土木工程道路專業(yè)畢業(yè)設計--二級公路設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p><b>　　設計說明書</b></p><p>　　題 目 </p><p>　　專 業(yè)

2、 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學 生 </p><p>　　學 號 </p>

3、<p>　　指導教師 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　道路是為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和人民生活服務的公共基礎設施，道路運輸在整個交通運輸系統(tǒng)中也處于基礎地位。道路運輸系統(tǒng)是社會經(jīng)濟和交通運輸系統(tǒng)的重要組成部分，社會經(jīng)濟水平和交通運輸需求決定著道路交

4、通的發(fā)展進程，而道路交通也會影響并制約社會經(jīng)濟和交通運輸?shù)陌l(fā)展水平。</p><p>　　公路作為一種現(xiàn)代化的公路運輸通道在當今社會經(jīng)濟中正在發(fā)揮著越來越重要的作用。時間證明公路作為基礎設施對沿線的物流、資源開發(fā)、招商投資、產(chǎn)業(yè)結構的擴大調整、橫向經(jīng)濟發(fā)展起到積極的促進作用。</p><p>　　公路的發(fā)展程度直接關系到國家及地區(qū)的政治發(fā)展及進步乃至國防科技的整體提高，對提高綜合國力具有十

5、分重要的意義。大學期間我學的是公路與城市道路方向專業(yè)，在今后的工作當中我主要從事公路這方面的建設與施工，道路設計的好壞直接關系到道理建設與施工的質量高低甚至是安全成敗等問題，因此公路設計在公路建設中起著舉足輕重的作用。</p><p>　　畢業(yè)設計是實踐性教學的重要環(huán)節(jié)。通過本次接受指導獨立完成一般公路的施工圖設計以及技術設計，培養(yǎng)收集資料和調查研究的能力，方案比選和論證的能力，理論分析與設計運算能力。強化對基本

6、知識和基本技能的理解和掌握，進一步提高應用計算機繪圖的能力以及編寫編制能力，把四年來學習的知識運用到實際案例當中，融會貫通，適應和學習這種知識的運用方法。</p><p>　　同時通過對二級公路的設計，培養(yǎng)學生的綜合運用所學知識編制設計書的能力，使我們熟練掌握二級公路的設計過程，掌握資料的收集和分析，相關規(guī)范的選擇和運用，掌握二級公路一般技術指標的確定、路線的布置和計算、路基設計、路面設計、設計方案的選擇成果圖的

7、繪制以及設計說明書的編制全過程，踏上崗位后能夠思路清晰，迅速發(fā)展自己的作用。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRACTⅡ</p><p>　　第1章 緒 論1</p><p><

8、;b>　　1.1概述1</b></p><p>　　1.1.1設計任務1</p><p>　　1.1.2設計原始資料1</p><p>　　1.1.3設計內(nèi)容1</p><p>　　1.1.4設計的基本依據(jù)1</p><p>　　1.1.5設計日期1</p><p>

9、;　　1.2 沿線的自然地理概況2</p><p>　　1.2.1自然地理條件：2</p><p>　　1.2.2材料供應2</p><p><b>　　1.3設計標準2</b></p><p>　　第2章 線形設計3</p><p><b>　　2.1概要3</b&

10、gt;</p><p>　　2.2平面線形設計4</p><p>　　2.2.1基本線形設計的要求4</p><p>　　2.2.2平面設計步驟5</p><p>　　2.3 縱斷面設計10</p><p>　　2.3.1縱坡設計10</p><p>　　2.3.2 豎曲線設計14&

11、lt;/p><p>　　第3章 路基路面設計14</p><p>　　3.1 路基設計14</p><p>　　3.1.1橫斷面設計14</p><p>　　3.1.2路基邊坡16</p><p>　　3.1.3路基排水設計16</p><p>　　3.1.4資料的讀取及超高加寬的計算1

12、7</p><p>　　3.1.5一般路基設計17</p><p>　　3.1.6路基土石方數(shù)量計算和調配18</p><p>　　3.2 擋墻設計19</p><p>　　3.2.1擋土墻類型的選擇19</p><p>　　3.2.2擋土墻斷面設計19</p><p>　　3.2.

13、3擋土墻的基礎19</p><p>　　3.2.4相關設置19</p><p>　　3.2.5擋土墻驗算19</p><p>　　3.3 路面設計30</p><p>　　3.3.1路面結構設計30</p><p>　　3.3.2對材料的介紹38</p><p>　　第4章 橋涵設

14、計38</p><p>　　4.1小橋涵概要38</p><p>　　4.1.1小橋涵設計原則38</p><p>　　4.1.2小橋涵位置的選擇39</p><p>　　4.2涵洞設計39</p><p>　　4.2.1涵位選擇39</p><p>　　4.2.2涵洞結構的擬定3

15、9</p><p>　　4.3小橋設計41</p><p>　　4.3.1小橋位置的選擇41</p><p>　　4.3.2小橋尺寸的擬定41</p><p>　　第5章 專題特色設計42</p><p><b>　　5.1概述42</b></p><p>　　5

16、.2 綠化景觀構想42</p><p>　　5.2.1 指導思想42</p><p>　　5.3景觀設計43</p><p>　　第6章 施工圖預算44</p><p>　　6.1公路工程預算概要44</p><p>　　6.2預算編制的依據(jù)44</p><p>　　6.3施工圖預算

17、編制程序44</p><p>　　6.3.1準備工程44</p><p>　　6.3.2公路工程預算費用組成44</p><p>　　6.3.3公路工程建設各項費用的計算方式45</p><p>　　6.3.4公路工程預算完成的表格46</p><p>　　第7章 結 論47</p><

18、p><b>　　謝辭48</b></p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計為XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX二級公路設計，公路等級為二級，里程樁號由K0+000.00至K3+083.25，全長3083.2

