一級公路設(shè)計說明書

1、摘要本設(shè)計根據(jù)既定的資料，通過對帶狀地形圖的分析,根據(jù)地區(qū)的地質(zhì)、地形、地物、水文等自然條件,依據(jù)公路工程技術(shù)標準、公路路線設(shè)計規(guī)等交通部給定的相關(guān)規(guī),在老師的指導和同學的幫助下完成的。本設(shè)計的主要容是：道路線性設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括正確進行道路的定線，路線平、縱橫設(shè)計計算、個體工程及概算編制等容。由此圓滿完成了北三環(huán)二期一級公路的的初步設(shè)計。關(guān)鍵詞：一級公路、定線、個體工程、概算編制ABSTRACTThisdesignaccordingtothegivendata,throughtheanalysisoftopographicmap,accordingtotheGuangzhouareageo

2、logy,landform,terrain,hydrologyandothernaturalconditions,accordingtotechnicalstandardofHighwayEngineering,specificationofthehighwayroutedesign,theMinistryofcommunicationsgivenspecification,Undertheguidaneeoftheteacherandstudents.Themaincontentofthisdesignis:roadlineardesignandstructuredesign,includi

3、ngfixedlinethecorrectroad,Theflatsection,profileandcrosssectiondesignoftheroute,theindividualprojectandbudgetetc.ThesuccessfulcompletionoftheGuangzhouNorththirdringroadtwofirst-classhighwaypreliminarydesign.Keywords:first-classhighway;alignment;individualproject;budgetestimatemaking.目錄摘要IABSTRACTII目

4、錄I第1章路線概況11.1 設(shè)計原始資料11.2 主要技術(shù)標準11.3 可行性研究2地理位置及地形地貌21.3.1 工程地質(zhì)2氣侯2第2章道路設(shè)計32.1 路線設(shè)計原則3道路選線32.1.1 路線平面設(shè)計原則4路線平面設(shè)計中注意事項52.1.2 平面的設(shè)計步驟6設(shè)計說明62.1.3 平曲線要素計算82.2 縱斷面線形設(shè)計12設(shè)計原則及要求122.2.1 設(shè)計說明13豎曲線要素計算16第3章路基設(shè)計171.1 路基橫斷面設(shè)計18路基主要形式191.1.1 路基基本構(gòu)造211.2 橫斷面繪制及計算211.3 路基排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和布置22路基路面排水設(shè)計原則221.3.1 路基縱向排水設(shè)計22橫向排水

5、設(shè)計23第4章路面設(shè)計244.1 新建瀝青路面設(shè)計25設(shè)計容254.1.1 設(shè)計依據(jù)25計算過程254.2 路面設(shè)計計算254.3 路面排水32路面地表排水324.3.1 路面部排水334.4 涵洞33涵位選擇規(guī)定334.4.1 此公路涵洞的設(shè)置34涵洞管徑的計算34結(jié)束語35致謝36參考文獻37第1章路線概況1.1設(shè)計原始資料本路段全長9.47659km,起點：K46+00Q坐標為(X=2589716.520,Y:453841.226);終點：K55+476.959,坐標為(X=2593745.218,Y=443701.772)1.2主要技術(shù)標準序號技術(shù)指標名稱單位指標值1公路等級一級公路2

6、車道數(shù)43設(shè)計速度Km/h804停車視距m1605一般平曲線最小半徑m7006極限平曲線最小半徑m4007不設(shè)超高平曲線最小半徑m40008最大縱坡%39凸形豎曲線般最小半徑m10000極限最小半徑m650010凹形豎曲線般最小半徑m4500極限最小半徑m300011路基寬度整體式路基m24.5分離式路基m2X12.2512橋涵設(shè)計何載公路1級13橋梁、涵洞、路基設(shè)計洪水頻率特大橋1/300，其他1/10014橋涵寬度m與路基同寬15隧道凈寬m2X0.75+0.25+2X3.75+0.5+0.75=2X9.7516地震動峰值加速度g0.1（地震基本烈度W度）17路面類型瀝青混凝土路面18路拱正

7、常橫坡%2.0表1-11.3可行性研究地理位置及歷史背景市地處美麗、富饒的珠江三角洲的中部，與香港、澳門相鄰，是省的省會，同時也是省的政治、經(jīng)濟、文化、商貿(mào)中心，華南地區(qū)重要的交通、通訊樞紐，改革開放20多年，市一直處于高速發(fā)展的階段，在各個領(lǐng)域都取得了巨大的成就。增城沙莊至花都北興公路二期工程（荔城至花都北興段）位于市東北部，是珠江三角洲經(jīng)濟區(qū)外環(huán)高速公路的東北環(huán)線，北接京珠高速公路輻射華中、西南府邸，難連增莞深高速公路直通、香港，是廣深間的第二條快速通道，同時又是銜接新國際機場綜合運輸、疏導機場東面交通需要。工程地質(zhì)棗莊市位于魯西南腹地，地處黃淮平原與魯中南山地的交接地帶，地貌類型以平原為

8、主，低山丘陵僅占全區(qū)面積的25%左右。土質(zhì)是棕粘性土和砂礫土，粗礫巖和可溶巖。氣侯棗莊市屬暖溫帶大陸性季風氣候，光照充足，熱量豐富，降水較多，四季分明；全市多年平均氣溫在13.214.2C,各季氣溫差異明顯。全市多年平均降水量在750950毫米之間，是省降雨量最充沛的地區(qū)之一第2章道路設(shè)計2.1路線設(shè)計原則道路選線公路技術(shù)等級的選用應根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃，從全局出發(fā)，適當考慮遠景發(fā)展的交通量，結(jié)合公路的使用任務(wù)和性質(zhì)綜合確定，一般由上級有關(guān)交通部門確定。本設(shè)計擬定為一級公路。即此公路能適應按各種車輛折合成小型客車的年平均晝夜交通量為2500055000輛。選線是在道路規(guī)劃起終點之間選定一條技術(shù)上可

