甘肃平凉到庆阳新建公路综合设计

PAGEPAGE143.道路平面设计3.1平面线性确定3.1.1确定原则（1）平面设计应结合场地地形地势、地物布置等具体情况，根据规范规定的设计参数范围进行设计，应尽量做到线型顺畅、美观。（2）平面设计时应尽量避免取规范下限，线型布置应以舒展为宜，高等级公路不宜设置急转弯小半径曲线。（3）遇到大长隧道或者大型桥梁时，应考虑道路走向顺应桥隧走向；而小桥涵或是中短隧道则根据路线走向确定。3.1.2确定办法平面线形简单、便捷、连续，与当地的地理特征相适应，跟当地环境相协调。为满足汽车驾驶者的视觉及心理要求二级公路应努力做到线型的连续、指标的均衡、视觉的良好、景观的协调一般需要保持平面线型的连贯性和均衡性。平面线形应该避免连续转弯。平曲线不能太短，假如平面线的长度不足的话，容易造成交通事故。同向曲线间必须设有一定长度的直线，至少应该为设计速度的六倍，即6V，不可以运用短直线相连。3.1.3地形总体在地形图上进行甘肃平凉到庆阳新建公路综合设计，该地形的特点是地势起伏不大，地形情况较为复杂；但本次设计沿着等高线进行设计，由起点高程159.344m至终点高程87.292米，起终点高差为72.052米，路线总长为5199.091米，平均纵坡为1.39%，整体情况较为合理，没有违背现行规范之处。3.1.4路线的确定根据地形的总体概况，进行路线的初步选定，地形图的南北两侧为高山，地势较陡，中间为一山谷，地势稍平缓一些，因此考虑将路线设在中间山谷地带，呈东西走向；由于该地形沿路线走向在终点一段比较崎岖，因此在做选线时要提前考虑好接下来该段的纵断面设计时坡度的限制，高差不要太大，尽量沿着等高线的走势前进，从而减少填挖方量减少施工难度以及造价。该设计一共有5个交点，交点桩号分别K0+000、K1+028.729、K2+494.213、K4+325.296、K5+199.091（终点）。设置的圆曲线的半径分别是500m、1000m、800m、，通过纬地软件的详细计算、检查以及实际路线情况，缓和曲线长度选取了120m，90m，105m，均满足各项数据指标的要求。该路线具体的设计参数为：JD1的桩号为K1+028.729，圆曲线半径为500m，在规范中的圆曲线的一般值为200m；缓和曲线的长度为120m，规范当中的最小值为75m；圆曲长度为128.364m，缓和曲线、圆曲线、缓和曲线三者的比例接近1:1:1，线形协调性较好。JD2的桩号为K2+494.213，圆曲线半径为1000m，不小于规范中的圆曲线一般值400m；缓和曲线长度为90m，大于规范中的缓和曲线最小值75m；圆曲长度为95.7563m，缓和曲线、圆曲线、缓和曲线三者的比例在1:1:1~1:2:1之间，线形协调性较好。JD3的桩号为K4+325.296，圆曲线半径为800m，不小于规范中的圆曲线一般值400m；设计的缓和曲线长为75m，规范要求的最小值为50m；圆曲长度为110.313m，缓和曲线、圆曲线、缓和曲线三者的比例在1:1:1~1:3:1之间，线形协调性较好。从上述两个交点的参数设置可以看出，半径的取值变化较为平缓，且缓和曲线的长度变化也较为平缓，整体路线指标较为协调，线型较好，有利于行车。3.2平曲线要素计算根据规范平面要素按下式进行计算：切z线z内z移z值：（3-1）切z线z增z值：（3-2）缓z和z曲z线z角：（3-3）切z线z长：（3-4）曲z线z长：（3-5）外z距：（3-6）圆z曲z线z长：（3-7）切z曲z差：（3-8）以交点1处K1+028.729的平曲线为例，对进行平面要素计算：拟定R=500m，Ls=120m，切z线z内z移z值： p=切z线z增z值：q=切z线z长：T=(R+p)曲z线z长：L=Rπ外z距：E=(R+p)sec圆z曲z线z长：Ly切z曲z差：J=2T−L=2×187.075−368.3637=5.787各交点要素的计算结果见表3-1。表3-1各交点平曲线要素表交点桩号转角值曲线要素值(m)半径缓和曲缓和曲切线曲线外距校正值线长度线参数长度长度456789101112K0+000K1+028.72928°27′37.4″(Z)500120244.949187.075368.363717.075.787K2+494.21310°38′35″(Y)100090300138.175275.75634.6680.593K4+325.29615°25′14.4″(Z)800105289.828160.881320.31317.8781.45K5+199.0913.3曲线主点桩号计算针对主点桩号的计算，本文以交点1处的平曲线为例，按下式进行计算：直z缓z点：（3-9）缓z圆z点： （3-10）圆z缓z点： （3-11）缓z直z点： （3-12）曲z中z点： （3-13）校z正： （3-14）(1)桩号：K1+028.729直z缓z点：ZH=J缓z圆z点：HY=ZH+圆z缓z点：YH=HY+缓z直z点：HZ=YH+曲z中z点：QZ=HZ−校z正：JD=QZ+其他交点的计算参照JD1，在此就不在赘述。3.4逐桩坐标计算路线转角、z交点间距、z方位角的计算设置起点坐标，第个交点坐标，=1，2……n，则：坐z标z增z量： （3-15）交z点z间z距： （3-16）象z限z角： （3-17）计z算z方z位z角： （3-18）转z角： （3-19）为“+”路线右转，z为“-”路线左转。先由实地勘察资料得到地形图上控制点的坐标，由坐标进一步推算出起点坐标、终点坐标和路线前进的大致方向，然后进行设置，拟定第一个转角交点为、第二个转角处交点为。