三级公路毕业设计论文

'西南科技大学城市学院本科生毕业论文V绵阳市游仙区胜黎路改建工程设计摘要胜黎三级公路对绵阳市游仙区的经济发展有着重要的作用，本路段属于山岭重丘区，本着安全、经济、实用、美观的原则，对该路段进行设计。本路设计是在所在区的地形、地质、气候的影响下，按照设计规范进行设计的。设计的内容有：平面线性设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面设计。平面线性设计包括线路对比，圆曲线、缓和曲线参数设定、直线设计等；纵断面设计包括拉坡、竖曲线设计等，竖曲线设计应注意行车视距和视线诱导问题即满足“平包竖”；横断面设计时，为使行车更舒适和确保道路的使用年限，在路段应做防护和排水设计，排水设计包括路基排水和路面排水并对涵洞进行了设计。关键词三级公路设计；平曲线；竖曲线；路基路面；排水 西南科技大学城市学院本科生毕业论文VTheDesignofShengliRoad，YouxianofMianyangCityAbstracttheShengliRoadClassIIIhighwayhadtheimportentroletotheeconomicdevelopmentofMianyang，Youxian.Thisrouteeachparagraphbelongstohighmountains,Idesignedtheroadbasedonsecurity,economicandpractical,beautifulprinciples.Workingproperlytohopethehighwaydesignisundertheinfluenceofthegeography，geology,weatheroftheplaceregion,carryingonaccordingtothedesignnorm.Acontentsfordesignhave:Theflatsurfacelinedesign,verticalsectiondesign,crosssectiondesign,roadsubgradeandpavementdesign.Theflatsurfacelinedesignincludesthecompaeredselectline,acurve,themitigationcurveparameterenactment,straightlinedesignetc;theverticalsectiondesignincludestopullthegradient,verticalcurvedesignetc,attheverticalcurvedesign,therequestofnoticetogothecartoseetobeapartfromtoinducetheproblemtosatisfy“averticalcurve”namelywithview.Whenthecrosssectiondesign,consideredtheextremelyhighconstitution,makegothecarmorecomfortableandinordertoinsuretheusagetimelimitoftheroad,stilldidtheprotectionanddraindesignontheroadsegment.Draindesignincludestheroadsubgradeandroadsurface.AndalsodidtheculvertsdesignKeywordsthedesignofClassIIIhighway，Theflatsurfaceline，Verticalcurve，subgradeandpavement，Drain. 西南科技大学城市学院本科生毕业论文V目录第1章绪论11.1道路运输的地位11.1.1我国道路的现状11.1.2发展规划21.2拟建公路的设计概况21.3拟建公路的重要意义(可行性说明)41.4设计资料41.4.1设计的任务与内容41.4.2设计原始资料5第2章选线及平面设计62.1公路等级的确定62.1.1公路分级的标准62.1.2交通量的计算62.2设计速度的确定72.3公路选线及路线方案比选72.3.1选线的基本原则：72.3.2选线的步骤和方法82.3.3方案比选92.4平面线性设计92.4.1平面设计原则92.4.2平面线性要素值的确定102.4.3主要几何元素的计算122.4.4各点桩号的确定14第3章纵断面设计153.1纵断面设计的主要内容及基本要求153.1.1主要内容15 西南科技大学城市学院本科生毕业论文V3.1.2基本要求153.1.3纵断面设计步骤153.2纵坡设计应注意的问题163.3纵断面设计步骤173.3.1竖曲线设计准备173.3.2竖曲线设计183.3.3竖曲线半径选择主要考虑以下因素193.4道路平、纵线性组合设计193.4.1平、纵组合的设计原则193.4.2平纵组合设计203.4.3平曲线与竖曲线的组合21第4章横断面设计244.1横断面设计的原则及设计标准244.1.1行车道宽度的确定244.1.2平曲线加宽及过度244.1.3加宽计算示例（JD6）254.1.4路拱的确定254.2超高的确定及过度方法264.2.1超高的确定264.2.3超高值的计算示例274.4横断面的绘制30第5章排水设计315.1路基路面排水设计的一般原则315.2路基排水设计315.3路面排水设计325.4排水系统设计33第6章路基路面设计346.1路基设计34 西南科技大学城市学院本科生毕业论文V6.1.1路基设计的内容346.2路面设计356.2.1路面类型与结构方案设计356.2.2路面设计步骤366.2.3各层材料计算参数的确定366.2.4路面设计38第7章桥梁和涵洞417.1桥梁417.2涵洞41结论42致谢43参考文献44 西南科技大学城市学院本科生毕业论文V 西南科技大学城市学院本科生毕业论文第1章绪论1.1道路运输的地位道路是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，道路运输在整个交通运输系统中也处于基础地位。道路运输系统是社会经济和交通运输系统的重要组成部分，社会经济水平和交通运输需求决定着道路交通的发展进程，而道路交通也会影响并制约社会经济和交通运输的发展水平。在国家宏观调控时，会将资金重点投入到基础设施建设上，包括道路建设，以促进国民经济增长。随着国家经济和科学技术的发展，道路交通的地位越来越重要。1.1.1我国道路的现状1901年我国开始进口汽车，通行汽车的道路在原有大车道的基础上开始发展起来。从1906年在广西友谊关修建第一条公路开始到1949年全国解放这40多年间，历经清末、北洋军阀、民国、抗日战争、解放战争各个历史时期，由于旧中国社会的不稳定，经济落后，公路建设大都以军用为主，到1949年底，全国公路通车仅有8.1万公里，且缺桥少渡，标准很低，路况极差。中华人民共和国成立以后，为了迅速恢复和发展国民经济，巩固国防，国家对公路建设作出了很大努力，取得了显著成就，到1978年的30年间，我国公路总里程增加到89万公里。改革开放以来，国家把交通作为国民经济发展的战略重点之一，为公路交通事业快速发展提供了机遇。这一阶段的工作方针是统筹规划、条块结合、分层负责、联合建设，筹资渠道是国家投资、地方筹资、社会融资、引进外资。1978年以来，是我国公路事业发展最快、建设规模最大、最具活力的时期。期间我国用十年到二十年的时间走过了发达国家一般需要三十到四十年走完的路程，我国公路建设实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。道路发展的突出成就是高速公路和快速路（统称为高速道路）的快速发展，高速道路是交通运输现代化的重要标志之一。1988年1055 西南科技大学城市学院本科生毕业论文月，我国高速公路实现了零的突破，高速公路的建设带动了沿线经济的发展，快速运输日益显示出巨大的经济效益和社会效益，形成了快速发展的“高速公路产业带”。高速公路不仅技术标准高、线性顺畅、路面平整、沿线设施齐全，而且全立交、全控制出入、双向隔离行驶、无混合交通干扰，为公路运输的安全、快速、高效、便捷和舒适提供了技术保障。尽管我国公路建设取得了巨大成就，但由于公路交通基础设施薄弱各地发展不平衡，与国际上发达国家相比，差距仍很大，还不能适应国民经济和社会发展的需要。存在的主要问题：一是数量少，按国土面积计算的公路网密度仍然很低，只相当于印度的五分之一，美国的七分之一，日本的三十分之一；二是质量差、标准低，在通车里程中，大部分为等级较低的三、四级公路，还有达不到技术标准的“等外路”。因此在今后相当长的时期内，加快新建公路和低等级公路的改建，将是我国公路建设的主要任务。1.1.2发展规划公路发展目标---据我国国民经济和社会发展的长远规划，中国公路在未来几年内，浆通过“三个发展阶段”实现现代化奋斗目标。第一阶段：近期达到交通运输紧张状况有明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。第二阶段：将在2020年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展需要。第三阶段：将在21世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发达国家水平。国家主干线系统规划---国道主干线系统规划开始于20世纪80年代，当时随着改革开放的推进和经济社会的发展，交通基础设施对国民经济发展的“瓶颈”制约进一步加剧。为此交通部编制了《“五纵七横”国道主干线系统规划》。该规划由5条南北纵线和7条东西横线组成，总里程约3.5万公里，投资9000多亿。国家高速公路网规划---高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的大道。高速公路网由7条首都放射线、9条南北纵线和18条东西横向线组成，简称“7918网”。1.2拟建公路的设计概况绵阳市地处川西北，是在红要的交通枢纽和物资集散地，素有“蜀道咽喉”、“55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文剑门锁钥”之称。国家公路干线北京至昆明和著名的旅游线成都—九寨环线经过这里。在四川省公路布局中，位于全省“大字形”主骨架北端龙头，是全省公路网重要的支撑点，承担了大量的过境车流、客流和货流。1、公路交通在区域经济发展中的地位和作用截止目前，全市公路通车总里程达到6160公里，其中：高速公路110公里，一、二级公路865公里，公路密度为30公里/百平方公里，全市277个乡镇实现了乡乡通公路，其中通水泥路、油路乡镇254个，占乡镇总数的93%。3452个行政村99%通了公路。将市至各县（市、区）的公路建成了一、二级公路，将市辖区到周边市、州、县的公路改建为三级以上公路，将市到辖区重点风景名胜区的公路改建为二、三级公路，全市已初步形成以国省道为骨架，联接县乡，辖射周边市、州、县的公路交通网络。目前，除到平武需要两个多小时外，从绵阳城区到各县（市、区）均可在一小时内到达，基本实现了“一小时通达”和接边联网目标，为绵阳社会经济发展和科技城建设起到了积极的推动作用。2、现有公路网存在的问题（1）路网结构不尽完善。全市公路主骨架虽已形成，但各层次路网规模和其功能、地位相互匹配不一，布局不尽合理，影响整个路网功能和作用的发挥。（2）公路密度和通达深度偏低。2004年，全市公路密度每百平方公里为30.43公里，每万人拥有公路11.81公里；每万人拥有公路分别比全省（13.28公里）、全国（13.59公里）低1.47、1.78公里；全市有309个行政村不通公路，通公路行政村占行政村总数的90.98%，低于全国水平（91.9%）0.92个百分点。（3）公路技术水平较低。全市公路技术等级结构不尽合理，高等级公路总量偏少，等级公路比重偏低，县乡公路技术等级低、路况差、抗灾能力弱。目前市境公路通车里程中等级公路为4148.2公里，占总里程的67.34%，低于全国水平（79.5%）12.16个百分点；二级以上高等级公路805.6公里，占总里程的13.08%，低于全国水平（15.0%）1.92个百分点。（4）建设资金严重不足。为实现绵阳跨越式发展的需要，交通按照政府规划实行超前建设，但由于政府对公路建设的资金投入有限，在部、省的支持下，通过调动地方的积极性和依靠地方优惠政策措施，筹措到的公路建设资金与实际需要相比，缺口很大。（5）超限超载车辆严重破坏公路。近年来，公路运输车辆“大吨小标”55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文、超限超载越来越严重，超限超载车辆的荷载远远超过了公路和桥梁的设计承受荷载，致使路面损坏、桥梁断裂，大大缩短了公路的正常使用年限。3、规划发展目标2006年到2010年,一是提升全市的路网等级和通达深度。5年时间投入50个亿,新(改)建公路2700公里,公路通车里程达到6300公里,争取高速公路,一、二级公路达到1000公里以上,等级公路占公路通车总里程的90%以上,全市实现接边,联网和通乡通村目标,公路抗灾能力明显提高。100%的乡镇通水泥路,油路,99%的行政村通公路,95%以上的行政村通客运班车。绵阳城区及各区市县客货运主枢纽,配套站场建设与物流业发展形成体系,农村客货运输形成网络。二是提升公路养护管理水平，公路养护要不断创新体制和机制,实现企业化,市场化和机械化；高等级公路全部实现绿化美化,乡以上公路全部实现绿化,充分体现生态和环保。三是提升公路的营运水平和运力档次，绵阳城区及各区市县客货运主枢纽,配套站场建设与物流业发展形成体系,农村客货运输形成网络。1.3拟建公路的重要意义(可行性说明)游仙区地处绵阳近郊，属地震重灾区。