道路毕业设计计算书 伊嘉公路（汤旺河至青山段）施工图设计

'毕业设计任务书设计题目：伊嘉公路（汤旺河至青山段）施工图设计工程范围：(K69+000～K73+200)段一、设计技术标准1.《公路工程技术标准》JTGB01—20032.《公路路线设计规范》JTGD20—20063.《公路路基设计规范》JTGD30—20044.《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40—20045.《公路排水设计规范》JTJ018—966.《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004二、设计资料材料供应：钢﹑木﹑水泥供应充足，砂﹑砾石就地取用，块、片、料石运距10km。地形图（1:10000）三、应完成的设计文件和一般要求（一）应完成的设计文件1、设计说明书设计说明书中一般包括如下内容：中英文摘要第一章绪论第二章设计资料与技术指标第三章路线设计第四章排水设计第五章挡土墙设计第六章路基路面设计第七章公路沿线交通附属设施第八章环境保护第九章施工预算结论致谢55 设计总结参考文献附录2、图纸路线部分（1）路线平面设计图（1:10000）；（2）路线纵断面设计图；（3）路基横断面设计图；（4）路面结构图；（5）沿线路基防护工程；（6）路基排水设计图；（7）特殊路基设计图；（8）挡土墙布置图；（9）公路绿化图（二）一般要求1.路线平面设计图、路线纵断面设计图、路基横断面设计图、路面结构图、路基排水设计、路线施工图概算、设计总结是必须完成的设计内容。2.除完成1的设计任务外还应完如下设计内容之一：（1）完成某路段涵洞设计（2）完成某路段路基稳定性分析计算（3）完成某路段路堑边坡挡土墙设计（4）完成某路段平面交叉口设计（5）景观设计（6）其他设计3.设计图纸要求手绘图纸1号至少1张。四、设计期限：2008年2月25日至2008年6月1日。五、论文要求（1）字迹清楚，图文准确，英文摘要，说明详细，要有详细的说明过程；（2）广泛收集和阅读参考文献，力争做到设计依据资料完善充分；（3）运用所学知识，做到理论联系实际；（4）独立完成设计；（5）在设计中认真、刻苦、提交设计文件要齐备，完成质量要好。55 六、主要参考资料1中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTGB01-2003）.北京：人民交通出版社，2004：142中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范（JTGD20-2006）.北京：人民交通出版社，2006：323中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTJD30-2004）.北京：人民交通出版社，2005：20—214中华人民共和国行业标准.公路排水设计规范（JTJ018-97）.北京：人民交通出版社.2000：12—135中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范（JTGD50-2004）北京：人民交通出版社.2005：15—236交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册(路基).人民交通出版社.1996：120—1307孙家驷.道路设计资料集.人民交通出版社，2004年2月：38-458.张雨化.道路勘测设计.人民交通出版社，2002年：56-789.邓学钧.路基路面工程.人民交通出版社，2003年5月：46-9510.毛宝兴.公路工程设计规范汇编.人民交通出版社，2002年3月：156-17811.叶见曙.结构设计原理.人民交通出版社，2004年2月：34-6812吕康成.公路工程试验检测技术.人民交通出版社，2000年：123-14513李清波.道路规划与设计.人民交通出版社，2002年：105-11414张廷楷.道路路线设计.同济大学出版社：64-7415严作人、孙立军.道路工程经济与管理.同济大学出版社：32-7416刘世凯.公路工程地质与勘察.人民交通出版社，2000年：65-9817.姚祖康·公路设计手册——路面，人民交通出版社，1994：62—7018.周亦唐等主编.道路勘测设计.重庆大学出版社，2005：145—14919.张雨化、朱照宏·道路勘测设计，人民交通出版社，1997：102—10820.李斌箸.公路工程土质.人民交通出版社，2002：50—6021.陈胜营等主编.公路设计指南.人民交通出版社，2000：70—7322.许金良.道路勘测设计毕业设计指导.人民交通出版社，2004：52—5623.李嘉主编.道路设计常用数据手册.人民交通出版社，2006：93—9724.杨耀武.概论公路排水系统.林业科技情报.2005，37：10—1125.HarveyJ.etal.AsphaltTreatedPermeableBase（ATPB）LaboratoryTestingPerformanceandPredictions，UniversityofCalifornia，1997：102—10655 摘要本设计是对伊嘉公路(汤旺河至青山段)平原微丘区进行的一级公路方案设计。第一步是三维空间设计，其中包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计；第二步是防护工程设计及路基路面设计；第三步预算设计，求出工程总造价；其中预算为计算机辅助计算。同时也给出了各部分内容相关的表格与图纸。道路路线设计对路线进行了平面设计、纵断面设计，设计是从工程建设的经济性和合理性的出发，尽量采取少填挖，减少工程量。同时也要考虑路线要与周围的自然景观相协调。道路路基路面设计主要对道路的横断面和路面的结构层进行设计和计算。道路横断面根据设计车速和交通量的要求进行设计，同时考虑了边坡的坡率取值。路面的结构层牵涉到路面材料的选取和材料强度、刚度和稳定性的验算。[关键字]：设计施工组织概算交通量路基路面55 AbstractThedesignisafreewayaboutYIJIA(fromTangWangrivertoqingshansection)formuladesign.First,theroutethree-dimensionalspaceisdesigned,whichincludeplanedesign,Crosssectiondesign,profiledesign.Secondshelter-design,subgradeandpavementdesign.Last,Iworkoutthebudgetandestimatingofthedesign,whilebudgetisdonebyCAD.Atthesametime,itpresentthereletivetableandworkingdrawing.Roadroutinedesignhasmadeplanardesignandverticalsectiondesigntotheroutine,whichstartsfromtheeconomicaleffici-encyandrationalityoftheengineeringconstructiontolimitfilling,diggingandthetotalengineeringcapacity.Meanwhileitisshouldconsideredthattheroutineshouldbecoordinatedwiththenaturalresortsofthesurroundings.Thedesignofroadbedismainlyondesigningandcalculatingtheframeworklayerofthetransectandroadsurface.Thetransectoftheroadisdesignedaccordingtothecarspeedandtransportationaswellastheratioofslope.Theframeworklayeroftheroadalsorelatestotheselection,intensity,freshness,stabilityoftheroadmaterials.[Keywords]:workingorganizationestimatingtransportationsubgradepavement、55 目录毕业设计任务书I摘要IAbstractII第1章绪论11.1公路运输概论11.2公路运输的作用11.2.1公路运输能更好促进社会的发展11.2.2公路建设对国防的重要意义21.3设计背景2第2章设计资料与技术指标32.1设计资料32.1.1交通量资料32.1.2地质与土质32.1.3气候及气象特征32.2技术指标3第3章路线设计53.1路线设计要点53.1.1平纵线形协调53.1.2线形与环境协调53.2路线方案比选63.3平面设计73.3.1圆曲线要素及其计算73.3.2缓和曲线要素计算93.3.4桩号计算103.4竖曲线指标及竖曲线要素计算113.4.1竖曲线设计要求113.4.2纵坡设计一般要求113.4.3最大纵坡要求123.4.4最小纵坡要求123.4.5坡长限制123.4.6竖曲线小半径1255 3.4.7竖曲线计算133.5路基横断面计算143.5.1公路横断面组成143.5.2平曲线加宽值计算143.5.3平曲线超高计算15第4章排水设计184.1路基排水设计184.1.1路基排水设计的必要性184.1.2路基排水种类及要求184.1.3水力计算194.2路面排水设计214.3边坡防护设计224.3.1边坡防护的主要性224.3.2边坡防护的类型23第5章挡土墙设计245．1挡土墙设置的用途245．2挡土墙的类型与形式选择245．