某省道兴化至泰州段建设工程设计word格式可编辑

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1、南京工业大学本科生毕业设计(论文)某省道兴化至泰州段建设工程设计摘要：本设计为某省道兴化至泰州段建设工程设计，包括方案、路线、路基路面、排水系统以及沿线主要配套设施的设计。本工程设计速度为80km/h，本次设计包括道路平面设计, 道路纵断面设计, 道路横断面设计,路基设计，沥青路面设计，路基路面排水设计，桥涵及附属构造物设计等。 本设计的路线，纵断面设计共设3个边坡点，最大坡度为0.818，最小坡度为0.33。竖曲线半径分别有25000m，15000m，20000m（自己改）。路基宽度为26m，行车道宽度为3.75m，土路肩0.75m，硬路肩3m，中央分隔带3.5m。路面结构中，面层采用沥青混

2、凝土（13cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土（厚度3cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度6cm）；基层采用石灰土（厚度为45cm）；底基层采用碎石灰土（厚度为25cm）。本路段设计桥涵2座桥，结合桥头地质情况综合考虑灌溉、排涝及地方出行的要求进行桥跨布置。 关键词:工程设计 纵断面 横断面 路基设计 沥青路面设计 桥涵及附属构造物设计 Abstract: The design, construction and engineering design, including the design of programs, route

3、s, subgrade and pavement, drainage systems, as well as along the main supporting facilities of the province Road Xinghua, Taizhou segment. This engineering design speed of 80km / h, this design includes the road graphic design, road vertical alignment design, road cross-sectional design, the design

4、of embankment, asphalt pavement design, subgrade and pavement drainage design, bridge and subsidiary structures design.This design, too, Profile Design, 3 slope, the maximum gradient of 0.818%, the minimum slope of 0.33%. Vertical curve radius of 25000m, 15000m, 20000m (change). Roadbed width of 26m

5、, the carriageway width of 3.75m, 0.75m soil shoulder hard shoulder 3m, the central median of 3.5m. Pavement structure, the surface layer of asphalt concrete (13cm), the surface layer is fine-grained type dense-graded asphalt mix soil (thickness 3cm) in the surface layer in grain-type dense-graded a

6、sphalt concrete (thickness 4cm), the following layer of coarse grain type dense-graded asphalt concrete (thickness 6cm); primary calcareous soil (thickness 45cm); sub-base gravel dust (thickness 25cm). The design of the sections of bridges and culverts 2 bridge, combined with the the bridgehead geol

7、ogical conditions considering the travel requirements of irrigation, drainage and local bridge span arrangement.Keywords: engineering design longitudinal cross-sectional roadbed design asphalt pavement design bridges and culverts and ancillary structures design目录第一章 工程概况说明61.1道路基本资料61.2沿线气象、水文、地形地质情

8、况61.2.2气象61.2.3区域地质构造71.2.4地震效应81.3设计依据及设计标准8第二章 路线平面设计102.1选线设计102.1.1平原地区公路路线特点：102.1.2平原一级公路设计要求及特点102.1.3平原一级公路选线原则及依据112.1.4平原地区公路选线应符合以下原则112.1.5平原一级公路选线的依据122.1.6平原一级公路选线方案比选122.2平面线形设计要求132.2.1直线设计132.2.2圆曲线设计142.2.3缓和曲线152.3计算算例15第三章 纵断面设计193.1纵断面设计要求193.2纵坡设计193.2.1 最大纵坡193.2.2 最小纵坡203.3坡长

9、的要求203.3.1 最短坡长的限制203.3.2 最大坡长的限制203.4竖曲线设计213.4.1竖曲线各项指标要求：223.4.2竖曲线各要素计算公式223.4.3竖曲线要素计算算例243.5平纵组合设计243.6线性与环境的协调263.7纵断面的设计步骤以及纵断面图的绘制26第四章 横断面设计274.1横断面的组成274.2横断面各项技术指标274.2.1行车道宽度274.2.2中间带宽度274.2.3路肩宽度274.2.4路基宽度284.3路拱坡度及路肩横坡284.4超高设计294.4.1超高横坡度及超高渐变率的确定294.4.2超高加宽294.5土石方的计算和调配294.5.1调配要

10、求294.5.2调配方法30第五章 路基设计325.1路基边坡325.2路基压实标准325.3公路用地宽度325.4路基填料345.5一般路基处理355.5.1一般路基处理原则355.5.2路床处理355.6路基防护375.7填方路基的施工375.8边沟的施工38第六章 路面设计396.1交通分析396.1.1 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。396.1.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次406.2结构组合与材料选取426.3各层材料的抗压模量与劈裂强度446.4土基回弹模量的确定446.5设计指标的确定446.6设计资料总结466.7.确定设计层厚度466.

