【《某新建二级公路1标段的施工阶段的两阶段设计》16000字（论文）】

某新建二级公路1标段的施工阶段的两阶段设计目录TOC\o"1-3"\h\u17883摘要 43331第一章绪论 513941.1工程概况 521491.1.1设计意义 5103641.1.2沿线自然地理特征 5174911.2道路设计任务及依据 6224391.2.1设计任务 660311.2.2设计依据 778951.3设计技术指标 722000第二篇路线 892202.1选线与定线 843842.1.1概述 8285342.1.2公路选线的一般原则和要求 982922.1.3定线步骤 10130492.2路线方案比选 11121742.2.1技术指标的比选 11285452.2.2经济指标的比选 1122149第三篇平面设计 1253953.1设计概况 1215453.1.1路线设计 12222653.1.2平面设计内容 13152603.1.3平面设计原则 14323913.2平面线性设计 15158033.2.1平曲线要素计算 1563853.2.2桩号计算 17273353.2.3逐桩坐标计算 18271第四篇纵断面设计 23144154.1概述 2330684.2纵断设计原则 23116764.3纵断面设计步骤 2461324.4竖曲线计算 2515280（1）竖曲线计算要素 2730434（2）设计高程计算 279743第五篇公路横断面设计 28149565.1公路横断面组成及类型 2828355.1.1公路横断面组成 28219115.1.2公路横断面类型 28203745.2横断面的布置 29266635.2.1行车道宽度 2944075.2.2路肩的作用宽度 29272455.3路拱横坡设置 3070515.4平曲线超高加宽设计 30256375.5路基横断面设计 35327475.5.1公路横断面设计要求 35285525.5.2路基标准横断面 35114735.5.3横断面的设计方法 3545545.6路基土石方计算调配 3622585.6.1横断面面积计算 36318905.6.2土石方数量计算 38303945.6.3土石方调配 3910292第六篇路基设计 4149636.1路基概念 41298736.2路基防护 42171926.2.1路基的破面防护 42122366.2.2路基的支挡构造 4251716.3挡土墙的计算 4342781.设计资料 43255872.确定破裂棱体位置 43322833.荷载当量土柱高度计算 44269994.土压力计算 44229365.土压力作用点位置计算 4550036.土压力作用点对墙趾力臂计算 4591847.稳定性验算 45247728.基底应力和合力偏心距验算 4610016第七篇路面设计 47186557.1沥青路面设计 473517.1.1沥青路面的特性 47189707.1.2沥青路面的设计内容 47304377.2交通荷载计算 486377.2.1交通量组成计算 48299477.2.2标准轴载换算 48153937.2.3当量累计轴载计算 50121557.2.4底层拉应力验算 50197067.3路面结构组成 51225357.4回弹模量的确定 51280827.5设计弯沉值计算 5291927.6底层容许拉应力计算 5221967.7石灰层厚度计算 54158347.8按容许拉应力设计层厚度 55185857.9路表弯沉值计算 5527479第八篇排水计算 56128228.1排水设计原则 56105298.2排水设计的组成 5765548.2.1总体排水设计 57248498.2.2纵断面排水设计 57130528.2.3平纵组合排水设计 57111308.2.4横断面排水设计 584348.3水力计算 58247448.4挡土墙排水设计 6031960第九篇总结 60摘要本次选题设计路线主要为衢州市新建二级公路1标段的施工阶段的两阶段设计即初步设计阶段和施工图设计，在此过程中需要对路线的几何控制设计包括选线、定线、平面设计、纵断面设计、横断面设计、支挡构造物以及路基路面设计和排水设计等方面进行深入的研究。设计严格遵循了相关规范的要求，路线设计尽量避免了不合理线性组合，减少了填挖量，路基、支挡物的材料构造也和实际情况相结合比较而选出较为优异的。第一章绪论1.1工程概况1.1.1设计意义马上明临着毕业季了，我们学习的课程也比较多，如道路勘测设计、路基路面等一些方向的知识。学校为了对我们所学知识的检查和我们对专业知识的运用情况而开设了毕业设计这一任务。不同方向也有着不同的设计方向，即使是相同方向，设计内容差异也较大，这样通过完成此设计我们可以更好的巩固和应用所学的相关知识，使我们的理论更加的丰富，实践能力也得到了锻炼，从而达到更好的效果。对我们即将到来的毕业生活，将来从事相关专业的工作带来了极大帮助。1.1.2沿线自然地理特征我所设计的路线在地理位置上位于衢州市境内，项目具体在衢州市柯城区内建设，衢州市在浙江省西部，地理坐标为位于东经118°01′15″～119°20′20″，北纬28°15′26″～29°30′00″，全年天气比较舒适，季节气候综属亚热带季风气候。本项目的设计路线所经区域属于温暖湿润的亚热带季风气候，全年主要风向为北风，夏季主要风向呈西北风向走势，临海台风登录时段最大风俗可达17.0米/秒，正常风势走向平均风速为1.0米/秒。