丹东至庄河高速公路AB段路段设计毕业设计

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1、摘 要丹庄高速公路CD段全长5.388km。公路所经地区为平原微丘区，全线采用双向四车道高速公路标准设计，路基宽度30米，设计行车时速100km/h。全线设平曲线4个，线形组合均采用基本型，平曲线最小半径800m；设竖曲线两个，其中凸形竖曲线最小半径10000m，凹形竖曲线最小半径10000m，最小纵坡1.07%。路线采用的技术指标可以较好的满足该高速公路的通行要求，达到二级服务水平。由于路线多次跨越细河、铁路和公路，故设中桥、小桥各两座，管涵两道。同时，综合考虑地形、土质和水量等完成了道路排水系统的设计，路基防护主要采用挡土墙和草皮防护。路面设计为沥青混凝土路面。本设计重视环境保护，尽量使道

2、路与周围环境协调统一。设计中采用多种工程软件进行精确计算来优化设计，设计图纸采用AUTOCAD及HintCAD软件绘制。关键词：高速公路；施工图；沥青路面；预应力空心板桥；边坡防护 ABSTRACTThe total length of Dandong-Zhuanghe express highway EF section is5.388 km. The area which the road crosses is rolling terrain. And a technical standard of double-way four-lain highway is adopted in th

3、e design. The design speed is 100km/h. The width of the subgrade is 30 meters.The basic type of horizontal curve is adopted in this design for all the 4 horizontal curves and its minimum radius is 800m. Two vertical curves are designed and its minimum radius is 10000m and 10000m for convex vertical

4、curve and concave vertical curve respectly. The minimum longitudinal grade is 1.07% which meet the drainage. All of the adopted technical standard can meet the highway with the second-class service level. 4 bridges are designed, which are medium bridge and small bridge respctively and 2 pipe culvert

5、 are also desinged.Different kind of drainage facilities are used in the drainage design. Gravity retaining wall and vegetation protection are used for the slope protection. The asphalt pavement is used in this highway. The concept of environmental protection is carried through in all the design to

6、make the highway consistent with the nature. Different kinds of professional software are used to optimum the design result. The construction document is completed by AUTOCADand HintCADKeywords: express highway；construction document；asphalt pavement；prestressed hollow slab bridge; bridge; protection

7、 of side slope目录第一章 绪论11.1 道路线形，交通量情况概述11.2本次设计的道路运输的特点11.3沿线自然条件31.3.1气候特点31.3.2地形与地貌31.3.3地质与土质31.3.4植被覆盖与作物等情况4第二章 公路技术等级的确定52.1 概述52.2公路等级的确定52.3方案比选9第三章 公路选线确定123.1选线原则123.2选线的具体做法153.2.1初步定线153.2.2 具体定线153.2.3路线特点16第四章 公路平面线形设计174.1 概述174.2 平面线形设计原则174.3 平曲线要素确定与计算174.3.1平曲线要素174.3.2平面线形设计计算：1

8、9第五章 纵断面设计265.1 纵断面设计原则265.2 平纵线形的协调275.3 竖曲线计算285.3.1 竖曲线作用285.3.2 竖曲线计算28第六章 横断面设计316.1横断面的设计316.1.1 横断面的组成316.1.2 路基的断面类型316.2 填料的选择与压实标准346.2.1 填料的选择346.2.2 压实标准356.3 路基边坡稳定性计算356.4 挡土墙设计和计算366.4.1、挡土墙作用366.4.2、材料376.4.3、墙体尺寸376.4.4、墙体填料的构成及说明376.4.5、横向布置376.4.6、纵向布置376.4.7、平面布置386.5 弯道的超高与加宽426

9、.5.1 弯道的超高426.5.2 弯道的加宽436.5.3 超高值计算446.6 土石方数量计算与调配466.6.1 横断面面积的计算466.6.2 路基土石方数量的计算476.6.3 土石方调配47第七章 路面结构设计497.1 概述497.2 沥青路面设计50第八章 路基路面排水设计558.1 路基路面排水设计目的558.2 路基排水设计568.3 路面排水设计598.4 桥涵设置608.4.1 桥涵位置的选定原则608.4.2 桥涵形式的选择62第九章 桥梁设计649.1 桥梁方案比选649.1.1 预应力混凝土空心板桥649.1.2 预应力混凝土简支T梁桥649.1.3 组合梁桥65

10、9.2 预应力混凝土简支T梁设计65第十章 施工组织设计6810.1 施工组织设计的基本原则6810.2 施工组织设计的主要内容6810.3 工程概况及工程施工69参考文献73致谢74V第一章 绪论1.1 道路线形，交通量情况概述本设计任务是丹东至庄河高速公路AB段路段设计丹东是我国最大的边境口岸城市 ,与朝鲜半岛相邻 ,我国国道主干线之一同三公路的组成部分鹤大二级公路 (2 0 1线 )经过丹东。随着沈大、沈本以及本丹高速公路的相继建成通车 ,迫切需要丹东与大连的快速连接 ,以初步形成环辽东半岛高速公路网架。大连至庄河一级公路已建成通车 ,进一步完善即可改造为高速公路。所以 ,丹东至庄河高速

