本科毕业论文-重庆s319公路01段施工图设计

引言施工图设计是进行公路和城市道路设计施工建设的必要环节，此环节设计的好坏直接影响着以后整个工程的施工进度和质量。它是通过所给的地形图在充分考虑当地的地形地物条件并且结合各种规范而进行的道路的综合设计。它一般包括道路的平纵横设计、防护设计、排水设计、路基设计、路面设计、交通工程设施设计等。本次通过设计实例重庆S319公路01段公路按新建三级公路设计，使我们能掌握道路设计过程的一些基本的原则，了解道路基本设计的内容和程序等。通过此次毕业设计，可以使我们在如何进行公路施工图设计方面进行一次全面的、系统的训练，使我们了解公路施工图设计所包括的工作内容、工作程序、施工图设计文件所包括的内容及文件的编制办法等，为今后从事公路工程工作打下良好的基础。通过毕业设计，既有助于提高我们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地适应工作环境。本次设计中的主要任务是根据现行有关设计标准与规范的规定完成在指定的起、终点之间的新建公路设计，设计阶段为一阶段施工图设计，要求按公路等级三级、设计车速40KM/H进行设计1在进行技术经济分析论证的基础上，选定本次三级公路的路线设计方案，根据道路技术等级和道路技术标准，计算确定相关参数。2、进行该道路曲线要素计算、编制相关计算结果表。3、路基路面设计。4、绘制本公路路线平、纵、横断面设计图，路基路面结构图；涵洞图；小桥设计图等。本毕业设计是严格在各种规范的指导之下进行的，内容严谨、详细，具有一定的参考价值和实用价值。2014年5月目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111设计的任务与内容1111设计原始资料1112设计后应提交的设计文件112设计任务要求2第2章路线平面设计221基本线形要求322平面设计步骤6221选线的目的和任务6222选线原则6223选线步骤723平面设计成果10第3章路线纵断面设计1131本路段纵断面概况1132纵坡设计12321设计的基本原则12322纵坡设计步骤1233纵坡设计成果14第4章路基横断面设计1541路基很断面组成1542基本要求1543一般路基设计1644路基排水设计1745工程量及土石方调配1746设计成果18第5章路面设计1951概述1952计算1953设计成果23第6章结构物设计2461挡土墙24611挡土墙设计24612挡土墙验算2562涵洞设计56621各类涵洞的特点57622涵洞择位原则58623进出口的选择58624涵洞孔径计算59625涵长及涵洞工程量计算59626施工方法及注意事项6063小桥设计60631小桥设计图表的内容61632桥涵形式及跨径的确定61633小桥设计步骤61634小桥孔径计算确定62635确定桥头路堤及桥面最低标高6264桥涵施工说明62641材料62642地基64643圬工砌体64644排水、防水设备及回填6565设计成果65第7章特色设计普通混凝土路面6671水泥混凝土路面特点6672普通水泥混凝土路面构造66721路基和基层66722混凝土面板67723接缝的构造与布置67724水泥混凝土路面与沥青路面相衔接6873设计计算6874设计成果70第8章工程预算编制7181工程预算编制的定义及作用71811工程预算的定义71812工程预算的作用7182预算编制的依据及项目表71821预算编制依据71822预算编制项目表7183工程预算编制说明72结论73致谢75参考文献76摘要本路线途经山岭微丘区，本着安全、经济、实用、美观的原则，对该路段进行施工图设计。本次三级公路施工图设计是在所在地区的地形、地质、气候的影响下，按照设计规范进行的。本次设计的内容有平面线设计、纵断面设计、横断面设计。平面线设计包括纸上选线、定线，圆曲线、缓和曲线参数设定，直线设计等；纵断面设计包括拉坡、竖曲线设计等，超高的设定满足了设计要求，在竖曲线设计时，应注意行车视距和视线诱导问题即满足“平包竖，竖包圆”，合成坡度也要满足规范要求；横断面设计时，使行车更加舒适，为确保道路的使用年限，在路段上还做了防护和排水设计。排水设计包括路基排水，路面设计为沥青混凝土路面设计。施工图是工程的重要组成部分，可以使道路的实用性和经济性得到更好的保证，同时，也要求道路的美观性和实用性、经济性相结合。关键词施工图路基设计平面纵断面横断面ABSTRACTTHISROUTEGOESBYWAYOFTHEMICROMOUNTAINHILLAREAOFHILLOCKOFMOUNTAINRANGE,BEINGINTHELIGHTOFTHESAFETY,ECONOMY,PRACTICAL,THEPRINCIPLEOFTHEBEAUTY,CARRYONTHECONSTRUCTIONTOTHEROADSSEGMENTDIAGRAMDESIGNWORKINGPROPERLYTOHOPETHEHIGHWAYCONSTRUCTIONDIAGRAMDESIGNISUNDERTHEINFLUENCEOFTHEGEOGRAPHY,GEOLOGY,WEATHEROFTHEPLACEREGION,CARRYINGONACCORDINGTOTHEDESIGNNORMOFACONTENTSFORDESIGNHAVETHEFLATSURFACELINEDESIGN,VERTICALSECTIONDESIGN,CROSSSECTIONDESIGN,BLOCKTHESOILWALLDESIGNANDTHEENGINEERINGQUANTITYCALCULATIONSANDGROUNDSSQUAREDISPENSATIONTHEFLATSURFACELINETHEDESIGNINCLUDESTHEPAPERSELECTLINE,SETTLELINE,ACURVE,THEMITIGATIONCURVEPARAMETERENACTMENT,STRAIGHTLINEDESIGNETCTHEVERTICALSECTIONDESIGNINCLUDESTOPULLTHEGRADIENT,SETEXTREMELYHIGHLYONSATISFYING6OFTHEDESIGNREQUESTINSIDETHEVERTICALCURVEDESIGNETC,ATTHEVERTICALCURVEDESIGN,ATTHEREQUESTOFNOTICETOGOTHECARTOSEETOBEAPARTFROMTOINDUCETHEPROBLEMTOSATISFY“AVERTICALCURVE“NAMELYWITHVIEW,SYNTHESIZETHESLOPEALSOWANTSATISFYTHENORMWHENTHECROSSSECTIONDESIGN,CONSIDEREDTHEEXTREMELYHIGHCONSTITUTION,MAKEGOTHECARMORECOMFORTABLE,INORDERTOINSURETHEUSAGETIMELIMITOFTHEROAD,STILLDIDTHEPROTECTIONANDDRAINTHEDESIGNONTHEROADSEGMENTDRAINTHEDESIGNTOINCLUDETHEROADBEDCATCHMENT,THEROADFACESTHEDESIGNANDHASTHESIDEDITCHDESIGNANDCUTSTHEDRAINDESIGNANDTHEROADARCHCATCHMENTSTHECONSTRUCTIONDIAGRAMISTHEIMPORTANCEOFTHEENGINEERINGTOCONSTITUTETHEPART,CANMAKETHEFUNCTIONANDECONOMYOFTHEROADGETTHEBETTERASSURANCE,ATTHESAMETIME,ALSOREQUESTTHEBEAUTYANDFUNCTION,ECONOMYOFTHEROADTOCOMBINETOGETHERKEYWORDSDIAGRAMDESIGN；ROADDESIGN；FLATSURFACEDESIGN；VERTICALSECTIONDESIGN；CROSSSECTIONDESIGN第1章绪论根据重庆交通大学土木建筑学院公路与城市道路专业要求，按照三级公路的标准完成对重庆S319公路01段进行全线设计。该路段全长3706914米，设计阶段为一阶段施工图设计，公路等级为三级公路，设计车速40KM/H，设计文件必须符合现行有关设计标准与规范的规定。11设计的任务与内容完成在指定的起、终点之间的三级公路设计，设计阶段为一阶段施工图设计，要求按公路等级三级、设计车速40KM/H进行设计。111设计原始资料1地形图120002交通量交通量年增长率7，近期交通量如下车型作用次数（辆/昼夜）EQ14050JN150100JN16250交通14170CZ361100延安603自然地理条件该区属湿润的亚热带季风气候，雨量充沛，霜少无雪，气候温和，夏长冬短，年平均气温在216度左右。主要气候特点是炎热潮湿。一般是夏季潮湿，而冬季稍显干燥，干湿季节分明。春秋两季气候温和，集中的雨季是在夏天。4材料供应沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。5中间控制点根据地形、地物条件，尽量少占用农田由于设计时速为40KM/H，因此设计是应控制好线形，线形标准在满足规范的情况下，尽量减少公路造价。112设计后应提交的设计文件1、说明书S22、设计图路线平面图（全线）S2路线纵断面图（全线）S3路基标准横断面图（公里）S4横断面设计图（公里）S6小桥设计图（一座）S5涵洞设计图（一道）S7路基防护工程设计图（挡土墙整段）S18路面结构图（全线）S20专题特色设计S303、表格直线、曲线及转角表（全线）S4路基土石方数量表（公里）S12路基设计表（公里）S2路基排水及防护工程数量表（公里）S17路面工程数量表（全线）S19平曲线上路面加宽表（全线）S21施工图预算表（只计算已设计有工程量部分的工程预算）S12设计任务要求1设计必须符合“重庆交通大学本科毕业设计规范化要求”的内容。2所有设计图均要求在坐标纸上（路线平面图直接在地形图上完成），手工绘制（计算机绘制的路线平面图只完成路线与曲线表部分）。3说明书必须用计算机打印；表格可采用计算机绘制。4图幅要求297420（A3复印纸）。5设计文件在答辩完后进行装订，共装订成二册，第一册为说明书，第二册为设计图表。6设计文件（包括说明书）严禁雇人代做、抄袭。一经查出，毕业设计成绩为“不及格”。第2章路线平面设计线形是道路的骨架，对路段平面线形设计，是道路最基本的，也是最重要的设计阶段，此阶段的设计将影响后面的道路构造物设计，排水设计，土石方数量，路面工程及其他结构物，对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行等都产生很大的影响。因此，路线线形必须满足汽车行力学，司机视觉和心理的要求，必须与地形，地物环境相协调，与沿线的土地利用，自然资源开发和社会经济等相适应。合理利用地形，正确选用标准，确保路线线形的均衡性，处理好远期和近期的关系，整体与局部的关系，充分考虑农业等方面的要求，既要使工程量小，投资少，又要考虑施工养护管理、经济效益、交通运营等方面的利弊得失。选用较好的技术指标，以提高公路的使用质量，充分做到技术上可行、经济上合理。