【《巢湖高速双向四车道公路设计》14000字】

-2-巢湖高速双向四车道公路设计摘要巢湖高速公路设计时一个在安徽巢湖地区设计一段长约3400m的高速公路，车道设计宽度3.75m，双向四车道，设计车速为120km/h，路基宽度为27m，定位为高等级公路。路面选择沥青混凝土结构，设计主要包括平面路线设计、横断面设计、纵断面设计、路基边坡排水设计、路面结构设计等，所做的设计都在规范的要求下进行。在最后确定路面的厚度，并对路面厚度进行验算至满足要求。关键词：平面路线设计；横断面设计；纵断面设计；路基边坡排水设计；路面结构设计目录TOC\o"1-2"\h\u7266第1章绪论 -4-83921.1项目简介： -4-308481.2自然地理条件资料 -4-139021.3设计的目的和意义 -4-48531.4设计的基本思路和基本方法 -4-194481.5公路等级的确定 -4-7956第2章技术标准 -7-160922.1直线 -7-73862.2圆曲线 -7-149292.3平曲线 -7-115942.4小偏角 -7-238602.5缓和曲线 -7-12835第3章平面设计 -10-183643.1平面设计概述 -10-170063.2平面线形设计的基本要求 -10-301623.3直线 -10-121383.4圆曲线 -10-32743.5缓和曲线 -11-15063.6平曲线计算： -11-61143.7逐桩坐标表 -18-5944第4章纵断面设计 -22-127164.1纵断面设计概述 -22-121894.2平、纵组合要求 -22-188934.3纵坡设计 -22-29104.4竖曲线 -23-29117第5章横断面设计 -26-274255.1路基 -26-123855.2路拱 -26-265075.3横断超高设计 -26-7106第6章路基防护和排水设计 -31-262856.1路基的类型 -31-125886.2路基边坡设计 -31-271656.3路基防护 -32-264796.4路基排水设计 -33-25267第7章路面结构设计 -35-51607.1路面结构及组成 -35-243767.2路面类型的确定 -35-174547.3交通量数据 -35-219007.4标准轴载及轴载当量换算 -36-267827.5沥青路面结构设计 -39-533参考文献： -44-第1章绪论1.1项目简介：根据任务书介绍，本项目是新建巢湖高速公路设计时速为120km/h的双向四车道高速公路，在地形图上自由选择起终点，路线总长约为3400m，拟设计使用年限为15年。1.2自然地理条件资料巢湖地区属寒温带气候，年平均气温-1～0℃，最高气温23℃，极端最低气温-38℃，多年最大道路冻深为188cm。年平均降雨量200mm，平均风速3.75m/s。沿线土质为中液限黏性土，填方路基高1.7m，地下水距路床3.4m。据1/20区域地质调查报告，自1681年以来，少有地震。根据《中国地震烈度区划图（1990）》，得知巢湖地区地震基本烈度为VI度。1.2.1分析结果根据任务书和当地经济发展状况，当地高程变化大，拟用27m路基，时速120km/h。1.3设计的目的和意义高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全舒适等经济技术特点，有利于集约利用土地资源、降低能源消耗、减少环境污染、提高交通安全性，对实现社会经济可持续发展具有积极作用，而且高速公路是重要的国家资源，对于促进国家经济增长、提高人民生活质量、维护国家安全等都具有重要价值。高速公路的发展不仅仅是经济的需要，也是人类文明和现代生活的组成部分。发达的高速公路网不仅是交通现代化的主要标志,也是与个国家现代化的重要标志。1.4设计的基本思路和基本方法1、确定道路等级2、选线：根据地形、气候、水文地质和地质情况，绘制出线路图。3、平面设计：设计出平面线型，计算平曲线及缓和曲线要素，绘制出逐桩坐标表。4、纵断面设计：计算各个桩点的设计高程，竖曲线要素及高程，绘制纵断面设计图。5、横断面设计：确定路基横断面的形式，绘制出横断面图。6、路基设计：选择路基的填料，确定土方调配方案，根据公路路基设计规范选择具体的填土和压实的方法，进行基地处理，稳定性分析和验算。7、路面及排水设施：确定路面类型和所用的材料，作出路面的结构设计，作出路基路面的排水设施，并绘制出设计图。1.5公路等级的确定1.5.1公路等级划分公路根据交通量分成五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。1.5.2计算交通量已知设计标准轴载：BZZ-100预测交通量年平均增长率：5％。近期（起始年）交通组成及数量如下：桑塔纳2000AL6600DD680解放CA50东风EQ140黄河JN150黄河JN162解放CA390太托拉138交通SH3613800辆/日480辆/日490辆/日720辆/日680辆/日530辆/日670辆/日540辆/日360辆/日210辆/日1.5.3交通量计算据《道路勘测设计》第五版可知代表车型车辆折算系数说明小客车1座位≤19座的客车和载质量≤2t的货车车中型车1.5座位＞19座的客车和载质量＞2t～≤7t的货车大型车2.57t<载质量≤20t汽车列车4载质量＞20t交通量资料和车辆折算系数可知车型交通量车辆折算系数折合成小汽车交通量桑塔纳2000380013800AL66004801.5720DD6804901.5735解放CA507202.51800东风EQ1406802.51700黄河JN1505302.51325黄河JN1626702.51675解放CA3905402.51350太托通SH3612104840折合成小客车的年平均日交通量ADT（辆/日)15385AADT=ADT×（1+30461(辆/日)>15000（辆/日）式中：AADT—设计交通量；ADT—起始年平均日交通量；γ—年平均增长率；n—远景设计年限。本项目为高速公路，n=15年，拟定交通量预计年增长率r=5%。