通过公式（3-2）计算各交点间距得：和之间的间距为= =1028.729m （3-20）同理：和之间的间距：S2=1471.2709m，和之间的间距：S3=（2）直线上中桩坐标计算用第一转角点为例子，根据已知坐标和相邻直线的方位角，可得点坐标： （3-23）点坐标： （3-24）拟定直线加桩距起点坐标的距离为,已知，则加桩坐标为可通过以下公式计算： （3-25）利用上式计算可得处前直线段上部分加桩坐标见附表。（3）缓和曲线上任意点的坐标z缓和曲线上z任意点的切线横距： （3-26）式中：—缓和曲线上任意点至（或）点的曲线长；—缓和曲线长度z第一缓和曲线()z任意点坐标 （3-27）式中：—转角符号，右转为“+”，左转为“-”，下同。利用上式计算所得的处前缓和曲线上的坐标结果见附表。z第二缓和曲线()z内任意点坐标 (3-28)式中：—第二缓和曲线内任意点至点的曲线长；—缓和曲线长度。利用上式计算所得的处后缓和曲线上的坐标结果见附表。该设计线路上、处前后缓和曲线上任意桩点坐标的计算方法同上，在此不再赘述，具体可参见本设计所附逐桩坐标表。z圆曲线内z任意点坐标①由时 （3-29）式中：—圆曲线内任意点至点的曲线长。②由时 （3-30）式中：—圆曲线内任意点至点的曲线长。利用上式计算处圆曲线上各点坐标见附表3-3。该设计线路上其他交点处圆曲线上任意桩点坐标的计算方法同上，在此不再赘述，具体可参见本设计所附逐桩坐标表。4.道路纵断面设计4.1纵断面设计原则在公路纵断面的设计中，其中的主要原则是通过道路等级、地形地貌等的地理条件，标高的控制，以此来确定路线的基本高程、纵坡度以及坡长，设计竖曲线。同时，平面线形和竖曲线组合务必合理、填方挖方保证基本平衡等要求。纵断面的基本要求是路线纵坡必须满足规范、竖曲线均必须均匀平顺并且起伏和缓。4.2纵断面设计基本步骤（1）提取地面线：利用CAD软件，在地形图上量取每个桩号所对应的地面标高，利用桩号和标高组建坐标点，依次相连绘制出地面线。（2）标注纵断面控制点：在地面线上标出平曲线要素点、桥梁隧道等的控制标高、涵洞、通道控制点等其他特殊桩号所对应的控制点等。（3）试坡：对于已经标记好“控制点”的纵断面图纸上，根据控制点的各种要求、标准、限制以及地形变化等影响，初步拟定纵坡设计线，同时计算纵坡值。（4）调坡：按照规范对最大坡度、坡长等的要求，以及土石方量平衡等指标，适当调整初步拟定的纵坡值，使其符合规范、施工习惯等要求。（5）根据横断面图核对纵坡线，尽量减小填挖高度，消除高路堤、深路堑的存在。（5）确定纵坡线：经过整体调整核对后，即可确定纵坡线计算设计标高，填挖方高度等相关数据。4.3确定纵断面设计参数4.3.1坡度（1）最大纵坡考虑公路使用质量以及运输、造价的成本，设计必须满足规范的纵坡要求，由规范可知，一级公路设计速度为80km/h的情况下，z最大纵坡取5％。4.3.2坡长（1）最小坡长z各级道路最小坡长应按表4-1设计。表4-1各级公路最小坡长设计速度/(km/h)1201008060403020最短坡长/m30025020015012010060（2）最大坡长z各级道路最小坡长应按表4-2设计。表4-2各级公路纵坡长度限制(m)设计速度/(km/h)1201008060403020坡度/％3900100011001200———470080090010001100110012005—60070080090090010006——5006007007008007————5005006008————3003004009—————200300本设计的最大坡长均满足规范要求。4.1.3竖曲线长度和半径竖曲线最小半径及最小长度见表4-3。表4-3竖曲线最小半径及最小长度（m）时间点阿萨德海样大亨收到发给我杀时间点阿萨德海样大亨收到发给我时间点阿萨德海样大亨收到发给我杀时间点阿萨德海样大亨收到发给我时间点阿萨德海样大亨收到发给我杀时间点阿萨德海样大亨收到发给我时间点阿萨德海样大亨收到发给我杀时间点阿萨德海样大亨收到发给我本设计的一级公路线路全长5199.091m，全线一共有3个竖曲线，包含1个凸曲线，2个凹曲线。凸曲线的半径为15000m，凹曲线的半径分别为15000m，15000m，最大纵坡坡度为-2%，最小纵坡坡度为-0.66%，最大坡长为2490m，最小坡长为820m，均满足规范要求。4.4竖曲线要素计算竖曲线要素应按下式进行计算：曲线长： （4-1）切线长： （4-2）外距： （4-3）（1）变坡点1（以变坡点1为例进行计算，其他参照计算）：变坡点1的桩号为K2+490，标高为117.512m，i1=−1.68%，计算竖曲线要素：W=i曲线长：L=R×W=15000×0.89%=133.5切线长：T=外距：E=综上，竖曲线要素计算结果见表4-4。4.3设计高程计算（1）本设计变坡点1，桩号为K2+490，高程为117.512m其他点设计高程计算过程如下：ZD1：竖曲线起点桩号：K2+490－66.75=K2+423.250竖曲线终点桩号：K2+490+66.75=K2+556.750竖曲线起点高程：117.512+1.68％×66.75=118.039m竖曲线终点高程：117.512+0.79％×66.75=118.039m其它点的高程如上计算即可得到结果，本设计利用纬地软件进行纵断面设计，详见竖曲线要素表的成果。4.4直线上任意点设计高程算H=式中：l—直线上任意点至变坡点的距离；H0为变坡点高程；为变坡点前直线的坡度。H=式中：l—直线上任意点至变坡点的距离；H0为变坡点高程；i2为变坡点后直线的坡度。5.道路横断面设计5.1横断面确定1.在路线基本的横断面设计过程中，一级公路路基标准应包括车道、土路肩以及硬路肩等组成。2.