高速公路施工图设计说明.docx
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高速公路施工图设计说明
摘要
本工程为某地区高速公路一段设计，该工程的实施将对带动该地区经济发展、方便地方人民群众生活起到积极作用；也是联系本地与外界的一条重要通道。
本次设计的路段是陕西延安至吴起高速公路A2段，全线采用双向四车道高速公路标准，全程5.5公里，设计速度为100公里/小时，路基宽度为26.0米。
依据老师所给的资料，通过对k0+000—k5+500路段的原始数据的分析，根据该路段的地质情况、地形、地物及水文等自然条件的特点，依据交通部颁发的公路工程标准、设计与施工技术规范，并运用纬地道路设计软件、AutoCAD对公路的路线平面线形、纵段面线形与横断面、路基路面进行了设计与计算，绘制出路线平面图、纵段面图、横断面图、直线曲线转角表、纵坡竖曲线表、标准横断面图、路基设计表、路面结构设计图、土石方数量表以及相关的其他图表，并且编写各部分相应的设计说明书等。
通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤,而且也能熟练的运用AUTOCAD进行制图.
关键词：
经济发展陕西延安至吴起高速公路纬地道路设计AutoCAD
Abstract
Thisworksforawhileinanareahighwaydesign,implementationoftheprojectwillpromoteeconomicdevelopmentintheregion,tofacilitatelocalpeople'slivesplayanactiverole;isalsoanimportantchanneltocontactthelocalandtheoutsideworld.
ThissectionisdesignedtoWuQihighwayA2segmentYan'an,Shaanxi,acrosstheboardwithatwo-wayfour-laneexpresswaystandard,theentire5.5km,thedesignspeedof100km/h,roadbedwidthof26.0meters.
Basedontheinformationgivenbytheteacher,throughthek0+000-k5+500sectionsoftheoriginalanalysisofthedata,accordingtothecharacteristicsofthegeologicalconditionsoftheroad,terrain,terrainandothernaturalhydrologicalconditions,issuedbytheMinistryofTransportationhighwayengineeringstandardsdesignandconstructionspecifications,andtheuseoflatitudetoroaddesignsoftware,AutoCADhorizontalalignmentoftheroadroute,longitudinalsectionandcross-sectionalsurfacealignment,roadembankmentisdesignedandcalculatedtodrawouttherouteplan,longitudinalsectionviewoftheHengduansurfacechart,linegraphcornertable,longitudinalverticalcurvetable,thestandardcross-sectionalviewofroadbeddesigntables,pavementdesign,earthworknumberoftablesandothergraphics-related,andeachpartofthepreparationofthecorrespondingdesignmanual.Throughthisdesignnotonlyunderstandthevariousstepsoftheconstructionoftheroad,butalsobeabletoskillfullyuseAUTOCADdrawing.
Keywords:
EconomicDevelopmentYan'anExpresswaytoWuQiWeiDiinroaddesignAutoCAD
第一章绪论
1.1道路技术等级确定
由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表1-1-1：
表1-1-1车辆换算表
车型
交通量（辆/日）
折算系数
折算交通量（辆/日）
黄海DD640
890
1.5
1335
东风EQ140
910
1.5
1365
黄河JN162
640
2
1280
东风XQD5170TGC
610
3
1830
红旗CA630
3700
1
3700
总计
9510
注：
年均增长率为8%，设计使用年限为20年
计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式（2-1）计算
Nd=N0（1+γ）n-1
式中Nd—远景设计年平均日交通量，辆/日；
N0—起始年平均日交通量，辆/日；
γ—年平均增长率，取8%；
n—远景设计年限，取20年；
所以Nd=9510×（1+8%）20-1=41043（辆/日）
根据《公路工程技术标准》JTGB01-2003，拟定该条道路为双向四车道的高速公路，设计车速为100km/h,设计采用的服务水平为一级，采用整体式路基。
1.2设计依据
主要设计依据为：
（1）《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）；
（2）《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）；
（3）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）；
（4）《沥青路面设计规范》（JTGD50_2004）；
（5）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）；
（6）《公路桥涵设计通用规（JTGD60-2004）；
（7）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；
（8）《道路交通标志和标线》（GB5768-1999）；
（9）《公路工程预算定额》（JTG/TB06-02-2007）。
1.3设计标准
依据交通部颁发的《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），本着公路建设标准与交通量相适应的原则，并且考虑辅道工程在本高速公路工程中的地位、作用以及服务于经济社会发展的功能要求，结合既有工程技术指标情况，采用主要技术指标表如表1-1：
表1-3-1主要技术指标表
序号
指标
单位
技术标准
1
设计速度
km/h
100
2
路基宽度
m
26
3
行车道宽度
m
2×7.5
4
土路肩宽度
m
2×0.75
5
硬路肩宽度
m
2×3
6
中央分隔带宽度
m
2.0
7
桥涵设计荷载
公路Ⅰ级
8
平曲线最小半径
m
1000
9
最大纵坡
%
1.1
10
竖曲线最小半径
m
15000
11
设计年限
20年
12
路面结构类型
沥青路面
13
公路等级
高速公路
第二章路线
2.1平面设计
2.1.1线形设计一般原则
（1）平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调
在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。
直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。
（2）保持平面线形的均衡与连贯
1）长直线尽头不能接以小半径曲线。
长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。
2）高、低标准之间要有过渡。
同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。