第2章技术标准2.1直线2.1.1最大长度限制直线距离过长，驾驶过程枯燥，再加上沿途景观比较单调，易引发交通事故，故直线的最大长度应有所限制。2.1.2曲线组合形式，曲线间的直线长度有着不同限制。2.1.3直线的适用条件2.2圆曲线（本项目是时速120km/h的高速公路）2.2.1最小半径2.2.2最大半径2.3平曲线设计速度（km/h）1201008060403020平曲线长度(m)一般值600500400300200150100最小值200170140100705040据规范得得到最小平曲线值=200m。2.4小偏角当山岭重丘区转角少于或者等于7°时，平曲线的长度一般值是1200θ/m。2.5缓和曲线汽车由直线驶入圆曲线时，为了避免因曲率变化过快，汽车出现翻车的情况，要在直线和圆曲线间设置缓和曲线。除了能增加行车的稳定性之外，缓和曲线还有美化线形，满足超高过渡段的设置要求的作用。依据规范本项目缓和曲线最小长度取100m。6行车视距行车视距合不合适关系到我们驾驶员的安全和舒适问题，这也是道路设计中一个很关键的要素。2.7纵坡2.7.1最大纵坡取值为3%2.7.2最小纵坡取值为≥0.3%2.7.3最小坡长取值为300m2.8竖曲线根据规范得设计速度（Km/h）1201008060凸形竖曲线半径（m）一般值170001000045002000极限值11000650030001400凹形竖曲线半径（m）一般值6000450030001500极限值4500300020001000竖曲线长度（m）一般值250210170120极限值1008570502.9路基设计本项目拟为双向四车道高速公路，时速120km/h，路基宽27m，单个车道宽3.75m。土路肩宽度使用0.75m，硬路肩宽度决定使用3m。路基宽度：0.75+3.0+3.75*2+4.5+3.75*2+3.0+0.75=27m2.10技术标准汇总表计算行车速度（km/h）120纵坡不小于（%）0.3行车道宽度（m）3.75最大纵坡（%）3车道数4最小纵坡（%）0.3中间带中央分隔带宽度（m）3坡长限值（m）纵坡坡度（%）34900700路缘带带宽度（m）0.75竖曲线凸形竖曲线半径（m）一般最小值17000极限最小值1100土路肩宽度（m）一般值0.75凹形竖曲线半径（m）一般最小值6000极限值0.50极限最小值4000圆曲线极限最小半径（m）810V≥80km/h同向曲线间最小直线长度（m）6V一般最小半径（m）1000反向曲线间最小直线长度（m）2V不设超高的最小半径（m）5500(7500)路基宽度（m）一般值26最大半径不应大于（m）10000最小值24最小长度（m）600最小坡长（m）250

第3章平面设计3.1平面设计概述道路中心线在水平方向上的投影就是道路的平面线形。直线、圆曲线和缓和曲线是道路线形三个要素。在平面线形设计时，为保证行车的安全性和舒适性，设计者应结合实际地形，遵循平面线形设计的原则，保证三个要素的大小均衡，合理布设平面线形。3.2平面线形设计的基本要求平面线形应注意连贯均衡、相互连续，与地形能够有很好的结合适应，与周围环境相互平衡协调。构造物和附属设施的联系应该在线形设计考虑范围之内。着重观察纵断面线形的结合和曲线间的组合。各个等级公路不管转角大小都应该设计曲线，并应该选取相对比较大的圆曲线半径，转角比较小的时候，不能有比较短的圆曲线。3.3直线1.最大长度限制直线距离过长，驾驶过程枯燥，再加上沿途景观比较单调，易引发交通事故，故直线的最大长度应有所限制。20V=2400m2.最小长度限制如果两圆曲线间的直线段长度过短，驾驶员由一个弯道驶入另一个弯道时，不能正确地进行驾驶操作，行车的安全得不到保证。所以针对不同的曲线组合形式，曲线间的直线长度有着不同限制。反向/同向曲线中2V=240米/6V=720米。3.4圆曲线3.4.1最小半径技术指标高速公路一般最小半径1000m极限最小半径810m不设超高最小半径路拱≤2.0%5500m路拱≥2.0%7500m当圆曲线巨大时可以不设超高直接设置路拱。3.4.2横向力系数µ横向力有很大时，会有很大的危害，严重影响到驾驶员在驾驶过程中的安全问题，具体表现在下面几个方面：1.µ要小于横向摩阻系数φh，要求车子的轮胎不能过度磨损；2.驾驶员驾驶技术要过硬，要能够保持好方向盘，否则会被影响驾驶方向操作的困难；3.会加大汽车的油耗，增加经济成本；4.会影响到副驾驶或者后座乘客的体验，增加紧张感。一般µ值在0.10~0.16为好。3.4.3最大超高值ih（max）道路上面有各种各样的车辆在行驶，车辆的行驶速度也不尽相同，有的车速快，有的车速慢，我们不仅要满足慢车的行驶要求，更要满足快车的行驶要求。如果ih过大，则有可能发生车辆沿着最大合成坡度下滑的结果发生，造成不必要的危险发生，所以我们对ih有个最大的限度要求，即ih（max）≤φw。3.5缓和曲线3.5.1作用让车辆在行驶过程中，轨迹变化连续，行车舒适。在行驶过程中，离心力也随着变化，能够让乘客感到舒服。让车辆在行车过程中更加的平稳，有利于安全。增加线路的美观程度。3.5.2缓和曲线的形式因为回旋线简单方便的原因。一般采用回旋线。3.5.3缓和曲线最小长度取100m。3.6平曲线计算：3.6.1交点坐标：1.方位角计算①起点和交点1坐标增量：Dx＝3266954.8－3267711.4＝-756.600Dy＝39650371.2－39649018.8＝1352.400交点间距：S=DX²+DY²象限角：θ=arctg因为Dx＜0，Dy＞0，故方位角A1=180°-60.775°=119.225°=119°13′30.0″②交点1和交点2坐标增量：Dx＝3267577.213－3266954.8＝622.413Dy＝39651071.851－39650371.2＝700.651交点间距：S=DX²+DY²象限角：θ=arctg因为Dx＞0，Dy＞0，故方位角A2=48.384°=48°23′02.4″③交点2和终点坐标增量：Dx＝3268684.596－3267577.213＝1107.382Dy＝39650808.772－39651071.851＝-263.078交点间距：S=DX²+DY²象限角：θ=arctg因为Dx＞0，Dy＜0，故方位角A3=360°-13.364°=346.636°=346°38′09.6″2.计算转角值得：α1=A2-A1=48°23′02.4″-119°13′30.0″=-70°50′27.6″（左）α2=A3-A2=346°38′09.6″-48°23′02.4″=298°15′07.2″（右）结果如下：交点号交点坐标交点桩号转角值直线长度及方向N(X)E(Y)直线