9、行，經(jīng)濟上合理，又能符合使用要求的道路中心線的工作。但影響選線的因素有很多，這些因素有的互相矛盾，有的又相互制約，各因素在不同的場合重要程度也不相同，不可能一次就找出理想方案來，所以最有效的方法就是進行反復比選來確定最佳路線。路線方案是路線設(shè)計是最根本的問題。方案是否合理，不但直接關(guān)系到公路本身的工程投資和運輸效率。更重要的是影響到路線在公路網(wǎng)中是否起到應有作用，即是否滿足國家的政治、經(jīng)濟、國防的要求和長遠利益。路線平面設(shè)計原則1. 平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形，地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。在地勢平坦的地區(qū)，盡量使用直線，使路線直捷，當?shù)貏萜鸱艽髸r，路線多彎曲。在地勢平坦開闊的平原

10、微丘區(qū)，路線直捷舒順，在平面線形三要素中直線所占比例較大。而在地勢有很大起伏的山嶺和重丘區(qū)，路線則多彎曲，曲線所占比例則較大?？梢栽O(shè)想，如果在沒有任何障礙物的開闊地區(qū)（如戈壁、草原）故意設(shè)置一些不必要的彎道，或者在高低起伏的山地硬拉長直線都給人以不協(xié)調(diào)的感覺。路線要與地形相適應，這既是美學問題，也是經(jīng)濟問題和保護環(huán)境的問題。直線、圓曲線、回旋線的選用與合理組合取決于地形地物等具體條件，片面強調(diào)路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的比例都是錯誤的。2. 滿足行駛力學上的要求，盡量做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)安全舒適。高速公路以及計算行車速度100km/h的公路，應注重立體線

11、形設(shè)計，盡量做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。計算行車速度愈高，現(xiàn)行設(shè)計所考慮的因素愈應周全。計算行車速度80km/h的公路，首先應在保證行車安全的前提下，正確地運用平面線形要素最小值，在條件允許，不過多增加工程量的情況下力求做到各種線形要素的合理組合，并盡量避免和減輕不利的組合，一起充分發(fā)揮投資利益。3保持平面線形的均衡與連貫，各線形要素保持連續(xù)而不出現(xiàn)技術(shù)指標突變。以下兩點在設(shè)計中應充分注意:（1）長直線盡頭不能接以小半徑曲線長的直線和長的大半徑曲線會導致較高的車速，若突然出現(xiàn)小半徑曲線，會因減速不及而造成事故。特別是在下坡方向的盡頭更要注意。若由于地形所限，小半徑曲線

12、難免時，中間應插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。（2）高、低標準之間要有過渡同一等級的公路由于地形的變化在指標的采用上也會有變化，或同一條公路按不同計算行車速度的各設(shè)計路段之間也會形成技術(shù)標準的變化。遇有這種高、低變化的路段，除滿足有關(guān)設(shè)計路段在長度和梯度上的要求外，還應結(jié)合地形的變化，使路線的平面線形指標逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變。不同標準路段相互銜接的地點，應選在交通量發(fā)生變化處或者駕駛者能夠明顯判斷前方需要改變行車速度的地方。（3）避免連續(xù)急彎的線形這種線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。設(shè)計時可在曲線間插入足夠長的直線或回旋線。（4）平曲線應有足夠的長度平曲線太短，

13、汽車在曲線上行駛時間過短會使駕駛操縱來不及調(diào)整，所以公路路線設(shè)計規(guī)（JTG-D20-2006）規(guī)定了平曲線（包括圓曲線及其兩端的緩和曲線）最小長度。公路彎道在一般情況下是由兩段緩和曲線（或超高、加寬緩和段）和一段圓曲線組成。緩和曲線（一般采用回旋線）的長度不能小于該級公路對其最小長度的規(guī)定；中間圓曲線的長度也宜大于3s的行程，當條件受限時，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接，此時的圓曲線長度等于0,一般情況下圓曲線與緩和曲線之間的長度比為1:1:1。路線平面設(shè)計中注意事項1. 盡量使平面線形直捷、連續(xù)、順適，并與地形地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；2. 各級公路不論轉(zhuǎn)角大小，均應敷設(shè)曲線并盡量選較

14、大的R;3. 兩同向曲線應有足夠長的曲線，不得以短直線相連，否則應調(diào)整線形使之成為單曲線或復曲線或卵形、復合形、凸形；4. 兩個反向曲線間夾直線時，以設(shè)置不小于最小直線長度的直線段為宜，否則應調(diào)整線形或運用回旋線組合成S;5. 行駛力學上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速公路應盡量滿足;6. 應避免連續(xù)急彎的線形可在曲線間插入足夠長的直線或回旋線；7. 反向曲線的直線最小長度以不小于行車速度的2倍為宜；8. 同向曲線的直線最小長度以不小于行車速度的6倍為宜；9. 不得在長直線盡頭設(shè)置小半徑平曲線；10. 設(shè)計平面線形時，應注意與縱斷面線形相聯(lián)系。平面的設(shè)計步驟1. 全面布局解決路線的基本

