黄松甸至敦化二级公路施工图设计毕业论文.doc

洛阳理工学院毕业设计（论文）黄松甸至敦化二级公路施工图设计毕业论文目录前言1第1章 绪论21.1 工程概况21.1.1 概述21.1.2 设计任务21.2 设计依据21.2.1 设计规范及资料21.2.2 设计意义31.3 设计指标31.4 设计原始资料51.4.1 地质资料与筑路材料51.4.2 工程及生活用水、电5第2章 平面设计62.1 设计行车速度的确定62.2 选线设计62.2.1 选线的基本原则62.2.2 选线的步骤和方法72.3 平面线形设计72.3.1 平面设计原则72.3.2 平曲线形要素值组合设计82.3.3 平曲线的计算10第3章 纵断面设计143.1 纵断面的设计原则143.2 技术指标143.2.1 最大纵坡143.2.2 最小纵坡153.2.3平均纵坡153.2.4 合成坡度163.3 纵坡设计的步骤163.4 竖曲线设计173.5 竖曲线的计算18第4章 横断面设计214.1 横断面设计原则214.2 横断面设计步骤214.3 横断面设计综述224.3.1 行车道宽度的确定224.3.2 路拱的确定224.3.3 加宽与超高224.4 超高值的计算244.5 一般路基设计274.5.1 路基类型及构造274.5.2 路基宽度的确定284.6 土石方计算284.6.1 横断面面积计算284.6.2 路基土石方数量的计算29第5章 路面设计305.1 设计资料305.1.1 自然地理条件305.1.2 土基回弹模量的确定305.2 设计轴载计算315.2.1 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315.2.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次325.3 根据设计弯沉值计算路面厚度335.3.1 确定路面等级和面层类型335.3.2 计算路面设计弯沉值335.4 设计层厚度的确定34结论37谢 辞38参考文献39外文资料翻译4036前言交通运输对一个国家的国民经济及社会发展都具有相当重要的战略意义，它标志着国家的发展水平。据有关统计资料表明：公路运输在整个交通运输中所占的比例随着年份的推移呈逐渐上升的趋势，这就意味着公路建设对任何一个国家而言都越来越重要。与其它运输方式相比，公路运输有灵活性和快速性的特点，其主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件比较宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为这些，公路运输才具有生产点多、面广的特点。从改革开放至今，我国的公路运输业得到了迅速的发展。统计资料表明：近年来我国的主要客运方式为公路客运，公路货运量也是其它的运输方式所不能相比的。这些都可以说明公路运输对我国国民经济及社会发展起着重要的作用。该二级公路修建完成后，不仅能满足当地的交通需求，带动当地的经济发展，而且能把城乡紧密的联系在一起，方便公路沿线的交通运输，促进沿线乡村农业和城市工业的共同发展，推动当该地区城乡一体化的发展。第1章 绪论1.1 工程概况1.1.1 概述本段公路地处吉林省中部平原向东部山区的过渡区域，属华夏系第二隆起带，由起点向东地形起伏逐渐加大，沿线所经地区沟谷发育，河谷及台地多为水田及旱田，山地多为天然次生林及小面积人工林。沿线以旱田为主，在黄泥河流域内有部分水田。沿线除越岭山地为灌木林和次生林外，余均为季节性农作物。路线通过地区四季变化明显，春季不仅多风而且比较干燥，夏季雨水过多，尤其是每年的7、8月份雨水最多，这个季节不利于施工。秋季比较凉快，有较大的昼夜温差，有利于施工，很多工程都选在这个时间段施工。但是在秋末、冬初的时候，天气比较冷，路面经常会因为雨水而结冰，不利于行车。1.1.2 设计任务本路段起点桩号为K132+300，终点桩号为K134+400，全长为2.1Km。路线按平原微丘区二级公路设计，路基宽度为12m，路基横断面布置为：0.75米（土路肩）+1.5（硬路肩）+3.75米（行车道）+3.75米（行车道）+1.5米（硬路肩）+0.75米（土路肩）组成，设计车速为80Km/h，采用沥青路面，设计年限为12年。根据任务书给定的交通资料、设计参数、平面资料进行路线和路基路面设计。设计成果包括平面图、纵断面图、横断面图、直曲线转角一览表、路基设计表、土石方计算表等。