某某地区二级公路综合设计平面线形纵断面及横断面设计

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1、摘要本设计为河北保定顺平新建二级公路某标段综合设计。此道路规划是作为城乡结合部且具有较大混合交通量的集散功能的公路。根据公路的功能、规划交通量和远景发展经论证后确定为二级公路,路线所经地形为平原微丘区。本设计说明书进行路线方案的比选、论证和确定，并最终制定一个最佳方案与详细的技术设计。本设计主要包括平面线形、纵断面及横断面设计，在此基础上进行路基设计、路基边坡防护与加固、路基路面排水设计和路面设计等方面内容。路线总长为3km,包含2个平曲线和4个竖曲线。设计车速为80km/h，路基宽度12m，路面结构为沥青混凝土路面。关键词：平面线形，竖曲线，路基设计，路面设计ABSTRACTThis is

2、a design of a new secondary road in Shunping of Baoding city of Hebei province.It is planned as a road with a large of mixed traffic which has the combination and distribution function.According to the planned traffic volume, traffic composition, as well as the prospect for the development, after a

3、demonstration the road is defined as a secondary road and the route goes through the plain area.Here we have the selection of the line of the program,verification and identification, and ultimately we will take the best option to make a detailed technical design. According to the horizontal alignmen

4、t,vertical sectional and cross-sectional design,we will take the roadbed fillment, slope protection, drainage, pavement materials and structural design and so on.The route is 3000 meters long,which contains 2 horizontal curves,4 vertical curves.The design speed is 80km/h with 12m roadbed. The paveme

5、nt structure is the asphalt concrete pavement.KEYWORDS: horizontal alignment, vertical curves, roadbed design, pavement design 目录第一章 绪论51.1路线设计意义51.2沿线气候、地貌等自然特征51.2.1气候及降水量51.2.2地形及地貌51.2.3地质61.3道路等级确定和技术指标61.3.1据规划交通量与道路功能选择公路等级61.3.2技术标准71.3.3设计速度8第二章 路线设计92.1选线92.1.1 具体路线方案选取92.2(纸上)定线102.2.1 平原

6、、微丘区定线的步骤102.3平面线形设计102.3.1路线平面线形及要素的确定112.4路线纵断面设计122.5 横断面设计14第三章 路基设计153.1路基横断面设计153.2路基防护与加固163.3路基路面排水设计163.3.1路基路面排水设计的一般原则173.3.2路基路面排水设置173.4 路基土石方数量计算和调配183.4.1 横断面面积计算183.4.2 土石方数量计算18第四章 路面设计204.1路面结构及层位功能204.2沥青路面设计214.2.1标准轴载与轴载换算214.2.2 沥青路面设计指标与极限标准224.2.3 新建路面厚度设计234.3 沥青路面设计结果总结27第五

7、章 公路环境保护与景观设计285.1公路环境保护285.2 公路景观设计28设计总结29参考文献30致 谢31毕业设计小结32附录33第一章 绪论1.1路线设计意义本项目是提高区域路网效益，促进地方经济发展的重要工程。设计任务是保定市顺平县某一标段公路的综合设计。保定市境内地势由西北向东南倾斜，地貌基本分为山区和平原两大类，各占1/2。而顺平县则处于东部平原微丘区，该地区是中国北方重要的粮食、绿色蔬菜和优质果品集中产区之一。地理位置优越，地处京、石、保中心轴线，与望都、清苑、满城三县交界，交通条件十分便利，京广铁路、107国道贯穿全境并与国省道连接线顺高路交汇于高于铺火车站。南距石家庄120公

8、里，北距北京150公里，距保定28公里，区位优势明显。矿产资源比较丰富，且有丰富而独特的自然物产资源，不仅盛产小麦、玉米、棉花、花生、豆类等多种农作物，而且林果种类繁多，产量可观，草莓、大枣、鸭梨、核桃、红果等畅销海内外。该新建公路位于平原微丘区，海拔在30至100米之间，地面坡降为1至4广阔平坦，村镇、田地、水利建筑设施等较多，它将发挥集散功能，提高城乡结合之间的运输效率，且将有利于该地区粮食资源和矿产资源的外运和旅游资源的充分利用，有利于该地区经济的发展与本地引进外资，实现自身的发展。与其他公路如京广铁路、107国道等连接起来形成四通八达的交通网络，将会促进该地区的经济腾飞。1.2沿线气候

9、、地貌等自然特征1.2.1气候及降水量顺平县地处东部华北平原区，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，年均气温平原为12.7，极端最高气温43.3，最低气温-26.8。无霜期165210天。降水主要集中在夏季，年平均降水量575.4毫米。在公路自然区划中属东部温润季冻区，路面结构的突出问题是防止翻浆和冻胀，所以要用稳定土基层处理。1.2.2地形及地貌保定全市地势由西北向东南倾斜。地貌分山区和平原两大类，平原区系由大小不等的冲积扇构成，一般在海拔30至100米之间，地面坡降为1至4。路线处顺平县平原微丘区，从路线起点经过高于铺镇到东部终点，地面线高程在36 m和42m之间，广阔平坦，村镇、田地、水利

