二级公路毕业设计.doc

'二级公路毕业设计土木工程专业：晏成滔指导老师：黄显彬1设计总说明1.1地理位置图1.2设计依据更具设计任务数及所给定的地形图（1）公路工程技术标准（JTGB01-2003）（2）公路路线设计规范（JTJ011-94）（3）公路路基设计规范（JTGD30-2004）（4）公路水泥混凝土设计规范（JTJD40-2002）（5）公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTGF30-2003）（6）公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）（7）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）55 1.3设计的主要内容（1）公路路线设计在1:2000的地形图上，进行路线平面、纵断面、横断面设计并选定桥涵位置类型，完成相应的图、表以及有关的计算书、说明书等工作（路线长度不小于2.0km）。（2）路基路面设计在路线设计的基础上，完成路基设计、排水、防护、支档工程、特殊路基等设计；路面工程设计（进行沥青路面、水泥混凝土路面的结构组合设计、厚度计算与方案比较）。（3）桥涵初步设计根据所提供的数据资料，完成桥涵标准图的选择，包括相关图纸、表格、工程数量及相关说明。（4）施工组织设计根据所设计的内容，完成施工组织和施工图预算或概算(桥涵)，提交相应的计算书与说明书。1.4设计的基本要求（1）按设计课题的要求，独立完成设计任务，做出不同的设计方案，交出最后的成果图。（2）认真设计、准确计算、细致绘图、文字表达准确流畅。（3）树立科学态度，注重钻研精神、独立工作能力培养。（4）严格按照有关文件要求进行毕业设计管理，努力提高毕业设计质量。55 （5）注重资料收集、分析和整理工作。1.5路线及工程概况本路线是平原浅丘区的一条二级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为10米，双向车道，无中央分隔带，土路肩为2*0.75米，硬路肩为2*0.75米，行车道为2*3.50米。设计车速为60Km/h，路线总长K2+194.056。设计路线共设置了两个平曲线，半径均分别为600米和400米，弯道处均设置缓和曲线，在缓和曲线内均设置超高，超高值设置为4%，因为半径都大于250米，则不需要加宽。本次纵断面设计设置了两个变坡点，最大纵坡为－2.6%，最小纵坡为—0.39%，最大坡长770米，最小坡长674.074米。一个凸形竖曲线，一个凹形竖曲线，半径均为10000米。本路线设计中没有设置桥梁，设置涵洞一个，桩号K0+240的钢筋混凝土盖板涵。1.6沿线气候、水文特征、地形地震地理及与公路的关系（1）简阳至镇金二级公路所经地区属中亚热带向北亚热带过度的季风湿润气候区，冷热分明，干湿两季明显，夏季多暴雨高温，冬季严寒少雨，多年平均降水量为2600mm，雨季集中在3—8月份，多年平均相对湿度为81%—82%，属于湿度适中带—湿度充足带，由于受地理和气候条件的影响，路线所经过的区域水旱灾害频繁，雨季对本路段施工有较大的影响。路基土方及构造物施工要不失时机地做好施工计划安排。55 （2）本路段地处平原浅丘区，地形起伏不大，植被较发育，覆盖层较薄。覆盖层以种植土、亚砂土和亚粘土为含少量碎石之土主，含少量碎石质土，覆盖层厚2米左右，稻田中种植土厚0.6米左右，下伏基岩为硅化板岩。（3）本地区气象资料：本路段自然区划为Ⅳ3区，属亚热带季风型湿润性气候区，总的特征夏热期长，冬寒期短，潮湿多雨。月平均最高气温为35度，月平均最低气温为5度，日最高气温为41度，日最大气温差为12度，平均年降雨量为2600mm，小时最大降雨量为230mm，潮湿系数2.2，日最大风速为30m/s。(4)根据国家质量技术监督局发布的1:400万的《中国地震峰值参数区划图》（GB18306—2001），本路段地震动峰值加速度﹤0.050g，地震动反应谱特征周期为0.35S，依据现行《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）可不设防。1.7沿线材料分布情况公路沿线5km以内有较丰富的砂砾材料、砂，当地沿线无矿石料场，矿石材料需要外购，相距约40km。相距50km左右处有水泥厂和石灰生产厂；钢材等建材，可在邻市进货，相距40km左右。1.8环境保护本路线设计考虑了道路对自然景观的影响，尽可能多的利用原路段，减少对自然景观的破坏。对于道路施工造成的取土坑、弃土区填方及挖方边坡采用完善的排水系统和必要的防护措施。1.9新技术采用及计算机运用情况为了优质高效完成本项目勘测设计任务，在工作中采用了一下新技术：广泛采用了AutoCAD技术，全部图纸利用计算机进行辅助设计，做到优质高效准确。55 1.10其他事项其他未提及的施工事项，施工时必须严格执行《公路路基施工技术规范》、《公路路面基层施工技术规范》、《公路沥青路面施工技术规范》、《公路桥涵施工技术规范》及其他部颁施工规范。图纸中所提的混合料配合比，仅供参考，施工时应以现场试验为准。施工中若发现实际情况与设计文件不符时，应及时向监理工程师报告，以便采取相应措施进行处理。2路线平面设计道路为带状装构筑物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。2.1公路等级的确定2.1.1已知资料表2.1路段初始年交通量（辆∕日，交通量年平均增长率6.0%）小客车中客车SH130大客车CA50小货车BJ130中货车CD50中货车EQ140大货车JN150特大车日野KB222拖挂五十铃55 1700600130160010008022090802.1.2查《标准》由《公路工程技术标准》规定：交通量换算采用小客车为标准车型。表2.2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2.1.3交通量计算初始年交通量：N=1700+600+130×1.5+1600+1000×1.5+80×1.5+220×2.0+90×2.0+80×3.0=6575辆／日2.1.4确定够公路等级55 假设该公路远景设计年限为20年，则远景设计年限交通量N：N=6575×=19893辆／日根据规范：高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的平均昼夜交通量25000辆以上。一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的平均昼夜交通量15000~30000辆。