S314三门峡至荥阳一级公路DE段设计

1、摘要为了巩固我们所学的知识，并在各方面得到更进一步的提高，我选择了S314 三门峡至荥阳一级公路 DE 段作为毕业设计，这是在毕业之前对自身学习状况的最后一次检查。我所选择的设计路段是从K4+950至 K7+300段，全长 2350 米，设计车速80km/h,路基宽度为 24.5m。此次毕业设计主要包括的内容如下：1、路线设计：在已知平面图的情况下，进行纵断面的设计，要求线路顺畅、填挖平衡、经济合理。2、路基设计：包括各个桩号的填挖计算、填挖较大地段的稳定分析、整个线路的土石调运借配等。3、路面设计：路基在不同干湿状态下，所设计的沥青路面和水泥混凝土路面方案的比选，要求经济合理，便于施工并满足

2、各设计规范要求。4、路基、路面排水工程；高填挖地段的防护工程以及路基加固工程：这一部分相当重要，对于路基排水，采用了边沟、截水沟、急流槽等排水设施；对于路面排水，除了对路面进行了路拱设计，还进行中央分隔带的排水设计；对于特殊路段的防护和加固主要采用了骨架内植草和挡土墙。5、桥涵设计：包括桥梁和涵洞的形式、尺寸的设计。6、英文翻译7、专题研究：对此行业新观点或者新技术的综述。关键词：路线，路基路面，桥涵，排水，综合设计IAbstractIn order to strengthen our knowledge that we have learned, and to receive further

3、 improve in all aspects, we choose a new level of highway, which is from Sanmenxia to Xingyang , as my road engineering graduation design, and this is the last examination for what we have learned before our graduation.In this design, our task is to design an secondary road. The road, which is 2350

4、m from K4+950 to K7+300. Whose design speed is 80km/h and the wide of the subgrade is 24.5m.Our prime contents of the graduation design project includes as follows:1 The design of the route: Conduct the longitudinal design and make sure that the line smooth fill in the required big balance, reasonab

5、le economy, in condition on the landform which is known.2. The design of the subgrade: The work involves a lot of items: analyze the stability of brae; the fill or dig height of every peg and so on.3. The design of pavement: This design contents that the select of the construction about concrete and

6、 asphalt pavement in different case, and require the economic reasonable, facilitating construction and meet the design requirements specification.4.The design of the subgrade pavement and the drainage engineering, high embankmentareadig protection engineering and roadbed reinforcement engineering,

7、as for the subgrade drainage, the ditches, cut ditch, the rapids chamfer drainage, this part is quite important. As for the pavement drainage, apart from the arch design road pavement, it also includes the central space of drainage design, as for the special sections of the protection and reinforcem

8、ent, it mainly adopts skeleton inside plant grass and retaining wall.5. The design of the bridge and culverts which include size and form.6. Translate an English article into Chinese.7 Investigate the monograph which about a new technique or a new viewpoint in thisfield.Keywords:route, roadbed and p

9、avement, bridges and culverts, drainage, integrated designII目 录前言 .11绪论 .21.1选题设计背景 .21.2设计内容 .21.3毕业设计的目的 .32公路路线设计 .42.1平面设计 .42.1.1一级公路几何指标的汇总 . .42.1.2相关技术指标 . .52.1.3主要技术指标复核 . .52.1.4选线 . .62.1.5公路平面线形设计 .82.1.6汽车行驶轨迹 .112.1.7平面线形要素 .112.2路线纵断面设计 .112.2.1平纵组合的设计原则 . .112.2.2纵断面设计要求 .122.2.3纵坡设

10、计的有关规定和要求 .122.2.4坡长要求 .132.2.5合成坡度 .142.2.6设计步骤 .152.2.7拉坡 .152.3竖曲线设计 .152.3.1竖曲线设计标准 .162.3.2竖曲线设计的要求 .162.3.3竖曲线要素计算 .172.3.4计算各点设计高程 .182.4路线横断面设计 .182.4.1路基宽度的确定 .192.4.2车行道宽度的确定 .202.4.3硬路肩宽度的确定 .202.4.4路拱横坡度的确定 .212.4.5中间带宽度的确定 .212.5平曲线加宽设计 .222.6超高值计算 .232.7路土石方的计算和调配 .232.7.1土石方调配要求 . .23

