土木工程二级公路毕业设计说明书

前 言

公路是国民经济的重要组成部分，对国民经济具有举足轻重的促进和制约作用，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。改革开放以来，我国公路建设得到了持续、快速、健康的发展，取得了举世瞩目的成就。近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了甘肃定西至临夏二级公路施工图设计这一课题。

本次设计路段位于甘肃省境内，属平原平原丘陵区，本次设计包括拟定路线方案、平面线形设计，纵断面设计，横断面设计，路基设计，路面设计，桥涵设计，平面交叉设计，书写计算说明书，编制设计文件这几项任务。

平面线形设计首先应拟定路线方案，根据《公路路线设计规范》JTG 011-2006,赵永平、唐勇主编《道路勘测设计》,路线方案选择主要的问题是解决起、终点间路线基本走向问题。影响路线方案选择的因素是多方面的，各种因素相互联系和相互影响。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，精心选择，提出合理的推荐方案。纵断面设计中拉坡时应注意“平包竖”的原则。整个设计过程都是用软件进行设计，纵断面线形设计是根据设计提供的电子地形图,用道路设计软件“纬地三维道路CAD系统v5.88数模版”结合所经地面的起伏情况,在地面上确定各中桩点的具体位置和桩号,并用内插法计算出各点的地面高程,然后用软件进行拉坡设计和竖曲线设计，计算出各中桩点的设计高程参，照路线线形设计。

路面结构设计是根据《公路沥青路面设计规范》JTG D50-2004，《公路沥青路面施工技术规范》JTG 042—2000的要求，参照万德臣主编的《路基路面工程》，完成累计标准轴次的确定、土基回弹模量的选择、路面结构层的确定及验算和绘制路面结构大样图等内容。路面结构层采用HPDS2003A系统进行设计。路面结构层组成材料的设计是根据《公路路面基层施工技术规范》JTJ034—2000，《公路沥青路面设计规范》JTG D50-2004，《公路沥青路面施工技术规范》JTG032—2000，完成底基层、基层和面层（上、下面层）的材料设计。

该路线应少占农田，在与城镇的联系上，应做到“靠村不进村，利民不扰民”，同时考虑路线与周围环境的协调，尽量不要破坏当地的自然环境，；充分发挥齐实用性，加快该地区经济作物的运输，促进经济的发展，提高该地区人民的生活水平。

交通运输是联系工农业与其他行业、城市与乡村、生产与消费的纽带，是经济建设的“先行官”，在国家的政治、经济、军事、文化等方面，都占有不可忽视的重要地位。公路是公路运输的基础设施，公路建设是公路运输发展的主要标志，它的建设是政府“强国富民”的一项重要措施。该公路是连接两地的重要道路，此公路的建成将会对两地区的经济发展起到不可替代的作用。

在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑程序的操作，曾经使我的设计工作一度

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

陷入僵局，但是在指导老师庄传仪老师及本组其他组员的帮助下，使自己这次的设计得以顺利完成。在此，对老师和同学们表示衷心的感谢。

由于公路工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限，难免在设计过程中出现错误和不足，敬请各位老师给予批评指正。

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山东交通学院毕业设计（论文）

1. 概述

1.1设计任务依概据及概况

根据公路工程毕业设计任务书，进行本次施工图设计。

本次初步设计为甘肃省境内定西市至临夏市二级公路新建工程，工程起点在定西市，桩号为K0+000.000，终点在临夏市，桩号K4+801.550，路线全长4801.550km。本工程全线按二级公路标准设计，根据沿线村镇的分布情况，并与现有公路和规划路网相结合,在相应的地方道路、机耕路、人行路上设置平交道口。在排灌沟渠间设置涵洞、桥梁。 1.1.1设计标准

(1)主线设计标准

本工程是按交通部颁发的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）规定的二级公路标准设计，计算行车速度80Km/h,其主要技术指标如下：

公路等级: 二级公路； 计算行车速度:80公里/小时； 路基宽度: 12米

其中： 行车道宽度： 2³3.75 米 硬路肩： 2³1.5米

土路肩： 2³0.75米 路面宽度: 12米

(2)线形要素标准

平曲线半径：

一般最小半径：400米； 极限最小半径：250米；

不设缓和曲线和超高最小半径：2500米 纵坡： 最大纵坡：5％

最小纵坡： 路堑或其他横向排水不畅地段不小于0.3％。

最大坡长：1100米（坡度为3％时）

900米（坡度为4％时） 700米 （坡度为5％时）

竖曲线要素：

竖曲线最小半径：凸形一般最小半径/极限最小半径4500/3000米； 凹形一般最小半径/极限最小半径: 3000/2000米；

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竖曲线最小长度: 70米 (3)桥涵设计标准

桥涵宽度：与路基同宽； 桥涵设计荷载：公路—I级； (4)路面设计标准

路面设计标准轴载：100KN； (5)道路平面交叉标准

平面交叉路线尽可能为直线、并尽量正交。当必须斜交时，交叉角度应大于45度。平面交叉范围内的纵坡宜设置为平坡，当条件受限制时，纵坡不大于3％。所有的平面交叉口采取严格的安全措施，设置了警告标志、指路标志、限速标志等，在主要的交叉口还设置转弯车道。 1.1.2总体设计原则

本工程为甘肃省定西市至临夏市二级公路的新建路段，根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）的要求，交通量的预测情况及公路的使用功能，确定总体设计原则如下：

(1)采用的技术标准必须满足公路的使用任务、功能和远景交通量的需要。 (2)避免不必要的浪费，项目建设时应适当超前考虑。

(3)由于本工程两头都已经进行过改建，必须考虑与这部分道路的连接。 (4)尽量利用老路及山地，以降低造价。

(5)沿线的中小城镇采取“离而不远，近而不进”的原则，通过人口稠密地区时，在现有详细调查资料基础上，进行了多方案比较，尽可能减少房屋的拆迁量。除考虑房屋拆迁外，对管线的避让和动迁在初步设计选线时也进行了重点考虑，并作为线位的重要控制点。

1.1.3沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系

筑路材料主要包括路基填筑材料、路面材料、桥、涵、以及防护工程等构造物用料。路基填筑材料主要采用石灰粉煤灰等工业废渣、砂卵石、粘土及砂性土等，路面、桥涵及防护工程等构造物用料主要有石料（碎石、块片石）、黄砂、水泥、钢材、木材等。

(1)路基填筑材料

挖方路段开挖的土石方可以用于路基填筑需要，不足部分可在公路沿线征山开采宕渣或征地用土来填筑。

(2)涵洞、桥梁及防护工程等构造物材料

骨料（碎石、块片石）：本工程道路沿线石料储藏丰富，取运方便，除可利用现有石料场外，还可就近选择荒山自行开采。同时，挖方中的新鲜岩石，经加工后也可用作骨料。砂料、水泥、钢材、木材：由料场提供。

(3)电资源

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沿线各乡镇均有自来水及变电系统，大部分路段具备通水、电的条件。 1.1.4与周围环境和自然景观协调情况

根据地形图，本工程附近没有风景点、文物保护点，对公路的选线没有影响。本路段在选线时尽可能避开城镇和居民集中地段，距城镇“离而不远、近而不进”，沿山路段依托山势而行，与原有地形、地貌相配合，尽可能做到与周围环境和自然景观相协调。

设计中尽可能做到土石方填挖平衡，对桥头路基边坡、高填方路基边坡及挖方边坡部分采取浆砌防护措施，对沿河、沿塘路段全部采用浆砌防护的办法，防止水土流失。

2.确定公路等级和技术指标

2.1公路等级的确定

根据JTG B01--2003《公路工程技术标准》的规定，二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5000～15000 辆，其远景设计年限为12年，它是连接政治、经济、中心或大工矿区、机场等地的专供汽车行驶的公路。 (1)计算设计年标准车型的年平均日交通量为NT公式为：

NT=∑NiKi(1+γ) n-1

NT——远景交通量 Ni——某种车型的交通量

Ki ——某种车型的折算系数，参见下表（交通量换算采用小客车为标准车型） γ——年平均增长率

n——公路使用期末年年份——交通量统计年份

表2.1 各汽车代表车型与车辆折算系数表

车型 小客车 中型车 大型车 拖挂车 车辆折算系数 1.0 1.5 2.0 3.0 说明 ≤19座的客车和载重量≤2t的货车 ＞19座的客车和载重量＞2t~7t的货车 载重量＞7t~≤14t的货车 载重量＞14t的货车

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(2)计算远景设计年限年平均昼夜交通量NT

车型 解放CA10B 黄河JN150 黄河JN162 东风EQ140 太拖拉138 菲亚特650E 交通SH141 车辆折算系数 调查交通量 1.5 1.5 2 2 2 1.5 1 190 210 231 156 56 232 207

计算远景设计年限年平均昼夜交通量NT 计算说明如下：

解 放 CA10B NT=190³1.5³（1+8%）13-1=717辆/昼夜 黄 河 JN150 NT=210³1.5³（1+8%）13-1=793辆/昼夜 黄 河 JN162 NT=231³2.0³（1+8%）13-1=1163辆/昼夜 东 风 EQ140 NT=156³2.0³（1+8%）13-1=786辆/昼夜 太拖拉 138 NT=56³2³（1+8%）

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=282辆/昼夜

菲亚特 650E NT=232³1.5³（1+8%）13-1=876辆/昼夜 交 通 SH141 NT=207³1³（1+8%）13-1=521辆/昼夜 远景交通量NT =717+793+1163+786+282+876+521=5138辆/昼夜

计算可知，能够满足二级公路的交通量。应选用二车道二级公路，能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000 辆，远景设计年限为12年，计算行车速度为80km/h。

2.2公路技术指标的选用

根据沿线地形和自然条件，确定计算行车速度，选用相应的技术指标，结果如下：

表2.2技术指标表

公 路 等 级 计算 地 形 行车 速度 （km/h） 平原 丘陵 80 路基宽行车 道 宽度 （m） 最

二级 度（m） 极限 大停车 最小 纵桥涵设计车一 变 视距 半径 坡辆荷载 般 化 （m） （m） （%值 值 ） 110 5 公路Ⅰ级 3.75*2 12 — 250 6

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3.线形设计

3.1 平面线形设计

3.1.1选线

1.选线的依据：

(1) 道路选线就是根据路线的基本走向和技术标准，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，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。

(2) 选线是道路路线形设计的重要环节，选线的好坏直接影响着道路的使用质量和工程造价。选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。 2. 选线的原则：

