公路工程毕业设计.docxVIP

郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计） 2010 届土木工程（道路桥梁方向）专业 100905236 级题 目 姓 名 学号 指导教师 职称 内 容 提 要本设计路段位于山西省晋城大同地区，根据已有资料进行新建二级公路设计。我所选择的设计路段是从K0+000至K1+687.19段，全长1687.19米，设计车速60km/h,路基宽度为10m。本设计的内容主要有：路线设计，包括平面设计、纵断面设计、横断面设计；结构设计，包括路基设计，完成一公里横断面和路基土石方的计算及路基排水设计；路面设计，沥青混凝土路面设计。整个设计应用纬地软件计算，并采用CAD2006进行绘图，严格按照老师的指导和要求完成。关键词二级公路；平面设计；纵断面设计；横断面设计；纬地AbstractThis design is located xx made by region, according to the existing material construction level 2 highway design.In this design, our task is to design an secondary road. The road, which is 1687.19m from K0+000 to K1+687.19m. The design speed is 60km/h and the wide of the subgrade is 10m.A contents for design have:The flat surface line design, vertical section design, cross section design;Roadbed design ;Complete one kilometer cross sections are with the roadbed the calculation of square ground and roadbed drain the design;Road design.The whole design calculate with Weidi and draws the engineering diagram with CAD2006. I complete the design under the teachers leading request.Keywordslevel 2 highway；plane design; vertical section design ；cross section design；Weidi山西省晋城大同地区新建二级公路设计第一章 设计总说明书1.1设计的目的和意义毕业设计是学生综合运用在校期间所学的理论，完成符合生产实际要求的公路工程设计任务，是提高学生的综合运用能力、促进学生由知识向能力转化的重要实践性教学环节，是对学生所学知识与技术的全面检验。在教师指导下，独立、系统、全面地完成公路设计，使学生掌握公路线形设计、工程实体设计以及设计文件编制的全过程。通过毕业设计，既有助于提高学生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。1.2 设计题目中部某市新建二级公路设计1.3设计任务1、 路线设计： 路线设计主要解决公路路线空间位置问题，其内容包括：1) 路线平面设计：包括中线的平面设计以及路线平面图的绘制等。2) 路线纵断面设计：包括纵断面拉坡，平纵线形综合处理，竖曲线设计以及中桩的填挖高度计算和纵断面图的绘制等。3）路线横断面设计：包括一般与特殊横断面设计，弯道超高、加宽。2、 结构设计：结构设计主要解决公路各种人工构造物的具体布置，结构类型设计和结构尺寸设计等，其内容包括：1) 路基设计：选择路基断面形式，确定路基宽度；选择路堤填料与压实标准；确定边坡形状与坡度；路基排水结构设计；坡面防护与加固设计。2) 路面设计，路面结构组合设计(面层、基层、垫层等设计)，路肩加固设计等。 1.4 道路基本概况1.4.1 道路所在地区气象资料位于山西晋城地区，属于暖温带季风气候，四季较分明，春季干旱多风，夏季受东南亚季风气候影响，炎热多雨，秋季温和凉爽，阴雨较多，冬季受西伯利亚高压气流控制，气候寒冷，雨雪稀少，平均气温11.7度，极端最高气温40.2度，最低气温-19.7度，最大冻深为1.51米，多年平均风速2.2米/秒。1.4.2 沿线的工程地质及水文地质情况沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5米以下。1.4.3 沿线的植被及土壤分布情况。树木较多，沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。1.4.4 道路建筑材料及分布情况公路沿线附近可采用的建筑材料：水泥、沥青、碎石、砂砾、石灰及粉煤灰等。1.4.5 交通量资料 近期交通量 车型 数量（次/日） 三菱FR415 270 五十铃NPR595G 145江淮HF140A 120江淮HF150 170东风KM340 320东风SP9135B 150五十铃EXR181L 120 轿车 180 交通增长率： 10% 1.4.6 技术标准本路段公路采用二级公路技术指标，计算行车速度V=60公里/小时。