二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的平均昼夜交通量5000~15000辆。由远景交通量可知本次设计车道等级为二级公路。所以根据所给的条件，本次设计路线为平原浅丘区二级公路。2.2选线设计2.2.1选线的基本原则：（1)路线的走向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、必选的基础上，选定最优路线方案。（3)路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，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标准。（4)选线应注意同农田基本建设的配合，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园林。（5)要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。55 （1)选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。（2)选线时应综合考虑路与桥的关系。2.2.2选线的步骤和方法:道路选显得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的布置下来。（1）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。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、等级及其在道路网络中的任务和作用。而客观条件就是指道路所经过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县的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。（2）逐段安排55 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，插出一系列控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，眼神相邻直线的交点，即为路线的转角点。（1）具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平纵横三方面因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形情况，全面考虑前后线性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畅协调。2.3平曲线要素值的确定2.3.1平面设计原则：（1）平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。（2）除满足其车型是理学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。（3）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速度行驶，应注意使线性要素保持连续性而不出现技术指标的突变。（4）应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶员造成不便，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。（5）平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶的时间过短会使驾驶操作来不及调整，一般都应该控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度。55 2.3.2平曲线要素值的确定平面曲线主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在这次设计中主要用到的组合有以下几种：（1）基本形曲线几何元素及其公式：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，除四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车道遵循；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、圆曲线之长度比设计成1:1:1。这一点非常重要。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）平曲线主要参数的规定表2.3二级公路主要技术指标设计车速60Km/h平曲线一般最小半径200m55 极限最小半径125m缓和曲线最小长度50m不设超高的圆曲线最小半径路拱≤2.0%,1500m；>2.0%,1900m最大纵坡6%凸曲线一般最小半径2000m极限最小半径1400m凹曲线一般最小半径1500m极限最小半径1000m本设计公路平曲线半径分别为半径：600m、400m；缓和曲线长度分别为：80m、80m；竖曲线半径分别为：10000m、10000m，经验证，均满足要求。1）设计线形大致如下图所示：55 交点间距计算公式为L=(2.1)导线方位角计算公式为(2.2)55 由图2-2计算出起点、交点、终点的坐标如下：QD：（.494,.536）JD1：（.422,.929）JD2：（.678,.152）ZD：（.25,.128）路线长、方位角计算a.0—1段D0—1=m方位角b.1—2段D1—2=m方位角c.2—3段D2—3=m55 方位角d.转角计算（2）有缓和曲线的圆曲线要素计算公式1）在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：55 (2.3)（2.4）（2.5）（2.6）55 （2.7）（2.8）J=2T—L(2.9)(2.10)式中：T—总切线长（m）；L—总曲线长（m）；—外距（m）；J—校正数（m）；R—主曲线半径（m）；—路线转角；—缓和曲线终点处的缓和曲线角；q—缓和曲线切线增值；P—设缓和曲线后，主圆曲线的内移值；—缓和曲线长度；—圆曲线长度。