青岛市小坪至螺丝岭的一条二级公路的设计毕业设计说明书

第一章 绪论11.1选题背景和意义11.2本文主要内容1第二章 总体设计32.1概述32.2设计要素确定3第三章 平面设计63.1选线的基本原则63.2选线的步骤和方法63.3平曲线要素值的确定73.4平面线形设计93.5纵断面设计123.6横断面设计163.7超高与加宽183.8土石方计算和调配193.9横断面图形的绘制20第四章 排水设计214.1路基排水原则和要求214.2边沟224.3边沟的作用和纵坡224.4排水沟224.5路面排水23第五章 路基设计245.1路基设计的一般原则245.2路基设计基础资料245.3边坡稳定性分析245.4边坡稳定性分析（电算）295.5挡土墙设计295.6挡土墙软件计算34第六章 路面设计356.1基本资料356.2沥青路面设计356.3水泥混凝土路面设计436.4方案比选51第七章 涵洞设计537.1涵洞布设要求537.2涵洞位置确定537.3涵洞类型选择与计算537.4设计成果54第八章 施工组织设计及概预算文件编辑558.1施工组织设计概述558.2概预算文件编辑59附 录62参考文献81外文资料82致 谢88小论文8925第一章 绪论1.1选题背景和意义交通运输是国民经济的基础产业，也是促进社会发展和提高人民生活水平的基本条件。公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。中国公路事业的发展正在为中国经济和社会的发展提供着便捷、和高效率的运输服务。公路网的扩建能更好地解决日益增长的交通需求。所以新建公路的实施显得更为重要。新建二级公路以小坪为起点，终点到螺丝岭，均属于广西南宁地区，广西省地处中国大陆南部。广西南宁市地形是以邕江广大河谷为中心的盆地形态。这个盆地向东开口，南、北、西三面均为山地围绕，北为高峰岭低山，即大明山龙头峰（古称昆仑山）直系山脉，故此南宁别称又为“昆仑城”。南有七坡高丘陵，西有凤凰山（西大明山东部山地）。形成了西起凤凰山，东至青秀山的长形河谷盆地。盆地中央成为各河流集中地点，右江从西北来，左江从西南来，良凤江从南来，心圩江从北来，组成向心水系。盆地的中部，即左、右江汇口处，南北两边丘陵靠近河岸，形成一天然的界线，把长形河谷、盆地分割成两个小盆地，一是以南宁市区为中心的邕江河谷盆地；二是以坛洛镇为中心的侵蚀溶蚀盆地。南宁位于北回归线南侧，属湿润的亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气候温和，夏长冬短，年平均气温在21.6度左右。冬季最冷的1月平均12.8摄氏度，夏季最热的7、8月平均28.2摄氏度。年均降雨量达1304.2毫米，平均相对湿度为79%,主要气候特点是炎热潮湿。相对而言，一般是夏季潮湿，而冬季稍显干燥，干湿季节分明。夏天比冬天长得多，炎热时间较长。春秋两季气候温和，集中的雨季是在夏天。南宁一年四季绿树成荫，繁华似锦，物产更是丰富。“草经冬而不枯，花非春而常放”之说也是名符其实。1.2本文主要内容本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成青岛市小坪至螺丝岭的一条二级公路的设计工作，采用海地道路软件进行辅助设计。具体内容包括资料收集整理、平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路排水、边坡防护设计、路面设计、涵洞设计、施工组织设计以及预算、设计文件的编制和图纸绘制。1.2.1资料收集与整理首先对设计任务书提供的各种资料加以理解，明确对设计的影响，再综合查询到的其他资料和规范对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，有一个初步了解；最终总结得到自己所需要的数据。1.2.2路线平面、纵断面及横断面设计在1:2000的地形图上做好定线、选线工作，定出基本线形，选用合适半径绘制圆曲线和缓和曲线；再在纵断面上采用拉坡形式，以平纵组合设计为控制因素绘制纵断面，遵循“多填少挖”原则；横断面上主要做好基本资料定制、帽子定制、帽子浏览、帽子修改等工作。1.2.3排水、边坡防护设计根据排水要求在路段中的低填以及挖方路段设置边沟设施，以植草和浆砌片石形式对边坡进行防护并用理正岩土软件验算边坡稳定性，在高填挖路段设置挡土墙并用理正岩土验算其稳定性。1.2.4路面设计、施工组织设计及概预算编制采用沥青路面和水泥混凝土路面两种方案，并进行方案比选，确定路基、路面层材料和厚度，并验算其设计要求。最后确定施工方案和预算文件编制。1.2.5设计文件和图纸毕业设计文件包括设计说明书和参考资料。计算说明书交代设计内容、设计意图以及设计中的具体计算方法和过程。参考资料列出设计中所需要用到的规范及其他文献。按规范要求绘制路线平面图、纵断面图、平纵缩图、路基标准横断面图、横断面设计图、路面设计图、路基排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线及转角表、路基设计表、路基土石方数量计算表等表格。第二章 总体设计2.1概述公路是为汽车交通服务的基础设施。等级公路在运输能力、速度和安全性方面具有突出优势，对实现国土均衡开发、建立统一的市场经济体系、提高现代物流效率和公众生活质量等具有重要作用。本项目为青岛地区二级公路一段设计，该项目的实施将对带动区域经济发展、方便地方人民群众生活起；也是联系本地与外界的一条重要通道。