汶川“5.12”特大地震灾害给游仙区交通基础设施造成了极大的损失，根据普查共使游仙区公路369.171公里、28座共850.5米桥梁；干线公路25公里、4座共208米桥梁；7个客运站、6个渡运码头造成了不同程度的沉陷、塌方、开裂、垮塌等灾害，部分路段交通中断。损毁养护设施12台（套），养护道班房5705平方米，损毁办公用房13715平方米，经初步估算，直接经济损失达27050万元。受损的公路分布于全区的22个乡、镇，2个开发区、262个村，涉及36万农业人口，亟需恢复其基本通行能力，解决人民群众的出行问题以及保障抗震救灾对口援建队伍与物资车辆的顺利通行。胜黎路改建工程，对灾区基础设施的恢复建设、抗震救灾对口援建省市的队伍和物资车辆通行方便、灾区城镇经济发展、提高人民生活水平起着重要作用。加快交通发展是游仙加快建设灾后美好新家园、加快建设经济强区的现实要求和必然选择，进一步提高绵阳市游仙区交通基础设施建设规模和等级。同时也是加快经济试验区城南工业园发展。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文1.4设计资料1.4.1设计的任务与内容1、根据设计公路的交通量及其使用任务和性质，确定公路等级。在此基础上，结合沿线地形、地质等自然条件与主要技术指标的应用，进行路线方案论证和比选（至少两种路线方案），确定合理路线设计方案。2、推荐一个最佳路线方案进行详细技术设计，内容包括：路线的平、纵、横设计，路面设计，路基设计，排水设计和其它构造物的设计。设计阶段为一阶段施工图设计。3、完成施工图设计阶段应完成的各种图表及设计说明书。1.4.2设计原始资料1、地形图：比例尺1：2000；2、交通资料：据调查，近期（起始年）交通组成及数量如下：（也可自己拟订）小汽车：1500辆/日（年平均，下同）载重汽车：900辆/日其中：东风EQ140：200辆/日解放CA10B：300辆/日菲亚特650E：200辆/日依士兹TD50：200辆/日预测交通量年平均增长率：5％。3、初定设计年限：15年。4、自然地理条件：该区属亚热带温润气候，四季分明，冬暖夏热，年平均气温17～18.8℃，极端最高气温43℃，极端最低气温-3.8℃。年平均降雨量826毫米～1417毫米，年平均雾日50天，平均风速1.75m/s。本地区地震烈度为Ⅳ度。山坡地段上覆1～3m粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，呈互层状产出；水田段淤泥0.5m，其下2～5m粘土。5、材料供应：沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。6、其他资料由指导老师给定。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文第2章选线及平面设计2.1公路等级的确定2.1.1公路分级的标准公路根据交通量及其使用功能、性质分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。高速公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为25000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。一级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为15000~30000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路二级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为3000~7500辆以上，专供汽车行驶的公路。三级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为1000~4000辆以上的公路。四级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量双车道1500辆以下，单车道200辆以下。2.1.2交通量的计算交通资料：据调查，近期（起始年）交通组成及数量如下：（也可自己拟订）小汽车：1500辆/日（年平均，下同）载重汽车：900辆/日其中：55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文东风EQ140：200辆/日解放CA10B：300辆/日菲亚特650E：200辆/日依士兹TD50：200辆/日预测交通量年平均增长率：5％。初定设计年限：15年。由《公路工程技术标准》规定：高速、一级公路以小客车为折算标准。各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0≤19座的客车和载质量≤2t的货车中型车1.5＞19座的客车和载质量＞2t的货车大型车2.0载质量＞7t~14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车设计交通量计算折合成小客车：=1500×1.0+200×1.5+300×1.5+200×1.5+200×1.5＝2850辆/日远景交通量计算：Nd=2850×=4643辆/日依据《公路工程技术标准JTGB01—2003》可以确定此公路可设计成三级公路。2.2设计速度的确定设计车速又被定义为“作为道路设计依据的汽车速度”，是指在气候正常，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。依据《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）从工程难易程度，工程量大小及技术经济合理的角度考虑，各级公路的设计车速分为两类，本设计所处地区为丘陵区，地形条件较复杂，依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）和《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006），故选择设计车速为30km/h。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文2.3公路选线及路线方案比选公路路线是公路的骨架，它的优劣直接关系到公路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用，公路选线面对的是一个复杂的自然条件与社会经济环境，需要综合考虑多种因素，妥善处理好各种关系。2.3.1选线的基本原则：1、路线的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、路线设计应在保证行车安全，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，并有利于施工和养护。路线设计应该注意立体线形设计中平纵横面的舒顺，合理配合。在工程量增加不大时，平纵面应尽量采用较高的技术指标。4、选线应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等。队沿线必须占用的田地，应按国家有关法规，做好造地还田等规划和必要的设计。5、重视地质、水文问题，应对工程地质和水文地质进行深入的勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。6、重视环保，注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。。7、综合考虑路和桥的关系。2.3.2选线的步骤和方法1、选线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。2、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,55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文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。3、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。4、具体定线在逐点安排的小控制点间,根据技术标准，结合自然条件,综合考虑平、纵、横三面的因素。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。2.3.3方案比选1、路线方案的选择是整个设计的核心部分。方案是否合理，不仅影响工程本身的造价，工期的长短，施工的难以程度，而且更重要的还会影响到公路建成后在公路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家的政治、经济、国防的要求等长远利益。结合地形图和经济技术指标后，初步选定两套方案。路线前半部分地形变化比较平坦，基本上均是按照原路设计，在DJ6至DJ7之间由于建筑物密集，条件受限，故此做了两个比较方案。在JD13与JD14之间，方案一考虑到改建路线走直线，减少路线的弯曲。方案二是沿原路线尽量绕过建筑物减少房屋拆迁，减小拆迁征地费用。DJ14到DJ15之间结合实地地势条件和绕过建筑物采用S形曲线，在DJ17到DJ18之间采用S形曲线，两者均与原路线相比之下改动较小。2、方案比较：(1)、在JD13与JD15之间避开DJ14直接过桥走过，因地势高差变化大因此造成开挖土石方量较大。这样工程费用较大，不经济。并且紧跟的一段路与原路线比较改动较大。(2)、JD13与JD15之间采用连续的S55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文形曲线的连接方式，避开建筑物，穿越的等高线较缓，行车舒适感较好。无建筑物拆迁、与原路线靠的较近。减少变更工程量。综上所述，从综合线性的技术指标、造价等多方面的因素，最总确定方案二为该设计的设计方案。2.4平面线形设计2.4.1平面设计原则平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。应满足汽车行驶力学上的要求，还应尽量满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。1、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车速行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。2、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。3、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。表2-1路线技术指标指标名称单位指标名称单位计算行车速度30km/h行车道宽6.0m车道数2路基宽度7.5m硬路肩0m土路肩宽0.75m超车视距150m会车视距60m停车视距30m平曲线一般最小半径65m平曲线极限最小半径30m缓和曲线最小长度25m不设超高最小半径350m最小坡长100m最大纵坡8%纵坡长度限制随坡度而异竖曲线极限最小半径250m（凸）竖曲线一般最小半径400m（凸）250m（凹）400m（凹）竖曲线最小长度25m超高横坡度最大值8%55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文2.4.2平面线形要素值的确定平面线形主要由直线圆直线和缓和曲线三种组合而成的。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：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。它的曲率连续表化，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设计成1：1：1到1:2:1之间。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、有缓和曲线的道路平曲线几何元素及其公式：缓和曲线切线增长值q=－(m)（公式2—1）圆曲线的内移值△R=－(m)（公式2—2）缓和曲线角β0=（°）（公式2—3）切线长T=(R＋△R)tg＋q(m)（公式2—4）平曲线长度L=（－2β0）＋2Lh(m)（公式2—5）外距E=(R＋△R)sec－R(m)（公式2—6）校正值J=2T－L(m)（公式2—7）55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文图2-1平曲线计算要素图2、平曲线主要参数的规定根据《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的规定如表:表2-1公路工程技术标准公路等级三级地形山岭丘陵区圆曲线一般最小半径（m）65圆曲线极限最小半径（m）30平曲线最小长度（m）50缓和曲线最小长度（m）252.4.3主要几何元素的计算1、平曲线几何元素计算：例如：桩号JD5ａ=46°18´17.3"R=120(m)Ls=35(m)切线增长值=17.487594(m)55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文曲线的内移值=0.424983(m)缓和曲线角=8.355638°切线长tan=68.98343(m)平曲线长度L=（α－2β0）＋2Ls=131.95(m)外距=10.973(m)校正值J=2T－L=6.01686(m)=L-2Ls=61.952．