沈阳至营口(尖山子至新城三角地段）二级公路综合设计 毕业设计说明书

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1、 目录第一章 设计任务和沿线自然条件11.1设计任务11.2 沿线自然条件11.2.1 沿线气候特点11.2.2 地形地质概况21.2.3 沿线自然资源21.3 路线建设的意义3第二章 路线设计42.1 平原微丘区选线原则42.1.1平原微丘的地貌特点42.1.2路线布置的原则及依据42.1.3 平原微丘区路线布设要点52.1.4 平面线形设计的一般原则62.2 平面选线设计72.2.1 公路等级的确定72.3 设计行车速度的确定82.3.1二级公路的主要技术指标92.4 选线设计102.4.1选线的基本原则102.4.2 选线的步骤和方法102.5平曲线要素值的确定112.5.1 缓和曲线长

2、确定112.5.2 带有缓和曲线的平曲线计算公式122.5.3 路线曲线要素计算132.6方案比选18第三章 纵断面设计203.1 纵断面设计概述203.2 纵断面设计的原则203.3 二级路纵断面设计指标203.4 纵断面设计方法213.4.1道路平纵线形组合设计223.5 竖曲线计算233.5.1路线概况233.5.2竖曲线计算公式233.5.3 竖曲线计算23第四章 横断面设计264.1 横断面定义264.2 横断面的组成264.3 横断面设计的原则264.3.1路基宽度的确定274.3.2 横坡的确定274.3.3 平曲线加宽计算274.4 超高的确定及过渡方法274.4.1 超高及超

3、高缓和段274.4.2超高值的计算304.5土石方数量计算与土石方调配324.5.1横断面面积的计算324.5.2路基土石方工程数量的计算334.5.3 土石方调配33第五章 路基路面排水设计345.1 路基路面排水的一般原则345.2 本设计用到的路面排水设施355.2.1 边沟355.2.2 排水沟355.2.3 截水沟355.3 桥涵的设置365.3.1桥涵形式的选择365.3.2 选定桥涵位置及桥涵类型375.3.3桥涵形式的确定38第六章 路面结构设计396.1设计说明396.1.1 路面类型与结构方案设计396.1.2 路面建筑材料设计396.1.3 路面结构设计396.2 路面设

4、计步骤406.3 路面设计416.3.1 沥青路面结构设计标准416.3.2 累计当量轴次计算416.3.3 各层材料及其计算参数的确定436.3.4 路面结构设计43第七章 装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计517.1 设计资料517.1.1桥梁跨径及桥宽517.1.2 设计荷载及计算方法517.1.3 材料及其主要指标517.1.4桥梁截面结构组成527.1.5 设计依据537.2 计算内容537.2.1 主梁内力计算537.2.2 汽车、人群荷载内力计算557.3 持久状况承载力极限状态下截面设计、配筋和验算657.3.1配置主筋657.3.2持久状况截面承载能力极限状态计算667.3.3

5、根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配置677.3.4箍筋配置717.3.5斜截面抗剪承载能力验算727.3.6持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算747.4 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算75第八章 施工组织设计778.1 编制说明778.1.1 编制依据778.1.2 编制原则778.2 工程概况788.2.1 工程简介788.2.2 主要工程数量788.3 总体施工部署及安排798.3.1 施工部署的总体思路798.3.2 人员、设备动员安排798.3.3 施工营地安排808.4 工、料、机消耗分析818.4.1 生产周期的计算828.5 路基工程838.5.1 路基土石方工程量的计算

6、838.5.2 路基土石方的调配838.5.3 路堑挖方858.5.4 路基填筑858.6 路面工程908.6.1 路面结构908.6.2 路面工程量的计算908.6.3 砂砾垫层918.6.4 水泥稳定基层918.6.5 沥青混凝土面层948.7 桥涵工程99第九章 报价计算1009.1 预算的编制依据1009.2 预算项目的主要组成部分（路线部分）1009.3 编制内容1019.4 基础单价计算102_Toc276139.5 编制说明105第十章 结论106参考文献108谢 辞109附录一附录二附录三109沈阳至营口(尖山子至新城三角地段）二级公路综合设计 第一章 设计任务和沿线自然条件1

