某二级公路AF段施工图设计毕业设计说明书

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1、 1 绪论 1.1 工程概况1.1.1 概述此次我的毕业设计题目是某二级公路AF段施工图设计，该路段全长2707.934m，路线按平原微丘区二级公路，路基宽12m，设计阶段为一阶段施工图设计，设计车速80km/h，线路起点高程256.3 m，终点高程226.9 m，高差29.4 m。全路段设三个平曲线，平曲线最小半径300 m，最大纵坡3.459%，凹竖曲线最小半径8000 m，凸形竖曲线最小半径12000 m。设计的主要内容是完成在指定的起终点之间的新建公路设计，在设计中，我严格按照我国颁布的公路工程技术标准、规范、准则来进行设计，并且参考了一些文献，运用所学知识努力完成设计。1.1.2 设

2、计原始资料 (1)一张地形图及电子图 (2)交通量:交通量年增长率为8%，近期交通量如表1.1所示。表1.1 交通量表车型交通量(辆/昼夜)车型交通量(辆/昼夜)三菱FR415300江淮HF150465东风SP9135B387江淮HF140A455五十铃NPR595G320五十铃EXR181L529轴重 20KN汽车780东风M340566(3)沿线自然情况某公路东南起丹东市古城镇，西北止于本溪市南芬。自然地理条件：设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏较大，地表植被为草地、树林，间有水塘、河流。 沿线所出自然区划为II2a区，属东部温润季冻区，该地区路面结构突出的问题是防止翻浆和冻胀。翻浆的

3、轻重程度取决于路基的潮湿状态，可根据不同的路基潮湿状态采取措施。该区采用稳定土已取得一定的经验。沿线地层为粉性土、砂类土及砂砾石，山地较强烈隆起。一般填方路段，中塑性粘土及高塑性粘土深5m，地下水位在地面线以下1.5m处；一般挖方路段，路表土为塑性粘土深2m，风化砂深5m，以下为砂岩。(4)材料供应沿线附近可采集到砂、碎石、片石、块石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、粉煤灰等主要材料可根据计划需要供应。(5)有关资料由指导老师给定（如起、终点位置、等级、设计车速、交通量等）。1.2 设计任务1.2.1 毕业设计的指导思想及任务依据 根据鲁东大学土木工程学院下达的毕业设计任务书, 要求进行一阶段施

4、工图设计，并按照有关规范、标准完成路线线形设计、结构设计、土石方计算、并编制说明书。1.2.2 设计任务及内容完成在指定的起、终点(共2707.934m)的公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按公路等级二级公路,设计车速80km/h进行设计.设计后应提交的设计文件：1)说明书；2)设计图：(1)路线平面图（比例1:2000）(2)路线纵断面图（比例 纵向1:200，横向1:2000）(3)路基横断面设计图 （1km，比例 1:400）(4)路基标准横断面图(5)路面结构图(6)涵洞设计图（一道）(7)平面交叉设计示意图3)设计表格：(1)主要经济技术指标表(2)直线、曲线及转角表(全线)

5、 (3)路线逐桩坐标表(4)路基设计表(1km)(5)路基土石方数量表(1km)(6)路基超高加宽表(1km)(7)每公里土石方数量汇总表(8)桥涵位置表(9)平面交叉设置表(10)路面工程数量表 本设计共分五个阶段：(1)路线设计：绘制路线平面图，进行路线纵断面设计。(2)路基设计：路基横断面设计及土石方计算，路基排水设计。(3)路面设计：沥青混凝土路面设计。(4)平面交叉设计：路段进行平面交叉设计。(5)涵洞设计：完成一座涵洞设计。1.3 主要技术标准设计速度：80km/h的二级公路设计标准由公路路线设计规范3 查得，现列表如下：表1.2 主要设计标准规范标准二级公路设计速度（km/h）8

6、0路基宽度（m）一般值12最小值10车道宽度（m）3.75路肩宽度（m）右侧硬路肩一般值1.50最小值0.75土路肩一般值0.75最小值0.50圆曲线最小半径（m）一般值400极限值250最大纵坡（）5最小坡长（m）200最大坡长（m）3110049005700竖曲线最小半径（m）凸形一般值4500极限值3000凹形一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）70停车视距（m）160会车视距（m）不小于320超车视距（m）3501.4 主要设计指标(1)公路等级：二级公路(2)设计速度：80km/h(3)采用沥青混凝土路面。(4)道路的使用性质和交通量：交通量年平均增长率为8%，算知道设计

7、基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为930.73万次，属于重交通等级。(5)路线设计起始点及设计高程：起点桩号：K0+000.000 设计高程：256.3m终点桩号：K2+707.934 设计高程：226.9m2 平面设计2.1 设计原则选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，美观舒适，又能符合使用要求的道路中心线的工作。它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面因素。为达此目的，选线必须由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，才能定出合理的路线来。在路线设计过程中应妥善考虑到远期与近期，整体与局部的关系。结合地形、地质、水

