新建二级公路道路工程结构施工设计论文

'新建二级公路道路工程结构施工设计毕业论文目录摘要IAbstractII主要符号表i1绪论11.1引言11.2中国公路研究现状12设计原始数据及依据22.1设计原始数据22.1.1自然地理概况22.1.2交通量资料32.2设计依据43路线设计53.1道路技术等级确定53.1.1交通量计算53.1.2公路等级的确定63.1.3路线方案的拟定与比选原则73.1.4选线的一般原则73.1.5山岭重丘区选线要点73.1.6选线的方法与步骤83.1.7路线方案的拟定和比选93.2道路技术标准的确定103.3道路平面设计113.3.1平面设计原则1159 3.3.2平曲线设计113.3.3直线、曲线及转角表193.3.4逐桩坐标表1959 重庆交通大学毕业设计（论文）3.4道路纵断面设计193.4.1纵断面设计的方法和步骤：193.4.2道路纵断面设计原则203.4.3纵坡设计要求203.4.4纵坡设计的方法和步骤213.4.5竖曲线设计要求223.4.6竖曲线设计223.5平纵组合设计263.5.1道路平、纵线形组合设计263.5.2平曲线和竖曲线的组合273.5.3平、纵线形设计中应注意避免的组合283.5.4直线与纵断面的组合283.5.5平、纵线形组合与景观的协调配合294道路横断面设计和路基设计304.1横断面设计304.1.1横断面设计基本要求304.1.2车道数的确定304.1.3公路标准横断面304.1.4路幅元素的确定314.1.5路拱设计314.1.6平面线加宽324.1.7横断面设计步骤324.1.8平曲线超高324.2路基设计354.2.1路基边坡和边沟354.2.2挡土墙设计354.2.3一般路基设计374.2.4土方量调配的一般要求384.2.5土方调配的方法3959 重庆交通大学毕业设计（论文）4.3排水设计404.3.1排水设计的目的和要求404.3.2排水设计的一般原则404.3.3排水设计的内容404.3.4截水沟414.3.5排水沟414.3.6桥梁及涵洞的布置414.4路基施工要求和注意事项424.4.1路基施工要求424.4.2路基施工注意事项435路面结构设计445.1路面类型及结构层组合445.1.1路面设计要求445.1.2路面设计原则445.1.3沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的比较445.1.4路面类型的确定455.1.5沥青路面结构组合设计的任务及基本原则455.1.6结构层组合455.2路面结构组成设计465.2.1轴载换算及累计当量轴次465.2.2路面结构设计476工程量计算汇总536.1占地面积一览表536.2路面工程数量546.2.1方案一工程数量546.2.2方案二工程数量547结论5559 重庆交通大学毕业设计（论文）参考文献56致谢5759 主要符号表主要符号表圆曲线半径路线转角偏移值内移值切线长曲线长圆曲线长外距校正值缓和曲线长度变坡点高程纵坡坡度左侧路缘带宽度右侧路缘带宽度x距离处的路基加宽值半幅行车道宽度路拱横坡度超高横坡度x距离处行车道横坡值公路等级系数面层类型系数基层类型系数59 1绪论1绪论1.1引言我国公路随着经济的高速发展日益增加，而舒适、便捷的交通环境也已经成为一个地区经济发展的重要组成部分，优良的交通运输条件，必将对经济的发展起到重要的推动作用。本设计项目是从镇安到商南的一条具备集散功能的二级公路，它的建成大大促进澧县的交通运输现状，方便镇安县各种资源的流通，具有非常显著的经济效益和社会效益。本设计项目主要是综合大学所学专业知识对陕西二级公路二标段进行综合设计，全面熟悉掌握设计过程中所有环节的设计内容，并能掌握利用纬地道路CAD、AutoCAD等相关设计、绘图软件。对相关内容：公路路线设计、路基路面及排水设计等进行论证验算、方案比选、计算等。该设计采用了现行的公路设计规范，严格按其要求来进行设计。1.2中国公路研究现状交通运输的最终目标是要最大限度地增强客货运输的机动性、安全性，同时减少交通运输在环境和能源耗费上的负面影响，实现交通可持续发展。近年来我国道路事业发展很快，技术上也有很大进步，特别是改革开放后的20多年来，公路建设迅速发展，公路数量和质量大幅度提高，在克服复杂环境条件的能力，进步显著。但是与发达国家相比较，我们还有着很大的差距。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。因此，逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，仍是我国公路交通发展的重点59 2设计原始数据及依据2设计原始数据及依据2.1设计原始数据2.1.1自然地理概况商洛市商南县位于陕西东南部。位于东经110°54′，北纬33°32′。商南县是一块结构复杂，以低山、丘陵为主体的山区。境内地势西南部和北部较高，东南部和中部较低，千米以下的低山、丘陵占总面积的77%。丹江自西向东横贯县境中部，把全县分为丹南、丹北两部分。岭谷相间，地势起伏，相差悬殊，相对高差最大值在1840.6米。由于复杂的地质构造、外应力的影响和人类活动等原因，境内地形复杂，差异较大，大致以丹江为界，丹北是蟒岭的东延部分，山势多西北向东南走向，地势由高趋低，主要由石英片岩、石英岩等变质杂岩组成，山体浑圆，冈峦起伏、尤其是西界公路以南地区，山体排列松散，河谷开阔，但植被较差。丹江以南是由结晶灰岩、板岩、千枚岩、石英片岩、大理石岩、变砂岩组成的新开岭山地，山势多由西向东，地势西高东低，山形陡峭，河谷深切，多溶洞山泉，山上植被葱郁。商南地处北亚热带与暖温带的过度地带，独特的地理位置造就着商南独特的气候、植被、土壤资源。商南四季分明，气候宜人，自然风光旖旎，有长江三级支流丹江的过境，使这里蕴藏有丰富的水力资源。商南县自然环境优越，旅游景点众多，特别以最近几年开发的商南金丝大峡谷为最优。金丝大峡谷国家森林公园位于陕西省商南县东南部新开岭腹地，距县城６０公里，距太吉河镇１８公里。园内风光秀丽，风格独特，风景如画，具有窄、长、秀、奇、险、幽的特点，集峰、石、洞、林、禽、兽、泉、潭、瀑等自然景观于一体，步移景异，景象万千。被誉为“峡谷奇观，生态王国”。２００２年７月１日成为省级森林公园，２００２年１２月跻身国家森林公园行列。金丝大峡谷森林公园以雄伟险峻的山体和茂密的森林为基础，以优美绚丽的水景为特色，以幽深曲折的峡谷为主体，以分明独特的山地气候和内涵殊深的道教文化为补充，是游人文化观光、科普教育、消夏避暑、休闲度假、森林旅游、科学考察、探险寻幽的理想去处。镇安县位于陕西东南部，商洛市西南部，秦岭东段南麓，汉江支流，乾佑河中游。地理坐标为：北纬33°07′35″-33°42′02〞，东经108°34′16″-109°36′55″。东接山阳县和湖北省郧西县，西邻宁陕县，南与安康市、旬阳县接壤，北与柞水县相连。东西长175.5千米，南北宽59 重庆交通大学毕业设计（论文）72.5千米，总面积3487平方千米地势西北向东南倾斜，境内最高点为杨泗乡鹰嘴石，海拔2601.6米，最低点是龙胜乡洵河村河谷，海拔344米，高低落差2257.6米。属长江水系汉江支流。属亚热带半湿润气候，年均降雨量804.4毫米，年平均气温12.2℃。镇安县位于陕西东南部，商洛市西南部，秦岭东段南麓，汉江支流，乾佑河中游。属于山地地形，而板栗多生于低山丘陵缓坡及河滩地带。因此镇安就成了板栗之乡。成熟季节，多有客商来此收栗子。2.1.2交通量资料经调查，交通量为2800辆/日，交通组成如下表所示，交通量年平均增长率γ=4.2%，设计年限为15年，设计行车速度为60km/h。交通组成表2.1黄河JN150解放CA10B东风EQ140太脱拉138小汽车18%16%18%7%41%汽车参数表2.2车型交通量（辆/日）总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轮轮组数前轮轮组数轴距(cm)JN150500150.682.649101.6l双单CA10B45080.254019.4060.851双单EQ14050092.9050.0023.7069.201双单太脱拉138200211.4120.0051.402×802双单132小汽车115059 重庆交通大学毕业设计（论文）2.2设计依据设计主要的技术依据：《公路工程技术标准》﹙JTGB01—2003﹚《公路路线设计规范》﹙JTGD20—2006﹚《公路勘测设计》﹙JTJ061—99﹚《公路路基施工技术规范》﹙JTGF10—2006﹚《公路沥青路面设计规范》﹙JTGD50—2006﹚《公路路基设计规范》﹙JTGD30—2004﹚《公路排水设计规范》﹙JT018﹚《公路水泥混凝土路面设计规范》﹙JTGD40—2002）59 3路线设计3路线设计3.1道路技术等级确定3.1.1交通量计算式中：—规划交通量﹙辆/日﹚；—起始年平均日交通量﹙辆/日﹚；—年平均增长率﹙%﹚；—预计设计年限﹙年﹚。各级公路车辆折算系数表表3.1车型编号交通量代表车型折算系数车种说明黄河JN150500拖挂车4.0载质量大于14t的货车解放CA10B450大型车2.0载质量在7-14t之间的货车东风EQ140500大型车2.0载质量在7-14t之间的货车太脱拉138200拖挂车3.0载质量大于14t的货车小汽车1150小客车1.0载质量小于2t的货车和19座以下的客车等。黄河JN150：150.6÷9.8＝15.37﹙t﹚代表车型：拖挂车解放CA10B：80.25÷9.8＝8﹙t﹚代表车型：大型车东风EQ140：92.90÷9.8＝9.48﹙t﹚代表车型：大型车太脱拉138：211.4÷9.8＝21.57﹙t﹚起始年平均日交通量：＝2800×18%×4.0＋2800×16%×2.0＋2800×18%×2.0＋2800×7%×3.0＋2800×41%×1.0＝5650﹙辆/日﹚59 重庆交通大学毕业设计（论文）预计设计年限取15年，规划交通量为：＝5650×＝10051﹙辆/日﹚3.1.2公路等级的确定公路根据功能和适应的交通量分为以下五个等级：（1）高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能够适应将各种汽车折合成小客车的年平均交通量25000～55000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000～80000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000～100000辆。（2）一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000～30000辆；六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆。（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000辆。（4）三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能够适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000～6000辆。（5）四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能够适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下。单车道四级公路应能够适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。根据上述计算结果可知：本公路的年平均日交通量是5320辆/日，满足二级公路的要求。二级公路作为主干线公路时，设计时速宜采用80km/h。二级公路作为集散公路时，混合交通量较大，平面交叉距等因素，设计时速宜采用60km/h或80km/h。二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证设计时速可采用40km/h。59 重庆交通大学毕业设计（论文）3.1.3路线方案的拟定与比选原则公路选线就是根据路线的基本走向和技术标准的要求，结合当地的地形、地质、地物及其他沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的公路中线的工作。选线的目的就是根据国家建设发展的需要，结合自然条件，选定合理的路线，使筑路费用与使用质量达到统一，且行车迅速安全，经济舒适、构造物稳定耐久并易于养护。公路选线是整个公路勘测设计的关键，是公路线形设计的重要环节，它对公路的使用质量和工程造价都有很大的影响。选线应包括确定路线基本走向、路线走廊带、路线方案至选定线位的全过程。路线起、终点，必须连接的城镇、工矿企业，以及特定的特大桥、特长隧道等的位置，应为路线基本走向的控制点。大桥、长隧道、互通式立体交叉、铁路交叉等的位置，应为路线走向控制点，原则上应服从路线基本走向。中、小桥涵，中、短隧道，以及一般构造物的位置应服从路线走向。