7、.1设计任务本毕业设计为沈阳至营口(尖山子至新城三角地段）二级公路的综合设计。（另外包括一个跨径为17m的装配式钢筋混凝土简支T形梁桥的设计）其主要的设计任务有：确定公路等级，选择并确定路线线形；计算平曲线要素；确定路线纵坡、绘制纵断面图；计算竖曲线要素；绘制路线横断面图，计算土石方量，土石方调配；设计路面结构（确定路面结构层和厚度）；路基排水平面设计；桥涵的设计等；其中路线平面设计有方案比选，最后选择为推荐方案，其推荐方案确定为设计时速80km/h，双向2车道，单车道宽度为3.75m，路幅宽度为12m的二级公路。道路全长5018.514m，共设4个交点，交点处圆曲线半径分别为700m、600

8、m、700m、900m。在纵断面设计中，为满足路线平顺性和填挖尽量平衡，纵断全线共设五个竖曲线，其中三个凸曲线，两个凹曲线，竖曲线半径最小值7000m，平纵结合均满足设计规范要求。路线横断设计中，不用考虑最小填土高度（当地实测地下水位埋深一般在711m，路基临界高度中=2.8m，=2.4m 纵断面设计后都满足 使路基处于干燥或中湿状态），路线有填有挖，均满足要设计要求。路基排水设计中，填方超过1.5m且地面线较平缓时不设计边沟，边沟内的水分别通过排水沟排到自然沟渠，没有天然沟渠的在合适位置设置蒸发池。1.2 沿线自然条件 路线所经地区为沈阳至营口尖山子至新城三角地段,所属公路自然区划为区。1.

9、2.1 沿线气候特点 沈阳属于温带季风气候，年平均气温6.2-9.7，自1951年有完整的记录以来，沈阳极端最高气温为38.3(1952年7月18日)，极端最低气温为-32.9（2001年1月15日）；之前沈阳还观测到39.3（1920年）的高温，和-33.1（1950年）的低温。全年降水量600-800毫米，1951年至2010年市区年平均降水量716.2毫米, 全年无霜期155-180天。受季风影响，降水集中在夏季，温差较大，四季分明。 冬寒时间较长，达近六个月，降雪较少，最大降雪为2007年3月4日47.0毫米的特大暴雪；夏季时间较短，多雨，1973年8月21日曾下过215.5毫米的大暴

10、雨。春秋两季气温变化迅速，持续时间短：春季多风，秋季晴朗。 营口属暖温带大陆性季风气候，主要特点是：气候温和，四季分明，雨热同季，降水适中，光照充足，气候条件优越。春季（35月）多大风天气，气候干燥少雨；夏季（68月）降水集中，气温较高；秋季（911月）天高气爽，气候宜人；冬季（122月）寒冷干燥。全区年降水量492602毫米。全区日照时数26022739小时，大部稍多，局部稍少，日照百分率为5962%。 本设计路段属暖温带大陆季风气候区，四季分明，雨热同季，气候温和，平均气温7.310.3，无霜期160天，平均降水量400550毫米。1.2.2 地形地质概况 路线段为平原微丘区，地势平坦，路

11、线后段略有起伏。土质为黏性粉土。地下水位埋深平原区一般为7至8米，微丘区8至11米。1.2.3 沿线自然资源 沈阳作为中国重要的工业城市，地下蕴藏着丰富的煤、石油、天然气、铁矿等自然资源，周边七城市亦有充裕的钢铁、煤炭、化纤、粮食等资源，加之雄厚的工业基础，综合配套能力很强。沈阳有大型煤田2处，探明总储存量18亿吨。沈阳探明石油储量3亿吨，已打出3口油井，日产原油千吨以上。沈阳铁矿储量2500万吨。此外，还有铝、花岗岩、粘土等矿产资源，可供建设和开展综合利用。 营口矿产资源丰富。拥有32种矿产品，菱镁矿为世界四大镁矿之一，素有“华夏镁都”之称。中国镁都大石桥位于市区东部是营口所辖的县级市。滑石