1.2 设计依据1.2.1 设计规范及资料中华人民共和国行业标准公路路线设计规范人民交通出版社，2006年. 中华人民共和国行业标准公路工程技术标准人民交通出版社，2003年.中华人民共和国行业标准公路路基设计规范人民交通出版社，2004年.中华人民共和国行业标准公路排水设计规范人民交通出版社，1997年. 中华人民共和国行业标准公路沥青路面设计规范人民交通出版社.2006年中华人民共和国行业标准公路路基施工技术规范人民交通出版社.1996年中华人民共和国行业标准公路养护技术规范.人民交通出版社.1996年中华人民共和国交通部标准公路自然区划标准人民交通出版社，1986年.杨少伟主编，道路勘测设计人民交通出版社，2007年. 邓学钧主编，路基路面工程人民交通出版社，2008年. 许娅娅、雒应主编.测量学.第三版.人民交通出版社.2009年杨渡军主编，公路施工技术人民交通出版社，2007年.金仲秋主编，公路设计技术人民交通出版社，2007年.1.2.2 设计意义该二级公路修建完成以后，不仅可以充分开发沿线的优秀的旅游资源，促进旅游事业的发展，而且能满足当地的交通需求，带动当地的经济发展，也可通过公路的带动作用把城乡紧密的联系在一起，方便公路沿线的交通运输，促进沿线乡村农业和城市工业的共同发展，加快本地区经济实体之间的协调，推动当该地区城乡一体化的发展。1.3 设计指标本路线采用二级公路标准，主要指标如下设计标准设计速度：80Km/h路基宽度：12.0m；行车道宽度：3.752m；路拱横坡：行车道为2%，硬路肩为2%，土路肩为3%；设计荷载为：BZZ-100停车视距：110m;路面结构类型：沥青路面设计年限：12年；道路使用性质和交通量：由计算可知属于中等交通等级；查公路路线设计规范、公路工程技术标准可知主要技术指标如表11。表1-1 主要技术指标表公路等级二级公路设计速度(km/h）80km/h路基宽度（m）一般值12最小值10行车道宽度（m）3.75m路肩宽度（m）硬路肩一般值1.5最小值0.75土路肩一般值0.75最小值0.5圆曲线最小半径（m）一般最小半径400极限最小半径200不设超高最小半径路拱2%2500路拱2%3350最大纵坡（%）5最小坡长（m）200不同纵坡的最大坡长（m）3%11004%9005%7006%500竖曲线最小半径（m)凸形一般最小值4500极限最小值3000凹形一般最小值3000极限最小值2000竖曲线最小长度（m）701.4 设计原始资料1.4.1 地质资料与筑路材料路线位于平原微丘区沿线砂砾、石料等筑路材料较丰富，部分材料需外购。路基填筑用粘土,对全线挖方段均进行了钻探。根据调查的各层土质、含水量情况确定可利用与弃土量。除纵向调配利用外，本段可沿线设路外取土场，用来满足路基填方需要。1.4.2 工程及生活用水、电沿线各标段工程及生活用水以地下水为主，水质符合生活及工程用水标准。施工场地照明、动力及生活用电以就地就近农电为主。第2章 平面设计道路是一条三维空间的带状实体，该路表面的中心线即为道路中线，道路中线的空间位置为路线。路线在水平面上的投影称作路线的平面。在设计道路时需对平、纵、横综合考虑，又需对其分别处理。在确定路线中线的平面位置时不仅要考虑社会经济、自然条件和技术标准等因素，而且还要经过平面、纵断面、横断面综合设计，反复修正。2.1 设计行车速度的确定“设计车速”是指当气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何因素、路面、附属设施等）的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。依据公路工程技术标准从工程难易程度，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分类如表21。本路段二级公路设计速度定为80km/h。表2-1 各级公路的设计车速公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计车速（km）12010080100806080604030202.2 选线设计2.2.1 选线的基本原则1.应根据路线所经过地区的地形、地质、地貌等条件拟定多个可行路线方案时，然后通过比选选择最佳路线方案。2.所选择的路线方案不仅应保证行车的安全、舒适，而且要尽量减小工程量，工程造价，而且也要对施工有利。3.应该查清路线经过区域的工程地质和水文地质对道路的影响，选择合适的位置，尽量绕开不良地质。