段长(m)交点

间距(m)计算

方位角12345678JD03267711.439649018.8K0+000855.6591549.655119°13′29.4″JD13266954.839650371.2K1+549.65570°50′26.4″(Z)0937.18248°23′03″JD23267577.21439651071.85K2+350.43261°44′53.1″(Z)525.3391138.204346°38′09.9″JD33268684.59639650808.77K3+400.87500003.6.2平曲线几何要素计算如图所示：JD1桩号为K1+549.655时速120km/h，圆曲线半径为700m，缓和曲线长度为400m，转角为70°50′26.4″(Z)计算如下：切线增长值：q=内移值：p=缓和曲线角：β切线长：

T=(R+p)平曲线长：

L=(圆曲线长：Ly=L−2Ls=1265.482−2∗400=465.482m外距：

E=(R+p)校正值：J=2T−L=2∗704.047−1265.482=142.612m经检验无误JD2交点桩号为K2+350.432，时速120km/h，圆曲线半径为700m，缓和曲线长度为400m，转角为61°44′53.1″(Z)计算如下：切线增长值：q=内移值：p=缓和曲线角：β切线长：

T=(R+p)平曲线长：

L=(圆曲线长：Ly=L−2Ls=1154.295−2∗400=465.482m外距：

E=(R+p)校正值：J=2T−L=2∗623.642−1154.295=92.989m经检验无误。如图汇集图表交点R(m)α(°)Ls(m)q(m)p(m)β(°)L(m)T(m)E(m)J(m)JD170070.841400199.4569.49316.3701265.482704.045170.626142.608JD270061.748400199.4569.49316.3701154.395623.642126.62892.8893.6.3主点桩号计算1.JD1交点桩号为K1+549.655，计算如下ZH＝JD1－T＝（K1+549.655）－704.045＝K0+855.659HY＝ZH＋Ls＝（K0+855.659）＋400＝K1+255.659YH＝HY＋Ly＝（K1+255.659）＋465.482＝K1+921.141HZ＝YH＋Ls＝（K1+921.141）＋400＝K1+921.141QZ＝HZ－L/2＝（K1+921.141）＋1265.482/2＝K1+588.400JD1＝QZ＋J/2＝（K1+588.400）＋142.608/2＝K1+549.6552.JD2交点桩号为K2+350.432，计算如下ZH＝JD2－T＝（K2+350.432）－623.642＝K1+921.141HY＝ZH＋Ls＝（K1+921.141）＋400＝K1+921.141YH＝HY＋Ly＝（K1+921.141）＋354.395＝K2+475.536HZ＝YH＋Ls＝（K2+475.536）＋400＝K2+875.536QZ＝HZ－L/2＝（K2+875.536）＋1154.395/2＝K2+198.339JD2＝QZ＋J/2＝（K2+198.339）＋92.889/2＝K2+350.432经检验，各交点桩号无误。汇集如下表：交点号交点桩号曲线主点桩号第一缓和曲线第一缓和曲线终曲线中点第二缓和曲线起第二缓和曲线起点点或圆曲线起点点或圆曲线终点终点1234567起点K0+000JD1K1+549.655K0+855.659K1+255.659K1+588.400K1+921.1410JD2K2+350.4320K1+921.141K2+198.339K2+475.536K2+875.536终点K3+400.8753.7逐桩坐标表桩号坐标桩号坐标N(X)E(Y)N(X)E(Y)K0+0003267711.439649018.8K0+8003267320.8139649716.97K0+0203267701.63539649036.25K0+8203267311.04539649734.42K0+0403267691.8739649053.71K0+8403267301.2839649751.88K0+0603267682.10639649071.16K0+855.6593267293.63539649765.54K0+0803267672.34139649088.62K0+8603267291.51639649769.33K0+1003267662.57639649106.07K0+8803267281.75839649786.79K0+1203267652.81139649123.53K0+9003267272.03139649804.26K0+1403267643.04739649140.98K0+9203267262.3639649821.77K0+1603267633.28239649158.43K0+9403267252.76939649839.32K0+1803267623.51739649175.89K0+9603267243.28439649856.93K0+2003267613.75239649193.34K0+9803267233.9339649874.61K0+2203267603.98839649210.8K1+0003267224.73439649892.37K0+2403267594.22339649228.25K1+0203267215.72139649910.22K0+2603267584.45839649245.7K1+0403267206.91939649928.18K0+2803267574.69339649263.16K1+0603267198.35439649946.25K0+3003267564.92939649280.61K1+0803267190.05339649964.45K0+3203267555.16439649298.07K1+1003267182.04639649982.78K0+3403267545.39939649315.52K1+1203267174.35939650001.24K0+3603267535.63439649332.98K1+1403267167.02239650019.84K0+3803267525.8739649350.43K1+1603267160.06539650038.59K0+4003267516.10539649367.88K1+1803267153.51739650057.49K0+4203267506.3439649385.34K1+2003267147.40839650076.54K0+4403267496.57539649402.79K1+2203267141.7739650095.72K0+4603267486.81139649420.25K1+2403267136.63339650115.05K0+4803267477.04639649437.7K1+255.6593267132.98139650130.28K0+5003267467.28139649455.16K1+2603267132.02839650134.51K0+5203267457.51639649472.61K1+2803267127.97939650154.1K0+5403267447.75239649490.06K1+3003267124.49139650173.79K0+5603267437.98739649507.52K1+3203267121.56739650193.58K0+5803267428.22239649524.97K1+3403267119.2139650213.44K0+6003267418.45739649542.43K1+3603267117.42139650233.36K0+6203267408.69339649559.88K1+3803267116.20139650253.32K0+6403267398.92839649577.33K1+4003267115.55339650273.31K0+6603267389.16339649594.79K1+4203267115.47539650293.31K0+6803267379.39839649612.24K1+4403267115.96939650313.3K0+7003267369.63439649629.7K1+4603267117.03439650333.27K0+7203267359.86939649647.15K1+4803267118.66939650353.2K0+7403267350.10439649664.61K1+5003267120.87339650373.08K0+7603267340.33939649682.06K1+5203267123.64439650392.89K0+7803267330.57439649699.51K1+5403267126.97939650412.61桩号坐标桩号坐标N(X)E(Y)N(X)E(Y)K1+6003267140.34439650471.08K2+3603267664.3739650969.52K1+6203267145.90739650490.29K2+3803267683.95839650973.56K1+6403267152.01639650509.33K2+4003267703.65339650977.03K1+6603267158.66639650528.19K2+4203267723.43939650979.94K1+6803267165.85339650546.86K2+4403267743.30139650982.29K1+7003267173.56939650565.31K2+4603267763.22139650984.06K1+7203267181.8139650583.53K2+475.5363267778.72539650985.05K1+7403267190.56839650601.51K2+480326778327K1+7603267199.83639650619.23K2+500326780392K1+7803267209.60739650636.68K2+520326782302K1+8003267219.87239650653.85K2+5403267843.16739650985.62K1+8203267230.62339650670.71K2+560326786375K1+8403267241.85139650687.26K2+5803267883.10339650983.42K1+8603267253.54839650703.48K2+6003267903.02639650981.67K1+8803267265.70339650719.36K2+6203267922.91139650979.53K1+9003267278.30839650734.89K2+6403267942.75339650977.02K1+9203267291.3539650750.05K2+6603267962.55139650974.18K1+921.1413267292.10739650750.91K2+6803267982.30239650971.04K1+9403267304.8239650764.84K2+7003268002.00839650967.63K1+9603267318.70839650779.23K2+7203