道桥专业毕业设计计算书.docx

道桥专业毕业设计计算书第一章 绪论1.1 公路运输的特点公路运输与其他运输方式比较,具有如下特点：1 机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，除了可沿分布较广的路网运行外，还可离开路网深入到工厂企业、农村田间、城市居民住宅等地，即可以把旅客和货物从始发地门口直接运送到目的地门口,可以实现“库库”的直接运输，节约时间和减少中转费用，减少货损。 2 受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式，可伸展到任何山区，农村，机关，单位，可承担其他运输方式的转运任务，在交通运输网中是其他各种运输方式联系的纽带，公路运输网一般比铁路、水路网的密度要大十几倍，分布面也广，因此公路运输车辆可以“无处不到、无时不有”。公路运输在时间方面的机动性也比较大，车辆可随时调度、装运，各环节之间的衔接时间较短,属于平面服务。 3 运行持续性较差：据有关统计资料表明，在各种现代运输方式中，公路的平均运距是最短的，运行持续性较差。4 在中、短途运输中，运送速度较快：在中、短途运输中，由于公路运输可以实现“门到门”直达运输，中途不需要倒运、转乘就可以直接将客货运达目的地，因此，与其它运输方式相比，其客、货在途时间较短，运送速度较快。5 适应性强，服务面广，时间上随意性强，可适于小批量运输和大宗运输。公路运输投资少，资金周转快，公路运输与铁、水、航运输方式相比，所需固定设施简单，车辆购置费用一般也比较低，因此，投资兴办容易，投资回收期短。据有关资料表明，在正常经营情况下，公路运输的投资每年可周转13次，而铁路运输则需要34年才能周转一次,社会效益显著。6 掌握车辆驾驶技术较易，与火车司机或飞机驾驶员的培训要求来说，汽车驾驶技术比较容易掌握，对驾驶员的各方面素质要求相对也比较低。7 与铁路，水运比较，公路运输由于汽车燃料价格高，服务人员多，单位运量小，所以在长途运输中，其运输成本偏高。但随着高等级公路的迅速发展，汽车制造技术的不断改进，运输管理水平的不断提高，这些不足正在逐步得到改善。现代高速公路的出现，使公路运输在经济建设中发挥更加重要的作用,是我国综合运输体系中最活跃的一种运输方式,并显示出广阔的发展前景。1.2 设计概况1.2.1 沿线自然条件1 气候特点：朝阳是居于北温带大陆性季风气候区，尽管东南部受海洋暖湿气影响，但由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干燥半湿润易干燥地区，主要气候特点为四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少。全年平均气温5.48.7;年均日照时数28502950小时;年降水量450580毫米;无霜期120155天。春秋两季多风易旱，风力一般23级，冬季盛行西北风，风力较强。2 水文状况：朝阳市境内主要河流有大凌河、小凌河、青龙河、老哈河。境内集水面积为19777平方千米，多年平均地表径流量为13.22亿立方米。四大河系当中，流域面积100平方千米以上的河流有69条，总长度为2560千米。大凌河是朝阳市最大的一条河流，是辽宁省第三大河流，流经朝阳的总长度为226.7千米。 3 地形与地貌：朝阳市地表层峦叠嶂，丘陵起伏，峡谷相间，沟壑纵横，只有小块山间平地和沿河冲击平原，结构为“七山一水二分田”。土地自然类型多样，山地、丘陵、岗地、川地、平地交错分布，土地利用类型亦是多元化。朝阳市境内主要山脉有努鲁儿虎山、杜岭山、大青山和大黑山。4 土地资源：朝阳市行政辖区土地总面积为1969914.36公顷。按土地利用总体规划用地分类；农用地1315366.36公顷，占土地总面积的66.8%。交通用地面积23266.88公顷，占建设用地面积的21.9%，占土地总面积的1.2%；水利设施用地面积2668.51公顷，占建设用地面积的2.5%,占土地面积的0.1%。未利用土地面积548083.46公顷，占土地总面积的27.8%。土地资源绝对量大，主要用地相对数量多。农用地比重大，土地利用结构地域分布差异明显。农用地面积占土地总面积66.8%，形成以耕地、林地为主、耕地主要分布在西北部低山区及大小凌河两岸的阶地，占全市耕地总面积的70%。山地多、平地少、质量贫瘠。全市山地占72%，其中，耕地坡度小于2度的只占耕地面积的32%。牧草地植被稀疏矮小，退化严重，有的已为不毛之地。未利用地沟壑纵横，岩石裸露，土地生态系统平衡能力脆弱，有近70%的土地面积水土流失严重。土地后备资源宣足，利用难度较大。全市现有27.8%的土地未开发利用，在一定的经济技术条件下，可开发利用的有453718.90公顷，占未利用地面积的82.7%。但由于受各种自然条件的影响及开发条件的限制，这些土地在短期内开发利用相当困难。1.2.2 朝阳市地质概况朝阳市位于辽宁省的西部，辖境居东经11850至12117和北纬4025至4222之间，东西跨度165公里，南北跨度约216公里，边界周长约980公里。北与内蒙古自治区赤峰市及通辽市接壤；南与辽宁省葫芦岛市及河北省秦皇岛市毗连；东与辽宁省阜新市、锦州市为邻；西与河北省承德市、秦皇岛市交界。 朝阳市地表层峦叠嶂，丘陵起伏，峡谷相间，沟壑纵横，只有小块山间平地和沿河冲击平原，结构为“七山一水二分田”。土地自然类型多样，山财、丘陵、岗地、川地、平地交错分布，土地利用类型亦是多元化。朝阳市境内主要山脉有努鲁儿虎山、杜岭山、大青山和大黑山。 朝阳市共有8条主要河流：温榆河、通惠河、清河、坝河、亮马河、萧太后河、凉水河、北小河，蜿蜒错致，形成网络，在肥沃的土地上勾勒出风景如画的自然美景。朝阳市在古代已经成为中国东北与华北以至中原地区政治、经济、文化交流的纽带地区。如今的朝阳市正处于西部京津城市群与东部辽沈城市群辐射的中间地带，市区东距省会沈阳341公里，西距首都北京518公里，铁路、公路可直达北京、沈阳。朝阳依然是北京、承德通往沈阳、丹东、大连以至东北各地的交通要道。全市总面积 2 万平方公里，占辽宁省的七分之一，总人口 336.5 万。市区面积 36 平方公里，人口 42.84 万。第二章 平面设计道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。