2.2设计要素确定2.2.1路线方案的确定在本设计中，地形复杂、地区范围很广，路线方案的选择首先是在1:2000的地形图上从较大面积范围内选定一些细部控制点（村庄、河流、排水沟），连接这些控制点，形成路线布局，此时路线已经明显勾画出来。2.2.2主要技术指标确定1.确定道路等级根据设计任务书要求，结合公路工程技术标准，拟定该公路为双车道二级公路，设计车速为60km/h。2.二级公路主要技术指标(1)计算行车速度：60km/h (2)车道数：2(3)行车道宽度：23.5 m(4)路基宽度：10m二级公路整体式断面不用设置中间带，二级公路应在左（右）侧设置硬路肩宽度和土路肩宽度，均为0.75 m。(5)圆曲线最小半径： 表 2-1 公路圆曲线最小半径设计速度（km/h）1201008060403020一般值（m）10007004002001006530极限值（m）650400250125603015由于设计车速为60 km/h，故二级公路圆曲线半径取值要求为：一般值最小半径为200m；极限最小半径为125m。(6)路肩宽度：表2-2 右侧路肩宽度表一般值（m）最小值（m）硬路肩宽度1.750.75土路肩宽度0.750.50 确定硬路肩宽度为1.5m，土路肩宽度为0.75 m。(7)不设超高最小半径：表2-3 公路不设超高最小半径设计速度（km/h）8060不设超高最小半径（m）路拱 2.0%25001500路拱2.0%33501900当路拱2.00%时为2500m；当路拱2%时为3350m。所以在设计曲线半径时，超高会在不同的半径下出现，当半径超过参数时，则可以不用设超高。本设计曲线半径都不考虑大于1500m，则需要在每个曲线出设置超高。（8）缓和曲线最小长度: 50m缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：离心加速度变化率不过大；控制超高附加纵坡不过陡；控制行驶时间不过短；符合视觉要求；根据道路设计速度，确定最小缓和曲线长度，结果见下表2-4缓和曲线最小长度。 表2-4 缓和曲线最小长度设 计 速 度（km/h）1201008060403020最小长度（m）100857050352520(9) 最大纵坡：6%表2-5 我国公路的最大纵坡设 计 速度 （km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3456789由地形图来看，所选地段地面线形比较平缓，不会出现高填高挖现象，所以本设计满足纵坡小于最大纵坡要求，而在满足纵坡条件下倾向于更平缓。(10) 最小坡长：如下表2-6 所示。表2-6 最小坡长设计速 度（km/h）1201008060403020最小坡长（m）30025020015012010060初步确定最小坡长为150m。 (11) 最大坡长：如表2-7公路不同纵坡最大坡长表2-7 公路不同纵坡最大坡长（单位：m） 纵坡（%）设计速度（km/h）3456789106012001000800600设计必须满足不超过最大坡长，验算要符合公路工程技术标准规范。(12) 竖曲线最小半径和最小长度表2-8 公路竖曲线半径及其最小长度设计速 度（km/h）8060凸形竖曲线半径（m）一般值45002000极限值30001400凹形竖曲线半径（m）一般值30001500极限值20001000竖曲线长度（m）一般值170120极限值7050综合可确定本次设计基本设计要素为：圆曲线最小半径为200m，路肩宽度为0.75m，最大纵坡不超过6%，坡长最小不小于150m，最大坡长不超过1200m,凸形竖曲线半径不小于极限值2000m,凹形竖曲线半径不小于极限值1000m，竖曲线长度不小于极限值50m。第三章 平面设计3.1选线的基本原则（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、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）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。（7）选线应综合考虑路与桥的关系3.2选线的步骤和方法道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。（1）全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。（2）逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。（3）具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。3.3平曲线要素值的确定3.3.1 平面设计原则：(1) 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。(2) 除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。(3) 保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。(4) 应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。