1.5 道路采用的技术经济指标1.5.1 道路平面设计道路为山岭重丘区二级公路，设计车速为60km/h，道路全长1687.19m，起点桩号为K000+0.000，高程846.2649m，终点桩号为K1+687.19，高程830.3413m。本次设计的平面线形中全线共设交点3个，曲线半径分别为400m，400m,650m, 竖曲线最小半径7000m平均交点个数1.778个/km，平曲线占线路总长58.6%,详见道路平面设计。1.5.2 道路纵断面设计在本设计项目中最大纵坡2.68，变坡点共3个，竖曲线占路线总长18.1%，详见道路纵断面设计。1.5.3 道路横断面设计此公路为山岭重丘区二级公路，计算行车速度为60km/h，路基宽度为10m，其中行车道宽7.0m，两边土路肩各0.5m。路拱坡度为2，详见道路横断面设计。第二章 路线设计2.1公路等级本公路设计为二级公路。2.2 选线选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件以及经济等因素，通过全面比较，选定线路中线的过程。选线是在道路规划线路起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能够符合使用要求的道路中心线的工作。它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要考虑多方面因素。为达此目的，选线必须由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，才能定出最合理的路线来。众所周知，道路是一条三维实体，它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构筑物。但是，这并不等于说，凡是道路设计都必须包括上述内容，其中的桥梁、涵洞和桥梁是可选的，就是说需要的时候就设置，不必要的情况下自然就不必设置。一般所说的路线，是指该道路的道路中线的空间位置。路线在水平面上的投影称作路线的平面。沿道路中线竖直剖切之后再行展开则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横断面。道路路线设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。为了研究和叙述的方面，人为地把道路路线设计分解为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计。其实三者是相互关联的，既要分别进行，又要综合考虑。2.2.1 总体设计与选线（1）线路的走向路线走向的选择，应根据指定的路线基本走向(路线起、终点和中间主要控制点)和公路等级及其使用任务和功能，结合地形、地质、水文、气象、筑路材料等自然条件，充分考虑农业及环保等方面的要求，注意城镇发展、工业布局、资源分布等状况，以及由面到带，从所有可能的路线方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优的路线走向方案。在路线走向和公路等级确定后，应对全线总体布局做出设计，其要点如下：1、根据地形特征、公路等级、预测交通量及其使用任务和功能，论证采用的设计速度。2、路线起、终点除必须符合路网规划要求外，对起、终点前后一定长度范围内的线形必须做出接线方案和近期实施的具体设计。3、合理划定设计路段长度，恰当选择不同设计路段的衔接地点，处理好衔接处前后一定长度范围内的线形设计。4、根据预测交通量、公路的使用任务及功能、地形、地质、工程难易程度，论证车道数及路基、桥梁、隧道的宽度。5、根据沿线主要城镇规划，确定与其连接方式、地点。6、根据沿线OD调查资料、公路的使用任务与功能以及路网规划，确定互通式立体交叉位置及其与市(镇)的连接方式。7、根据路线所在地区的地形复杂程度，调查沿线由于高填深挖造成的路基稳定、水土保持、取弃土量等问题，提出解决的技术方案，并与建隧设桥的方案相比较，合理选择深挖、建隧和高填、设桥的最佳方案。8、调查沿线重大工程地质病害范围，确定绕避或整治方案。9、根据公路的功能，确定交通安全设施、交通管理设施，以及停车区、服务区的布局与位置。10、对收费公路收费制式、收费方式、站点布置的论证。11、应综合考虑互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、大型桥梁、隧道等的位置和间距，以保证交通运行安全所需的最小距离。12、根据路线所在地区，综合论证通道需要的高度。13、考虑公路与沿线环境协调及采用的环境保护对策，论述绿化、环保的最终效果。14、拟分期修建的工程，必须在按总体规划的技术标准做出整体设计的基础上，制定分期修建方案，并做出分期实施的设计。15、应综合考虑绿化及路侧设计所需用地。16、应广泛采用航测、遥感、地质判释、GPS全球定位系统等先进技术。对各种工程结构、设施应采用新技术、新工艺、新材料，使总体协调、配套，并符合因地制宜的原则，不断提高总体设计质量。（2）路线的控制点路线起、终点和指定必须相连接的城镇以及指定的特大桥、特长隧道位置，为路线基本走向的控制点。大桥、隧道、互通式立体交叉、铁路交叉等的位置，原则上应服从路线基本走向，一般作为路线走向控制点。一般构造物及中小桥涵的位置应服从路线走向。（3）选线原则1、在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、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，使工程数量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。