《某高速公路配套二級公路段的施工圖設(shè)計》15000字（論文）

某高速公路配套二級公路段的施工圖設(shè)計摘要公路的發(fā)展是我們國民經(jīng)濟的一項重要指標，本次畢業(yè)設(shè)計就是對公路進行了規(guī)劃。二級公路設(shè)計，屬于交通運輸工程中的道路方向，其主要內(nèi)容是涉及了一些關(guān)于道路勘測設(shè)計和一些關(guān)于路基路面工程的專業(yè)課程。本設(shè)計為廣西百色市田林縣浪平鎮(zhèn)二級公路初步設(shè)計，本說明書簡要說明了這次設(shè)計的大概過程。經(jīng)過對沿線地勢、氣候及其他自然條件的考慮，完成路線的選取，在老師的指導(dǎo)以及本人查閱一系列相關(guān)資料，完成了隆百色高速配套二級公路NO.4段施工圖設(shè)計的初步設(shè)計。這條路線的基本走向是從田林地區(qū)到樂業(yè)縣,道路上的主要交通路線大多數(shù)是丘嶺地區(qū)。新建公路全長2公里，雙向兩車道。本次道路設(shè)計的內(nèi)容是根據(jù)所給資料設(shè)計獨自完成一個施工圖設(shè)計。二級公路的建設(shè)，完善了路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而且該項目途徑學(xué)校、村莊，為當?shù)亟?jīng)濟文化的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。關(guān)鍵詞：道路方向；二級公路；施工圖設(shè)計目錄1緒論 緒論1.1公路建設(shè)的意義二級公路的建設(shè)能夠促進農(nóng)村的發(fā)展，提高農(nóng)民的收入及消費水平，公路運輸靈活，方便并且機動性強。在短途貨物運輸和轉(zhuǎn)運中，與其他運輸方式相比，它具有更大的優(yōu)勢，是建設(shè)便捷、暢通、高效、安全交通體系的重要組成部分。(1)完善公路網(wǎng)絡(luò)

公路建設(shè)項目位于廣西百色，始于田林縣，終于樂業(yè)縣，公路橫貫田林浪平鎮(zhèn)。該項目的實施,改善了二級公路網(wǎng)的出入口面積和覆蓋范圍，提高了該地區(qū)主要道路網(wǎng)的車輛繞行能力，縮短了需要進行改道的車輛和繞行距離，同時，消除了道路交通擁堵，減輕了道路的交通壓力，對于建立和完善高速公路網(wǎng)絡(luò)、提高道路交通狀況等都具有非常重要的意義。(2)加快經(jīng)濟發(fā)展

該公路建成以后，與高速公路相連，形成了百色市另一條重要的交通線路。它是連接田林縣和樂業(yè)縣的重要通道。四通八達的公路網(wǎng)絡(luò)也促進了城市間的交流，使區(qū)域獨特的發(fā)展優(yōu)勢更加明顯，在地方投資方面也具有更加有利的條件。將實現(xiàn)百色地區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)和陸路交通最快發(fā)展，促進百色地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，加快老區(qū)從貧困走向富裕，這條線路將在沿線城鎮(zhèn)經(jīng)濟中發(fā)揮重要作用。

(3)促進旅游發(fā)展

如果加強二級公路建設(shè)，改善交通設(shè)施，我們的經(jīng)濟可以得到快速的發(fā)展，使當?shù)嘏c外地的交流更加頻繁。這就使得我們的文化得到交流，促進旅游業(yè)的發(fā)展，促進地區(qū)的經(jīng)濟文化建設(shè)。在使得交通運輸業(yè)發(fā)展的同時,提高了我國區(qū)域性經(jīng)濟和社會發(fā)展的水平。它對改善百色市鄉(xiāng)鎮(zhèn)的道路網(wǎng)絡(luò)，促進田林縣和樂業(yè)縣的經(jīng)濟建設(shè)，加快區(qū)域經(jīng)濟一體化進程以及開發(fā)沿線旅游資源具有重要作用。新建的二級公路可以帶動百色地區(qū)的發(fā)展，完善當?shù)氐慕煌肪W(wǎng)，提高百色及附近地區(qū)的經(jīng)濟、文化水平，使當?shù)氐穆糜钨Y源得以開發(fā)。1.2設(shè)計的主要內(nèi)容廣西地區(qū)的隆百色高速配套二級高速公路運輸作為我國高速鐵路運輸網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個組成部分，也是連接廣西、貴州兩個主要省份和區(qū)域之間經(jīng)濟社會協(xié)同發(fā)展的主要軌道交通運輸重要渠道。根據(jù)交通方案設(shè)計的解決方案，以及與優(yōu)化方案相比較的現(xiàn)狀，給出了綜合評價，總結(jié)了該方案可以帶來的社會效益。本次畢業(yè)設(shè)計對隆百色高速配套二級公路NO.4段，進行約2公里的道路設(shè)計，建設(shè)項目主要設(shè)計道路路線位置和進行公路的設(shè)計，在設(shè)計中，必要的邊坡防護以及交通安全設(shè)施的設(shè)計。此外，還有環(huán)境的保護與景觀的建設(shè)。2設(shè)計資料及設(shè)計任務(wù)2.1設(shè)計資料及設(shè)計依據(jù)2.1.1設(shè)計資料(1)地勢、氣候等狀況