整年气温比较舒适平均16.4摄氏度，夏季炎热时最高可达41.3摄氏度，冬季较为湿冷温度在-11.2摄氏度，夏季炎热时节降雨较多湿度比较大，可达81%，冬季湿度相对较低，为79%。多年测得的平均降水量为1900.1毫米，最大年降雨量2808毫米，单日最大日降雨量为205.5毫米。衢州整体地形比较平坦，多为山丘、平原地段，我所设计路线的沿线地貌主要以山地、平原为主。所选沿线路段工程地质组成比较简单，该地段工程地质组成由杂填土层和卵石层组成。杂填土的层色比较多样，主要以灰褐色、灰黄色、褐黄色为主，该土层土质较为的松散。该图层混合着漂石、砾石、砂、碎石、角砾及黏性土等一些细小土质，此中混合组成的地质主要分部原老旧路段的路基0.6~3.4m部分。再还有主要路段地质为卵石层，卵石层主要呈灰黄、褐黄色，灰褐色，有稍微湿润到饱水的，比较疏松到密实的。其主要由卵石、漂石、砾石及中粗砂组成。卵石粒径主要的比较小以4~8cm为主，个别可达25cm以上，含量约60%，该层主要分布于河床上部，层厚1.60~5.30米。地基承载力基本容许值较大。1.2道路设计任务及依据1.2.1设计任务按照给定的地形图在指定的起终点上完成二级公路的设计。主要包括技术指标的确定，选线纸上定线和方案必选、路线的平纵横设计、小桥涵设计、路基路面设计、支档构造物设计、排水设计等。本设计按照给定的任务书、比例尺以及参照遵循相关规范的要求完成。路线设计：按任务书给定的起终进行选线定线。并完成2569m的平纵断面设计。桥梁涵洞设计：完成桥梁设计高程的计算以及涵洞位置的选定尺寸的计算确定路基设计：完成路基及横断面设计以及土石方的计算和调配，对边沟的排水设计和挡土墙的设计计算。路面设计：进行两种材料的路面设计必选。完成设计说明书1.2.2设计依据设计任务书《公路工程技术标准》JTGB01-2014《公路路线设计规范》JTGD20-2017《公路路基设计规范》JTGD30-2015《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2017《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015《公路排水设计规范》JTGD33-20121.3设计技术指标基本指标确定：设计速度60km/h路基宽度10m路基组成为行车到宽度3.5m×2+硬路肩0.75m×2+土路肩0.75m×2会车视距150m停车视距75m圆曲线半径一般值200m极限最小值125m不设超高圆曲线最小半径1500m,本路线设计圆曲线半径取值均为300m，共3处。回旋线最小值50m平曲线长最小值100m一般值300m最大纵坡6%路拱2%，本路线最大纵坡5.8%共2处凸形竖曲线半径一般值2000m最小值1400m凹形竖曲线半径一般值1500m最小值1000m竖曲线长度一般指120m最小值50m桥涵设计荷载为公路——Ⅱ级桥梁设计洪水频率1/100涵洞设计洪水频率1/50路面采用沥青路面第二篇路线2.1选线与定线2.1.1概述选线是在所需建设区域内的起终点之间选定一条符合要求的路线，既要在经济要求上合理，又要满足它的使用要求，它是整个建设项目最要一环，需要结合各种因素来综合考虑。定线是根据给定的设计技术标准和选定的路线方案，结合路线所经区域的地形、地质等条件，综合考虑设计路线的平面、纵断面、横断面，具体定出道路中线的工作。定线受到影响因素比较多，例如地质、地形、地貌、地物等有形可见的因素限制，还要受到一些无形的规定限制，比如设计技术标准、国家实行的政策、社会的需求、道路设计美学、当地的风俗习惯等因素制约。因定线的工作对象有所不同，定线的方式也不尽相同，主要可分为、纸上定线和现场定线。按现在设计相关规范要求，除特殊情况下采用其它方式定线，其余均采用纸上定线。2.1.2公路选线的一般原则和要求基本原则：（1）设计公司及设计人应该全面了解并掌握路线所经区域的经济发展和城镇布局以及未来的规划，所选择设计的路线方案应该与路线经过的城市规划相协调。（2）所设计的路线方案应该要能服务于交通运输网。（3）选线时必须对所选路线经过区域的地形地貌、气候气象、水文地质等做反复详细的调查与勘测最后再在其基础上进行合理的选线。（4）设计所经路线应该考虑到农用耕地的占用，并且应该充分利用老旧道路的路基。要求：（1）如果所选设计路线遇到有不良地质工程的地段时应该考虑不良地质其对所选线的影响程度，来分别进行绕、避、穿等方案的论证必选，最后来选择最经济方便的方法。（2）二、三级公路的路线设计应该在符合总体走向满足要求的前提下合理避免穿过城镇，不影响其原有的交通运输。（3）合理利用走廊带、老旧路基节约土地的使用。2.1.3定线步骤纸上定线是在1：1000~1：2000左右的较大比例尺地形图上进行道路中心线位置确定的方法。不同地形的定线有不同的侧重点，本路线设计侧重于山地的定线准则，还要综合的考虑其它的各种因素。平原、微丘地区地形平坦，路线走线的限制受高程影响较小，定线主要是正确绕避平面上所存在一些已有的障碍物的阻挡，遵循控制点间路线保持短捷顺直的准则。