常益二级公路施工图设计计算书 精品.doc

常益二级公路施工图设计1设计总说明1.1 地理位置图 见路线设计图1.2 设计依据 根据设计任务书所给的地形图。 查阅规范： 1交通部.公路工程技术标准（JTG B01-20XX）S.北京：人民交通出版社. 2王首绪.公路工程施工组织与概预算M.人民交通出版社，20XX. 3交通部.公路路基设计规范（JTG D30-20XX）S.北京：人民交通出版社. 4交通部.公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-20XX）S.北京：人民 交通出版社. 5交通部.公路沥青路面设计规范（JTG D50-20XX）S.北京：人民交通出 版社. 6交通部.公路路基施工技术规范（JTG F10-20XX）S.北京：人民交通出 版社. 7交通部.公路桥涵设计通用规范（合订本），（JTG D-60-20XX）S.北京 人民交通出版社，20XX. 8杨少伟.道路勘测设计M.人民交通出版社，20XX. 9邓学钧.路基路面工程M.人民交通出版社，20XX. 10交通部.公路排水设计规范（JTG 018-20XX）S.北京：人民交通出版 社. 11交通部.路基设计手册S.北京：人民交通出版社，20XX. 12交通部.路面设计手册S.姚祖康，北京：人民交通出版社，20XX. 13姚玲森.桥梁工程（上下册）M.人民交通出版社，20XX. 14交通部.公路路线设计标准（JTG D20-20XX）S.北京：人民交通出版 社.1.3 路线工程概况本路线是一条微丘区二级公路，路线设计技术指标：路基宽度为12m，单幅双车道，无中央分隔带，行车道宽度为23.75m，土路肩为20.5m，硬路肩为21.75m。设计行车速度为80km/h，路线总长为20XX.016m，起点桩号为K10+698.126，终点桩号为K12+715.142。在纵断面设计中，充分考虑平纵组合平衡的原则，对沿线地形、地质、水文、排水等综合考虑全线总共设了3个竖曲线，最大纵坡为2.497，最小纵坡为0.723，最大坡长为635.14m，最小坡长为331.87m。路基设施设为边沟、排水沟等，边沟为梯形，高、宽为40cm，截水沟设为梯形，高、宽为60cm。为保证路基边坡稳定性，在K12+680K12+715.142路段设置了挡土墙。路面结构设计采用单轴双轮组100KN为标准轴，路面结构选用6cm细粒式沥青混凝土和8cm粗粒式沥青混凝土作为面层，基层采用25cm水泥稳定砂砾，垫层采用35cm天然砂砾。本路线在桩号为K11+020处设置了盖板涵，其宽度为150cm，高为100cm。1.4 沿线气候、地质地形条件及其公路的关系 (1)常益二级公路所经地区属于IV3区，四季交替比较分明，降水量比较充足，月平均最高气温35（七月），月平均最低气温5（一月），日最高气温41；日最低气温-7；日最大气温差21；平均年降雨量2600mm；小时最大降雨量230mm；日最大风速为30m/s。多年平均相对湿度为8182，属于湿度适中带湿度充足带，潮湿系数为K=2.2。由于受地理和气候条件的影响，路线经过的区域水旱灾害频繁，雨季对本路段施工有较大的影响。所以路基施工和各构造物的施工都要不失时机的做好施工安排，保证工程的顺利完工。 (2)盖覆层以种植土、亚砂土和亚粘土为主，含少量的碎石质土，覆盖层厚2m左右，稻田中种植土厚0.6m左右。下伏基岩为硅化板岩。 (3)不良工程地质路段：根据勘测成果和实地调查，路线经过不良地质主要表现为以下两种： 1.特殊土类软土地基：软土主要分布在池塘、沟渠及水稻田表层，为淤泥质粘土、有机质土、软塑状粘土，主要为淤积成因，厚度一般为0.30.8m。施工时即可清除。 2.滑塌：（亚）粘土、碎石土，抗冲刷能力弱，路堑开挖易坍塌、滑坡，以土质、碎石质边坡为主，多系破积、残积成因，主要分布在路堑路段。1.5 沿线材料分布情况 公路沿线5km以内有较丰富的砂砾材料、砂，当地沿线无矿石料场，矿石材料需外购，相距约40km。相距50km左右有水泥厂和石灰生产厂。钢材等建材，可在相距40km处进货。1.6 环境保护本路段为充分考虑其环境保护，在设计过程中尽量沿用其原路，也有设计的原因，因为设计的道路在以后发挥的功能能完全取代其原路的作用，所以在施工过程中就很好的保护的其环境，并且没有损害农田。在边坡施工过程中应尽量采取植物防护措施。对于施工过程中所造成的挖土坑与弃土堆都应采用完善的排水系统和必要和防护措施。2 路线平面设计 道路是一条三维空间的带状实体，该实体表面的中心线为中线，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；沿中线竖直剖切再行展开是路线的纵断面；中线上任一点法线切面是道路在该点的横断面。路线的平面、纵断面和各个横断面是道路的几何组成。路线设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸。路线中线的平面位置，是考虑社会经济、自然条件和技术标准等因素，经过平、纵、横综合设计，反复修正才能确定。2.1 公路等级的确定根据任务书的指定，本次设计为二级公路设计。