(5) 平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度3.3.2 平曲线要素值的确定：平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：（1）基本形曲线几何元素及其公式：按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。例如设计中的大多数点都是应用这个的。如下图一。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和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变化的曲线。标准规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。这一点非常 的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。1）平曲线主要参数的规定“小坪至螺丝岭二级公路设计”的道路设计参照各级公路相关标准进行设计。现将各级公路平面设计的相关技术标准列于下:表3-1 各级公路的主要技术指标汇总表公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度(km/h)1201008010080608060403020车道数(条)4、6、84、6、84、64、64、6422221或2路基宽度(m)(一般值)28.O34.542.O26.O33.541.O24.532O26.O33.524.532.O23O12O10O8.57.54.5或6.5停车视距(m)2101601101601107511075403020圆曲线半径(m)一般值1 OOO7004007004002004002001006530最小值650400250400250125250125603015表3-2 直线的最大长度和最小长度直线最大长度景色有变化的地点20v景色单调的地点20v直线最小长度同向曲线6v反向曲线2v表3-3 各级公路圆曲线最小半径设计速度/(km/h)1201008060403020极限最小半径(m)650400250125603015一般最小半径(m)10007004002001006530不设超高的最小半径(m)路拱2%5500400025001500600350150路拱2%7500525033501900800450200表3-4 各级公路缓和曲线最小长度设计速度/(km/h)1201008060403020缓和曲线最小长度（m）一般值13012010080504025最小值100857060403020表3-5 各级公路平曲线最小长度表设计速度/(km/h)1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)200170140100705040在进行平面设计时，应参考上述公路平面设计的技术标准，并使其满足要求。将上述技术标准用于该二级公路,得出本路段平曲线主要技术指标表:表3-6 本路段主要技术指标表序号指 标 名 称规 范 值序号指 标 名 称规 范 值1公路等级两车道二级公路8停车视距(m)752路基宽度(m)109凸形竖曲线一般最小半径(m)20003设计行车速度(km/h)6010凹形竖曲线一般最小半径(m)15004平曲线极限最小半径(m)12511最短坡长(m)1505平曲线一般最小半径(m)20012设计洪水频率特大桥1/300;6不设超高最小平曲线半径(m)1500其他1/1007最大纵坡()613汽车荷载等级公路级3.4平面线形设计3.4.1线形 如图3-1路线基本走向所示：图3-1 路线基本走向具体平面图详见设计图纸中的平面分图S-2。3.4.2带缓和曲线的圆曲线计算曲线要素计算： 图3-2 平曲线计算要素G缓和曲线长，m； T切线长，m；转角，； E外矩，m； 平曲线中圆曲线长，m； J校正值，m； R曲线半径，m； L曲线全长（包括缓和曲线），m； P曲线内移值，m； q切线增长值，m；缓和曲线角，。 曲线要素及主点桩号计算： 交点桩号JD1=K2+224.725，圆曲线半径R=700m ，缓和曲线长度G=80m。曲线要素计算： (m) (m)平曲线长 主点桩号计算: （校核无误）说明曲线要素和主点桩号计算正确。同理可得其它交点计算数据，见下表3-7曲线要素和主点桩号 表3-7 曲线要素和主点桩号JD1JD2JD3JD4JD5R（m）700380 350 550 450 Ls（m）8080908080 （）15.534.543.323.428.3 JD（m）2224.7253912.128 4414.920 5806.119 7535.269 p（m）0.310.701 0.964 0.485 0.592 （）3.27625.211 2.866 4.777 4.777 q（m）4039.985 44.975 39.993 39.989 T（m）154.14158.293 184.573 154.246 153.712 Ly（m）146.114148.988 174.988 145.109 142.499 L（m）306.052308.998 354.998 305.109 302.499 E（m）9.62118.661 27.708 12.216 14.722 J（m）2.2287.588 14.148 3.383 4.925 ZH（m）2090.6173753.835 4230.347 5651.873 7381.557 HY（m）2170.6173833.835 