000m 降低8km/h下坡纵坡4%每500m 增加10km/h（最大至平直段的期望运行速度）每500m 增加10km/h（最大至平直段的期望运行速度）纵坡4%每500m 增加15km/h（最大至平直段的期望运行速度）每500m 增加15km/h（最大至平直段的期望运行速度S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书40速度折减量与坡长的关系曲线图速度折减量与坡长的关系曲线图d 小半径平曲线路段运行速度小半径平曲线路段的运行速度，安表 3-中的运行速度预测模型计算平曲线中点和平曲线出口的运行速度。小半径平曲线上速度预测模型表小半径平曲线上速度预测模型表 4-54-54-54-5曲线连接形式车型平曲线速度预测模型入口直线曲线小客车nowinmiddleRvvln729. 5834. 0212.24+=大型货车nowinmiddleRvvln522. 1963. 0432. 9+=入口曲线曲线小客车nownowinmiddleRRvvln959. 5ln19. 6942. 0277. 1+=大型货车nowinmiddleRvvln629. 3990. 0427.24+=出口曲线直线小客车middleoutvv908. 0946.11+=大型货车middleoutvv926. 0217. 5+=出口曲线曲线小客车frontnowmiddleoutRRvvln203. 5ln260. 0936. 0299.11+=大型货车frontnowmiddleoutRRvvln329. 0ln005. 1925. 0899. 5+=注：inv平曲线入口的运行速度（km/h） ；middlev平曲线中点的运行速度（km/h） ；S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书41outv驶出平曲线的运行速度（km/h） ；frontR平曲线前方圆曲线的半径（m） ；backR平曲线后方圆曲线半径（m） ；nowR当前圆曲线半径（m）.e 弯坡组合路段运行速度按表 3-12 中的运行速度预测模型计算弯坡组合路段平曲线中点和平曲线出口的运行速度。弯坡组合路段的运行速度预测模型表 4-5曲线连接形式车型弯坡组合路段的运行速度预测模型入口直线曲线小客车1176. 0ln714.11547. 0669.31nownowinmiddleIRvv+=大型货车151. 0ln196. 1859. 0782. 1nownowinmiddleIRvv+=入口曲线曲线小客车nownowinmiddleRRvvln281. 0ln717. 2802. 0750. 0+=大型货车backnowinnowmiddleRIvvln23. 0133. 0977. 0ln248. 0789. 11+=出口曲线直线小客车2444. 1720. 0294.27nowmiddleoutIvv+=大型货车2697. 0707. 0490.13nowmiddleoutIvv+=出口曲线曲线小客车2480. 0ln782. 0ln427. 1839. 0819. 1nowfrontnowmiddleoutIRRvv+=大型货车594. 0ln109. 0ln039. 3830. 0837.26nowfrontnowmiddleoutIRRvv+=注：圆曲线半径的取值范围是大于等于 120 米，小于 1000 米；纵坡绝对值的取值范围是大于等于 2%，小于等于 6%；1nowI曲线前段的纵坡（%） ；2nowI曲线后段的纵坡（%） ；其余符号意义同前。三、运行速度计算三、运行速度计算已知：本方案设计时速为 60km/h；平曲线半径1R=200m、2R=225.713m；纵坡坡度1I=4.37%、2I=5.54%。1L=45.543m；2L=129.403m。本方案两平曲线为 S 型曲线之间没有直线段，由路段划分分析可知本路段属于弯坡组合路段。上行方向运行速度计算：第一条平曲线：初始速度由表可知hkmvv55;hkm80=大型货车小客车；进入平曲线的速度小客车S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书42) 200m543.45(8092.25102mLShkmSavvvooutin=+=时，取 S=0 计算。同理大型货车：hkmvvoutin55=曲中点middlev为：小客车：1176. 0ln714.11547. 0669.31nownowinmiddleIRvv+=-31.669+0.54780+11.714ln200+0.1764.37=74.9246 km/h大型货车：151. 0ln196. 1859. 0782. 1nownowinmiddleIRvv+=1.782+0.85955+1.196ln2000.514.37=53.1351 km/h出口outv为：小客车：2480. 0ln782. 0ln427. 1839. 0819. 1nowfrontnowmiddleoutIRRvv+=1.819+0.83974.9246+1.427ln200+0.782ln225.7130.485.54=73.8201 km/h大型货车：2594. 0ln109. 0ln039. 3830. 