11、2.7.2土石方调配方法 . .24I3公路路基设计 .253.1路基宽度的确定 .253.2路基高度 .253.3路基压实 .263.4路基排水设计 .263.4.1排水设计的原则 .263.4.2排水设施设计 .273.5路基稳定性分析 .283.5.1路基稳定性分析方法 .283.5.2路基稳定性计算 .293.6重力式挡土墙设计 .313.6.1重力式挡土墙位置的选择 .313.6.2挡土墙的纵向布置 .313.6.3挡土墙的横向布置 .313.6.4挡土墙的作用及要求 .313.6.5挡土墙的埋置深度 .323.6.6挡土墙的排水设施 .323.6.7沉降缝与伸缩缝 .323.6.8

12、土质情况描述 .323.6.9重力式挡土墙结构情况描述 .333.6.10重力式挡土墙计算 .333.6.11初拟墙体尺寸设计与计算 .333.7路基边坡 .353.7.1路基边坡设计 .353.7.2路基边坡防护 .363.8路基坡面防护工程设计 .363.8.1植物防护 .373.8.2工程防护 .374路面结构设计 .394.1公路柔性路面设计 .394.1.1交通分析 .394.1.2结构组合与材料选取及各层材料的抗压模量及劈裂强度.414.1.3设计指标的确定 .424.2竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 .444.2.1各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 .444.2.2路面各结构层底

13、面最大拉应力 .444.3路面排水系统设计 .444.3.1路面表面排水 .454.3.2中央分隔带排水 .454.3.3路面内部排水 .454.4涵洞设计 .464.1.1涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点.464.1.2涵洞选用原则 .46II毕业设计小结47致谢错误！未定义书签。参考文献50III前言改革开放以来，国民经济持续快速发展，兴起了公路与城市道路的建设热潮。随着公路建设的不断发展，高等级公路的建设已经成为公路建设的主流。作为公路干线同时又发挥着集散功能的一级公路更是成为了新世纪公路建设的主题。公路是国民经济的大动脉，是国家交通基础设施。一级公路以其特有的突出优势成为公路

14、运输的主要交通设施。高等级公路的建设成为经济社会发展的重要助推器，不仅显著提高了运输能力降低了运输成本，增强了运输安全性，节约了国土资源，而且在改善投资环境，优化产业布局，增强国家竞争力，以及保障国防安全等方面，发挥着越来越重要的作用。本次设计为山岭重山区一级公路，山区公路建设促进沿线经济的发展，促进农村城市化建设，大综农副产品运向市场，让山区人民迅速致富，对于提高国民经济又十分重要的意义。毕业设计是高等院校应届毕业生的总结性工作， 也是高等院校必不可少且非常重要的实践性环节。他要求学生综合利用所学的基础理论、专业理论和基本技能，按照任务书的要求，对具体工作进行合理的工程规划设计，提供完整的设

15、计文件。通过本次设计使学生对所学的专业知识进行全面系统的综合运用，使其能够独立进行一般公路设计，达到通过设计对所学专业知识进行巩固和灵活运用的目的。公路工程从立项到设计一般包括预可行性研究、工程可行性研究、初步设计和施工图设计等四个阶段。 对于初步设计或施工图设计， 其中内容包括路线、 路基路面、桥梁、涵洞、路线交叉、沿线设施、环境保持、筑路材料、施工方案和工期安排等。毕业设计阶段由于时间的限制，根据教学的要求，对涉及的内容有所侧重或省略。每位同学应根据自己的设计题目，利用指导老师提供的地形图，原始资料及相关设计数据，单独完成毕业设计。设计阶段为一阶段施工图设计，要求按公路等级一级，设计车速

