设计说明书最终版

1、黑 龙 江二一五年The Graduation Design for Bachelor's DegreeNan Cha to Hao Liang He of The TangNan Highway in section two stages of construction drawing designCandida Spelty：Class：iu Jia QiCivil engineering 11-01Supervisor：Lecturer Ge QiHeilongjiang Institute of Technology2015-06·HarBin摘要：路线设计；路基计算

2、；路面结构设计；涵洞结构尺寸拟定；平面交叉布置ABSTRACT目录摘 要.ABSTRACTI第 1 章概述01.1 设计依据01.2 设计标准01.3 建设规模11.4 设计准备工作11.5 新技术采用情况1第 2 章路线22.1 项目设计的指导2.1.1 设计指导、设计原则2. 22.1.2 总体设计原则32.2 技术标准和技术指标的采用情况42.3 路线总体设计的方案42.4 平纵组合设计的原则5第 3 章路线53.1 主要技术指标采用情况53.2 路线方案布置及比选63.2.1 定线具体过程63.2.2 路线方案的比选错误!未定义书签。3.3 平纵线形组合83.3.1 路线平面设计83.

3、3.2 路线纵断面设计113.3.3 纵断面设计中遇到的主要问题及解决方法14第 4 章路基154.1 一般路基设计154.1.1 路基的设计原则和依据154.1.2 路基横断面形式154.2 路基横断面布置方式174.3 横断面面积与土石方量的计算194.3.1 横断面面积计算194.4 路基处理工程设计274.5 取土、弃土方案及节约用地的措施28第 5 章路面295.1 沥青路面的设计原则295.2 沥青路面的设计内容295.3 路面设计基本资料295.4 沥青路面设计305.4.1 标准轴载及设计交通量错误!未定义书签。5.4.2 结构层与组合设计错误!未定义书签。5.4.3 路基回弹

4、模量的确定和垫层的设计335.4.4 基层材料参数确定335.4.5 面层材料参数确定335.5 结构厚度的计算335.5.1 沥青路面结构设计指标335.5.2 路面结构厚度计算345.6 本章小结38第 6 章涵洞设计396.1 全线采用的涵洞错误!未定义书签。6.2 涵洞设计错误!未定义书签。6.2.1 小桥涵位置确定错误!未定义书签。6.2.2 洞口类型的选择396.2.3 涵洞计算40第 7 章路线交叉437.1 平面交叉437.1.1 设置原则437.1.2 设计标准437.1.3 平面交叉的分布及设置概况437.1.4 交叉口设计技术指标437.2 平面交叉计算437.2.1 计

5、算示例43第 8 章环境保护与景观设计458.1 环境保护与景观设计的依据468.2 有关技术规范468.3 指导和设计原则468.3.1 指导. 468.3.2 设计原则478.4 公路设计所考虑的环境保护措施47第 9 章设计概算479.2 本工程设计概算编制过程489.3 本章小结48论49结参考文献50致谢52第 1 章概述1.1 设计依据（1） 毕业设计任务书和指导书。（2） 设计地形图及交通量。（3）交通部颁发的最范和标准：公路工程技术标准(JTG B01-2014)； 公路自然区划标准(JTJ 003-86)；公路环境保护设计规范(JTG B04-2010)； 公路路线设计规范(

6、JTG D20-2006)；公路路基设计规范(JTG D30-2004)；公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)； 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)；公路排水设计规范(JTJ 018-2012)；混凝土配合比设计手册M.1.2 设计标准根据毕业设计任务书、所给地形图和交通量和交通部门颁发的现行规范和标准确定汤(原）南（岔）公路南岔至浩良河段修建采向两车道的二级公路技术标准，该线路的设计时速拟定为为 60km/h，并根据相应的规范把路基宽度设定为 10m，行车道宽度为 7m。主要技术指标如表 1.1：表 1.1 二级公路规范规定的主要技术指标表序号项目主线1公路等

