二级公路设计说明书

目录摘要4Abstract5第一章 绪论61.1 设计背景71.1 .1 公路运输的功能，特点，地位及作用71.1.2 我国公路现状71.1.3 我国公路发展规划81.2 设计意义8第二章 道路设计的可行性研究92.1 项目建设背景92.2 工程实施可行性论证9第三章 自然情况对道路设计与施工的影响分析103.1 自然情况对道路选线的影响103.2 自然情况对道路路基路面设计的影响113.3 自然情况对道路施工的影响11第四章 道路技术等级的确定12第五章 平曲线设计135.1 概述135.2平面设计135.2.1 选线135.2.2 选线步骤145.3 平面线形设计145.3.1 平面线形设计要点155.4 平面设计各技术指标的确定155.4.1 直线的最大长度155.4.2 直线的最小长度155.4.3 圆曲线最小半径155.4.4 圆曲线最大半径165.4.5 圆曲线半径的选用165.4.6 平曲线的最小长度165.4.7 小偏角的曲线长165.4.8 缓和曲线长165.4.9 线形计算17第六章 纵断面设计176.1纵断面设计原则176.2 纵断面设计技术指标的确定186.2.1 纵坡18最大纵坡186.2.3 最小纵坡186.2.4 最大坡长186.2.5 最小坡长196.2.6 平均纵坡196.3 竖曲线19竖曲线最小半径和最小长度196.4平纵结合设计20平面直线与纵断面直线组合20平面直线与纵断面凹形曲线组合20平面曲线与纵断面直线组合20平面曲线与纵面曲线组合20第七章 横断面设计及土石方227.1 横断面设计22横断面组成22路拱和路肩的确定23超高和加宽的确定237.2土石方量计算与调配23第八章 排水设计258.1 路基边坡设计258.1.1 路堤边坡268.1.2 路堑边坡268.2 边沟和排水沟268.3 涵洞布设27第九章 路面设计289.1 设计方案289.2 确定土基的回弹模量289.3 路面结构组合设计299.4 方案的计算情况29第十章 挡土墙设计3210.1 设计资料3210.2确定计算参数3210.3车辆荷载换算3310.3.1 试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B3310.3.2 布载、换算土层厚度3410.4考虑车辆荷载时作用时的土压力计算3510.4.1 计入求算破裂棱体的宽度3510.5挡土墙截面的设计36检验b是否满足要求36抗滑动稳定性验算3710.5.3 抗倾覆稳定性验算3710.5.4 地基承载力验算3810.5.5 墙身截面强度验算38第十一章 交通沿线设施设置设计4011.1 概述4011.2 交通安全设施设计40致谢41参考文献42附录.摘要本设计为青海省共和县境内某山岭重丘区二级公路初步设计，该路线全长3.57km，设计时速60km/h，双向双车道，不设中央分隔带，行车道宽3.5m，两侧分别设置0.75m的硬路肩和0.75m的土路肩。在设计中，首先根据交通量确定道路等级，然后在电子地形图上确定路线，分别进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，桥涵设置，挡土墙设计，最后对所定路线进行路面设计。关键词：二级公路；平曲线；竖曲线；挡土墙；沥青路面AbstractThe preliminary design for the territory of Qinghai Province, republic county in a mountainous area and two road, the route length of 3.57km, the design speed of 60km/h, two lane, with no central separate belt, lane width 3.5m, soil shoulder are respectively arranged at the two sides of the hard shoulder of 0.75m and0.75m Soil shoulder.In the design, first determine the road grade according to the traffic volume, and then determine the route on the electronic topographic map, respectively, plane design, longitudinal design, cross-sectional design, bridge and culvert, retaining wall design, finally carries on the route of pavement design.Keywords：two highway; flat curve; vertical curve; retaining wall; asphalt pavement第一章 绪论1.1 设计背景1.1 .1 公路运输的功能，特点，地位及作用公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此，公路运输有通过运输和送达或集散的功能，尤其是送达或集散功能作为其它几种运输方式(管道除外)的终端运输方式是交通运输中不可缺少的组成部分，在综合交通运输体系中发挥着非常重要的作用。随着高速公路向网络规模的发展，利用高速公路的干线运输功能，公路运输作为一种具有功能齐全（通过和送达或集散齐备）的运输体系发挥越来越重要.与其它运输方式比较，公路运输的特点是灵活性，尤其是高速公路建设，信息网络、通信技术以及计算机技术等的发展，又实现着快速性门到门运输和被称为零库存(just in time)的运输特点，促使着公路运输的快速发展。