2.2 道路选线道路选线是一个涉及面广、影响因素多、技术性和政策性都很强的工作，它是由面到片，由片到线，由线到点，粗细相结合的过程。是逐步具体化、逐步补充修改，细节会影响整体的过程。对林地丘陵区道路选线理论著作比较少，技术规范也没有准确和具体的规定，丘陵地形具连绵不断的丘岗和断续的沟壑，地面起伏但高差不大，山的脉络和水系都不明显，微丘和重丘混合出现，坚硬石层与风化岩混合在一起，所以丘陵区道路选线细节很重要。确定道路的等级，车速等要求，掌握好线型的技术指标，要避免不顾纵坡起伏,片面追求直线，造成道路纵坡加大，填挖方过多，或不顾平面过于弯曲，片面追求平缓纵坡的倾向，应注意平、纵、横三方面协调,考虑行车的舒适度、视觉和心理的反应。丘陵区路线的布设，要考虑到横断面设计挖填方的经济的合理性，在横坡平缓地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段宜采用全挖或挖多于填的路基，同时也要注意道路纵向土石方的平衡，沟壑排水方向，地质条件的影响。2.2.1 公路选线的依据 (1) 公路选线的依据主要由交通部颁发的规范，实测和预测交通量，地形图，地方政府以及建设单位下颁发的文件，会议纪要，设计任务书等，他们是路线设计不可缺少的资料。（2）地形图比例为1:2000，用于路线的方案的选择。 （3）设计任务书是对道路设计车速的要求，在路线设计时要能充分满足这些要求。 2.2.2 公路选线的方法和步骤 公路选线的方法有多种，主要有实地勘测，初测和初步设计，实测与施工图设计等。 步骤：全面布局 逐段安排 具体定线2.2.3 公路选线的原则 （1）在路线设计的各阶段，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、快捷的前提下，使工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。路线设计应注意立体线性设计中平、纵、横的舒顺、合理配合。在工程量增加不大时，应尽量采用较高技术指标，不应轻易采用最小和极限指标，也不应片面追求高指标。 （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、经济作物田和经济园（如橡胶树、茶林、果园等）。对沿线必须占用的田地，应按国家有关法规，做好造地还田等规划和必要设计。 （4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观，重视保护原有自然状态和重要历史文物遗址。 （5）应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对道路工程的影响。对不良地质段和特殊地区，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，一般情况下路线应设法绕避；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。 （6）选线应注重环境保护，注意应修建道路及汽车运行所产生的影响和污染等。 （7）对高速公路和一级公路，因其路幅宽，可根据通过地区地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。2.2.4 丘陵区选线 丘陵地形是介于平原和山岭之间的地形，它具有平缓的外形、连绵不断的丘岗和断续的沟壑，微丘和重丘混合出现，地质情况复杂，区域中种植种类繁多，居民点及建筑群时有出现，林地丘陵地形图很难准确测量，需要伐林测图定线，各方案的比较应在同等基础上进行，局部方案多，布线灵活，丘陵地带道路选线因地制宜很重要。道路选线是一个涉及面广、影响因素多、技术性和政策性都很强的工作，它是由面到片，由片到线，由线到点，粗细相结合的过程。是逐步具体化、逐步补充修改，细节会影响整体的过程。对林地丘陵区道路选线理论著作比较少，技术规范也没有准确和具体的规定，丘陵地形具连绵不断的丘岗和断续的沟壑，地面起伏但高差不大，山的脉络和水系都不明显，微丘和重丘混合出现，坚硬石层与风化岩混合在一起，所以丘陵区道路选线细节很重要。确定道路的等级，车速等要求,掌握好线型的技术指标，要避免不顾纵坡起伏，片面追求直线，造成道路纵坡加大，填挖方过多，或不顾平面过于弯曲，片面追求平缓纵坡的倾向，应注意平、纵、横三方面协调，考虑行车的舒适度、视觉和心理的反应。丘陵区路线的布设，要考虑到横断面设计挖填方的经济的合理性，在横坡平缓地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段宜采用全挖或挖多于填的路基，同时也要注意道路纵向土石方的平衡，沟壑排水方向，地质条件的影响。丘陵区道路选线应先在小比例的地形图上选线，在大比例地形图上很难看出丘岗起伏。丘陵区林业比较发达，树木面积比较广，在目前小比例的丘陵林区地形图大都是航测，准确性不高，但是能看出丘岗的走势，能定出道路的基本走向。在定道路走向时要仔细观察地形图等高线的疏密，尽量避开等高线过密，变化起伏过大的地段，针对不同地形，采用不同的布线方式。