设计说明书示例.docx
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设计说明书示例
前言
按照设计任务书的要求，本设计是广西南宁地区某新建二级公路的一段，根据当地政治、经济、文化、交通、地形等因素综合考虑，拟建成二级公路（平原微丘区），全长2.98千米。
设计内容包括，路线、路基、路面、涵洞等四大部分内容。
在本设计过程中，先根据设计公路的交通量及其使用任务和性质，确定公路等级。
在此基础上，结合沿线自然条件与主要技术指标的应用，进行路线方案论证与比选，确定合理的设计方案。
并推荐一个最佳方案进行详细技术设计，内容包括：
路线的平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，给出环境评价,并完成施工图设计阶段应完成的各种图、表及设计说明书。
在设计中参考了几年中所学到的绝大部分专业课程教材、部分基础课程教材，以及交通部部颁规范和部分国内外先进理论及经验。
通过本次毕业设计，我巩固并加深理解几年来所学到的基础知识、专业知识，为进一步学习打下坚实的基础，并将其运用到实际中去，使理论与实际相结合。
在设计过程中得到了指导老师的精心指导和热情帮助，在老师的指导过程中，学到了很多有益的经验，在此表示衷心的感谢！
由于本人水平有限，加之初次进行如此全面的综合设计，错误之处敬请老师指正！
目录
第一章设计技术标准的确定
第一节该公路的设计意义
第二节沿线地貌，地形，地质，及自然地理特征
第三节道路等级和主要技术指标的论证和确定
第二章路线设计
第一节路线平面设计
第二节路线纵断面设计
第三节路线方案确定
第四节计算机辅助设计
第三章路基设计
第一节路基横断面设计
第二节路基排水设计
第三节路基防护设计
第四章路面设计
第一节路面结构类型选择
第二节沥青混凝土路面设计
第五章涵洞布置
第六章其他沿线设施及环境保护
第七章小结
附各种图表
第一章概述
第一节该公路的设计意义
南宁市地处我国广西壮族自治区南部，座落在四周环山的小盆地中心，地形南北高、中间低，东部略高于西部。
全市面积一万零二十九平方公里，是自治区的政治经济、文化、教育、科技中心，是祖国南疆的一颗灿烂的明珠。
南宁是一座“草经冬而不枯，花非春仍奔放”的具有浓郁亚热带风光的城市。
处处浓荫覆盖，鲜花盛开，呈现了半城绿树、半城楼的瑰丽景色。
南宁地区名胜迭出、清秀河山、美洞奇石、幽谷飞瀑，令人目不暇接。
加上南宁具有两千年的悠久历史，独特的民族文化、风土人情，都给这个地区笼上了美丽的光环，吸引了国内外大量的旅游观光者。
南宁秀美，但最美是北郊。
该公路的修建，将能促进广西省北部地区旅游资源开发和壮乡经济的发展。
该公路沿线不仅名胜密布，也是壮族人民分布最为稠密的地方，粗犷而不失细腻的舞蹈，情意绵绵的情歌，风格独特的竹楼吸引着旅游者前去探秘。
因此，该公路的修建，将为人们的观光旅游带来了便利，而且也使具有悠久历史以及独特的民族文化、风土人情的壮族自治区加快了与外界的交流.在促进旅游的同时，新建公路也将给当地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及丰富的矿产资源的开发,对当地少数民族的经济发展具有重要意义。
第二节沿线自然地理特征
1.2.1气候特点
南宁地区的气候特点是气温高，热量资源丰富;夏长冬暖，夏湿冬干，雨量充沛。
夏季多台风，但破坏性很小。
最高月平均气温300C—32.50C，一月份平均气温大于60C。
该地区具有亚热带季风性气候特性，属东南湿热区，无冰冻现象。
1.2.2降水量及地下水埋深
路线所经地区面向热带海洋，降水量丰富。
雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区。
年降水量在1600—2000mm之间，其降雨特点为平原少于山区，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大雨期长2.5—4.5天。
暴雨强度大，径流速度较快，一般汇水在10km2以下。
汇流时间一般约为30分钟左右。
潮湿系数为0.75---2.0之间。
地下水埋深一般丘陵地区为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右。
平微区低洼地方地表有长期积水。
1.2.3地形与地貌
路线所经地区地形为湿润丘陵重丘、低山及平原、属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过渡地区。
丘陵、低山坡面陡峻，陡达40%以上。
沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。
该地区河流及沟谷水量丰富，地面径流资源丰富，水土流失不太严重。
广阔平坦，村镇、田地、水利建筑设施等较多。
1.2.4地质与土质
本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部。
第四纪多残积层土质为砖红色粘性土、属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。
该地区岩石风化破碎较重，丘陵地区属于自然营力的长期作用，局部地方有岩石出露。
岩石以碳酸岩为主，花岗岩次之。
据实地调查，路线所经平原微丘区均按土质考虑,其中松土占30%，普通土占70%；路线所经山岭重丘区：
[1]凡岩石悬崖地区，土层厚1米，为普通土，以下为岩石中，软石占40%，次坚石60%;
[2]凡有土质陡坎地区，均为土质，其中松土占30%，普通土占30%，硬土占40%;
[3]凡无陡坎悬崖地区，土层覆盖厚度约为1.5米左右，其中松土占10%，普通土占60%，硬土占30%，以下为岩石中，软石占30%，次坚石占40%，坚石
占30%,土质密实，岩石风化程度中等。
1.2.5植被、作物等概况