(1) 在路线设计的各个阶段，应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究，在方案论证、比较的基础上，选定最优的路线方案。

(2) 路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小、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，应尽量采用较高的技术指标，不宜轻易采用低限指标，但也不应片面追求高指标。

(3) 选线应与农田基本建设相配合，做到少占耕地，注意尽量地不占高产田、经济作物田或经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。

(4) 通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围的环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境和重要的历史 文物遗址。

(5) 选线时应对沿线的工程地质和水文地质进行深入的勘探，查清其对道路工程的影响程度。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区、应慎重对待。一般情况下，路线应设法绕避；当路线必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

(6) 选线时应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题，具体应注意以下几个方面：

1）路线对自然环境与资源可能产生的影响。 2）占地、房屋拆迁所带来的影响。

3）路线对城镇布局、行政区划、农耕区、水利排灌体系等现有设施造成分割，而产生的影响。

4) 噪声对居民生活的影响。

5）汽车尾气对大气、水源、农田所造成的影响。

6）对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对政策实施的可能性。 3.原则性方案比较

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路线方案比较可分为质的比较和量的比较两个方面。原则性的方案比较，主要是质的比较，多采用综合评价的方法，这种方法不是通过详细计算经济和技术指标进行的比较，而是综合各方面因素进行评比。主要综合的因素有：

(1) 路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。

(2) 路线在铁路、公路、航道等网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利建设的配合及用地情况。

(3) 沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件对道路的影响；要求的路线等级与实际可能达到的技术标准及其对路线的使用任务、性质的影响；路线的长度、筑路材料的来源、施工条件以及工程量、三材（钢材、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其运营、施工、养护的影响等。

(4) 路线与沿线历史文物、革命史迹、旅行风景区等的联系。

影响路线方案选择的因素是多方面的，而各种因素又多是互相联系、相互影响的。路线在满足使用任务和性质要求的前提下，应综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，精心选择、反复比较，才能提出合理的推荐方案。

4.选线方法

选定道路中线的位置按具体作法不同可分为实地选线、纸上选线和自动化选线三种。

(1)实地选线

实地选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘察测量，经过反复比较，直接选定路线的方法。

该方法的优点是工作简便、符合实际；在实地容易掌握地质、地形、地物等情况，选出的方案切实可靠；一般情况下不需要大比例尺地形图。缺点是野外的工作量很大，体力劳动强度高；野外测设工作受气候和季节的影响大。同时，由于视野的局限性，加上地形、地物的影响，使路线的整体布局存在一定的片面性和局限性。

适用范围：实地选线往往用于等级较低、方案比较明确的公路。 (2)纸上选线

纸上选线是在已经测得的地形图上，进行路线布局和方案比选，从而在纸上确定路线，再到实地放线的选线方法。

这种方法的优点是野外工作量较小、测设速度快；测设和定线不受自然因素干扰；能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质等条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素，使所选定的路线更为合理。缺点是纸上定线必须要有大比例尺的地形图。地形图的测设需要较大的工作量和较多的设备。

适用范围：纸上选线多用于等级较高和地形、地物复杂的道路。

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(3) 自动化选线 选线方法。

随着航测技术和电子计算机技术的迅速发展，产生了将航测和电算相结合的自动化自动化选线的基本作法是：先用航测方法测得航测图片，再根据地形信息建立数字地形模型（即数字化的地形资料），把选线设计的要求转化为数学模型，将设计数据输入计算机，由计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较和优化，最后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表输出。

自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做作大量而又繁重的计算、绘图、分析比较工作，这样能使选择的路线方案更加合理，而且节省了人力、物力和时间，成为今后道路选线的发展方向。

5.选线的步骤：

一条路线的选定是一项研究范围由大到小、工作深度由粗到细、工作方法由轮廓到具体，逐步深入的工作。一般要经过以下三个步骤

(1)全面布局

全面布局是解决路线基本走向的工作。就是根据公路的技术等级、及其在公路网中的作用，结合地形地物条件，在路线的起、终点及中间必须通过的控制点间寻找可能通行的“路线带”，并进而确定一些大的控制点，将其连接起来，即形成路线的基本走向。路线布局是关系到公路质量的根本性问题。因此，在选线中首先应着眼于总体布局工作，解决好基本走向问题。全面布局是通过路线视察、经过方案比较来解决的。

(2)逐段安排

逐段安排是在路线基本走向已经确定的基础上，再进一步加密控制点，解决路线局部方案的工作。即在大控制点间，结合地形、地质、水文、气候等条件，逐段定出中、小的控制点。逐段安排路线是通过踏勘测量或详测前的路线察看来解决的。

(3)具体定线

在所有的控制点间，根据技术标准、结合自然条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置的工作。这是一步更深入、更细致、更具体的工作。具体定线在详测时完成。

6.丘岭区选线特点：

(1) 局部方案多。由于山岭重丘区的山岗、谷地较多路线走向的灵活性大，可行的布线方案一般比较多，一条路线的最终确定往往需要经过多方案的比较。

(2) 需要路线平、纵、横三方面相互协调、密切配合。由于山岭重丘区地形的迂回曲折和频繁起伏，平、纵、横三方面相互之间的约束和影响较大，若三者组合合理，可以提高线形技术标准。

(3) 路基形式以半填半挖为主。由于山岭重丘区的地形特点决定了路线所经地面常有一定的横坡，但是横坡一般并不太陡，路线与农林用地和水利设施的矛盾较大。为节

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约耕地，应采用半填半挖为主的路基形式。

山岭重丘区选线应结合地形合理选用技术指标，使平面适当曲折，纵面略有起伏，横面稳定经济，线形指标的变化幅度较大，限既不象平原区一般多用高指标，也不象山岭区多用接近低限指标。

7.道路选线与环境协调

道路与交通会对自然景观产生一定的影响，反之，自然景观也对道路和交通有着重要作用。因此，道路建成后作为环境的一部分，在选线时，应考虑道路与环境的相互关系，使道路线形与景观恰当地融合起来，既充实景观又使环境的造型要素对司机的运行状态从心理学和生理学的角度产生良好的影响，以达到行车快速、安全、舒适的目的。 (1)道路线形的布置与环境相协调。

相协调有两方面的意义：其一是使道路建成后不破坏周围环境的自然美，同时还要保护环境、减少对环境的不良影响（如噪音、空气污染等），特别是城郊和风景区的道路。其二是道路布线要注意合理利用和改造环境，使行车有较好的景观，为行车安全、舒适服务。

(2)线形设计应考虑美学上的要求。

路线的布设除了考虑地形、地物、地质等方面的因素外，还应考虑环境因素，这些因素包括两方面。一是自然环境，如水情、森林、农业、野生生物、特殊生态、土地利用等因素；二是社会环境，如当地的经济发展情况、噪声、公用设施、文物古迹、游览风景等因素。

由此可见，路线设计不仅是几何形状和位置问题，还应包括有视觉效果，心理状态及景观的变化规律等问题。因此，公路除了几何线形设计外，还应有景观设计。公路景观设计的内容很多，它主要包括：公路的立体线形和构造物形状及色调；公路与周围景观协调设计两方面。其基本要求是：通视良好、诱导视线、景观协调、展现建筑风格等。

8.道路与景观协调的要点

为使道路与环境协调，选线时应注意如下问题：

(1) 充分利用自然环境，应尽可能少地破坏道路周围的地貌、地形、天然林 木建筑物等。一般情况下应避免高填深挖。设计出与地形和环境相适应的、顺着地面的优美线形，对于高等级公路必要隧道、挡土墙和高架桥等办法来减轻道路对自然环境的损害。

(2) 平、纵线形的组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。选线时注意充分利用周围的景物，以克服行车的单调感。公路周围的景物和艺术建筑、孤山、湖泊、大树丛、突出建筑物（如水坝、高烟囱、水塔、纪念碑„„）等，以消除景观单调感，较好的调节驾驶员的视线、减少疲劳作用。

(3) 注意道路与水域的协调。靠近水域的道路，应注意保留沿岸的绿化，并使其与水域有适当的空间，并注意通过细致处理，能在公路上眺望一定的水域景观。

(4)当道路以挖方穿越山脊或通过林区时，路线应尽量布设成曲线，以顺应地形的

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变化和保持自然景观的连续。

(5) 应根据技术和景观的要求，合理选定构造物的造型和高度，在有条件时，放缓边坡或将边坡的边坡地变坡点修整圆滑，让其更加接近于自然地面，使道路与大自然有机的融为一体。

(6) 道路两侧的绿化应避免形式上的单一，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和艺术。当道路通过森林区，注意道路和森林相结合，并应符合森林保护和养护及有关法规的要求，尽量避免直穿；当必须穿越森林时，应优先选用曲线为主体的线形，平原区一般多用高限指标，也不像山岭区多用接近低限指标。

9.选择最佳路线方案：

(1)收集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图，地形图及水文、地质，气象等资料。

(2)路线总方向和公路等级，先在小比例尺的地形图上，研究各种可能路线方向，进行各种方案的比选，提出应进行的勘察的方案。

(3)按室内研究提出的方案连同在现场查勘发现的新方案，坚持深入调查研究。 (4)整理汇总现场勘测成果，为编制或补充修改计划任务书提供依据。 3.1.2定线

1.定线依据：根据已定的技术标准和路线方案，结合有关条件，从平面、纵断面和横断面综合考虑、具体定出道路中线

2.定线步骤：

(1)分段安排路线：在选线布局定下的控制点间，沿拟订的方向。用试坡方法粗略定出沿线应穿越、避让的中间控制点，定出路线的轮廓方案。

(2) 放坡：纵坡的安排和选择，应考虑《标准》要求，如最大纵坡、合成坡度、缓坡段等，并力求两控制点间的坡均匀，越岭线不应设反坡，各段应结合地形选用，尽可能不用极限值，也不应太缓，以接近控制点间平均坡度为宜。放坡时要估计平曲线的大致位置和曲线半径，以便考虑折减。

(3)修正导向线：坡度点是概略的路基设计标高，线位应放在路基稳定和经济点上，这就需要按横断要求在实地定出最合适的中线位置并插上标志。

(4)穿线交点：穿线即在上述坡度点和修正导线线间进行实地穿线，以满足平面线的要求，因而穿线时应尽可能多地穿过或靠近这些特征点，使平、纵、横三方面协调配合得当。即穿出与地形想适应的若干直线，相邻两直线的交点，从而获得整条路线的导线。