4.所选路线应尽量避开农田或少占农田尤其是高产田、经济作物田及经济园林等。5.选线应该注重保护好国家文物等不可再生的文化资源，路线应尽可能避让重要历史文物遗址。6.选线要注重生态环境保护，并应与周围环境、景观相协调。7.路线设计是立体线形设计，在选线时应考虑平面、纵断面、横断面相互之间的合理组合。2.2.2 选线的步骤和方法道路选线的目的是根据道路的等级、使用任务，施工工程量和相关的规范标准，结合沿线地形、地质、地貌条件，以及平、纵、横三方面因素选出一条符合设计要求、经济合理的最优方案。选线工作一般分为三步进行。1.路线方案选择2.路线带选择路线带即为路线布局，它是在路线基本走向选定的基础上，按水文、地质等自然条件选定出的一些细部控制点，连接这些控制点所得。3.具体定线定线是根据技术标准、规范及路线方案，结合当地地质条件在有利的路线带内进行平面、纵断面、横断面综合设计具体定出道路中线。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 平面线形设计2.3.1 平面设计原则1.平面线形应流畅、*协调。2.各级公路在转弯时宜选用大半径的圆曲线，当转角较小时，应适度的调整平面线形。当转角较小而且无法调整平面线形时，应该根据规范要求设置足够长的曲线。3.当两同向圆曲线相接时，应在二者之间设置足够长度的直线。4.当两反向圆曲线相接时，不应在二者之间设置短直线段，宜设置较长直线。5.设计速度较小的双车道公路，应避免连续急转弯的线形。当地形条件非常特殊的情况下，则必须在曲线间插入符合长度规定的直线或缓和曲线。图2-1 对称基本型曲线计算图示2.3.2 平曲线形要素值组合设计1.平面线形的三要素为：直线、圆曲线、缓和曲线。这三种线性可以通过不同的组合得到不同的线形。在本次设计中主要用到的是缓和曲线圆曲线缓和曲线的组合。2.曲线几何元素及其公式按缓和曲线圆曲线缓和曲线顺序组合而成的平面线形是经常被采用的，见图（21）。平曲线各几何要素计算公式如表22。表2-2 平曲线几何要素计算公式表切线增长值缓和曲线角圆曲线的内移值平曲线长度切线长外距缓和曲线是平面线形要素之一，它是设置在圆曲线与直线之间或不同圆曲线之间或半径相差很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，除四级公路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。缓和曲线的曲率是连续变化的，符合驾驶员的视觉要求，行车更加稳定，旅客感觉舒适，增加线形美观等功能。公路路线设计规范对缓和曲线有如下规定：（1）一般情况下当设计速度大于或等于60km/h时，平面线形中要运用缓和曲线。缓和曲线圆曲线一缓和曲线的长度比例应大致接近1:1:1。根据实际情况，如若地形受到限制时可设置非对称的平曲线，但同一个圆曲线所接的两个缓和曲线的长度比不宜大于2.0。（2）缓和曲线参数应该根据当地地形条件及线形要求确定，并且应该与圆曲线半径等各参数相协调。（3）当两个反向的圆曲线径相相接或不能满足插入足够长的直线时，可以在两圆曲线之间插入缓和曲线使之组合为S形曲线。（4）当两个同向的圆曲线径相相接或不能满足插入足够长的直线时，可以在两圆曲线之间插入缓和曲线使之组合为卵形曲线。（5）当出现两同向缓和曲线相接，但地形条件特殊而受到限制时，可以在其曲率相同处径相衔接而组合为凸形曲线。（6）当出现大半径圆曲线与小半径圆曲线相接，但地形条件特殊而受到限制时，可根据规范要求采用两个或两个以上符合要求的同向缓和曲线在曲率相同处径相连接而组合为复合曲线。任何等级的公路只要出现转角都应该设置圆曲线。圆曲线上的的方向都在不停的改变，可以适应地形、环境的变化，而且圆曲线线性平滑，行车安全、舒适。在选取平曲线的半径时，应考虑与地形、地物等条件相适应的前提下，尽量采用较大半径的圆曲线，以优化线型和改善行车条件。公路路线设计规范对圆曲线有如下规定：（1）在条件允许的情况下，应考虑圆曲线半径与地形相适应，以采用超高为2%4%所对应的圆曲线半径为宜。（2）当条件受到限制时，圆曲线半径的采用值宜大于等于最小半径的“一般值”；但当地形条件特殊困难或受到其他条件限制时，圆曲线半径才可以采用最小半径的“极限值”。（3）在设置圆曲线时，应是圆曲线的半径与设计速度相适应，同时也应处理好平、纵线形之间的关系，使之构成均衡、协调、连续的平面线形，而且应该避免小半径的圆曲线设置在陡坡处。