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( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)华东交通大学理工学院InstituteofTechnology.EastChinaJiaotongUniversity毕业设计GraduationDesign（ 2011 2015 年）题目：辽宁某高速公路 2 标 36KM设计分院：土木建筑分院专业：道路桥梁与渡河工程班级：4 班学号：20110110100408学生姓名：许凡指导教师：余丽起讫日期：华东交通大学理工学院毕业设计华东交通大学理工学院毕业设计（论文）原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计 （论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计摘要本次毕业设计的内容是辽宁某高速公路设计，设计时速为100kmproject is entitledLiaoning Province , the design speed of 100kmis designed in accordance withnational norms and technical requirements. Road section including road route scheme selection design, graphic design, profile design, cross-sectional design, pavement design, subgrade drainage design and other designs. The result includes graphic design route, route profile design, embankment cross-sectionaldesign, the standard cross-sectional view of subgrade, pavement design, subgrade comprehensive drainage design, line, curve and corner table (including the intersection coordinates), by post coordinate table, the number of roadbed earthwork calculation table, roadbed design table, the main economic indicators and the like.This design is a comprehensive study of the university four years thisI graduation project is completed on time and quantity.Key words:Highway, Design2华东交通大学理工学院毕业设计目录摘要.2Abstract.错误！未定义书签。目录 .31 概述.61.1本公路建设的意义 .61.2公路等级的确定以及技术标准的论证.61.2.1基本技术指标 .61.2.2交通指标分析 .71.3设计公路沿线地理环境概况 .81.3.1地理位置 .81.3.2公路所经地区概况 .81.4方案比选及选线 .81.4.1方案比选 .81.4.2选线说明 .92 平面设计及计算 . .102.1缓和曲线设计 .102.1.1缓和曲线的作用 .102.1.2缓和曲线最小长度的确定 .102.2平曲线设计 .错误！未定义书签。2.2.1平曲线计算及其要素 .错误！未定义书签。2.3逐桩坐标相关计算 .错误！未定义书签。3 纵断面设计及计算 . .错误！未定义书签。3.1 纵断面的设计指标及确定. 错误！未定义书签。许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计3.1.1纵坡 .错误！未定义书签。3.1.2最大纵坡 .错误！未定义书签。3.1.3最小纵坡 .错误！未定义书签。3.1.4最大坡长 .错误！未定义书签。3.2 竖曲线设计 .错误！未定义书签。3.2.1竖曲线最小半径 .错误！未定义书签。3.2.2竖曲线的设计要点 .错误！未定义书签。3.2.3竖曲线要素计算 .错误！未定义书签。3.3 平纵组合设计. 错误！未定义书签。4 横断面的设计 . .