山丘地区地形的起伏趋势较大，路线受地形地貌的限制较大，地物的变化多样，前进走向较难选择因此注意：在满足设计要求的前提下，在必须避让的障碍物种穿行，平面线形的设计尽量采用较高的技术指标，纵断面的拉坡应综合考虑桥涵、通道、交叉、和排水构造等多种必要的构造物、路基设计高度应该合理确定，土石方的填挖调配因该经济合理。主要步骤：（1）定导向点（2）试定路线导线（3）放坡定坡度线（4）定修正导向线（试定平、纵断面，第一次修正导向线，第二次修正导向线）（5）定线2.2路线方案比选路线方案是路线设计中的最基本的问题。方案是否合理，不仅关系到整个工程的进行效率、经济是否合理，是否影响原有的交通网，所以方案的比选非常的有必要。选线的第一步工作需要在各种可行的方案种选定一个最经济，方便合理的方案。更具方案必选的深度不同，有原则性方案必选和详细方案必选，因不能每个方案都进行勘测比较，而次设计是进行纸上定线，所以需在给定的地形图上对所选路线进行必选，然后选择一条合理、符满足设计要求的路线进行设计。2.2.1技术指标的比选（1）路线的长度及其所经地区地形地貌的复杂程度（2）交点的数量、转角数及其转角度数（3）平、竖曲线的最大最小半径及长度（4）最大最小坡度及长度（5）超高路拱的设置2.2.2经济指标的比选占地拆迁（少占农田、多拆迁）路基土石方的填挖及调配桥涵的工程的工程量大小及数量支挡构造物的支护工程量主要建筑材料及工程总造价我所选的两条路线进行了以上比选，1号路线比2号路线的设计长度相对较短，路基土石方数量相对较低，调配运输成本低调；2号路线相对较长，受地形影响线性较差，交点转角数较多、角度大，在两个方案进行比较后通过考虑了经济合理，行驶舒适、迅速，工程量小的因素下，我选择1号路线作为设计路线。第三篇平面设计3.1设计概况3.1.1路线设计我们所使用的道路是一条存在于三维空间的带有特定形状的实体，该实体表面上存在的中心线为称为道路的中线，而路线则是是指道路中线的在三维空间上确切的位置。路线在三维空间向其水平面上的投影称作路线平面，沿道路中线竖直剖开，从正面观测的正视图所呈现的时路线的纵断面；在垂直中线上任一点的切面的侧视图是道路路线在该点的横断面。路线设计是指确定路线在空间中的位置和各部分几何尺寸的工作，包括路线平面设计、纵断面设计、横断面设计三者相互关联，既要分别处理又要综合考虑。路线设计在考虑了纵、横断面平衡的前提下先定平面，沿着这个平面线性进行路线的高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其他必要资料后在进行纵、横断面设计。3.1.2平面设计内容现代道路主要由三部分构成它们被称之为平曲线三要素，分别是直线、圆曲线和缓和曲线，它们通过直线、缓和曲线、圆曲线、缓和曲线、直线的顺序来组成平曲线，在特殊情况也可不设缓和曲线。道路平面线形的设计主要就是从线形的角度去研究这三个要素的选用和相互组合等问题，从而使平曲线合理可行。平面线性设计时，一般需要根据沿线的地形、地物条件，驾驶员在该路段行驶的速度，所感受的视觉、心理以及行驶过程中的行车安全来合理的布置直线路段，不能过长也不能过短。根据我国道路交通行驶安全规定，直线段最大长度不宜超过20V，V为路线设计的设计行驶速度。《公路路线设计规范》规定：当设计速度大于60km/h，同向圆曲线间直线最小长度以不小6V为宜，既本设计路线不小于360m；反向圆曲线间直线最小长度不小于2V，及本项目路线设计不小于120m。汽车在路线上行驶经过圆曲线路段时汽车整体要受到离心力的作用，使其汽车在行驶过程中稳定性受到影响操作难度加大，而汽车所到的离心力的大小又与该路段的圆曲线半径有相系，圆曲线的半径越小对行车越不利。所以在路线设计使考虑到驾驶员操作的难易，以及离心力对汽车的损耗，合乘客在乘车的感觉选定一个合适的横向分部系数，除此之外在行驶速度较高的路段下通过设置超高来平衡离心力。根据《公路路线规范》圆曲线半径经过一系列影响因素计算规定了最小半径值，我所设计圆曲线最小值（一般指）为200m。而半径过大也会对工程不利，不仅增大工程量增加造价，也会出现相邻半径相差较大造成事故，因此规定最大半径不超过10000m。为了便于驾驶员操作方便和行车安全的保障以及舒适感,所以圆曲线的最小长度一般要达到3S行程。缓和曲线的设置作用也是为了使驾驶员行车舒适、平稳，还增加了曲线线性美观。缓和曲线的形式多种多样，但我们国家通常采用回旋线线性来设置缓和曲线，这是因为回旋线的形式简单，具有方便计算等优点。在满足了乘客的舒适感，超高渐变率适中驾驶舒适，行驶实际不过短，《公路路线设计规范》规定了各级公路缓和曲线设置长度本路线设计缓和曲线最小取50m，在一些满足一些特殊的条件情况下可以不设缓和曲线。3.1.3平面设计原则平曲线的线形应该简便、快捷、流畅，与地形、地物相兼容，与周围环境相互协调容错。为了使驾驶员在行驶使速度均匀应该使各线形要素保持连续、均衡，应避免一些不利的组合，例如长直线尽头接小半径平曲线，短直线接大半径的平曲线。在不同等级道路相连时之间要有过渡段，因为不同等级道路的各项设计指标不同。注意与纵断面结合设计相互协调。平曲线应设有足够长度，不宜过短。