2km~ 5km高速公路路线设计 毕业设计说明书 51页

华东交通大学理工学院毕业设计华东交通大学理工学院InstituteofTechnology.EastChinaJiaotongUniversity毕业设计GraduationDesign（2008—2012年）题目：2km~5km高速公路路线设计分院：土木建筑分院专业：土木工程（桥梁方向）班级：桥梁2008-2学号：20080110010314学生姓名：指导教师：起讫日期：2011-11~2012-5-29- 华东交通大学理工学院毕业设计毕业设计（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：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月-29- 华东交通大学理工学院毕业设计摘要高速公路是我国基础设施建设的重要组成部分，我国大力发展铁路公路等基础设施建设，不仅是交通运输现代化的重要标志，也是一个国家现代化的重要标志。通过高速公路毕业设计，可以提高分析问题和将理论应用于工程实际解决问题的能力；培养严谨、求实的科学作风；培养团队工作的能力。同时可以掌握公路设计的一些基本原理。本设计段为高速公路中的一段，本段的设计桩号为K2+000-K5+000。根据设计需要，本段的设计主要以路的设计为主，该路段设计分为：1、平曲线设计及计算；2、竖曲线设计及计算；3、超高加宽设计及计算；4、路基设计；5、路基排水设计6、路面结构设计。本设计按[1]、公路工程技术标准[S]（JTGB01－2003）.人民交通出版社，2003；[2]、道路勘测设计[M].人民交通出版社，2004；[3]、路基路面工程[M].人民交通出版社，2005；[4]、公路路线设计规范[S]（JTGD20－2006）.人民交通出版社，2006；[5]、公路路基设计规范[S]（JTGD30－2004）.人民交通出版社，2004；[6]、公路交通安全设施设计规范[S]（JTGD81－2006）.人民交通出版社，2006的有关规范编写，理论联系实际，有一定的系统性。关键词：高速公路，平曲线，圆曲线，竖曲线，超高，土石方，路面结构-29- 华东交通大学理工学院毕业设计-29- 华东交通大学理工学院毕业设计AbstractTheExpresswayisourcountryinfrastructuralfacilitiesimportantcomponent,ourcountrydevelopsinfrastructuralfacilitiesvigorouslyandsoonrailroadroad,isnotonlythetransportationmodernizationimportantsymbol,isalsoanationalmodernizationimportantsymbol.throughthegraduationdesignofExpressway,wecanimprovethecompetencyofanalyzeproblemandputthetheoryintoreality.Trainingthestyleofrigorousandpragmaticandalsotheabilityofteamwork.Atthesametime,wecanalsomasterthebasicprinciplesofExpresswaydesign.Thissection"sdesignstationnumberisK4+000-K7+000.Accordingtothedesignneed,thissection"sdesignmainlybyroad"sdesignprimarily,thisroadsectiondesigndividesinto:1,planecurvedesignandcomputation;2,verticalcurvedesignandcomputation;3,superelevationbroadendesignandcomputation;4,gradelocation;5,thesubgradedrainagedesigns6,pavementstructuredesign。Thisdesignaccordingto[1],"HighwayengineeringTechnicalstandard"(JTGB01-2003),ChinaCommunicationsPress,2003;[2],"Roadsurveyanddesign"[M],ChinaCommunicationsPress,2004;[3],"Roadbedandpavementengineering"[M],ChinaCommunicationsPress,2005;[4],"Specificationofthehighwayroutedesign"[S]（JTGD20－2006）,ChinaCommunicationsPress,2006;[5],"CodefordesignofHighwaySubgrade"[S]（JTGD30－2004）,ChinaCommunicationsPress,2004;[6],"Specificationfordesignofhighwaysafetyfacilities"[S]（JTGD81－2006）,ChinaCommunicationsPress,2006;therelatedstandardcompilation,theapplytheorytoreality,hascertainsystematiccharacteristic.Keyword:Expressway,horizontalcurve,circularcurve,verticalcurve,superelevation,cubicmeterofearthandstone,pavementstructure-29- 华东交通大学理工学院毕业设计目录摘要IIIABSTRACTIV目录V引言1工程概况11.线路平面设计31.1选线31.1.1道路选线的一般原则31.1.2路线选择方案应考虑的因素41.1.3路线方案选择的做法41.2平面线形设计41.2.1直线41.2.2缓和曲线51.2.3圆曲线51.2.4平面线性设计的原则61.2.5圆曲线设计计算61.3逐桩坐标的计算：102线路纵断面设计122.1纵断面一般要求122.1.1最大纵坡122.1.2最小纵坡122.1.3最小坡长限制132.1.4最大坡长限制132.1.5竖曲线设计142.1.6竖曲线要素计算公式142.1.7竖曲线的要素计算163.线路横断面的设计21-29- 华东交通大学理工学院毕业设计3.1一般路基设计横断面213.2超高设计223.2.1绕中分带边缘线旋转的超高计算：233.3土石方的计算和调配263.3.1调配原则263.3.2调配方法264.路基设计284.1一般路基设计284.2填方路基284.3挖方路基284.4边坡稳定性验算295.路基排水防护设计325.1路基排水的一般规定与原则325.2排水设施分类335.3排水设施拉坡345.4路基防护设计345.4.1路基防护355.4.2路基边坡防护设计：356.路面结构层设计366.1沥青路面设计36结论39参考文献40附录41后记42-29- 华东交通大学理工学院毕业设计引言工程概况：工程性质与内容：本工程是国家规划网中的重要组成部分，也是江西省规划高速公路网的主骨架。它的实施对完善国家高速公路网和加快江西省高速公路网主骨架的形成具有重要意义、对发展江西省区域经济、促进江西东部地区经济腾飞和加快沿线地区经济发展具有重要意义。由于此高速公路地形复杂，路线方案的优劣将直接影响到工程量的大小，行车的安全和舒适，对整个工程的造价起到决定性的作用。高速公路作为一种现代化的公路运输通道在当今社会经济中正在发挥着越来越重要的作用。实践证明高速公路作为基础设施对沿线的物流、资源开发、招商引资、产业结构的调整、横向经济联合起到积极的促进作用。高速公路建设改善了我国高速公路网结构，促进了区际和区域各地区的经济联系有效拉动内需，刺激高速公路附近地区的经济繁荣和发展，对区域经济发展和空间格局演化具有重要作用。而对于幅员辽阔，山脉江河多样的我国，高速公路必然成为陆路交通的重要组成部分。现代高速公路建设周期长，在高速公路施工中，规模大，技术复杂，分工细，协作面广，占用着成千上万的劳动力，使用着大量的构件，配件，半成品和原材料，采用越来越多的筑路机械和运输工具。为了保证有节奏地和不间断地施工，按期完成施工任务，且使人力资金材料机械发挥最大效力，就要求我们根据工程特点，自然条件，资源情况，周围环境等工程进行科学合理地安排。要使得在一定的时间和空间内能有组织，有计划，有秩序地完成施工过程，必须不断改善施工计划和管理的组织工作。