11、8水泥路面计算506.8.1交通分析506.8.2初拟路面结构516.8.3路面材料参数确定516.9方案比较546.9.2弯拉应力验算546.9.3路面结构组合设计55第七章 路基路面排水设计567.1路基排水设计567.2路面排水设计567.2.1路肩排水567.2.2拦水带排水567.2.3中央分隔带排水58第八章 桥涵及附属构造物设计598.1桥涵设计598.1.1桥涵设计原则598.1.2桥涵方案设计598.2中央分隔带608.3路基边坡60结语61参考文献62致谢63第一章 工程概况说明1.1道路基本资料省道兴化至泰州段建设工程的先导段均为新建路段，起于主线与233省道改线段交叉口

12、，终于主线与333省道改线段交叉口。技术标准：采用一级公路标准，设计速度100km/h；桥涵设计荷载采用公路-I级。1.2沿线气象、水文、地形地质情况1.2.1地形、地貌路线所经区域地形地貌特征为黄河冲积平原，区域地质构造复杂。地下水位埋深较浅，属第四系孔隙潜水，主要由大气降水补给及河水补给。地下水对混凝土具结晶弱腐蚀性，局部地段对混凝土具中等腐蚀性。本工程所在地区地质以亚粘土和亚砂土为主，含水量高。1.2.2气象（1）气候特征项目所在地区位于我国东部沿海地带，属于北亚热带湿润气候区，兼有海洋性和大陆性气候特征，具有春秋短、冬夏长，四季分明的特点。季风特征明显，雨量充沛、光照充足。春秋阴湿多雨

13、，冷暖交替，气温变化幅度大；夏季始梅雨绵绵，盛夏后多晴朗天气，温度高、日照多、蒸发大，常有台风暴雨；秋季多晴朗天气，气候凉爽宜人，当10月70第一章 工程概况说明下旬常有秋雨连绵；冬季多干燥、晴冷天气，降水少，时有霜冻出现。灾害性天气主要有暴雨、台风、冰雹、连阴雨等。（2）气温历年平均气温14.8。7月份气温最高，月平均气温27.2，1月气温最低，月平均1.6。历年极端最高温度39.2（1953年8月24日），极端最低气温-14.9（1969年2月6日）。（3）降水、蒸发历年平均降水量1037.5mm，历年平均蒸发量1410mm。最大年降水量为2080.8毫米，最大日降水量为200.6mm，最

14、大时降水量为78.8mm。7月份降水量最大，占年降水量的23.4%。12月份降水量最小，仅占全年降水量的2%。一年之中降雨量集中在6月至9月份。蒸发量以5月下旬、6月上旬和7月下旬最大，旬蒸发量65mm以上。年平均蒸发量和降水量之差386mm，蒸发量一般大于降水量。（4）湿度历年平均湿度78%。一年之中7、8两月份最大，月平均8486%，1、2两月份最小7475%。（5）日照历年平均日照数为2305.6小时，年日照百分率52%。8月份日照时数最多，平均每天8小时以上，占可照时数61%；4月份日照时数最少，平均每天仅56小时，占可照时数48%。（6）霜、雪无霜期较长，历年平均无霜期227天。初霜

15、日期为11月11日左右，终霜日期大约为3月27日。常年积雪天数48天。最大冻土深度18cm，最大积雪深度21cm。（7）风况季风气候明显，常年风向以东南风居多，频率26%；次为东北风，频率22%。历年平均风速3.6m/s，最大风速28米/秒（10级），但次数不多，几率为5年一遇。一年之中，4月份风速最大，为4.1米/秒，三月份次之，为4.0米/秒。1.2.3区域地质构造本区位于建湖隆起以南的东台坳陷内，基底受中生代、古生代褶皱控制，地质构造较为复杂，可大致分为：南京工业大学本科生毕业设计(论文)东西向构造：包括洪泽建湖东西向隆起带和南京南通东西向构造带，主要为断续分布的走向东西或近东西的隆起、