12、、硼石、钾钠长石、硅石和金矿石贮量在中国位居前列。营口盐生产已有270年历史，百里盐田年产海盐80万吨，营口生产的食用盐在清朝已成为贡品。营口是全国优质稻米生产基地。年产水稻40万吨，营口大米畅销海内外，在清朝已成为贡米。1.3 路线建设的意义 本毕业设计任务位于辽宁省西南部，辽河三角洲中心地带，北起沈阳，南到营口。西北临大连，东南与丹东相望，全程直线距离166千米。 沈阳，辽宁省省会，中国15个副省级城市之一，中国七大区域中心城市之一，中国特大城市，东北地区最大的国际大都市，东北地区政治，金融，文化，交通，信息和旅游中心。同时也是我国最重要的重工业基地之一，被誉为共和国长子，素有“东方鲁尔”

13、的美誉”。 营口一市两港，辽河老港于1864年对外开埠，成为中国东北第一个对外开埠的口岸。1984年兴建的鲅鱼圈新港是全天候深水海港，不淤不冻，四季通航。营口港已与40多个国家和地区的140多个港口建立海运业务，年吞吐量突破2亿2500万吨，成为中国东北第二大港、中国第十大港。营口海运畅通，成为东北腹地最近的出海口。近期新建仙人岛新港，届时营口将成为拥有三个港口的城市。首先，公路运输快速机动灵活、可实现门到门户直达运输，这条公路的兴建，将加速沈阳营口地区的原材料和产品的流通，避免中转重复装卸，使货物运输缩短距离，资金周转加快。特别对于贵重物品，易碎物件，要求保鲜的货物运输，本新建公路将更发挥优

14、势。其次，将加强两城市之间关系，加快形成东北联合经济带。由于营口地区有着丰富的港口资源，又是东北腹地最近的出海口，这条公路的兴建对于辽宁本地产业与外地和国际的交流有着极大的意义。本公路的修建，将拓宽和纵向发展城市工业与原材料基地间的横向联合，带动了两城市的综合发展。 第二章 路线设计2.1 平原微丘区选线原则2.1.1平原微丘的地貌特点平原地形指一般平原、山间盆地、高原等地形平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3以内；微丘地形指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20以下，相对高差在100m以下，设线一般不受地形限制；对于河湾顺适、地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷地形，河床坡度大都在5以下，沿河设线

15、一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏，也属平原微丘地形。 平原地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增厂了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之

16、间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。 结合上述，本路线段所处地形确定为平原微丘区，地面前段较为平坦，后段略有起伏。路线选择也应按平原微丘的选线要求进行布设。2.1.2路线布置的原则及依据一平原地区公路选线应符合以下原则：1. 路线基本走向的选择，是根据指定的路线总方向和公路等级，及其在公路网中作用，适合铁道、航空、管道的布设和城镇、工矿企业、资源状况以及水文、气象、地质、地形等自然条件，由面到带，从现有可能的路线方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优

17、秀路线方案。2. 在工程量增加不大的情况下，尽量采用较高的线形指标，路线设计在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省，收效快、前景好，并有利于施工和养护。3. 路线应注意与农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田，经济物田或穿过经济林园等。4. 通过名胜、风景、古迹地区的公路，注意与周围环境，自然景观相协调，并适当照顾美观，严禁损坏重要历史文物。5. 路线定向时应综合考虑出处理好路与桥的关系。6. 选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对公路工程的影响，对于滑坡、坍塌、泥石流、软土、泥沼等严重不良地质地段应设法绕避或选择最适合位置穿越。二公