选线是一项涉及面广，影响因素多，政策性和技术性都很强的工作。选线人员必须认真贯彻国家规定的方针政策，坚持群众路线，深入实际，调查研究，反复比较，正确解决技术指标与在自然条件下实地布线之间的矛盾，综合考虑自然环境和社会经济条件，以及线形技术指标等各方面的因素，才能最后选定出合理的路线。3.1.4选线的一般原则二级公路采用《公路路线设计规范》中所述的原则如下：（1）路线的基本走向与道路的主客观条件相适应。（2）在本设计中对俩个方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定出一个最优路线方案。（3）路线设计尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。（4）选线注意同农田基本建设的配合，该地区是平原微丘区，田地比较多，要考虑填方、取土、弃土对农业资源、土壤耕作条件的影响，尽量少占田地，并尽量不占高产田、经济作物田，并尽量减少对房屋的拆迁。（5）注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对该地区工程地质和水文地质的一些了解，弄清其对道路的影响。（7）该设计路段有铁路，河流，选线时考虑公路与河流及铁路之间的线形关系。3.1.5山岭重丘区选线要点(1)山岭区选线要点山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，但山脉水系清晰，这就给山区选线指明了方向，不是顺山沿水，就是横越山岭。59 重庆交通大学毕业设计（论文）(2)重丘区选线要点1)注意利用有利条件减少工程量；2)注意平、纵、横应综合设计；3)注意少占耕地不占良田；4）注意高填、深挖对自然景观、植被的影响；5）公路的分隔与隔阻对珍稀动植物资源的影响；6）对水土流失的影响；7）开挖、弃方堆砌、爆破作业等诱发地质灾害的影响。3.1.6选线的方法与步骤选线应在广泛搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料，以及相关部门的各种地形图、地质、气象等资料的基础上，深入调查、勘察，并运用遥感、航测、GPS、数字技术等新技术，确保其勘察工作的广度、深度和质量，以免遗漏有价值的比较方案。（1）现场选线现场选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘察测量，经过反复比较，直接选定路线的方法。二级公路、三级公路、四级公路可采用现场定线，有条件或地形条件受限制时，可采用纸上定线或纸上移线并现场核定的方法。现场选线的特点是简便、切合实际；实地容易掌握地质、地形、地物情况，做出的方案比较可靠；定线时一般不需要大比例尺地形图。但是，这种方法野外工作量很大，体力劳动强度高，野外测设工作受气候季节的影响大；同时，由于实地视野的限制，地形、地貌、地物的局限性很大，使路线的整体布局有一定的片面性和局限性。现场选线适用于一般等级较低、方案比较明确的公路。（2）纸上选线纸上选线是在已经测得的地形图上，进行路线布局、方案比选，从而在纸上确定路线，将此路线再放到实地的选线方法。高速公路、一级公路应采用纸上定线并现场核定的方法。纸上选线的特点是野外工作量较小，定线不受自然因素于扰；能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质条件，综合平衡平、纵、横三方面因素，所选定的路线更为合理。但纸上定线必须要有大比例尺的地形图，地形图的测设需花费较大的工作量，并要求具备一定的设备。纸上选线的地形图若用航空摄影成图可大大缩短成图时间。随着航测技术的发展，纸上选线方法开始广泛运用，特别对于高等级公路和地形、地物及路线方案十分复杂的公路更为适用。纸上选线的一般步骤为：1）实地敷设导线；2）实测地形图(可用人工或航测法)；3）纸上选定路线；4）实地放线。59 重庆交通大学毕业设计（论文）（3）自动化选线随着航测技术和电子计算机技术的发展，一种将航测和电算相结合的自动化选线方法已研制成功。自动化选线的基本做法是：先用航测方法测得航测图片，再根据地形信息建立数字地形模型(即数字化的地形资料)，把选线设计的要求转化为数学模型，将设计数据输入计算机，则计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较、优化，最后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表轴出。自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做大量、繁重的计算、绘图、分析比较工作，这样能使选线方案更为合理、省工省时，已成为今后公路选线的发展方向。在本设计中，我采用的是第二种方法：纸上选线。3.1.7路线方案的拟定和比选根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:1)其走向与沿乡镇规划紧密结合,合理衔接。2)避让水渠、高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物。3)新建线路选择尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统。4)尽量减少土方量的填挖。5)绕开不良地质的地区。本公路在选线问题上设计了2套方案,下列是俩方案的定线图：A方案3.1图59 重庆交通大学毕业设计（论文）B方案3.2图方案比选意见A方案与B方案比较，A方案路线途径村庄比较多，占用面积少，经济适用，挖填方较少，适合二级公路的要求。综合以上分析，本设计推荐A方案。3.2道路技术标准的确定本设计为镇安-商南二级公路，且此新建公路采用交通部发布的《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）和其它部颁发现行有效标准、规范等规定的设计标准。主要设计技术标准如下：(1)设计行车速度为60km/h。(2)路基宽度为10m，其中，硬路肩宽2×0.75m，，土路肩宽2×0.75m。(3)一般平曲线最小半径为200m，极限平曲线最小半径为125m，不设超高的最小半径为1500m。(4)最大纵坡为6%。(5)缓和曲线最小长度为50m。(6)竖曲线一般最小半径：凹型为1500m，凸型为2000m。(7)竖曲线极限最小半径：凹型为1000m，凸型为1400m。(8)最小坡长为200m。（9）最大坡长如下表所示：二级公路坡度和最大坡度的关系表3.2坡度最大坡长3%1200m4%1000m5%800m6%600m59 重庆交通大学毕业设计（论文）镇安-商南公路设计采用二级公路重丘区设计规范。公路采用标准如下：公路等级：二级设计车速：60Km/h路面宽度7m路拱坡度2%路肩宽度1.5m路肩坡度3%超高坡度4%3.3道路平面设计3.3.1平面设计原则（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。随着汽车车速的不断提高，对线形流畅性的要求在增加，曲线在整个公路平面线形中所占的比例越来越大，公路线形设计也逐渐趋向于以曲线为主。特别是在地势有很大起伏的山岭和重丘区，路线多弯曲，曲线所占比例则较大。（2）保持平面线形的均衡与连贯。为使一条道路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。以下几点在设计时应充分注意：1）长直线尽头不能接以小半径曲线。2）高、低标准之间要有过渡。（3）回头曲线的设置。回头曲线是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅曲线所夹的直线段组合而成的复杂曲线。（4）平曲线应有足够的长度。汽车在道路的曲线段上行驶，如果曲线长度过短，司机就必须很快地转动方向盘，这在高速行驶的情况下是非常危险的。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。3.3.2平曲线设计（1）直线1）直线的最大长度直线的最大长度，在城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的，在景色单调的地点最好控制在20V以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理，若做某种限制看来是不现实的。但是必须强调，无论是告诉公路还是低速公路在任何情况下都要避免追求长直线的错误倾向。2）直线的最小长度59 重庆交通大学毕业设计（论文）同向曲线间的直线最小长度《规定》规定：当设计速度≥60km/h时，同向曲线间的直线最小长度﹙以m计﹚以不小于设计速度﹙以m计﹚的6倍为宜。而对于低速道路﹙V≤40km/h﹚则有所放宽，参考执行即可。在受到条件限制时，宜将同向曲线间改为大半经曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或C形曲线。反向曲线间的直线最小长度《规定》规定：当设计速度≥60km/h时，反向曲线间直线最小长度﹙以m计﹚以不小于设计速度﹙以m计﹚的两倍为宜。当曲线两端设置有缓和曲线时，也可以直接连接，构成S形曲线。（2）圆曲线我国《标准》根据不同的值，对于不同等级公路规定了极限最小半径、一般最小半径。选用曲线半径时，最大半径一般不应超过10000m。在平面线设计时，圆曲线的最小长度一般要有3s行程。（3）缓和曲线缓和曲线是设计在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续的曲线。1）缓和曲线的作用曲率连续变化，便于车辆遵循。离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳。与圆曲线配合，增加线形美观。2）回旋曲线作为缓和曲线回旋曲线是曲率随着曲线长度成比例变化的曲线。下图为按回旋曲线敷设缓和曲线的基本图式：R—回旋线所连接的圆曲线半径；—回旋线形的缓和曲线长度；L—平曲线长度；T—切线长度；E—外距；J—校正值。59 重庆交通大学毕业设计（论文）曲线示意图图3.3（4）本公路设计线形大致如3.1图所示：由图得出起点、交点、终点的坐标如下：JD：（3316.03851,2038.01364）JD：（2927.23573,2278.49284）JD：（2836.93693,2526.98074）JD：（2443.75303,3004.34964）JD：（1995.68083,3073.18664）JD5：（1712.76013,3279.99144）JD6：（1494.77603,3318.76554）JD7：（1272.30753,3414.23414）JD8：（1112.85523,3233.28064）JD9:(741.0371,2972.39804)路线长、方位角计算：1）0～1段交点间距：象限角：,,2）1～2段交点间距：59 重庆交通大学毕业设计（论文）象限角：,,3）2～3段交点间距：象限角：,,4）3～4段交点间距：象限角：,,5）4~5段交点间距：象限角：,,6）5～6段交点间距：象限角：59 重庆交通大学毕业设计（论文）,,7）6～7段交点间距：象限角：,,8）7～8段交点间距：象限角：,,9）8～9段交点间距：象限角：,,（5)转角计算：(左)（右）（右）（左）（右）59 重庆交通大学毕业设计（论文）（左）（右）（左）（6）圆曲线计算：JD1:R=292mα=38°17′30.9″Ls=80mL=275mS1=315mS2=0mq=LS/2=40mP=LS2/24R=0.913mβo=90°LS/（πR）=7.853oT=(R+P)tanα/2+q=141.796mL=(α-2βo)π/180+2LS=275.397mE=(R+P)secα/2-R=18.082mJ=2T-L=8.196mJD2:R=480mα=19°30′20.5″Ls=80mL=243.411mS1=0mS2=384.150mq=LS/2=40mP=LS2/24R=0.556mβo=28.6479°LS/R=4.775oT=(R+P)tanα/2+q=122.59mL=(α-2βo)π/180+2LS=243.411mE=(R+P)secα/2-R=7.601mJ=2T-L=1.769mJD3:R=200mα=41°47′22.1″Ls=70mL=215.873mS1=384.150mS2=255.432mq=LS/2=35mP=LS2/24R=1.021mβo=28.6479°LS/R=10.027oT=(R+P)tanα/2+q=111.705mL=(α-2βo)π/180+2LS=215.873mE=(R+P)secα/2-R=15.169mJ=2T-L=7.537mJD4:R=240mα=27°25′53.2″Ls=55mL=169.9045mS1=255.432mS2=128.345mq=LS/2=23mP=LS2/24R=0.525mβo=28.6479°LS/R=6.565o59 