16、坳陷及褶皱、压扭性断裂构成，表现为南北隆起，中部下陷，控制着新中代的沉积。华夏式构造：为燕山期以来的北东向构造，表现在金湖东台坳陷内以凹陷、凸起和断裂为主，较大凹陷有金湖凹陷、高邮凹陷，凸起有泰州、吴堡低凸起，断裂则控制着凹陷与凸起的边界，较大断裂有泰州安非断裂、兴化陈家堡大丰县小海断裂。新华夏系构造：主要有新生代金东坳陷中的新华夏系片断及泰县金坛新华夏系坳陷带。1.2.4地震效应本区域位于郯庐断裂带东侧，扬州铜陵地震带上。地震分布受活动构造体系或断裂带控制，主要集中于吕良宝应秦南一带的北区及仪征、扬州、镇江、丹阳一带的南区，三级以下有感地震频繁，较大地震有1624年扬州地震（6.0级），19

17、13年、1930年镇江东部地震（5.25级）。1.3设计依据及设计标准设计文件依据下列规范、规定进行编制：（1）公路工程技术标准（JTG B01-2003）（2）公路路线设计规范（JTG D20-2006）（3）公路路基设计规范（JTG D30-2004）（4）公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）（5）公路路基施工技术规范（JTJ033-95）（6）公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）（7）公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）（8）公路排水设计规范（JTJ018-97）（9）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）（10）公路钢筋混凝土及预应力混凝土

18、桥涵设计规范（JTG D62-2004）（11）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）（12）公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）（13）公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）第一章 工程概况说明（14）公路工程地质勘察规程(JTJ064-98)（15）公路工程桥位勘测设计规程(JTJ062-91)（16）道路交通标志标线（GB5768-1999）（17）公路交通安全设施设计细则（JTG/T D81-2006）（18）公路交通安全设施施工技术规范（JTG F71-2006）（19）公路交通安全设施设计规范（JTG D81-2006）（20）江苏省干线公路勘察设计指南（送

19、审稿）（21）江苏省公路标志标线实施指南（试行）（22）公路工程基本建设项目设计文件编制办法（23）工程建设标准强制性条文（公路工程部分南京工业大学本科生毕业设计(论文)第二章 路线平面设计2.1选线设计2.1.1平原地区公路路线特点：平原地区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、河叉、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各

20、方面的因素。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，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，

21、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。2.1.2平原一级公路设计要求及特点平原地区一级公路工程技术标准应为汽车专用公路，工程技术标准要求较高，要求设计行车速度达到100km/h；平曲线不设超高最小半径2500m,一般最小半径400m，极限最小半径250m；竖曲线最大纵坡不大于5%，坡段最小长度不小于200m，凸形竖曲线极限最小半径3000m，一般最小半径4500m，凹形竖曲线极限最小半径2000，一般最小半径300m，竖曲线最小长度70m；路基顶宽不小于23m；设计洪水频率为百年一遇，要达到这样高的技

22、术标准，是比较困难的，因为设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路第二章 路线平面设计材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。2.1.3平原一级公路选线原则及依据选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。2.1

23、.4平原地区公路选线应符合以下原则(1)根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。(2)认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。(3)充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从性车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。平原地区河道密布、沟塘众多，在交通工程建设中，特别是高等级公

24、路建设中，桥涵构造物及沟塘软基处理增多，使得工程造价大大增加，在一级公路中，桥涵构造物和沟塘处理费用要占总造价的一半以上，因此所选路线直接影响着工程的总造价，在选线时要作认真的比较，绕避沟塘和减少中小桥涵的数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短，交角变小，但这样往往又会使路线变小，对一些方案的路线，进行估算比较后选择造价较低的路线，有时在个别地段，由于地形限制，要达到一级路的要求需要增加相当大的费用，例如沿河路线要跨越该河时，由于该河较宽且为等级航道，如果达到一级公路技术标准，要么使大桥角度斜穿河道，要么在桥头设匝道，大桥大角斜穿河道相应就增加了桥长和跨径，角度越大增加越大，所需要的费用也就越多；