地勢狀況:路線經(jīng)過從南向北，中間路段高度低，地形向東南方向傾斜。該地區(qū)平原和丘陵僅占4.6%，大多數(shù)為土石地區(qū)，所以沿線地勢不平坦。氣候狀況:此次設(shè)計位置處于亞熱帶地區(qū)，夏季長，冬季短，植物生長時間長，越冬條件好，光照比較充足，降雨較多。年平均氣溫大約控制在19.5攝氏度左右，累積溫度約七千攝氏度，無霜期約345天，年平均日照時間約1620小時，總太陽輻射約達到每平方米105.4卡路里，年平均年累計降雨量大約為1413毫米。(2)交通資料從任務(wù)書中得出各車型的交通量如表2.1所示，年平均增長率γ=6%。表2.1交通組成查閱相關(guān)資料，以小客車為標準車型的各種車輛類型換算系數(shù)如表2.2所示。表2.2車輛換算系數(shù)2.1.2設(shè)計依據(jù)該設(shè)計方案是隆百色高速配套二級公路NO.4段施工圖設(shè)計，主要設(shè)計依據(jù)包括設(shè)計資料中的地形、地勢、氣候等環(huán)境條件以及地質(zhì)附近土樣等就地取樣經(jīng)濟條件，地形圖以及相關(guān)參考文獻的設(shè)計標準和其他一些參考文獻。2.2設(shè)計任務(wù)及主要內(nèi)容2.2.1設(shè)計任務(wù)(1)平縱橫設(shè)計：根據(jù)道路等級、設(shè)計資料以及地形圖等條件進行平縱橫的設(shè)計，這平縱橫設(shè)計相互聯(lián)系，彼此密不可分，是設(shè)計的基礎(chǔ)步驟，需要我們?nèi)ソY(jié)合設(shè)計。(2)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計：對于設(shè)計路面結(jié)構(gòu)類型來說，設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)也要根據(jù)道路等級、水文以及氣候條件，進行道路材料的選擇。(3)排水設(shè)計：道路方面肯定要進行排水設(shè)施等的設(shè)置，避免道路泡在水里無法通行，影響其主要目的。(4)概預(yù)算編制：對于道路設(shè)計中要考慮它的經(jīng)濟條件，所以要預(yù)算它的工程需要，對工程經(jīng)濟進行預(yù)估。2.2.2主要內(nèi)容根據(jù)任務(wù)書的任務(wù)要求，本畢業(yè)設(shè)計論文主要對浪平縣二級公路進行初步設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括：（1）根據(jù)圓曲線的地形圖,確定路線的起終點，選取合適的交點，通過確定圓曲線的半徑以及對緩和圓曲線長度大小的調(diào)節(jié)，最終確定平曲線的直徑和線形設(shè)計。（2）根據(jù)地面線的高程,選取豎向曲線的起點、變坡處，進行豎向曲線拉斜設(shè)計，注意土方的填挖均勻性，以及對坡長與斜率的規(guī)范要求，確定豎向曲線的半徑。（3）進行橫斷面設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)填挖高度，確定設(shè)計幾級邊坡，是否要做穩(wěn)定性分析以及擋土墻的設(shè)置，還要進行排水設(shè)計及邊坡防護。（4）根據(jù)縱斷面圖、平面地形以及水文等因素確定設(shè)計涵洞的位置、形式及大小。（5）根據(jù)經(jīng)濟、氣候、水文等因素，進行瀝青路面或者水泥路面的路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計。（6）對所設(shè)計的道路進行概預(yù)算編制，選擇預(yù)算定額，確定工程量的大小，預(yù)算整體費用。3道路平面設(shè)計3.1公路方案的擬定和比選3.1.1概述道路選線是很重要的一環(huán)，也是最基礎(chǔ)的。路線的選取往往需要我們考慮道路周邊環(huán)境狀況，平面設(shè)計才能正常的進行。平面線形的設(shè)計影響著橫斷面與縱斷面的合理性，方便接下來的工作。這就需要我們?nèi)ミM行路線的比選，從多種方案中，選擇較好的路線方案。設(shè)計應(yīng)考慮氣候以及環(huán)境、建筑材料和其他條件。平面設(shè)計完成后，還要考慮縱斷面以及橫斷面的影響，若填挖過大或不能蓋帽等因素，還應(yīng)該重新選線設(shè)計。選線要平滑連續(xù)，滿足相關(guān)的規(guī)定，盡可能美觀，給駕駛員提供安全舒適的條件。3.1.2選線的一般原則平面選線一般要結(jié)合許多重要因素，進行合理的考慮，一般原則如下：（1）平面線的應(yīng)簡單，平滑，與地形和地面物體兼容，并適應(yīng)周圍的自然環(huán)境，以使駕駛員保持舒適的駕駛體驗。（2）選線過程中應(yīng)該注意考慮線形的連續(xù)性。這樣我們車輛在行駛的過程中，可以舒適、安全的通行。（3）線路的設(shè)計和選擇應(yīng)在平面上舒適，在豎直方向上保持平衡，在水平方向上適當。（4）在山丘重地的地區(qū)，直線不應(yīng)過分伸展，以避免直線和彎道轉(zhuǎn)折點之間的較大差異，即影響駕駛安全的視覺差異。（5）在地形起伏較大，丘陵較重的地區(qū)，路徑主要由彎道組成。設(shè)計時考慮了線形的變化，因此該曲線適合彎曲并且轉(zhuǎn)彎半徑太小，或者在設(shè)計過程中甚至避免了接近設(shè)計極限的圓形曲線。（6）要注意環(huán)境保護，注意公路建設(shè)和汽車運營對環(huán)境的影響和污染。3.1.3選線步驟選擇一條合適的路線通常要考慮地形、水文等各種因素，先從簡單的位置開始選取，到局部的道路線形，以及路線的內(nèi)部參數(shù)確認。（1）首先,根據(jù)地形圖上的不同地形、不同地貌等情況及其他有關(guān)的設(shè)計資料,確定路線的起點和結(jié)束點,并且確定兩點間距離和路線的基礎(chǔ)方向。。