道桥专业二级公路毕业设计计算书

'本设计是从信阳到商城某段二级公路的设计，该段路线总长为3054mo本设计中设计车速为80km/h,双向两车道。本设计是在对交通量进行分析，查找相应的技术规范的基础上，确定出公路的技术等级以及设计需要的各种参数，最终确定采用二级公路的技术指标进行设计。结合周围的地形情况进行了平面线形设计，平面线形中有三个转角。纵断面的设计中有两个竖曲线，满足平纵线形组合设计中的各种要求。在横断面的设计中，确定了横断面组成及各种要素后，绘制出横断面图。本设计中路面设计采用沥青路面进行设计，主要包括结构层的拟定和设计层厚度计算。涵洞设计主要是在拟定结构尺寸后进行各种强度的验算。设计中结合地形及周边环境条件，通过两条线路方案的比选，最终确定最佳方案。关键词：二级公路；纵断面；横断面；沥青路面；涵洞AbstractThisdesignisasecondaryroaddesignfromXinyangtoShangchengandthetotallengthofthesectionis3054m.Thedesignspeedis80km/handtheroadhastwolanes.Theparameterswhichareneededinthedesignaredefinedbyanalyzingthetrafficandsearchingthecorrespondingtechnicalspecification・Finallythesecondaryroad5stechnicalspecificationisdesigned.Basedonthesurroundingterrain,thealignmentofthe highwayisdesigned,whichhasthreecorners.Therearethreeverticalcurvesinthedesignofverticalalignment,whichallmeetthedesignrequirementofthelinearcombination.Inthecrosssectiondesign,thecrosssectiondiagramsaredrawnafterdeterminingthecompositionandcrosssectionelements.Thedesignoftheasphaltpavementmainlycontainstheselectionofthestructurelayerandthecalculationofthelayerthickness-Theintensionofthestructureischeckedaftertheselectionofthedimensionsofthestructureintheculvertdesign.Thedesigniscombinedwiththeterrainandsurroundingenvironmentconditions,andthroughthecomparisonoftwolineprograms,thebestsolutionisultimatelydetermined.Keywords：Secondaryroad,verticalsection,crosssection,Asphaltpavement,culvert 第一章绪论11.1概述11.2选题意义11.3设计概况2第二章公路技术等级的确定32」公路技术等级32.2公路等级的确定42.3二级公路技术指标核算52.4公路技术标准6第三章公路平面设计103.1选线的一般原则103.2平原微丘地区选线原则103.3选线方法及步骤133.4方案的拟定与初步比选143.5平面线形设计153.5.1线形要素的计算153.5.2逐桩坐标的计算19第四章纵断面设计274.1纵断面设计原则274.2纵坡设计要求284.3竖曲线设计30431竖曲线设计304.3.2竖曲线的计算314.4平、纵线形组合34 第五章横断面设计355」横断面设计原则355.2横断面的组成365.3平曲线加宽设计385.4超高设计38第六章路基设计436.1路基设计的内容与要求436.1.1路基断面设计436.1.2路基设计要求436.2填料的选择及压实标准446.3土石方调配466.3.1调配原则466.3.2土石方调配方法46第七章路面设计487」基本资料487.2沥青路面的设计497.2.1轴载换算497.2.2初步拟定路面组合方案517.3路面厚度设计及验算517.4沥青路面结构层55第八章排水设计568.1路基排水目的和要求568.2路基排水设计一般原则568.3地面排水设施57第九章工程预算609.1预算定义和作用60 9.2预算费用的组成609.3预算定额编制的原则及程序609.4预算编制的依据609.4预算的编制619.5预算成果及方案比选62第十章盖板涵设计6310」盖板计算6310.1.1设计资料6310.1.2外力计算6410.1.3内力计算及验算6510.2台身及基础计算6910.2.1设计资料6910.2.2台身验算7010.3基底应力验算74参考文献77致谢78 第一章绪论1.1概述交通运输事业是国民经济的重要组成部分，是国民经济的命脉。公路运输作为其中最重要的运输方式之一，具有如下特点：(1)机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，可以实现“库一库”的直接运输，节约时间和减少屮转费用，减少货损。(2)受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式。(3)适用性强，服务面广，时间上随意性强。(4)投资少，资金周转快，社会效益显著。由于公路运输的这些特点，使公路运输事业得以快速发展。到上世纪70年代，经济发达国家大多改变了一个多世纪以来以铁路运输为中心的局面，公路运输在各种运输方式屮起了主导作用，是我国综合运输体系屮最为活跃的一种运输方式，并显示岀了广阔的发展前景。1.2选题意义综合运用已学的知识，解决土木工程专业道桥方向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。此外毕业设计是作为大学牛毕业前的一次重要的演练，为我们将来顺利踏上工作岗位或走上科研创新的道路，担当好自己的职责具有重要的意义。 1.3设计概况木设计为公路新建工程，木工程全线按二级公路标准设计，为双向两车道,设计时速为80km/h,工程起点桥号为K0+000,终点桩号K3+054.355m。河南信阳市商城县某公路地处IV2区，拟采用沥青混凝土路面结构设计，沿线土质为中液限黏性土，地下水位距路床l・5m,属于中湿状态，年降雨量900mm,最高气温39°C,最低气温-10°Co本路段主要是沟通与附近县之间的一条干线公路，担负为沿线工、农业生产及政治、经济、文化物资交流服务；木设计是在结合当地的沿线地形、地质、水文、气象等自然条件下，确定公路的等级及技术标准；木设计是在对当地经济发展状况的了解和对交通量的预测的基础上进行的设计，并做方案比选。长远意义：为实现商城县到信阳市的快捷交通，加强与市区的联系，降低运营成本，提高经济社会效益，完善信阳市高等级路网；促进信阳市公路等级及运输结构合理化，适应信阳市作为国家公路运输枢纽城市的需要；大大增强信阳对所辖地区的经济辐射影响，对促进经济发展具有重要意义。 第二章公路技术等级的确定2.1公路技术等级由于每条道路在国民经济屮的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。《公路路线设计规范JTGD20—2006)＞将公路根据功能和适用的交通量分为以下五个等级：(1)高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制岀入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均口交通量25000〜55000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量40000〜80000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量6000()〜100000辆。(2)-级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000〜30000辆；六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000〜55000辆。(3)二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000〜15000辆。(4)三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000〜6000辆。(5)四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000以下。单车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400以下。2.2公路等级的确定(1)交通量组成路段初始年交通组成及交通量(辆/口，交通量年增长率取7%),见表2・1。 (注：由于路面设计中分段年增长率分别为7%、5%、3%,故预测远景年交通量时年增长率取最大值7%。)表2・1汽车交通量组合(单位:辆/日)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解放CA10B19.460.851双轮组2002日野KF300D40.75792双轮组<31753交通SH361601102双轮组<32004黄河JN15049101.61双轮组15()5东风EQ14023.769.21双轮组400(1)我国《公路工程技术标准》规定：标准车型为小客车各汽车代表车型与标准车型换算系数如表2・厶 表2-2各汽车代表车型与车辆换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0W19座的客车和栽质杲W21的货车中型车1.5＞19座的客车和载质戢＞2t〜W7t的货车大型车2.0载质量＞7t〜W14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车(1)交通量计算初始年交通量折合成小型车为:^=200x1.5+175x2+200x3+150x2+400x1.5=2150交通年增长率r=7%,兀取15年远景年交通量：=N°(1+Y)z=2150x(1+7%严=5543双车道二级公路折合成小客车的年平均交通量为5000〜15000辆，该二级公路满足设计年限内的交通増长要求。根据设计任务书所给的资料，所获得的道路交通密度及其组成按所在地区的地形、道路的性质、使用任务及交通量，经过充分的技术经济论证，最后确定道路的技术等级为二级公路，设计时速为80km/ho2.3二级公路技术指标核算(1)平曲线极限最小半径:Knin=250mV2_802127(“皿+L)=127x(0.1+0.1)故极限最小半径取250m(2)平曲线一般最小半径:Knin卩2127(如+「)802127x(0.06+0.07)=387m 故一般最小半径取400mo(1)缓和曲线最小长度：/min=%?=66.7m=>取70m(2)停车视距：V=80km/hx85%=68km/hS厂竺+匕=9+歼“06心取HOm丁3-625403.6254x0.31(3)纵坡最小长度:min=9V=9x80x^=200m(4)竖曲线最小长度：L=—=—=66.7m=>取70m1.21.22.4公路技术标准公路技术标准是指在一定白然环境条件下能保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系本路段按二级公路标准测设，设计车速80km/h,测设屮在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。二级公路的主要技术指标如下：1、直线(1)直线的最大长度我国目前的《标准》和《公路路线设计规范》屮未对直线的最大长度规定具体的数值，但总的原则是：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，最大长度应有所限制；当采用长直线时为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应技术措施。