道路工程本科毕业设计

1、目目 录录第一部分第一部分 陕南地区陕南地区 d3 标段道路设计标段道路设计1 1 设计原始资料和依据设计原始资料和依据.11.1 设计原始资料.11.1.1 自然地理情况.11.1.2 土壤、地质、水文资料.11.1.3 线路服务范围交通运输要求和技术经济调查资料.21.1.4 交通量资料.31.1.5 桥涵、隧道水文资料.31.2 设计依据.32 2 路线设计路线设计.42.1 道路技术等级确定.42.2 路线方案的拟定和比选.42.2.1 选线原则.42.2.2 山岭区选线要点.52.2.3 路线方案拟定与比选.52.3道路技术标准确定 .82.4 道路平面设计.92.4.1 平面线形设

2、计一般原则.92.4.2 平曲线几何元素计算.92.4.3 平曲线设计成果.102.5 道路纵断面设计.122.5.1 纵断面设计原则.122.5.2 最小填土高度的确定.122.5.3 道路坡长及坡度限制.122.5.4 桥梁、通道控制标高的确定.132.5.5 平纵组合设计.133 3 道路横断面设计和路基设计道路横断面设计和路基设计 .173.1 横断面布置及加宽、超高 .173.1.1 横断面布置.173.1.2 路拱横坡.173.1.3 超高.173.2 路基设计 .173.2.1 一般路基设计.173.2.2 路基压实标准与压实度.203.2.3 路基稳定性分析和支挡设计.213.

3、2.4 路基施工要求及注意事项.214 4 路面结构设计路面结构设计 .234.1 路面类型及结构层组合 .234.1.1 设计原则.234.1.2 路面类型确定.234.1.3 标准轴载及轴载换算.244.1.4 路面结构层组合.254.2 路面结构层组成设计 .264.2.1 基层组成设计.264.2.2 面层组成设计.284.3 路面结构层厚度确定 .304.3.1 确定路面设计弯沉值 ld.314.3.2 计算容许弯拉应力.314.3.3 按容许弯沉计算路面厚度.324.3.4 验算沥青混凝土弯拉应力.334.4 路面施工要求.364.4.1 沥青混凝土面层施工要求.364.4.2 水

4、泥稳定碎石基层施工要求.364.4.3 二灰土底基层施工要求.364.4.4 路面施工步骤及施工工艺.365 5 道路排水设计及桥涵方案设计道路排水设计及桥涵方案设计 .385.1 道路排水设计.385.1.1 道路排水系统设计.385.1.2 排水结构物设计.386 6 道路工程量计算道路工程量计算 .446.1 路基土石方量计算 .446.2 路面工程量计算 .46第二部分第二部分 道路线形与交通事故关系研究道路线形与交通事故关系研究道路线形与交通事故关系研究道路线形与交通事故关系研究 .471 1 引言引言 .472 2 道路线形设计中影响交通事故的主要因素道路线形设计中影响交通事故的主

5、要因素 .482.1 平面线形.482.1.1 直线.482.2 平曲线.492.3 超高.492.4 视距.502.5 平曲线加宽.502.6 缓和曲线.513 3 纵断面线形纵断面线形 .513.1 坡度.513.1.1 坡度对交通安全的影响表现.513.2 坡长.523.21 坡长对交通安全的影响.523.22 连续下坡对制动性能的后效性影响.523.23 能量的积累与意外释放理论.523.3 竖曲线.533.3.1 简单竖曲线的类型及其作用.533.3.2 竖曲线半径对交通安全的影响.533.3.3 新型缓和竖曲线的应用.544 4 行车速度行车速度 .544.1 车速对交通安全的影响

6、.544.2 有关限速依据问题.555 5 线形组合线形组合 .565.1 道路线形组合.565.1.1 平面线形组合对交通事故的影响.565.2 纵断面线形组合.575.2.1 纵断面线形组合对交通事故的影响.575.3 平面线形与纵断面线形组合对交通事故的影响.575.4 线形组合与道路景观的协调性.586 6 驾驶员的行为对交通事故的影响驾驶员的行为对交通事故的影响 .597 7 公路路面与交通安全公路路面与交通安全 .597.1 公路路面的识认性与道路交通安全.607.2 公路路面的抗滑性与道路交通安全.608 8 交通环境与道路交通安全交通环境与道路交通安全 .618.1 交通量与道

