二級公路畢業(yè)設計計算說明書(共45頁)

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 摘 要 本設計是江陰市二級公路的設計，該段路線總長為5343.071m。本設計中設計車速為80km/h，雙向兩車道。 本設計是在對交通量進行分析，查找相應的技術規(guī)范的基礎上，確定出公路的技術等級以及設計需要的各種參數(shù)，最終確定采用二級公路的技術指標進行設計。結合周圍的地形情況進行了平面線形設計，平面線形中有四個交點。縱斷面的設計中有兩個豎曲線，滿足平縱線形組合設計中的各種要求。在橫斷面的設計中，確定了橫斷面組成及各種要素后，繪制出橫斷面圖。本設計中路面設計采用瀝青路面進行設計，主要包括結構層的擬定和設計層厚度計算。涵洞設計主要是在擬定結構尺寸后進行強

2、度的驗算。設計中結合地形及周邊環(huán)境條件，通過兩條線路方案的比選，最終確定最佳方案。 關鍵詞：二級公路；縱斷面；橫斷面；瀝青路面；涵洞 Abstract Two highway is the design of Jiangyin City, and the total length of the section is 3054m. The design speed is 80km/h and the road has two lanes. The Tparameters which are needed in the d

3、esign are defined by analyzing the traffic and searching the corresponding technical specification. Finally the secondary road’s technical specification is designed. Based on the surrounding terrain, the alignment of the highway is designed, which has three corners. There are three vertical curves i

4、n the design of vertical alignment, which all meet the design requirement of the linear combination. In the cross section design, the cross section diagrams are drawn after determining the composition and cross section elements. The design of the asphalt pavement mainly contains the selection of the

5、 structure layer and the calculation of the layer thickness. The intension of the structure is checked after the selection of the dimensions of the structure in the culvert design. The design is combined with the terrain and surrounding environment conditions, and through the comparison of two line

6、programs, the best solution is ultimately determined. Keywords：Secondary road, vertical section, cross section, Asphalt pavement，culvert 目錄 參考文獻.........

7、......................................................41 致謝...................................................................43 外文翻譯...............................................................44 1總說明 1.1設計內容 本設計為江陰市公路新建工程，本工程全線按二級公路標準設計，為雙向兩車道，該段路線總長為5343

8、.071m，本設計中設計車速為80km/h。 1.2 目的要求 畢業(yè)設計是教學計劃中最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合應用所學的道路交通基礎理論、基本知識和基本技能，進行道路交通工程設計或科學研究的綜合訓練，是前面各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓寬，是學生綜合素質和工程實踐能力培養(yǎng)的重要階段，其目的是使學生受到道路交通工程師所必須的綜合訓練，有利于向工作崗位過渡。 1.3 設計原始資料 1.3.1區(qū)域概況 (1)自然環(huán)境 位于中國華東，南部，太湖平原北端。東接，南臨，西連，北對。屬于無錫市行政代管?？偯娣e987.53平方公里，其中陸地面積811.7平方公里，水域面積175.8平方公

9、里，水域面積中長江水面56.7平方公里。沿江深水岸線長達35公里。城市建成區(qū)為96.2平方公里。 江陰北枕長江，有江陰大橋（G2京滬線）與相連，南近太湖，有同三高速公路與相接，東接、、至，西連、至。 江陰為“金三角”幾何中心，從江陰到、兩大城市各148公里，到無錫、常州僅38公里。 (2)地形、地貌和氣候 江陰位于北緯3140′34″至3157′36″，東經(jīng)11959′至12034′30″，山丘總體上呈北東走向，其高度由西南往東北逐級下降。江陰屬北亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫16.7℃，年降雨量1040.7毫米。四季分明，冬季陰冷潮濕，夏季較炎熱，春秋季節(jié)氣候宜人，是長江下游小麥、

10、水稻等梁作物的重要產地之一。 江陰地處太湖水網(wǎng)平原北端，長江南部，全境地勢平緩，平均海拔6米左右，西南邊緣地勢偏低，中部、東北部有零星低丘散布其間，地勢較高亢。中部山丘多在海拔200米左右，以定山273.8米為最高，東北部黃山海拔91.7米。濱臨長江，全境有干、支河流550余條。 1.4設計任務 （1）畢業(yè)設計內容包括：公路平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計、公路排水及防護設計、公路橋梁涵洞設計、路基及路面設計、道路附屬設施設計、中英文摘要、英文翻譯等。 （2）首先運用軟件輔助設計的方法定出道路走向并進行線形設計再計算曲線要素，得到平面設計圖。 （3）根據(jù)地面線高程及技術標準的要求進行

11、縱斷面設計，即縱斷面拉坡、平縱線形組合設計、豎曲線設計及曲線要素計算，設計高程和填挖計算、縱斷面繪制等。 （4）根據(jù)地形圖進行路線橫斷面設計和路基設計，填寫路基設計表、土石方調配計算表。 （5）進行路基防護與加固、路基路面排水設施設計和小橋涵設計（只確定涵洞的類型、孔徑及長度，不進行詳細計算）。 （6）根據(jù)交通量和設計彎沉值進行路面結構層的組合設計及厚度確定。 （7）根據(jù)道路等級及安全行車要求設計道路附屬設施。 （8）翻譯專業(yè)相關的外文文獻。 1.5設計依據(jù) （1） 交通部.《公路工程技術標準》（JTJ001——97）.北京：人民交通出版社，1998年. （2） 交通部.《公路