268021.66939650963.96K1+980326733339650793.22K2+7403268041.28939650960.08K2+0003267347.68739650806.79K2+7603268060.8739650956.01K2+0203267362.75539650819.94K2+7803268080.41639650951.77K2+0403267378.19339650832.66K2+8003268099.93439650947.41K2+0603267393.98739650844.92K2+8203268119.42739650942.93K2+0803267410.12639650856.74K2+8403268138.90339650938.38K2+1003267426.59639650868.08K2+8603268158.36739650933.79K2+1203267443.38239650878.95K2+4003267703.65339650977.03K2+1403267460.47339650889.34K2+4203267723.43939650979.94K2+1603267477.85339650899.23K2+4403267743.30139650982.29K2+1803267495.50939650908.63K2+4603267763.22139650984.06K2+198.3393267511.92939650916.79K2+475.5363267778.72539650985.05K2+2003267513.42639650917.51K2+480326778327K2+2203267531.5939650925.88K2+500326780392K2+2403267549.98539650933.73K2+520326782302K2+2603267568.59739650941.05K2+5403267843.16739650985.62K2+2803267587.41139650947.83K2+560326786375K2+3003267606.4139650954.08K2+5803267883.10339650983.42K2+3203267625.58139650959.78K2+6003267903.02639650981.67K2+3403267644.90639650964.92K2+6203267922.91139650979.53桩号坐标桩号坐标N(X)E(Y)N(X)E(Y)K1+6003267140.34439650471.08K2+3603267664.3739650969.52K1+6203267145.90739650490.29K2+3803267683.95839650973.56K1+6403267152.01639650509.33K2+4003267703.65339650977.03K1+6603267158.66639650528.19K2+4203267723.43939650979.94K1+6803267165.85339650546.86K2+4403267743.30139650982.29K1+7003267173.56939650565.31K2+4603267763.22139650984.06K1+7203267181.8139650583.53K2+475.5363267778.72539650985.05K1+7403267190.56839650601.51K2+480326778327K1+7603267199.83639650619.23K2+500326780392K1+7803267209.60739650636.68K2+520326782302K1+8003267219.87239650653.85K2+5403267843.16739650985.62K1+8203267230.62339650670.71K2+560326786375K1+8403267241.85139650687.26K2+5803267883.10339650983.42K1+8603267253.54839650703.48K2+6003267903.02639650981.67K1+8803267265.70339650719.36K2+6203267922.91139650979.53K1+9003267278.30839650734.89K2+6403267942.75339650977.02K1+9203267291.3539650750.05K2+6603267962.55139650974.18K1+921.1413267292.10739650750.91K2+6803267982.30239650971.04K1+9403267304.8239650764.84K2+7003268002.00839650967.63K1+9603267318.70839650779.23K2+7203268021.66939650963.96K1+980326733339650793.22K2+7403268041.28939650960.08K2+0003267347.68739650806.79K2+7603268060.8739650956.01K2+0203267362.75539650819.94K2+7803268080.41639650951.77K2+0403267378.19339650832.66K2+8003268099.93439650947.41K2+0603267393.98739650844.92K2+8203268119.42739650942.93K2+0803267410.12639650856.74K2+8403268138.90339650938.38K2+1003267426.59639650868.08K2+8603268158.36739650933.79K2+1203267443.38239650878.95K2+4003267703.65339650977.03K2+1403267460.47339650889.34K2+4203267723.43939650979.94K2+1603267477.85339650899.23K2+4403267743.30139650982.29K2+1803267495.50939650908.63K2+4603267763.22139650984.06K2+198.3393267511.92939650916.79K2+475.5363267778.72539650985.05K2+2003267513.42639650917.51K2+480326778327K2+2203267531.5939650925.88K2+500326780392K2+2403267549.98539650933.73K2+520326782302K2+2603267568.59739650941.05K2+5403267843.16739650985.62K2+2803267587.41139650947.83K2+560326786375K2+3003267606.4139650954.08K2+5803267883.10339650983.42K2+3203267625.58139650959.78K2+6003267903.02639650981.67K2+3403267644.90639650964.92K2+6203267922.91139650979.53桩号坐标桩号坐标N(X)E(Y)N(X)E(Y)K2+6403267942.75339650977.02K3+0203268314.03539650896.81K2+6603267962.55139650974.18K3+0403268333.49339650892.18K2+6803267982.30239650971.04K3+0603268352.95239650887.56K2+7003268002.00839650967.63K3+0803268372.4139650882.94K2+7203268021.66939650963.96K3+1003268391.86939650878.31K2+7403268041.28939650960.08K3+1203268411.32739650873.69K2+7603268060.8739650956.01K3+1403268430.78639650869.07K2+7803268080.41639650951.77K3+1603268450.24439650864.45K2+8003268099.93439650947.41K3+1803268469.70239650859.82K2+8203268119.42739650942.93K3+2003268489.16139650855.2K2+8403268138.90339650938.38K3+2203268508.61939650850.58K2+8603268158.36739650933.79K3+2403268528.07839650845.96K2+6403267942.75339650977.02K3+2603268547.53639650841.33K2+6603267962.55139650974.18K3+2803268566.99539650836.71K2+6803267982.30239650971.04K3+3003268586.45339650832.09K2+7003268002.00839650967.63K3+3203268605.91139650827.47K2+7203268021.66939650963.96K3+3403268625.3739650822.84K2+7403268041.28939650960.08K3+3603268644.82839650818.22K2+7603268060.8739650956.01K3+3803268664.28739650813.6K2+7803268080.41639650951.77K3+4003268683.74539650808.97K2+8003268099.93439650947.41K2+8203268119.42739650942.93K2+8403268138.90339650938.38K2+8603268158.36739650933.79K2+7203268021.66939650963.96K2+7403268041.28939650960.08K2+7603268060.8739650956.01K2+7803268080.41639650951.77K2+8003268099.93439650947.41K2+8203268119.42739650942.93K2+8403268138.90339650938.38K2+8603268158.36739650933.79K2+875.5363268173.48339650930.2K2+8803268177.82639650929.16K2+9003268197.28439650924.54K2+9203268216.74339650919.92K2+9403268236.20139650915.3K2+9603268255.6639650910.67K2+9803268275.11839650906.05K3+0003268294.57739650901.43