3.2平面线性设计全线共设3个平曲线，基本形线性组合为：直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线3.2.1平曲线要素计算曲线要素图（m）（m）（°）（m）（m）（m）（m）q—缓和曲线切线增长值，(m);P—设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，(m);β0—缓和曲线终点处的缓和曲线角，(rad);T—切线长，(m);L—平曲线长，指平曲线的起点至终点之间的弧线长度，(m);L0—曲线长，指曲线的起点至终点之间的弧线长度，(m);E—外距，指交点至曲线中点的距离，(m);J—校正值.(m)交点要素：JD1:α=65°桩号：K0+804.546R=300mLS=LS=80mJD2:α=63°桩号：K1+599.139R=300mLS=80mLS=70mJD3:α=45°桩号：K2+299.958R=300mLS=60mLS=90mJD1几何要素计算：（m）（m）其它交点几何要素计算同上3.2.2桩号计算主要桩号计算要素： （校核）ZH——第一缓和曲线起点（直缓点)HY——第一缓和曲线终点（缓圆点)YH——第二缓和曲线起点（圆缓点)HZ——第二缓和曲线终点（缓直点)QZ——圆曲线终点（曲中点)JD——交点JD1要素桩号计算：（校核）以上计算无误其它交点桩号计算同上3.2.3逐桩坐标计算坐标的计算采用导线测量法计算。坐标示意图直线上中桩坐标计算：设交点坐标为，交点相邻两直线方位角分别为，则： ZH点坐标 HZ点坐标 设直线上加桩里程为L，，为曲线起点、终点里程前直线上任意点坐标为：后直线上任意点的坐标为：单曲线内中桩坐标计算：曲线上任意一点的切线横距为：式中：l——缓和曲线上任意点到点的曲线长；——缓和曲线长度。①、第一缓和曲线（）上任意点坐标：式中：——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。②、圆曲线内任意点坐标（）：式中：——圆曲线上任意点至点的曲线长；——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。③、第二缓和曲线（）内任意点坐标：式中：——第二缓和曲线内任意点至点的曲线长。桩号坐标计算以JD1为例：已知JD坐标（3207653.3955，488466.747）ZH点坐标计算：HZ点坐标计算：前直线上任意点坐标计算：K0+500点坐标计算：后直线上任意点坐标计算：K1+000点坐标计算：ZH——HY上点坐标计算：K0+651.962点坐标计算:HY——YH点坐标计算：K0+800点坐标计算：HY——HZ上点计算：K0+900点坐标计算其它桩号计算方式同上第四篇纵断面设计4.1概述纵断面设计的主要内容就是在定好的路线的上进行拉坡调配。设计者主要考虑到路线的起伏程度，不能与原地面相差过多，既增加了经济的消耗也加大了工程量，还要注意与平曲线的相互调配使行车更舒适，也要结合地形图考虑到路面的排水处理情况。总之纵断面的设计尽量使纵坡线均匀、顺直，使排水方便通畅，土石方的挖填较少。4.2纵断设计原则纵坡的坡度设置不宜过大，坡度过大汽车行驶时容易爬不上坡，车速受到坡度限制，下坡刹车次数多容易失灵造成事故。坡度也不宜设置的过缓，过缓容易造成排水不畅，雨水堆积容易损害路基。坡度的长度也有一定的限制，《公路路线设计规范》规定纵坡了相应坡度的坡长，本路线设计最小坡长为150m，坡长长短取决与坡度的大小，过长也会影响行驶，本路线设计速度的最大纵坡为6%对应的最大坡长为600m。纵坡设计时要注意平纵组合设计，及平包竖的组合方式，使竖曲线落在平曲线上，这样能保持驾驶员的视觉连续，与平曲线设计坡度组成的合成坡度有利于路面的排水。纵坡的坡线应尽量与地面线接近，这样能减少土石方的填挖，使填挖平衡。4.3纵断面设计步骤拉坡前的准备：在纵断面上绘出路线中桩位置和平曲线的示意图，并标出中桩桩号的高程完成地面线的绘制。控制点的标注：找出对路线纵坡设计影较大的一些点位做控制点进行标注，例如桥涵的标注，最大挖深地段，最大填方地段，垭口等等一些地质不良的地段。试坡：在以标注的控制点下结合路线的设计技术指标、规范要求以及经济情况等一些要求下，在地面线上进行避让、穿行初步拉出坡度在进行多种方案的比选来初定坡线。调整：根据《公路路线设计规范》按照规范的设计技术指标来调整坡线的最大最小坡度以及坡长，以及是否进行平纵组合、组合坡度的调整。定坡：纵坡调整没有问题以后就可以定下坡度值了，坡度值精确到0.01%，边坡点的高程需根据坡度坡长来计算，位置一般设置在10m整桩上。竖曲线设置：最后在根据技术指标来确定竖曲线的半径大小。4.4竖曲线计算以竖曲线起点为原点，横坐标为路线里程长度，纵坐标为高程。设边坡点相邻两直线段坡度分别为i1和i2，它们的代数差用ω表示，即ω=i2-i1，当ω为“+”时，表示凹形竖曲线；ω为“-”时，表示凸形竖曲线。