7、路交通安全.618.2 交通信息与道路交通安全.619 9 结论结论 .61参考文献参考文献.62本科生毕业设计 第 1 页1 设计原始资料和依据1.1 设计原始资料1.1.11.1.1 自然地理情况自然地理情况路线区位于南秦岭东段山区，北部为中低山，南部为低山丘陵和河谷阶地，地势总体北高南低，地形起伏较大，海拔在 650-1460m 之间，相对高差约 800m。地貌单元可划分为流水切割褶皱-断块中山地貌，流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌，剥蚀低山-丘陵地貌和河谷阶地地貌四种类型。流水切割褶皱-断块中山地貌单元位于杨岩至下官坊段，山脊线连续，山坡多为陡坡，沟谷狭窄，多呈 v 型，局部呈 u 型，海

8、拔 820-1460m，相对高差 350-500m；流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌单元位于下官坊至王家坪段，山坡多为陡坡和中坡，沟谷较狭窄，多呈 u 型，海拔 680-1300m，相对高差 280-350m；剥蚀低山-丘陵地貌单元位于王家坪至高家村段，山岭低缓，山坡多为缓坡，沟谷呈 u 型，海拔 670-880m，相对高差 110-220m；河谷阶地地貌单元位于高家村至赵家村段，地形开阔平缓，河床较宽，一、二级阶地发育，海拔 650-780m，相对高差 20-30m。1.1.21.1.2 土壤、地质、水文资料土壤、地质、水文资料1)工程地质(1)地层岩性设计路线区出露第四系全新统、上更新统、中更

9、新统，第三系下统山阳组，泥盆系上统桐峪释寺组、下统青石垭组和池沟组、牛耳川组地层。土质由粘土组成。 (2)地质构造本路线区位于秦岭复合造山带中段南秦岭造山带构造单元，北侧为北秦岭造山带，两构造单元以黑山断裂为界。路线区属南北秦岭造山带拼接段和南秦岭造山带内，褶皱、断裂发育，地质构造复杂。2)水文地质(1)地表水本项目区域属于汉水流域，区内一级支流水系为乾佑河、金钱河和丹江，大部分河段弯度较大，落差明显，省内金钱河年平均流量 37.1 立方米/秒，最大洪峰量 2040 立方米/秒，最小枯水流量 3.26 立方米/秒。路线沿线河流主要有南秦河、赤水峪、西河和县河。南秦河年平均流量 49.6立方米/

10、秒，最大洪峰量 1790.2 立方米/秒，最小枯水流量 13.7 立方米/秒；赤水峪年平均流量 8.3 立方米/秒，最大洪峰量 299.2 立方米/秒，最小枯水流量 2.3 立方本科生毕业设计 第 2 页米/秒；西河年平均流量 31.2 立方米/秒，最大洪峰量 866.6 立方米/秒，最小枯水流量 9.4 立方米/秒；县河年平均流量 66.7 立方米/秒，最大洪峰量 1856.4 立方米/秒，最小枯水流量 20.1 立方米/秒。 (2)地下水本区地下水主要类型可分为以下 3 类：潜水 此为最发育类型之一，是形成地表水径流的主要来源，赋存状态与第四纪松散堆积层特征有关。基本埋深为 1520 m，

11、本区第四纪松散堆积层分布相对较少，厚度一般20 m，主要由冲积、洪积层、一级阶地和少部分高阶地(二级或二级以上阶地)、坡积、残坡积组成。富水性在冲、洪积层中最好，阶地次之，坡积、残坡积中较差。基岩中潜水多赋存在风化壳或破碎构造岩中，比土体的富水性要差。上层滞水 形成于各类基岩岩体和构造破碎岩体风化带中，属大气降水受局部隔水层所阻，停滞于不同岩体、土体及风化层中所形成。富水性受气候(降水)、地形地貌、岩性及构造发育程度等因素控制。富水性中等。承压水 在工作区主要表现为泉水，与区域断裂结构、裂隙、节理构造、顺层剪切构造等密切相关，埋深较潜水、上层滞水要深。发育于山地断裂破碎带中的众多泉水，均属承压

12、水。另外花岗质岩石、变质火山岩中的裂隙水也可形成承压水。承压水活动可导致岩体溶解、蚀变、风化及组构上的变化，造成岩体类别降低，形成软体岩石而不稳定。3)地震本区处于我国大陆地壳内古板块地体拼接的地带。有记录的地震活动，一般都与活动断裂，特别是形成并控制盆地的地体拼合带继承性活动断裂相关。根据岩土体结构、构造类型、活动断裂强度和区内已发生的地震震级急陕西省地震、峰值加速度区划图等综合分析，本区属于秦岭山地基本稳定区。地震峰值加速度为 0.050.1，地震动峰值加速度以 0.05 为主，在北部(即 f5 断裂以北地区)则由南向北地震动峰值加速度可由 0.05 度增至 0.1。4)气象路线地处山区，