25、在桥头设置匝道，由于是等级航道，通航净空较大，桥头较高，要使匝道部分平曲线，竖曲线达到一级路要求，匝道将会很长，也就是说大大增加了路线长度，增加了费用，为了减少费用，在这些地段的路线常采用规范规定的极限值，甚至在极个别情况下，采用低于规范极限值的标准，这样虽使个别地段标准有所降低却省了数目可观的费用，同时通过交通工程的设计如设置急速标记、减速车道、加速车道等，弥补线形的不足，南京工业大学本科生毕业设计(论文)使路线线形总体能达到设计要求。(4)充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧张能，人

26、均耕地0.51.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系，常用的方法是利用河堤，利用河堤好处较多，除了节省耕地，不破坏水系外，还有以下一些好处：利用老路，这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的，长期的自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，接生了耕地；可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过10km，多为一些低等级砂石路相连且人口较多，每个乡镇达到48万人，当道路等级提高后，

27、可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。2.1.5平原一级公路选线的依据(1)平原一级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，实测和预测交通量，地形图，地方政府以及建设单位下发的文件，会议纪要，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)地形图比例为1：100001：50000，用于路线的方案的选择(4)地方政府建设单位的下发的文件，会议纪要，设计任务书是对道路设计提车要求，在路线设计时要能充分满足这些要求2.1.6平

28、原一级公路选线方案比选从下图可以看出： 选线一：各个方面都符合要求和规范选线二：因为选线，转角靠近河道，导致桥梁线形弯曲，所以不符合设计规范。综合考虑最终选择线形一2.2平面线形设计要求2.2.1直线设计公路平面线形由直线、平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。第二章 路线平面设计直线路段，应根据路线所处地段的地形、地物、驾驶人员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布设。直线的最大与最小长度的布设应有所限制，一条公路的直线与曲线长度的比例应合理。公路路线设计规范(JTG D20-2006)选用直线线形时，应根据路线所处的地形、地物、地貌，并考虑驾驶者的视觉、心理等合理布设。直线的最

29、大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。直线线形不宜过短，其最小直线长度为：当计算行车速度60km/h时，同向曲线间的最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h计)的6倍为宜；反向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h)的两倍为宜。 2.2.2圆曲线设计 表2-1圆曲线半径表 设计时速（km/h）1201008060403020极限最小半径（m）650400250125603015一般最小半径（m）10007004002001006530不设超高的最小半径（m）路拱2%55004000250015006003

30、50150路拱2%7500525033501900800450200 行驶在曲线上的汽车受到离心力的作用，离心力的大小与半径密切相关，半径愈小愈不利，所以平曲线半径应尽可能的采用较大值，只有在地形或其他条件受到限制时才可使南京工业大学本科生毕业设计(论文)用较小的圆曲线半径。选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。圆曲线能较好地适应地形的变化，并可获得圆滑的线形,圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用较大半径,在确定半径时应注意

31、以下几点:(1)一般情况宜采用极限最小半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；(2)地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；(3)应同前后先行要素相结合,使之构成连续均衡的曲线线形；(4)应同纵断面线形相结合,避免小半径曲线与陡坡相重合；(5)每个弯道半径值的确定,应按技术标准根据实际选用。2.2.3缓和曲线直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接处，应设置缓和曲线。由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。公路路线设计规范中规定计算行车速度为80km/h的一级公路中缓和曲线最小长度是70m（见表4.2）。 表2-2 缓和曲线最小

32、长度设计速度(km/h)1201008060403020缓和曲线最小长度(m)1008570503525202.3计算算例表2-3 全线平曲线指标表交点号交点桩号交点坐标转角值(度分秒)半 径(米)XY起点JD0(A)K0+000.003645371.747487721.492JD1（B）K1+923.4643647283.989487928.968273709.4左1600JD2（C） K3+345.5023648478.329488728.858391850.9右1200第二章 路线平面设计终点JD3(D) K4+225.1083649387.973488641.2281.设计的线形计算数