公路路线设计是一项立体线形设计，应注意立体线形设计中平、纵、横面的舒顺、合理的配合。在工程量增加不大时，平、纵应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或极限指标，也不应不顾工程量的大幅增加，而片面追求高指标。3、选线应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、经济作物田或经济林园(如橡胶林、茶林、果园)等。对沿线必须占用的田地，应按国家及地方有关规定执行。4、通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，对桥、隧、一些路段的沿线设施，应适当注意与该地区相适应的美学设计，以与环境融为一体。注意保护原有自然状态和历史文物遗址。 5、选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一般情况下路线应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。对于高填深挖路基地段，应做好路基边坡岩土情况的勘测工作，查清边坡及基底情况，据以进行填(挖)边坡的稳定计算，必要时采取切实可行及安全可靠的防护措施。6、选线应重视环境保护，注意由于修建公路及汽车运行所产生的影响与污染等问题，具体应注意以下几个方面：1、平原微丘区公路选线应着重论证以下影响因素：填方、取土、弃土对农业资源、土壤耕作条件的影响；路面径流对养殖业水体的影响。2、重丘山岭区公路选线应着重论证以下影响因素：高填、深挖对自然景观、植被的影响；公路的分割与阻隔对珍稀动、植物资源的影响；对水土流失的影响；开挖、废方堆弃、爆破作业等诱发地质灾害的影响。3、绕城线或连接城市出入口的公路选线应着重论证以下影响因素：拆迁的影响；对城市建设和规划布局的影响；阻隔出行、交往的影响；交通噪音的影响；环境空气污染的影响；与环境敏感点的距离的影响。2.2.2 选线目的道路选线的目的，就是根据道路的性质、任务、等级、标准，结合地形、地质、地物及沿线条件，综合平、纵、横因素，在实地上或纸上选出道路中线的平面位置。具体到本设计上说，就是通过对各种限制的逐步满足，在已知的地形图上画出一条道路中线。2.2.3 选线任务道路选线就是确定道路的走向和总体布局，具体确定道路的交点位置和选定道路的曲线要素，通过纸上或实地选线，把道路的平面位置确定下来。说得通俗一些，选线的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。具体到本设计上，就是在地形图上确定道路的走向和路线的线形，然后具体定出道路的直线、圆曲线、缓和曲线等各自的长度、交点位置、曲线转角、曲线半径等要素。2.3定线2.3.1 定线方法定线指的是根据既定的技术标准和路线方案，结合有关条件，从平面、纵断面、横断面综合考虑，具体定出道路中线的工作。公路定线质量还在很大程度上取决于采用的定线方法，常用有直接定线和纸上定线两种方法。在道路的勘测设计中，一般是先在地形图上进行纸上定线，然后进行实际定线，技术标准高的、地形、地物复杂的路线必须使用“纸上定线”，然后把纸上路线敷设在地面上。“直接定线”省去了纸上定线这一步，所以只适用于标准较低的路线。在本设计中，道路等级为二级，且地形、地物较为复杂，故线路采用“纸上定线”的方法。 2.3.2定线原则定线的任务是按照一定的技术标准，在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，结合细部地形、地质条件、综合考虑平、纵、横三面的合理安排，确定并通常实地定出道路中线的确切位置。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做深入、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。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，道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标。4 、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、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。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。5 、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应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。定线是公路设计过程中很关键的一步。它不仅要解决工程、经济方面的问题，而且对如何使公路与周围环境想配合，以及公路本身线形的美观等问题都要在定线过程中给予充分的考虑。本项目是公路新建工程，由于地形比较复杂、落差较大，故为了减少填挖方量，达到标准要求，优化线形，采用了沿等高线的走向布线。个别无法避免的地方，只好直穿等高线了，但尽量使其交角小。