11、公路的建设必将对辽宁省、东北地区乃至全国产生重大影响，交通调查鹤大公路连接港口城市大连与丹东市及吉林省、黑龙江省东部地区 ,承担沿线地区的绝大部分疏港任务 。丹东至庄河高速公路连接丹东市区、东港市和庄河市 ,将上述地区划分为项目直接影响区 ;将辽宁省其他地区划分为间接影响区 ;将省外地区划分为外围影响区。交通小区划分原则上利用其行政区划 ,综合考虑行政区域的经济发展状况、人口规模、公路网络布局及高速公路的线位影响 ,共划分 30个交通小区 ,其中直接影响区 1 8个、间接影响区 8个、外围影响区 4个。辽宁省经济发展速度较快。为发展区域联系，加强区际合作。该地区随交通的需要也越来越高，通过调查

12、确定，其近期交通量及其组成如表1-1所示：表1-1 交通量统计表（辆/昼夜）：车型黄河JN150解放CA10B东风EQ140日野KF300D数量750600230100交通量年增长率为：7%路线所经地区市辖地区属公路自然区划的II1区。1.2本次设计的道路运输的特点由于交通运输是国民经济的基础产业,是社会扩大再生产和商品经济发展的先决条件,对促进国民经济持续、快速、健康发展和社会、文化的发展具有重要作用.随着社会主义市场经济体制的逐步建立、沿海、沿江、沿边对外开放的进一步扩大,随着产业结构的调整、农业结构的转变、区域经济的发展、人民生活水平的提高和消费结构的转变,对运输的需求更加旺盛，为适应社

13、会主义市场经济体制的需要, 对交通运输提出了更高的要求。现代交通运输系统是由铁路、道路、水运,航空及管道等五种运输方式组成.这五种运输方式在技术经济上各有特点,各自适应一定的运输要求及自然、地理等条件.它们在国民经济发展计划统筹安排下,合理分工，协调发展，取长补短，相互衔接,形成了完整的综合运输体系。道路运输在综合运输体系中占有极重要的地位.其主要特点有:1. 适应性强 道路网分布面宽,密度大,其分布区域比铁路大十几倍,而且它能深入工矿和山村,中转环节少,货运损失较少。2. 机动性好 汽车运输可以随时调动,装卸,起运;可以运送少量客货,也可以运送大量客货；可以单独运行,也可以组队运输,这对国防

14、和山区建设有重要意义,特别是在农村经济发展中占有优先的地位。3. 速度快捷 在短途运输中,特别是在高等级道路上运行,比铁路运输更快.随着人民生活水平的提高和旅游事业的发展,客货运输中的短途运输增加很快,它可以减少货物积压、加快资金周转、改善经营管理、提高经济效益。4. 投资较少 道路建设原始投资较少,车辆购置费也较低,资金周转快,社会效益也较明显。5. 运输费用高 与铁路和水运运输相比,道路运输的费用较高,特别在低等级道路上长途运输,车速低,运输成本就较高。因此根据以上的道路运输特点进行如下的设计1.3沿线自然条件1.3.1气候特点 丹东市位于中纬度地带，属于温带季风型气候，常年温差较大，全年

15、平均气温89，年降水量平均为640840毫米。气候主要特征是：四季分明，各有特色，季风气候显著，大陆性较强。丹东市的地理位置和自然气候，为发展农、林、牧、渔各业提供了良好的条件。庄河市也属于温带季风型气候，常年温差较大，全年平均气温1012年降水量平均为720800毫米,一年四季交替分明，拥有极其丰富的矿场资源，自然气候适中，适合居住，发展快速，是个风景优美的城市。1.3.2地形与地貌该公路工程地处辽宁省，是连接丹东庄河的一条快速通道，其建成后促进了沿线的经济发展；该地区属1区，冬季最低气温-25、夏季最高气温35、年均降雨量800-1000mm、主风向为西北方向。1.3.3地质与土质该地区沿

16、线山体稳定，无不良地质状况，山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5米以下；沿线有农田和灌木，河流较多；沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。山坡地带土组成如下：残积土：黄褐色为主，稍湿，松散-稍密状态，主要有泥岩风化残积形成，岩芯呈粘土状。最大揭露厚度1.80m。全风化泥岩：褐红色为主，全风化状态，结构、构造已完全破坏，岩芯手捻呈砂土状，本层风化状态不均一，局部呈强风化状态，且夹薄层砂砾岩。最大揭露厚度4.10m。强风化泥岩：褐红色为主，强风化状态，泥质结构，块状构造，节理裂隙极发育，岩芯多呈碎石状及土状，碎石状岩芯手掰易碎，本层风化状态不均一，局部呈弱风化状态，且夹薄层弱