10、建筑设施等较多。1.2.3地质本地区位于平原微丘区，系由大小不等的冲积扇构成，其地形宛如蝶状，自北、西、南三个方向，向东部白洋淀倾斜，按其成因分山前洪积平原、冲积平原及洼淀区三部分。可为人们提供大面积的生活居所和耕地面积。冲积层上部是砂质粘土，下部为砂卵石，沿线不存在湿陷性黄土等地质不良地段。1.3道路等级确定和技术指标 为满足经济发展、规划交通量、路网建设和功能等的要求，公路必须分等级建设。公路工程技术标准（JTG B012003）将公路根据功能和适应的交通量分为高速公路、一、二、三和四级共五个等级。1.3.1据规划交通量与道路功能选择公路等级公路等级应根据公路的功能和规划交通量，结合项目所

11、在地区的综合运输体系、远景发展、路网规划，经论证后确定。设计路线位于河北保定地区，地处平原区，规划路线所经为平原微丘区。根据已知的交通组成可确定道路等级，计算如下：表1-1预测交通组成表汽车型号交通量（次/日）载重（KN）总重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数小汽车2000-CA1580050.0091.3520.9770.381双轮组EQ14090050.0092.9023.7069.201双轮组解放CA5090050.0092.9028.7068.201双轮组年平均增长率为5.0%，各种汽车以小客车为标准进行交通量折算表1-2各级公路车辆折算系数车型编号代表车型折算系数车

12、种说明1小客车1.0载质量小于2T的货车和19座以下的客车2中型车1.519座以上的客车与载质量大于2T小于7T货车3大型车2.0载质量在714T之间的货车4拖挂车3.0载质量大于14T的货车根据以上各级公路车辆折算系数规定，各种汽车折合成小客车的起始年平均日交通量N为：起始年平均日交通量N=20001.0+8001.5+9001.5+9001.5=5900（辆/日）预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测则规划年平均日交通量N= N(1+r)=5900（1+0.05）=11682（辆/日）计算得规划年平均日交通量为11682（辆/日），根据公路工程技术标准

13、（JTG B012003）二级公路为转供汽车行驶发挥干线和集散功能的双车道公路，双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为500015000辆，同时该公路规划要作为城乡结合部且具有较大混合交通量的集散功能的公路。从规划交通量的适应情况和该公路要发挥的功能出发，并同时考虑要提高城乡结合之间的运输效率和与其他公路如京广铁路、107国道等连接起来形成四通八达的交通网络，来发展当地经济，综合考虑这些方面最终确定为平原微丘区二级公路。1.3.2技术标准公路技术标准是指在一定自然环境条件下能保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系。各级公路的技术指标是根据路线在公路网中的功能、规划交通

14、量和交通组成、设计速度等因素确定的。其中设计速度是技术标准中最重要的的指标，它对公路的几何形状、工程费用和运输效率影响最大，在考虑路线的使用功能和规划交通量的的基础上，根据国家的技术政策制定设计速度。根据公路工程技术标准二级公路各项指标为：表1-3二级公路各项技术指标指标名称单位指标名称单位设计车速60km/h80km/h行车道宽7.5m车道数22最大超高值8%路基宽度10m12m缓和曲线最小长度80m250m停车视距75m110最小坡长200m10.5m平曲线极限最小半径125m250m合成坡度10.0m10.5m平曲线一般最小半径200m400m最大纵坡6%5%不设超高最小半径1500m2

15、500m凹形竖曲线半径一般15003000凸形竖曲线半径一般20004500极限10002000极限140030001.3.3设计速度设计速度是指气候情况良好，交通密度小，道路行车只受道路本身条件影响（几何条件、道路沿线环境等）中等技术的驾驶员保证车辆安全舒适行驶所采取的最大速度。二级公路作为国家及省属干线公路或城乡结合部混合交通量大的集散公路时设计速度选用80km/h，若位于地形等条件受限制的路段时，其设计速度宜选用60km/h，本路段设计规划为同时发挥干线及集散功能的城乡集合的二级公路，且地形平坦并考虑到未来交通量发展，采用80km/h设计车速。第二章 路线设计道路是一个三维空间的实体。路

16、线设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。设计一条道路，对于平、纵、横三方面，既要综合考虑，又需分别处理。路线中线的平面位置，是考虑社会经济、自然条件和技术条件等因素以后，经过平、纵、横综合考虑，反复修正才确定下来的。沿中线的桩志进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其他必要资料后再设计纵断面和横断面。2.1选线选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。本设计路线处平原微丘区，因地形限制不大，布线在基本符合路线走向的前提下，考虑到(一)本设计地区大部分地势开阔，处于平原微丘区，路线应直捷顺适，在平面线形三要素中直线与曲线长

17、度所占比例相当。整个地区的高程在36 m和42m之间起伏不大，故注意避免长直线和小偏角。(二)正确处理与农业的关系在布线时候尽量做到了不占或少占高产田。（三）合理考虑路线与城镇的关系因为路线要穿越高于铺镇，所以要做好安全设施，且道路距居民区要有足够安全距离，同时考虑考在亭乡北庄要进行少量的拆迁，所以在设置转角时，在距离乡镇一定距离处，以保证“利民不扰民”（四）平原区公路的填方工程量一般都很大，设法尽可能降低设计高度以减少土方工程2.1.1 具体路线方案选取考虑到以上要点之后，再根据选线步骤：路线基本走向定为连接相邻东西城市乡镇地区且中间穿过高于铺乡镇大致东西走向的路线，郊区两边路线与其他道路结

18、合起来成交通网，使这一城乡带与相邻乡镇城市紧密结合起来。根据路线带范围初定两个路线方案A和BA方案：根据平原区选线直捷通顺的原则，从西郊区选择一条长直线穿过高于铺乡镇，直到高于铺乡镇医院东部附近，作向右转角，顺势向东南方向再作长直线。整条路线有一转角，总长2.7km。B方案：保持平原区选线直顺的原则，且兼顾少占农田的原则，以直线到高于铺乡镇西部亭乡北庄附近作向左转角，再作直线穿过高于铺乡镇，再距离高于铺乡镇医院200米左右处，设向右转角，再作直线以达东郊区。整条路线总共2个转角，总长3km。路线方案比选：A方案以长直线为主，在平原区通视良好，距离短，直捷且行车操作简单，但是长直线要直接穿过高于

19、铺乡镇，拆迁会很多在经济上不合理，且有两段过长直线，容易引起视觉疲劳。B方案采取在穿过高于铺乡镇的出入口一段距离处分别设两处转角，以便设置平曲线，减少了对城镇的拆迁，且保持不远的距离，以方便居民出行。在长直线间设置平2个曲线，在视觉上舒适美观且与地形协调。经比较选择B方案作为最终路线位置。2.2(纸上)定线定线是在选线布局的基础上具体定出道路中线位置的作业过程。而纸上定线是在1：10001：2000的大比例尺图上定线的确定路线位置的方法。以下的定线内容都是在1：2000的地形图上完成的。2.2.1 平原、微丘区定线的步骤1)定导向点即在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通

20、过分析比较，确定可穿越、应趋就和该避绕的点和活动范围，建立一些中间导向点2)试定路线导线即参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线3)初定平曲线初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素4)检查各技术指标是否满足标准要求，以及平曲线线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或曲线长度，直至满足为止。2.2.2具体定线在选线确定的路线带的基础上，以定线的标准和步骤，来进行定线。1）根据已选定的B方案，主要控制点为起始点以及桩号为K0+665.626和K1+620.032的两个转角点，以及高于铺乡镇要拆迁的K0+900和K0+1200的两中间点。2）然后以这些控制点和中间

21、点穿出一系列直线，交汇出交点，作为初定的路线导线3）具体的平曲线要素在平面线形设计中进行计算2.3平面线形设计现代道路平面线形是直线、圆曲线和缓和曲线构成的，称为平面线形三要素，道路平面线形设计是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。2.3.1路线平面线形及要素的确定1）路线的平面设计所确定的几何元素是以设计速度为主要依据的。本路线设计车速为80km/h，平面线形的主要要素的确定以其确定的标准为依据。2）以平面线形设计的原则和线形设计的要求为依据，在初定的路线导线基础上，本路段

22、平面线形要素的组合类型为基本型。由于该路段地势高差变化较小，本路线选线的原则主要是根据地形和地势，避开山坡和陡坡，尽量利用较平坦地势，做到利民不扰民，在保证线形的前提下，尽量减少对农田的占用。3)本条路线设计在出入高于铺乡镇附近的一段开阔处分别设置转角点，并用直线型定线法，进行曲线要素的计算，最终确定为按直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合，设置两处，其它路段皆为直线段。在本设计中采用统一半径为500m，大于规定所要求的一般最小半径400m，既方便施工，又使线性美观。4)在考虑线形和工程量的条件下，满足了同向曲线和反向曲线中关于最小直线段的要求，即反向曲线间的直线最小长度应不小于2V，即200