13、气候垂直变化较大，区内河谷年平均气温 1114 ，一月平均气温 0.5 ，七月平均气温 25.6，极端最高气温 37.140.8 ，极端最低气温-12.1-18 ，年平均降雨量 750850 毫米，50%的降水集中于七、八、九三个月，夏多暴雨，间有春、伏旱，秋有连阴雨。山区气温相对河谷区较低。1.1.31.1.3 线路服务范围交通运输要求和技术经济调查资料线路服务范围交通运输要求和技术经济调查资料商州地处陕西省南部，与河南交界，是陕南发展地区，但是该地区道路交通运输欠发达，阻碍了当地经济的发展。从长远的经济发展看，需要新建更多的高本科生毕业设计 第 3 页等级公路，推动该地区经济发展，满足社会

14、发展的需要。设计路段处于商州山区，需要建设一条主干路与外界相连，以利于该地区与外界的经济交流沟通。此一级公路的建设将有利于该地区产业结构的调整和带动经济的发展。该地区拥有丰富的粉煤灰、石灰、水泥、碎石等道路建材资源，质量能够达到技术指标要求，且运输方便。1.1.41.1.4 交通量资料交通量资料路线近期交通量见表 1-1：表表 1-11-1 交通量组成表交通量组成表车型小汽车解放 ca50长征 xd160太脱拉 111s 黄河 jn360交通量(辆/日)15001000800500400注：交通量预计年增长率 =6%1.1.51.1.5 桥涵、隧道水文资料桥涵、隧道水文资料设计地段主要为旱地和

15、山岭，河流没有通航要求，区域范围内没有高等级公路或铁路，只有一条丹江，需设置大桥。由于有高山，所以要设置隧道。对于与其他的乡村公路相交时不需设置通道；排水沟渠，只需修建涵洞。1.2 设计依据1)批准的设计任务书、地质勘测报告、地形图2)公路路线设计规范(jtj 0112006）3)公路沥青路面设计规范(jtg d502006）4)公路沥青路面施工技术规范(jtgf402004）5)公路排水设计规范(jtj 0181997）6)公路路面基层施工技术规范(jtj 0342000）7)公路自然区划标准(jtj 0011986）8)公路路基设计规范(jtgd302004）9)公路桥涵设计通用规范(jt

16、gd602004）10)公路工程技术标准(jtgb012003）11)公路路基施工技术规范(jtj 033-1995）12)公路水泥混凝土路面设计规范(jtg d40-2002）13)公路隧道设计规范(jtj 042-1995）本科生毕业设计 第 4 页2 路线设计2.1 道路技术等级确定由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表 2-1：表表 2-12-1 交通量折算表交通量折算表车型交通量（辆/日）折算系数折算交通量（辆/日）小汽车15001.01500解放 ca5010001.51500长征 xd1608002.01600太脱拉 111s5002.01000黄河 jn360400

17、3.01200总 计6800计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式（2-1）计算nd = n0 ( 1+ ) n-1 (2-1)式中：nd远景设计年平均日交通量，辆/日；n0起始年平均日交通量，辆/日；年平均增长率，取 6%；n远景设计年限，取 15 年；所以 nd=6800(1+6%)15-1=16296.6（辆/日）根据公路工程技术标准 （jtgb012003）中的相关规定：“四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量 1500030000 辆” ；地区经济发展的实际需要，拟定该路为双向四车道一级公路，设计采用的服务水平为二级，设计车速为 60km/h。 2.2 路线方案的拟

18、定和比选2.2.12.2.1 选线原则选线原则1)在路线设计的各个阶段，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、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，运营费用省，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，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。本科生毕业设计 第 5 页3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。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。4)选线应重视环境保护，注

19、意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.2.22.2.2 山岭区选线要点山岭区选线要点山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。纵面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。2.2.32.2.3 路线方案拟定与比选路线方案拟定与比选路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济

20、和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案。方案一线型：直线圆曲线直线路线从 a 点出发，先设计一段长直线，其后连接一半径为 2000m 的平曲线，最后连接段到达终点 b。两直线中间只有一圆曲线相接，线形较简单。公路等级一级，设计时速 60km/h,设计穿越耕地，起点和终点之间设计一个平曲线，设计公路需穿越村庄，经验算满足国家规范要求。方案二线型：直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线圆曲线路线同样从 a 点出发，接一段直线后，连接一段长度为 90m 的缓和曲线，再直接连接