18、路选线的依据(1)公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，设计任务书等，它们是路线设计不可缺少的资料。(2)实测和预测交通量。(3)地形图用于路线的方案的选择。(4)由学校及指导老师下发的设计任务书是对道路设计的要求，在路线设计时要能充分满足这些要求。2.1.3 平原微丘区路线布设要点1、处理好路线与桥位的关系。a. 大、中桥位常常是路线的控制点，但原则上应服从路线总方向，并满足桥头引线的要求，应注意防止两种偏向：一种是单纯强调桥位造成路线过多迁绕，或过份强调正交桥位，出现桥头急转弯影响行车安全；另一种只顾线形顺直，不顾桥位，造成桥位，造成桥位不合适或斜交过大，增加建桥困难。b. 小桥涵位置应服

19、从路线走向，但遇到斜交过大或沟河过于弯曲的情况可采取改河道。2、合理考虑路线与城镇的联系：a.高等级公路尽量避免穿越城镇，工矿区及较密集的居民点，但路线亦不能离开太远年，应做到靠村不进村，利民不扰民。既方便运输又保证安全。b.路线应尽量避开重要的电力、电讯设施，并尽量不拆或少拆各种设施。3、尽量靠近建筑材料的产地。4、注意土壤水文条件。该地区土质水文条件较好，横纵断面设计后，路基高度都满足路基临界高度要求5、正确处理新、旧路的关系。该路线设计做到了与一条原有的等内道路平面上垂直相交，且高程在相同点上。6、正确处理道路与农业的关系：a. 尽量做到少占农田和不占高产田，既不能片面追求线形占用大片良

20、田，也不应该片面强调不占某块田，使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。b. 路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方一侧或尾部，路线必须跨越水塘时，可考虑设水塘的一侧，并拓宽水塘取土填筑路堤，使水塘面积不致缩小。c. 当路线靠近河边低洼村庄或田地通过时，应争取靠河岸布线，利用公路的防护段设施，兼作保护田地之用。2.1.4 平面线形设计的一般原则a. 平曲线型应直捷、连续、均衡、并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。b. 各级公路不论转角大小均敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径。公路转角过小时，应设法调整平面线型，当转角小于时，则必须设置足够长的曲线

21、。c. 两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得已短直线相连，否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线或运用回旋线组合成卵形、复合形等曲线。d. 两反向曲线间夹直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线为宜，否则应调整线形或运用回旋线而组合成S型曲线。2.2 平面选线设计2.2.1 公路等级的确定 交通量是单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目），根据对尖山子至新城地段当地近期交通量调查，见表2-1 表2-1 设计路段交通量表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尼桑CK10G39.25761双轮组02552黄河JN162A6

22、2.68116.221双轮组03653江淮HF15045.1101.51双轮组06584日野ZM440601001单轮组0351各种车型的折减系数详见（表2-2）表2-2 折减系数表车型折减系数小客车1.0中型车1.5拖挂车3.0大型车2.0根据公路路线设计规范：高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1500055000辆，专供汽车分向、分道高速行驶并根据需要控制出入的公路。二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量5000150

23、00辆，专供汽车行驶的公路。交通量计算：设计交通量计算公式：-设计年平均日交通量（辆/日）-起始年平均日交通量（辆/日）-年平均增长率（%）n-预测年限设计年限15年，交通量增长率5%。规范要求交通量应按15 年预测设计。 =3512+3562+2552+6582=3168辆 =3168（1+0.05）14=30651.98=6272辆/日 依据公路工程技术标准（JTGB012006）从所得的设计年平均交通量可知，本段公路可设计成双向二车道的二级公路。2.3 设计行车速度的确定 各级公路设计速度应根据公路的功能、等级、交通量，并结合沿线地形、地质等状况，经论证确定。二级公路作为干线公路时，设计

24、速度宜采用80km/h。二级公路作为集散公路时，混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段，设计速度宜采用60km/h。二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证该路段的设计速度可采用40km/h。 结合本段路线实地地形和地质确定本段二级公路设计时速采用80km/h。2.3.1二级公路的主要技术指标二级公路主要经济技术指标 见表2-3设计车速80km/h平曲线一般最小半径400m极限最小半径250m缓和曲线长一般值100m最小值70m不设超高的最小半径路拱2%2500m路拱2%3350m竖曲线最小坡长200m最大纵坡5%凸曲线一般最小半径4500m极限最小半径3000m凹曲线一般最小半径3

