【《L高速公路段基路面综合设计中的道路选线与设计案例》4500字】

目录 11.资料的收集与调查 12.道路选线与设计 23.路基的设计与计算 8资料的收集与调查路基路面总体设计要求冷零高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计的道路设计，其应该要兼顾设计地形图及实地调查所得数据。根据使用及施工情况得到一条符合规范的线路，并对其纵向及横断面进行调整，最后在进行路基路面设计。通过设计调整使得最终方案更加经济实惠且要兼顾使用以及当地未来的发展状况。设计技术标准本设计为高速公路路基路面设计，最低设计里程2km（实际设计2.169km）最高时速120kmh。车道采用双向四车道，路基宽28m，中央分隔带2×1.5m设计路线简介本设计线全长2.169km，桩号K0+000~K2+169.712共计218个桩号。路线共计三个平曲线且使用缓和曲线，在纵断面上共计4个变坡点，且使用竖曲线。路基横断面使用两层台阶，但后续设计中发现填挖方均没有超过一层台阶，因此以第一层台阶（坡度1：1.5，坡高10m）为标准横断面。沿线自然情况沿线多以红土为主，包含有部分砾石层、砂层以及坡积粘土。本路线段位于一片丘陵平原段，有较多的河流及其他水域，工程建造时应要注意。本路线位于公路自然区划Ⅳ（东南湿热区），气候属于亚热带季风气候，年平均气温在17.6~18.6℃，无霜期长，日最低气温低于0℃仅8~15天。道路选线与设计本地区公路选线原则从道路设计规划的起始与终点之间，选出一条经济上符合预算条件，技术上可以满足要求，还要满足使用要求的道路中心线的设计工作，这项工作被称为选线，它需要全面地考虑各个方面的条件。在道路设计的每一个设计步骤的进行中，我们需要使用科学严谨的最新的方法细致的研究路线方案的每一步骤，严格审核。再对其进行集中讨论核查由此选出最好的路线方案。在首要保证行车安全的条件下，对于道路线路设计方案中的工程量总量应尽量降低。且要降低造价及营运费用，方便施工和养护。且尽量采用高指标，不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小轻易采用高指标。对于大量的农田及农田基础设施，在道路选线的过程中就应当进行充分的考虑。要尽量减少对农田，特别是高产田，比如平原区的大规模水稻田的侵占。还要减少破环经济作物或横穿经济园林。注意保护自然状态，处理好道路设施和名胜古迹及风景的协调。在整个道路设计工作开始前，就要先实地调查好施工地点附近地区的水文及工程地质情况。对于当地的水文地质情况对道路施工使用的影响要进行充分的调查评估，特别是那些地质条件不佳的路段，更在设计中应当额外注意，尽量避让。如若无法避免，则要做好相应的工程措施。选线要注意对环境的保护，注意减小各种污染（如噪音、气体污染）。对于高速公路，由于其路幅较宽。其可根据地形地物及自然条件，本着因地制宜的原则采用上下行车道分离的形式设线。注意合理考虑路线与城镇之间的关系，处理好穿越和绕避的问题。在平坦地区应尽量走直线，在较陡的横坡地带应要沿匀坡线布线。在起伏地带，则尽量走直连线和匀坡线之间。选线与平面设计平面设计原则首先要做到线性连续，整个设计线路上的每一点都不存在错头和破折。其次曲线的曲率要连续，整个设计线路上的每一点都有且只有一个曲率值。最后曲率变化必须连续，设计的线路上不管是哪一个点都只有一个曲率变化的值。平面设计图图1平面设计图上图的红线为最初设计构想，红线的好处是尽量避开了河流密布的地区和农作物种植区。但在随后的设计中发现上方红线无论如何进行微调，其填挖方过大。其中几个桩位甚至需要超过20m的填挖方，不符合经济效益，开隧道又过于浪费。由此确定了最终下方黄色的路线，黄线前后方路线仍旧能连接上总线路。且填挖方在随后的设计中发现不超过10m，比预计的两级台阶20m填挖要更加经济实惠。且地形更平，接近居民区，方便施工人员寻找租借地。平面设计的技术指标路线总长2.169km。平曲线交点个数3个。交点1：前直线长254m。转角JD1右转7°4平曲线半径2000m。平曲线长度82m。交点2：前直线长114m。转角JD2左转5°40平曲线半径2000m。平曲线长度33m。交点3：前直线长76m。转角JD3右转13°0平曲线半径2000m。平曲线长度288m。后直线长330m。平曲线计算路线起点坐标BP（35525937，3517609）。交点JD1（35525941，3517149）。交点JD2（35525884，3516650）。交点JD3（35525875，3516081）。路线终点坐标EP（35525722，3515459）。圆曲线半径全为2000m，且缓和曲线长也全为165m。交点间距计算：公式为：L=(由此：BP~JD1段：L=3517149−3517609JD1~JD2段：L=(3516650−3517149)JD2~JD3段：L=(3516081−3516650)JD3~JD4段：L=(3515459−3516081)交点方位角的计算：导线方位角的计算公式为：B=arctan⁡(则：由BP~JD1导线方位角为：B=arctan由JD1~JD2导线方位角为：B=arctan由JD2~JD3导线方位角为：B=由JD3~EP的导线方位角为：B=arctan⁡导线的交点偏角计算：计算公式为：C=则交点1的偏角为：C交点2偏角为：C交点3的偏角为：C对各曲线的要素进行计算：本设计所有圆曲线半径为R=2000m，缓和曲线长度为LS交点1：PqβTLJL则对于本曲线：ZH=JD1−HY=ZH+YH=HY+HZ=YH+QZ=HZ−交点2：PqβTLJL则对于本曲线：ZH=JD2−HY=ZH+YH=HY+HZ=YH+QZ=HZ−交点3：PqβTLJL则对于本曲线：ZH=JD2−HY=ZH+YH=HY+HZ=YH+QZ=HZ−纵断面设计纵断面设计原则在纵断面设计方面需要去根据道路的性质、任务、等级或地质水文等诸多基本条件，另外需要顾及工程量大小、施工难度以及路基的稳定和排水等方面的条件。