第4章纵断面设计4.1纵断面设计概述在这一设计阶段中，最为重要的一步是进行纵坡设计。纵坡设计的技术指标主要包括坡度和坡长的限制。如果坡度过大，坡长过长，汽车上坡时，长时间爬坡，会导致汽车水箱沸腾，爬坡无力，甚至可能导致熄火，汽车的磨损也将增大；如果坡度过小，路面排水不利；如果坡长过短，变坡点个数增加，汽车行驶颠簸频繁，而且容易造成视距不良，因此要对纵坡的坡度和坡长加以限制。本设计的技术指标为高速公路，120Km/h，查规范得，纵坡设计的最大坡度为3%，最小坡度为0.3%，坡长的限制随坡度变化，长度也有所不同。4.2平、纵组合要求1.能够自然改变司机的视野，避免让驾驶员遇到不舒服的情况2.让各个指标能够大小适当，相互配合3.选择合适的合成坡度，保证安全问题能够解决4.注意地质和环境之间的配合。4.3纵坡设计4.3.1纵坡纵坡对汽车的影响较大，所以要找到一个合适的纵坡值比较困难，如果能够满足所有的车辆都能满足设计的标准，这样会造成极大的经济浪费，如果设计不好又容易导致交通事故的发生，这个时候就需要我们有最大纵坡值的限制了。4.3.2最大纵坡设计速度1201008060403020最大纵坡3456789所以我们选择最大纵坡为3%。4.3.3最小纵坡应该≥0.3%4.3.4坡长限制主要是对较陡峭纵坡进行限制。各级公路纵坡长度限制设计速度/(km/h)1201008060403020坡度/%3900100011001200470080090010001100110012005-60070080090090010004.3.5合成坡度在平曲线上，路线横向有超高，纵向有纵坡，通过几何计算出来的方向上，称为合成坡度。各等级道路最大允许合成坡度规定值公路等级高速公路设计速度/(km/h)12010080合成坡度/%101010.54.4竖曲线4.4.1竖曲线计算如图示意：竖曲线变坡点1，对应桩号为K0+620，对应标高Ho为360.8m，前坡度i1=-4%，后坡度i2=-1.8%，竖曲线半径R=10000m。坡度差：ω＝i2－i1＝-1.8%－-4%＝2.2%，为凹形。竖曲线长：L=Rω＝10000×2.2%＝220m切线长：T＝L/2＝220÷2＝110m外矢距：E=计算设计高程中点设计高程＝Ho+E＝（360.8）+0.605＝361.405起点桩号＝变坡点桩号－T＝（K0+620）－110＝K0+510起点高程=360.8－110×（-4%）=365.2m起点桩号＝变坡点桩号－T＝（K0+620）－110＝K0+730起点高程=360.8－110×（-1.8%）=358.82m②竖曲线变坡点2，对应桩号为K1+440，对应标高Ho为346.04m，前坡度i1=-1.8%，后坡度i2=-0.5%，竖曲线半径R=20000m。坡度差：ω＝i2－i1＝-0.5%－-1.8%＝1.3%，为凹形。竖曲线长：L=Rω＝20000×1.3%＝260m切线长：T＝L/2＝260÷2＝130m外矢距：E=计算设计高程竖曲线中点设计高程＝Ho+E＝（346.04）+0.423＝346.463竖曲线起点桩号＝变坡点桩号－T＝（K1+440）－130＝K1+310竖曲线起点高程=346.04－130×（-1.8%）=348.38m竖曲线起点桩号＝变坡点桩号－T＝（K1+440）－130＝K1+570竖曲线起点高程=346.04－130×（-0.5%）=345.39m竖曲线边坡点3，对应桩号为K2+630，对应标高Ho为340.09m，前坡度i1=-0.5%，后坡度i2=-1.8%，竖曲线半径R=16000m。坡度差：ω＝i2－i1＝-1.8%－-0.5%＝-1.3%，为凸形。竖曲线长：L=Rω＝16000×1.3%＝208m切线长：T＝L/2＝208÷2＝104m外矢距：E=计算设计高程竖曲线中点设计高程＝Ho-E＝（340.09）-0.338＝339.752竖曲线起点桩号＝变坡点桩号－T＝（K2+630）－104＝K2+526竖曲线起点高程=340.09－104×（-0.5%）=340.61m竖曲线起点桩号＝变坡点桩号－T＝（K2+630）－104＝K2+734竖曲线起点高程=340.09－104×（-1.8%）=338.218m经过校核变坡点计算准确。汇总如下表：变坡点前坡后坡半径曲线长L切线长T外距E桩号设计高程(m)（%）（%）（m）（m）（m）（m）K0+620360.8-4-1.8100002201100.605K1+440346.04-1.8-0.5200002601300.423K2+630340.09-0.5-1.8160002081040.338