设计者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来。在设计的顺序上，一般是尽量顾及到纵断面、横断面的前提下先定平面，沿这个平面线形进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其他必要的资料后，在设计纵断面和横断面。为求得线形的均衡、土石方数量的减少以及构造物的节省，必要时在修改平面，这样经过几次反复，可望得到一个满意的结果。由于给定了地形图（12000），在选线时采用纸上定线，在已知的地形图上，进行路线布局方案比选，以而在纸上确定路线。21基本线形要求211直线直线是公路线形中最常采用的基本形式，它以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷，缩短里程，行车方向明确等优点。但从行车的安全和线形美观来看，直线过长线形呆板，会使司机行车单调引起疲劳，容易使司机超速行驶，难以准确目测车间间距，以及夜间对向行车产生眩光等原因，直接影响行车安全。另外，在山区、丘陵区，过长的直线难以与地形及周围环境相协调，会严重破坏自然景观，容易造成大挖大填，经济性差。关于直线的最大最小长度应该有所限制，从理论上求解是非常困难的，主要是根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来决定。根据公路路线设计规范，对于设计车速大于或者等于60KM/H的公路，同向曲线间直线最小长度（以M计）以不小于行车速度（以KM/H计）的6倍为宜；当计算行车速度小于等于40KM/H时，可参照上述规定进行。而反向曲线间直线最小长度以不小于行车速度2倍为宜。本路段设计车速为40KM/H，根据公路路线设计规范JTGD202006对直线长度作了如下限制（1）同向曲线间最小长度6V640240M（2）反向曲线间最小长度2V24080M212圆曲线圆曲线也是平面线形中常用的线形，它在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置。各级公路无论转角大小都应设置圆曲线，圆曲线配合得当，可获得圆滑舒顺的路线。较大的圆曲线具有线形美观、顺适、行车舒适等优点。在平曲线设计中，都希望采用较大半径的圆曲线，以提高路线质量，是因为过短的平曲线使汽车在曲线上行使时间短暂，司机操作极为不便，同时乘客也受到冲击。在较小转角的平曲线，即使半径很大，曲线长度仍然很短，司机容易将曲线半径判断得比实际小得多，而使在行车速度降低。因此对圆曲线的相关指标也应做出限制。（1）一般限制从行车稳定、舒适、经济方面考虑，公路路线设计规范JTGD202006对圆曲线半径作了如下限制圆曲线最小半径一般最小半径100M极限最小半径60M不设超高（I路拱20）最小半径600M不设超高（I路拱20）最小半径800M圆曲线最小半径极限值（M）60M一般最小半径是在一般情况采用的平曲线最小半径限值，这种半径能充分保证行车的舒适感，是全线绝大多数情况下可能采用的半径,是设计时建议采用的值，确定一般圆曲线最小半径采用的横向力分布系数为005006。极限最小半径是平曲线半径设计的极限值，在设计中任何情况下都必须满足。为保证汽车行驶安全、舒适、经济，只有在特殊困难地形条件下才采用极限最小半径。在设计时，圆曲线半径应尽量采用大于或等于曲线一般最小半径值，以提高公路的使用质量，提高行车的舒适性。圆曲线半径过大，会使圆曲线太长，对测设和施工不利，且过大的圆曲线半径其几何性质与直线无多大差异。因此公路路线设计规范规定圆曲线最大半径不超过10000M为宜。平曲线最小长度一般公路以2倍（即在平曲线上行使6S）计算。因此公路路线设计规范规定三级公路40KM/H缓和曲线最小长度35M。而各级公路的平曲线，一般情况下应该能够设置两段缓和曲线及一段圆曲线，平曲线一般长度按9S行程长度控制，即缓和曲线与圆曲线长度均保证3S的行程，缓和曲线圆曲线缓和曲线111，才能使其线形美观、顺畅。（2）圆曲线半径的确定原则圆曲线能较好地适应地形的变化，并可获得圆滑的线形，使用范围较广且灵活。圆曲线在适应地形的条件下，应尽量选用较大的半径。在定半径时宜遵循以下原则一般情况下以采用极限最小半径的48倍或超高为24的圆曲线半径为宜。当地形条件不受限制时，应尽量采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径为宜。选择半径时应结合前后线形综合考虑，以形成连续的线形。并要考虑平曲线与纵坡的关系，避免小半径与大纵坡重合即形成陡坡急弯。弯道半径的选择，应按技术标准根据实地的地形、地物、人工构造物及其它条件的要求，按合理的曲线位置用外距、切线长等控制条件反算。小偏角的弯道容易使司机产生错觉，应尽量避免。一般情况下转角不小于7为宜。当同向曲线间插入短直线时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成反弯的错觉是整个组织线形缺乏连续性，形成“断背曲线”。因此在设计时应予以尽量避免。213缓和曲线在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即为缓和曲线。其作用是线形缓和、行车缓和及超高加宽缓和。当平曲线半径小于不设超高的最小半径事应设置缓和曲线。缓和曲线可采用回旋曲线、三次抛物线，高次抛物线等线型。因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合，在我国，公路路线设计规范规定采用回旋曲线。公路路线设计规范JTGD202006规定三级公路（设计车速40KM/H）最小缓和曲线长度不小于35M。