8、文、建筑材料等自然条件，同时对平、纵、横三方面进行终合考虑，协调一致，使平面线形与纵面线形的组合满足汽车动力性能的要求并充分考虑、驾驶员在视觉、心理方面的要求，保持线形在视觉上的联系和心里的协调，同时注意与公路周围环境的配合，并根据公路的使用任务、性质合理利用地形。选择线形在保证平、纵、横设计“合理又合法”的原则下作到平面顺适、纵坡均衡、横面合理，逐步实行标准。2.1.1 平原微丘地形(1)平原，地形平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3度以内。(2)微丘地形指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20度以下，相对高差在100m以下。设线一般不受地形限制。(3)河湾顺适，地形开阔且有连续的宽缓台地的河

9、谷地形。河床坡度大部分在5度以下，地面自然坡度在20度以下。沿河设线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏。2.1.2 平面选线选线基本原则10(1)在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入细致的研究，再多方案论证，比选的基础上，选定最优设计方案。(2)路线设计应在保证行车安全，舒适，迅速的前提下，做到工程量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于养护。(3)选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，少拆房屋，并应尽量不占高产田，经济作物田或穿过经济林园等。(4)路线在政治、经济、国防或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放，综合利用等重要方针的体现。(5)路线在铁路、

10、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。(6)沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；要求的路线技术等级与实际可能达到的技术标准及其对路线使用任务、性质的影响；路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对营运、施工、养护等方面的影响。(7)其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。2.2 设计总要求选线工作要根据使用任务和性质，综合考虑沿线国民经济发展状况和远景规划，正确处理好近期和远期的关系，使路线在整个公路网中发挥较好的作用。应注意贯彻工程经济与营

11、运经济相结合的原则。干线应尽量避开穿过城镇，较密集的居民点等，可采用修支线的方法予以连接。要注意少占耕地、少拆房屋、方便群众，不损坏历史文物。2.2.1 设计要点(1)路线起点除必须符合公路网规划要求外，对起终点前后一定长度范围内必须做出按路线方按和近期实施的具体设计。(2)视觉良好，路线平、纵、横各组成部分空间充裕。(3)线形流畅，景观协调，行车安全，舒适，应使驾驶者在视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能急时采取安全措施。2.2.2 平面路线布设的原则和具体方法公路平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线组成。直线应根据路线所处的地形、地物、地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。但是直

12、线的最大长度应有所限制，应结合具体情况采取相应的技术措施。不论转角大小均应设置圆曲线，当不得已而设置小于7度的转角时则必须设置足够长的曲线，当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设超高，并且用超高缓和段连接。缓和曲线长度还应大于超高过渡段的长度。超高的横坡度按公路等级、计算行车速度，圆曲线半径，路面类型，自然条件和车辆组成等情况确定。一般公路圆曲线应综合考虑设计原则，本段共设3个圆曲线。表2.1 平曲线设置表序号交点桩号转角值（）半径（m）缓和曲线长度（m）JD1K0+358.823右555602.8300100JD2K1+097.540左240822950120JD3K1+661.509右3

13、20541.68931002.3 平曲线设计2.3.1 设计的考虑因素：1)同向、反向曲线间的直线要满足最长和最短长度的要求；2)在圆曲线半径和缓和曲线长度的选择时我主要考虑了以下几个因素：(1)严格按照平面线型设计标准，选圆曲线半径时尽量选择比一般最小半径大的半径；(2)全线的圆曲线半径尽量避免突变；(3)在地形受限制地段作考虑：小偏角时用曲线长控制；大偏角及弯道内侧有地形、地物限制时，用外距控制；陡坡急弯段用合成纵坡控制；当涵位在曲线上时，用曲线上任意点控制；(4)注意小偏角采用大半径。3)设计曲线时主要考虑了以下几个因素：(1)超高渐变率（满足排水要求）；(2)线形缓和，使离心率的变化在

14、一定范围内；(3)给驾驶员留足够的操作时间；(4)与圆曲线的组合（尽量使Ls:Ly:Ls在1:1:1与1:2:1之间，同时尽量使A的值在R/3R之间）。2.3.2 平曲线计算交点转角及间距等计算：根据各交点坐标值，计算交点间的方位角、路线的转角、以及交点间距。路线与X轴的夹角：路线的方位角：象限：= 象限：=-象限：=+ 象限：=2-交点间距：计算路线的转角： 当为正时为右转，为负时为左转。例：QD（527196.000，486875.000）、JD1（527007.5536，487180.3558）1 =581911对于实地定线来说，平曲线设计的主要工作是曲线要素的计算。2.3.3平曲线要素