0837.26nowfrontnowmiddleoutIRRvv+=26.837+0.83053.13513.039ln200+0.109ln225.7130.5945.54=52.1374 km/h第二条平曲线：因为该方案设计为 S 型曲线所以第一条平曲线的出口即为公切点，也是第二条平曲线的 入 口 ， 则 第 二 条 平 曲 的 初 始 速 度 ： 小 客 车 为8201.73=invkm/h ； 大 型 货 车 为1374.52=invkm/h。曲中点middlev：曲中点middlev为：小客车：2176. 0ln714.11547. 0669.31nownowinmiddleIRvv+=-31.669+0.54773.820+11.714ln225.713+0.1765.54=73.1668 km/h大型货车：251. 0ln196. 1859. 0782. 1nownowinmiddleIRvv+=1.782+0.85952.1374+1.196ln225.7130.515.54=50.2241km/h出口outv为：小客车：2444. 1720. 0294.27nowmiddleoutIvv+=27.294+0.72073.16681.4445.54=71.9743 km/h大型货车：2697. 0707. 0490.13nowmiddleoutIvv+=S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书43=13.490+0.70750.22410.6975.54=45.137 km/h上行运行速度图相邻路段小客车和大货车的85v小于 10 km/h ，运行速度协调性好。同一路段小客车和大货车的设计速度与运行速度的差值小于 20km/h， 设计速度与运行速度协调性好。下行方向运行速度计算：第一条平曲线：初始速度由表可知hkmvv55;hkm80=大型货车小客车；进入平曲线的速度小客车)1500m，可不设超高。当圆曲线半径250m，可不设加宽。本设计圆曲线半径为 200m、225.713m，所以本设计需设超高和加宽。本设计公路等级为二级公路，设计超高过渡方式是绕路中线旋转。即先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕路中线旋转，直至超高横坡值。超高计算公式如下表：绕内侧车道边缘旋转的超高公式表表 5-1超 高 位 置计 算 公 式注x0xx0x圆曲线上外缘ch+j jjhb ibBi（+ ）1.计算结果均为与设计高之差；2.临界断面过渡段起点：0cGhixLi；3.x 距 离 处 的 加 宽 值xcxbbL=4.内外侧边线降低和抬高值是在cL内按线性过度，路容有抬高要求时可采用高次抛物线过渡中线chj j+hbiBi/2内缘chj jjhb ibbi-（+ ）过渡段上外缘cxhc(jjj Gjhccxxb iib iB bihLL+G（ - ）+) （或）中线cxh2j jBb iiG+2j jhcBxb iiL+内缘cxh(j jjxGb ibbi+ ）(j jjxcxb ibbL+ ）式中：B路面宽度（m） ；jb路肩宽度（m） ；iG路拱坡度（%） ；ji路肩坡度（%） ；hi超高横坡度（%） ；S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书54cL超高缓和段长度（m） ；0x与路拱同坡度的单向超高点到超高缓和段起点的距离（m） ；x超高缓和段中任一点至起点的距离（m） ；b路基加宽值（m） ；xbx距离处的路基加宽值（m） ； 。详细计算结果见超高计算表。五、土石方的计算和调配路基土石方工程是公路工程的主体工程之一。在公路工程量中占有很大比重。土石方工程数量又是公路方案评价和比选的主要技术经济指标之一。土石方计算与调配的主要任务是计算路基土石方工程数量，合理进行土石方调配，并计算土石方的远量，为编制公路概预算、公路施工组织、施工计量提供依据。土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距） 。土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。不同性质的土石应分别调配。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书55第六章路 基 设 计一、路基设计公路路基是路面的基础，承受着本身土体的自重和路面结构的重量，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，路基是公路的承重主体。公路路基属于带状结构，随着天然地面的高低起伏，标高不同，路基设计需根据路线平、纵、横设计，精心布置，确定标高，为路面结构提供具有足够宽度的平顺基面。1.公路路基的基本要求路基设计应满足公路建设的基本原则和公路工程技术标准 （JTGB012003）规定的具体要求，设计前必须作好工程地质和水文、环境、土地利用、文物古迹及材料等有关条件的勘测工作；路线设计应兼顾当地的农田基本建设的需要；沿河线的路基设计应注意路基不被洪水淹没或冲毁；山坡上的半填半挖路基，若地面横坡较陡，填方坡角伸出较远，施工困难且边坡稳定性较差时，可修筑挡土墙；路基结构物的整体必须具有足够的稳定性。