交通土建毕业设计说明书 精品.docx
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玉（舍）马（场桥）二级公路设计（K18+000～K20+000）
摘要
按照设计任务书的要求，本设计是贵州六盘水市玉舍至马场桥的一段二级公路设计。
根据当地政治、经济、文化、交通、地形等因素综合考虑，拟建成双向双车道。
设计速度为40km/h（山岭重丘区），全长2.118千米，路面宽7m,路基宽度为8.5米，最小平曲线半径为60米，平曲线最小长度为114m。
最大纵坡为6.872%，最小纵坡为3.326%，最小坡长为130.6米。
设有涵洞3座.设计内容包括路线方案论证与比选、路线的平、纵、横设计、路基设计、等内容。
在设计中参考了四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。
关键词：
玉舍；马场桥；二级公路；K18+000～K20+000；路线设计；
Jade（up）thehorse（fieldbridge）level2highwaydesign（K0+000~K2+000）
Abstract
Accordingtotherequirementofdesignproject,thedesignisguizhouliupanshuicityjadepiecesofabridgetotheracecoursesecondaryhighwaydesign.Accordingtolocalpolitical,economic,culturalandtransportation,consideringthefactors,plantobuilddual-lanetwo-way.Designspeedis40km/h（mountainsauthors）,the2.118km,theroadwide7m,roadbedwidthis8.5meters,theminimumplanecurveradiusfor60meters,theminimumplanecurvelengthis114m.Thebiggestlongitudinalgradientis6.872%,andtheminimumlongitudinalgradientis3.326%,theminimumslopelengthof130.6meters.Withaculvert.Designcontentincludingrouteplanthantheelection,thedemonstrationandthescaleoftheroute,thelongitudinalandlateraldesign,roadbeddesign,etc.Inthedesignofreferenceforfouryearstolearninmostoftheprofessionalcourseteachingmaterial,partialfoundationcourseteachingmaterial,andtheministryofcommunicationsisthefirst-classstandardandpartofthedomesticandinternationaladvancedtheoryandexperience.
Keywords:
jadepieces;Theracecoursebridge;Secondaryroads;K18+000~K20+000;Routedesign。
前言
目的在于培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和技能、解决工程问题的能力，在指导老师的指导下，学习独立的较系统的全面完成一段公路的技术设计，使学生基本上掌握公路设计的全过程，学会考虑问题、分析问题的方法，进——步巩固所学的课程，并在探讨学习一些新的专业知识，培养学尘独立工作的能力，解决实际问题的能力以及查阅参考书（及资料）与进一步熟悉、应用和理解（标准）（规范手册）的能力。
改革开放以来，我国公路建设取得了巨大的成就，到2004年底，中国公路通车总里程已经达到了185.6万公里，居世界第三位，其中高速公路通车总里程达到了3.42万公里，居世界第二。
虽然取得了很大的成就，但是我国公路数量仍然相对较少，而且等级偏低，多为三四级公路，且路面质量差，拉远不能适应现代化的需要。
现在，公路建设从改革开放初期，以量的扩张为主，开始转向质的发展提高阶段，同时，在建设中也遇到了病害与灾害预防工程建设与环境保护的一系列问题。
主要研究或者设计内容，需要解决的关键问题及思路有：
道路等级的确定、公路技术指标的计算与验证、路线方案的拟定与比选、路线平纵线性的组合与分析、路面类型的选择与结构设计、道路横断面（路基设计）。
第1章概述
1.1地区概况
1.1.1项目建设背景
贵州地处云贵高原，山高谷深，沟壑纵横。
“连峰际天、飞鸟不通”是古人对其交通闭塞的怨叹。
反观黔道近50年来的沧桑之变，贵州人民勤劳勇敢，艰苦奋斗，逢山开路，遇涧架桥、炸礁清淤、疏通航道。
如今的黔道不再难，天堑变坦途。
六盘水市地处贵州西部，气候呈副热带高原性季风气候，气候温和，夏无酷暑，冬无严寒。
气象水文条件差异大，大部分地区年平均气温为13℃-14℃，山区公路多，受地形、地质、水文等条件影响大，公路病害多，有相当一部分是靠以工代赈和交通扶贫等少量资金投入，以民工建勤的方式修建的，公路基础起点低，桥涵和防护工程严重不足，不少公路遭受滑坡、水毁、坡面坍塌、翻浆等侵害比较严重。
加之由于养护资金不足，重建轻养，病害得不到彻底根治，车辆往往无法正常通行，速度缓慢，无安全保障，路况总体较差。
1.1.2工程实施可行性论证
该地区地面起伏，山岭连绵，属于山岭重丘区，仅靠等外路不利于城镇居民交往及对外发展，沿线砂石材料丰富，有小型的采石场和石灰厂，提供了良好的基层材料，施工时可因地制宜，就地取材；本项目是玉舍到马场桥镇主要交通干道中的一段，建成后既可缓解交通状况，开发区域经济，又可促进小型厂企的投产扩产，故而可以充分调动广大群众筑路的积极性，通过多种渠道，多形式的筹集资金，因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要，有能力在两地间修一条等级较高的公路。