第5章横断面设计5.1路基5.1.1形式按照填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和半填半挖三种类型。路堤是指全部用岩土填筑而成的路基；路堑是指全部在天然地面，需要进行挖掘的路基；半填半挖路基是指沿地面橫坡大，需要一侧开挖而另一侧填筑的路基。5.1.2横断面概况横断面设计线和地面线组成横断面。本项目高速公路，时速120km/h，断面主要由行车道、硬路肩、土路肩、边沟、排水沟、边坡组成。5.2路拱根据路面类型和当地自然条件，为便于路面排水，应设置一定的横向坡度。根据规范规定，本高速公路行车道和硬路肩采用2％的路拱横坡，土路肩为了能迅速排出路面上的降水，土路肩的横坡比行车道坡度大约高1～2%，土路肩路拱坡度定为4％。路拱形式采用直线型路拱。5.3横断超高设计5.3.1超高的确定1.计算公式：iihμ横向力系数V驾驶员行车速度R圆曲线半径2.已知本项目高速公路，时速120km/h，则μ和R存在关系：μ3.计算圆曲线超高值：交点1圆曲线半径R1=700m，时速120km/h，运行速度V取设计速度的90%，即V=108km/h作为本次设计运行速度μ=i其他交点圆曲线超高值按以上公式计算，整理在下表交点圆曲线半径R(m)横向力系数μ计算超高值i(%)修正值(%)JD17000.0874.405JD27000.0874.4055.4.1确定超高过度形式本设计为高速公路，属于有中间带道路，选择超高过度方式绕绕中央分隔带边缘旋转的方式。5.4.2计算超高过渡段长度1.为了驾驶员行车的感觉和路面建设完成之后路面的整洁观感好，我们需要设置一个超高过渡段。计算如下：LLCB'：旋转轴至行车道外侧的宽度,B'=B，绕内边；∆iP：超高渐变率2.规范规定，对于设计速度120km/h，绕中线旋转时，超高渐变率取值为P＝1/250，考虑硬路肩和路缘带，行车道宽度B＝11.25m。Lc值应为5m的整数倍，长度≥10m，且Lc=ls。如果Lc>ls，平面线形应修改为ls>Lc；如果ls>Lc，只要超高坡度率P≥1/330，Lc=ls也可。3.计算超高过渡段长度：LLc值为5m的整数倍，超高过渡段长度为200m，本设计设计超高过渡段Lc低于Ls=400m缓和曲线，取100m时P=1/507.9<1/330，不满足设计要求，若计算最大过渡长度为259.8m，则修正Lc=255m，修正过渡长度对应为1/323.81，满足设计要求，故修正Lc=255m。交点B/mp超高/%路拱/%代数差/%Lc/m修正Lc/m对应pJD111.251/2503251972551/324JD211.251/2503251972551/3245.5横断面超高计算5.5.1超高值计算公式超高位置公式X处行车道横坡备注外侧C（i1、计算结果均为与设计高程之差；2、设计高程位置为图中D点位置；3、加宽值bx按加宽计算公式计算。bD0内侧D0iC−（5.5.2计算JD1平曲线内超高值已知JD1平曲线范围为K0+855.659～K1+921.141,其中圆曲线范围为K1+255.659～K1+921.141，横断面超高计算如下。在缓和曲线上，桩号K0+900处C点超高为：外侧：i（内侧：i−（5.5.2最大合成坡度验算1.横断面超高设计中，最大超高值为5%，该超高路段对应的最大纵坡为1.1%，其合成坡度Imax为：I验算合格2.纵断面纵坡设计中，最大纵坡值为5%，该纵断范围内对应的最大超高为4%，其合成坡度Imax为：I验算合格5.6土石方计算5.6.1路基土石方数量计算1.横断面面积计算本次计算采用积矩法：F其中b、h、F分别是被划分的梯形或三角形的宽、高、面积2.土石方数量计算V=0.5(V——土石方体积F1L——相邻两断面长度5.6.2土石方调配原则就近利用：在填挖结合的横断面内，要加强土方的利用，在确实不够用的情况下再从外面调运过来补充。不跨沟运输。高向低运输：把土方在高的地方向下运输，不要反过来，这样会增大不必要的运输成本。经济性：应把远距离运输使用和附近借土运输的经济对比根据需要进行土方和石方的运输。土石方调配，应该提前和地方政府商量借土和弃土的相关事情，在最合适的地方取土或弃土。具体详情见土石方计算表。