在横断面设计中应按照当地的自然环境情况、公路等级及行车安全等相关方面要求，同时应结合考虑施工的安全与便捷、公路养护以及其他实用情况。3.在公路横断面设计中，除了横断面的形式、边坡的坡度外，还应适当的设置排水系统、路基的防护加固等其他构造物，确保采用经济适宜、有效的病害防治等措施。4.在进行选线时，应尽量避绕复杂的不良地质路段，根据路线、路面采取设计，尽可能减少工程量，切实维护好路基稳定。5.在横断面设计时，应当充分照顾好附近耕地的建设，保护好公路周边环境，避免造成水土流失。根据本次设计的资料：公路设计等级为一级，设计速度为80km/h，行车道宽度营该定为3.75m，硬路肩宽度为2.5m，土路肩为0.75m路基合计宽度为24.5m。本设计路拱横坡及硬路肩横坡均取2%，土路肩横坡取3%，具体见图5-1。图5-1公路横断面组成时间点阿德海岛大亨收到发给我杀时间点阿萨德海岛大亨收到发给我时间点阿萨德海岛大亨收到发给我杀时间点阿萨德海岛大亨收到发给我时间点阿萨德海岛大亨收到发给我杀时间点阿德海岛大亨收到发给我时间点阿萨德海岛大亨收到发给我杀时间点阿萨德海岛大亨收到发给我时间点阿萨德海岛大亨收到发给我杀时间点阿萨德海岛大亨收到发给我时间点阿萨德海岛大亨收到发给我杀时间点亨收到发给我杀时间点阿大亨收到发给我5.2横断面路拱确定路拱坡度的确定对路基排水有重要的意义。路面类型不同，那么路拱坡度也不同。从规范可以知道，沥青路面横坡宜选取1.0～2.0%，这次道路的路拱横坡初步拟定为2.0%，硬路肩与行车道的横坡方式基本相同。5.2圆曲线加宽由公路工程设计规范可知，公路设计圆曲线半径大于250m时可不设置加宽，本设计中圆曲线、、处的半径值分别为500m、1000m、800m，不需要设置加宽。表5-1加宽值加宽设计车辆圆曲线半径（m）200~250150~200100~15070~10050~7030~5020~3020~2515~20第1类小客车0.40.50.60.70.91.31.51.82.2第2类载重汽车0.60.70.91.21.52.0——————第3类铰接列车0.81.01.52.02.7————————整个缓和曲线应都设置加宽过渡，按照其长度成比例加宽，按式5-1计算加宽值： （5-1）5.3计算曲线超高5.3.1曲线超高值的确定（1）根据道路设计规范当路拱≤2%，圆曲线半径大于2500m时可以不设置超高。本设计中圆曲线半径分别为500m、1000m、800m，因此需要进行超高设计。（2）根据《道路勘测设计》内容可知：计算平曲线超高过程中，速度v应采用实际车辆的行驶速度，为公路设计速度的70％～90％，高速路取低值，低速路取高值。此处速度v取设计速度的90％。曲线超高值按式5-2进行计算： （5-2） （5-3）时，取，时，取，，路拱横坡为2%。5.3.2超高过渡段长度计超高过渡段长度按下式进行计算： （5-4）1.超高值计算公式超高位置计算公式备注x<x>圆

曲

线外缘b1、设计结果均为与设计高之高差，设计高的位置为路基外侧边缘；中线b内缘b2、临界断面距超高缓和段起点为x过

渡

段外缘b中线bb3、加宽值bx按加宽计算公式计算。内缘bb综合上述计算公式，可以计算平曲线上任意一点的超高值。5.4合成坡度验算I验算合格。5.5路基土石方调配土石方的调配调整一般可分为两个部分，一方面为填方用土来源、挖方弃土去向，以及计价土石方的数量运量等。经过项目部之间的协调配合，在挖填之间应做到尽量平衡，挖方在经济合理的调运条件下尽量用于填方，减少工程造价，达到环保经济。填方土源：就近挖方利用。挖方去向：调去附近填方。5.5.1土石方调配原则1.采用就近利用，来缩减运量。2.避免跨沟调运。3.尽量采取从高向低调运。4.保证经济的运用合理。运输经济利用费用：人工装卸费、车辆运输费、清理费等借土费用等。5.土石方进行分类调配。5.5.2土石方调配方法目前有许多调配土石方的办法，现在公路建设基本采用土石方计算表调配法，直接按表进行调配，这种方法的优点是比较的简单易懂，便于操作，调配去向清晰，精准度高。该表也可由计算机自动完成。具体步骤为：土石方在调配之前，路线之上的沟渠、桥涵、陡坡等对调配影响较大的地物应该标记出来，应该了解清晰各桩号之间的情况，对移运土石方的方式要尽量经济合理。纵向调配。明确借土弃土的地点和借土弃土的数量和运输距离。5.5.3复核检查填方=横向调运十纵向调运十借方挖方=横向调运十纵向调运十弃方挖方十借方=填方十弃方在检查之后，确保无误的情况下，进行计算土石方的数量以及运量、运距。6路基设计6.1一般规定（1）公路路基设计之前应该做好公路地质的基本勘察工作，整理路线的气候、水文、地质资料、岩土实验参数，保证路基设计有理可依有数据可用。（2）路基设计应结合当地的具体情况，合理的选择路基设计的方案，填筑材料应尽量因地制宜就地取材，填挖设计应结合自然保护的要求，路基断面形式应适应地形变化。（3）道路的路基必须拥有足够的强度和稳定性，路基填料的选择应满足规范上的最大粒径、最小承载比和回弹模量的要求。（4）应考虑水和冰冻的对路基的影响，路基设计时应结合地形设置防排水系统，新建道路的路基平衡湿度状态应为干燥或中湿，沿河路基不侵占河道设置必要的支挡措施。（5）路基设计从合理的方面上讲需要尽量避免深路堑和高路堤，在进行设计时，应结合桥隧方案进行综合比选。（6）路基设计时参考规范《公路路基设计规范》。6.2路基横断面形式(1)挖方路基断面设计对于这次设计，挖方的边坡坡度比较大，根据《公路路基设计规范》第3.4.3条，明确表示当挖方边坡较高时，可根据情况挖成台阶式边坡，边沟外侧设置宽度不小于1米的碎落台，台阶中部设置宽度不小于2米的边坡平台。