平曲线主点桩号计算及校正：JD5：K21+665.146ZH=JD－T=(K21+665.146)－68.98343=K21+596.16257HY=ZH＋Ls=(K21+596.16257)＋35=K21+631.16257YH=HY+=（K21+631.16257）+61.95=K21+693.11257HZ=YH＋Ls=（K21+693.11257）+35=K21+728.11257QZ=HZ-L/2=(K21+728.11257)-131.95/2=K21+662.13757JD5=QZ＋J/2=(K21+662.13757)＋6.01686/2=K21+665.146满足要求桩号JD61.平曲线几何元素计算：a=49°28´22.7"R=130(m)Ls=50(m)切线增长值=24.969181(m)曲线的内移值=0.789349(m)缓和曲线角=11.018423°55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文切线长tan=85.2265(m)平曲线长度L=（α－2β0）＋2Ls=162.21904m)外距=14.003(m)校正值J=2T－L=8.23396(m)=L-2Ls=62.219042．平曲线主点桩号计算及校正：JD6：K21+905.577ZH=JD－T=(K21+905.577)－85.2265=K21+820.3505HY=ZH＋Ls=(K21+820.3505)＋50=K21+870.3505YH=HY+=（K21+870.3505）+62.21904=K21+932.56954HZ=YH＋Ls=（K21+932.56954）+50=K21+982.56954QZ=HZ-L/2=(K21+982.56954)-162.21904/2=K21+901.46002JD6=QZ＋J/2=(K21+901.46002)＋8.23396/2=K21+905.577满足要求2.4.4各点桩号的确定在地形平面上初步确定出路线的轮廓，再根据地形的平坦与复杂程度，具体在纸上放坡定点，插出一序列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相临直线的交点，即为路线的各个转角点（即桩号），并且测量出各个转角点的度数，再根据《公路工程技术标准JTGB01—2003》的规定，初步拟出曲线半径值和缓和曲线长度，代入平曲线几何元素计算中试算。最终结合平纵横三者的协调制约关系，确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文第3章纵断面设计沿着道路中线竖直剖切，然后展开即为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全迅速运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。3.1纵断面设计的主要内容及基本要求3.1.1主要内容根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，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。3.1.2基本要求纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。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度适当，以及填挖平衡。3、平面与纵断面组合设计应满足。4、视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。555 西南科技大学城市学院本科生毕业论文、平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。6、平，纵线形的技术指标大小应均衡。7、合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。8、与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。3.1.3纵断面设计步骤变坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。最终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。我在设计中的具体做法如下：1、准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，在纬地中输入，然后在纬地软件中自动生成地面线。2、标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。本设计路段的标高控制点主要为：路基的最小填土高度要求，桥梁的控制标高，涵洞的路基控制标高、被交路的净空要求等。3、试坡，在一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，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。初步定出变坡点，变坡点应选在整10米桩上。4、调整，将所定坡度对照技术标准检查设计的最大最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。5、定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来。6、设置竖曲线平纵配合根据地形考虑填挖方整体地形向下起终高差6米地形控制点3.2纵坡设计应注意的问题1、设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。2、大、中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头10m以外。3、55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现“驼峰式”纵坡。4、注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时，一般宜设在水平地段，其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%，山区工程艰巨地段不大于5%。5、拉坡时如受“控制点”或“经济点”制约，导致纵坡起伏过大，或土石方工程量太大，经调整仍难以解决时，可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。一般来讲。纵坡缓和些为好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3%~0.5%最大纵坡应符合表3.1规定。表3.1最大纵坡设计速度(km/h)1201008060403020最大纵坡(%)3456789（1）高速公路受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%。（2）越岭路线的平均纵坡以接近5.5%(相对高差为200—500m时)和5%(相对高差大于500m时)为宜，且任意连续3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。不同纵坡的最大坡长应符合表3.2规定。表3.2不同纵坡最大坡长(m)设计速度(km/h)1201008060403020纵坡坡度(%)390010001100120047008009001000110011001200560070080090090010006500600700700800750050060083004009200（1）高速公路、一级公路，由连续上坡（或下坡）路段组合而成时，应按本标准第55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文3.2条规定的平均纵坡进行检验。（2）公路连续纵坡大于5%时，应在不大于表3.2所规定的纵坡长度范围内处设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡不应大于3%，其长度应符合表3.2最小坡长的规定。3.3纵断面设计步骤3.3.1竖曲线设计准备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。填写有关内容。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，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。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，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。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。3.3.2竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择半径。竖曲线半径选择主要考虑以下因素1、选择半径应符合标准所规定的竖曲线的最小半径和最小长度的要求。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文表3.3竖曲线最小半径和竖曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020凸形竖曲线半径（m）一般值170001000045002000700400200极限值11000650030001400450250100凹形竖曲线半径（m）一般值6000450030001500700400200极限值4000300020001000450250100竖曲线长度（m）1008570503525202、在不过分增加土石方数量的情况下，为了使行车舒适，宜采用较大的竖曲线半径。3、结合纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合适的外距值，按外距控制选择半径：4、考虑相临竖曲线的连接（即保证最小直坡段长度或不发生重叠），限制曲线长度，按切线长度选择半径。过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都是不利的，选择半径时应注意。5、夜间行车交通量较大的路段考虑灯光照射方向的改变，使前灯照射范围受到限制，选择半径时应适当加大，以使其较长的照射距离。3.3.3竖曲线半径选择主要考虑以下因素1、选择半径应符合标准所规定的竖曲线的最小半径和最小长度的要求。2、在不过分增加土石方数量的情况下，为了行车舒适，宜采用较大的竖曲线半径。3、借个纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合适的外距值，按外距控制选择半径：4、考虑相邻竖曲线的连接（既保证最小直破段长度或不发生重叠），限制曲线长度，按切线长度选择半径。过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都是不利的，选择半径是应注意。555 西南科技大学城市学院本科生毕业论文、夜间行车交通量较大的路段考虑灯光照射方向的改变，使前灯照射范围收到限制，选择半径时适当加大，以使其较长的照射距离。3.4道路平、纵线形组合设计3.4.1平、纵组合的设计原则1、应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。在视觉上能自然地诱导视线，是衡量平纵线行组合优烈的最基本的问题。2、注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。对纵面线行反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。3、选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。4、注意与道路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。3.4.2平纵组合设计1、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。2、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：（1）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3－4倍），以免产生折点。（2）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。（3）长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。3、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。4、平面曲线与纵断面直线组合55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文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。5、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：（1）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。（2）平曲线与竖曲线的大小保持均衡。（3）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。（4）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。