15、走向，即在路線總方向間尋找出最合理的通過點作為大控制點，這些大控制點的連線即為路線基本走向。2. 逐段安排解決局部性路線方案，即在路線基本走向的基礎(chǔ)上根據(jù)地形地質(zhì)等情況定出一些小控制點選定能提高路線標準值、降低工程造價的有利路線。3. 具體定線最終確定公路中線的具體線位，并進行路線的平縱組合，定出中線的最終位置。設(shè)計說明1. 圓曲線(1) 直線最大長度公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)規(guī)定直線的長度不宜過長。受地形條件或其他特殊情況限制而采用長直線時，應結(jié)合沿線具體情況采取相應的技術(shù)措施。因此本設(shè)計平面直線并無最大長度限制，只是考慮結(jié)合實際情況考慮。(2) 直線的最小長度考慮到線形的連

16、續(xù)和駕駛的方便，相鄰兩曲線之間應有一定的直線長度。同向曲線間的最短直線長度以不小于6V為宜，反向曲線間的最短直線長應以不小于2V為宜。本設(shè)計設(shè)計車速為80km/h，所以同向曲線間的最短直線長度不小于480m，反向曲線間的最短直線長不小于160m(3) 曲線的最小半徑圓曲線最小半徑是以汽車在曲線上能安全而又順適地行駛為條件確定的。圓曲線最小半徑的實質(zhì)是汽車行駛在曲線部分時，所產(chǎn)生的離心力等橫向力不超過輪胎與路面的摩阻力所允許的界限。根據(jù)公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)得到設(shè)計圓曲線半徑最小值見表2-1所示。表2-1圓曲線半徑表(4)曲線的最大半徑設(shè)計車速(km/h)80般最小半徑(m4

17、00極限最小半徑(m250不設(shè)超高路拱w2.0%2500最小半徑(m路拱2.0%3350根據(jù)實踐經(jīng)驗，駕駛者在大半徑曲線上行駛，方向盤幾乎與直線上一樣無須調(diào)整。當圓曲線半徑大于9000m時，視線集中的300600m圍的視覺效果同直線沒有區(qū)別，因此圓曲線半徑不宜超過10000m本設(shè)計圓曲線半徑選擇說明：JD1處路線轉(zhuǎn)角為29°35'47.4，取430mJD2路線轉(zhuǎn)角為47°26'53.4，取450m(5) 彎道的超高和加寬為了滿足路線的線形要求，平、縱、橫三方面的協(xié)調(diào)，同時也為了滿足行車的舒適性、安全性，要做好路線彎道的超高與加寬設(shè)計。公路工程技術(shù)標準(JTG

18、B01-2004)可知：在路拱W2.0%時，半徑小于2500米時，要設(shè)超高。當半徑小于等于250米時，要設(shè)加寬。公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)規(guī)定，各圓曲線所設(shè)置的超高值應根據(jù)設(shè)計速度、圓曲線半徑、公路條件、自然條件計算確定。計算行車速度為80km/h時，繞中線旋轉(zhuǎn)的公路超高漸變率為1/200，不設(shè)緩和曲線的圓曲線最小為半徑2500m本路段設(shè)計半徑為430m和450m因此需要設(shè)置超高。對R>250m勺圓曲線,因其加寬值甚小，可不加寬。2. 緩和曲線緩和曲線即在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間設(shè)置的一種曲率連續(xù)變化的曲線。緩和曲線作為道路線形中的高級曲線

19、而被廣泛采用于各級道路，尤其是高等級道路。經(jīng)過緯地計算，本段設(shè)計的緩和曲線長度取407m和567m平曲線要素計算平曲線要素計算包括：導線間距離，導線方位角、偏角，圓曲線以及緩和曲線長、外距、切線長（本路段未設(shè)緩和曲線），交點及曲線特征點樁號等。1. 導線要素計算設(shè)起點坐標為JD0（XJ。，YJ。），第i個交點的坐標為JDi（XJi，YJi），i=1，2，3n貝U:坐標增量DXXJiXJi1(2-1)DYYJiYJi1(2-2)點間距SJdx2DY2(2-3)DYarctgDX象限角(2-4)計算方位角A：DX0,DY0DX0,DY0180DX0,DY0180DX0,DY0360轉(zhuǎn)角iAiAi1

20、2.路線轉(zhuǎn)角，交點間距，曲線要素及主點樁計算（1）圓曲線幾何要素計算如下：計算公式：qpLsL3s22240RL1L；24R2384R3028.6479LsRL(2o)R2Ls180E(Rp)secR2J2TL式中：T切線長（m；L曲線長（m；E外距（m；J校正系數(shù)或稱超距（m；R圓曲線半徑（m）;轉(zhuǎn)角（度）。例如JD2處(25)(26)(27)(28)(29)(210)(211)tan2丫2丫1540338.0145540613.0645X2X13144754.3613146577.041tan3丫3丫2541337.338540338.0145X3X23143514.4133144754.

21、361右角180O23轉(zhuǎn)角29°35'47.4ff取A=R/2由ARL7可得緩和曲線長度LsA2R190m移值1p2L；L：19021904s3336594R2384R32445023844503切線增值qLsL3S19019032OO.Oww240R222404502緩和曲線角L1801901801202R122450切線長Th(Rp)tanq291.9542曲線長LhR(2。)Ls1Ls2539.2699其中：圓曲線長度Ly=R(20)39.2699180外距E(Rp)secR43.2112切曲差DhTH1TH2Lh13.2984主點樁號JD2K2+211.688TH13

22、30.359ZHK1+917.577+Ls1200HYK2+106.577+Ly184.5994YHK2+284.734+Ls2300HZK2+484.734Ly2Ls2392.2997QZK2+195.656JD2K2+211.688其他交點的計算同上經(jīng)軟件平面規(guī)檢查結(jié)果如表2-2所示表2-2平曲線計算要素交點號轉(zhuǎn)角值曲線要素值(m)半徑緩和曲線長度緩和曲線參數(shù)切線長度曲線長度外距校正值JD,29°35'47.4"430180/190278.209/285.832205.209/208.641407.11918.1796.539jd247°26'