（2）選擇路線時，請確保與村莊和田野的基礎(chǔ)配合使用，并設(shè)計臨時便道，使其盡可能不越過以減少對建筑用地和田野的占用。（3）該設(shè)計基于方便進出城鎮(zhèn)、占地少、盡量避免過水塘、盡量利用舊路、短路徑、少填少挖。3.1.4方案比選在路線方案的選擇過程中，我反反復(fù)復(fù)的調(diào)節(jié)了各控制點的位置以及線形的修改，但是總是過不了縱斷面以及橫斷面那一關(guān)，在道路路線的選取過程中，要考慮的因素很多，對于一些等高線密集的地方，橫斷面始終蓋不了帽子。往往需要從新選線，在一處地方碰壁多次之后，還是改變了起終點位置，因為沿途過程中高程變化太大，地形、地勢條件惡劣，探挖高度太大，對于經(jīng)濟等條件，嚴重不合理，并且施工困難。在從新選擇地形起終點時，所路經(jīng)的路線地形地勢條件比較良好，就是有著村莊與田地，所路過的地方還有一些其他建筑，但是利于施工，也可以帶動當?shù)卮迩f的發(fā)展。在經(jīng)過路線的起點和終點的確定條件下，又開始了進一步的路線線形方向的設(shè)計，在設(shè)計過程中先確定其他控制點的位置，在進行路線圓曲線和緩和曲線的設(shè)計，必要的情況下，還應(yīng)進行組合線形的設(shè)計，再結(jié)合設(shè)計標準規(guī)范以及平縱橫相互的影響的情況，最終確定兩個方案。（1）正線方案一主線工程拆遷面積大，耕地面積少，經(jīng)濟作物少?？傞L度略小于第二個方案，起點和終點之間的圓形曲線的平均半徑大于方案二的平均半徑，并且路徑平滑，交叉點的數(shù)量為4，地形相對平坦，并且由于這條路線穿過村莊的中部。因此沒有太多的填充和挖土，它可以連接沿線的城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村，不僅利于當?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展，而且促進文化交流，調(diào)高經(jīng)濟消費水平。但因為施工的因素影響，對于附近地區(qū)的交通擾動比較大，有很大的交通安全隱患。（2）比較方案二這條路線，占用了許多田地面積，但拆遷量很小。先從學(xué)校與山腳下通過，再經(jīng)過大片農(nóng)田，路徑平滑且相交點數(shù)是5。填土和挖掘是相對較大的，與沿線村莊和城鎮(zhèn)的連接很少，并且服務(wù)質(zhì)量差。但是，因為該路線沒有經(jīng)過村莊，行駛速度快，并且?guī)缀鯖]有干擾。這兩個方案的起終點位置一樣，但是路線經(jīng)過不同，控制點數(shù)量和線形等都不相同，填挖差異較大，這兩個方案我進行了比較。本設(shè)計我采用了正線方案。雖然路線中路過村莊，對房子進行拆遷，不利于施工，交通影響大，不利于行車安全。但是，由于路線轉(zhuǎn)彎以及變坡點少，車輛可以很好的行駛，并且路線經(jīng)過路段填挖比較少，經(jīng)濟比較合理，又因為該方案路線途經(jīng)很少的山嶺水田等，較少破環(huán)原本的環(huán)境條件，對于環(huán)境美觀有保護作用。3.2道路平面設(shè)計3.2.1平面線性設(shè)計的要求根據(jù)平面曲線設(shè)計的標準和原則，在平面設(shè)計中，交點處的平面曲線應(yīng)該是直線、連續(xù)、光滑的，適應(yīng)地形和物體，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，兩點之間直線最短，在測量過程中也很容易和方便，并且可以使得駕駛員駕駛舒適和有良好的印象，減少交通事故。(1)平面選線應(yīng)該要符合基本的規(guī)范要求，注意沿線的地形與環(huán)境因素，并須注意設(shè)計路線的連貫性及平衡性，以及垂直路線。(2)根據(jù)地形因素合理選擇線段，同一曲線之間的線段最小長度控制在6v以上，對應(yīng)曲線之間的線段最小長度控制在2v以下(v為設(shè)計速度)。(3)直線較長時，駕駛員很難從視覺上看到車間之間的距離，從而增加了夜間行車燈晃眼的風(fēng)險。它還會刺激速度，從而導(dǎo)致交通事故，彎道之間的直線和容易引起的問題，例如視覺的不連續(xù)性和駕駛員操作難度。3.2.2圓曲線設(shè)計圓曲線的最小允許半徑只能在非常困難的地形或其他條件下使用。根據(jù)規(guī)范規(guī)定的最小限制半徑值,本次二級公路設(shè)計的最小限制半徑為125米。在不同地形等級的自然地理條件和其他特殊情況可能允許的特殊條件下,當選項抉擇圓直角曲線的最大半徑時,應(yīng)盡量減少采用更大的大型花園在圓曲線中的半徑。但是,當半徑較大時,它的幾何特性與直線是無法正常區(qū)分的,這很容易導(dǎo)致車輛駕駛過程中判斷錯誤。3.2.3緩和曲線設(shè)計（1）緩和曲線是為了車輛行駛時從直線過渡到圓曲線，避免直接大幅度轉(zhuǎn)彎，車輛行駛困難，設(shè)立的一段比較平緩過渡到圓曲線的弧線。（2）緩和曲線的設(shè)計通常和圓曲線相接，緩和曲線設(shè)置位置也有相應(yīng)的要求。根據(jù)路線的需要，可以設(shè)計不同的緩和曲線組合線形。（3）二級公路中緩和曲線長度應(yīng)滿足規(guī)范的要求。。3.2.4平面線形組合設(shè)計(1)如果部分地形的圓曲線的半徑由于地形問題而受到限制，但要滿足標準要求，則應(yīng)更改圓曲線的半徑，但是應(yīng)該符合平面設(shè)計中的最大限制。(2)相反方向的兩直線間有一段直線時，應(yīng)該滿足最短直線要求。(3)平面線形的組合設(shè)計，在滿足條件的情況下，可以設(shè)成S、C形等組合線形。(4)不要設(shè)計連續(xù)的急轉(zhuǎn)彎，對于車輛的性能及駕駛能力要求太高，容易導(dǎo)致車輛駕駛發(fā)生意外，引起交通事故。3.2.5平面曲線要素計算(1)主點樁的坐標讀取本設(shè)計路線采用正線方案一，其線形大概走向如圖3.1所示。