(5)设置平曲线：设置平曲线的主要问题是拟定平曲线半径，应根据技术标准和交点实际情况拟定。一般情况下，应选用大于《标准》所规定的一般最小半径，只有当受地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一般最小半径。不要轻易采用极限最小半径，同时还要考虑弯道前后线形标准的协调。

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3.1.3平面线形组成设计

1．平面线形组成要素

平面线形主要组成要素为直线、圆曲线、缓和曲线。路线线形设计理论要点为线形与地物景观相协调，与交通量相协调，与计算行车速度和实际行车速度相协调，与平、纵、横面设计相协调，与相邻路段的线形相协调。

2．线形设计一般原则

(1)线形与地形、地物相适应。 (2)应避免连续急转弯的线形。

(3)曲线线形应特别注意技术指标的均衡性和连续性。

(4)各级公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。 (5)两同向曲线间应设有足够长的直线，不得以短直线相连。

(6)两反向曲线间加有直线时，已设置不小于最小直线长度的直线段为宜。 3.直线的特点 (1) 直线的优点

作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中的使用最为广泛，当地势平坦、地物障碍较少时，定线人员往往首先考虑使用直线线形通过。这是因为两点之间的连接长度以直线最短；汽车在直线上行驶时受力简单、方向明确，驾驶操作容易；同时，路线测设简单、方便。基于直线的上述优点，在各种线形工程中都有着其独特的地位。

(2) 直线的缺点

直线线形灵活性差，难以与地形、地物等周围的环境相协调；过长的直线易使驾驶人员感到单调、疲倦、注意力难以集中；直线路段上难以准确目测车辆之间的距离；长直线上容易导致高速行车，引发交通事故等。因此，在运用直线线形和确定其长度时，需要持谨慎的态度，尽量不采用过多和过长的直线线形。

4．直线的运用

(1)适宜采用直线的路段

为了更好地与环境相协调、节约耕地和工程造价以及保证必要的视距条件，通常情况下平面线形适宜采用直线的地段有：

1)不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地； 2)市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区； 3)长大的桥梁、隧道等构造物路段； 4)路线交叉点及其前后；

5)为双车道公路提供超车的路段。 (2)长直线路段的注意事项

在平面线形设计中，当采用了长直线时，应结合沿线的具体情况采取相应的技术措施，以弥补景观单调的缺陷，并需要注意以下事项：

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1)长直线上纵坡不宜过大，因为长直线与下陡坡相重合的路段更容易导致高速行驶。

2)长直线尽头的平曲线半径应尽量大一些，以保证线形的连续性，除了保证曲线超高、视距等符合相应的规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等必要的安全措施。

3)为了缓和长直线带来的呆板，长直线宜与大半径凹形竖曲线组合为宜。 4)道路两侧地形过于空旷时，宜采取不同的植被条件或设置建筑物、雕塑、广告牌等各种措施，以改善单调的景观。 (3)直线长度的限制 1)直线的最大长度

我国地域辽阔，各地区的地形条件差异非常大，很难统一规定直线的最大长度。我国在道路设计中参照使用国外的经验值，根据德国和日本的规定：直线的最大长度（以m计）为20V（V—设计速度, 用 km/h 表示）。虽然地域不同、环境不同，但一般情况下应尽量地避免追求过长的直线指标。

2)直线的最小长度

为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定的直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点 （ 缓直 HZ 或圆直 YZ） 到后一曲线起点 （ 直缓 ZH 或直圆 ZY） 之间的长度。

①对于同向曲线间的最小直线长度：《公路路线设计规范》（JTG011-2006）（简称《规范》）规定同向曲线间的最短直线长度（以m计）以不小于6V（以km/h 计）为宜，如图3.1a）所示。另外，对于计算行车速度V≤40km/h的山岭重丘区公路的特殊困难地

图3.1 同向与反向曲线

a）同向曲线 b）反向曲线

段，可以适当放宽。

②对于反向曲线间的最小直线长度：《规范》规定反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于2V（以km/h 计）为宜，如图3.1b）所示。

③回头曲线间的最小直线长度：《规范》规定两回头曲线之间，即一个回头曲线的终点至下一个回头曲线的起点的距离，二级公路最好能满足回头曲线间最小直线长度一般值200米，极限值120米。 5．圆曲线的运用：

(1)各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

度相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。

(2)二级公路设计速度为（80km/h）时设计规范规定极限最小半径为250m，一般最小半径为400m，不设超高最小半径为2500m（路拱≤2%）。

(3)当平曲线小于不设超高最小半径时，应在曲线上设置超高，超高加横坡度按计算行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定，此路线超高值应不大于5%。

(4)二级公路设计速度为（80km/h），平曲线半径不大于2500m（路拱≤2%），应设置超高。

6．圆曲线半径的选用原则:

圆曲线能较好的适应地形的变化，并可以获得圆滑的线形。在与地形、地物等条件相适应的前提下，宜尽量采用较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件。

确定圆曲线半径时，应注意以下几点：

（1）在条件许可时，争取选用不设超高的圆曲线半径。

（2）在一般情况下，宜采用极限最小半径的4～8倍或超高横坡度为（2～4）%的圆曲线半径。

（3）当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径。 （4）在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采用圆曲线的极限最小半径。

（5）圆曲线的最大半径不宜超过10000m,平曲线半径不大于2500m时，应设置超高。 7．缓和曲线的应用：

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。《标准》规定，除四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路在其半径小于不设超高的最小半径时都应设置缓和曲线。在高速公路和城市道路上，缓和曲线均得以广泛的应用。

（1）缓和曲线的作用

1）曲率逐渐变化，便于驾驶操作

当汽车从直线进入圆曲线时，司机应逐渐的改变前轮转向角，使其适应圆曲线的需要，前轮的转向是在进入圆曲线前的路段范围内逐渐完成的。直线上的曲率半径为无穷大，曲率为零，而圆曲线上的半径为一定值R，曲率为1/R。若两种线形径向衔接，则在连接处构成了曲率的突变点，尤其是当半径较小时，这种变化就更加突然和明显。若汽车高速驶过该点附近，汽车很可能超越原来的车道驶出一条很长的过渡性的轨迹线。从安全和易于驾驶的角度出发，非常有必要设置一条曲率逐渐变化的曲线，以符合汽车的行驶轨迹。

2）离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变

汽车行驶在直线段上没有离心力影响，而在圆曲线上需要受到离心力的作用，并且离心力的大小与曲线的曲率成正比。汽车由直线驶人圆曲或由圆曲线驶入直线，离心力

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山东交通学院毕业设计（论文）

是突然产生或消失的，这对行车的安全性和舒适性非常不利。离心力从无到有、从小到大的变化应该是逐渐的，所以应在直线与圆曲线之间或半径不同的两圆曲线之间设置一条过渡性的曲线以缓和离心加速度的变化。为设置超高和加宽提供过渡段为了保证线形的顺畅、避免或减少转折的出现，当弯道上需要设置超高或加宽时，应在缓和曲线内完成超高或加宽的渐变过程，为此缓和曲线的长度应满足设置超高或加宽缓和段长度的需要。

3) 与圆曲线配合得当，美化线形圆曲线与直线径相连接，在连接处曲率突变，视觉效果差，产生折点和扭曲现象。加设缓和曲线以后，曲率渐变，线形连续圆滑，增加线形的美观程度。同时，能产生良好的视觉效果和心理感受。直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线，缓和曲线采用回旋值。 3.1.4 平曲线的计算

1.曲线1计算

JD1的转角为α1=22°55′19.5″。根据JD1处地形实际情况及周围情况可

拟定R1=420m。

(1)缓和曲线长度计算

a.按离心加速度的变化率计算

Ls，0．036minV3R0．03680342043.88（m）

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

 Ls，minV1．2801．266.67（m）

c.按超高渐变率计算

由《标准》表3.0.2查得：B=7.50m；

06； 由《规范》表7.5.3查得：iib0． 由《规范》表7.5.4查得：p1/150。 Ls，minBip7.50．06115067.5（m）

d.按视觉条件计算 Ls,minR9420946.67（m）

(2)曲线要素的计算

100m。 综合以上各项，取Ls，min15

何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

2pL2s24RL4s32384R10024420100432384420320.991（m）

qLs2Ls240R23100210024042026.38（m）

Th(Rp)tan Lh2q(4200．991)tan22.93226.38135.33（m）

180RLs 22.932180420100268.0022.932（m）

（m）

Eh(Rp)secR(4200.991)sec-4209.56Jh2ThLh2135.33268.02.632（m）

交点1处：R1=420m、Ls1100m各项指标都满足规范要求所以进行桩号计算。

(3)曲线1的主点桩号计算如下：

ZHJD1Th = K0+389.646－135.33=K0+254.316

HYZHLs= K0+254.316+100= K0+354.316

K0+422.344

YHHY(Lh2Ls)= K0+354.316+(268.02100) HZYHLs= K0+422.344+100= K0+522.344

QZHZLh2= K0+522.344-Jh22.6322= K0+388.33

= K0+389.646（计算无误）

JD1QZ= K0+388.33+

2.63222.曲线2计算

JD2处的转角为α2=21°13′19.4″。根据JD2处地形实际情况及周围情况

可拟定R2=410m。

(1)缓和曲线长度计算 a.按离心加速度的变化率计算

Ls，0．036minV3R0．03680341044.96（m）

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

Ls，minV1．2801．266.67

（m）

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山东交通学院毕业设计（论文）

c.按超高渐变率计算

由《标准》表3.0.2查得：B=7.50m；

06 由《规范》表7.5.3查得：iib0．；

由《规范》表7.5.4查得：p1/150。

Ls，minBip7.50．06115067.5 （m）

d.按视觉条件计算

Ls,minR9410945.56 （m）

综合以上各项，取Ls，100m. min(2)曲线要素的计算

2pL2s24RL4s32384R1002441031004323844101.016（m）

qLs2Ls240R231002100240410249.97（m）

Th(Rp)tan2q(4101.016)tan21.22249.97126.977（m）

Lh180RLs 21.222180410100251.86221.222（m）

8.17（m）

Eh(Rp)secR(4101.016)sec410Jh2ThLh2126.977251.8622.091（m）

交点2处：R2=410m,Ls2=100m.各项指标都满足规范要求所以进行桩号计算。 (3)曲线2的主点桩号计算如下：

ZHJD2Th = K1+137.464-126.977= K1+10.487

HYZHLs= K1+10.487+100= K1+110.487

K1+162.349

YHHY(Lh2Ls)= K1+110.487+(251.8622100) HZYHLs= K1+162.349+100= K1+262.349

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

QZHZLh2= K1+262.349-Jh2251.8622= K1+136.418

= K1+137.464（计算无误）

JD2QZ= K1+136.418+

2.09123.平曲线3计算:

