重庆交大道路毕业设计说明书Word格式文档下载.docx
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平面技术指标确定3
平面设计步骤5
曲线参数和主点桩号计算10
.纵断面设计12
纵断面技术指标确定12
纵坡设计的步骤14
竖曲线计算15
.平纵组合设计17
.横断面设计17
横断面组成17
路拱的确定18
弯道超高和加宽18
第3章路基、路面20
.路基设计综述20
.路基边坡设计20
路堤边坡20
路堑边坡21
.路基排水设计21
路基排水综述21
边沟设计21
.路面排水设计22
确定路拱坡度22
路拱形式的确定22
.取土、弃土设计方案22
.路面类型确定22
.路面设计23
第4章挡墙与涵洞30
.挡土墙设计30
挡土墙位置选择30
挡土墙结构设计30
挡土墙验算31
.涵洞设计41
涵洞布设41
涵洞构造41
第5章小桥设计43
.小桥设计概述43
.小桥设计43
小桥设计图表的内容43
小桥形式及跨径的确定44
设计步骤44
小桥孔径计算确定45
确定桥头路堤及桥面最低标高45
第6章施工图预算46
.施工图预算编制的定义及作用46
.施工图预算编制的依据及项目46
预算编制依据46
预算编制项目46
.施工图预算编制46
施工图工程量46
施工图预算47
结论48
致谢49
参考文献50
摘要
本设计是黔武二级公路施工图设计B段，按公路设计的国家及行业相关标准与规范要求设计。
内容包括公路几何线形设计，纵断面设计，横断面设计及土石方量的计算，路基排水总体设计，路面结构设计，防护工程设计，安全设施设计和施工图预算。
在设计中考虑实际地形条件情况下尽量采用大半径曲线和不过量增加土石方的情况下采用较缓纵坡，同时考虑平纵组合，尽量使线形合理顺直，行车舒适顺畅。
路面结构设计时为增加行车舒适性采用沥青混凝土路面，考虑交通量和设计年限，确定合理的路面厚度。
通过几组方案比选优化，最终确定一条线形顺直，结构合理，行车舒适的线路。
关键词：
二级公路，线形设计，路面结构设计，行车舒适
ABSTRACT
ThisprojectisapartofQianjiangtoWulongsecondaryroadwhatdesignedaccordingtonationalandbusinessstandard.Theprojectcontaindesigninggeometricalignment、designingverticalsection、designingcrosssection、designingroadbed、designingpavementstructure、designingprotectiveengineering、designingsafetyfacilitiesandcomputingquantityofcubicmeterofearthandstoneandengineeringbudget.Weshouldputtousealongerradiusofcircularcurveandlesserlongitudinalslopatdesigntime.Andwealsoconsiderthatgeometricalignmentandverticalsectioncombinationaldesigntomaketheroutereasonableandstraightanddrivingcomfort.Whendesigningpavementstructure,wewanttousebituminousconcretetoimprovedrivingcomfortandtoconsidervolumeoftrafficandhoursofusetoconfirmthicknessofpavement.Comparingseveralsetsofprogram,wecanchoosethebesttotakeforfinalachievement.