(2)肓线的最小长度由《公路路线设计规范》得知：同向曲线间的直线最小长度为6V；反向曲线间的育线最小长度为2V«当肓线两端设置有缓和曲线时，也可以宜接相连,构成S形曲线。2、圆曲线 圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。(1)最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径，如下表2-3o不设超高最小半径，当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。表2-3各级公路圆曲线最小半径(m)设计速度(km/h)1201008060403020极限最小半径(m)650400250125603015一般故小半径(m)10007004002001006530不设超高的路拱W2%5500400025001500600350150最小半径路拱＞2%7500525033501900800450200(m)(2)最小长度选用圆曲线半径时，最小长度一般要求要有3s的行程，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。圆曲线半径的选用：在运用平曲线半径的三个最小半径时，应遵循的一般原则是：在地形条件许可时，应力求使半径尽可能接近不设超高最小半径；一般情况下或地形有限制时，应尽量大于一般最小半径；只有地形特别困难时，方可采用极限最小半径。木设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，采用了设超高的半径曲线。3、缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一，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。由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有 足够的长度，以使驾驶员能够从容的打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅,圆曲线上的超高过度也能够在缓和曲线内完成。缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1)离心加速度变化率不过大；(2)控制超高附加纵坡不过陡；(3)控制行驶时间不过短；(4)符合视觉要求。由《公路路线设计规范》可知各级公路缓和曲线最小长度如表2・4所示：表2-4各级公路缓和曲线最小长度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1201008010080608060403020缓和曲线最小长度100857085705070503525204、行车视距我国《标准》规定二、三、四级公路停车视距、会车视距与超车视距见表2-5o 表2-5二.三、四级公路停车视距.会车视距与超车视距设计速度8060403020停车视距11075403020会车视距220150806040超车视距5503502001501005、本设计根据上述条件采用的设计技术指标汇总见表2-6o表2-6主要技术指标汇总设计指标取值设计速度V80km/h行车道宽度(m)2X3.75=7行车道数2路基宽度(m)12直线的最大长度(m)20X1600同向曲线间直线的故小长度(m)6VM80反向曲线间直线的最小长度(m)2V=160最人纵坡6%最小纵坡0.3%最人合成纵坡9%凸形竖曲线一般最小半径/长度(m)4500/70凹形竖曲线一般最小半径/长度(ni)3000/70会车视距(m)220 第三章公路平面设计3.1选线的一般原则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:(1)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。(2)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。(3)选线注意同农H1基本建设相配合，做到少占H1地，并应尽量不占高产DK经济作物01或穿过经济林园等。(4)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圉环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。(5)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。(6)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。2.2平原微丘地区选线原则平原微丘区由于地势比较平坦，路线受高差和坡度的限制小，平、纵、横三方面的儿何线形较易达到较高的技术标准，但往往由于受当地自然条件和地物的阻碍以及支农的需要，选现实应注意多方面的因素。(1)以平面为主安排路线平原微丘区路线，因受纵坡限制不大，布线时应在基本符合路线走向的前提下正确处理对地物、地质的避让与穿越，以平面为主安排路线。选线时，首先在起终点及中间必须经过的工厂、农场及风景区作为主要控制点，了解农出优劣及建筑群、水电设施、跨河桥位等地物的分布，确定避让方法。 (1)线形与技术标准平原微丘区选线要求路线方向宜捷，线形舒适可能采用较高标准。两个小控制点之间以两点直线连接的路线是最理想的，当路线必须转折时,相邻曲线间应尽量有较长的肓线，以便曲线之间有充足的过渡时间，但不能片面的追求长肓线，平曲线尽量采用大半径，小偏角，从而保证线形的平顺。路线纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓而造成排水不良。平原微丘区路基一般以低路堤为主，但必须做好排水设计，以确保路基的稳定和坚固，同时还应考虑纵坡和排灌渠位及其高度的配合。(2)处理好于农业的关系平原微丘区农出成片，渠道纵横交错，路线布设时要注意与农业发展的关系，与农田灌溉、水利设施建设相结合，从支援农业岀发，布线应处理好以下问题：平原微丘区新建公路占用一些农出是不可避免的，但结合我国地少人多的国情，在可能的条件下做到尽量少占或不占高产田。全面分析比较，使路线既不片面求直而占用大量良田，也不片面强调不占用良田而使路线弯曲较多，造成行车条件恶化。路线布设应紧密与农田水利建设相结合，注意了解灌溉渠道的分布情况，使路线尽量与干渠平行，尽可能避免相交，最好把路线布置在渠道上方非一侧或尾部。路线应尽量避开供灌溉用的水塘，必须穿过时，路线最好布设在水塘的一侧，并拓宽水塘，取土筑路，解决借土问题。(3)路线与城镇的联系平原微丘区有较多的城镇、村庄、工业区及其它公用设施，布线时应结合工路性质正确处理穿越与避绕、拆迁和保留的关系。高等级公路原则上不宜穿过城镇、工矿区及密集的居民点，以减少相互干扰确保安全。但考虑到方便运输，便利群众，充分发挥公路服务性能，路线又不宜离开城镇过远，做到“靠城不进城，利民不扰民”。(4)路线与桥渡的配合平原微丘区河流湖泊较多，桥涵工程大，路线在跨越水道应尽可能的保证 路线的平顺性。特大桥桥位是路线总方向的控制点，路线的总方向应服从特大桥桥位的安排。大中桥桥位原则上应服从路线的总方向，但常常作为路线方案的控制点，在选定桥位时，应将路、桥综合考虑。桥位应尽量选择在河床稳定、河道顺宜、河面较窄、地质良好和两岸有利于桥头路线布设的河段。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流向正交，桥梁和引道应尽量在肓线上。小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况，可采取改河措施或改移路线，调整轴线和流向间的夹角。(1)注意土壤水文条件平原微丘区土壤和水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，容易影响路基的稳定性。在低洼地段，路线与分水岭走向一致时，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，以使路基具有较好的水文条件。当路线遇到面积较大的水库或湖泊时，一般应避绕，难以避绕时，应选择最窄最浅和基地坡面平缓的位置，借土填堤通过。路线通过排水不良的低洼地带，布线时要注意保证陆地的最小填土高度，对低填及个别挖方地段要做好排水处理。(2)充分利用旧路平原微丘区，通常有较宽的人行大路，新建公路应尽可能利用1口路，但要注意从公路的远期发展考虑，根据该路在路网中的地位和作用，严格按照技术标准的要求对旧路进行改造，不能利用的可恢复成为耕出或改为通行农业机械的道路。(3)注意路基取土和就地取材路基取土不能乱挖乱取、破坏农出，造成路基两边积水。取土应进行全面规划，采用大面积集中取土的方法，使梯田取土变平田。木路线位于平原微丘区，有建筑材料生产工厂，有砂石、粉煤灰等材料， 路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工、养护、材料运输费用。3.3选线方法及步骤公路选线一般可分为三种方法，其中有实地选线，纸上选线及自动化选线,根据实际情况，在本公路设计屮，采用纸上定线法。纸上选线是在已经测得的地形图上进行路线布局、方案比选，从而在纸上确定路线，将此路线再放到实地的选线方法。其特点是野外工作量较小，定线不受自然因素干扰，能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质条件，综合平衡平、纵、横三方面因素.所选定的路线更为合理。但纸上定线必须要有大比例尺地形图，地形图的测设需花费较大的工作量和具备一定设备。纸上选线的地形图若用航空摄影成图可大大缩短成图时间。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、由而到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤：(1)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。(2)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。(3)本设计本着方便城镇岀入，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,以定岀道路的中线。3.4方案的拟定与初步比选根据地形图，按照选线的方法和原则，拟定出两条路线走向方案见平面线形图。木设计选线主要从以下方面考虑：(1)本路段位于平原微丘区，平原微区农田成片，渠道纵横交错，路线布设时注意到与农业发展的关系，与农出灌溉、水利设施建设相结合，从支援农业、带动当地经济发展出发布点选线。平原区新建公路占用一些农出是不可避 免的，本设计在可能的条件下做到尽量少占或不占高产田。全面分析比较，使路线既不片面求肓而占用大量良出，也不片面强调不占用良出而使路线弯曲较多，造成行车条件恶化。(1)在路线布设时做到紧密与农田水利建设相结合，仔细观察地形图，充分了解灌溉渠道的分布情况，使路线尽量与干渠平行，尽可能避免相交。路线尽量避开供灌溉用的水塘。(2)平原微丘区有较多的城镇、村庄、工业区及其它公用设施，布线时结合工路性质正确处理穿越与避绕、拆迁和保留的关系。高等级公路原则上不宜穿过城镇、工矿区及密集的居民点，以减少相互干扰确保安全。但考虑到方便运输，便利群众，充分发挥公路服务性能，路线设计又没有离开城镇过远，做到“靠城不进城，利民不扰民”。综合以上考虑，设计岀方案一和方案二两个方案，初步比选如下：方案一直线、缓和曲线圆曲线结合使用，使线形更加美观，同时不增加额外的工程量,但此方案穿越一些农出，增加工程投资。方案二转点稍多，线形不够平顺，圆曲线半径较小，会影响行车速度。方案二与方案一相比，方案二的线路穿越较多的居民区，离城市较近，需拆迁的稍多，且穿越的良田、温室较多，增加工程投资，综上所分析可见方案一优于方案二，因此选择方案一的线路。3.5平面线形设计3.5.1线形要素的计算1、线形线形见图3・1,如下： 图3-1线形图转角值分别为：力=54。；42=25。;处=32。