JD3处的转角为α3=26°14′32.7″。根据JD3处地形实际情况及周围情况可拟定R3=410m。

(1)缓和曲线长度计算

a.按离心加速度的变化率计算

Ls，0．036minV3R0．03680341044.96（m）

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

Ls，minV1．2801．266.67 （m）

c.按超高渐变率计算

由《标准》表3.0.2查得：B=7.50m； 由《规范》表7.5.3查得：

iib0．06；

由《规范》表7.5.4查得：p1/150。

Ls，minBip7.50．06115067.5 （m）

d.按视觉条件计算

Ls,minR9410945.56 （m）

z100m，取5的整数倍Ls，Y110m. 综合以上各项，取Ls，minmin (2)曲线要素的计算

2PzL2s24RL2sL4s32384RL4s10024410210043238441011041.016（m）

Py24R2384R33110244103238441031.23（m）

qLs2Ls240R21002100240410249.97（m）

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山东交通学院毕业设计（论文）

Thz(Rp)tan2q(4101.016)tan26.24249.97146.264（m）

Thy(Rp)tan1802q(4101.23)tan26.24249.97150.341（m）

LhRLs 26.242180410100292.78726.242（m）

（m）

EhZ(Rp)secR(4101.016)sec41012.14JhThzThyLh146.264150.341292.7873.819（m）

交点3处：R3=250m、Ls375m各项指标都满足规范要求所以进行桩号计算。

(3)曲线3的主点桩号计算如下：

ZHJD3Thz = K2+648.665－146.264=K2+502.401

HYZHLs= K2+502.401+100= K2+602.401

K2+685.187

YHHY(LhLszLsy)= K2+602.401+(292.787100110) HZYHLsy= K2+685.187+110= K2+795.187

QZHZLh2Lsy2Lsz2= K2+795.187-

292.7872-

11010022= K2+643.794

JD3QZJh= K2+643.794+3.819= K2+648.66（计算无误）

4.平曲线4计算

经计算JD4处的转角为α4=59°24′44.6″。根据JD4处地形实际情况及周

围情况可拟定R4=280m。

(1)缓和曲线长度计算

a.按离心加速度的变化率计算

Ls，0．036minV3R0．03680328065.82（m）

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

Ls，minV1．2801．266.67 （m）

c.按超高渐变率计算

由《标准》表3.0.2查得：B=7.50m； 由《规范》表7.5.3查得：

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iib0．06；

何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

由《规范》表7.5.4查得：p1/150。

Ls，minBip7.50．06115067.5 （m）

d.按视觉条件计算

Ls,minR9280931.11 （m）

综合以上各项，取Ls，110m min (2)曲线要素的计算

2pL2s24RL4s32384R11024280110432384280321.49（m）

qLs2Ls240R23110211024028049.94（m）

Th(Rp)tan Lh2q(2801.49)tan59.41249.94215.705（m）

180RLs 59.412180280110400.34459.412（m）

（m）

Eh(Rp)secR(2801.49)sec28044.44Jh2ThLh2215.705400.34431.065（m）

交点4处：R4=280m、Ls4100m各项指标都满足规范要求所以进行桩号计算。

(3)曲线4的主点桩号计算如下：

ZHJD4Th = K3+520.78－215.705= K3+305.077

HYZHLs= K3+305.077+110= K3+415.077

K3+595.421

YHHY(Lh2Ls)= K3+415.077+(400.3442110) HZYHLs= K3+595.421+110= K3+705.421

QZHZLh2= K3+705.421-Jh2400.3442= K3+505.249

= K3+520.78（计算无误）

JD4QZ= K3+505.249+

31.06525.平曲线5计算

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山东交通学院毕业设计（论文）

经计算JD5处的转角为α5=38°25′19.2″。根据JD5处地形实际情况及周

围情况可拟定R5=310m。

(1)缓和曲线长度计算

a.按离心加速度的变化率计算

Ls，0．036minV3R0．03680331059.45（m）

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

Ls，minV1．2801．266.67 （m）

c.按超高渐变率计算

由《标准》表3.0.2查得：B=7.50m；

06 由《规范》表7.5.3查得：iib0．；

由《规范》表7.5.4查得：p1/150。

Ls，minBip7.50．06115067.5 （m）

d.按视觉条件计算

Ls,minR9310934.44 （m）

100m 综合以上各项，取Ls，min(2)曲线要素的计算

2pL2s24RL4s32384R10024310100432384310320.91（m）

qLs2Ls240R23100210024031049.95（m）

Th(Rp)tan Lh2q(3100.91)tan38.422249.95158.455（m）

180RLs 38.4222180310100307.8838.4222（m）

（m）

Eh(Rp)secR(3100．91)sec31019.7Jh2ThLh2158.455307.889.01（m）

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

交点5处：R5=310m、Ls5100m各项指标都满足规范要求所以进行桩号计算。

(3)曲线5的主点桩号计算如下：

ZHJD5Th = K4+553.607－158.445=K4+395.162

HYZHLs= K4+395.162+100= K4+495.162

K4+603.045

YHHY(Lh2Ls)= K4+495.162+(307.882100) HZYHLs= K4+603.045+100= K4+703.045

QZHZLh2= K K4+703.045-= K4+549.104+

307.882= K4+549.104

JD5QZJh29.012= K4+553.607（计算无误）

沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面。路线纵断面一般情况下是一条在竖向上有起伏的空间线形。

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、当地的自然条件以及工程经济性等，确定纵面线形的竖向位置与形状，以便达到行车安全、迅速、经济与舒适的目的。

3.2.1纵断面设计的要求及注意事项 1．纵坡设计的一般要求

(1)纵坡设计必须满足《标准》中的各项规定与要求。

(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《规范》中的极限纵坡值，并留有一定的余地。

(3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑，并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定与通畅。

(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量，以降低工程造价和节省用地。

(5)山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡，尽量使挖方作为就近路段的填方，以减少借方和废方；平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求，以保证路基的稳定性。

(6)高速公路和一级公路，应考虑通道、农田水利等方面的要求；低等级公路，应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。 2．最大纵坡

(1)概念

最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。

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山东交通学院毕业设计（论文）

它是道路纵断面设计的重要控制指标。在丘岭区，它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成本等。

(2)最大纵坡的影响因素

各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素，通过全面考虑，综合分析而确定的。

表 3.1 各级公路最大纵坡

设计速度（km/h） 最大纵坡（%） 120 3 100 4 80 5 60 6 40 7 30 8 20 9

3．最小纵坡

挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。

当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。 注：干旱少雨地区的最小纵坡可不受此限制。 4．坡长限制

根据希望速度V1和容许速度V2，可以得出对应于V1的“理想的最大纵坡”i1和对应于

V2的“不限长度的最大纵坡”i2。

（1）小于i1 的纵坡称为缓坡，汽车在缓坡上可以加速行驶； （2）大于i1的纵坡称之为陡坡。

1)当 i＜i2的纵坡，汽车在其上行驶时，设初速为V1，则终速不会低于V2； 2)当 i＞i2的纵坡，应对其长度进行限制。 a.最小坡长限制

最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。《标准》,《城规》规定，各级道路最小坡长应按表 3.3 和表中3.4选用。

注：在平面交叉口、立体交叉的匝道以及过水路面地段，最小坡长可不受此限。 各级公路最小坡长如下：

表 3.2 各级公路最小坡长

设计速度（km/h） 最短坡长（m） 120 300 100 250 80 200 60 150 40 120 30 100 20 60

b.最大坡长限制

道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶的影响很大。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也将越大。

所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。

《标准》规定的最大坡长见下表3.3

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

表 3.3 各级公路纵坡长度限制 （m） 设计速度（km/h） 坡 度 / % 3 4 5 6 7 8 9 10 900 700 ― ― ― ― ― ― 1000 800 600 ― ― ― ― ― 1100 900 700 500 ― ― ― ― 1200 1000 800 600 ― ― ― ― ― 1100 900 700 500 300 ― ― ― 1100 900 700 500 300 200 ― ― 1200 1000 800 600 400 300 200 120 100 80 60 40 30 20

5．平、纵组合的设计原则

(1)应保持线形在视觉上连续性，能自然地引导驾驶员的视线，使之在高速行驶的情况下，能安全舒适的行车。道路线形不应使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误。为此，要避免在视线所及的路段内，出现转折、错位、突变、遮断等不好的线形。

(2)保持平、纵线形的技术指标大小均衡，使线形在视觉和心理方面保持协调。在保证有足够视距的前提下，对于高速公路、一级公路、平原区二级公路，驾驶员在任意点上所能看到前方平面线形弯曲一般不应超过两个、纵面起伏不应超过三个。

(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。设计时要注意纵坡不要接近水平状态；同时，应避免形成合成坡度过大的线形。

(4)注意与道路周围自然环境和景观的配合。

良好的组合可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度；适宜的景观设计还能起到诱导视线的作用。

6．平、纵组合的基本要求

(1)平包竖

(2)平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好；错开不超过平曲线的1/4 时较好，超过其 1/4时很差；竖曲线起终点分别置于两条缓和曲线上。

(3)平、竖曲线半径均较小时不宜重合。 (4)平、竖曲线半径大小要均匀。

(5)选择适宜的合成坡度，一般最大合成坡度不大于8%，最小坡度不宜小于0.5%。 7.纵面线形设计中应注意避免的组合：

(1)除V〈40km/h避免凸凹竖曲线插入小半径平曲线 (2)避免竖曲线与反向平曲线的变曲点相重合

24

山东交通学院毕业设计（论文）

(3)在长直线或长平曲线内，尽量设计成直坡线 (4)避免片面上的变向点比拟面上变坡点多 (5)避免小半径竖曲线与回旋曲线相重合 (6)避免小半径竖曲线与回旋线相重合的线形 (7)避免在长直线上设置长的下坡凹形曲线路段 3.2.2 纵断面设计方法步骤及注意事项