2.3.3 定线步骤1、试坡定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选5%-5.5%）按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线），将各点连成折线，即均坡线2、定导向线分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。3、平面试线穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平纵横配合，满足线形设计和标准的规定和要求，综合分析地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。4、修正导向线纵断面控制是在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线，（可用分规直接在图纸上量距，确定地面标高），进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核是根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图（如地面横坡陡或工程地质不良地段等），根据路基横断面的情况修平面线形。2.4 路线方案的比选路线是道路的骨架，它的优劣影响道路功能的发挥和在路网中的作用。路线设计除受自然条件影响外，尚受诸多社会因素的制约。选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系。路线方案比选是对有比较价值的路线方案进行技术指标、工程造价、自然环境、社会环境等重要影响因素进行同等深度的技术经济论证及效益分析，通过调查、分析、比较、选择，提出合理的推荐方案。方案比选可按照上述技术、经济、效益等的计算比较，确定推荐的路线方案。如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案比较选择主要考虑下列因素：（1）路线长度；（2）平、纵面线形指标的高低及配合情况；（3）占地面积；（4）工程数量（路基土石工程数量，桥梁涵洞工程数量）；（5）造价等。此公路有两个方案可供选择：方案一全长1687.19m，挖填方分别为110779m3、117969m3,平曲线线性符合地质地貌，方案二全长1692.70m，挖填方分别为202379m3、178172m3,平曲线符合地质地貌。如下图：方案一方案二经过从线路长度；平、纵面线形指标的高低及配合情况；占地面积；工程数量（路基土石工程数量，桥梁涵洞工程数量）；造价等考虑选取方案一为施工方案。第三章 路线平面设计3.1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上的基本要求外，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。3.2 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。3.3 基本形曲线几何元素及其公式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。例如设计中的大多数点都是应用这个的。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，已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定，除应满足最小长度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。平曲线主要参数的规定，如表2-1。本设计公路平曲线半径分别为半径：400m、400m、650m；缓和曲线长度分别为：120m、120m、60m；竖曲线半径分别为：7000m、8300m，经验证均满足要求。表2-1二级公路主要技术指标表设计车速60km/h平曲线一般最小半径200m极限最小半径125m缓和曲线最小长度50m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 1500m路拱2.0% 1900m最大纵坡6%凸曲线一般最小半径2000m极限最小半径1400m凹曲线一般最小半径1500m极限最小半径1000m交点间距计算公式为 （2.1）导线方位角计算公式为 （2.2）3.4 有缓和曲线的圆曲线要素计算公式1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： （2.3） （2.4）图2-1 按回旋曲线敷设缓和曲线 （2.5） （2.6） （2.7） （2.8） （2.9） （2.10）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 （2.11） （2.12） （2.13） （2.14） （2.15） （2.16）3.5 路线曲线要素计算3.5.1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：1687.19米交点：3个半径：400米，400米，650米缓和曲线长度：120米，120米，60米，3.5.2曲线要素计算主点里程桩号计算见附表3.6各点桩号的确定在整个的设计过程中就主要用到了以上的三种线形，在一公里多的路长中，充分考虑了当地的地形，地物和地貌，相对各种相比较而得出的。