2.1 公路等级的确定表2-1 交通量表黄河JN150日野KF300D太湖XQ641黄海DD690东风CS9381459478891710根据规范：高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。一级公路:一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1500055000辆，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。二级公路:一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量500015000辆，专供汽车行驶的公路。 设计年限12年，交通量年平均增长率5%。由远景交通量可得本次设计道路等级为二级公路。2.2 设计行车速度的确定“设计车速”是在气候正常，交通密度适中，汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。依据公路工程技术标准JTG B012003从工程难易程度,工程量大小及技术经济合理的角度考虑,各级公路的设计车速按地形分为两类,查表可设计该路段的设车速为60km/h。2.3 选线设计2.3.1 选线的基本原则1 路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应2 在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。3 路线设计应尽量做到工程量少、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标准。4 选线应注意同农田基本建设的配合，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。5 要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。6 选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。7 选线应综合考虑路与桥的关系。2.3.2 选线的步骤和方法1 选线 道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。2 全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。3 逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。4 具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。2.3.3 方案比选公路路线的选定，是根据其性质、任务和技术等级及起讫点和控制点，选出一条在技术上、经济上合理的路线方案。路线方案的选定，是路线测设的首要问题。方案是否合理，不但关系到道路建设的投资和运输效益，还与国家的政治、经济和国防有很大的关系。因此，首要任务是要全力以赴解决好路线方案。选线者应按路线区域内工农业发展情况及其远景规划，并根据地形、地质、地貌、水文和气候等条件，必要时还要结合军事需要，慎重研究，反复比较，来确定路线的走向和布局，选出条技术经济适用合理的路线方案。本次设计在五公里的路线设计中有许多路线走向可以选择，根据已确定的路线的大概走向，选定了两套可行的设计方案。综合考虑地形状况和技术经济指标后，选取造价比较低、线性标准较高的设计方案。各方案主要指标的比较如表2-2所示。表2-2 朝阳至沈阳二级公路各方案主要指标比较指标单位第一方案第二方案通过村庄个33路线长度km3672.1453218.982其中新建km3672.1453218.982改建km00工程量土方m322240.534343585石方m300路面m31125011000桥梁座12涵洞道07造价38757806009547比较结果推荐方案在第二方案中虽然路线比较短，但沿线所设的路面工程、涵洞工程、桥梁工程的工程量都比第一个方案要多，线性标准与第一个方案基本相同，但是第二方案填挖比第一个方案大，工程量总体上要比第一个方案大，大大地提高了公路建设的工程造价。而且拆迁的民宅相当多，费用巨大。综合地考虑各自方案的利弊，最后我选取了第一个方案。2.4 平曲线要素值的确定2.4.1平面设计原则 1 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2 除满足汽车行驶力学的基本要求还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。3 保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。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缓和曲线。5 平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度2.4.2 平曲线要素值的确定平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。公路工程技术标准(JTG01-2003)规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。这一点非常的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，基本上已经到达了设计要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。一级公路的主要技术指标见表2-3。表2-3 圆曲线最小半径设计速度(km/h)1201008060403020圆曲线最小半径(m)一般值10007004002001006530极限值650400250125603015本设计公路平曲线半径均为半径：370m、350m、260m；缓和曲线长度分别为：150m、250m、150m；竖曲线半径分别为：17000m、8000m、18000m ，经验证，均满足要求。