23、53.4"450190/200292.404/300294.576/298.734567.65645.3825.653道路參數(shù)：道路等級：一級公路；設(shè)計車速：80km/h平面現(xiàn)形參數(shù)檢查結(jié)果：設(shè)計規(guī)：公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)直線部分：所有直線部分滿足規(guī)要求；圓曲線部分：所有圓曲線單元滿足規(guī)要求；緩和曲線部分：所有緩和曲線單元滿足規(guī)要求；平曲線長度部分：所有平曲線曲線單元長度滿足規(guī)要求；線形組合部分：線形組合滿足規(guī)要求。2.2縱斷面線形設(shè)計221設(shè)計原則及要求縱斷面線形設(shè)計是研究直坡線與豎曲線這兩種線形要素的運用與組合，以及對縱坡的大小和長短、前后縱坡的協(xié)調(diào)、豎曲線半

24、徑大小及與平面線形的配合等有關(guān)問題。1. 一般原則(1) 縱面線形應與地形、周圍環(huán)境相適應，設(shè)計成縱坡緩和、視覺連續(xù)且平順圓滑的線形；應避免出現(xiàn)能看見近處和遠處而看不見中間凹下部分的線形；(2) 應避免在兩個同向凹形豎曲線間插入短直線，應把兩個豎曲線合并成一個大的豎曲線或改成復曲線；(3) 縱坡設(shè)計應考慮汽車的性能；相鄰縱坡之代數(shù)差小時，豎曲線的半徑應盡可能大些；(4) 縱坡設(shè)計要與被交叉道路密切配合，立體交叉和平面交叉處前后的縱坡宜平緩一些，以利于行車安全；(5) 各級公路的最大縱坡及坡長限制長度不應輕易采用，一般以采用縱坡平緩、坡長適當?shù)目v面線形為宜。公路線形的設(shè)計，是從路線選線定線開始，

25、最終以平、縱、橫面所組成的立體線形反映與駕駛員的視覺上。由此可見，在縱斷面設(shè)計中，平縱線形的組合是至關(guān)重要的，如組合的不好，不僅有礙于其優(yōu)點的發(fā)揮，而且會加劇兩方面存在的缺點，造成行車的危險，也就不可能獲得最優(yōu)的立體線形。2. 平、縱組合的設(shè)計原則平、縱線形的合理組合設(shè)計，應保持線形在視覺上的連續(xù)性；(1) 平縱面線形的技術(shù)指標應大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持平衡；使用恰當?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全?2) 平縱組合設(shè)計應注意線形和自然環(huán)境和景觀的配合與協(xié)調(diào)。3. 平縱組合的基本要求平曲線與豎曲線在相互重合時，平曲線應稍長于豎曲線，即“平包豎”；(1) 平曲線與豎曲線的頂點對應

26、關(guān)系，最理想的是頂點相重合，如果平曲線與豎曲線的頂點錯開不超過平曲線長度的四分之一時，還可以得到較理想的線形；平曲線與豎曲線半徑均較小時不宜重合；(2) 平曲線和豎曲線半徑大小應保持均衡，可使線形順滑優(yōu)美，視覺上獲得美學上的滿足，且行車安全舒適，這是平縱線形組合設(shè)計的重要環(huán)節(jié)；選擇適宜的合成坡度。4. 平縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合原則應在道路的規(guī)劃，選線，設(shè)計，施工全過程中重視景觀要求。尤其在規(guī)劃和選線階段，比如對風景旅游區(qū)，自然保護區(qū)，名勝古跡區(qū)等景點和其他特殊地區(qū)，一般以繞避為主；(1) 盡量少破壞沿線自然景觀，避免深挖高填。比如沿線周圍的地貌，地形,天然樹林，池塘，湖泊等?？v面盡量減少填

27、挖；橫面設(shè)計要使邊坡造型和綠化與現(xiàn)有景觀相適應，彌補必要填挖對自然景觀的破壞；(2) 應能提供視野的多樣性，力求與周圍的風景自然地融為一體。充分利用自然風景或人工建筑物，以消除單調(diào)感，并使道路與自然密切結(jié)合；可采用修整，植草皮，種樹等措施加以補救；(3) 條件允許時，以適當放緩邊坡或?qū)⑵渥兤泣c修整圓滑，以使邊坡接近于自然地面形狀，增進路容美觀；(4) 應進行綜合綠化處理，避免形式和容上的單一化，將綠化視作引導視線，點綴風景以及改造環(huán)境的一種專門技術(shù)措施。設(shè)計說明1.縱坡值縱坡的大小與坡段的長度反映了公路的起伏程度，直接影響公路的服務(wù)水平，行車質(zhì)量和運營成本，也關(guān)系到工程是否經(jīng)濟、適用，因此設(shè)計

28、中必須對縱坡坡度、坡長及其相互組合進行合理安排。(1) 最大縱坡汽車沿縱坡向上行駛時，升坡阻力及其他阻力增加，必然導致行車速度降低。一般坡度越大，車速降低越大，這樣在較長的陡坡上，將出現(xiàn)發(fā)動機水箱開鍋、氣阻、熄火等現(xiàn)象，導致行車條件惡化，汽車沿陡坡下行時，司機頻繁剎車，制動次數(shù)增加，制動容易升溫發(fā)熱導致失效，駕駛員心里緊、操作頻繁，容易引起交通事故。尤其當遇到冰滑、泥濘道路條件時將更加嚴重。因而，應對最大縱坡進行限制。最大縱坡值應從汽車的爬坡能力、汽車在縱坡段上行駛的安全、公路等級、自然條件等方面綜合考慮，公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)對設(shè)計車速為80km/h時，最大縱坡規(guī)定如下：