15、的计算范例 曲线敷设及桩号计算：(1)平曲线要素的计算公式： (m) （2.1） (m ) （2.2） （2.3） (m) （2.4） (m) （2.5） (m) （2.6） （2.7）(2) 计算示例 在我设计的整条线路中，只采用了三个基本型曲线（JD1、JD2 、JD3），基本型的计算步骤为（以JD1为例）：JD1： 要素计算=49.537 =1.389 =209.566=392.873 192.873=41.240=26.259 计算曲线五个主点里程桩号JD1 K0+358.823-)T 209.566ZH K0+149.257+)LS 100HY K0+249.257+)(L-LS)

16、292.873HZ K0+542.130-)LS 100YH K0+442.130-)(L/2-LS) 96.437QZ K0+345.693+)J/2 13.130JD1 K0+358.823 根据此计算过程，将计算结果填入表2.2，并作为绘制平面图的依据。表2.2 直线、曲线及转角一览表交点号交点位置偏 角 ( )曲 线 要 素 值 (m)切线长度半 径回旋线参数曲线长度曲线总长外 距T1T2R1RyR2A1A2Ls1LyLs2QD桩k0+000 N527196.000E486875.000JD1桩K0+358.823右555602.8209.566209.566 450 173.2051

17、73.205100192.870100392.87041.238N527007.556E487180.356JD2桩K1+097.540左240822263.264263.264523.91337.639337.639120280.247120520.24722.121N526242.407E487212.232JD3桩K1+661.509右320541.6306.986306.986350298.827298.827100 100600.21236.693N525732.181E487466.900终点桩K2+707.934 N524677.000E487364.0002.3.4 中桩敷设在

18、直线段上和曲线上中桩桩距一般为20m。另外，必须标明的中桩包括起终点桩、公里桩、百米桩、平曲线控制桩以及地形、地物加桩。2.4 超高设计当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。超高的横坡度根据公路等级、行车速度、平曲线半径，并结合路面类型、气候条件和车辆组成等条件确定。根据现行公路路线设计规范3规定，平曲线半径等于或小于250m时，公路曲线部分的路面根据圆曲线的半径，交通组成等情况设置相应的加宽。由于本设计路段的曲线半径大于250m，所以不设置加宽。圆曲线半径小于不设超高最小半径（2500m），应设置超高。由规范可查得，其超高横坡度为6%。在确定超高值时应注意以下几点：(1)

19、高速公路、一级公路的超高横坡不应大于10%，其他各级公路不大于8%；(2)在积雪、冰冻地区，最大超高不超过6%；(3)各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值。由于二级公路不设超高最小半径为2500m，因此本设计路段内的两个曲线需设置超高，设计超高方式采用绕路中线旋转。3 路线纵断面设计3.1 纵断面设计的原则及方法3.1.1 纵断面的设计原则(1)纵断面线形与地形相结合,视觉成视觉连续,平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏；(2)应避免出现能看见近处而看不见远处的凹处线形； (3)在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡； (4)原微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形

20、而起伏过大；(5)行车速度60km/h公路必须注重平纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求；(6)平纵配合的视觉应在视觉是能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性；(7)平纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调；(8)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线略大于竖曲线；(9)平纵面线形组合视觉应注意线形与自然环境和景观的配合与协调；(10)在直线段内不能插入短的竖曲线。3.1.2 二级公路纵断面设计的总原则纵断面的设计标准规定如下： (1)由公路路线设计规范2知二级公路的最大纵坡5%，最小坡长200m，缓和坡段纵坡应不大于3%，最

21、大容许合成坡度为9%，连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%，凸形竖曲线最小半径4500m，极限最小半径3000m，凹形竖曲线最小半径2000m，极限最小半径3000m，竖曲线最小长度70m。全线共设纵断面变坡点3个，其中凸形曲线1个，半径为12000m，凹形曲线2个，半径分别为8000m和50000m。最大纵坡为3.4589%。最大坡长、最小坡长以及合成纵坡均符合标准。路堑以及横向排水不畅的路段采用不小于0.3%的纵坡，当采用平坡（0%）或小于0.5%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。(2)二级公路最小坡长为200m(3)坡长限制：纵坡坡度3%，最大坡长不大于1100m。纵坡坡度

22、4%，最大坡长不大于900m。纵坡坡度5%，最大坡长不大于700m。(4)满足视觉所需要的竖曲线半径：凸形竖曲线为12000 m，凹形竖曲线为8000m。(5)凸形竖曲线半径一般最小值4500m，凹形竖曲线半径一般最小值3000m。(6)竖曲线最小长度为70m。3.1.3 平、纵线形设计应避免的组合 (1)直线段内不能插入短的竖曲线； (2)小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠； (3)避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短，半径小的凹形竖曲线。3.1.4 纵坡设计的一般要求 (1)满足公路工程技术标准1中有关纵坡的规定要求；综合考虑沿线的地形，地质，气候等情况， (2)纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大