17、风化砂砾岩。最大揭露厚度22.20m。弱风化泥岩：褐红色为主，弱风化状态，泥质结构， 构造，节理裂隙较发育，岩芯多呈碎块状及短柱状，岩芯锤击易碎，本层风化状态不均一，局部呈强风化状态，且夹薄层弱风化砂砾岩，最大揭露厚度7.90m。1.3.4植被覆盖与作物等情况路线所经地区有灌木丛，高度在1.5米以下，今后的经济发展主要是致力于土地的综合利用，对山.水.田.路进行综合治理，搞好水土保持。农作物主要有玉米，高粱等，在道路周围可以种植树木和草，不但可以保持水土，还可以增加美观，并能让司机有个好的心情和视觉效果，也有助于增加行车安全。第二章 公路技术等级的确定2.1 概述公路平面设计交通量依据交通量一

18、般是指公路远景设计年限年平均昼夜交通量。该交通量仅能作为公路分级的依据。一条公路在同一地形分区范围内采用不同的公路等级时相邻设计路段的计算行车速度之差不宜超过20Km/h,按不同计算行车速度设计的各设计路段长度不宜过短，高速公路、一级公路行车速度之差一般不小于20Km/h。1公路等级选用的依据公路等级的选用应根据使用任务、功能、适应的交通量和路网规划，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系，远期发展等，经论证后确定。选用公路等级时，应明确下面几个内容：2远景设计年限远景设计年限一般是指公路建成后使用的远景的计划年限。高速公路一般交通量为20年，设计的年限为20年，公路远景设计年限的起上算年为该设

19、计项目可行性研究报告中计划的公路建成通车之年份。3车型设计目前，我国公路上行驶的车辆型号比较多，车辆的几何尺寸各不相同，对公路交通的影响也不同。根据我国公路设计的车型标准，各级公路的交通量均以小客车为标准。2.2公路等级的确定由于每条道路在国民经济中的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。交通部2004年颁发的公路工程技术标准（JTG B012003）将我国的公路按其使用任务、功能及性质分为以下五个等级：（1） 高速公路为专供汽车分道高速行驶并全部控制

20、出入的多车道公路。四车道高速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2500055000辆；六车道高速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4500080000辆；八车道高速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60000100000辆。（2） 一级公路为专供汽车分道行驶并根据需要控制出入的多车道公路。四车道一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1500030000辆；六车道一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2500055000辆。（3） 二级公路为专供汽车行驶的双车道公路。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

21、均日交通量500015000辆。（4） 三级公路为专供汽车行驶的双车道公路。双车道三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20006000辆。（5） 四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车到公路。双车道四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2000辆以下。单车道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400辆以下。 交通量计算由相关的车型和车辆折算系数可以算出相应年限的的交通量，在公路等级选用时以此为依据，数据如表2-1，表2-2所示表2-1 该地区近期交通量及其组成车型黄河JN150解放CA10B东风EQ140日野KF300D数量75060023010

22、0交通量年增长率为：7%表2-2 汽车代表车型分类与车辆折算系数代表车型车辆折算系数车型说明小型车1.09座的客车荷载质量1t的货车轻型车1.29-19座的客车荷载质量1t-2.5t的货车中型车1.519座的客车荷载质量2.5t-7t的货车大型车2.0载质量7t-14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车根据交通量并按照20年考虑远期交通量计算将该交通量观测数据（日交通量）折合成小型车为：各种车辆折合成小客车位11211辆/每日年平均交通量计算如下：AADT=(1+7%)20-111211=32172（pcu/d）由公路路线设计规范（JTG D20-2006）查得，四车道高速公路应能适应将各种

23、汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000辆，所以该公路初步拟为四车道高速公路，设计车速为100km/h。表2-3 高速公路的主要技术指标规范标准高速公路设计速度（k/h）100路基宽度（m）一般值26最小值23.5车道宽度（m）3.75路肩宽度(m)右侧硬路肩一般值3最小值2.5左侧硬路肩一般值0.75最小值0.75圆曲线半径一般值700最小值400最大纵坡（%）5最大坡长（m）3%10004%8005%600竖曲线最小半径（m）凸形一般值10000极限值6450凹形一般值4500极限值3620竖曲线最小长度（m）85 2.3方案比选方案一方案二一、二方案对比 （1）方案一：路线相

24、对较长，中间需要建造11座桥梁、2条隧道，拟定设计为2座大桥3座中桥6座小桥，2个管涵，有路线交叉情况比较复杂，征地较多，拆迁量较多。（2）方案二：路线相对较短，中间也需增设10座桥梁、1条隧道，拟定设计为1座大桥2座中桥7座小桥，1个管涵，路线交叉情况并不算复杂，跨越河流较少，征地较少，拆迁量较两方案各种指标比较 方案路线长度桥遂数量路线交叉情况征地拆迁情况线形指标特殊路段一6279m11座桥，2条隧道，2个管涵与等级公路交叉7次，与铁路交叉3次，与高压线交叉少征地较多，拆迁量较多凹曲线半径1100m凸曲线半径8000m7处，为沙塘地于沿河段二5388m8座桥，1条隧道，1个管涵与等级公路交