另外，圆曲线的半径也不宜过大，一般情况下不宜大于10000m。3.平曲线主要参数的规定公路路线设计规范对二级公路平曲线主要参数的规定如表23。表2-3 平曲线主要参数公路等级二级地形平原微丘区圆曲线一般最小半径（m）400极限最小半径（m）250平曲线一般最小长度（m）400极限最小长度（m）140缓和曲线最小长度（m）702.3.3 平曲线的计算1.平曲线4计算（）（1）确定两交点转角。拟定半径ma.按离心加速度的变化率计算： mb.按驾驶员的操作及反应时间计算： mc.按超高渐变率计算由公路程技术标准JTG B01-2003规定，4.0.3可得： m由公路路线设计规范（JTGD60-2006）表7.5.2可取： 由公路路线设计规范查得 m综合以上各项，为保持现行连续性确定m（2）平曲线4要素计算 m m m m m m m（3）平曲线4主点桩号计算 2.平曲线计算（）（1）确定两交点转角 。拟定半径ma.按离心加速度的变化率计算： mb.按驾驶员的操作及反应时间计算： mc.按超高渐变率计算由公路程技术标准JTG B01-2003规定，4.0.3可得： m由公路路线设计规范（JTGD60-2006）表7.5.2可取： 由公路路线设计规范（JTGD60-2006）表7.5.4查的 m 综合以上各项，为保持现行连续性确定m（2）平曲线5要素计算 m m m m m m m（3）平曲线4主点桩号计算 第3章 纵断面设计路线纵断面是沿道路中线竖直切开而后再展开得的断面。由于要考虑地形起伏等自然因素的影响，路线纵断面不得不设计成为一条起伏不定的空间曲线。纵断面设计是道路设计的一个重要部分，只有结合纵断面图和平面图才能准确的确定道路的空间位置。纵断面图有地面线和设计线两条主线前者反应沿道路中线原地面的起伏变化情况；后者反应道路路线的起伏状况。3.1 纵断面的设计原则1. 纵断面线形应流畅、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2.填挖平衡在纵坡设计时是必须考虑的，并施工过程中的所有挖方应该就近用到填方路段，以减少工程费用，以减轻对原有自然地面的破坏，保证路容美观。3.当变坡点前后坡段的纵坡比较接近时，应考虑采用大半径的竖曲线。4.当遇到连续上坡路段时，纵坡设计要考虑上坡方向应符合最大纵坡、最小纵坡、平均纵坡、最大坡长规定的技术指标外，以减少下坡时的制动次数，保证下坡时的行驶安全。、5在有路线交叉的路段，其纵坡不宜过大。6. 当路线通过地区有积雪或冰冻时，为保证积雪冰冻天气时的行车安全，应该尽量避免采用陡坡。7.纵断面设计时，所有技术指标尽量避免采用极限值，除非是在地形条件特殊困难时，方可采用极限值。8.纵断面设计应该尽量考虑与周围环境的协调，协调而又连续的环境不仅可以减轻驾驶员的疲劳程度，而且还可以起到引导驾驶员视线的作用。3.2 技术指标3.2.1 最大纵坡概念：最大纵坡是考虑道路等级、使用任务、行车要求、工程量等因素的情况下所限定的路线纵坡最大值。它的选取的得当与否将直接影响道路的使用质量和行车安全。查公路路线设计规范可得：公路最大纵坡以及不同纵坡所对应的最大坡长如表31。 表3-1 公路最大纵坡及最大坡长 设计速度(km/h)1201008060403020最大纵坡（%）3456789不同纵坡的最大坡长1100900700500500300300各级公路应尽量避免采用最大纵坡值和不同纵坡最大坡长值，只有在地形特殊困难时，方可采用极限值。3.2.2 最小纵坡为了排水的需要，需对横向排水不良的路段进行纵向排水设计，在这种情况下就有了满足排水要求的最小纵坡。但考虑到道路行车安全与畅通，纵坡也不宜过大。在保证行车安全和排水良好的情况下，各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下不小于0.5%为宜。当地形特殊而不得不采用小于0.3%的纵坡时，其边沟应该做相应的排水设计。注：干旱少雨地区的最小纵坡可以不受此限制。3.2.3平均纵坡概念：一定长度路段起终点的竖直高差与该路段长度的比值称为平均纵坡。它是衡量纵断面线形质量的指标。其中式中:相对高差（m)；路线长度（m）公路路线设计规范对各级公路的平均纵坡都有相应的规定。3.2.4 合成坡度道路横坡与纵坡的矢量和称为合成坡度,其合成坡度值比原路线横坡或纵坡都要大。但是当合成坡度过大时会对车辆行驶造成危险，所以合成坡度必须控制在一定的范围之内，方可避免陡坡和急转弯，以保证行车安全。