2.4.3 带有缓和曲线的平曲线计算公式1 有缓和曲线的圆曲线要素计算公式在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下： （2-1） （2-2） （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） （2-7） （2-8）式中: 总切线长，（）；总曲线长，（）； 外距，（）；校正数，（）；主曲线半径,（）；路线转角，（）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（）；缓和曲线切线增值，（）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；缓和曲线长度，（）；圆曲线长度，（）。2 主点桩号计算 （2-9） （2-10） （2-11） （2-12） （2-13） （2-14）2.4.4 路线曲线要素计算1 路线简介该二级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：全长：3672.145m交点：3个交点桩号：K0+702.666 、K1+967.332 、K2+929.566半径：370m、350m、260m缓和曲线长度：150m、250m、150m2 曲线要素图2-1 平面线性几何要素JD1：K0+702.666设R=370，Ls=150m ，= 513639.8(Y)，则曲线要素计算如下： q=150/2-1503/（2403702）=74.897mp=1202/(24350)-1204/(23843503) =2.530m0=28.6479120/350=11.614T=(370+2.530)tan(51.6/2)+74.897=255.03mL=(51.6-211.614)370/180+2150=483.2896mE=(370+2.530)sec（51.6/2）-370=43.795mJ=2255.03-483.2896=26.77m主点里程桩号计算：JD1：K0+702.606 =K0 +447.576= K0+597.576 = K0+689.221YH=HY+(L-2)= K0+780.866HZ=YH+= K0+930.866JD1=QZ+J/2= K0+702.606交点校核无误。JD2：K1+967.332设=350m，=250m ，= 903721.5(Z)，则曲线要素计算如下：=250/2-2503/（2403502）=124.469m=2502/(24350)-2504/(23843503) =7.402m=28.6479250/350=20.463=(350+7.402)tan(90.6/2)+124.469=485.782m=(90.6-220.463)350/180=803.5822m=(350+7.402)sec（90.6/2）-350=158.2183m=2485.782-803.5822=167.982m主点里程桩号计算：JD2：K1+967.332ZH=JD-T= K1+481.549= K1+731.549QZ=HZ-L/2= K1+883.340YH=HY+(L-2)= K2+035.132HZ=YH+= K2+285.132JD=QZ+J/2= K1+967.332交点校核无误。JD3：K2+929.566设=260m，=150m ，= 730508(Z)，则曲线要素计算如下： =150/2-1503/（2402602）=74.792m=1502/(24260)-1504/(23842603) =3.594m=28.6479150/260=16.528=(260+3.594)tan(73.1/2)+74.792= 270.147m=(73.1-216.528)260/180= 481.6517m=(260+3.594)sec（73.1/2）-260= 68.0943m=2270.147-481.6517=58.643m主点里程桩号计算：JD3：K2+929.566ZH=JD-T= K2+659.419= K2+809.419QZ=HZ-L2= K2+900.245YH=HY+(L-2)=K2+991.071HZ=YH+= K3+141.071JD=QZ+J2= K2+929.566交点校核无误。第三章 纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，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，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起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。3.1 纵断面设计的原则1 纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。2 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。3 平面与纵断面组合设计应满足。4 视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。5 平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。6 平、纵线形的技术指标大小应均衡。7 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。8 与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。3.2 纵坡设计的要求1 设计必须满足公路工程技术标准JTG01-2003的各项规范2 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短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。3 沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。