7、级二级公路2设计速度km/h603路基宽度m104行车道宽度m2×3.55硬路肩宽度m2×0.756土路肩宽度m2×0.757最大纵坡%68最小坡长m1501.3 建设规模汤（原）南（岔）公路南岔至浩良河段路线的起点桩号为 K25+000，终点桩号为K32+017，主线建设里程 7.017km，二级公路标准，在整条线路设置了 3 个圆管涵洞，根据最新的公路工程技术标准中的规定，然后根据公路为集散型公路设计速度为1.4 设计准备工作认真阅读设计任务书和指导书、所给地形图及交通量情况，并明确设计所需的各种规范参考资料，初步掌握设计的思路：通过网络，书籍查找冰球收集本设

8、计路线的原始自然地理相关信息如：查到了沿线的地形、地质情况，也通过查阅文献查到了气候、水文等地理条件。1.5 新技术采用情况道路设计软件已经比较完善，公路设计国内经常用的设计软件有纬地、CARD/1、Dicad 等，目前黑龙江省这几种软件都在使用。纬地是一款国内最为专业的道路设计cad 制图软件，设计为 AutoCAD，自动化程度较高，可直观显示设计图形，修改较容易，可以完成道路设计最要有土方调配所有图表，是目前为国内道路设计较普遍的应用软件；CARD/1 是德国引进的软件，国内进行二次开发，自带其自有的开发，特点是灵活，应用范围广，但需要使用者具备一定的图形开发能力，能独立完成道路设计包括土

9、方调配及其所有图表，但针对不同地方设计还需要修改控制程序，二次开发公司针对应用较多的部分省设计院进行专门的二次开发设计，这些设计应属福建院应用比较全面，Dicad 是东南大学开发的一款互通立交设计成图软件，开发是 AutoCAD，互通式在道路设计中。设计、成图及三维建模都非常直接方然可以应用城市道路在给排水、道路照明、交通安全设施、概预算等方面与公路有些较大的区别，现在城市道路设计多数采用鸿业市政设计软件该软件开发AutoCAD，能完成道路、9不设最小平曲线半径m150010竖曲线最小半径一般值凸型m2000凹形m150011路基、小桥涵设计洪水频率年1/50给，排水、设计及出图。第 2 章路

10、线设计原则2.1 项目设计的指导2.1.1 设计指导、设计原则1.按照交通部门有关标准、规范，密切结合工程地形条件，合理采用运用技术指标，妥善处理整体与局部、远期与近期、主干线与次干线、公路建设与环境保护的相协调，结合地形、地物、地质、水文、筑路材料等基本条件，认真进行方案比选， 保证公路勘测设计水平。2.进行深入分析与比选，对路线方案、桥涵方案、路基路面方案等进行多方案设计组合。3.结合本路线的沿线的情况，使用本路线中有的材料，也应多多的采用市场中的新材料。4.努力 坚持交通部最新设计新理念。，建立安全之上的理念勘察设计的新理念的精髓，认真心创作。本工程项目、结合本路段的特点，灵活设计、精标

11、准规范中的技术指标有主次之分，对安全、功能有较大影响的主要指标，在设计中原则上应该予以确保。对于在满足安全的前提下影响美学和舒适性的次要指标，结合实际情况灵活采用。2.1.2总体设计原则根据上面的设计指导，总体设计中首先要合理掌握设计规范，恰当运用设计指标。依据沿线地形、地貌、已有道路、河流和村庄分布特点同时要满足环境保护的要求，选择最佳的路基横断面型式，较为合理布置构造物，降低路基填方高度。沿线平面交叉和次干线的设置既要满足当地的交通、生产、生活的需求，又要尽可能地降低本线路工程造价，取得最大化的社会综合效益并提供较高的服务水平，充分展示现代公路安全、舒适、经济、快速、便民等服务特点。2.2