Keyword：
Secondaryroad,Designinggeometricalignment,designingpavementstructure,drivingcomfort
第1章绪论
1.1.引言
根据重庆交通大学土木建筑学院要求，完成对该二级公路进行全线设计。
该路段全长米，设计阶段为一阶段施工图设计，公路等级为二级公路，设计车速60km/h，设计文件必须符合现行有关设计标准与规范的规定。
在设计中，是从选线到路线平纵横设计再到路基路面结构设计以及最后的预算这一整个道路设计的全过程。
综合性强、覆盖程度高、对专业知识的掌握和运用要求较高，能够很好的考察对专业知识的掌握。
通过毕业设计，可以把所学的知识用于实际的工程中，使理论与生产实践相结合，能达到独立进行一般公里设计的要求。
本设计任务为：
公路等级及主要技术指标的确定，纸上选线及方案比选，线路设计，路基设计，防护工程设计，小桥涵设计以及施工图预算。
本设计依据为给定的任务书、地形图资料以及交通部颁布的现行的规范和标准。
1.2.概述
1.2.1.设计任务
完成在指定的起、终点之间的二级公路设计，设计阶段为一阶段施工图设计，要求按公路等级二级、设计车速60km/h进行设计。
1.2.2.设计原始资料
1．地形图：
dwg格式电子地形图
2．交通量：
交通量年增长率7%，近期交通量如下：
表交通作用次数表
车型
交通量
（辆／昼夜）
黄河JN162
300
长征CZ361
350
东风EQ140
小汽车
500
1.2.3.设计内容
路线方案设计；
路基路面设计；
挡土墙设计；
涵洞设计；
小桥设计；
施工图预算编制。
1.2.4.设计基本依据
指导教师规定的技术等级、设计车速、设计交通量，以及路线的起讫点、控制点等的有关规定和要求；
国家或部颁的现行有关设计标准、设计规范。
1.2.5.设计时间
2015年3月17日～2015年6月10日
1.3.沿线的自然地理概况
1.3.1.自然地理和气象水文
测区位于重庆西南地区，为中山丘陵盆地地貌类型，属于亚热带湿润季风气候，雨量充沛，多年平均降雨量1085～1142mm。
经勘察，沿线土质为紫色粘性土，其下岩层为花岗岩，地下水位距地表约2m。
1.3.2.材料供应
沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。
第2章路线平面设计
根据任务书，本设计高速公路，设计车速为60km/h。
2.1.线形设计综述
选线基本原则：
路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。
要避免少拆迁、少占地，减少填挖方数量以降低和节约公路造价的问题；
正确掌握和运用技术标准；
选线应重视水文地质问题。
不良地质地貌对公路的稳定影响极大，在选线时应尽量绕避。
如遇水田、河塘、陡崖、断裂带等特殊地段应尽量避开；
重视环境保护，尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。
本次设计公路为新建二级公路，设计时速为60km/h，路线起终点及其高程与地面高程一致，均为不填不挖。
整体地形为丘陵地形，有较密集的居民分布点和大片耕地。
后半段有一条河沟，为考虑水流通过以及农田灌溉，于是设置小桥跨越。
平面线形设计首先要选取平面控制点，再通过控制点连线以确定交点坐标，即所谓的“以点定线，以线交点”的原则。
本次设计的地形上重要的控制点有两处：
一是在设计段内有一个养猪场和水泥厂，路线不能侵占厂区的地；
二是桥梁位置作为路线的控制点。
此外，设计中还有一个人工水渠，路线设计中不能距离水渠太近，以免坡脚冲刷。
路线经过的居民旧区，不作为控制点。
2.2.平面设计
2.2.1.平面技术指标确定
（1）直线
直线是平面线形中的基本线形。
直线以最短的距离连接两目的地，具有线形短捷、缩短里程和汽车行车方向明确、视距良好、行车快速、驾驶操作简单的特点。
但从行车的安全和线形美观来看，直线过长线形呆板，会使司机行车单调引起疲劳，容易使司机超速行驶，难以准确目测车间间距，以及夜间对向行车产生眩光等原因，直接影响行车安全。
另外，在山区、丘陵区，过长的直线难以与地形及周围环境相协调，会严重破坏自然景观，容易造成大挖大填，经济性差。