214平面组合线形本设计路段采用的平面线形形式有基本型、S型曲线、C型曲线。1基本型曲线所采用的回旋曲线圆曲线回旋曲线控制在111左右；2S型曲线采用两个反向圆曲线间用两个反向回旋线连接的组合形式，从行使力学上和线形协调、超高缓和考虑，S型曲线相邻两个回旋曲线参数A1和A2宜相等，若采用不同参数，其值相差不宜过大，应符合15及R/3AR21AS型曲线两个圆曲线半径之比不宜过大，以符合11/321R式中R1为大圆曲线半径（M），R2为小圆曲线半径（M）；C型曲线采用同向曲线的两回旋线在曲率为零处径向衔接的形式。3C型曲线采用同向曲线的两回旋线在曲率为零处径向相衔接的形式，C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用，根据现有地形图，为了更好地节约工程量，故选择在JD8JD11处设置C型曲线。22平面设计步骤221选线的目的和任务道路选线的目的，就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地形、地质、地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素，在纸上选定道路中线平面的位置。道路选线的主要任务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曲线的要素，通过纸上选线，把路线的平面位置确定下来。222选线原则1路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。主观条件是指设计任务书（或其它文件）规定中的路线总方向，等级及其在公路网中的地位和作用。客观存在条件是指公路所在地区原有交通布局，城镇、工矿企业、资源状况，土地开发利用和规划的情况以及地形、地质、气象、水文等自然条件。根据12000带状地形图，路线的走向所要解决的问题是在保证公路线形等级标准的同时如何避免少拆迁、少占地，减少填挖方数量以降低和节约公路造价的问题。2正确掌握和运用技术标准。根据任务要求，本次毕业设计应采用最新的公路路线设计规范JTGD202006，因此，在进行纸上定线时，首先应吃透规范。在定线过程中，如工程量增加不大，应尽量采用较高的技术指标。3注意与农业配合，选取线时要处理好公路与农业的关系。注意与农田基本建设的配合，做到少占耕地，并应量不占高产田，经济农作物田或穿过经济园林等。并注意与修路造田、农田水利灌溉、土地规划等相结合。4重视环境保护，尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。在选线时综合考虑由道路修建、汽车交通运行所引起的环境保护问题。5选线时应重视水文、地质问题。223选线步骤公路起终点位置由指导老师给定，用“以点定线、以线交点”的办法大致定出平面交点，然后反复试线最后确定出交点。1方案的确定根据地形图观察山脉走势，寻找合适的路线方向，进而确定大致的路线走向。然后再进一步选择交点寻则合适的通过垭口的位置等，垭口位置选择是相对比较重要控制因素，垭口位置选择点的变动对工程量的影响相对是比较大的，在尽量考虑工程量的条件下逐个选出控制点，在选定控制点后，根据平面线形要求在满足技术要求的前提下确定交点。本次设计公路为新建三级公路，设计时速为40KM/H。整体地形为山岭微丘地形，起终点高差107M，纵坡起伏变化较大，路线在K0740处由于需要跨越一条深沟，所以需要修建一座桥，总体地形较复杂，在确定交点过程需要综合分析地形。2交点位置,交点间距,转角的确定方案设计中,在做好导向线,确定交点后。按照图纸的坐标，逐点测量出各点的大地坐标，然后计算交点的间距，路线的转角，其计算程序如下（1）路线的方位角根据公式ARCTGARCTG式21XY12XY则路线的方位角为第一象限第二象限180第三象限180第四象限360式22（2）路线的转角等于后一方位角减去前一方位角，即21（是“”为右转，是“”为左转）式23（3）交点间距D式242121YX3平曲线设计及敷设（1）缓和曲线长度的确定三级公路其最短缓和曲线长为35M。关于缓和曲线长度的确定主要考虑下列三点因素最小缓和曲线长度LS35M超高缓和段长度按LC计算，式中式PIBGC25LC超高缓和段长度B路面宽度，取7MIC最大超高横坡（）IG路拱横坡（）超高渐变率且一般应满足LSLC当LC35时,LSLC。另外，对控制条件较严的路段进行验算，看是否满足要求，确有把握后才把R和LS定下来，在进行曲线验算时特别要注意抓住主要矛盾，确定好控制条件。一般同向、反向曲线间距较近时，需要验算中间直线段长度是否符合要求；桥头引线段宜用切线长为控制条件小偏角宜用曲线长控制；大偏角及弯道内侧有地形、地物限制时，宜用外距控制；陡坡急弯段宜用合成纵坡控制；当线位在曲线上时，宜用曲线上任意点控制。设计时应综合考虑以上因素，最终确定缓和曲线的长度。2平曲线设计平曲线的设计有多种组合型式，如简单型、基本型、型、型、凸型、卵型及复曲线等，常用型式有简单型、基本型及型。其计算公式各有不同，下面就基本型曲线计算公式分列如下基本型曲线TRPTGQM2L2R2LSRLSM180180ERPSECRMJ2TLQLS/2LS3/240R2PLS2/24RLS4/2384R30式26RLS9三级公路40KM/H的极限最小半径为60米，一般最小半径为100米，设计时，应尽量采用大半径圆曲线。平曲线设计最主要的是确定圆曲线的半径，园曲线的半径确定具有多种控制条件，本路段共有三种情况A直接选定（放坡定线时以LSLYLS111左右）；B外距控制；C切线长控制（在反向曲线处采用）。