19、5米，設計車速60km/h,路基寬度為10m,工程預算造價為6,127,787元。</p><p>　　此次畢業(yè)設計內(nèi)容主要包括路線設計，路基及排水設計，路面及排水設計，小橋涵洞的設計以及工程概預算。首先在等高線地形圖上初步擬定路線方案，定出導線并確定線形指標，計算中樁坐標，繪制平曲圖；縱斷面設計，依據(jù)各中樁高程反復試坡，繪制縱斷面圖。設計時要注意縱曲線與平曲線的搭配。路基橫斷面設計，測出路基橫向一定范圍內(nèi)的地面

20、高程，利用標準模板對橫斷面進行“帶帽子”，并據(jù)此進行土石方的計算，對于特殊路段的防護和加固主要采用了擋土墻。排水設計依據(jù)排水設計規(guī)范和相關地質情況進行設計。同時進行路面結構層的設計，路面結構設計為瀝青混凝土路面設計，瀝青路面設計以彈性層狀體系理論為基礎。首先將已知交通量轉換為標準軸載計算累計當量次，并求出設計彎沉值。利用已確定的材料的參數(shù)以及設計彎沉值初步擬定各方案中的路面結構層厚度，并對各結構層進行拉應力驗算，面層還要進行抗剪強度驗算

21、。橋涵設計，包括橋梁和涵洞的形式、尺寸的設計，本路段在K1+350處設計了一座10m跨徑的鋼筋混凝土板橋，并選擇在K0+800處設計了一道2.0mX1.5m的蓋板涵。整個設計過程嚴格按照國家有關規(guī)范進行。</p><p>　　關鍵詞：公路設計，路線,路基，路面,橋涵</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In

22、 this design, our task is to design an secondary road. The road, which is 3083.25m from K0+000.000 to K3+083.25. The design speed is 60km/h and the wide of the subgrade is 10m. construction cost is 6127787 yuan.</p>

23、;<p>　　This graduation design mainly includes route design, subgrade and drainage design, pavement and drainage design, small bridges and culverts design and engineering budget. First of all in the contour map on

24、the tentative route scheme, a wire and determine the alignment index, calculation of pile coordinate, draw the curve graph; longitudinal section design, according to the pile height repeated test slope, section drawing.

25、The design should pay attention to the collocation of longitudinal curve a</p><p>　　Keywords：Road design, Route, Subgrade , Pavement, Bridge and Culvert</p><p><b>　　緒 論</b></p>

26、;<p><b>　　1.1概述</b></p><p><b>　　1.1.1設計任務</b></p><p>　　根據(jù)重慶交通大學土木工程(道路)專業(yè)畢業(yè)設計要求，指導老師所給課題名稱為“XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX二級公路設計”，課題類型為工程設計。課題內(nèi)容為完成全長3千米左右的新建公路設計，設計階段

27、為一階段施工圖設計，公路等級為山嶺重丘區(qū)二級公路，設計車速為60km/h。</p><p>　　1.1.2設計原始資料</p><p>　?。?）、地形圖： 比例1：2000</p><p>　?。?）、交通量： 交通量年增長率為5.5%，近期交通量見表1.1。 </p><p>　　預 測 交 通 量 組 成

28、 表1.1</p><p><b>　　1.1.3設計內(nèi)容</b></p><p>　　平面設計；縱斷面設計；橫斷面設計；路面設計；小橋設計；涵洞設計；擋土墻設計；特色設計（邊坡防護）；相應表格一套；施工圖預算表。</p><p>　　1.1.4設計的基本依據(jù)</p><p>　　指導教師規(guī)定的技術等級、設計車速、設計

29、交通量，以及路線的起訖點、控制點等的有關規(guī)定和要求、國家或部頒的現(xiàn)行有關設計標準、設計規(guī)范。</p><p><b>　　1.1.5設計日期</b></p><p>　　2014 年 3 月 24 日～ 2014 年 6 月10日。</p><p>　　1.2 沿線的自然地理概況</p><p>　　1.2.1自然地

30、理條件：</p><p>　　路段屬于自然區(qū)劃Ⅴ區(qū)。沿線為淺丘區(qū)，地形起伏較大。土質為紫色粉質粘性土。覆蓋層為1~1.5米，其下為泥巖。</p><p><b>　　1.2.2材料供應</b></p><p>　　沿線附近可采集到砂、碎石、塊石、片石、條石,瀝青、水泥、鋼材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根據(jù)計劃需要供應。</p>

31、<p><b>　　1.3設計標準</b></p><p>　　本工程采用山嶺重丘區(qū)二級公路技術標準，其主要技術指標如表1.2。</p><p>　　主要技術指標表 表1.2 </p><p><b>　　線形設計</b></p><p><

32、b>　　2.1概要</b></p><p>　　公路是一個帶狀構造物，它的中線是一條空間曲線。一般所說的路線，是指公路中線，而公路中線的空間形狀稱為路線線形。線形設計就是確定路線的空間位置、幾何形狀和各部分幾何尺寸的工作，包括平面線形設計、縱面線形設計和空間線形設計三個部分。線形是公路的骨架，它支配著整個公路的規(guī)劃、設計、施工以及今后的養(yǎng)護和營運，它不僅對行車的速度、安全、舒適、經(jīng)濟以及公路的通

33、行能力起決定性的影響，而且直接影響道路構造物設計、排水設計、土石方數(shù)量、路面工程及其他構造物設計，同時對沿線的經(jīng)濟發(fā)展、土地利用、沿線居民工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及自然景觀、環(huán)境協(xié)調等都有很大的影響。因此應高度重視公路線形設計。</p><p><b>　　2.2平面線形設計</b></p><p>　　2.2.1基本線形設計的要求</p><p>　　直線

34、、圓曲線和緩和緩和曲線稱為“平面線形三要素”。</p><p><b>　?。?）、直線</b></p><p>　　直線是平面線形中的基本線形，它所具有的線形特征是直線以最短的距離連接兩目的地，路線短捷，縮短里程，行車方向明確且線形簡單容易測設等優(yōu)點；但過長的直線，線形呆板，司機容易因為行車單調引起疲勞，也易發(fā)生超車和超速行駛等，直接影響行車安全。因此必須對直線長度