这就要求及时整理收集到各种信息，编制施工组织方案和施工计划。施工组织设计是施工企业在工程施工企业在进行施工组织和指导施工全过程的技术经济文件，是企业进行科学的施工管理的重要依据。设计标准：本路段技术标准为双向四车道高速公路，计算行车速度120公里/小时，路基宽度26米，大、中、小桥和涵洞设计采用公路—Ⅰ级。本毕业设计为“2km~5km高速公路路线设计”，且此新建公路采用交通部发布的《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）和其它部颁现行有效标准、规范等规定的设计标准,采用高速公路技术标准。主要设计技术指标：1.设计行车速度为120Km/h。2.路基宽度为26m，其中：行车道宽2×7.5m，内侧路缘带宽2×0.75m，中央分隔带宽2.0m，硬路肩宽2×3.0m，土路肩宽2×0.75m。3.设计停车视距为210m。-29- 华东交通大学理工学院毕业设计4.一般平曲线最小半径为1000m，极限平曲线最小半径为650m，不设超高的最小半径为5500m（路拱≤2%）。5.最大纵坡为3%。6.缓和曲线最小长度为100m。7.竖曲线一般最小半径：凹型为17000m，凸型为6000m。8.竖曲线极限最小半径：凹型为11000m，凸型为4000m。9.大、中、小桥和涵洞设计荷载为：采用公路—Ⅰ级10.大、中桥设计洪水频率为1/300，小桥和涵洞及路基设计洪水频率为1/100-29- 华东交通大学理工学院毕业设计1.线路平面设计1.1选线选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。道路选线又受很多因素的制约。影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。地形决定了选线条件，并在很大程度上影响了道路的技术标准。按道路布线范围内地形形态，相对高差、倾斜度及平整度对各类地形特征，可以分为：1.平原、微丘地形。2.山岭、重丘地形。1.1.1道路选线的一般原则在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对道路方案做深入、细致的研究，在多方面论证、选线的基础上，选定最优路线方案。1.路线设计应保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工养护。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，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。2.选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，应尽量不占高产田、机警作物田或穿过经济园林（如橡胶林、茶林、果园）等。3.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，处理好重要文物遗址。4.选线时应对工程地质和水文地质情况进行深入勘测调查，弄清楚他们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩塌泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等待特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。当必需穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。5.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。6.环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着应地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。7.除大桥、特大桥桥址作为路线的控制点外，一般中小桥人行通道、涵洞服从道路走向为经济。路线起、终点和指定必须相连接的城镇等为路线基本走向的控制点。指定的特大桥、特长隧道的位置，亦为路线基本走向的控制点。大桥、隧道、互通式立体交叉、铁路交叉等的位置，原则上应服从路线基本走向，一般作为路线走向的控制点。一般构造物及中小桥涵的位置应服从路线走向。-29- 华东交通大学理工学院毕业设计1.1.2路线选择方案应考虑的因素1.路线在政治、经济、国防上的意义或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针2.路线在铁路、公路、航道、空运、等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。3.沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；要求的路线技术等级与实际可能达到的技术标准及其路线对路线使用任务、性质的影响；路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、三材（钢筋、水泥、木材）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。4.其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。根据图纸，看等高线可以知道此地段，相对高差，自然坡度，可知此地形是一个山岭重丘陵。1.1.3路线方案选择的做法1.收集资料：包括各种地形图，卫星像片，交通量调查资料，线路行径地区的地质，水文，气候等自然条件相关资料。2．根据确定的路线总方向和公路等级结合收集资料，初步研究各种可能的路线走向。3.按室内初步研究提出的方案进行实地调查。4.编写可行性研究报告，编制设计任务书。山岭重丘陵地区选线，因地形限制，布线要尽量符合线路走向，线路纵断面将会起伏较大，路线必将是以曲线为主。布线原则：充分利用地形条件，处理好平纵线型结合，减少工程量，尽量少占用耕地。本段设计范围：K2+000-K5+000。1.2平面线形设计在道路选线时，我们要明确道路线形的组成，道路组成的三要素是“直线、缓和曲线、圆曲线”组成。在本段我采用的是基本型的线形，即直线-缓和曲线-和圆曲线。1.布置平面线形时，当增加的工程量不大时应尽选用较高的指标，避免采用极限半径。连续高填的路段，必须采用大的平曲线，并适当采用边坡植树等措施诱导视线，改善景观。2.在山岭重丘陵区的公路，易产生小的转角若曲率大、曲线短，则易使驾驶员看成比实际曲率小的错觉。为此要求小转角要设置尽量大的曲线。3.直线的选用要得当。根据地形及景观的配合，必须选用直线时，其长度要受到限制。1.2.1直线德国和日本规定直线的对大长度（以米计）为20V（V是计算行车速度，用Km/h表示）。本段设计车速为120Km/h（行车速度大于60），所以在本段上的最大直线长度为2400m。同是《规范》又规定同向曲线间的最短直线长度以不小于6V-29- 华东交通大学理工学院毕业设计为宜，反向曲线尖最小长度以不小于行车速度的2V为宜，即大于240m。1.2.2缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个同向的圆曲线之间的一种连续变化的曲线。缓和曲线的作用1.曲率连续变化，便于车辆遵循2.离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适3.超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳4.与圆曲线配合得当，增加线形美观。在本段的设计当中，我所设计到的范围内，有交点两个，交点桩号为：K2+953.089，缓和曲线的长度设值为Ls=100m曲线半径1000米K3+912.119，缓和曲线的长度设值为Ls=100m曲线半径1000米各级公路的缓和曲线长度的规范见下表各级公路缓和曲线最小长度表1—1公路等级高速公路一二三四设计车速/(km/h)1201008010080608060403020缓和曲线最小长度/m100857085705070503525201.2.3圆曲线各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。当采用圆曲线最小半径时，应采用大于或等于下表所列最小半径值。当地形条件或其他特殊情况限制时，方可采用所列的极限最小半径值。圆曲线最大半径：选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径，但圆曲线最大半径不宜超过10000m。