本设计有两段平曲线，均为基本型曲线。3计算书交点间距、路线的转角计算已知起点（79879133，655607），JD182468319，1320978，JD288586793，548053，JD391484886，1181782，JD495019102,1385435，JD596696244，2141303，JD698883844，505798，JD7102838521，5257208，JD8106601781，4166197，JD9108849456，5767533，JD10111740139，4471620，终点111824142，2355271解1起点到JD1的路线与X轴的夹角ARCTG372132112XYJD1到JD2的路线与X轴的夹角ARCTG711572JD2到JD3的路线与X轴的夹角ARCTG12201112JD3到JD4的路线与X轴的夹角ARCTG31758212XY同理算出所有的路线与X轴的夹角，那么就可以得出JD1处的转角1443329（右转）JD2处的转角219325（左转）JD3处的转角19213（右转）JD4处的转角2205745（左转）JD5处的转角161236（右转）JD6处的转角287042（右转）JD7处的转角1662347（右转）JD8处的转角251386（右转）JD9处的转角1593653（右转）JD10处的转角2633448（右转）起点到JD1的距离325742L2121YXJD1到JD2的距离616710JD2到终点的距离296257L2121详细结果见直线曲线及转角表。2桩位的敷设（利用切线支距法）桩号的敷设的计算方法如下在回旋曲线上，2540LSRLX式3736LLY（27）在圆曲线上,MMRQXSINCO1Y式282647980RLSM其中圆曲线上任意点M到缓和曲线终点的弧长（M）MLL和曲线上的任意点到ZH或HZ点的长度（M）曲线主点桩号计算ZHJDTHYZHLHYHHYLYHZYHLHQZHZL/2式29JD2JD1LABJ1式210其中LH缓和段长度（M）LY圆曲线长（M）J校正值J2TLT总切线长（M）LABJD1到JD2间的距离（M）用此方法可以定出各交点对应的主点位置，圆曲线用圆规在地形图上画出，而缓和曲线则用曲线板画，从而定出路中线。23平面设计成果按着要求将计算得出的结果布设到平面图上，并且上墨，注明路线起终点、曲线起终点、百米桩、公里桩，完成平面设计图，填写直线、曲线转角表。第3章路线纵断面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。纵断面设计应根据公路的性质、任务、等级和地形地物、地质等情况，考虑路基排水等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平曲线线形组合关系进行设计。31本路段纵断面概况公路工程技术标准JTGB012003对纵坡所作规定如下1最小坡长120M2最大纵坡703最大合成坡度1004纵坡长度限制4最大坡长1100M5最大坡长900M6最大坡长700M7最大坡长500M5竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（M）一般值700极限值450凹形竖曲线半径（M）一般值700极限值450竖曲线最小长度（M）35当连续上坡（或下坡）时，应在不大于上述最大坡长所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3，其长度应符合最小坡长限制的规定。为了保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于05。本路段共设变坡点6个，最大纵坡5543，最小纵坡1456，三个凸形竖曲线和三个凹形竖曲线。其中凸形竖曲线半径分别为2900M、2300M和5300M，凹形竖曲线半径分别为为4000M、3000M和5000米。32纵坡设计321设计的基本原则1纵坡设计必须满足公路路线设计规范JTGD202006的有关规定，一般不轻易采用极限值。2纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡。3纵面线形应连续、平顺、均衡，并重视纵面线形的组合，在纵面线形的组合上应注意以下几点（1）在短距离内应避免线形起伏过于频繁，由于纵面线形连续起伏使纵面线形发生中断，视距不良。（2）避免“凹陷”路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全。（3）在较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓。（4）纵坡变化小时，宜采用较大的竖曲线半径。（5）纵面设计时应注意与平面线形相协调，尽量作到“平包竖”，“竖包圆”。4纵坡设计应争取填挖平衡，尽量做到利用挖方作就近填方，以减少借方和废方。节省土石方数量，降低过程造价。322纵坡设计步骤1加桩及地面标高的读取关于地面高程的读取，采用等高线内插法读取。2点绘地面线根据各中桩所对应的地面高程，在规定图纸或计算机上点绘地面线，具体采用的比例分别为横向（里程方向）12000，纵向（高程方向）1200。同一张图纸中可以采用不同的高程坐标系，以有利于绘图。绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面高程、设计高程、填挖高、坡度、坡长、以及土壤地质说明。3标注纵断面控制点本路段的主要控制点有起点、终点、一座大桥以及一座小桥。