55 2）主点桩号计算ZH=JD－T(2.11)HY=ZH+(2.12)YH=HY+(2.13)HZ=YH+(2.14)QZ=HZ－L／2(2.15)JD=QZ+J／2(2.16)2.4路线曲线要素计算2.4..1路线简介该简阳—镇金二级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：全长：2194.056m交点：2个交点桩号：K0+807.968、K1+890.175半径：600m、400m缓和曲线长度：80m、80m2.4.2曲线要素55 JD1：K0+807.968设R=600m，=80m，则曲线要素计算如下：===（600+0.44）×tan=28.6479×=×80=239.8586m=J=2T－L=2×120.459－239.8586=1.06m主点里程桩号计算：JD1：K0+807.968ZH=JD－T=K0+807.968－120.459=K0+687.509HY=ZH+=K0+687.509+80=K0+767.50955 YH=HY+(L－2）=K0+767.509+(239.8586－2×80)=K0+847.3678HZ=YH+=K0+847.368+80=K0+927.3678QZ=HZ－L／2=K0+927.3678－239.8586／2=K0+807.4397校核：JD=QZ+J／2=K0+807.4397+1.06／2=K0+807.9697交点校核无误。JD2：K0+1890.1745设R=400m，=80m，则曲线要素计算如下：===（400+0.44）×tan=28.6479×=×80=243.2185m=55 J=2T－L=2×122.889－243.2185=2.58主点里程桩号计算：JD2：K1+890.1745ZH=JD－T=K1+890.1745－122.889=K1+767.2755HY=ZH+=K1+767.2755+80=K1+847.2755YH=HY+(L－2）=K1+847.2755+(243.2185－2×80)=K1+930.494HZ=YH+=K1+930.494+80=K2+10.494QZ=HZ－L／2=K2+10.494－243.2185／2=K1+888.8848校核：JD=QZ+J／2=K1+888.8848+2.58／2=K1+890.1748交点校核无误。2.5各点桩号的确定在整个的设计过程中就主要用到了以上三种线形，在两公里的路长中，充分考虑了当地的地形，地物和地貌，相对各种相比较而得出的。55 在地行平面图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，插出一系列控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线个转角点，并且测出个转角点的度数，再根据《公路工程技术标准JTGB01—2003》的规定，初拟出曲线半径值和缓和曲线长度，带入平曲线几何元素中试算，最终结合平纵横三者协调制约关系，确定出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。各个桩号及几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表。交点号交点坐标交点桩号转角值XY12345起点12终点55 3路线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纵断面设计原则（1）纵断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）纵坡均匀连续、起伏平缓、坡长和竖曲线长短适当、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。（5）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、纵线形的技术指导大小应均衡。（7）合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。55 （1）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。3.2纵坡的设计要求（1）设计必须满足《标准》的各项规范（2）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，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。（3）沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。（4）应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（5）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、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。（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。3.3纵坡设计的步骤（1）准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩{50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。（2）55 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。（1）试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术标准、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取值，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路线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。（2）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、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。（3）校核：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，做横断面设计图，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，若有问题应进行调整。