（3）平曲线应有足够的长度
汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。
同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。
当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。
因此，平曲线具有一定的长度是必要的。
2.1.2平面设计方法
（1）平面设计的重点
公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。
（2）平面设计的具体步骤和要求
资料收集现场踏勘选线与定线校核与审核
2.1.3路线方案比选
根据等高线地形图，并结合路线方案选择的综合考虑因素，陕西延安至吴起A2段高速公路设计初步拟定三个比选的方案，各方案技术指标如下：
（1）方案一
（1）各点坐标及其控制点
起点A（2430889.7，2067700.1），终点B（2432011.3，2062438.2）
路线全长5500米；曲线全长2807米，共有4个控制点。
本方案共沟渠7条，穿越各种道路共6条，计划改道1处，需建立桥梁5座
（2）方案二
1）各点坐标及其控制点
起点A（2430889.7，2067700.1），终点B（2432012.1，2062423.6）
路线全长5500米，曲线全长3061.6米，共有5个控制点。
本方案共沟渠5条，穿越各种道路共4条，计划改道1处，需建立桥梁3座
方案比选及确定
（1）方案比较
1）方案一
选在离村庄较近的地方，对民居的影响稍大，占用农田较多，故从经济角度考虑，该路线投资相对较高。
高架桥部分为直线且位于大坝和乡道相交处，有利于实地放线，也有利于桥的修建，同时也降低了建桥的技术措施和施工的难度。
2）方案二
它的选线与方案一较为类似，选线取在村庄之外，不隔离村庄，基本无扰民问题，此线路穿过一个幼苗经济林，直接从山上经过，。
但该方案不穿过幼苗经济林、打谷场、鱼塘，从经济角度考虑，该路线投资相对较少。
并且该方案的平曲线半径更大，对行车的舒适性和安全性来说是非常有利的，它的路线长度也较小，这无疑要少占农田，不仅减少了工程量，也减少了公路的修建费用，。
（2）综合评价
由以上两个方案的经济、技术指标的比较可知，方案二不涉及拆迁问题且三个方案沿线经过的设施等大体相当。
综合以上二个方案几个方面的比选，选择第二个方案为最优，因为在同等地形条件下，它的选线占绝对优势。
由于沿线均为平原区，可以更好的做到填挖平衡，且能够不占用更多的良田，从这一角度和其他的经济角度考虑，方案二是更优的。
综上所述，选定方案二作为设计方案（方案比选图见附图方案比选图。
2.1.4路线拟定
路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。
根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。
高速公路投资比较大，对所经过地区的经济起重要作用，所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，设计要特别注意线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让
司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。
具体图形参考附录图—平面线形图
2.2纵断面设计
2.2.1纵断面设计原则
纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理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、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。
纵坡设计的一般要求为：
1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）的各项规定。
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，和理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。
连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。
3）纵坡设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。
4）一般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，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。
5）纵坡除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、水利等方面的要求。
2.2.2平纵组合设计
（1）设计原则
1）应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
2）注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。
3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。
4）注意与道路周围环境的配合，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引
视线的作用。
（2）平曲线与竖曲线的组合
1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线。
2）平曲线与竖曲线大小应保持平衡。
（3）暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。
2.2.3拉坡原则
本路段设计成四车道高速公路，将路基类型设计成干燥。
经查《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）路基最小填筑高度应保证2.0m。
根据《公路
工程技术标准》（JTJ001-97）高速公路应能抵御100年一遇的洪水。
再参考经过地区的水文资料，路基的填筑高度必须保证1.5m。
综合考虑，路基的最小填筑高度确定为2.0m。
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）及参考《桥梁工程》（姚玲森主编人民交通出版社出版），桥涵设计洪水频率为100年，桥下净空高度确定为2.5m；经过地段大部分为农用耕地，道路交错，为保证高速公路在建成后不至于影响正常的生产，在原道路与高速路的交叉处设置必要的人行通道、畜力及拖拉机通道和汽车通道。
根据《公路工程技术标准》（JTJ001-97）规定，人行通道的净高不小于2.2m，畜力及拖拉机通道的净高不小于2.7m，与乡间公路相交时设置的汽车通道净高不小于3.5m。
2.2.4桥涵和隧道对路线纵断面的要求
（1）桥涵对路线纵断面的要求
桥涵要求的最低路基设计高程由水文条件、桥下所需净空高度的桥涵构造条件决定。
跨线桥的通道要求的最近路基设计高程由净空高度和跨线构造物（或通道）的构造条件决定。
表2.2.4主要控制点标高
序号
桩号
备注
高程
1
K0+530-K0+570
互通立交桥
4.00
2
K2+860-K4+000
桥梁
9.00
3
K6+245-K6+260
桥梁
11.00
4
K6+275-K6+290
桥梁
22.00
5
K7+960-K9+560
桥梁
28.00
6
K6+745-K6+750
涵洞
18.00
7
K1+200-K2+600
隧道
15.00
在本路段纵断面设计中，本着保护自然环境的设计理念，尽量使路线顺应自然地形的起伏；充分考虑与地方道路在纵面的交叉关系；尽量控制路基填土高度，以减小拆迁占地；变坡点位置及标高、坡率和坡长在满足平纵组合的情况下优化组合，竖曲线半径尽量采用较大值，最小半径为15000m。
2.2.5纵坡设计的方法和步骤
（1）准备工作
纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
（2）标注纵断面控制点
纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控梁标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
（3）试坡
试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。
试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。
前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。
以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。
（4）调坡
调坡主要根据以下两方面进行：
⑴结合选线意图。
将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。
若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。
详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。
调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。
（6）确定纵坡线
经调整核对后，即可确定纵坡线。
所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。
坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。
变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。
变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。
具体纵断面设计图参照附图—纵断面设计图，具体纵断面端点的设计标高参照附表中的竖曲线设计表
2.3道路横断面
2.3.1横断面布置
根据设计交通量，拟建高速公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和相关规范的具体要求。
本路段路基按四车道高速公路（100km/h）标准，其标准横断面如图2-3-1-1：
路基全宽26m，单向行车道2×3.75m，左侧路缘带0.75m，硬路肩3m（含右侧路缘带0.75m），中央分隔带2.0m，土路肩为0.75m。
路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽＝26m
布置图如下：
图2-3-1-1标准横断面示意图见
2.3.2路拱坡度
查《公路工程技术标准》得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1%～2%，故取路拱坡度为2%；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。
2.3.3超高计算
本设计中，最大超高值为6%，新建公路超高方式一般为绕中央分隔带边缘旋转，渐变方式为线性。
根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线的超高值为4%，新建高速公路一般采用绕中央分隔带边缘旋转，超高渐变率P=1/175，本工程采用一般最小缓和曲线长度，Ls=120m
第三章路基设计
3.1路基的类型和构造
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，路基设计标高低于天然地面标高，需进行挖掘；路基设计标高高于天然地面标高，需进行填筑。
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、路堑和填挖结合等三种类型。
具体见图3.1所示：
图3.1路基横断面
（1）路堤
路基设计标高高于天然地面标高时，需要进行填筑，这种路基形式称为路堤。
按填土高度的不同，划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。
路基边坡坡度取1：
1.5和1：
1.75，在路基的两侧设置边沟。
高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面济济合理，可以在适当位置设置挡土墙。
为防止水流侵蚀和坡面冲刷，高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。
（2）路堑
路基设计标高低于天然地面标高时，需要进行挖掘，这种路基形式称为路堑。
挖方
边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线，一般坡度取1：
0.5和1：
0.75。
挖方边坡的坡脚设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流，路堑的上方设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。
（3）半挖半填路基
半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。
3.2路基填土与压实
（1）填土的选择
路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。
并与填土的高度和施工技术有关。
在填土时应综合考虑，据《路基设计规范》可知，二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表：
路基压实度及填料要求表
项目分类
路面底面以下深度（cm）
填料最小强度
（CBR）（%）
填料最大粒径（cm）
填
方
路
基
上路床
0～30
6
10
下路床
30～80
4
10
上路堤
80～150
3
15
下路堤
150以下
2
15
零填及路堑
路床
0～30
6
10
（2）不同土质填筑路堤
如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。
如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。
为了防止雨水冲刷，可覆盖透水性较小的土层。
允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。
水的土与不透水的土，不能非成层使用，以免在填方内形成水囊。
（3）路基压实与压实度
路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。
土的压实效果同压实时的含水量有关。
对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低。
据《路基设计规范》，高速公路路基压实度应满足下表：
路基压实度（重型）要求表
填挖类型
路面底面以下深度（cm）
压实度（%）
填方路基
上路床
0—30
≥95
下路床
30—80
≥95
上路堤
80—150
≥94
下路堤
150以下
≥92
零填及路堑路床
0—30
≥95
第四章支档物构造设计
4.1挡土墙设计
4.1.1挡土墙的用途
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。
在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。
4.1.2挡土墙的类型及适用范围
挡土墙类型分类方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：
重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。
按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。
路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可以收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路已
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