在平坦地带以直线方案为主导原则，路线尽量平行自然等高线，斜切等高线爬坡时注意纵坡即可，在路线转弯处设置与地形相协调长而缓的曲线；在较陡地段，路线根据道路纵坡在两个控制点沿连接的自然地形匀坡线布线。匀坡线是两个控制点顺自然地形以匀坡度所定的连线，匀坡线为多次试放求得，小于匀坡线路线纵坡较大，大于匀坡线路线迂回繁冗；在较缓地段应走直线与匀坡线之间，选择平面顺适，纵坡均衡适度的路线。遇到沟壑时路线应与沟壑尽量垂直，以便于桥涵设计和沟壑的改造。2.3 平曲线要素的确定2.3.1 平面设计原则 通常,平面线形设计应遵循以下原则:（1）道路平面位置应按城市道路总体规划道路网布置；（2）道路平面线形应与地形地质、水文等结合，并且符合各级道路的技术指标；（3）道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理的设置缓和曲线、超高和加宽等；（4）道路平面设计应根据道路等级合理设置交叉口，沿线建筑物出入口，停车场出入口，分隔带断口，公共交通停靠站位置等；（5）平面线形设计应少占耕地，少与水系、交通、电力、通讯网交错，尽量避免穿过居民区；（6）路线布设应尽可能地平顺，一般采用较长的直线，较大半径的曲线，中间加入缓和曲线的线形，转向处偏角小且线形平顺；（7）平面线形需分期进行时，应该满足近期使用要求，兼顾远期发展。2.3.2 平曲线要素值得确定平曲线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线性组合而成的。当然也可以组合成不同的线性。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。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。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、增加线性美观等功能。设计时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、圆曲线长度之比设计成1:1:11:2:1。在设计时缓和曲线的长度要得到满足之外，还要考虑超高和加宽的要求，所选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。二级公路主要技术指标如下表：表2.2 二级公路主要技术指标公路等级二级公路地形山岭丘区计算行车速度（km/h）80行车道宽度(m)7.5路基宽度(m)12圆曲线极限最小半径（m）250圆曲线一般最小半径（m）400平曲线一般最小长度（m）700平曲线极限最小长度（m）140最大纵坡（）5合成坡度（）9.0最小坡长（m）200缓和曲线最小长度（m）70不设缓和曲线的最小圆曲线半径（m）2000凸形竖曲线一般最小半径（m）4500凸形竖曲线极限最小半径（m）3000凹形竖曲线一般最小半径（m）3000凹形竖曲线极限最小半径（m）2000竖曲线最小长度（m）70最小直线长度（m）同向曲线480反向曲线160本设计公路平曲线半径分别为：506.900m，500.000m，405.235m；缓和曲线长度分别为110m，100m，100m，经验证均满足要求。2.4 路线曲线要素设计计算2.4.1设计线形图 图2.1 设计线形2.4.2 圆曲线计算 （1）JD1 已知 1=441637.2 取圆曲线半径为506.900m，如图2.2 Ls=110m ,=441637.2,换算为度为44.33,R=506.900m 图2.2 JD1曲线要素计算图 路线转角 曲线长度（m） 切线长度（m） 外距（m） 校正数（m） 曲线半径（m）主点桩号计算ZH = K11 + 388.122HY = ZH + Ls = K11 + 388.122 + 110 = K11 + 498.122QZ = HY + (L - 2Ls) / 2 = K11 +638.983YH = QZ + (L - 2Ls) / 2 = K11 +779.844HZ = YH + Ls = K11 + 779.844+ 110 = K11 + 889.844（2）JD2段（图2.3） 图2.3 JD2曲线要素计算图 路线转角 曲线长度（m） 切线长度（m） 外距（m） 校正数（m） 曲线半径（m）已知 = 313248.2，换算成度为31.62，Ls=100m，R=500m 主点桩号计算ZH = K11 + 889.844 HY = ZH + Ls = K11 + 889.844 + 100 = K11 + 989.844QZ = HY +（L - 2Ls）/2 = K11 + 989.844 + 87.92= K12 + 077.492YH = QZ + (L - 2Ls)/2 = K12 + 077.492 + 87.92 = K12 + 165.141HZ = YH + Ls = K12 + 265.141 + 100 = K12 + 265.141（3）JD3段（图2.4） 主点桩号计算ZH = K12 + 265.141HY = ZH + Ls = K12 + 