3挡土墙结构设计24第6章路基路面设计296.1交通量计算296.2结构组合设计及各层材料设计参数326.3技术指标确定336.4计算石灰土厚度346.4.1图解法求解346.4.2弯拉应力验算35第7章公路沿线交通附属设施38第8章环境保护408.1环保的概述408.2道路两侧绿化40第9章施工预算419.1预算作用419.2预算编制依据419.3预算项目及主要内容4155 9.3.1预算内容419.3.2造价分析429.3.3编制说明42致谢44参考文献45附录147附录25255 第1章绪论1.1公路运输概论公路运输是交通运输的重要组成部分，能实现物质产品和人员的交流，是确保社会生产和活动正常进行的基本条件之一。一个国家的发展，有赖于地区间、部门间、企业间经济联系的扩大，通过经济联系实行互通有无，以确保他们分工协作，共同发展。这些联系，必须借助公路运输来保证他们的存在与发展。公路运输发展水平作为衡量和反映一个国家和一个地区经济发展水平的主要标志之一，我国近年来由于对公路建设的重视，公路的修建带来了道路运输事业的振兴，从而有力的促进商品经济的发展和社会生产力的提高[1]。1.2公路运输的作用1.2.1公路运输能更好促进社会的发展1.促进全社会能更好的生产和运输的合理化。公路的修建，并形成公路网，促使区域的工农业及各方面生产的布局更合理。2.促进沿线经济发展和资源的开发。公路的建设提高了运输的稳定性和方便性，有利于地方经济和一些特殊行业的发展。3.加速物质生产和产品流通。现代化生产对原材料的需求和产品的流通的要求逐步提高，公路的建设对加速物质的生产和促进产品流通有着重要的作用。4.促进水运、铁路的联系。快速灵活的汽车与大运量的火车及廉价长距的水运形成联运网，使产品运输更为直接、便利、快速、准时，大大提高运输效率。5.有利于城市人口的分散和卫星城镇的开发。现代城市过于庞大、集中，造成人口密集、交通堵塞、环境污染、生活供应紧张等弊端，公路的建设使城市人口向郊区分散，促进地区的发展，又缓和了城市人口的增长。55 1.2.2公路建设对国防的重要意义公路运输为战时运输提供了方便有利的条件，因而，在国防和军事上有着重要意义。1.3设计背景本毕业设计的公路课题是伊嘉公路(汤旺河至青山段)。伊嘉公路是黑龙江省境内的主要省道,省道S204线伊春至嘉荫公路（简称伊嘉公路）是我省第二层次公路网的重要组成部分，是连接嘉荫县及伊春北部7个行政区（林业局）唯一的纵向公路运输通道,被列为省交通厅“十五”规划重点公路建设项目。伊嘉公路的建成，使汤旺河至嘉荫段的通车大大缩短了行车时间，提高了行车质量，为伊春旅游业的发展提供了交通便利条件，必将促进黑龙江旅游业的大发展、快发展。工程在省交通厅及工程沿线各市县区政府支持下，工程指挥部在整个工程建设中，通过实施“区别对待、分类指导、重点帮扶”的管理措施，实现了均衡生产；通过运用新技术，实施“四高正零”控制法，实现了“路基不高、结构层不厚、面层不薄”的质量目标；通过实施晨检夜检平时检，交检互检拉练检的考核方法，实现了工程质量的稳步提高。据了解，黑龙江省交通厅积极响应国家振兴东北老工业基地战略，以该省委、省政府确定的黑龙江省四大经济板块建设宏伟目标为中心，近几年一直大力支持黑龙江省东部地区的交通建设。截至2007年底，黑龙江省公路总里程达到140909km。其中，高速公路1044km，一级公路1453km，二级公路7443km，二级以上公路总里程达到9940km。在全省公路中，东部地区高速公路614km、一级公路206km、二级公路2290km，分别占同级别公路总里程的58.8%、14%和31%。此次毕业设计要求对一级公路进行路线、防护工程设计、路基路面工程设计，同时进行预算。道路路线工程要求对所提供地形图，依据控制点进行平面设计、纵断面设计、横段面设计以及排水设计。本设计的内容全面地包含了交通土建专业所学有关道路方面的知识，是一次全面的设计演练。设计过程中要以现行设计规范为准，严格控制各设计内容满足规范和相关条例的要求。在本次毕业设计中由于时间和经验有限，难免出现一些错误，敬请指正。55 第2章设计资料与技术指标2.1设计资料2.1.1交通量资料根据设计资料及现有伊嘉公路(汤旺河至青山段)交通量，根据该公路的预测交通量为25000辆/日，交通增长率为6.8﹪。查《公路工程技术标准》，拟定该公路为一级公路四车道，设计车速为60km/h。2.1.2地质与土质伊春地区岛状冻土层上季节活动曾主要为淤泥质粘土、草炭土；上部岛状冻土主要为淤泥质粘土，粘土属于不稳定冻土；下部为中粗砂粒土，属于稳定冻土，以含冰量划分分别为含冰冻土、饱冰冻土、含土冰层，属于不稳定冻土；少冰冻土、多冰冻土层属于稳定冻土。按融沉性划分主要可分为融陷、强融沉，融沉属于不稳定冻土；弱融沉和不融沉属于稳定冻土。2.1.3气候及气象特征伊春是我国平均气温最低的城市之一，即使在盛夏，昼夜温差也很大，伊春气候为北温带大陆性季风气候，平均气温0.4度，7月份平均气温20.20度，而冬季最低气温则-43.10度，夏季风速2.2m/s，冬季风速2.3m/s,伊春夏季冰爽，冬季寒冷。2.2技术指标基本指标:（1）设计行车速度为60km/h。55 （2）路基宽度为23m，其中：行车道宽2×7m，内侧路缘带宽2×0.5m，中央分隔带宽2.0m，硬路肩宽2×2.5m，土路肩宽2×0.5m。（3）设计停车视距为110m。（4）一般平曲线最小半径为400m，极限平曲线最小半径为250m，不设超高的最小半径为2500m。（5）最大纵坡为5%。路拱坡度为2%。（6）缓和曲线最小长度为70m。（7）竖曲线一般最小半径：凹型为3000m，凸型为4500m。竖曲线极限最小半径：凹型为2000m，凸型为3000m。（8）大、中、小桥和涵洞设计荷载为：公路—Ⅰ级。（9）大、中桥设计洪水频率为1/300，小桥和涵洞及路基设计洪水频率为1/100。（10）路面等级为高级，路面面层采用沥青凝土路面面层。55 第3章路线设计3.1路线设计要点3.1.1平纵线形协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合一级公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。（1）平曲线与竖曲线的配合。（2）长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见，纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，同时要满足0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果。（3）透视图的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好。（4）平面与横断面的综合协调，主要是超高的设计。3.1.2线形与环境协调（155 ）定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。（2）路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。（3）注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。（4）对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，有利于非机动车辆和行人通过。（5）对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路相协调，增加美感。3.2路线方案比选路线方案是路线设计中的最基本的问题。方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线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、国防的要求和长远利益。一条路线的起点终点及中间必须经过的重要城镇或地点，通常是由公路网规划所规定或领导机关根据经济建设需要指定的。作为选线工作的第一步就是要在各种可能的方案中，在深入调查的基础上，综合考虑路线方案选择的主要因素，通过方案的比选，提出合理的路线方案。方案比选是选线中确定路线总体布局的有效方法，在可能布局的多种方案中，通过方案比选决定取舍，选择出技术合理、费用节省、切实可行的最优方案。路线方案的取舍是路线设计中的重要问题，方案是否合理，不仅直接关系到是否满足国家政治、经济及国防的要求和长远利益。从方案比选的深度不同可有原则性方案比选和详细的方案比选两种。路线方案是通过许多方案的比较、淘汰而确定的。指定的两个据点之间的自然情况越复杂、距离越长，可能的比较方案就越多。淘汰的方法，不能每条路线都通过实地查勘进行，因为此次毕业设计是在纸上定线，所以要在所给的地形图上选出两条线进行比较，然后选出一条比较合理的路线进行路线设计。我在选线的时候选出了两条路线并进行了比选。该地形图等高线比较密，而且通过放坡也不能够直接穿越，在选线的时候我选择在等高线较稀疏的地方布线，并且根据路线转交数目多少来选则线路。方案设计不够经济合理，填挖高度较大，且线性不能达到美观的形式，而方案二55 相对于方案一填挖量较小，经济合理,所以采用了方案二。方案比选的完成对后面的路线设计及计算起着至关重要的作用，因为它对行车以及经济上都有一定的影响。3.3平面设计现代道路平曲线分别由直线、圆曲线、和缓和曲线三种基本几何线形的合理组合而构成，称之为“平面线形三要素”。在低速道路上，为了简化设计，也只可使用直线和圆曲线两种要素。这就说明平面线形三要素是基本组成，但只要各要素所占比例及使用频率并无统一规定。只要各要素使用合理均可满足汽车行驶要求。至于它们的参数则要视地形情况和人的视觉新、心理、道路技术等级等条件来确定。本路段只设置了两条圆曲线与直线相连接。3.3.1圆曲线要素及其计算圆曲线要素如图3—2所示。图3—2圆曲线要素计算55 图中T—切线长，（m）；L—曲线长，（m）；E—外距，（m）；J—校正值，（m）；R—曲线半径，（m）；—转角，（）。（1）已知，取圆曲线半径。特殊点桩号校核：JD=K70+400ZY=JD－T=K70+400-932.62=K69+467.38YZ=ZY+L=K69+467.38+1744.44=K71+211.82QZ=YZ－=K71+211.82-872.22=K70+339.6JD=QZ－=K70+339.6+120.80/2=K70+400校核无误。