21、一半径为 700m 的平曲线，然后再接长度为 90m 的缓和曲线，由于转角较大，特设置一同向圆曲线，最后到达 b 点。公路等级一级，设计时速 60km/h,设计穿越耕地，在起点和终点之间设计两个同向曲线，第一个曲线半径 r=700m,缓和曲线长度 l=90m 转角 =18切线长t=156m,曲线长 l=310m.第二个曲线半径 r=700m,缓和曲线长度 l=90m,转角=36切线长 t=273m,曲线长 l=529m.设计公路沿山脚通过，验算满足国家规范要求。本科生毕业设计 第 7 页各方案的设计参数比较见表 2-2： 表表 2-22-2 方案比较表方案比较表方案一方案二路线总长度（m）20

22、842087平曲线半径(m)2000700700缓和曲线无有有超高情况不设置设置大桥00中小桥00有无特殊地基无无靠近村庄(个)11穿越河流(条)11拆迁情况较多少量一级公路投资比较大，对所经过地区的经济起重要作用，所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，设计要特别注意线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。从表 2-2 中可以看出：方案一有一条圆曲线，方案二有两条圆曲线，且都经过耕地，无特殊地段。从技术经济的角度来看: 两方案设计长度方案一为 2084 米，方案二为 2087 米

23、，公路总里程相近，而且都是穿越耕地，所不同的地方是方案一需要穿越村庄，这就不可避免的产生了工程拆迁问题，需要在公路修建前将公路穿越的村庄搬迁，这样也就需要花费大量的资金来搬迁村庄，对工程的经济性产生影响。方案二设计一部分沿山脚穿过，尽量避开穿越村庄，这样就节约了大量的资金，同时也考虑到了公路总里程的问题，尽量做到缩短公路里程而又不影响其功能，降低了工程的造价。 从安全性的角度看：由于两方案设计的线形不同，其安全性也会有所差别，方案一线形简单，特别是两直线部分较长，最长达到 757 米，在直线部分行车速度较快，而路线转角为 26在山区夜间行车时可能会造成交通事故，给行车安全带来影响。方案二设计了

24、同向曲线，缩短了直线部分的距离，增加了圆曲线的长度，这样就大大减少了发生安全隐患，提高了行车的安全性。从美观性的角度看：方案一不设置缓和曲线，线形简单，而且只设置一个转弯，线形平顺，方案二由于要避开村庄以及满足国家规范的要求设置了同向曲线，线形较方案一稍显本科生毕业设计 第 8 页复杂。从美观性方面来看，方案一占优。从舒适性的角度看：方案一在长直线后接一大的转弯，在高速行车时转弯会对乘客的舒适性产生影响，方案二由于转弯较多，直线距离较短，这样就限制了车速，减少了乘客在转弯时产生的不适，提高了行车的舒适性。从平纵配合的角度看：方案一平曲线交点处地面高程较高，在纵断面设计时需要考虑平纵配合问题，即

25、满足“平包竖”的设计要求，同时，方案一需要较多的考虑纵坡坡度的问题。方案二平曲线设计在比较平坦的地方，避免了纵断面设计时与平面设计发生冲突，设计较方案一简单，也满足设计规范的要求。综上几个方面，两方案各有优劣，比较而言，方案二更加合理。2.3道路技术标准确定根据道路的具体情况，以及相关规范，结合计算得到道路的技术指标如表 2-3： 表表 2-32-3 道路技术指标道路技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h60一般值24.52路基宽度最小值m21.5一般值 400极限值m2503平曲线半径不设超高最小半径路拱2.0%m25004平曲线最小长度m140缓和曲线最小长度m705最小纵坡%

26、0.36最大纵坡%57最小坡长m2003%11004%9005%7008相应纵坡的最大坡长3%m不限制9停车视距m11010竖曲线凸形一般值m4500本科生毕业设计 第 9 页极限值m3000一般值m3000半径凹形极限值m200011竖曲线最小长度m7012平曲线最大超高%82.4 道路平面设计2.4.12.4.1 平面线形设计一般原则平面线形设计一般原则1) 平面线型应直接、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2) 行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足，使线形安全舒适。3) 保持平面线形的均衡与连贯。4) 应避免连续急弯的线形。5) 平曲线应有足

27、够的长度。2.4.22.4.2 平曲线几何元素计算平曲线几何元素计算 图图 2-22-2 平曲线几何元素图平曲线几何元素图由于第一个曲线半径为 400 m，故需要设缓和曲线，其几何元素为： (2-2)32/2/240ssqllr (2-3)243/24/2688ssplrlr (2-4)028.647890/slr (2-5)0(2)/1802slrl (2-6)()tan(/2)trpq本科生毕业设计 第 10 页 (2-7)()sec(/2)erpr (2-8)2jtl式中：t切线长，m；l曲线长，m；e外距，m；j校正数或称超距，m；r圆曲线半径，m；转角，表表 2-42-4 平曲线几何