（4）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。（5）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，计算书曲线要素。（6）计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。3.4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。《标准》规定：表3.1竖曲线指标55 设计车速（㎞／h）60最大纵坡（%）6%最小纵坡（%）0.3%凸形竖曲线（m）一般值2000极限值1400凹形竖曲线一般值1500极限值1000竖曲线最小长度（m）50竖曲线基本要素计算公式：（3.1）（3.2)(3.3）（3.4）式中：—坡度差55 L—曲线长（m）T—切线长E—外距A变坡点1（1）竖曲线要素计算：里程和桩号K0+770.000I1＝－0.4%i2＝－2.6%取半径R＝10000mw＝i2－I1＝－2.6%－﹙－0.4%﹚＝－2.2%﹙凸形﹚曲线长L＝Rw＝10000×2.2%＝220m切线长T＝＝＝110m外距＝＝0.609m（2）设计高程计算：竖曲线起点桩号=（K0+770.000）－110=K0+660竖曲线起点高程=178.6－110×﹙－0.4％﹚＝179.04m竖曲线终点桩号=﹙K0+770.000)+110=K0+88055 竖曲线终点高程=178.6+110×﹙－2.6％﹚＝175.74mB变坡点2：（1)竖曲线要素计算：里程和桩号K0+520.000I2＝－2.6%i3＝－1.9%取半径R＝10000mw＝i3－I2＝－1.9%－﹙－2.6%﹚＝0.5%﹙凹形﹚曲线长L＝Rw＝10000×0.5%＝50m切线长T＝＝＝25m外距＝＝0.03125m（1）设计高程计算：竖曲线起点桩号=（K0+520.000）－25=K1+495竖曲线起点高程=158.9225－25×﹙－2.6％﹚＝159.5725m竖曲线终点桩号=﹙K0+520.000)+25=K1+545竖曲线终点高程=158.9225－25×﹙－1.9％﹚＝159.398m4路线横断面设计55 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、边沟边坡、截水沟等设施构成的。4.1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，又要经济合理。（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。对于地形陡峭、有高天深挖的边坡，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。（4）沿河及受水浸水淹路段，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换填并压实，使路面具有一定的防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。（6）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。公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图。4.2横断面设计综述在简阳—镇金二级公路的横断面设计中，设计路线基本按原路线设计，为保证改建施工，全线以填土为主。55 4.2.1横坡的确定（1）路拱坡度根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，不小于1.5%。（2/路肩坡度直线路段的硬路肩，应设置向外倾斜的横坡。曲线外侧的路肩横坡方向及其坡度值：表4.1路肩横坡方向及其坡度表行车道超高值（%）2、3、4、56、78、9、10曲线外侧路肩横坡方向向外侧倾斜向内侧倾斜向内侧倾斜曲线外侧路肩坡度值（%）－2－1与行车道行坡相同4.3弯道的超超高和加宽4.3.1平曲线的加宽汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮迹半径最小，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势与安全。55 普通汽车的加宽值可由几何关系得到：（4.1）而……故上式第二项以后的数值极小，可省略去不计，故一条车道加宽值为：(4.2)式中：A—汽车后轴至前保险杠的距离（m)R—圆曲线半径（m）对于N个车道的行车道：(4.3)半挂车的加宽值由几何关系求得：（4.4）55 （4.5）式中：—牵引车的加宽值；—拖车的加宽值；—牵引车保险杠至第二轴的距离（m）；—第二轴至拖车最后轴的距离（m）；由于=R－，而与R相比甚小，可取≈R，于是半挂车的加宽值：（4.6）令，上式仍旧归纳为：（4.7）4.3.2加宽过渡对于R＞250m的圆曲线，由于加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行进行计算。各级公路路面加宽后，路基也应相应加宽。55 为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置的加宽宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。二级公路设计中采用比例过渡，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，加宽缓和段内任意一点加宽值：（4.8）式中：—任意点距缓和段起点的距离（m）；—加宽缓和段长（m）；b—圆曲线上的全加宽（m）；4.3.3曲线的超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线的超高。合理设置超高，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和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。55 简阳至镇金二级公路设计中主要采用绕外边线旋转的方法进行曲线的超高。现将外侧车道绕外边旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡度后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水。