在各种不利因素，如自然因素（地质、水文、气候等）和荷载（自重及行车荷载）的作用下，不是产生破坏而是导致交通阻塞和行车事故，这是保证行车的必要条件。位于路面下的那部分路基（有时称作土基） ，必须具有足够的强度，抗变形能力，刚度和水温稳定性；挖方、填方路基，其设计与施工应于周围的环境相协调，应充分考虑地区特点，有效的利用自然地形，减少土石方量；2.路基横断面布置、压实度横断面布置路基宽度：全线设计速度采用 60km/h， 路基宽度 12.0m，其路幅划分为 24.5m（路面）+21.35m（级配碎石路肩）20.15m（路缘石） 。路基设计标高：行车道内边缘的路面标高，计算路基土石方已扣除了路面厚度，计入了开挖边沟、路堤清表土回填的土石方，未计超填。路基设计洪水频率 1/50。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书56护坡道宽 2m，超过 20m 边坡比按计算确定。路堑边坡坡比，第一级（路堑下部）坡高为 8m、坡度为 1：0.5，第二级（路堑上部）坡度 1：0.75。过深的路堑边坡按实际情况计算确定.边坡应设置边坡平台，边坡平台设置宽度为 1m，路堑边沟外侧设 2m 的碎落台。当地面坡度为 01：10 时填土前须碾压；当地面坡度为 1：101：5 时，须填牵挖松再碾压；当地面横坡陡于 1：2.51：5 时，将基底挖成台阶，其宽度 1m，台阶向内倾斜 24%。路基设计说明及压实标准路基填筑分层铺筑，路槽下 080cm 范围内压实度指标为 95%，80150cm 范围内压实度要求 94%，150cm 以下压实度为 93%。填料应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗类土。零填及挖方路基的路槽下 080cm 范围内要求压实度 95%。填石路堤的石料粒径控制不能过大，分层填筑，细料嵌缝并振动夯实，使石块相互嵌挤稳定。路槽底面铺土工布，其下 80cm 范围内粒径不大于 15cm。路基基底均要考虑清除表土和淤泥，表土厚度视地基情况而定（一般为 30cm） 。压实采用重型压路机进行。路基的压实度受到路基填土的含水量的影响，因此压实时要严格的控制填土的含水量在最佳含水量附近，以此来提高压实的质量。路基的分层压实时要严格的控制每一层的厚度，一般土质填方每层 30cm 及以下，沙粒、砂砾填料时一般为 20cm，其压实的遍数和机械的组合应该通过试验路段来确定。土质路堑地段超挖 0.5m 后再回填压实，零填地段超挖至路表面以下 1.5m 后再回填压实，采用此法可以提高相关路段的压实度。路基的填土的最小强度必须满足公路路基设计规范相应的要求。3.路基处理 坡面防护 坡面防护坡面防护，主要是保护路基边坡免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在移动程度上还可兼顾路基美化和自然协调自然环境。坡面防护设施，不承受外力作用，必须要求坡面岩体整体的稳定性。简易的防护设施的边坡和坡度不宜过大，土质边坡一般不陡与1:11:1.5。常用的坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树）和工程防护（抹面、 喷S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书57浆、勾缝、石砌护面等） 。填土反压护坡处理填土反压护坡处理当挖方边坡一侧原坡面较陡，且紧靠路基时，为保护路基的稳定，对原坡面利用挖余方进行反压护坡；填土反压边坡采用拱型骨架加种草（灌木）防护，必要时在坡脚处设护脚防护。路基不稳定路段路基不稳定路段对于填方路段填方高度小于 1 米时，做宽度 0.5 米、埋深 1 米的护肩墙，保护路基不受破坏。路堑边坡防护路堑边坡防护一般土质路堑路堑边坡高度小于等于 2.0m 时，全坡面采用三维网加种草（灌木）防护；路堑边坡高度大于 2.0m 时，在第一级坡面上设高度为 2m 的护面墙，以上各级坡面均采用三维网加种草（灌木）防护。硬质岩石路堑对于稳定的硬质岩石路堑地段， 路堑边坡高度小于等于 2.0m 时， 全坡面采用光面爆破，不防护；路堑边坡高度大于 2.0m 时，坡面均采用格宾网（包塑铁丝网）加锚杆防护或光面爆破后不进行防护。软质强风化岩石路堑路堑边坡高度小于等于 8.0m 时，采用格宾网（包塑铁丝网）防护；路堑边坡高度大于8.0m 时，第一级挖方边坡采用高度为 2m 的护面墙，以上各级坡面均采用钢筋砼方格骨架锚杆护坡。特殊软质岩石路堑路堑边坡挖深较大，存在砂质泥岩软弱结合面，且岩层产状与边坡呈不利组合，边坡稳定性较差，为增强路基稳定性，第一级挖方边坡采用浆砌片石挡土墙防护，以上各级坡面均采用钢筋砼方格骨架锚杆护坡。土质+岩石路堑S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书58一般土质+岩石路堑，岩石边坡采用相应硬质岩和软质岩防护措施，土质边坡采用植草防护。 、4. 路基施工的一般规定路基施工宜以挖作填，减少土地占用和环境污染。路基施工中各施工层表面不应有积水， 填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况，做成 2%4%的排水横坡。雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面及时修理平整并压实。施工过程中，当路堑或边坡内发生地下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。排水沟的出口应通至桥涵进出口处。取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。5. 填方路基的施工土方路基应分层甜筑压实，用透水性不良的土填筑路堤说，应控制其含水量在最佳压实含水量大 2%之内。土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，采用机械压实时，分层的最大摊铺层厚，按土质类别，压实机具功能碾压遍数等，经过经验确定，但最大摊铺厚度，不宜超过 50cm，填筑至路床底面，最后一层的最小压实厚度，不应小于 8cm。路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度， 压实厚度不得小于设计宽度， 最后削坡。填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。原地面纵坡大于 2%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。若填方分几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑则先填地段应按 1：1 坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠、衔接，其搭接长度不得小于 2m。河滩路堤填土，应连同护坡道在内，一并分层填筑，可能受水浸淹部分的填料，应选用水稳性比较好的土料，河槽加宽，加深工程应在修筑路堤前完成，调治构造物应提前修建。两侧取土，提高在 3m 以内的路堤可用推土机从两侧分层推填，并配合平地机分层填平，土的含水量不够多时，用洒水车并用压路机分层碾压。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书59填方集中地区路基的施工取土场运距在 1km 范围内时，可用铲运机运送，辅以推土机开道，翻松硬土，取整取土段，清除障碍等。取土场运距超过 1m 范围时， 可用松土机翻松， 用挖掘机或装载机配合自卸车运输，用平地机平整填土，配合洒水车压路机碾压。6.边沟的施工边沟应分段设置出水口，梯形边沟没段长度不宜超过 300m。平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。土质边沟当沟底纵坡大雨 3%的应采用加固措施。二、路基路面排水设计本设计路基地表排水设施由排水沟、路堑边沟、截水沟、急流槽及边坡平台截水沟等构成，地下排水设施主要有渗沟及碎石排水层，路面排水设施由路肩排水设施所组成，主要由路肩排水沟、横向排水管、急流槽、集水井等构成。同时，通过在路肩设置砂砾透水层的方法，解决了路面结构层渗透水排除问题。本设计路基、路面排水设施均为永久性设施，为确保工程质量，施工时还应严格按公路路基施工技术规范(JTJ 033-2006)及时做好临时防排水设施。（1） 路堤排水沟、 路堑边沟： 全路段铺砌六边形水泥砼预制块边沟，尺寸为 0.6m0.6m的梯形沟。平台截水沟为 30cm 厚浆砌片石底宽为 0.6m 梯形沟。为保证流水通畅，边沟和排水沟的沟底纵坡一般不应小于 0.3%。一些路段结合其他工程中的改沟和改渠设计，改造和加大了过水断面尺寸，充分保证了路基排水的最大流量要求。（2）截水沟、急流槽：为了把边沟水流直接引至填方坡脚以外，以免冲刷边坡，影响路基稳定，在较陡的填切过渡段设置了急流槽，急流槽砌体采用 M7.5 砌片石砌筑；截水沟设置的原则必须是有水可截，为截引路基上方流向路基的地面径流，防止冲刷和侵蚀挖方边坡，并减轻边沟的排水负担，在一些挖方路基边坡坡顶以外设置了截水沟，一般为底宽为 0.5m 的梯型沟，沟底的纵坡一般不应小于 0.3%，施工时应结合地形合理布局，在转折处应以曲线相连，截水沟中的水流一般引至自然沟或路堤排水沟中，若受地形限制，不能将其引入时，可在挖方较低处增设急流槽，把水引入边沟，或增设涵洞将水引离路基范围，其过水断面面积充分考虑了流量要求。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书60（3）排水沟：为防止边沟水流对地表产生冲刷，减少对环境的不良影响，设置排水沟将公路范围内的水引入自然河沟，并考虑必要的跌水和消力池，同时要求在进入水库、河流前必须设置油水分离池，以防对当地水源水质造成污染和破坏。（4）路面边缘排水：为防止路面雨水漫流冲刷填方边坡，在填方地段填方高度2m 的非超高段两侧、弯道超高段内侧硬路肩边缘设置路肩拦水带，每隔一定距离设路堤急流槽，将路面水引入坡脚排水沟。有浆砌片石护坡、方格骨架护坡、拱型骨架护坡、人字型骨架护坡、砼预制块护坡的填方路段以及切方路段不设路肩拦水带。（5）路面结构层间排水：为排除路面结构层渗透水，在基层上沥青封油层，并于土路肩位置设置级配碎石，将层间渗透水排出路基。