12、名詞術語》（JTJ002——87）.北京：人民交通出版社，1988年. （3） 交通部.《道路工程術語標準》（GBJ124——88）.北京：人民交通出版社，1989年. （4） 交通部.《公路勘測規(guī)程》（JTJ061-99）.北京：人民交通出版社，1985年. （5） 交通部.《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20-2006）.北京：人民交通出版社，2006年. （6） 交通部.《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2004）.北京：人民交通出版社，2004年. （7） 交通部. 《.北京：人民交通出版社，2004年. （8） 交通部.《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50—20

13、06）.北京：人民交通出版社，2006年. （9） 交通部.《公路水泥混凝土設計規(guī)范》（JTG D40—2011）.北京：人民交通出版社，2011年. （10） 交通部.《公路排水設計規(guī)范》（JTJ016-97）.北京：人民交通出版社，1998年. （11） 張雨化.《道路勘測設計》.北京：人民交通出版社，1997年. （12） 鄧學鈞.《路基路面工程》.北京：人民交通出版社，2000年. （13） 姚玲森.《橋梁工程》.北京：人民交通出版社，1999年. （14） 李斌.《工程地質》.北京：人民交通出版社，1999年. （15） 洪毓康.《土質學與土力學》.北京：人民交通出版社

14、，1999年. （16） 徐家鈺.《土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南-道路工程分冊》.北京：水利水電出版社，2001年. 1.6 設計要求 （1） 設計成果達到施工圖的要求； （2） 設計工作應貫徹公路建設的方針、政策，一切以實際出發(fā)，以勤儉節(jié)約和因地制宜，就地取材為原則；結合我國經(jīng)濟、技術條件，吸取國內外先進經(jīng)驗，積極采取新技術、新材料、新設備、新工藝，節(jié)約用地，重視環(huán)境保護等問題； （3） 設計文件的編制應符合部頒規(guī)定，各設計均應按照批準的文件、技術規(guī)范和標準等編制，設計計算要有充分的依據(jù)； （4） 設計計算與圖紙繪制應準確無誤，嚴格執(zhí)行校核制度，做到責任到人； （5） 編制設計文件

15、時，應盡可能利用標準設計定型用紙，以簡化設計和施工； （6） 施工圖表繪制時，其格式和內容必須完全符合標準規(guī)定，圖面應清晰完整，說明簡明扼要，表達準確； （7） 設計文件應按規(guī)定裝訂成冊。設計簡介、設計說明書及設計圖紙單獨成冊。 1.7 公路等級的確定 1.7.1公路技術等級規(guī)范 由于每條道路在國民經(jīng)濟中的作用不同，自然條件的復雜程度不同，行車種類、速度和運量的不同，在技術完善程度方面就有著各種不同的要求。公路等級應根據(jù)使用任務、功能和適應的交通量來確定，還應考慮到公路網(wǎng)的規(guī)劃等因素?！豆仿肪€設計規(guī)范JTG D20—2006》將公路根據(jù)功能和適用的交通量分為以下五個等級： （1）

16、高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路。四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000～55000輛； 六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量40000～80000輛； 八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000～輛。 （2）一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。 四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000～30000輛； 六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000～55000輛。 （3）二級公路為供

17、汽車行駛的雙車道公路。 雙車道二級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000～15000輛。 （4）三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。 1.7.2 交通量資料 預計年增長率8%，使用年限12年。 表1.1 起始年交通組成及數(shù)量表 車型 黃河（JN-150） 解放CA10B 東風EQ-140 日野KF300D 扶桑FP101 交通SH141 小客車 輛/d 2100 1800 850 130 120 430 550 1.7.3 折算系數(shù)表 表1.2 各汽車代表車型與車輛換算系數(shù) 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 說

18、 明 小客車 1.0 ≤19座的客車和載質量≤2t的貨車 中型車 1.5 ＞19座的客車和載質量＞2t～≤7t的貨車 大型車 2.0 載質量＞7t～≤14t的貨車 拖掛車 3.0 載質量＞14t的貨車 1.7.4交通量計算 初始年交通量折合成小型車為： N=18001.5+1302+4301+21001.5+8501.5=5569 遠景年交通量： Nd=NO(1+γ)n-1=5569(1+8%)11=12984 雙車道二級公路折合成小客車的年平均交通量為5000～15000輛，該二級公路滿足設計年限內的交通增長要求。 根據(jù)

19、設計任務書所給的資料，所獲得的道路交通密度及其組成按所在地區(qū)的地形、道路的性質、使用任務及交通量，經(jīng)過充分的技術經(jīng)濟論證，最后確定道路的技術等級為二級公路，設計時速為80km/h。 2 平面設計 2.1 選線的一般原則 選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各種因素的關系，其基本原則如下： （1）在路線設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案做深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優(yōu)路線方案。 （2）路線設計應在保證行車安全、舒適、快捷的前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術指標，不要輕易采用極限指