在地形平面图上初步确定出路线的轮廓，再根据地形的平坦与复杂程度，具体在纸上放坡定点，插出一系列控制点，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，既为路线的各个转角点（即桩号），并且测量出各个转角点的度数，再根据公路工程技术标准的规定，初拟出曲线半径值和缓和曲线长度，代入平曲线几何元素中试算，最终结合平、纵、横三者的协调制约关系，确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素。各个桩号及几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表。第四章 路线纵断面设计K0+000-K1+687.19的最大纵坡坡度为2.68%,坡长645.01m；最小纵坡坡度为0.702%，坡长297.1m。4.1纵断面设计原则 1、纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。 2、为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。 3、山城道路及新辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。 4、机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。 5、纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。 4.2纵断面设计注意事项、路线经过水文地质条件不良地段时，应提高路基标高以保证路基稳定。当受规划控制标高限制不能提高时，应采取稳定路基措施。 、旧路改建在旧路面上加铺结构层时，不得影响沿路范围的排水。 、沿河道路应根据路线位置确定路基标高。位于河堤顶的路基边缘应高于河道防洪水位。当岸边设置挡水设施时，不受此限。位于河岸外侧道路的标高应按一般道路考虑，符合规划控制标高要求，并应根据情况解决地面水及河堤渗水对路基稳定的影响。 、道路纵断面设计要妥善处理地下管线覆土的要求。 、道路最小纵坡度应大于或等于，困难时可大于或等于，遇特殊困难纵坡度小于时，应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施。 6、山城道路应控制平均纵坡度。越岭路段的相对高差为时，平均纵坡度宜采用；相对高差大于时，宜采用，任意连续长度范围内的平均纵坡度不宜大于。机动车车行道最大纵坡度推荐值与限制值见表。表4.1 最大纵坡度推荐值与限制值计算行车速度（km/h）806050403020最大纵坡度推荐值（%）455.5678最大纵坡度限制值（%）6789注：1.海拔8000-4000m的高原城市道路的最大纵坡度推荐值按表列数值减小1%。 2.积雪寒冷地区最大纵坡度推荐值不得超过8%。4.3坡长限制规定坡长限制规定如下： 1、设计纵坡度大于表4.2所列推荐值时，可按表4.2的规定限制坡长。设计纵坡度超过，坡长超过表4.2规定值时，应设纵坡缓和段。缓和段的坡度为，长度应符合第二条规定。表4.2 纵坡限制长度计算行车速度（km/h）80605040纵坡度（%）55.5666.5766.578.578纵坡限制坡长（m）6005004004003503003503002503002502002、各级道路纵坡最小长度应大于或等于表4.3的数值，并大于相邻两个竖曲线切线长度之和。表4.3 坡段最小长度计算行车速度（km/h）806050403020坡段最小长度（m）29017014011086603、在设有超高的平曲线上，超高横坡度与道路纵坡度的合成坡度应小于或等于表4.4规定值。表4.4 合成坡度计算行车速度（km/h）806050403020合成坡度（%）76.578注：积雪地区各级道路的合成坡度应小于或等于5%4、各级道路纵坡变更处应设置竖曲线。竖曲线采用圆曲线。竖曲线半径及最小长度见表十五。设计中应采用大于或等于表十五一般最小半径值；特殊困难时，应大于或等于极限最小半径值。表4.5 竖曲线最小半径行车速度km/h项 目80605045403530252015凸形竖曲线极限最小半径3000120090050040030025015010060一般最小半径45001800135075060045040025015090凹形竖曲线极限最小半径1800100070055045035025017010060一般最小半径27001500105085070055040025015090竖曲线最小长度70604040353025202016注：按竖曲线半径计算竖曲线长度小于表列数值时，应采用本表最小长度。6、桥梁引道设竖曲线时，竖曲线切点距桥端应保持适当距离，大、中桥为，工程困难地段可减为。4.4 道路纵断面设计4.4.1点绘地面线根据各里程桩号及对应的地面高程，点绘出路线地面线 。4.4.2拉坡 调坡 定坡 确定设计高程时，应根据公路路线设计规范规定公路的最大纵坡、限制坡长、纵坡折减、合成坡度等，并结合路线起终点、桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和经济点的高程，确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术标准，又尽可能照顾平纵面线形的协调。同时还是最经济的设计。