（6）地下排水：路基地下排水设施包括暗沟（管） 、渗沟及渗井等，地下排水设施的类型、位置及尺寸根据工程地质和水文地质条件确定，并与地表排水设置相协调。为排除地面以下汇集流向路基的地下水，排到路基范围以外，使路基保持干燥，不致因地下水成害，在地下水对路基稳定产生不利影响的路段，本施工段在路基边沟下和水田段截水沟下设置了盲沟，肓沟断面采用矩形。潮湿软弱路堑段每隔 30 米设置一道横向渗沟，并且根据外业调查及地质资料，在现有水井或泉眼处设置了暗沟将地下水排出路基体；因该两类工程均属于隐蔽工程，施工开挖后有必要根据现场开挖具体情况进行适当调整。S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书61第七章路 面 结 构 设 计一、设计依据根据毕业设计任务书的要求、依据现行公路沥青路面设计规范JTG D50-2006，运用公路路面设计程序系统（HPDS2006）进行设计计算。交通量年增长率 5%，近期交通量如下：三菱 T653B246 辆/昼夜黄河 JN163320 辆/昼夜江淮 HF150280 辆/昼夜解放 SP9200380 辆/昼夜湘江 HPP40300 辆/昼夜东风 EQ155256 辆/昼夜二、沥青路面结构设计路面设计以双轴组单轴载 100KN 作为标准轴载，轴载小于 40KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计 。以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。轴载换算采用如下的计算公式：35.421=PPNCCNii式中：N 标准轴载当量轴次，次/日in被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P标准轴载，KNip被换算车辆的各级轴载，KNK被换算车辆的类型数1c轴载系数，) 1(2 . 111+=mc，m 是轴数。当轴间距离大于 3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于 3m 时，应考虑轴数系数。2c：轮组系数，单轮组为 6.4,双轮组为 1，四轮组为 0.38。2.以半刚性材料结构层的曾底拉应力为设计指标时，完成轴载当量换算：8211=PPNCCNiikiS201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书62式中：N以半刚性材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载的当量轴次（次/d）1C被换算车型轴数系数2C 被换算车型的轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组委 18.5，四轮组为 0.09，以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数字按下式计算：) 1(211+=mC式中：m轴数当各种车型的不同轴载换算成 BZZ-100 标准轴载的当量轴次。设计年限累计当量标准轴载3.设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次数eN按式计算35.4211=PPNCCNiiki式中：N以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次（次/d）ni被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）P标准轴载（KN）Pi被换算车型的各级轴载（KN）C1被换算车型的各级轴数系数C1北换算车型的轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组为 6.4，四轮组为 0.38K被换算车型的轴载级别当轴距大于 3m 时，应单独的一个轴载计算：当轴距小于 3m 时，双轴或多轴的系数由下式计算C1=1+1.2（m-1）4. 设计年限累计当量标准轴载数设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次数 Ne 下式计算：1365) 1)1(NNte+=式中：eN设计年限内一个车道的累计当量轴次（次/车道）T设计年限（年）N1营运第一年双向日平均当量轴次（次/d）设计年限内交通量的平均增长率（%）车道系数S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书63设计年限按表设计年限按表表 7-1公路等级设计年限（年）公路等级设计年限（年）高速公路、 一级公路15三级公路8二级公路12四级公路6车道系数按表 3.1.6 取：公路无分隔时，车道窄宜选高值，车道宽宜选低值。