圖3.1線形示意圖各控制點的坐標(,)：：(12039.1990,9202.9395)：（12109.4008,8599.4120）：（13311.5413,8167.0393）：（13449.4219,7976.1173）(2)交點間距、方位角的計算坐標增量DX=?交點間距象限角方位角ADX>0,DY>0,所以，對于AB段有，==607.597m=96°38′05.2″=276°38′05.2″同理：=1864.085=2094.577 =340°13′04.5″=305°50′10.2″(3)轉(zhuǎn)角計算轉(zhuǎn)角：==?同理：=圖3.2平曲線計算要素圖平曲線幾何元素的計算公式：內(nèi)移值偏移值緩和曲線角切線長T=曲線長L=+圓曲線長=外距E=校正值J1)：R=150m，=63°34′59.3″，=70m=1.358，=34.936T==128.75===96.4603mL=+=236.4603mE==28.06mJ=2T–L=21.04m校核無誤。2)：R=250m，=34°22′54.3″，=60m=0.59965m=29.9856mT==107.515m===90.0187mL=+=210.0187mE==12.32mJ=2T–L=5.012m校核無誤。3.3道路縱斷面設(shè)計3.3.1縱斷面設(shè)計的要求根據(jù)沿線情況，確定施工路線的適當高程，選取控制點，確定邊坡的長度以及坡度，最后設(shè)計豎曲線，以保證縱坡起伏平緩。根據(jù)規(guī)范和相關(guān)要求，選擇合適的控制點，縱斷面設(shè)計的坡長、坡度和豎曲線長度應(yīng)合適。盡可能平衡挖掘，使挖掘工作靠近路段進行，以減少取土面和廢棄面，降低成本，節(jié)省土地。3.3.2縱坡設(shè)計(1)縱坡設(shè)計的一般要求1）縱斷面坡度設(shè)計應(yīng)滿足規(guī)范的要求，除了特殊情況，不能使用最大縱坡度。2）縱斷面曲線設(shè)計應(yīng)該連續(xù)、緩和，避免出現(xiàn)連續(xù)長大下坡及反坡。3）縱斷面線形的設(shè)計應(yīng)該滿足與平曲線之間的聯(lián)系。4）根據(jù)沿線的地形氣候條件滿足排水需要。5）注意考慮填挖平衡，盡量少填少挖。（2）平均縱坡指連續(xù)上下坡的高差與道路長度之比。在進行縱坡設(shè)計時，為了確保汽車的安全駕駛，最大縱坡的坡長的設(shè)計和緩和坡長的要求，應(yīng)該合理的進行設(shè)計。從駕駛車輛的安全性上控制平均縱坡大小，從而避免交通事故的發(fā)生。（3）坡長限制1）最小坡長限制坡長應(yīng)該大于150m，這樣車輛就不用連續(xù)變坡，使得駕駛出現(xiàn)問題。車輛在持續(xù)上下坡的路段會發(fā)生失重與超重的頻繁改變，引起駕駛員身體不適，同時在視覺上難以達到要求，容易引發(fā)交通事故。邊坡點的距離過短，不利于豎曲線的設(shè)計。2）最大坡長限制縱坡的較長時也不利于車輛的正常行駛。坡度越大，汽車在上坡行駛越困難，駕駛時間越久，容易駕駛疲勞。坡度越大，在下坡時，速度越大，使得駕駛員剎車頻繁，引起制動功能失效，發(fā)生交通事故，不利于行車安全。所以，縱坡的大小因根據(jù)規(guī)范要求進行合適設(shè)置。表3.1不同縱坡的最大坡長（4）合成坡度合成坡度的大小應(yīng)滿足排水條件，同時為了避免因坡度過大，車輛在行駛過程中，產(chǎn)生駕駛不適及危險。合成坡度的計算公式為式中―超高橫坡度―超高總坡度0.5%＜I＜9.5%，當合成坡度值過小時，不利于排水及行車安全，過大時，爬坡困難，車輛耗油較大。（5）拉坡縱斷面拉坡，首先進行試坡，根據(jù)選取控制點，來進行填挖平衡調(diào)配，還應(yīng)考慮坡長、坡度、以及高填深挖問題。進行拉坡時，應(yīng)盡可能的接近地面線，且滿足規(guī)范要求，如果設(shè)計的路段有河流、山嶺等特殊地區(qū)，還應(yīng)結(jié)合平面圖，進行合理的調(diào)試。在滿足規(guī)范標準的前提下調(diào)整坡度，同時還應(yīng)注意平縱線形的組合形式。根據(jù)技術(shù)標準要求對設(shè)計的最大和小縱坡長度進行了檢查，以確定其是否能夠滿足平面線和豎曲線的匹配。在設(shè)計中必須將道路的平面線和豎曲線作為立體線形一起進行分析設(shè)計，這樣才能更好地保證汽車的安全性、駕駛舒適性。3.3.3豎曲線設(shè)計及要素計算(1)豎曲線設(shè)計在我們開始進行豎向曲線的設(shè)計時，應(yīng)該根據(jù)地面線的高程進行合理的設(shè)置坡度、坡長，以符合交通及排水要求。為了有效地保證汽車的平穩(wěn)行駛，應(yīng)盡量減少橫、縱斷面上的變動點。在對于豎向和橫曲線的半徑分別進行設(shè)計時，應(yīng)當是能夠滿足比較大半徑的要求，盡量將其設(shè)置為構(gòu)成較大的橫向豎曲線。(2)豎曲線幾何要素計算1)豎曲線各要素計算公式豎曲線長豎曲線切豎曲線外豎曲線豎距式中R—切線高程式中凸形豎曲線凹形豎曲線2)豎曲線幾何元素計算①相鄰縱坡為a.計算豎曲線要素=3.329%，為凹形。曲線長切線長外距：=0.4848mb.求豎曲線起點和終點樁號豎曲線起點樁號：K豎曲線終點樁號：Kc.豎曲線上各樁號設(shè)計高程計算對K1+230.000有：橫距x=豎距切線高程=1099.0364-(58.2536–58.2536)(-2.02%)=1099.0364m設(shè)計高程H＝+h=1099.0364+0.4848=1099.5212m表3.2豎曲線上的設(shè)計高程（一）②相鄰縱坡為：a.計算豎曲線要素=-2.364%-1.309%=-3.673%，為凸形。曲線長：=110.19m切線長：=55.0877m外距：=0.5058mb.求豎曲線起點和終點樁號豎曲線起點樁號：K豎曲線終點樁號：Kc.