错误！未定义书签。4.1横断面设计原则 .错误！未定义书签。4.2横断面的组成 .错误！未定义书签。4.3土石方的计算及调配 .错误！未定义书签。4.3.1横断面面积计算 .错误！未定义书签。4.3.2土石方的数量计算 .错误！未定义书签。4.3.3路基土石方调配 .错误！未定义书签。5 超高与加宽 . .125.1弯道超高方式的确定 .125.2超高值的计算 .135.3加宽设计 .156 路基路面设计 . .166.1路基设计 .166.1.1一般路基设计 .166.1.2路基的类型及构造 .166.1.3路基的填土与压实 .176.2路面设计 .186.2.1路面结构组成 .184华东交通大学理工学院毕业设计6.2.3沥青混凝土路面结构设计及计算.196.3 排水设计 .216.3.1路基路面排水设计 .216.3.2边沟设计 .226.3.3排水沟设计 .227总结. .248相关参考资料 . .259后记. .26许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计1 概述1.1 本公路建设的意义在古代，泥土公路上只能过一些马车，速度慢，效率低。到了近代，简单的石子沥青公路能行驶一些小汽车，不过车道大部分在城市里，所以出城交往仍不是很方便，但是高速公路的诞生使公路的运输能力以及服务水平得到了很大的提升, 高速公路具有行车快、车况好的特点，因此极大的方便了人们的出行。人们出行方便了，就会更好的带动地区经济发展和文化交流。同时，高速公路的建设以及维护都需要大量人员，因此还解决了人员的就业问题。 所以建设高速公路对所经过的地区的经济发展起着十分重要的作用，同时它也承接地区整治文化的交流的作用。1.2 公路等级的确定以及技术标准的论证基本技术指标表 1.1 高速公路技术指标简表公路等级高速公路设计时速 (kmh)12010080车道数86486464车道宽度 m3.73.73.73.73.73.73.73.755555555路基宽度 m 一般4534.284433.263224.值555最小42-2641-24.-21.值55极限最小半径 m650400250停车视距 m210160110最大纵坡 %3456华东交通大学理工学院毕业设计公路等级高速公路表 1.2 高速公路主要设计标准项目单位设计标准设计行车速度kmh100道路宽度m6.5车道数条4设计使用年限年15根据毕业设计任务书的要求 “本路段技术标准为双向四车道高速公路，计算行车速度 100 公里小时，路基宽度 26 米”，所以可以基本确定本高速公路极限最小半径为 400m，停车视距为 160m，最大纵坡为 4%。交通指标分析本高速公路预测年的年平均日交通量公式如下：预测年的年平均日交通量= C D NKD式中CD -每条车道的通行能力；N -单向车道数；D -方向分布系数；K -设计小时交通量系数； 根据公路所处位置的环境和气候来确定K 值取值范围为：公路 0.120.15 。表 1.3 ：高速公路可以适应的年平均日交通量设计速度 (kmh)4 车道 (pcud)6 车道 (pcud)8 车道 (pcud)12040000550005500080000800001000010035000500005000070000700009000080250004500045000600006000080000根据本设计相关要求，本次设计高速公路年平均日交通量为3500050000pcud。许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计1.3 设计公路沿线地理环境概况地理位置本次设计的高速公路在辽宁省阜新市韩家店镇，起点位于下洼子中桥附近，终点位于前衙门西北 1.3km 左右。本工程位于辽宁西北低山丘陵地带，起点终点及沿线高差可达 20m左右。如冬季施工，还需注意，年最大冻土厚度为1.3m。公路所经地区概况本道路设计所经过辽宁西部韩家店镇。韩家店镇地处经纬度为：东经121°3530，北纬 40°5730。韩家店镇地势北高南低，西高东低，这个地方是属于半丘陵地区。同时他也属于半湿润大陆性疾风气候，年均气温7.6 ，交通属于乡村公路。1.4 方案比选及选线方案比选方案： 1（下图中粗线为选取线路）优点：这条路线比较平直。缺点： 1. 路线起点终点及所经地区高差较大，不利于施工2. 由于高差过大，可能需要假设连续梁桥，会增加工程预算。3. 土石方填挖过大，不经济且增加无意义的工期方案 2：（下图中粗线为选取线路）8华东交通大学理工学院毕业设计优点：选线高差合适，造价比较经济缺点： 1. 