20、標，也不應片面追求高指標。 （3）選線注意同農田基本建設相配合，做到少占田地，并應盡量不占高產田、經(jīng)濟作物田或穿過經(jīng)濟林園等。 （4）通過名勝、風景、古跡地區(qū)的道路，應注意保護原有自然狀態(tài)，其人工構造物應與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調，處理好重要歷史文物遺址。 （5）選線時應對工程地質和水文地質進行深入勘測調查，弄清它們對道路工程的影響。 （6）選線應重視環(huán)境保護，注意由于道路修筑、汽車運營所產生的影響和污染等問題。 2.2 選線方法及步驟 (1)路線方案選擇 路線方案選擇主要是解決起終點問題。此項工作通常是先在小比例尺地形圖上從較大面積范圍內找出各種可能的方案，收集各可能方案的有關資料

21、，進行初步評選，確定數(shù)條有進一步比較價值的方案。然后進行現(xiàn)場勘查，通過多方案的比選得出一個最佳方案來。 (2)路線帶選擇 在路線基本方向選定的基礎上，按地形、地址、水文等自然條件選定出一些細部控制點，連接這些控制點，即構成路線帶。這些細部控制點的取舍，自然仍是通過比選的辦法來確定的。只有在地形簡單，方案明確的路段，才可以現(xiàn)場直接選定。 (3)具體定線 經(jīng)過上述兩步的工作，路線雛形已經(jīng)明顯勾畫出來。定線就是根據(jù)技術標準和路線方案結合有關條件在有利的定線帶內進行平、縱、橫綜合設計，具體定出道路中線的工作。 2.3 公路技術標準 公路技術標準是指在一定自然環(huán)境條件下能保持車輛正常行駛性能

22、所采用的技術指標體系本路段按二級公路標準測設，設計車速80km/h，測設中在滿足《公路路線設計規(guī)范》及在不增加工程造價的前提下，充分考慮了平、縱、橫三方面的優(yōu)化組合設計，力求平面線型流暢，縱坡均衡，橫斷面合理，以達到視覺和心理上的舒展。 2.3.1 公路設計規(guī)范 下表列出了設計中用到的規(guī)范: 表2.1 設計規(guī)范 1 設計車速 km/h 80 60 2 路基寬度 一般值 m 12.00 10.00 最小值 10.00 8.5 3 平曲線 半徑 一般值 m 400 200 極限值 250 125 4 不設超高最小半徑 路

23、拱≤2.0% m 2500 1500 路拱≥2.0% 3350 1900 5 平曲線最小長度 一般值 m 400 300 最小值 140 100 6 緩和曲線最小長度 一般值 m 100 80 最小值 70 60 7 最小縱坡 % 0.3 0.3 最大縱坡 5 6 最小坡長 m 200 150 8 相應縱坡的最大坡長 3% m 1100 1200 4% 900 1000 續(xù)表2.1 設計規(guī)范 序號 項目 單位 主要技術指標 9 停車視距 m 110 75 10 凸形豎曲線 最小半

24、徑 一般值 4500 2000 最小值 3000 1400 11 凹形豎曲線 最小半徑 一般值 3000 1500 最小值 2000 1000 12 豎曲線長度 一般值 170 120 最小值 70 50 2.3.1直線 (1)直線的最大長度 我國目前的標準和公路路線設計規(guī)范中未對直線的最大長度規(guī)定具體的數(shù)值，但總的原則是：公路線形應與地形相適應，與景觀相協(xié)調，最大長度應有所限制；當采用長直線時為彌補景觀單調的缺陷，應結合具體情況采取相應技術措施。 (2) 最小半徑 平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)范》規(guī)定了

25、一般最小半徑，如下表2-3。不設超高最小半徑，當圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設超高，允許設置與直線路段相同的路拱橫坡。 (3) 最小長度 選用圓曲線半徑時，最小長度一般要求要有3s的行程，在地形條件允許的條件下，應盡量采用大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設不利，所以圓曲線半徑不可大于10000米。 (4)圓曲線半徑的選用： 在運用平曲線半徑的三個最小半徑時，應遵循的一般原則是：在地形條件許可時，應力求使半徑盡可能接近不設超高最小半徑；一般情況下或地形有限制時，應盡量大于一般最小半徑；只有地形特別困難時，方可采用極限最小半徑。 2.3.3 緩和曲線 緩和曲線是道路

26、平面線形要素之一，它是設置在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。 由于車輛要在緩和曲線上完成不同曲率的過渡行駛，所以要求緩和曲線有足夠的長度，以使駕駛員能夠從容的打方向盤、乘客感覺舒適、線形美觀流暢，圓曲線上的超高過度也能夠在緩和曲線內完成。 緩和曲線的最小長度一般應滿足以下幾方面： （1）離心加速度變化率不過大； （2）控制超高附加縱坡不過陡； （3）控制行駛時間不過短； （4）符合視覺要求。 由《公路路線設計規(guī)范》可知各級公路緩和曲線最小長度如表2-4所示 表2.2 各級公路緩和曲線最小長度 公路等級 高速公路 一級公路