35、加以限制，受地形條件或其它特殊情況限制而采用長直線時，其長直線上縱坡不宜過大，且長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，其余規(guī)定應結合沿線具體情況采取相應的技術措施。本路段設計車速為60km/h，根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006，兩圓曲線間以直線徑相連接時，同向圓曲線間最小直線長度以不小于6V=米為宜；反向圓曲線間的最小直線長度以不小于2V=米為宜。</p><p><b>　　(2)、圓曲線

36、</b></p><p>　　在平面線形中，圓曲線是最常用的基本線形，它在路線遇到障礙或地形需要改變方向時設置，能較好的適應地形變化，易與地形、地物、景觀等配合協(xié)調；但它的視距條件差。各級公路不論轉角大小均應設置圓曲線，它是平曲線的主要組成部分。</p><p><b>　　1）、設計標準</b></p><p>　　圓曲線最小半徑

37、：《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006作了如下規(guī)定：在選用圓曲線半徑時，應與設計速度相適應，設計車速60km/h時，圓曲線一般最小半徑為200m，極限最小半徑為125m，“一般值”是按計算行車速度行駛的車輛能保證其安全性和舒適性的最小半徑，為正常情況下的采用值，“極限值”是按計算行車速度行駛的車輛，能保證其安全行駛的最小半徑，為條件受限制時可采用的值。</p><p>　　圓曲線最大半徑：選用大半徑曲線可

38、使行車舒適，但圓曲線半徑過大，會使圓曲線過長，對測設施工不利，且過大的圓曲線半徑其幾何性質與直線無多大差異，同時也無謂增加計算和測量的麻煩。因此《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006規(guī)定圓曲線最大半徑不宜超過10000m。</p><p>　　平曲線長度：從駕駛員操縱方便、行車舒適性以及視覺等方面的要求來考慮，應對平曲線長度加以限制。《公路路線設計規(guī)范》制定的二級公路設計車速為60km/h時平曲線最小長度為

39、100m。</p><p>　　當公路轉角小于或等于7°時，曲線長度往往看上去較實際長度短。因此，為避免造成視覺錯誤、保證行車安全，在進行平曲線設計時應避免設置小于7°的轉角。當條件受限時，在轉角等于或小于7°處應設置較長的平曲線，其長度應符合規(guī)范規(guī)定。</p><p>　　2）、圓曲線半徑的選用原則</p><p>　　圓曲線半徑的確

40、定，必須能夠保證汽車以一定的車速安全行駛。選用半徑時，應充分注意地質、水文條件，使曲線既能更好地吻合地形，減少工程，又能滿足橋梁的要求和隧道、路基等建筑物的設計條件。</p><p>　　在確定圓曲線半徑時，應注意：一般情況下以采用極限最小半徑的4~8倍或超高為2~4%的圓曲線半徑為宜；當?shù)匦螚l件不受限制時，應盡量采用大于或等于一般最小半徑的圓曲線半徑為宜；地形條件特殊困難而不得已時，方可采用極限最小半徑；應同前

41、后線形要素相協(xié)調，使之構成連續(xù)、均衡的曲線線形；應同縱面線形相配合，應避免小半徑曲線與陡坡相重疊。</p><p><b>　　3）、緩和曲線</b></p><p>　　緩和曲線是指在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同圓曲線之間設置的一種曲率連續(xù)變化的曲線。由于曲率漸變，使公路路線線形順適美觀、線形緩和、有良好的視覺效果和心理作用感，使平面線形布置更加靈活

42、、經(jīng)濟、合理。當平曲線半徑小于不設超高的最小半徑時應設置緩和曲線。緩和曲線可采用回旋曲線、三次拋物線，高次拋物線等線型。在我國，多采用旋曲線?！豆仿肪€設計規(guī)范》規(guī)定設計車速為60km/h時，最小緩和曲線長度不小于50m；在設置緩和曲線時，緩和曲線的長度應不小于超高緩和段的長度。</p><p>　　各級公路的平曲線，一般情況下應能夠設置兩段緩和曲線及一段圓曲線，平曲線一般最小長度按9s行程長度控制，即緩和曲線與

43、圓曲線長度均保證3s的行程，緩和曲線：圓曲線：緩和曲線1：1：1—1：2：1，才能使其線形美觀、順暢。</p><p><b>　　4）、平面組合線形</b></p><p>　　本次設計路段僅采用了基本型曲線。按直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線的順序組合的曲線稱為基本型?；拘涂煞譃閷ΨQ基本型和非對稱基本型，此次設計采用的都是對稱基本型，為使線形連續(xù)協(xié)調，回旋線—

44、圓曲線—回旋線的長度之比宜為1：1：1左右，便注意滿足基本型的幾何條件：2＜α。（β為緩和曲線轉角，α為路線轉角）</p><p>　　2.2.2平面設計步驟</p><p><b>　　(1)、選線</b></p><p>　　本次設計的選線就是根據(jù)道路的性質、任務等級和標準，結合地形圖以及資料所給地形、地質、地物以及其他沿線條件，綜合平、縱

45、、橫三方面因素，在紙上選定路線的方向并確定路線的空間位置的過程。公路沿線分布著大量的建筑物和設施，公路路線的位置決定了各種建筑物的配置和設備的位置，反之有一些建筑物的配置也影響路線的位置。路線的位置不僅對工程數(shù)量和工程費用有巨大影響，而且對運行安全和運輸效率產(chǎn)生深遠影響。因此公路修建之前必須選好路線位置，這是公路勘測設計中決定全局的重要工作。</p><p>　　要做好選線工作，必須綜合考慮多方面因素，逐步接近地