关于直线的最大最小长度应该有所限制，从理论上求解是非常困难的，主要是根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来决定。
根据国外资料介绍，对于设计车速大于或者等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按设计车速行驶70s左右的距离控制；
一般直线路段的最大长度（以m计）应控制在设计车速（以km计）的20倍为宜。
本路段设计车速为60km/h，根据《公路工程技术标准》JTGB01-2014对直线长度作了如下限制：
①同向曲线间最小长度：
6V=6×
60=360m
②反向曲线间最小长度：
2V=2×
60=120m
在定直线过程中，直线的最大、最小值限制以不超出上值为宜。
（2）圆曲线
圆曲线是平面线形中常用的线形要素，各级道路不论转角大小均应设置圆曲线。
圆曲线能较好地适应地形变化，易与地物、地形、景观等协调配合。
圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。
圆曲线半径选择时主要考虑设计车速。
设计中，设计时速为60km/h，按照规范规定，其极限最小半径为125m，一般最小半径为200m。
一般还要考虑不设超高的最小半径，设计时速为60km/h时不设超高的最小半径为1500m（路拱≤%）、1900m（路拱
）。
同时，半径不能大于10000m。
在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设加宽的大半径曲线，因为不设超高的半径较大，对于线形渐变率较小，利于行车舒适性和安全性。
但是在设计中，并不能满足设置不设超高的最小半径的要求。
圆曲线能较好地适应地形的变化，并可获得圆滑的线形，使用范围较广且灵活。
圆曲线在适应地形的条件下，应尽量选用较大的半径。
在定半径时宜遵循以下原则：
①一般情况下以采用极限最小半径的4-8倍或超高为2-4%的圆曲线半径为宜。
②当地形条件不受限制时，应尽量采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径为宜。
③选择半径时应结合前后线形综合考虑，以形成连续的线形。
并要考虑平曲线与纵坡的关系，避免小半径与大纵坡重合即形成陡坡急弯。
④弯道半径的选择，应按技术标准根据实地的地形、地物、人工构造物及其它条件的要求，按合理的曲线位置用外距、切线长等控制条件反算。
⑤小偏角的弯道容易使司机产生错觉，应尽量避免。
一般情况下转角不小于7°
为宜。
⑥当同向曲线间插入短直线时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成反弯的错觉是整个组织线形缺乏连续性，形成“断背曲线”。
因此在设计时应予以尽量避免。
（3）缓和曲线
在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即为缓和曲线。
其作用是线形缓和、行车缓和及超高加宽缓和。
当平曲线半径小于不设超高的最小半径事应设置缓和曲线。
缓和曲线可采用回旋曲线、三次抛物线，高次抛物线等线型。
因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合，在我国，《公路路线设计标准》规定采用回旋曲线。
《公路工程技术标准》JTGB01-2014规定山岭重丘区二级路（设计车速=60km/h）最小缓和曲线长度不小于50m。
2.2.2.平面设计步骤
（1）选线的目的和任务
道路选线的目的，就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地形、地质、地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素，在实地或纸上选定道路中线平面的位置。
道路选线的主要任务是：
确定道路的走向和总体布局；
具体确定道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上或实地选线，把路线的平面位置确定下来。
（2）选线原则
①路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。