4 应尽量做到添挖平衡，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 纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，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。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 纵坡设计的步骤1 准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。2 标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。3 试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。4 调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。5 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。6 定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值最小要求取到0.3以满足排水要求，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。7 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。8 计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。3.4 竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径如表3-1。公路工程技术标准（JTG01-2003）规定：表3-1 曲线半径凸形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)停车视距ST(m)缓和冲击Lmin=V2w/3.6视距要求Lmin=S2Tw/4采用值Lmin标准规定值极限最小半径Rmin一般最小半径竖曲线最小长度601101778w3025w450w1400200050凹形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)停车视距ST(m)缓和冲击Lmin=V2w/3.6夜间行车照明桥下视距标准规定值极限最小半径Rmin一般最小半径801101778w1666w449w10001500平原微丘区二级公路纵断面设计相关技术指标：最大纵坡：6%最大容许合成坡度：10.5%最小坡长：200m各级公路的最大纵坡及坡长长度限制不易轻易采用，而应有适当的余地。为了有利于路面排水和边沟排水，一般情况下，以采用不小于0.3%纵坡为宜。坡长限制主要是控制一般纵坡的最小坡长。本设计的竖曲线半径分别为：17000m、8000m、18000m ，经验证均满足要求。该二级公路路线总长3672.145m，全线共设3个竖曲线，其中两个凸曲线，一个凹曲线。变坡点桩号：K0+690 、K1+880、K2+900纵坡坡度：-1.237%、-3.372%、2.319%、0.884% 竖曲线半径：17000m、8000m、18000m 竖曲线要素的计算公式竖曲线要素的计算公式汇总如下： （3-1） （3-2） （3-3） （3-4）式中 竖曲线半径，（m）； 切线长，（m）； 竖曲线长，（m）； 外距，（m）； 竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离，0,T，（m）；竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差 (m)也称修正值或竖距。例1：变坡点K0+690已知：=-1.237%，=-3.372% - i1=-3.372%+1.237%=-2.135%0设置凹曲线，设半径R=8000m m，曲线要素计算如下：=80005.691%=455.28m=455.28/2=227.674m=227.6742/28000=3.240m经校核无误。变坡点3：K2+900已知：=2.319%，=0.884%，则： =0.884%-2.319%=-1.435%0设置凸曲线，设半径R=18000m，曲线要素计算如下：=180001.435%=258.2m=258.22=129.165m=129.1652218000=0.463m经校核无误第四章 横断面设计道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。4.1 横断面设计的原则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等外，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。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。4 沿河及受水浸水淹路段，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换填并压实，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4.1.1行车道宽度的确定根据第二章确定下此公路的等级是二级，则由公路工程技术标准（JTG B012003）规定，二级公路平原微丘区的路面宽7m，路基宽10m。4.1.2 平曲线加宽及其过渡汽车行驶在曲线上，由于各轮迹半径不同，其中以后内轮轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。汽车在平曲线上行驶时，因为每一车轮沿着各自独立的轨迹运动，汽车在弯道上占据的宽度比直线段大，为保证汽车在弯道上行驶与直线上行驶具有同样的富余宽度，圆曲线路段的路面必须加宽。公路工程技术标准（JTG B012003）规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m时，由于加宽值较小，且行车道已具有一定富余宽度，故可不设加宽。