公路路线设计规范规定各级公路的最大合成坡度如表32。表3-2 各级公路的合成坡度公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度（km）1201008010080608060403020合成坡度（%）10.010.010.510.010.510.59.09.510.010.010.0当小半径圆曲线设置在陡坡处时，合成坡度一般不宜过大，而应该采用较小的合成坡度。在有积雪，冰冻的路段以及自然横坡较陡傍山路段，其合成坡度都必须小于8%。3.3 纵坡设计的步骤1.拉坡前的准备工作在坐标网格纸上按比例标注出里程桩号和标高，然后用折线把这些点连接起来即是地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、百米桩、二十米米加桩、平曲线控制桩（在本路段如公切点、缓圆点、曲中点、圆缓点等）等。2.标注控制点的位置在路面纵坡设计的过程中，影响拉破二不得不考虑的的高程点称之为控制点。这些控制点一般都有路线起、迄点，沿线要跨过的河流，路线交叉处，隧道出入口处，不良地质地段所应满足的最大万方深度和最小填方高度等。这些控制点在纵坡设计中都是必须考虑的。3.试坡在纵断面图上标出“控制点”以后，就可以参照技术指标，根据选线意图，结合地形的起伏状况，以纵断面图上标出的“控制点”为依据，试着定出多种直坡线。然后再本着既经济合理又符合技术标准的原则，经过对所定出的直坡线进行反复的方案比选初定出直坡线。4.调整试坡完成后，要对初定出的直坡先进行调整。根据公路路线设计规范对最大纵坡、最小纵坡、平均纵坡、合成坡度、坡长限制的技术标准规定，检查它们是否都满足要求，若不符合标准规定应及时做出适当的调整。5.核对对调整后的直坡线要进行核对，进一步检查其是否满足要求。选择陡坡、高填深挖等重要具有控制意义的横断面进行核对，若核对发现问题应及时调整纵坡。6.定坡经过调整核对确定纵坡无误后方可定坡，然后逐段确定直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高等，定出竖曲线，计算出竖曲线各要素。公路路线设计规范规定一般要把变坡点位置调整到10m的整桩号上。3.4 竖曲线设计在道路纵断面上两个坡段的转折点处设置的竖向曲线即为竖曲线。竖曲线是为了行车要求而设置的一段竖向曲线。竖曲线的线形一般可采用抛物线或圆曲线，最常用到的是抛物线。在设计竖曲线时应该充分结合规范规定的各项原则和要求合理的选择半径。竖曲线的设计要受到很多因素的限制，竖曲线的半径和长度可以通过缓和冲击、行驶时间及视距要求三个限制因素来确定。公路工程技术标准规定竖曲线各项指标如表33所示。3.5 竖曲线的计算1.计算竖曲线要素如图31所示，和分别为两相邻两纵坡坡度，为“+”时，表示凹形竖曲线；为“”时，表示凸形竖曲线。图3-1 竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R： 或竖曲线切线长T： 竖曲线任意一点竖距h： 竖曲线外距E： 或 竖曲线要素计算如下：K133+440，高程为476， ，为凹形。取竖曲线半径m曲线长m切线长m外距=2.670m（2）计算设计高程竖曲线起点桩号竖曲线起点高程m竖曲线终点桩号竖曲线终点高程m桩号0处横距m竖距m切线高程m设计高程m桩号处横距m竖距m切线高程m设计高程m桩号处横距m竖距m切线高程m设计高程m桩号处横距m竖距m切线高程m设计高程m桩号处横距m竖距m切线高程m设计高程m竖曲线上所有桩号对应高程如表34所示。表3-4 竖曲线高程表桩号高程桩号高程桩号高程K133+113.2482.60K133+340479.30K133+600478.70K133+120482.46K133+360479.14K133+620478.79K133+140482.07K133+380478.99K133+628.500478.83K133+160481.71K133+400478.86K133+640478.90K133+180481.36K133+420478.76K133+660479.03K133+200481.03K133+440478.67K133+680479.19K133+220480.72K133+459.578478.60K133+700479.36K133+240480.44K133+480478.56K133+720479.55K133+260480.17K133+500478.53K133+740479.77K133+280479.92K133+520478.52K133+760480.00K133+290.657479.80K133+540478.54K133+766.8480.09K133+300479.70K133+560478.57K133+320479.49K133+580478.62第4章 横断面设计道路的横断面设计是道路设计的重要组成部分。