豎曲線上各樁號設(shè)計高程計算對K1+640有：橫距x=K1+640－K1+584.912=55.088m豎距=0.5058m切線高程=1104.4024–(55.0877–55.0877)(1.309%)=1104.4024m設(shè)計高程H＝–h=1104.4024–0.5058=1103.8966m表3.3豎曲線上的設(shè)計高程（二）3.4道路平、縱線形組合設(shè)計對于設(shè)計時速大于或等于60Km/h的道路，道路線形應(yīng)滿足道路線形是連續(xù)的、平滑的，視覺良好的，安全的，并且與沿線的自然環(huán)境相和諧。并要有良好的排水條件,以確保安全、舒適和經(jīng)濟的駕駛。由于線形問題會增加駕駛壓力并會導(dǎo)致許多交通事故，因此還需要避免駕駛員在駕駛的過程中產(chǎn)生嚴重緊張感。（1）平曲線起終點不應(yīng)位于豎曲線范圍內(nèi)。圖3.1平曲線與豎曲線的組合(一)（2）平曲線不應(yīng)包含多個豎曲線。圖3.3平曲線與豎曲線的組合(二)（3）豎曲線不應(yīng)包含多個平曲線。圖3.3平曲線與豎曲線的組合(三)4道路橫斷面設(shè)計4.1道路橫斷面設(shè)計4.1.1橫斷面組成二級公路的主體和橫斷面主要由以下部分的設(shè)施所構(gòu)成:行車道、路肩(堅硬的鋼筋砂石路肩、混凝土路肩)、邊坡和地下排水渠等基礎(chǔ)設(shè)施(其中一些設(shè)施包括路堤、邊溝、排水渠)。圖4.1二級公路橫斷面示意圖4.1.2路基寬度的確定此次道路設(shè)計經(jīng)營年限分別為15年，各種類型車輛折合后形成小客車交通總數(shù)合計1806輛/天，路基寬度設(shè)計如圖4.1所示。4.1.3橫斷面其他組成元素的設(shè)計(1)路拱及路肩設(shè)計通過我查閱了一些相關(guān)規(guī)范，設(shè)計這條道路的路拱坡度最高應(yīng)該為2%，硬路肩的橫向傾斜坡度最高應(yīng)該為2%，土路肩的橫向傾斜坡度最高也應(yīng)該為3%。路道的拱壩坡度選擇了雙向傾斜的坡面，由一條道路的中央線往兩側(cè)方向傾斜。(2)邊坡設(shè)計路基的下方邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計大致來說可以將其細分為開挖回填的下方邊坡和非開挖方式的邊坡，當填挖高度比較高時，應(yīng)該使用多級邊坡的形式。填方邊坡以二級臺階進行設(shè)置，如果填土高度不大于6m時，則應(yīng)設(shè)一級臺階,其坡率值為1:1.5。挖方邊坡以四級臺階設(shè)置，由實際高度確定，高度都為6米，與地面線相接的坡率設(shè)為1：1。同時，必須在某些路段上豎起擋土墻或其他保護裝置，以防止路基的邊坡被水沖刷并確保路基的穩(wěn)定性。(3)邊溝、排水溝及截水溝設(shè)計它們是排水設(shè)計中最常見的排水設(shè)施，排水設(shè)計在道路設(shè)計中有著不可或缺的地位。它們又是排水設(shè)施中最常見的，也比較簡單直接，對于排除地面流水、積水等有著重要作用。邊溝位于開挖方式的路基外側(cè)，用來收集并去除向路基的流水，也可以通過路基附近的河道進行流水。排水溝是指用于保證路基旁邊的低洼區(qū)域積水可以匯集起來。截水溝一般設(shè)置在路面邊坡上方，以便于攔截洪澇源頭和路基。邊溝使用矩形形式，矩形溝底寬0.6m、溝深0.6m，材料選擇漿砌片石。圖4.2邊溝（單位：cm）排水溝一般最常見于工程中所使用的排水形式主要是一種類似梯型或者扇狀長方體的排水形式,本次工程采用的是梯型，溝底寬0.6m，溝深0.6m，坡度比例為1:1，并在兩端分別設(shè)置一個1m的破碎落臺,挖方邊坡的斜斜度設(shè)置與外側(cè)邊坡的一樣。圖4.3排水溝（單位：cm）截水溝使用梯形形式，其距坡腳口的距離皆為5m，坡度為1：0.5，坡高為0.6m，邊溝還有排水溝長度通常不應(yīng)該大于500m，在雨水較多的地方應(yīng)不宜大于300m。圖4.4截水溝（單位：cm）4.1.4超高設(shè)計與計算（1）超高超高的設(shè)置為了能夠提供車輛行駛的離心力，而將行車道繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，形成路基的外側(cè)高于內(nèi)側(cè)橫斷面。超高值的計算公式：計算超高應(yīng)該根據(jù)車速、圓曲線半徑、超高過渡方式等條件確定。無中間地帶道路的超高速過渡形式主要有：繞內(nèi)側(cè)行駛的車道邊緣旋轉(zhuǎn)、繞中線的旋轉(zhuǎn)、繞外側(cè)行駛的車道邊緣旋轉(zhuǎn)。圖4.5繞內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)以上的三種方式當中，通常新建道路都使用繞內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)這種方式。（2）超高緩和段超高緩和段需要加以控制，來滿足駕駛員在駕駛過程中能夠安全順暢通行，還要滿足排水能力。超高緩和段的長度計算：C1=式中：B—行車道外側(cè)邊緣至旋轉(zhuǎn)軸的寬度（（3）超高的計算表4.1計算公式1）第一段圓曲線上超高計算：①超高緩和段長度的計算V=60km/h，半徑R=150m，超高坡度i=8%，超高漸變率所以，超高緩和段長度為：Lc=B·ΔiP緩和曲線長度L因此取LC=7P滿足排水要求。②計算各樁號處超高值超高起點K0+478.845，內(nèi)側(cè)土路肩坡度過渡段長度為：L取。內(nèi)側(cè)鋼筋混凝土的坡度路肩內(nèi)側(cè)坡度高低應(yīng)該一定是在超高公路緩和段的一個起點前，變?yōu)?個點的坡度和當時路面上的一個橫向內(nèi)側(cè)斜坡坡度相等。2）第二段圓曲線上超高計算①超高緩和段長度的計算V=60km/h，半徑R=250m，超高坡度i=6超高漸變率所以，超高緩和段長度為：Lc=B·Δi緩和曲線長度L因此取LC=P滿足排水的要求。②計算各樁號上超高值：超高行駛的起點k1+756.570，內(nèi)側(cè)混凝土路肩的坡度應(yīng)該是在超高緩和段的起點前，變?yōu)?個坡度和路面的橫向斜坡相等。