4试坡按照满足控制点，照顾经济点的原则，用三角板推平行线的办法，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、又能保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点的位置。5调坡将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者基本相符。根据初定变坡点的位置，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要求，特别是注意陡坡与平曲线、桥头接线等的地方是否一致，如不符合，将对其进行修正和调整，同时考虑选线的意图。6核对主要核对曲线的合成纵坡，检查是否满足要求，同时检查填挖值是否超过20米。7定坡度线经调整核对合理后，把坡度值、变坡点桩号确定下来，将变坡点桩号调整到整10米桩号处，变坡点的高程是根据路线起点的设计高程由以确定的坡度、坡长依次推算出来。在设计纵坡时还应注意平竖曲线重合时，要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况；大中桥上不不宜设置竖曲线，如在桥头路线有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10M以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变，同时还应注意大、中桥上纵坡不大于4。8设计竖曲线（1）半径的选择竖曲线半径的选择主要考虑以下因素1）选择半径应符合公路路线设计规范JTGD202006所规定的竖曲线最小半径和最小长度的要求。2）在不过分增加土石方工程的情况下，为使行车舒适，应采用较大半径。3）结合纵断面起伏情况和标高控制要求确定合适的外距，按外距控制反算半径R（M）式28E314）考虑相邻竖曲线的连接（即保证最小坡段长度或不发生重叠），限制曲线的长度，按切线长选择半径R（M）式T2325）过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都不利，选择应注意。（2）几何要素的计算I2I1LRTL/2ERT2Y式33X其中R竖曲线半径（M）T切线长度（M）L竖曲线长度（M）E竖曲线变坡点的外距（M）X竖曲线上任意一点P距竖曲线起点或终点的水平距离Y竖曲线上任意一点P距竖曲线起点或终点的纵距（M）（3）计算竖曲线上任意一点的纵距Y。Y式RX2（33）式中Y计算点纵距；X计算点桩号与竖曲线起点（或竖曲线终点）的桩号差。（4）计算竖曲线后各桩号的设计标高起点桩号变坡点桩号T起点高程变坡点高程TI设计标高切线高程Y式（34）（5）点绘竖曲线。（6）计算施工高度，填绘有关资料，完成纵断面图，施工高度为地面高与设计高之差。33纵坡设计成果详见路线纵断面图。第4章路基横断面设计41路基横断面组成1一般组成（1）行车道供各种车辆行驶部分的总称（2）路肩位于行车道外边缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物。（3）中间带高速公路及一级公路上用于分隔对象车辆的带状构造物。（4）边坡为保证路基稳定，在路基两侧具有一定坡度的破面。（5）边沟为汇集和排除路面、路肩及边坡流水在挖方或低填方路基两侧设置的纵向排水沟。（6）一般组成高速公路和以及公路横断面一般由路肩、行车道、中间带。二、三、四级公路一般由路肩与行车道组成。（7）特殊组成应急停车道、爬坡车道、变速车道、错车道、护坡道、碎落台、截水沟、避险车道。42基本要求横断面是中线上各点的法向切面，它有横断面设计线和地面线构成，路基横断面设计就是在各中桩位的横断面地面线的基础上，确定横断面设计线的形状、尺寸、结构等的工作。目的主要是为路基施工提供资料数据（即路基横断面设计图）；为计算土石方提供面积资料。路基是路面的基础，路基的强度与稳定性直接影响到路面的强度与稳定性。所以对路基的一般要求是1断面尺寸符合设计公路工程技术标准；2具有足够的强度与稳定性，又要经济合理；3防水害，必须采取拦截或排出路基以外的措施，兼顾当地农田基本建设要求。按山岭微丘区三级公路标准，本路段路基宽度为85米，其中行车道宽度为23570米，没有设硬路肩，土路肩宽度为2075。路面、横坡为2，土路肩横坡为3。超高方式为绕行车道内边缘旋转。路基设计标高采用未设超高、加宽之前的路基边缘标高。各路段路基设计详见路基横断面图。43一般路基设计本次毕业设计选做1000M范围的路基横断面设计。本设计选做桩号为K1000K2000段。1加宽计算根据公路工程技术标准规定凡半径小于250米的平曲线都要予以加宽，以能使汽车安全地通过曲线。四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第一类加宽值，其余各级公路采用第3类加宽值。在本设计中为三级公路，采用第3类加宽，加宽方式为线性加宽。2超高计算在平曲线范围内，为抵消车辆在曲线路段行使时产生的离心力，应设置超高，提高行车的安全性和舒适性。为适应行车要求，在半径小于600M的圆曲线上必须设置超高，以消除离心力引起的行车不适。3超高方式本设计采用绕车道内侧边缘旋转。4设计方法（1）根据平面图上中桩位置量出路中心线两侧20米左右的地面资料，点绘地面线。（2）根据路线及路基资料将横断面的填、挖值及有关资料路基宽度、加宽值、超高值、缓和曲线长、曲线半径抄于相应桩号断面上。（3）绘制横断面设计线，又称“戴帽子”。（4）计算横断面面积。5填方路基边坡设计根据土质情况故考虑到边坡稳定性，选取路堤边坡按115放坡。在填方高度较大，按115放坡占地面积大时，可设置挡土墙或以填石路堤石砌护肩、砌石路基和石砌护脚等结构物以节省占地。