265.141+100 = K12 + 365.141QZ = HY + (L - 2Ls)/2 = K12 + 365.141 + 106.655 = K12 + 471.607YH = QZ + (L - 2Ls)/2 = K12 + 471.607+ 106.655 = K12 + 578.073HZ = YH + Ls = K12 + 578.073 + 100 = K12 + 678.073 图2.4 JD3曲线要素计算图 路线转角 曲线长度（m） 切线长度（m） 外距（m） 校正数（m） 曲线半径（m）已知Ls=90m， 3 = 441442.6，换算成度为44.30，R = 405.235m2.5 各点桩号的确定在整个的设计过程中就主要用到了以上三种线型，在这两公里左右的路线中，充分考虑了当地的地形，地物和地貌，相比较而得出的该路线。在地形平面图上初步确定出路线的轮廓，且根据地形的特征与复杂程度，具体在纸上放坡定点，考虑一些控制点，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，即为路线的各个转角点（即桩号），并测出各个转角点的度数，再根据公路工程技术标准（JTG B01-20XX）的规定，初拟出曲线半径值和曲线长度，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。3路线纵断面设计纵断面设计是道路线形设计中的重要组成部分，合理的纵断面设计对提高行车的安全性非常重要。在纵断面设计中需要考虑的因素是很多也很复杂的，既不能片面追求高标准而引起不必要的大填大挖，也不能忽视由于低标准而带来的安全隐患。在道路纵断面设计上，设计人员往往常重视规范的执行，但即便是使用相同的规范，不同设计人员可能做出符合规范要求的多种设计方案，造成使用效果的显著差异。纵断面设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，来考虑纵坡长度与坡度，纵断面设计的合理与以后行车的安全有很大的关系，所以纵断面的设计在整个平面线形设计中占很重要的地位。3.1 纵断面设计的原则 （1）纵坡设计必须符合公路工程技术标准中有关纵坡的各项规定，如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等； （2）为保证汽车以一定的车速安全顺利地通过，纵坡应具有一定的平顺性； （3）对沿线的自然条件，应作通盘研究，依据不同的具体情况分别处理，使公路畅通和稳定； （4）按路线起伏综合考虑农田水利方面的特殊要求； （5）在水文条件不良或地下水位很高的路段，应考虑适当的路基高度； （6）在保证路基的强度和稳定的前提下，争取填挖平衡，节省土石方及其他工程量，降低工程造价； （7）考虑到今后公路改建时，尽量利用原有路面作为新路面的基层或面层的下层； （8）纵坡设计应与平面设计密切配合协调。3.2 纵坡设计要求 （1）纵坡设计时，一般不要采用其极限值，只有在受限制较严的地带，才可有条件的使用纵坡极限值。 （2）纵坡应力求平缓，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3。 （3）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。 （4）纵坡坡长不宜过短，以不小于设计速度9s的行程为宜。 （5）对连续起伏的路段，坡度应尽量小，坡长和竖曲线可采用极限坡长的35倍。 （6）对于山岭重丘地形的沿河线应尽量采用平缓纵坡，坡长不应超过限制长度，纵坡不宜大于6，应注意路基控制高程要求。但从行车安全、舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意以下几点： （1）设计时应为驾驶员提示前方路线的情况，确保路边状况清晰。 （2）避免竖曲线顶、底插入小半径平曲线，一个平曲线内应避免纵面线形反复凸凹公路布线应能提供视野的多样性，利用最佳的风景特征引人入胜，避免单调； （3）在满足技术标准的前提下，线形应“适应地形”，不大挖大填，力求公路与周围风景融合成一体。 （4）平曲线和竖曲线要尽量重合，且平曲线与竖曲线大小要保持均衡。 尽量选择能得到适当合成坡度的线形组合； （5）当平曲线与竖曲线半径值都较小时，宜错开布设，或者增大一方的指标值。避免在凸形竖曲线的顶部、凹形竖曲线的底部插入小半径平曲线或出现反向曲线的变曲点。 （6）在同一个平曲线内，应避免纵断面线形的反复凹凸。3.3 纵坡设计的步骤3.3.1 准备工作按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线；写出平面直线与平曲线资料，以及土壤地质说明；将桥梁、涵洞、地质土质等与纵断面设计有关的资料在纵断面图纸上标明；熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和设计要求。