表4.2圓曲線1表4.3圓曲線24.1.5路基橫斷面設(shè)計 (1)路基設(shè)計計算路基的設(shè)計方法包括各個橫斷面寬度及設(shè)計標高的計算。(2)路基橫斷面設(shè)計路基橫斷面的設(shè)計對于道路施工來說比較重要，路基橫斷面設(shè)計要在設(shè)計向?qū)е锌紤]車道數(shù)、行車道寬度，硬路肩與土路肩的寬度設(shè)計，超高方式等。設(shè)計路基橫斷面還要考慮邊坡設(shè)計及排水設(shè)施設(shè)計。應(yīng)該根據(jù)填挖高度，確定設(shè)計幾級邊坡，同時在設(shè)計邊溝、排水溝、截水溝時還要考慮它們的位置和形狀，大小都要符合規(guī)定。4.1.6土石方數(shù)量計算及調(diào)配(1)土石方數(shù)量計算橫斷面面積計算：—分別為相鄰兩斷面的面積(2)土石方調(diào)配原則1)土石方工程的總運輸量或運輸成本應(yīng)盡可能低2)棄土及填土應(yīng)該避免占用農(nóng)田，棄土應(yīng)該合理的利用圍湖造田。3)填挖大概平衡，優(yōu)良土質(zhì)填在密實度較差的地方，土石方調(diào)配避免局部平衡，還應(yīng)考慮整體施工路段。4)選擇合適的交貨方向和運輸路線，并考慮施工和后續(xù)使用問題。5)注意本樁利用，就近取土，每公里的土方調(diào)配。5路面結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1路面結(jié)構(gòu)內(nèi)容5.1.1路面結(jié)構(gòu)概論路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計是道路設(shè)計中關(guān)鍵的一環(huán)，路面結(jié)構(gòu)的選擇不僅影響著道路的使用年限，而且影響著行駛安全。路面結(jié)構(gòu)一般為瀝青、水泥路面，它們有著很大區(qū)別，在各種條件下可以設(shè)置瀝青還是水泥路面。它們的路面結(jié)構(gòu)也各不相同，需要選擇合適的材料性質(zhì)等，還要根據(jù)情況設(shè)計比較合適的厚度。所以路面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也有著很大的影響路面是指直接暴露于汽車負荷并與空氣直接相互碰撞的分層建筑結(jié)構(gòu)，一般按路面形狀可以劃分為：表面、基層還有墊層。為了使車輛在路段施工后能夠承受交通負荷，路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須滿足承重能力，平整度和防滑性的要求。路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計還應(yīng)基于自然條件，例如氣候，地質(zhì)和使用要求。5.1.2瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面的比較瀝青路面和水泥路面都是公路最常用的路面結(jié)構(gòu)類型，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要我們考慮多種因素，來選擇合適的道路路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面是一種有毒的路面，而且不耐熱，容易老化，耐水性差，材料比較貴；而水泥路面摩擦系數(shù)小，容易破壞，摩檫力小，養(yǎng)護難。瀝青路面柔性好、養(yǎng)護方便、駕駛舒適；水泥路面剛性大、使用年限高、價格低廉。5.2路面組合及構(gòu)造設(shè)計5.2.1瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計交通量的組成表5.1交通量組成其中：年平均增長率為6%。（1）參數(shù)計算1)交通量折算表5.2車型分布系數(shù)2)車輛當量軸載換算系數(shù)。表5.5車輛當量設(shè)計軸載換算系數(shù)3)滿載車及非滿載車交通量。表5.6滿載車與非滿載車交通量4)不同車型的滿載（非滿載）折算系數(shù)。表5.6不同車型滿載車（非滿載車）折算系數(shù)5)初始年限內(nèi)設(shè)計中各部分車道日平均負荷當量均為N1及初始設(shè)計年限內(nèi)各車道軸承在一定累計負載工況下的相互作用轉(zhuǎn)動次數(shù)均為Ne。N根據(jù)我國高速公路工程設(shè)計的技術(shù)標準，二級以上高速公路的鋼筋和瀝青路面工程設(shè)計的技術(shù)壽命年限一般規(guī)定為15年，道路安全等級交通可靠性能的指標一般規(guī)定為1.04，橫向兩側(cè)的機動車道交通阻力系數(shù)指標η一般取0.58，交通量平均每年的增長率指標γ一般γ為6%，瀝青混合料層永久變形設(shè)計壽命年限內(nèi)軸承負荷累計工況下的作用次數(shù)：Ne=(1+γ表5.7當量設(shè)計軸載累計作用次數(shù)計算表（2）設(shè)計指標驗算二級公路的等級系數(shù)Ac=1.1，瀝青鋼筋混凝土的路面As=1.0，基層種類的系數(shù)Ab=1.0設(shè)計彎沉值為：Ld=600×=各層材料的容許層底拉應(yīng)力1)Ac-13瀝青混凝土=3.063=0.457MPa2)Ac-20瀝青混凝土=3.063=0.3263)Ac-25瀝青混凝土=3.063=0.2614)水泥穩(wěn)定碎石1.947=0.2575)石灰土2.503=0.2406)二灰土2.503=0.100（3）瀝青混凝土路面方案三種瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)方案如下：表5.8方案一表5.9方案二表5.10方案三使用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計程序?qū)ι鲜鋈齻€方案進行方案驗算。方案一：層位