23、和频繁，并应尽量避免标准中的极限值，对一般公路，应注意考虑运输，农业机械等方面的要求； (3)尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程数量。3.1.5 本路段的设计结合以上原则，对路段进行实际设计，本路段最大纵坡坡度为3.4589%，最小纵坡坡度为0.3848%。本路段共设3个变坡点。见表3.1。3.2 纵断面设计计算示例3.2.1设计标高计算公式 （3.1） （3.2）式中： 计算点到变坡点的距离，m； 坡线的纵坡，%；升坡段取正，降坡段取负。3.2.2竖曲线要素的计算公式 （3.3） （3.4） （3.5） （3.6）表3.1 竖曲线表编号桩号高程（m）半径（m）切线长T（m）外距E（m）

24、坡长（m）直坡长（m）1K0+000256.310690567.0392K0+690232.4448000122.9610.945970827.4673K1+660228.7115000019.5720.0041047.9341028.3624K2+707.934226.983式中： 竖曲线半径，m； 竖曲线的曲线长，m； 竖曲线的切线长，m； 竖曲线的外距，m； 两相邻纵坡的代数差，以小数计； 竖曲线上任意点到切线的竖距，m； 竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离，m。3.2.3 竖曲线要素的计算本路段共三个变坡点，以变坡点1为例计算竖曲线的要素，变坡点桩号为K0+690，高程为232.44

25、4m，i1=-3.4589%，i2=-0.3848%，竖曲线半径R=8000m。计算桩号K0+710的高程。各变坡点竖曲线要素计算过程如下：,为凹形L=R=80000.03074=245.928mT=L/2=122.964m=122.964122.964/(28000)=0.9450 设计高程的计算 竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T=（K0+690）-122.964= K0+567.036 竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T=（K0+690）+122.964= K0+812.964 竖曲线起点高程232.444+122.9640.0034589232.869 横距：x=（K0+710）-（K0+69

26、0）=20m 竖距：=0.025 切线高程=232.869-200.0034589=232.800m 设计高程=232.800-0.025=232.775m3.3 纵断面图绘制纵断面上的设计标高采用路基边缘标高，按设计资料给定的中桩高度及对应的里程桩号，绘出路线纵断面地面线。按照上述原则和计算结果，进行纵坡及竖曲线设计。在图上标明坡度和坡长，竖曲线位置及要素，小桥涵位置、类型、跨径，水准点位置及高程。在图框栏里标出直线、平曲线的平面形式。平曲线左转为凹型曲线，右转为凸型曲线。标明平曲线起终点，及圆缓、缓圆、曲中点。路面超高方式的绘制：(1)按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线路面横

27、坡度为零。(2)绘制两侧路面边缘线，用实线绘出路线前进方向和右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线，若路面边缘线高出路中线，则绘于基线上方，反之，绘于下方。(3)标注路拱横坡度：向前进的方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负；计算出超高起点至同坡度起点的长度；连接曲线起点和超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与路拱横坡度相同；连接圆曲线起点与超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与超高横坡度相同。此为由直线进入圆曲线的部分。同理，可绘出从圆曲线到直线的另一部分。完成上述工作后，在图上标明地质概况、地面高程、设计高程、里程桩号。4 路基横断面设计公路横断面设计是根据行车对公路的要求，结合当地的

28、地形、地质、水文等自然条件，来确定横断面的形式、各组成部分的位置及尺寸。4.1 横断面设计时应收集的资料 (1)平曲线的始终点桩号、转角方向及其各桩号的超高值； (2)各桩号的填挖高； (3)路基宽度； (4)路基边坡坡度； (5)边坡的型式和断面尺寸。4.2 路基横断面形状及高度确定的依据(1)本公路等级属平原微丘区二级公路，采用二级路基标准横断面型式，路基宽度12m；(2)本路采用沥青混凝土路面，路拱横坡度采用2.0%。路肩硬路肩宽度为1.5m，横坡与路拱相同为2.0%，土路肩为宽度为0.75m。因土路肩横坡应比路拱横坡大1%2%，本设计采用土路肩横坡3%。超高形式采用绕路中心线旋转，对全

29、线进行路基横断面设计； (3)本地区表层土壤为粉性土，属平原微丘区。地表排水比较通畅，不会形成长期地表积水，填挖高度不大。填方内边坡采用1:1.5，外边坡为1:1，挖方边坡为采用1:0.5-1:0.75； (4)填土高度小于1.0m的矮路堤以及路堑，应设置边沟，边沟为浆砌片石边沟，截面为梯形，底宽为0.6m，深度为0.6m，内侧边坡坡度为1:1，外侧边坡坡度为1:1。边坡纵坡与路线纵坡一致，边沟采用梯形。填方路段采用外运土，在路堤两侧不设取土坑，所以路堤两侧不设护坡道。 (5)边沟：所有挖方路段及低填方路段均设置边沟。其型式有梯形及矩形两种。本路段边沟均为梯形，梯形边沟一般设置在低填方路段，底