28、要素表平曲线几何要素表r(m)lsqp。l(m)t(m)e(m)j(m)7001890450.486453109156927003690450.483.6852927337172.4.32.4.3 平曲线设计成果平曲线设计成果1) 逐桩坐标如表 2-6表表 2-62-6 逐桩坐标表逐桩坐标表坐标桩号xy高程控制点k0+00000340305.7起点k0+05046.985-16.759340306.1k0+10093.969-34.202340308.8k0+150140.954-51.303340308.8k0+200187.939-68.062340308.2k0+250234.923-8

29、5.505340308.2k0+300281.908-102.606340308.2k0+350328.892-119.707340308.2k0+366.4343.927-125.179340308.1直缓点k0+380355.149-134.859357.24308.1k0+400371.995-137.074349.20308.1k0+420394.316-142.58343.33308.1k0+440413372-148.648341.35308.1k0+456.4428.559-153.682342.02308.1缓圆点k0+460432.368-154.905342.21308.1

30、k0+480451.511-160.692343.60307.8k0+500470.813-165.930345.38307.8k0+523493.183-171.269347.31307.3曲中点k0+540509.825-174.742348.54307.2k0+560529.503-178.308350.32307.3k0+583552.249-181.712352.25307.3圆缓点本科生毕业设计 第 11 页k0+600569.126-183.747353.49307.3k0+620589.038-185.615355.27306.8k0+640608.995-186.914357

31、.05306.8k0+660628.981-187.642358.44306.8k0+673641.980-187.809359.47306.8缓直点k0+700674.194-185.282358306.8k0+750724.163-187.027358306.7k0+800774.133-188.772358307.3k0+850824.102-190.517358307.2k0+900874.072-192.261358306.4k0+950924.041-194.006358306.4k1+000974.011-195.751358306.4k1+0501023.980-197.496

32、358310.2k1+1001073.950-199.241358310.2k1+1501123.920-200.986358316.6k1+2001173.889-202.731358320.1k1+2251198.874-203.674358320.1直缓点k1+2401236.681-243.88945.37325.3k1+2601251.463-230.4313928330.0k1+2801267.309-218.23436.10331.2k1+3001283.554-206.56735.40330.0k1+3051287.608-203.64136.00330.0缓圆点k1+3201

33、299.648-194.69437.13332.1k1+3401315.397-182.36938.52319.2k1+3601330.778-169.59940.30320.0k1+3801345.809-156.39442.08313.8k1+4001360.445-142.76543.46310.5k1+4201374.687-128.72445.24308.8k1+4401388.521-114.28247.03307.2k1+4601401.937-99.4548.41307.2k1+4721409.782-90.36949.40308.7曲中点k1+4801414.925-84.2

34、4150.19308.3k1+5001427.472-68.66851.57308.7k1+5201439.569-52.74153.36307.3k1+5401451.206-36.47755.14307.3k1+5601462.374-19.88656.52307.3k1+5801473.064-2.98458.30306.5k1+6001483.26614.21860.08306.2k1+6201492.97331.70461.47304.5k1+6401502.17649.46063.25303.3k1+6601510.86867.47165.03303.8k1+6661513.375

35、72.92265.33303.7圆缓点k1+6801519.04285.72466.41303.4k1+7001526.692104.20268.20303.8k1+7501543.479151.28972.25303.8本科生毕业设计 第 12 页k1+7561545.266157.01672.55303.7缓直点k1+8001732.175-36.76134.00303.4k1+8501773.626-80.80134.00302.9k1+9001815.07819.15934.00303.5k1+9501856.53047.11834.00303.1k2+0001897.98275.07

36、834.00303.6k2+0501939.434103.03834.00303.6k2+0871970.108123.72834.00303.6终点2.5 道路纵断面设计2.5.12.5.1 纵断面设计原则纵断面设计原则纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。纵坡设计的一般要求为：1)纵坡设计必须满足公路工程技术标准 （jtgb012003）的各项规定。2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具

37、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，和理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。3)纵坡设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。4)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量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、中桥引道等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。7)在实地调查基础上，充分考虑通道、水利等方面的要求。2.5.22

38、.5.2 最小填土高度的确定最小填土高度的确定由于设计路段属一级公路，故路基要求保持干燥状态该地区地处 v1区，路基所用填料为粘性土，根据规范，路基临界高度参考值为 h1=2.02.4 m，为安全起见，取 2.4 m，又因为地下水位埋深为 1520 m。所以本地区只需考虑最小填土高度即可。根据要求该地区的最小填土高度为 0.40.7 m，同时，需满足 0.5 m 设计洪水位的要求，所以最小填土高度为 1.2 m。本科生毕业设计 第 13 页2.5.32.5.3 道路坡长及坡度限制道路坡长及坡度限制道路最大纵坡和最小纵坡的限制,是为满足行车和排水要求.为使车辆行驶平顺，应尽量减少纵断面上的转坡点