界面連續(xù)狀態(tài)

模量

泊桑比

厚度

界面接觸系數(shù)

荷載號

單位壓力

荷載半徑

位置x

位置y

壓應(yīng)變：38.6617低溫開裂指數(shù)方案二：層位

界面連續(xù)狀態(tài)

模量

泊桑比

厚度

界面接觸系數(shù)

1

完全連續(xù)

0.1100E+05

0.2500E+00

0.4000E+01

0.0000E+00

第

5層NF2：

556544185.725177

永久變形為：8.2612低溫開裂指數(shù)：

0.1878方案三：層位

界面連續(xù)狀態(tài)

模量

泊桑比

厚度

界面接觸系數(shù)

1

完全連續(xù)

0.1100E+05

0.2500E+00

0.4000E+01

0.0000E+00

2

完全連續(xù)

0.1000E+05

0.2500E+00

0.6000E+01

0.0000E+00

3

完全連續(xù)

0.1000E+05

0.2500E+00

0.8000E+01

0.0000E+00

4

完全連續(xù)

0.1200E+05

0.2500E+00

0.2000E+02

0.0000E+00

5

完全連續(xù)

0.2000E+04

0.2500E+00

0.1800E+02

0.0000E+00

計算都滿足條件。5.2.2水泥路面組合結(jié)構(gòu)設(shè)計水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計采用彈性地基雙層板模型設(shè)計，設(shè)計年限為20年，設(shè)計軸載軸重為100kN。通過交通量計算交通荷載，確定交通等級。（1）交通累計標準軸載作用次數(shù)1)設(shè)計軸載的軸重Pi計算水泥混凝土路面設(shè)計軸載時，舍去Pi＜40kN和Pi＞120kN的車輛類型。2)相同單軸輕重級位i的設(shè)計軸承荷載當量的換算系數(shù)ksKKPi——單軸級位i的軸重（kN）；P其中，3)設(shè)計車道初始年設(shè)計軸載日作用次數(shù)N計算結(jié)果如下表所示：表5.11不同車輛類型軸載計算Ni總=972（次）4)當量設(shè)計軸載累計次數(shù)Ne：Ne=(1+γ)NγNη當Ne為2（2）材料厚度、模量、泊松比初步擬定水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層參數(shù)設(shè)計如下表所示：表5.12水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)參數(shù)（3）其它參數(shù)查相關(guān)規(guī)范得：表5.13水泥混凝土路面相關(guān)規(guī)范參數(shù)（4）計算結(jié)果經(jīng)過計算，路面結(jié)構(gòu)符合規(guī)范要求，最后計算出，基層荷載疲勞應(yīng)力為0MPa，混泥土最終板厚為27cm，相關(guān)參數(shù)計算結(jié)果如下表所示：表5.14水泥混凝土路面計算結(jié)果5.3路面結(jié)構(gòu)方案比選通過比較分析，與水泥混凝土路面相比，瀝青混凝土路面可以為駕駛員提供良好的行駛環(huán)境。就經(jīng)濟成本和性能指標而言，它們都具有優(yōu)缺點。水泥混泥土路面承載能力強，本身又不易受到水和高溫壞境的損害，施工簡單方便，技術(shù)難度較低，成本較低。但是，瀝青混凝土攤鋪的施工時間比水泥混凝土攤鋪的施工時間短施工更簡單，水泥混泥土路面容易出現(xiàn)多種病害，瀝青路面比較容易維修。因此該次二級公路路面的設(shè)計，我設(shè)計為瀝青混凝土路面。在通過對瀝青路面的三個方案比較，在分別使用級配碎石、石灰土和二灰土作為底基層進行對比，最后經(jīng)過驗算，以及強度經(jīng)濟對比，選擇方案一的瀝青混泥土路面。6涵洞設(shè)計6.1概述在進行道路設(shè)計時，排水設(shè)計是其中不可缺少的一部分。道路排水，由于受雨水、地下水及道路積水的影響，避免了由于道路受流水浸泡影響其性質(zhì)及駕駛不適，不利于交通行駛安全，使其不能正常使用，道路使用年限、功能等不能達到原本所期待的要求。涵洞設(shè)計是排水設(shè)計的一種典型的大型排水設(shè)施，在道路設(shè)計中比較簡單常見，且形式多樣，可以很好的滿足排水要求。一般涵洞設(shè)置在地面低洼處、小河流等地方，用于大型排水。涵洞形式多種多樣給了排水設(shè)計許多可能性實施要求，是很好的排水設(shè)施。涵洞施工是涵洞施工前的準備工作的一部分。應(yīng)根據(jù)場地的實際地形和地質(zhì)條件，位置，方向，開口，長度以及入口和出口的高度來進行設(shè)計。