1 纵断面设计方法与步骤

(1)准备工作。研究《标准》规定的有关技术指标和设计任务书的有关规定，同时应收集和熟悉有关资料，并领会设计意图和要求，做到心中有数。

纵坡设计（俗称拉坡）之前，应在坐标纸上按比例标注里程桩号和标高、点绘地面线、填写有关内容。

(2)标注控制点。控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。有以下两类：

1)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它因素限制路线必须通过的标高控制点等。

2)山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点，称为“经济点”。

(3)试坡。在已标出“控制点”、“经济点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复进行比较，最后定出即符合技术标准，且土石方较省的设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。

(4)调坡。将所定坡度与选线时坡度的安排比较，二者应基本相符，若有较大差异时应全面分析，权衡利弊，决定取舍。然后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，平纵组合是否得当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。

(5)核对。选择有控制意义的重点横断面，检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等情况，若有问题应及时调整纵坡。

(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。变坡点标高是由纵坡度和坡长依次推算而得。

(7)设置竖曲线。拉坡时已考虑了平纵组合问题，在此应根据技术标准、平纵组合等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。

(8)标高计算。

1)坡线标高计算： 坡线标高=变坡点标高±xi

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2)竖曲线标高计算：设计标高=坡线标高±y 3)施工标高计算：施工标高=设计标高－地面标高 2．纵坡设计应注意的问题

(1)设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该路段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。

(2)大中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线起终点应设在桥头10m以外。 (3)小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现驼峰式纵坡。

(4)注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时，一般宜设在水平坡段，其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%，山区工程艰巨地段不大于5%。

(5)拉坡时如受“控制点”或“经济点”制约，导致纵坡起伏过大，或土石方工程量太大，经调整仍难以解决时，可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。

(6)连接段的纵坡应和缓、避免产生突变。 3.2.3 纵断面图的绘制

纵断面设计图是道路设计重要文件之一，也是纵断面设计的最后成果。 纵断面采用直角坐标，以横坐标表示里程桩号，纵坐标表示高程。为了明显地反映沿着中线地面起伏形状，通常横坐标比例尺采用1:2000（城市道路采用1:500～1:1000），纵坐标采用1:200（城市道路为1:50～1:100）。

纵断面图是由上下两部分内容组成的。

（1）上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线；另外，上部也用以标注竖曲线及其要素；沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数 与孔径；与道路、铁路交叉的桩号及路名；沿线跨越的河流名称、桩号、常水位和最高洪水位；水准点位置、编号和标高；断链桩位置、桩号及长短链关系等。

（2）下部主要用来填写有关内容，自下而上分别填写：超高方式：直线及平曲线；里程桩号；地面标高；设计标高；填、挖高度；土壤地质说明；设计排水沟沟底线及其坡度、距离、标高、流水方向。

3．2．4 竖曲线的设计计算：（桩号K1+300-K4+300） (1) 转坡点1处的竖曲线计算：

确定转坡点1的桩号为K2+110，高程为103.95m,i1-1.900,i2-1.599%. ω=i2i10.301%0(凹) 按R=11000m控制设置此竖曲线

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T=

R2=11000*0.301%/2=16.55m

取：T=16.55m

(2) 转坡点2处的竖曲线计算：

确定转坡点2的桩号为K2+740，高程93.87m, i1-1.5998,i20.6063%% ω=i2i10.9935%0(凹) 按T=27.33m控制设置此竖曲线 R=

2T=54.66/0.99357%=5500.75m

(2) 转坡点3处的竖曲线计算：

确定转坡点3的桩号为K3+560，高程88.89m, i10.6063%,i21.3218% ω=i2i11.9281%0(凹) 按T=50.13m控制设置此竖曲线 R=

2T=100.26/1.9281%=5199.09m

取：R=5200m

根据上述数据用5.88版纬地程序进行其它数据计算以及纵断面图的绘制见设计图（纵断面图）。

3．3 横断面设计

横断面设计俗称“戴帽子”，它的主要任务是根据公路等级，结合当地自然条件，综合考虑交通安全、路基稳定，公路排水、节省用地和工程经济等的要求，确定能够公路横断面的组成部分及其几何尺寸。横断面设计本着经济，避免大填大挖，填挖平衡的原则。本次设计中横断面的比例尺为1:400. 3．3．1横断面设计的要求

（1）设计施工前须做好工程地质、水文等有关的自然条件的勘察工作。 （2）设计应符合《公路工程技术标准》的规定要求。

（3）设计应兼顾当地农田基本建设等的需要，尽可能少占耕地。 （4）应使路基具有足够的稳定性。 3．3．2横断面设计时应收集的资料有：

(1)平曲线的始终点桩号、转角方向及其各个桩号的超高、加宽值； (2)桩号的填挖高； (3)路基宽度； (4)路基边坡坡度； 27

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(5)边沟形势和断面尺寸； (6)试距不良路段所设是试距台的位置和断面尺寸； (7)其他资料 ，如地质、土质、水文资料及特殊限制情况等。 3．3．3路基横断面的绘图步骤

(1) 根据平纵横上的设计成果，取3000米，在各桩号的地面横断面图上，逐桩号标注填挖高路基宽度。此次设计中有超高三类加宽。

(2) 按土地质资料示出各断面的覆盖层厚度或土石层的分界线、土石成分，所应采取的边坡坡度。 (3)逐桩绘制各横断面。 3．3．4 填挖面积计算

本设计中用几何图形法求个横断面的面积

填挖方面积计算的常用方法有积距法、几何图形法、混合法、求积仪法 3．3．5平曲线加宽

我国《规范》规定，平曲线的半径等于或小于250米时，应在平曲线内侧加宽。本次设计中半径均大于250m，故不用加宽。 3．3．6平曲线超高

对于二级公路 ，当平曲线半径小于不设超高的最小半径1500米时，应在曲线上设超高 。超高横坡度按计算行车速度，半径大小，结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。二级公路的超高横坡度不应大于8%。当超高横坡度的计算值小于路拱时应设置等于路拱坡度的超高。设置超高的目的是为让汽车在曲线上行使时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力，以克服离心力对行车的影响。 (1)超高横坡度的确定

超高横坡度应按计算行车速度、半径大小，结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况综合确定。一般来说，平曲线半径小，超高坡度就应大一些，反之，超高坡度就可小一些。而当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时就可以不设超高。在路面由积雪或结冰的地区，超高坡度应比一般地区的小一些，以防止出现汽车向内侧滑动的危险。在非机动车通行较多的公路，超高坡度也应适当减小。当公路通过市镇，作为街道使用的公路按规定设置超高有困难，且市区对车速有限制时，可根据实际情况酌量减小超高坡度值。

(2)设置超高的方法

设置超高的方式应根据地形情况、车道数、中间带宽度、超高横坡度大小， 从有利于路面排水、路面同地面或构造物的协调以及路容美观等因素进行选择。按其选用转轴在公路横断面组成中的位置可分为几种情况：

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1)无中间带的公路 a)绕路面内边缘旋转

先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。这种方式一般适用于新建工程及以路肩边缘为设计高程的改建公路。 b)绕中线旋转

先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面一同绕路中线旋转，直至超高横坡值。一般适用于改建工程，尤其是以路中心标高作为设计标高的情况。

c)绕路面外边缘旋转

先将外侧车道绕外边缘线旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡后，整个断面绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。此种方式只在特殊设计时采用。

3.3.7超高缓和段及其长度计算 1超高缓和段的长度

设置超高缓和段的主要目的就是使路面从双坡断面逐渐变为单向横坡即超高断面，因此这一缓和段的长度不能太短，否则将起不到缓和作用，但缓和段太长就会给测设、施工以及路面排水等方面带来一些问题。缓和段的长度主要取决于路面超高坡度的大小。因为路面超高坡度越大，路面外侧边缘升高值就越大，相对于直线段的双坡断面的变化幅度也就越大，所需要的缓和段也就越长。 我国现行《公路路线设计规范》中的计算公式为：

Lc=B²△i/p

式中 Lc—双车道公路的超高缓和段长度,m；

B—旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度，m； △I—超高横坡与路拱坡度的代数差，％；

p—超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘之间

相对升降的比率，其值规定如3.4表

计算行车速度 （km/h） 100 80 60 表3.4 相对升降的比率 超高旋转轴位置 计算行车速绕中线旋转 1/225 1/200 1/175 绕边缘旋转 1/175 1/150 1/125 度 （km/h） 40 30 20 超高旋转轴位置 绕中线旋转 1/150 1/125 1/100 绕边缘旋转 1/100 1/75 1/50

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4．路基设计

4.1土石方数量计算：

根据《标准》作出横断面，进行路基设计。横断面图比例尺采用1：400，在挖方路段及填方〈1m 路段设边沟。 4.1．1路基设计表：

综合路线平面设计，纵断面设计和横断面设计的成果汇编而成。第一栏至第十四栏来自平面，纵断面设计资料，第十五栏至第二十二栏来自横断面设计资料，第二十三栏为必要的说明栏。对直线段和不设超高、加宽的平曲线段不难填写，对设置超高、加宽的路段，应逐桩按相应的超高、加宽计算方法，分别计算后填写。第十一栏（设计标高）是指未设置超高、加宽路基边缘的标高；第十八栏至第二十栏（路基边缘及中桩与设计标高之差）中，若无超高、加宽时，路基边缘高程即设计标高，中桩与设计标高之差即设路肩横坡和路拱横坡后的高差，若有超高、加宽时，因设置超高、加宽而产生高差，第21栏即第13栏与第19栏之差，第22栏即第14栏与第19栏之差。 4．1．2路基土石方计算：

(1)添挖面积计算采用：①积距法②几何图形法③混合法④求积仪法等4种方法求得各添、挖面积。

(2)石方数量计算：V=（A1+A2）L/2

(3)土石方调配：①对表中“挖方分类及数量”和“填方数量”栏的计算复核无误后，将桥涵、陡坡、大沟等位置标注于表旁，供调配时参考。②计算并填写表中“本桩利用”，添缺、挖余各栏。③根据“添缺”和“挖余”的分布情况，可大致看出调运的方向和数量，可以进行初试和调配。④复核初试调配无误且符合调配要求后，在“纵向调配示意”栏内，用箭头表示调配方向，注明调运的土石方数量及平均超运距离的“单位”数，并填写“借方数量及运距”和“总数量”栏目。本页调配接受后，应进行本页闭合核算，其核算公式为：

添缺=远运利用+借方 挖余=远运利用+废方 挖方+借方=填方+废方

本公路调配完成后应进行本公里合计，并将数据列表。最后进行全路的总计和核算。

4．1．３路基设计的一般要求：

(1)路基设计，应符合公路建设的一般要求和〈〈公路工程技术标准〉〉规定的具体要求。 (2)路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。