39、并设置大半径的竖曲线，坡长坡缓宜长，坡陡宜短。根据公路工程技术标准(jtgb01-2003)规定，山岭重丘区一级公路最大纵坡为5%，最小纵坡为 0.3%，最短坡长为 200m。2.5.42.5.4 桥梁、通道控制标高的确定桥梁、通道控制标高的确定道路纵断面设计标高是指路基顶面边缘的标高，而有中央分隔带的一级公路则是指分隔带外侧边缘的标高。在本设计中，路线所穿越的河流没有通航要求，河流上的桥梁只需满足路线和洪水的要求，洪水位为 48 m。由于该公路为一级公路，且填方高度较小，故不需设置通道。但是公路分割开的乡村小路可以改线，从村庄附近的桥下经过，这样就可以避免人、畜影响交通。2.5.52.5.5

40、 平纵组合设计平纵组合设计1)设计原则(1)应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。(2)注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。(4)注意与道路周围环境的配合。2)平曲线与竖曲线的组合(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线。(2)平曲线与竖曲线大小应保持平衡。(3)暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。3)实际情况纵断面设计时所用图式如下：t1t2li1i2peq图图 2-32-3 竖曲线要素示意图竖曲线要素示意图 l=r (2-9)本科生毕业设计 第 14 页 e=t2/(2r) (2-10) t=

41、l/2 (2-11)式中：l竖曲线长度，m；坡差，%；r竖曲线半径，m；e竖曲线外距，m；t竖曲线切线长，m。纵断面设计结果如表 2-7，各桩纵断面设计如表 2-8 所示。表表 2-72-7 纵断面设计结果纵断面设计结果变坡点桩号设计高程前坡后坡半径（m）曲线长(m)外距(m)k0+946315.000.54%-1.30%30000.16表表 2-82-8 各桩号纵断面设计结果各桩号纵断面设计结果桩号地面高程设计高程填挖高度备注k0+000.00305.700310.000+4.300k0+050.00306.100310.270+4.170k0+100.00308.800310.540+1.

42、740k0+150.00308.800310.810+2.010k0+200.00308.200311.080+2.880k0+250.00308.200311.350+3.150k0+300.00308.200311.620+1.620k0+350.00308.200311.890+2.800k0+400.00308.100312.160+4.060k0+420.00308.100312.268+4.168k0+440.00308.100312.376+4.276k0+456.00308.100312.484+4.384k0+480.00307.800312.592+4.792k0+500.

43、00307.800312.700+4.900k0+523.00307.300312.808+5.508k0+540.00307.300312.916+5.616变坡点k0+560.00307.300313.024+5.724本科生毕业设计 第 15 页k0+583.00307.300313.040+5.740k0+600.00306.800313.132+6.332k0+620.00306.800313.240 +6.440k0+640.00306.800313.348+6.548k0+660.00306.800313.456+6.656k0+673.00306.800313.526+6.72

44、6k0+680.00306.800313.564+6.746k0+700.00306.800313.672+6.872k0+750.00306.700313.942+7.242k0+800.00307.300314.212+6.912k0+850.00307.200314.482+7.282终点k0+900.00306.400314.752+8.352k0+946.00306.400315.000+8.600k0+950.00306.400314.948+8.548k1+000.00306.400314.298+7.898k1+050.00310.400314.468+4.248k1+100.

45、00310.200312.998+2.798k1+150.00316.600312.348-4.252k1+200.00320.100311.698-8.402k1+225.00320.100311.633-8.467k1+240.00325.300311.438-13.862k1+260.00330.000311.178-18.822k1+280.00331.200310.918-20.282k1+300.00330.000310.658-19.342k1+305.00330.000310.593-19.407k1+320.00332.100310.398-21.702k1+340.0031

46、9.200310.138-9.062k1+360.00320.000309.878-10.122k1+380.00313.800309.618-1.482k1+400.00310.050309.358-1.142k1+420.00308.800309.098+0.298k1+440.00307.200308.838+1.638k1+460.00307.200308.578+1.378本科生毕业设计 第 16 页k1+472.00308.700308.422-0.278k1+480.00308.300308.318+0.018k1+500.00307.300308.058-0.642k1+520