重庆交通大学毕业设计（论文）T=(R+P)tanα/2+q=86.192mL=(α-2βo)π/180+2LS=169.905mE=(R+P)secα/2-R=7.584mJ=2T-L=2.478mJD5:R=414mα=26°04′45.9″Ls=80mL=268.227mS1=128.345mS2=0mq=LS/2=40mP=LS2/24R=0.644mβo=28.6479°LS/R=5.536oT=(R+P)tanα/2+q=135.91mL=(α-2βo)π/180+2LS=268.227mE=(R+P)secα/2-R=11.605mJ=2T-L=3.592mJD6:R=525mα=13°08′23″Ls=50mL=170.420mS1=0mS2=0mq=LS/2=25mP=LS2/24R=0.198mβo=28.6479°LS/R=2.728oT=(R+P)tanα/2+q=85.496mL=(α-2βo)π/180+2LS=170.420mE=(R+P)secα/2-R=3.670mJ=2T-L=0.572mJD7:R=159mα=71°50′23.9″Ls=80mL=279.855mS1=0mS2=0mq=LS/2=40mP=LS2/24R=1.677mβo=28.6479°LS/R=14.414oT=(R+P)tanα/2+q=156.592mL=(α-2βo)π/180+2LS=279.855mE=(R+P)secα/2-R=39.487mJ=2T-L=33.329mJD8:R=480mα=13°33′32.9″Ls=55mL=168.593mS1=0mS2=369.621mq=LS/2=23mP=LS2/24R=0.263mβo=28.6479°LS/R=3.283oT=(R+P)tanα/2+q=84.591mL=(α-2βo)π/180+2LS=168.593m59 重庆交通大学毕业设计（论文）E=(R+P)secα/2-R=3.643mJ=2T-L=0.59m曲线主点桩号的计算1、JD1:K0+457.163ZH=JD-T=K0+315.366HY=ZH+LS=K0+395.366YH=HY+LY=K0+510.763HZ=YH+LS=K0+590.763QZ=HZ-L/2=K0+453.065JD=QZ+J/2=K0+457.1632、JD2:K0+713.353ZH=JD-T=K0+590.763HY=ZH+LS=K0+670.763YH=HY+LY=K0+754.174HZ=YH+LS=K0+834.174QZ=HZ-L/2=K0+712.468JD=QZ+J/2=K0+713.3533、JD3:K1+330.029ZH=JD-T=K1+218.324HY=ZH+LS=K1+288.324YH=HY+LY=K1+364.197HZ=YH+LS=K1+434.197QZ=HZ-L/2=K1+326.260JD=QZ+J/2=K1+330.0294、JD4:K1+775.821ZH=JD-T=K1+689.629HY=ZH+LS=K1+744.629YH=HY+LY=K1+804.534HZ=YH+LS=K1+859.534QZ=HZ-L/2=K1+774.582JD=QZ+J/2=K1+775.8215、JD5：K2+123.788ZH=JD-T=K1+987.878HY=ZH+LS=K2+067.878YH=HY+LY=K2+176.106HZ=YH+LS=K2+256.106QZ=HZ-L/2=K2+121.992JD=QZ+J/2=K2+123.7886、JD6：K2+341.602ZH=JD-T=K2+256.106HY=ZH+LS=K2+306.106YH=HY+LY=K2+376.525HZ=YH+LS=K2+426.525QZ=HZ-L/2=K2+365.175JD=QZ+J/2=K2+341.6027、JD7：K2+583.117ZH=JD-T=K4+300.020HY=ZH+LS=K4+380.020YH=HY+LY=K2+626.380HZ=YH+LS=K2+706.380QZ=HZ-L/2=K2+566.453JD=QZ+J/2=K2+583.1178、JD8：K2+790.971ZH=JD-T=K2+426.525HY=ZH+LS=K2+506.525YH=HY+LY=K2+819.973HZ=YH+LS=K2+874.973QZ=HZ-L/2=K2+848.446JD=QZ+J/2=K2+790.97159 重庆交通大学毕业设计（论文）3.3.3直线、曲线及转角表见附表13.3.4逐桩坐标表见附表23.4道路纵断面设计路线纵断面图上的设计标高，即路基设计标高，《规范》规定如下：（1）新建道路的路基设计标高高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。（2）改建公路的路基设计标高宜按新建公路的规定执行，也可视具体情况而采用行车道中线处的标高。3.4.1纵断面设计的方法和步骤：（1）准备工作：纵坡设计（俗称拉坡）之前在厘米格图纸上，按比例标注里程桩号和点绘地面线，填写有关内容。同时应收集和熟悉有关资料，并领会设计意图和要求。（2）标注控制点：控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点，称为“经济点”。它是用“路基断面透明模板”在横断面图上得到的。在使用时将“模板”扣在横断面图上使中线重合，上下移动，使填、挖面积大致相等，此时“模扳”上路基顶面到中桩地面线的高差为经济填、挖值，将此值按比例点绘到纵断面相应桩号上即为经济点。平原区道路一般无经济点问题。（3）试坡：在已标出“控制点”、“经济点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复比较，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定坡度线。将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。　　（4）调整：将所定坡度与选线时坡度的安排比较，二者应基本相符。若有较大差异时应全面分析，权衡利弊，决定取舍。然后对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。（5）59 重庆交通大学毕业设计（论文）核对：选择由控制意义的重点横断面，如高填深挖、地面横坡较陡路基、挡土墙、重要桥涵以及其他重要控制点等，在纵断面图上直接读出对应桩号的填、挖高度。用“模板”在横断面图上“戴帽子”，检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁工程过高或过低、涵洞过长等情况，若有问题应及时调整纵坡。在横坡陡峻地段核对更显重要。（6）定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值可用三角板推平行线法确定。要求取值到0.1%，变坡点一般要调整到l0的整桩号上，相邻变坡点桩号之差为坡长。变坡点标高是由纵坡度和坡长依次推算而得。（7）设置竖曲线：拉坡时已考虑了平、纵组合问题，该步是根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。3.4.2道路纵断面设计原则根据道路的等级、沿线自然条件和构造物控制标高，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。具体路段设计可见纵断面设计图。(1)纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。(2)纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。(3)平面与纵断面组合设计应满足平、纵线形组合的基本要求。(4)视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。3.4.3纵坡设计要求（1）纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易使用极限值。（2）纵坡应力求平缓，避免连续陡坡、过长陡坡和反坡。（3）纵断面线形应连续、平顺、均衡，并重视平、纵线形的组合。（4）从行车安全、舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形应注意以下几点：1）在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；2）避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，易使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；3）在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；4）纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；5）纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形。（5）纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.3%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定。（6）纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方就近填方，以减少借方和废方，节省土石方量，降低工程造价。59 重庆交通大学毕业设计（论文）（7）纵坡设计时，还应结合我国情况，适当照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的要求。3.4.4纵坡设计的方法和步骤（1）准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。（2）标注纵断面控制点纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞、隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。（3）试坡试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准、选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵断面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。（4）调坡调坡主要根据以下两方面进行：1）结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；2）对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。（5）根据横断面图核对纵坡线核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。（6）确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。59 重庆交通大学毕业设计（论文）设计纵坡时还应注意以下几点：1）在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。2）平竖曲线重合时。要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。3）大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。4）小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。5）注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。6）纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形起伏过大，纵坡不够理想，或则土石方工程量过大而无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。（7）计算设计标高根据已定的纵坡和变坡点的设计标高，则可以计算出未设竖曲线以前各桩号的设计标高。3.4.5竖曲线设计要求（1）宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。（2）同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线。（3）反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。（4）应满足排水要求。