横断面上超高值的计算：表4.2绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式≤x＞注圆曲线上外缘1.计算结果均为与设计高之高差；2.临界断面距缓和段起点：3.x距离处的加宽值：中缘内缘过渡段上外缘中缘内缘55 （1）超高《规范》规定：二级公路最大超值为8%。（2）超高缓和段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式计算：（4.9）式中：β—旋转轴至行车道外侧边缘的宽度（m）；Δi—超高坡度与路拱坡度代数差（%）；P—超高渐变率，即旋转轴与行车道外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长度按上式计算结果，应取5m的倍数，并不小于10m的长度。路线横断面设计综述：（1）路拱坡度2.0%（2）路肩坡度3.0%（3）超高度超高度可由平曲线半径选取，由《规范》：55 平原区微丘：平曲线半径300~390，=5%不设超高的最小半径为：5500m超高计算可求出各点超高值，如下表为K0+687.510~K0+847.369的超高加宽值，因为所取圆曲线半径R＞250m,所以路线不设加宽。表4.3路基超高加宽表桩号路基左侧路基宽(m）路面宽（m）加宽值（m）超高横坡（%）土路肩横坡（%）K0+687.51053.50—2—3K0+69053.50－2－3K0+70053.50－2－3K0+71053.50－2－3K0+72053.50－2－3K0+73053.50－2－3K0+74053.50－2－355 K0+75053.50－2－3K0+76053.50－2－3K0+767.51053.50－2－3K0+77053.50－2－3K0+78053.50－2－3K0+79053.50－2－3K0+80053.50－2－3K0+807.45953.50－2－3K0+81053.50－2－3K0+82053.50－2－3K0+83053.50－2－3K0+847.36953.50－2－34.4横断面图的绘制55 道路横断面的布置积极和尺寸，应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等的要求，并应保证路基的稳定性。5土石方的计算和调配5.1调配要求（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距离。（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。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。5.2调配方法土石方调配方法有多种，如曲线累积法、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。一般采用分段调运。表格调配的方法步骤如下：55 5.2.1准备工作调配前先对土石方计算复核，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。5.2.2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。5.2.3纵向调运确定经济距离根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方法和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距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减去免费运距。5.2.4计算借方数量、弃方数量和总运量借方数量=填缺－纵向调入本桩的数量弃方数量=挖余－纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+弃方调运量+借方调运量5.2.5复核55 填方=横向调运+纵向调运+借方挖方=横向调运+纵向调运+弃方挖方+借方=填方+弃方最后计算得计价土石方数量，即计价土石方数量=挖方数量+借方数量6路基设计6.1路基横断面布置由横断面设计，查《标准》可知，二级公路路基宽度为10m，其中路面跨度为7.00m，无需设置中央分隔带，硬路肩宽度为0.75×2=1.5m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。路面横坡为2%，土路肩横坡为3%。6.2路基边坡由横断面设计查《公路路基设计规范》可知，当二级公路边坡小于8m时，采用1:1.5的坡度，当路基边坡大于8m时采用1:1.75，当路堑有些路段大于15m，由规范采用1:0.5与1:0.75的边坡相结合。6.3路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《规范》要求：55 表6.1路基压实度填挖类别路面以下深度（m）路基压实度二级公路零填即挖方0~0.30.3~0.8≥95填方0~0.30.3~0.80.8~1.51.5以下≥95≥95≥94≥926.4路基填料填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾类土，砂类土优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类材料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩擦角值较大的砾类土，砂类土填筑。55 6.5路床处理（1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。（2）挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。（3）填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理。基底土密实，地面横坡缓于1:2.5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土应予以处理清除。当陡于1:2.5时，地面需挖成阶梯式，梯宽2.0m，并做2%的反坡。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺石灰及其他加固措施进行处理，当为软土地基时，应按特殊路基处理。