55 3.3.2缓和曲线要素计算图3—3缓和曲线要素图根据路线设计手册中有关平曲线要素计算公式，可求得平曲线各要素值，公式如下：mmradmmmm55 式中q—缓和曲线切线增长值，(m)；P—设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，(m)；β0—缓和曲线终点处的缓和曲线角，（rad）；T—切线长，(m)；L—曲线长，指曲线的起点至终点之间的弧线长度，(m)；E—外距，指交点至曲线中点的距离，(m)；J—校正值，(m)。因此由上述公式计算得各缓和曲线要素，如表3—1所示。表3—1缓和曲线要素JDLhRqpβ0TLEJ1523.33600199.588.1214.33819.671446.6826.49192.673.3.4桩号计算以下是曲线要素点的桩号和总里程的计算公式：ZH2=JD2－T2HY2=ZH2+LhQZ2=HZ2－L2/2YH2=ZH2+L2－LhHZ2=ZH2+L2JD2=QZ2+J/2式中L2—缓和曲线段中圆曲线的长度，(m)；T2—直线段终点至曲线交点的距离，(m)；Lh—缓和曲线的长度，(m)。根据以上曲线要素和桩号计算公式可得缓和曲线中各点桩号，如表3—2所示。表3—2缓和曲线桩号表交点JD2ZH2HY2QZ2YH2HZ21K72+400K71+580.33K71+980.33K72+303.66K72+627K73+02755 3.4竖曲线指标及竖曲线要素计算3.4.1竖曲线设计要求（1）宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。（2）同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线。（3）反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。（4）应满足排水要求。3.4.2纵坡设计一般要求（1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）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缓坡。（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，降低造价。（5）在平原微丘区，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。55 3.4.3最大纵坡要求各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特征、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的规定，一级公路在车速为60km/h时的最大纵坡为5%。3.4.4最小纵坡要求为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些好。但是，在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，当必须考虑设计水平坡0%或小于3%的纵坡时，边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑，其边沟应作纵向排水设计，在城市道路中一般可采用设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施来处理。3.4.5坡长限制汽车在纵坡上行驶时存在一个稳定车速，与之相对应的有一个稳定的坡长，从运行质量看，纵坡长度不宜超过稳定坡长。因此对纵坡的长度有一定的限制：根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的规定，一级公路设计车速为60km/h时，最小坡长为200m，最大坡长需结合坡度来确定，坡度为5%时为700m；0.4%时为900m；0.3%时为1100m。3.4.6竖曲线小半径1.凹形竖曲线最小半径考虑因素（1）从限制离心力不致过大考虑；（2）从汽车夜间行使前灯照射距离考虑；（3）从保证跨线桥下的视距考虑。55 2.凸形竖曲线最小半径考虑因素（1）从失重不致过大考虑；（2）从保证纵面行车视距考虑。3.4.7竖曲线计算图3—4竖曲线几何要素竖曲线要素如图3—4所示。竖曲线要素计算公式：式中—竖曲线长度，(m)；—竖曲线半径，(m)；—坡差，其值ω=ii－ii-1，（%）；—竖曲线切线长，(m)；—竖曲线外距，(m)；y—计算点纵距，(m)；x—计算点桩号与竖曲线起点（或竖曲线终点）的桩号差。55 i1=2.6%i2=5.8%i3=-1.6%i4=2.0%i5=2.4%i6=1.8%ω1=i2－i1=3.2%ω2=i3－i2=7.4%ω3=i4－i3=3.6%ω4=i5－i4=4.4%ω5=i6－i5=4.2%表3—3竖曲线要素表变坡号要素12345R600060006000500025000|ω|3.27.43.64.44.2L1924442162201050T96222108110525E0.7684.1070.9721.215.513各竖曲线要素如表3—3所示。根据各竖曲线要素可以绘制出纵断面图，3.5路基横断面计算3.5.1公路横断面组成公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。在本设计中，横断面由行车道、中间带、硬路肩和土路肩组成。其中中间带包括中央分隔带和左侧路缘带，右侧路缘带包含在硬路肩内。路基宽度为23m，其中：行车道2×7m，中央分隔带宽2.0m，左侧路缘带宽2×0.5m，硬路肩2×2.5m，右侧路缘带2×0.5m，土路肩2×0.5m。3.5.2平曲线加宽值计算55 汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，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。根据我国《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的规定，当平曲线半径R250m，在平曲线内侧加宽。因在本设计中，平曲线最小半径均大于250m,所以在整条路线不用加宽。3.5.3平曲线超高计算1.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。不同的公路在设计的时候所采取的超高值是不同的，根据公路的等级、设计速度、超高和平曲线半径的关系，可以选取合适的超高坡度。2.超高缓和段长度计算计算公式：式中b—路面宽度；—最大超高横坡度，（%）；—路拱横坡；—超高渐变率，在本设计中P=1/175。JD2处：圆曲线半径，超高坡度%，由超高公式：m3.超高的过渡（1）超高方式超高的过度方式有很多种，是根据超高旋转轴在公路横断面上旋转的位置确定的。对于一级和高速公路来说主要有饶中央分隔带中心旋转、饶中央分隔带边缘旋转、饶各自行车道中线旋转。对于无中央分隔带的公路来说主要有绕行车道内侧边缘旋转、绕中线旋转和绕外边缘旋转。本设计中的横断面建有2.0m的中央分隔带，采用绕中央分隔带边缘旋55 转的过渡方式。即将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。此种方式适合各种宽度不同的中间带的公路。旋转过程见图3—4。3—4超高示意图图中—半幅行车道宽度，（m）；—左侧路缘带宽度，（m）；—右侧路缘带宽度，（m）；—硬路肩宽度，（m）；—土路肩宽度，（m）；—行车道横坡度，（%）；—超高横坡度，（%）；—路拱横坡度，（%）；—超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离，（m）；—缓和曲线长度，（m）。（2）超高值计算绕中央分隔带边缘旋转超高值计算如表表3—5，其中A、B、C、D分别是路基外侧边缘、硬路肩外侧边缘、外侧路缘带边缘以及中央分隔带边缘与设计标高（中央分隔带边缘）之差。本设计只计算C、D处值55 表3—5超高计算公式超高位置计算公式行车道横坡值备注内侧C1．计算结果为与设计之高差；2．设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程；3．当时，为圆曲线上的超高值。D外侧DC表3-6超高值X值内侧C外侧C备注D处值均为零K71+980-0.015-0.1200.015-0.120K71+970-0.001-0.0890.016-0.130K71+960-0.007-0.0560.018-0.144K71+950-0.003-0.0240.019-0.152K71+9400.0010.0080.020-0.160K71+9300.0050.0400.022-0.176K71+9200.0090.0720.023-0.184K71+9100.0130.1040.024-0.192K71+9000.0170.1360.025-0.200K71+8900.0210.1680.027-0.216K71+8800.0250.2000.028-0.224K71+8700.0290.2320.029-0.232K71+8600.0330.2640.031-0.24855 第4章排水设计4.1路基排水设计4.1.1路基排水设计的必要性路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基的病害有很多种，形成病害的原因也有很多，但水的作用是主要的因素之一，因此，路基设计、施工和养护过程中，必须十分重视路基排水工程。为了确保路基的强度与稳定性，使路基在各种外界因素作用下不致产生不允许的变形，路基的整体结构设计中必须进行路基的排水设计。