公路圆曲线最小半径值表1—2设计速度/（km/h）1201008060403020一般值/m10007004002001006530极限值/m650400250125603015不设超高的最小半价/m路拱≤2.0%5500400025001500600350150路拱＞2.0%7500525033501900800450200-29- 华东交通大学理工学院毕业设计1.2.4平面线性设计的原则：1、平面线性应直捷、连续、顺适，并与地形相适应，与周围环境相协调2、行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对一级公路应尽量满足3、保持平面线性的均衡与连贯4、应避免连续急弯的线性5、平曲线应有足够的长度，平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会驶驾驶操纵来不及调整，所以《规范》规定了平曲线最小长度如下：公路弯道在一般情况下是由两段缓和曲线和一段圆曲线组成。缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度也宜大于3秒的行程。各级公路平曲线最小长度表1—3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平曲线最小长度/m200170140170140100140100705040公路转角等于或小于7°时的平曲线长度表1—4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平曲线最小长度/m一般值1400/α1200/α1000/α1200/α1000/α700/α1000/α700/α500/α350/α280/α低限值2001701401701401001401007050401.2.5圆曲线设计计算：在本段的设计中（设计段为K2+000-K5+000）有交点两个即JD1和JD2，结合本段的设计，进行的计算内容如下：JD1桩号为K2+953.089，根据路线的选线结果和《公路设计规范》等资料拟平曲线的半径R=1000m，Ls=100m，α右=44.187°。则计算步骤如下：-29- 华东交通大学理工学院毕业设计图1-1JD1基本型曲线曲线要素计算：(m)(m)（m）(m)(m)(m)(m)q-------缓和曲线切线增值，(m)；△R-------设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，(m)；β0-----缓和曲线终点处的缓和曲线角；T-------切线长，(m)；L-------曲线长，指曲线的起点至终点之间的弧线长度，(m)；E-------外距，指交点至曲线中点的距离，(m)；J-------校正值，(m)。-29- 华东交通大学理工学院毕业设计曲线要素计算校核：JDK2+953.089-T456.087ZHK2+497.002+Ls+100HYK2+597.002+Ly671.187YHK3+268.189+Ls+100HZK3+368.189-L/2435.5935QZK2+932.5955+J/220.4845JDK2+953.08（校核无误）平曲线交点的桩号分别为：ZH：K2+497.002HY：K2+597.002QZ：K2+932.5955YH：K3+268.189HZ：K3+368.189各要素计算的结果见下表：见附表1JD2的桩号为K3+912.119，根据路线的选线结果和《公路设计规范》等资料拟平曲线的半径R=1000m，Ls=100m，α左=29.235°则计算步骤如下：图1-2JD2基本型曲线-29- 华东交通大学理工学院毕业设计(m)(m)（m）(m)(m)(m)(m)q-------缓和曲线切线增值，(m)；△R-----设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，(m)；β0------缓和曲线终点处的缓和曲线角；T-------切线长，(m)；L-------曲线长，指曲线的起点至终点之间的弧线长度，(m)；E-------外距，指交点至曲线中点的距离，(m)；J-------校正值，(m)。曲线要素计算校核：JDK3+912.119-T-310.915ZHK3+601.204+Ls+100.000HYK3+701.204+Ly+410.253YHK4+111.457+Ls+100.000HZK4+211.457-L/2-305.1265QZK3+906.3305-29- 华东交通大学理工学院毕业设计+J/2+5.788JDK3+912.119（校核无误）平曲线交点的桩号分别为：ZH：K3+601.204HY：K3+701.204QZ：K3+906.3305YH：K4+111.457HZ：K4+211.457各要素计算的结果见下表：见附表11.3逐桩坐标的计算：在进行逐桩坐标的计算过程中，采用国家坐标系统。根据路线地理位置和几何关系计算出道路中线上各桩号的统一坐标。编制逐桩坐标表。1.直线上中桩坐标计算图1-3由起点开始，每隔20米一个桩号。设交点坐标为JD（XJ，YJ），交点相邻直线的方位角分别为A1和A2。则ZH（或ZY）点坐标：XzH=XJ+Tcos（A1+180）YzH=YJ+Tsin（A1+180）则HZ（或YZ）点坐标：XzH=XJ+TcosA2YzH=YJ+TsinA2其中：XJD为交点的横坐标；YJD为交点的纵坐标；A1为ZH点所在直线的方向角；A2为HZ点所在直线的方向角；T为切线长。设直线上加桩号里程为L、ZH、HZ表示曲线起、终点里程。-29- 华东交通大学理工学院毕业设计则前直线上任意点坐标：X=XZH+DcosA1Y=YZH+DsinA1则后直线上任意点坐标：X=XHZ+DcosA2Y=YHZ+DsinA2其中D为任意一点距ZH（HZ）点的距离。缓和曲线上的单曲线上坐标计算曲线上任意点的切线横距X=L-式中：L-缓和曲线上任意点至ZH（或HZ）点的曲线长；Ls-缓和曲线长度。（1）第一缓和曲线（ZH-HY）任意点坐标X=XZH+xcos[30l2/（A1+ξπRLs）]/cos（30l2/πRLs）Y=YZH+xsin[30l2/（A1+ξπRLs）]/cos（30l2/πRLs）式中：ξ——转角符号，右偏为“+”，左偏“-”。（2）圆曲线（HY～YH）内任意点坐标X=XHY+2Rcos[（A1+ξ90（l+Ls）/πR）]cos（90l/πR）Y=YHY+2Rsin[（A1+ξ90（l+Ls）/πR）/sin（90l/πR）式中：l——圆曲线内任意点至HY点的曲线长；XHY、YHY——HY点的坐标，由（1）求得。（3）第二缓和曲线（HY～ZH）内任意点坐标计算X=XHZ+xcos[A2+180-ξ（30l2/πRLs）]/cos（30l2/πRLs）Y=YHZ+xsin[A2+180+ξ（30l2/πRLs）]/cos（30l2/πRLs）式中：l——第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长则本段内的逐桩坐标见见附表2平面设计成果：平面图（附图1）直曲表（附表1）逐桩坐标表（附表2）-29- 华东交通大学理工学院毕业设计2线路纵断面设计道路中线的剖面即为纵断面。在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线；另一条是设计线。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线有上坡和下坡，是用高差和水平长度表示的。在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。2.1纵断面一般要求1.必须满足《标准》，《公路路线设计规范》各项规定。2.纵坡应具有一定顺性性，起伏不宜过大和过于频繁，不宜连续采用极限长度，陡坡夹最短长度的缓坡，连续上坡或下坡路线应避免设置反坡段。3.纵坡设计应考虑各种情况，如涵洞、通道等，以保证道路稳定和通畅。4.应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，降低造价或节省用地。5.纵坡应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。6.对连接段纵坡，如大中桥引道两端接线等，纵坡和缓、避免产生冲突。7.在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。2.1.1最大纵坡根据《公路工程技术标准》规定，设计车速为120Km/h时，最大纵坡为3%，制定最大纵坡不仅从设计车型的爬坡性能考虑，还要考虑汽车在纵坡上行使能否快速、安全及行车的经济性。