（5）不宜将小半径平曲线设置在竖曲线的底部或顶部。6、平竖曲线对应重叠有如下优点：（1）利于诱导视线（2）有利于行车安全（3）线形舒适美观（4）平曲线与竖曲线的各种组合见下图:55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文3.4.3平曲线与竖曲线的组合1、平曲线与竖曲线应相互重合，切平曲线应稍长于竖曲线。2、平曲线与竖曲线大小应保持均衡。3、暗、明弯与凸、凹竖曲线。暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的、悦目的。4、平、竖曲线应避免的组合：（1）要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。（3）计算行车速度≥40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。（4）避免出现驼峰暗凹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。（6）应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例如：变坡点9竖曲线要素计算：里程K23+390标高510.8204m=-1.5599167%=-6.4966923%取半径R=900m55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文ω=-=-6.4966923%-(-1.5599167%)=-4.9367756%(凸形)曲线长L=Rω=900×4.9367756%=44.43098m切线长T=L/2=44.43098/2=22.2154902m外距=0.2742m设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K23+390)﹣22.2154902=K23+367.78451m竖曲线起点高程=510.8204-0.01559916722.2154902=510.474m竖曲线终点桩号=(K23+390)＋22.2154902=K23+412.2155m竖曲线终点高程=510.8204-0.06496692322.2154902=509.377m竖曲线中点高程=510.8204-E=510.5462m任意点的高程计算与变坡点的计算过程一致.例2：变坡点10竖曲线要素计算：里程K23+520标高502.3747m=-6.4966923%=-4.9170769%取半径R=1000mω=-=-0.04917076-(-0.06496623)=0.01579547(凹形)曲线长L=Rω=1000×0.01579547=15.79547m切线长T=L/2=15.79547/2=7.897735m外距=0.031187m设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K23+520)﹣7.897735=K23+512.102265m竖曲线起点高程=502.3747-0.064966237.897735=501.862m竖曲线终点桩号=(K23+520)＋7.897735=K23+527.898m竖曲线终点高程=502.3747+0.0491707697.897735=502.7630m竖曲线中点高程=502.3747+E=502.405887m任意点的高程计算与变坡点的计算过程一致.55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文第4章横断面设计道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的横断面设计线包括行车道，路肩，分隔带，边沟，截水沟，护坡道，碎落台等设施构成的。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文4.1横断面设计的原则及设计标准设计应根据公路等级，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。路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，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，采用经济有效的防害措施。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址不良地段。对于地形陡峭，有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。沿河及受水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。当路段设计标高受限制，路基处于潮湿，过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳定性好的材料填筑路提或进行换填并压实，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。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。4.1.1行车道宽度的确定由《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，查得三级公路山岭丘陵区的路面宽6m，土路肩0.75m，路基宽7.5m。4.1.2平曲线加宽及过度汽车行驶在曲线上，由于各轮迹半径不同，其中以后内轮轮迹半径最小，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。1、平曲线加宽值的确定：由《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，三级公路采用第1类加宽值。对于R＞250m的圆曲线，由于加宽值很小，可以不加宽。公路路面加宽后，路基也应相应加宽。分道行驶公路，当圆曲线半径较小时，其内侧车道的加宽值应大于外侧车道的加宽值。表4-1公路平曲线加宽加宽类型平曲半径（m)汽车轴距加前悬(m)250~200<200~150<150~100<100~70<70~50<50~30<30~25<25~20<20~15150.40.60.81.01.21.41.82.22.555 西南科技大学城市学院本科生毕业论文2、缓和曲线加宽为了使路面由直线上的正常宽度过度到曲线上设置了的宽度，许设置加宽缓和段，在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。本设计加宽缓和段采用缓和曲线段，同时采用比例过渡，则加宽缓和段内任意点的加宽值：公式（4—1）式中——任意点距缓和段起点的距离（m）——加宽缓和段长B——圆曲线上的全加宽4.1.3加宽计算示例（JD6）交点JD6：桩号为K21+909.683，该路为三级公路，设计速度为V=30Km/h，曲线要素为：R=130m，Ls=50m，ZH=K21+824.451，HY=K21+874.451，YH=K21+905.577，HZ=K21+936.702ZH—HY段取K21+850.000，圆曲线段;查表得B=0.8=(25.549×0.8)/50=0.408784mYH—HZ段取K21+920.000=(16.702×0.8)/50=0.267m对于半径大于250m的圆曲线，由于加宽值很小，可以不加宽。4.1.4路拱的确定为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。路拱对排水有利但对行车不利。根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）规定，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的路拱横坡度1~2%。考虑到四川处于亚热带温润季风气候，终年温和湿润，因此取用2%的横坡度，土路肩的排水性远低于路面，所以其横坡度取用3%。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文4.2超高的确定及过度方法4.2.1超高的确定为抵消车辆在曲线段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此，从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。超高值的计算公式：（公式4—2）式中i—超高横坡度μ—横向力系数V—行车速度(km/h)R—圆曲线半径(m)规范规定，二级公路一般地区圆曲线部分最大超高值不大于6%，且考虑到超高横坡度与路线纵坡组合而成的坡度，即合成坡度，规范规定三级公路山岭重丘区的最大允许合成坡度不的大于9%。4.2.2超高的过渡此公路无中间分隔带，当超高坡度大于路拱坡度时，先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡时，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。表4-2绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注X≤X0X＞X055 西南科技大学城市学院本科生毕业论文圆曲线上外缘hcbJiJ＋(bj＋B)ih1．计算结果均为与设计高之高差2．临界断面距缓和段起点：X=iGLc/ih3．X距离处的加宽值：bx=Xb/Lc中线h′cbJiJ＋Bih/2内缘h′′cbJiJ－(bJ＋b)ih过渡段上外缘hcxbJ(iJ－iG)＋[bJiG＋(bJ＋B)ih]中线h′cxbJiJ＋BiG/2bJiJ＋·ih内缘h′′cxbJiJ－(bJ＋bx)iGbJiJ－(bJ＋bx)ih注：B—路面宽度BJ—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距离处路中线抬高值h′′cx—X距离处路基内缘降低值b—路基加宽值bx—X距离处路基内缘降低值4.2.3超高值的计算示例交点JD6：桩号为K21+909.683，该路为三级公路，设计速度为V=30Km/h，曲线要素为：R=130m，Ls=50，ZH=K21+824.451，HY=K21+874.451，YH=K21+905.577，HZ=K21+936.702查《道路勘测设计》取临界断面距缓和段起点的距离为：55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文根据:Lc=Lh=50mX0=(2%/6%)*50=16.7m1、缓和段ZH—HY的超高选取桩号K21+850进行超高计算：该桩至ZH点的距离X=K21+840-K21+824.451=25.549mX>X0外缘==1.5（3%-2%）+【1.5x2%+(1.5+7.5)x6%】x25.549/50=0.3063m中线==1.5x3%+(7.5/2)x(25.549/50)x6%=0.159971m内缘==1.5x3%-(1.5+0.408784)x(25.549/50)x6%=0.045-0.0585=-0.0135m2、HY—YH段任意桩号的超高计算外缘==1.5×3%+（1.5+7.5）×6%=0.585m中线==1.5x3%+(7.5/2)x6%=0.27m55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文内缘==1.5×3%-（1.5+0.6757）×6%=-0.0855423、YH—HZ段的超高计算选取桩号K21+920进行超高计算该桩至HZ点的距离：X=K21+936.702-K21+920=16.702外缘==1.5X(3%-2%)+[1.5X2%+(1.5+7.5)X6%]X16.702/50=0.2054m中线==1.5X2%+(7.5/2)X(16.702/50)X6%=0.045+0.0752=0.120159m内缘==1.5X3%-(1.5+0.267)X(16.702/50)X6%=0.045-0.0354=0.009585m4.4横断面的绘制道路横断面的不止及几何尺寸，包括边坡，边沟，护坡道，截水沟等。应能满足交通，环境，用地经济，城市面貌等要求，并应保证路基的稳定性。本次横断面设计选择了路线的一公里，即K21+100~K22+100来绘制。此段路的路基土石方数量见路基土石方数量计算表，路基设计的主要计算值见路基设计。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文第5章排水设计5.1路基路面排水设计的一般原则155 西南科技大学城市学院本科生毕业论文、路基排水设计，首先应进行总体规划和综合设计，将针对某一水源和满足某个要求而设置的各项排水设施组成统一完整的综合排水系统。2、路基排水系统的布置，应与道路的平纵面和横断面相联系，并结合沿线的地形，地质等条件，因势利导，因地制宜布置适当的排水设施，完善对进出口的处理，完善对进出口的处理，使各项设施衔接配合，形成排水网络，把有害水及时排除掉。3、排水系统的规划要与地表，地下排水相互协调，路基路面排水综合考虑，排水沟渠与沿线的天然水系及桥涵等泄水结构物密切配合。4、道路排水还应与当地的农田水利等建设规划结合起来考虑。5、地表排水设计与坡面防护工程要协调配合。6、路表面水长含有有害物质，不得直接排入饮用水水源，也不宜直接排入养殖池，农田等，必要时应进行净化处理。5.2路基排水设计道路路基应设置完善的排水设施，以排除可能危害道路的地表水和地下水，保证路基路面结构稳固，防止路面积水影响行车安全。