33、据： (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27)南京工业大学本科生毕业设计(论文) 图2-2 平曲线计算图式中： 切线转向角()；R 曲线半径(m)；Ls 缓和曲线长(m)；T 切线长(m)；E 外距(m)；L 曲线全长(包括缓和曲线)(m)；J 校正值(m)；q 切线增长值(m)；p 曲线内移值(m)； 缓和曲线角()。2.平曲线设计及线形要素和曲线上的五个基本桩号：交点JD2桩号K3+345.502，R=1200m，Ls =120m 转角=右391850.9一级公路车速80km/h,那么59.995m 0.5m =2.865 34.251m第二章 路线平面设计曲线

34、长度=943.393m切线长度=488.822m外矩=74.791m1） 五个基本桩号JD2 K3+345.502-)T 488.822 ZH K2+856.681+)Ls 120.00 HY K2+976.681+)(L Ls) （943.393-120=823.393） HZ K3+800.074-)Ls 120.00 YH K3+680.074-) (L 2Ls)/2 (943.393-240)/2=351.6965 QZ K3+328.3783.平曲线设计指标验证：(1)缓和曲线长度LS最小值70m；(2) 圆曲线半径R一般最小半径400m；(3)中间圆曲线长度L最小长度(3s行程)；

35、 (4)考虑线形协调性，缓和曲线：圆曲线：缓和曲线小于1:2:1，较为理想；(5)平曲线为对称性基本型曲线。南京工业大学本科生毕业设计(论文)第三章 纵断面设计3.1纵断面设计要求纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示。直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。在直线的坡度转折处为平顺过度要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。基本要求是纵坡均匀平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调，以及填挖经济、平顺

36、。具体体现如下：(1) 纵坡设计必须符合公路工程技术标准中有关纵坡的各项规定，如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等；(2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，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最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。变坡点处应尽量设置大半径竖曲线；(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，是具体情况加以处理，以保证路基的稳定和道路的通畅。 (4)一般的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

37、减少借方和废方，降低造价和减少用地。(5)平原微丘地区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除了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。(7)在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。3.2纵坡设计3.2.1 最大纵坡最大纵坡是公路纵断面设计的重要控制指标，在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。我国公路工程技术标准中规定：当设计速度为80km/h第三章 纵断面设计时，最大纵坡为4%。最大纵坡设计时不可轻易采用，应留有余地。3.2.2 最小纵坡在长路堑、低

38、填设边沟路段以及其它横向排水不通畅的路段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计成平坡或小于0.3%的纵坡时，设边沟路段应作纵向排水设计。当然，像干旱地区，以及横向排水量毫不产生路面积水的路段，如直坡段或半径大于不设超高最小半径的路堤路段的最小纵坡仍应不小于0.3%。在弯道超高渐变段上，当行车道外侧边缘的纵坡与超高附加坡度（即超高渐弯率p）方向相反时，设计最小纵坡不宜小于(p+0.3%)。3.3坡长的要求3.3.1 最短坡长的限制最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的。如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减重

39、的变化频率，导致乘客感觉不舒服，车速越高越感突出。从路容美观、视觉效果、相邻两竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定最短长度。最短坡长以不小于计算行车速度9s的行程为宜，公路工程技术标准中规定公路最短坡长应按表5.1选用。在平面交叉口、立体交叉的匝道，最短坡长可不受限制。表3-1 最小坡长设计速度（km/h）1201008060403020最小坡长(m)300250200150120100603.3.2 最大坡长的限制公路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在使行车速度显著下降，长时间使用低速档会使发动机发热过分而使效率降低，水箱沸腾，行

40、驶乏力。而下坡时，则因坡度过陡，坡段过长而使刹车频繁，影响行车安全。因此，为保证行驶质量和行车安全，对陡坡的坡长应加以限制。公路不同纵坡的最大坡长规定如表3-2。南京工业大学本科生毕业设计(论文) 表3-2 各级公路纵坡长度限制公路等级高速公路一二三四计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020纵坡坡度(%)39001000110012001000110047008009001000800100090011001000110011001200560070080080070090080090090010006500600600700600700700700800