竖曲线要素图竖曲线要素计算公式：L—竖曲线长度，(m);R—竖曲线半径，(m);ω—坡差，其值=i2一i1，(%);T—竖曲线切线长，(m);E—竖曲线外距，(m);h—计算点纵距，(m);x—计算点桩号与竖曲线起点(或竖曲线终点）的桩号差竖曲线计算：变坡点1：桩号K0+310凹形i1=0.340%，i2=5.830%R=1400m高程85.536m变坡点2：桩K0+700凸形i1=5.830%，i2=-5.800%R=1500m高程108.283m变坡点3：桩号K0+920凹形i1=-5.800%，i2=2.400%R=1400m高程95.522m变坡点4：桩号K1+230凸形i1=2.400%，i2=-0.743%R=1700m高程102.962m变坡点5：桩号K1+730凸形i1=-0.743%，i2=-4.400%R=1600m高程99.228m变坡点6：桩号K2+200凹形i1=-4.400%，i2=-0.540%R=1460m高程78.658m例，已知变坡点1的相关条件，计算K0+300和K0+330的设计高程竖曲线计算要素（2）设计高程计算竖曲线起点桩号=（K0+310）-38.43=K0+271.57m竖曲线起点高程=85.536-38.43×0.0034=85.405mK0+300处设计高程计算：切线高程=85.405+28.43×0.0034=85.502m设计高程=85.502+0.289=85.790mK0+330处设计高程计算：切线设计高程=85.405+58.43×0.0034=85.604m设计高程=85.604+1.219=86.832m其它高程点的计算同上。第五篇公路横断面设计5.1公路横断面组成及类型5.1.1公路横断面组成公路横断面主要是由地面线和横断面设计线组成。横断面设计线主要根据公路设计等级来定，本路线设计等及为公路二级，其横断面设计线主要是由土路肩、硬路肩、行车道、边坡、边沟和截水沟组成。地面线主要是经过测量根据实际情况确定。路基横断面的宽度主要是根据当地的交通量、地形因素、路线设计速度等来设计。本路线设计的为二级公路，设计速度60km/h，横断面宽度为土路肩2×0.75m+硬路肩2×0.75m+行车道2×3.5m。5.1.2公路横断面类型（1）单车道：仅有一条车道仅适用交通量低、设计速度低、地理条件差的地区，单车道为错车需要必须要设置错车道。（2）单幅双车道：指整体式供双向行驶的双车道，主要适用于二、三级公路。本公路设计横断面采用的单幅双车道设计。（3）双幅多车道：指设置了分隔带或分离式的车道。该车道有单向行驶的要求，适用于车速较高、车流量大的地区，主要用于高速、一级的设计。公路横断面的设计一般遵循着一条道路采用同一设计形式的原则。5.2横断面的布置5.2.1行车道宽度本公路设计采用的双车道设计共有两条行车道，行车道的宽度除了供行驶汽车的车宽外还需留有富余的宽度。根据计算推测得出行车道的宽度与行车速度有关，故根据《公路路线规范规定》各设计速度公路的行车宽度，本公路设计速度60km/h行车道宽度3.5m。5.2.2路肩的作用宽度路肩指的是最外侧行车道边缘线至路基最外侧的间一段路基结构，具有一定的宽度。其宽度的取值与公路的等级和供行驶的对象有关，公路等级越高，行驶的车辆越大其宽度也越大，但其宽度不能过小，最小要求不低于0.5m，本公路设置为075m。路肩设置的主要作用：（1）路面结构在受力过程需要具有一定的宽度，路肩为其提供了结构支撑的必要宽度，并保护路面结构。（2）通常行驶过程中会遇到紧急情况，路肩可以使其在紧急情况下临时停车避险，当路肩宽度设置的足够宽时还可以做为应急的救援通道使用。（3）路肩的设置时路面可行驶道增加，可以保证驾驶员在行驶途中的心理舒适和行车安全，提高了行驶速度和通行能力。（4）像一般的公路没有设置专用的人行通道，路基则可作为供人行驶的通道，同时地下管线的埋设也可以埋置在路肩路段下方，不至于影响道公路的使用。5.3路拱横坡设置为了便于公路排水的所以公路需设置路拱，路拱为中央凸起向外呈一定的坡度，但考虑道行车的安全性与舒适感路拱坡度也不设置的过大。根据《公路路线设计规范》的要求本公路采用2%的路拱设计坡度。5.4平曲线超高加宽设计5.4.1平曲线加宽平曲线的加宽设计是为汽车在转弯时汽车后轮在偏向平曲线的内侧的需要而设置的，所以路基路面应设置相应的加宽。根据《公路路线设计规范》的规定不同类型的设计车辆、公路等级其加宽值不同。二级公路平曲线半径大于250m时可不设置加宽，本公路的平曲线半径设置均大于250m，故不考虑平曲线的加宽设置。5.4.2平曲线超高设计超高设置是为了减小汽车在平曲线上行驶时所受到的离心力，为了增加行驶的安全和舒适感，故在该横断面上设置由外侧向内侧呈一定坡度的超高。（1）圆曲线段的曲率半径是固定的产生的离心力也是固定的，超高的设置去圆曲线半径相应就行了，但是缓和曲线段的曲率半径是变化的，故其缓和曲线段的超高设置也是变化的。（2）缓和曲线上的超高称为超高过渡段，超高过渡段可安有无中间带分为无中间带超高过渡和有中间带的超高过渡，本公路设计为无中间带的二级公路设计，故采用无中间带的超高过渡带设计。无中间带的超高过渡设计又可分为方式：1.绕内侧边缘线旋转：先将外侧的车道线绕着中线进行旋转2倍路拱的坡度值与内侧的车道在同一坡度上，再将整个车道绕内侧边线旋转至超高设置值。这种设计方法使得内侧的行车道不降低，有利于路基的排水处理。2.绕中线旋转：先将外侧的车道线绕着中线进行旋转2倍路拱的坡度值与内侧的车道在同一坡度上，再将整个车道绕中线进行旋转至超高值。这种设计方法可保持中线处的高程不变，主要适用于老路的改建。本道路设计采用的此种超高过渡方式。3.绕外侧边线旋转：先将外侧的车道绕外侧边缘线旋转路拱的坡度值，内侧车道随着中线的降低而降低至与外侧车道同一坡度后在将整个车道绕外侧变线旋转至超高值。此种方法为特殊设计，仅适用于特殊设计路段。