设计时，应尽可能选用小于规定最大纵坡的坡值。此地段不进行纵坡折减。各级公路最大纵坡表2—1公路等级高速公路一二三四设计行车速度（km/h）120100806010060804060304020最大纵坡/%3455465768692.1.2最小纵坡在长路堑地段设置边沟的低填方地段以及其它横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，并做好纵、横段面的排水设计。当必须设计水平坡或小于0.3%-29- 华东交通大学理工学院毕业设计的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑，其边沟应作纵向排水设计。2.1.3最小坡长限制最小坡长是指相邻两个变坡点之间的最小长度。若其长度过短，就会使变坡点个数增加，行车时颠簸频繁，当坡度差较大时还容易造成视觉的中断，视距不良，从而影响到行车的平顺性和安全性。另外，从线形的几何构成来看，纵断面是由一系列的直坡段和竖曲线所构成，若坡长过短，则不能满足设置最短竖曲线这一几何条件的要求。为使纵断面线形不至因起伏频繁而呈锯齿形的状况，便于平面线形的合理布设故应对纵坡的最小长度做出限制。公路最小坡长表2—2设计车速/(km/h)1201008060403020坡段最小长度/m300250200150120100602.1.4最大坡长限制坡长限制，系根据汽车动力性能来决定长距离的陡坡对汽车行驶不利。道路纵坡越陡，坡长越长速度显著下降，甚至要换低排档克服坡度阻力；易使水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；连续上坡发动机过热，影响机械效率，从而使行驶条件恶化。下坡行驶制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚至造成车祸。所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。具体应用时，高速公里路和一级公路纵坡及坡长限制的选用应充分考虑车辆运行质量的要求。对高速公路来讲，即使是2%的纵坡坡长也不易过长。为了改善汽车在较陡坡道上行驶的不利状况，避免长时间使用抵挡爬坡，减轻汽车机件负荷减少下坡汽车刹车次数，降低制动器过高的温度，使行车缓和，各级公路当连续纵坡较大时，应在不大于下表所规定的长度两端设缓和段。《标准》对陡坡的最大坡长限制见下表设计车速(km/h)1201008060403020纵坡坡度%3900100011001200---470080090010001100110012005-60070080090090010006--5006007007008007----500500600-29- 华东交通大学理工学院毕业设计8----3003004009-----20030010------200公路纵坡长度限制/m表2—3本段设计的最大纵坡为0.786%，又因为规范中规定，当纵坡为3%时最大坡长为900m，所以在本设计段采用最大的坡长为900m（在设计纵坡拉坡前）。2.1.5竖曲线设计纵断面上相邻两个不同坡度线的交点称为变坡点。为使行车安全，舒适以及视距的需要求，而在变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。相邻两坡度线的交角用坡度差””表示，坡度角一般较小，可近似地用两个坡段坡度的代数差表示，即，式中别表示相邻两坡段的坡度值，上坡为正，下坡为负。计算行车速度(km/h)凹形竖曲线半径/m凸形竖曲线半径/m120200001200010016000100008012000800060900060004030002000图2-1公路竖曲线最小半径表2-4-29- 华东交通大学理工学院毕业设计2.1.6竖曲线要素计算公式图2-2竖曲线要素示意图L=RωT=L/2E=T2/2RL——竖曲线长度，(m)；R——竖曲线半径，(m)；ω——坡差，其值ω=iⅠ－iⅠ-1，（%）；T——竖曲线切线长，(m)；E——竖曲线外距，(m)。经过综合分析技术标准以限制凹形竖曲线离心力条件为依据制定出凹形竖曲线极限最小半径的规定值。竖曲线设计还要从视觉上满足竖曲线的要求，一般要选用较大的半径。见下表从视觉观点所需的竖曲线最小半径表2-5设计车速(km/h)1201008060403020凸形竖曲线半径/m一般值17000100004500020000700400200极限值11000650030001400450250100凹形竖曲线半径/m一般值600045000300015000700400200极限值4000300020001000450250100竖曲线最小长度/m100857050352520纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用异端曲线来缓和，称为竖曲线。根据地面线进行纵坡拉坡可得出设计线，拉坡得到本段有两个变坡点，竖曲线设计的限制因素：-29- 华东交通大学理工学院毕业设计1.缓和冲击2.时间行程不过短3.满足视距要求。凹型竖曲线最小半径和最小长度要求：当设计车速为120Km/h1）《公路工程技术标准》规定：凸行竖曲线最小半径R=17000m，凹行竖曲线最小半径R=6000m；2）视觉要求竖曲线最小半径为：凹曲线R一般取12000m一般取20000m。2.1.7竖曲线的要素计算图2-3变坡点的桩号为K2+970，设计高程为176.368m。设计半径为R=284390.381mi1=0.462%（+）i2=0.737%（+）(m)(m)(m)起点桩号=变坡点桩号-切线长终点桩号=变坡点桩号+切线长设计高程=h+切线高程则可得到起点桩号为K2+970-391.037=K2+578.963终点桩号为K2+970+391.037=K3+361.037竖曲线高程计算桩号XiYi=Xi2/2R切线高程设计高程K2+5801.0370174.5662174.5662-29- 华东交通大学理工学院毕业设计60021.0370.028174.6586174.686662041.0370.028174.751174.77964061.0370.028174.8434174.871466081.0370.028174.9358174.9638680101.0370.028175.0282175.0562700121.0370.028175.1206175.1486720141.0370.028175.213175.241740161.0370.028175.3054175.3334760181.0370.028175.3978175.4258780201.0370.028175.4902175.5182800221.0370.028175.5826175.6106820241.0370.028175.675175.703840261.0370.028175.7674175.7954860281.0370.028175.8598175.8878880301.0370.028175.9522175.9802900321.0370.028176.0446176.0726920341.0370.028176.137176.165940361.0370.028176.2294176.2574960381.0370.028176.3218176.3498980401.0370.028176.4417176.4697K3+000421.0370.028176.5891176.617120441.0370.028176.7365176.764540461.0370.028176.8839176.911960481.0370.028177.0313177.059380501.0370.028177.1787177.2067100521.0370.028177.3261177.3541120541.0370.028177.4735177.5015140561.0370.028177.6209177.6489160581.0370.028177.7683177.7963180601.0370.028177.9157177.9437200621.0370.028178.0631178.0911220641.0370.028178.2105178.2385240661.0370.028178.3579178.3859260681.0370.028178.5053178.5333280701.0370.028178.6527178.6807300721.0370.028178.8001178.8281320741.0370.028178.9475178.9755340761.0370.028179.0949179.1229360781.0370.028179.2423179.2703-29- 华东交通大学理工学院毕业设计图2-4变坡点的桩号为K3+870设计高程为183.000m。