25、叉有一次，与铁路交叉一次，与高压线交叉少数征地较少，拆迁量较少凹曲线半径800m凸曲线半径4500m3处，为沿河路段与池塘（3）方案一与方案二比较，方案二的路线较短且公民拆迁费用较少，方案一中对特殊路段的处理较多并且大桥较多，工程量大，费用就相对大得多。结论：最后综合考虑技术、经济等指标比较，选择方案二。第三章 公路选线确定3.1 选线原则(1)在道路设计的各个阶段,应运用各种手段对路线方案作深入、细致的研究,在多方论证比选的基础上.选定最优路线方案。(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、并有利于施工和养护.在工程量增加不大时,应尽量采用

26、较高的技术指标.不要轻易采用极限指标,也不应不顾工程大小,片面追求指标。(3)选线应注意同农田基本建设相配合,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等。(4)通过名胜风景古迹地区的道路,应注意保护原有自然状态.其人工构造物应与周围环境景观相协调,处理好重要历史文物遗址。(5)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查,弄清楚它们对道路工程的影响.对严重不良地质路段,如滑坡崩塌泥石流岩溶泥沼等地段和沙漠多年冻土等特殊地区,应慎重对待,一般情况下应设法绕避.当必须穿过时,应选择合适位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。(6)选线应重视环境保护,注意由于道路修筑汽车运营所产

27、生的影响和污染,如路线对自然景观与资源可能产生的影响;占地拆迁房屋所带来的影响;路线地城镇布局行政规划农业耕作区水利排灌体系等现有设施造成分割引起的影响;噪音对居民以及汽车尾气对大气水源农田所造成的污染及影响。(7)对于高速公路和一级路,利用其路幅宽,可根据通过地区的地形地物自然环境等条件,利用其上下行车道分离的特点,本着因地制宜的原因,合理采用上下行车道分离的形式设线。平原区由于地势比较平坦，路线受高差和坡度的限制小，平、纵、横三方面的几何线形较易达到较高的技术标准，但往往由于受当地自然条件和地物的阻碍以及支农的需要，选现实应注意多方面的因素。根据以上的选线原则，对本次设计进行了如下选线：3

28、.1.1整体路线的安排此次路线从丹东到庄河AB路段，因为是平原区路线，因受纵坡限制不大，布线时基本符合路线走向的前提下处理了对地物、地质的避让与穿越的问题，以平面为主安排路线。选线时，首先将在起终点及中间必须经过的工厂、农场及风景区作为主要控制点，分别设置了4个控制点，然后根据农田优劣及建筑群、水电设施、跨河桥位、跨海工程位置等地物的分布，确定了整体路线线形。3.1.2线形确定与技术标准平原区选线要求路线方向直捷，线形舒适可能采用较高标准。两个小控制点之间以两点直线连接的路线是最理想的，当路线必须转折时，相邻曲线间应尽量有较长的直线，以便曲线之间有充足的过渡时间，但不能片面的追求长直线，平曲线

29、尽量采用大半径，小偏角，从而保证线形的平顺。路线纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓而造成排水不良。平原区路基一般以低路堤为主，但必须做好排水设计，以确保路基的稳定和坚固，同时还应考虑纵坡和排灌渠位及其高度的配合。3.1.3选择路段与农业的关系平原区农田成片，渠道纵横交错，路线布设时要注意与农业发展的关系，与农田灌溉、水利设施建设相结合，从支援农业出发，布线应处理好以下问题：（1）平原区新建公路占用一些农田是不可避免的，但结合我国地少人多的国情，在可能的条件下做到尽量少占或不占高产田。全面分析比较，使路线既不片面求直而占用大量良田，也不片面强调不占用良田而使路线弯曲较多，造成行车条件恶化。（2）路

30、线布设应紧密与农田水利建设相结合，注意了解灌溉渠道的分布情况，使路线尽量与干渠平行，尽可能避免相交，最好把路线布置在渠道上方非一侧或尾部。路线应尽量避开供灌溉用的水塘，必须穿过时，路线最好布设在水塘的一侧，并拓宽水塘，取土筑路，解决借土问题。3.1.4 路线与城镇的联系平原区有较多的城镇、村庄、工业区及其它公用设施，布线时应结合工路性质正确处理穿越与避绕、拆迁和保留的关系高等级公路原则上不宜穿过城镇、工矿区及密集的居民点，以减少相互干扰确保安全。但考虑到方便运输，便利群众，充分发挥公路服务性能，路线又不宜离开城镇过远，做到“靠城不进城，利民不扰民”。3.1.5 路线与桥渡的配合平原区河流湖泊较