3.3.2 标注纵断面控制点 如路线起、终点，越岭垭口，重要桥梁、涵洞的桥面标高，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及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。3.3.3 试坡在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、定线意图，对各种可能坡度线方案反复比较，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方最省的坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初定位置。3.3.4 调坡 对照技术标准，检查纵坡度、坡长、纵坡折减、合成坡度及平面与纵面配合是否合适以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，不符合要求时则应调整纵坡线。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。3.3.5 根据横断面图核对纵坡线 选择有控制意义的重点横断面，根据纵断面图上对应桩号填挖高度，在横断面图上“戴帽”检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙过大等情况，若有问题应及时调整纵坡线。3.3.6 确定纵坡线经调整核对后，就可以确定纵坡线。4 道路平、纵线形组合设计4.1 道路平、纵线形组合设计原则 平、纵面线形组合,应综合考虑汽车行驶的安全、舒适、工程造价、营运费用的经济性、驾驶员的视觉、心理状态以及公路周围的环境与景观的协调。线形设计要使驾驶员保持视觉的连续性,并有足够的舒适感和安全感,使视觉与心理反应达到平衡。 （1）保持线形在视觉的连续性。 （2）保持线形在视觉、心理上的均衡。 （3）线形与环境的协调。 （4）汽车制动性能方面的考虑。 （5）排水方面的考虑。4.2 线形组合的形式 （1）平面上为直线，纵面也是直线构成具有恒等坡度的直线。 （2）平面上为直线，纵面是凹形竖曲线构成凹下去的直线。 （3）平面上为直线，纵面是凸形竖曲线构成凸起的直线。 （4）平面上为曲线，纵面上为直线构成具有恒等坡度的直线。 （5）平面上为曲线，纵面上凹形竖曲线构成凹下去的直线。 （6）平面上为曲线，纵面上凸形竖曲线构成凸起的直线。4.3 平、纵线形组合的基本要求平竖曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。避免竖曲线顶、底插入小半径平曲线，一个平曲线内应避免纵面线形反复凸凹公路布线应能提供视野的多样性，利用最佳的风景特征引人入胜，避免单调；在满足技术标准的前提下，线形应“适应地形”，不大挖大填，力求公路与周围风景融合成一体。 平曲线和竖曲线要尽量重合，且平曲线与竖曲线大小要保持均衡。 尽量选择能得到适当合成坡度的线形组合；当平曲线与竖曲线半径值都较小时，宜错开布设，或者增大一方的指标值。避免在凸形竖曲线的顶部、凹形竖曲线的底部插入小半径平曲线或出现反向曲线的变曲点。在同一个平曲线内，应避免纵断面线形的反复凹凸。总之，公路应具有优美的三维空间外观，线形应顺畅连续和可以预知，且与周围环境保持适当比例，从而保障行车的安全。4.4 平、纵线形设计中应注意避免的组合 （1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。 （2）避免将小半径的平曲线起、终点设在或接近竖曲线的顶部或底部。 （3）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。 （4）避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使驾驶员视线中断的线性。 （5）避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。 （6）避免急弯与陡坡的不利组合。 （7）应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。4.5 道路线性与景观的协调与配合 在对环境保护日益重要的今天不仅要求设计的公路安全、舒适，而且要重视工程与环境的协调性，特别是对山岭重丘区公路纵断面设计，更应充分研究公路与周围环境的协调性。为此，我们在处理线形与环境的协调性时，充分地考虑了以下几点:(1)在选线时考虑提供视野的多样性，利用最佳的风景特征引人入胜, 避免单调。(2)在满足标准的前提下，使线形适应地形，不大填大挖,力求尽量与周围风景自然地融成一体，公路竣工后不露施工痕迹，及时地恢复其自然外观。(3)使公路具有优美的三维空间外观 ,使公路线形顺畅连续，而且应与周围环境保持适当的比例。(4)为了保持公路的外观和结构整体性的需要，在公路用地范围内进行综合绿化处理，既美化路容又可防止冲刷。