直线距离较长，根据相关资料表明不利于安全行车，2. 沿线假设桥涵较多，增加工程预算方案 3：（下图中粗线为选取线路）优点： 1. 设计线路沿线全程高差较小，利于施工，2. 所需桥涵假设较少，造价不高，3. 土方填挖较小，有利于保护环境的要求。缺点：施工用地范围涵盖居民区较多，提高施工征地费用。选线说明经过本人反复比选，宜采用第三种方案，理由如下：1. 此设计路线比较符合地形，高差较小2. 此设计路线方便施工，施工难度小，造价适中，比较经济3. 此设计路线符合环保要求。许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计2 平面设计及计算2.1 缓和曲线设计缓和曲线的作用缓和曲线能让驾驶员和乘客在转弯时降低离心加速度对人体的影响，并且能使司机更舒适轻松的驾驶汽车，提高视野水平。在给线性缓和和行车缓和起作用的同时，另一方面，超高段和加宽段也应该需要设置一个缓和过渡段以适应行车转弯的特点。缓和曲线最小长度的确定应该从以下三个方面来考虑缓和曲线的设置：（1）驾驶人员方便操作，乘车人员感觉舒服。l h minvtV t3.6式中 V-设计车速， km式中W-运量， m3 ·10m；Q-调配土石方数量，m3 ；n-平均超运运距单位，其值为：n=（L-L 免） 10式中L-平均运距， m；L 免- 免费运距， m；n-人工运输的超运距单位，m。（4）土石方计价在土石方调配中，所有弃的土方应当计价， 同样调的土方也应当计价。但是填方则不是一定要计价， 因为填方计价是根据填方土的来源来确定的。 如果填方是来自路外借土，这样就必须要计价。但是如果是移挖作填这种调配的话，就不应该再计价，不然会出现双重计价导致工程预算错误。土石方数量计价如下：V计=V 挖+V 填10华东交通大学理工学院毕业设计式中V计 - 计价土石方数量，m3 ；V 挖 - 挖方数量， m 3 ；V 填 - 填方数量， m 3 ；具体计算，详见附表 3路基土石方计算表许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计5 超高与加宽5.1 弯道超高方式的确定为了满足线形要求，使得平、纵、横三方面良好的协调，同时也为了提高行车的安全性和舒适性，抵消行车离心率，所以要对弯道进行超高设计查阅相关规范及技术资料以及表2.3 得：本高速公路设计 JD1、JD3 半径 R=700m，JD2 半径 R=750m，所以本设计中应设置超高。超高坡度的计算公式：icV2127R在有中央分隔带和没有中央分隔带的弯道，当超高横坡大于路拱横坡时，超高可以采用以下三种方式（参照图5.1 超高方式图）：一、绕内道边缘旋转（为图中a、 d）；二、绕中线旋转（为图中b、e）；三、绕外道边缘旋转（为图中c、 f ）。12华东交通大学理工学院毕业设计图 5.1 超高方式图根据设计要求本设计的所有超高均采用绕中线旋转方式。绕中线旋转，一般都是先将外侧车道绕路中旋转，然后等外侧车道元转至与内侧车道形成单向横坡之后再将全部一个断面绕中旋转，直到到达超高横坡度便完成中线旋转。5.2超高值的计算表： 5.1绕中旋转轴旋转超高计算公示表外a(i ji g )(ab)(ig ic )1. 计算结果缘2均为与设hc计标高（路基边圆中ai jbic沟）的高差曲22. 临界断面线线上距离缓和段起hc'点的长度bb内ai j2 ig(a2B j )ic缘hc''外缘hcx中过线渡段'上hcx内 ai j缘hcx''式（表）中b-a-x-许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计x2igL0igcb )(igxica(i j i g ) (aic )3.按直线比2Lc例来进行加宽BjxxBjLcai jb i g （定值）4. 按高次抛物线加2宽Bjx(4K 33K 4 ) BjKx( a Bjx )igbbxLcai j2 ig(a2Bjx )Lc(i c ig ) i g路面宽度， m；路肩宽度， m；ig - 路拱横坡；i j - 路肩坡度；Lc - 超高缓和段的长度（或缓和曲线的长度）， m；L0 - 路肩横坡由 i j 变为 i g 所需要的距离，一般可取1.0m；x0 - 与路拱同坡度单向超高点至超高缓和段起点的距离，m；超高缓和段上任一点至起点的距离，m；hc - 路基外缘最大抬高值，m；hc' - 路中线最大抬高值， m；hc'' - 路基内缘最大降低值，m；14华东交通大学理工学院毕业设计hcx -x距离处路基外缘抬高值，m；hcx' -x距离处路基中线抬高值，m；hcx'' -x距离处路基内缘降低值，m；Bj - 路基加宽值， m；Bjx -x距离处路基加宽值， m。