30、宽0.6m，沟深0.6m，内侧边坡1:1 ，外侧边坡1:1。边沟沟底纵坡同主线纵坡一致。 4.3 路基横断面图的绘制4.3.1 横断面的设计步骤(1)读取全线横断面地面线； (2)点绘横断面地面线；(3)将横断面的填、挖值及有关资料（如路基宽度、超高等）抄于相应桩号的断面上；据地质调查资料，确定挖、填方坡比及边沟形状和尺寸； (4)绘横断面设计线，又称“戴帽子”； (5)计算横断面面积。横断面面积计算中，填方面积，挖方面积都应分别计算； (6)填土石方工程数量计算表，土石方数量计算采用平均断面法：。4.3.2 横断面图的绘制(1)横断面图按1:400的比例绘制，点绘出横断面地面线；(2)应根据

31、平纵设计的成果，在各桩号的地面横断面上，逐桩号标注其填挖高度，路基宽度和超高值；(3)按土壤地质资料，标出各路段的覆盖层厚度及所用边坡坡度；(4)计算出填挖面积，并分别标于横断面上。4.4 土石方数量计算1)方法:用积距法结合几何图形法算得路基填挖方数量，填挖方分别计算，填方扣除路面结构层厚度，挖方不扣除。得到每个桩号断面的填挖土石方量。根据两桩号里程差及断面面积，按平均断面法算得两桩号间的土石方数量。填挖部分分别计算，算得后填入路基土石方数量计算表计算经济运距，进行土石方远运纵向调配。应尽可能在本桩位内移挖做填，以减少废方和借方。运用经济运距，综合考虑施工方法、运输条件和地形情况等因素。调配

32、土石方应考虑桥涵位置，一般不做跨沟调配。考虑地形情况，不宜往上坡方向调运。运用以上原则，在做完填挖方数量、本桩利用、填缺、挖余后，进行纵向调配。把每公里合计、填挖方数量、利用方、弃方数量填入每公里路基土石方数量计算表。2)计算步骤：(1)土石方挖方、填方总数量计算；(2)填挖方分类计算：按土石百分比分配按各断面具体情况确定；(3)横向调运计算，即计算本桩利用，填缺，挖余；(4)纵向调运计算；确定经济运距，在经济运距内进行纵向调运。在本设计中，一公里为免费运距，不另计运费；根据填缺、挖余情况，结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示；计算调运数量和运距。调配的运距是指计价

33、运距，近似采用挖方路段中点位置到填方路段中点位置的距离减去免费运距。计价运距以10m为一个运距单位标于箭头旁。5）计算借方、废方数量，总运距及计价土石方。借方数量=填缺-纵向调入本桩的数量废方数量=挖余-纵向调出本桩的数量总 运 量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量计价土石方=废方数量+借方数量4.5 土石处理工程开挖路堑的弃土可用来适当加宽路基，减少弃方。防止弃方堆置不当而影响路堑稳定或造成水土流失，危害农田水利。弃土堆设置在附近低地或路堑下坡一侧，地面平坦或深路堑时，宜设置在路堑两侧。弃土堆应堆成规则形状，一般为梯形断面。其边坡不应陡于1:1.5，顶面应有不小于2%的横坡，其高度不宜大于

34、3m，在上坡方向的弃土堆，应连续而不中断，在弃土堆前设置截水沟，在下坡方向的弃土堆，应每隔50100m设不小于1m的缺口，以利于排水。路基基底处理时，为保证路基有足够的强度，当工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载的作用不仅作用于路堤，而且作用于天然地基上部土层，因此，天然地基上部土层和路堤应同时满足路基工作区的要求，均应充分压实。5 路面设计5.1 路面结构设计原则5.1.1 结构层厚度的设计原则(1)结构层造价：面层比较贵，而基层相对比较便宜，因此面层厚度一般比较薄，下面各层比较厚。(2)根据各结构层扩散应力的效果。一般基层厚度不大于40cm，如果大于40cm，增加基层厚度对减小路表面弯沉

35、和减小面层底面拉应力的作用已不明显。(3)压实机具的能力：基层一层压实厚度为15-20cm，在安排各层厚度时，应尽量使其与压实机具所能达到的厚度相适应。5.1.2 材料的选择原则路面结构的组合应因地制宜地选择适应经济的组成材料，既能经受行车荷载和自然因素的作用，又能充分发挥结构层材料最大效能。5.1.3 结构层组合设计原则(1)根据路面内荷载应力随深度递减的规律安排结构层次，各相邻结构层之间刚度不能相差太大。基层与相邻面层的回弹模量比在0.08-0.4范围内；(2)要注意各相邻结构间的相互影响；(3)要考虑由于各种自然条件带来的不利影响。5.2 路面结构层设计计算 表5.1 轴载换算结果表车

36、型Pi(kN)C1C2Ni(次/日) (次/日)三菱FR415前轴30.0113802.02后轴51.01138020.31东风SP9135B后轴72.61138796.11前轴20.1113870.36东风M340后轴67.811566104.40前轴24.6115661.27五十铃NPR595G后轴44113209.0前轴23.5113200.59五十铃EXR181L后轴10011529529前轴601152957.33江淮HF150后轴45.11146514.56前轴101.511465496.11江淮HF140A后轴41.81145510.24前轴18.9114550.321341.6