根据中国自然地理区划，路线所经地区地处热带北部季雨林型长绿阔叶林---砖红壤性土小区，自然地理特征为热带湿润长绿林，林种主要有杉木，毛竹等用材林和油茶、油桐、剑麻等多种经济林。
主要生长于山区和半山区的丘林地带。
平原微丘及宽阔河谷地带多田地，粮食生产以水稻为主。
旱地作物主要是甘薯、玉米和豆类等，主要在丘陵地区。
饲养业和池塘养鱼业也较多。
路线所经地区,由于降水量较大,山坡坡面较陡,地表水对路基有一定的冲刷影响,平原地带则公路用地与农业有一定矛盾。
第三节道路等级和主要技术指标的论证和确定
道路作为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的带状构造物。
公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。
我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。
1.3.1道路等级的确定
道路等级的确定应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。
1.3.1.1交通量计算及公路等级的选用
设计路线位于广西南宁地区，坐落于四面环山的小盆地中心，为平原微丘区。
根据调查的交通资料可计算出设计年限的远景交通量，计算如下：
预测交通组成表
序号
汽车型号
交通量（辆/日）
平均增长率
1
解放CA10B
450
7%
2
黄河JN150
300
3
东风EQ140
750
4
小汽车
1500
年平均增长率：
7%，各种汽车以中型载重汽车为标准进行交通量折算，其系数规定为：
据以上表中所列的信息，各种汽车折合成中型载重汽车远景设计年限平均昼夜交通量Nd为：
起始年平均日交通辆N0=[1500×（1+0.07）+750×（1+0.07）×1.5+675×（1+0.07）]×1.5+450×（1+0.07）×2=3750（辆/日）
则Nd=N0（1+r）n-1=3750×（1+0.07）15-1=9670（辆/昼夜）
1.3.1.2确定道路等级
根据《公路工程技术标准》JTG-B01-2003-1.0.3款，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆，改路段的远景交通量符合二级路的标准，故该设计公路的等级定为平原微丘区二级公路。
1.3.2主要技术指标的论证和确定
1.3.2.1行车速度
南宁地区为平原微丘区，该路设计为二级公路，根据现行的路线设计规范，结合南宁地区的经济、旅游、交通的发展，以及考虑到该路线的进一步升级，故选用行车速度V=80km/h
1.3.2.2最小半径的确定
当汽车在弯道上行使时，会受到离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。
此时水平分力可以抵消离心力的作用。
X=F*cosα-G*sinα
Y=F*sinα+G*cosα
由于α较小，故可视为sinα=tgα=ih，cosα=1;
所以，X=F-G*ih=G（v2/gR-ih）
设μ=X/G=v2/gR-ih=V2/127R-ih，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。
式中：
R--平曲线半径（m）；
μ--横向力系数；
V--行车速度（KM/h）;
v--行车速度（m/s）;
ih--横向超高系数。
不产生横向倾覆的最小平曲线半径R≥V2/[127（b/2hg+Ih）];
不产生横向滑移的最小平曲线半径R≥V2/[127（φh+ih）]
汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值得大小。
现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg,而φh<0.5，所以φh
依旧是汽车在平曲线上行使时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象，为此，设计中只要保证不产生横向滑移，也就保证了横向倾覆稳定性。
即半径满足R≥V2/[127（φh+ih）]即可。
1.3.2.3缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形要素之一，它曲率连续变化，便于车辆遵循，离心加速度逐渐变化，乘客感觉舒适，可增加视觉美观。
当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。
缓和曲线采用回旋曲线。
缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定：
a.驾驶操作从容，旅客感觉舒适
lsmin=0.0214V3/R*αs=0.0214*803/400*0.4=68.5m
b.超高渐变率适中
由于在缓和曲线上设置有超高渐变段，如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。
按规范规定的适中的超高渐变率，导出缓和段最小长度。
最小超高缓和段长度计算表
R（m）
B（m）
P
Δi
lsmin
320—410
10.5
1/150
0.09
141.75
410—500
0.08
126
500—630
0.07
110.25
630—840
0.06
94.5
840—1210
0.05
78.5
c.行驶时间不过短
车在缓和曲线上的行驶时间不应少于3秒，即缓和曲线不应短于67m。
综合考虑，缓和曲线尽量不要短于80m左右，应根据所在曲线的的半径以及其超高渐变率计算，并考虑另外两方面的因素。
1.3.2.4.主要技术指标
根据《公路工程技术标准》，平原微丘区二级公路各项指标为：
指标名称
单位
指标名称
单位
计算行车速度
80km/h
行车道宽