46、，分階段地進行工作，內(nèi)容應從粗到細、從整體到布局，工作過程是從面到帶、從帶到線，同時使路線位置設計有步驟地從較多地方案中經(jīng)過多次選優(yōu)，最終達到最佳位置。</p><p>　　選線的基本原則就是：路線的基本走向必須與公路的主客觀條件相適應。要避免少拆遷、少占地，減少填挖方數(shù)量以降低和節(jié)約公路造價的問題；正確掌握和運用技術標準；選線應重視水文地質問題。不良地質地貌對公路的穩(wěn)定影響極大，在選線時應盡量繞避。如遇水田、河

47、塘、陡崖、斷裂帶等特殊地段應盡量避開；重視環(huán)境保護，盡量減少施工對自然環(huán)境和生態(tài)平衡的破壞。</p><p>　　我此次設計的路段為新建公路，根據(jù)指導老師意見，公路起終點位置、高程不變，選線時以這兩個控制點為依據(jù)進行全面布置、逐段安排、具體定線。該路段按山嶺重丘區(qū)二級公路設計，選線屬于山嶺重丘區(qū)的選線，該路段地形起伏較大。選線中重點是盡量使線性流暢，避免大填大挖。老師給定的起點高程為：192.81，終點高程為：1

48、86.34。高差僅有6.47，整段路線走勢平緩，選線時就需要注重路線走勢應順應地形，從而避免大填大挖。我們設計所用地形圖為1：2000比例。</p><p>　　總體來說，我的起終點均位于一條舊路上，于是我決定利用原有舊路的走勢和高程分別作為選線控制點和放坡控制點，以便在滿足規(guī)范的情況下對舊路進行最大限度的利用。另外，居民地、魚塘、水田等也作為我選線的控制點。我前400米路段幾乎全敷設在舊路上，在接下來的路段，由

49、于地形限制，JD1和JD2兩處反向曲線間連接為S型曲線。后一千米路段幾乎全都敷設在原有道路上，并用大半徑圓曲線改變原有公路不滿足二級公路規(guī)范要求的路段。中間一千米路段的設置在滿足規(guī)范的要求下，平滑連接前后兩路段。</p><p>　　在綜合了各種技術要求，考慮了避免大填大挖、少占農(nóng)田、少拆遷等多方面的影響后，在老師的指導下初步定出了路線的交點，確定了導向線。</p><p>　　(2)、交

50、點坐標，交點間距及轉角計算</p><p>　　老師所給地形圖帶有大地坐標網(wǎng)格，交點坐標就是通過用直尺在地形圖上讀出，數(shù)據(jù)精確到兩位小數(shù)。如：JD1的坐標為（78454.66，68873.36），交點間距、轉角是通過有關數(shù)據(jù)算出，計算如下：</p><p>　　JD1的交點坐標（x1，y1），JD2的坐標（x2，y2），大地坐標N方向為X軸，E為Y軸。</p><p&g

51、t;　　△X= △Y= (2.1)</p><p>　　兩交點之間的直線長度： (2.2)</p><p>　　路線與x軸的夾角按下式計算： (2.3)</p><p>　　路線的方位角按下式計算：</p><p>　　第一象限：

52、 (2.4) </p><p>　　第二象限： (2.5) </p><p>　　第三象限： (2.6)</p><p>　　第四象限： (2.7)</p><p>　　路線轉角為：

53、 (2.8) </p><p>　?。ㄊ恰?”為右轉，是“-”為左轉，超過180°后，要減去360°）</p><p>　　如：JD1的交點坐標（78454.66，68873.36），JD2的坐標（78510.01,69233.70），JD3的交點坐標（79080.28，69709.81），JD4的交點坐標

54、（79107.92,70106.42），JD5的交點坐標（79370.82，70701.61）。</p><p>　　JD1、JD2之間的直線長度為：</p><p>　　因為 所以 在第一象限 </p><p>　　因為△X>0 △Y>0所以 在第一象限 </p><p>　　所以39.86°- 8

55、1.26°=41°24′31.9″（右轉）為JD2的轉角。</p><p>　　(3)、緩和曲線長度的確定</p><p>　　二級公路，設計車速為60km/h時，其最短緩和曲線長為50米。關于緩和曲線長度的確定主要考慮下列因素：(以JD1為例，)</p><p>　　1）最小緩和曲線長度：Lsmin=50米</p><p&

56、gt;　　2）超高緩和段長度：按計算，式中：</p><p>　　Lc—超高緩和段長度</p><p>　　B—旋轉軸至行車道外側邊緣的寬度（米） 取8.5米</p><p>　　—超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（%）</p><p><b>　?。稹邼u變率</b></p><p>　　Ic取6

57、%，則Lc=8.5×6%/(1/125)=63.75m，取 lsmin=65m</p><p>　　3）ls與ly的比值</p><p>　　一般應使ls:ly=1:1～1:2為宜,經(jīng)計算取ls=100m。</p><p>　　設計時綜合考慮上面三方面的因素，最終確定緩和曲線的長度ls=100m。</p><p>　　(4)、圓曲線

58、半徑的確定</p><p>　　根據(jù)假定的緩和曲線，再根據(jù)ls:ly=1:1～1:2為宜，反算圓曲線半徑，在檢查緩和曲線的長度與圓曲線半徑是否協(xié)調和滿足要求，如不符合要求，則重新假定緩和曲線的長度，在反算圓曲線半徑，在檢查是否滿足各項要求，直到滿意為止。</p><p>　　(5)、平曲線設計概況</p><p>　　本設計路段新建公路總長3083.25m。設計所采

59、用的最小半徑為270m，所采用的緩和曲線最小長度為60m，曲線間最小直線長度為127.91m，最大直線長度為389.70m，共設5個交點，其中JD1和JD2處曲線因地形限制組合為S型曲線，其余全部為基本型曲線。</p><p>　　(6)、曲線要素、主點樁號的計算</p><p>　　基本型曲線的曲線要素計算公式如下：</p><p>　　(2.10)

60、 </p><p><b>　　(2.11)</b></p><p><b>　　(2.12)</b></p><p><b>　　(2.13

61、)</b></p><p><b>　　(2.14)</b></p><p><b>　　(2.15)</b></p><p><b>　　(2.16)</b></p><p>　　J=2T-L