主观条件是指设计任务书（或其它文件）规定中的路线总方向，等级及其在公路网中的地位和作用。
客观存在条件是指公路所在地区原有交通布局，城镇、工矿企业、资源状况，土地开发利用和规划的情况以及地形、地质、气象、水文等自然条件。
根据1：
2000带状地形图，路线的走向所要解决的问题是在保证公路线形等级标准的同时如何避免少拆迁、少占地，减少填挖方数量以降低和节约公路造价的问题。
②正确掌握和运用技术标准。
根据任务要求，本次毕业设计应采用最新的《公路工程技术标准》JTGB01-2014，因此，在进行纸上定线时，首先应吃透规范。
在定线过程中，如工程量增加不大，应尽量采用较高的技术指标。
③注意与农业配合，选取线时要处理好公路与农业的关系。
注意与农田基本建设的配合，做到少占耕地，并应量不占高产田，经济农作物田或穿过经济园林等。
并注意与修路造田、农田水利灌溉、土地规划等相结合。
④重视环境保护，尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。
⑤选线时应综合考虑路与桥的关系。
在选线时，个别特殊大桥桥位，一般作为路线总方向的控制点，大中桥位原则上服从路线的总方向。
（3）选线步骤
根据指导老师意见，公路起终点（指导老师给定起终点）位置、高程不变，选线时以这两个控制点为依据进行全面布置、逐段安排、具体定线。
用“以点定线、以线交点”的办法大致定出平面交点，然后反复试线最后确定出交点。
①方案的确定
根据所给定的起终点这两个控制点，仔细阅读平面图，从起点到终点必须经过一条河沟，因此跨河位置的选择成了控制因素之一。
由于所经地区为丘陵地区，通过的垭口位置选择也成了重要控制因素。
在选定控制点后，根据平面线形要求在满足技术要求的前提下确定交点。
在设计中，定线是一项比较重要的工作，是整个路线的基础，对路线的好坏起关键性的作用，不同地点，考虑的因素也不同，如有些以平曲线设计为主，有些则以经济性为准。
②交点位置,交点间距,转角的确定:
方案设计中,在做好导向线,确定交点后。
按照图纸的坐标，逐点测量出各点的大地坐标，然后计算交点的间距，路线的转角，其计算程序如下：
路线的方位角：
根据公式β=arctg
=arctg
式
则路线的方位角θ为：
第一象限：
θ＝β
第二象限：
θ=180°
-β
第三象限：
+β
第四象限：
θ=360°
-β式
路线的转角等于后一方位角减去前一方位角，即
α=θ2-θ1（α是“+”为右转，α是“-”为左转）式
交点间距：
D=
③平曲线设计及敷设
缓和曲线长度的确定
二级公路其最短缓和曲线长为50米。
关于缓和曲线长度的确定主要考虑下列三点因素：
最小缓和曲线长度：
ls≥50米
超高缓和段长度
按Lc=
计算，式中：
式
Lc----超高缓和段长度
B----路面宽度，取米
Ic----最大超高横坡（%）
Ig----路拱横坡（%）
ｐ----超高渐变率
且一般应满足Ls＞Lc
当Lc<
50时取Ls=50,当Ls>
50时,Ls=Lc。
另外，对控制条件较严的路段进行验算，看是否满足要求，确有把握后才把R和Ls定下来，在进行曲线验算时特别要注意抓住主要矛盾，确定好控制条件。
一般同向、反向曲线较近时，或桥头引线段宜用切线长为控制条件：
小偏角宜用曲线长控制；
大偏角及弯道内侧有地形、地物限制时，宜用外距控制；
陡坡急弯段宜用合成纵坡控制；
当线位在曲线上时，宜用曲线上任意点控制。
设计时应综合考虑以上因素，最终确定缓和曲线的长度。
（2）平曲线设计
平曲线的设计有多种组合型式，如：
简单型、基本型、Ｓ型、Ｃ型、凸型、卵型及复曲线等，常用型式有简单型、基本型及Ｓ型。
其计算公式各有不同，下面就基本型曲线计算公式分列如下：
基本型曲线：
T=（R+p）×
tg
+q（m）
L=
×
（α-2β）×
R+2ls=
α×
R+Ls（m）
E=（R+P）×
sec
-R（m）
J=2T-L
q=ls/2+Ls3/（240R2）
P=ls2/（24R）-Ls4/（2384R3）
β0=
二级公路的极限最小半径为125米，一般最小半径为200米，设计时，应尽量采用大半径圆曲线。
平曲线设计最主要的是确定圆曲线的半径，园曲线的半径确定具有多种控制条件，本路段共有三种情况：
a.直接选定（放坡定线时以Ls:
Ly:
Ls=1:
1:
1～1:
2:
1为佳）；