5 竖曲线的设计与计算5.1 竖曲线的设计 表5.1 竖曲线各项指标设计速度（km/h）80最大纵坡（）5最小纵坡（）0.3凸形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000凹形竖曲线半径（m）一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）705.2 竖曲线的计算根据设计所知的纵坡坡度，求出=- ，拟定竖曲线半径R，则：竖曲线长度： （51）切线长度： （52）竖曲线变坡点纵距： （53）如下图5.1所示：由于直线段的高程变化随坡度呈比例变化，所以可以先求出每个桩号之间的水平距离，解直角三角形可得出增加或降低的高度，可以在直线段进行累加或累减到相应桩号，由此得出各个桩号的设计高程。有关路线纵断面设计高程计算结果，可以直接查看路基计算表。 图5.1 竖曲线要素计算图示根据计算得各竖曲线要素如下表所示：表5.2 竖曲线要素表桩号竖 曲 线标高（m）凸曲线半径R（m）凹曲线半径R（m）切线长（m）外距（m）起点桩号终点桩号K10+030115.656000118.771.18K10+991.277K11+148.773K11+650129.6822000107.870.26K11+542.128K11+757.872K12+080136.302200087.300.17K11+992.703K12+167.2796路线横断面设计 道路横断面是指中线上各点沿法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线组成的，其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。城市道路的横断面组成中包括机动车道、非机动车道、人行道、绿带、分车带等。高速公路、一级公路和二级公路还有爬坡车道、避险车道；高速公路、一级公路的出人口处还有变速车道等。横断面图中的地面线是表征地面起伏变化的线，它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的部分，即两侧路肩外缘之间各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以有时也将路线横断面设计称作路幅设计。6.1 横断面设计原则 （1）道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行。横断面形式、布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度(即设计车速)、设计年限的机动车与非机动车交通量和行人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排,以保障车辆和行人交通的安全、通畅。横断面设计应近、远期结合,使近期工程为远期工程所利用,并预留管线位置。路面宽度及标高等应留有发展余地。 （2）对现有道路改建应采取工程措施与交通管理措施相结合的办法以提高道路通行能力和保证交通安全。道路改建除采取工程措施如增避险车道、展宽道路外,还可以采取交通管理措施,如采取分隔措施使机动车与非机动车分行,减少相互干扰。又如若两条道路相互平行且距离较近时,可改为单向行驶以减少拥挤,提高车速。在商业性街道上除通行公共交通外,限制其它机动车及非机动车的通行,以保障行人安全。6.2 横断面设计综述6.2.1 路基宽度查公路工程技术标准（JTG B0120XX）得公路等级为二级，车道数拟定为两车道，车速为80km/h，两车道的路基宽度一般值为12.0m，设计车道宽度3.75m，得总车道宽度为3.752 = 7.5m，硬路肩的宽度为1.752 = 3.50m,土路肩的宽度为0.52 = 1.0m。6.2.2 路拱坡度为利于路面横向排水，将路面做成中央高于两侧具有一定横坡的拱起形状，称为路拱。其倾斜的大小以百分率表示。路拱的设置对排水是有利的，但是对于行车是不利的。路拱横坡度使车重产生水平分力，增加了行车的不稳定性，也给乘客带来了不适的感觉；当车辆在有水或潮湿的路面上制动时，会有侧向滑移的危险且制动距离增加。为此，对路拱大小及形状的设计应兼顾两方面的影响。根据查公路工程技术标准对与水泥混凝土路面、沥青混凝土路面的路拱横坡为12，故取路拱横坡为2。土路肩一般宜避路拱横坡增大13，所以取土路肩横坡为3。硬路肩可与路拱横坡度一致，所以取硬路肩横坡度为2。路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。6.2.3 路基边坡坡度 查公路路基设计规范（JTG D03020XX）得知，对于路堑边坡高度不大于20m，边坡不宜陡于1:1。浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1:1.75，当地质条件良好，边坡高度不大于20m时，其边坡坡率不宜陡于1:0.5，上部高度（H8m，H为填土高度）为1:1.5，下部高度（H12m）为1:1.75。6.2.4 边沟设计根据公路路基设计规范（JTG D03020XX）可知边沟横断面一般有梯形边沟、矩形边沟、三角形边沟等。考虑本公路为二级公路，工程上通常采用底宽为0.4m，深0.4m，内、外侧边坡坡度均为1:1。