高速公路毕业设计.docx
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高速公路毕业设计
摘要
本设计根据给定的资料，通过对原始数据的分析,根据该路段的地质、地形、地物、水文等自然条件,依据《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》等交通部颁发的相关技术指标,在老师的指导和同学的帮助下完成的。
设计内业详细资料有：
路线设计，包括纸上定线（山岭区或越岭线）、绘制路线平面图、路线纵断面设计）；路基设计，完成一公里横断面和路基土石方的计算及路基排水设计；路面设计，沥青路面设计；小桥涵设计，完成涵洞设计；路线交叉设计，完成一项路线平面交叉；设计概算编制，完成全线设计路段的初步设计概算；应用计算机绘制工程图，按老师指导和要求完成。
整个设计计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面、平面交叉、小桥涵的尺寸等内容,由此圆满完成了北翠公路青年农场至前进段两阶段初步设计。
关键词：
路线，路基,路面,桥梁，涵洞。
ABSTRACT
Datathatthisdesignaccordingtogivetosettletocomplition,completetheThreexinforestofMulintolianhehighwaystationsegment
（1）firstdesignstationsegment
（2）therelevanttechniqueindexsignforkind,geographyforsecondclasshighwayroute,fromthisdesignlearningalotofknowledgeconcerninghighways,passinganalysisprimitivedataing,accordingtotheroad'ssegment,characteristicsoftermnature,suchas,groundthing,andhydrologyetc.,Basishighwayengineeringtechniquestandard,highwayroutedesigningthenormalwaitingthetransport,andcompletetodesignunderthehelpthattheteacher'sleadingiswiththeclassmateofconstitutethecircumstance,
Thedesigninsideofstagefirststepsinclude:
Routedesign,Thepaperupsettlesthelines（mountainrangearea,ormoremountainrangeline）,Drawtherouteplanechart,Proceedrouteverticalsectionofdesign;Roadbeddesign,Completeonekilometercrosssectionsarewiththeroadbedthecalculationofsquaregroundandroadbeddrainthedesign;Roaddesign,asphaltpavementdesign;Smallbridgeculvertdesign,Completethedesignofculverts;Theroutecrossesthedesign,Completestheentirelinetodesigntheroadsectionthepreliminarydesignbudgetaryestimate;Theapplicationcalculatordrawstheengineeringdiagram,Completeundertheteacher'sleadingrequest.
wecomputetherouteeven,vertical,horizontalmainfactor,designedtheflatsurfacetodesigntheroadbedroadthesizefor,smallbridgeculvert,successfullycompletedSixiantoHuaibeioftheAnhuihighwayinsectiontwostagespreliminarydesigns.
Keywords:
Route,roadbed,roadsurface,bridge，culvert.
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章绪论……………………………………………………………………………1
1.1选题的背景、目的及意义……………
第1章绪论
1.1选题的背景、目的及意义
本次毕业设计是在对《公路勘测设计》、《路基路面工程》、《桥梁工程》及其它有关专业课程的学习的基础上，并在教师的指导下，完成一段公路的两阶段初步设计任务。
本次设计的目的和意义是应用学过的专业知识，根据自己专业的服务去向,在老师的指导下独立的完成一段公路的初步设计任务。
通过此次设计可以培养我们的综合设计能力,进而把学过的知识加以系统的应用和巩固，使理论与生产实践相结合。
掌握路线设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计理论和具体设计方法，并能够独立完成全部设计的图表。
为自己走向工作岗位后适应生产实践的需要打下坚实的基础。
1.2设计任务
本次设计任务主要包括：
依据地形图完成给定的初步设计
路线设计：
纸上定线（山岭区或越岭线）
进行方案比较（局部）
进行路线平面设计
进行路线纵断面设计。
路基设计：
完成1km路基横断面设计.土石方计算
及路基排水设计，结构设计，边坡设计。
路面设计：
沥青路面设计。
小桥涵设计：
结合自身设计，完成涵洞设计。
1.3路线概况
1.3.1地形地貌
工程所在地为安徽省北部，东经116度23分——117度02分，北纬33度16分——34度14分之间。