公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件相对宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此，公路运输具有生产点多、面广的特点。1.1.2 我国公路现状改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势。目前公路运输存在的主要问题为：(1) 公路交通的基础设施水平还较差。截止到2001年底，我国修建各种级别的公路近140万公里，其中高速公路1.9万公里，居世界第二位。然而，路网密度仍然较低，只相当于巴西的1/2，印度的1/5，美国的1/6，日本的1/30。公路质量与发达国家相比差距仍很大，还不能满足国民经济及社会发展的需求公路数量少、等级低、质量差。(2) 运输车辆的车型结构不合理，技术性能还较差(3) 运输生产的效率，效益较低；(4) 运输经营组织与管理的手段还比较落后，经营主体结构不合理，建立高效、有序的运输市场缺乏基础。1.1.3 我国公路发展规划随着科学技术的发展，尤其是IT(intelligent technology)产业和智能交通系统的发展，公路运输的发展呈如下趋势：(1) 随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务；(2) 随着全国高速公路网的形成和WTO的加入，促使公路运输企业按规模化要求建立集约化经营的运输企业；(3) 公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作；(4) 在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统；(5) 运输组织方式按生产力水平分层发展。逐步加强运输规划，使公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来，同时还根据效率与效益原则，把运输服务1.2 设计意义综合运用已学的知识，解决交通工程专业有关道路工程的技术问题，从而获得综合运用本专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，提高分析和解决实际问题的能力，并受到科学研究的初步训练。通过毕业设计进一步培养调查研究、检索和阅读中外文献资料、综合分析、设计计算、计算机应用、技术经济分析、绘图、撰写论文和设计说明书等方面的能力。毕业设计所采用的地形图是学生用地形图，设计任务为在地形图上选取一合适地域做一长度为3-5千米的二级公路设计。该地形图由指导老师提供。本次设计，在了解、熟悉和掌握道路及其构造物详细设计程序的基础上进行二级公路两阶段施工图设计。运用所学专业理论，公路有关技术标准及定额，进行工程施工图设计和技术分析；培养和训练学生的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机应用能力。本次大约3.5公里的道路设计结合了道路勘测设计、路基路面设计等内容。本次设计主要运用的计算机设计软件为“纬地道路设计辅助软件”，改软件为专业的道路设计软件，内置最新的国家道路设计标准，为道路设计提供很大的帮助。此外毕业设计也是作为大学生毕业前的一次重要的演练，为我们将来顺利踏上工作岗位，但当好自己的职责具有重要的意义。第二章道路设计的可行性研究2.1 项目建设背景共和县位于中国青海省东北部。1990年人口12.79万人。有藏、汉、回、蒙古等民族。秦汉为羌族游牧区，412663年建第一个封建王国。1929年设共和县。地处青藏高原，地势西北高，东南低。有青海南山、日月山、鄂拉山等山地。属高原亚寒带气候，1月均温14，7月均温18.3，极端最高气温34，极端显低气温23.8。年降水量300400毫米。矿产资源有铜、白云母、铁、铅、锌、油气、大理石，其中大理石贮量15亿立方米。经济半农半牧。2.2 工程实施可行性论证该地区地面起伏，山丘连绵，属于山岭重丘区，仅靠等外路不利于城镇居民交往及对外发展，沿线砂石材料丰富，有小型的采石场和石灰厂，提供了良好的基层材料，施工时可因地制宜，就地取材；本项目是共和县主要交通干道，建成后既可缓解交通状况，开发区域经济，又可促进小型厂企的投产扩产，故而可以充分调动广大群众筑路的积极性，通过多种渠道，多形式的筹集资金，因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要，有能力在两地间修一条等级较高的公路。第三章自然情况对道路设计与施工的影响分析3.1 自然情况对道路选线的影响本设计的路段所在地区处于青海省东北部，途经当地重要农牧业区，选线时应尽量不占或少占农田。冬季盛行风向为东北风，路线走向应尽量与信风方向一致，避免正交。该地区属于山岭重丘区，地势起伏较大，地形错综复杂，应综合考虑平，纵，横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。3.2 自然情况对道路路基路面设计的影响路基路面裸露在大气中，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此，应深入调查公路沿线的自然条件，从总体到局部，从大区域到具体路段，分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。设计中路基路面的排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象。沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。深路堑应加强边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。