7.5m
车道数
2
路基宽度
12m
土路肩宽
0.75m
超车视距
550m
硬路肩宽
1.5m
行车视距
110m
平曲线一般最小半径
400m
平曲线极限最小半径
250m
缓和曲线最小长度
70m
不设超高最小半径
2500m
最小坡长
200m
最大纵坡
5%
纵坡长度限制
800m
竖曲线极限最小半径
3000m（凸）
竖曲线一般最小半径
4500m（凸）
2000m（凹）
3000m（凹）
竖曲线最小长度
70m
超高横坡度最大值
8%
第二章路线设计
第一节路线平面设计
选线是在道路规划起终点之间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。
2.1平面线形设计
2.1.1.平面线形的设计步骤:
平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。
确定过程中：
应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力上的要求。
（1）路线的交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。
必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、工程量小。
（2）曲线和缓和曲线长度的确定
首先在满足曲线及缓和的最小长度的前提下，初步拟定其长度，然后平曲线半径及缓和曲线长度可以根据切线公式①或外距公式②反算
①
②
在初步设计时可忽略p,并近似取q=Ls/2,由①、②即可得：
③
④
在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。
最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转角表。
（3）充分利用土地资源，减少拆迁。
就地取材，带动沿线城镇及地方.经济的发展
（4）公路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成。
直线作为使用最广泛的平面线性，在设计中我们首先考虑使用。
南宁地区的该新建二级公路，所经区域既有平原区，也有山区，本设计在平原区主要采用了较高的技术指标以争取较好的线形。
在山区，由于本地区山岭石质主要为石灰岩，且坡度极为陡峻，故采取了避让的措施，采用了指标较低的线形，以减少工程量。
同时应注意同向曲线间的直线最小长度应不小于6V，即480米；反向曲线间的直线最小长度应不小于2V，即160米。
能满足的尽量满足，不行想办法补救或考虑设置成S型或C型等特殊曲线。
2.1.2平面设计中的基本原则
在路线的平面设计中所要掌握的基本原则有：
（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；
本设计地区部分地势开阔，处于平原微丘区，路线直捷顺适，在平面线形三要素中直线所占比例较大。
在设计路线中间地段，地势有较大起伏，路线多弯，曲线所占比例较大。
路线与地形相适应，既是美学问题，也是经济问题和保护生态环境的问题，这一点对于处于旅游区的地区来说特别重要。
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，片面强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定三者的比例都是错误的。
（2）行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足：
高速公路、一级公路以及计算行车速度≥60Km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适，计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素越应周全。
本路线计算行车速度为80Km/h，在设计中已经考虑到平面线形与纵断面设计相适应，尽量做到了“平包竖”。
（3）保持平面线形的均衡与连贯；
为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。
在长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡。
本设计中未曾出现长直线以及高低标准的过渡。
（4）避免连续急弯的线形；
连续急弯的线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。
在设计中可在曲线间插入足够的直线或回旋线。
（5）平曲线应有足够的长度；
平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整。
缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度也最好有大于3s的行程，当条件受限制时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时圆曲线长度为0。
路线转角过小，即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。
这种倾向转角越小越显著，以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。
一般认为，θ≤7°应属小转角弯道。
在本设计中平曲线长度都已符合规范规定，也不存在小偏角问题。
2.1.3线形设计
路线的平面设计所确定的几何元素是以设计行车速度为主要依据的。
本路段平面线形主要以基本线形和S型为主。
按直线——回旋线——圆曲线——回旋线——直线的顺序组合。
为了实现行连续，协调，回旋曲线——圆曲线——回旋线之比尽量符合1:
1:
1.最小缓和曲线长度70m.