2、带缓和曲线的圆曲线计算(1)ABC段圆曲线半径如图3・2 其中:厶一曲线长(m)Eh—外矩(m)L—缓和曲线(m)s人—切线长(m)曲线半径(m)L一圆曲线(m)带有缓和曲线的平曲线计算公式切线长:曲线：外距:切曲差:Th=(R+p)tan^+q0LEh=(7?+p)sec—-R内移值:厶2厶424R2384疋切线增值:A240/?2(3-D(3・2(3-3(3-4(3-5(3-6(1)从地形图上确定公路平曲线，读出控制点坐标起点：JD0(3243.7,4765.9)JD,(2621.3,5492.0)JD2(1914.98,5431.17) 丿:JD4(536.02,5592.43)计算各直线段的长度：厶=J(2621.3-3243.7『+(5492.0-4765.9)，=956.308m厶4=631.46m同法可求L.=768.98m厶=811.1：方位角：砌_]=180-d/rfg—=130.19心©a=180+arctga2_3=180-arctgArAr=184.92=159.474=1SO+arctg—=191.25心转角：ax=e_2-％一1=54.32a?=%丁%pl59.4T184=-92(“一”表左转)冬=兮一如3=191・25-159.47=31.78(1)平曲线要素计算：①初拟R=500m,=100/?2,a=54.32JD}:/?=5()0i,Z^^lOOmp==0.8330m24/?2384/?"0。=28.6479^=28.6479x—=5.73°R500Th=(R+〃ta袒+q=306.9Eh=(/?+》se号-/?=62.9( rr厶严（处勿（））/?而+2亍574.04人=2人一厶=39.84①初拟/?=500m,厶二100m,勺=-25.45°JD、:R=500m，Ls=100m424/?2384疋=0.8330m诂-帚9.98检28.647哙=28.6479嘰"73。人=（/?+加专》se今一R=13.4（TT厶=（—20。）/?而+2厶=322.08m人=2人一£7・067JD、与丿q之间的直线段长＞2y=160m符合规范要求。②初拟R=600m,Ls.=150m,巾=31.78°JD3：R=600m,厶=150m&-^F=L5615m号磊S.960几=28.64麥28鬻 +(7=246.1一R=25.4ijr厶=（处勿0）/?而+2亍482.73人=27；-厶9609丿Q与丿2之间的直线段长＞2V=160m符合规范要求。平曲线要素值汇总如表3・1。表3-1平曲线几何要素值R▲aqp0()Lh5A(m)(m)(0)(m)(m)(°)(m)(m)(m)(m)JD150010054.3249.980.835.73306.95574.0562.9139.84JD2500100-25.4549.980.835.73163.07322.0813.464.07JD360015031.7874.961.567.16246.17482.7425.459.613.5.2逐桩坐标的计算1、主点桩号计算: 丿q的桩号：ko+oooJD、的桩号：K0+000+厶=K0+956.3JD2的桩号：K0+956.308+厶—厶=ATI+625.447丿2的桩号：K1+625.447+厶一厶=K2+432.504如的桩号：K2+432.504+厶—人=K3+054.355(1)JD1：ZH=jp-山年0^956・3~08306•区46二HY=ZH^-SL=O/T-649.30210%=0+YH=H¥^如=OK4749.302+574.4094K200=HZ=YHK+123.411+1嵐()二1J574()494QZ=HZ-^-=KI+123.411二KO+936.38622j39843JD.=°z+S=K0+936.386+"=K0+956.308122说明计算无误。(2)JD2：ZH=jp-传屉625.447163.0T74二HY二Z$厶=1金462.3并3102=1+YH=HY^也=1金562.373+322t0803K200=HZ=YHK+684.4533+1K)O=1QZ=HZ-^=K+784.4533-绘？。8。?二KI+623.41322JD=0Z+如二K1+623.413+4"677二kI+625.447-22 说明计算无误。(1)JD3：ZH=JD,~乙=K2+432.504-246.173二K2+186.331HY=ZH^-sL=2用186.33415S=24YH=也=2用336.331+482丁7X68木150=HZ=YNs#&+519.1678+1/50=2QZ=HZ-^=K2+669.0678-=^2+427.699422/96092JD3=QZ+3二K2+427.6994+~二K2+432.50422说明计算无误。主点桩号计算结果汇总于表3-2o表3-2主点桩号值主点JD1JD2JD3ZllK0+649.362K1+462.373K2+186.330I1YK0+749.362K1+562.373K2+336.330QZKOi936.387K1+623.413K2+427.699YHK1+123.411K1+684.453K2+519.068HZK1+223.411K1+784.453K2+669.068JDK0+956.3K1+625.447K2+432.5042、计算每20米整桩号及特殊点坐标,(1)直线段:K0+000〜K0+649.362,见表3・3。每20m一个桩号，方位角为A=13Q590oK0+000处坐标：(3243.677,4765.9)因为：Ax=/•cos4=20cos130.599=-13.015Ay=/sin^4=20sin130.5=99 得:K0+020坐标为(3243.677,4765.896)。依例可计算得每20米的桩号坐标：(心=兀门+心，计算结果见表3・3。I儿=儿-|+△)"同理相加得其它坐标值，得JD1：K0+956.308坐标为(2621.343,5491.999)。转角值d=54.32°o得：4=人+0=130.599°+54.32°=184.92°=X/+Tcos(A+180)=2621.343-306.946xcos130.599°=2821.091YZH=YJ^TsinCA.+180)=5491.999-306.946xcos130.599°=5258.942ZH坐标(2821.091,5258.942)=X7+TcosA=2621.343+306.946xcosl84.92°=2315.529^z=y7+TsinA=5491.999+306.946xsin184.92°=5465.666HZ坐标(2315.529,5465.666)前直线上(L§ZH),以K0+600坐标为例计算：X二X/+(T+Z//-厶)cos(A+180°)=2621.343+(306.946+649.362-600)xcos(130.599°+180°)=2853.217Y=TVZH-)心5A4-°t80=5491・9乂9506・946+649~.36600)9°；=5221.462K0+600坐标(2853.217,5221.462)后直线上(L»ZH),以KI+300坐标为例计算：X=XJ+(T+L—HZ)cosA=2621.343+(306.946+1300-1223.41l)xcos184.92°=2239.222Y=Y八(T+L—HZ)sinA2=5491.999+(306.946+1300-1223.41l)xsin184.92°=5459.095则KI+300坐标(2239.222,5459.095) (2)设缓和曲线的单曲线缓和曲线上任意点的切线横距：7/5I9I13X—1|40R2瓦3456/?4瓦599040疋氏•>A①第一缓和曲线任意点坐标：30Z230/2X=X7H+x!cos(-——)•cos(A+<^―)ZHttRLs分5tiRLs30/230/2Y=Y./h+x/cos(—)•sin(A+q)ttRLsttRLsZH桩号K0+649.362,计算K0+680坐标L=680-649.362=30.638mR=500mLs二100m经计算x=30.6377m,X=2801.083,Y=5282.142KO+680坐标(2801.083,5282.142)同理可计算其它桩号的坐标。②圆曲线(HY—YH)任意点坐标：X=XHY+27?sin(——)・cos[A+gJ兀RtiRvvnD.,90/90(2+厶$)y=+2/?sin(—)-sin[A(+g]7iRttRHY坐标(2753.553,5332.626),计算K0+760的坐标经计算x=10.638m,X=2745.781,Y二5339.889即K0+760的坐标为：(2745.781,5339.889)同理可计算其它桩号的坐标。③第二缓和曲线(HZ—YH)任意点坐标：30/230/2X=XH7+x!cos(-——)•cos(A2+180—g-——)舵tiRLs2匕兀RLs30/230/2Y=YH7+x/cos(—)•sin(人十180—g—)宓FRLs-5ttRLs因HZ点(K1+223.411)坐标为(2315.529,5465.666)计算K1+100的坐 经计算:x=123.411,X=2438.739,Y=5470.039即Kl+100的坐标为：(2438.739,5470.039)同理可计算其它桩号的坐标，见表3・3。表3-3加桩坐标表桩号坐标•桩号坐标N(X)E(Y)N(X)E(Y)K0+0003243.6774765.896K0-2803061.4624978.494K0+0203230.6624781.081K0-3003048.4474993.679K0+0403217.6464796.267K0-3203035.4325008.865K0+0603204.6314811.453K0-3403022.4165024.050K0+0803191.6164826.638K0-3603009.4015039.236K0+100317&6004841.824K0-3802996.3865054.421K0+1203165.5854857.009K0-4002983.3705069.607K0+1403152.5704872.195K0+4202970.3555084.792K0+1603139.5544887.380K0+4402957.3405099.978K0+1803126.5394902.566K0-4602944.3245115.163K0+2003113.5244917.751K0-4802931.3095130.349K0+2203100.5084932.937K0-5002918.2945145.535K0+2403087.4934948.122K0-5202905.2785160.720K0+2603074.4784963.308K0-5402892.2635175.906 表3-3加桩坐标表（续）桩号-坐标-桩号-坐标N(X)E(Y)N(X)E(Y)K0+5602879.2475191.091K0+9402594.185K0+940K0+5802866.2325206.277K0+9602575.475K0+960K0+6002853.2175221.462K0+9802556.4975448.498K0+6202840.2015236.648K1+0002537.2835454.043K0+6402827.1865251.833K1+0202517.8625458.815K0+649.3622821.094525&942K1+0402498.2655462.806K0+6602814.1685267.016K1+0602478.5255466.010K0+6802801.0835282.142K1+0802458.6725468.423K0+7002787.8145297.106K1+1002438.7395470.040K0+7202774.2445311.798K1+1202418.7575470.858K0+7402760.2665326.100K1+123.4112415.3465470.917K0+749.3622753.5535332.626K1+1402398.7585470.891K0+7602745.7815339.889K1+1602378.7695470.258K0+7802730.7585353.090K1+1802358.8025469.118K0+8002715.2195365.679K1+2002338.8575467.631K0+8202699.1895377.637K1+2202318.9285465.958K0+8402682.694538&945K1+223.4112315.5295465.666K0+8602665.7605399.583K1+2402299.0015464.242K0+8802648.414K0+880K1+2602279.0755462.527K0+9002630.684K0+900K1+2802259.1495460.811K0+9202612.598K0+920K1+3002239.2235459.095第四章纵断面设计纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的立体线形效果。 纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。根据道路的等级（二级公路）、沿线自然条件和构造物控制标高，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。具体路段设计可见纵断面设计图。4.1纵断面设计原则路线纵断面设计主要是指纵坡设计和竖曲线设计。根据选线时的意图，以及桥涵、地质等方面对路线纵断面设计的要求，综合考虑工程技术与工程经济因素，定出路线的纵坡，再选则合适的竖曲线，最后才计算出各桩号的设计标高和填挖值。进行道路纵坡设计时，一般应遵循以下原则：（1）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、坡段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）（2）纵坡应均匀平顺。纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁；变坡点尽量设置大半径竖曲线，尽量避免极限纵坡值；t亚口处纵坡尽量放缓；越岭线应尽量避免设置反坡段。（3）设计标高的确定应结合沿线自然条件，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑；沿河线路线标高应在设计洪水位以上0.5m以上。(1)纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相协调，应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡来确定纵断面的设计线。(2)应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。(3)依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农用机械、农出水利等方面要求。4.2纵坡设计要求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。纵坡设计一般要求：(1)坡设计必须满足《标准》的各项规定。(2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大•和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值合理安排缓和曲线坡段，不宜连续用极限长度的陡坡夹最短长度的坡。连续上下坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭附近的纵坡应尽量缓一些。(3)纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。(4)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方,以减少借方和废方，降低造价和节约用地。(5)平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。(6)对连接段纵坡，如大中小桥引道及隧道两端接线等，纵坡应缓一些避免产生冲突，交叉处前后的纵坡应平缓一些。(7)在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的耍求。具体规范规定如下：1、最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成木等。各级道路允许的最大纵坡是根据当前具有代表性标准车型的汽车动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。最大纵坡的影响因素：各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素，通过全面考虑，综合分析而确定的。各级公路最大纵坡的规定见表所4・1示。 表4-1各级公路最大纵坡设计速度(km/h)1201008060403020最大纵坡(%)34567892、最小纵坡《规范》规定各级公路在挖方路段、设置边沟的低填方路段以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基而影响稳定性，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%的坡度吋，其边沟应做纵向排水设计。3、坡长限制(1)最小坡长限制最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。《标准》规定，各级道路最小坡长应按表4・1和表中4・2选用。表4-2各级公路最小坡长设计速度(km/h)1201008060403020故短坡长(m)30025020015012010060(2)最大坡长限制各级公路纵坡长度限制见表4-3o表4-3各级公路纵坡长度限制(m)设计速度(km/h)12010080604030203900100011001200———470080090010001100110012005—6007008009009001000坡6——500600700700800度7————500500600%8————3003004009—————20030010——————200 4.3竖曲线设计4.3.1竖曲线设计竖曲线最小长度与平曲线相似，当坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线半径的长度也很短，这样容易使驾驶员产生急促的变坡感觉，同吋，竖曲线长度过短，宜对行车造成冲击。我国公路按照汽车在竖曲线上3s的行程时间控制竖曲线的最小长度。择竖曲线半径时，为更好的视觉效果，还应将竖曲线的半径选的人一些，使视觉上感觉到舒适顺畅。相邻竖曲线衔接吋应注意：(1)同向竖曲线:特别是同向凹形竖曲线，如果直坡段接近或达到最小坡长吋，宜合并设置为单曲线或复曲线。(2)反向竖曲线：反向竖曲线之间应设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设计速度的3s行程。(3)竖曲线设计应满足排水要求。规定的竖曲线最小半径和竖曲线长度如下表4-4所示： 表4-4竖曲线最小半径和竖曲线长度设计速度(km/h)1201008060403020凸形竖曲线一般值170001000045002000700400200最小半径(m)极限值11000650030001400450250100凹形竖曲线一般值6000450030001500700400200最小半径(m)极限值4000300020001000450250100竖曲线长度一般值250210170120906050(m)最小值1008570503525204.3.2竖曲线的计算1、竖曲线的要素坡度差^=Z,-/2(代数差)，当©为“+”时，为凹形竖曲线；©为“一”时，为凸形竖曲线。竖曲线要素见图4・1。图4・1竖曲线要素示意图竖曲线长度：L=Rco竖曲线切线长：T=-=—22r2 竖曲线上点的竖距：y=—2R竖曲线外距：£=—2R式中R竖曲线半径，m；L——竖曲线的曲线长，IB；T——竖曲线的切线长，m；E——竖曲线的外距，——两相邻纵坡的代数差，在竖曲线要素计算时去其绝对值；y——竖曲线上任意一点到切线的纵距，m；x——竖曲线上任意一点与竖曲线始点或终点的水平距离，m。在设计过程中，按折线计算出的纵断而设计标高为未计竖曲线之设计标高;设置竖曲线后，竖曲线内所在路段的设计标高应在未计竖曲线Z设计标高的基础上加以改正，此改正值为y,BP：在凸形竖曲线内：设计标高二未计竖曲线的设计标高一y在凹形竖曲线内：设计标高二未计竖曲线的设计标高+y2、竖曲线要素计算该公路全长3054.355m,全线共设两个竖曲线。其中一个凸形竖曲线，一个凹形竖曲线。竖曲线半径选择说明：(1)符合平纵结合设计(2)竖曲线半径的选择符合《规范》要求，凸曲线R24500O1,凹曲线R23000m,同时凸的竖曲线最小长度不小于70mo(3)竖曲线的设置应使驾驶员能保持视距的连续性，平纵线形的技术指标大小均衡，线型协调。变坡点桩号：K0+710,K2+020 纵坡坡度:0.6346%,-1.4318%,0.6348%竖曲线半径：18000m,25000m (1)计算竖曲线要素ZD1：桩号：K0+710.00=40.6346%,/2=-1.4318%,/?=18000itico=i,-i2=—1.4318%—().6346%=—2.0664%为凸曲线曲线长:切线长:L=Ra)=8000x2.0664%=371.95m〃厶=371皆85.9722外距：T2E==0.96012RZD2：桩号：K2+020.00i}=-1.4318%,i2=+().6348%,R=25(XX)ma)=-i2=0.6348%+1.4318%=—2.0666%为凹曲线曲线长：切线长：L=Ro)=25000x2.0666%=516.63m卩二厶=516.65=25&3i5m22外距:T2E=—=1•33砒2R其余点处竖曲线要素计算如上，结果见竖曲线表。(2)计算设计高程ZD1： 竖曲线起点桩号：（K0+71Q）—185.976=K0+524.024终点桩号：（KO+710）+185.976=KO+895.976起点高程：728.4673-0.6346%x185.976=727.827m终点高程：728.4673-1.43177%x185.976=725.805mZD2：竖曲线起点桩号：（K2+020）-25&315=K1+761.685终点桩号：（K2+020）+25&315=K2+27&315起点高程:709.711+1.431力％X258.315二713.410m终点高程：728.4673+0.63475%x185.976=711.351m其余竖曲线上20m桩号高程依例可求，结果见表。4.4平、纵线形组合1、线形组合原则平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适感，研究与周围环境的协调和良好的排水条件。公路平、纵线形组合的基本原则是：（1）应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。（2）平而与纵断面的技术指标大小应均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调。（3）注意与道路周围环境相结合。2、平、纵线形组合的基本要求（1）当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。（2）要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。 平曲线与竖曲线的大小如果不均衡，会给人以不愉快的感觉，失去了视觉上的均衡性。(1)当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应,平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。(2)要选择适当的合成坡度。合成坡度过大对行车不利，特别是在冬季结冰期更危险，合成坡度过小对排水不利也影响行车，车辆行驶时有溅水干扰。虽然《标准》对合成坡度的最大允许值作了规定，但在进行平、纵面线形组合时，如条件可能，最好使合成坡度小于8%,最小合成坡度不应小于0.5%。 