5.4.2平曲线超高计算公路最小超高过渡段长度计算:LC—超高过渡段长度B—旋转轴至行车道外侧边缘的宽度;△i—超高坡度与路拱坡度的代数差;p—超高渐变率，即旋转轴线至行车道外侧边缘线之间的相对坡度。超高给过渡段长度主要考虑行车的舒适感和道路的横向排水程度来考虑的，一般情况下在设置缓和曲线时以及考虑过超高过渡段的长度了，所以取超高过度段长度等于缓和曲线的长度。在本路线的设计中路拱坡度为2%，公路等级为二级，所设计的所有圆曲线半径均小于规范要求的不设超高的最小半径1500m，故要进行超高设计计算。本路线设计采用绕中线旋转的方式，路基超高按规范设计要求取值，最大取8%、最小2%。超高设计图B—路面宽度;bj—路肩宽度;iG—路拱横坡度;iJ—路肩横坡度;ih—超高横坡度;LC—超高过渡段长度(或缓和曲线长度);l0—路肩横坡度由iJ变为iG所需的距离;x0—与路拱同坡度的单向超高点到超高过渡段起点的距离;x—超高过渡段中任一点至起点的距离;hc—路基外缘最大抬高值hc'一路中线最大抬高值;h"一路基内缘最大降低值;hcx—x距离处路基外缘抬高值;h'cx—-x距离处路中线抬高值;h"cx—x距离处路基内缘降低值;b一圆曲线加宽值;bx—x距离处路基加宽值计算JD1处的超高值：计算桩号K0+600处横断面超高值：过渡段上超高计算：圆曲线上桩号K+700横断面超高值：其它桩号超高值计算同上。5.5路基横断面设计5.5.1公路横断面设计要求公路横断面的组成除了行车道、路面布置外，还包括了很多其它的相关设施，如路基工程、排水工程、环保工程等等。横断面的设计，必须结合地形、地质以及水文条件，以节约资源减少造价、保护环境为原则，在最大范围内降低路堤的设计要求，减少挖填量，结合全线的路线情况来确定合理的断面形式，最终满足道路的设计要求。5.5.2路基标准横断面在每个横断面进行设计计算前，应根据整个路线的情况确定出标准横断面的形式。标准横断面要反映出路堤、路堑、半挖半填、边沟、截水沟、路堤挡土墙的形式以及路堤、路堑的边坡形式、采用几级台阶、放坡坡度。边沟的断面尺寸、护坡道、碎石台的宽度也应表示清楚。标准横断面图的比例通常采用1:100的比例尺绘制。5.5.3横断面的设计方法本公路路线设计横断面采用的计算机设计计算，在设计前按确定的标准横断面图的尺寸去输入各个部分的数据，再根据不同路段的实际情况进行修改设计，在有计算机计算输出土石方数量表，路基设计表和绘制出横断面图。传统的横断面设计方法：（1）通过现场观测的方法绘制出路线的原地面线。（2）通过路基设计表中的数据确定中线桩号、左右宽度、高度等数据。（3）再结合水文、地质条件根据横断面标准图绘制出横断面的路幅、边坡、填挖形式，以及设有支挡构造物的地方画出构造物，在有桥的地方还需绘制出桥两头的断面形式。（4）根据排水设计，画出边沟、截水沟的断面形式以及碎石台、护坡道、绿化带等一些构造5.6路基土石方计算调配路基土石方数量和调配是影响工程造价的重要因素，该任务主要是计算土石方的挖方和填方数量，并进行合理的调配计算。5.6.1横断面面积计算因为地形的多样复杂道路横断面是不规则的，所以其挖填方是不规则几何题，计算起来不能准确计算，只能计算其近似至，其计算方法主要有两种用的比较多。（1）积距法：主要是将横断面的面积划分为若干个面积相等的便于计算的形状如，三角形、梯形。每块面积可近似表示为则总的横断面面积可近似表示为b值根据其地面线的规则程度来确定，地面线较规则可增大b的值，反之即可，积距法计算面积优点在于计算简单，速度快。（2）坐标法：在横断面图中建立坐标系，并确定其断面各转折点坐标（xi，yi）则断面面积为：坐标法计算精度较高，但相对较为复杂，较为适合计算机计算。5.6.2土石方数量计算若两个相邻的横截面的开挖方式相同，且开挖的面积相接近，则可以假定两断面之间为一个较为规则的棱柱体如图体积计算公式为：式中：V—体积为土石方数量（m3）F1,F2—为相邻两个断面的面积（m2）L—相邻两个断面之间的距离（m）若F1,F2相差较大，则其体积与棱台更相近，则其体积为：式中：m=F1/F2,其中F2>F1此计算方式计算的体积计入了路面所占厚度的体积，若该路段全为填方路段则需要减去路面厚度的体积，反之相同，若为半挖半填且挖填段长度相同则相互抵消。例计算桩号K0+100—K0+120出的土石方：横断面面积即计算出K0+100,F2=18.21m2K0+120,F1=15.89m2其它桩号计算方法同上。5.6.3土石方调配土石方的调配主要是合理利用路基的挖填土处理，减少不必要弃土和需要的借土，这样能减少工程量和工程的造价，对环境的保护也有着一定的作用。土石方的调配原则在本桩处若有半挖半填的横断面，则优先满足本桩的填挖平衡。然后再进行平纵调配，以减少总的土石方运输量。土石方调配时要考虑桥涵处、深沟处的运输，在桥涵位置一般不经过桥涵、深沟处的调配，减少爬坡运土，既危险运输友困难。为了使调配方案合理，需要结合路线地形和道路的施工条件来调配，尽量做到经济方便。土方的调配要考虑借土、弃土的占地，尽量少占农田，综合其运输经济消耗和损害赔偿的考虑。土质不同的土方调配需根据工程的要求来进行，避免差调配到工程要求高的地段，以减少不必要的工程量。在山坡、回头曲线处的土方调配优先进行竖向调配考虑。