车道系数按表车道系数按表表 7-2车道特征车道特征双向单车道1.0双向六车道0.3-0.4双向两车道0.6-0.7双向八车道0.25-0.35双向四车道0.4-0.5交通量年增长率表交通量年增长率表表 7-3序号分段时间(年)交通量年增长率（%）1125三、轴载当量换算三、轴载当量换算当以弯沉值和沥青的层底拉应力为设计指标时轴载当量换算结果如下表：弯沉值和沥青的层底拉应力轴载当量换算结果弯沉值和沥青的层底拉应力轴载当量换算结果车型iP（KN）1C2CinN三菱 T653B前29.316.42467.55后48.01124610.1黄河 JN163前58.616.4320200.302后114.011320565.830江淮 HF150前45.116.428056.106后101.511280298.735东风 EQ155前26.516.42565.076后56.72.2125647.725湘江 HQP40前23.116.42002.18S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书64后73.22.21200113.259解放SP9200前31.316.438015.545后7811380128.942后782.21380283.673=NiN17.55+10.1+200.302+565.830+56.106+298.735+5.076+47.725+2.18+113.259+15.545+128.942+283.673=1734.932累计当量轴数计算()()61211006. 77 . 0932.1734%53651%5136511=+=+=niteNrrN由公路设计规范可知为中等交通。对于贫混凝土基层以拉应力为设计指标时，弯沉轴载当量换算结果如下表贫混凝土基层以拉应力为设计指标弯沉轴载当量换算结果贫混凝土基层以拉应力为设计指标弯沉轴载当量换算结果车型iP（KN）1C2CinN三菱 T653B前29.3118.5246后48.0112460.037黄河 JN163前58.6118.53209.707后114.0113201541.729江淮 HF150前45.1118.52800.3668后101.511280334.77东风 EQ155前26.5118.5256后56.73125614.1998湘江 HQP40前23.1118.5200后73.2312000.848解放 SP9200前31.3118.5380后781138019.27后783138057.815S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书65=NiN10.037+9.707+1541.729+0.3668+334.77+14.1998+0.848+19.27+57.815=1959.4726()()61211097. 77 . 04726.1959%53651%5136511=+=+=niteNrrN由公路设计规范可知为中等交通。四、初拟路面结构根据本地区的路用材料， 结合已有工程经验与典型结构， 拟定了两个结构组合方案，分别是以计算法确定路面厚度。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下：设计方案（一）4cm 细粒式沥青混凝土+ 6cm 中粒式沥青混凝土+？cm 水泥稳定碎石+16cm 级配碎石本方案以水泥稳定碎石为设计层；设计方案（二）4cm 细粒式沥青混凝土+6cm 中粒式沥青混凝土+？cm 石灰粉煤灰碎石+16cm 级配碎石砾本方案以石灰粉煤灰碎石为设计层。 设计方案计算由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为 797 万次左右，根据规范推荐结构， 路面结构面层采用沥青混凝土 （10cm） 、 基层采用水泥稳定碎石 （厚度待定）、底基层采用级配碎石（20cm） 。各层材料抗压模量（20）与劈裂强度各层材料抗压模量（20）与劈裂强度表 5-6材料名称H（cm）20抗压模量劈裂强度细粒式沥青混凝土414001.2中粒式沥青混凝土612001.0水泥稳定碎石？15000.6级配碎石16300土基回弹模量的确定该路段处于6 区，为粘性土，稠度为 0.90，查相关表的土基回弹模量为 36.0MPa。 设计指标的确定对于二级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书66算。 设计弯沉值（二级公路）该公路为二级公路，路面等级系数1.1cA=，面层是沥青混凝土路面sA取 1.0，半刚性基层，路面结构类型系数0 . 1=bA。设计弯沉值为：BscedAAANL2 . 0600=()mm2 .280 . 10 . 11 . 11097. 76002.06= 各层材料的容许层底拉应力sspRK=细粒式沥青混凝土：()069. 21 . 11006. 70 . 109. 009. 022.0622.0=ceaSANAKMPaKSSPR58. 0069. 22 . 1=中粒式沥青混凝土：()069. 21 . 11006. 79 . 109. 009. 022.0622.0=ceaSANAKMPaKSSPR38. 0632. 20 . 1=水泥稳定碎石：()069. 21 . 11006. 79 . 109. 009. 022. 0622. 0=ceaSANAKMPaKSSPR28. 0632. 25 . 