故当边坡高度大于10米时，每8米设置一级台阶；考虑到路段边坡岩质为较硬质岩，工程条件较好，每级采用1:0.5放坡；为节约山区挖方占地，碎落台宽度在适当时候可取为1米，边坡平台宽度一般取为2米；为方便排水，碎落台的设置应向边沟侧倾斜坡度为3%的横坡，边坡平台设置向路界内倾斜坡度为4%的横坡。挖方段为岩质路堑且岩体工程性质较好，采用光面爆破开挖至路床顶面后，存在超挖且路床顶面岩石强度复杂，设置200mm碎石整平层对超挖部分进行整平，以保证路基的平整度和路床顶面强度的均匀性。(2)半挖半填路基断面设计根据规范第3.5条，半填半挖路基挖方区设计同挖方段，一般设计同填方段在填方区；当挖方区有着较多的硬质岩石时，道路路基可采用填石路堤。填方区长度不足10米，边坡高度不超过2.5米，故不分台阶填筑，路堤边坡坡度一般可为1:1.5。根据规范第3.3.6条，地面横坡为1:5~1:2.5时，原地面应挖宽度不小于2米的台阶。本设计中，填方区地面横坡约为1：3.5，故设置宽度约为2米的台阶，且台阶坡度为向内4%，具体布设情况视具体地形而定。在本设计项目中，路床填料应均匀密实，结合当地材料来源，拟采用低液限黏土作为路床填筑材料。填料的相应指标如表6-1所示。表6-1路基填料类型及指标路基部位路面底面以下深度填料类型填料最小承载比(%)填料最大粒径(mm)上路床0~0.3低液限黏土8≤100下路床0.3~0.8低液限黏土5≤100上路堤0.8~1.5碎石土4≤150下路堤>1.5碎石土3≤1506.3防护设计概述路基防护是道路能否长时间使用的关键环节，因此路基不能因为水土的流失和气候关系而失去稳定性，这是路基设计的主要项目之一。路基防护的一般方法：路基防护可分为两个方面，一为坡面防护，二为冲刷防护。在坡面防护中，主要以种植植物，种植绿化草等方法，还可以用工程防护坡面，使用喷射混凝土等的方式进行。在冲刷防护的过程中，分为直接防护和间接防护，直接防护包括植物、片石保护、挡土墙等的覆盖保护，一般对于在有水流破坏的地段，比如沿河的路基边坡等，需要设置冲刷防护。(1)路堤边坡防护路堤高度小于3m边坡可以直接采用撒草方式防护；路堤高度大于3m可采用方格网植草护坡进行防护。(2)路堑边坡防护路堑高度小于3m边坡均直接撒草种防护；路堑高度大于3m均采用网格式草坪平铺。6.4路基排水设计（1）公路工程的排水，其目的在于保证各种行车安全和路面结构的稳定，在各个排水设置区域之间，要相互衔接得当，以保证公路排水系统的有效性和耐久性。（2）路基排水的设置一定要与环境相匹配，相适应，在设置的时候要建立在水文气候等的影响因素的基础上，与公路总体设计同步完成。（3）路基的排水系统应该保持与农业环境相辅相成的地位，不能够冲毁破坏农田之间的设施，尽量顺应地势布置人工沟渠，不破坏天然水系，减少水土流失。（4）排水设施结构应安全耐久、经济合理，可结合当地具体情况就地取材，降低造价，且应便于施工、检查和养护维修。（5）对特殊地质地区的排水系统应作综合设计。6.4.1地面排水6.4.2边沟（1）边沟构造与布置边沟布置在开挖路基的路肩外侧或低路堤坡度之外，而且边沟应该在道路两侧平行于道路中线，并收集和清除路基至路基中的少量地表水。边沟不应太长，尽量使沟渠中的水靠近自然沟渠或沿路的低洼地区。如有必要，设置涵洞并将排水的另一侧排水到路基上。工程边沟的横截面采用矩形，内，外斜坡的坡度均为1：1，侧沟的深度和宽度均为0.6m。边沟由砖石制成，用于砌筑的砂浆由M5制成。（2）边沟尺寸验算①设计流量：可按下式计算确定检查可实现;cp是返回期间的转换因子，表格可用;ct是降雨持续时间转换系数，60分钟通过内插表获得转换因子（c60，可用于读取）和下雨持续时间t（min）。雨t的持续时间被分为斜率收敛持续时间t1和沟槽管t2中的收敛时间：a.路面和路肩表面排水设计参数：径流系数ψ=0.95，汇水面积F=200m×9.75m=1950×10标准降雨强度q5,10=1.75mm/min设计降雨的重现期，路面排水为5年，重现期转换系数cp=1.00降雨历时t：minminmin60min转换系数c60=0.36mm/min查表得：降雨历时转换系数ct=1.079平均降雨强度：mm/min设计流量：m3/sb.路界内坡面排水设计参数：径流系数ψ=0.65，集水面积F=36146×10-6km2标准降雨强度q5,10=1.75mm/min设计降雨的返回期，道路边界的排水量为15年，返回期的转换系数为cp=1.36降雨历时t：minminmin60min转换系数c60=0.36mm/min检查表：降雨持续时间转换系数ct=0.739平均降雨强度mm/min设计流量：m3/s设计总流量：m3/s②允许流量：可按下式计算确定a.断面水力要素计算断面尺寸参数：底宽b=0.6m，水深h=0.6m，断面系数水流断面面积m2湿周m水力半径mb.流速系数计算n为水流断面的粗糙系数，根据沟槽表面材料查表得：n=0.0225c.流速与流量m/s流速v介于m/s和vmax=3.0m/s之间，所以流速符合要求。m3/s>m3/s，所以流量符合要求。经验算，该边沟的尺寸设计符合要求。6.4.3截水沟（1）截水沟构造与布置拦截沟通常安装在挖掘路基边坡的顶部，用于拦截道路路面上的水流，以此来减缓边沟排水的压力。该工程拦截沟的横截面形状和大小与边沟相同，距切割坡顶的距离为d=5m。由于边沟的尺寸相同，并且水量小于边沟，因此不检查尺寸。6.5涵洞设计6.5.1涵洞的分类以及各形式涵洞的适用性和优缺点按结构型式不同可分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵。1.圆管涵：（1）适用于有一定的填土高度的较小的跨径暗涵。