3.4.6竖曲线设计（1）竖曲线要素的计算竖曲线的形式为二次抛物线，其要素主要包括竖曲线长度L、切线长度T和外距E。由于在纵断面上只计水平距离和竖直高度，斜线不计角度而记坡度，因此，竖曲线的切线长与曲线长是其在水平面上的投影，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差来表示。设变坡点相邻两纵坡坡度分别为和，它们的代数差用表示，即。当为“＋”时，表示为凹形竖曲线；59 重庆交通大学毕业设计（论文）为“－”时，表示为凸形竖曲线。竖曲线诸要素的计算公式为：竖曲线长度：竖曲线切线长：竖曲线外距：竖曲线上任一点竖距：计算切线高程：H1=H0-(T-x)*i计算设计标高：H=H1y式中——竖曲线上任一点至竖曲线起点的距离。对于凸形竖曲线，设计标高＝切线高程－h。对于凹形竖曲线，设计标高＝切线高程＋h。y——计算点纵距H0——变坡点标高；H1——计算点切线高程；H——设计标高；“”当为凹形时取“+”，当为凸形时取“-”。3.4图（2）竖曲线设计1）第一变坡点变坡点桩号为K1+030，高程为957.75m，两相邻路段的纵坡为，，竖曲线半径。①计算竖曲线要素，为凹形。59 重庆交通大学毕业设计（论文）曲线长：切线长：外距：②求竖曲线起点和终点桩号以及设计高程竖曲线起点桩号：K1+030-25.16=K1+004.84竖曲线起点高程：957.75-25.16×0.639％=957.56m竖曲线终点桩号：K1+030+25.16=K1+055.16竖曲线终点高程：2）第二变坡点变坡点桩号为K1+770，高程为966.62m，两相邻路段的纵坡为，，竖曲线半径。①计算竖曲线要素，为凹形。曲线长：切线长：外距：②求竖曲线起点和终点桩号以及设计高程竖曲线起点桩号：K1+770-=K1+704.53竖曲线起点高程：966.62-65.47×0.01198=965.84m竖曲线终点桩号：K1+770+=K1+835.47竖曲线终点高程：966.62+65.47×0.03817=969.12m3）第三变坡点变坡点桩号为K2+570，高程为997.15m，两相邻路段的纵坡为，，竖曲线半径。①计算竖曲线要素，为凸形。曲线长：切线长：59 重庆交通大学毕业设计（论文）外距：②求竖曲线起点和终点桩号以及设计高程竖曲线起点桩号：K2+570-=K2+486.350竖曲线起点高程：997.15-83.65×0.03817=993.96m竖曲线终点桩号：K2+570+=K2+653.650竖曲线终点高程：997.15+83.65×0.01958=998.79m竖曲线上任意点设计标高的计算3.3表竖曲线上任意点设计标高的计算　竖曲线起始点及终点桩号计算桩号桩号差（X）计算点纵距（Y）竖曲线切线长（T）纵坡度（i）％变坡点标高（H0）计算点切线高程（H1）计算设计标高（H）第一变坡点1004.841102015.1590.012825.1590.639957.755957.691957.7031004.841103025.1590.035225.1590.639957.755957.755957.7901004.841104035.1590.068725.1591.198957.755957.874957.9431004.841105550.3180.140725.1591.198957.755958.056958.197第二变坡点1704.528172015.4720.023965.4721.198966.619966.020966.0441704.528174035.4720.125865.4721.198966.619966.260966.3861704.528176055.4720.307765.4721.198966.619966.500966.8071704.528177065.4720.428765.4721.198966.619966.619967.0481704.528178075.4720.569665.4723.817966.619967.001967.5711704.528180095.4720.911565.4723.817966.619967.764968.6761704.5281820115.471.333465.4723.817966.619968.528969.8611704.5281835130.941.714665.4723.817966.619969.118970.833第三变坡点2486.35250013.650.010483.6503.817997.154994.482994.4722486.35252033.650.062983.6503.817997.154995.246995.1832486.35254053.650.159983.6503.817997.154996.009995.8492486.35256073.650.301483.6503.817997.154996.772996.4712486.35257083.650.388783.6503.817997.154997.154996.7652486.35258093.650.487283.6501.958997.154997.350996.8632486.352600113.650.717683.6501.958997.154997.741997.0242486.352620133.650.992483.6501.958997.154998.133997.1412486.352640153.651.311683.6501.958997.154998.525997.2132486.352654167.31.555083.6501.958997.154998.792997.23759 重庆交通大学毕业设计（论文）3.5平纵组合设计3.5.1道路平、纵线形组合设计道路的线形状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。线形设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线形设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对立体线形的优劣起着至关重要的作用。　平、纵线形组合设计是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。特别在高等级公路的设计中必须注重平、纵线形的合理组合。　道路平、纵线形组合设计是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适、与周围环境的协调和良好的排水条件，本路段设计最终是以平、纵、横面所组合的立体线形反映于驾驶员的视觉上，为保证汽车行驶的安全与舒适，应把道路平、纵面结合作为立体线形来分析研究。因此，在本工程设计中考虑平面线型与纵断面线形的组合，不仅要满足汽车的动力性能要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉、心理上的要求。设计指导如下：（1）保证立体线形在视觉上的连续性平曲线与竖曲线要一一对应，且平曲线比竖曲线要长，即要做到“平”包“竖”，这种组合能较好地保持视觉上的连续性。（2）平竖曲线半径大小要均衡注意保持平、纵线形的协调均衡，否则容易使驾驶员失去顺适感。采用长曲线较采用直线可使线形舒顺流畅。研究认为：当平曲线半径在1000m以下时，竖曲线半径宜为平曲线半径的10～20倍，此时可获得视觉与工程费用经济的平衡。（3）要选择适宜的合成坡度合成坡度过大，对行车不利，车辆容易出事故。合成坡度过小，不利于路面排水，对高速行驶的车辆由于溅水而影响行车安全。如果变坡点与路面横向排水不良的平曲线路段组合，易使合成坡度过小，排水不利，妨碍高速行车，故合成坡度一般应不小于0.3%。为避免合成坡度过小，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得与反向曲线的拐点重合；小半径竖曲线不宜与缓和曲线重叠，特别是凹形竖曲线。（4）视觉分析1）视觉分析的意义59 重庆交通大学毕业设计（论文）汽车在道路上行驶，司机是通过视觉、运动感觉和时间变化感觉来判断线形的。道路的线形、周围的景观、标志及其其他有关信息，几乎都是视觉感受到的。因此，视觉是连接道路与汽车的重要媒介。视觉分析是指从视觉心理出发，对道路的空间线形及其周围环境的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全性的综合设计。2）司机的视觉规律研究表明，司机的注意力集中和心理紧张程度随车速成正比。由此可见，对于快速道路，司机的主要集中力是观察较远路幅的线形状况，必须使司机准确地了解一定范围的线形，尽量避免判断失误的情况。3）视觉评价方法.汽车快速行驶中，空间的线形状况给司机提供连续不断的视觉印象，视觉印象的优劣，除依靠设计者对空间的想象判断外，比较好的方法是利用视觉印象随时间变化的道路透视图来评价。随着计算机技术的发展，也可利用计算机图形学的原理在计算机中实现三维动态模拟。3.5.2平曲线和竖曲线的组合　（1）平曲线和竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线这种组合是使平曲线和竖曲线相互对应，竖曲线的起终点落在平曲线的两个缓和曲线内，即“平包竖”。这种立体线形不仅能起到诱导视线的作用，而且可以取得平顺而流畅的效果。但在实际生产中往往不能完全做到这一点，如果平、竖曲线的顶点错开不超过曲线长度的四分之一，即可取得较好的视觉效果。　（2）平、竖曲线大小应保持均衡　平、竖曲线的线形，其中一方大而平缓时，另一方切忌不能形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上的竖曲线，或一个长的竖曲线内含有两个以上的平曲线，从视觉上都会形成扭曲的形状。根据德国统计资料表明，如果平曲线的半径小于1000m，竖曲线的半径大约为平曲线的10～20倍时，即可以达到均衡的目的。（3）明、暗弯与凹、凸竖曲线的组合明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合是合理的，比较符合驾驶员的心理反应和视觉反应。对于明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合，当坡差较大时，一般给人留下舍坦坡、近路不走，而故意爬坡、绕弯的感觉。搞山区公路设计，有时难以避免这种情况，但只要坡差不大，对行车的影响也不是太大。为了便于实际应用，把平曲线与竖曲线的组合形象地表示为下图。59 重庆交通大学毕业设计（论文）图3.53.5.3平、纵线形设计中应注意避免的组合对于平、竖曲线的组合设计能够满足上述要求是最好的，但有时往往受各种条件的限制难以满足，这时应避免如下组合的出现。（1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。如果在凸形竖曲线的顶部有小半径的平曲线，不仅不能引导视线而且急转方向盘致使行车危险。在凹形竖曲线的底部有小半径的平曲线，便会出现汽车加速而急转弯，同样可能发生危险。（2）避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。若将凸形竖曲线的顶部设在小半径平曲线的起点，就会产生不连续的线形，失去了视觉引导作用。而将凹形竖曲线的底部设在小半径平曲线的起点，除了视觉上扭曲外，产生下坡尽头接急转的不安全组合。（3）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。此类组合都存在不同程度的扭曲外观，前者不能正确引导视线，会使驾驶员操作失误；后者路面排水不畅，积水影响行车安全。（4）避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使驾驶员视线中断的线形。（5）避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。前者易超速行驶危及行车安全；后者使驾驶员产生坡地道路变窄的错觉，导致高速行驶中的制动操作，影响行车安全。（6）避免急弯与陡坡的不利组合。（7）应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。对凸形竖曲线诱导性差，事故率较高；对凹形竖曲线路面排水不良，影响行车安全。3.5.4直线与纵断面的组合59 重庆交通大学毕业设计（论文）平面的长直线与纵断面的直坡线配合，对双车道道路超车方便，在平坦地区易与地形相适应，但行车单调乏味，容易导致驾驶员的疲劳。直线上只有一次变坡是很好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好，而包括一个凹形线次之；直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”，看上去线形既不美观也不连贯，使驾驶员的视线中断。因此，只要路线有起有伏，就不要采用长直线，最好使平面路线形随纵坡的变化略加转折，并把平、竖曲线合理地组合。