表4-1 公路平曲线加宽加宽类型平曲线 半径(m)汽车轴距前悬(m)250200200150150100100707050503030252520201535.2+8.80.81.01.52.02.5路线横断面设计综述：路拱坡度 2.0%路肩坡度 3.0%超高度超高度可由平曲线半径范围选取，由规范：平原微丘区：平曲线半径1620-2160m，iy=4%1300-1620m，iy=5% 不设超高的最小半径为：5500m超高缓和段：P=1/250 （4-1） （4-2） 取超高缓和段长度为：80m。加宽：本设计平曲线半径均大于250m，所以不设加宽。4.1.3 路拱的确定路拱是为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形。根据公路路线设计规范（JTG D20-2006）规定，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的路拱横坡度12% 。考虑到本地区的自然条件，因此路面取用2%的横坡度，土路肩的排水性远低于路面，所以其横坡度取用3%。4.2 超高的确定及过渡方法4.2.1 超高的确定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。超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此，从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。 超高值的计算公式： （4-3） 超高横坡度 横向力系数 行车速度 (km/h) 圆曲线半径 (m)根据规范规定，公路路线设计规范（JTG D20-2006）规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车厢组成情况确定。高速公路、一级公路的超高横坡度不超过10%，其他各级公路不超过8%。4.2.2 超高的过渡 所设计的公路是不设中间带的平原微丘区二级公路，采用绕行车道中心旋转，此设计的公路无中间分隔带，在圆曲线段上设置超高后，道路中线和内、外侧边线与设计标高之差h，应给予计算并列于“路基设计表”中，以便于施工。表4-2所示绕行车道中心旋转超高值计算公式：表4-2 绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注圆曲线上外缘1. 计算结果均为于设计高之差；2. 临界断面距过渡段起点：中线内缘过渡段上外缘3.x距离出的加宽值：（定值）内缘 1. 计算结果为与设计高之高差。2. 设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程3. 加宽值按加宽公式计算4. 当x=b时，为圆曲线上的超高值。外侧C（b+B+b）i=x-D0内侧D0=x+C-（b+B+ b）i图4-1 超高计算点位置图B-路面宽度-路肩宽度-路拱坡度-路肩坡度-超高横坡度-缓和曲线长度-路基坡度由变所需的距离，一般取1.0m-于路肩同坡度的单向超高点到超高过渡段起点的距离-超高过渡段中任一点至起点的距离-路肩外缘最大的抬高值-路中线最大抬高值-路基内缘最大降低值-距离处路基外缘抬高值-距离处路基中线抬高值-距离处路基内缘降低值b-圆曲线加宽值-距离处路基加宽值例1：桩号K0+680： =0.5，=3%，=2%，B=7，=3%，=150X =680-447.576=232.424m内缘=0.50.03+70.02/2-(0.5+7/2+0) 0.03=-0.035m外缘=0.5(0.03-0.02)+(0.5+7/2) (0.03+0.03)=0.245m中线=0.50.03+70.02/2=0.085m例2：桩号K1+880： =0.5，=3%，=2%，B=7，=3%，=250X =1880-1481.549=398.451m外缘=0.5(0.03-0.02)+(0.5+7/2) (0.03+0.03)=0.245m内缘=0.50.03+70.02/2-(0.5+7/2+0) 0.03=-0.035m中线=0.50.03+70.02/2=0.085m例3：桩号K2+900： =0.5，=3%，=2%，B=7，=3%，=150X =2990-2659.419=330.581m中线=0.50.03+70.02/2=0.085m外缘=0.5(0.03-0.02)+(0.5+7/2) (0.03+0.03) =0.245m内缘=0.50.03+70.02/2-(0.5+7/2+0) 0.03=-0.035m同理得到各个圆曲线上的横断面超高值见路面超高表。4.3 路基设计的内容路基设计的基本内容，就是确定路基边坡的形状和坡度。路基边坡的形状在在本次设计中采用了直线、折线和台阶形。在填方边坡小于8时采用直线形，大于8小于20时采用折线形。当地形较陡，不容易放坡时，采用了重力式挡土墙。在挖方边坡坡高较小时用直线形，当边坡中混合了土、石时在分界处变坡，即采用折线形边坡；坡高较高时则采用台阶形。填挖方坡度值的取用综合了当地的地形和符合规范的规定。4.4 横断面的绘制道路横断面的布置及几何尺寸,应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求,并应保证路基的稳定性.本次横断面设计选择了路线的一公里来绘制。此段路的路基土石方数量见附表三路基土石方数量计算表。路基设计的主要计算值见路基设计表。第五章 排水设计5.1 排水设计的原则路基排水的原则主要有功能性原则、满足设计标准和目标的原则、协调性原则、环境保护原则和维修方便等原则。具体的如下面各条：1 路基排水设计，首先应进行总体规划和综合设计，将针对某一水源和满足某个要求而设置的各项排水设施组成统一完整的综合排水系统。2 路基排水系统的布置，应与道路的平纵面和横断面相联系，并结合沿线的的地形、地质等条件，因势利导、因地制宜布置适当的排水设施，完善对进出口的处理，完善对进出口的处理，使各项设施衔接配合，形成排水网络，把有害水及时排除掉。3 排水系统的规划要与地表、地下排水相互协调，路基、路面排水综合考虑，排水沟渠与沿线的天然水系及桥涵等泄水结构物密切配合。