4320.347 5731.873 7461.557 YH（m）2316.7303982.823 4495.335 5876.982 7604.056 HZ（m）2396.7304062.823 4585.335 5956.982 7684.056 QZ（m）2243.6743908.329 4407.841 5804.428 7532.807 JD（m）2244.7253912.123 4414.915 5806.119 7535.269 3.5纵断面设计3.5.1纵断面设计一般原则沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面，它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整的表达出道路的空间位置。为了保证汽车行驶的安全与舒适应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究。平面与纵面线型的协调组合将能与视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。1. 平面线与竖曲线的配合；在有些路线中单纯的平曲线或单纯的竖曲线较多，平曲线与竖曲线重叠较少。当平曲线与竖曲线重叠时，一般能满足平包竖的要求，平曲线的中点与竖曲线的变坡点复合是最理想的组合。2. 注意保持平、纵、线形技术指标大小应均衡；3. 注意选择得当的合成坡度，以利于排水和行车安全；4. 平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。考虑到上述原则后，在纬地软件系统中进行拉坡设计竖曲线。3.5.2竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别,但在设计和计算上，抛物线比圆曲线方便，一般采用二次抛物线作为竖曲线。3.5.3 纵坡设计的步骤（1） 准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。（2） 标注控制点：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。（3） 试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，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试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。（4） 调整：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、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。（5） 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。（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。坡度值要求取到0.1，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。（7） 设置竖曲线：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。（8） 计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。3.5.4纵断面设计的相关技术指标在进行竖曲线设计之前，须对纵断面设计的相关技术指标进行查询，现在将公路纵断面设计相关技术指标列于表3-8、3-9、3-10、3-11：表3-8 各级公路纵坡长度限制（m）设计速度/(km/h)1201008060403020纵坡坡度（%）39001000110012004700800900100011001100120056007008009009001000650060070070080075005006008300300400920030010200表3-9 凸形竖曲线最小半径和最小长度设计速度(km/h)停车视距S（m）缓和冲击（m）（v,km/h）视距要求（m）标准规定值（m）竖曲线半径竖曲线长度一般值极限值一般值极限值12021040001102517000110002501001001602778640010000650021085801101778302546003000170706075100014062000140012050404044440070056090353030250225400250602520201111002001005020表3-10 各级公路最小坡长设计速度/(km/h)1201008060403020最小坡长(m)一般值40035025020016013080最小值30025020015012010060表3-11 凹形竖曲线最小半径设计速度(km/h)停车视距S（m）缓和冲击（m）（v,km/h）夜间行车照明（m）桥下视距（m）标准规定值（m）一般值极限值120210400035271683400060001001602778259095130004500801101778166644920003000607510001036209100015004040444445594507003030250293332504002020111157151002003.5.5竖曲线的计算竖曲线的几何要素如图3-3所示：图3-3 凸形竖曲线要素示意图竖曲线各要素计算公式为： (3-1) (3-2) (3-3) (3-4)由于竖曲线计算的方法都类似，因此，在所设计的竖曲线（包括4个凸形竖曲线和3个凹形竖曲线）中，我就以第一个凹形竖曲线为例，进行竖曲线的计算如下所示。