设计半径为R=33607.644mi1=0.737%（+）i2=0.785%（-）(m)(m)(m)起点桩号=变坡点桩号-切线长终点桩号=变坡点桩号+切线长设计高程=h+切线高程则可得到起点桩号为K3+870-255.754=K3+614.246终点桩号为K3+870+255.754=K4+125.754竖曲线高程计算表2-7桩号XiYi=Xi2/2R切线高程设计高程K3+6205.7540.000493181.1575181.15764025.7540.009868181.3049181.29566045.7540.031145181.4523181.421268065.7540.064324181.5997181.535470085.7540.109406181.7471181.6377720105.7540.166389181.8945181.7281740125.7540.235275182.0419181.8066760145.7540.316062182.1893181.8732-29- 华东交通大学理工学院毕业设计780165.7540.408752182.3367181.9279800185.7540.513344182.4841181.9708820205.7540.629837182.6315182.0017840225.7540.758233182.7789182.0207860245.7540.898531182.9263182.0278880265.7541.050731182.9215181.8708900285.7541.214833182.7645181.5497920305.7541.390837182.6075181.2167940325.7541.578743182.4505180.8718960345.7541.778551182.2935180.5149980365.7541.990261182.1365180.1462K4+000385.7542.213874181.9795179.765620405.7542.449388181.8225179.373140425.7542.696804181.6655178.968760445.7542.956123181.5085178.552480465.7543.227343181.3515178.1242100485.7543.510465181.1945177.684120505.7543.80549181.0375177.232爬坡车道和变速车道：《公路工程技术标准》规定高速公路和高速级公路，当纵坡大于4%时，可设爬坡车道，其宽度一般为3.5m。因为此段的最大纵坡为3%，所以不需设置爬坡车道。道路平、纵线形组合设计：1.线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。2.竖曲线的顶部凹形竖曲线的底部，应避免插入小半径平曲线或将这些顶点作为反向曲线的转向点且不得与反向平曲线的拐点重合。3.上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形，直线段内不能插入短的竖曲线。4.径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠，避免在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。5.的平曲线内，如必须设置几个起伏的纵坡时，需用透视图法检验。平、纵配合的设计原则，应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调，合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。-29- 华东交通大学理工学院毕业设计平曲线与竖曲线的组合图2-5平竖曲线半径的均衡表2-8平曲线半径/m竖曲线半径/m平曲线半径/m竖曲线半径/m50010000110030000700120001200400008001600015006000090020000200010000010025000纵断面设计成果：1．纵断面图（见附图2）2．竖曲表（见附表3）3．超高方式图（见附表4）-29- 华东交通大学理工学院毕业设计3.线路横断面的设计3.1一般路基设计横断面道路横断面是指中线上各点的法向切线，他是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面的设计包括行车道、路肩、分隔带、截水沟、护坡道、以及取土坑、等的设计。根据资料，路基宽度为26m，设计车速120Km/h，双向四车道，中央分隔带为整体式。根据规范可知道本段道路的横断面的组成如下：图3-1各级公路中间带宽度一般规定如表:中间带宽度表3-1设计车速(km/h)1201008060中央分隔带宽度/m一般值3.002.002.002.00最小值2.002.001.001.00左侧路缘带宽度/m一般值0.750.750.500.50最小值0.750.500.500.50中间带宽度/m一般值4.503.503.003.00最小值3.503.002.002.00设计车速(km/h)高速公路一级公路二三四级公路12010080608060403020右侧硬路肩宽度/m一般值3或3.53.002.502.501.500.75---最小值3.002.501.501.500.750.25土路肩宽度/m一般值0.750.750.750.500.750.750.750.500.25(双车道)-29- 华东交通大学理工学院毕业设计最小值0.750.750.750.500.500.500.5(单车道)各级公路路拱坡度如下表:路拱坡度表3-3路面类型路拱坡度/%沥青混凝土，水泥混凝土1~2其他沥青路面1.5~2.5半整齐石块2~3碎石，砾石等粒料路面2.5~3.5低级路面3~4其中路肩分硬路肩和土路肩，硬路肩在本段内的宽度为3m，土路肩的宽度为0.75m路基的设计标高为中央分隔带外侧边缘的高度，在设置超高路段为设置超高前的路基边缘标高。路肩：与行车道连接部分应设路肩，但设置中间带或停车带时不受此限。本段采用的数据为：硬路肩宽3.0m，土路肩0.75m。中间带：四车道或以上的公路应设中间带。中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。中间带作用如下：1.减少车祸和减少交通阻力。2.可作设置公路牌和管理场地。3.种植草、树可防止眩目，也作美化环境。4.分隔带的路缘带，由于有一定的宽度且颜色醒目，可引导视线又增加行车安全和舒适。〈〈标准〉〉规定的最小中间带宽度为2.50-4.50m间，中间带一般保持等宽。中央分隔带表面形式分凹形和凸形两种形状，前者用于宽度>4.5m的中间带，后者用于宽度≤4.5m的中间带。中央分隔带表面处理可采用植草皮或采用铺面封闭等方式。一般情况下，宽度>4.5m的中间带植草皮、栽灌木，宽度≤4.5m的中间带采用铺面封闭。中央分隔带开口，一般情况下以每2Km设一处为宜。中央分隔带开口应射在通视良好的路段，若开口位于曲线路段，其平曲线半径宜大雨700m。中央分隔带开口端部形状，视中央分隔带宽度而定。当其宽度小于3m时可以采用半圆形；当宽度大于等于3.0m时则采用弹头形。本段设计的中间带为：路缘带（0.75*2m）+中央分隔带（2m）=3.5m所以本段中的中央分隔带的端部形状采用弹头形。3.2超高设计1.超高及其作用-29- 华东交通大学理工学院毕业设计为抵消车辆在平曲线路段上性设时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式，成为平曲线超高。合理的设置超高可以全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上形式的稳定性和舒适性。2.超高的过渡本设计中的横断面建有2.0米宽的中央分隔带，因此采用绕中央分隔带边缘旋转的过渡方式。即将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。3.2.1绕中分带边缘线旋转的超高计算：图3-2超高计算图绕中分带边缘旋转超高值计算公式表3-4超高位置超高值计算公式硬路肩外边缘土路肩为外边缘双坡阶段曲线内侧曲线外侧旋转阶段曲线内侧曲线外侧全超高阶段曲线内侧曲线外侧-29- 华东交通大学理工学院毕业设计第一个弯道:1.