（2）对路基础的适应性及受力性能较好、不需墩台，圬工数量少，造价低。2.盖板涵：（1）适用于路面过水面积大、路堤低的一般路堤的明暗涵洞。（2）结构比较简单，跨度小时采用石材盖板;大跨度时采用钢筋混凝土盖板。3.拱涵：（1）适用于深沟、高路堤等路面的穿越。山区有丰富的石材资源，采用石拱涵洞。（2）跨度大，承载能力大。但自重引起的自重较大，施工过程复杂。4.箱涵：（1）适用于在软土地基时设置。（2）强大的完整性。但由于钢材量大，造价高，施工难度大。6.5.2涵洞选用原则（1）安全公路上设计的通用桥涵结构必须具有足够的强度和稳定性，使其在车辆和自然力的作用下牢固可靠，以保证正常使用。（2）适用桥涵设计必须满足交通运输、排水输沙的基本要求。在满足基本要求的同时，还应综合考虑农田水利、农田灌溉、桥下通航、通车、行人的要求。（3）经济在保证安全性和适用性的前提下，设计还应体现公路经济的合理性。桥涵结构应因地制宜地选择取料方式和取料方法。在技术、经济上与施工、维修相比较，达到经济、优化的目的，达到节约材料、工期短、成本低、维修费用低的目的。（4）美观在保证安全、经济、美观、适用的前提下，桥梁、涵洞、隧道的设计应尽量具有优美的造型，并与周围环境相协调。（5）有利于保护环境在公路桥涵总体布置设计中，要结合工程条件和桥涵位置，深入调查、认真分析研究，合理设计环境保护。具体涵洞及通道数量见表6-1，涵洞及通道具体结构见图纸《涵洞结构图》，桥涵的具体布置位置见《纵断面设计图》。图6-1涵洞设计平面图图6-2涵洞设计洞口图7路基防护设计7.1挡土墙设计概况当公路路基处在地面横坡较陡的地段时需要设置挡土墙增加路基的稳定性，当公路需要节约占地或者经过临水路段以防路基水毁时也需要通过设置挡土墙来解决这些问题。本次设计不涉及挡土墙设计，防护采用边坡植草等措施。8路面结构8.1设计原则(1)路面结构设计应结合工程地区实际情况拟定路面结构层方案，并在材料特性、来源、经济性等方面综合考虑进行比选，最终选择出经济、合理、适用、耐久的方案作为设计方案。(2)材料的相关设计参数应尽可能通过相应的试验选取，切忌不合实际的凭空捏造，影响甚至危害工程的整体质量。(3)在施工中推行机械化施工，在鼓励技术创新的同时，还要求保证工程质量和工人的安全。本标段为一级公路，设计速度为80km/h。根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）和《公路路线设计规范》（JTJD20-2017）等相关标准规范，选取相关设计数据。8.2路面类型的拟定沥青混凝土路面和水泥混凝土路面是我国公路路面结构的主要类型，各有其优缺点，比较详见表8-1。表8-1路面类型比较表比较项目沥青混凝土路面水泥混凝土类型柔性刚性接缝无有噪音小大机械化施工容易较困难施工速度快慢稳定性易老化水稳、热稳均较好养护维修方便困难开放交通快慢晴天反光情况无稍大强度高很高行车舒适性好较好对于道路路面结构设计，考虑到设计道路为山区一级公路干线，沥青混凝土路面具有施工速度快、能够尽早开放交通、后期养护方便、行车舒适性较强等特点，决定采用沥青混凝土路面。8.3交通量数据路段初始交通量如下表，年平均增长率为5%。车型小客车解放CA15东风EQ140黄河JN162长征CZ36辆/日120085010006507008.4标准轴载及轴载当量换算我国现今路面设计（2017新规范）以双轮组单轴载100kN为标准轴载。以BZZ－100作为代表表示，BZZ－100的各项参数见表8-2：表8-2BZZ－100参数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－1001001.5d0.7021.308.4.1当量轴载换算②以半刚性材料层的拉应力为设计指标，将各类车辆的前后轴按下式换算为标准轴荷p的等效作用乘以N。③设计交通量根据不同等级公路的设计寿命、第一年双向日平均等效轴数N1、年平均交通量增长率、车道系数以及公路的交通特性进行计算。按下式计算设计寿命中一个方向一个车道的累积等效轴数：以沥青混合料层永久变形为设计指标的轴载计算以沥青混合料层永久变形为设计指标PiC1C2nic1c2ni()4解放CA15前轴20.9714.59508.27后轴70.3811950233.09东风EQ140前轴23.714.5120017.04后轴69.2111200275.17小客车前轴10.514.515000.82后轴10.51115000.18黄河JN162前轴59.514.5800451.20后轴115118001399.21长征CZ36前轴47.614.5950219.46后轴90.72.119501350.12以路基顶面竖向压应变为设计指标的轴载计算以路基顶面竖向压应变为设计指标PiC1C2nic1c2ni()5解放CA15前轴20.9714.59501.73后轴70.3811950164.05东风EQ140前轴23.714.512004.04后轴69.2111200190.42小客车前轴10.514.515000.09后轴10.51115000.02黄河JN162前轴59.514.5800268.46后轴115118001609.09长征CZ36前轴47.614.5950104.47后轴90.74.219502449.12（3）以无机结合料稳定层疲劳为设计指标的轴载计算以无机结合料稳定层疲劳为设计指标PiC1C2nic1c2ni()13解放CA15前轴20.9714.59506.48E-06后轴70.38119509.875612东风EQ140前轴23.714.512004.02E-05后轴69.211120010.01291小客车前轴10.514.515001.27E-09后轴10.51115002.83E-10黄河JN162前轴59.514.58004.217189后轴115118004922.23长征CZ36前轴47.614.59500.275313后轴90.72.61950694.3712（4）轴载计算经过试验，本路段拟用沥青混凝土路面，设计年限为15年（一级公路），年增长率设定为5.0%，车道系数选择0.5（双向四车道有中央分隔带，其他等级公路），属于重交通。