12、 技术标准和技术指标的采用情况结合本线路在路网中的功能及作用、地区社会经济发展需求、沿线的自然地理条件，本项目全线拟定采车道二级公路速度为60km/h，路基宽度10m。路线平面设计应充分注意路线线形的连续性、指标的均衡性。全线总体平面设计指标较为合理，线形顺畅、行车舒适。纵断面设计更是注重适应平面线形的变化，平纵组合配合较为合理，并和桥涵构造物的设置相和谐。本线路济指标采用情况见表2.1：方案的主要技术经表 2.1主要技术经济指标采用情况表2.3路线总体设计的方案本路段总体设计按二级公路，设计速度采用60km/h，路基宽度10m。路线布设是结合沿线地形、地物、水文、地质等自然确定的。设计中根据

13、城镇村屯分布、发展规划、交通量状况和地形地质等来设置平面交叉以及支线；根据沿线河流特点、水文计算结果来布置桥涵构造物。本设计始终坚持，可持续发展的原则进行合理设计，各种设施要求达到完善、美观，并要与自然景观相和谐，充分体现了公路结构物的线形美。序号技术指标数量1公路等级二级公路2公路总长km7.0173设计车速Km/h604路基宽度m105圆曲线个数个46圆曲线最小半径m/处610/17最大纵坡%/处-3.8561/18最小坡长m2239竖曲线个数个510凸形竖曲线最小半径m/个13000/111凹形竖曲线最小半径m/个15000/12.4平纵组合设计的原则第 3 章路线3.1主要技术指标采用

14、情况本项目方案采用60km/h的设计速度，路基宽度10m，主要技术指标如表3.1：表3.1 圆曲线规范规定汇总表序号名称取值说明1不设最小半径1500m路拱=1.5%2圆曲线一般最小长度120m3s行程计3同向曲线间最小直线长度6V360m按照实际工程经验区工程可以在一般地区保证4V=320m，在工程十分艰巨处可以采用3V=240m。但在采用低值时应避免在直线上设置凹形竖曲线3.2 路线方案布置及比选3.2.1 定线具体过程4反向曲线间最小直线长度为2V120m按照实际工程经验山区公路此指标比较容易满足。5缓和曲线最小长度50m6最大6%越岭段纵坡较大将最大值由8%减小至6%可以减小坡度，保证

15、车辆在雨天，冰雪天气的行车安全7渐变率1/125绕行车道内边缘线旋转，积雪冰冻地区如图 3.1 地形图上路线 A 和线路 B 为本设计的对比方案，综合考虑公路里程，平、纵面路线技术指标的大小和配合情况，公路用地，土石方数量等必然等，选择线型 A 为本次设计的方案（注：红色为线形 A，绿色为线形 B)。图 3.1 路线图3.3 平纵线形组合3.3.1 路线平面设计本设计中 JD1，JD2 为 C 型曲线；详见表 3.2：表 3.2 曲线及转角表直线、曲线及转角表第 1 页共 1页交坐点标曲素线值要(m)曲线桩主号点直线长度及方向第一缓和曲线终第二缓和曲线起交缓第一缓和曲线第二缓和曲线缓和切线曲线

16、直线段交点间和曲备交点桩号转 角值曲点N校正值E(Y)半径外距曲线中点计算方位角注(X点或圆曲线起点点或圆曲线终点号 )线线参长度长度起点终点长(m)距(m)长度数1234567891011121314151205007225 K25+0BP75°0759.60000739.06291169.261J D120800723630.12K26+1 69.26121°5215.5 (Z)280430.198K25+7 39.063K26+0 19.063K26+1 65.353K26+3 11.644K26+5 91.6441500648.074852. 29. 7.853&#

17、176;1544.15807 959160.0368835.9062J D221300K26+9 97.35246°4432.8 (Z)280405.67160.3442K26+5 91.680K26+8 71.680K26+9 80.502K27+0 89.324K27+3 69.324724300610413.28777.643933.6991027.85231761.39156°3111.3J D323050K28+7 25.04425°0515.7 (Y)210327.86826.3353K28+3 97.177K28+6 07.177K28+7 21.1