23、米。同向曲线间的直线最小长度应不小于6V，即600米。本设计中偏角均大于7，不存在小偏角问题。同时长直线的长度均在1000左右，使得驾驶员在视觉和心理上都感觉舒适.另外中间圆曲线的长度也大于3s的行程，路线转角分别为250和2607不属于小转角弯道用直线型定线法，试取圆曲线半径500m,同时计算最小缓和曲线半径如下：1.Lsmin=0.0214V3/Rs2. Lsmin=Bi/p3. Lsmin=所以取两处缓和曲线分别为92m和90m大于最小缓和曲线长度，这样满足驾驶操作从容，旅客感觉舒适、超高渐变率适中和行驶时间不过短的要求然后计算曲线要素过程如下：最终缓和曲线、圆曲线、缓和曲线长度之比在1

24、：1：11：2：1范围之内，且满足设计见路线平面图图示设计路线总长3000km,共有2处平曲线,最小圆半径均为500m，最小缓和曲线长为90m。2.4路线纵断面设计纵断面设计的主要内容是根据道路等级及沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高，各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长度适当、平面与纵面组合设计协调、以及填挖经济、平衡，如果道路的设计纵坡太小，还要考虑路面的排水问题。这些要求虽在选定线阶段有所考虑，但要在纵面设计中具体加以实现。根据纵断面设计的步骤以及具体要素的要求:1)在此路线的设计中，做好准备工作，标出各桩点位置，确定主要控

25、制点, 写出每个中桩的地面标高，并绘出地面线。本设计路段的标高控制点主要为出入高于铺乡镇的两点位2）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上，本路线主要控制点为起始点以及桩号为K0+665.626和K1+620.032的两个转角点，以及高于铺乡镇要拆迁的K0+900和K0+1200的两中间点。结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。3）经过对各种可能的坡度线方案进行反复比较进行直线穿插试坡，经过对比论证最终确定各纵坡度都是在0.4%1.0%之间的缓坡，为满足防冻胀和水侵蚀的要求，皆采取填方路段，设计中尽量使土方量小，将前后

26、坡度线交汇初定出坡度线及各变坡点的位置。试定坡后进行调整对照标准检查以下方面：1）纵坡根据公路工程技术标准（JTGB01-2003）规定，设计车速为80km/h的二级公路的最大纵坡，应不大于5%，在长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。纵坡的长度不小于200米。由于本设计路基绝大部分处于平原区填方路段，纵坡很好满足要求分别为+0.4%、-1%、+0.6%、-0.55%和0+0.4%，满足最小排水要求，但是为了减少填挖量，纵坡都比较小，因此应该在减少工程量的同时充分考虑排水问题。2）坡长坡长分别为560、520、560、880和480m，都大于设计车速80km/h

27、的二级公路最小坡长200m，满足要求3）平纵组合第一个竖曲线从K0+490到K0+630，基本包含在从K0+500到K0+826的第一个平曲线之内，第三个竖曲线从K1+582.5到K1+697.5，基本包含在从K1+459到K1+776的第二个平曲线之内，皆基本满足平曲线包含竖曲线的要求。平曲线半径皆为500m,与竖曲线10000m左右的半径几乎20倍，满足标准规定的均衡要求4）合成坡度选择6%的超高坡度，计算曲线处合成坡度得皆小于80km/h规定的10.5%的合成坡度,这样利于行车和排水以上皆满足要求，最终定出坡度值、变坡点、高程。然后进行竖曲线要素的计算，最终结果见纵断面图和纵坡、竖曲线表

28、。关于竖曲线要素的计算过程如下：1）2）3）4）2.5 横断面设计道路横断面是指中线上各点沿法向的垂直剖面，它是有横断面设计线和地面线组成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡等。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车道直接有关的部分，即两侧路肩外缘之间各组成部分的宽度、横向坡度等问题。1）本设计的二级公路采用无中央分隔带的单幅双车道的基本横断面形式。根据标准规定采用行车道宽度7.5m，两侧路肩宽2.25m，总的路基宽度为12m设计采用沥青混凝土路面，所以根据标准范围采取2%的路拱横坡度。具体的路基横断面形式在路基设计中有详细阐述。2）对于平曲线部分，由于采取一般最小半径5

29、00m2500m不设超过的最小半径，所以要设置超高以抵抗离心力的作用，首先进行超高值的计算。由于实际道路上驾驶员一般都采取行车速度，计算时取80km/h设计车速所对应的64km/h的行车速度更符合实际。对于式 中关于取值的比例分配问题，一般先按最大超高来抵抗离心力，若超过最大超高，则剩下的用横向摩阻力来抵消。所以在本路段设计中计算如下： 8%的最大超高值但考虑到，在小半径曲线上车速较实际低，6.45%的超高会偏大，所以取6%的值较好。由于是不设中间带的双车道公路，采用绕行车道内边线旋转的方式来设置超高过渡段。对于横断面各超高值的计算见路基设计表第三章 路基设计路基是在天然地表面按照道路的设计线