29、最大縱坡為5%。為使道路上行車快速安全和通暢，希望道路縱坡設(shè)計的越小越好。但是，在長路塹，低填以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。本段道路在進行縱坡設(shè)計時，嚴格將縱坡值控制在了5%以，0.3%以上。(2) 最小縱坡各級公路的路塹以及其他橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，規(guī)定采用不小于0.3%的縱坡。當必須設(shè)計平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度時，其邊溝應做縱向排水設(shè)計。(3) 最大坡長汽車沿長距離的陡坡上坡時，因需長時間低檔行駛，易引起發(fā)動機效率降低。下坡時，由于頻繁剎車將

30、縮短制動系統(tǒng)的使用壽命，影響行車安全。一般汽車的爬坡能力以末速度約降低至設(shè)計車速的一半考慮，對不同坡度的最大坡長應加以限制。公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)對設(shè)計速度80km/h時公路最大坡長作出規(guī)定見表2-3:縱坡長度表表2-3縱坡長度表縱坡坡度(%)345縱坡長度(m)1100900700(4) 最小坡長如果坡長過短，變坡點增多，形成“鋸齒形”的路段，容易造成行車起伏頻繁，影響公路的服務(wù)水平，減小公路的使用壽命。為提高公路的平順性，應減少縱坡上的轉(zhuǎn)折點；兩凸形豎曲線變坡點間的間距應滿足行車視距的要求，同時也應保證在換檔行駛時司機有足夠的反應時間和換檔時間，通常汽車以計算行車速度行

31、駛9s15s的行程作為規(guī)定值。公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)規(guī)定設(shè)計速度為80km/h對應的最小坡長為200m本設(shè)計坡長最小為730m(5) 平均縱坡平均縱坡是指一定長度的路段縱向所克服的高差與路線長度之比，是為了合理運用最大縱坡、坡長及緩和坡長的規(guī)定，以保證車輛安全順利的行使的限制性指標。2. 豎曲線(1)豎曲線極限最小半徑當汽車行駛在縱坡變坡點時，為了緩和因車輛動能變化而產(chǎn)生的沖擊和保證視距，必須插入豎曲線。1) 凹形豎曲線最小半徑對凹形豎曲線最小半徑的確定主要考慮：限制離心加速度、確保夜間行車視距和確保凈空有障礙時的視距三個方面計算分析確定。公路路線設(shè)計規(guī)規(guī)定在設(shè)計速度為80

32、km/h時，凹形豎曲線一般最小半徑為3000m極限最小半徑為2000m凸形豎曲線最小半徑確定凸形豎曲線最小半徑主要考慮限制失重不至于過大和保證縱面行車視距兩個方面。公路路線設(shè)計規(guī)規(guī)定在設(shè)計速度為80km/h時，凸形豎曲線一般最小半徑為4500m極限最小半徑3000m(2)一般最小半徑豎曲線極限最小半徑是緩和行車沖擊和保證行車視距所必須的最小值，該值只有在地形或線形受限制迫不得已時才采用。通常在實際設(shè)計中，為了安全和舒適，應采用所列最小值的1.52.0倍或更大值。公路路線設(shè)計規(guī)(JTG-D20-2006)規(guī)定在設(shè)計速度為80km/h時，凹形豎曲線和凸形豎曲線的一般最小半徑分別為3000m4500

33、m。本設(shè)計中，在考慮了各控制點高程和平縱配合等問題后，最終設(shè)置了變坡點。豎曲線的最小長度當豎曲線坡度很小時，即使采用較大的半徑，豎曲線長度也很短，這樣容易使司機產(chǎn)生變坡很急的錯覺。同時，因豎曲線過短，汽車在其上倏然而過，乘客也會感到不適，故應限制在豎曲線上的行程時間。因此，豎曲線的最小長度按3s行程時間計算。V80Lmin66.67m設(shè)計中豎曲線最小長度為444滿足規(guī)要求。豎曲線要素計算(2-12)(2-13)豎曲線T22R式中：11,12變坡點相鄰兩縱坡坡度（）；r豎曲線半徑（m；l豎曲線長度（m；T豎曲線切線長（m）；E豎曲線外距（m。豎曲線幾何要素如下:(214)LR(2-15)表2-4

34、豎曲線計算要素樁號豎曲線凸曲線半徑凹曲線半徑切線長外距K0+000K1+5305200100.620.9734985K2+1006900185.38155412.490313086K2+940510082.154205070.661697393K3+543.592例如：變坡點K1+530，高程：676.3918,h0.75%i23.12%,R=5200m坡差：i2h3.12%0.75%0.0387該坡為為凹型曲線長：LR切線長：TL201.24100.62m22外距：ET2106.6220.9735m2R25200第3章路基設(shè)計公路路基是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分路基與路面共同承受它

35、必須具有足夠的交通荷載的作用，應作為路面的支承結(jié)構(gòu)物進行綜合設(shè)計強度、穩(wěn)定性和耐久性。為確保路基的強度與穩(wěn)定性，使路基在外界因素作用下不致產(chǎn)生超過允許值的變形，在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必需包括各項附屬設(shè)施，其中有路基排水，路基防護與加固，以及與路基工程直接相關(guān)的其它設(shè)施。路基應根據(jù)其使用要求和當?shù)刈匀粭l件(包括地質(zhì)、水文和材料情況等)并結(jié)合施工方案進行設(shè)計，應有足夠的強度、穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟合理。影響路基強度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必須采取攔截或排出路基以外的措施，并結(jié)合路面排水，做好綜合排水設(shè)計，形成完整的排水系統(tǒng)。公路路基設(shè)計，一般宜移挖作填，當出現(xiàn)大量棄方或借方時，應配合農(nóng)田水利建設(shè)和自然環(huán)境