3.3 自然情况对道路施工的影响该路段地处冰冻地区，冬季无法进行路基和路面施工。因此应考虑到对施工工期的影响。合理安排施工组织设计。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。第四章道路技术等级的确定经调查该地区近期交通量资料如下：表41 交通量资料车型数量车辆折算系数三菱FR4152501.5五十铃NPR595G1401.5江淮HF140A1001.5江淮HF1502002.0东风KM3403501.5东风SP9135B1203.0五十铃EXR181L1103.0查公路工程技术标准得小客车和中型载重汽车折算系数如下：表42 汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小客车1.0中型车1.5大型车2.0托挂车3.0交通增长率：=7%道路必经点：无要求交通量计算：N1=（250+140+100+350）1.5+2002.0+（120+110）3.0=2350辆/日远景设计年限为15年的年平均昼夜交通量为：N15=1995（1+）=2350（1+7%）=6060辆/日5000辆/日查公路工程技术标准可知，一级公路的设计年限为20年，二级公路的设计年限为15年。一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为1500030000辆（四车道）或2500055000辆（六车道），二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为500015000辆。故根据标准，应建二级公路，为主要供汽车行驶的双车道公路。第五章平曲线设计5.1 概述路线设计是道路设计中最根本的问题。路线设计是否合理，不仅关系到道路本身的工程投资和运营效益，还关系到道路的使用功能和国家的路网规划、国家的政策和国防要求等。因此，路线设计的选择应综合考虑公路的等级、在路网中的作用、水文、气象、地质、地形等自然条件，结合铁路、航空、水运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况等，从所有可能的方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。路线设计阶段包括平面设计、纵断面设计、横断面设计三个阶段，本章只对平面设计做出说明，纵横断面设计说明详见目录。5.2平面设计平面设计分为选线和平面线型设计，本次设计是在纸上定线和计算机线行设计。 选线选线的一般原则选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形，地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：a.在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。b.路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、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指标，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指标。c.选线注意同农田基本建设相配合，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等。d.通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。e.选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。f.选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染等问题。5.2.2 选线步骤一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤:a.首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。b.按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局。c.本设计本着方便城镇出入,少占田地,尽量避免穿越池塘,尽可能利用老路,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。5.3 平面线形设计本设计为山岭重丘区二级公路，查公路工程技术标准可知，设计行车速度宜采用60km/h。5.3.1 平面线形设计要点平面线形应与地形、地物和环境相适应，保持线形的连续性和均衡性，并与纵断面设计相协调。a.平面线形应直捷、流畅，与地形、地物相适应，与周围环境相协调。b.保持平面线形的均衡与连续。c.注意与纵断面设计相协调d.平曲线应有足够的长度5.4 平面设计各技术指标的确定5.4.1 直线的最大长度公路线路设计规范（JTG D20-2006）（以下简称规范），规定直线的最大长度应有所限制。当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。规范规定，山岭重丘区二级公路最大直线长度为1200米，本设计速度不大于60km/h故无最大长度限制。5.4.2 直线的最小长度规范规定，直线线形不宜过短，其最小直线长度为：当计算行车速度60km/h时，同向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h计)的6倍为宜；反向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h计)的2倍为宜。