27、 二級公路 三級公路 四級公路 設計速度 120 100 80 100 80 60 80 60 40 30 20 緩和曲線最小長度 100 85 70 85 70 50 70 50 35 25 20 2.4 方案的比較 路線設計是確定路線空間位置和各部分幾何尺寸的工作，主要分為路線平面設計、路線縱斷面設計和橫斷面設計，三者應既分開考慮又注意綜合。根據(jù)此路所處地區(qū)的自然地理環(huán)境、社會經(jīng)濟和技術條件，確定經(jīng)過路線方案的比選設計出一條符合一定技術標準，滿足行車要求，工程量最少最節(jié)省費用的路線。 綜合考慮該地區(qū)自然條件、技術標準、工程投資等因素

28、，初步擬定了兩個方案： 方案一：線路總長為5343.071m。該線路大部分路段高差相對較小，故最大填挖方量相對較小，但該線路有一處穿越居民住宅區(qū)，地勢平坦，全線路設四個點。 方案二：線路總長為3259.683m。該線路前半部分和后半部分所經(jīng)區(qū)域大多為農田或旱田，中間部分為重丘區(qū)，填挖比較大。全線路也設三個交點。 方案優(yōu)缺點對比圖見表2.3 表2.3 方案比選 必須方案 優(yōu)點 缺點 方案一 地勢平坦，填挖較小，方便施工 路線較長，耗時 方案二 占用農田少，有利于環(huán)境保護，路線較短 部分路段施工困難，高邊坡數(shù)量多 綜合以上考慮，設計出方案一和方案二兩個方案，初步

29、比選如下：方案一直線、緩和曲線圓曲線結合使用，使線形更加美觀，同時不增加額外的工程量，但此方案穿越一些農田，增加工程投資。方案二轉點稍多，線形不夠平順，圓曲線半徑較小，會影響行車速度。方案二與方案一相比，方案二的線路穿越較多的居民區(qū)，離城市較近，需拆遷的稍多，且穿越的良田、溫室較多，增加工程投資，綜上所分析可見方案一優(yōu)于方案二，因此選擇方案一的線路。 2.5 平面曲線要素計算 為了滿足路線的線形要求，平、縱、橫三方面的協(xié)調，同時也為了滿足行車的舒適性、安全性，要做好路線彎道的超高與加寬設計。《公路工程技術標準》（JTG B01－2004）可知：在路拱≤2.0%時，半徑小于1500米時，要設

30、超高。當半徑小于等于250米時，要設加寬。《公路路線設計規(guī)范》（JTG-D20-2006）規(guī)定，各圓曲線所設置的超高值應根據(jù)設計速度、圓曲線半徑、公路條件、自然條件計算確定。計算行車速度為80km/h時，繞中線旋轉的公路超高漸變率為1/200，不設緩和曲線的圓曲線最小為半徑1500m。 本路段設計半徑為800m因此需要設置超高。對R>250m的圓曲線，因其加寬值甚小，可不加寬。 緩和曲線即在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同的圓曲線之間設置的一種曲率連續(xù)變化的曲線。緩和曲線作為道路線形中的高級曲線而被廣泛采用于各級道路，尤其是高等級道路。 經(jīng)過海地計算，本段設計的緩和曲線長度取

31、70m。 2.5.1 導線要素計算 設起點坐標為（，），第個交點的坐標為 (，)，則： 坐標增量: （2-1） （2-2） 點間距: （2-3） 象限角: （2-4） 計算方位角： ， （2-5） ， ， ， 轉角: （2-6） 為“+”路線右偏，為“－”時路線左偏。 2.5.2

32、 曲線要素 圖2.1 緩和曲線元素示意圖 2.5.2.1緩和曲線幾何要素計算如下 計算公式： （2-7） （2-8） （2-9） （2-10） （2-11） （2-12） （2-13） 式中： T—— 切線

33、長（m）； L —— 曲線長（m）； E —— 外距（m）； J —— 校正系數(shù)或稱超距（m）； R —— 圓曲線半徑（m）； —— 轉角（度）。 通過計算得出各曲線要素值，得出下表： 表2.4各交點曲線要素 交 點 號 交點位置 偏 角（′″） 曲線要素值 切線長度 半徑 回旋曲線參數(shù) 曲線長度 曲 線 總 長 外 距 T1 T2 R1 R2 R3 A1 A2 LS1 Ly LS2 JD0 樁號 K0+000.000 左00′0″ X .5755 Y

34、 .1899 續(xù)表2.4各交點曲線要素 交 點號 交點位置 偏 角（′″） 曲線要素值 切線長度 半徑 回旋曲線參數(shù) 曲線長度 曲 線 總 長 外 距 T1 T2 R1 R2 R3 A1 A2 LS1 Ly LS2 JD1 樁號 K1+084.580 左217′57″ 258.872 258.872 1200.000 289.828 289.828 70.000 372.595 70.000 512.595 20.872 X .6521 Y .5490