地处华东地区腹地，苏、鲁、豫、皖四省之交，北接萧县，南临蒙城，东与宿州比邻，西连涡阳和河南永城。
南北长108公里，东西宽60公里，总面积2741平方公里。
本设计路段为山岭区,沿线为第四级冲击和洪积层，表层土壤为粉质低液限粘土，中层为冲积形成的砂砾，圆砾，底层为白垩系砂岩。
土壤渗透性较好，地层比较稳定。
属山岭重丘区，植被为人工林和次生林，沿线所处自然区划为
5区。
1.3.2气候条件
处地北温带，属北方型大陆性气候与湿润气候之间的季风气候，气候温和，日照充足，四季分明，春秋季明显短于冬夏季，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，年平均气温为14.8摄氏度。
全年主导风向夏季多为东南风，冬季主导风向为东北风。
年平均无霜期203天，年平均降水量830毫米，年平均相对湿度71%，日照时数2315.8小时。
1.3.3交通量资料
表1.1交通量表
车型
小汽车
黄河JN150
东风EQ140
解放CA10B
交通量（辆/日）
4600
1260
1000
1470
预测交通量增长率为7%
1.4设计依据
根据批准的设计任务书、地质勘测报告、国家关于公路设计施工的《规范》、《规程》、《标准》等。
如：
1）《公路路线设计规范》（JTJ011—2006）
2）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50－2006）
3）《公路排水设计规范》（JTJ018－1997）
4）《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034－2000）
5）《公路自然区划标准》（JTJ001－1986）
6）《公路路基设计规范》（JTGD30－2004）
7）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）
8）《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）
第2章路线线形设计
2.1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2-1：
表2-1交通量折算表
车型
交通量（辆/日）
折算系数
折算交通量（辆/日）
小汽车
4600
1.0
4600
黄河JN150
1470
1.5
东风EQ140
1260
1.5
解放CA10B
1470
1.5
总计
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（2-1）
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7%；
n—远景设计年限，取20年；
所以Nd=8925×（1+7%）20-1=27004（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，采用分离式路基，采用整体式路基。
2.2路线方案的拟定与比选
2.2.1选线原则
1）在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不站高产田。
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，运营费用省，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，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。
3）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。
一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。
当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。
4）选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。
2.2.2山岭区选线要点
山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。
但山脉水系清晰，给选线指明了方向：
不是顺山沿水，就是横越山岭。
纵面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。
2.2.3平面设计技术指标的确定
1）直线
直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。
规范规定，高速公路同向圆曲线的最小直线长度不小于6V、反向圆曲线的最小直线长度不小于2V。
本设计速度为100km/h。
2）圆曲线
圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。
（1）圆曲线的最小半径
①极限最小半径
②一般最小半径
③不设超高最小半径
表2-2圆曲线半径
技术指标
高速公路（100km/h）
一般最小半径
700
极限最小半径
400
不设超高
最小半径
路拱
4000
路拱
5250
（2）圆曲线的最大半径
选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。
（3）圆曲线半径的选用
在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用不需设超高的大半径曲线。
（4）平曲线的最小长度
公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；缓和曲线长度：
圆曲线长度：
缓和曲线长度宜在：
1：
1：
1到1：
2：
1之间。
平曲线的最小长度一般值：
500m
平曲线最小长度极限值取：
170m
3）缓和曲线
缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：