47、.00307.300307.798+0.498k1+540.00307.300307.538+0.238k1+560.00307.300307.278-0.022k1+580.00306.500307.018+0.518k1+600.00306.200306.758+0.558k1+620.00304.500306.498+1.998k1+640.00303.300306.238+2.938k1+666.00303.800305.900+2.100k1+680.00303.400305.718+2.318k1+700.00303.800305.458+1.658k1+750.00303.800

48、304.808+1.008k1+756.00303.800304.730+0.930k1+800.00303.400304.158+0.758k1+850.00303.400304.508+1.108k1+900.00303.500302.858-0.642k1+950.00303.100302.208-0.892k2+000.00303.600301.558-2.042k2+050.00303.600300.908-2.692k2+087.00303.600300.427-3.173本科生毕业设计 第 17 页3 道路横断面设计和路基设计3.1 横断面布置及加宽、超高3.1.13.1.1 横

49、断面布置横断面布置拟建一级公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和现行标准规定的具体要求。本路段路基按四车道一级公路 60km/h 标准，其标准横断面如下：路基全宽 22.5m 单向行车道 23.5m，左侧路缘带 0.25 m，硬路肩 2.5 m(含右侧路缘带 0.25 m)，中央分隔带 2.0 m，土路肩为 0.5m路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽22.5m3.1.23.1.2 路拱横坡路拱横坡路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。查公路工程技术标准(jtgb01-2003)，沥青路面横坡宜取

50、1.02.0%。考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用 2.0%的路拱横坡。公路的硬路肩,土路肩采用与行车道相同的横坡。路拱形式拟采用直线形式。3.1.33.1.3 超高超高超高采用绕中央分隔带旋转的方式，最大超高为 3%，超高渐变率依次为：缓和曲线 1（左 0.01%，右 0.06%） 、缓和曲线 2(左 0.01%，右 0.06%)、缓和曲线3（左 0.0125%，右 0.0625%） 、缓和曲线 4（左 0.01%，右 0.06%）3.2 路基设计3.2.13.2.1 一般路基设计一般路基设计1)1)一般规定一般规定(1)路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线

51、地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。(2)路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。(3)沿河路基边缘标高，应不低于路基设计洪水频率的水位加雍水高、波浪侵袭高，以及 0.5 m 的安全高度；并根据冲刷情况，设置必要的防护设施。沿河路基废方应妥善处理，以免造成河床堵塞、河流改道或冲毁沿线构造物、房屋等不良后果。本科生毕业设计 第 18 页2)2)路基断面形式、坡度路基断面形式、坡度本路段路基采用整体式断面，其边坡坡率确定如下：（1）填方路段，边坡采用 1;1.5，土质植草边坡(2)当为土质边坡挖方时，边坡坡率采用 1:1；由于自然条件差异，本区基岩区

52、风化程度高，基岩表层破碎强烈，松散堆积层非常广泛，构成滑坡、泥石流等自然灾害多发区，并具有活动性强、频次高、危害大等特点。沿线的不良地质现象主要有崩塌、滑坡、泥石流、软弱地基等类型，所以岩质边坡挖方时，边坡坡率采用 1:0.5，拱形骨架护坡3)3)填土选择及填筑方式填土选择及填筑方式(1) 填料选择一般原则如下：路床填料应均匀、密实，填料最大粒径应小于 100 mm，路床顶面横坡应与路拱横坡一致。路床加固应根据土质、降水量、地下水类型及埋藏深度、加固材料来源等，经比选采用就地碾压、换土或土质改良、加强地下排水、设置土工合成材料等加固措施。填方路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填

53、料，填料最大粒径应小于 150 mm。泥炭、淤泥、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基。液限大于 50%、塑性指数大于 26 的细粒土。不得直接作为路堤填料。浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作为填料时，应考虑振动液化的影响。桥涵台背和挡土墙背应优先选用渗水性良好的填料。在渗水材料缺乏的地区，采用细粒土填筑时，宜用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料进行处治。填料要求如下:本设计路段土质为粘性土，所需填料尽可能在沿线集中设置的线外取土坑取。又因为本线路挖方量较大，山坡削下的岩石和隧道挖出的岩石可以作为路基填筑使用。如岩石块太大粒径不能要求时，应对岩石块

54、进行破碎使其满足粒径要求，然后用于路基下部填筑，上部还是用粘土填筑。对地下水位相对较高且随汛期变化较大的地区，为保证填筑后路基的强度和稳定，满足路基填料强度和压实度标准及路基施工要求，采用细粒土作填料时，土的含水量应接近最佳含水量，当含水量超过最佳含水量过高时，应采取晾晒或掺入石灰、水泥、粉煤灰等材料进行处治，并通过试验确定其配合比，其 cbr 值必须满足表 32 中数值。本科生毕业设计 第 19 页通过掺加石灰从而有效的改善土质含水量，便于路基的压实，保证路基的强度和施工过程中的工期要求。又因沿线填土含水量的大小与地层、施工季节、降水情况及施工方案有较为密切的关系，如果路基填料强度和含水量能