第五章横断面设计公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图，它反映了路基的形状和尺寸，横断面设计应满足如下要求：横断面设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路路线设计规范JTGD20—2006》规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件,并确定公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做岀正确合理的设计。设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与Z间配合，不能任意兼、并农［□排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋土挡墙。地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农CD灌溉，综合考虑进行设计。5.1横断面设计原则(1)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，乂要经济合理。(2)路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。(3)还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。(4)沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。(5)当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时, 就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。(1)路基设计还应兼顾当地农出基木建设及环境保护等的需要。5.2横断面的组成1、横断而几何尺寸选择路基宽度按双向两车道二级公路一般值设置，为12m。行车道宽7.5m(3.75mX2),无中间带，硬路肩为3m(1.5mX2),土路肩1.5m(0.75mX2),土路肩横坡为3%,路拱横坡为2%。2、各项技术指标(1)查规范，得各项技术指标①路基宽度设计年限15年，各种车辆折合成小客车的交通量合计为2150辆/口，公路等级为二级，为双向两车道。二级公路车速为80km/h,双车道的路基宽度12m,取设计车道宽度一般值3.75m,得总车道宽度为3.75X2=7.5m。②路拱坡度沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1〜2%,本设计取路拱坡度为2%,以利于排水；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%〜2%,故取路肩横向坡度为3%,路拱坡度采用双向坡而，由路中央向两侧倾斜。③路基边坡坡度由《公路路基设计规范JTGD30-2004》得知，当Hv6m(H—路基填土高度)时，路基边坡按1：1.5设计。④护坡道当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽lm的护坡道；当高差大于6m 时，应设置宽2m的护坡道。木设计的填土高度均小于6m,再结合当地的自然条件，护坡道均设置Im,且坡度设计为4%。①边沟设计边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0〜1：1.5,外侧边坡与挖方边坡坡度相同。外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，采用梯形边沟，H底宽为0.6m,深0.6m。(1)横断面设计步骤①根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。②根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料(如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等)抄于相应桩号的断面上。③根据地质调查资料，示岀土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。④绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般肓线上的断面可不示出路拱坡度。⑤计算横断面面积(含填、挖方面积)，并填于图上。(2)由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里路基土石方数量汇总表。标准横断面布置见图5・1： 路基宽授(12)/路肩(2.25)行车道(3.75)f1行车道(3.75)路肩(2.25)11/路肩.511土路肩.75O0.75图5-1路基横断面图(单位m)5.3平曲线加宽设计汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中后内轮轨迹半径最小，H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。《公路工程技术标准》规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m吋，由于加宽值较小，且行车道已具有一定富余宽度，故可不设加宽。木设计中平曲线的半径均大于250m,所以不设加宽。5.4超高设计1、超高设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。、V2超高值的计算公式：ih+u=———127/?《公路工程技术标准》规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件等情况确定。二级公路的超高横坡度不超过6%o无中间带道路的超高过渡可有三种形式： (1)绕未加宽前的内侧车道边缘旋转;(2)绕中线旋转；(3)绕外边缘旋转。图5-2绕内侧车道边缘旋转上诉各种方法中，绕边线旋转，由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多采用此法。本设计采用图5・2所示超高过渡形式。2、超高缓和段从直线上的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，由一个逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段称为超高缓和段，二级公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。(1)超高过渡方式所设计的公路是没有屮间带的平原二级公路，采用绕内侧旋转，以这样的方式，将两侧行车道分别绕内侧旋转使之成为整体的单向超高断面。(2)超高缓和段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下是进行计算：Lc=BAzP式中：B—旋转轴至行车道(设路缘带为旋转轴)外侧边缘的宽度超高坡度与路拱坡度的代数差(％)P—超高渐变率，即旋转轴与行车道(设路缘带时为旋转轴)外侧边缘线之间相对坡度。超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。 3、超高的计算(1)第一段圆曲线上超高计算：①超高缓和段长度的计算超高缓和段长度的计算公式见表5-k表5-1绕路面内边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备注x>x0外缘hcbjij+(B+bj)ih1.计算结果均为与设计高z中线h；高差;圆曲线JJ22.临界端而距上超高缓和段的内缘hnbjij_(bj+b)ih起点：X。=dLcP』g+也+B)订土外缘h.x3.x距离处的加宽值:过度段上中线h：bjij+y/G,.Bx.b*)hihJJ2Lchb严％b4内缘/?./bjj-©+b)GYW一+bx)—ihLc由于半径R二500m,设计速度V=80km/h,根据规范取超高坡度iy=5%,超高渐变率P=—150所以，超高缓和段长度为： 缓和曲线长度Lh=100m>L所以取Lc=100//7,则横坡从路拱横坡过渡到超高横坡时的超高渐变率为:_75x(5%+2%)满足排水要求。②计算各桩号处超高值超高起点为K0+649.362,直线段的硬路肩坡度与行车道相同为2%,土路肩为3%,圆曲线内侧的土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同，均为5%,外侧的土路肩坡度为・3%（即向路面外侧），内侧土路肩坡度过渡段长度为:厶二(3%-2%)x0・751/100=0.75m所以取厶=lm。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点Z前，变成-2%与路面横坡相同。（2）第二段圆曲线上超高计算①超高缓和段长度的计算由于半径R2=500m,设计速度V=80km/h,根据规范取超高坡度iy=5%,超高渐变率P二丄，所以，超高缓和段长度为：150=78.75mB_7.5x(5%+2%)P1/150缓和曲线长度厶=100m>L同上，取Lc=100mo②计算各桩号上超高值： 超高起点为K1+462.373,取L.=lm0内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成-2%与路而横坡相同。(1)第三段圆曲线上超高计算①超高缓和段长度的计算由于半径Ry=600m,设计速度V=80km/h,根据规范取超高坡度iy=4%,超高渐变率P二丄，所以，超高缓和段长度为：150rBi7.5x(4%+2%)…L===67.5mcP1/150②计算各桩号上超高值超高起点为K2+186.330,取厶°=。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成-2%与路面横坡相同。此部分详细数据可见路基超高加宽表。 第六章路基设计路基是在地表按照道路路线位置和一定的技术要求开挖或填筑而成的结构物。路基是由路基本体和路基设施组成。路基本体是指路基断面中的填挖部分,路基设施是指为确保路基本体的稳定性全面采用的附属设施等，包括排水、防护、支挡和加固设施等。6.1路基设计的内容与要求6.1.1路基断面设计路基横断面的典型形式：填方路基、挖方路基、半填半挖路基。本设计路基宽度为12m,行车道宽度为7.5m；路堤边坡坡度采用1：1.5,路堑边坡坡度采用1：0.5进行设计。6.1.2路基设计要求1、路基设计，应符合公路建设的一般要求和《公路工程技术标准》规定的具体要求。2、路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。3、沿河线的路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁，若废方过多，压缩河道，引起壅水而危急农山、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方。4、必须穿过耕种地区的路基，必要时，可进行边坡加固或修建矮墙，以防边坡塌陷；对较矮的路基边坡，如石料较方便，甚至可修筑直立矮墙以尽量节约用地。5、横坡陡于1：5的坡地上的填方路基，在填筑前，须将地面挖成梯台，台阶宽度不小于1米，台阶顶面应做成2〜4%的反向横坡，以防路基滑动而影响其稳定性。6、山坡上的半挖半填路基，若原地面横坡较陡，填方坡脚伸出很远，施工困难，且边坡稳定性也较差时，可修筑护肩路基以避免边坡伸岀；否则，可在填方坡脚修筑护脚以增强边坡的稳定性。7、山坡坳形地段往往有较厚的坡积层，多为较松散的碎、砾、漂石土等。路基设计除应根据当地土质及水文情况适当放缓挖方边坡外，还应在挖方坡脚设置矮墙或上描墙。 8、当挖方路基遇到不同的土层时，可根据土质的稳定性在一个边坡上采用不同的边坡率，即折线形的边坡断面。6.2填料的选择及压实标准1、填料的选择填筑路基的材料以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性；另一方面还要顾及填料的性质是否合适。为节省投资和少占耕地和良—般应利用附近路堑或附属工程的控方作为填料。路基填料不得使用腐土、生活垃圾土、淤泥，不得含杂草、树根等杂物，粒径超过10cm的土块应打碎。应选用级配较好的粗粒土为填料，且应优先选用砾类土、砂类土，且在最佳含水量压实。