本章主要介绍道路横断面类型以及组成、横断面的设计步骤、平曲线加宽与超高的原因与计算、路基的类型与构造等问题。4.1 横断面设计原则1.道路横断面应根据公路的等级、使用任务、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、经济等其它各方面的情况而设计。2.选择合适的路基横断面形式和边坡坡度是路基设计中必须考虑的问题，另外还要对路基设置合理完善的排水设施和必要的路基和边坡防护加固工程等，以防止路基病害。3.设计横断面时还应综合考虑道路纵断面与路面结构。在选线时，如遇到不良地质地段应尽量避开。如若遇到填挖比较大或地形陡峭的地段，应该考虑改移路线位置，地形特殊困难实在无法绕开的情况下应在尽量以减少工程数量的前提下设置路基及边坡防护，以保证路基稳定。4.在沿溪线路段或经常受水淹、水浸路段，应做好良好的防护措施，以保证路基不受侵害。5.当路基处于潮湿或地质不良路段，而设计标高受到限制无法抬高时，应对路基采取相应的处理措施。例如采用水稳定性好材料对路基进行换填压实、设置隔离层等。6.路基设计时还应充分考虑当地农田及自然环境不受影响。4.2 横断面设计步骤1.根据现场测绘或者地形图上内插所得横断面上各点高程，在纸上按合适的比例绘出横断面地面线。2.根据道路横断面的填挖值及路基宽度等相关资料标注在相应桩号的断面上。3.根据当地的地质状况，确定边沟形状尺寸、边坡坡度等。并确定界碑位置。4.根据纸上标注的横断面设计线的部分点绘制出横断面设计线。横断面设计线一般应包括路基边沟、边坡等。5.计算填挖方，并进行必要的调配，然后编制路基土石方计算表、路基设计表等。4.3 横断面设计综述4.3.1 行车道宽度的确定本路段公路的设计为二级公路，查公路路线设计规范可选取路基宽度为12m；硬路肩为1.5m；土路肩为0.75m；行车道为3.75m。4.3.2 路拱的确定为了利于路面横向排水吧路面做成向两侧倾斜的拱形称为路拱。根据公路路线设计规范规定：二级公路路面的路拱横坡度应根据路面类型和当地地质及自然条件而确定，但一般不宜小于1.5%。由于路线通过地区为东北东部山地润湿季冻区，四季变化明显，春季干燥多风，夏季炎热多雨，每年7月至8月是雨季，因此路拱可选取2%的横坡度，硬路肩采用2%、土路肩采用3%。4.3.3 加宽与超高1.加宽的确定公路路线设计规范规定：二级公路、三级公路、四级公路的圆曲线半径小于等于250m时应在内侧设置加宽，对于半径大于250m的圆曲线，由于加宽值非常小，所以可不加宽。本段二级公路有两个平曲线，半径分别是2500m、2000m，均大于250m，故本段公路设计不必考虑加宽。2.超高值的确定当车辆在曲线路线上行驶时会产生离心力，为保证行车安全，抵消这个离心力把路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式称为超高。合理的设置超高，可以抵消全部或部分离心力，提高车辆在曲线上行驶的安全性与稳定性。在设置超高时会有一个想去按超高过度的路段，称之为超高过渡段。超高过渡段是从双向横坡逐渐变化到单向横坡的路段。超高值的计算公式：其中 超高横坡度 横向力系数 行车速度（km/h） R圆曲线半径（m）对于本路段道路设计=80km/h，则（3）超高的过度本路段公路设计是无中间分隔带的，而且经计算需要设置超高的路段的超高值均等于路拱横坡度，故过渡方式采用绕中线旋转，只需行车道外侧绕中线抬高。无中间带绕中线旋转超高值计算公式如表41。表4-1 绕中线旋转超高值计算公式 超高位置计算公式备 注圆曲线外缘1计算结果均为与设计高之高差2临界断面距超高缓和段起点：3加宽值按加宽计算公式计算。