31、多，桥涵工程大，路线在跨越水道应尽可能的保证路线的平顺性。（1）特大桥桥位是路线总方向的控制点，路线的总方向应服从特大桥桥位的安排。（2）大中桥桥位原则上应服从路线的总方向，但常常作为路线方案的控制点，在选定桥位时，应将路、桥综合考虑。桥位应尽量选择在河床稳定、河道顺直、河面较窄、地质良好和两岸有利于桥头路线布设的河段。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流向正交，桥梁和引道应尽量在直线上。（3）小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况，可采取改河措施或改移路线，调整轴线和流向间的夹角。3.1.6 注意土壤水文条件平原区土壤和水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水

32、位高，容易影响路基的稳定性。（1）在低洼地段，路线与分水岭走向一致时，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，以使路基具有较好的水文条件。（2）当路线遇到面积较大的水库或湖泊时，一般应避绕，难以避绕时，应选择最窄最浅和基地坡面平缓的位置，借土填堤通过。（3）路线通过排水不良的低洼地带，布线时要注意保证陆地的最小填土高度，对低填及个别挖方地段要做好排水处理。3.1.7 注意路基取土和就地取材路基取土不能乱挖乱取、破坏农田，造成路基两边积水。取土应进行全面规划，采用大面积集中取土的方法，使梯田取土变平田。平原区一般缺乏砂石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工、养护、材料运输费用。3.2

33、选线的具体做法3.2.1初步定线（1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。（2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、水田、池塘等地点要重点控制，然后连接控制点，初步完成路线布局。（3）本设计本着方便城镇出入，少占田地，避免穿越池塘,尽可能利用老的土或是山路，路线短，填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下，进行平纵横综合设计，以定出道路的中线。本设计路线所处地区是平原微丘区，地势平坦，自然坡度极小。总体来说，纵、横、平三方面的线形都较易得到满足。3.2.2 具体定线定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的走线带

34、内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。平原微丘区在两控制点之间主要是地物障碍，合理解决那些可穿越、那些应该绕避，从而建立起一系列中间控制点，路线一般应由一个控制点直达另一个控制点。选择线位时，保证了标准的前提下，尽量做到少占和不占良田和经济林，少拆甚至不拆各种电力、电信设施，避免穿越大的池塘和沼泽地，减少对自然景观的破坏。跨越重要通航河流时，应选择好跨河位置，高等级公路互通立交一般设置在城镇附近，连接较重要的道路，应做好位置安排。本设计具体定线见图纸道路方案图。3.2.3路线特点：本次路线选择特点突出，由于为了避免穿越池塘,尽可能走平缓区域，路线短，填挖少且平衡的原则，所以选择的路

35、线较为平缓，地势平坦，自然坡度极小。而且本次设计特点在于，考虑到设计路线沿线景观特点，多以桥梁为主，设计沿河路段，使得此路段自然环境较为优美，桥位选择在河床稳定、河道顺直、河面较窄、地质良好和两岸有利于桥头路线布设的河段，重点选择自然环境相对较好的路段进行选线，并且减少跨越坡度较大的山区和障碍物较多的路段。在满足土壤和水文条件，并且满足河床稳定、河道顺直、河面较窄、地质良好的河段地区，进行于桥头路线布设。沿河路段较多，使得此路段自然景观优美，吸引更多车辆在此路段行驶，加速了此路段经济发展。 第四章 公路平面线形设计4.1 概述道路的平面线型设计，应拟订各项需要的几何尺寸，以满足车辆行使安全、迅

36、速、经济与舒适的要求。道路的平面线形，一般由直线和曲线组成。道路平面线形设计主要包括：选定合适的圆曲线半径，计算缓和曲线，合理解决曲线与直线、曲线与曲线的衔接，恰当的设置缓和曲线超高，计算行车视距与排除可能存在的视线障碍等。道路的平面线形要素是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的。直线是曲率为零的线形；圆曲线是曲率为常数的线形；缓和曲线是曲率逐渐变化的线形。三要素是道路平面线形最基本的组成，在道路上各要素所占比例难以量化规定，但只要各组成要素使用合理、组合得当，均可以得到较为理想的平面线形。4.2 平面线形设计原则1. 平面显形应直接、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2. 各级公

37、路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量的选用较大的圆曲线半径。3. 同向曲线应设有足够长度的直线，不得以短直线相连。4. 两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。5. 曲线线形应特别注意技术指标的均衡性和连续性。6. 应避免连续急转弯的线形。4.3 平曲线要素确定与计算4.3.1平曲线要素本次公路设计为高速公路，处于平原地区，设计车速为。由于所设的圆曲线半径均小于2500m，故必须设置缓和曲线，且平曲线要素计算主要以缓和曲线计算为主。由已知交点坐标、转角、交点间距来计算方位角、切线长、曲线长、各个点的桩号等加设缓和曲线后的平曲线要素。图4-1 加设缓和曲线后的平曲线 计算公