0=计算资料汇总方案一计算资料汇总S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书67轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限12车道系数.7交通量平均年增长率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= 1177 ,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 :1725设计年限内一个车道上的累计当量轴次 :7015275属中等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 :1529设计年限内一个车道上的累计当量轴次 :6218177属中等交通等级路面设计交通等级为中等交通等级公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1路面结构类型系数1路面设计弯沉值 :28.2 (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1.40.532中粒式沥青混凝土10.383水泥稳定碎石0.50.284级配碎石序号车辆名称前轴重 （kn）后轴重（kn）后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1三菱 T653B29.3481双轮组2462黄河 JN16358.61141双轮组2803黄河 JN15049101.61双轮组3204解放 SP920031.3783双轮组33805湘江HQP4023.173.22双轮组32006东风 EQ15526.556.72双轮组3256S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书68新建路面结构厚度计算公路等级 :二级公路新建路面的层数 :5标准轴载 :BZZ-100路面设计弯沉值 :28.2 (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(mm)抗压模量(MPa)(20)抗压模量(MPa)(15)容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土40140020000.532中粒式沥青混凝土60120018000.383水泥稳定碎石？150015000.284级配碎石1603003005土基36按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 28.2 (0.01mm)H( 3 )= 150 mmLS= 3.8 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 3 )=Hmin 时 LS=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 3 )= 150 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 3 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 3 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 3 )= 200 mm( 3 )= .309 MPaH( 3 )= 250 mm( 3 )= .257 MPaH( 3 )= 228 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 3 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 3 )= 228 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 ,路面总厚度比路面最小防冻厚度小 12 mm ,程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足 .S201 线 K38 危险路段整治工程广西科技大学毕业设计计算书69通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面最下层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60 mm-水泥稳定碎石260 mm-级配碎石160 mm-新建路基交工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级 :二级公路新建路面的层数 :5标准轴载 :BZZ-100层位结构层材料名称厚度(mm)抗压模量(MPa)(20)抗压模量(MPa)(15)综合影响系数1细粒式沥青混凝土40140020012中粒式沥青混凝土601200180013水泥稳定碎石2601500150014级配碎石20030030015土基36计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 :第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 2.5 (0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 2.8 (0.01mm)第 3 层路面