本设计设计时速为60km/h，故同向曲线间最小直线长度360m，反向曲线间直线最小长度120m。5.4.3 圆曲线最小半径我国公路工程技术标准（JTG B01-2003）(以下简称标准)对不同等级的公路规定了极限最小半径、一般最小半径、不舍超高的最小半径。本设计为时速60km/h的山岭重丘二级公路，根据标准查阅可得其各最小半径，见下表： 表5-1 圆曲线半径 (m)技术指标山岭重丘二级公路一般最小半径 200极限最小半径 125不设超高最小半径路拱1500路拱19005.4.4 圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。5.4.5圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，极限最小半径及一般最小半径均未采用。5.4.6 平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。平曲线的最小长度：70m平曲线中圆曲线的最小长度取：35m5.4.7 小偏角的曲线长规范规定：山岭重丘区转角等于或小于7时，平曲线长度一般值是500/m，低限值是70m。5.4.8 缓和曲线长缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：a.离心加速度变化率不过大;b.控制超高附加纵坡不过陡;c.控制行驶时间不过短;d.符合视觉要求;因此，规范规定：二级公路缓和曲线最小长度为60m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，和半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于不设超高的最小半径时，可不设缓和曲线。5.4.9 线形计算转角1=244217.6，2=193026.8，3=222759.5, 4=48160.7根据标准和规范取JD1、JD2、JD3、JD4圆曲线半径分别为R1=500m、R2=600m、R3=600m、R4=700m和缓和曲线长Ls1=80m、Ls2=80m、Ls3=80m、Ls4=90m。具体计算结果见“逐柱坐标表”。第六章 纵断面设计6.1纵断面设计原则纵断面线形设计的一般原则如下：a.应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、最小坡长、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等），以及有关高程控制点和构造物设计对纵断面的要求。b.纵断面线形设计应根据设计速度，在适应地形及环境的原则下，对纵坡大小、长短及前后坡段协调的情况，竖曲线半径机器与平面线形的组合灯进行综合研究，反复调整，设计出平顺、连续的断面线形。c.平面上直线路段不易在短距离内出现凹凸起伏频繁的纵断面线形，其突起部分易遮挡视线，凹下部分易形成盲区，使驾驶员产生茫然感，导致视线中断，使线形失去连续性，影响行车安全。d.连续上坡（下坡）路段，应符合平均纵坡的规定，并采用运行速度队同行能力与行车安全进行检验。e.长下坡的直线段端部不应设计小半径的凹形竖曲线或平曲线，以保证行车安全。当相邻坡段的坡差很小时，应设置较大半径的竖曲线，以保证竖曲线的最小长度要求。避免使用凸形竖曲线半径小、长度短的纵断面线形，汽车在这种线形上行驶时，只有到坡顶时方能看到前方的路面，易使驾驶员茫然，不利于行车安全。f.应争取纵向填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方数量，降低工程造价。6.2纵断面设计技术指标的确定6.2.1纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。6.2.2最大纵坡确定最大纵坡是，不仅考虑汽车的动力特性、道路等级、自然条件，还要考虑工程和运营的经济等。我国标准规定最大纵坡时也根据这些情况进行了综合考虑。标准规定设计时速为60Km/h的公路，其最大纵坡为6。本设计取最大纵坡为4。6.2.3 最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。6.2.4 最大坡长纵坡越陡，坡长越长，对行车影响越大。主要表现在：行驶速度显著下降，甚至要低排挡克服坡度阻力；易使水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡行驶制动次数频繁，易使制动器发热失效，甚至造成车祸；影响通行能力和服务水平。因此，对纵坡长度必须加以限制。我国标准规定在纵坡为4%，设计时速为60Km/h，其最大坡长不大于1000m。6.2.5 最小坡长从汽车行驶平顺性要求，最小坡长规定汽车以设计速度9-15s的行程为宜，我国标准规定设计时速60Km/h的道路，其最小坡长一般值为200m，最小值150m。本设计中最小坡长取值为200m。6.2.6 平均纵坡为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制路线总长度内的平均纵坡，规范规定二级公路越岭路线的平均纵坡以接近5.5%(相对高差为200-500米)和5%(相对高差大于500米)为宜。并注意连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%。6.3 竖曲线为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。6.3.1竖曲线最小半径和最小长度a.凸形竖曲线最小半径和最小长度 标准规定的凸形竖曲线一般最小半径为极限最小半径的2倍，在条件许可时应尽量采用大于一般最小半径的竖曲线为宜。