18、08K28+8 35.040K29+0 45.0407245001000458.258647.8637.8731023.37032289.650631°3627JD 425000K31+0 06.82228°2226.9 (Y)610938.41285.0403K30+0 68.410K30+6 78.410K30+9 92.437K31+3 06.465K31+9 16.46572570025001234.9091848.05528.771039.422959°5853.9101.010525520K32+0 17.475EP726600特殊线形设计方法： 例如

19、 JD1，JD2 成 C 型JD1 桩号为 K26+169.261，偏角为左 21°5215.5JD2 桩号为 K26+997.352，偏角为左 46°4432.8交点间距 L=828.091mLS1=280mLS2=280m设计曲线 1 的半径和缓和曲线长 R1=1500m， LS1 =280mq1.59 m2Lp1 = S1 = 2.18m24RT= (R + P ) tan a + q = 429.83 mh11112Th2 =L- Th1 =828.091-429.83=398.261mL = ¶ p R + L =852.365h1S180拟 LS2=2

20、80m= LS 22= 280 =22q22802L= S 2 =5.35 代入下式22 R24 ´ R2T= (R + P ) tan a + q = 405.91mh 22222计算里程桩号为：ZH1 = JD1 - Th =k25+739.451HY1 = ZH1 + LS1 =k26+019.431YH1 = HY1 +( Lh1 -2 LS1 )=k26+019.431HZ1 = YH1 + LS1 =k26+591.796QZ = HZ - Lh1 =k26+165.64112同理计算出：ZH2 =K26+591.680HY2 =K26+871.680YH2 =K27+0

21、89.324HZ2 =K27+369.324QZ2=K26+980.5023.3.2路线纵断面设计1、设计原则：在能够满足汽车行驶的性能，有利于安全、提高车速、减少大气污染等的要求外。应当避免出现小于 0.5%的纵坡，当纵坡坡度小于 0.5%时不利于满足排水的要求，尽量实现平、纵线形的技术指标协调，避免出现平纵指标搭配不合理的现象，同时考虑路线的经济合理，尽可能的避免大填大挖。2、设计方法：L = Rww = i2 - i1T = L = Rw22T 22RE =纵断面设计成果详细请参考竖曲线表纵 坡 、 竖 曲 线 表汤南公路南岔至浩良河段第 1 页共 1 页例如：以变坡点桩号为 K31+0

22、50，高程为 482.1593m，i1=2.0258%i2=0.9284%，竖曲线半径 R=80000m 为例，计算起点，终点高程及桩号，以 K31+000 为例的任意点处高程序号桩号竖曲线纵坡（）变坡点间距直坡段长备注标 高（m）凸曲线半径 R（m）凹曲线半径 R（m）切线长T（m）外距E（m）起点桩号终点桩号+-（m）（m）0K25+0 00452.15071.1889836071220908.29864071K26+2 20466.656345000311.70135931.079530416K25+908.299K26+531.7012.5743229811610880.3169326

23、2K27+8 30508.102913000417.98170816.719565703K27+412.018K28+247.982-3.856164835910223.56856673K28+7 40473.011830000268.44972531.201087583K28+471.550K29+008.450-2.0665920344.62410574K29+6 6045415000306.92616913.140122442K29+353.074K29+966.9262.0258489211390644.07859255K31+0 50482.159380000438.99523841

24、.204480121K30+611.005K31+488.9950.928360825970531.00476166K32+0 20491.1644实例图计算竖曲线要素：= i2i1 =0.9284-2.0258=-1.0974，为凸曲线L = Rw = 80000 ´ 0.010974 = 877.92mT = L = 877.92 = 438.96m22( 438.96)2T 2E = 1.204m2R2´80000计算设计高程：竖曲线起点桩号=K31+050438.96=K30+611.04竖曲线起点高程=482.1593438.96×0.020258=47

25、3.267m 竖曲线终点桩号=K31+050438.96= K31+488.96竖曲线终点高程=482.1593+438.96×0.009284=486.235m计算 K10+250 处高程：横距：X=(K31+050)(K31+000)=50m(50)2x2竖距： Y = 0.0156m2R2´80000切线高程：482.159350 ´ 0.020258=481.1464m设计高程：481.1464-0.0156=481.1308m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