超高率计算：i==8.34%<10%查规范取超高横坡为7%67.51.5101.25m取LC=100m第一个超高缓和段:K2+497.011~K2+597.011第二个超高缓和段:K3+368.197~K3+468.197超高过渡段每个桩号距端点K2+497.011为X2、以下计算为内外路面的坡度：圆曲线上：外缘7%中分带ix=0内缘7%过渡段上：（x值为超高缓和段上任一点至起点的距离）外缘中分带ix=0内缘第二个弯道:1.超高率计算：i==8.34%<10%查规范取超高率为7%67.51.5101.25m取LC=100m第一个超高缓和段::K3+368.197----K3+468.197第二个超高缓和段:K4+111.458----K4+211.458超高过渡段每个桩号距端点K3+368.197为X2、以下计算为内外路面的坡度：圆曲线上：外缘7%-29- 华东交通大学理工学院毕业设计中分带ix=0内缘7%过渡段上：（x值为超高缓和段上任一点至起点的距离）外缘中分带ix=0内缘B1—行车道宽度b2—硬路肩宽度b3—土路肩宽度i1—路拱和硬路肩坡度i2—土路肩坡度ib—超高横坡度Lc—超高缓和段长度（或缓和曲线长度）L0—路基坡度又i1变为ib所需的距离，一般可取1.0mX0—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b—路基加宽值bx—x距离处路基加宽值合成坡度合成坡度是指又路线纵坡与弯道超高横坡或路拱坡度组合而成的坡度，其方向即流水线方向。合成坡度：I=高速公路平原微丘地形允许的最大合成坡度为10%，合成坡度过小也不好，它会导致路面排水不畅，影响行车安全。最小合成坡度不小于0.5%。当合成坡度小于0.5%时，应综合排水措施，以保证路面排水畅通。紧急停车带：高速公路和高速公路，当右侧硬路肩的宽度小于2.25m时，应设紧急停车带。紧急停车带的设置间距，平原、微丘区为300m左右，山岭、重丘区为500m左右；紧急停车带的宽度包括硬路肩在内为3m，有效长度≥30m。本段内的路基硬路肩的宽度为3m〉2.25m，所以不需设置紧急停车带。错车道：四级公路，当采用4.5m-29- 华东交通大学理工学院毕业设计的单车道路基时，应在适当距离内设置错车道。错车道应设在有利地点，并使驾驶人员能看到相邻两错车道间驶来的车辆。错车道的路基宽度≥6.5m，有效长度≥20m。本设计段是高速公路，所以不需设错车道。道路用地范围：新建公路路堤两侧排水沟外边缘(无排水沟时为陆地或护坡道坡脚)以外,路堑坡顶截水沟外边缘(无截水沟为坡顶)以外不少于1m的土地为公路用地范围;在有条件的地段,一级公路、一级公路、不少于3m，二级公路不少于2m的土地为公路用地范围。高填深挖地段，为保证路基的稳定，应根据计算确定用地范围。种植多行林带的路段，应根据实际情况确定用地范围。路基土石方的计算及其调配：横断面的面积计算：因为是在CAD上作图，所以路基横断面的面积可以直接用工具测出面积。土石方的数量计算：本设计段采用假设两相邻段间为一棱柱体来计算路基土石方的体积，即V=1/{2（F1+F2）*L}V-体积，即土石方数量F1、F2-相邻断面的面积L-相邻断面间的距离3.3土石方的计算和调配3.3.1调配原则：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。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。3.3.2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：1.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。-29- 华东交通大学理工学院毕业设计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见区免费运距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+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+借方数量横断面设计成果：土石方调配表（见附表5）超高方式图（见附图3）-29- 华东交通大学理工学院毕业设计4.路基设计4.1一般路基设计路基横断面应根据公路等级、技术标准，充分考虑公路所在地的地形、地质、水文、填挖等具体情况选用。各级公路的路基宽度应满足《公路工程技术标准》的要求。本设计路段为新建工程，桩号为K2+000——K5+000，道路设计标准为山区高速公路，计算行车速度为120Km/h,路基宽度26米，其中路面宽18.5米，硬路肩宽3.0米，土路肩宽为0.75m。按照路基断面形式，可分为填方路基、挖方路基和半填半挖路基。本段设计的路基断面见路基标准横断面图。填方路基所选填料应能保证填方路基稳定、耐久、具有一定的承载能力、沉降量满足要求。由于填挖方路基工程量大，一般应尽可能移挖作填，需要借土时应利用工程所在地的土或固体废弃物，以降低成本。本设计中路堤填料采用设计资料中的岳口林场和南坑林场来取土作为填土，这两个林场的填土成份主要为粉土质砂土，这种土一般不直接用于路基填土，应做一定的处理，假设本段填土经处理后为亚沙土，且容重γ=18KN/m3,粘聚力C=3KPa,内摩擦角为Φ=35°。本段设计中挖方量大于填方量，故经过土石方调配移挖作填，达到土石方平衡。4.2填方路基在本段的设计当中，当填方路基高于8m时，上部8m（当填方高度大于8m时上部为8m）的填方边坡均采用1：75，下部填方边坡采用1：1.5的折线型边坡。当填方路基高于16m时，81.25，所以边坡属于稳定。O1R1=32.5mc=25kPaφ=85.06°ψ=20°土条号土条面积Ai（m2）土条重(KN)Xi(m)sinαi=Xi/RcosαiWsinαi(KN)Wcosαi(KN)Wcosαitanψ(KN)LicLi17.56143.6421.970.6760.73797105.86338.1110.014*85.06*32.5=38.67525*38.675=966.875280.541530.2617.470.5380.8438231290.009464.403388.271677.1310.970.3380.9415671578.179568.144471.081350.524.970.1530.9882061334.314480.352536.70697.3-0.43-0.0130.999-9696.603250.777613.45255.55-5.25-0.1620.987-41252.22890.80216431892.589966.875Ks1=(1892.589+966.875)/1643=1.74按条分法边坡稳定性计算表表3-5路基设计成果：路基设计表（见附表6）-43- 华东交通大学理工学院毕业设计5.路基排水防护设计5.1路基排水的一般规定与原则1.路基应设置完善的排水设施，以排除路基、路面范围内的地表排水和地下排水，保证路基和路面的稳定，以防止路面积水影响行车安全。2.排水设计应根据公路等级、沿线地形、地质、气象、桥涵位置等综合考虑，合理布置，并有足够的排水能力，完善对进出口的处理，使各项设置衔接配合，确保排水畅通和养护工作量最小。3.全面规划、合理布局、少占农田，并与当地排灌系统协调，防止冲毁农田及其水利设置；重视环境保护，防止水土流失和水源污染。4.考虑施工场地等情况进行综合考虑起来，各项排水设施和构造物的设计，均应考虑便于施工、检查和养护维修。5.穿越城镇的公路，其排水设计应与城镇现有或规划的排水系统和设施相协调。6.路堑开挖截断了坡体内的含水层，或者山坡路堤的基层范围内有含水层出露，为此，需沿着挖方或填方边坡坡角设置渗沟，将含水层内的地下水拦截在路基范围以外，并引排出路堑或路堤。7.填挖方交替路段，接近路堑的路堤基底遇有含水层出露，此时需在填挖交替处设置横跨路堤的渗沟，以拦截含水层内的地下水，并派出路堑。8.地下水位高，而路堤填土又受到限制，或者路堑开挖后的基顶高程离地下水位很近，为了降低路基湿度，提高其承载力，可沿两测边沟设置渗沟以降低地下水位。9.土质路堑边坡坡体内的含水量很大而容易产生坡体滑动时，可设置条形、分岔形或拱形边坡渗沟，以疏干边坡坡体。10.在滑坡路段，为配合滑坡体稳定性处理措施，可采用拦截含水层地下水或疏干滑坡体的各种地下水排水措施。11.各种路基排水沟渠的设置和联络应结合尽量不占农田并与水力建设配合，必要时可适当加大涵管孔径或增设管涵以便于农田灌溉。12.排水设计要因地制宜，经济适用。排水沟渠应选择地形、地质较好的地段通过，以节约加固工程的投资，对于排水困难和地质不良地段应进行特殊设计。13.排水沟渠的出入口应可能引至天然（原有）边沟，以减少桥涵工程，不应直接使水流入农田，损害农业生产。14.排水构造物的设计，应贯彻因地制宜、就地取材的原则，要能迅速有效地排除路基“有害水”，以免影响路基的强度与稳定性，保证公路运输通畅。