41、750050060083004009200高速公路和一级公路纵坡及坡长的选用应充分考虑车辆的运行质量要求。对高速公路即使纵坡为2%，其坡长也不宜过大。缓和坡段的具体位置应结合纵向地形起伏情况，尽量减少填挖工程数量，同时应考虑路线的平面线形要素。在一般情况下，缓和坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上，以充分发挥缓和坡段的作用，提高整条公路的使用质量。3.4竖曲线设计当汽车行驶在纵坡变坡点时，为了缓和因车辆动能变化而产生的冲击和保证视距，必须插入竖曲线。竖曲线一般采用圆曲线和二次抛物线两种。由于竖曲线的前后坡差很小，抛物线呈非常平缓的线形，因曲率变化较小，所以实际上同圆曲线几乎相同。在实际设

42、计中，可根据计算的方便，采用抛物线或圆曲线。第三章 纵断面设计3.4.1竖曲线各项指标要求：表3-3 竖曲线设计指标表设计车速（km/h）100凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线长度（m）一般值210极限值853.4.2竖曲线各要素计算公式图3-1 竖曲线要素示意图各要素计算公式如下： 南京工业大学本科生毕业设计(论文)式中: 竖曲线长度(m)； 竖曲线半径(m)； 坡差(%)，为“+”时表示凹形竖曲线，为“-”时表示凸形竖曲线； 竖曲线切线长(m)； 计算点至起算点的距离(m)； 竖曲线上任一点竖距(m)； 竖曲线外距(m

43、)。3.4.3竖曲线要素计算算例桩号K3+860处：高程为9.3333m，坡度设计： +0.36%,-0.818388% R=20000 (凸曲线)=-0.818388-0.36=-1.178388%曲线长 L=RW=200001.178388%=235.6776m切线长度T=L/2=235.6776/2=117.8388m外距E= = 0.3471m计算设计高程竖曲线起点桩号= (K3+860)-117.8388=K3+742.1612竖曲线终点桩号= (K3+860)+117.8388=K3+977.8388竖曲线上各点坐标用公式y=计算，具体过程见竖曲线表。3.5平纵组合设计计算行车速度

44、60km/h的公路，必须注重平、纵面的合理组合。不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。公路路线设计规范(JTG D20-2006)所列：平、纵配合的设计原则：第三章 纵断面设计1)应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。2)纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3)合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。平、纵配合的基本要求: 1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍大于竖曲线。2)合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，一般最大合成坡度不应大于8，最小合成坡度不应小于0.5，应避免急弯与陡坡相重合的

45、线形。如下图3-2所示：图3-2 平曲线和竖曲线的组合3)平、纵面线形组合设计应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。4)平纵线形设计中应避免的组合。5)计算行车速度大于等于40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半经平曲线。6)凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。7)直线上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。8)直线段内不能插入短的竖曲线。9)小半经曲线不宜与缓和曲线相互重叠。10)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。南京工业大学本科生毕业设计(论文)3.6线性与环境的协调根据公路路线设计规范

46、(JTG D20-2006)规定：平、纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。对计算行车速度高的公路，线形设计和周围环境配合尤为重要。应充分利用自然风景如孤山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施等，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体。线形与环境的协调应遵循以下原则：尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等。横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补挖方或填土对自然景观的破坏。有条件时，可适合放缓边坡或将边坡的边坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观。为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物。公路

47、两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。3.7纵断面的设计步骤以及纵断面图的绘制路线纵断面图应示出高程、地面线、设计线及其要素，注出桥涵、隧道、路线交叉等的位置、结构类型、孔数及、跨径、水准点编号、位置和高程，以及断链、设计洪水位、影响路基设计的地下水位等。1)根据中桩及水准记录，绘出纵断面图的地形线，取水平比率为1：2000，竖向比率为1：200。2)了解路线设计要求。3)根据中线测设资料，绘出全线的交角点、平曲线。4)确定纵断面控制点，初试拉坡。5)调整坡度线。6)确定纵坡。7)确定和计算竖曲线。第四章 横断面设计第四章 横

48、断面设计4.1横断面的组成公路横断面的组成应根据公路等级、设计速度、地形、气候、地质等条件来确定，以保证公路的交通安全、通行能力、路基的强度和稳定性。高速公路的横断面分为整体式和分离式两种。横断面组成主要包括：行车道、中间带（分离式没有）、路肩、边坡、排水设施（边沟、排水沟等）等。根据需要，可能要布置紧急停车带、变速车道、爬坡车道，在边坡上可能有护坡道、碎落台等。4.2横断面各项技术指标横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸，在实际设计中，一般是根据公路等级和交通量的大小，参考公路路线设计规范中各级公路路基横断面来确定，同时结合当地交通规划和有关要求进行适当的调整。4.2.1