36、等進行綜合設(shè)計。路基設(shè)計的基本要求：路基必須密實、均勻、穩(wěn)定。填方路基的填料選擇、路床的質(zhì)量要求以及填方路堤的基底處理應符合公路路基設(shè)計規(guī)(JTG-D30-2004)的規(guī)定。必須采取防治地面水和地下水侵入路面、路基的措施，以保證路基的強度和穩(wěn)定性。設(shè)計時，宜使路基處于干燥和中濕狀態(tài)。潮濕、過濕狀態(tài)的路基應采取摻入固化材料或換填砂、砂礫、碎石滲水性材料，以及設(shè)置土工合成材料等加強路基排水的技術(shù)措施，進行綜合處理。一般路基，通常是在正常的地質(zhì)與水文等條件下，路基填挖不超過設(shè)計規(guī)或技術(shù)手冊所允許的圍下進行。否則，為確保路基由足夠的強度和穩(wěn)定性，并具有經(jīng)濟合理的橫斷面形式，需進行個別特殊設(shè)計。在路基橫

37、斷面設(shè)計中，為考慮到在不利氣候或不利季節(jié)條件下，路面排水順暢，行車道采用2%勺路拱橫坡，硬路肩及土路肩采用3%勺路拱橫坡，并且，在路面設(shè)計中，考慮到路面防滑要求和路面防水。3.1路基橫斷面設(shè)計路基橫斷面應根據(jù)公路等級、技術(shù)標準，充分考慮公路所在地的地形、地質(zhì)、水文、填挖等具體情況選用。按照路基斷面形式一般分為填方路基、挖方路基、半填半挖路基等。在山嶺地區(qū)的路線上，半填半挖是路基橫斷面的主要形式。公路橫斷面是中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計線和地面線所構(gòu)成的，包括路面、路肩、邊溝、邊坡等。公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)設(shè)計交通量、交通組成、設(shè)計速度、地形條件等因素確定。在保證必要的通

38、行能力和交通安全與暢通的前提下，盡量做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟效益與社會效益路基橫斷面應根據(jù)公路等級、技術(shù)標準，充分考慮公路所在地的地形、地質(zhì)、水文、填挖等具體情況選用。路基橫斷面的典型形式，可歸納為填方路基（路堤）、挖方路基（路塹）和填挖結(jié)合等三種類型。路堤是指全部用巖土填筑而成的路基，路塹是指全部在原地面開挖而成的路基，此兩者是路基的基本類型。當由于原地面橫坡大，且路基較寬，需一側(cè)開挖而另一側(cè)填筑時，為挖填結(jié)合路基，也稱半填半挖路基。路基主要形式1. 填方路基填方高度小于1.01.5m者，屬于矮路堤。設(shè)計時要特別注意控制最小填土高度，力求不低于按自然區(qū)劃和土質(zhì)等所規(guī)定的臨界

39、高度，使路基處于干燥或中濕狀態(tài)。矮路堤的高度，往往接近或小于應力作用區(qū)深度，除填方本身要求高質(zhì)量以外，地基往往需加特殊處置和加固，路基排水亦極為重要。填方高度在1.512.0m圍，一般情況下屬于正常的路堤，可以按常規(guī)設(shè)計，采用規(guī)定的橫斷面尺寸，不做特殊處治。（1）填料選擇填方路基應采用級配較好的粗粒土作為填料。礫（角礫）類土、砂類土應優(yōu)先選做路填料，土質(zhì)較差的細粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基時，應分層填筑，每一水平層均應采用同類填料。路基填料最小強度和最大粒徑要求見表3-1（2）壓實填方路基應分層鋪筑，均勻壓實。碾壓不低于六次（來回算一次），路基壓實度（重型）應符合表3-2的規(guī)定表3-

40、1路基填料項目分類路面底面以下深度（cm）填料最小強度（CBRX%）填料最大粒徑填方上路床030810下路床3080510路基上路堤80150415下路堤150以下315零填及路塹路030810床表3-2壓實資料(3)填方路基的基底，應視不同情況分別予以處理3項目分類路面底面以下深度(cm)壓實度(%填上路床030>96方下路床3080>96路上路堤80150>94基下路堤150以下>93零填及路塹路床030>96基底土密實、地面橫坡緩于1:5時，路堤可直接修筑在天然地面上，地表有樹根草皮和腐殖土應予清除。路堤基底圍由于地表水和地下水影響路基穩(wěn)定時，應采取攔截、引

41、排等措施，或在路堤底部修筑不易風化的片石、塊石或砂礫等透水性材料。路堤基底為耕地和土質(zhì)松散時，應在填筑前進行壓實。水稻田、湖塘等地段的路基，應視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、摻灰及其它土加固措施進行處理。當為軟土地基時，應按特殊路基處理。2. 挖方路基常見形式有全挖路基、臺口式路基、半山洞路基。路塹開挖后破環(huán)了原地層的天然平衡狀態(tài)，其穩(wěn)定性主要取決于地質(zhì)與水文條件，以及邊坡深度和邊坡陡度。(1) 土質(zhì)挖方邊坡設(shè)計應根據(jù)邊坡高度、土的濕度、密實程度、地下水、地表水的情況、土的成因類型及生成時代等因素確定。(2) 挖方地段地質(zhì)條件不良或土質(zhì)松散、滲水、濕軟、強度低時，應采取防水、排水措施或摻