6.6路基防护（1）55 路基填土高度H＜3m时，采用草坪网布被防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25㎝，在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级公路，则采用菱形空心混凝土预制块防护。（1）路基填土高度H＞3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4≤H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土至边沟内侧。20号混凝土预制块规格分为两种，拱柱及护脚采用5㎝×30㎝×50㎝的长方体预制块，拱圈部分采用5㎝×30㎝×65㎝的弧形预制块（圆心角30度，内径125㎝，外径130㎝），预制块间用7.5号砌浆灌注。（2）路线经过荷塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30㎝，下设10㎝砂垫层，基础埋深60㎝，底宽80㎝，个别小的荷塘全部填土。（3）路堑路段边坡为1:0.5，按规范采用浆砌片石防护。7路基路面排水设计7.1路基排水设计路基地表排水可采用边沟、排水沟，各类地段排水沟应高出设计水位0.2m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1，边沟的深度为0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致，边沟采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护。排水沟：横截面一般为梯形，边坡采用1:1，横截面尺寸深度和底宽不宜小于0.5m。沟底纵坡宜大于0.5%。排水沟长度不宜超过500m。55 7.2路面排水设计本公路的路面排水主要是采用路肩排水设施，主要由拦截带、激流曹和路肩排水沟组成。路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，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除路基，但路基填方边坡应进行防护。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，在硬路肩边缘设置排水带，并通过激流槽将水排出路基。拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩12㎝，顶宽8~10㎝。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m~50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑地形、边坡状态及其它排水设施的联接。8公路路面设计结构计算8.1沥青混凝土路面设计内容：新建沥青混凝土路面设计公路等级：二级公路变异水平的等级：中级可靠度系数：1.13面层类型：中粒式沥青混凝土面层55 8.1.1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算表8.1交通量表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量小客车1325.61双轮组1700红旗CA63019.327.91双轮组600解放CA5028.768.21双轮组130北京BJ13013.5527.21双轮组1600解放CA34022.156.61双轮组1000东风EQ14023.769.21双轮组8049101.61双轮组22055 黄河JN150日野KB22250.2104.31双轮组90五十铃EXR181601001双轮组100设计年限12车道系数0.5交通量平均年增长率6%（1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时：路面竣工后第一年日平均当量轴次：962设计年限内一个车道上累计当量轴次：（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时：路面竣工后第一年日平均当量轴次：748设计年限内一个车道上累计当量轴次：公路等级：二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数1路面设计弯沉值：33.5（0.01㎜）层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）55 1中粒式沥青混凝土1.40.642水泥碎石土0.60.293碎石土8.1.2新建路面结构厚度计算公路等级：二级公路新建路面的层数：3标准轴载：BZZ—100路面设计弯沉值：33.5（0.01㎜）路面设计层层位：3设计层最小厚度：15（㎝）层位结构层材料名称厚度（㎝）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）容许应力（MPa）（）（）1中粒式沥青混凝土5140020000.642水泥碎石土15120012000.293碎石土2090090055 4土基36（1）按设计弯沉值计算设计层厚度：　　LD=33.5（0.01㎜）　　H（3）＝２５㎝　　　ＬＳ＝3７.5（0.01㎜）　　H（3）＝２５㎝　　　ＬＳ＝３２.８（0.01㎜）H（3）＝２９.３㎝（仅考虑弯沉）（２）按容许拉应力验算设计层厚度：H（3）＝２９.３㎝（第１层拉应力验算满足要求）H（3）＝２９.３㎝（第２层拉应力验算满足要求）（３）路面设计层厚度：H（3）＝２９.３㎝（仅考虑弯沉）H（3）＝２９.３㎝（同时考虑弯沉和拉应力）８.１.３验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度　８０㎝验算结果表明，路面总厚度比路面最小防冻厚度小３０.