55、满足要求，或在施工工期允许的情况下，通过翻晒等方法能降低土的含水量,则可以不掺或少掺石灰。表表 3-13-1 路基填料最小强度、粒径及压实度要求路基填料最小强度、粒径及压实度要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小强度（cbr） （%）压实度（）最大粒径（cm）上路床00.3089610下路床0.300.8059610上路堤0.801.5049415填方路基下路堤1.50 以下39315注：当路基填料的 cbr 值达不到表列要求时，可掺石灰或其他稳定材料处理。 (2) 填筑方式一般路基填筑:一般路基均采用分层摊铺分层碾压，有利于压实，保证强度均匀。每填一层，经过压实符合标准规定后方可再填上一

56、层。松铺厚度与地基条件、土质、松铺土层干密度有关。用不同材料填筑路基时，须遵守下列规则：不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填（但可掺配后使用） ，以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚不宜小于 0.5m。不同填料的层位安排，应考虑路基工作条件。凡不因潮湿或冻融影响而变更其体积的优质土应填在上层；路堤的浸水或受水位涨落影响的部分，宜尽可能选用透水性好而不易被水冲蚀的材料，如漂（卵）石、砂砾、片（碎）石等；当路堤稳定受到地下水或地表长期积水影响时，路堤底部也应填以水稳性好、不易风化的砾石材料或采用无机结合料处治的土。根据商州地区路基填土的实际情况，中间部位考虑到施工工期、季节、填料含水量情况等

57、因素，施工过程中应在保证路基强度、压实度及水稳定性的前提下依照实际情况决定处理的土层及掺灰量，设计时按中部总体积 30%掺 5%石灰控制掺灰总量。桥涵处路基填筑:为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降，减轻跳车现象，提高高速公路本科生毕业设计 第 20 页车辆行驶的舒适性，对桥梁和涵洞两侧路基填筑需进行特殊处理。桥涵台后路基处理范围对桥梁、涵洞的台后路基处理范围见表 3-2：表表 3-23-2 桥涵构造物台后路基处理范围桥涵构造物台后路基处理范围构造物类型底部长度（m）上部长度（m）备注涵洞232+2h含台前溜坡及锥坡且需超常 0.3m压实，h为台后路堤高度桥台后路基填料要求桥台后路基范围内的

58、路基填料要求采用石灰土（石灰含量 5%8%）填筑，其材料的 cbr 除路床顶面以下 30 cm 大于 8%以外,其余均要求大于 5%，该范围内的压实度96%。4)4)最佳含水量确定和超限处理方法最佳含水量确定和超限处理方法(1) 最佳含水量确定最佳含水量可通过重型击实试验，并绘制 d- 曲线确定。(2) 超限处理不同地点的取土坑的土应分别用试验确定各自的最佳含水量。如果含水量过大应对其进行处理：把粘土摊铺到场地上进行晾晒，直到用试验测得其含水量达到要求；如果工期较紧可用石灰进行处理。石灰用量由试验确定。5)5)基底处理、边坡防护基底处理、边坡防护(1) 基底处理稳定斜坡上地基表层的处理，应符合

59、下列要求：地面横坡缓于 15 时，清除地表草皮、腐殖土后，可直接在天然地面上填筑路堤。当地下水影响路堤稳定时，应采取拦截引排地下水或在路堤底部填筑渗水性好的材料等措施。应将地基表层碾压密实。在一般土质地段，一级公路基底的压实度(重型)不应小于 90%。路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖、分层回填压实，其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作区深度。(2)边坡防护路基边坡防护，主要是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性，还可美化路容，增加行车的舒适感。本路段路基的边坡采用土质植草边坡（高度小时）和拱形骨架护坡（高度大时） 。骨架采

60、用 7.5 号的浆砌片石填筑，采用 20 号的混凝土预制板嵌边，骨架间种草。本科生毕业设计 第 21 页3.2.23.2.2 路基压实标准与压实度路基压实标准与压实度提高路基的密实度，可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。压实度是指土压实后达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值。路基压实度标准是通过对原有道路的大量调查研究，并考虑路基的实际工作情况和使用要求以及施工条件等因素而制订的。路基上层受行车荷载和气候因素的影响大，压实要求应高一些；路基下层影响较小，要求可适当降低。路面等级高时，对行车平稳性的要求也高，路面容许产生的变形量要