8.5路面结构设计按《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2017中表4.4.2、表4.5.2和附录C.0.1，根据交通荷载等级为重，拟定合适的路面组合类型并选取相应的材料级配类型。同时按表4.4.5、表4.5.4，根据结构层类型选取相应的厚度。无机结合料稳定类材料的结构力学参数选取按《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2017）中表5.4.5中取弹性模量及弯拉强度，且在进行结构验算时弹性模量应乘以结构层模量调整系数0.5。沥青混合料层的弹性模量应按表5.5.11选取，其中面层采用20ºC、10Hz条件下的动态压缩模量，沥青类基层采用20ºC、5Hz条件下的动态压缩模量。各结构层的泊松比按表5.6.1确定。各参数整理好后如下表所示：8.5.1路面结构确定路面结构组合设计参数所选材料类型初拟厚度（mm）结构参数泊松比面层沥青混合料160120000.25基层水泥稳定碎石350110000.25底基层级配碎石2003000.35路基低液限粘性土0.48.5.2环境参数确定温度调整系数kT2根据《JTGD50-2017公路沥青路面设计规范》附录G有：KKi=2i=3kA沥青混合料层疲劳开裂：AABB无机结合料稳定层疲劳开裂：AABB路基顶面竖向压应变：AABBλλλλ由此计算出：KKK根据规范G.1.2本次设计沥青混合料层底拉应变，无机结合料稳定层底拉应力取值为0.8；本次设计路基顶面竖向压应变为0.77；本次设计基准等效温度为10.7。8.5.3无机结合料层的疲劳开裂验算无机结合料层的疲劳开裂验算应根据各无机结合料稳定层层底拉应力，按沥青规范中式B.2.1-1计算：NKcℎaβ—目标可靠系数σtσσσ现场综合修正系数C1=14；C2=-0.0076；C3=-1.47。疲劳试验回归参数按照规范中表B.2.1-1确定a=13.24，b=12.52。其余参数已知，最后将前面一系列算出来的参数一齐代入算式可以算得初拟结构方案的Nf2N而前面算得无机结合料层层底拉应力的当量设计轴载累计作用次数Ne=8.11E+08次，显然初拟结构方案的Nf2均大于N同理进行沥青混合料层疲劳开裂验算，满足要求。8.5.4沥青混合料层永久变形量验算RRKddppp根据前面的方案可知沥青混合料层的组成是一样的，厚度ha=160mm，将d1和d2代入4-6可得各个分层的KRi。Tpef则是根据《JTGD50-2017公路沥青路面设计规范》附录G可知：T根据《JTGD50-2017公路沥青路面设计规范》附录G，计算得出基准等效温度Tξ=10.9Tpef=10.7℃+0.016×200=12.9℃∙d。第i分层顶面竖向压应力piDS=9365将代入式3-11经过反算得每一分层沥青混合料在试验温度为60℃，压强为0.7Mpa，加载次数为2520次时，车辙试验永久变形量R01=0.11mm。车辙试验永久变形量R0i如下：R01=0.11mmR02=0.23mmR03=0.23mmR04=0.29mmR05=0.18mmR06=0.09mmR07=0.05mm将以上数据代入算式计算得到沥青混合料层永久变形量1.18mm。和沥青规范中表3.0.6-1所列容许永久变形量20mm进行对比，可知初拟方案的1.18mm小于20mm，故拟定的路面结构满足要求。8.5.5路基顶面和路表验收弯沉值验算根据沥青规范中式B.7.1，路基顶面验收弯沉值lg，应按下式计算。lp=50×10由前可知路基回弹湿度调整系数Ks为平衡湿度(含水率)状态下的回弹模量与标准状态下的回弹模量之比，为0.92，而标准状态下的回弹模量MR为MR=68MPa，故此处的E0l因此只要路基顶面实测代表弯沉值l0符合下式的要求即可。llll因为方案中采用的是无机结合料稳定类基层沥青路面，故Kl=0.5，而E0由上面可知为62.5MPa，所以初拟方案结构：la路面交(竣)工时应对路表弯沉值进行检测。只要落锤式弯沉仪中心点弯沉代表值l0llK路面结构最小防冻厚度为600mm，路面结构层厚度为：细粒式沥青混凝土40mm中粒式沥青混凝土60mm粗粒式沥青混凝土60mm水泥稳定碎石350mm级配碎石200mm总厚度710mm路面结构总厚度710mm>600mm满足防冻要求。验算均满足要求，视为全部满足要求。8.6结果汇总各项验算结果汇总如下表所示：分析结果汇总验算内容计算值对比值是否满足沥青层车辙(mm)1.1820.0是半刚性层疲劳开裂对应的累积当量轴次1.024773E+099.303236E+08是低温开裂指数4.45.0是防冻厚度(mm)710600.0是施工组织设计工程概况9.1.1工程简介此毕业设计题目为甘肃平凉到庆阳新建公路综合设计。该段起迄桩号为K0+000~K5+199.091。位于辽宁省境内，路线长5199.091m。在本次设计中，沿路的建筑材料丰富，但分布不均匀。沿线有丰富的砾石和小采石场。水泥和沥青需要购买。沿线有许多树木和粘土，山坡上一米六以下的砾石土。