设计路线共有6个交点（含起终点），为提高公路使用性能，在圆曲线半径的选择过程中尽量选取较大的半径。
当地形限制较严时方可采用极限。
在本设计中未曾采用极限最小半径，在路线经过中间限制较严地区时，采用半径较小，但也大于一般最小半径。
本设计中偏角均大于7°，不存在小偏角问题。
第二节路线纵断面设计
2.2.1纵断面的设计主要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，在变化起伏的空间线中选取合适的组合、搭配，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。
2.2.2最大纵坡
根据公路工程技术标准（JTGB01_2003）规定，二级公路（平原微丘区）的最大纵坡，应不大于5%，在长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。
纵坡的长度不小于200米。
当坡度为4%时，最大坡长为900米；当坡度为5%时，最大坡长为700米。
当连续纵坡大于5%时，应在不大于上述长度处设置缓和坡段，缓和坡段的纵坡应不大于3%，且其长度不小于200米。
平均纵坡一般以接近5.5%为宜，且任何相连3Km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。
制定最大纵坡时不仅从设计车型的爬坡能力考虑，还要考虑汽车在纵坡上能否快速，安全及行车的经济性。
设计时，应尽可能选用小于规定最大纵坡的坡值。
2.2.3最小纵坡
在长路堑地段。
设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。
2.2.4坡长
二级公路平原微丘区最小坡长为200m.本设计中纵坡均未超过5%，所以在最大坡长上没有限制。
2.2.5合成坡度
在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。
将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。
在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过9.0%。
当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度I。
如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。
2.2.6纵面设计经计算机反复电算优化，挖填基本合理，纵坡均匀平缓，利于排水。
竖曲线半径尽量采用较大值。
本路段线位高程在113-140之间，共设有变坡点4处，平均每公里变坡1.8次。
平纵面组合基本顺适，方向明确，组合合理。
2.2.7纵断面设计步骤：
边坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：
最大纵坡、最大及最小坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。
最终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。
传统做法如下：
（1）.准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，然后在厘米图纸上点绘地面线。
（2）.标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。
本设计路段的标高控制点主要为：
涵洞的路基控制标高、净空要求等。
（3）.试坡，在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。
初步定出变坡点，变坡点应选在整10米桩上。
（4）.调整，将所定坡度对照技术标准检查设计的最大最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。
（5）.定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来，坡度值由两相邻变坡点的高差和坡长之比求得。
（6）.设置竖曲线
第三节路线方案确定
2.3.1.公路线路走向的基本原则
根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:
1）南宁地区公路作为旅游资源开发的主干线,其走向既要符合旅游开发发展总体规划,又要与沿乡镇规划紧密结合,合理衔接.
2）避让村镇、干渠及高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物.
3）新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统.
4）坚持技术标准,尽可能缩短行车里程.
5）宜曲则曲，宜直则直。
根据以上原则,进行方案比选.
2.3.2.本路线设计的特点
①.路线走向得整体趋势就是基本沿着原来的老路延伸。
充分利用老路使得将来勘测、施工等工作开展容易，同时一定程度上节省了工程造价。
②.该路段的设计车速较大，所以平面设计时尽量争取较高的线形指标，所以，本人在做该路段的平面设计时，选取了较大半径的曲线和较大的缓和曲线，视觉效果上尽量满足同向曲线最小值线段长6v,反向曲线最小值线段长2v。
在无法满足这一要求处将两曲线进行S型相接。
③.平纵结合合理。
在本设计中，基本上做到了“平包竖”。
④.
2.3.3.本路线设计中值得注意的问题
①.在争取较高线形指标的时候，手笔较大，一定程度上延长了路线的长度，增加了工程造价。
②.在平原微丘区，综合考虑了地下水、地表积水的影响，以及设置涵洞的要求，拉坡时，一般保证填土高度在1m以上，以保证路基稳定，但一些地方考虑到工程量不太大以及填挖均衡，出现一些矮路堤。
③.起点至位于山岭区，在经过垭口或山谷是，考虑到将来路基的稳定性和排水的要求原则上可以将路线的线位在某一侧山坡提高，形成挖方。
但另一方面，在起始的山岭区路段，由于南宁地区石质以石灰岩为主，且山势较陡，路线定线中，一旦路线与这种山相遇，可能会遇到工程性质不良得岩体，可能会使工程量增加，支挡工程数量增大，且对于施工会带来极大困难，故在此路段，有条件的话最好对实地情况作详尽的勘查。
以便将来开展边坡治理和坡面防护工作。
④.路线不可避免的经过的一些原有的地面构造物，如在K1+900处，势必将来要与地方上协调解决。
2.3.4.其他
在绝大部分路段，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部分采用了利用原有小径的方法，利用原路已有的挖方来降低工程量。
同时保证平面线形指标。
但由于资料不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。
由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。
纵断面设计的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，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度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。
第四节计算机辅助设计
2.4.1.概述
近几年全国公路建设的突飞猛进的发展和道路设计的计算
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