竖曲线最小长度相当于各级公路设计时速的3s行程。标准规定在时速为60Km/h时，其竖曲线半径一般值为2000m，极限值为1400m。竖曲线长度一般值为120m，最小值为50m。b.凹形竖曲线最小半径和最小长度 凹形竖曲线的最小长度，应满足两种视距的要求：一是保证夜间行车安全，前灯照明应有足够距离；二是保证跨线桥下行车有足够的视距。标准规定，凹形竖曲线在60Km/h设计时速下最小半径极限值为1000m，一般值为1500m。最小长度同凸形竖曲线。6.4平纵结合设计平面直线与纵断面直线组合这种线形组合单调、呆板，行驶过程中路线视景不变，容易使司机产生疲劳感。尤其在高速行车时，容易导致交通事故。在交通比较复杂的路段，这种线形组合是有利的。设计中可采取措施来弥补景观单调的不足。平面直线与纵断面凹形曲线组合这种组合具有较好的视距。在设计中应该注意以下几点：a.避免插入较短的凹形竖曲线，或插入小半径曲线（一般应大于最小半径的34倍），以免产生折点。b.两个凹形竖曲线间不要插入短直线，此时宜将两个凹曲线合并成一个凹曲线，可改善视觉条件。c.长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。平面直线与纵断面凸形曲线组合这种组合视距条件差、线形单调，使司机对前方道路情况无法做出判断，应尽量避免。使用这种组合应注意采用大半径曲线，以保证视距。当连续出现凹形和凸形竖曲线时，会造成不良视觉效果，一般应尽量避免。6.4.3平面曲线与纵断面直线组合如果平曲线半径选择适当，这种组合效果良好，汽车在这种线形上行驶，可获得良好的景观效果。如果平曲线与直线组合不当，曲线半径过小，或直线长度过短，平曲线半径与纵坡不协调，都会导致线形折曲。这种组合还应满足合成坡度的要求，尤其应避免急转陡坡组合。6.4.4平面曲线与纵面曲线组合这两种组合形式很常见，但比较复杂，如果曲线半径适宜，平纵线形要素均衡，可以获得视觉舒适、诱导效果良好的空间曲线。此种组合应注意以下几点：一般情况下，当平竖曲线半径较大时，宜将平竖曲线半径顶点对应。若两者不能很好的配合，两者的半径都小于某一限度时，宜将平竖曲线拉开相当距离。平曲线与竖曲线的大小保持均衡竖曲线的顶部或底部，不得与反向平曲线的拐点重合，尤其是凸形竖曲线，容易造成判断失误。避免转角小于7的平曲线与坡度角较大的凹形竖曲线组合。缓和曲线不得与小半径竖曲线重叠。不宜将小半径平曲线设置在竖曲线的底部或顶部。平竖曲线对应重叠有如下优点：利于诱导视线有利于行车安全线形舒适美观平曲线与竖曲线的各种组合见下图:第七章 横断面设计及土石方7.1 横断面设计7.1.1横断面组成对于该设计路段的横断面类型为单幅双车道主要是由行车道、路肩、边沟、排水沟、截水沟和等组成。本设计路段为二级公路，车速定为60km/h，按照标准规定,将路基宽度选定为10米，其中行车道宽度为23.5m，硬路肩宽为20.75m，土路肩为20.75米。7.1.2路拱和路肩的确定为了路面排水顺畅和保证行车安全、平稳。坡度过小则排水不畅，且不利于行驶安全。所以路拱坡度应限制在一定的范围内。根据路面类型和当地自然条件，本设计采用2.0的路拱横坡。路肩的设置则为硬路肩采用了与路面坡度相同的2.0%，而土路肩，为了能迅速排出路面上的降水，路拱坡度为3.0。路拱形式采用直线形，以路中线为为基点，设置双向路拱横坡，主要是为便于机械化施工、排水和养护。7.1.3超高和加宽的确定为了满足路线的线形要求，平、纵、横三方面的协调，同时也为了满足行车的舒适性、安全性，要做好路线弯道的超高与加宽设计。标准规定：在路拱2.0%时，半径小于1500米时，要设超高。当半径小于等于250米时，要设加宽。标准规定，当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，设置等于路拱坡度的超高值或不设超高。所以，可不设超高。7.2土石方量计算与调配首先是根据横断面图计算横断面面积然后计算体积，即获得土石方数量，填入土石方计算表。当地面不规则时，常采用的方法有积距法和几何图形法。横断面面积计算时应注意的问题：（1）填方面积和挖方面积应分开计算。（2）填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。（3）如基底是淤泥需换土时，先算出挖出淤泥的面积，再计算换土填方面积，即统一面积计算两次。同理，挖方台阶的面积也应计算两次。（4）大、中桥起终点之间的土石方数量，不计入路基土石方工程数量内。具体可见土石方计算表。计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以及计算土石方的数量和运量。通过调配，合理的解决各路段土石方数量的平衡和利用问题，使路堑挖出土方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所取，挖方有所用。（1）调配要求土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。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）。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。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。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。（2）调配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：准备工作调配前先要对土石方计算惊醒复核，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、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。