62、 (2.17)</p><p>　　回旋曲線上任意點的坐標公式：</p><p><b>　　(2.18)</b></p><p><b>　　(2.19)</b></p><p>　　在圓曲線上任意點的坐標公式：</p><p><b>　　(2.20)&

63、lt;/b></p><p><b>　　(2.21)</b></p><p><b>　　(2.22)</b></p><p>　　主點里程及平曲線敷設∶</p><p>　　ZH（樁號）=JD（樁號）-T</p><p>　　HY（樁號）=ZH（樁號）+ls<

64、/p><p>　　YH（樁號）=HY（樁號）+Ly</p><p>　　HZ（樁號）=YH（樁號）+ls</p><p>　　QZ（樁號）=HZ（樁號）-L/2</p><p>　　JD（樁號）=QZ（樁號）+J/2</p><p><b>　　如JD3處：</b></p><p&

65、gt;　　R=300 Ls=100 α＝46°9′19.7″ </p><p><b>　　=49.537</b></p><p>　　JD3的樁號：K1+555.06，</p><p>　　ZH（樁號）=JD（樁號）-T=K1+376.69</p><p>　　HY（樁號）=ZH（樁號）+ls=K1+

66、476.69</p><p>　　YH（樁號）=HY（樁號）+Ly=K1+547.53</p><p>　　HZ（樁號）=YH（樁號）+ls=K1+618.36</p><p>　　QZ（樁號）=HZ（樁號）-L/2=K1+718.36</p><p>　　JD（樁號）=QZ（樁號）+J/2= K1+555.06（校核）</p>

67、<p>　　以此方法計算、 、、、，具體結果見設計圖紙《直線、曲線及轉角表》。</p><p><b>　　(7)、完善圖紙</b></p><p>　　將最后符合各項要求的導線和路線在地形圖上繪制出來。繪制時注意要標明20米樁、百米樁、公里樁、起點、終點、主點樁號。百米樁標于路線前進方向的右側，公里樁標于路線前進方向的左側，主點樁號標于曲線內(nèi)側，最后還應

68、在平面圖上編制曲線表。畫平曲線時，緩和曲線上的點以曲中點為界分別以ZH、HZ為原點，圓曲線上的點以曲中點為界分別以HY、YH為原點，以ZH到JD為X方向，根據(jù)計算的坐標描點。</p><p><b>　　2.3 縱斷面設計</b></p><p>　　反應路線在縱斷面上的形狀、位置及尺寸懂得圖形叫路線縱斷面設計圖，它反映路線經(jīng)過地區(qū)中線之間地面起伏情況與設計標高之間的

69、關系。縱斷面線形設計應根據(jù)公路的性質、任務、等級和地形、地質、水文等因素，考慮路基穩(wěn)定、排水及工程量等的要求，對縱坡的大小，長短、前后縱坡情況、豎曲線半徑大小以及平面線形的組合關系等進行綜合設計，具體內(nèi)容包括縱坡設計和豎曲線設計兩項。</p><p><b>　　2.3.1縱坡設計</b></p><p>　　(1)、縱坡設計的一般要求</p><

70、p>　　《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006對縱坡所作規(guī)定如下：</p><p>　　1）二級新建公路的路基設計標高采用路基邊緣標高</p><p>　　2）最大縱坡是道路縱坡設計的極限值，是縱面線形設計的一項重要指標，設計車速為60km/h時，最大縱坡值為6%。</p><p>　　3）為了保證挖方地段、設置邊溝的低填方地段和橫向排水不暢地段的縱向排

71、水，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定，各級公路的縱坡不宜小于0.3%，橫向排水不暢的路段或長路塹路段，采用平坡或小于0.3%的縱坡時，其邊溝應作縱向排水設計。</p><p>　　4）坡長限制，坡長是變坡點與變坡點之間的水平長度。</p><p>　　i=3% 最大坡長1200m </p><p>　　i=4% 最大坡長1000m</p><p>

72、;　　i=5% 最大坡長800m</p><p>　　i=6% 最大坡長600m </p><p>　　最小坡長為150m 　 　</p><p>　　當連續(xù)縱坡較大時，應在不大于規(guī)定的長度兩端設置緩和坡段。</p><p>　　當連續(xù)陡坡是由幾個不同受限坡度值得坡段組合而成時，應按不同

73、坡度的坡長限制折算確定。</p><p>　　(2)、設計的基本原則</p><p>　　1）縱坡設計必須符合相關標準、規(guī)范的相關規(guī)定，一般不輕易采用受限值。</p><p>　　2）縱坡應力求平緩，坡度不宜大于6%，避免連續(xù)陡坡，過長陡坡。</p><p>　　3）縱面線形應與地形相適應，設計成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形，并重視</p

74、><p>　　縱面線形的組合。避免在短距離內(nèi)線形起伏過于頻繁，縱面線形連續(xù)起伏容易使視線中斷，視距不良。避免能看到近處和遠處而看不見中間的“凹陷”路段。在較長的連續(xù)陡坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近頂部的縱坡放緩些，應注意與平面線形的配合，盡量做到“平包豎”。縱坡變化小時，宜采用較大的豎曲線半徑。</p><p>　　縱坡設計應結合自然條件綜合考慮，應盡量減少深路塹和高填方。</p&

75、gt;<p><b>　　、縱坡設計步驟</b></p><p>　　1）加樁及地面標高的讀取</p><p>　　全線每隔20米設一個中樁，曲線上除設有中樁外還應設出主點樁號。在此路段上，當主點樁號和中樁之差小于0.5米時，只設了主點樁號。</p><p>　　在地形圖上用直線內(nèi)插的方式讀取所有中樁和主點樁號的高程。</p