6.2.5 横断面设计步骤（1）根据外业横断面测量资料点绘横断面地面线；（2）根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上；（3）根据地质调查资料，标出土石界限、设计边坡坡度，确定边沟形状和尺寸；（4）绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、落碎台等，在弯道上的断面还应标出超高、加宽值。一般直线上的断面可不标出路拱坡度；（5）计算横断面面积（含填、挖方），完成全图；6.2.6各类表格的输出根据纬地软件的计算可得出逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表、路基土石方数量汇总表及土石方调配。6.2.7 加宽值计算汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中后内轮半径最小，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。对于半径R250 m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。（1）平曲线加宽要求路面应在曲线内侧进行加宽。路面加宽后，路基也应相应加宽。分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值，设计时应通过计算确定其差值。（2）加宽的过度路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上加宽后的宽度的渐变段称为加宽缓和段。在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽缓和段内任意点的加宽值 式中：任意点距缓和段起点的距离（m） 加宽缓和段长（m） 圆曲线上的全加宽（3）加宽缓和段的长度1. 对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同的长度。2. 对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用与超高缓和段相同的长度。3. 即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐变率为1:15且长度不小于10m的要求设置。6.2.8 超高设计 超高是将公路曲线部分的路面设计成向曲线内侧倾斜的单向横坡，使得汽车在曲线上行驶时能够获取一个指向曲线内侧的横向分力，以克服或削弱离心力对行车的影响。本公路设计等级为二级，采用绕内边线旋转超高过渡。对任意半径圆曲线超高值的确定，由汽车在圆曲线上行驶时力的平衡方程式可得： 设计行车速度（m/s） 圆曲线半径（m） 横向力 值主要与圆曲线半径有关且随半径的增大而减小。其关系式为： 当计算出的超高值小于路拱横坡时，取；当计算出的超高值大于最大超高值时，取。 为行车舒适、路容美观和排水通畅，必须设置一定长度的超高过渡段，超高过渡是在超高过渡段全长度内进行。双车道公路最小超高过渡段长度计算： 式中：最小超高过渡段长度（m） 旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m），绕内侧边线旋转时，。为行车道宽度。 超高坡度与路拱横坡度的代数差（），绕内边线旋转，为超高值。 超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外边线之间的相对坡度。 本设计超高值计算公式见下表：表6.1 绕内边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备注圆曲线上外缘1. 计算结果均为与设计高之差2. 临界断面据过渡段起点：3. 距离处的加宽值：4. 内、外侧边线降低和抬高值是在Lc内按线性过渡，路容有要求时可采用高次抛物线过渡中线内缘过渡段上外缘（或）中线内缘7 路基设计7.1 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（JTG B0120XX）规定，本二级公路横断面技术指标为：路基宽度为12m，其中路面宽度为7.50m，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0.52=1.0m，路面横坡，硬路肩横坡为2，土路肩横坡为3。7.2 路基边坡 本设计填方一级边坡一律采用1:1.5，二级边坡一律采用1:1.75；对于挖方边坡一级边坡一律采用1:0.5，二级边坡一律采用1:0.75。7.3 路基填料填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。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。细粒土作填料，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，应优选用内摩擦角较大的砾类土，砂类土填筑。