在第二个凹形竖曲线中，已知变坡点桩号为K2+252.177，高程为466.620m，,竖曲线半径R=10000m。 (1) 竖曲线要素计算：里程和桩号K2+252.177 =-1.206% = 0.303% 竖曲线半径R=10000m坡差：曲线长：切线长：外距：(2) 设计高程计算：竖曲线起点桩号=( K2+252.177)75.43=K2+176.747竖曲线起点高程= 466.620+75.43（-1.206%）=465.71m竖曲线终点桩号=( K2+252.177) +75.43= K2+312.607竖曲线终点高程=466.620+75.430.303%=466.643m 其他类形的变坡点按照上述同样方法计算，具体结果见纵坡及竖曲线表。3.6横断面设计3.6.1横断面设计原则公路的横断面，是指公路中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求：1.设计应根据该公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。2.路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。3.还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。4.沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。5.当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。6.路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。3.6.2路基宽度的确定路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。根据规范，二级公路采用单幅路形式，行车道宽23.5m，硬路肩宽度：20.75m，土路肩宽度：20.75m。路基宽：7+1.5+1.5=10m，路拱坡度2%。布置如下图3-4所示：图3-4路基设计简图(单位：m)3.6.3路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规范，结合实际的工程地质条件综合考虑：路堤边坡坡度取为1：1.51：1.75；路堑边坡取为1：0.51：0.75。3.7超高与加宽在进行横断面设计时，为了抵消或减少车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面做成外侧高于内侧的单向横坡形式称平曲线超高。合理设置超高，可提高汽车在平曲线上行驶的稳定性与舒适性。同时平曲线加宽指为满足汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧相应增加路面、路基宽度。1.加宽 当半径小于等于250m时，为了保证车的安全，曲线段上的正常宽度应做适当的加宽，半径大于250时不加宽。由于本次设计平曲线半径均在250m以上（见下表3-12平曲线半径），故不需进行加宽。表3-12 平曲线半径交点JD1JD2JD3JD4JD5半径（m）7003803505504502.超高二级公路设计时速为60km/h时，当平曲线半径小于1500m时为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线圆心的横向分力，以克服离心力对行车的影响应设置超高。本设计中超高的设置方法采用的是绕行车道中心旋转的方法，超高的形成过程包括提肩阶段、双坡阶段和旋转阶段。最大超高坡度规定见表3-13所示。表3-13 公路最大超高坡度公路等级高速公路一二三四一般地区10%8%积雪、严寒地区6%3.超高值的计算路基设计调和一般是指路肩边缘的高程，在超高设置段路基及中线的填、挖高度内改变，因此在该段应对超高值进行计算。下面是计算各超高缓和段上各断面的超高值，公式摘录如下表3-14：表3-14 绕路面内边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备注1.计算结果均为与设计高之高差；2.临界端面距超高缓和段的 起点：全超高阶段外缘中线内缘超高过度段外缘中线内缘3.8土石方计算和调配3.8.1土石方计算利用海地道路设计软件,编制挖方土石比例文件，采用凌台法计算土石方体积，即获得土石方数量，计算得出挖土方3047m3，需要填方451661m3。导出土石方计算表。详见图表设计中的土石方数量表。3.8.2路基土石方调配土石方调配的一般要求:1.尽可能的少挖多填以减少废方和弃方。2.用合理的经济运距，达到运距最短。3.废方要妥善处理。一般不占或少占耕地。4.路基填方如需借土，应结合地形、农田排灌情况选择借土地点。5.不同性质的土石应分别调运，以做到分层填筑。6.土石方集中的路段，因开挖、运输的施工方案与一般路段不同，可单独调配。针对本设计由于填方大于挖方，所以填土一部分为其他路段挖弃土，一部分为当地借土填方。