中线内缘过渡段外缘中线内缘行车道宽度(m)； 路肩宽度(m)；圆曲线的加宽值(m)； 距离处路基加宽值(m)；超高横坡度；路拱横坡度；路肩横坡度；超高过渡段长度（或缓和曲线长度）与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离(m)；超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离(m)；路基外缘最大抬高值；路中线最大抬高值；路基内缘最大降低值；距离处的路基外缘抬高值(m)；距离处的路中线抬高值(m)；距离处的路基内缘降低值(m)4.4 超高值的计算1.处曲线段超高计算B=7.5 m b=0 R=2500m =2.25 m =2% =2%由公路路线设计规范查得：设计速度为80km/h、路拱时不设超高的最小半径是2500m。故此处不设超高。2.处曲线段超高计算（1）确定超高值 m m =2.25 m =2% =2% =0.00943 此时,所以取（2）圆曲线上超高值计算（该圆曲线属于全超高路段）路基外缘抬高值 m路中线抬高值： m路基内缘降低值表4-2 超高过渡段路基外缘超高计算桩号桩号GQK133+040.65700YHk133+628.52500.24K133+06019.3430.02K133+640231.50.23K133+08039.3430.04K133+660211.50.21K133+10059.3430.06K133+680191.50.19K133+12079.3430.08K133+700171.50.17K133+14099.3430.1K133+720151.50.15K133+160119.3430.11K133+740131.50.13K133+180139.3430.13K133+760111.50.11K133+200159.3430.15K133+78091.50.09K133+220179.3430.17K133+80071.50.08K133+240199.3430.19K133+82051.50.06K133+260219.3430.21K133+84031.50.04K133+280239.3430.23K133+86011.50.02HYK133+290.6572500.24GQK133+878.500（3）过渡段上超高值求解超高过渡为全缓和段超高 m路基外缘最大抬高值 m超高过渡段路基外缘超高计算见表4-2路中线抬高值 m 路基内缘降低值 3.处曲线段超高计算（1）确定超高值 m m =2.25 m =2% =2% =0.00943 此时,所以取（2）圆曲线上超高值计算（该圆曲线属于全超高路段）路基外缘抬高值 m 路中线抬高值 m 路基内缘降低值 （3）过渡段上超高值求解超高过渡为全缓和段超高 m路基外缘最大抬高值 m 路中线抬高值 m路基内缘降低值超高过渡段路基外缘超高计算如表4-3。表4-3 超高过渡段路基外缘超高计算桩号桩号GQK133+878.500K134+20141.50.14K133+8801.50K134+40161.50.16K133+90021.50.02K134+60181.50.17K133+92041.50.04K134+80201.50.19K133+94061.50.06K134+100221.50.21K133+96081.50.08K134+120241.50.23K133+980101.50.1HYK134+128.52500.24K134+0121.50.124.5 一般路基设计4.5.1 路基类型及构造路基是路面的基础，它不仅承受着来自路面结构及土基自身的重力，而且还承受着路面传递的行车荷载，故路基对整个路面来说是非常重要的。路基应该有足够的强度和稳定性，因此应对路基设置排水、防水措施，必要时还要对路基进行防护和加固。路基横断面的典型形式有三种：路堤、路堑、半填半挖路基。1.路堤路堤是根据需要用各种土料填筑而成的路基。按填筑高度的不同，路基可分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1：1.5，在路基的两侧设置边沟。为防止坡面受到水流的冲刷，路堤的边坡可采取适当的防护措施。2.路堑路堑是指路基高程低于天然地面高程而需要开挖而成的路基。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线。在路堑边坡的坡脚处应设置边沟，以便排水，防止路基受到水流冲刷。在不良地质路段，应对路基土进行换填、压实或设置隔离层，以确保路基的稳定。3.半挖半填路基半挖半填路基应满足路堤和路堑的要求。4.5.2 路基宽度的确定路面宽度与硬路肩、土路肩宽度值和称为路基宽度。