25、000m极限最小半径2000m最大直线长度1600m同向曲线间的直线最小长度480m反向曲线间的直线最小长度160m 表2-3主要经济技术指标表2.4 选线设计2.4.1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、比选的基础上，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林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意

26、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。（7）选线应综合考虑路与桥的关系。2.4.2 选线的步骤和方法 （1） 选线 道路选线的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布置下来。（2） 全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。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

27、的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。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、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的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线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。（3） 逐段安排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，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。（4）具体定线在逐点安排的

28、小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、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直协调。2.5平曲线要素值的确定2.5.1 缓和曲线长确定 缓和曲线最小长度 1.旅客感觉舒适的计算公式为： （m） -我过一般控制在（0.50.6）m/内 本次取0.55 2.超高渐变率适中的计算公式为： （m） 3.行驶时间不过短的计算公式为： （m） 本路段设计的曲线半径分别：700m、600m、700m、900m 当R=700时： m m m

29、并结合规范该圆曲线段缓和曲线长取160m同理可求得并确定：本路段设计的缓和曲线长：160m、160m、100m、150m2.5.2 带有缓和曲线的平曲线计算公式 有缓和曲线的圆曲线要素计算公式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： 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8式中: 总切线长，（m）；总曲线长，（m）； 外距，（m）；校正数，（m）；主曲线半径,（m）；路线转角，（）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（）；缓和曲线切线增值，（m）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（m）；缓和曲线长度，（m）；圆曲线长

30、度，（m）。2.主点桩号计算 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-142.5.3 路线曲线要素计算1.本设计路段主要设计资料如下： 全长：5018.514米交点个数：4个交点桩号：K0+700.564，K1+744.886，K2+638.005，K3+847.624 曲线半径：700米、600米、700米、900米缓和曲线长：160米、160米、100米、150米 2、曲线要素 图2-1 平曲线要素图JD1：K0+700.564 =，=160m 则曲线要素计算如下： =1602/(24700)-1604/(23847003) =1.522m=160/2-1603/（240700

31、2）=79.965m =160180/(27003.14)= 6.551=(700+1.522)tan(/2)+79.965=320.762m=7003.14/+160=622.906m =622.906-2160=302.906 m =(700+1.522)sec（/2）-700=41.699m=2320.762-622.906=18.617m主点里程桩号计算：JD1：K0+700.564 交点校核无误。JD2：K1+744.886 =，=160m 则曲线要素计算如下： =1602/(24600)-1604/(23846003) =1.776m=160/2-1603/（2406002）=79

32、.952m =160180/(26003.14)= 7.64=(600+1.776)tan(/2)+79.952=337.659m=6003.14/+160=645.537m =645.537-2160=325.537m=(600+1.776)sec（/2）-600=54.636m =2337.654-645.537=29.781m主点里程桩号计算：JD2： K1+744.886 交点校核无误。JD3：K2+638.005 =，=100m 则曲线要素计算如下： =1002/(24700)-1004/(23847003) =0.595m=100/2-1003/（2407002）=49.99m =

33、100180/(27003.14)= 4.09=(700+0.595)tan(/2)+49.99=190.162m=7003.14/+100=376.453m =376.453-2100=176.453m=(700+0.595)sec（/2）-700=14.48m=2190.162-376.453=3.871m主点里程桩号计算：JD3：K2+638.005 交点校核无误。JD4：K3+847.624 =，=150m 则曲线要素计算如下： =1502/(24900)-1504/(23849003) =1.039m=150/2-1503/（2409002）=74.98m =150180/(2900

34、3.14)= 4.77=(900+1.039)tan(/2)+74.98=239.809m=9003.14/+150=475.670m =475.670-2150=175.670m=(900+1.039)sec（/2）-900=15.993m=2239.8-475.670=3.93m主点里程桩号计算：JD4：K3+847.624 交点校核无误。经过计算和验算，平曲线设计完成。2.6方案比选公路路线的选定，是根据其性质、任务和技术等级及起讫点和控制点（即必须通过或应避开的城镇、工矿、企业、特殊大桥桥位等），选出一条在技术上、经济上合理的路线方案。路线方案的选定，是路线测设的首要问题，方案是否合理