30、形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。公路路基属于带状结构，随着天然地面的高低起伏，标高不同，路基设计须根据路线平、纵、横设计，精心布置，确定标高，为路面结构提供具有足够宽度的平顺基面。路基应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。 影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。3.1路基横断面设计路基横断面形式和尺寸实际上是在确定路线平面位置时候已经有了考虑，在纵断面设计中又根据路线标准和地形条件对路基的合理高度，特别是工程艰巨路段仔细做了分析研究，拟定了横

31、断面方案。因此，施工图设计阶段的横断面设计是在总结上述工作的基础上把它具体化，绘制横断面设计图纸，作为计算土石方数量和日后施工的依据。1）横断面类型选择根据路基分类和横断面设计要求，考虑到本路线设计处于平原微区，且全部都为填方地段，填土高度都在16m范围内，根据路基横断面三个分类路基、路堤和半挖半填的形式特点，采用横断面形式为路堤，标准示意图为：图3-1路堤示意图2）路基宽度和高度路基宽度为行车到路面及两侧路肩宽度之和，根据二级公路设计标准，每车道宽为3.75m，所以取7.5m 的双车道行车道，加上两边分别为2.25m宽的路肩带，为行车安全在左侧加设1.5m硬路肩，总路基宽度为12m。从路基的

32、强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，在本路线设计中，路基填土高度都在16m范围内，从整体的稳定性来说，属于一般路基，在边坡稳定性方面安全，可是在填土高度较小的路段路基的强度容易受水侵蚀和冻胀的影响，所以在这些地段要做好填料的充分压实和排水设施，另外在路面设计中，可以采用较厚的防水和排水垫层来减小强度的受损。3）路基边坡坡度一般路堤边坡坡度可根据填料种类和边坡高度选取。本路堤设计选用砾类土、砂类土填料，且是高度小于8m的一般路基，根据规范和经验值皆采用1：1的边坡坡度。3.2路基防护与加固 由岩土填筑的路基，大面积暴露于空间，长期受自然因素的强烈作用，沿途在不利水温作用下，物

33、理力学性质常发生变化，强度和稳定性减弱。为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、冲刷防护与加固及湿软地基的加固处理。在本路基设计中，路基属于一般高度的填方土质路堤，由当地地质条件，冲积层上部是砂质粘土，下部为砂卵石，没有地质不良地段，且填土用砾类土、砂类土填料，根据防护类型的适应范围，决定采取有“生命”的种草和铺草皮的坡面防护，由于边坡坡度不超过1：2.0，在地面径流流速小于0.6m/s的地段选择种草，其他冲刷严重地段以铺草皮的形式来防护，这样可以保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性，同时美化环境。3.3路基路面排

34、水设计地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。渗入路基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。路基路面排水的任务就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基路面具有足够的强度与稳定性。3.3.1路基路面排水设计的一般原则(一)排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理，讲究实效，注意经济，并充分利用地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排

35、水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，及时疏散，就近分流；(二)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；(三)路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相结合；(四)路基排水要结合当地水文条件，就地取材，以防为主；(五)为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。3.3.2路基路面排水设置1）本路基路面的地面排水设计采用边沟，设置在路堤的坡脚外侧，路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水，

36、边沟的横断面采用梯形的断面形式，底宽与深度在0.40.6m之间，内侧边坡取为1：1，外侧边坡与填方路基边坡1：1.5一致，边沟的纵向坡度与路线纵坡一致。示意图如下：图3-2路堤边沟形式示意图2）由于是平原微丘区的低填方路堤，不采用截水沟3）地面边沟汇集的水流要排到路基范围以外的地方，所以用排水沟与其它排水设施结合起来，其横断面形式是梯形，底宽与深度为0.5m，沟的坡度为1：14）路基及边坡土体中的上层滞水，或埋藏很浅的潜水称为地下水，当地下水影响路基路面强度或变坡稳定是，应设置暗沟、渗沟等地下排水设备。在本设计中设计简易盲沟，在两侧边沟下设置，矩形横断面，底宽与深度为1：3，深为1.5m，底宽

37、为0.5m沟底具有1%的纵坡最终的路基横断面及排水设计图示形式如下：图3-3路基横断面和排水设计示意图3.4 路基土石方数量计算和调配路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方量的多少是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一。地面形状是很复杂的，挖填方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，一般按工程的要求，在保证使用的前提下力求简化。3.4.1 横断面面积计算路基挖填的断面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线的为填方，低于地面线者为挖方，两者应分别计算。由于本路线所经地区为平原区，路线起伏不过在2m左右，同时考虑到少受水侵蚀的影响，