38、式如下：式中: 缓和曲线切线内移值，m；缓和曲线切线增值，m；切线长，m；总切线长，m；外距，m；校正数，m；主曲线半径,m；路线转角；缓和曲线长度，m；2主点桩号计算（桩号）=（桩号）-（桩号）=（桩号）+（桩号）=（桩号）+（）（桩号）=（桩号）+（桩号）=（桩号）-（桩号）=（桩号）+经过比较、试算圆曲线半径，最终确定主线几何元素。主线的半径和缓和曲线的长度均可满足一般二公路平原微丘区曲线半径和缓和曲线长度的要求。4.3.2平面线形设计计算：1. 设半径为800m，交点桩号为K0+484.45，设计车速为100，按基本对称型设计。 （1）计算缓和曲线长度LS1）按离心加速度的变化率计算2

39、）按驾驶员的操作和反应时间计算3）按超高渐变率计算查规范和标准得4）按视觉条件计算综上所述，取，取5的整倍数得（2）主点里程桩号计算1）曲线要素计算2）主点桩号计算计算无误。2. 设半径为800m，交点桩号为k1+476.71，设计车速为100，按基本对称型设计。 （1）计算缓和曲线长度LS1）按离心加速度的变化率计算 2）按驾驶员的操作和反应时间计算3）按超高渐变率计算查规范和标准得4）按视觉条件计算综上所述，取，取5的整倍数得（2）主点里程桩号计算1）曲线要素计算2）主点桩号计算计算无误。3. 设半径为800m，交点桩号为K3+840.902，设计车速为100，按基本对称型设计。 （1）计

40、算缓和曲线长度LS1）按离心加速度的变化率计算 2）按驾驶员的操作和反应时间计算3）按超高渐变率计算查规范和标准得4）按视觉条件计算综上所述，取，取5的整倍数得（2）主点里程桩号计算1）曲线要素计算2）主点桩号计算计算无误。4. 设半径为800m，交点桩号为k4+428.169，设计车速为100，按基本对称型设计。 （1）计算缓和曲线长度LS1）按离心加速度的变化率计算 2）按驾驶员的操作和反应时间计算3）按超高渐变率计算查规范和标准得4）按视觉条件计算综上所述，取，取5的整倍数得1）曲线要素计算2）主点桩号计算计算无误。第五章 纵断面设计5.1 纵断面设计原则由于自然因素的影响以及经济要求，

41、路线纵断面总是一条有起伏的空间线形。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性等，确定起伏空间的位置，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。纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以准确的定位出道路的空间位置。纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计

42、算设计高程及填挖高度。平原区高速公路纵断面设计相关技术指标：最大纵坡：5%最小纵坡：0.3%最大容许合成坡度：9.0%最小坡长：85m竖曲线最小半径： 凸曲线一般最小半径： 10000m 极限最小半径：6450m 凹曲线一般最小半径：4500m 极限最小半径：3620m各级公路的最大纵坡及坡长长度限制不易轻易采用，而应有适当的余地。为了有利于路面排水和边沟排水，一般情况下，以采用不小于0.3%纵坡为宜。坡长限制主要是控制一般纵坡的最小坡长。二级公路，当连续陡坡由几个不同坡度的坡段组合而成时，应对纵坡长度受限制的路段采用平均坡度法进行验算。5.2 平纵线形的协调线形组合设计是在平面设计和纵断面设

43、计基本确定的基础上对平纵线形的进行调整组合，使其满足视觉连续，心里感觉舒适，使道路与周围环境景观的协调，并考虑到排水的要求，成为连续、圆滑、顺适、美观的空间曲线。当计算行车速度100km/h时，对路线进行线形组合设计尤为重要。 平纵线形配合的原则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、选择组合的党的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。4平曲线应和竖曲线重合，且平曲线应比竖曲线长，“平包纵”，对于二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5度的控制应与线形组合设计相结合，有条件的，

44、一般最大合成坡度为10%，应避免急弯与陡坡相重合的线形。6线型应避免的组合有：a) 计算行车速度大于或等于100km/h的公路，凸曲线的顶部与凹曲线的底部，不得插入小半径平曲线。b) 凸曲线的顶部与凹曲线的底部不得与反向平曲线的拐点重合。c) 直线上的纵曲线应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形。d) 直线段内不能插入短的竖曲线。e) 小半经竖曲线不宜与缓和曲线相互重合。f) 避免在长直线上设置陡坡和曲线长度段、半径小的凹曲线。5.3 竖曲线计算5.3.1 竖曲线作用竖曲线的主要作用是：（1）缓冲作用。以平缓的曲线取代折线可消除汽车在变坡点处的冲击。（2）保证公路纵向的行车视距。凸