35、，不但关系到道路建设的投资和运输效益，还与国家的政治、经济和国防有很大的关系，因此，首要任务是要全力以赴解决好路线方案。选线者应按路线区域内工农业发展情况及其远景规划，并根据地形、地质、地貌、水文和气候等条件，必要时还要结合军事需要，慎重研究，反复比较，来确定路线的走向和布局，选出一条技术经济适用合理的路线方案。本次设计的路线设计中有三条路线走向可以选择，有三套可行的设计方案。各方案主要指标的比较如表2-3所示。表2-3 尖山子至新城三角地段二级公路各方案的主要指标指标单位第一方案第二方案通过村庄个00路线长度m5018.5145011.615最大填方m3.752.83最大挖方m3.173.2

36、8工程量挖土方7510375207填土方2662930301小桥座11涵洞道97曲线最小半径m600250造价元13321456.315721442.32比较结果推荐方案 在两方案比选中，虽然第二方案路线比较短，且沿线所设的涵洞工程的数量比第一个方案要少，但第二方案的总体填挖方量比第一个方案大，导致工程量比第一方案大，在同一路面等级结构大致相同的情况下也因而导致造价相应比第一方案高，且在第二方案的路线中由于地形影响，存在两个设置最小半径的圆曲线，出于对道路行车舒适性和成本等方面的综合考虑，最后选取第一个方案为推荐方案。第三章 纵断面设计3.1 纵断面设计概述纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动

37、力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，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。纵断面的设计线性是由直线和竖曲线组成的。在直线的坡度转折出为平顺过渡要设置竖曲线，竖曲线分为凹曲线和凸曲线。3.2 纵断面设计的原则（1） 纵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） 纵坡均匀平顺、起伏和缓、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

38、，即所谓的“平包竖”（6） 平、纵线形的技术指标大小应均衡。（7） 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。（8） 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。3.3 二级路纵断面设计指标 平原微丘区二级公路纵断面设计应该满足的技术指标如表3-1 设计车速80km/h最大纵坡5%最大合成坡度9%凸形竖曲线一般值4500m最小值3000m凹形竖曲线一般值3000m最小值2000m最小坡长一般值250m最小值200最大坡长5%坡度1100m4%坡度900m3%坡度700m 表3-1 二级公路纵断面主要技术指标表 另外，为了有利于路面排水和边沟排水，一般情况下，以采用

39、不小于0.3%纵坡为宜。3.4 纵断面设计方法 （1） 准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，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） 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。（3） 试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面

40、起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，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线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。（4） 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。（5） 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，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，若有问题应调整。（6） 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。坡度值最小要求取到0.3以满足排水要求，变坡点一般要调整到1

41、0m的整桩号上。（7） 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，计算竖曲线要素。 （8） 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。3.4.1道路平纵线形组合设计 1.应能在视觉上自然诱导司机的视线，并保证视觉的连续性。 2.平纵线形技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。 3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 4.竖曲线重合，且平曲线应比竖曲线长，“平包纵”，对于一级公路带缓和段的平曲线与竖曲线组合时，竖曲线的起点和终点应落在缓和曲线段上。5.坡度的控制应与线形组合设计相结合，有条件的，一般最大合成坡度不小于10%，应避免急弯与陡

42、坡相重合的线形。3.5 竖曲线计算3.5.1路线概况 本段二级公路设计全长5018.514m，全线共设五个竖曲线，由三个凸曲线和两个凹曲线组成。 变坡点桩号：K0+190、K2+270、K2+980、K3+840、K4+510 纵坡坡度：0.96%、-0.33%、0.51%、3.52% 、-2.89%、-3.524% 竖曲线半径：12000m、20000m、8000m、7000m、30000m3.5.2竖曲线计算公式 竖曲线要素的计算公式汇总如下： 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5式中： 坡度差; 竖曲线半径(m)； 切线长(m)； 竖曲线长(m)； 外距(m)； 竖曲线上任意一点到曲线