在原地面线横坡大于15的斜坡上填筑路堤时，原坡面应开挖台阶，宽度不小于1米，台阶应有24的反向横坡，以保证填土的稳定性。其各种结构物设置情况如下石砌护肩在填方比较低的路段，下面是比较陡的边坡时，采用护肩以增加稳定性。护肩采用浆砌片石，其内坡均为直立，基础应设在基岩上，做成竖直的；如无基岩亦可设在坚实的土基上，但就加深基础（埋置深度一般不小于05米），做好排水措施。护肩背后填料为石料。护肩顶部用平整的大石块铺砌。6挖方路基设计由于本路挖方为良好的筑路材料，在开挖地段，除表层土为粘土外其余则为强度较高的弱风化岩石，所以在挖方路段按105边坡。边沟采用梯形，边沟均深06米，宽06米。44路基排水设计排水的一般原则1各种路基的排水沟渠的设置与联结应尽量少占或不占农田,并与当地农田水利建设相结合。2设计前必须进行调查研究，以使排水系统的规划和设计做到正确合理。3排水设计要因地制宜，经济适用。3排水沟渠的出水口应尽量引至天然河沟，以减少桥梁涵的工程。4排水构造物的设计，应贯彻因地制宜，就地取材的原则。本路段只做边沟设计，设置为梯形边沟，底宽06M,高06M。45工程量及土石方调配基本公式路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖的不规则性要精确计算土石方体积是十分困难的。在工程上多采用近似计算。假定相邻横段面间为一棱柱体，按平均断面法计算其公式为LAV212式中，相邻断面的面积。1A2L相邻断面的间距。2断面积计算可以采用数格子的方法。如果采用了计算机绘图，断面面积可以用CAD程序中“查询面积”命令直接求取。3土石方调配1以先横向后纵向的次序进行。2纵向调运要求在经济运距范围之内。3不跨越深沟和少做上坡调运。4借方，弃方应与借土还田、整地建田相结合，减少对农业的影响。5土石应分别调运，调运时可以石代土，但不能以土代石。46设计成果绘制路基横断面图、路基标准横断面图，填写平曲线加宽表、路基设计表和路基土石方数量表。第5章路面设计51概述本路段采用沥青混凝土路面，按三级路标准，结合规范推荐组合，综合考虑防水和耐磨性等指标，采用6CM厚沥青贯入式作为路面面层。以石灰粉煤灰材料作为基层，以级配碎石作为底基层。中湿段基层厚度为15CM,底基层厚41CM（分两层摊铺，上层20CM，下层21CM）。沥青路面设计原理我国现行的是沥青路面设计方法,是基于多层弹性层状体系理论进行沥青路面结构设计与计算。是采用多层弹性层状体系理论理论为基础，以路面回弹弯沉为设计控制指标，并对基底弯拉应力和上层破裂面剪应力进行验算的设计。三大设计指标路面设计弯沉值、容许弯拉应力、容许剪应力。52计算根据土基干湿类型，划分路段，确定各段土基E0重庆S319公路01段处于V5区，表层13米土质为粘质土，3米以下为弱风化岩层，查表得土基回弹模量E0275MPA。沥青混凝土路面设计计算书一、中湿状态路面1、任务类别路面结构设计计算2、控制参数公路等级三级公路计算模式完整的路面结构设计计算及验算控制指标以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标计算类型新建路面防冻验算与否否3、交通量信息车道系数06设计年限8年交通量增长参数交通量增长分段数1编号年限年增长率187车辆参数车辆种类数6车型名称前轴重KN后轴重KN后轴个数后轴轮数后轴间距M交通量东风EQ1402370692012050黄河JN150490010160120100黄河JN16259501150012050交通SH1412555551012070延安SX16154649125222100长征CZ36147609070222604、路面参数公路等级系数12面层类型系数1基层类型系数1设计层位3设计层最小厚度15CM土基或原有路面回弹模量275MPA土基或原有路面泊松比035结构分层参数结构层数3层位厚度CM20弹性模量MPA泊松比材料名称16500035沥青贯入式2151500035石灰粉煤灰碎石3325035级配碎石二、方案计算结果以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标日平均当量轴次573701累计当量轴次1289047万次交通等级轻交通以半刚性材料层的拉应力为指标日平均当量轴次534695累计当量轴次1201404万次交通等级轻交通路表设计弯沉4318001MM路表计算弯沉43113001MM满足设计弯沉的设计层位计算厚度403CM结构层层位厚度CM材料名称16沥青贯入式215石灰粉煤灰碎石341级配碎石路面总厚度62CM干燥条件沥青路面一、方案基本信息1、任务类别路面结构设计计算2、控制参数公路等级三级公路计算模式完整的路面结构设计计算及验算控制指标以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标计算类型新建路面防冻验算与否否3、交通量信息车道系数06设计年限8年交通量增长参数交通量增长分段数1编号年限年增长率187车辆参数车辆种类数6车型名称前轴重KN后轴重KN后轴个数后轴轮数后轴间距M交通量东风EQ1402370692012050黄河JN150490010160120100黄河JN16259501150012050交通SH1412555551012070延安SX16154649125222100长征CZ36147609070222604、路面参数公路等级系数12面层类型系数1基层类型系数1设计层位3设计层最小厚度15CM土基或原有路面回弹模量415MPA土基或原有路面泊松比035结构分层参数结构层数3层位厚度CM20弹性模量MPA泊松比材料名称16500035沥青贯入式2151500035石灰粉煤灰碎石3325035级配碎石二、方案计算结果以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标日平均当量轴次573701累计当量轴次1289047万次交通等级轻交通以半刚性材料层的拉应力为指标日平均当量轴次534695累计当量轴次1201404万次交通等级轻交通路表设计弯沉4318001MM路表计算弯沉43166001MM满足设计弯沉的设计层位计算厚度312CM结构层层位厚度CM材料名称16沥青贯入式215石灰粉煤灰碎石332级配碎石路面总厚度53CM53设计成果详见路面结构图，路面工程数量表。