42、石灰處理等措施，處理深度可視具體情況確定。3. 填挖結(jié)合路基位于山坡上的路基，通常采用路中心線的設(shè)計標高即原地面標高。其目的為減少土石方數(shù)量，避免高填深挖和保持土石方數(shù)量的橫向挖填平衡。這時即形成大量挖填結(jié)合的路基橫斷面。從路基穩(wěn)定性需要，較陡山坡上的路基寧挖勿填；在陡峭山坡上，尤其是沿溪路線，為減少石方的開挖數(shù)量，避免大量廢方阻塞溪流，有時又需要少挖多填。因此，挖填結(jié)合的路基，在選定路線和線形設(shè)計時，應予統(tǒng)一安排，進行路線的平、縱、橫三者綜合設(shè)計，權(quán)衡利弊，擇優(yōu)而定。挖填結(jié)合的路基橫斷面，兼顧路堤和路塹的設(shè)置要求。填方部分的地面橫坡陡于1:5時，土質(zhì)應挖臺階或石質(zhì)應鑿毛；挖方部分應設(shè)邊溝或同

43、時設(shè)置截水溝。路基基本構(gòu)造1. 路基寬度公路路基寬度為行車道與路肩寬度之和。當設(shè)有中間帶、變速車道、爬坡車道、應急停車帶等時，應包括這些部分的寬度。本設(shè)計公路路基寬33m中間帶3m其中車道數(shù)為6,兩側(cè)行車道各11.25m,硬路肩6m土路肩1.5m。2. 路基高度(1) 路基高度的設(shè)計，應使路肩邊緣高出路基兩側(cè)地面積水高度，同時要考慮地下水、毛細水和冰凍水的作用，不致影響路基的強度和穩(wěn)定性。(2) 路基設(shè)計標高，無中央分隔帶的公路，應為路基邊緣高度；有中央分隔帶的公路，應為中央分隔帶外側(cè)邊緣的高度；在設(shè)置超高加寬路段，則為設(shè)置超高加寬前的路基邊緣高度。(3) 路堤最小填土高度，應根據(jù)臨界高度，并

44、結(jié)合沿線具體條件和排水及防護措施，按照公路技術(shù)等級有關(guān)規(guī)定，一般應保證路基處于干燥或中濕狀態(tài)。3.2橫斷面繪制及計算1. 對照地形圖按照1:400比例繪出地面線。2. 從“路基設(shè)計表”中抄入路基中心填挖高度，對于有超高和加寬的曲線路段，還應抄入“左高”、“右高”、“左寬”、“右寬”等數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)土壤、地質(zhì)、水文資料，參照“標準橫斷面圖”，畫出路幅寬度，填或挖的邊坡坡線，在需要設(shè)置各種支擋工程和防護工程的地方畫出該結(jié)構(gòu)的斷面示意圖。4. 計算土石方體積。當各中樁的橫斷面積求出后，即可進行土石方數(shù)量計算目前生產(chǎn)單位多采用平均法來計算土石方數(shù)量。（3-1）式中：VA1A2L2V土石方體積（m3）

45、；A1，A2相鄰兩樁號的橫斷面積（m2）全部樁號土石方體積計算與上類似3.3路基排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和布置331路基路面排水設(shè)計原則1. 路基、路面排水設(shè)計結(jié)合路線設(shè)計，在充分考慮沿線地形、水系、排灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進行總體設(shè)計，使之形成統(tǒng)一完整的排水系統(tǒng)；2. 在不斷總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和科學試驗的基礎(chǔ)上，積極采用新材料、新技術(shù)和新工藝；3. 對于所有排水設(shè)施的設(shè)計，均考慮便于施工、檢查和養(yǎng)護維修；4. 穿越城鎮(zhèn)的時候，排水設(shè)計與城鎮(zhèn)現(xiàn)有規(guī)劃的排水系統(tǒng)和設(shè)施相協(xié)調(diào)。路基縱向排水設(shè)計1. 邊溝設(shè)計路基排水主要靠路基坡腳外的邊溝，設(shè)置在挖方路基的外側(cè)以及填方高度較低（本設(shè)計取填高不超過1米）的路堤坡腳外側(cè)的縱

46、向人工溝渠，稱之為邊溝。其主要功能在于匯集和排出路基圍和流向路基的少量地面水。通過邊溝與附近河道相溝通，使路基水能順暢地通過邊溝排入河道。（1）邊溝的斷面形式本設(shè)計采用矩形邊溝，在填方低于1m的路堤兩側(cè)設(shè)置邊溝，邊溝采用混凝土防護。（2）邊溝的斷面尺寸公路排水設(shè)計規(guī)規(guī)定一級公路的邊溝的深度不得小于0.6m，本設(shè)計中的邊溝深度采用1m底寬取1m邊溝的側(cè)坡度和外側(cè)坡度均為1:1。邊溝的排水量不大時，一般不需要進行水文、水利計算。依據(jù)沿線具體條件，選定標準橫斷面形式，邊溝緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水匯入，也不能與其他人工溝渠和并使用。2. 排水溝考慮排水溝主要用于排除來自邊溝的水流，并將其引