土石方的调配方法土石方的调配有许多种，但是运用较多的是土石方计算表调配法，该方法不需要绘制累计曲线图和调配图，可直接在土石方表上进行调配，方便简洁。调配前确定好调配时的影响因素，如桥位、陡坡、深沟等位置进行标明。计算好各桩号之间的土石方数量，并先做好本桩平衡，确定好挖余和填缺数量。在进调配前应根据施工的方法和运输的方式经行考虑，选择合理经济的方案。根据填缺和挖余的情况，以技术经济少占农田，多支农地的原则经行合理运输。调配后仍有填缺、挖余应与当地政府协商考虑土石的借土与弃土。调配完成后进行下列复合：横向调运+纵向调运+借土=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+填方=填方+弃方调配计算的问题1.经济运距：经济运距是确定借土还是调运的界限及距离。一般的调配都是采取就近原则，当存在就近借土的经济消耗与调配的经济消耗产生差异时就需要考虑如何取土了。经济运距的计算公式如下:式中：L经—经济运距（km）；B—借土单价（元/m3）；T—远运运费单价[元/（m3·km）]；L免—免费运距（km）；2.平均运距:指在进行土方调配时，挖方土体积的重心至填方土体积重心间的距离，计算时为方便计算取挖方路段中心至填方路段中心的距离。3.运量：平均运距与调配数量的乘积。工程上把10m划分为一个级，20m为二级依次类推，不足一级按一级计算。总运量=调配数量×nn—平均运距单位级第六篇路基设计6.1路基概念公路路基是按照公路的路线方向，结合一定的技术指标修建的带状结构，是整条公路的基础。路基将自身与路面的结构自重以及路面传来的行车荷载传给地基，它是主要承重结构。6.1.1路基的类型构造由于地形的多样、复杂特性，天然的路基高程往往与道路的设计高程还是有很大的差距，这就需要对天然路基进行挖填处理，挖填的形式不同使得路基的类型也不相同。1.路堤：整个路基全部在原地面上进行填筑而成的路基。其又可以按照填筑的高度进行区分为低路堤和高路堤。2.路堑：指设计路基在原地面上近行过挖方处理，形成较大的挖方坡度，根据挖方程度可分为全挖和半挖路堑。3.半填半挖：路基按其设计要求结合原地面有需进行同时挖填的断面称为半填半挖。6.2路基防护6.2.1路基的破面防护路基的破面防护主要是保护边坡不受雨水的冲刷，防止岩层受到风化、碎裂降低稳定行，从而来保证边坡的整体稳定性。我国公路路基设计，边坡的破面防护应根据自然环境，坡度坡率，岩层的性质，水文地质条件相结合防护。其主要的防护措施有两种，植物防护和工程防护。1.植物防护：它适用于坡度不是很大，地表湿润的土质边坡。根据其边坡的坡度、土质、冲刷流经的不同可采取种草、铺草皮、种树等方式来进行防护处理。2.工程防护：在不适用植物防护或者就地取材方便的情况下经行防护处理。主要包括做护面墙、喷护、抹面等6.2.2路基的支挡构造为了满足公路线形的设计要求，使路基稳定以及考虑土地占用量，一般会在地形起伏大、不良地质、河堤流量大的地方修建支挡结构。支挡结构包括有挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等一些支撑和锚固的结构。支挡结构又根据其作用的位置、选用的材料、结构形式等经行多种分类，本路基设计采用了重力式路堤挡土墙的设计形式经行支挡处理。6.3挡土墙的计算设计资料本公路K0+900路段采用重力式路肩挡土墙设计，设计荷载为公路二级。墙高5m，填土高度为0，放坡1：0.5（α=-19.5°）墙身段20m，填土内摩擦角φ=40°，填土容重γ=kN/m3，f=0.45，地基容许承载力[σ]=450kP。确定破裂棱体位置破裂角计算假设破裂面交于荷载范围内Ψ<90°，取正根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算验算破裂面是否交于荷载范围内破裂棱体长度车辆荷载分布计算L0<L，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。荷载当量土柱高度计算土压力计算土压力作用点位置计算6.土压力作用点对墙趾力臂计算7.稳定性验算墙体重量及其作用点位置计算抗滑稳定性验算倾斜基地0.3：1（α=16.69°)满足抗滑稳定性要求抗倾覆稳定性验算抗倾覆满足稳定性要求基底应力和合力偏心距验算合力偏心距计算倾斜基底的宽度基底合力偏心距基底应力验算，基底应力满足要求第七篇路面设计7.1沥青路面设计7.1.1沥青路面的特性沥青作为路面材料是一重较好的选择，他具有多种性能，使路面结构更耐久、稳定，且承载能力较大。沥青路面具有高温稳定性，在荷载作用具有就较强的抵抗变形的能力。沥青路面的低温抗裂性，在受气温影响和温度疲脑后会产生裂缝。沥青路面的水稳定性，沥青路面主要靠与集料之间的粘性来表现耐久，水损对其破坏很大。沥青路面具有抗老化、抗疲脑的能力，针对其沥青路面的特性进行防护，沥青路面还是非常好一种路面选择。7.1.2沥青路面的设计内容沥青路面的设计内容主要包括原材料的调查、选择以及沥青配料的混合比例和基层材料的配合比的设计，材料的各项设计参数的比选、路面结构构造的的计算设计、路面结构层稳定的验算以及结构方案的比选。7.2交通荷载计算7.2.1交通量组成计算根据调查和交通观测站历年观测资料2021平均日交通量组成如下，年平均增长率为7%。