并确定土石方调配最大运距为500m。调配方法参照：土石方调配在明确填挖情况、桥涵位置、纵坡、附近地形、施工方法和和借方地点的情况下进行。调配在土石方数量上进行。首先进行横向调配，满足本桩号利用方的需要，然后计算挖余和填缺数量。本设计利用海地软件对土石方自动进行调配，具体土石方调配见设计图表说明中的“土石方调配表”。对于本设计，由于没有弃方，调配结果用下式复核：横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运=挖方挖方+借方=填方最后计算得计价土石方数量，即计价土石方数量=挖方数量+借方数量本次路线设计具体结果参见图表说明的路线平纵面缩图S-2、路线平面图S-2、路线纵断面图S-3、直线、曲线及转角表S-4、路线逐桩坐标表S-6、路基设计表S-2、路基标准横断面图S-3、路基横断面设计图S-4、超高方式图S-5、路基土石方数量计算表S-6和路基每公里土石方数量表S-7。3.9横断面图形的绘制横断面设计一般比例为1:200，在横断面图上，按纵断面设计确定的填挖高度和平面设计的超高，根据标准规定的路基宽度，绘出其路基横断面设计图，并标出填挖的高度路基宽度，计算出填方面积(At),挖方面积(Aw),并分别标注于图下。详见路基横断面设计图。第四章 排水设计4.1路基排水原则和要求以公路路基设计规范(JTG D30-2004)和公路排水设计规范(JTJ018-97)等为依据，进行排水设计。路基排水的任务是及时排除地表径流，将路基范围内的土基湿度降低到一定的范围之内，保持路基常年处于干燥和中湿状态，确保路基路面具有足够的强度与稳定性。常用的路基排水设施有边沟、排水沟、截水沟、蒸发池等。由于本设计路线趋于平坦，所以主要采用边沟和排水沟形式作为主要排水设施。路基排水设计根据本次设计具体要求，严格考虑其排水要求，并考虑当地农田水利规划综合设计。在设计中，对于地面水的排除可利用边沟、截水沟等排水设施，将流向路基的山坡水和路基表面水分段截留，引入自然沟谷、荒地、取土坑或低凹处，排除路基范围之外。项目所在地青岛处于6区，在考虑除边沟等排水设施外，还应注意其他其他因素，总的说来，必须坚持一下原则：1.排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定，并做到路基排水有利于农田排灌。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必需合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。 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，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。 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与加固工程。对于重点路段的主要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。 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。6.为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。 4.2边沟边沟是设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到边沟的作用。本设计中，在挖方路基和矮路堤处设置边沟，填土高度大于1.5m的高路堤处不需要设置边沟，边沟形式采用梯形边沟。边沟的深度为0.6m,底宽为0.4m。以10cm厚的浆砌片石铺筑，边沟纵坡不小于0.3%，坡长一般不超过500m。边沟内外侧坡度均设为1:1.0，其截面形式如图4-1挖方路基边沟横断面图4-1 路基边沟横断面 （单位：m）4.3边沟的作用和纵坡本设计边沟是沿路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填方路段，路面和边坡水汇集到边沟内后，通过排水沟引到路堤坡脚以外，排离路基。并且具有排水量大，边坡稳定性好的优点。边沟的纵坡一般与路线纵坡一致，本设计利用纵坡拉坡来构造边沟坡度。4.4排水沟排水沟其主要用途在于引排水，边沟、截水沟、取土坑或路基以外的积水，均可用排水沟排至排至排至桥涵或路基以外的洼地或天然河流。本设计排水沟横断面采用梯形形式，尺寸根据条件确定为：排水沟的深度为0.6m,底宽为0.4m。排水沟纵坡与路线纵坡一致，以12cm厚的浆砌片石铺筑，纵坡不小于0.3%，排水沟内外侧坡度均设为1:1.0 ，连续长度通常不大于500m。其基本断面形式见下图4-2排水沟横断面。图4-2 排水沟横断面（单位：m）4.5路面排水降雨形成的地面水若不能即使排除，形成的路面水膜会使车轮产生液面滑移，容易引发交通事故，也容易导致路面面层过早破坏。因此路面排水也显得至关重要。在进行路面排水设计时也必须坚持以下基本原则：（1）高级公路中，沥青混凝土路面横坡一般应为1.5%左右，本设计中二级公路路面横坡设置为1.5%大于排水要求0.3%，满足要求。（2）所有排水设施的设置，除能满足排水要求外，均应满足有利于今后养护维修管理的作业需要。（3）为减少地表水和地下水对面层、基层、路基的侵蚀破坏迅速排除路面结构内的层间水，通常可将路面排水与路面结构内部排水系统综合考虑。