16、80km/h 进行设计。本次设计要求计算和绘图两部分作业，计算部分主要由电脑完成，绘图大部分图纸可通过 AUTOCAD、维地等软件完成。由于设计者能力有限，本次设计如有错误和不足之处，还望老师和同学提出宝贵意见，以便及时修改。11 绪论1.1选题设计背景郊区公路的建设问题是一个庞大的系统工程，从资金上讲它与市政府、路政局、区县政府的建设资金以及融资有很大关系， 没有多元化投资公路建设的良好环境就没有郊区公路建设跨越式的发展。另外在政策上要制定可操作性强的各种优惠政策。没有优惠政策，就无法调动各级政府和社会各阶层修路的积极性，也就没有多元化投资公路建设的可行性和实际意义，同时也就失去了良好的社会

17、环境。从管理上讲就是要充分发挥各分局的技术和行业管理优势，保障公路建设按公路建设总体规划规范科学的进行，使之达到远期与近期相结合，城区与郊区相结合，国道、市道、县道相结合，高速公路与一般公路相结合，达到公路资源配置合理，充分利用，协调统一的目的。为了加快县级、乡级农村公路建设应大力推广多元化投资的建路新模式。我们要吸引区、乡、村三级政府的投资，根据道路的行政和技术等级采取相应的补助标准，以充分调动各级政府修建公路的积极性，使公路建设由行业行为、部门行为变为政府行为、社会行为，同时发挥公路部门养路费的资金优势、技术优势、行业管理优势，使我市的郊区公路建设在相对较短的时间内规范、健康、快速的发展。

18、加快郊区公路建设是一个刻不容缓的问题， 特别是对于距城区相对较远的一些区县更需要加快步伐，因为这些地区基础设施相对滞后，经济发展比较缓慢，而快速顺畅的交通对于拉动地方经济的发展，实现城乡一体化战略将起到巨大作用，同时也为各个远郊卫星城更好地服务于市区创造良好的条件。1.2设计内容道路是一条三维空间的实体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、和沿线设施所组成的线形构造物。一般所说的路线，是指道路中线的空间位置。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则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横切面。路线设计是指确定路线空间位置和各部分尺寸的工作，即通常所说的路线平面设计

19、、 路线纵断面设计和横断面设计。 三者是相互关联， 既分别进行，又综合考虑。本次设计内容主要包括： 首先要熟悉地形图和所给的原始资料， 分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情况。然后进行选线，方案比选，路线平面设计，纵断面设计，横断面设计，土石方计算，土方调配，路基设计，路面设计及施工组织设计。要完成这些任务必须要借助相应的辅助软件，在此软件里输入道路的基本信息，然后处理得出的成果。最后，把这整个过程整理好以论文的形式表现出来。21.3毕业设计的目的毕业设计是本专业最主要的教学环节之一，是交通工程专业教学的最后一个，也是最重要的环节。要求学生综合运用所学基础理论、专业理论和基本技能，

20、按照任务书的要求，对具体工作进行合理的工程规划设计，提供完整的设计文件。通过毕业设计掌握道路工程设计的基本方法，提高分析和解决工程问题的能力，培养独立工作能力和组织能力以及认真负责的工作态度。通过本次设计，对所学专业知识进行一次全面的、系统的综合运用。通过该设计锻炼学生将所学专业知识综合应用于工程设计的能力，使其能够独立进行一般公路设计，达到通过设计对所学专业知识进行巩固和灵活运用的目的。32公路路线设计2.1 平面设计2.1.1 一级公路几何指标的汇总表计算行车速度（km/h）行车道宽度（ m）车道数中央分隔带宽度 （ m）中间左侧路缘带宽度 （ m）带中间带宽度（m）硬路肩宽度（ m）视停

21、车视距（ m）距行车视距（ m）2.1.1 公路几何指标的计算、确定与复核表80纵坡不小于（%）2× 7.5最大纵坡（ %）4最小纵坡（ %）一般2.0坡长限值值0纵坡坡度（ %）极限1.0（ m）值0缓和坡段坡长不大于（ %）一般0.5值0.5合成坡度（ %）极限值一般3.0凸形竖曲线半径值2.0（m）极限值竖曲线一般2.5凹形竖曲线半径值1.5（m）极限值竖曲线最小长度（ m）110110视觉所需最小竖曲线半径值（ m）0.350.30.5110039004310.0极限最3000小值一般最4500小值极限最2000小值一般最 3000 小值70凸形12000公路用地不小于（m）