35、JD2 樁號 K2+434.964 右1923′36″ 120.500 120.500 500.000 187.083 187.083 70.000 99.238 70.000 239.238 7．661 X .7762 Y .4091 JD3- INS 樁號 K3+0.98.559 左195′6″ 152.720 152.720 700.000 221.359 221.359 70.000 163.168 70.000 303.168 10.118 X .1937 Y .3466 JD3 樁號 k5

36、+343.071 152.642 264.575 70.000 JD3 X .8551 左1325′0″ 152.642 1000.000 264.575 164.163 70.000 304.163 7.099 Y .2367 JD4 樁號 K5+343.071 右1325′0″ X .8739 Y .0348 3 縱斷面設計 縱斷面反映了路線縱坡的的變化、路中線位置地面的起伏、設計線與原地面線的高

37、差的等情況，它與路線平面、公路橫斷面結合起來，可以完整的表達出路線作為空間曲線的立體線形效果。 縱斷面設計主要包括縱坡和豎曲線的設計。在縱斷面設計中，首先繪制路線經(jīng)由地帶的縱斷面地面線，依據(jù)平面選線確定的控制點及其高程、填挖平衡經(jīng)濟點及與周圍景觀的協(xié)調，綜合考慮平、縱、橫三方面試定坡度線，在用橫斷面圖檢查、調整，確定縱坡值，確定豎曲線半徑，計算設計高程及填挖高度。 根據(jù)道路的等級（二級公路）、沿線自然條件和構造物控制標高，確定路線合適的標高、各坡段的縱坡度和坡長，并設計豎曲線。具體路段設計可見縱斷面設計圖。 3.1縱斷面設計原則 路線縱斷面設計主要是指縱坡設計和豎曲線設計。根據(jù)選線時的

38、意圖，以及橋涵、地質等方面對路線縱斷面設計的要求，綜合考慮工程技術與工程經(jīng)濟因素，定出路線的縱坡，再選則合適的豎曲線，最后才計算出各樁號的設計標高和填挖值。 進行道路縱坡設計時，一般應遵循以下原則： （1）應滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長限制、坡段最小長度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長度等） （2）縱坡應均勻平順。縱坡應盡量平緩，起伏不宜過大和頻繁；變坡點盡量設置大半徑豎曲線，盡量避免極限縱坡值；埡口處縱坡盡量放緩；越嶺線應盡量避免設置反坡段。 （3）設計標高的確定應結合沿線自然條件，如地形、土壤、水文、氣候等因素綜合考慮；沿河線路線標高應在設計洪水位以上0.5m

39、以上。 （4）縱斷面設計應與平面線形和周圍地形景觀相協(xié)調，應考慮人體視覺心理上的要求，按照平豎曲線相協(xié)調及半徑的均衡來確定縱斷面的設計線。 （5）應爭取填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方量，降低工程造價。 （6）依路線的性質要求，適當照顧當?shù)孛耖g運輸工具、農用機械、農田水利等方面要求。 3.2 縱坡設計要求 縱坡的大小與坡段的長度反映了公路的起伏程度,直接影響公路的服務水平，行車質量和運營成本，也關系到工程是否經(jīng)濟、適用，因此設計中必須對縱坡、坡長及其相互組合進行合理安排。 縱坡設計一般要求： （1）坡設計必須滿足《標準》的各項規(guī)定。 （2）為保證車輛能以一定速度安全順適地行

40、駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大.和過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值合理安排緩和曲線坡段，不宜連續(xù)用極限長度的陡坡夾最短長度的坡。連續(xù)上下坡或下坡路段，應避免設置反坡段。越嶺附近的縱坡應盡量緩一些。 （3）縱坡設計應對沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。 （4）一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)約用地。 （5）平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。 （6）對連接段縱坡，如大中小橋引道

41、及隧道兩端接線等，縱坡應緩一些避免產生沖突，交叉處前后的縱坡應平緩一些。 （7）在實地調查基礎上，充分考慮通道、農田水利等方面的要求。 具體規(guī)范規(guī)定如下： 3.2.1最大縱坡 最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。在地形起伏較大地區(qū)，它直接影響著路線的長短、線形的好壞、道路使用的質量、工程數(shù)量和運輸成本等。各級道路允許的最大縱坡是根據(jù)當前具有代表性標準車型的汽車動力特性、道路等級、自然條件以及工程、運營經(jīng)濟因素，通過綜合分析，全面考慮，合理確定的。 最大縱坡的影響因素：各級道路允許的最大縱坡是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、自然條件、車

42、輛行駛的安全性、以及工程經(jīng)濟與運營經(jīng)濟等因素，通過全面考慮，綜合分析而確定的。各級公路最大縱坡的規(guī)定見表3.1所示 表3.1各級公路最大縱坡 設計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 最大縱坡（%） 3 4 5 6 7 8 9 所以最小縱坡選4 3.2.2最小縱坡 《規(guī)范》規(guī)定各級公路在挖方路段、設置邊溝的低填方路段以及其他橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基而影響穩(wěn)定性，規(guī)定采用不小于0.3%的縱坡。當必須設計平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度時，其邊溝應做縱向排水設計。 3.3 坡長限制 3.3.1最小坡長限