43、起点或终点的水平距离，l0,T,m；竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差(m)，也称为修正值或竖距。3.5.3 竖曲线计算 变坡点1： K0+190已知：=0.96%，=-0.33%，高程为89.104m= =0.00330.0096=0.00630为凸曲线，设半径12000m，曲线要素计算如下：L=R=120000.0063=75.6mT=L/2=75.6/2=37.8mE=/2R=1428.84/(212000)=0.059m则竖曲线起点桩号= K0+190T=K0+152.2竖曲线终点桩号= K0+190+T=K0+227.8竖曲线起点高程=89.10437.80.0096=88.74m竖

44、曲线终点高程=89.104-37.80.0033=88.97m经校核无误； 变坡点2： K2+270已知：=-0.33%，=0.51%，高程为82.240m= =0.0051+0.0033=0.00840为凹曲线，设半径20000m，曲线要素计算如下：L=R=200000.0084=168mT=L/2=168/2=84mE=/2R=7056/(220000)=0.1764m则竖曲线起点桩号= K2+270T=K2+186竖曲线终点桩号= K2+270+T=K2+354竖曲线起点高程=82.240+840.0033=82.517m竖曲线终点高程=82.240+840.0051=82.668m经校

45、核无误； 变坡点3： K3+840已知：=0.51%，=3.52%，高程为85.861m= =0.0352-0.0051=0.03010为凹曲线，设半径8000m，曲线要素计算如下：L=R=80000.0301=240.8mT=L/2=240.8/2=120.4mE=/2R=7056/(28000)=0.906m则竖曲线起点桩号= K3+840T=K3+719.6竖曲线终点桩号= K3+840+T=K3+960.4竖曲线起点高程=85.861-120.40.0051=85.247m竖曲线终点高程=85.861+120.40.0352=90.099m经校核无误；第四章 横断面设计4.1 横断面定

46、义 道路的横断面，是指中线上个点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计包括行车道，路肩，分隔带，边沟边坡等等。4.2 横断面的组成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等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，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。纵断面的设计线性是由直线和竖曲线组成的。在直线的坡度转折出为平顺过渡要设置竖曲线，竖曲线分为凹曲线和凸曲线。此二级公路横断面由行车道、土路肩、硬路肩、边沟、边坡等部分组成。4.3 横断面设计的原则（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

47、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、有高填深挖的边坡，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，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及

48、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。4.3.1路基宽度的确定根据第二章确定此公路为两车道的二级公路，则由公路工程技术标准（JTG B012006）规定，本段二级公路路面宽为7.5m，两侧土路肩宽1.5m,两侧硬路肩宽为3m,路基宽12m。4.3.2 横坡的确定1 路拱坡度根据规范，为有利于路面的排水，路面应设置一定的横向坡度，对于不同路面规定不同范围的横坡限制：沥青混凝土路面：1.02.0%水泥混凝土路面：1.02.0%本段二级公路的路面为沥青混凝土路面，选用的路拱横坡坡度为2%。2 路肩坡度 本设计的路肩有两种，一种为宽度为1.5m的硬路肩，路拱横坡与行

49、车道一样，取2%，另一种为宽度为0.75m的土路肩，为了排水更加顺畅，采用3%的横坡坡度。4.3.3 平曲线加宽计算汽车在平曲线上行驶时，因为每一车轮沿着各自独立的轨迹运动，汽车在弯道上占据的宽度比直线段大，为保证汽车在弯道上行驶与直线上行驶具有同样的富余宽度，圆曲线路段的路面必须加宽。公路路线设计规范规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m时，由于加宽值较小，故可不设加宽。本段二级公路设计时各平曲线半径均大于250m，所以不设加宽。4.4 超高的确定及过渡方法4.4.1 超高及超高缓和段1、超高为迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定横向坡度的路拱形式，这样