47、至路基圍以外的指定地點。排水溝的斷面形式一般為梯形，底寬不應小于0.5m，深度按流量確定，但不宜小于0.5m。邊坡坡度視土質(zhì)而定，一般土層可用1:1.5。溝底縱坡以1%-3%為宜，縱坡大于3%需進行加固，大于7%寸，應設(shè)置跌水或急流槽。排水溝的長度應根據(jù)實際需要確定，通常宜在500m以。排水溝距路基的距離一般不小于34m3. 溝渠加固溝渠加固措施應結(jié)合地形、地質(zhì)、縱坡和流速等條件，因地制宜，就地取材,簡便易行，經(jīng)濟實用。本設(shè)計中考慮到路線處于季節(jié)性降水區(qū)，故采用漿砌片石對邊溝、排水溝進行加固。橫向排水設(shè)計1. 確定路拱坡度路拱坡度的確定，應以路面排水和保證行車安全、平穩(wěn)為原則。結(jié)合當?shù)貙嶋H情況

48、，確定路面類型為瀝青混凝土路面，查閱相關(guān)水文資料，最后確定路拱橫坡度為2%。2. 路拱形式的確定路拱的基本形式有直線形、屋頂線形和拋物線形三種。綜合考慮本設(shè)計采用直線型路拱，即采用雙向坡面，即路拱兩側(cè)是傾斜直線，拱頂在路面的中心線上。這種路拱形式有利于機械化施工，如行車后路面稍有沉陷，雨水亦可排出比較符合設(shè)計、施工和養(yǎng)護的要求。3. 路拱橫向坡度路肩一般應設(shè)置向路基外側(cè)傾斜的橫向坡度，為能迅速排出路面上的降水，路肩橫向坡度一般應比路面橫坡大1%2%,本設(shè)計采用路肩坡度為3.0%。路肩坡度的方向均向路肩外側(cè)傾斜，以免路肩上的雨水流入行車道。路基防護應按照設(shè)計施工與養(yǎng)護相結(jié)合的原則，根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)

49、境、工程地質(zhì)和材料等情況，選用適當?shù)墓こ填愋突虿捎镁C合措施，以保證路基的穩(wěn)固。路堤和路塹邊坡的坡面暴露在大氣中，常常受到自然因素的反復干濕、凍融、沖刷和吹蝕作用。對于易受自然因素作用而破壞的土質(zhì)或巖質(zhì)邊坡，在路基基身施工完畢以后，應及時進行坡面護理。(1) 植物防護植物防護是一種經(jīng)濟有效的防護措施，特別是在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū)，但采用時必須注意保證其成活。本設(shè)計填方按土方計，因此容易保證植物的存活。(2) 混凝土護坡對于較陡的土質(zhì)邊坡(1:0.751:1)和易風化和破碎的巖石邊坡，可采用混凝土護坡。綜合考慮在本設(shè)計中的地下水埋深等實際情況，采用植物防護和混凝土防護兩種形式。填方和挖方小

50、于2.5m時采用植草防護。填方大于4m時，采用混凝土防護。在本設(shè)計中，采用鋪草皮和混凝土兩種防護形式。第4章路面設(shè)計路面直接承受行駛車輛的作用，是道路工程的重要組成部分，通常都根據(jù)車輛行駛的需要，選用優(yōu)質(zhì)材料建成。路基作為路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)應具有足夠的強度和穩(wěn)定性。以回彈模量作為評價路基強度與穩(wěn)定性的力學指標。堅固的路基，不僅是路面強度與穩(wěn)定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創(chuàng)造有利條件，所以路基路面的綜合設(shè)計至為重要本次路面設(shè)計把握如下原則：平整度高，整體性好，抗滑能力強，高溫穩(wěn)定性好，水穩(wěn)性好。4.1新建瀝青路面設(shè)計設(shè)計容路面設(shè)計應包括路面結(jié)構(gòu)原材料的選擇、混合料配合比設(shè)計、設(shè)計參數(shù)的測試

51、與確定，路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計算，路面結(jié)構(gòu)的方案比選等容，以及路面排水系統(tǒng)設(shè)計和路肩加固等的設(shè)計。設(shè)計依據(jù)路面設(shè)計應采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值為路面整體剛度的設(shè)計指標，計算路面結(jié)構(gòu)厚度。計算過程1軸載分析路面設(shè)計以雙輪組單軸BZZ-100為標準軸載。2.交通量預測4.2路面設(shè)計計算1.路面設(shè)計原則路面設(shè)計應根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當?shù)貙嵺`經(jīng)驗，進行路基路面綜合設(shè)計，應遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護的原則，比選路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。在條件許可下，優(yōu)先選用便于機械化和工廠化施工的方案，使設(shè)計具有技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用。表4

52、-1交通組成車型前軸重（KN后軸重（KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量小客車3600解放CA10B19.4060.851雙輪組400黃河JN15049.00101.601雙輪組560交通SH36160.002X110.002雙輪組130.00220太脫拉13851.402X80.002雙輪組132.00200吉爾13025.7559.501雙輪組340尼桑CK10G39.2576.001雙輪組2802.確定路面等級和面層類型因為要求設(shè)計的公路等級為一級，設(shè)計年限為20年，查相關(guān)表得路面等級應為高級路面，面層類型為瀝青混凝土。3. 確定標準軸載與軸載換算當以彎沉值作為設(shè)計指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次1)軸載換算，公式為：n8Nsi=1N100(4-1)計算結(jié)果如表4-2所示2)累計當量軸次根據(jù)設(shè)計規(guī)，一級公路瀝青路面的設(shè)計年限取20年，六車道的車道系數(shù)是0.30.4，取0.35，gr=0.1，貝U“Ns(1gj1365962.497(10.1)1365門“mm”、Nesr次)gr0.1其交通量在1001042000104中，故屬重型交通。表4-2軸載換算結(jié)果車型軸Pi(KINNi(次/日)i當量軸次解放CA10B前軸19.40后軸60.8540010.141黃河JN150前軸49.005602.22103490.432.576后軸101.605601