4.4.3确定纵坡度，变坡点的位置 高程纵断面设计线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点位置应选择在整10m桩号上，变坡点高程精确到小数点后三位，中桩精度小数点后三位。坡度值为“0.00%”。方案一中边坡点桩号分别为K0+510、K0+960，边坡点高程分别为852.997m、849.838m都满足规范要求。4.4.4纵断面图的详细设计选取各变坡点处竖曲线半径：计算各竖曲线要素。根据设计资料绘制出路线中桩点的地面线，并写出纵断面设计图的地质土壤情况，地面标高里程桩号、桥涵位置、孔径、结构类型、水准点的高程和位置坡度、填挖高度、与公路交叉的位置。纵坡设计应考虑汽车的性能。有利于安全.提高车速. 减少大气污染。应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度。4.4.5 平、竖曲线的组合1、 平、竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。2、平、竖曲线大小应保持均衡。3、 暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合合理。 4、 有些平、竖曲线应避免组合。4.4.6竖曲线要素的计算 （4-12） （4-13） （4-14） （4-15）注：R竖曲线半径T竖曲线切线长E外距 前段坡线坡度 后段坡线坡度 当0时为凹型竖曲线；0时为凸型竖曲线。竖曲线起点高程=变坡点高程T注：起点位于上坡段取负；起点位于下坡段取正切线高程=竖曲线起点高程+Xi设计高程=切线高程h填挖高度=设计点高程-地面高程注：凹型竖曲线取正；凸型竖曲线取负；计算点到竖曲线起点距离坡线的中纵坡度；上坡取正；下坡取负；h竖曲线上任意点的距离竖曲线表附后。4.4.7 平纵线形设计应注意避免的组合1、应避免在凸型曲线的顶部和凹型竖曲线的底部插入小半径平曲线。2、应避免在凸型竖曲线的顶部和凹型竖曲线的底部与反向平曲线变曲点重合。3、在长直线段或长平曲线内要尽量设成直坡线避免设置凸凹看不见的线形。4、平曲线长直线段内不要插入短的竖曲线。5、应避免在长直线上设置长坡凹型竖曲线路段这种路段易产生视觉的错觉 造成超速行驶。本章对公路纸上定线和方案的确定进行了详细介绍，同时包括了路线平面设计（平曲线半径及缓和曲线长度计算、等高线的绘制、平曲线的超高计算）、路线纵断面设计（点绘地面线，拉坡.调坡.定坡，确定纵坡度.变坡点的位置，纵断面图的详细设计以及竖曲线要素计算等），还阐述了平、竖曲线的组合方式及平纵线形设计应注意避免的组合第五章 路线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、排水沟、边沟、边坡、截水沟等设施构成的。5.1 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公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图。5.2 横断面设计综述 在此二级公路的横断面设计中，为保证最小挖土高度，全线填挖基本平衡，填方稍多，最高挖土高度为15m左右。1、路拱坡度根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，不小于1.5。本公路横坡为2.0%。2、 路肩坡度直线路段的硬路肩，应设置向外倾斜的横坡。曲线外侧的土路肩横坡方向及其坡度值如表4-1。表4-1 路肩横坡方向及其坡度表行车道超高值（%）2、3、4、56、78、9、10曲线外侧路肩横坡方向向外侧倾斜向内侧倾斜向内侧倾斜曲线外侧路肩坡度值（%）21与行车道行坡相同5.3 弯道的超高和加宽5.3.1 平曲线的加宽汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮迹半径最小，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。但是本公路是二级公路可以不考虑加宽，故加宽省略。 5.3.2 曲线的超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。此二级公路设计中主要采用绕内侧边缘旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕道路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽的内侧车道边线旋转，直至超高横坡值。绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此种方法。横断面上超高值的计算公式见表4-2。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计算结果均为与设计高之高差2临界断面距缓和段起点：3x距离处的加宽值：中缘内缘过渡段上外缘中缘内缘1、 超高公路路线设计规范规定：二级公路的最大超高值为8。2、 超高缓和段超高缓和段长度：为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下式进行计算： （4.9）式中： 旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（m）； 超高坡度与路拱坡度代数差，（%）； 超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。