路基填方若为土石混合料，且石料强度大于20MPa时，石块的最大粒径不得超过压实厚度的2/3,当石料强度小于15MPa,石料最大粒径不得超过压实厚度。路面填料最小强度和填粒最大粒径应符合下表6-1o用不同填料填筑路基时，须遵守下列规则：(1)不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填(但可参配后使用)，以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。(2)不同的填料的层位安排，应考虑路基的工作条件。(3)透水性较小的土填筑路堤下层时，其顶而应做成4%的双向横坡，以保证上层透水性土有排水岀路。 （4）为了防止雨水侵蚀冲刷，可采用透水性较小的土包边，但是包边部分的土应与中间部分一起分层夯实，并设置盲沟，以利排水。（5）当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时，应在其间加设反过滤层,以防止两部分填料相互混入，而引起路堤下沉。表6-1路基填料的技术要求路基部分（路面底面以卜-深度）填料最小强度CBR（%）填料最人粒径（cm）高级路M其他路血上路床（0〜30cm）8610下路床（30〜80cm）5410上路堤（80〜150cm）4315下路堤（＞150cm）3215注：当路床填料CBR值达不到表列要求吋，可掺石灰或其他稳定材料处理。巨砾土（石块）填料的最大粒径，不应超过压实厚度的2/3。2、压实标准实践证明，提高路基的密实度可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。压实标准见表6・2。表6-2路基压实度路基部分（路血底面以下深度）压实度（%）高级路面其他路血上路床（0〜30cm）9593(95)下路床（30〜80cm）95(98)93(95)上路堤（80〜150cm）93(95)90(90)下路堤（＞150cm）90(90)90(90)注：I•表列括号内外压实度值系分别以《公路土工试验规程》的轻型和重型击实试验法为准2.路基压实应采用能够重型圧实标准控制。但多雨潮湿地区的粘性土（上路床除外），当进行处 治或釆用重型压实标准确冇困难时，还冇铺筑中级或低级路血时，均可采用轻型压实标准。6.3土石方调配6.3.1调配原则(1)在半填半挖断面中，应首先考虑在本段内移挖作填进行横向平衡，然后再做纵向调配，以减少总的运输量；(2)路基填方如需路外借方，应结合地形、农出灌溉等情况选择借方地点;(3)综合考虑施工方法、运输条件、施工机械化程度和地形情况选用合理的经济运距；(4)在不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定;(5)为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式,确定合理的经济运距，用于分析工程用土量是调运还是外借；(6)土方调配移挖作填固然要考虑经济运距的问题，但这不是唯一的因素,还要考虑弃方或借方占地，及对农业的影响。6.3.2土石方调配方法土石方调配方法采用表格调配法，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。表格调配法的方法步骤如下：(1)准备工作调配前先要对土石方计算复核，确认无课后方可进行。(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。 (1)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。(2)计算借方数量、废方数量和总运量。借方数量二填缺-纵向调入木桩的数量废方数量二挖余-纵向调出本桩的数量总运量二纵向调运量+废方调运量+借方调运量(3)复核横向调运复核填方二木桩利用+填缺挖方二木桩利用+挖余纵向调运复核填缺二纵向调运方+借方挖余二纵向调运方+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。(4)计算计价土石方计价土石方二挖方数量+借方数量 第七章路面设计7.1基本资料1、设计资料(1)河南信阳市商城县某公路地处IV2区，为双向两车道，拟采用沥青混凝土路面结构施工图设计，沿线土质为黏性土，土基的稠度为1.15,属于干燥状态，年降雨量900mm,最高气温39°C,最低气温・10°C。(2)土基回弹模量的确定设计路段路基处于干燥状态，路基土为黏性土，根据实验室确定土基回弹模量设计值为33MPao(3)根据工程可行性研究报告可知该路段近期交通组成与交通量如表所示，交通增长率如表所示，沥青路面累计标注轴次按12年计算。表7-1交通组成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)交通最1解放CA10B19.460.851双轮组2002日野KF300D40.75792双轮组<33503交通SII361601102双轮组<31504黄河JN15049101.61双轮组2755东风EQ14023.769.21双轮组200 表7-2交通量年增长率序号分段时间（年）交通量年増长率147%245%343%7.2沥青路面的设计7.2.1轴载换算1、当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于25kN地各级轴载片的作用次数®,换算成标准轴载P的当量作用次数NKN=》CG叫、4・35式中：N—标准轴载的当量轴次（次/d）；被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；P—标准轴载（kN）；被换算车型的各级（单根）轴载（kN）；被换算车辆的类型数；G—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38；C?一轴数系数。当轴载间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为1;当轴间距小于3n）时，按双轴或多轴计算，轴数系数为G=1+1.2（m-1）2、当进行半刚性基层层底拉应力验算时当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50RN地各级轴载£的作用次数弘，换算成标准轴载P的当量作用次数M M=务(7-2)式中：C：—轮组系数，单轮组为18.5,双轮组为1.0,四轮组为0.09；C；—轴数系数。当轴载间距大于3n)时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数叫当轴间距小于3ni时，按双轴或多轴计算，轴数系数为：C/=l+2(m-1)3、累计当量轴次设计年限内一个方向一个车道上的累计当量轴次按下面公式计算。365区「(1+刃"-1N严(7-3)式中：他一设计年限内一个车道的累计当量轴次；/—设计年限(年)，二级公路为12年；“一路面营运一年内双向日平均当量轴次；了一设计年限内交通量的平均年增长率；〃一与车道有关的车辆横向分布系数，简称车道系数，二级公路为0.7o以设计弯沉值为指标，以沥青层层底拉应力为验算依据时的累积当量轴载,设计年限内一个车道的累计当量轴次。365x「(1+”_l]Ne=!=“=4593809次/以半刚性基层层底拉应力为验算依据吋的累计当量轴载，设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次。365xF(1+/Y-1Ne=q=5872461次/7.2.2初步拟定路面组合方案由于木路线处于平原微丘区，含有较多的沙砾碎石和石灰粉煤灰供应。木 设计按沥青层层底拉应力为验算依据时算得的累积当量轴次和以半刚性基层层底拉应力为验算依据时算得的累计当量轴次属于接近中等交通的下限值。初步拟定采用路面结构组合如下，结构组合设计各层厚度见表7-3o表7-3各层厚度表层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20°C)抗压量(MPa)(15C)计算信息1中粒式沥青混凝土414002000计算应力2粗粒式沥青混凝土611501600计算应力3右灰粉煤灰碎右2415001500计算应力4石灰土稳定碎石?•10001000计算应力5土基336.3路面厚度设计及验算1、路面设计弯沉路面设计弯沉值是表示路面整体刚度的大小的指标。是路面厚度计算的主要依据。其确定含义是：根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、道路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值，按下式计算：/厂600N严444(7_4)式中：仃一路面设计弯沉值(0.01mm)；他一设计年限内一个车道上累计当量轴次；人一公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1.2；4—面层类型系数，沥青混泥土面层为1.0,热拌沥青碎石面层、上拌下贯或贯入式路面为1.1； 州一基层类型系数，半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6。J=6（X）N「N4.44=30.7（0.01mm）2、容许拉应力整体性路面材料修筑的结构层，在设计年限内的破坏形式主要是劈劳开裂,故在路面厚度设计时，要进行弯拉应力验算，使路面结构层的计算弯拉应力小于该结构层材料的容许弯拉应力6,以防止在重复交通荷载作用下，过早的出现弯拉疲劳破坏。即(7-5)材料的容许拉应力6应按式（8-6）计算:(7-6)式中：—一路面结构层材料的容许拉应力（MPa）；q—沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度（MPa）；K,—抗拉轻度结构系数。根据结构层材料不同，按以下公式计算其值。Ks=0.09秽2/4K,=0.35N”/4=0.45N；)J,/4（沥青混凝土面层）（7-7a）（无机结合料稳定集料）（7-7b）（无机结合料稳定细粒土）（7-7c）按以上公式可以计算出各层的容许拉应力，材料强度与容许拉应力汇总见表7-4。表7-4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1.000.362粗粒式沥青混凝土0.90.293石灰粉煤灰碎石0.80.424石灰土稳定碎石0.40.213、设计层厚度计算及验算 (1)按设计弯沉值计算设计层厚度：LD二30.7(0.01mm)H(4)=15cmLS=31.9(0.01mm)H(4)=20cmLS=28.2(0.01mm)H(4)=16.6cm(仅考虑弯沉)(2)按容许拉应力验算设计层厚度：H(4)=16.6cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)=16.6cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=16.6cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(4)=16.6cm(第4层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度：H(4)=16.6cm(仅考虑弯沉)H(4)=16.6cm(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：50cm验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求。