路基排水设计应根据道路等级、沿线自然条件以及桥涵设置等情况进行综合考虑，注意充分利用地形和天然水系，合理布置各项设施，形成良好的排水系统，确保排水通畅和养护方便。路基排水设计，应先进行总体规划和综合设计，将针对某一水源和满足某个要求而设置的各项排水设施组成统一完整的综合排水系统，以提高排水效果和降低工程造价。布置路基排水系统时，应联系道路的平纵面和横断面，查明各种水源，并分析他们对路基路面的危害程度，再根据沿线的地形、地质等条件，因势利导、因地制宜布置适当的排水设施，完善对进出水口的处理，使各项设施衔接配合，形成排水网络，把有害水及时排除掉。同时，要周密考虑每一排水设施的功能，以及在位置和构造等方面的要求，使他们充分发挥预期的效用。路基排水系统的布置，一般利用路线平面图按下列步骤进行：1、在路线平面图上绘出必要的路堑坡顶线和路堤坡脚线，标明路侧弃土堆和取土坑的位置等。2、在路基的上侧山坡上可设置截水沟等拦截地表径流。为提高截流效果，截水沟宜大体沿等高线布置，与地面水流方向接近垂直。路堑上侧有弃土堆时，弃土堆应连续而不中断，并在其上方设置截水沟。下坡一侧的弃土堆，应每隔50－100m设不小于1m宽的缺口，以利排水。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文3、路基两侧按需要设置边沟或利用取土坑，必要时采用路肩排水系统和中央分隔带排水系统，汇集并排除道路表面的水。4、根据沿线地下水的情况，设置必要的地下排水设施。5、将拦截或汇集的水流，用排水沟管引排到指定的低地、河沟或桥涵等处。排水沟应力求短捷、远离路基，与其他水沟的联接应顺畅。6、选定桥涵的位置，使这些沟管同桥涵连成一个完整的排水系统。对穿过路基的河沟，一般均应设桥涵，不要轻易改沟并涵。考虑到路基排水或农田排灌的需要，也可增设涵洞。5.3路面排水设计一般原则和要求：高等级公路中沥青混凝土路面横坡一般为2%左右，当为软土路基，六级公路沉降较大，采用过渡路面时，路面横坡应加大到3%。当位于纵坡小或超高缓和段底扭曲路面时，最小合成坡度不小于0.5%。对于纵坡较大的地段，弯道内侧车道，竖曲线凹部，高路堤的桥端部等特殊部位，为防止过大集中水流对路基路肩。边坡冲刷，可局部设置挡水缘石和水簸箕。所有排水设施的设置，除能满足排水要求外，均应满足有利今后养护管理的作业需要。为减少地表水和地下水对面层，基层，路基的侵蚀破坏，迅速排出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。1、路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施组成。设计时，按暴雨强度采用当地任意连续30min的最大径流厚度(mm)；设计重现期三级公路3年。2、路肩排水设施主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成。路肩排水设施的纵坡与路面的纵坡一致。当路面纵坡小于0.3％时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行保护。3、路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置拦水带，并通过急流槽将水排出路基。4、当硬路肩汇水量较大时，可在土路肩上设置路肩排水沟。路肩排水沟可采用“U”形水泥混凝土预制构件砌筑，沟底纵坡同路肩纵坡，并不小于0.3％。5、其他等级公路，当路堤较高时，为避免填方边坡被路面水冲刷，可在路肩上设置拦水带，通过路堤边坡上的急流槽将水排出。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文6、中央分隔带排水设施由纵向排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。中央分隔带排水，同它的布置形式、路线线形等有关。凹形中央分隔带，可采用浅平式纵向排水沟，经集水井和地下横向排水管，排去表面水。凸形中央分隔带，可用预制混凝土小块封面，而将降水排到两侧路面上。7、路面内部排水为了保持路面基层和路基的干燥状态，可设置良好的路面内部排水系统。其中，透水性基层可用多孔水泥稳定碎石、沥青稳定碎石等。为排除通过路面缝隙，或者由路基或路肩渗入并滞留在路面结构内的自由水，可设置路面边缘渗沟或排水基(垫)层。5.4排水系统设计本地区(主要指绵阳地区)年平均降雨量826--1417mm，属多雨潮湿地区，在路基排水系统设计时，充分结合当地的具体情况做了设计：1、边沟用以汇集和排除路面、路肩和挖方边坡上的径流及少量流向道路的地表水。挖方地段的边沟在土质路段采用矩形，左右的坡度都设置为1:1，底宽0.6m，沟深0.6m；在石质路段也采用矩形，底宽0.6m，沟深0.6m，左右的坡度都设置为1:1。在低填方地段的路肩外侧根据具体地形设置不同形式的截面。2、截水沟用以拦截和排除流向路基的地表流水，防止冲刷和侵蚀挖方边坡和填方坡脚。在挖方路基上方距边坡5m的地方设置，截面采用梯形，左右坡度设计为1:1，底宽0.5m；在低填方路基的坡脚处，若设置了边沟，则距边沟不小于5m的地方设置，若没有设置边沟，则距坡脚不小于2m的地方设置。3、碎落台主要是用以迎接碎落的土石、碎块等，以保护边沟不阻塞。当挖方高度小于8m时，碎落台宽取1m；大于8m时，则取2m。4、护坡道是设置在填方坡脚处，用以加宽边坡距离，减小边坡平均坡度。宽度取1～2m。第6章路基路面设计6.1路基设计55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据行驶车辆的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路基不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。路基横断面设计的基本要求：1、路基的结构设计应根据使用要求和当地自然条件（包括地质、水文和材料情况），并结合施工条件进行设计，即应有足够的强度和稳定性，又要经济合理。2、路基的横断面形状和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定。3、路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。6.1.1路基设计的内容路基设计内容包括：①确定断面形式、路基宽度②路基填料及压实标准③边坡形状的确定④路基的排水系统设计⑤坡面的防护设计⑥附属设施设计其中路基边坡的形状在本次设计中采用了直线、折线和台阶形。在填方边坡小于8时采用直线形，大于8设置挡土墙，更高时则采用折线形。当地形较陡，不容易放坡时，也采用了重力式挡土墙。在挖方边坡坡高较小时用直线形，当边坡中混合了土、石时在分界处变坡，即采用折线形边坡；坡高较高时则采用台阶形或设置挡土墙。填挖方坡度值的取用综合了当地的地形和符合规范的规定。具体如表如下：表6-1边坡设计及规范填方边坡坡度填料种类边坡高度(m)边坡坡度全部上部下部全部上部下部55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文粘质土、粉质土20812—1:1.51:1.75砂、砾12——1:1.5——砾类土、卵石土20128—1:1.51:1.5不易风化的石块20812—1:1.51:1.5挖方边坡坡度土、岩石种类密实、风化程度边坡高度(m)﹤2020～30粉质土胶结1:0.5—砂岩微风化、弱风化1:0.3—泥岩微风化、弱风化1:0.3—6.2路面设计6.2.1路面类型与结构方案设计路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件,使用要求,材料供应,施工和养护工艺等,并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大,基垫层材料应尽可能采用当地材料,并注意使用各类废弃物。必要时,应考虑采用新型路面结构形式,新材料,新施工工艺.同时,应注意路面的功能和结构承载力等是通过设计,施工,养护等共同保证的,可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。1、路面建筑材料设计路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容,原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构层次,指定各层材料的标准规范名称。本次毕业设计运用了大学期间所学的工程技术与材料科学知识,考虑了道路所在地的自然环境,材料所在路面结构层次的功能等,论证合理地选择了材料类型和建议配比。2、路面结构设计路面结构设计就是对拟订的路面结构方案和选定建筑材料,运用规范建议的设计理论和方法对结构进行力学验算。现阶段公路路面使用的路面类型主要有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面,学生应综合考虑当地的环境,降水,材料,交通量等各方面因素后选定路面的类型,然后进行设计。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文6.2.2路面设计步骤本设计路面采用沥青混凝土,沥青路面结构设计有以下四步:1、根据设计任务书的要求,进行交通量分析,确定路面等级和面层类型,计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。2、按路基土类与干湿类型,将路基划分为若干路段(在一般情况下路段长不宜小于500m,若为大规模机械化施工,不宜小于lkm),确定各路段土基回弹模量。3、可参考规范推荐结构(见规范附录A),拟定几种可能的路面结组合与厚度方案,根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量,抗拉强度,确定各结构层材料设计参数。4、根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路,一级公路,二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层,底基层,应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求,或调整路面结构层厚度,或变更路面结构组合,或调整材料配合比,提高极限抗拉强度,再重新计算。上述计算应采用多层弹性体系理论编制的专用设计程序(我校采用HPDS程序)进行。对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面,尚应验算防冻厚度是否符合要求.进行技术经济比较,确定采用的路面结构方案。设计时,应先拟定某一层作为设计层,拟定面层和其他各层的厚度.当采用半刚性基层,底基层结构时,可任选一层为设计层,当采用半刚性基层,粒料类材料为底基层时,应拟定面层,底基层厚度,以半刚性基层为设计层才能得到合理的结构;当采用柔性基层,底基层的沥青路面时,宜拟定面层,底基层的厚度,求算基层厚度,当求得基层厚度太厚时,可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层,以减薄路面总厚度,增加结构强度和稳定性。对高速公路,一级公路,二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层,底基层应进行拉应力的验算.目前,以上计算已编制成计算机程序(HPDS程序)。6.2.3各层材料计算参数的确定1、沥青路面结构设计主要须确定沥青混合料在25℃和15℃时的抗压模量和15℃的劈裂强度.强度和模量的确定方法不外两种,试验法和经验法。经验法是参照规范中的参数建议值,考虑工程所在地的气候状况(自然区划和气候分区)和工程的具体情况适当选用。如,沥青路面设计规范建议粗粒式沥青混凝土,沥青标号≤90的抗压模量为1800～2200,设计时不能简单地取中值,如果所用沥青标号较低,如60,70,可考虑用较高的值,若为90,则应取低限；高速公路行车速度高,一般二级公路行车速度低,55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文那么设计高速公路路面时可取上限值。设计诸如矿区道路时,因轴载较重车速低,则可取低限。设计时可参考规范建议值采用)2、基层材料类别与计算参数确定：基层材料的类别.我国路面工程中最常用的当属半刚性基层,主要材料类别按沥青路面规范定义有水泥稳定类(水泥土,水泥稳定级配碎石(砂砾)),石灰粉煤灰碎石(砂砾),水泥石灰土,二灰土,水泥粉煤灰等综合稳定类。主要力学参数确定：设计中主要要确定的基层材料力学参数为设计沥青路面时有抗压模量和劈裂强度,设计水泥混凝土路面时只须确定抗压模量.同样,材料力学参数可通过配比试验确定,也可参照规范建议值确定。半刚性基层材料的参数依据规范建议确定时应注意规定的龄期,材料配比,特别是结合料的含量;同时应考虑基层来可能处于的潮湿状态。3、垫层材料类别与计算参数垫层材料类别.垫层材料主要有石灰稳定类(石灰土,石灰稳定集料等),级配碎石,砂砾等。垫层材料的力学参数.设计中一般只须确定垫层材料的抗压回弹模量,由于用于垫层材料的粒料很难进行试验测定,一般参照规范建议值确定即可。4、土基回弹摸量的确定一般规定.新建公路初步设计时,土基回弹模量值应根据查表法(或现有公路调查法),室内试验法,换算法等,经综合分析,论证,确定沿线不同路基状况的土基回弹模量设计值。土基回弹模量是路面设计的关键参数,也是随机性大和比较难确定的参数.确定的方法有两种,可称为经验法(查表法)和现场测定法。经验法：新建道路设计时,尚无法实测土基顶面的回弹模量,应对路基填土类型,地下水位,预测的路基潮湿状态综合分析,根据经验数据或通过室内试验确定。