4.1.2路基排水种类及要求路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跃水井和急流槽，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:～11:1.5,一级公路的边沟的深度不应小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护,一级公路当采用M7.5的砂浆强度，边沟长度不宜超过500m，截水沟横断面可采用梯形，边坡视土质而定，一般采用1:10～1:1.5,深度及宽度不宜小于0.5m,沟底纵坡不宜小于0.5%，水流通过陡坡地段时可设置跌水等或急流槽,应采用浆砌片石或水拧混凝土预制块砌筑，边墙应高出设计水位0.2m以上,其横断面形式为矩形，槽底应做成粗糙面，厚度为0.2～0.4m，混凝土为0.1～0.3m，跃水的台阶高度可采用0.3～0.6m，台面坡度应为2%～3%，急流槽以纵坡不宜陡于1:1.5,急流槽过长时应分段修筑，每段长度不宜超过10m。本公路路基排水设置边沟、排水沟和截水沟。路堤边沟坡度1:1，采用25cm厚7.5号浆砌片石进行防护，沟底宽0.6m,沟深0.6m。路堑边沟两侧坡度分别为1:1.5和1:1。排水沟采用1:1的坡度,沟深0.6m,25cm55 厚7.5号浆砌片石进行防护。4.1.3水力计算1.截水沟的概念及设计资料（1）本段路的水力计算主要是针对截水沟进行计算的,截水沟又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路堤上方的适当地点,用以拦截并排除路基上方流向路基的地面迳流,减轻边沟的水流负担,保证挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。（2）对于本路段的截水沟采取干砌片石对称梯形截面,如图4—1所示。沟底纵坡,边坡率1.25，，取0.02，查明渠容许最大流速表可知，，=。图4—1截水沟示意（单位：cm）2.流速及流量的计算（1）水力要素由公式得式中—通过流量()；55 —过水断面面积()；—平均流水速度()；—设计流量()；—容许最大流速()。由公式得：式中—湿周(m)。式中—最佳断面时的水力半径(m)；—系数，=。由水深和沟底宽的关系得：—沟底宽度，(m)；—沟底高度，(m)。（2）计算实际流速55 由公式得C=40.30式中—流速系数；—指数；—沟底坡度；—水力半径。(3)计算通过流量(4)验算与结论实际流速为＜最大流速，且接近，实际流速和流量均符合要求。所以采用沟底宽，够深。4.2路面排水设计1.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出路基，但路基填方边坡应进行防护。2.排水带路堤边坡较高，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，并通过急流槽将水排出路基。排水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，排水带高出路肩120mm，顶宽80～100mm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m～50m55 为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。3.中央分隔带排水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。在设置超高路段，路面水由中央分隔带排水设施排出，在干旱少雨地区，采用凸形中央分隔带，可设开口明槽，雨水流向下半幅路面排出，开口明槽可采用封闭式，横断面尺寸为高×宽=150mm×200mm，间距宜为300～500mm。中央分隔带纵向排水沟（管）与横向排水管联接时可采用集水井的形式，横向排水管直径一般采用200～600mm水泥混凝土管成塑料排水管，管底纵坡不应小于1%，出口应采取防护措施。设置超高段的中央分隔带的排水沟可设雨水井，雨水井的设置间距应根据流量计算确定，一般为10～30m。矩形雨水井尺寸采用长×宽×深=600mm×400mm×600mm，边墙采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑。相邻雨水井间用直径200～400mm的水泥混凝土管纵向联接，管底最小纵坡不应小于0.3%。多雨地区的中央分隔带，表面不作封闭时，可设地下排水渗沟，排水渗沟两侧可用沥青砂、沥青土工布或粘土封闭，排水渗沟顶与路床顶面齐平，渗沟宜采用直径50mm～80mm的硬塑料管将水引致路基边坡以外。4.3边坡防护设计4.3.1边坡防护的主要性在水、风、气温等自然因素的长期作用下路基将发生变形和破坏，若不及时加以防治，就会引起严重的病害。为了保证路基的稳定性，除做好路基排水外，必须做好路基防护与加固设计。一般，防护与加固的重点是路基边坡，特别是不良地质与水文地段及延河路基的边坡。有时，对附近可能危害路基的河流和山坡也应进行必要的防护，以保证防护加固工程能正常地工作。55 防护与加固工程是路基工程的一个重要的组成部分。除专门用来支挡路基的结构外，一般防护工程承受力的能力很小，有的则不能承受外力的作用。因此，要求路基边坡本身基本稳定，否则不但路基得不到防护，而且连防护工程也会遭到破坏。4.3.2边坡防护的类型路基边坡的防护与加固工程，按其作用不同，可分为坡面防护、冲刷防护与支挡防护工程三大类。（1）在边坡的坡度不小于1:1.5,不浸水或短期浸水但地面径流量不大于0.8m/s的边坡采用网格式种草防护,草籽可以采用自然散播.（2）当坡面径流量比较大的时候,坡体的冲刷比较严重,边坡防护应采用浆砌片石防护。（3）在某些临近河流处,和排水沟出水口附近可以进行种树防护.该路线为平原区一级公路,在路线中有深挖路堑和和高填路堤,因此在设计中要进行必要的边坡防护.根据实际的路段情况，填方高均不大，不超过7米。由地形条件可知，当地地形较缓，且雨水量又不大。因此，可以采用种草防护，选用根茎发达，较矮的多种草类混合种植防护。对于路堑边坡可采用单层砌石防护，砌石厚0.2米采用沙浆勾缝。55 第5章挡土墙设计5．1挡土墙设置的用途挡土墙是一种抵抗侧向土压力，用来支撑天然边坡或人工边坡，保持土体稳定的建筑物。被广泛用于公路、铁路、水利等土建工程。在路堑地段若开挖边坡不能自行稳定，可在破脚设置挡土墙。在地面横坡较陡，填筑路基难以稳定或征地、拆迁费用高的填方路段，可在沿河一侧路基设置挡土墙。在某些挖方路段，为防止冲刷，可在沿河一侧路基设置挡土墙；在某些挖方路段，为防止山坡覆盖层下滑，可在路堑边坡上方设置挡土墙。在路基设计中，是否需要设置挡土墙，应通过与其他可能的技术方案进行技术、经济比较来确定，并且初步确定布置挡土墙的位置、墙的断面形式、基础类型及埋深。5．2挡土墙的类型与形式选择1．按照墙的位置，挡土墙可分为：路堑墙、路堤强、路肩墙和山坡墙。2．按照墙体材料挡土墙可分为：石砌挡土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙和加筋土挡土墙等。3．按照墙的结构形式，挡土墙可分为：重力式、衡重式、半衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、柱板式和垛式等。根据路基横断面图，以路堤墙和路肩墙方案在路基横断面上进行初步布置和工程量估算得知：路堤墙比路肩墙圬工数量略少，但填方量却增加，因此，在路线的最不利位置设计挡土墙为重力式挡土墙，为减少填方数量，增加路堤的稳定性，采用浆砌片石重力式路肩挡土墙。5．3挡土墙结构设计1、基本参数：55 采用重力式仰斜式挡土墙。墙面高度(m)：h1=5.5，墙背坡度(+,-)：N=0.25，墙面坡度：M=0.1，墙顶宽度(m)：b1=1.2，墙趾宽度(m)：db=0.5，墙趾高度(m)：dh=1，基地内倾坡度：N2=0.2，污工砌体容重(kN/m3)：r1=21，，路堤填土高度(m)：a=3，路堤填土坡度：M0=1.5，路基宽度(m)：b0=7.5，土路基宽度(m)：d=0.75，填料容重(kN/m3)：R=18，填料内摩擦角(度)：φ=35，外摩擦角(度)：δ=17.5，基底摩擦系数：μ=0.5，基底容许承载力：[σ0](kPa)=600，挡土墙分段长度(m)：L1=20.采用重力式仰斜式挡土墙：基本尺寸如图。2、计算结果：1)求破裂角θ假设破裂面交与荷载内，采用相应的公式计算：挡墙的总高度：H=7.316m挡墙的基地水平总宽度：B=4.079m=-0.044=0.6则θ=arctgθ=30.98°验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵：(H+a)tgθ=6.193m荷载内缘至墙踵：b-Htgα+d=3.421m荷载外缘至墙踵：b-Htgα+d+b0=10.921m故破裂面交于荷载内，与原假设相符，所选用公式正确。则计算图式为：55 2)求主动土压力系数K和K1=0.349=0.882m=3.174m=3.26m55 =1.743)求主动土压力及作用点位置=292.59KN=249.377KN=153.036KN=1.762m=3.435m4)抗滑稳定性检算挡土墙体积V=17.224m3挡土墙自重G=361.711KN=1.928因为kc≥1.3，则抗滑稳定性检算通过。5)抗倾覆稳定性检算=2.759因为k0≥1.5，则抗倾覆稳定性检算通过。6)基底应力检算55 B=4.079m=1.502m=.538m因为e≤B/6=226.042KPa=26.35KPa因为σmax<σ0，则基地应力检算通过。55 第6章路基路面设计四车道一级公路,在使用期内交通量平均增长率为10%。经调查，该路处于Ⅳ1区为粘质土，稠度为1.00，沿线可开采碎石集料，并有石灰供应。预测该路竣工后第一年的交通组成如表6—1所示。