(3)沿河线的路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁，若废方过多，压缩河道，引

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山东交通学院毕业设计（论文）

起壅水而危急农田、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方。 (4)必须穿过耕种地区的路基，必要时，可进行边坡加固或修建矮墙，以防边坡塌陷；对较矮的路基边坡，如石料教方便，甚至可修筑直立矮墙以尽量节约用地。

(5)横坡陡于1：5的坡地上的填方路基，在填筑前，须将地面挖成梯台，台阶宽度不小于1米，台阶顶面应做成2-4%的反向横坡，以防路基滑动而影响其稳定性。 (6)山坡上的半挖半填路基，若原地面横坡较陡，填方坡脚伸出很远，施工困难，且边坡稳定性也较差时，可修筑护肩路基以避免边坡伸出；否则，可在填方坡脚修筑护脚以增强边坡的稳定性。

(7)山坡坳形地段往往有较厚的坡积层，多为较松散的碎、砾、漂石土等。路基设计除应根据当地土质及水文情况适当放缓挖方边坡外，还应在挖方坡脚设置矮墙或上挡墙。 (8)当 挖方路基遇到不同的土层时，可根据土质的稳定性在一个边坡上采用不同的边坡率，即折线形的边坡断面。

4．1．4路基横断面布置及加宽、超高方案的说明

1.本工程K1+300～K4+300路基顶宽为12m，路幅组成如下：

行车道宽度：2³3.75 米 硬 路 肩：2³1.5 米 土 路 肩：2³0.75 米

2.路拱横坡和平曲线超高方式

行车道和硬路肩横坡为2％，土路肩为3％，路基超高时，绕路基内边缘旋转。 3.用地范围

填方路基为两侧边沟或排水沟外侧1.0m，挖方路基为坡顶或各截水沟外侧1.0m。 4.路基边坡坡度

根据沿线岩土工程特性，按照《公路路基设计规范》的有关规定，拟定路基边坡。 当边坡高度>8.0m，于8m处设变坡点，上部边坡坡度为1：1.5，下部边坡为1：1.0，并于变坡点处设1.0m平台。路基挖方边坡按地质情况分析计算而定。 4．1．5一般路基的设计原则、依据和路基设计说明 1．设计原则

(1)设计遵循现行规范的要求，按路基的填挖高度，地下水位情况，以及填料性质划分本工程路基的干、湿类型，籍此确定路基设计方案和路面结构组合等。

(2)路基设计因地制宜，充分考虑地形、地质、气象、水文等自然条件及周围的社会条件，做到与地形、周围环境相协调，充分考虑不良地质及特殊路段路基不均匀沉降对路基的影响，同时针对江南多雨多水等气象特征提出合理的路基设计和路基的防护与排水措施。

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(3)路基设计兼顾当地农田基本建设的需要，与当地的水利建设相配合，同时严防农田排灌水渗入路基。

(4)路基要与路面成为一体，且路基作为路面的基础工程，应严格掌握路基填挖料的特性，并提出经济合理的方案，确保路基的强度和密实度，路基穿越斜坡路段时，应做好防滑措施，如开挖防滑平台等。

(5)路基设计要注意水土和环境保护，并加强沿线绿化，尽量减少对沿途景观的破坏，改善和美化变化后的地形景观。 2. 设计依据

(1)现行的国家或部颁规范，如《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)、《公路排水设计规范》（JTJ018-97）等进行设计。 (2)《公路工程毕业设计任务书》。 (3) 有关说明

a)填方路基施工时，路基填至路槽底面标高；挖方路段，路基开挖至路槽底面标高。对于路槽底面出现较为软弱的情况时宜进行换填。 b)对于沿河、塘路段，须清淤后方可填筑路基。 4．1．6路基压实标准、压实度的说明

路基填筑材料应优先采用沿线山体开挖后的强度大、粒径较小、透水性良好的土石混合材料填筑，特别是路槽底面以下0～80cm范围不宜采用粘性土填筑。

路基压实度应视填料及不同粒径而确定。对于最大粒径小于等于4厘米的细粒土，采用重型击实试验法求得的最大干密度的压实度作为控制指标；对于最大粒径大于4厘米（石块含量≥30％）的粗粒土，采用固体体积率作为压实度控制指标 4．1．7特殊路基设计

本工程对桥头路段、新老路交接、半填半挖及高填方路段特殊路基进行加固处理，增加路基的稳定性，提高路基承载力、减少路基的不均匀沉降。

(1)桥头路基特殊设计：为减轻桥头跳车现象，桥头路基填料采用粒径不大于10厘米级配砂砾。桥头压实度要求比一般路段提高1-2个百分点。

(2)沿河、池塘路段的处治：施工时需先排水疏干、清除淤泥土、回填50cm砂砾后，再填筑碎石含量较高的土石混合料到标高。

4.2路基排水系统综合设计

4．2．1一般原则

(1)各种路基排水沟渠的设置和连接应尽量不占或少占良田，并与当地农田水利建设相配合，必要时可适当加大涵管孔径或增设涵管以利于农田排灌。 (2)必须进行调查研究，以使排水系统的规划和设计做 到正确合理。

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山东交通学院毕业设计（论文）

(3)排水设计要因地制宜、经济适用。排水沟渠应选择地形地质较好的地区范围内通过，以节约加固工程。对于排水困难和地质不良地段应进行特殊设计。

(4)排水沟渠的出水口应尽可能引接至天然河沟，以减少桥涵 工程，不应直 接使水流 入农田损害农业生产。

(5)排水沟造物的设计，应贯彻因地制宜就地取材的原则，要能有效的排除路基范围内“有害水”，以免影响路基的强度和稳定性，保证公路运输畅通。 4．2．2综合排水设计

路基排水的设计，必须分别情况，因地制宜。有些路段（由回头弯、地质不良或高填深挖等处），尚应对路基排水系统进行整体规划、综合设计。

照顾当地农田水利规划使路基排水综合设计的一个重要原则。为此，必须先摸清路基附近的排灌现状及其规划意图，以便在防范路基水害的同时，不致损坏农田水利。

在综合设计中，对于地面水的排出，可利用边沟、截水沟等排水设备，将流向路基的山坡水和路基表面水分段截留，引入自然沟谷、荒地、取土坑或低洼地，排出路基范围之外。自然沟谷及沟渠与涵洞等排水设备，既密切配合又各自分工，充分发挥其效用，达到排水顺畅，避免造成对路基的冲刷，又不致形成淤积而危害路基。

对地下水的处理，应与地面水的排出统一考虑，因地制宜，设置必要的地下排水设备，充分利用地下排水沟渠，把危及路基的地下渗水与泉水予以排除。

排水系统综合设计，应合理选用各种排水设备类型和位置，恰当确定排水功 能。此外，还应密切注意各种排水设备的衔接，使之构成统一的完整的排水系统。例如，设置桥涵时，其位置、孔径、流水标高等，应能满足排水路基的需要。

在路基排水设计中，农业用水宜自成系统。当农用灌溉沟渠传过路基时，可设制渡水槽、倒虹吸或管道等灌溉设备。 4．2．3路基排水设计

路基排水主要靠路基坡脚外的边沟，通过边沟与附近河道相沟通，使路基水能顺畅地通过边沟排入河道。

在路基边沟与农业灌溉渠道、交叉道路相交，均采用立体交叉如设置涵洞或倒虹吸通过以上人工构造物，使路基过沟水流不影响农田的灌溉系统和交叉道路正常使用。

4.3路基防护工程设计情况

路基防护工程是防治路基病害，保证路基稳定，改善环境景观，保护生态平衡的重要设施。本工程选用防护类型是针对当地气候、水文、地形、地质条件和筑路材料的分布情况确定，并与周围景观保持协调。

（1）填方路基应因地制宜、就地取材，可采用植物防护（植树、种草）。

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

（2）沿河、塘、渠等路段，根据河、塘、渠的水文特征和路基所经的地形、地貌特征，分别选用浆砌护脚、浆砌片石护坡等类型。

（3）对于陡峻、斜坡地形，为收缩坡脚，局部路段设置浆砌挡土墙。 （4）一般挖方边坡和深路堑边坡。

一般挖方边坡指边坡高度＜20m的土质或岩质挖方边坡。深路堑指边坡总高度＞20m的岩质边坡．本设计针对沿线山体易风化的特征，采用挖方挡土墙的防护型式，保证了挖方边坡的牢固稳定。

5. 路面设计

根据所提供的各项资料及交通量、交通组成等确定合理的路面结构组成，选择适用路面材料，并进行材料组成设计，确定土基回弹模量和路面材料设计参数，并计算路面结构层的厚度，和验算各层的层底拉应力，进行必要的防冻层厚度验算。根据方案的比选绘制路面结构施工图。

5.1设计步骤

5.1.1轴载分析

根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。此公路路面等级为高级，设计年限为12年，车道系数为0.65，面层类型是沥青混凝土路面。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。根据设计任务书要求须将2011年交通量换算成计划通车年即2012年的交通量

T2012T201118.00%

（1）交通量及交通组成

表5.1 2011年统计年平均昼夜交通量

车型 调查交通量 折算系数 190 210 231 156 1.5 1.5 2 2 2012年交通量 205 339 499 336 车型 调查交通量 折算系数 56 232 207 2 1.5 1 2012年交通量 61 251 223 解放CA10B 黄河JN150 黄河JN162 东风EQ140 太脱拉138 菲亚特650E 交通SH141

（2）年平均增长率：8% 。

2．本工程计划于2011年开工，工期1年。

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山东交通学院毕业设计（论文）

根据上表数据（1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载〉25KN的各级轴载P1的作用次数n1,换算成标准轴载P的当量作用次数N。

kNi1pC1C2n11p4.35

365N1设计年限内的累计交通量Net1

计算得设计年限内一个车道上累计当量轴次 :4832638次

根据上表数据（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载〉50KN的各级轴载P1k的作用次数n1换算成标准轴载P的当量作用次数N'，N'365N'1i1p''C1C2n11。

p8设计年限内的累计交通量Ne

t1

设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 4904563次 5.1.2结构组合与材料的选取

由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为200万次-700万次。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石，且有石灰粉、粉煤灰供应，路面结构层采用沥青混凝土（13cm），基层采用石灰粉煤灰碎石（20cm），底基层采用石灰土。

规范规定二级公路面层由两层组成，拟订表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（3cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（4cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（6cm）。