26、面高程凹型竖曲线取正；凸型竖曲线取负；x 计算点到竖曲线起点距离i 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3.3.3纵断面设计中遇到的主要问题及解决方法1、平纵组合合问题平、竖曲线的组合设计在行车舒适、行车安全及利于本线路的纵向、横向排水两方面应下考虑了以下几个：（1） 竖曲线的起终点应尽量落在平曲线的缓和曲线上（平包竖）。（2） 暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合设计合理。（3） 为了保证有足够的行车视距在凸形竖曲线上应尽量使用大的竖曲线半径， 用来加大视距长度。（4）考虑纵向和横向排水的设计要求，为了不使横断面在过渡段的双坡阶段中的横断面排水不利，地段与竖曲线上纵坡<3

27、%的部分相叠加，同时又保证尽可能使用半径较大的竖曲线来确保证行车舒适和满足纵断面会车视距的要求，将竖曲线与平曲线组合处的竖曲线的起点或终点落在横断面过程中的双坡阶段和旋转阶段的分界点上，以均衡排水和行车舒适、安全几方面的要求。2、纵断面填挖太大的解决方法解决方法：（1）改变平面线形位置，（2）反复调试边坡点的位置直到填挖合理3、竖曲线半径的选择解决方法：在照顾平、竖曲线技术指标保持均衡的前提之下，尽可能设置竖曲线的半径为平曲线的半径的10-20倍之间，如不能满足以上的也应要在7倍左右，且不能小于极限最小半径。4、如何又快又准的拉好坡同时能满足平纵组合的要求解决方法：在纬地软件上，计算机自动绘出

28、平曲线，纵断面地面线后，对应着平曲线在整路线的位置，结合平纵曲线技术指标配合均衡的要求，这样在拉坡时就能有目的照顾变坡点的位置从而做到一步到位，当然二级公路的侧重点还是应在纵断面上， 以纵断面为首要，在此基础上稍稍调节，能更好更快的完成纵断面设计。= å li × i（2.5）i均å li式中： i均 连续陡坡路段的平均纵坡，%；第 4 章路基4.1 一般路基设计4.1.1 路基的设计原则和依据路基设计遵照最新的公路工程技术标准(JTG B01-2014)、公路路基设计规范(JTGD30-2004)和环保示范工程相关的要求执行，充分沿线工程地质情况、水文地质等自然

29、状况的实际情况，按照动态设计的理念，采取比较合理的路基防护和排水措施，来确保路基强度和路基整体稳定性。4.1.2 路基横断面形式4.1.3 公路用地公路用地是公路工程施工中必须参考的一项内容详细请参考公路用地表：公路逐桩用地与坐标表桩号中 桩 坐 标左侧用地界至左侧边桩坐标右侧用地界至右侧边桩坐标用地面积本页累计土地类别所属县乡备注X(N)Y(E)中桩距离(m)X(N)Y(E)中桩距离(m)X(N)Y(E)(m2)面积(m2)1234567891011121314K25+0 002050072250031.46920530.41558722491.925916.72220483.8377772

30、2504.2904K25+0 2520506.41431722524.163129.58820535.01185722516.571715.88420491.06202722528.23851170.791170.79K25+0 5020512.82862722548.326327.66820539.57043722541.227414.99520498.33557722552.17361101.692272.48K25+0 7520519.24292722572.489425.21320543.61192722566.020414.08920505.62555722576.10421024.