45、形竖曲线可减小纵坡变化产生的盲区，凹形竖曲线可增加下穿路线的视距。（3）将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。 竖曲线线形可采用抛物线或圆曲线，在使用范围内二者几乎没有差别，但在设计和计算上抛物线比圆曲线更为方便。规范规定采用二级抛物线作为竖曲线的线形。抛物线的纵轴保持直立，且与两相临纵坡线相切。一般情况下，竖曲线在变坡点两侧是不对称的，但两切线长保持相等。5.3.2 竖曲线计算该平原地区高速公路路线总长5388.55米，全线共设四个竖曲线，其中两个凸形竖曲线 ，两个凹形竖曲线。变坡点桩号：K0+750、K1+250、K2+200、k4+050纵坡坡度： 4.8

46、09%、-0.305%、-0.539%、-1.07%、竖曲线半径：10000m、10000m、10000m、10000m竖曲线要素的计算公式汇总如下：式中：竖曲线半径，m； 切线长，m； 竖曲线长，m； 外矢距，m； 竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离，m。 竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差m，称修正值或竖距。变坡点1：K0+7501竖曲线要素计算设置凹曲线，设半径R=10000m，曲线要素计算如下：2计算竖曲线起终点桩号变坡点的设计高程:竖曲线起点桩号:竖曲线起点高程:竖曲线终点桩号:竖曲线终点高程:变坡点2：K1+2501竖曲线要素计算设置凸曲线，设半径R=10000m，曲线要素

47、计算如下：2计算竖曲线起终点桩号变坡点的设计高程:竖曲线起点桩号: 竖曲线起点高程: 竖曲线终点桩号: 竖曲线终点高程:变坡点3：K2+2001竖曲线要素计算设置凹曲线，设半径R=10000m，2计算竖曲线起终点桩号变坡点的设计高程:竖曲线起点桩号: 竖曲线起点高程: 竖曲线终点桩号: 竖曲线终点高程: 变坡点4：k4+0501竖曲线要素计算设置凸曲线，设半径R=10000m，曲线要素计算如下：2计算竖曲线起终点桩号变坡点的设计高程:竖曲线起点桩号: 竖曲线起点高程: 竖曲线终点桩号: 竖曲线终点高程: 第六章 横断面设计6.1横断面的设计6.1.1 横断面的组成公路横断面由行车道、路肩、边沟

48、、边坡、截水沟、护坡道以及环境保护等部分组成。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以有时也将路线横断面设计成为“路幅设计”。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据公路的功能、公路等级、交通量、服务水平、设计速度、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。本道路设计为高速公路，设计车速为100km/h，车道宽度为3.75m，无中间分隔带，采用土路肩宽度为0.75m，硬路肩宽度为1.5m，路供坡度为1.5%，路肩坡度为3.0%，边坡坡度为1：1.5，避险

49、车道3.5m，路基宽度30m。 图6-1 公路横断面设计图（半侧）单位(m)6.1.2 路基的断面类型通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的，由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。（1） 路堤路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.01.5m者，属于矮路堤；填土高度大于 18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.518m范围内的路堤为一般路堤。矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响。设计师应注意满足最小

50、填土高度的要求。力求不低于规定的临界高度，使路堤处于干燥或中湿状态。路基两侧均应设边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面经济合理，需要进行个别设计，高路堤和浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式。为防止水流的侵蚀和冲刷坡面，高路堤和浸水路堤的边坡，须采取适当的坡面防护和加固措施。在容易受到水流侵蚀和淘刷的路堤边坡，还应进行适当的防护与加固。在软土地基上的路堤，需要采取加固和调整路堤结构等保持路堤稳定的措施。在横坡较陡（陡于1：2.5）的地面上填筑的路堤，称为陡坡路堤，其下侧边坡常需设置石砌护坡脚或挡土墙，以防止路堤向下滑动，并能收缩填方坡脚，减少填方数量和占地宽度。路堤横断面的

51、基本形式如下图所示：图6-2（a）一般路堤图图6-2(b) 浸水路堤图图6-2(c) 陡坡路堤（2） 路堑路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。挖方边坡可按高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚应设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。碎石或不稳定时，则可以采用护墙或挡土墙。路侧弃土堆的设置。应不妨碍路基排水，不危机边坡的稳定。弃土堆内侧坡脚到路堑顶之间的距离一般不小于5m。挖方路基处土层地下水文状况不良时，可能导致路面的破坏，所以对路堑以下的天然地基，要人工压实至规定的实程度。必要时应翻挖，重新分层填筑、换土或进行加固处理

52、，采取加铺隔离层，设置必要的排水设施。图6-3 路堑设计图（3） 半填半挖路基整个横断面上即有填方又有挖方的路基，称为半填半挖路基。它出现在地面横坡较陡，路基又较宽，二路中线的设计与地面标高相差不大的地方。为提高路基的稳定性，填方部分的地面应挖成台阶或凿毛。位于山坡的路基，通常取路中心的标高接近原地面的标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。图6-4 半填半挖路基横断面图上述三类典型横断面类型，各具特色，分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异很大，且路基位置、横断面尺寸及要求等，亦应服从于路线，路面及