尽量避免驾驶员一眼能看到路线方向转折两次以上或纵坡起伏三次以上。3.5.5平、纵线形组合与景观的协调配合道路作为一种人工构造物，应将其视为景观对象来研究。修建道路会对自然景观产生影响，有时还会产生一定破坏作用。而道路两侧的自然景观反过来又会影响道路上汽车的行驶，特别是对驾驶员的视觉、心理以及驾驶操作等都有很大影响。平、纵线形组合必须是在充分与道路所经地区的景观相配合的基础上进行。否则，即使线形组合满足有关规定也不一定是良好设计。对于驾驶员来说，只有看上去具有滑顺优美的线形和景观，才能称为舒适和安全的道路。对计算行车速度高的道路，平纵线形组合设计与周围景观配合尤为重要。59 4道路横断面设计和路基设计4道路横断面设计和路基设计4.1横断面设计4.1.1横断面设计基本要求（1）公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时，应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。（2）路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。（3）整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于1/100。（4）整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。（5）公路横断面设计应注重路侧安全和运用宽容设计理念，做好中间带、加(减)速车道、路肩以及渠化、左(右)转弯车道、交通岛等各组成部分的细节设计，清除有碍行车安全的障碍物，提供足够宽的无阻碍的路侧安全区。4.1.2车道数的确定车道是指专为纵向排列、安全顺适地通行车辆为目的而设置的公路带状部分。所谓车道宽度是为了交通上的安全和行车上的顺适，根据汽车大小、车速高低而确定的各种车辆以不同速度行驶时所需的宽度。根据《标准》规定，设计速度为60km/h时，车道宽度一般为3.5m。本工程公路采用双向四车道，根据《规范》可知，路基宽度为10m，其中，，硬路肩宽2×0.75m，土路肩宽2×0.75m。4.1.3公路标准横断面本路段的标准横断面主要由行车道宽，内侧路缘带宽，中央分隔带宽，硬路肩宽，外侧路缘带宽，土路肩组成。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济与社会效益。59 重庆交通大学毕业设计（论文）图4.1公路标准横断面示意图4.1.4路幅元素的确定路肩行车道外缘至路基边缘之间的带状部分称为路肩。各级公路都要设置路肩，其作用：（1）由于路肩紧靠在路面的两侧设置，具有保护及支撑路面结构的作用。（2）供发生故障的车辆临时停放之用，有利于防止交通事故和避免交通紊乱。（3）作为侧向余宽的一部分，能增加驾驶的安全和舒适感，这对保障设计车速是必要的。尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减少行车事故。（4）提供道路养护作业、埋设地下管线的场所。多未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。（5）精心养护路肩，能增加公路的美观，并起引导视线的作用。在这次设计中路肩设置了硬路肩和土路肩，硬路肩承受汽车荷载的作用力，在混合交通的路上便于非机动车、行人通行。土路肩起保护路面和路基的作用，并提供侧向余宽。路肩左右宽度各为1.5m，硬路肩0.75m，土路肩0.75m。同时为了利于路面排水，路肩横坡坡度设为3%。4.1.5路拱设计为了利于路面横向排水，将路面做成由中间向两侧倾斜的拱形，称为路拱。在这次二级公路设计中，路拱采用了双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，路拱对排水有利但对行车不利，路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不稳定性，同时也给乘客以不舒服的感觉，当车辆在有水或潮湿的路面上制动时还会增加侧向滑移的危险，根据路面类型和结合当地自然条件，最终确定该设计的路拱撗坡坡度为2%。59 重庆交通大学毕业设计（论文）4.1.6平面线加宽汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。普通汽车的加宽值：b单=A2/2R对于有N个车道的行车道：b=NA2/2R考虑车速的影响：b=N(A2/2R+0.05V/)根据三种标准车型轴距的不同，其轴距加前悬的长度分别为5m、8m和5.2m+8.8m，可得出不同半径所对应的三类加宽值。《标准》规定的双车道路面加宽值如表:公路平曲线加宽值表表4.1加宽类型平曲线半径加宽值汽车轴距加前悬250~200<200~150<150~100<100~70<70~50<50~30<30~25<25~20<20~15150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.035.2+8.80.81.01.52.02.5在这次设计中，交点三和交点四的平曲线半径分别为200m和240m，按标准，平曲线一和平曲线三的加宽值都为为0.4m，交点三平曲线半径为159m，按标准，平曲线一和平曲线三的加宽值都为为0.6m，对于R>250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。4.1.7横断面设计步骤（1）根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。（2）根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。（3）根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。（4）绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。（5）计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。4.1.8平曲线超高59 重庆交通大学毕业设计（论文）设计超高是为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧地的单向横坡形式。由于本设计是二级公路，不设置中央分隔带，因此采用绕线旋转方式来设计。绕中线旋转超高值计算公式表4.2绕中线旋转超高值计算公式超高位置计算公式说明X≦X0X>X01.计算结果均为与设计标高（路基边缘）之高差2.临界段面距缓和段起点长度x0=2igLc/(ig+ic)3.按直线比例加宽Bjx=xBj/Lc4.按高次抛物线加宽Bjx=（4K3-3K4）BjK=x/Lc圆曲线上外缘hca(ij-ig)+(a+b/2)(ig+ic)中线h′caij+big/2内缘h″caij+big/2-(a+b/2+Bj)ic过渡段上外缘hcxa(ij-ig)+(a+b/2)(ig+ic)x/Lc中线h′cxaij+big/2(定值)内缘h″cxaij-(a+Bjx)iga(ij-ig)-(a+b/2+Bjx)[x/L(ic+ig)-ig]a—路面宽度b—路肩宽度iG—路拱坡度iJ—路肩坡度ih—超高横坡度Lc—超高缓和段长度X0—与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离X—超高缓和段中任一点至起点的距离hc—路肩外缘最大抬高值h`c—路中线最大抬高值h，，c—路基内缘最大降低值hcx—X距离处路基外缘抬高值h，cx—X距离处路基中线抬高值h，，cx—X距离处路基内缘降低值Bj—圆曲线加宽值Bjx—距离起点X处路基加宽值行车道宽度：b=7.0m路肩宽度：a=1.5m路拱横坡ig=2%最高超高横坡：ic=4%路肩坡度：ig=3%根据最大超高渐变率计算=73%/70=1/300＞1/330所以取计算超高：圆曲线上59 重庆交通大学毕业设计（论文）外缘a(ij-ig)+(a+b/2)(ig+ic)=0.315m中线aij+big/2=0.115m内缘aij+big/2-(a+b/2+Bj)ic=-0.085m(Bj=0)过渡段上xo=2igLc/(ig+ic)=46.7mR＞250m由于加宽值甚小，可以不设加宽故=0超高过渡段起点桩号K1+218.324K0+860-K1+360段超高计算表表4.3K0+860-K1+360段超高计算表位置位置　起始、终点桩号桩号路面宽(m)加宽值(m)超高横坡(%)土路肩横坡(%)路肩宽度路拱横坡％超高过渡段外K1+218.32412207.0000.0192.0003.0001.52.0000.01979中　　7.0000.0192.0003.0001.52.0000.115内　　7.0000.0192.0003.0001.52.0000.01462外　12407.0000.2482.0003.0001.52.0000.07693中　　7.0000.2482.0003.0001.52.0000.115内　　7.0000.2482.0003.0001.52.0000.01005外　12607.0000.4762.0003.0001.52.0000.13407中　　7.0000.4762.0003.0001.52.0000.115内　　7.0000.4762.0003.0001.52.0000.00547外　12807.0000.7053.2873.2871.52.0000.25222中　　7.0000.7053.2873.2871.52.0000.115内　　7.0000.7053.2873.2871.52.000-0.0323外K1+288　　　　　　　圆曲线外　K1+3007.0000.8004.0004.0001.52.0000.33中　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.13内　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.014外　K1+3207.0000.8004.0004.0001.52.0000.33中　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.13内　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.014外　K1+3407.0000.8004.0004.0001.52.0000.33中　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.13内　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.014外　K1+3607.0000.8004.0004.0001.52.0000.33中　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.13内　　7.0000.8004.0004.0001.52.0000.01459 重庆交通大学毕业设计（论文）4.2路基设计4.2.1路基边坡和边沟（1）边坡设计路基边坡坡度应根据当地的土质类型、岩石构造和风化程度、水文条件、填筑材料、边坡高度及手工方法等因素分段确定。路基边坡设计一般分为路堤边坡和路堑边坡。路基边坡一般多采用直线形，当填挖高度较高或填方用不同土质分层填筑时可采用折线边坡。路基边坡坡度应根据填筑材料和边坡高度等按《公路路基设计规范》的规定选取。当边坡高度超过20m时，应进行稳定分析或验算。某些路段，为了保证路基的稳定，防止路基边坡被水冲刷，需要设置挡土墙和坡面防护。（2）边沟边沟的作用是汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地表水，以确保路基与边坡的稳定。在公路挖方路段以及高度小于边沟深度的低填方路段应设置边沟。在路堤较高、边坡坡面未做防护面处理而遭受路表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施，但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。边沟形式主要有梯形、矩形及三角形，形式的选定取决于排水量的大小、土质情况、公路性质以及施工方法。一般情况采用梯形边沟，岩石地段可做成矩形边沟。边沟设计还应满足如下要求：1)高速公路、一级公路边沟的深度及底宽不应小于0.6m，其他等级公路不应小于0.4m。设置超高路段的边坡应加深，以保持边沟排水畅通。2)边沟纵坡宜与路线纵坡一致，一般不小于0.5%，特殊情况允许采用0.3%。当边沟纵坡较大时，应对边沟进行加固。3)梯形边沟的内侧边坡，一般为1:1.0～1:1.5，外侧边坡与挖方边坡一致。边沟的长度，一般地区不宜超过500m，多雨地区不超过300m，三角形边沟不宜超过200m。