根据土类和气候区以及拟定的路基土的平均稠度,可参考《沥青路面设计规范》。预测土基回弹模量值，当采用重型击实标准时,土基回弹模量值可较表列数值提高15%～30%。现场实测法：在已建成的路基上,在不利季节按照现行《公路路基路面现场测试规程》规定,用大型承载板测定土基0～0.5mm(路基软弱时测至lmm)的变形压力曲线,然后根据公式计算出回弹模量值。根据老师所给的资料，查有关规范，取土基回弹模量为36Mpa.。6.2.4路面设计1、沥青路面结构设计标准55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文现行《公路沥青路面设计规范》的设计标准主要以路面表面设计弯沉值作为设计控制指标,对高等级道路路面还要验算沥青混凝土面层和整体性材料基层的拉应力。2、累计当量轴次计算及各层层底拉应力验算（采用Hpds2006A程序计算）一、轴载换算及设计弯沉值计算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东风EQ14023.769.21双轮组2002解放CA10B19.460.851双轮组3003菲亚特650E33721双轮组2004依士兹TD5042.2801双轮组200设计年限15车道系数.7交通量平均年增长率5％一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=630,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次:243设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1339738属轻交通等级路面设计交通等级为中等交通等级公路等级三级公路公路等级系数1.2面层类型系数1.1路面结构类型系数1路面设计弯沉值:47.1(0.01mm)二、改建路面加铺补强层厚度计算加铺路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:47.1(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:150(mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差(mm)模量(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土301400055 西南科技大学城市学院本科生毕业论文2中粒式沥青混凝土40120003粗粒式沥青混凝土6090004石灰粉煤灰碎石?150005石灰土25055006改建前原路面47.4按设计弯沉值计算设计层厚度:(弯沉值按改建路面F公式计算)LD=47.1(0.01mm)H(4)=150mmLS=7(0.01mm)由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.路面设计层厚度:H(4)=150mm(仅考虑弯沉)通过对设计层厚度取整以及设计人员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:----------------------------------------细粒式沥青混凝土30mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土40mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------石灰粉煤灰碎石150mm----------------------------------------石灰土250mm----------------------------------------改建前原路面三、交工验收弯沉值计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差综合影响系数55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文(mm)模量(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土301400012中粒式沥青混凝土401200013粗粒式沥青混凝土60900014石灰粉煤灰碎石1501500015石灰土250550016改建前原路面47.4计算改建路面各加铺层顶面交工验收弯沉值:(按改建路面F公式计算)第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=7(0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=8.1(0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=10(0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=13(0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=43.1(0.01mm)第7章桥梁和涵洞7.1桥梁本设计路线涉及团结桥（K21+000）和仇家湾桥（K24+100），路路线中心线均从原桥中心线走过不涉及桥梁重现选址问题，按实地桥梁的荷载承载能力与地质条件论证采用原桥，详情参见纵断面绘图。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文7.2涵洞此路段设计路线在地势较低和河流地带按设计要求设了涵洞，初步均采用1m的钢筋混凝土圆管涵，详情参见纵断面绘图及涵洞布置图。结论本次毕业设计是对绵阳市游仙区胜黎路五公里（K20+000~K25+000）的三级公路进行设计。按照现行的三级公路的设计标准和主要技术指标标准对此路段进行路线比选论证、路线平纵横设计、路基路面设计、排水设计、边坡防护设计等。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文通过这次设计，使我对专业知识综合应用的能力得到一定的提高，对公路工程行业规范的了解有一定的加深，对设计的基本流程有了初步的掌握，使我获益很多，进一步的把书本的知识体系系统化和条理化，本设计采用HintCAD道路辅助设计软件、HPDS2006路面设计软件、AutoCAD绘图软件，这使得我对计算机辅助软件的熟悉与综合能力得到提高，也弥补了在大学期间所学知识的不足，并加深了我对本行业的热情。在指导老师和小组同学的帮助下，设计的每个阶段，我都向老师回报自己的进展情况，并把自己在这个阶段中所遇到的问题向老师询问，和同学讨论，这样提高了设计的效率。致谢首先感谢我的母校西南科技大学城市学院，四年来对我的大力培养与教导，让我有机会体会多姿多彩的丰富的大学生活。也感谢四年来各个任课老师们专业的敬业态度，古语曰：“师者，传道授业者。”，我们可敬的老师们不愧是最可爱的人，老师们对于我的人生价值观有着深远的影响。自己在这四年的学习生涯中，亦苦亦甜。随着毕业设计的尾声临近，我很感谢我的指导老师--xx老师，平日里繁忙的他一样能抽出时间给予我悉心、不厌其烦的指导，还有很多同学的帮助，以及网上那些对我慷慨的陌生的朋友们，才使得我的毕业设计得以完成。55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文参考文献[1]中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTJ001-97）[S].北京：人民交通出版社，1998.[2]陆鼎中,程家驹.《路基路面工程》[M].上海：同济大学出版社，1999.[3]张雨化.《道路勘测设计》[M].北京：人民交通出版社，1997.[4]邵旭东.《桥梁工程》[M].北京：人民交通出版社，2003.[5]顾孝烈,程效军.《测量学》[M].上海：同济大学出版社，1999.[6]交通部.《公路路线设计规范》[M].北京：人民交通出版社，2002.[7]中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》（JTJ013-95）[S].北京：人民交通出版社，1996.[8]中华人民共和国交通部标准《公路自然区划标准》（JTJ003-86）[S].北京：人民交通出版社，1987.[9]Li,JianhuaThehighwaydevelopmentandmanagementsysteminWashingtonState:CalibrationandapplicationforthedepartmentoftransportationroadnetworkTransportationResearchRecord,n1933,2005:p53-61.[10]中华人民共和国行业标准《公路排水设计规范》（JTJ018-97）[S].北京：人民交通出版社，1998.[11]中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）[S].北京：人民交通出版社，1996.[12]中华人民共和国行业标准.《公路沥青路面施工技术》JTGF40-2004[S].北京：人民交通出版社,2004.55 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西南科技大学城市学院本科生毕业论文附录：RoadsurfaceRoadsurface(BritishEnglish)orpavement(AmericanEnglish)isthedurablesurfacemateriallaiddownonanareaintendedtosustainvehicularorfoottraffic,suchasaroadorwalkway.Inthepastcobblestonesandgranitesettswereextensivelyused,butthesesurfaceshavemostlybeenreplacedbyasphaltorconcrete.Suchsurfacesarefrequentlymarkedtoguidetraffic.Today,permeablepavingmethodsarebeginningtobeusedforlow-impactroadwaysandwalkways.MetallingThetermroadmetalreferstothebrokenstoneorcindersusedintheconstructionorrepairofroadsorrailways,andisderivedfromtheLatinmetallum,whichmeansboth"mine"and"quarry".MetallingisknowntohavebeenusedextensivelyintheconstructionofroadsbysoldiersoftheRomanEmpire(seeRomanroad)butalimestone-surfacedroad,thoughttodatebacktotheBronzeAge,hasbeenfoundinBritain.Metallinghashadtwodistinctusagesinroadsurfacing.Thetermoriginallyreferredtotheprocessofcreatingagravelroadway.Therouteoftheroadwaywouldfirstbedugdownseveralfeetand,dependingonlocalconditions,Frenchdrainsmayormaynothavebeenadded.Next,largestoneswereplacedand55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文compacted,followedbysuccessivelayersofsmallerstones,untiltheroadsurfacewascomposedofsmallstonescompactedintoahard,durablesurface."Roadmetal"laterbecamethenameofstonechippingsmixedwithtartoformtheroadsurfacingmaterialtarmac.Aroadofsuchmaterialiscalleda"metalledroad"inBritain,a"pavedroad"intheUSA,ora"sealedroad"inAustralia.AsphaltAsphalt(specifically,asphaltconcrete)hasbeenwidelyusedsince1920–1930.Theviscousnatureofthebitumenbinderallowsasphaltconcretetosustainsignificantplasticdeformation,althoughfatiguefromrepeatedloadingovertimeisthemostcommonfailuremechanism.Mostasphaltsurfacesarebuiltonagravelbase,whichisgenerallyatleastasthickastheasphaltlayer,althoughsome"fulldepth"asphaltsurfacesarebuiltdirectlyonthenativesubgrade.Inareaswithverysoftorexpansivesubgradessuchasclayorpeat,thickgravelbasesorstabilizationofthesubgradewithPortlandcementorlimemayberequired.Polypropyleneandpolyestermaterialshavealsobeenusedforthispurposeandinsomenortherncountries,alayerofpolystyreneboardshavebeenusedtodelayandminimizefrostpenetrationintothesubgrade.Dependingonthetemperatureatwhichitisapplied,asphaltiscategorizedashotmixasphalt(HMA),warmmixasphalt,orcoldmixasphalt.Hotmixasphaltisappliedattemperaturesover300Fwithafreefloatingscreed.Warmmixasphaltisappliedattemperaturesof200to250degreesF,resultinginreducedenergyusageandemissionsofvolatileorganiccompounds.Coldmixasphaltisoftenusedonlowervolumeruralroads,wherehotmixasphaltwouldcooltoomuchonthelongtripfromtheasphaltplanttotheconstructionsite.AnasphaltconcretesurfacewillgenerallybeconstructedforhighvolumeprimaryhighwayshavinganAverageAnnualDailyTrafficloadhigherthan1200vehicles55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文perday.Advantagesofasphaltroadwaysincluderelativelylownoise,relativelylowcostcomparedwithotherpavingmethods,andperceivedeaseofrepair.Disadvantagesincludelessdurabilitythanotherpavingmethods,lesstensilestrengththanconcrete,thetendencytobecomeslickandsoftinhotweatherandacertainamountofhydrocarbonpollutiontosoilandgroundwaterorwaterways.Inthe1960s,rubberizedasphaltwasusedforthefirsttime,mixingcrumbrubberfromusedtireswithasphalt.Inadditiontousingtiresthatwouldotherwisefilllandfillsandpresentafirehazard,rubberizedasphaltismoredurableandprovidesa7–12decibelnoisereductionoverconventionalasphalt.However,applicationofrubberizedasphaltismoretemperature-sensitive,andinmanylocationscanonlybeappliedatcertaintimesoftheyear.ConcreteConcretesurfaces(specifically,Portlandcementconcrete)arecreatedusingaconcretemixofPortlandcement,gravel,sandandwater.Thematerialisappliedinafreshly-mixedslurry,andworkedmechanicallytocompacttheinteriorandforcesomeofthethinnercementslurrytothesurfacetoproduceasmoother,densersurfacefreefromhoneycombing.Thewaterallowsthemixtocombinemolecularlyinachemicalactioncalledhydration.Concretesurfaceshavebeenrefinedintothreecommontypes:jointedplain(JPCP),jointedreinforced(JRCP)andcontinuouslyreinforced(CRCP).Theoneitemthatdistinguisheseachtypeisthejointingsystemusedtocontrolcrackdevelopment.JointedPlainConcretePavements(JPCP)containenoughjointstocontrolthelocationofalltheexpectednaturalcracks.Theconcretecracksatthejointsandnotelsewhereintheslabs.Jointedplainpavementsdonotcontainanysteelreinforcement.However,theremaybesmoothsteelbarsattransversejointsanddeformedsteelbarsatlongitudinaljoints.Thespacingbetweentransversejointsistypicallyabout1555 西南科技大学城市学院本科生毕业论文feetforslabs7–12 inchesthick.Today,amajorityoftheU.S.stateagenciesbuildjointedplainpavements.JointedReinforcedConcretePavements(JRCP)containsteelmeshreinforcement(sometimescalleddistributedsteel).Injointedreinforcedconcretepavements,designersincreasethejointspacingpurposely,andincludereinforcingsteeltoholdtogetherintermediatecracksineachslab.Thespacingbetweentransversejointsistypically30feetormore.Inthepast,someagenciesusedaspacingasgreatas100feet.Duringconstructionoftheinterstatesystem,mostagenciesintheEasternandMidwesternU.S.builtjointed-reinforcedpavement.Todayonlyahandfulofagenciesemploythisdesign,anditsuseisgenerallynotrecommendedasJPCPandCRCPofferbetterperformanceandareeasiertorepair.ContinuouslyReinforcedConcretePavements(CRCP)donotrequireanytransversecontractionjoints.Transversecracksareexpectedintheslab,usuallyatintervalsof3–5 ft.CRCPpavementsaredesignedwithenoughsteel,0.6–0.7%bycross-sectionalarea,sothatcracksareheldtogethertightly.Determininganappropriatespacingbetweenthecracksispartofthedesignprocessforthistypeofpavement.Continuouslyreinforceddesignsgenerallycostmorethanjointedreinforcedorjointedplaindesignsinitiallyduetoincreasedquantitiesofsteel.However,theycandemonstratesuperiorlong-termperformanceandcost-effectiveness.AnumberofagencieschoosetouseCRCPdesignsintheirheavyurbantrafficcorridors.Oneadvantageofcementconcreteroadwaysisthattheyaretypicallystrongerandmoredurablethanasphaltroadways.Theyalsocaneasilybegroovedtoprovideadurableskid-resistantsurface.Disadvantagesarethattheytypicallyhaveahigherinitialcostandareperceivedtobemoredifficulttorepair.55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文ThefirststreetintheUnitedStatestobepavedwithconcretewasCourtAvenueinBellefontaine,Ohioin1891.ThefirstmileofconcretepavementintheUnitedStateswasonWoodwardAvenueinDetroit,Michiganin1909.CompositesurfacesCompositesurfacescombinePortlandcementconcreteandasphalt.Theyareusuallyusedtorehabilitateexistingroadwaysratherthaninnewconstruction.Asphaltoverlaysaresometimeslaidoverdistressedconcretetorestoreasmoothwearingsurface.Adisadvantageofthismethodisthatthejointsbetweentheunderlyingconcreteslabsusuallycausecracks,calledreflectivecracksintheasphalt.WhitetoppingusesPortlandcementconcretetoresurfaceadistressedasphaltroad.In-placerecyclingDistressedroadmaterialscanbereusedwhenrehabilitatingaroadway.Theexistingpavementisgroundorbrokenupintosmallpieces,thencompactedtoformthebaseorsubbasefornewpavement.Somemethodsusedinclude:1.Rubblizingofconcretepavement.Existingconcretepavementisbrokenintogravel-sizedparticles,compacted,thenoverlaidwithasphaltpavement.2.Coldin-placerecycling.Bituminouspavementisgroundormilledintosmallparticles,compacted,andoverlaidwithasphaltpavement.Theasphaltmillingsareblendedwithasmallamountofasphaltemulsion,pavedandcompacted,allowedtocureforseventotendays,thenoverlaidwithasphalt.3.Hotin-placerecycling.Bituminouspavementisheatedto250to300°F(120to150°C),milled,combinedwitharejuvenatingagentorvirginasphaltbinder,andcompacted.Itmaythenbeoverlaidwithanewasphaltoverlay.Thisprocessonlyrecyclesthetoptwoinches(50 