（1）离心加速度变化率不过大;
（2）控制超高附加纵坡不过陡;
（3）控制行驶时间不过短;
（4）符合视觉要求;
因此，《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定：
高速公路（100）缓和曲线最小长度为85m.。
一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。
4）行车视距
行车视距可分为：
停车视距、会车视距、超车视距。
《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定：
高速公路（100）停车视距St取160m。
2.2.4路线方案拟定与比选
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。
综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案，
方案一：
从点（527.53，3702.53）开始，到达点（528.38，3703.86），线路总长为1826m。
该线路高差相对较小，所经区域大部分是农田，土石方工程量相对较小，由于县河流经此区域，需设大桥一座。
该线路设置一条圆曲线，起点（527.51，3703.16），终点（528.13，3703.74），圆曲线转角为360，R=1200m，因半径小于规范规定的当高速公路设计设计车速为80Km/h时的不设缓和曲线的最小半径，故需设缓和曲线，Ls=100m。
方案二：
从点（527.63，3702.53）开始，到达点（528.38，3703.86），线路总长为1752.1m。
该线路前半部分所经区域大多为农田，后半部分为重丘区，土石方工程量大。
该线路设置一条缓和曲线，起点（527.63，3702.98），终点（528.18，3703.58），圆曲线半径为9.80，R=4500，该半径大于规范规定的当高速公路设计设计车速为80Km/h时的不设缓和曲线的最小半径，故不设缓和曲线。
方案三：
表2-3方案比选
方案一
方案二
方案三
优
缺
点
优点：
1.土石方工程量小，有利于环境保护
2.桥梁规模相对较小，施工难度低
缺点：
1.平面线形指标略低，但可满足要求
2.征地规模较大
3.软基处理面积过大
优点：
1.平面线性指标高，行车舒适性好
2.高边坡数量少
缺点：
1.桥梁规模较大，施工难度较高
2.拆迁量大，土石方工程量大
优点：
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。
综合考虑：
1）从景观、行车视觉上看，方案二优于方案一;
2）从路线平面指标上看，方案二较好;
3）从规模及施工难度上看，方案一较好;
综合考虑以上各种因素,最终选择方案二作为最终设计方案。
2.3道路技术标准确定
1）高速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25000-55000辆/日，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45000-80000辆/日。
2）高速公路和具有干线功能的一级公路的设计交通量应按20年预测。
3）高速公路设计应做好总体设计，使各种技术指标的设置与平纵横线形组合恰当，平面顺适，纵面均衡；各构造物的选型与布置合理、实用、经济。
4）车道宽度应符合规定要求，设计速度80km/h的车道宽度为3.75m，设计速度100km/h的车道宽度为3.75m。
5）高速公路、一级公路各路段的车道数应根据设计交通量、采用的服务水平确定。
6）高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带。
中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合规定的要求。
设计时速100km/h中央分隔带宽度的一般值为2.00m，最小值为2.00m；左侧路缘带宽度一般值0.75m，最小值0.50m；中间带宽度一般值3.50m，最小值2.00m。
7）路肩宽度应符合规定。
高速公路设计时速100km/h右侧硬路肩一般值为3.00m，最小值为2.50m，土路肩宽度一般值取0.75m，最小值取0.75m。
高速公路、一级公路应在右侧硬路肩内设右侧路缘带，其宽度为0.50m。
高速公路的右侧硬路肩宽度小于2.50m时，应设置紧急停车带。
紧急停车带宽度应为3.50m，有效长度不应小于30m，间距不宜大于500m。
8）高速公路、一级公路的分离式路基，应设置左侧路肩，左侧硬路肩宽度为1.00m，土路肩宽度为0.75m。
左侧硬路肩内含左侧路缘带，左侧路缘带宽度为0.50。
9）高速公路、一级公路的互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理设施等的出入口处，应设置加减速车道。
高速公路、一级公路以及二级公路的连续上坡路段，当通行能力、运行安全受到影响时，应设置爬坡车道。
爬坡车道宽度应为3.50m。
10）各级公路路基宽度应符合规定。
高速公路四车道设计时速100km/h的路基宽度一般值为26.00m，路基宽度最小值24.50m。
各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加减速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。
确定路基宽度时，中央分隔带宽度、左侧路缘带宽度、右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同类项相加。
11）高速公路、一级公路的停车视距应符合规范要求，高速公路四车道设计时速100km/h的停车视距为160m。
高速公路、一级公路以及大型车比例高的二、三级公路，应采用货车停车视距对相关路段进行检验。
12）直线的最大与最小长度应有所限制。
一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。