4.2.2挡土墙设计（1）路基在下列情况宜修建挡土墙：1）陡坡路段或岩石风化的路堑边坡路段；2）需要降低路基边坡高度以减少大量土方、挖方的路段；3）增加不良地址路段边坡稳定，以防止产生滑坍；4）防止沿河路段水流冲刷；5）桥梁或隧道与路基的连接地段；6）节约道路用地、减少拆迁或少占地；59 重庆交通大学毕业设计（论文）7）保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。（2）挡土墙的布置路堑挡土墙大多设在边沟旁。山坡挡土墙应设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定。当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置，因为路肩挡土墙可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地。若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙。沿河堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。1）挡土墙的纵向布置布置的内容有：a.确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门，翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可以横向与端墙连接。b.按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。c.布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。d.布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。2）挡土墙的横向布置横向布置，选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须加设桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。3）平面布置对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。（3）挡土墙的基础埋置深度对于土质地区，基础埋置深度应符合下列要求：无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；59 重庆交通大学毕业设计（论文）受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。对于岩石地基，应清除表面风化层。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度，以防止地基剪切破坏。当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。（4）排水设施挡土墙应设置排水措施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。排水措施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，不要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，防止边沟水渗入基础；设置墙身泄水孔，排除墙后水。浆砌片石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔。排水孔的出口应高出墙前地面0.3m；若为路堑墙，应高出边沟水位0.3m；若为浸水挡土墙，应高出常水位0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。（5）沉降缝与伸缩缝为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，应该设置伸缩缝。设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10～15m设置一道，兼起两者的作用，缝宽2～3m，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。4.2.3一般路基设计路基设计是依据规划为项目所设定的服务水平和预算水平，提出路基和路面结构设计方案，进行技术经济分析和比选，确定应采用的优选方案。（1）一般路基设计的内容：1）选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度；2）选择路堤材料与压实标准；3）确定边坡形状与坡度；4）路基排水系统布置和排水结构设计。（2）路基标准横断面示意图：路基的构造通常用横断面图来表示。一般路基的断面形式有三种：路堤、路堑及半填半挖路基。其断面示意图如下：1）路堤59 重庆交通大学毕业设计（论文）图4.2一般路堤示意图2）路堑图4.3一般路堑示意图3)半填半挖路基图4.4半填半挖路基示意图本设计中路基的三种断面形式路堤、路堑、半填半挖均使用到。4.2.4土方量调配的一般要求（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。（2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。（3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下不跨越深沟和少做上坡调运。59 重庆交通大学毕业设计（论文）（4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。（5）不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。4.2.5土方调配的方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件标于表旁，借调配时考虑。（2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。（3）纵向调运确定经济运距根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离减去免费运距。（4）计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量（5）复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余=纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+废方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。（6）计算计价土石方59 重庆交通大学毕业设计（论文）计价土石方=挖方数量+借方数量采用平均断面法，计算公式如下：式中：m=A1/A2其中>详见附表三4.3排水设计4.3.1排水设计的目的和要求排水设计的目的是设置排水设施排除落在路界内的地表径流，并将公路上侧方的地表水和地下水引流到公路的下侧方，以免公路结构受地表水的侵蚀、冲刷等破坏作用。排水设施在实现其功能时，不应造成不适宜的壅水或阻水，不应产生过大的会引起冲刷的流速，也不应过分影响公路上交通的安全运行。4.3.2排水设计的一般原则（1）排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。（2）各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。（3）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。（4）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护和加固工程。（5）路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。4.3.3排水设计的内容K0+860～K1+360段公路排水设计的主要内容是：(1)设置各种排水设施，以拦截、汇集、拦蓄、输送或排放地表水或地下水，并将它们布置成体系。(2)估算各项排水设施的设计径流量。(3)进行水力计算以确定各项排水设施所需的设计断面。(4)各项排水设施的材料和结构设计。59 重庆交通大学毕业设计（论文）(5)冲刷防护措施的考虑。(6)与现有排水系统和设施的协调。4.3.4截水沟截水沟一般是设在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用来拦截并排除路基上方流向路基或地面的水，保证挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。截水沟断面尺寸一般也设置为梯形，沟的底边宽不小于0.5m，沟的深度按设计流量确定，不得小于0.5m。截水沟的长度以200～500m为宜。4.3.5排水沟排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土堆、边坡和路基附近积水），引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟一般设在离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小于2m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦应尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10～20m，连续长度宜短，一般不超过500m。4.3.6桥梁及涵洞的布置（1）对于设计桥梁，其跨度选用及规模确定遵循如下原则：1）桥涵设计遵循适用、经济、安全和适当美观的原则，并使小桥涵与公路等级、任务、使用性质和规范的需要相适应。2）结合桥头地质情况综合考虑灌溉、排涝及地方出行的要求进行桥跨布置。桥结构形式以预应力连续梁为主，桥面平顺。3）因地制宜，就地取材和便于施工养护4）桥涵的跨径以规范要求的标准跨径为主（2）涵洞布设原则1）应根据地形、地质、水文等条件，结合路线排水系统，适应农田排灌，经济合理地布设涵洞。2）在跨越排水沟槽处、通过农田排灌渠道处、平原区路线通过较长的低洼或泥沼地带、傍山或沿溪路线暴雨时径流易集中地带以及边沟排水需要时，均要设置涵洞。当地形条件许可，经过经济、技术比较，可并沟设涵。3）涵洞位置和方向的布设，宜于水流方向一致，避免因涵洞布设不当，引起上游水位雍高，淹没农田、村庄和路基，引起下游流速过大，加剧冲蚀沟岸及路基。4）涵洞的设置应综合考虑施工、养护、维修的要求，降低建设和养护费用。5）沿线涵洞布设密度应根据地形、地貌、水文及农田排灌等自然条件确定，但考虑路基施工压实方便，其涵洞间距不宜小于50m。（3）山区涵洞布设59 重庆交通大学毕业设计（论文）1）山岭地区一般应一沟一涵。在降雨大或者暴雨集中且山坡植被很稀疏的地区，河沟均不宜合并设涵。在汇水区很小，两河沟很近，又具备沟通的条件下，通过经济技术比较，可合并设涵，但应注意修建必要的防护工程。2）涵洞的设置应尽量符合水流方向，不宜为减短涵长强行正交。当流速或流量较大，或窄深河沟两岸横向坡度较大、河沟水流方向与路线不垂直时，宜将涵洞斜交布设，其斜度不宜大于45°。3）在截水沟排水出口处应布设涵洞，以避免水顺边沟流经距离过长而冲刷路面和路基。4）路线的转角大于90°，曲线半径较小，弯道前的纵坡大于4%，且坡长在200m内又无其他涵洞时，在弯道地点附近应布设涵洞。5)路线由陡坡(≥5%)段过渡到缓坡(≤3%)段，在此200m内又无其他涵洞时，在变坡点附近应布设涵洞。6）沿溪线涵洞的布设，应考虑上有洞口水流方向，下游洞口应不危及农田和村镇。（4）涵洞进出口的防护和加固1）进水沟床加固处理为使进水洞口和天然河沟连接，防止水流冲涮洞口，致使洞口破坏必须对进水洞口进行处理。因为进水洞口的地势坡度很缓，几乎为平坡，因此采取的加固方式为仅对进口采用干砌片石进行加固，铺砌长度为一米，具体见涵洞布置图。2)出口沟床的加固防护小桥涵对天然河床都有较大的压缩致使通过小桥涵下流速特别是下游的流速增大。流速增大导致桥涵下游产生局部冲涮。所以必须对桥涵的下游出口采取加固处理。现根据具体的情况采用铺砌加固型式。本设计中，在K1+316.00、K1+430.000、K2+222.500、K2+748.500处均布置直径1.5米的石拱涵洞，在K1189.600处布置直径2.0米的石拱涵洞，在K1+784.500处均布置直径3.0米的石拱涵洞.在K0+656.200处布置1*30m石拱桥，在K1+623.500处布置1*20m石拱桥。