9.1.2技术标准公路等级：一级公路；设计速度：80Km/h；车道数：四车道；路基宽度：24.5m；路面类型：沥青混凝土路面；汽车荷载等级：公路Ⅰ级；桥涵设计洪水频率：1/50；其余技术标准：部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）执行。9.1.3工程范围及主要工程数量本工程分为一个标段，施工范围包括路基工程、路面工程、桥涵工程、绿化工程(如有)、环境工程(如有)、道口工程(如有)、交通安全设施等工程。主要数量见下表：主要工程数量表序号工程项目单位数量备注1土石方（填方/挖方）万m310.259/8.9152沥青混凝土路面1000m2143挡墙m04排水工程1000m4.2155小桥m/座06涵洞道17紧急停车带处18公路用地亩42.6589拆迁电力、电讯设施根109.2工期目标本标段工程计划开工日期为2020年5月1日，计划交工日期为2020年6月31日，计划工期61日历天。9.3施工组织机构及任务划分9.3.1施工组织机构9.3.2施工任务划分根据本标段的性质和特点，安排1个综合作业队和1个路面作业队负责本标段工程的施工。施工任务划分安排见下表。施工任务划分表施工队伍承担任务备注综合作业一队K0+000～K5+199.09段路基工程、边坡工程、交叉工程及绿化与环境保护工程。路面作业一队K0+000～K5+199.09段路面工程及安全设施与预埋管线工程。9.4施工组织原则(1)保证:在实现各路段保证目标的原则下，各项目的实施应符合各路段交通组织的要求和保证目标。(2)保证安全:保证施工部分的施工安全,保证交通安全的主要线和分叉路,并保证各种人员和财产的安全关键部件的连接区域,如发散和收敛点,单一和双向驱动的高速公路,施工现场和车道的路口。⑶影响最小：尽可能降低施工期间对区域交通（主线及沿线）、工程质量、沿线环境（社会及经济环境）、运营成本、运营时间的影响。9.5总体施工方案根据该路段工程的特点、重点和难点，安排综合运营团队和路面运营团队组织施工。按照“统筹兼顾、生产平衡、优先、分段组织、突出难点、有序推进”的原则，合理安排各工序间距，多工序交叉并行作业。进入该网站后,各种临时设施应当建立第一,重新测试应当建设完成后,应当作为桥梁和涵洞施工指南,马路拓宽盐渍土和软土的一部分将被替换为重点,在施工期间交通组织应做得好,施工管理难度应当减少施工干扰,其他工程建设应当安排作为一个整体,整个施工阶段分为以下几个施工阶段：第一阶段：路基工程、桥涵工程施工阶段。第二阶段：底基层、基层施工。第三阶段：施工全幅路面面层。封闭道路，全幅路面进行同步碎石封层（开放交通侧也进行同步碎石封层）后铺筑沥青路面。9.6各分项工程施工顺序进场后，首先修建各种临时设施，完成施工复测，然后以征地拆迁为突破口，以风积沙路基填筑及路面沥青砼为施工重点，统筹安排各项目的施工。9.6.1路基工程整个标段划分为2个段落平行作业，一般路基按照“先挖后填，移挖作填，先易后难”的原则组织施工，路基防护及排水工程在路基基本成型后展开。填筑施工顺序:施工准备→进路施工→测量放样→地表清理→临时排水沟施工→分层填筑路堤→路基碾压→边坡整治→路基排水防护工程施工。路基开挖施工顺序：施工准备→修建便道→清理场地→测量放样→明确卸土石地点分层、分区段开挖→装车运土石→卸土石地点→人工修坡→防护排水工程施工。9.6.2涵洞工程施工安排服从于路基土石方工程，在路基填筑前完成。盖板暗涵施工顺序：施工准备→基坑开挖→基础浇筑→墙身浇筑→盖板吊装（提前预制）→出入口施工→施作防水层→缺口填筑。9.6.3桥梁工程施工顺序：施工准备→场地平整→明挖基础及钻孔桩基础→系梁或承台→墩台身及盖梁→预制及安装空心板梁→桥面系及附属工程工。9.6.4路面工程路基密实度、平整度、挠度值满足规范要求，且路基稳定后，应提前安排试验段施工，获得所需的合格试验参数后，再进行其他路段的路面施工。施工顺序:级配碎石基层→水泥稳定碎石基层→沥青混凝土面层施工。9.6.5安全设施及预埋管线安全设施随路面工程一起组织施工。9.7设备、人员动员周期一旦中标，我公司将立即组织人员、设备开始调转工作。拟投入的主要设备在满足招标文件和实际施工需要的同时，预留一定的富余量，以保证施工顺利进行。⑴项目经理部主要管理人员及施工人员从就近施工类似工程项目或公司劳务输出单位从事过类似工程的施工队伍中抽调。主要管理人员和技术人员及前期施工人员在接到中标通知后3天内赶到施工现场，并开展工作；其余施工人员根据工程进度安排，在各分项工程开工前7天内赶到施工现场。⑵主要机械设备采用就近组织。前期施工设备（便道、临建施工设备）在接到中标通知后3天内逐步到达现场；其余施工设备根据工程进度安排，在各分项工程开工前7天内赶到施工现场。9.8施工总平面布置按照“有利施工、因地制宜、统筹考虑、便于管理”和“生产、生活、办公区隔离设置”的原则，根据现场进场便道及施工条件，在K2+000位置，同拌合站修建临时生活和办公设施。施工场地布置尽量不占草场和耕地，同时禁止在国家公益林内设临时设施。本项目将按照业主的要求实施标准化建设、施工和管理。9.9工期目标本标段工程计划开工日期为2020年5月1日，计划交工日期为2020年6月31日，计划工期61日历天，满足招标文件工期要求。9.10各分项工程工期安排序号工程名称施工时间工期（天）备注一施工准备2020.5.1～202.5.33二桥涵工程2020.5.4～2020.5.2047三路基工程2020.5.10～2019.4.25161地基处理2020.5.10～2020.4.1452路基土石方2019.5.15～2020.4.2063路基防护及排水2020.5.21～2020.4.255四路面工程2020.5.26～2020.5.26311级配碎石底基层2020.5.26～2020.5.0492水泥稳定碎石基层2020.6.4～2020.5.16133沥青混凝土面层2020.6.16～2020.5.2611五安全设施及其它2020.6.24～2020.5.285六场地清理、交工验收2020.6.29～2020.5.3139.11施工进度图施工进度图详见附图。