38、路基填土要保持一定高度，所以整条路线均为填方，在计算横断面面积时，以每隔20m为间距，用CAD绘制出共150个断面图，然后用计算机算出各横断面面积。3.4.2 土石方数量计算由于此设计道路相邻两断面均为填方且面积大小相近，则可假定断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为： 式中：体积，即土石方量 分别为相邻两断面的面积 L相邻断面之间的距离由于都是填方地段，所以不用土方调配，横断面面积和土石方量具体结果见土方计算表 第四章 路面设计路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。在工程设计中，主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面。

39、本设计路面采用沥青混凝土路面，它是柔性路面，整体结构刚度较小，在车辆荷载作用之下产生较大的竖向弯沉，路面结构的抗弯拉强度较低，主要靠抗压和抗剪强度来承受车辆荷载作用。沥青路面作为结合料粘结矿料，增强了矿料之间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。它具有下列功能1）足够的力学强度，能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力2）一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变而不破坏 3）与汽车轮胎的附着力较好，可保证行车安全4）有高度的减震性，可使汽车快速行驶，平稳而低噪声5）不扬尘，且容易清扫和冲洗6）维修工作比较简单，且沥青路面可再生利用与混凝土相比养护费用简便、适宜与分

40、期修建等优点。4.1路面结构及层位功能行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱。因对路面材料的强度，抵抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。为了适应这一特点，路面结构通常是分层铺筑的，按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素的影响程度的不同分成若干层次。通常按照层位功能的不同，划分为三个层次，即面层、基层和垫层。1）本设计采用沥青混凝土面层，上面层分细粒和粗粒两层，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。因此同其它层相比，具备较高的结构强度，抵抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而耐磨，不透水。2）基

41、层采用半刚性材料的水泥碎石，它主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并将力扩散到下面的垫层和土基中去，具有足够的强度和刚度。3）垫层采用石灰粉煤灰土的垫层，它介于土基与水泥碎石的基层之间，功能是改善土基的温湿和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基温状况变化所造成的不良影响。4.2沥青路面设计我国现行的公路沥青路面设计规范（JTJ01497）采用弹性层状体系作为力学分析基础理论，以双圆垂直均布荷载下的路面整体弯沉和结构层的层底弯拉应力作为设计指标，以疲劳效应为基础，处理轴载标准化转换与轴载多次重复作用效应。4.2.1标准轴载与轴载换算我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴

42、载，路面上的各种车型应按规定的法则作当量换算，得到当量的标准轴载次数。表4-1预测交通组成表汽车型号交通量（次/日）载重（KN）总重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数小汽车2000-CA1580050.0091.3520.9770.381双轮组EQ14090050.0092.9023.7069.201双轮组解放CA5090050.0092.9028.7068.201双轮组由于不同力学参数的疲劳等效效应不同，我国规范规定，当量轴载换算分为一下三种：1）以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时轴载换算公式为： （4-1） 式中：N标准轴载的当量轴次（次/日） 各种被换算车辆的作用次

43、数（次/日） P标准轴载（KN） 各种被换算车型的轴载（KN） C1-轮组系数,双轮组为1 C2-轴数系数 2)当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时轴载换算公式为： （4-2）3）对于贫混凝土基层以应力为设计指标时轴载换算公式为： （4-3）4.2.2 沥青路面设计指标与极限标准路面弯沉与弯拉应力是我国现行的沥青路面设计方法采用的设计控制指标。我国公路沥青路面设计规范（JTG D50）规定1）路面设计弯沉值由下式确定 （4-4）Ac为公路等级系数：高速公路一级公路1.0，二级公路1.1，三四级公路1.2；As为面层类型系数：沥青混凝土面层系数1.0，热拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式路面、

44、沥青表面处置1.1；为设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数2）沥青面层、半刚性基层、下基层、刚性基层层底拉应力作为沥青路面结构设计的第二项控制指标。通过大量试验，承受一次加载断裂的极限弯拉应力与受多次加载后达到同样断裂所施加的疲劳应力之间的比值与加载的次数之间存在如下相关关系： （4-5） 根据结构层材料的不同，按以下公式计算 （4-6） （4-7） （4-8） （4-10）由以上可得 （4-11）路面结构设计按两项指标设计结构厚度，取其中较厚的厚度作为最终设计结果即； （4-12）4.2.3 新建路面厚度设计 （一）双向双车道系数0.60.7，取车道系数为0.6，高级路面设计使用年限为

45、15年（二）设计弯沉值计算采用公式：该公路为二级公路，公路等级系数沥青混凝土面层，面层类型系数Ac为公路等级系数：高速公路一级公路1.0，二级公路1.1，三四级公路1.2；As为面层类型系数：沥青混凝土面层系数1.0，热拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式路面、沥青表面处置1.1；（三）该路段处4区（黄土高原干湿过渡区）、土基多为粉质土、路基干燥状态临界高度为2.4至2.6米，路基中湿状态临界高度为1.9至2.1米，路基湿润状态临界高度为1.2至1.4米，最小填土高度2m，则路基处于中湿状态，由此可得对应的平均稠度在0.95至1.10(取1.05)，再查“二级自然区划各土组土基回弹模量的参考值（Mpa