37、2注：轴载小于25KN的轴载作用不计1) 轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。(1)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： （7.1）计算结果如上表5.1所示。 累计当量轴次： 根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双向双车道的车道系数取0.7。累计当量轴次：次(2)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次。表5.2 轴载换算结果表（弯沉）车 型Pi(kN)C1C2Ni(次/日)C1 C2Ni (PI/P)8(次/日)东风SP9135B后轴72.61138729.87前轴20.1113870.001东风M340

38、后轴67.81156625.27前轴24.6115660.008五十铃EXR181L后轴10011529529前轴60115298.89江淮HF150后轴45.1114650.80前轴101.511465523.82江淮HF140A后轴41.8114550.424前轴18.9114550.00071118.08注： 轴载小于50kN的轴载作用不计。轴载换算：验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为： (7.2)计算结果如上表5.2所示。 累计当量轴次根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双向双车道的车道系数取0.7。累计当量轴次:次2)结构组合与材料选取根据上面的计算得到设计年限内

39、一个行车道的累计标准轴次约为935万次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石沙砾供应，路面结构面层采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定沙砾、碎石。3）各层材料的抗压模量与劈裂强度查阅有关规范，得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20度的模量，各值均取规范规定范围的中值，因此得到20度的抗压模量：细粒式沥青混凝土为1400MPa中粒式沥青混凝土为1200MPa，水泥稳定碎石为1500MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式沥青混凝土为1.4MPa中粒式沥青混凝土为1.0MPa，水泥碎石为0.5MP稳定沙砾为0.5MPa。4) 土基回弹模量的确定该路段处于II区，为粉质土，查得土基回弹模

40、量为27.5MPa。5) 设计指标的确定对于二级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力计算。(1)设汁弯沉值该公路为二级公路，公路等级系数取1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。设计弯沉值为: （0.01mm）(2)各层材料的容许层底拉应力: (6.3) 细粒式沥青混凝土: 中粒式沥青混凝土： 水泥碎石： 水泥沙砾：6） 设计资料总结：设计弯沉值为：42.65（0.01mm），相关设计资料汇总如表5.3：通过计算机设计计算得到，水泥稳定砂砾的厚度为31.00cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为26.47

41、(0.01mm)，沥青面层的层底均受压应力水泥碎石层底的最大拉应力为7.4095E-03 MPa水泥稳定砂砾层底最大拉应力为0.179MPa。 上述设计结果满足设计要求。表5.3 设计资料汇总材料名称h(cm)20度材料模量(MPa)容许拉应力（MPa）细粒式沥青混凝土414000.43中粒式沥青混凝土612000.36水泥稳定碎石1515000.32水泥稳定砂砾3115000.27级配碎石152756涵洞的设计6.1 涵洞设计的原则6.1.1 涵洞的设计原则(1)涵洞位置应服从路线线位设计，注意与农田排灌相结合，适应路线平、纵要求，并与路基排水系统相协调，宜尽量使工程数量小，工程造价降低；(

42、2)当沟床纵坡较大时，出水口涵底标高应以下游洞口沟床标高为控制；(3)涵洞洞身沿整个长度进行分节，节间用沉降缝分开，并将基础也分开，涵洞洞身分节后可防止由于荷载分布不均匀及地基不均匀沉降而使涵洞洞身产生裂缝。沉降缝间设置浸沥青的木板或填塞浸以沥青的麻絮，缝宽23cm。(4)涵洞洞底均应进行铺砌加固，并视地形、地质、水文情况，设置一定的坡度，洞底纵坡不宜大于6%，也不能小于0.4%。涵洞洞口建筑及毗连洞口建筑端节的基础，其砌筑深度应在冰冻线以下至少0.25m；中间节的基础厚度可以较进口减少30%。(5)洞口建筑用以连接洞身与上下游水道以及路基的边坡，保证洞口周围的路基稳定，并具有调节水流状态，保

43、持水流顺畅通过洞身的作用。(6)洞身由若干个钢筋混凝土圆管管节组成，管节一般采用预制安装，其管节长度通常有0.5m和1.0m两种。管壁厚约为10cm。管节接头采用热沥青浸炼的麻絮填塞，外表用满涂沥青的油毛毡围裹，圆管的配筋设计见圆管涵设计图(7)对于砂性土、粘性土、细砂及破碎岩石地基，可采用基础垫层30cm。6.1.2 设计要求 (1)行车要求：满足车辆行驶安全、迅速、经济、舒适。满足桥涵净空、路基宽度、设计荷载、小桥涵的线形及公路衔接符合路线布设； (2)排水要求：必须保证设计流量能够得到安全渲泄，保证桥涵位上游村镇和农田的安全，使其不受壅水淹没的危害，并保证路基的稳定不受影响； (3)构造