22、极限最小半径（m）一般最小半径（m）平曲不设超高的最小半线径（ m）最大半径不应大于（m）最小长度（ m）平曲线超高横坡不大于（ %）3m凹形8000250同向曲线间最小直线长度6VV 60km/h（m）400反向曲线间最小直线长度2V2500（m）24.50一般值路基宽度（ m）10000最小值21.50140最小坡长（ m）20010缓和曲线最小长度m70路拱横坡（ %）1.02.042.1.2 相关技术指标1 ） 车道宽度当设计车速为 80 公里 / 小时时，单车道宽度为3.75 米。2 ） 一级公路整体式断面必须设置中央带。中央带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，可采用标准一般值设计，

23、取3.00 米。3） 路肩宽度根据标准，左侧硬路肩宽度采用 2.50 米，土路肩宽度采用 0.75 米，一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，采用 0.50 米。4 ） 一级公路的连续上坡路段，当通行能力运行安全受到影响时应设置爬坡车道，其宽度为 3.50 米，连续长坡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道。对于本设计都无须设置。5 ） 路基宽度一级公路四车道路基宽度取一般值24.50 米。2.1.3 主要技术指标复核（ 1）表 2.1.2 汽车交通量组合（单位：辆天）车辆交通量代表车型折算系数折算交通量解放 CA10B160中型车1.5240解放 CA30A180中型车1.5270东风

24、EQ140220中型车1.5330黄河 JN150110大型车2220黄河 JN162200大型车2400黄河 JN360220拖 车3660长征 XD160150大型车2300交通 SH141180中型车1.5270小客车4590小型车145907280（ 2）交通量复核四车道一级公路折合成小客车的年平均交通量为1500030000 辆，交通增长率 r7% ， n取 20年交通量： N dn 17280 (17%) 20 126328 .3205 ( 辆/ 日)N 0 ' 1 r计算可知： Nd 在交通量 1500030000 之间，所以其为四车道一级公路。（ 3）指标核算平曲线一般

25、最小半径：5RminV 2802127 maxi max420m 400m127 0.05 0.07平曲线极限最小半径：RminV 2802127 maxi max240m 250m127 0.11 0.1平曲线最小长度：考虑最小行程时间：l min1.67V133.6m140m缓和曲线最小长度：l min0.83V 66.4m70m停车视距；V80km / h85%68km / hSTVtV 2682.5682105.9m110m3.62543.62540.31z合成坡度：i hi Z2ic20.01520.120.10010%纵坡最小长度：l min9V9103250m200m803600

26、竖曲线最小长度；LV8066.7m70m1.21.22.1.4 选线1、地形综述地形条件：本路段原地面地势较低，多农田并散布着小鱼塘，在修建公路是时应尽量避开河流、鱼塘等对公路不利地形，考虑到节省造价的原则，尽量减少居民房屋的拆除，又能使道路顺畅，线形美观大方，解决当地的通行。（一）某山岭重丘区地形图： 1 份，比例为 1：2000。（二）道路所在地区的气象资料路线经过地区属亚热带山地季风性湿润气候，冬少严寒，夏无酷暑，春迟秋早，雾多湿重，雨量充沛，四季分明。年平均温度在7.8 17.4之间，年日照11601600 小时，常年降雨量 9001200 毫米。当地多年平均最大冻深为1.0 米。（三

27、）沿线的工程地质及水文地质情况6沿线山体稳定，无不良地质状况，沿线土质为粉质亚粘土，地下水位大于 2.6 米，地表无积水。（四）沿线的植被及土壤分布情况树木较多，沿线多粘质土，山坡上1 米以下是碎石土。（五）道路建筑材料及分布情况沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。 ，有小型采石场和石灰厂，水泥、钢材均需外购。沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。路基临界高度：砂性土H 1= 1.11.5 H 2= 0.71.1粘性土H 1= 2.12.5 H 2 = 1.62.0粉性土H 1= 2.42.9 H 2= 1.82.3H1:路基干燥状