要综合分析道路情况并且全面对纵坡的长短及大小，前后纵坡坡度等情况进行设计。由此来设计一系列线性顺畅平直且纵坡合乎规范大小的较为合理的路线设计，来作出行车快捷安全，且要节约工程费用、运营费用的最优方案。对道路最大纵坡、最小纵坡以及坡长的设计即是要设计道路线型纵坡，即纵坡设计。纵坡设计需符合各规范规定。对于公路设计，一般不取最大纵坡坡度值或坡度限制坡长，当要留有余量。只有在越岭线等地段才采用最大值。平原和微丘等地势平缓的地段其纵坡应当均匀平缓。要避免因迁就地形而造成起伏过大。纵面的线性应要与地形相适应，要力求在视觉上连续平顺，预防视觉中断引起的交通事故。纵坡设计一般要与路面边沟排水相适应，最小纵坡不应小于0.5％。在易受洪水影响的低洼路段，要保证高度，减少因洪水冲刷带来的影响。纵坡设计要与实际情况相结合，要考虑对农业设施和自然生物的影响。竖曲线设计原则一是应尽量选用较大的竖曲线半径。如果坡度差较小，则更应采用较大的半径。二是同向的竖曲线应尽量避免“断背曲线”，特别是同向凹曲线可合并为单曲线或并为复合曲线。三是反向曲线由直坡段连接或径向连接，在反向曲线之间一般要设直线段。其直线段至少要保证3s以上的行驶时间。四是竖曲线要满足排水需求，最小纵坡要大于0.3％。设计纵断面图2纵断面设计图纵断面技术指标介绍：取定变坡点个数：4个。基础技术指标：表1纵断面基础技术指标表技术指标变坡点取定最大纵坡（%）取定最短直坡长（m）取定凸（凹）曲线半径（m）取定竖曲线长度（m）12.5216.12311300（凸）299.97421.284216.1236100（凹）87.78131.284238.62517100（凸）99.92842.897228.5896500（凹）142.823竖曲线要素：图3竖曲线计算要素示意图计算公式如下：ω=曲线长：L=Rω。切线长：T=l外距：E=T设计高程的理论算：右半部分：左半部分：竖曲线要素如下：表2竖曲线要素表竖曲线要素变坡点竖曲线起点桩号竖曲线起点高程竖曲线终点桩号竖曲线终点高程1K0+450.013359.250K0+749.987362.7682K0+966.109362.434K1+053.891362.9313K1+460.036368.144K1+559.964368.4384K1+798.589371.808K1+941.411373.377路基的设计与计算路基横断面宽设计分配图4路基路宽图该横断面为冷零高速公路公路标准横断面，路宽28m,包括中间设有的2m中间分隔带。双向两块宽8.25m的双车道，两块3.5m宽硬路肩，以及两块0.75m宽的土路肩。路拱坡度设计在这里根据排水需要和规范的要求，需要对行车道、硬路肩以及土路肩进行路拱坡度设计。在规范规定下根据使用需要设计为：行车道坡度2％，硬路肩坡度2％，土路肩坡度3％。道路超高设计超高设计被用于减弱车辆进入弯道时为了做绕圆周运动而产生的离心力。本高速公路设计根据需要采用了超高加宽，允许最大超高值为8％，采用一类加宽，以此解决圆曲线半径可能不足所带来的问题。路基边坡的设置及验算根据《公路设计规范》（TGD30—2015）可得：设计二级台阶，填方边坡第一级高度10m，坡度1：1.5，第二级高度10m，坡度1：1.75。挖方边坡第一级高度10m，坡度1：0.75，第二级高度10m，坡度1：0.75。但在横断面设计时发现最大填挖方不超过10m，即可看作一级台阶即为标准横断面。在此采用直线法验算标准横断面边坡稳定性，如符合条件即可看作全线符合条件。永州当地数据经调查可得：填方边坡：

H=10m，cotα=1.5，cscα=3.25，φ=20°，c=65kpa，γ=17.5则：a=k==8.6689≥1.45挖方边坡：H=10m，cotα=0.75，cscα=1.5625，φ=20°，c=65kpa，γ=17.5则：a=k==3.6543≥1.45路基材料选用路基填料要求用于公路路基填筑的填料需要挖取方便且易于压实。压实后强度要高，且水稳定性要好，还要通过取土实验确定好最小强度和最大粒径。路基一般最好选用级配较好的砾类土。或者砂类土或者粗粒土等，取最大粒径最好小于150mm级配良好的材料作为填料。不可用草皮、生活垃圾以及树根或者腐烂的土等之类的来用在路基上。泥土碳、淤泥、有机质土、冻土之类的含量不符标准的土壤，禁止直接用于路基填筑。如果一定要使用的话，一定要进行技术性处理而且事后要进行专门的检测。液限大于0.5，塑性指数大于26的且含水量不适合直接压实的土壤，不得直接用于土体路基填筑。必须使用时，需要先采用技术性处理，然后经检验合格后才可以使用。对于特殊路基在城镇或者说是道路的立交桥旁，或者是漫水、浸水或者水塘等同类型的地段，可采用骨架防护、浆砌片石或者干砌片石来进行防护。如若填筑高度在5m以上，且材料为粉土、粉质土或粉质砂之类的路基段，路堤的加固要采用土工格栏的方式进行