43、制 最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設豎曲線的要求考慮的?！稑藴省芬?guī)定，各級道路最小坡長應按表3.1和表中3.2選用。 表3.2 各級公路最小坡長 設計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 最短坡長（m） 300 250 200 150 120 100 60 3.3.2最大坡長限制 各級公路縱坡長度限制見下表3.3 表3.3各級公路縱坡長度限制 （m） 設計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 坡 度 % 3 900 1000 1100 1200 ― ―

44、― 4 700 800 900 1000 1100 1100 1200 5 ― 600 700 800 900 900 1000 6 ― ― 500 600 700 700 800 7 ― ― ― ― 500 500 600 8 ― ― ― ― 300 300 400 9 ― ― ― ― ― 200 300 10 ― ― ― ― ― ― 200 3.4豎曲線設計 3.4.1豎曲線設計 豎曲線最小長度與平曲線相似，當坡度角較小時，即使采用較大的豎曲線半徑，豎曲線半徑的長度也很短，

45、這樣容易使駕駛員產生急促的變坡感覺，同時，豎曲線長度過短，宜對行車造成沖擊。我國公路按照汽車在豎曲線上3s的行程時間控制豎曲線的最小長度。擇豎曲線半徑時，為更好的視覺效果，還應將豎曲線的半徑選的大一些，使視覺上感覺到舒適順暢。相鄰豎曲線銜接時應注意： （1）同向豎曲線:特別是同向凹形豎曲線，如果直坡段接近或達到最小坡長時，宜合并設置為單曲線或復曲線。 （2）反向豎曲線：反向豎曲線之間應設置一段直線坡段，直線坡段的長度一般不小于設計速度的3s行程。 （3）豎曲線設計應滿足排水要求。 規(guī)定的豎曲線最小半徑和豎曲線長度如下表3.4所示： 表3.4 豎曲線最小半徑和豎曲線長度 設計速度（k

46、m/h） 120 100 80 60 40 30 20 凸形豎曲線最小半徑（m） 一般值 17000 10000 4500 2000 700 400 200 極限值 11000 6500 3000 1400 450 250 100 設計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 凹形豎曲線最小半徑（m） 一般值 6000 4500 3000 1500 700 400 200 極限值 4000 3000 2000 1000 450 250 100 豎曲線長度（m） 一般值

47、250 210 170 120 90 60 50 最小值 100 85 70 50 35 25 20 3.5豎曲線計算 豎曲線幾何要素如下： （3-1） （3-2） （3-3） （3-4） 式中： ——變坡點相鄰兩縱坡坡度（％

48、） ——豎曲線半徑（m） ——豎曲線長度（m） ——豎曲線切線長（m） ——豎曲線外距（m） 計算過程由海地軟件完成，自動生成的的豎曲線要素表如下： 表3.5豎曲線計算要素 變坡點 變坡點高程(m) 坡 差 (%) 豎曲線半徑R(m) 切線長T 外 距E 樁 號 凹 凸 (m) (m) K0+000.000 42.423 K0+728.358 30.874 4.453 3600.000 80.151 0.892 K1+669.637 57.862 -7.264 7

49、200.000 261.492 4.748 K2+150.519 36.721 1.447 6600.000 47.752 0.173 K3+050.034 10.191 4.100 4400.000 90.201 0.925 K3+742.406 18.157 -0.511 45200.000 115.559 0.148 變坡點 變坡點高程(m) 坡 差 (%) 豎曲線半徑R(m) 切線長T 外 距E 樁 號 凹 凸 (m) (m) K4+525.378 23.163 -1.

50、927 27900.000 268.767 1.295 K5+300.721 13.182 4 橫斷面設計 公路是一帶狀結構物，垂直于路中心線方向上剖面叫橫斷面，這個剖面的圖形叫橫斷面圖，它反映了路基的形狀和尺寸，橫斷面設計應滿足如下要求： 橫斷面設計應符合公路建設的基本原則和現(xiàn)行《公路路線設計規(guī)范JTG D20—2006》規(guī)定的具體要求。設計前要充分了解工程地質和水文等自然條件，并確定公路等級、行車要求、自然條件結合施工方法，做出正確合理的設計。 設計時要兼顧當?shù)鼗窘ㄔO的需要，盡可能與之間配合，不能任意兼、并農田排灌溝渠，當灌溉溝渠必須沿路基通過時

51、，如流量較小，縱坡適宜，可考慮與路基邊溝合并，但邊溝斷面應適當加大。 路基穿過耕地時，為了節(jié)約用地，如當?shù)厥戏奖悖尚藿ㄊ鲞吰?，或修筑直立的加筋土擋墻? 地面水和地下水嚴重影響路基的強度和穩(wěn)定性，須采取攔截或迅速排至路基外的措施。設計排水設施時，應保證水流排泄暢通，并結合附近農田灌溉，綜合考慮進行設計。 4.1 橫斷面設計原則 （1）設計應根據(jù)公路等級、行車要求和當?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。 （2）路基設計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應設置完善的排水設施和必要的防護加固工程以及其他結構物，采用經(jīng)濟有

52、效的病害防治措施。 （3）還應結合路線和路面進行設計。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質不良地段。 （4）沿河及受到水浸水淹的路段，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。 （5）當路基設計標高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設置隔離層及其他排水設施等。 （6）路基設計還應兼顧當?shù)剞r田基本建設及環(huán)境保護等的需要。 4.2 橫斷面的組成 4.2.1橫斷面幾何尺寸選擇 路基寬度按雙向兩車道二級公路一般值設置，為12m。行車道寬7.5m（3.75m2），無中間帶，硬路肩為3m（1.5m2），土路肩1.5m（0.