圆曲线最小半径应符合规范规定，高速公路四车道设计时速100km/h的圆曲线最小半径一般值为700m，圆曲线最小半径极限值为400m。
路拱≤2%时的不设超高最小半径为4000m，路拱≥2%时的不设超高最小半径为5250m。
直线与小于规范规定的圆曲线最小半径相衔接时，应设置回旋线。
回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求，选用较大的数值。
13）最大纵坡应符合规定要求。
高速公路设计时速100km/h的最大纵坡4%。
受地形条件等特殊情况限制时，可增加1%。
纵坡的最小坡长应符合规范规定，高速公路设计时速100km/h的最小坡长取250m。
不同纵坡的最大坡长应符合规范要求，高速公路设计时速100km/h，纵坡坡度为3%的最大坡长取1000m，纵坡坡度为4%的最大坡长取800m，纵坡坡度为5%的最大坡长取600m。
公路纵坡变更处应设竖曲线。
竖曲线最小半径和最小长度应符合规范规定。
高速公路设计时速100km/h的凸型竖曲线一般值取10000m，凸型竖曲线的极限值取6500m。
高速公路设计时速100km/h的凹形竖曲线半径一般值取4500m，高速公路设计时速100km/h的凹形竖曲线极限值取3000m，竖曲线长度一般值取210m，最小长度取85m。
14）路基路面应根据公路功能、公路等级、交通量，结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。
同时，路面面层应满足平整和抗滑的要求。
路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取土、弃土应进行专门设计，防止水土流失、堵塞河道和诱发路基病害。
路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖、高填对其造成不良影响。
高速公路、一级公路宜采用浅挖、低填、缓边坡的路基断面形式。
高速公路路面不宜分期修建，但位于软土、高填方等沉降较大的局部路段，可按“一次设计、分期实施”的原则实施。
15）路基设计洪水频率应符合规范规定，高速公路路基设计洪水频率取1/100。
路基高度设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不使其影响路基的强度和稳定性。
沿河及受水浸淹的路基边缘标高，应高出规定的设计洪水频率的计算水为加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。
16）路堤基底应清理和压实。
基底强度、稳定性不足时，应进行处理，以保证路基稳定，减少工后沉降。
路基防护应根据公路功能，结合当地气候，水文，地质等情况，采取相应防护措施，保证路基稳定。
路基防护应采用工程防护与植物防护相结合的防护措施，并与景观相协调。
深挖、高填路基边坡路段，必须查明工程地质情况，针对其工程特性进行路基防护设计。
对存在稳定性隐患的边坡，应进行稳定性分析，采用加固、防护措施。
沿河路段必须查明河流特性及其演变规律，采取防止冲刷路基的防护措施。
凡侵占、改移河道的地段，必须做出专门的防护设计。
17）路面设计标准轴载为双轮组单轴100KN。
路面结构层所选材料应满足强度、稳定性和耐久性的要求。
同时路面垫层材料宜采用水稳性好的粗粒料或各种稳定类粒料。
18）路基路面排水应符合以下规定：
路基、路面排水设计应综合规划、合理布局，并与沿线排灌系统想协调，保护生态环境，防止水土流失和污染水源。
根据公路等级，结合沿线气象、地形、地质、水文等自然条件。
设置必要的地表排水、路面内部排水、地下排水等设施，并与沿线排水系统相配合，形成完整的排水体系。
特殊地质环境地段的路基、路面排水设计，必须与该特殊工程整治措施相结合，进行综合设计。
表2-4道路技术指标
序号
项目
单位
主要技术指标
1
设计车速
km/h
100
2
路基宽度
一般值
m
26.0
最小值
24.5
3
平曲线
半径
一般值
m
700
极限值
400
不设超高最小半径
路拱≤2.0%
m
4000
4
平曲线最小长度
m
500
缓和曲线最小长度
m
85
5
最小纵坡
%
0.3
6
最大纵坡
%
4
7
最小坡长
m
250
8
相应纵坡的最大坡长
3%
m
1000
4%
800
5%
600
<3%
不限制
9
停车视距
m
160
10
竖曲线
半径
凸形
一般值
m
10000
极限值
m
6500
凹形
一般值
m
4500
极限值
m
3000
11
竖曲线最小长度
m
85
12
平曲线最大超高
%
8
2.4道路平面设计
根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合；线形应与地、地物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减少工程数量，节省投资。
2.4.1设计确定直线的原则
现代道路平面线型是由基本几何线型即直线、圆曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为“平面线型三要素”。
不受地形、地物限制的平坦地区或者山涧谷底、市镇及其近郊，或规划方正的农耕区、长大隧道、桥梁等构造物路段、路线交叉点及其前后路段、双车道公路提供超车的路段可以采用直线。
但直线的最大长度应该有所限制：
（1）在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线加上陡坡下坡行驶很容易导致超速行车；
（2）长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和或者改善。
2.4.2设计确定平曲线的原则
1.在条件允许的情况下尽量使用大的曲线半径（R<10000m）。
2.一般情况下使用极限半径的4～8倍或超高为2～4%的原曲线半径值，即1600～5600m为宜。
3.从现行设
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