1.2沿线地貌、地形、地质及自然地理特征
1.2.1自然情况对道路选线的影响
本设计的路段所在地区处于贵州省东北部，途经当地重要农业区，选线时应尽量不占或少占农田。
该地区属于山岭重丘区，地势起伏较大，地形错综复杂，应综合考虑平，纵，横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。
1.2.2自然情况对道路路基路面设计的影响
（1）地质条件
沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上表面为2—6米砂粘土层，以下是砂质土夹石，石屑，碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落带地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。
（2）气候条件
该路段所在地区处于孟加拉湾水汽环流、西伯利亚冷气环流和太平洋副热带高压环流交汇区，雨水充沛，气温适宜。
该类气候一般不会对道路工程造成负面影响，但地区雨量充沛，故道路修建时要做好排水等相关工程。
（3）水文和水文地质条件
山坡地下水6米以下，洼地地下水3.5米以下，道路沿线应做好排水工作，以免水毁路基。
（4）植被及土壤分布
多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木区，农田多旱地。
沿线多砂粘质土，山坡上6米以下是碎石土。
（5）建筑材料分布
沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。
故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。
（6）深路堑应加强边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。
1.3公路等级及其主要技术标准的论证与确定
经调查该地区近期交通量资料如下表所示：
表1.1交通量资料
车型
总重（kN）
后轴重（kN）
后轴数
辆/日
解放CA-10B
80.25
60.0
1
900
黄河JN-150
150.60
101.6
1
360
日野KB-211
147.55
100
1
123
大脱拉138
211.40
160
2
74
东风EQ-140
90.0
69.3
1
1030
黄河JN362
190.0
127
1
21
跃进230
48.5
33.3
1
350
查《公路工程技术标准》得小客车和中型载重汽车折算系数如下：
表4–2汽车折算系数
汽车代表车型
车辆折算系数
小客车
1.0
中型车
1.5
大型车
2.0
托挂车
3.0
交通增长率：
预计未来十年，交通量年平均增长率为9%，10年后增值率为3%。
交通量计算：
N1=（350+900+1030）*1+（360+123+21）*1.5+74*2.0=3184（辆/日）
远景设计年限为15年的年平均昼夜交通量为：
N10=N1×（1+γ1）
=3343×（1+9%）
=7261（辆/日）
N10-15=N1×（1+γ2）
=3343×（1+9%）
=4719（辆/日）
N15=N10+N10-15=6916+7785=11980（辆/日）
查《公路工程技术标准》可知，一级公路的设计年限为20年，二级公路的设计年限为15年。
一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为15000—30000辆（四车道）或25000－55000辆（六车道），二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为5000—15000辆。
故根据《标准》，应建二级公路，为主要供汽车行驶的双车道公路。
第2章公路技术指标的计算与验证
本设计为山岭重丘区二级公路，查《公路工程技术标准》可知，作为集散公路，混合交通量较大，平面交叉间距较小，设计行车速度宜采用40km/h。
2.1平面设计技术指标的确定
2.1.1直线
1）直线的适用条件
（1）路线完全不受地形，地物限制得平原区或山区得开阔谷底；
（2）市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区；
（3）为缩短构造物长度，便于施工，创造有利的引道条件；
（4）平面交叉点附近，为争取较好的行车和通视条件；
（5）双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好的超
车路段。
2）直线的最大长度
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，山岭重丘区二级公路最大直线长度为1200米，本设计速度不大于40km/h故无最大长度限制。
3）直线的最小长度
规定山岭重丘区二级公路（40km/h）
反向曲线间的直线最小长度为2V，即80米
同向曲线间的直线最小长度6V,即240米（考虑本地区经济等情况个别地区可适当降低标准）。
当直线两端最小长度不满足2V时，可直接两端缓和曲线相连,构成S形曲线。
本设计中采用曲线间通过缓和曲线构成S型曲线。
2.1.2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
平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径。
（3）不设超高最小半径
当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡，详见下表。
表2.1圆曲线半径（m）
技术指标
山岭重丘二级公路（40km/h）