53、75m2），土路肩橫坡為3%，路拱橫坡為2%。 4.2.1.1各項技術指標 (1)路基寬度 設計年限15年，各種車輛折合成小客車的交通量合計為5569輛/日，公路等級為二級，為雙向兩車道。二級公路車速為80km/h,雙車道的路基寬度10m,取設計車道寬度一般值3.75m，得總車道寬度為3.752＝7.5m。 (2)路拱坡度 瀝青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均為1～2%，本設計取路拱坡度為2%，以利于排水；路肩橫向坡度一般應較路面橫向坡度大1%～2%，故取路肩橫向坡度為3%，路拱坡度采用雙向坡面，由路中央向兩側傾斜。 （3）路基邊坡坡度 由《公路路基設計規(guī)范JTGD30-2004》得

54、知，當H<6m（H—路基填土高度）時，路基邊坡按1：1.5設計。 （4）護坡道 當路肩邊緣與路側取土坑底的高差小于或等于2m時，取土坑內側坡頂可與路坡腳位相銜接，并采用路堤邊坡坡度，當高差大于2m時，應設置寬1m的護坡道；當高差大于6m時，應設置寬2m的護坡道。本設計的填土高度均小于6m，再結合當?shù)氐淖匀粭l件，護坡道均設置1m，且坡度設計為4%。 （5）邊溝設計 邊溝橫斷面一般采用梯形，梯形邊溝內側邊坡為1：1.0～1：1.5，外側邊坡與挖方邊坡坡度相同。外側邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。本設計路段地處平原微丘區(qū)，采用梯形邊溝，且底寬為0.6m，深0.6m。 4.2.1.2橫斷面設計步

55、驟 ①根據(jù)外業(yè)橫斷面測量資料點繪橫斷地面線。 ②根據(jù)路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關資料（如路基寬度、加寬值、超高橫坡、緩和段長度、平曲線半徑等）抄于相應樁號的斷面上。 ③根據(jù)地質調查資料，示出土石界限、設計邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸。 ④繪橫斷面設計線，又叫“戴帽子”。設計線應包括路基邊溝、邊坡、截水溝、加固及防護工程、護坡道、碎落臺、視距臺等，在彎道上的斷面還應示出超高、加寬等。一般直線上的斷面可不示出路拱坡度。 ⑤計算橫斷面面積（含填、挖方面積），并填于圖上。 ⑥由圖計算并填寫逐樁占地寬度表、路基設計表、路基土石方計算表及公里路基土石方數(shù)量匯總表。 標準橫斷面布置見

56、圖4.1 圖4.1路基橫斷面示意圖(單位m) 4.3路基擋土墻設計 4.3.1 擋墻概述 公路擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構造物。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。 路基在遇到下列情況時可考慮修建擋土墻：（1）陡坡地段；（2）巖石風化的路塹邊坡地段；（3）為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；（4）可能產生塌方、滑坡的不良地質地段；（5）高填方地段；（6）水流沖刷嚴重或長期受水浸泡的沿河路基地段；（7）為節(jié)約用地、減少拆遷或

57、少占農 4.3.2 擋墻設計 擋墻的設計全部由海地軟件完成 4.3.3 擋墻的驗算 4.3.3.1 基本參數(shù)： 擋墻位置：左K0+780.000 墻面高度(m)：h1=7 墻背坡度(+,-)：N=0.25 墻面坡度：M=0.25 墻頂寬度(m)：=1.5 墻趾寬度(m)：=0.3 墻趾高度(m)：=0.5 基地內傾坡度：=0.2 污工砌體容重(KN/m3)：=19 路堤填土高度(m)：a=3 路堤填土坡度： =1.5 路基寬度(m)：=24 土路基寬度(m)：d=0.5 填料容重(KN/m3)：R=19 填料內摩擦角(度)：φ=35

58、外摩擦角(度)：δ=17.5 基底摩擦系數(shù)：μ=0.35 基底容許承載力(KPa)：[]=380 擋土墻分段長度(m)：=10 （1）計算結果： ①求破裂角θ 假設破裂面交與荷載內，采用相應的公式計算： 擋墻的總高度：H=8.642m 擋墻的基地水平總寬度：B=5.711m =66.536 =-0.091 =0.57 則θ=arctgθ=29.69 驗算破裂面是否交于荷載內： 堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tgθ=6.602m 荷載內緣至墻踵：b-Htgα+d=2.885m 荷載外緣至墻踵：b-Htgα+d+b0=26.855m 故破裂面交于荷