6.1交通量计算表6—1预测交通组成车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量黄河JN16259.50115.001双—200黄河JN15049.00101.601双—350交通SH14125.5555.101双—400东风EQ14023.7069.201双—450长征CZ36147.6090.702双132.0150沃尔沃N864855.00120.001双—200轴载分析:路面结构设计以双轴组单轴载BZZ—100作为标准轴载。（1）以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算:轴载换算采用如下的计算公式：式中—标准轴载当量轴次，次/日；—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；—标准轴载，；55 —被换算车辆的各级轴载，；—被换算车辆的类型数；—轴载系数，，m是轴数。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，应考虑轴数系数；—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。轴载换算结果如表6—2所示。表6—2轴载换算结果车型黄河JN162前轴59.5016.4200128.9后轴115.0011200367.0黄河JN150前轴49.0016.4350100.6后轴101.6011350375.0交通SH141前轴25.5516.44006.4后轴55.101140029.9东风EQ140后轴69.201145090.7长征CZ361前轴47.6016.415038.0后轴90.702.21150215.8沃尔沃N8648前轴55.0016.420095.0后轴120.0011200442.01889.3注：轴载小于25kN的轴载作用不计。根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限为15年，并由资料可得四车道的车道系数为0.4～0.5，取0.45，。因此，累计当量轴次为：55 （2）验算半刚性基层层底拉应力时：根据轴载换算公式计算如表6—3所示。表6—3半刚性基层轴载换算车型黄河JN162前轴59.511.8520058.1后轴115.0011200611.8黄河JN150后轴101.611350397.4交通SH141后轴55.1114003.4东风EQ140后轴60.90114508.5长征CZ361后轴90.731150206沃尔沃N8648前轴55.0011.8520031后轴120.0011200860.02176.2注：轴载小于50kN的轴载作用不计。设计参数取值同第一种计算方式，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数为0.45，因此，累计当量轴次：55 6.2结构组合设计及各层材料设计参数路面面层采用沥青混凝土，厚度为15，其中上层采用细粒式密级配沥青混凝土（4），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（5），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（6）。基层采用25水泥碎石，底基层采用石灰土，厚度由计算确定。结构组合设计及材料参数见表6—4。表6—4结构组合设计及材料参数层位材料名称H(cm)20℃模量(MPa)15℃模量(MPa)15℃劈裂(MPa)面层细粒式沥青混凝土4150020001.4中粒式沥青混凝土5130018001.0粗粒式沥青混凝土690015000.8基层水泥碎石2515000.5下基层石灰土？5500.225土基32注：以设计弯沉值计算路面厚度时，各层材料均采用20℃抗压回弹模量。在验算层底拉应力时，沥青混合料采用15℃抗压回弹模量，15℃劈裂强度。由表6—4可大致作出各结构层的示意图，如图6—1所示。细粒4cm1500中粒5cm1300粗粒6cm900水泥碎石25cm1500石灰土？1500土基32图6—1结构示意图55 6.3技术指标确定该公路为一级公路，公路等级系数=1.0；面层是沥青凝土路面=1.0；半刚性基层，底基层厚度大于20，基层类型=1.0根据路面设计弯沉值。=（0.01）各层材料容许层底拉应力:根据公式可计算出各层材料的容许层底拉应力。（1）细粒式密级配沥青混凝土（2）中粒式密级配沥青混凝土（3）粗粒式密级配沥青混凝土（4）水泥碎石（5）石灰土55 6.4计算石灰土厚度6.4.1图解法求解（1）将六层路面结构换算为三层体系。由于路面厚度计算是以弯沉作为控制指标，故按弯沉等效原理进行换算。（2）综合修正系数（3）理论弯沉系数将六层体系简化为三层体系，见图6—2。h1=4cm1500H=?1300土基32图6—2体系转换图由查三层体系表面弯沉系数诺谟图得：则55 查三层体系表面弯沉系数诺谟图得：（5）确定土层厚度：==取。6.4.2弯拉应力验算（1）细粒式密级配沥青混凝土底查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图，为负值，说明结构层受压，不需验算。55 （2）中粒式密级配沥青混凝土底查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图，为负值，说明结构层受压，不需验算。（3）粗粒式密级配沥青混凝土底查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图，为负值，说明结构层受压，不需验算。（4）水泥碎石层底55 查三层体系上层底面拉应力诺谟图，＜（5）底层弯拉应力查三层体系中层底面拉应力系数诺谟图得：＜=0.0859上述计算结果满足设计要求。路面厚度为：细颗式沥青混凝土4cm，中颗式沥青混凝土5cm，粗颗式沥青混凝土6cm，水泥碎石25cm，石灰土21cm。55 第7章公路沿线交通附属设施该公路是一级公路，在公路的沿线应设置一定的交通附属设施。交通标志是用图形符号和文字传递特定信息，用以管理交通、指示行车方向以保证道路畅通与行车安全的设施。适用于公路、城市道路以及一切专用公路，具有法令的性质，车辆、行人都必须遵守。在我们日常生活中交通标志是十分常见的，比如交通信号灯、路牌、斑马线、路中间的栅栏等等。防眩板也属于公路交通附属设施，是为了降低夜间行车时对向行驶车辆前大灯的灯光对驾驶员视线的影响，防止发生交通事故。公路交通标志分为主标志和辅助标志两大类。主标志中有警告标志、禁令标志、指示标志和指路标志四种。在本公路中设置了里程碑，百米桩，公路界碑和防眩板等一些设施。里程碑、百米桩和公路界碑均属指路标志。里程碑是用来显示里程碑该点距公路起点的距离，设置在公路路段前进方向的右侧，里程碑设在国道上时颜色为白底、红字；设在省道上时颜色为白底、蓝字；设在县、乡道上时颜色一律为白底、黑字。百米桩表示公路百米距离。设在公路右侧各里程碑之间，每100m设一个。百米桩颜色为白色字的颜色和里程碑上字的颜色一致。所有的交通标志应做到位置适当、准确、完整、醒目和美观。指示标志多用于城市道路和高等级公路，一般公路使用较少。指路标志在一般公路上常用的有地名、分界、指向等标志和里程碑、百米桩、公路界碑。分界标志设在行政区划和管养路段的分界处，指向标志设在距离交叉路口30～50米处。55 55 第8章环境保护8.1环保的概述国家政策提出要以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观。同时根据《公路工程技术标准》JTGB01-2003总则107公路建设必须贯彻国家环境保护的政策，符合以下规定：公路建设应根据自然条件进行绿化、美化路容、保护环境。高速公路、一级公路和有特殊要求的公路建设项目应作环境影响评价。1.公路建设将造成如下环境问题：（1）选线不当会破坏沿线生态环境；（2）防护不当会造成水土流失，如坡面侵蚀与泥沙沉淀等；（3）公路带状延伸会破坏路域自然风貌，造成环境损失；（4）公路施工造成环境污染；（5）公路通车营运期间，车辆对沿线造成污染。2.在该公路设计中主要做了绿化部分。8.2道路两侧绿化在道路用地范围内采用乔灌结合，形成垂直方向上的植物景观，空间围合较好，绿色量大，改善生态环境效果好，通过种植不同的树木，在改善道路两侧景观的同时，也能产生良好的视觉效果。公路绿化设计有利于保护生态环境和水土流失,能减少沿线环境受汽车噪声、废气排放和夜间行车灯光等带来的各种影响及缓和沿线居民的心理功能等作用，而且还能防止雨水对路堑、路堤的侵蚀，保持水土、稳定边坡。有利于行车安全,通过对公路绿化进行设计，使其形成绿色长带，达到预告公路线形的视线诱导作用。不仅可以改善视觉环境，有助于汽车安全、快速行驶，而且还能更充分地发挥公路的使用性能。本设计填方路段两侧植树，树间距2m，挖方路段由于视线原因不植树。公路绿化图见L—11—1。55 第9章施工预算本设计主要是编写初步设计的预算文件，全套利用电算进行。以下为预算的作用，编制依据以及内容。9.1预算作用1.是编制基建计划，确定和控制基本建设投资额的依据。2.是设计与施工方案优选的依据。3.是实行基本建设设招、投标，签订工程合同办理工程拨款和结算的依据。4.是施工企业加强经营管理，搞好经济核算的基础。9.2预算编制依据1.法定性文件；2.预算定额、预算指标、取费标准、材料、设备及预算价格等资料；3.当地物资、劳力、动力等资源可利用情况；4.施工单位自然条件及其变化规律，如气温、雨季、冬季、洪水季节及规律，风雪、冰冻、地质、水源等；5.其他工程及沿线设施，如旧存建筑物的拆迁，与水利、电讯、铁路的干扰及解决，清除场地，管理养护及服务设施等。9.3预算项目及主要内容9.3.1预算内容1.第一部分（1）建筑安装工程；（2）路基工程；55 （3）路面工程；（4）桥梁涵洞工程；（5）交叉工程；（6）隧道工程；（7）其它工程及沿线设施；（8）临时工程；（9）管理养护及服务房屋；（10）施工技术装备费；（11）计划利润；（12）税金。2.第二部分设备及工具器具购置费。3.第三部分工程建设其他费用。9.3.2造价分析根据预算总金额、各单位工程或分项工程的费用，比值和各项技术经济指标进行全面分析，对设计指出修改建议和从经济角度对设计是否合理予以评价，找出挖潜措施。