4.4路基施工要求和注意事项4.4.1路基施工要求（1）土质路基的挖填，首先必须搞好施工排水，包括开挖地面排水沟槽及设法降低地下水位，以便始终保持施工场地的干燥。（2）路基挖填范围内的地表障碍物，事先应予以拆除，其中包括原有房屋的拆迁，树木和丛林茎根的清除，以及表层种植土、过湿土与设计文件或规程所规定的杂物等的清除。（3）路基取土与填筑，必须有条不紊，有计划有步骤地进行操作，这不仅是文明施工的需要，而且是选土和合理利用填土的保证。59 重庆交通大学毕业设计（论文）（4）路堑开挖，应在全横断面进行，自上而下一次成型，注意按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表皮削齐拍平。（5）土质路堤，应视路基高度及设计要求，先着手清理或加固地基。4.4.2路基施工注意事项（1）路堤基底为耕植土或腐质土时，需清除表土，并做填前压实处理，压实度必须符合要求。位于路基范围内的树根、草皮等必须挖除。（2）地下水位较高的低路堤段施工时，应首先在路基两侧开挖深排水沟，及时抽水，以降低地下水位，确保低路堤施工质量。（3）边坡表层与填方主体要同时施工、均匀压实。59 5路面结构设计5路面结构设计5.1路面类型及结构层组合5.1.1路面设计要求路面是在路基上用各种材料（包括混合材料）分层修筑以直接供车辆行驶的一种层状结构物。为了保证道路的全天候通车，保证车辆以一定的速度，安全、舒适而且经济地运行，路面需要满足强度和刚度、稳定性、表面平整度、表面抗滑性、耐久性及不透水性、低噪音及少扬尘等要求。5.1.2路面设计原则为达到沥青路面设计技术先进，经济合理，路面安全适用并与周围环境协调的目的，在设计工作中应遵循下列原则：（1）应根据使用要求与当地的自然条件在充分掌握基本资料的基础上，按面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求进行综合设计。（2）应贯彻因地制宜，合理选材的原则，结合当地经验拟定几种路面结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化和工厂化施工，并利于养护的方案。（3）应从技术经济上论证是否有必要考虑分期修建。对分期修建的路面工程，应合理设计结构层次与厚度，使前期工程能在后期被充分利用。（4）应积极采用并推广新技术、新材料、新工艺、新设备。5.1.3沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的比较（1）两类路面的经济比较从经济的角度出发，沥青混凝土路面与水泥混凝土路面具有相同的经济竞争力。（2）使用性能的比较沥青混凝土路面表面平整度好，无各种接缝，行车过程振动小，行车平稳、舒适，养护维修简便。一般设计年限为12～15年。水泥混凝土路面具有较高的强度，但其平整度较沥青混凝土路面差，存在过重接缝，行车中振动大，舒适性差；汽车行驶过程中噪音大；出现局部损坏或抗滑坡能力降低时，维修困难。一般设计年限为20～30年。（3）施工方面的比较沥青路面可进行大面积机械化施工，现场操作简便，施工速度快，施工工期短，且完工后无需养护即可开放交通，影响交通时间短。水泥路面也可进行机械化施工，但施工程序较多，施工工期长，完工后要经59 重庆交通大学毕业设计（论文）过15～20天的湿治养护才可开始交通。5.1.4路面类型的确定考虑到沥青路面的设计年限为12年，路面平整度好，噪音低，对居民生活的影响小，可进行大面积机械化施工，施工质量易得到保证，环境污染小等优点，汝阳至洛阳一级公路宜选用沥青混凝土路面。5.1.5沥青路面结构组合设计的任务及基本原则沥青路面结构组合设计的任务是根据道路等级，使用要求和设计年限内标准轴载的累计当量轴次，考虑自然因素影响、施工条件及材料供应等情况，安排和布置合理的路面结构层次，确定经济实用的组合材料和路基路面结构体系。沥青路面结构组合设计的基本原则：（1）适应行车荷载作用要求，合理安排结构层次；（2）在各种自然因素作用下具有良好的稳定性；（3）紧密的结构层联结。5.1.6结构层组合结构层主要分为：面层、基层和垫层。（1）面层面层应具备较高的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水；其表面还应有良好的抗滑性和平整性。修建面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等。（2）基层基层应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力，具有足够的水稳定性，有较好的平整度。修建基层的材料主要有各种结合料（如石灰、水泥或沥青等）稳定土或稳定碎（砾）石、贫水泥混凝土、天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、块石、或圆石，各种工业废渣（如煤渣、粉煤灰、矿渣、、石灰渣等）和土、砂、石所组成的混合料等。（3）垫层垫层主要是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水文状况变化所造成的不良影响。另外垫层将基层传下的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形。常用的垫层材料分两类,一类是由松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层；另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。59 重庆交通大学毕业设计（论文）5.2路面结构组成设计5.2.1轴载换算及累计当量轴次轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算交通量组成及汽车轴载表5.1序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1黄河JN15049101.61双轮组　5002解放CA10B19.460.851双轮组　4503东风EQ14023.769.21双轮组　5004太脱拉13851.4801双轮组<32005小汽车　　　　　1150设计年限：12车道系数：0.65交通量增长率分段表5.2序号分段时间(年)交通量年增长率154.3%244.2%334.1%（1）当以设计弯沉值为指标及验算沥青底层层拉应力时：标准轴载当量轴次：式中：，—被换算轴载和作用次数；—轴载次数，当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时轴数系数为；当轴间距小于3m时；按双轴或多轴计算，轴数系数按下式计算：，式中—轴数；—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38路面竣工后第一年日平均当量轴次：1078计算设计年限内一个车道上累计当量轴次：3897434（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时：标准轴载当量轴次：式中：—轴数系数，当轴间距小于3m，双轴或多轴的轴数系数按为：59 重庆交通大学毕业设计（论文）—轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。竣工后第一年日平均当量轴次：752设计年限内一个车道上累计当量轴次：27188045.2.2路面结构设计方案一（1）路面结构层设计公路等级：二级公路公路等级系数：面层类型系数：基层类型系数：路面设计弯沉值:31.7(0.01mm)方案一路面材料强度指标表5.3层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土(AC-13)1.40.612中粒式沥青混凝土(AC-16)1.00.433水泥稳定碎石0.50.314石灰粉煤灰土0.50.24新建路面结构厚度计算：公路等级：二级公路新建路面的层数：4标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：31.7（0.01mm）路面设计层层位：3设计层最小厚度：15(cm)方案一路面各层设计厚度表5.4层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃)抗压模量(MPa)(15℃)容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土（AC-13）4140020000.612中粒式沥青混凝土(AC-16)6120018000.433水泥稳定碎石？150015000.3159 重庆交通大学毕业设计（论文）4石灰粉煤灰土257507500.245土基-45--1)按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=37.1(0.01mm)H(3)=15cmLS=33.2(0.01mm)H(3)=20cmLS=28.8(0.01mm)H(3)=16.7cm(仅考虑弯沉)由于设计层厚度H(3)=Hmax时，LS<=LD,故弯沉计算已满足要求。H(3)=20cm(仅考虑弯沉)2)按容许拉应力验算设计层厚度：H(3)=16.7cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(3)=16.7cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(3)=16.7cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(3)=16.7cm(第4层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度：H(3)=16.7cm(仅考虑弯沉)H(3)=16.7cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度50cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求。通过对设计层厚度取整，以及我对路面厚度进一步的修改,得到路面结构设计结果如下：---------------------------------------细粒式沥青混凝土4cm---------------------------------------中粒式沥青混凝土6cm---------------------------------------水泥稳定碎石20cm---------------------------------------石灰粉煤灰土25cm---------------------------------------土基3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级：二级公路新建路面的层数：4标准轴载：BZZ-100方案一路面各层厚度计算表表5.559 重庆交通大学毕业设计（论文）层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃)抗压模量(MPa)(15℃)计算信息1细粒式沥青混凝土(AC-13)414002000计算应力2中粒式沥青混凝土(AC-16)612001800计算应力3水泥碎石土2015001500计算应力4石灰粉煤灰土25750750计算应力5土基-45--1）计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=28.8(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=32.2(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=38.0(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=96.4(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=322.9(0.01mm)(根据“基层施工规范”计算)LS=258.8(0.01mm)(根据“测试规程”计算)2）计算新建路面各结构层底面最大拉应力：第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.242(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.077(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=0.112(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.121(MPa)方案二（1）路面结构层设计公路等级：二级公路公路等级系数：面层类型系数：基层类型系数：路面设计弯沉值:27.6(0.01mm)方案二路面材料强度指标表表5.6层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1中粒式沥青混凝土(AC-16)1.00.432粗粒式沥青混凝土(AC-25)0.80.3259 重庆交通大学毕业设计（论文）3石灰粉煤灰碎石土0.650.314石灰土0.250.12（2）新建路面结构厚度计算公路等级：二级公路新建路面的层数：4标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：37.1(0.01mm)路面设计层层位：3设计层最小厚度：15(cm)方案二路面各层设计厚度表5.7层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃)抗压模量(MPa)(15℃)容许应力(MPa)1中粒式沥青混凝土(AC-16)6120018000.432粗粒式沥青混凝土(AC-25)8100012000.323石灰粉煤灰碎石？