76、><p><b>　　2)點繪地面線</b></p><p>　　根據(jù)各中樁所對應的地面高程，在規(guī)定圖紙上點繪出地面線，具體采用的比例分別為：里程方向 1:2000， 高程方向 1:200。除繪出路線縱斷面圖的地面線，還應繪出平面直線、平曲線示意圖，寫出每個中樁的樁號和地面標高和沿線土質說明資料。 </p><p><b>　　試坡<

77、;/b></p><p>　　根據(jù)“滿足控制點要求，照顧多數(shù)經(jīng)濟點”的原則，按“前后照顧，以點定線，反復比較，以線交點”的要點，用推平行線的辦法，反復移動坡度線，反復試坡，對各種可能的坡度線方案進行比較，最后確定既符合標準、又能保證絕大多數(shù)控制點要求，而且土石方量最省的坡度線，將其延長交出變坡點的初步位置。</p><p><b>　　4)調坡</b></

78、p><p>　　根據(jù)初定變坡點的位置，結合路線平面和縱面的設計標準逐段對設計最大縱坡，坡長限制，縱坡折減以及平總線形組合是否符合要求進行詳細檢查，調整坡度線。調整時應以少脫離控制點、少變動填挖為原則。</p><p><b>　　核對</b></p><p>　　在縱斷面圖上讀出填挖值，選擇控制性較嚴、橫坡較陡、高填深挖的特殊橫斷面進行檢查核對。對

79、于路基穩(wěn)定性不能滿足或采取工程措施而工程量較大的路段，經(jīng)分析比較，可局部調整縱坡。</p><p><b>　　6)定坡</b></p><p>　　經(jīng)調整核對合理后，即可確定坡度線。坡度值一般用推平行線辦法求得，要求取值到0.1%的精度；變坡點位置是直接從圖上讀出來，一般要調整到整10米樁位上；變坡點高程是根據(jù)路線起點的設計標高，由已定的坡度和坡長依次推算而得，要求

80、取到0.01米的精度。</p><p>　　2.3.2 豎曲線設計</p><p>　　為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設置的縱向曲線，即為豎曲線。相鄰兩坡腳線的交角用坡度差“ω”表示，當變坡點在豎曲線上方，豎曲線開口向下，即坡度角ω= i2-i1 為負時的豎曲線叫凸形豎曲線，反之叫凹形豎曲線。 </p><p>　　(1)

81、、設計的一般要求</p><p>　　1)豎曲線設計首先應確定合適的半徑。在不過分增加工程量的情況下，宜選用較大豎曲線半徑。特別是坡度角小時，為利于視覺和路容美觀，應選用大半徑。</p><p>　　《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006規(guī)定設計車速為60km/h時，公路凸形豎曲線半徑的一般值為2000m,極限值為1400m；凹形豎曲線半徑的一般值為1500m，極限值為1000米；豎

82、曲線長度的一般值為120m，最小值為50m。有條件時宜采用大于或等于視覺所需的豎曲線半徑值。豎曲線半徑應取成50的倍數(shù)。 </p><p>　　2)同向豎曲線間應避免“斷背曲線”。</p><p>　　3)反向曲線間，一般由直線段連接，也可徑向連接。</p><p>　　4)豎曲線設置應滿足排水要求。</p><p>　　(2)、豎曲線半徑的

83、選擇</p><p>　　按外距控制選擇豎曲線半徑：</p><p><b>　　(2.23)</b></p><p>　　按切線長控制選擇豎曲線半徑：</p><p><b>　　(2.24)</b></p><p>　　(3)、豎曲線要素的計算</p>&l

84、t;p>　　ω= i2-i1 (2.25)</p><p>　　L=R (2.26)</p><p>　　T=L/2 (2.27)</p><p>　　E=T2/(2R)

85、 (2.28)</p><p>　　y=x2/(2R) (2.29)</p><p>　　(4)、設計標高及填挖值的計算</p><p>　　中樁的設計標高（要求精確到0.01m） </p><p><b>　　(2.30)

86、</b></p><p>　　豎曲線上的點的設計標高</p><p><b>　　(2.31)</b></p><p>　　(5)、 縱斷面設計概況</p><p>　　本路段共設有6個變坡點，最大縱坡為2.9412%，最小縱坡為0.3299%。</p><p><b>　　

87、豎曲線要素如下：</b></p><p>　　SJD1:R=6000m T=102.518m E=0.876m</p><p>　　SJD2:R=4000m T=106.192m E=1.410m</p><p>　　SJD3:R=6000m T=129.386m E=1.395m</p><p>　　SJ

88、D4:R=6000m T=122.268m E=1.246m</p><p>　　SJD5:R=5000m T=123.046m E=1.514m</p><p>　　SJD6:R=9000m T=110.738m E=0.681m</p><p><b>　　如SJD1處：</b></p><p&g

89、t;　　樁號為K0+460.00，高程為195.000m，i1=0.4761%，i2=-2.9412%,ω= i2-i1=-3.4173%，為凸形，取豎曲線半徑R=6000m。</p><p>　　曲線長=6000×3.4173%=205.038m</p><p><b>　　切線長</b></p><p><b>　　外

90、距</b></p><p>　　填挖高就是設計高程與地面高程的差值，以K0+300為例，其地面高程為193.48m,設計高程為194.238m,則該處的填挖高度為194.238-193.48=0.758m，填挖高度中“-”表示挖方，若為“+”則表示填方。同理，可算出全線其余各點的設計高程和填挖高度,具體結果見《路線縱斷面設計圖》 。</p><p>　　填挖高就是設計高程與地面

91、高程的差值，將設計高程、填挖高、豎曲線要素、涵洞位置、橋梁的位置等標注在縱斷面上。</p><p><b>　　路基路面設計</b></p><p><b>　　3.1 路基設計</b></p><p>　　3.1.1橫斷面設計</p><p>　　本次畢業(yè)設計由于任務重，時間緊，故僅要求選做一公里