9.3.3编制说明（1）由于编者经验不足，且资料不足，故有些费用均没有入总概预算可能偏小。（2）最终成果：本预算总造价为：23,778,817元。55 结论此次毕业设计是对伊嘉公路(汤旺河至青山段)进行的路线设计，在此次毕业设计的过程中对所涉及的内容进行了系统的设计。以下是对设计内容进行的总结，包括路线、排水、边坡、路面和预算几个方面。（1）该公路的路线中设有2个圆曲线，半径分别为2000m和800m,5条竖曲线,。经过曲线计算后确定路线的总长为4200m。（2）在路基排水的设计中进行了排水沟的计算，采用的是1:1.5的边坡率，经过计算得到沟深0.5m，沟底宽0.5m。截水沟的内侧边坡率1:1，路堤边坡1:1.5，路堑边坡1:1。由于设计的公路为一级公路，在路面排水中采取的是路面排水。（3）由于地形的原因在设计横断面的过程中发现在K71+350路段上，填挖深度过大，为保持土体稳定，防止土体滑坡影响交通，在此处设置挡土墙进行支挡。（4）路面设计采用的沥青混凝土路面，沥青混凝土的路面具有一些其它路面所不具有的特点。沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合了作路面层的路面结构。这种路面与砂石路面相比，其强度和稳定性都要大。与水泥混凝土路面相比，沥青路面表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快。在设计路面的时候采取的是三层式沥青混凝土面层，分别为细粒式密级配沥青混凝土、中粒式密级配沥青混凝土、粗粒式密级配沥青混凝土。厚度分别为4cm，5cm，6cm。（5）预算是本次设计的最后一个环节，虽然说没有前面那些过程耗费的时间多，但是它的重要性也是不可忽视的，因为它能直接体现出该公路设计中花费的金额，算完后结合自己所设计的公路等级是否出现预算金额过大。本次设计的预算是利用计算机电算求出。总造价为23,778,817元。（6）图纸在本次设计中占有很重要的地位，有纵断面的设计图、横断面的设计图、路线平面图、排水结构图、防护工程图、标准路堤横断面图、半填半挖式横断面图、路面结构图。55 致谢在此次设计中，有幸得到了沈立、许珊珊两位老师的指导，并在他们的大力支持下克服了设计中的种种问题，使我对公路设计有了进一步的了解，公路的设计过程同时也是我积累知识、增强信心、增长见识的过程，没有老师的悉心指导与帮助就难以完成本次毕业设计，更不会从中获得书本上难以获得的知识。在此，对老师表示衷心的感谢和深深的敬意！同时感谢我周围同学给予我极大的帮助，最后还要感谢学校领导，正是由于他们的精心组织，才使此次设计得以顺利完成，对他们的帮助再次表示由衷的感谢！55 参考文献1中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTGB01-2003）.北京：人民交通出版社，2004：142中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范（JTGD20-2006）.北京：人民交通出版社，2006：323中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTJD30-2004）.北京：人民交通出版社，2005：20—214中华人民共和国行业标准.公路排水设计规范（JTJ018-97）.北京：人民交通出版社.2000：12—135中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范（JTGD50-2004）北京：人民交通出版社.2005：15—236交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册(路基).人民交通出版社.1996：120—1307孙家驷.道路设计资料集.人民交通出版社，2004年2月：38-458.张雨化.道路勘测设计.人民交通出版社，2002年：56-789.邓学钧.路基路面工程.人民交通出版社，2003年5月：46-9510.毛宝兴.公路工程设计规范汇编.人民交通出版社，2002年3月：156-17811.叶见曙.结构设计原理.人民交通出版社，2004年2月：34-6812吕康成.公路工程试验检测技术.人民交通出版社，2000年：123-14513李清波.道路规划与设计.人民交通出版社，2002年：105-11414张廷楷.道路路线设计.同济大学出版社：64-7415严作人、孙立军.道路工程经济与管理.同济大学出版社：32-7416刘世凯.公路工程地质与勘察.人民交通出版社，2000年：65-9817.姚祖康·公路设计手册——路面，人民交通出版社，1994：62—7018.周亦唐等主编.道路勘测设计.重庆大学出版社，2005：145—14919.张雨化、朱照宏·道路勘测设计，人民交通出版社，1997：102—10820.李斌箸.公路工程土质.人民交通出版社，2002：50—6021.陈胜营等主编.公路设计指南.人民交通出版社，2000：70—7322.许金良.道路勘测设计毕业设计指导.人民交通出版社，2004：52—5623.李嘉主编.道路设计常用数据手册.人民交通出版社，2006：93—9724.杨耀武.概论公路排水系统.林业科技情报.2005，37：10—1155 25.HarveyJ.etal.AsphaltTreatedPermeableBase（ATPB）LaboratoryTestingPerformanceandPredictions，UniversityofCalifornia，1997：102—10655 附录1:VerticalalignmentBriefintroduction:Theprofilegradelinedefinestheverticalalignmentforconstructionintermsofstraightgradesandparaboliccurves.Thissectionprovidesguidelinesandcriteriaforthedesignofprofilegrades.Keyword:GeneralcriteriaMaximumgradesMinimungradesMinimumditchgradesCriticallengthofgradeVerticalcurves1GeneralcriteriaAswithotherdesignelementsthecharacteristicsofverticalalignmentareinfluencedgreatlybybasiccontrolsrelatedtodesignspeed,trafficvolumes,functionalclassificationandterrainconditions.Withinthesebasiccontrols,severalgenerallyacceptedcriteriamustbeconsidered.Useasmoothgradelinewithgradualchanges,consistentwiththetypeofhighwayandcharacterofterrain,ratherthanalinewithnumerousbreaksandshortlengthsoftangentgrades.The“rollercoaster”or“hiddendip”typeofprofileshouldbeavoided.Oftentheyareproposedintheinterestofeconomy,buttheyareaestheticallyundesirableandextremelyproposedintheinterestofeconomy,buttheyareaestheticallyundesirableandextremelyhazardous.Adrivercannotavoidorcompensateforahazardthatcannotbeseen.Avoid“brokenback”gradelines(twocrestorsagverticalcurvesseparatedbyashottangent).Onelongverticalcurveismoredesirable.Avoidverylongcrestverticalcurvesifpassingsightdistancecannotreasonablybeattained.Ashorterverticalcurvemaypermitmorepassingopportunityonadjacenttangentgrades.Onalonggradeitispreferabletoplacethesteepestgradeatthebottomandflattenthegradenearthetop.Maintainmoderategradesthroughintersectionstofacilitateturningmovements.Forthedesignofverticalalignmentthroughintersections,refertochapterseven-intersections.Considerauxiliarylaneswherepassingopportunitiesarelimitedanditis55 