表5.2 各材料的抗压模量与劈裂强

层位 1 2 3 4 5 结构层 材料类型 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 石灰粉煤灰碎石 石灰土 厚度（cm） 3 4 6 20 47 抗压模量MPa 20℃ 1400 1200 900 1500 550 15℃ 2000 1600 1200 1500 550 劈裂强度 1．4 1 0.8 0.6 0.25

5.1.3土基回弹模量的确定

该路段处于Ⅲ3区，为粉质土,通过不利季节路床表面距地下或地表积水水位的高度

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Ho=1.7，可查土基干湿状态的稠度建议值得Wc=1.0查得土基回弹模量为38Mpa。 5.1.4路面结构及应力计算

表5.3 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算

序号 车型名称 1 解放CA10B 2 黄河JN150 3 黄河JN162 4 东风EQ140 5 太脱拉138 6 菲亚特650E 7 交通SH-141

设计年限 12 车道系数 0.65 交通量平均年增长率 8 ％ 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1114 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 5015588 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1098 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 4943551

25.55 55.1 2 双轮组 >3 207 33 72 1 双轮组 232 51.4 80 2 双轮组 <3 56 23.7 69.2 1 双轮组 156 59.5 115 1 双轮组 231 49 101.6 1 双轮组 210 前轴重(kN) 19.4 后轴重(kN) 60.85 1 后轴数 后轴轮组数 双轮组 后轴距(m) 190 交通量 36

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公路等级 二级公路

公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 30.2 (0.01mm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 中粒式沥青混凝土 1.2 .49 2 粗粒式沥青混凝土 1 .37 3 石灰粉煤灰碎石 .6 .35 4 石灰土 .25 .11 新建路面结构厚度计算

公 路 等 级 : 二级公路 新建路面的层数 : 4 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 30.2 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 15 (cm)

层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) (20℃) (15 1 中粒式沥青混凝土 4 1400 1600 .49 2 粗粒式沥青混凝土 5 1300 1400 .37 3 石灰粉煤灰碎石 25 1500 1500 .35 4 石灰土 ? 500 500 .11 5 土基 38 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 30.2 (0.01mm)

37

抗压模量(MPa) ℃)

容许应力(MPa) 何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

H( 4 )= 20 cm LS= 31.2 (0.01mm) H( 4 )= 25 cm LS= 28.4 (0.01mm) H( 4 )= 21.8 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 4 )= 21.8 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 :

H( 4 )= 21.8 cm(仅考虑弯沉)

H( 4 )= 21.8 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 :

路面最小防冻厚度 80 cm

验算结果表明 ,路面总厚度比路面最小防冻厚度小 24.2 cm , 程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足 . 通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面 最下层以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构 设计结果如下:

--------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 4 cm

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--------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 5 cm --------------------------------------- 石灰粉煤灰碎石 25 cm --------------------------------------- 石灰土 46 cm --------------------------------------- 土基

竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 二级公路 新建路面的层数 : 4 标 准 轴 载 : BZZ-100

层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) (20℃) (15℃)

1 中粒式沥青混凝土 4 1400 1600 2 粗粒式沥青混凝土 5 1300 1400 3 石灰粉煤灰碎石 25 1500 1500 4 石灰土 46 500 500 5 土基 38 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 20.5 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 22.3 (0.01mm)

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计算信息 计算应力 计算应力 计算应力 计算应力 何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.9 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 56.9 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 322.9 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 258.8 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-.186 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-.092 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= .111 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .052 (MPa)

6.小桥涵设计

6.1桥位的选择

为使路基稳定、排水良好、修建工程量小，就要合理选择小桥涵的位置。一般说来， 小桥涵位置应服从路线走向，虽然如此，还应注意小桥涵位置的选择，以达到排水顺畅，路基稳定，降低工程造价等目的。

此次课程设计所设计公路在甘肃省，此地属于平原丘陵区。平原丘陵区小桥涵的设置应与有关水利部门共同商订。其注意事项主要有：

1.对于人工灌溉渠道应与地方共同商订涵位及孔径大小，必要时应签署协议。避免设置过多孔径过大的涵洞，造成浪费，同时也要避免调查不彻底，施工期间或施工 增补涵洞。

2．在路线通过较长的低洼、泥沼地带时，在具有天然纵坡的地段，可适当多设置涵洞，否则容易发生排水不畅或长期积水的情况。一般应向当地群众全面了解水流趋向，共同研究在适当的位置设置涵洞。

3．路线靠近村庄时，要特别注意设置涵洞，以排除村内积水。

4．在有长期积水的低洼地带，为了平衡路基两侧的水位，也需设置桥涵。

6.2跨（孔）径的确定

小桥涵的跨（孔）径一般是通过调查访问，根据河沟断面形态，采用流量——孔径计算法进行设计和校核。

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山东交通学院毕业设计（论文）

孔径的确定主要有以下方法：

1．当地群众对洪水情况了解最清楚，应当虚心细致地向他们调查访问，征求意见。 2．山区路线边沟排水及天然河沟跌水的涵洞，最小孔径为0.5米，天然河沟上的涵洞最小孔径为1.0米，灌溉渠道上的涵洞最小孔径为0.5米。

3．山区开阔地带，河沟水流比较急，孔径不宜压缩过多；当河沟为比较宽浅的单式断面，上下游河槽宽度不一，且在上下游一定宽度内没有影响流量的因素时，则可取这段长度内最窄的河槽宽度来决定孔径。

4．当路线跨越人工灌溉渠道时，一般应按水利部门及当地群众的意见，其孔径不应压缩渠道的过水面积。

5．对于一、二级公路所跨越的季节性干河沟，应结合农用运输的需要，尽量采用立体交叉，一般跨径不应小于3.5米，净高不小于2.5米。

6．平原地区的路线所跨越的天然排水沟或洼地，一般都水面较宽，水流较缓，桥涵孔径可允许较大压缩，但要避免涵前雍水过高而淹没农田。

7．桥涵净高应比雍水高度大0.25米。

6.3小桥涵型式的选择

6.3.1结构类型的选择

小桥涵主要有五种结构类型，即钢筋混凝土圆管涵、钢筋混凝土盖板涵、石拱涵、石盖板涵、漫水工程。

1．钢筋混凝土圆管涵孔径一般为0.5—1.5米，最小填土厚度50厘米,受力情况良好，圬工数量小，造价较底。在有条件集中预制和运输比较方便的地段多采用钢筋混凝土圆管涵。

2．钢筋混凝土盖板涵，由于其建筑高度较低，适用低路基地段使用，一般用作明涵。在设超高、加宽的曲线上设置盖板明涵时，由于施工比较繁琐，所以可做成低填土盖板暗涵。钢筋混凝土板用钢材较多，在缺少钢材的情况下，应尽量考虑其它结构形式。

3．石拱涵一般养护费用低，节约钢材，经久耐用。拱涵只要在恒载条件下不变形，一般超载潜力较大，砌筑技术易于群众掌握，是我国传统结构类形。由于石拱涵要求地基均匀和有较大的承载力，所以河底纵坡大于15%时应采用阶梯式石拱涵，当沟底自然坡度变化较大，也可将涵底分段，做成缓坡段或陡坡段。

4．在出产合格条石的地方，采用盖板涵较经济。但所设计公路沿线石料紧缺，所以不适用盖板涵。 6.3.2洞口型式的选择

洞口型式包括八字翼墙、锥形护坡、一字墙护坡、跌水井、下游急流坡、下游接挡土墙附跌水、倒虹吸等。

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

1．八字翼墙或锥形护坡洞口，适用于平坦顺直、纵断面高差不大的河沟。这两种洞口形式水利条件较好，在使用上没有多大差别，都具有工程量小、施工简单、经济等优点，因而是经常使用的结构形式。不过从经济来看八字翼墙较锥形护坡更好。

2．一字墙护坡洞口适用于边坡规则的人工渠道。其工程量小，在窄而深、河床纵断面变化不大的天然河沟亦可使用。

3．上游边沟跌水井，可用来排除傍山线较长距离内的边沟及截水沟的水，因为边沟与路面高差不大，必须下挖才能修建此种洞口。

4．倒虹吸洞口适用于通过公路的灌溉渠道上修建涵洞，建筑厚度不够的情况。 6.3.3基础埋置深度、涵深坡度及铺砌

1．当小桥涵设置在不冻胀土层中其基底埋深可不受冰冻的限制、采用100厘米。当小桥涵基础在冻胀土层中，其基底最少应设置在冰冻线以下25厘米。

2．基底坡度的选择。当河沟的天然坡度等于或小于3%，且涵长等于或小于15米时，基底可采用水平的，这样施工比较方便。涵底铺砌纵坡一般可采用10%。当河沟的天然坡度大于3%，等于或小于6%时，涵底铺砌纵坡可作成与天然河沟相同的坡度。

3．铺砌。因为本设计中的小桥涵属于浅基防护，所以每个小桥涵洞深、洞口都用片石铺砌。在进出洞口及涵身的铺砌部分，原地面标高低于铺砌层底面的地段，不得用素土填垫，可用碎石、片石等材料填砌。 6.3.4桥涵设计标准

1.设计荷载：公路—I级。

2.桥涵设计主要依据为《公路桥涵设计规范》（1985年版，通用规范为1989年版） 3.桥梁横断面10米宽度:行车道2X3.50m。两外侧防撞墙各0.5m，桥面横坡2%。 4.涵洞与路基同宽。

5.桥梁跨径均采用标准跨径。各桥配跨及桥梁高度均满足泄洪及通航要求。为避免由于桥台与桥头路基沉降差而引起桥头跳车，在沉降差较大的桥梁与桥头路基的衔接部设置桥头搭板，桥头搭板与桥面同宽，长度为6m。

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山东交通学院毕业设计（论文）

6.3.5沿线桥梁、涵洞分布情况

表6.1 桥涵分布

K3+180 K3+440 孔径1.5m 孔径1.5m 钢筋混凝土圆管涵 钢筋混凝土圆管涵 本设计以K3+180处1-Φ1.5m钢筋混凝土圆管涵为例进行设计。洞身、洞口及其平面图、钢筋设计图见图纸。

7.平面交叉设计

道路与道路（或铁路）在同一平面上相交的地方称为平面交叉，又称为交叉口在道路网中，各种道路纵横交错，必然会形成很多交叉口，交叉口是道路系统的重要组成部分，是道路交通的咽喉。相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口汇集、通过和转换方向，由于它们之间的相互干扰，会使行车速度降低，阻滞交通，耽误通过时间，也容易发生交通事故。