mm)orless,soitcanbeusedtocorrectrutting,55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文polishingorothersurfacedefects.Itisnotagoodprocedureforroadswithstructuralfailures.Italsogenerateshighheatandvaporemissions,andmaynotbeagoodcandidateforbuilt-upareas.4.Fulldepthreclamationisaprocesswhichpulverizesthefullthicknessoftheasphaltpavementandsomeoftheunderlyingmaterialtoprovideauniformblendofmaterial.Abindingagentmaybemixedintoformabasecourseforthenewpavement,oritmaybeleftunboundtoformasubbasecourse.Commonbindingagentsincludeasphaltemulsion,flyash,Portlandcementorcalciumchloride.Itcanalsobemixedwithaggregate,recycledasphaltmillings,orcrushedPortlandcementtoimprovethegradationofthematerialBituminousSurfaceTreatment(BST)BituminousSurfaceTreatment(BST)isusedmainlyonlow-trafficroads,butalsoasasealingcoattorejuvenateanasphaltconcretepavement.Itgenerallyconsistsofaggregatespreadoverasprayed-onasphaltemulsionorcut-backasphaltcement.Theaggregateisthenembeddedintotheasphaltbyrollingit,typicallywitharubber-tiredroller.BSTsofthistypearedescribedbyawidevarietyofregionaltermsincluding"chipseal","tarandchip","oilandstone","sealcoat","sprayedseal"or"surfacedressing".STisusedonhundredsofmilesoftheAlaskaHighwayandothersimilarroadwaysinAlaska,theYukonTerritory,andnorthernBritishColumbia.TheeaseofapplicationofBSTisonereasonforitspopularity,butanotherisitsflexibility,whichisimportantwhenroadwaysarelaiddownoverunstableterrainthatthawsandsoftensinthespring.OthertypesofBSTsincludemicropaving,slurrysealsandNovachip.Thesearelaiddownusingspecializedandproprietaryequipment.Theyaremostoftenusedin55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文urbanareaswheretheroughnessandloosestoneassociatedwithchipsealsisconsideredundesirableThinmembranesurfaceAthinmembranesurface(TMS)isanoiltreatedaggregatewhichislaiddownuponagravelroadbedproducingadustfreeroad.ATMSroadreducesmudproblemsandprovidesstonefreeroadsforlocalresidentswhereloadedtrucktrafficisnegligible.TheTMSlayeraddsnosignificantstructuralstrength,andsoisusedonsecondaryhighwayswithlowtrafficvolumeandminimalweightloading.Constructioninvolvesminimalsubgradepreparation,followingbycoveringwitha50to100millimetres(2.0–3.9in)coldmixasphaltaggregate.TheOperationDivisionoftheMinistryofHighwaysandInfrastructureinSaskatchewanhastheresponsibilityofmaintaining6,102 kilometers(3,792 mi)ofthinmembranesurface(TMS)highwaysGranularAgranularsurfacecanbeusedwithatrafficvolumewheretheaverageannualdailytrafficis1,200vehiclesperdayorless.Thereissomestructuralstrengthastheroadsurfacecombinesasubbaseandbaseandistoppedwithadoublegradedsealaggregatewithemulsion.Besidesthe4,929 kilometers(3,063 mi)ofgranularpavementsmaintainedinSaskatchewan,over90%ofNewZealandroadsareunboundgranularpavementstructures.55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文公路路面(英国英语)路面或路面(美式英语)是在一个区域采用耐用的表面材料旨在维持机动车交通,如道路、走道。在过去，中砾石和花岗石块材的路面被广泛应用，但现在这些路面大多被沥青混凝土所代替。这样的表面是经常标记以引导交通。今天，透水铺方法开始用于低强度的巷道和人行道。铺路碎石路面碎石这个术语是指应用在建筑或修理道路或铁路中的碎石或焦炭渣滓，来源于拉丁语metallum，意思既指“采矿”又指“采石”。铺路碎石是被罗马帝国（见罗马路）的罗马士兵已知并广泛用于公路建设中。石灰岩路面道路被认为可以追溯到铜器时代，已经在英国有发现。铺路碎石在道路铺装层中有两种截然不同的用法。这个术语最初是指创造碎砾石路面道路的工序。巷道的路线首先被挖下几英尺，然后根据当地的条件情况，决定是否增加或不增加盲沟。接下来，放置排列大石块，紧接着是连续几层小石块，直到把组成路面表面的小石块夯实成坚硬的、耐用的表面。后来公路碎石成为碎石沥青路面的名字，由片石和沥青混合铺筑而成的表面材料。这种材料的道路在英国被称作“碎石路”，在美国被叫做“铺面道路”，在澳大利亚叫做“柏油公路”。沥青沥青(特别地,沥青混凝土)自1920-193055 西南科技大学城市学院本科生毕业论文有着广泛的应用。沥青粘合剂的粘滞性质允许沥青混凝土维持重要的塑性变形，但是随时间反复荷载的疲劳是最常见的失效机制。大多数沥青表面是建立在一个砾石基地上，通常情况下，至少和沥青层一样厚，尽管一些足够深度的沥青面层是直接建立在本土路基上建造的。在软土或膨胀土地区如粘土或泥炭、粗砾地基或有普通硅酸盐水泥或石灰的路基稳定层可能会有一定要求。聚丙烯和聚酯材料也被用于此目的,在北部的一些国家,一层一层的聚苯乙烯板已用于延迟和减少冰霜渗透路基。取决于应用时凝结时的环境温度,沥青被归为热拌沥青(热拌沥青混凝土),温暖,或冷拌沥青混合沥青。热拌沥青适用于温度超过300个F，一个自由的浮式找平层。温拌沥青适用于200个F到250个F之间的温度，能导致能耗降低与排放挥发性有机化合物。冷拌沥青技术通常用于低体积的农村道路，因为那里从沥青设备到建筑工地上冷却热拌沥青是太过漫长的过程。沥青混凝土表面一般会被构造为大体积的主要公路，其年平均每日交通量高于1200辆/天。沥青路面的优点，与其他路面相比，包括噪音相对较低、成本相对较低、以及修理较容易。缺点是与其他方法相比低耐久性，与混凝土铺面道路相比抗拉强度低，在炎热的气候里路面有变软和光滑的趋势，沥青含有一定量的碳氢化合物会污染土壤和地下水或水道。在20世纪60年代,橡胶沥青第一次使用,其混合轮胎橡胶屑和沥青。添加使用那些会填满垃圾地和存在目前火灾隐患的轮胎，橡胶沥青与传统沥青相比更耐用，并且提供一个7至12分贝的降噪。然而,更多应用的是橡胶沥青对温度敏感,在许多地方只能应用在每年特定的时节。混凝土混凝土路面（特别的硅酸盐水泥）是用硅酸盐水泥、小碎石、沙子和水混合制造的。这种材料应用于新拌和混凝土浆，用机械压实内部，迫使一部分稀的泥浆流到表面，产生一种能不受蜂窝裂影响的更流畅、更致密的表面。水分子和混合物的结合，在化学反应上成为水化。混凝土路面归纳为三种常见类型：普通素混凝土路面（JPCP）、钢筋混凝土路面（JRCR）、连续配筋混凝土路面（CRCP）。区分每种类型的条目就是用于控制裂缝发展的接缝系统。普通素混凝土路面（JPCP）包含足够的连接点去控制所有预置自然裂缝的位置。混凝土裂缝在连接缝处，板的其他地方不存在裂缝。在人行道处，普通素混凝土路面不含钢筋，然而也可能会有横向的光圆钢筋和纵向的变形钢筋连接。板厚为7—12英寸的横向接缝间距通常大约为15英尺，今天，大多数美国州立的机构建造普通素混凝土路面。钢筋混凝土路面（JRCP）包含钢筋网加固（有时称为分布筋）。在钢筋混凝土的接缝里，设计师们有目的的增加连接，包括增加钢筋维系每张板的中间裂缝。横向配筋间距通常是30英尺甚至更多。在过去，一些设计院使用了和100英尺大的间距。在国际施工体系中，多数公司在美国东部和中西部地区建造接缝式钢筋混凝土路面的人行道。今天，只有少数公司采用这种设计，并且钢筋混凝土路面（JRCP）的使用和普通素混凝土路面(JPCP)一样逐渐的不被推行，连续配筋混凝土路面提供了更好的性能和修理的便易性。连续配筋混凝土路面（CRCP）不需考虑任何横向伸缩缝。混凝土板的预设横向裂缝间隔通常为3—5英尺。该路面设计有充分的钢筋，横截面积占0.6%-0.7%，以便裂纹紧密相连。确定裂缝的适当间距是这种路面类型设计进程的一部分。连续配筋混凝土路面设计耗资通常大体上比钢筋混凝土路面（JRCP）或普通素混凝土路面（JPCP55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文）要多，因为钢筋数量的增加。不过，它们显示出了更优秀的长期性能和成本效益。许多公司选择该设计用于他们那繁重的城市交通走道。水泥混凝土路面的与沥青路面相比的一个优点就是路面强度更高、更耐久。它们很容易被划槽提供一个耐久的防滑表面。一般说来它们的缺点就是具有较高的初始购置成本，以及修复难度大。1891年，由混凝土铺筑的美国第一街坐落在俄亥俄州的Bellefontaine大道。1909年，美国的第一个英里的水泥混凝土路面坐落在密歇根州的底特律市的伍德沃德大道。复合表面复合表面结合有硅酸盐水泥混凝土和沥青。它们通常用于修复道路中而不是新建道路。为使路面恢复光滑在破损的混凝土上加沥青叠层。这种方法的缺点是下层或基层的混凝土板之间的接缝通常会产生裂缝，在沥青中这种缝被称为反射裂缝。白色罩面使用普通硅酸盐水泥混凝土在破损的沥青路面上重新铺设路面。回收利用当改建道路时，破损的道路材料可以被重复使用。现有的路面是土层或被分解成的小块，压实后形成新路面的基层或底基层。采用一些的方法：1.碎石水泥混凝土路面。现有的混凝土路面被分解成砾石大小的粒子，夯实，然后用沥青铺面。2.冷装置回收。沥青路面是地面或被碾碎成小颗粒，夯实，然后铺沥青面。沥青混合物只混用了少量的沥青乳液，铺设和夯实，允许有7到11天的护养期，然后沥青铺面。3．热回收装置。沥青路面被加热到250到300个F（120到150摄氏度），碾碎，添加修复剂或纯沥青粘结剂，压实。然后可能会加一个新的沥青铺加层。这个过程仅仅是回收利用最上部两英尺（50mm）或更少，因此它可以用来修正车辙、抛光表面或其他表面缺陷。对道路结构的失效，那不是一个好的制作方法。这种方法散发的高温和水蒸气，对于建筑物密集区并不是一个好的候选方案。4.最大程度的改建是碾碎足够深度的沥青路面以及一些底基层材料提供统一的混合材料的过程。一种粘合剂可能会被混入其中，形成新路面的基础，或可能被粘固形成底基层。常见的粘结剂含有沥青乳剂、粉煤灰、普通硅酸盐水泥或氯化钙。它也可以混合骨料、再生沥青混合物或被压碎的硅酸盐水泥以提高改进材料的性能。沥青表面处理（BST）沥青表面处理（BST）主要应用在轻交通量道路，而且也可以被用作修复沥青混凝土路面的封面层。它通常包括分布在喷涂式沥青乳剂或沥青水泥上的骨料。然后骨料以滚动的方式被嵌入沥青中，常用橡胶轮胎滚动。有数百英里的阿拉斯加公路以及在阿拉斯加其他相似的道路、育空地区、英国北部的哥伦比亚省道路都采用BST法。BST被广泛应用的一个原因是它的用法方便简单。另一个就是它的灵活性，对于处在不稳固地势或在春天易融冻、软化的道路是很重要的。BSTs的其他类型包括micropaving、泥浆密封、技术工程路实践。这些都依赖于使用专业化和专有的设备。它们最常用在城市地区那些表面粗糙的道路，而伴有碎片密封的松动石块的路面被认为是不需要的。薄膜表面一层很薄的膜表面（TMS55 西南科技大学城市学院本科生毕业论文）是一种表面处理集料油，在砾石路基上产生一种无尘路。薄膜表面路减少了泥浆问题以及在装载卡车忽略不计的道路为当地居民提供免费。TMS层并没有增加结构层的强度，因此用于轻交通量和最低限度负重的二级公路。建设中涉及最小路基厚度，下层是50-100mm厚的冷拌沥青骨料。颗粒固体颗粒表面可以用于那些年平均每日交通量为1200辆每日或更少的交通。除了在萨斯喀彻温省有4929公里（3063m）的固体颗粒表面路面，在新西兰超过90%的道路都使用了颗粒路面结构。55'