31、563297.04K25+1 0020525.65723722596.652524.10620548.95628722590.467613.16320512.93486722600.0298957.144254.18K25+1 2520532.07154722620.815622.99220554.29388722614.916512.19720520.28283722623.945905.735159.90K25+1 5020538.48585722644.978821.86720559.62085722639.368311.18220527.67816722647.8477852.9860

32、12.88K25+1 7520544.90016722669.141920.75320564.95845722663.817210.22220535.02034722671.7646800.306813.18K25+2 0020551.31446722693.30519.74420570.39753722688.23928.79720542.81194722695.5621743.957557.13K25+2 2520557.72877722717.468118.84420575.94197722712.633310.9120547.2673728.698285.81K25+2 5020564

33、.631318.45820581.9832722736.89548.18920556.22821722743.7323705.018990.83K25+2 7520570.55739722765.794419.0920589.00835722760.89648.98820561.87026722768.1005684.069674.89K25+3 0020576.9717722789.957515.73420592.179722785.92069.15520568.12316722792.3064662.0910336.98K25+3 2520583.386722814.120619.0562

34、0601.8041722809.23148.82520574.85642722816.3849659.6310996.60编制：复核:4.2 路基横断面布置：方式表4.1 本路线为积雪冰冻地区设计值取值表（60 km/h）对于存在的路基横断面，以（K26+591.680K27+369.324）路段为例，路肩内边缘、路中线、路肩外边缘值以形式简述如下：在全缓和曲线内进行，所处圆曲线半径R=610m，查标准一般地区横坡度为3%，过渡方式按新建半径（m）1500720720460460300300190190125（%）23456K25+3 5020589.80031722838.283818.61

35、320607.79024722833.50828.2120581.86514722840.3902683.8011680.40K25+3 7520596.21462722862.446918.35320613.95325722857.73811.23320585.35764722865.329705.1112385.51K25+4 0020602.62893722886.6118.76620620.76674722881.795210.5720592.41276722889.322736.5313122.04K25+4 2520609.04324722910.773119.15220627.5

36、5412722905.85939.89720599.47754722913.3124729.8113851.85K25+4 5020615.45754722934.936319.45420634.26032722929.94499.45120606.32291722937.3611724.4314576.28K25+4 7520621.87185722959.099419.61720640.83217722954.06629.72320612.47433722961.594728.0615304.34K25+5 0020628.28616722983.262519.620647.2300572

37、2978.23379.76120618.85191722985.7669733.7616038.10K25+5 2520634.70047723007.425619.15920653.21812723002.519.47320625.54458723009.8562724.9116763.01累计用地面积16763.01公路选，绕路面内侧边缘旋转.计算各缓和段上各断面的值。以桩号(K26+591.680K27+369.324)为例：例如 Ls =280m，V =60Km/h， R =610m，查得ib =3%, iG =2%B=8.5m,渐变率p=1/175L = 8.5´ 3% =

38、 44.625m(3.1)C1/125从旋转轴到行车带边缘的距离为2车道，对应的系数为1.5 缓和段的长度为44.625x1.5=66.94m而缓和曲线 Ls =280m先取LC= Ls =280m然后检查横坡从路拱坡度过度到横坡时的渐变率取LC=66.94m，计算如下：= iGbL = 0.02 ´ 66.94 = 44.62m(3.2)XOCi0.03P = 8.5´ 0.02 = 3.809 ´10-3ñ1330(3.3)144.62此时路面横向排水满足要求。圆曲线的全断面（3.4）缓和段值计算：（1）双坡断面桩号为K26xh =B ´c

39、xx0= b i + B i = 0.75 ´ 0.03 + 0.02 ´ 8.5 = 0.1075mh'cxJ JG22= -b ´ i = 0 (半径为610，不加宽）h''cxxG（2）旋转断面桩号为K26+640为例i = x ´ i = 48.52 ´ 3% = 2.116%xbl66.94c= Bix = 7.5´ 0.015 = 0.1125mhcxh'' = -b ´ i = 0 （无加宽）xx= b i + B i = 0.75 ´ 0.03 + 0.02116 ´ 8.5 = 0.114mh'cxJ Jx22ib - i)B + i= 1.5%i =xL -0Gc（3）全断面桩号为K26+880h'' = -b ´ i = 0mb= b i + B i = 0.75 ´ 0.03 + 0.03´ 8.5 = 0.15mh'cxJ Jb22hcx = B ´ 3% = 0.2554.3 横断面面积与土石方量的计算4.3.1 横断面面积计算采