44、要求：应具有规定强度、刚度、稳定性、耐久性，结构形式便于制造、施工和养护，视需要设置必要的变形缝和伸缩缝，以适应温度变化、混凝土收缩徐变、地基不均匀沉降以及其他外力所产生的影响； (4)其它要求:一般人行通道的净高大于或等于2.2m；畜力车及拖拉机通道的净高应大于或等于2.7m，净宽大于或等于4m，汽车通道净高大于或等于4.5m，净宽大于或等于7m； (5)孔径确定：要求跨径与台高有一定的比例关系，当涵洞为短涵时，可按宽顶堰计算，当涵洞为长涵时，按明渠水流计算。6.2 涵洞洞口加固与防护 涵洞水毁大部分是由于进出口处理不当所致，并且出水口引起的问题较进水口多。因此，必须做好涵洞进出口沟床的加固

45、处理与防护，以保证涵洞的安全与行车畅通。(1)纵坡小于10%的顺直河沟上，涵洞顺河沟纵坡设置，进水洞口一般在翼墙间采用干石铺砌加固；(2)洞出水口处的流速，一般都大于河沟的天然流速，当流速大于土壤允许不冲刷流速时，可使出水口处的沟床产生不利的局部冲刷。因此，对涵洞出口沟床进行加固防护，不仅有利于涵洞下游沟床自身的稳定和防护，而且可以增大流速，减小孔径，降低工程造价；当河沟纵坡小于15%，设置缓坡涵洞时出水口可采用延长铺砌，加深截水墙的处理方法，以抵抗水流的冲刷，起到稳定河床的作用。(3)该设计采用八字翼墙式洞口，为了减小冲刷，翼墙敞开角做成30，经验证明，其敞开角度不宜过大，过大时靠近翼墙处则

46、发生涡流，使冲刷加剧，这种洞口型式使用于平坦顺直，河沟较宽，纵断面高差变化不大的河沟。它具有工程量小、水利条件好、施工简单、经济等优点。6.3 涵洞示意图 K0+287处设有直径为1m的预制圆管涵其标准图如下所示。 图6.1 11.0m圆管涵全段共设3道，均为圆管涵。如下表所示：表6.1 涵洞设计序号桩 号类 型孔数孔径偏角涵底高程1K0+287.00圆管涵11.090.00245.002K0+450.00圆管涵11.085.00238.003K2+273.00圆管涵11.036.00225.507 路线交叉设计说明1)交叉口设计的基本要求：(1)保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过，

47、使交叉口的通行能力能适应各条道路的行车要求；(1)正确设计交叉口立面，保证转弯车辆的行车稳定，同时符合排水要求。2)交叉口设计的主要内容：(1)正确选择交叉口的形式，确定各组成部分的集合尺寸；(2)进行交通组织，合理布置各种交通设施；(3)验算交叉口行车视距，保证安全通视条件；(4)交叉口立面设计，布置雨水口和排水管道。3）根据原有的路网结构布局，合理设置平面交叉口，并对平面交叉口进行硬化，为群众出行提供方便。(1)本合同共设平面交叉口3个，均为十字形平面交叉口，路口按加铺小半径圆曲线列表形式设计；(2)平面交叉口范围内的路面结构为4厘米细粒式沥青混凝土（AC-13）+6厘米中粒式沥青混凝土（

48、AC-20）+15cm水泥稳定碎石+16cm水泥稳定砂砾+15cm水泥稳定砂砾；(3)平面交叉口工程数量只按设计长度计算路面数量和占地面积。8 环境保护8.1 道路工程建设对环境的影响(1)道路施工中挖填土、取弃土、砂石的装卸运输及混凝土的拌和所产生的尘埃， 会对空气造成很大的污染; 建筑材料如水泥， 在堆放期间会引起扬尘， 尤其是风速较大、装载机械操作不当的情况下扬尘污染更为严重。(2)道路运营期间的空气污染， 主要是由机动车尾气造成的。汽车尾气中含有大量的氮氧化物及硫化物， 直接导致大气污染。(3)施工期间各种施工机械产生噪声和运营期间车辆在道路上行驶所产生的噪声，尤其是高路堤的高等级公路

49、， 高速行驶的汽车车轮与路面强烈摩擦时的轮胎噪声能传播很远，给周围生活的居民影响严重。(4)水质污染 建筑材料、机械油污经雨水冲刷扩散后， 流入附近农田、河流， 产生污染。 施工过程中产生的废弃物， 未经过处理直接排放造成的污染。如一些施工单位在桩基施工中， 把夹杂着地下土的泥浆直接排放到附近农田、河流、城市污( 雨)水管， 造成水污染。 运营过程中产生的橡胶末、碳氧化合物、盐类、燃料与润滑料的遗洒物等对小溪、河流、湖泊的污染。 在施工和养护过程中， 有害物质进入土中， 污染地下水， 导致饮用水和农业用水源的污染。 公路工程的建设，对生态环境也有极大的影响。一条公路的建设完成，必然导致该条公路