28、态临界高度H2:路基中湿状态临界高度2、选线原则（1）平原区选线，因地形限制不大，而线应在基本符合路线走向的前提下，正确处理对地物、地质的避让与超越，找出一条理想的路线来。（2）平原区农田成片，渠道纵横交错，布线应从支援农业着眼，尽量做到少占和不占高产田，从各项费用上综合考虑放线，不能片面求直占用大片良田，也不能片面强调不占某块田而使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。（3）路线应与农田水利建设相结合，有利于农田灌溉，尽可能少于灌溉渠道相交把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。（4）当路线靠近河边低洼或村庄，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村保田的作用。（5）合理考虑路线与城镇的

29、关系，尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，尽量避开重要的电力、电讯设施。（6）注意土壤水文条件，当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避，如需穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的稳定。（ 7）行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足，高速公路、一级公路以及设计速度 60km/h 的公路，应注重立体线形设计， 尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。设计速度<40kmh 的公路，首先应在保证行车安全的前提下，正确地运用平面线形要素最小值（8）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）1长

30、直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。72高、低标准之间要有过渡。（9）应避免连续急弯的线形，这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。（10）平曲线应有足够的长度，汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s，以使驾驶操作不显的过分紧张。1平曲线一般最小长度为9s 行程；2平曲线极限最小长度为6s 行程。3偏角小于 7°时的平曲线最小长度2.1.5公路平面线形设计122.03，218.001、平曲线要素计算：图 2.1.1

31、基本型平曲线（ 1）在 JD1 处，初拟R1400m ， Ls70m原因：尽可能避开地势较高的丘陵区，并保证汽车的行驶安区，符合规范关于一级公路的技术指标标准。曲线要素计算如下：R14 0 m0，L s70m8q1LSL s335.0m2240R2p1Ls2Ls40.51m24R2384R 328.6479Ls700R28.6795.0r a d4 0 0TS1Rp tg1q112.8m2E1Rp s e c 1R8.02LS1R180Ls223.5mL y1LS12LS223.514083.5J S12TL12.1m（2）在 JD2 处，初拟 R2800m ， L s 100m原因：应尽量避

32、开洼地和较密集的居民区。曲线要素计算如下：R28 0 m0， Ls100mq2L SL s349.99m2240R2p 2Ls2Ls40.52m24R 2384 R328.6479Ls28.6791500R3.58r a d1000LS 21802 R2351.2mLy 2LS22LS 2351.2200 151.2TS2Rp tg2q 176.78m2E2R sec 21 10.50m29J22TL22.36JD1与 JD2 之间的直线段长= 6736.185310.81425.382V160m , 符合规范要求。表 2.1.3 平曲线几何要素值RSq0pTsLsEsJs（ rad（m）（m

33、）（°）（ m）（ m）（ m）（m）（ m）（ m）JD14007022.0335.00.515.0112.8223.58.02.1JD28001001800750.523.58176.7351.210.502.3682、主点桩号计算：起点 A ：K4+950第一直线段长度为360.8m所以 JD1 的桩号：K5+310.8第二直线段长度为1425.38m所以 JD2 的桩号： (K5+310.8)+1425.38=K6+736.18终点 B 的桩号： K 7300各主点桩号计算及校核如下：JD1 处：JD1K5+310.8T1112.8ZHK5+198Ls70HYK5+268L183.5YHK5+351.5 S170HZK5+421.5- Ls1/2111.75QZK5+309.75+Js1/21.05JD1K5+310.810JD2 ：JD2K6+736.18 T2176.78ZHK6+559.4 S2100HYK6+659.4 L2151.2YHK6+810.6 S2100HZK6+910.6-Ls2/2175.6QZK6+735.6+Js2/21.18JD2K6+736.182.1.6汽车行驶轨迹行驶中汽车的轨迹的几何特征：1、轨迹连续。这个轨迹是连续的和圆滑的，即在任何一点上下出现错头和破折2、曲率连续。其曲率是连