b.外距控制；
c.切线长控制（在反向曲线处采用）。
本设计有六个平曲线，均为基本型曲线。
桩位的敷设：
（利用切线支距法）
桩号的敷设的计算方法如下：
在回旋曲线上，
式（）
在圆曲线上,
其中：
----圆曲线上任意点m到缓和曲线终点的弧长（m）
---和曲线上的任意点到ZH或HZ点的长度（m）
曲线主点桩号计算：
ZH=JD-T
HY=ZH+lh
YH=HY+Ly
HZ=YH+lh
QZ=HZ-L/2式
JD2=JD1+LAB-J1式
其中：
lh----缓和段长度（m）
Ly----圆曲线长（m）
J----校正值（J=2T-L）
T----总切线长（m）
LAB----JD1到JD2间的距离（m）
用此方法可以定出各交点对应的主点位置，圆曲线用圆规在地形图上画出，而缓和曲线则用曲线板画，从而定出路中线。
平面设计成果如下图：
图平面设计图（旋转后图纸）
两交点半径取值见前述，缓和曲线长度满足前述长度标注即可。
现将各技术指标取值列于下表：
表平曲线交点技术指标取值表
JD
α
R（m）
Ls（m）
直线长（m）
起点
1
52°
42′″（Y）
100
2
33°
13′″（Z）
400
3
36°
24′″（Y）
90
4
20°
11′″（Z）
620
85
5
18°
33′″（Z）
800
6
44°
01′″（Y）
终点
2.2.3.曲线参数和主点桩号计算
确定各交点的参数后即可计算该交点的曲线要素以及主点桩号。
在设计时，将起点桩号定为K0+000。
曲线要素和主点桩号计算过程如下：
图按回旋曲线敷设缓和曲线
JD1曲线要素和主点桩号计算
曲线要素计算：
主点桩号计算：
2.3.纵断面设计
2.3.1.纵断面技术指标确定
1.纵坡
纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。
二级公路对纵坡的最大值和最小值都有所规定。
当设计车速为60km/h最大纵坡6%，而最小纵坡则从排水的角度考虑，为了能将挖方路段和低填方路段的边沟水及时排出，因此纵坡最小取值%。
对于纵坡的设计，一般不用为了放缓纵坡而刻意选择较小的纵坡坡度，这样容易造成大填大挖。
也不用为了迁就地形而不考虑纵坡的影响，这样纵坡会起伏不断，行车舒适性大大降低。
纵观本设计整个路段的地形图，除了最后路线段穿过耕地，地势平坦，视线良好，其余路段都比较陡。
路线经过两处地势较低的田地，中间又有地势较高的山地，因此这两段填方较高，路线起点标高较高，以%的坡下坡，经过一个小山丘后，就是标高较低的水田。
因此以%缓下坡做缓和坡段，为了减小填方高度，然后就接着以%的坡下坡。
紧接着又是较高的山地，为了减少挖方所以选用%的坡上坡，接下来就是较为平缓的下坡，考虑到其中要经过一段小河沟，采取架设小桥经过，于是选择%的缓坡下坡。
路线后段是地面高程较高的山地，所以选择%的陡坡上坡，由于上坡段长度较长，所以中间加入3%的缓和坡段，最后路段是比较平坦的田地路段，整体采用%的缓坡，均匀提高路线标高以达到终点标高。
（3）最大坡长
由前面设置的纵坡可推知边坡点的位置，也可知晓纵坡长度。
根据确定的变坡点位置，即可推知纵坡长度。
由于设计中各纵坡坡度均较小，因此，坡长可取较大值。
根据《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）规定，设计车速为60km/h最大坡长如下表：
表设计车速为60km/h高速公路的纵坡长度取值表
纵坡坡度（%）
纵坡长度（m）
1200
1000
600
而设计中总共有八个纵坡，分别是%、%、%、%、%、%、%、%，坡长分别取值为240m、500m、410m、340m、600m、420m、440m、。
（4）最小坡长
据《公路路线设计规范》（JTGD20-2006），设计车速60km/h时最小坡长150m，显然，八个纵坡坡长取值满足规范规定的最小纵坡长度。
2.竖曲线
为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。
（1）竖曲线最小半径
由前面可知，在整个路线中，共有两个变坡点，因此需设置两条纵向竖曲线。
竖曲线参数一般对其半径取值有所
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