交通组成车型黄河JN150解放CA10B跃进NJ130太脱拉138交通量496864598372汽车路面设计参数总重（KN）载重（KN）前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数轮轴数轴距（cm）黄河JN150150.6082.6049.00101.601双解放CA10B80.2540.0019.4060.851双跃进NJ13054.5025.0020.2038.301双太脱拉138211.40120.0051.402802双132.00沥青车道系数根据《公路沥青设计规范》规定二级公路2车道取0.5~0.75，本设计取0.6，方向系数取值0.5。换算为小汽车后年平均日交通量为：N0=496×2.0+864×1.5+1195×1.0+372×3.0=4599（辆/日）规划交通量：年平均昼夜交通量满足二级公路的要求，其设计使用年限为12年。7.2.2标准轴载换算根据《公路沥青路面设计规范》的换算要求，当以设计弯层值为设计指标以及底层拉应力，规定要求当车辆轴载大于25KN的各级轴载pi的作用次数ni，按以下公式换算成标准轴载P的当量作用次数N式中N——标准轴载的当量轴次（次/d）；ni——被换算车型的各级轴载作用次数；P——设计轴载（KN）；Pi——被换算车型的各级单轴轴载（KN）；C1——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时按单独的一个轴计算；当间距小于3m时，查表取得；C2——被换算轴载的轮组系数，单轮组为4.5，双轮组为1.0。b——换算系数根据不同的设计指标取之；轴载换算计算表（以弯层值）车型PiC1C2ni黄河JN150前轴重491149622.3后轴重101.6011496531.5解放CA10B后轴重60.851186499.6跃进NJ130后轴重38.311119518.4太脱拉138前轴重51.41137220.6后轴重802.11372295.9标准轴载当量计算为7.2.3当量累计轴载计算N1——设计年限内通过该横断面的累积标准轴载的当量次数（次）Ne——计算设计年限内一个车道上的累积当量轴次数（次）；γ——设计年限内交通量的平均年增长率；t——设计年限;7.2.4底层拉应力验算轴载换算计算表（半刚性基层）车型PiC1C2ni黄河JN150后轴重101.6011496563.2解放CA10B后轴重60.851186416.1太脱拉138前轴重51.4113721.8后轴重802.11372131.1按《公路沥青路面设计规范》规定划分交通荷载设计等级为中。7.3路面结构组成根据累计当量轴载的计算查规范得出沥青荷载设计为中度荷载，根据规范要求选取路面结构成。选取路面面层采用沥青混凝土150mm,基层选用水泥稳定集料250mm，底基层采用石灰土厚度经计算后确定。根据规范二级公路中度荷载设计等级选取沥青混合料为沥青混泥土采用双层式沥青面层上层采用细粒式密集配沥青混土8cm。下层采用粗粒式7cm。7.4回弹模量的确定各层材料的模量和劈裂强度值可由规范查出沥青混合料参数设计表材料名称厚度cm20°C模量15°C模量容许拉应力（MPa）劈裂强度(MPa) 面层细粒式沥青混凝土8130019000.481.3粗粒式沥青混凝土7120017000.250.9基层水泥碎石25160016000.2630.5底基层石灰土_6006000.0930.225土基_3131__查全国区划土，根据所建公路所在地区为浙江V2区，路基平均填土大于3m，稠度取1.10查土基回弹模量参考值得出土基模量为31MPa。7.5设计弯沉值计算弯层值计算:Ld—设计弯沉值（mm）；Ac———公路等级或道路分类系数，其值见表;As——面层类型系数;Ab—基层类型系数；根据规范查表路面容许弯沉系数AC公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路分类系数1.01.01.11.2路面容许弯沉系数AS面层类型沥青混凝凝土热伴沥青碎石、沥青上拌下贯式沥青表面处治粒科类面层系数1.0基层为半刚性基层基层系数为1.07.6底层容许拉应力计算R——指路面结构在行车荷载重复作用下达到疲劳临界状态的最大容许弯拉应力;S——沥青混凝土或整体性基层材料的劈裂强度（MPa);KS——抗弯拉强度结构系数，按下列公式计算:对沥青混凝土面层:对水泥稳定集料：无机结合料：Aa——沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1;细粒式密集配沥青混凝土：粗粒式密集配沥青混凝土：水泥稳定集料:石灰土：7.7石灰层厚度计算弯沉综合修正系数：P—轮胎接地压强P=0.7MPa；б—当量圆半径б=10.65cm；E0—土基回弹模量；弯沉值等效算法：查三层体系表面弯沉系数诺莫图：α=7.4，k1=1.21查诺莫图:H/б=4.2H=10.65×4.2=44.73cm中层厚度：取石灰土层厚度为27cm。7.8按容许拉应力设计层厚度验算细粒式沥青混凝土底层拉应力E1=1300MPa,E2=1200MPa,E0=31MPa,H=8cm查三层体系上层底面拉应力系数诺莫图可知ā<0,σ=Pām1m2<0即上面底面不存在拉应力，底层拉应力小于容许拉应力，验算满足要求。粗粒式沥青混凝土底层拉应