46、）”，查得土基的回弹模量为39Mpa。（四）各层的泊松比取值为0.25（五）采用沥青混凝土面层，分4cm 细粒式沥青混凝土和7cm粗粒式沥青混凝土两层；对于基层来说，采用水泥稳定碎石的半刚性基层20cm,垫层采用二灰土15cm20cm之间作为控制层，可以起到防水防冻的效果。沥青面层：密集配细粒式沥青混凝土，厚度4cm，抗压模量（Mpa）1800-2200，劈裂强度（Mpa）1.2-1.6；密集配粗粒式沥青混凝土，厚度7cm，抗压模量（Mpa）1200-1600，劈裂强度（Mpa）0.6-1.0；基层：水泥稳定碎石，厚度25cm，抗压模量（Mpa）1300-1700，劈裂强度（Mpa）0.4-0

47、.6；底基层：二灰土10：30：60，厚度1525cm，抗压模量（Mpa）600900，劈裂强度（Mpa）0.20.3；路面结构图如下所示：图4-1路面结构示意图确定出以上要素以后，根据沥青路面的轴载换算原理和路面设计指标与极限标准的要求，运用路面设计软件进行路面厚度设计，计算结果如下：表4-2沥青混凝土路面计算结果1项目类型参数项目类型新建项目2设计弯沉(0.01mm)未知3验算内容验算方式弯拉应力验算4交通参数设置公路等级二级公路5路面等级高级路面6设计使用年限(年)157基层类型系数1.08面层类型系数1.09轴载类型多级轴载10交通增长率(%)511车道系数.612多级轴载参数序号13

48、轴重(KN)9114作用次数(n/d)80015轮组数双轮组16轴数117序号218轴重(KN)9319作用次数(n/d)90020轮组数双轮组21轴数122序号323轴重(KN)9324作用次数(n/d)90025轮组数双轮组26轴数127土基模量参数土基模量(MPa)3928泊松比.2529结构组合（基层&垫层）层号30是否控制层位否31材料类型沥青混凝土类32材料名称细粒式密级配沥青混凝土3315度材料模量(MPa)20003420度材料模量(MPa)140035材料厚度(cm)436劈裂强度(MPa)1.437泊松比.2538层号239是否控制层位否40材料类型沥青混凝土类41材料名称

49、粗粒式密级配沥青混凝土4215度材料模量(MPa)14004320度材料模量(MPa)100044材料厚度(cm)745劈裂强度(MPa).846泊松比.2547层号348是否控制层位否49材料类型无机结合料稳定集料类50材料名称水泥碎石5120度材料模量(MPa)150052材料厚度(cm)2553劈裂强度(MPa).554泊松比.2555层号456是否控制层位是57材料类型无机结合料稳定细粒土类58材料名称二灰土5920度材料模量(MPa)75060最小材料厚度(cm)1561最大材料厚度(cm)2562劈裂强度(MPa).3063泊松比.2564计算结果65路面设计弯沉值(0.01mm)

50、27.011366路面结构的实测弯沉值(0.01mm)26.8203567设计使用初期标准轴载作用次数(n/d)184368设计使用期末标准轴载作用次数(n/d)364969设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数(万次)870.947670路面第1层厚度(cm)471路面第2层厚度(cm)772路面第3层厚度(cm)2573路面第4层厚度(cm)19.774设计控制层厚度(cm)19.775第1结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)26.8203576实际路面结构第1层底最大拉应力(MPa)077第2结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)30.0101778实际路面结构第2层底最大拉应力

51、(MPa)079第3结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)35.3476380实际路面结构第3层底最大拉应力(MPa).116270681第4结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)82.5955682实际路面结构第4层底最大拉应力(MPa).111215383土基层顶面施工控制弯沉(0.01mm)255.1904由表中计算结果可知；路面结构的实测弯沉值0 Mpa 粗粒式密级配沥青混凝土： =3.03 =0.264Mpa0 Mpa 水泥稳定碎石 ： =2.03 =0.246 Mpa0.1162706 Mpa 石灰土 ： =2.61 =0.115 Mpa 0.1112153 Mpa4.3 沥青路面

52、设计结果总结 本设计采用沥青混凝土面层，上面层分细粒和粗粒两层，基层是半刚性材料的水泥碎石，加上石灰粉煤灰土的垫层，并进行路面结构设计与验算，从表中和以上计算结果来看，沥青路面弯沉值和各层层底弯拉应力小于设计弯沉与层底拉应力，符合要求，可以采取。所以最终路面结构为：采用沥青混凝土面层，分4cm 细粒式沥青混凝土和7cm粗粒式沥青混凝土两层，基层采用水泥稳定碎石的半刚性基层20cm,垫层采用二灰土19.7cm。第五章 公路环境保护与景观设计5.1公路环境保护公路的环境评价主要考虑公路建设对社会经济的影响，噪音、大气污染的影响，对周边区域发展的影响以及对生态环境的影响：（一）公路建设不可避免的要占