49、行车道宽度行车道宽度直接影响道路的通行能力、行车速度、行车安全、工程造价等。行车道宽度必须有能满足错车、超车或并列行驶及车辆与路肩间所必需的余宽。路面宽度主要决定于车道数和每一车道的宽度。设计车速为80km/h时，车道宽度取3.75m。4.2.2中间带宽度公路路线设计规范中规定，设计车速为 80km/h时，中央分隔带宽度一般值为2.00m。4.2.3路肩宽度路肩由右侧路缘带(高速公路及一级公路设)、硬路肩、土路肩三部分组成。路肩可增加路幅余宽度，供临时停车、错车或堆放养路材料；为填方地段通车后的路基提供宽度损南京工业大学本科生毕业设计(论文)失，有利于诱导驾驶员视线，为护栏等设置提供场地及为公

50、路养护避车提供空间。设路肩宽度为3m。4.2.4路基宽度所以，当采用计算行车速度80km/h，车道数为4时，路基宽度取26m，即路基宽度3.5m+43.75m+23m+20.75(中间带宽度+4每一行车道宽度+2路肩宽度+2土路肩)=26m 4.3路拱坡度及路肩横坡查公路路线设计规范得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为12%，故取路拱坡度为1.5%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜第四章 横断面设计4.4超高设计为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡,称为超高。当平曲线

51、半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。4.4.1超高横坡度及超高渐变率的确定超高坡度按计算行车速度、半径大小来计算，并结合路面类型、当地自然条件和车辆组成等最后确定。由直线段的双向路拱横断面逐渐过渡到圆曲线的全超高单向横断面，其间必须设置超高过渡段。查公路路线设计规范，取超高横坡为8%，超高渐变率为1/200。超高过渡方式选用绕中央分隔带边缘旋转的方式。4.4.2超高加宽汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧应增加路基路面宽度称为曲线加宽。当平曲线的半径大于25

52、0m时，其加宽值甚小，可以不设加宽。所以本设计中不予考虑。4.5土石方的计算和调配4.5.1调配要求（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。（2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。（3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。（4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影南京工业大学本科生毕业设计(论文)响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。（5）不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。4.5.2调配方法 土石

53、方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算惊醒复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。（2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。（3）纵向调运确定经济运距根据填缺、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。

54、计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距（4）计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=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（5）复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核第四章 横断面设计填缺=纵向调运方+借方挖余+纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。（6）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量南京工业大学本科生毕业设计(论文)第五章 路基设计5.1路基边坡由横断面设计可知（查公路路基设计

55、规范（JTG D132004）本公路路基边坡由于路基填土高度均小于6m，故采用1：1.5的坡度，护坡道为1.0m，且由于该段公路非高填土，故不需要进行边坡稳定性验算。5.2路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合公路工程技术标准（JTG B012003）的要求，如表所示：表5-1 路基压实度填挖类别 路床顶面以下深度（m）路基压实度（高速公路、一级公路）零填即挖方0-0.300-0.8096填方0-0.800.801.50.50969493由于路线地处水网地区，设计中应加强挖淤排水及清除表土的严格要求。路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了清理场地后进行填

56、筑压实，厚度按0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。5.3公路用地宽度根据路基布置形式，填土高度及边坡形式计算路基用地范围，规范要求的公路用地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以外不小于1m范围内的土地；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，此处设置为4m。第五章 路基设计5.4路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每

57、一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表的规定，砂类土填筑。表5-2 路基填料最小强度和最大粒径要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小度（CBR）（%）填料最大粒径（m）一级公路填方路基上路床030810下路床3080510上路堤80150415下路堤150以下315零填及路堑路床030810注：当路床填料CBR值达到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理；粗粒

58、土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/3。南京工业大学本科生毕业设计(论文)5.5一般路基处理5.5.1一般路基处理原则路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽1.0m，内倾3%，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0-80cm采用7%石灰土处理；路基高度2.0m路段，清楚耕植后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用掺7%石灰土处理；路基高度2.0m的路段，路床顶面以下0-60cm采用7%石灰土处理层,立即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的