-43- 华东交通大学理工学院毕业设计本段设计中，填方路堤排水沟采用浆砌片石排水沟形式，浆砌片石排水沟用于水流冲刷厉害填方坡脚,浅碟式土质排水沟适用于非冲刷段填方坡脚。挖方路堑部分采用混凝土盖板明沟，边沟下设置纵向盲沟,盲沟内设置纵向Φ10cm塑料滤水管,并通入排水沟排出地下渗水。5.2排水设施分类地表排水：主要用来排除降水在路界范围内形成的地表径流，以及相邻地段可能进入路界的地表径流和影响路基稳固的地表积水。通常包括以下几种，边沟、截水沟、路侧取土坑、排水沟、跌水与急流槽。1.边沟：又称侧沟，设置在挖方及低填方地段的路肩外侧。以汇集和排除路面、路肩和挖方边坡上的径流及少量流向道路的地表水，从而减轻路基路面的浸湿程度。在高速公路设计中，一般的边沟类型有三角形的边沟和梯形的边沟，高速公路一般不设路侧取土坑，当高速公路设置路侧取土坑时，护坡道应至少设置3m的宽度。在本段的设计当中采用的是取土坑，以达到边沟和截水沟的作用。护坡道的宽度为0.5m。取土坑的设置如下图：图5-1矩形边沟详图高速公路,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.当排水量大时,应根据流量的大小加大边沟横断面的尺寸.设置超高路段的边沟应予以加深,以保持边沟排水畅通.边沟纵坡一致,并不小于0.5%.在特殊情况下,边沟纵坡允许采用0.3%,此时边沟出口间距宜减短.当纵坡不能满足要求时,应调整边沟纵坡.。本段的设计中边沟的内侧边坡为1：1。2.路面排水设施-43- 华东交通大学理工学院毕业设计：专指为路面和中央分隔带部位排水而采取的工程措施。路面表面排水，一般有路面横坡和路横坡，汇集与边沟或以横向慢流形式向路堤面分散排放；一级公路、一级公路、以及较高边坡的路堤，可在硬路肩或加宽路肩外侧边缘设立拦水带形成集水沟，或埋置路肩边沟，通过泄水口和边坡急流槽，集中放到路堤坡脚外侧或经坡脚排水沟排出；一级公路的路面排水一般由路拱坡度和路肩横坡度来达到排水的目的，合成坡度的规定也是可以起到排水的目的的。对于在纵坡较大的地段，如全超高的地段和超高缓和段，弯道内侧车道，竖曲线的凹部，高填路堤的桥端部位等特殊地段，为防止过大的集中水流可设置相同的排水纵坡与横坡。中央分隔带排水沟可采用混凝土预制件或浆砌片石砌筑。5.3排水设施拉坡高速公路、一级公路边沟的深度及底宽不应小于0.6m，其它等级公路应不小于0.4m，当排水量大时，应根据流量大小，加大边沟横断面的尺寸，设置超高路段的边沟应以予加深，以保持排水的畅通，边沟拉坡：边沟长度不宜超过500m，多雨地区不宜超过300m，三角形边沟长度不宜超过200m。边沟纵坡宜与路线纵坡一致，并不小于0.5%。在特殊地段为不小于0.3%。在进行边沟的拉坡过程中，当边沟的纵坡较大时，在有的地段边沟的深度较深，可设置多级跌水，以减缓沟底纵坡，降低流速，减少冲刷，跌水台阶高度可按地形、地质条件而定，一般不应大于0.5-0.6m，通常为0.3-0.4m，多级台阶各级高度可相同可不同，其高度与长之比，应与原地面相适应。跌水可用砖、石砌筑或混泥土浇筑。沟槽壁及消力池的边墙厚度：浆砌片石为0.25-0.4m。混凝土为0.2m，高度应高出计算水位0.2m，槽底厚度为0.25-0.4m，出口部分设置隔水墙。设有消力槛时，槛的顶宽不小于0.4m，并设有尺寸为5*5（平方米）-10*10（平方米）的泄水孔，排除消力池内的积水。跌水槽深一般筑成矩形，但跌水高度水大，槽底纵坡较缓，亦可采用梯形断面。梯形跌水槽深，应在台阶前0.5-1.0m和台阶后1.0-1.5m范围内进行加固。5.4路基防护设计1.路基防护工程是防治路基病害、保证路基稳定、改善环境景观、保护生态平衡的重要设施。选用类型应根据公路等级、当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况确定，并与周围景观协调。2.边坡防护工程应设置在稳定的边坡上。在适宜生长植物生长的土质边坡上，应有限采用种草、铺草皮、种树等植物防护措施。3.沿河路基，或受水淹没和冲刷的地段，可采用挡土墙、砌石护坡、石笼、抛石等直接防护措施。4.、对高速公路、一级公路的路基边坡，应根据不同地质情况及边坡高度，分别采取植物、框格、护坡等防护；对石质挖方边坡可采用护坡、护面墙等措施。-43- 华东交通大学理工学院毕业设计5.4.1路基防护按其作用与对象不同，可分为坡面防护、堤岸防护、支挡结构及地基加固等。坡面防护：1.植物防护：植物根系固土覆盖坡面。2.灰浆防护：对坡面进行封面和填封。防止岩层风化。3.砌体防护：用于易发生脱落。冲蚀等坡面变形的地方。堤岸防护：1.植物防护：降低水流速度，促使泥沙淤积，改变水流方向。2.砌石护坡：分单层和双层，用于受冲蚀、波浪剧烈或有流水、漂浮物撞击处。3.抛石护坡：用于防护经常受水淹没且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡土墙和护坡的基础。4.石笼：沿河路堤坡脚及河岸因防护工程基础不易处理或沿河挡土墙、护坡基础局部冲刷深度过大时，可采用石笼防护。5.浸水挡土墙：在峡谷急流和水流冲刷严重的河段，或为防止路基挤占河床。支挡结构1.砌石路基：用于填方边坡伸出较远填筑困难，而附近又有较多不易风化的岩层。2.护肩：当砌石的高度不超过2m时，其内坡、外坡均可直立，3.护脚：地面横坡较陡时，填方路基有沿斜坡下滑的倾向，或为加固、收回坡脚，可采用护脚路基。4.矮墙：在土质比较松散，容易产生脱落或坡面滑动的挖方坡脚，以及水田地段的填方坡脚。均宜设置矮墙。以保证坡脚不被侵蚀，还可少占用地，便于防护。5.4.2路基边坡防护设计本段设计路堤防护采用方块形护坡,填方路堤小于3米采用铺草皮,大于3米采用方块形护坡,方块形骨架内铺草皮,施工时必须将边坡整修平整,然后开挖坑槽砌筑浆砌片石骨架。路堑地段护坡采用钢筋砼框格，框格内埋有锚杆，利于边坡稳定。钢筋砼框格植草适用于岩石和土质边坡的支护.框格采用挖槽浇筑,槽深不小于20cm,坡面直接植草。施工时应注重边坡清理,锚杆孔清孔后方可放置锚杆并加压(0.4MPa)注浆,在孔内砂浆充分凝固后扎网,现浇钢筋砼框格,锚杆端部弯折并与纵横骨架筋间逐点绑扎。沥青路面设计说明书路基排水防护设计：-43- 华东交通大学理工学院毕业设计6.路面结构层设计6.1沥青路面设计1.自然地理条件：本段（K2+000~K5+000）新建高速公路地处IV5区，为全封闭双向四车道，路基宽26m,路面宽24.5m,拟采用沥青混泥土路面结构进行施工图设计，沿线土质为粘性土、粉土等，最高气温400C,最低气温-20C，平均冻结指数<50为非冰冻区。2土基回弹模量的确定设计路段根据不同的填挖情况会处于干燥或中湿状态，根据室内试验的多个取土点取样试验结果以及综合利用等实际情况分别取干燥状态土基回弹模量设计值40MPa,中湿状态土基回弹模量设计值35MPa分别进行计算，以下计算为取干燥状态土基回弹模量设计值40MP。2.标准荷载标准轴载名称：BZZ-100标准轴载：100KN轮胎接地压强：0.7MPa当量圆半径：10.65cm两轮中心距离：31.95cm3.交通参数交通量组成：表6-1汽车车型前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)中轴重(KN)中轴数中轴轮组数中轴距(m)日交通量(辆/日)东风EQ140超载30%27.579.912----------201东风EQ140型23.768.712----------134衡阳HY681型47.688.4120--------217黄河JN162超载30%69.0138.012----------225黄河JN162型59118120--------150江淮AL6600型18.941.8120--------587江淮HF140A型19.327.9120--------1178江淮HF352超载30%53.9113.212----------469-43- 华东交通大学理工学院毕业设计江淮HF352型46.397.2120--------312解放CA30A(无绞)超载30%32.985.3224--------96解放CA30A型（无绞盘）2975.2224--------64解放SP9133型零担运输车2764.6120--------19五十铃EXR181L型60.00100.0324--------18交通量预测：设计年限：10年车道系数：0.45表6-2分段长度(年)交通增长率(%)累计轴载(4.35)累计轴载(8)611.34564121.457456997.6959.311115672.418161116.9447.618719632.5630584693.75标准轴载换算与累计标准轴载：换算轴载数(弯沉设计或沥青层弯拉设计)：3485.21轴次/日换算轴载数(半刚性基层弯拉设计)：5694.24轴次/日累计轴次(弯沉设计或沥青层弯拉设计)：1871.96万次累计轴次(半刚性基层弯拉设计)：3058.47万次4.