涵洞設(shè)計與二級公路的程度，預(yù)期用途，性質(zhì)和未來發(fā)展需求兼容。在施工過程中，要注意滿足行駛，排水和自由空間的要求。它遵循安全、適用性、經(jīng)濟的原則。涵洞的類型決定其功能和使用壽命。因此，涵洞類型的選擇基本上是考慮了耕地灌溉和排水的需求。同時，基于符合當?shù)貤l件，現(xiàn)場采購材料以及方便建造和維護的原則。6.2涵洞類型 (1)鋼筋混凝土圓管涵圓管涵是一種常用的涵洞結(jié)構(gòu)，此次二級公路涵洞工程設(shè)計采用了1個鋼筋混凝土圓管涵，其孔數(shù)及孔徑為1-1.5（孔-m），壁厚為0.15m，洞口設(shè)置為八字墻和跌水井的形式。(2)鋼筋混凝土蓋板涵蓋板涵的排水能力大、施工簡單,本次的涵洞建設(shè)工程共規(guī)劃了6個蓋板涵(暗層蓋板)，其5個孔數(shù)及總體孔徑均為1-3*3(孔-m)，另一個孔數(shù)及總體孔徑分別為1-4*2.2(暗板涵)，結(jié)構(gòu)形式和類型都采用的是鋼筋混凝土的蓋板。洞口有兩種形式：八字墻和跌水井。如果涵身洞身底部低于路基邊溝或進水渠底的時候,則洞口需要設(shè)置成跌水井形式。在設(shè)計涵洞時，如果由于地面線太陡而無法將涵洞與地面線相聯(lián)系時，則必須增大涵底縱坡值，必要的時候，因為涵洞洞口也無法與地面線相接，還需要將洞口設(shè)置成錯臺的形式，從而使得涵洞與地面線相聯(lián)系。6.3涵洞設(shè)計方案6.3.1涵洞總體設(shè)計此次設(shè)計的涵洞如下表：表6.1涵洞一覽表6.3.2涵洞驗算（1）圓管涵以K0+830為例：1)強度驗算:混凝土受壓區(qū)高度x=Fsd?混凝土受壓區(qū)高度界限系數(shù)ξjg=0.58；受壓區(qū)高度x<ξjg?h0=6.557；正截面強度=Fcd?b?x?正截面強度>設(shè)計強度Mj。2)裂縫寬度驗算:最大裂縫寬度Wcr=C1?C2?C3?σss/3)基底應(yīng)力驗算:基底承載力應(yīng)滿足:P=N/A≤[fa]δδmax<基底容許應(yīng)力280.00kPa，滿足要求。（2）暗板涵以K1+138為例：1)截面配筋:配筋率P=100?Ag/b/h0=1.644；配筋率P>=45?ftd2)正截面強度驗算:混凝土受壓區(qū)高度x=Fsd?Ag/(Fcd?b)=8.263cm混凝土受壓區(qū)高度界限系數(shù)ξjg=0.58受壓區(qū)高度x<ξjg?h0=16.092，滿足要求。正截面強度=Fcd?b?x?(h0?x/2)=269.264kN.m正截面強度>設(shè)計強度Mj，正截面強度滿足要求。3）斜截面剪切強度驗算:r0?截面尺寸滿足要求。r0?斜截面抗剪強度滿足要求。4）裂縫寬度驗算:最大裂縫寬度Wcr=C1?C2?C3?σss最大裂縫寬度滿足要求。5）截面強度與穩(wěn)定驗算:偏心距e0=0.167m≤0.6?y=0.240；γ0?6）基底應(yīng)力驗算:δδδmax<基底容許應(yīng)力280.00kPa，滿足要求。7交通安全設(shè)施設(shè)計7.1交通設(shè)施內(nèi)容交通設(shè)施是交通道路設(shè)計中，必不可少的交通工具，設(shè)置合適的交通安全設(shè)施可以，提醒人們做出相對應(yīng)的安全舉動，從而減少交通事故的發(fā)生。所以為了能夠發(fā)揮道路的作用，保證交通安全舒暢，都應(yīng)設(shè)置交通設(shè)施。交通設(shè)施的設(shè)計要根據(jù)道路路段、道路等級、地理位置、人為需要等多種因素進行合理的設(shè)計。交通設(shè)施主要對駕駛員起到誘導(dǎo)作用，同時也警示駕駛員，提前感知危險等。本次的設(shè)計中我們分別設(shè)計了幾個道路上的交通安全防護設(shè)施，其中主要包括了防撞保護欄桿、指示燈、里程碑、百米樁、邊界標以及車身的輪廓指示。交通安全的基礎(chǔ)設(shè)施仍然有很多，通過設(shè)置這些設(shè)施，在道路上發(fā)揮出它們各自的功能，提高道路的安全性。7.1.1護欄道路護欄的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國二級公路的設(shè)計中占據(jù)著重要的作用和地位，在道路護欄的設(shè)計中，我們也需要考慮它的安全性，要有足夠的安全強度，能夠滿足駕駛時失誤。同時，護欄的設(shè)計對其顏色的性能也有需求，護欄應(yīng)該顯眼、美觀、耐久。本次設(shè)計中，我采用了波形鋼板護欄。它有著足夠的強度，滿足要求，且安裝簡單，容易換取，也滿足經(jīng)久耐用的要求，不褪色。7.1.2標志交通標志是公路上的一些圖形符號，它可以讓駕駛員得到有用的信息，從而做出相應(yīng)的操作