第6章结构物设计61挡土墙611挡土墙设计1挡土墙的类型（1重力式挡土墙和衡重式挡土墙，它是依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片石（块石）砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，故被广泛采用。（2锚定式挡土墙，它是一种轻型挡土墙，主要由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面，与水平或倾斜的钢锚杆联合组成。它一般多用于路堑挡土墙。有构件断面小、工程量省、不受地基承载力的限制，构件可预制，有利于实现结构轻型化和施工机械化。（3薄壁式挡土墙，它是一种钢筋混凝土结构，包括悬臂式和扶壁式两种主要型式。它们主要用于墙高较大的情况。（4加筋土挡土墙，是由填土及填土中布置的拉筋条，以及墙面板三部分组成。其属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，使用于填土路基。有结构简单，圬工量少，与其它类型的挡土墙相比，可节省大量资金，取得良好的经济效益。因本次设计路段属于微丘区，在K1870K1980填方路段，填土高度比较大，加上地面线坡度比较陡，所以决定在该路段上在设置挡土墙，挡土墙全部采用路肩式衡重式挡土墙。常用的衡重式挡土墙，一般是由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。2挡墙位置的确定（1横坡陡，无法进行填筑且工程量较大的路段；（2有病害的路段，如上挡墙挖方边坡有滑坡的路段；（3冲刷比较严重的，长年受水侵蚀的路段；（4为节约用地，少拆建筑时；（5为保护文物。上述5种情况应考虑设置挡墙，对该路段主要考虑第一种情况。从横段面图及地形图上可看出桩号为K1870K1980段为填方地面线坡度很陡，故在此设立挡土墙。3由地基及地形情况确定沉降、伸缩缝位置，根据具体情况该段挡墙分为10段，其中前8两段长10M，最后两段分别为138M和1285M。4布置泄水孔的位置，数量和间距、尺寸以衡重式挡土墙的衡重台为控制线布置泄水孔，泄水孔的尺寸定为圆孔，下排排水孔的出水口应高出墙前地面30CM，下排排水孔的进水口的底部应铺设30CM厚的粘土隔水层避免积水渗入基底。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层。以免孔道阻塞。5锥坡、基底标高及各段墙的桩号，因该段挡墙的起讫点都与边坡相接，在K1870K1980端采用锥坡与挡墙连接，挡墙墙体部分按比例11逐渐变化与边坡相接。6基础和断面尺寸的确定一般要求基础埋深不小于1米，对有冲刷的地段应在最大冲刷线以下1米，若基础下为岩石，则基础应嵌入岩石01506米。有关断面尺寸详见挡墙标准图。对该路段所设计的挡墙，全长120米。最大墙高14米。7施工说明墙身采用现浇混凝土，基础采用10浆砌片石墙面沟缝用10砂浆，墙顶抹平用10砂浆。当圬工强度达到设计强度的70时，方可进行墙背回填。当回填料为土质材料时，应按规定的30厘米一层分层填筑；当填料为石质材料时，也应分层填筑，并用小石块填缝。回填时注意不要冲击墙背。不合要求的填料如细砂、硬粘土、腐质土、膨胀土及淤泥均不得作回填材料。排水孔每3M设一个，上、下、左、右呈梅花状交错布置。当墙背排水不良或材料有冻涨可能时，在墙后最低一排泄水孔至墙顶05米之间填筑不小于30厘米的砂渗水性材料。612挡土墙验算衡重式挡土墙验算执行标准公路计算项目衡重式挡土墙1原始条件墙身尺寸墙身总高14000M上墙高5600M墙顶宽1000M台宽1000M面坡倾斜坡度10100上墙背坡倾斜坡度10300下墙背坡倾斜坡度10300采用1个扩展墙址台阶墙趾台阶B10600M墙趾台阶H10600M墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率00001下墙土压力计算方法力多边形法物理参数圬工砌体容重23000KN/M3圬工之间摩擦系数0400地基土摩擦系数0350砌体种类片石砌体砂浆标号75石料强度MPA30挡土墙类型一般挡土墙墙后填土内摩擦角40000度墙后填土粘聚力0000KPA墙后填土容重19000KN/M3墙背与墙后填土摩擦角17500度地基土容重18000KN/M3修正后地基土容许承载力400000KPA地基土容许承载力提高系数墙趾值提高系数1200墙踵值提高系数1300平均值提高系数1000墙底摩擦系数0350地基土类型土质地基地基土内摩擦角30000度坡线土柱坡面线段数1折线序号水平投影长M竖向投影长M换算土柱数1500000001第1个定位距离0000M公路II级地面横坡角度20000度墙顶标高0000M挡墙分段长度10000M第1种情况组合1组合系数10001挡土墙结构重力分项系数10002填土重力分项系数10003填土侧压力分项系数10004