修建类型与设计指标修建类型：新建设计路段等级：高速公路基层类型：半刚性基层设计指标：设计弯沉、容许弯拉应力拟定的结构参数表6-3层号材料名称厚度(cm)平均抗压模量(弯沉)(MPa)模量标准差(弯沉)(MPa)平均抗压模量(弯拉)(MPa)模量标准差(弯拉)(MPa)极限劈裂强度(MPa)1细粒式沥青混凝土4169818419671461.612中粒式沥青混凝土61585901862831.783粗粒式沥青混凝土715031351703781.544沥青碎石（密级配）81278221528241.1555%水泥碎石18152566.5152566.50.563.5%水泥碎石?89431.589431.50.357级配碎石（底基层垫）202500------8土基--400-------43- 华东交通大学理工学院毕业设计注：泊松比取值：土基取0.35，其它各层取0.25。5.设计厚度以弯沉为设计指标时的设计厚度：13.5cm以层底拉应力为设计指标时的设计厚度：13.5cm(根据施工规范要求最小厚度取15cm).6.设计结构设计弯沉值ld=21.1(0.01mm)路表实际设计弯沉ls=20.6(0.01mm)表6-4层号材料名称计算模量(弯沉)(MPa)计算模量(弯拉)(MPa)厚度(cm)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)层表面实际弯沉(0.01mm)1细粒式沥青混凝土1330.02259.04-0.210.6320.62中粒式沥青混凝土1405.02028.06-0.050.6922.43粗粒式沥青混凝土1233.01859.070.010.625.84沥青碎石（密级配）1234.01576.080.030.4530.655%水泥碎石1392.01658.0180.10.2138.463.5%水泥碎石831.0957.0150.080.1582.67级配碎石（底基层垫）250.0250.020----182.68土基40.040.0--------路基表面弯沉值按《公路沥青路面设计规范》的式（5.1.8-1）计算，其参考结果为：当K=1.3（干燥）时为：179.1(0.01mm)；当K=1.6（中湿）时为：145.6(0.01mm)；当K=1.9（潮湿）时为：122.6(0.01mm)。路面结构设计成果：路面表（见附表10）-43- 华东交通大学理工学院毕业设计结论本段设计为某一级公路中K2+000至K5+000标段，该地段为平原微丘地段，通过对线路的平面，纵断面，横断面等设计，路基排水设计，路面结构层设计使我对公路设计有了总体性的理解，本段设计的各项技术指标均符合国家公路设计规范，通过导师的细心指导，使我对国家公路相关规范以及公路设计基本原理，设计过程等都有了充分的认识。从中学到了很多理论知识。为以后在工作岗位上打下基础。本段设计完成了平面图，纵断面图，横断面图以及土石方计算表等各种成果的绘制，培养了我们的实际操作能力，使理论联系实际。锻炼我们的综合素质能力。-43- 华东交通大学理工学院毕业设计参考文献[1]公路工程技术标准[S]（JTGB01－2003）.人民交通出版社，2003.[2]道路勘测设计[M].人民交通出版社，2004.[3]路基路面工程[M].人民交通出版社，2005.[4]公路路线设计规范[S]（JTGD20－2006）.人民交通出版社，2006.[5]公路路基设计规范[S]（JTGD30－2004）.人民交通出版社，2004.[6]公路交通安全设施设计规范[S]（JTGD81－2006）.人民交通出版社，2006.-43- 华东交通大学理工学院毕业设计附录1.路线平面图…………………………………………………………….………12.路线纵断面图…………………………………………………………..…2至83.路基标准横断面图…………………………………………………….…9至104.路线横断面图………………………………………………………..….11至255.超高方式图……………………………………………………………………266.路面结构图……………………………………………………………………277.主要经济技术指标表……………………………………………....................288.路线直曲表………………………………………………………..…………..299.路线竖曲表………………………………………………………..…………..3010.逐桩坐标表…………………………………………………………………..3111.土方计算数量表………………………………………………………32至3412.路基每公里土石方数量表……………………………………………35至4413.面工程数量表…………………………………………………………45至5214.基设计表……………………………………………………………….53至57-43- 华东交通大学理工学院毕业设计后记毕业设计得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢余丽老师，因为毕业设计是在余老师的悉心指导下完成的。余老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本毕业设计从选题到完成，每一步都是在余老师的指导下完成的，倾注了余老师大量的心血。余老师指引我的毕业设计的写作的方向和架构，并对本毕业设计初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，她的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。余老师要指导很多同学的毕业设计，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知，但在一次次的回稿中，精确到每一个字的的批改给了我深刻的印象，使我在毕业设计之外明白了做学问所应有的态度。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次毕业设计就不会如此的顺利进行。此次毕业设计历时三个月，是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。用老师的一句话概括就是这次毕业设计相当如是把以前的小课程设计综合在一起的过程，只要把握住每个小课设的精华、环环紧扣、增强逻辑，那么这次的任务也就不难了。虽说老师说的话让此次的毕业设计看起来不是那么的可怕，但是当我真的开始着手时，还的确是困难重重。俗话说的好，“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时，我都会第一时间记在本子上面，然后等答疑的时候问老师，老师对于我提出来的问题都一一解答，从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，他们真正起到了“传道授业解惑疑”的作用，让人油然而生的敬佩。除此之外，我们组和老师还有另外两个交流途径：打电话和上网，为此老师还特意建立一个群，以便大家第一时间接收到毕业设计的最新消息和资料，每次大家都在群不亦乐乎的讨论着毕业设计的事情。多少个日日夜夜，两位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，除了敬佩老师们的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。通过此次的毕业设计，我学到了很多知识，在毕业设计的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过毕业毕业设计，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。-43- 华东交通大学理工学院毕业设计在毕业设计的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先做学问要一丝不苟，对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就达退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。而且要学会与人合作，这样做起事情来就可以事倍功半。总之，此次毕业设计的写作过程，我收获了很多，即为大学四年划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们！最后我还要感谢土建分院和母校四年来对我的栽培。-43-