50、在圆曲线路段的弯道上，当汽车沿着双向横坡的外侧车道行驶时，由于车重的平行路面分力与离心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲线外侧，将影响行车的横向稳定。圆曲线半径愈小，对汽车行驶的横向稳定影响愈大，故在弯道设计中，为了能像在路面内侧车道行驶时那样用车重的平行路面分力抵消一部分横向力，以保证行车的横向稳定，可将外侧车道升高，构成与内侧车道倾斜方向相同具有一定横向坡度的单坡横断面，这样的设置称为超高，其单坡横断面的横方向坡度叫做超高横坡度，简称超高度。公路路线设计规范（JTG D20-2006）规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车厢组成情况确定。二级公路的最大超高

51、值为8%。 超高值的计算公式：h= 4-1 h 超高横坡度； 横向力系数； 行车速度（km/h）； 圆曲线半径（m）。 计算h时，速度v应采用实际行驶速度，约为设计速度的70%90%,本段路采用设计时速的75%，即75%80km/h=60km/h设计速度为80km/h时，与R的关系式为： 当计算出的最小超高值小于路拱横坡时，取；当计算出来的超高值大于最大超高时，取。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，一般公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。（1） 超高过渡方式本设计的公路是无中间带的平原微丘区

52、二级公路，故过渡方式采用：超高横坡度等于路拱坡度时，将外侧车道绕路中线旋转，直至超高横坡值。超高横坡度大于路拱坡度时，有以下三种过渡方式：a绕内侧车道边缘旋转b绕路中线旋转c绕外侧车道边缘旋转本段公路设计采用：b绕路中线旋转 （2） 超高过渡段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高过渡段必须加以控制，双车道公路最小超高过渡段长度按下式进行计算： 4-2 式中：最小超高过渡长度（m）； 旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度（m），当绕内边线旋转时，；当绕中线旋转时，为行车道宽度；超高坡度与路拱坡度代数差（%），当绕内边线旋转时，；当中线旋转时，为路拱横坡度，为超高值； 超高渐变率，

53、即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对坡度，其最大值如表4-1所示。表4-1 最大超高渐变率设计速度（km/h）超高旋转轴位置设计速度（km/h）超高旋转轴位置中线内边线中线内边线1201/2501/200401/1501/1001001/2251/175301/1251/75801/2001/150201/1001/50601/1751/125 注：超高过渡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。一般在确定缓和曲线长度时，已考虑了超高过渡所需的最短长度，故应该取超高过渡段长度与缓和曲线长度相等。4.4.2超高值的计算 本设计的公路为无中间带的平原微丘区

54、二级公路，所以采用绕中线旋转方式超高。在圆曲线段上设置超高后，道路中线和内、外侧边线与设计标高之差h，应给予计算并列于“路基设计表”中，以便于施工。表4-2所示绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式。 表4-2 绕中线旋转超高值计算公式超高位置计算公式圆曲线上 外缘 中线 内缘表4-2中：B-路面宽度；-路肩宽度；-路拱横坡坡度；-路肩横坡坡度；-超高横坡坡度（超高值）；-路基外缘最大抬高值；-路中线最大抬高值；-路基内缘最大降低值；b-圆曲线加宽值0；以上长度单位均为m。以下为本设计中的三个超高算例摘录： 例1取交点1处的圆曲线曲中点桩号K0+691.255，R=700m本段路采用设计时速的75

55、%，即75%80km/h=60km/h=3600/（127700）0.03864=0.001854=0.02 取：=0.02 则；圆曲线上外缘： 中线：内缘：例2取交点2处的圆曲线曲中点桩号K1+729.998，R=600m本段路采用设计时速的75%，即75%80km/h=60km/h=3600/（127600）0.0418=0.0054=0.02 取：=0.02 则；圆曲线上外缘： 中线：内缘：例3取交点3处的圆曲线曲中点桩号，K2+636.069：R=700m本段路采用设计时速的75%，即75%80km/h=60km/h=3600/（127700）0.03864=0.001854=0.02 取：=0.02 则；圆