(3)通过对设计层厚度取整，最后得到路面结构设计结果如下: 中粒式沥青混凝土4cm粗粒式沥青混凝土6cm石灰粉煤灰碎石24cm石灰土稳定碎石17cm土基⑷竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级：二级公路新建路面的层数:4标准轴载：BZZ-100计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值：第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=30.3(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS二34.2(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=40.4(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=143.9(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值：LS二350.3(0.01mm)(根据《基层施工规范》第88页公式)LS=282.3(0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力：第1层底面最大拉应力＜r(l)=-0.247(MPa)第2层底面最大拉应力62)=-0.09(MPa)第3层底面最大拉应力b(3)=0.11(MPa)第4层底面最大拉应力b(4)=0.164(MPa)根据以上的计算及验算可知，各结构层底面最大拉应力均容许应力要求。本设计方案满足设计要求。 7.4沥青路面结构层综上绘出沥青路面结构层示意图7-1。4cm中粒式沥青混凝土6cm粗粒式沥責混凝上24cm石灰粉煤灰碎石17cm石灰土稳定碎石基图7・1沥青路面结构层示意图 第八章排水设计8.1路基排水目的和要求路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。公路排水设施是公路工程必不可少的重要组成部分，在施工期可以提高施工效率，保障施工人员及设备的安全；在运营期，可以减少公路的返修率，减低维护费用，提高汽车运行的平稳性和安全性，提高行车速度，保证正常的通车时间，减少交通事故。路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外，并防止地面漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引到路基范围以外适当的地点。6.2路基排水设计一般原则(1)排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。(2)各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当的增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。(3)设计前查明水源和地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划,考虑排水与桥涵布置相配合，地下与地面排水相配合，平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。(4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，对 于土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。(1)路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材,以防为主，既要稳固使用，又必须讲究经济效益。(2)为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，也可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。8.3地面排水设施(1)边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使Z起到边沟的排水作用。沟设置在挖方路基路肩外侧及低填方路基坡脚外侧，与路中线平行的路肩外缘均应设置的纵向人工沟渠，称之为边沟。其主要功能是汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水，以保证路基稳定。边沟的纵坡一般与路线的纵坡一致。平坡路段，边沟仍应保持0.3%—0.5%的最小纵坡。本设计中边沟的横断面形式采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。梯形边沟的沟底为0.6m,边沟采用浆砌片石，砌筑用的砂浆强度采用M7.5o边沟采用形式如图边沟不宜过长，避免水排不岀去，对路基造成损害。边沟的排水量不大，不需要进行水力计算。 （2）截水沟截水沟一般设置在挖方路基边坡顶以外或山坡路堤的上方的适当位置，用以拦截路基上方流向路基的地面水，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷和损害的人工沟渠，称为截水沟（又称天沟）。截水沟的横断面形式，一般为梯形，边坡坡度一般采用1:1.5,沟底宽度为0.6m,截水沟的位置应尽量与地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通，必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。截水沟水流不应引入边沟，长度以200〜500m为宜。图8—2路堤截水沟图（3）排水沟排水沟的主要用途在于引水，将路基范圉内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水），引至桥涵或路基范围以外的指定地点。 排水沟的横断面采用梯型，底宽和深度为0.6m,土沟的边坡坡度为1：1.5o排水沟的位置，可根据需要并结合当地地形等条件定，离路基尽可能远，平面上应力求育捷。 第九章工程预算9.1预算定义和作用预算是确定工程预算造价、签订建筑安装工程合同、实行建设单位和施工单位投资包干和办理工程结算的依据。9.2预算费用的组成公路工程预算费用有建筑安装工程费，设备、工具、器具、及家具购置费,工程建设其他费用，预留费用共四大部分组成。9.3预算定额编制的原则及程序1、预算定额编制的主要原则如下：（1）按社会平均水平确定定额的原则（2）简明实用的原则（3）坚持统一性和差别性相结合的原则2、预算定额编制的方法及程序预算定额编制程序一般分为准备工作阶段、收集资料阶段、编制阶段、报批阶段、和修改定稿等五个阶段。其中的主要工作包括：（1）确定预算定额的编制单位（2）按典型设计图纸和资料计算工程数量（3）确定预算定额各项目人工、材料和机械台班消耗指标（4）编制定额表9.4预算编制的依据编制预算定额主要依据下列资料： （1）现行全国统一劳动定额、机械台班使用定额和材料消耗定额。(2)现行设计规范、施工及验收规范、质量评定标准和安全操作规程。(3)通用标准图集和定型设计图纸和有代表性的典型设计图纸。(4)新技术、新工艺、新结构、新材料和先进施工经验的资料。(5)有关科学试验、技术测定、统计资料和经验数据。(6)国家和地区以往颁发的顶算定额及其基础资料。(7)现行的工资标准和材料预算价格和机械台班预算价格。9.4预算的编制施工图预算是施工图设计文件的组成部分，是按国家颁布的预算定额和《公路基本建设工程概算、预算编制办法》，控制在概算(或修正概算)范圉之内的计算工程项冃全部建设费用的文件，是在施工图设计阶段、设计部门根据施工图设计文件、施工组织设计、现行预算定额、有关取费标准及人工、材料、机械台班预算单价等资料编制的工程造价文件。公路工程项n全部建设费用以其基本造价表示，而公路工程基本造价则由概预算总金额和回收金额所构成。其中，概预算总金额是由各种概预算费用所组成。概预算总金额主要包括建筑安装工程费，设备、工具、器具及家具购置费,工程建设其他费用及预留费。其中，建筑安装工程费包括直接工程费、间接费、施工技术装备费、计划利润及税金；设备、工具、器具及家具购置费包括办公及生活用家具购置费和设备、工具、器具购置费；工程建设其他费用包括土地、青苗等补偿费和安置补偿费，建设单位管理费，研究实验费，勘察设计费，施工机构迁移费，供电费，大型专用机械设备购置费，固定资产投资方向调节税及建设期贷款利息；而预留费用则有工程造价增涨预留费和预备费组成。9.5预算成果及方案比选首先需要计算出基木的工程量，通过计价规范最终得出的预算结果主要有总预算表，总预算汇总表，人工、材料、机械台班汇总表，建筑安装工程计算表等。具体数据详见表格。路线一预算总金额为8521735元，路线二的预算总金额为8747734元，具 体费用详见总预算表。路线二与路线一相比，主要是占用了较多的温室，良田，故在预算中定额较高，增加了工程费用。平原区新建公路占用一些农出是不可避免的，而公路设计要求在可能的条件下做到尽量少占或不占高产出。所以从造价上考虑，路线一为较优方案。 第十章盖板涵设计公路跨越河流以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水构造物，最常见的是小桥涵。由于木路线位于平原微丘区，H路线穿越农出灌溉渠，为了满足交通的需求，需设置小桥涵。考虑到路线穿越沟渠跨径较小，信阳地区雨水较少，路堤高度满足壅水高度的要求，能够满足需溢泄的设计流量，故采用涵洞的形式过渡。木路段路堤填土高度过低，圆管涵顶填土高度不足，宜采用盖板涵。本路段中共设涵洞2座，涵洞的形式采用2米净跨径2米填土暗盖板涵。根据地形情况、交通需要等情况拟定涵洞尺寸进行计算。10.1盖板计算10.1.1设计资料汽车荷载等级：公路一II级；环境类别：II类环境。净跨径：L0=2m；单侧搁置长度：0.3m；计算跨径：L二2.3m；填土高度：H二2.0m；盖板板端厚=30cm；盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=5cm:混凝土强度等级为C30：轴心抗压强度fcd=13.8MPs；轴心抗拉强度f(d=l・39MPz；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度设计值=280MPa；主筋直径为22mm,外径为24mm,共12根,选用钢筋总面积As=0.0045612m2；盖板容重Y|=25kN/m3；土容重y2=20kN/m3。根据《公路坊工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传來的水平。盖板设计如图10-1所示。 主受拉輛图10-1盖板设计示意图10.1.2外力计算1、永久作用(1)竖向土压力q=yHb^Ox2x0.99=39.(⑵盖板自重 =7.425kN/m2、由车辆荷载引起的垂直压力(可变作用)根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60・2004)中4.3.4的规定：计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地而积的边缘向下做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散而积以最外面的扩散线为准 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中431关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长：L=1.6+2Ht°an30R6+240d车辆荷载垂直板跨长：Lb=5.5+2Ht°an30^5<.5+240.车轮重：P=560l车轮重压强:P560ab6.22x10.12=8.90kN/m210.1.3内力计算及验算1、内力计算（1）由永久作用引起的内力跨中弯矩：M］二（q+g））2.38_8=31.1kNm边墙内侧边缘处剪力:（q+g）l（）2（39.6+7.425）x22=47.025kN（2）由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩：,,pL2b&90x2.32x0.99cOQIKTM产==5.83kNm88边墙内侧边缘处剪力：pLob&90x22x0.99V9二-~-—二二17.64kN222(3)作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)屮4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩：y0Md=0・*1・図+1M4=.9xB.121x+1.45.83边墙内侧边缘处剪力：丫0乂4)・*1.¥+1V4=如.9xH.72025x+1).417.62、持久状况承载能力极限状态计算截而有效高度：/?