７㎝通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面最下层，最后得到路面结构设计结果如下：55 ==============================================================================中粒式沥青混凝土5㎝==============================================================================水泥混凝土15㎝==============================================================================碎石土20㎝==============================================================================土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级：二级公路新建路面层数：3标准轴载：BZZ—100层位结构层材料名称厚度（㎝）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）计算信息（）（）1中粒式沥青混凝土514002000计算应力2水泥碎石土1512001200计算应力55 3碎石土20900900不算应力4土基368.1.4计算新建路面个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=43.5﹙0.01㎜﹚第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=53.3﹙0.01㎜﹚第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=117﹙0.01㎜﹚土基顶面竣工验收弯沉值LS=322.9(0.01㎜)（根据“基层施工规范”）LS=258.8(0.01㎜)（根据“测试规程”）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δ（1）＝－0.244（MPa）第1层底面最大拉应力δ（2）＝－0.077（MPa）8.2水泥混凝土路面设计设计内容：新建单层水泥混凝土路面设计公路等级：二级公路变异水平的等级：中级可靠度系数：1.1355 面层类型：普通混凝土面层8.1.1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重（kN）（kN）（kN）（kN)1单后轴客车113225.6000017002红旗CA630119.3227.900006003解放CA50128.7268.200001304北京BJ130113.55227.2000016005解放CA340122.1256.6000010006东风EQ140123.7269.20000807黄河JN1501492101.600002208日野KB222150.22104.30000909五十铃EXR18116031000000100行驶方向分配系数1车道分配系数1轮迹横向分布系数0.39交通量年平均增长率6%55 混凝土弯拉强度5MPa混凝土弯拉模量31000MPa混凝土面层板长度5m地区公路自然区划Ⅱ面层最大温度梯度88℃/m接缝应力折减系数0.87基（垫）层类型----新建公路土基上修筑的基（垫）层层位基（垫）层材料名称厚度（㎜）回弹模量（MPa）1水泥稳定粒料18013002石灰粉煤灰土2005003土基30基层顶面当量回弹模量ET=174.8MPaHB=220r=0.664SPS=1.24SPR=3.16BX=0.71STM=2.13KT=0.53STR=1.13SCR=4.29GSCR=4.85RE＝－3%设计车道使用初期标准轴载作用次数：1134路面的设计基准期：20年设计基准期内标准轴载累计作用次数：路面承受的交通等级：重交通等级55 基层顶面当量回弹模量：174.8MPa混凝土面层设计厚度：220㎜=======================================================================普通混凝土面层220㎜=======================================================================水泥稳定粒料180㎜========================================================================石灰粉煤灰土220㎜========================================================================土基8.3水泥板接缝设计8.3.1纵向接缝纵向施工缝采用设拉杆平缝形式，上部锯切槽口，深度35mm，宽度为5mm，槽内灌塞沥青橡胶填缝料。拉杆直径为14mm，长度为700mm，间距为800mm。8.3.2横向接缝横向接缝采用设传力杆假缝形式，上部锯切槽口，深度为50mm，宽度为5mm，槽内灌塞沥青橡胶填缝料。传力杆直径为28mm，长度为500mm，间距为250mm。55 8.4.1路面的基本特征沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。由于沥青路面使用沥青结合料，因而增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因而获得越来越广泛的应用。沥青路面属柔性路面，其强度与稳定性在很大程度上取决于土基和基层的特性。沥青路面的抗弯强度较低，因而要求路面的基础应具有足够的强度和稳定性，所以，在施工时必须掌握路基土的特性进行充分的压实。对软弱土基或翻浆路段，必须预先加以处理。在低温时，沥青路面的抗变形能力很低，在寒冷地区为了防止土基的不均匀冻胀而使沥青路面开裂，需设置防冻层。沥青路面修筑后，由于它的透水性小，从而土基和基层内的水分难以排出，在潮湿路段易发生土基和基层变软，导致路面破坏。因此，必须提高基层的水稳性，尽可能采用结合料处治的整体性基层。对交通量较大的路段，为使沥青路面具有一定的抗弯拉和抗疲劳开裂的能力，宜在沥青面层下设置沥青混合料的联结层。采用较薄的沥青面层时，特别是在旧路面上加铺面层时，要采取措施加强面层与基层之间的粘结，以防止水平力作用而引起沥青面层的剥落、推挤、拥包等破坏。9涵洞、交叉口设计55 9.1涵洞形式的确定根据估算，如果设计流量小于10／s，涵洞顶大于最小填土高度50㎝，由经济条件出发，结合沿路地区缺乏石材，并且设计流量较小时，因此选用1.00—1.50钢筋混泥土圆管涵和0.75—1.5钢筋混泥土盖板涵。9.2交叉口的确定两条或两条以上道路的相交处。车辆、行人汇集、转向和疏散的必经之地，为交通的咽喉。因此，正确设计交叉口，合理组织、管理交叉口交通，是提高道路通行能力和保障交通安全的重要方面。道路交叉口分平面交叉口和立面交叉口两类。平面交叉口是道路在同一个平面上相交形成的交叉口。通常有T形、Y形、十字形、X形、错位、环形等形式。55 55'