路线横断面设计综述：路拱坡度：2.0%；路肩坡度：3.0%；超高度可按公路路线设计规范选取，本路段圆曲线超高值分别为：iy1=6%，iy2=5%，iy3=3%。5.4 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。此段路的路基土石方数量见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。绘制步骤：1、在计算纸上绘制横断面的地面线；2、从“路基设计表”中抄入路基中心填挖高度，对有超高和加宽的曲线路段，还应抄入“左高”、“右高”、“左宽”、“右宽”等数据；3、根据现场调查得出来的“土壤、地质、水文资料”参照“标准横断面”，画出路幅宽度、填或挖的边坡坡线，在需要设置各种支挡和防护工程的地方画出该工程结构的断面示意图；4、根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、等的位置和断面形式。由于手工作业工程数量极大，为提高绘制效率，本次横断面为纬地CAD自动生成。5.5路基土石方数量计算与调配路基土石方是道路工程的一项重要工作量，在设计和路线方案比选中，路基土石方数量是评价道路测设质量的主要技术经济指标之一。5.5.1土石方数量计算本设计路段采用平均断面法计算土石方数量，即若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近,则可假定两断面之间为一棱柱体,其体积的计算公式为: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)。5.5.2 路基土石方调配 土石方调配的目的是为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和运量等。通过调配合理地解决路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃土，以减少占用耕地和降低公路造价。 5.5.2.1 土石方调配原则1、土石方调配应按先横向后纵向的次序进行；2、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）；3、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；4、借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量；5、不同性质的土石应分别调配；6、回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。5.5.2.2 土石方调配方法 土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等，目前生产上多采用土石方计算表调配法，该法不需绘制累积曲线与调配图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简捷，调配清晰，精度符合要求。具体调配步骤是： 1、土石方调配是在土石方数量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。 2、弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。 3、在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。 4、根据填缺挖余分布的情况，结合路线纵坡和自然条件，本着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。 5、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弃方栏内。 6、土石方调配后，应按下式进行复核检查： 横向调配+纵向调配+借方填方 横向调配+纵向调配+弃方挖方 挖方+借方=填方+弃方 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。经过核证无误后，即可分别计算计价土石方数量、运量和运距等，为编制施工预算提供土石方工程数量。5.5.3 土石方数量表编制土石方数量表见总图。第六章 路基设计6.1 路基横断面布置根据本公路设计要求和公路工程技术标准规定，本二级公路横断面技术指标为：路基宽度为10m，其中路面宽度为7.00m，无须设置中央分隔带，硬路肩宽度为0.752=1.5m，土路肩宽度为0.752=1.5m，路面和硬路肩横坡为2%，土路肩横坡为3%图5-1 公路路基宽度示意图6.2 路基最小填土高度由纵断面设计图可知，本条二级公路的路基最小填土高度为 0.7m，且该公路路基填方边坡采用1：1.5的坡度。路基压实采用重型压实标准，压实度应符合公路工程技术标准，如表5-1所示。 表5-1 土质路堤压实度标准填挖类别路面以下深度（m）路基压实度二级公路零填即挖方00.300.300.8095填方00.300.300.800.801.501.50以下95959492路基填料填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。二级公路路基填