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。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见区免费运距计算借方数量、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+借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。计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量第八章 排水设计路基施工和养护均需一定的水分，但是路基和路面周围的水应当严格的控制，该设计路段地处青海省海南州地区，该地区为高原冰冻地区，冬季严寒，降雪较多，初春冰雪融化极易造成土基含水量过大，便会引起土质松软，强度降低，发生边坡坍塌、冻胀、翻浆等病害，从而降低道路的使用性能，影响行车安全，还将大大降低道路的使用年限。综合各种气候、水位、土质、等地形水文条件等这些都极易引起道路的冻害、翻浆等病害。为排出路基、路面内的地面水和地表水，保证路面和路基的稳定，防止路面积水影响行车安全，应设置完善的排水设施。本设计为二级公路，路基路面排水应综合设计使各种排水设施形成一个功能齐全，排水性能强的完整排水系统。8.1 路基边坡设计路基的边坡，尤其是陡坡地段的路堤边坡及深路堑的挖方边坡，不仅数量大，施工难度高，而且是决定路基稳定性的关键，如果地质与水文条件较差，往往病害严重，甚至因水毁坏，所以合理的确定边坡坡度，对于路基的稳定性至关重要，同时要做好路基的排水、养护和加固设计工作。路基边坡的坡度，应根据当地的自然条件、土石种类及结构边坡高度、施工方法、气候条件、基底的工程地质及水文地质条件进行合理选定。8.1.1 路堤边坡沿线山体稳定，无不良地质状况，故路堤边坡坡度，可参照下表，结合当地已成的实践经验采用。路堤边坡坡度填料类型边坡最大高度（m）坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘性土、砂性土、粉性土2012121：1.51：1.7砾石土、粗砂、中砂121：1.5碎石、卵石20881：1.51：1.7不易风化的石块2012121：1.31：1.5根据沿线的工程地质及水文状况，本设计采用的边坡为：路堤坡度（H）1：1.5。8.1.2 路堑边坡路堑边坡的稳定性主要与当地的地质地貌、水文条件和排水条件有关。为了防止边坡不稳定而发生塌方等病害，在设计之前，首先用对山坡的自然稳定性做正确的判断。整体岩层，风化较轻，边坡的稳定性一般稳定性较好；岩质山坡上，如风化严重，有与路线平行的台阶的地形，可能出现山坡滑坍；岩质的山坡上有与路线平行的裂缝，可能出现山坡不稳的现象；圆圈状的山坳容易发生滑坡，小的山坳容易发生塌方。本设计所采用的边坡是纬地软件所采用的国标值。8.2 边沟和排水沟设置在挖方路基的外侧以及填土高度较低的路堤坡脚外侧的纵向人工沟渠，称之为边沟。其主要功能在于汇集和排出路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大时，一般不需要进行水文、水利计算。依据沿线具体条件，选定标准横断面形式，边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水汇入，也不能与其他人工沟渠和并使用。本设计所采用边沟为梯形边沟。排水沟主要用于排除来自边沟，截水沟或其它水源的水流，并将其引至路基范围以外的指定地点。排水沟的断面形式一般为梯形，底宽不应小于0.5m，深度按流量确定，但不宜小于0.5m。边坡坡度视土质而定，一般土层可用1：1.5。沟底纵坡以1%3%为宜，纵坡大于3%，需进行加固，大于7%时，应设置跌水或急流槽。排水沟的长度应根据实际需要确定，通常宜在500m以内。排水沟距路基的距离一般不小于34m。8.3 涵洞布设本路段小桥涵设置时主要考虑了：上游洞口应考虑流向，下游洞口以不危及农田村镇为原则，同时考虑到圆管涵利于施工，又经济简便，所以在K1+860处布设一钢筋混凝土盖板涵。第九章 路面设计本设计为双车道二级公路，路面设计年限为12年，本路段属于第自然区划，为粉质土，沿线有大量碎石集料，并有水泥、石灰等供应。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ100表示。标准轴载计算参数如表所示。标准轴载计算参数标准轴载BZZ100标准轴载BZZ100标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆直径d（cm）21.3轮胎接地压强P(Mpa）0.7两轮中心距（cm）1.5d车道系数表行车道数特征单车道1.0双 车 道有分离0.5无分离0.60.7四车道0.40.5六车道0.30.49.1 设计方案本设计路面采用沥青混凝土：路面设计系数名称公路等级系数面层类型系数基层类型系数系数1.111路面设计弯沉值 : 9.2 确定土基的回弹模量a.此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。b.根据设计资料，由设计规范公路沥青路面设计规范JTG D50-2006，该路段处于区，为粉质土，确定土基的稠度为1.10。c.查设计规范公路沥青路面设计规范JTG D50-2006中“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(Mpa)”表得土基回弹模量为。