本设计中路面排水主要是用路表排水尤其是路拱及路肩横坡、泄水口排水等。使表面水流向路基边缘。其排水图可见图表说明中的排水设计图S-10。第五章 路基设计5.1路基设计的一般原则路基设计质量对道路工程的性质、质量、造价都有很大影响。其设计可分为地质、水文、沿线建筑材料、地形地质勘察、确定路基设计控制高程，一般路基设（路堤和路堑）高路堤和深路堑稳定性验算，边坡防护设计，特殊土路段路基设计，支挡结构设计，路基排水设计等。路基设计的目的与要求有以下几个方面：(1)路基设计应符合公路建设的基本要求原则和公路工程技术标准规定的具体要求。设计前必须做好工程地质和水文、环境、文物等有关条件的勘察工作。 (2)路基工程在工程费用中所占的比例大，考虑路基工程的经济性也是重要的课题，不仅要着眼于建设投资，而且要进行包括维修费在内的综合经济分析比较。 (3)沿河线的路基设计注意不被洪水淹没或冲毁。(4)横坡陡于1：1.5的坡地上的填方路基，应采取适当的技术措施，如将地面挖成台阶等，以防路基滑动而影响其稳定性。 (5)山坡上的半挖半路基，若原地面横坡较陡，填方坡脚伸出很远，施工困难，且边坡稳定性也较差时，可修筑护肩路基、砌石路基或设置挡土墙等特殊构造物。 (6)路基要与路面成为一体，共同承受交通荷载，保证车车辆行驶顺利舒适。(7)挖方、填方路基与桥梁构造物一样，其设计与施工须与周围环境协调，应充分考虑地区特点，有效地利用自然地形，减少土石方量。5.2路基设计基础资料查询广西南宁小坪至螺丝岭地质情况得出其路基设计资料：粘土覆盖厚度 3.0m-6.0m；粘土性质：含水率 9%-14% 重度 ； 红层软岩风化物：呈碎砾状，其中夹杂沙砾约35%；松散，含水率估计 5%-8%，重度，粘聚力C=23。内摩擦角度。墙背填土的重度为,墙背摩擦角取为15度，基底摩擦系数为0.4,碎石土承载力标准值等于800 kPa。挡土墙使用材料浆砌块石的容重，钢筋混凝土的容重为。5.3边坡稳定性分析5.3.1边坡稳定性分析依据 根据路基设计规范，来进行边坡稳定性分析：新建的二级公路根据当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况，采取工程防护和植物防护相结合的综合措施，防治路基病害，保证路基稳定，并与周围环境景观相协调。坡面防护工程在稳定的边坡上设置，防护类型综合考虑工程地质、水文地质、边坡高度、环境条件、施工条件和工期等因素的影响，优先考虑坡面植草防护；对于路基稳定性不足和存在不良地质因素的路段，注意路基边坡防护与支挡加固的综合设计。由于该地区属于季节性多雨地区，用砂类土、细粒土等填筑的路堤，应采取坡面防护与截排水的综合措施，防止边坡冲刷破坏。本设计中设计有过水涵洞，其防护支挡结构与涵洞洞门协调配合，衔接平顺。5.3.2边坡稳定性分析计算参数边坡稳定性分析时，需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高（即以相等压力的土层厚度来代替荷载），以h0表示。汽车荷载当量换算：当量土柱高度的计算式为 （5-1）式中：N横向分布的车辆数，双车道N=2；单车道N=1； Q一辆重车的重力（标准车辆荷载为550KN）； L纵向分布长度（等于汽车前后轴轮胎的总距）L=6.4m； B横向分布车辆轮胎最外缘的总距。 （5-2）式中：N车辆数； b近似地取车身宽度，等于3.5m； d车身之间的净距，等于0.4m。5.3.3边坡稳定性分析方法该地区土质属于粘性土，土的重度，填土内摩擦角=18，填土粘聚力C=21.9，故本设计采用条分法对边坡进行稳定性分析计算，其操作步骤包括确定圆心辅助线、稳定系数K的取值并进行比较。采用4.5H法，按4.5H法确定滑动圆心辅助线，查表表5-1 粘 土 边 坡边坡斜度i0边坡倾斜角（）（）（）1（）2（）1：1.53341511522152635之后绘出三条不同位置的滑动曲线：一条通过路基中线；一条通过路基的右边缘，一条通过距右边缘1/4路基宽度处。现以一条通过路基的右边缘的滑动曲线为例：图5-1 滑动曲线经过路基右边缘处将圆弧范围土体分成时段，由于使用CAD画图比较精确，所以可将其进行10等分。算出滑动曲线每一分段中点与圆心竖线之间的偏角，其数值参见下表将各分段图形利用CAD软件面积查询工具，计算其面积，其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内。以路堤纵向长度1m计算出各分段的重力KN，计算结果见下表。将每一分段的重力化成二个分力：在滑动曲线法线方向分力；在滑动曲线切线方向分力，并分别求出此两者之和，和。由公式算得，L=28.29m，见下表。表5-2 边坡稳定性分析计算结果分段iGicosisiniNi=Gi*cosiTi=Gi*sini|Ni|Ti|L13.04 56.17 73.22 0.29 0.96 16.25 53.78 16.25 53.78 28.29220.27 375.00 55.04 0.57 0.82 215.00 307.35 215.00 307.35 329.51 545.98 35.69 0.81 0.58 443.55 318.51 443.55 318.51 434.11 630.98 21.02 0.93 0.36 589.04 226.33 589.04 226.33 529.96 554.27 7.77 0.99 0.14 549.18 74.97 549.18 74.97 624.12 446.14 -5.04 1.00 -0.09 4