92、范圍的路基橫斷面設計。</p><p>　　路基由寬度、高度和邊坡坡度三者構成，這三者是路基設計的基本要素。由公路技術等級以及計算行車速度可以查出路基的寬度，路基高度（包括路中心線填挖深度，路基兩側邊坡高度）則由縱坡設計及地形來決定；路基邊坡坡度取決于土質、地質構造、水文條件及邊坡高度，并由邊坡穩(wěn)定性和橫斷面經(jīng)濟性等因素比較選定。</p><p>　?。?)、路基寬度組成與路拱坡度<

93、/p><p>　　路基寬度為路面及兩側路肩寬度之和。根據(jù)任務書要求，路段是按新建山嶺重丘區(qū)二級公路，設計車速為60km/h，查《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006，路基全寬10米，按二車道設計，不用設中間帶。路基寬度包括：m土路肩，m硬路肩，m行車道。 </p><p>　　為了迅速排除路面上的雨水，將路面做成由中間向兩側傾斜的拱形，稱為路拱本路段采用的路拱橫坡為2.0%，硬路肩和行車

94、道采用同一橫坡，路肩橫向坡度一般應較路面橫向坡度大1%—2%，故土路肩橫坡度去3.0%?！　?lt;/p><p>　　(2)、路基超高與加寬</p><p>　　為抵消車輛在曲線路段上行使時所產(chǎn)生的離心力，在該路段橫斷面上設置的外側高于內(nèi)側的單向橫坡，稱之為超高；為適應汽車在平曲線上行使時，后輪軌跡偏向曲線內(nèi)側的需要，在平曲線內(nèi)側相應增加的路面、路基寬度稱為曲線加寬。因本公路是新建二級公路,以

95、路基邊緣標高為設計標高，超高方式選用繞行車道內(nèi)邊緣旋轉，簡稱邊軸旋轉；加寬根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006,平曲線半徑小于或等于250米，應在平曲線內(nèi)側加寬。四級公路和山嶺重丘區(qū)的三級公路采用1類加寬，其余各級公路采用3類加寬值。對不經(jīng)常通行集裝箱運輸半掛車的公路，可按照2類加寬值。本設計采取3類加寬值，按直線比例加寬。</p><p><b>　　按直線比例加寬</b>&l

96、t;/p><p><b>　　(3.1)</b></p><p>　　其超高計算公式如下：（計算結果均為與設計標高（路基邊緣）之高差）</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p><b>　　在圓曲線上：</b></p><p>　　外緣

97、 (3.3)</p><p>　　中線 (3.4)</p><p>　　內(nèi)緣 (3.5)</p><p><b>　　在過段上，時：</b></p>

98、<p>　　外緣 (3.6) </p><p>　　中線 (3.7)</p><p>　　內(nèi)緣 (3.8) </p><p><b>　　時：</b></p><p>　　外緣

99、 (3.9)</p><p>　　中線 (3.10)</p><p>　　內(nèi)緣 (3.11)</p><p><b>　　超高加寬計算示例：</b></p><p><b>　　超高</b></p><p>　　

100、JD1：超高方式為繞行車道內(nèi)邊緣旋轉（邊軸旋轉）</p><p>　　ZH=K0+292.65,HY=K0+392.65</p><p>　　X0=ig/ic×Lc=2%/3%×63.75=42.5</p><p><b>　　K0+380:</b></p><p>　　X=380-292.65=87

101、.35 ＞X0</p><p>　　外緣 m </p><p>　　中線 </p><p><b>　　內(nèi)緣 </b></p><p>　　加寬：設計中最小曲線半徑為270m大于250m，不需要設置加寬。 </p><p&

102、gt;<b>　　3.1.2路基邊坡</b></p><p>　　公路路基邊坡的坡度，用高度H與寬度b之比值表示，并取H=1。根據(jù)路基高度可劃分高路堤和深路塹。通常填土高度大于18米或填石高度大于20米為高填方路堤。挖方路段中土質及風化巖石挖方深度大于20米為深路塹。當路堤低于按地下水位或地表積水水位起算的臨界高度時為低填方路堤。本人在設計的1公里內(nèi)沒有出現(xiàn)高路堤和深挖方。</p>

103、;<p>　　路堤邊坡坡度與路堤填料和邊坡高度有關。在此設計路段有土質路堤，沒有石質路堤。土質路堤邊坡取值為1：1.5。</p><p><b>　　(2)、路塹邊坡</b></p><p>　　路塹或挖方路基邊坡的穩(wěn)定性主要和當?shù)氐墓こ痰刭|、水文地質和地面排水條件有關，設計時應參考當?shù)胤€(wěn)定的自然山坡和人工坡的坡度，并結合采用的施工方法等綜合考慮。土質路

104、塹邊坡坡度為1：0.75，石質路塹邊坡坡度為1：0.5。</p><p>　　3.1.3路基排水設計</p><p>　　影響路基的水源包括地表水和地下水，路基排水的目的就是利用適當?shù)呐潘O施，保證路基的強度和穩(wěn)定性，減少和消除路基各種病害。</p><p><b>　　(1)、路拱</b></p><p>　　為使路面

105、上的積水及時排除，路面表面作成中間高兩邊低的拱形。</p><p><b>　　(2)、邊溝</b></p><p>　　邊溝用于排除路塹范圍或流向路基的少量地面水，設在挖方路基的路肩外側或低</p><p>　　路基地段坡腳外側。在設計中，挖方路段，為便于施工均采用內(nèi)邊坡為垂直,外邊坡與挖方邊坡一致的梯形邊溝，其底寬與深度都采用0.6米。&l

106、t;/p><p><b>　　(3)、排水溝</b></p><p>　　排水溝主要用于引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流引至橋涵或路基范圍以外的指定地點。由于此次設計的填方路基多位于田地之上，為了避免路面的水直接流到田里，而在坡腳設置排水溝，也方便和灌溉用水相結合。排水溝的邊坡均采用1：1，其底寬與深度都采用0.6米。</p><p><b&