含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为路基填料。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易熔盐超过允许含量的土，不得直接用于填筑路基；确需使用时，必须采取技术措施进行处理，经验证满足设计要求后方可使用。7.4 路基处理7.4.1 一般路基处理原则 1. 应从填方坡脚起向上设置向内侧倾斜的台阶，台阶宽度不小于2m，在挖方一侧，台阶应与每个行车道宽度一致、位置重合。2. 石质山坡，应清除原地面松散风化层，按设计开凿台阶。3. 孤石、石笋应清除。4. 纵向填挖结合段，应合理设置台阶。5. 有地下水或地面水汇流的路段，应采用合理措施导排水流。7.4.2 路床处理 （1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱横坡一致。（2）挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质疏松，渗水，湿软，强度较低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。（3）填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理。底基层土质密实，地面横坡缓于1:2.5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土应予以处理清除。当地面横坡陡于1:2.5时，地面须挖成阶梯式，梯宽2.0m，高1.0m，并做2的反坡。此外，路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截、引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石、块石或砂、砾等透水性材料。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基时，应按特殊路基处理。7.4.3 特殊路基处理 （1）软土地基处治前，应复核处治方案的可行性，编制实施性施工组织设计。 （2）软土地基处治材料的选用及处治方案，宜因地制宜、就地取材。 （3）换填施工应符合下列规定：1. 换填料应选用水稳性或透水性好的材料。2. 回填应分层填筑、压实。 （4）抛石挤淤施工应符合下列规定：1. 应选用不易分化的片石，片石厚度或直径不宜小于300mm。2. 软层底层平坦、软土成流动状时，填筑应沿路基中线向前成三角形方式投放片石，再渐次向两侧全宽范围扩展。当软土地层横坡陡于1:10时，应自高侧向低侧填筑，并在低侧坡脚外一定宽度内同时抛填行成片石平台。3. 片石抛填出软土面后，应用较小石块填塞垫平，并碾压密实。 7.5 路基防护 坡面防护，主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面分化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可以兼顾路基美化和协调自然环境。常用的的坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树等）和工程防护（抹面、喷浆、勾缝、砌石护面等）。本段公路主要采用铺草皮防护、浆砌片石护面墙、浆砌片石挡土墙（1） 一般地段若路基填土在常水位以上或局部浅挖方路堑地段，边坡采用铺草皮防护。（2） 挖方较高的路堑边坡下部3.5m以内采用浆砌片石护坡，上部采用铺草皮防护。（3） 对于分化严重的泥质、粉砂质板岩，因多数地段呈碎、块状，节理及裂隙发育，坡面采用浆砌片石护面墙进行防护。8路面设计 沥青路面设计包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比以及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选等。8.1 沥青混凝土路面概述1、 路面结构设计的原则 （1）路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，将路面作为一个整体考虑，进行综合设计。 （2）在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资”的原则进行路面设计的技术经济比较，选择技术先进，经济合理，安全可靠的方案。 （3）应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技术。 （4）路面设计方案应充分考虑沿线环境保护、自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员的健康与安全。 （5）为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。2、 沥青路面结构设计理论与方法世界各国的沥青路面结构设计方法，可分为经验法和力学经验法两