9.3 路面结构组合设计（1）拟定路面结构组合方案：根据规定推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（取10cm），基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底基层石灰粉煤灰碎石 25cm。（2）拟订路面结构层的厚度按二级路的路面来设计，由设计规范公路沥青路面设计规范JTG D50-2006规定二级公路的面层由二层至三层组成。采用二层式沥青面层，表面层采用中粒式沥青混凝土（厚度为），下面层采用粗粒式沥青混凝土（厚度为）。（3）各层材料的设计参数（抗压模量与劈裂强度）：查设计规范公路沥青路面设计规范JTG D50-2006，得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取和的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到和的抗压模量：中粒式沥青混凝土为和，粗粒式沥青混凝土为和，水泥碎石（或）为，石灰粉煤灰土（或）为。各层材料的劈裂强度：中粒式沥青混凝土为,粗粒式沥青混凝土为，水泥稳定碎石为，石灰粉煤灰碎石为。9.4 方案的计算情况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 : 5 标准轴载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 30 (0.01mm)路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 15 (cm)土地的回弹模量：（1）容许拉应力如下表：各层材料劈裂强度与容许拉应力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0.80.232粗粒式沥青混凝土0.60.163水泥稳定碎石0.60.284石灰粉煤灰土0.40.19（2）各层的厚度入下表：各层厚度表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4120016000.72粗粒式沥青混凝土690012000.63水泥稳定碎石?150015000.144石灰煤渣碎石255505500.085土基36（3）按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 30 (0.01mm)H(4)= 15 cm LS= 34.2 (0.01mm)H(4)= 20 cm LS= 29.7 (0.01mm)H(4)= 19.7 cm(仅考虑弯沉)（4）按容许拉应力验算设计层厚度 :H(4)= 19.7 cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)= 19.7 cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)= 19.7 cm ( 4 )= 0.145 MPaH(4)= 24.7 cm ( 4 )= 0.128 MPaH(4)= 21.2 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)H(4)= 21.2 cm ( 5 )= 0.088 MPaH(4)= 26.2 cm ( 5 )= 0.075 MPaH(4)= 24.3 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)（5）路面设计层厚度 :H(4)= 19.7 cm(仅考虑弯沉) H(4)= 24.3 cm(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 50 cm验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .（6）通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:路面结构设计表中粒式沥青混凝土4cm粗粒式沥青混凝土6cm水泥稳定碎石25cm石灰煤渣碎石25cm土基第十章 挡土墙设计10.1 设计资料1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高6米，墙上填土高3米，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，坡度1：0.25，墙身分段长度15米。2.公路等级高速公路，车辆荷载等级为公路II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。3.墙背填土容重18kNm3，计算内摩擦角35,填土与墙背间的内摩擦角/2。4.地基为砂类土，容许承载力f250kPa，基底摩擦系数0.40。5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重23kNm3，砌体容许压应力a=600kPa，容许剪应力50kPa，容许弯拉应力wl80 KPa。10.2确定计算参数设计挡墙高度H=6m，墙上填土高度a=3m，填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。墙背填土计算内摩擦角,填土与墙背间的摩擦角;墙背与竖直平面的夹角。墙背填土容重18kNm3。查看资料知公路工程技术标准（2003）中公路-级设计荷载为公路工程技术标准（97）中的汽车-20级荷载且验算荷载为：挂车-100。10.3车辆荷载换算10.3.1 试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度BA.计算假定破裂面角度不计车辆荷载作用=0.83m计算棱体参数：则：B.