59、載內，與原假設相符，所選用公式正確。則計算圖式為： 2)求主動土壓力系數(shù)K和K1 =0.353 =0.61m =3.401m =4.568m =1.65 3)求主動土壓力及作用點位置 =406.938KN =346.837KN =212.844KN =1.97m =4.632m 4)抗滑穩(wěn)定性檢算 擋土墻體積V=28.529m3 擋土墻自重G=599.113KN =1.319 因為kc ≥ 1.3，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過。 5)抗傾覆穩(wěn)定性檢算 =3.35 因為k0 ≥ 1.5，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。

60、6)基底應力檢算 B=5.395m =2.275m =0.422m 因為e≤B/6 =192.284KPa =69.385KPa 因為σmax< σ0，則基地應力檢算通過。 （7）擋墻的計算圖示如下 圖4.2 擋土墻計算圖示 5 路面設計 5.1 路面設計原則 (1) 路面設計應根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質等自然條件，密切結合當?shù)貙嵺`經(jīng)驗進行路基路面綜合設計。 (2) 在滿足交通量和使用要求的前提下，應遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護的原則，進行路面設計方案的技術經(jīng)濟比較，選擇技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、有利于

61、機械化、工廠化施工的路面結構方案。 (3) 結合當?shù)貤l件，積極推廣成熟的科研成果，對行之有效的新材料、新工藝、新技術應在路面設計方案中積極、慎重的加以運用。 (4) 路面設計方案應注意環(huán)境保護和施工人員的健康和安全。 (5) 為提高路面工程質量，應推行機械化施工。對于高速公路、一級公路，應采用大型、高效的成套設備施工，以確保工程質量。 (6) 高速公路、一級公路的路面不宜分期修建。對于軟土地區(qū)或高填方路基等可能產生較大沉降的路段，宜按“分期修建”或“一次設計分期實施”的原則進行設計。 5.2 新建瀝青路面設計 5.2.1設計資料 據(jù)調查，起始年交通組成及數(shù)量見表；公路等級是二級；

62、年平均增長率為8%；交通量統(tǒng)計起始年限為2012年；初定計劃年限：12年。 表5.1起始年交通組成及數(shù)量 車型 黃河（JN-150） 解放CA10B 東風EQ-140 日野KF300D 扶桑FP101 交通SH141 小客車 輛/d 2100 1800 850 130 120 430 550 5.2.2 軸載分析 路面設計以雙輪組單軸載100kN為標準軸載。 （1）以設計彎沉值為指標驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次 ①軸載換算： 軸載換算的計算公式： N=i=1Kc1c2ni(pip)4.35

63、 （5-1） 式中： N——標準軸載的當量軸次（次/d）； ni——各種被換算汽車的作用次數(shù)（次/d））； P——標準軸載； ——各種被換算車型的軸載（KN）； c1——被換算車輛的軸數(shù)系數(shù)； c2 ——被換算車輛的輪組系數(shù)，雙輪組取1.0，單輪組取6.4，四四輪組取0.38。 計算結果列于下表 表5.2軸載換算結果表（彎沉和瀝青層底拉應力） 車型 (kN) c1 c2 ni(次/d) c1c2nipip4.35 黃河JN150 前軸 49 1 6.4 2100 60

64、3.604 后軸 101.60 1 1 2100 2250 解放CA10B 前軸 19.40 1 6.4 1800 9.192 后軸 60.85 1 1 1800 207.13 東風EQ140 前軸 23.70 1 6.4 850 10.369 后軸 69.20 1 1 850 171.349 日野KF300D 前軸 40.75 1 6.4 130 16.756 后軸 279.00 2.2 1 130 102.576 扶桑FP101 前軸 5400 1 6.4 120 52.635 后軸

65、 1000 1 1 120 120 交通SH141 前軸 25.5 1 6.4 430 7.274 后軸 55.10 1 1 430 32.17 i=1Kc1c2ni(pip)4.35 3583.045 ② 累計當量軸次計算 根據(jù)設計規(guī)范,設計年限為12年,兩車道系數(shù)是0.6~0.70,取0.65,設計年限累計當量軸次的公式: Ne=[1+γt-1]365γN1η (5-2) 式中：Ne----設計年限門內一個方向一個車道累計當量軸次(次/車道) t-----設計年限

66、N1-----路面運營第一年雙向日平均當量軸次 γ-----設計年限內交通量的平均增長率 η-----車道系 Ne=[1+γt-1]365γN1η=[1+8%12-1]3658%3583.0540.65=1613萬次 （2）以半剛性基層層低拉應力為設計指標累計當量軸次計算 驗算半剛性基層層底拉應力的軸載換算公式： N=i=1KC1C2ni(pip)8 （5-3） ①軸載換算，結果列于下表 表5.3 軸載換算結果表（半剛性基層層底拉應力） 車型 (kN) C1 C2 ni(次/d) C1C2ni(pip)8 黃河JN150 前軸 49 1 18.5 2100 129.11 后軸 101.60 1 1 2100 2384.344 解放CA10B 前軸 19.40 1 18.5 1800 0