各桩号处超高计算值均由以上公式计算得出，具体计算结果请详见附表3路基超高加宽表。5.3 加宽设计加宽是为了使汽车在转弯的时候行车轨迹便宜的需要， 让汽车转弯更安全舒适。 所以在平曲线内应当适当增加路面宽度以保证行车需要宽度。 当半径 250M时，需要增设加宽。因为在本设计中圆曲线半径最小值为700m250m，所以本设计沿线所有转角均不需要增设加宽。许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计6 路基路面设计6.1 路基设计公路路基是用来支撑路面的重要基础，它是按照相关技术要求和路线选线及设计的位置来修造的一种带状构造物，因为要承受来自路面的各种荷载，所以路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。路基设计原则：稳定性好；强度高；路面防水性能好；结构整体性能好；经济耐用。一般路基设计本高速公路设计项目平面技术指标由高速公路标准执行，道路设计时速100km，路面为 22.5m，土路肩宽度为 2x0.75m，硬路肩宽度为 2x1m，填方边坡 1:1.5 ，挖方边坡 1:0.5 ，路面及路肩横坡均为 2.0%，但是土路肩横坡需要按 3%来设计。地基设计应以地质工程勘探资料为依据，按照相关设计规范及技术要求，在保证道路路基安全稳定舒适的前提下来进行设计。路基的类型及构造（1）路基当路基设计标高高于天然地面标高时， 应当需要进行填筑， 我们把这种形式的路基称之为路堤。按照填土的高度的不同， 我们又可以将路堤分为高、矮路堤和一般路堤这么三种路堤。具体构造详图详见附件标准横断面 。本段设计中以 20m桩号为间隔展现断面路基形状。 设计原则上路基边坡一级放坡时采用 1：1.5 放坡，二级放坡时采用 1:1.75 放坡。本设计用断面形式一般采用梯形断面形式，同时需根据实际工程要求来设置挡土墙。为了防止水流冲刷路堤和侵蚀坡面，所以我们应当在高路堤边坡处采取一定的防护及加固措施，确保其稳固耐用。（2）路堑路堑就是当路基设计标高低于天然地面标高的时候，以相关方法开挖而形成的路基。挖方边坡应根据挖深和当地地质情况来进行放坡，一般坡度取1:0.5 和 1:0.75 ，16华东交通大学理工学院毕业设计为了防止路基表面范围内的地面上的水流影响路基质量，挖方坡角应该设置边沟， 同时路堑上方应设置截水沟，用来截挡和吸收流向基坑的水流。在本设计中 , 坡长较长时可以设置路堑挡土墙、护坡脚及分级放坡来保证边坡的稳定可靠。并且在两坡之间应设置加宽碎落台，防止碎落物掉进排水沟，造成排水堵塞，从而影响路基整体使用性能。 此路段所有深挖路堑的边坡应该根据相关规范及技术要求采取有效的边坡加固措施。（3）半填半挖路基有一种路基结合了路堤的特点和路堑的特点，上述对路堤路堑要求都满足的这种路基就称为半填半挖路基。路基的填土与压实（1）填土的选择有相关数据和规范得知， 路线所经地区的自然因素和其土的性质决定了路基的强度和稳定性。并且路基其强度和稳定性与填土的高度还有施工技术有关。本设计中的填土参照下表：表 6.1路基结构设计参数表层结构层名称厚20模量15极位度（npa）模量限强度（ n(mpcm）pa）a)1细粒式沥青混412052021.3凝土502中粒式沥青混510501801.1凝土03粗粒式沥青混79601400.9凝土04水泥稳定碎石214501450.60025石灰土35005000.602许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计6土基35( 干燥 ) 、30土（中湿）基（2）路基的压实根据相关规范及技术要求，路堤填筑需分层填筑，每层填筑压实不得少于 8 遍。路基填筑材料压实的情况好坏， 与材料的级配及含水量有密不可分的关系。 为了增强路基的强度及稳定性， 在有条件的情况下需铺设土工格栅。 具体路基压实要求按照相关规范和技术要求执行。表 6.2 沥青混合料的压实适宜厚度和最小厚度最公称压实适沥青混合料类型大粒径最大粒符号最小厚宜厚度(mm)(mm)(mm)(mm)细粒13.29.5AC-12025 -式040密集AC-140中粒191635配沥青混6-60式合料AC-270 -粗粒31.526.570式51206.2 路面设计设计原则：整体性好；平整度高；抗滑能力强；高温稳定性好；水稳性好。路面的主要功能：承受车辆行驶碾压而产生的荷载和各种自然因素等的共同作用，并且路面应该具有足够的强度已经充分的稳定性， 这样才能保证车辆在路上安全、 舒适、快速行驶。