()=(d|—c—24)-3051.2-23&m2(1)絵受压区高度：280x0.0045612nb13.8x0.99 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中521关于相对界限受压区高度：的规定：HRB335钢筋的相对界限受压区高度久=0.56。x<^心=0.56x0.238=0」33m碗受压区高度满足规范要求。(1)最小配筋率根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定：°=生=°.°°4型］254,不小于0.45/=0.22%,同时不小bd0.9^0.3/Jsd于0.2。主筋配筋率满足规范要求。(2)正截而抗弯承载力验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)+5.2.2关于受弯构件正截而抗弯承载力计算的规定：y0093fcdZ7x(/?0--)=13.8xIO3x0.99x0.093x(0.238一一—243.3lkNNm正截面抗弯承载力满足规范要求。(3)斜截面抗剪承载力验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定：b/?o=0.51x10-3xV30x990x238=658kN>/0匕=73.01kN抗剪截面满足规范要求。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中 5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定：对于板式受弯构件，公式可乘以1・25提高系数1.25x0.5xW3ajulb=1.25x0.5xIO-3xlx1.39x0.99xl03x0.238xlO3=204.69kN>/()V(/=73.01kN可不进行斜截面抗剪承载力的验算，只需按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中9.3.13构造要求配置篩筋。3、裂缝宽度计算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中6.4关于裂缝宽度验算的规定：环境类别为II类环境，对于钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20mmo作用短期效应组合:Ms=1.0^,+0.7M2=1.0x31.1+0.7x5.83=35」81kNm作用长期效应组合:M,=1.0M|+0.4A/2=1.0x31.1+0.4x5.83=33.432kNm受拉钢筋的应力:=37.25MPaMs35.1810.87Av~0.87x0.0045612x0.238钢筋表面形状系数G=1・OO作用长期效应影响系数：C.=1+O.5M./M2=l+°，5x31J=1.44・"235.181受力性质系数C3=1.15裂缝宽度：WCC?G片(3()+d)_1x1.44x1」5x37.25x(30+22)A-Evx(0.28+1Op)-2.0x10*(0.28+10x0.0154) =0.037mm<0.2mm 裂缝宽度满足规范要求。10.2台身及基础计算10.2.1设计资料基础为整体式基础，根据《公路垢工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：将台身简化为上端較支、下端固结模型，取台宽b=0.99m进行计算。基础襟边G=0.20m,台身宽C2=0.8m,基础宽C3=2.00m；背墙宽C4=0.50rr,搭接宽度C5=0.30m,基础高度为0.4m,铺底厚为0.40m；涵洞净高H(}=1.60m,计算高度H}=2.15m,基础顶深H2=4.3m；台身材料为C25片石碗，基础材料为C20片石碗，铺底材料为M7.5浆砌片石；台身容重为22kN/m3,基础容重为23kN/m3,铺底容重为23kN/m3,台身轴心抗压强度fcd=2.77MPa,台身弯曲抗拉强度ftnui=0.336MPa,台身直接抗剪强度人,=1.43^^地基承载力容许值为300kPa,回填土的内摩擦角为(P=30°II「I1rQ.Lo/2_Ho］铺底厚C.L.基础高CsI图10-2涵洞截面尺寸 10.2.2台身验算1、水平力车辆荷载等代土层厚破坏棱体长度厶H2tan(45°-—)=2.48m2计算长度B=10.12m56010.12x2.48x20=1.1lm土的侧压力系数:=tan2(45°-^)=tanf45^—)=0.333图10-3水平受力图4=(H+/z+笛bA/2=(2+1.11+0.15)x0.99x0.33320=21.49kN/m乞=(/+n区丫亍(4+3lxll)x0.99£・33320 A端处弯矩:Ma=^~A120A端处剪力:401.07最大弯矩兀位置的计算:%/厂尿一沁十畑P最大弯矩计算：处忸一Ma+QaX0。兀o+-)26比=8.29kNm2、竖向力图10-4竖向受力图示 当x0=1.31m时，台身y・y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩见表10・1。表10-1竖向力、偏心矩及弯矩名称竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P1110.5-0.25-27.63P219.8-0.152.97P33.270.150.49P415.510.000.00EP149.08EM=-24.173、截面验算作用效应组合yoMd=O.9x(1.2xXM+1.4x工Mimx)=一15.66kNmYoNd=O.9xl.2xSP=161.OlkNYoV〃二0.9x1.4xQa=51.75kN偏心矩e：e=YoMd/YoNd=-O・O97m(1)偏心受压承载力验算现根据《公路垢工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.6、407计算偏心受压构件承载力影响系数。弯曲平面内的截面回旋半径：r=b/V12=0.286•AZ；=c2/Vi2=0.231构件长细比，其中长细比修正系数〃取1.3,构件计算长度/。取 0.7H,=1.505m1O 0、3边ylI图10-5偏心受压构件计算图示0X、几为构件在x方向、y方向的长细比，按《公路垢工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.6、4.0.7第4.0.7条的规定计算，当几、仅小于3时取3。x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数，其中m取&0,a取0.002。1-(31——尸=0.85€1_(»ye1+(尹2l+«A-3)1+1.33(^)21+(^)2l+<,(A-3)1+1・33(工尸 砌体偏心受压构件承载力影响系数:1=0.85构件截面面积：A=C2x/2=O.8xO.99=O.792m2由《公路坊工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)屮条文4.0.9中关于偏心矩e的规定，现偏心矩e二0.097m,小于等于0.6x0.5xC2=0.24m,所以现根据《公路坊工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力：8kN>;/()N(/=161.01kN偏心受压承载力满足要求。(1)正截面受弯承载力验算构件受拉边缘的弹性抵抗矩：bxC：0.9垃6.8八,MxW=「==0.10566现根据《公路垃工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4012计算正截面受弯承载力:10^5.48161矽)=-15.66kN正截面受弯承载力满足要求。(2)直接受剪承载力验算现根据《公路垢工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力，其中约=0.7,Nk=165.48kN.48=1215.3kN>/0Nd=161.01kN直接受剪承载力满足要求。10.3基底应力验算基底受力如图10・6所示: 图10-6基底应力验算受力图基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表，其中P9汽是由车辆荷载所产生的盖板支点反力，竖向力及弯矩进行作用短期效应组合：表10-2-基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩名称分项系数竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P11.0110.5-0.25-27.63P21.019.80.152.97P31.03.270.150.49P51.034.8500P61.01&22-0.4-7.29P71.017.030.610.22P81.09.11-0.9-8.2P9汽0.717.64-0.25-4.41EP230.42EM=-33.85基础底面面积A=Z?xC3=0.99x2=1.98m2hxC2 %=—^=0.66n?^nax=二》P+工M_65（）8KPa<300KPaA%基底应力满足要求。 参考文献[1]交通部行业标准•公路工程技术标准(JTGB01-2003)[S].北京：人民交通出版社，2004[2]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTGD20-2006)|S|.北京:人民交通出版社，2006[3]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTGD20-2006)rSl.北京:人民交通岀版社，2004[4]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTGD20-2006)[S].北京：人民交通出版社，2006[5]中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTGD20-2006)|S|.北京：人民交通出版社，2005.10[6]中华人民共和国行业标准.公路垢工桥涵设计规范(JTGD20-2006)|S|.北京：人民交通岀版社，2006[7]杨少伟.道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社，2004[8]邓学钧.路基路面工程(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2005.8[9]赵永平，唐勇.道路勘测设计[M].北京：高等教育出版社，2004.8[10]张金水，张廷楷.道路勘测设计[M].上海：同济大学出版社，2005[11]徐家锂，陈家驹.道路工程(第二版)[M]・上海：同济大学岀版社，2004[12]刘培文•公路小桥涵设计示例[M]..北京:人民交通出版社，2005 毕业设计已接近尾声，在设计期间各项工作进行得还比较顺利，这主要得益于徐平老师和其他各位老师的指导。首先，对他们表示衷心的感谢：老师您们辛苦了！至此，感触甚多，首先向给与我关心、帮助及指导的老师们致以崇高的敬意和深切谢意。老师们认真负责、勤恳务实的工作态度以及开拓创新的精神给我留下了深刻的印象，让我受益匪浅。道桥教研组的各位老师工作认真，治学严谨，耐心的解答我设计中遇到的问题，保证我能顺利完成，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，徐老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。同时我也要感谢各位同学在设计中给我的帮助。木次设计综合运用已学的知识，解决土木工程专业道桥方向有关道路工程的技术问题，从而使我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了调查研究、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。总之，这次设计为我们更好更快地适应以后的工作做好了充分的准备。最后，我要再次感谢给我指点迷津的老师和帮助过我的同学们。'