107、gt;　　(4)、 截水溝</b></p><p>　　由于本路所在地區(qū)，雨水較多，當挖方路基地面線較陡時，為防止路基上方山坡上形成的水流對路基形成沖刷，而在挖方路基邊坡坡頂以外設置了截水溝攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流。在本人設計的1公里內(nèi)沒有出現(xiàn)挖方路基地面線很陡的情況，所以在該1公里橫斷面設計中的挖方路段并沒有設置截水溝。</p><p>　　3.1.4資料的讀取及

108、超高加寬的計算</p><p>　　關于路基橫斷面地面線的讀取，在設計的這1公里路段上的中樁和主點樁號處做路中線的法向線，再分別以中樁點或主點樁號作為坐標原點，在左右各20米的范圍內(nèi)，讀取這條線與地面線的交點與原點的距離以及這些點的高程，作好記錄，經(jīng)整理即可得這些交點距原點得平距、相對高差的資料。</p><p>　　中線法線方向的確定有下列三種情況：對直線路段，垂直于路線前進方向即為路線

109、的法線方向；對圓曲線，為圓曲線上對應中樁點與對應圓心的連線；對緩和曲線，為對應切線的法線方向。此次設計，因為是紙上定線，可用量角器來確定。</p><p>　　3.1.5一般路基設計</p><p>　　此次設計只做1公里，選做樁號為K0+000-K1+000段。</p><p>　　根據(jù)地面線資料，按1：200的比例，點繪出地面線，布圖方式是從下往上，從左往右，橫

110、斷面圖上要抄錄里程、填挖值、填挖面積、左右路基寬度。</p><p>　　根據(jù)路基設計表上的資料，首先由縱斷面上的填挖值，確定公路中點的位置，由路基寬度及超高，確定路面線的位置，即為戴帽子。在戴帽子時，無需繪出路拱橫坡，路基加寬都是加寬在內(nèi)側，超高也是內(nèi)側低，外側高，并且注意路基邊坡形式不要變化得太頻繁。</p><p>　　邊坡、排水設施采用前面敘述的資料</p><

111、p>　　在我所設計的這1公里的橫斷面上，原先有兩處斷面右側地面線處于陡坡，分別是K0+739.90和K0+740.00處，邊坡和地面線近乎平行，地面線坡度大于1:2.5，邊坡不穩(wěn)定，為了減少占地，收縮坡腳，決定在此處設置直立式路肩墻。為了找到設置擋墻的起終點，分別在K0+740.000前后增設斷面，最終確定K0+730.00和K0+750.00段設置擋墻。</p><p>　　在地面橫坡陡于1：5時，進行了

112、挖臺階處理，臺階寬度不小于1.5米，臺階頂部設有2%-4%的反向橫坡。</p><p>　　在完成了路基橫斷面圖后，應該做一份路基標準橫斷面圖。路基標準橫斷面是路基橫斷面設計圖中所出現(xiàn)的所有路基形式的匯總。它示出了所有設計線（包括邊溝、邊坡、擋墻、護肩等）的形狀、比例及尺寸，用以指導施工。這樣路基橫斷面圖就不必對每個斷面都進行詳細的標注，避免了工作的重復與繁瑣，也使橫斷面設計圖比較簡潔。</p>&

113、lt;p>　　3.1.6路基土石方數(shù)量計算和調配</p><p>　　路基土石方時公路工程的一項重要工程量，所以在公路設計和路線方案的比較</p><p>　　中，路基土石方數(shù)量的多少是評價公路測設質量的主要技術經(jīng)濟指標之一。路基土石方計算工作量較大，因為路基橫斷面面積多為不規(guī)則的幾何圖形，加之路基填挖的不規(guī)則性，要精確計算土石方體積是十分困難的。在工程上多采用近似計算。假定相鄰橫段

114、面間為一棱柱體，按平均斷面法計算其體積為：</p><p><b>　　(3.12) </b></p><p>　　式中：—相鄰斷面的面積。</p><p>　　L—相鄰斷面的間距。</p><p>　　用平均斷面法計算的結果一般偏大，但計算土石方體積簡便、實用，是公路上目前常采用的方法。由于這次設計在手工繪圖的同時，也

115、在計算機繪圖，因此橫斷面面積直接就可以從計算機中讀取。</p><p>　　土石方調配是指將路基挖方合理移用于填筑路堤，以及適當?shù)牟贾萌⊥量雍蜅壨炼训耐潦{運和運量計算工作。通過土石調配，合理解決各路段土石方平衡與利用問題，達到填方有所“取”，盡量少“借”少“廢”，少占耕地。</p><p>　　土石方調配應先在本樁為內(nèi)移挖作填，即先橫向后縱的次序進行。</p><p&

116、gt;　　縱向調運的最遠距離一般應小于經(jīng)濟運距。</p><p>　　調配土石方時應考慮橋涵的位置和路線縱坡對施工運輸?shù)挠绊憽?lt;/p><p>　　借方，棄方應與借土還田、整地建田相結合，減少對農(nóng)業(yè)的影響。</p><p>　　不同性質的土石方應分別調配，分層填筑，調運時可以石代土，但不能以土代石。</p><p><b>　　3.

117、2 擋墻設計</b></p><p>　　此次1公里的路基橫斷面設計中，根據(jù)路基橫斷面所示，為了收縮坡腳，少占地，在K0+730.000-K0+750.000處設置20m的右擋墻。</p><p>　　3.2.1擋土墻類型的選擇</p><p>　　根據(jù)路基橫斷面，路堤墻雖較路肩墻在墻高上低，但墻外側地形較平坦，采用路肩墻可節(jié)省用地，也可以顯著的減少填

118、方數(shù)量，選擇路肩墻。</p><p>　　在K0+730.000-K0+750.000處的路肩墻可選擇的擋墻形式有重力式和衡重式，因為本段擋墻只有20米長，因此選用與衡重式擋土墻相比，構造較簡單、施工較方便且容易壓實的直立式擋土墻。</p><p>　　3.2.2擋土墻斷面設計</p><p>　　本路段直立式擋土墻斷面的設計，參照《國家建筑標準設計圖集04J008