probablethatslow-movingvehicleswillaffectoperatingspeedsandthedesiredlevelofservice.2Majorcriteriaforprofile2.1MaximumgradesCriteriaformaximumgradesarebasedmainlyonstudiesoftheoperatingcharacteristicsoftypicalheavytrucks.Althoughdesignvalueshavebeendeterminedandagreeduponformanyhighwayfeatures,fewconclusionshavebeenreachedonroadwaygradesinrelationtodesignspeed.2.2MinimungradesMinimumgradesareprimarilyrelatedtotheneedforadequatedrainage.Foruncurbedpavementsthatareadequatelycrownedtodrainlaterally,relativelyflatorevenlevelprofilegradesmaybeused.Withcurbedpavement,theminimumlongitudinalgradeinusualcasesshouldbe0.5percent.Withahigh-typepavementaccuratelycrownedonafirmsubgrade,alongitudinalgradeofabout0.35percentmaybeused.Evenonuncurbedpavements,itisdesirabletoprovideaminimumofabout0.35percentlongitudinalgradebecausethelateralcrownslopeoriginallyconstructedmaysubsequentlybereducedasaresultofirregularswell,pavementstructureconsolidation,maintenanceoperationsorresurfacing.Useofflattergradesmaybejustifiedinspecialcases.2.3MinimumditchgradesSpecialattentionshouldbedirectedtominimumditchgrades.Anypondingofwaterinthesideditches,particularlyonexpansivesoils,hasaverydetrimentaleffectonthesubgrade.Toensurecontinuingflow,ditchgradesshouldbeslopedatleast0.5percentpreferablysteeper.Thismayrequiresomespecialwarpingofditchgradeswheretheroadwayprofilecannotbeadjustedaccordingly.2.4CriticallengthofgradeFromthestandpointofvehicleoperatingcharacteristicsandtheeffectonhighwaycapacity,thesteepnessofthegradeisnottheonlyfactortobeconsidered.Thelengthofthegradecanbecomeacriticalfactorandmustalsobeconsidered.Theterm“criticallengthofgrade”isusedtoindicatetheminimumlengthofadesignatedupgradeonwhichaloadedtruckcanoperatewithoutanunreasonablereductioninspeed.Foragivengrade,lengthlessthancriticalonesresultinacceptableoperationinthedesiredrangecriticalones,designadjustmentssuchas55 changeinlocationtoreducegradesoradditionofextralanesshouldbemade.Itisrecommendedthata10mph[15km/h]speedreductionbusedasthegeneralguidefordeterminingcriticallengthsofgrades.Onroadswithmoderatetoheavytrafficvolumes,wherecriticallengthsareapproachedorexceeded,andpassingopportunitiesarelimited,longlinesofsmallervehicleswillaccumulatebehindtheslowervehicles.Thisreducesboththeoperatingspeedandhighwaycapacityand,consequently,thelevelofservice.Considerationshouldbegiventoprovidingclimbinglanes.Acapacityanalysisshouldbeconductedtodeterminewhethertheadditionofaclimbinglaneiswarranted.3VerticalcurvesVerticalcurvesareusedtoeffectgradualchangesbetweentangentgradesattheirpointofintersection.Theyhavepropertiesofasimpleparaboliccurve.Theverticaloffsetsfromthetangentgradevarywiththesquareofhorizontaldistancefromthecurveend(pointoftangency).Verticalcurvesthatareoffsetbelowthetangentaretermedcrestverticalcurves.Thosethatareoffsetabovethetangentaretermedsagverticalcurves.Theminimumlengthsofcrestverticalcurvesaredeterminedmainlybysightdistancerequirements.Theselengthsgenerallyaresatisfactoryfromthestandpointofsafety,comfortandconvenience.Anexceptionmaybeatdecisionareas,suchasintersectionsandapproachestorampexitgores,whereadequatesightdistancerequireslongerlengths.Theprincipalconcernindesigningverticalcurvesistoensurethatatleastminimumstoppingsightdistanceisprovided.Thevaluessetforthinthedesignstandardsforstoppingsightdistancearealsoappliedtoverticalcurves.Nighttimedrivingconditionsgovernsagverticalcurves.Thesightdistancecontrolistheheightofheadlightandthedistanceilluminatedtoanobjectratherthandrivereyeheight.Thedistanceilluminatedisthatofaheadlightbeamwithanassumedupwarddivergenceof1degreeandheadlightmountingheightof2ft[600mm].Foroverallsafety,asagverticalcurveshouldbelongenoughthatthelightbeamdistanceisnearlythesameasthestoppingsightdistance.Byanalyzingtherequirementsrelatingtosightdistancethecharacteristicsofthecurve.Determinationscanbemadeastominimumpermissiblelengthofcurveforparticularsituations.Aridecontrolcriterionforverticalcurvelengthofnotless55 thanthreetimesthedesignspeedinmph[0.6timesthedesignspeedinkm/h]isrecommendedforcomfort.Therateofchangeofgradealongaverticalcurveisconstant,andismeasuredbydividingthealgebraicdifferencebetweenthegradesbythelengthofthecurveinfeet[meters].Thisvaluegivespercentchangeingradeperhorizontalfeet[meters]ofcurve.Generally,crestverticalcurvesinruralareasshouldbelongerthantheminimumtoavoidtheappearanceofanangularbreakinthealignment,eventhoughsightdistancecriteriamaypermitsshortercurve.Onlongsagverticalcurves,specialattentionmayberequiredfordrainagefeatures.4GradelineelevationsFormanyreconstructionprojectsinurbanizedareasthereislittleopportunityforanymajorvariationingradelineelevations.Theelevationcontrolsusuallyarefairlywellfixedbythefacilityandanyadjacentroadsidedevelopment.However,fornewconstructionormajorreconstructioninruralareastheremaybegreateropportunitytoadjustgrades,particularlyinrelativelylowareaswithlevelterrain.Structuralproblemsoftenoccurwherethepavementstructureorupperportionsoftheembankmentbecomesaturatedwithwater.Extremelyhighwatermayencroachontheroadwaysurfaceorshoulders.Generally,thefinishedgradeelevationshouldbesetabovethesurroundingterraintominimizethechangeofpondingwateroranaturalhighwaterfromsaturatingthepavementbox.Evidenceofoccasionalstandingwaterinadjacentditchesorfieldsisagoodindicationthatthegradeineshouldbehighenoughtoassuredrainageofthepavementstructureathigh-waterlevels.Adjustingtheprofilegradeupordowninrollingterrainisonewayofbalancingtheearthworksoexcavationwithintheroadwayprismwillbeadequatetoconstructthedesignedembankments.Insomeinstances,thisisapracticalapproachaslongasthepreviouslymentionedcriteriaforgradelineelevationsarenotcompromised.Itisgenerallydesirabletohaveasubstantialportionoftheroadwaydesignedasanembankment,withfewerexcavationareasandlongerbalancepoints.Considerationshouldbegiventodeepercuts,widersideditches,anddaylightincutareaswherefeasible.Itmaybemoreeconomicaltouseborrowmaterialthantoattempttobalanceaprojectwithintheroadwayprism.55 5CoordinationwithverticalalignmentWherehorizontalcurvesandverticalcurvesoccuratthesamegenerallocation,thesightdistancesforeachmustbeconsideredtogether.Atleasttheminimumstoppingsightdistancemustbeprovidedforeach.Curvatureandgradesshouldbeinproperbalance.Emphasisonatangentalignmentisnotdesirablewhenitresultsinextremelysteeporlonggrades.Anemphasisonflatgradesisnotdesirablewhenitresultsinexcessivecurvature.Acompromisebetweenthetwoextremesisthebestapproach.55 附录2纵断面设计【摘要】纵坡线用术语直线和抛物曲线为施工的纵面线性进行定义.本节介绍纵坡设计原则与指标。【关键词】设计要素;最大(最小)纵坡;边沟;临界长度;竖曲线1.设计要素一般标准与其他设计因素一样纵断面线性的特征受到与设计速度、交通量、功能划分和地形条件相关基本控制因素影响较大。在这些基本控制因素中，必须考虑几种通常可接受的指标。道路中线应用平滑而变化均匀、与公路类型和其他特征相协调的纵坡路线，而不是大量的边坡点和短直坡线所成的线形。“过山车”或“暗沟”式的纵断面应该避免。常常是在经济利益方面的考虑才提出来的，但是它们在美学上是不适合而且也是极端危险，因为驾驶员不可能避免或补偿看不到的灾难。避免断背曲线（两凸或凹型，由短直线分离的竖曲线），将其变成一个长竖曲线更为适合。如果不能合理的获得超车视距的话，应避免使用非常长的凸曲线。在相邻直坡段上，较短的竖曲线为相邻的直坡段提供更多的超车机会。在长的纵坡上宜在底部设置最大纵坡而在接近顶部设置教平缓的纵坡。通常平面交叉保持中等坡度便于转弯运行。在超车机会受限、低速车辆可能会影响行车速度及要求服务水平的地点应考虑设置辅道。2纵断面的主要指标2.1最大纵坡最大纵坡的标准主要是基于对重型卡车的行驶特性的研究而建立的.尽管设计值早已确定,而且于许多公路特性相一致,但与设计车速相关的道路纵坡值却只有少数结论.55 2.2最小纵坡最大纵坡主要对于足够的排水的需要有关对于不设路边石的道路,有足够的路拱来侧向排水,可以运用相当平缓或者设置水平纵坡.设置路边石的路面,在通常情况下的纵坡应该是0.5%.在坚固的路基上设成精确地路拱高等级路面上可以运用大约0.35%的纵坡,即使在没设路边石的路面上,提供大约0.35%的最小纵坡也是合适的,因为最初建成的路拱横坡会因为不规则膨胀,路面结构加固,维修或重新罩面等原因而降低.在特殊情况下较平缓的纵坡运用证明是正确的.2.3最小边沟纵坡特别注意的最小边沟纵坡.任何在边沟形成的积水,都会队路基产生非常有害的影响,特别是对膨胀性较大的土来说.为了确保水的连续流动,边沟纵坡应建成0.5%的适宜纵坡度.在道路纵坡不能相应调整的地方,就要对边沟做适当的调整.2.4边沟的临界长度从车辆的行驶特性和道路通行能力影响的角度来看,坡度的陡度并不是考虑的唯一因素.纵坡的长度可能成为关键的因素而且也必须考虑的.术语”纵坡的临界长度”是用来表示满载卡车上坡行驶时不出现没有任何理由减速的情况下的最大长度.对于某一给顶纵坡短于临界值的长度可保证车辆在按可接受的速度范围下行驶.如果在纵坡比临界值的情况小保持行使要求自由度的话,那么就应该进行设计调整,例如通过改线来减小坡度或增加附属车道.推荐采用10mph[15km/h]速度降低值作为确定纵坡临界长度一般值的原则.在适中到交通量的道路上,在接近或超过临界长度的地方,超车的机会受限,较慢的车辆之后将会积聚较小车辆的车流.这不仅降低了行驶速度,而且降低了道路通行能力.随后,降低了服务水平。这时应该考虑设置爬坡车道。应进行通行能力分析来决定是否有理由设置爬坡车道。3.竖曲线运用竖曲线来形成相邻直坡段交叉点处的逐渐变化。他们有简单抛物线的特征。直坡线上的偏移量随着离开竖曲线的起点端部（切点）的水平距离的平方而变化。竖曲线的偏移低于切线时称为凸型竖曲线，高于切线的竖曲线成为凹形竖曲线。凸形竖曲线的最小长度主要通过视距长度来确定。这些长度通常从安全、舒适、便利的角度得到满足。有一些例外的情况，在设计范围内，例如在平面交叉和接近匝道出口三角形地带，保证足够的视距要求较长的长度。55 竖曲线设计的主要设计内容是确保能够满足最小停车视距的要求。前面确定的停车视距的设计标准的采用值在竖曲线中同样适用。夜行行驶条件控制凹形竖曲线设计。视距控制是前灯的高度和对目标的照射距离而不是司机的视线高。照射距离是认为向上散发1度和前灯安装2英尺[600mm]高度的前灯光束的长度，为了安全，凹形竖曲线应足够长使得光束距离与停车视距几乎相等。通过分析与视距相关的要求和竖曲线的特性，可以确定特殊情况下竖曲线最小允许长度。为了舒适而推荐竖曲线长度部小于单位为m/h设计速度3倍的长度为控制标准[单位为km/h设计速度的0.6倍]。竖曲线的变化率是不变的通过坡度之间的算术差除以单位曲线长度英尺[米]来测量。这个值给的是单位长度的水平距离英尺[米]竖曲线的坡度变化的百分率。通常偏远地区的凸形的竖曲线应比最小值长，以避免在线性中角度突变的出现，即使视距标准应允许采用较短的竖曲线。在长凹竖曲线中，特别注意满足排水要求。4．纵坡线的高程在城市地区对于许多改建工程，很少有机会显著的改变纵坡线的高程。高程控制点通常是由现存的设施和任何相邻的路边开发来相当呀那个的估计下来的。然而，对于边远地区的新建或多数的重建工程而言，调整纵坡有较大的机会，特别是海拔相对较低的平坦地形地区。在路面结构或路堤上部达到饱和状态的地方，结构问题常常发生。极高水位侵占了道路表面或路肩。一般来说，建成的纵断面高程来应高于周围地形，以减少积水机会或使自然水位减少到最小以避免路槽发生饱水状态。在相邻边沟或地面上的偶然积水是要求路线纵坡线具有足够的高度，以确保水位上路面结构的良好排水的有利证据。在起伏地形上下调整纵坡是保持土方平衡的一种方法。这样道路棱体内的挖方将会充足地修筑设计的路堤。在一些情况下，这是一个很实际的方法，只要保证前面提到的纵坡高程的标准不被超出。道路的主要部分设计为路堤，而叫少的挖方并保持较长的平衡点一般涞水是合适的。对于较深的挖方，应该考虑较宽的边沟并且尽量作到白天日光可以直射到。利用借方比企图在道路棱体内保持填挖平衡可能更经济。55 5.与纵坡线性的协调平面线与竖曲线重合时，每一种曲线的视距要求必须一起考虑。至少必须提供每一种曲线的最小停车视距。平曲线和纵坡度应保持适当的平衡。当强调直坡线形会导致极陡的纵坡，或长的陡坡时是不合适的。强调平缓纵坡而导致连续弯曲时也是不合适的。这两种极端情况的折中是最好的方法。55'