50、对该地区景致的影响，从而影响了周围生物的生存环境。8.2 公路工程设计阶段环境保护的原则公路设计阶段的环境保护应贯彻以防为主、防治结合、综合治理的原则，并结合工程实际开发和利用环境，尽可能地改善和提高公路环境质量。公路设计阶段的环境保护工作，贯彻以防为主的原则主要体现在公路设计中各类环境敏感地区或环境敏感点的避让方面。 由于公路设计涉及到诸多方面，一旦采用避让措施不能满足环境保护相关功能、相关环境质量标准的要求时，即应根据该项目以及相应行政主管部门批复的环境影响报告书中所提出的环境保护措施与建议，拟定环境保护总体设计方案并进行论证，在初设或施工图设计阶段应根据审定意见做出环境保护工程设计。在设

51、计中应妥善处理好主体工程与环保之间的关系，尽可能从路线方案、技术指标的运用上合理取舍，而不过多地依赖环境保护设施来弥补。 当公路工程对局部环境造成较大影响时，应进行主体工程方案与采取环保措施间的多方案比选。同时公路的环境保护设计必须贯彻“经济效益、社会效益与环境效益”统一的方针，各种环境保护设施应因地制宜，做到技术可行、经济合理、效益显著。因此，我们要在工程建设过程中，对环境保护应注意以下问题：(1)路线线形布设尽量与地形、地物、环境、景观及规划相配合，少占地少拆迁，减少工程对景观的破坏。对高填地段结合美化环境进行边坡防护。(2)尽量保持既有水利设施及经流系统，理顺因工程建设而改变的排灌系统，

52、确保水流畅通，减少水土流失。(3)合理设置桥涵构造物和平交道口，不因公路建设而给沿线群众过多地带来生产、生活的不便。(4)做好施工组织计划，使施工期间对环境影响降低至最小程度。工程完工前，做好沿线场地清理平整工作，整饰路容，对已破坏的地表，要进行重新整平、恢复，公路用地范围应适当栽种树木进行绿化。(5)节约用地措施。取土场、弃土场位置尽量设置在荒坡、荒地处。预制场、拌和场等临时用地尽量选用闲荒地，少占耕地。8.3 树立环境保护意识公路所处的外部环境是一个有机的整体，我们从自然中来，曾经抱着无知和无畏的态度去征服自然，但是自然界给了我们更大的教训。国内外的发展经验启示我们，要与自然界和平友好相处

53、，最有效的途径是去保护自然、适应自然。公路建设要做到保护和适应自然，要求公路行业包括设计和施工的全员参与，在设计上要最大限度的保护生态环境，在施工中要最小程度地破坏和最大限度的恢复生态环境。我们要树立这样一个原则：不破坏是最大的保护。只有这样，我们才能增强自己的环境保护意识。在工程设计中，环境保护的实施，关键是对环境保护重要性的认识，要认识到环境是人类赖以生存和发展的基础，不能以牺牲环境为代价讲求发展。目前，我国公路建设项目设计阶段，对环境保护设计的内容越来越广，要求的标准越来越高，这就更需要工程设计人员既有相关专业的综合素质，又要有很强的环境保护意识，利用计算机辅助设计功能进行模拟设计，广泛

54、听取各方面意见，综合各种因素，对设计成果进行检验和修正，从而设计出体现环保意识的工程。结束语本次设计的基本过程：（1）选线：根据所给地形图，结合地形，选择最佳的路线走向。线路的选择合理，设计美观，做到了平面顺适、纵坡均衡，各项指标均符合二级公路设计标准的要求。（2）路线设计：包括路线平面图绘制，计算出平面曲线要素；进行纵断面的拉坡，确定出竖曲线要素，以及涵洞的布设位置等；（3）路基设计：路基横断面设计及土石方计算，路基排水设计边沟、排水沟，道路构筑物如挡土墙，边坡防护设施的设计等；（4）横断面设计中除考虑路面加宽、超高的设计，还要考虑土石方的调运问题；（5）路面设计：采用沥青混凝土路面。以设计

55、弯沉值为路面整体刚度的设计指标，对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。本次设计阶段为一阶段施工图设计。通过毕业设计，不仅巩固和扩大了自己的专业知识，而且还提高了自己独立分析问题、解决问题以及综合应用进行工程设计的能力。在选定方案时，我仔细分析对照不同的路线，争取从平纵横三方面考虑，选出最佳路线。参考文献1 中华人民共和国行业标准公路工程技术标准(JTG B01-2003)S.人民交通出版社,2003 2 中华人民共和国行业标准公路路基设计规范（JTG D30-2004）S.人民交通出版社,2004 3 中华人民共和国行业标准公路路线设计规范（JTG D20-2006）S.人民交通出版社,2006 4 中华人民共和国行业标准公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）S.人民交通出版社,20055 中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）S.人民交通出版社,20046 中华人民共和国行业标准公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）S.人民交通出版社,20037 中华人民共和国行业标准公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）S.人民交通出版社,1