公路路线设计规范规定设计速度为80km/h的二级公路的路基宽度的最小值为10m、一般值为12m。此次二级公路设计采用单幅路形式，路基宽度取一般值12m：行车道宽23.75m，硬路肩宽度：21.5m，土路肩宽度：20.75m。路基宽：7.5+3+1.5=12m，路拱坡度2%各级公路路基宽度均应按公路路线设计规范的规定来设计。4.6 土石方计算 4.6.1 横断面面积计算1.积距法积距法实质上就是把横断面划分为单位横宽为b的若干小块，然后求出这些小块的面积累加起来即可得到横断面面积，也就是通过运用积分的方法求出横断面的面积。总面积等于各条块面积之和:其中可以近似认为是处的高度2.几何图形法若横断面的形状比较规则时，可以把横断面划分若干个形状规则的几何图形，分别计算各个几何图形的面积，然后加起来即可求出断面的总面积。4.6.2 路基土石方数量的计算1.对于相邻断面面积相差不大且均为均为挖或填方的断面，我们可以把这两个相邻断面之间想象为一棱柱体，则其体积可以表示为：式中：要计算的土石方数量（m3）； 、分别为相邻两断面的面积（m2）； 两相邻断面之间的距离（m）。2.半填半挖断面对于半填半挖的断面可以以填方挖方刚好为零的断面为分界线，设L为从零断面到零填断面的距离，则此路段角锥体的体积为：第5章 路面设计5.1 设计资料5.1.1 自然地理条件该设计路段处于1区，为双车道二级公路，采用沥青混凝土路面结构进行施工图设计，沿线土质类型为粘土，使用年限为12年。在使用期内交通量年平均增长率为6%，近期交通组成与交通量如表51所示。小客车解放CA10B黄河JN150交通SH361太脱拉138吉尔130尼桑CK10G1600400600100140200190表5-1 近期交通组成与交通量5.1.2 土基回弹模量的确定公路沥青路面设计规范中“土基干湿状态的稠度建议值”如下表52。其中、 、分别为干燥和中湿、中湿和潮湿、潮湿和过湿状态路基的分界稠度，为路床体表面以下800mm深度内的平均稠度。土组干湿态状干燥状态中湿状态潮湿状态过湿状态土质砂粘质土粉质土表5-2 路基干湿状态的稠度建议值土质类型为粘土；路基干湿类型为干燥状态；土基土质稠度根据公路沥青路面设计规范查得：公路自然区划为1区；土基回弹模量=35MPa5.2 设计轴载计算轴载分析路面设计以BZZ-100为标准轴载。5.2.1 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计算如下表5-3表5-3 轴载换算 车型(KN)(次/日)(次/日)小客车前轴16.5016.416004.039755808后轴23.001116002.676924172解放CA10B前轴19.4016.44002.042572547后轴60.851140046.088601黄河JN150前轴49.0016.4600172.4583285后轴101.6011600642.8932707交通SH361前轴60.0016.410069.3646043后轴110.002.21100333.0280859太拖拉138前轴51.4016.414049.54474269后轴80.002.21140116.6788553吉尔130前轴25.7516.42003.50018448后轴59.501120020.90156459尼桑CK10G前轴39.2516.419020.80348531后轴76.001119057.5827931715422.累计当量轴次根据公路沥青路面设计规范，二级公路沥青路面的设计年限12年，双向双车道的车道系数取0.60.7，取0.65.交通量平均增长率为%。5.2.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 轴载计算如表54表5-4 轴载换算 车型(KN)(次/日)(次/日)小客车前轴16.50118.516000.0162616后轴23.001116000.012529758解放CA10B前轴19.40118.54000.014847234后轴60.85114007.518732812黄河JN150前轴49.00118.560036.88855293后轴101.6011600681.2412136交通SH361前轴60.00118.510031.072896后轴110.0031100643.076643太拖拉138前轴51.40118.514012.61841237后轴80.003114070.464