53、用农田、果园等，在山区本来耕地就少，因此更要注意尽量少占农田及果园，同时要注意减少拆迁；（二）由于本公路主要用于促进该地农业产品和矿物的外运，考虑到这一点，因此选线时尽量接近农业区和矿产区。并且利用绿化，降低路上噪音，缓解大气污染同时保持生态平衡、美化环境；（三）该公路的修建进一步加快了该地区的经济发展，同时带动了本地区的塘渔业、饲养业以及其他副业的发展；（四）公路建设还应注意对生态环境的影响，例如对周围植被、地质、土壤及水文的影响。5.2 公路景观设计公路景观设计是包括公路自身及其沿线地域内的自然景观和人文的综合体系，涉及公路的景观设计、沿线地域景观资源的开发利用和保护、公路景观环境的综合评

54、价等内容。设计总结通过这次设计，首先从整体我对道路设计有了一个较深刻的认识，从选线、定线到平面设计、纵断面设计和路基路面设计以及对规范的认识和理解也有了很大的进步。由于缺乏经验，走了不少弯路，同时由于是第一次设计，常常是顾前忘后，不注意各个过程的配合和衔接，平面设计中只考虑了路线的各项指标和线形，一味的追求高标准的线形，而没有顾及到填挖工程数量及经济指标的问题。纵断面设计中，也往往只是一味的追求平包竖，一味的强调规范标准，很多时候却不能深刻明白规范的含义。另外，此次道路设计的地区处于平原区，在设计中各项指标比较容易满足，相对丘陵和山岭区较简单，所以对于道路设计的要点和更深刻的认识还需要我进一步

55、的学习。在设计中，我深刻体会到了计算机作为辅助设计工具的重要作用。对于横断面的设计，特别是路基土石方数量的计算，计算机把我们从繁重、枯燥的计算中解放出来，从而有更多的时间和精力投入专业知识的学习及规范的熟悉中。通过这次学习，我对计算机辅助设计AUTO CAD的应用更加熟练。当然设计中存在种种问题，在指导老师的帮助下，对每个问题我都努力学习，虚心求解和认真的改正。参考文献1.交通部部标准.公路工程技术标准JTJ001-03.北京.人民交通出版社，20042.交通部行业标准.公路路线设计规范JTJ011-94.北京.人民交通出版社，19943.交通部行业标准.公路路基设计规范JTJ013-95.北

56、京.人民交通出版社，19954.交通部行业标准.公路沥青路面设计规范JTJ014-97.北京.人民交通出版社，19975.交通部行业标准.公路排水设计规范JTJ018-97.北京.人民交通出版社，19976.杨少伟主编.道路勘测设计.北京.人民交通出版社，19977.邓学钧主编.路基路面工程.北京.人民交通出版社，2000致 谢“宝剑锋自磨砺出，梅花香自苦寒来”，辛苦几个月的毕业设计终于尘埃落定。这是对自己大学四年学习的实践总结，更是一次提供学习、创新、发挥才能的舞台，除了自己的辛勤汗水，更重要的还有各位敬爱老师的谆谆教导与辛勤指导。几位老师总是不辞辛苦，为我们细心讲解并提供各种必备的资料与书

57、籍。学院提供的专用机房更是为我们创造了一个良好的学习与交流的环境。同学之间的相互探讨与学习，有力的促进了我对知识的深入了解与兴趣，良师与益友之义在于此。几位老师严谨的治学态度让我也深刻体会到，学习生活不仅要勤勤恳恳更要规规范范，“读书在于塑造完善的人格”，在各位老师言传身教的四年学习中，知识使我充盈，老师的人格魅力更让我受益匪浅。毕业设计完成了，也意味着将要踏上新的人生起点，在这里感谢对我们生活体贴入微的班主任老师，感谢各指导老师，感谢我亲爱的各位同学，“一花独放不是春”，愿各位老师事业蒸蒸日上，各位同学好友我们的学业，百尺竿头更进一步，争为满园春。毕业设计小结辛苦几个月的毕业设计终于尘埃落定。这是对自己大学四年学习的实践总结，更是一次提供学习、创新、发挥才能的舞台。在这充满期待的舞台上，正是大显身手之时，也是不断发现不足不断充实自己之时。四年的学习，自己学习了不少的基础知识与专业知识，同时完善自己的人格与陶冶情致，鲤鱼跳龙门，为踏上新的人生征程奠定基础。毕业设计，首先从态度上我是认真且谦虚的，在这过程中当然遇到了不少难题，是在书本上怎么都不会想到的，良师