150015000.314石灰土255505500.125土基-36--1)按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=31.7(0.01mm)H(3)=15cmLS=33.5(0.01mm)H(3)=20cmLS=29.2(0.01mm)由于设计层厚度H(3)=Hmax时，LS<=LD,故弯沉计算已满足要求。H(3)=17.1cm(仅考虑弯沉)2)按容许拉应力验算设计层厚度:H(3)=17.1cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(3)=17.1cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(3)=17.1cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(3)=17.1cm(第4层底面拉应力验算满足要求)（2）路面设计层厚度：H(3)=17.1cm(仅考虑弯沉)H(3)=17.1cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度：59 重庆交通大学毕业设计（论文）路面最小防冻厚度50cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求。通过对设计层厚度取整，以及我对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下：---------------------------------------中粒式沥青混凝土4cm---------------------------------------粗粒式沥青混凝土6cm---------------------------------------石灰粉煤灰碎石20cm---------------------------------------石灰土25cm---------------------------------------土基（3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级：二级公路新建路面的层数：4标准轴载：BZZ-100方案二路面各层厚度计算表表5.8层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃)抗压模量(MPa)(15℃)计算信息1中粒式沥青混凝土（AC-16）612001800计算应力2粗粒式沥青混凝土(AC-25)810001200计算应力3石灰粉煤灰碎石2015001500计算应力4石灰土25550550计算应力5土基-45--1）计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值：第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=29.2(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=34.2(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=42.0(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=111.3(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=322.9(0.01mm)(根据“基层施工规范”计算)59 重庆交通大学毕业设计（论文）LS=258.8(0.01mm)(根据“测试规程”计算)2）计算新建路面各结构层底面最大拉应力：第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.155(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.053(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=0.141(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.090(MPa)方案比选：方案一与方案二均能满足使用要求，但是，综合考虑适用性以及经济性各方面因素，方案一的性价比更高，因此本公路选择方案一。59 6工程量计算汇总6工程量计算汇总6.1占地面积一览表K0+860~K1+360占地面积表表6.1公路逐桩用地与坐标表桩号左侧用地界至右侧用地界至用地面积用地面积中桩距离(m)中桩距离(m)(m2)（亩）12345K0+86011.89510.461　　K0+88011.64810.361443.650.67K0+90011.57610.301438.860.66K0+92011.60110.331438.090.66K0+94011.65410.545441.310.66K0+96011.810.852448.510.67K0+98011.71610.84452.080.68K1+00011.65210.784449.920.67K1+02013.85310.763470.520.71K1+04013.810.719491.350.74K1+06013.76610.744490.290.74K1+08014.19810.853495.610.74K1+10014.08210.724498.570.75K1+12013.91510.575492.960.74K1+14013.59810.436485.240.73K1+16015.0598.769478.620.72K1+18014.46710.467487.620.73K1+20012.12214.372514.280.77K1+22011.55312.049500.960.75K1+24016.11910.448501.690.75K1+26014.9311.185526.820.79K1+28013.66911.026508.100.76K1+30011.62311.106474.240.71K1+32011.57311.085453.870.68K1+34011.53111.062452.510.68K1+36011.60211.17453.650.68累计用地面积11889.3217.83因此K0+860～K1+360之间，占地总面积为11889.32，即17.83亩。59 6工程量计算汇总6.2路面工程数量6.2.1方案一工程数量沥青混凝土工程数量一览表（方案一）表6.2结构层名称起讫点桩号长度（）宽度（）厚度（）工程数量面积（）体积（）细粒式沥青混凝土K0+000~K3+24432448.5427574.00110296.00中粒式沥青混凝土8.5627574.00165444.00水泥稳定碎石9.02029196.00583920.00石灰粉煤灰土9.52530818.00770450.006.2.2方案二工程数量沥青混凝土工程数量一览表（方案二）表6.3结构层名称起讫点桩号长度（）宽度（）厚度（）工程数量面积（）体积（）中粒式沥青混凝土K0+000~K3+24432448.5627574.00165444.00粗粒式沥青混凝土8.5827574.00220592.00石灰粉煤灰碎石9.02029196.00583920.00石灰土9.52530818.00770450.0059 7结论7结论通过这次比较完整的道路设计，我摆脱了以前单纯的理论知识学习状态，懂得了一切都要从实际出发。本次设计锻炼了我综合运用所学专业知识、解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他方面的能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志力以及抗压能力也都得到了不同程度的提升，这也正是我们进行毕业设计的目的所在。通过本次设计，我深刻体会到，在课堂上学习的理论知识固然重要，但是，不去实践就不会完全理解它的内涵。在道路设计的过程中，一定要目标明确，一步一步的走，做到选线合理，填挖平衡，使所设计的道路安全、适用、经济、美观。这一点我感受最深，在本次设计中，为了满足填挖平衡，仅平曲线及纵曲线我就修改了数次，花费了很多时间和心血，最后才确立了一个最优方案。不过，限于经验和能力，本设计中肯定还存在很多问题，希望各位老师能提出宝贵建议和修改意见，使我的设计更加完善、合理、科学。总之，学海无涯，我们只有不断的学习，不断的进步，才能在瞬息万变、人才济济的社会竞争中，立于不败之地！59 参考文献参考文献1.邓学钧主编．路基路面工程．人民交通出版社，20052.周亦唐，张维全，李松青主编．道路勘测设计．重庆大学出版社，20033.徐吉谦主编．交通工程总论．人民交通出版社，20044.高朝晖主编．公路线形与环境设计．人民交通出版社，20035.黄晓明，朱湘主编．沥青路面设计．人民交通出版社，20026.邓学钧，黄晓明主编．路面设计原理与方法．人民交通出版社，20027.方左英主编．路基工程．人民交通出版社，20028.方福森主编．路面工程．人民交通出版社，200210.路桥集团第二公路工程局.公路施工手册—路基.人民交通出版社，199511.姚祖康主编．路面．人民交通出版社，199812.孙家驷主编．公路小桥涵设计．人民交通出版社，200413.中华人民共和国行业标准．公路工程技术标准JTGB01－2003．人民交通出版,200314.中华人民共和国行业标准．公路路线设计规范JTGD20—2006.人民交通出版,200615.中华人民共和国行业标准．公路路基设计规范JTGD30-2004．人民交通出版，200416.中华人民共和国行业标准．路路基施工技术规范JTJ033－95．人民交通出版，199517.中华人民共和国行业标准．公路排水设计规范JTJ018－97．人民交通出版，199718.中华人民共和国行业标准．公路水泥混凝土路面设计规范(JTJD40-2002)．人民交通出版，200219.中华人民共和国行业标准．公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)．人民交通出版，200620.Goddard,J.B.Geocompositeedge.drainsystemdesign.TRR1329,199121.Koerner,R.K.,andBao-linHwu.Prefabricatedhighwayedgedarins.TRR1329,199122.PIARC.TechnicalcommitteeReportonsurfaceCharacteristics.20thWordRoadCongressMontreal,199559 致谢致谢感谢杜顺成老师在毕业设计阶段给我的指导，从最初的平面定线，到平面线的设计，纵断面拉坡线的设计，横断面的设计，路基结构层的设计，到最后计算书的编写。他给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我的毕业设计，他放弃了自己的休息时间和空余时间，他的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此，向杜顺成老师表示最诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是大家教会了自己如何学习，教会了自己如何做人。正是由于大家的悉心帮助，我才能在各方面取得显著的进步，在此向大家表示由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！毕业设计是一次系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新学习、新生活的开始。我将铭记自己曾是一名西工学子，在今后的工作中把西安工大的优良传统发扬光大。59 外文翻译59 重庆交通大学毕业设计（论文）59'