路面结构组成（1）面层面层是直接承受车辆压力及各种气候天气影响的路面结构层， 因为车辆直接在路面的面层上面行驶， 所以它能直接影响行车的安全性和驾驶员的舒适度。 因此面层应该具有足够的结构强度来抵抗各种外力的作用， 同时也应该具有足够的抗变形能力已保证道路的使用性能，以及较好的水稳性和温稳性，并且应该耐磨、不透水，表面平整并且可18华东交通大学理工学院毕业设计以给汽车提供良好的摩擦性能。本设计中路面面层材料采用沥青混凝土。（2）基层基层的作用主要是承受从面层传递过来的车辆荷载以及其他外界荷载，并扩散到下面的垫层和填筑材料中去。 因此基层应该具有足够的强度和稳定性，并且应具有扩散应力的能力及足够的水稳性。本高速公路设计中， 应该充分考虑到填筑材料的使用以及土方填挖的的平衡，节约工程造价。经实验室对材料检测合格后，可直接采用当地石料，减少了运输费用。沥青混凝土路面结构设计及计算设计资料：（1）交通量年平均增长量r=10%来设计，路段所属为低丘陵地区。（2）初始交通量：小汽车7000 辆，载重汽车 2000 辆表 6.3 预测交通参数车型总重载重前轴后轴后轴后轮前轮交通（ KN）（KN）重重数轮组轮组量（KN）（KN）数数东风92.95023.769.21双单400EQ140解放80.254019.460.851双单300CA10B黄河150.682.649101.61双单200JN150标准01001100轴载表 6.4 标准轴载的计算参数表标准轴载BZZ-100标准轴载 P（KN）100轮胎接地压强 p（ MPa）0.7单轮传压圆直径 d（cm）21.3许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计两轮中心距（ cm）1.5d1. 轴载分析根据本次毕业设计任务要求及上表所列出的相关数据， 由此得知本设计中标准荷载应该路面双轴组单轴承载为 100KN。（1）轴载换算公式：N C1C2 Ni ( Pi )4.35P式中 N-标准轴载当日轴次，次日；Ni- 被换算车辆的各级轴载作用次数，次日；P-标准轴载， KN；Pi - 被换算车辆的各级轴载， KN；C1-轴载系数；C2- 轮组系数；由上式算出：N C1C2 N i ( Pi)4.35 =1536.7P（2）标准轴载公式：kNC1'C 2' Ni ( Pi )8i 1P式中C1' - 轴数系数， C1' =1+2（m-1）；C2'- 轮数系数，单轮组为18.5 ，双轮组为 1.0 ，四轮组为 0.09.由于高速公路规范要求以沉弯值作为设计指标，所以计算其设计弯沉值为：Ld960N e 0.2 Ac As Ab =24.55 （0.01mm）（1）细粒式沥青混凝土0.220.09Aa NeK S0.3824AcSPR1.3MPaK S20华东交通大学理工学院毕业设计（2）中粒式沥青混凝土0.220.09 Aa NeK S0.3324AcSPR0.9MPaK S（3）粗粒式沥青混凝土0.220.09Aa NeK S0.2986AcRSP1.1K SMPa（4）水泥碎石0.35Ne0.11K S1.99AcSPR0.62MPaR（5）石灰土0.110.45NeK S2.46AcRSP0.62MPaR通过计算，得出结论：该设计合理。6.3 排水设计路基路面排水设计（1）设计原则关于路基设计中排水设计的是否恰当最直接的关系到路基的稳定性还有其使用性能，路基排水设计的任务就是把路基路面的径流已经含水量降低到最低，以保护路基的安全。当在设计路基排水时我们应该遵循以下几个原则：各种路基排水设施的设置和其连接应该尽量做到不占农业用地的原则，同时应该和当地的水利设施相配合，达到排水的最优化。必要的时候，可以增加管道的孔径或者许凡；辽宁某高速公路2 标 36KM 设计增加管道的数量以此来使当地农业灌溉更加方便。以防为主，稳固耐用。排水设计要根据工程所在地的实际需求情况来设计，并且达到经济适用的标准。（2）排水设计在本高速公路设计中挖方路堑边坡坡顶以外必须设置截水沟， 为了防止各方来水冲刷和侵蚀挖方边坡和路堑坡脚， 应该尽最大限度保护好路基。 同时截水沟一律采用梯形截面形式。边沟设计当碰到挖方路基及填土高度或者低于路基设计要求的临界高度的路堤时， 应当在路肩外缘设计纵向人工沟渠， 这类人工沟渠就是边沟。 将排出路基用地以内的的地表水排出路基用地以外，这就是边沟的主要作用。 边沟设计时应遵照相关设计要求及技术规范，边沟设计好坏一定程度影响了路基的使用效益以及使用年限。
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