53、沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必需因地制宜，综合设计。6.2 填料的选择与压实标准6.2.1 填料的选择填筑路基的材料以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性；另一方面还要顾及填料的性质是否合适。为节省投资和少占耕地和良田，一般应利用附近路堑或附属工程的控方作为填料。用不同填料填筑路基时，须遵守下列规则：（1）不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填（但可参配后使用），以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。（2）不同的填料的层位安排，应考虑路基的工作条件。（3）透水性较小的土填筑路堤下层时，其

54、顶面应做成4%的双向横坡，以保证上层透水性土有排水出路。（4）为了防止雨水侵蚀冲刷，可采用透水性较小的土包边，但是包边部分的土应与中间部分一起分层夯实，并设置盲沟，以利排水。（5）当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时，应在其间加设反过滤层，以防止两部分填料相互混入，而引起路堤下沉。6.2.2 压实标准实践证明，提高路基的密实度可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。路基填料最小强度和最大粒径要求，以及路基压实度（重型）如下表。表6-1路基填料的技术要求和压实度项目分类路面底面以下深度（cm）填料最小强度（%）填料最大粒径（cm）压实度（%）一级公路

55、其他等级公路一级公路其他公路填方路基上路床0-3086109593下路床30-8054109593上路堤80-15043159390下路堤150以下32159090零填及路堑路床0-30861095936.3路基边坡稳定性计算考虑工程实际情况,沿线多为砂类土,因为其黏性差、渗水性差，路堤可能沿原地面成直线形态下滑，所以采用直线滑动面的试算法对本路基进行边坡稳定性验算。按静力平衡可得 式中：对于砂类土，可取，上式可以简化为 当当若 所以，符合要求，该边坡稳定。6.4 挡土墙设计和计算6.4.1、挡土墙作用挡土墙的定义与的作用：挡土墙是支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的结构物。公路中主要作

56、用是支撑路堤、路堑、隧道洞口、桥梁两端及河岸壁等。按挡土墙位置分：路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。 按挡土墙的墙体材料分：石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌挡墙，木质挡墙和钢板墙等。按挡土墙的结构形式分：重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚杆式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。路肩墙：护肩及改善综合坡度； 路堤墙：收缩坡脚，防止边坡或基底（对于陡坡）路堤滑动，沿河路堤可防水流冲刷等； 路堑墙：减少开挖，降低边坡高度； 山坡墙：支挡坡上覆盖层，可兼起拦石作用； 隧道及明洞口挡墙：缩短隧道或明洞口长度； 桥梁两端挡墙：护台及连接路堤，作为翼墙或桥台。重力式挡土墙：适用于一

57、般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。墙高不宜超过12m，干砌挡土墙的高度不宜超过6m，高速公路、一级公路不应采用干砌挡土墙。6.4.2、材料拟采用浆砌片石重力式路堤挡土墙。6.4.3、墙体尺寸重力式挡土墙设计墙面高度=400填土高度a=320填土边坡1：0.35墙背俯斜，倾角1：0.05墙身长度800墙底宽度2576.4.4、墙体填料的构成及说明墙背填料 挡土墙填料采用本工程附近的砂土，沙土密度为18KN/m3,计算内摩擦角为35墙身材料 采用M5水泥砂浆砌石片，砌体毛体积的密度22KN/ m3,其容许压应力为1250Kpa，容许切应力175kPa。6.4.5、横向布置主要

58、是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。6.4.6、纵向布置说明纵向布置在墙址纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图，如图3-5所示。布置的内容有： (1)确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接；与桥台连接时，为了防止墙后回填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门、翼墙的设置情况平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2M以下，使边坡坡脚不致伸人边沟内，有时也可用横向端墙

59、连接。 (2)按地基、地形及墙身断面变化情况进行分段，确定伸缩缝和沉降缝的位置。 (3)布置各段挡土墙的基础。墙址地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶。台阶尺寸应随纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1:2。 (4)布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。此外，在布置图上应注明各特征断面的桩号，以及墙顶、基础顶面、基底、冲刷线、冰冻线、常水位或设计洪水位的标高等。6.4.7、平面布置对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。挡土墙的位置、尺寸拟定和理，满足工程需求。挡土墙的适用范围：(1) 路堑开挖深度较大，山坡陡峻，用以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡。(2) 地质条件不良，用以支挡可能坍滑的山坡土体或破碎岩层。(3) 为了避免与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等)干扰或防止多占农田。(4) 为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。(5) 防止陡坡路堤下滑。(6) 路堤填筑高度较大或是陡坡路堤，为减少土石方、拆迁和占地数量，必须约束坡脚。经以上分析，本公路大部分处在山区,这些路段需设挡土墙，它可起到收缩坡角,防止路基滑动等作用。根据