9.12工程质量管理机构建立管理部质量管理领导小组，由项目经理、总工程师、质检人员参加，领导和组织实施项目质量管理，实现项目质量目标。9.13工程质量管理体系根据ISO9001系列质量标准，从组织机构、思想教育、技术管理、施工管理以及规章制度等五个方面建立符合本项目实际的工程质量管理体系。见下图所示。工程质量管理体系图工程质量管理体系图思想保证组织保证技术保证施工保证制度保证提高质量意识贯彻ISO9001系列质量标准，推行全面质量管理创优规划经济法规TQC教育项目经理部质量管理领导小组各项工作制度和标准经济责任制班组质量小组岗前技术培训熟悉图纸掌握规范技术交底质量计划测量复核应用新技术工艺检查创优效果制定创优措施明确创优项目优质优价完善计量支付手续制定奖罚措施签定包保责任状质量第一为用户服务下道工序是用户制定教育计划质量工作检查质量QC小组活动检查落实改进工作质量总结表彰先进提高工作技能接受业主和监理监督定期不定期质量检查进行自检互检交接检加强现场试验控制充分利用现代化检测手段技术岗位责任制质量责任制质量评定反馈实现质量目标奖优罚劣经济兑现9.14安全生产管理机构根据生产必须安全的原则,管理机构应当建立,和一个安全组由管理部门组成的项目经理为组长,总工程师和安全检查的负责人应当领导和组织实施项目的安全管理,确保实现安全生产的目标。组织机构见右图。经理部安全管理领导小组经理部安全管理领导小组作业队安全管理小组安质环保部作业队安检工程师班组安全检查员共青团安全监督岗10公路工程概预算10.1概述预算是一项社会实践活动，在其中投入资源以实现特定目的。国家和社会工程项目的投资活动为交通运输奠定了基础，为社会经济发展提供了物质条件。原则上以国家利益为重，对建设项目进行严格的科学管理，检查国民经济。该施工图预算是施工图设计的重要组成部分，并提供了用于控制施工成本和施工组织计划的信息文件。10.2公路工程预算的依据编制施工图预算的依据是：（1）批准的施工图设计和规范；（2）项目所在地交通部现行预算额度，编制方法，有关补充规定等；（3）项目所在地工业机械预算单价的计算数据；（4）施工组织设计。10.3施工图预算编制程序10.3.1准备工程在正式准备计算之前，应做好以下准备工作。（1）将设计中的工程分为路基工程，路面工程，桥梁涵洞等工程。设计中完成的项目数量将被整理，每个项目的数量将被审核并复制到相应的子项目预算表中。（2）熟悉《公路基础设施预算建设方法》。（3）收集（或调查或由教师提供）人工，材料和机械的单价。10.3.2公路工程预算费用组成第一部分：建筑安装工程第二部分：设备、工具、器具及家具的购置费第三部分：工程建设其他费用第四部分：预留费用11结论经过了为期几月的时间，在老师的悉心指导下，我查阅大量的相关资料、相关文献、以及道路设计相关规范标准，并借助所学过的设计软件纬地、CAD、路基路面设计程序等软件终于完成了设计。设计的基本步骤：首先设计一条符合设计要求的路线，并且根据规范要求绘制出路线的平面图、纵横断面图、纵横设计图、以及各类表。同时在设计纵断面时需要计算相关数据同时检验数据的准确性是否符合规范要求与实际可行性。在路面设计中需考虑沥青混凝土路面的结构设计，以及进行各交通量计算。根据设计的路面数据计算出路面弯沉值以及每一层路面的容许拉应力，然后计算出本次路面设计中所需要的数值，最后进行路面结构确定。总而言之，本次设计所有参数均符合规范要求，总体设计行程舒适，线条美观，结构物设计合理可靠。并通过一定的文字叙述，列出相关的计算过程和数据。可归纳为以下几点：1.本次设计道路路线全长5.2公里，公路等级为一级公路，设计速度80公里/小时。2.关于横断面中，路基宽度为24.5m，双向4车道。路拱横坡度取2%，硬路肩横坡度取3%，超高值取4％。3.在排水设计中，边沟以及排水沟都采用矩形布置。4.路基防护中采用了植草护坡5、在路面设计中，路面结构类型我选择的是沥青混凝土路面。上面层选用4cm密级配细粒式沥青砼AC-13(I)6cm、中面层采用密级配中粒式沥青砼AC-16(I)，下面层采用6cm密级配粗粒式沥青砼AC-25(I)，基层选用32cm水泥稳定碎石、18cm级配碎石底基层。12总结与体会12.1总结通过这个学期的学习与努力，我的毕业设计也最终告一段落，但现在回想起开始做我的毕业设计的整个过程，其中充满了经历，有苦有甜，有苦有乐，但乐趣就在其中!通过这次毕业设计,我不明白这个任务之前,我认为毕业设计只是一个简单的作业罢了,但通过这次毕业设计,我发现这次设计不仅是一种测试,也是一种能够提升自己进步潜力的一种方式。本次毕业设计是对一段5km左右的道路进行全面的设计，其中包括平、纵、横的设计，涵洞、挡土墙等构造物的设计，还对路面进行了设计。在两个多月的设计过程中，我根据工作进度和毕业设计作业的具体要求完成了设计。在设计中，我严格遵守相关的技术标准和规范，并积极向指导老师汇报设计情况。在两个月左右的设计过程中，运用到了在大学里面学习的所有知识，可以说是一种对于自己学到的知识的一次总结，在进行平面、纵断面和横断面和挡土墙的设计计算中也遇到了不少的问题，后来通过对多方面资料的查询以及向老师和同学请教，最后，所有这些问题都解决了。通过这次毕业设计,我进一步巩固和深化的基本理论和专业知识我学到的知识,提高了我分析问题和解决