计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B由于路肩宽度d=0.75mB=2.10m，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。破裂面距墙踵：荷载内边缘距墙踵：由上有：6.758.114.25; 易知破裂面交于荷载内。10.3.2 布载、换算土层厚度查阅公路工程技术标准(JTG+B01-2003)可知：公路-II级基本相当于汽车-20级车辆荷载。车辆荷载布置图可知道，汽车-20级时：。则挡土墙的计算长所以：挡土墙的计算长度取值车辆荷载布置图(公路-II级)见图10.1：图10.1 车辆何在布置图由于在不加荷载时破裂棱体宽度，路肩宽，所以取车辆荷载：Q=.换算土层厚度：10.4考虑车辆荷载时作用时的土压力计算10.4.1 计入求算破裂棱体的宽度A.计算棱体参数则考虑车辆荷载后的破裂棱体宽度值为：易知破裂面位于荷载中。B.计算主动土压力及其作用位置a.主动土压力系数：b.主动土压力：c.作用位置：10.5挡土墙截面的设计10.5.1检验b是否满足要求初拟墙顶面宽度b=1.6m；通过计算检验强顶宽b是否满足使用要求,简图详见图10.2所示。图10.2 挡土墙简图(注：BM与水平方向的夹角为)各部分墙重对墙趾M的力臂：10.5.2抗滑动稳定性验算（其中：）10.5.3 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数：（；）10.5.4 地基承载力验算 ； 则： 所以符合地基承载力10.5.5 墙身截面强度验算A.抗压强度验算验算公式：=1.05 =2.31 =600KN=1.531.0416=1.59m2B.正截面抗剪强度验算由验算结果知挡土墙的设计尺寸偏于安全。第十一章 交通沿线设施设置设计11.1 概述由于该段路线位于高原牧区附近，沿线人口较少，故不设置路灯等照明设施，但为驾驶员安全驾驶在沿线防护措施。11.2 交通安全设施设计交通安全设施指在道路沿线，采用工程手段为道路使用者提供视线诱导、路侧保护、防止眩光对驾驶员视觉性能的伤害等，排除各种交通干扰，减轻潜在事故的严重程度。交通安全设施的设置应把潜在的事故率和事故严重度结合起来考虑，选择合适设置地点和设置形式。交通安全设施的设置应根据道路等级、车辆组成和路侧特征，并应考虑事故发生概率和维修及养护成本，进行成本效益分析后确定最佳设置方案。A.防撞设施防撞设施指通过吸收车辆碰撞能量使车辆安全停止，并使车辆改变行驶方向避免乘员受到严重伤害的安全措施。防撞设施结构形式按基本原理可分为动能原理和能量守恒原理两大类，常见Hi-Dro夹层系统防撞垫和填砂塑料防撞桶。防撞设施主要设置在道路障碍物前，或道路出口分叉端部或分隔带端部。Hi-Dro夹层系统防撞垫通过吸能材料的变形、破坏来抵消碰撞车辆的动能，其构造中吸能部件为15厘米的聚乙烯塑料管，管内装有水体，这些塑料管里的水通过横隔板分区排放。在防撞垫后部需要刚性支撑结构，并用钢丝绳使防撞垫保持直立。B.防护设施防护设施是指预防人为或自然因素对道路交通及周边环境的危害的安全设施。C.安全护栏护栏按刚度的不同可分为柔性护栏、半刚性护栏和刚性护栏三类:刚性护栏指的是水泥混凝土式护栏，一种具有一定断面形状的水泥混凝土墙式结构，主要依靠汽车爬高，变形和摩擦来吸收车辆的碰撞能量。致谢本毕业设计论文是在沈世鑫老师以及全体道桥组各位老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，耐心的回答我每个问题，无论是否占用了他们的私人时间都能及时的给予解答，保证了我能及时跟上进度。深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，沈老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多年来，沈老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向沈老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1中华人民共和国交通部标准公路路线设计规范（JTJ01194）S .北京.人民交通出版社.1995 2 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准JTG B01-2003S . 北京.人民交通出版社20043 杨少伟.道路勘测设计M.北京.人民交通出版社.2007.4 邓学钧.路基路面工程M .北京.人民交通出版社.2008.5 石勇民.公路工程定额原理与估价M .北京.人民交通出版社.20046 张雪华.道路工程设计导论M .北京.中国建筑工业出版社.20087 许金良.公路CAD技术M .北京.人民交通出版社.19998 李朝晖.公路工程基础M .北京.人民交通出版社.20019 许金良.道路勘测设计毕业设计指导M .北京.人民交通出版社.200410 杨树祺.道路交通常用数据手册M .北京.中国建筑工业出版社.200211 交通部行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003) S .北京.人民交通出版社.2004.12 中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTG D30-2004) S .北京.人民交通出版社.2004.13 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) S .北京.人民交通出版.2006.14 建设部行业标准.城市道路设计规范CJJ 3790S .北京.人民交通出版社.1991附录：