因此，如何正确设计交叉口，合理组织交通，对于提高交叉口的通行能力，避免交通阻塞，减少交通事故，都具有重要意义。

7.1交叉口组成要素

7.1.1交叉口范围

交叉口是指十字路口、丁字路口以及两条以上道路（人行道与车行道分开时指车行道）交叉时的交叉部分。一般指把相交道路直线段的缘石线延长线或连线所包括的范围；若无缘石时，把车行道边线的延长线或连线所包括的范围。

但从交通工程角度看，常把在人行横道线及转角缘石所围的范围看成为交叉口范围比较恰当，见图7.1所示。

图7.1 道路交叉口示例

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

7.1.2交叉口的交叉道路

交叉口的交叉道路是与交叉口联结的道路在交叉口附近的路段。 7.1.3交叉口驶入段与驶出段

在交叉口的交叉道路中，驶入交叉口的车辆行走的部分，为交叉口驶入段； 驶出交叉口的车辆行车的部分为交叉口驶出段。 7.1.4交通岛

为控制车辆行驶位置或为保护行人，在车道之间设置的岛状区域，在交叉口内，中央分车带或外侧分车带都认为是交通岛。交通岛一般设在交叉口的“死区”，即行车转迹走不到的范围按其作用不同可分为方向岛、分隔岛、安全岛、中心岛等。方向岛又称导流岛是在交叉口为将交通流引导到规定路线，防止其无秩序地行驶为目的而设置的岛；分隔岛是把两股交通流分开为目的而设置的岛；安全岛是为行人横道安全而设置的岛；中心岛是设在交叉口中央，用来组织左转弯车辆和分隔对向车流的岛。

7.2交叉口设计的基本要求和内容

7.2.1基本要求

一是保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过，使交叉口的通行能力能适应各条道路的行车要求。二是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。

7.2.2主要内容

（1）正确选择交叉口的形式，确定各组成部分的几何尺寸（包括行车道宽度、缘石转弯半径、绿带、交通岛等）；

（2）进行交通组织，合理布置各种交通设施（包括交通讯号标志、行人横道线、公共交通停靠站等）；

（3）验算交叉口行车视距，保证安全通视条件； （4）进行交叉口立面设计，布置雨水口和排水管道。

7.3交叉口的类型及其适用范围

平面交叉口的形式取决于道路网的规划和周围建筑的情况，以及交通量、交通性质和交通组织。常见的形式有“十”字形，“T”字形及其演变而来的X形、Y形、错位、多路交叉等。在具体设计中，常因交通量、交通性质以及不同的交通组织方式，把交叉口设计成各具交通特点的形式，可归纳为加铺转角式，分道转弯式，扩宽路口式和环形交叉四类。

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山东交通学院毕业设计（论文）

7.3.1加铺转角式

通过设置导流岛、划分车道等措施，使单向右转或双向左、右转车流以较大半径分道行驶的平面交叉，如下图所示。此类交叉口转弯车辆，尤其是右转弯车辆行驶速度和通行能力都较高。适用于车速较高，转弯车辆较多的一般道路。设计时主要解决分道转弯半径、保证足够的视距和满足导流岛端部半径的要求。 7.3.2分道转弯式

通过设置导流岛、划分车道等措施，使单向右转或双向左、右转车流以较大半径分道行驶的平面交叉，如下图所示。此类交叉口转弯车辆，尤其是右转弯车辆行驶速度和通行能力都较高。适用于车速较高，转弯车辆较多的一般道路。设计时主要解决分道转弯半径、保证足够的视距和满足导流岛端部半径的要求。

7．2 分道转弯式交叉口

7.3.3扩宽路口式

为使转弯车辆不影响其它车辆的正常行驶，在交叉口连接部增设变速车道和转弯车道的平面交叉。这种交叉可以单增右转或左转车道，也可以同时增设左、右转弯车道，如下图所示。此类交叉口可减少转弯交通对直行交通的干扰，车速较高，事故率低，通行能力大；但占地多，投资较大。适用于交通量较大、转弯车辆较多的二级公路和城市主干路。设计时主要解决扩宽的车道数，同时也要满足视距和转角曲线半径的要求。

7．3 扩宽路口式交叉口

7.3.4环形交叉

在交叉口的中央设置中心岛，用环道组织渠化交通，使进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离岛驶出的平面交叉，俗称转盘，

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何正香:甘肃定西至临夏二级工路施工图设计

如图所示。驶入环形交叉口的各种车辆可连续不断地单向运行，没有停滞，减少了车辆在交叉口的延误时间；环道上行车只有分流与合流，消灭了冲突点，提高了行车的安全性；交通组织简便，不需信号管制；对多路交叉和畸形交叉，用环道组织渠化交通更为有效；中心岛绿化可美化环境。但其占地面积大，城区改建困难；增加了车辆绕行距离，特别是左转弯车辆；一般造价高于其他平面交叉。当多条道路相交，通过交叉口的交通量总数为

7．4 环形交叉口

500～3000辆/小时，左右转弯车辆较多，且地形较平坦时可考虑采用。但在快速道路和交通量大的干线道路上、有大量非机动车和行人交通、位于斜坡较大地形以及桥头引道上均不宜采用。

7.4设计说明：

在本设计中涉及到的平面交叉有四处，在此重点设计在本路线起点处的一处平面交叉，根据上述规定选择交叉口的类型为分道转弯式。具体设计见设计图纸。以交点桩号为K0+430和K3+180两处为例说明。交点桩号为K0+430新建路面宽度12米，原路面2米。原路面与新建路面夹角为125度，建立平面交叉，交点高程为97.70，该交叉口设置为转角式交叉口。K3+180原路面与新建路面夹角为65度，交点高程为96.38，设置为分道转弯式交叉口。此类交叉口形式简单，占地少，造价低，设计方便，但行车速度低，通行能力小。适用于交通量小，车速低，转弯车辆少的二级公路或地方道路，设计时主要解决合适的转交半径和足够视距问题。

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结 论

紧张忙碌而又充实留恋的毕业设计已接近尾声。虽然仅仅只有两个月，但却使我们把大学所学知识进行了融会贯通，使知识得到了进一步的升华，给我的大学学习生活画上了一个圆满的句号。

在设计期间我做了大量繁杂的工作，付出了很多的努力。我的课题是“定西市至临夏市二级公路施工图设计”，设计过程中我做了以下工作：通过查阅大量有关设计内容的书籍求教多位指导教师等方式，将设计所需得的线形技术指标（平纵横）、相关原则、注意事项等做到尽可能的了解并掌握。在设计中应用纬地道路辅助设计系统进行了平纵横线形设计，HPDS2003公路路面设计程序进行了路面结构层计算。通过设计，我熟悉了整个过程所涉及的各个环节，对设计步骤及相关内容有了较为清晰的认识；进一步熟悉并加深了课堂内所学的理论知识；知识更加的系统化，也极大的锻炼了自己的实践操作能力。设计内容包括公路等级的拟定、线形设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计、平面交叉设计等几方面的内容。公路的线形设计主要是根据设计任务书、公路勘测设计程序和《公路工程技术标准》等进行的。公路的线形设计主要包括平面线形设计、纵断面设计和横断面设计。路基设计主要包括路基土石方计算、路基排水设计和路基防护工程等路面设计主要是根据当地的交通量进行轴载分析，结合当地的实际情况确定路面的结构组成材料和结构形式。小桥涵设计主要是根据实际情况确定桥涵的位置、类型和孔径大小。同时，在设计中我也遇到了诸多问题，但是在张老师的指导和同学的帮助下，都一一解决并顺利完成设计任务，在这里对他们表示衷心地感谢。由于知识系统不全面，考虑问题不够周到，在设计中难免会出现一些错误，敬请各位老师给予批评指正。

毕业设计是对一个即将毕业走向工作岗位的学生全面素质的考察，同时也是对所学习知识体系的一种检验。做为以后从事公路交通运输事业建设的一员，我深知专业知识对于以后工作的重要性。从这个意义上讲，毕业设计也是我们对所学知识的一个巩固复习的过程。通过设计，不仅使自己对于专业知识进行了融会贯通，同时还加强了计算机运用的实际操作能力，而这也将为我以后的工作提供莫大帮助。

该毕业设计是在我的指导老师222的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，庄老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。庄老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我关怀，在此谨向庄老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

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何正香：定西市至临夏市二级公路施工图设计

致 谢

毕业设计从始至终历时十周，在如此大量繁重的设计任务和工作内容下，自己能够比较顺利地完成任务，在很大程度上要得益于庄传仪老师的指导。

首先，在此对培养我两年的学校和领导老师们表示忠诚的感谢，是你们把我们这些初出茅庐的学生培养成如今具有一定专业知识的技术型人才，在这里表示感谢。其次，向指导老师222以及系里的其他老师们道一声：老师辛苦了。在毕业设计中遇到的每一个难题，他们都始终耐心、认真、负责的给予辅导、讲解。给我们提供了大量的帮助。在应用程序设计的过程中，在他们的指导下使我们能够较熟练应用纬地和公路路面设计程序独立完成设计任务，在此过程中学到了一些实践操作能力，为我们以后走向工作岗位奠定了良好的基础。这些都是他们多年教学、实践经验的总结，是书本上所没有的。另外，我还要真诚的感谢我们组的同学们，他们都给予我很大的帮助，从他们那里也学到了不少知识，但更重要的是同学之间的合作精神。总的说来，在这短暂而又充实的毕业设计阶段，能够和老师、同学形成很好的配合并顺利的完成设计任务，我感到非常荣幸与快乐，而这也将成为我大学生活的一段美好回忆。

最后，我真诚的祝愿老师们身体健康，工作顺利；祝愿同学们学业有成，并能够在以后的工作岗位上有所成就，创造一片天地。

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山东交通学院毕业设计（论文）

参考文献

1、《公路工程技术标准》JTGB01-2003 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》JTG D50-2004 5、《公路沥青路面施工技术规范》JTG D32—2000 6、《公路排水设计规范》 JTG D40—2002 7、《公路路面基层施工技术规范》JTG034—2004 8、赵永平、唐勇《道路勘测设计》 9、《路线》手册人民交通出版社 10、《路基》手册人民交通出版社

11、万德臣、王春生、武鹤《路基路面工程》 12、叶镇国《水力学及桥涵水文》 13、《公路工程小桥涵手册》

14、《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》 15、《工程制图》

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