4 道路排水还应与当地的农田水利等建设规划结合起来考虑。5 地表排水设计与坡面防护工程要协调配合。6 路表面水常含有有害物质，不得直接排入饮用水水源，也不宜直接排入养殖池、农田等，必要时应进行净化处理。5.2 排水设计的具体步骤1 在路线平面图上绘出必要的路堑坡顶线和路堤坡脚线，标明路侧弃土堆和取土坑的位置等。2 在路基的上侧山坡上可设置截水沟等拦截地表径流。为提高截流效果，截水沟宜大体沿等高线布置，与地面水流方向接近垂直。路堑上侧有弃土堆时，弃土堆应连续而不中断，并在其上方设置截水沟。下坡一侧的弃土堆，应每隔50-100m设不小于1m宽的缺口，以利排水。3 路基两侧按需要设置边沟或利用取土坑，必要时采用路肩排水系统和中央分隔带排水系统，汇集并排除道路表面的水。4 根据沿线地下水的情况，设置必要的地下排水设施。5 将拦截或汇集的水流，用排水沟管引排到指定的低地、河沟或桥涵等处。排水沟应力求短捷、远离路基，与其他水沟的联接应顺畅。6 选定桥涵的位置使这些沟管同桥涵连成一个完整的排水系统。对穿过路基的河沟，一般均应设桥涵，不要轻易改沟并涵。考虑路基排水或农田排灌的需要，也可增设涵洞。5.3 路面排水设计1 路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施组成。设计时，按暴雨强度采用当地任意连续30min的最大径流厚度(mm)。2 路肩排水设施主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成。路肩排水设施的纵坡与路面的纵坡一致。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保护。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，在硬路肩边缘设置拦水带，并通过急流槽将水排出路基。当硬路肩汇水量较大时，可在土路肩上设置路肩排水沟。路肩排水沟可采用“U”形水泥混凝土预制构件砌筑，沟底纵坡同路肩纵坡，并不小于0.3。其他等级公路，当路堤较高时，为避免填方边坡被路面水冲刷，可在路肩上设置拦水带，通过路堤边坡上的急流槽将水排出。3 中央分隔带排水设施由纵向排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。中央分隔带排水，同它的布置形式、路线线形等有关。凹形中央分隔带，可采用浅平式纵向排水沟，经集水井和地下横向排水管，排去表面水。凸形中央分隔带，可用预制混凝土小块封面，而将降水排到两侧路面上。在弯道超高地段，上半幅路面水会汇集于凸形中央分隔带旁的路缘带，对于干旱少雨(雪)地区，可在分隔带上设开口明槽，使水流经下半幅路面排出；而一般地区，则设路拦式排水沟或雨水口(井)，通过地下管道排出。多雨地区的中央分隔带，表面不作封闭时，降水会下渗，可在路床顶部设置纵向排水渗沟，并由横向排水管引出路基。中央分隔带排水沟(管)的断面尺寸及分段长度通过流量计算确定，一般采用孔径2040cra，沟(管)底纵坡可与路面纵坡相同，最小纵坡不宜小于03。扁平式排水沟横断面可采用蝶形、三角形、U形或矩形，路拦式排水沟多用圆形或侧沟形。4 路面内部排水为了保持路面基层和路基的干燥状态，可设置良好的路面内部排水系统。其中，透水性基层可用多孔水泥稳定碎石、沥青稳定碎石、贫水泥混凝土等。为排除通过路面缝隙，或者由路基或路肩渗入并滞留在路面结构内的自由水，可设置路面边缘渗沟或排水基(垫)层。5.4 路面排水设备5.4.1 边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧，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。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到排水作用。边沟的纵坡一般与路线的纵坡一致。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.01：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：21：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，故宜采用矩形边沟，边沟采用浆砌片石，砌筑用的砂浆强度采用M7.5。5.4.2 排水沟排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面采用梯型，底宽和深度为0.6m，土沟的边坡坡度为1：1.0。排水沟的位置，可根据需要并结合当地地形等条件定，离路基尽可能远，平面上应力求符合要求。本设计采用矩形边沟。5.4.3 截水沟截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。降水量较多，且暴雨频率较高，山坡覆盖层比较松软，坡面较高，水土流失比较严重的路段，必要时可设置两道或多道截水沟。截水沟的横断面形式，一般为梯形，边坡坡度一般采用1:1.0，沟底宽度0.8m，截水沟的位置应尽量与地面水流方向垂直，以提高截水效能缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通，必要时配急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。截水沟水流不应引入边沟，长度以200500m为宜。5.4.4 急流槽急流槽用于陡坡地段，沟底纵坡可达45。采用浆砌片石砌筑，并加以相应的防护加固。本设计没有陡坡地段不需要设置急流槽。第六章 路面设计6.1 路面设计的原则路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50以上。因此，做好路面设计是至关重要的。路面设计内容应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。路面是一种层状结构，根据不同路基状况和交通量，常常将路面分为面层，基层，垫层。本次设计为朝阳至沈阳二级公路综合设计。6.1.1 路面类型与结构方案设计路面