第6章路基防护和排水设计6.1路基的类型路基有路堑，路堤，填挖结合路基三种类型。6.2路基边坡设计6.2.1填方路基由于本项目平、纵线形局部路段作适当调整或弯道加宽，高度≤8m时，坡率采用1：1.5；高度＞8m时，上坡率1：1.5，下坡率1：1.75。上下边坡之间设置2m宽平台。6.2.2挖方路基本项目在纵坡设计需降坡造成的挖方路段、或原状边坡坡率过大需开挖边坡路段，开挖边坡设计为台阶式。土质挖方路段：高度在8m以下边坡采用1:0.75坡率；挖方高度在8m以上路段,第一级边坡高度为8m，采用1:0.75坡率，第二级起边坡高度每10m为一级，采用1:1.0坡率，每两级边坡之间设2m宽平台，平台做成3%向内侧倾斜的坡度。石质挖方路段：边坡采用1:0.5～0.75坡率。挖方路段均设置碎落台，宽度1.0m。6.3路基防护6.3.1路基防护的原因路基在自然因素的长期作用下会发生变形和破坏，如路基土软化、边坡岩土风化等破坏，所以为了防止因坏境因素而引起的病害，应对路基加以防护。防护有坡面防护和冲刷防护这两个类型6.3.2坡面防护护。植物可以改善土基的水文状况，固结表土，还可以美化路容，简单有效。6.3.3冲刷防护当处于雨季时，降雨量增加，水流量增大，边坡易被水流冲刷而导致破坏，因此要对边坡进行冲刷防护。主要分为两种：直接防水流冲刷和间接防止水流冲刷。1、直接防止水流冲刷：通过栽种绿植或砌石以达到防护的目的；2、间接防止水流冲刷：修建防水的丁坝等防水坝体构造物以达到防护的目的。6.4路基排水设计6.4.1排水设计的原因和原则原因路界范围内积水，会导致路基土软化，强度降低，承载力下降，导致不均匀沉降，路面开裂，所以必须对路基进行排水处理。原则①道路的排水系统设计应该和环境相互结合、相互配合不可以占用农田和水利系统，在条件允许的情况下可以选择加大涵管的孔径来解决有关问题。②排水系统的设计要兼具经济性这一要素，要根据现场的具体情况具体做出相应的改变，减少工程不必要的投资。对于部分难处理的地段，要进行特殊处理。③排水沟要连接原有的沟渠，减少工程量，较少经济投入，也避免水进入田地，影响生产，避免不必要的经济损失。6.4.2边沟设计6.4.3排水沟设计

第7章路面结构设计7.1路面结构及组成7.1.1面层面层是在路面结构层次的最上面，直接承受荷载作用，同时直接受到水和温度状况等相关因素的变化，是最直接的体现路面使用功能的一个层面。常见的路面结构面层材料主要有沥青混合料和水泥混凝土，巢湖高速公路设计的设计指标为高速公路，属于高等级路面，因此采用沥青混合料作为面层。沥青面层往往由好几层构成，最上面表面层被称为磨耗层，用来吸收磨耗和松散影响的，有沥青玛蹄脂碎石混合料和沥青混凝土两种选择；第二层和第三层两个面层是主面层，是保证强度的，可以选择沥青混凝土。7.1.2基层基层是面层和路基中间的一层。基层主要承担来自面层的车轮垂直力，通过基层送达到路基土中，基层还承受面层向下的渗水和地下水向上的侵蚀。所以需要选择强度高，刚度大，有足够水稳性的材料。常见的基层材料主要分为：刚性材料（素混凝土、碾压混凝土等）、半刚性材料（无机结合料稳定土或粒料）和柔性材料（沥青稳定粒料、级配碎砾石稳定土等）。7.1.3底基层基层的下面是底基层，是帮助解决承重作用的一个层次，三层一起承受车轮荷载作用。7.2路面类型的确定我国的高速公路路面结构设计通常以沥青路面和水泥路面为主流，二者各有所长，对于路面结构设计，考虑到设计道路为高速公路，沥青混凝土路面具有施工速度比较快、而且能够尽早完工交付使用、后期养护十分方便、驾驶开车舒适性较强等特点，我决定采用沥青混凝土路面。7.2.1路面材料1、面层材料：沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料；2、基层材料/底基层材料：达到要求的级配碎石、水泥稳定碎石、水泥稳定土、沥青碎石、水泥混凝土材料7.3交通量数据桑塔纳2000AL6600DD680解放CA50东风EQ140黄河JN150黄河JN162解放CA390太托拉138交通SH3613800辆/日480辆/日490辆/日720辆/日680辆/日530辆/日670辆/日540辆/日360辆/日210辆/日预测交通量年平均增长率：5％；初定设计年限：15年7.4标准轴载及轴载当量换算BZZ－100的各项参数见表：标准轴载名称标准轴载P（kN）两轮中心距（cm）轮胎接地压力（MPa）单轮当量圆直径（cm）BZZ－1001001.5d0.7021.307.4.1当量轴载换算1.交通组成：型号后轴数轮组数交通量（辆/日）车型小客车38001中客车AL66001双4802大客车DD6801双4902轻型货车CA501双7203中型货车东风（EQ140）1双6803中型货车解放（JN150）1双5303中型货车黄河（JN162）1双6703重型货车解放（CA390）1双5403重型货车太托拉（138）2双3607交通（SH361）2双21072.打算新建15年期限的沥青路面NAADTT—2轴6轮及以上车辆的双向年平均日交通量DDF—方向系数，LDF—车道系数VCDFm—EALFm—3.本项目打算建设15年期限的双向四车道的高速公路，根据实际的工程情况和巢湖当地的经验值情况拟定沥青车道系数LDF=0.75，依据实际交通量可在0.5到0.6之前选取，拟定我们的方向系数DDF=0.5，交通年平均增长率5%。AADTT=480+490+720+680+530+670+540+360+210=4680QQ1Q1设计年限内设计车道累计交通量Q按下式确定：Q=4.在本项目建设中设计年限内交通量年平均增长率t=15年，设计使用年限或设计基准期γ=5%。Q=365*1755*（1+5%）1513822688.37在8×106和19×5.车型技术参数（%）编号1235车型分类一类车二类车三类车七类车车型分类小型客车中型车大型车拖挂车折算系数1.01.52.54.0比重（%）44.811.437.16.7数量（辆/d）38009703140570折算数量（辆/d）3800145578502280公路TTC分类标准TTC分类整体式货车比例半挂式货车比例TTC1<40>50TTC2<40<50TTC340-70>20TTC440-70<20TTC5>70--本设计中半挂车所占比重为6.7%，整体式货车所占比重为11.4%+37.1%=48.8%，所以为TTC4。2类~11类车辆非满载车和满载车比例车型非满载车比例满载车比例2类0.800.103类0.850.054类0.600.305类0.700.206类0.500.407类0.650.258类0.400.509类0.550.3510类0.500.4011类0.600.30本次设计中选取的车辆非满载和满载车比例2类车非满载比例0.8，满载比例0.2；3类车非满载比例0.9，满载比例0.1；7类车非满载比例0.7，满载比例0.3。2类~11类车辆当量设计轴载换算系数车型沥青混合料层底拉应变,沥青混合料层永久变形量无机结合料稳定层底拉应力路基顶面竖向压应变非满载车满载车非满载车满载车非满载车满载车2类0.82.80.535.50.62.93类0.44.11.3314.20.45.64类0.74.20.3137.60.98.85类0.66.30.672.90.712.46类1.37.910.21505.71.617.17类1.46.07.8553.01.911.78类1.46.716.4713.51.812.59类1.55.10.7204.32.812.510类2.47.037.8426.83.713.311类1.512.12.5985.41.620.8沥青混合料层底拉应变,沥青混合料层永久变形量：2类车VCDF3类车VCDF7类车VCDFm=2NNe===65657769.76用同样的方法计算得出无机结合料稳定层底拉应力N1=371094.75，路基顶面竖向压应变N1=11969.1，7.5沥青路面结构设计按《公路沥青路面设计规范》J