一般最小半径
100
极限最小半径
60
不设超高
最小半径
路拱
600
路拱
800
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。
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，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，最大半径为4000米，极限最小半径及一般最小半径均未采用，设置曲线最小半径为160米。
3）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；平曲线的最小长度一般不应小于6s行程长度。
由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行程长度，即缓和曲线与圆曲线长度均保证3s行程，缓和曲线：
圆曲线：
缓和曲线≈1:
1:
1，才能使其线形美观、顺畅。
平曲线的最小长度：
70m
平曲线中圆曲线的最小长度取：
35m
4）关于小偏角的曲线长
《规范》规定：
山岭重丘区转角等于或小于7°时，平曲线长度一般值是500/αm，低限值是70m。
2.1.3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，《标准》规定：
山岭重丘区二级公路缓和曲线最小长度为40m.。
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。
2.1.4行车视距
行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。
行车视距可分为：
停车视距、会车视距、超车视距。
《规范》规定，二级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。
工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。
对于山岭重丘区二级公路，停车视距St取40m，超车视距Sc一般值取200m，低限值取150m。
2.1.5平面视距的保证
汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视线是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。
当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能构成行车空间时，则可予以保留。
2.2纵断面设计技术指标的确定
2.2.1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。
1）最大纵坡
汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其它阻力增加,必然导致行车速度降低。
一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。
尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。
因而，应对最大纵坡进行限制。
最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《规范》对二级公路最大纵坡规定如下：
山岭重丘区二级公路（40km/h）：
最大纵坡为7%。
本设计中设置最大纵坡为7％。
2）最小纵坡
各级公路的路堑以及其它横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。
当必须设计平坡（0.0%）或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。
3）最小坡长
如果坡长过短,变坡点增多，形成”锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。
为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间，通常汽车以计算行车速度行驶9s－15s的行程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。
《标准》规定山岭重丘区二级公路的Smin=120m.
4）最大坡长
汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，易引起发动机效率降低。
下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。
一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限制。
《标准》规定山岭重丘区二级公路（40km/h）最大坡长如下表：
表2.2山岭重丘区二级公路的纵坡长度限制
纵坡坡度（%）
4
5
6
7
纵坡长度（m）
1000
800
600
500
5）平均纵坡
平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。
为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制路线总长度内的平均纵坡，
《规范》规定二级公路越岭路线的平均纵坡以接近5.5%（相对高差为200-500米）和5%（相对高差大于500米）为宜。
并注意连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%。
i平均=h/L（2－2）
式中i平均——平均纵坡
h——相对高差
L——路线长度
2.2.2竖曲线
为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。
1）竖曲线最小半径
（1）凹形竖曲线最小半径
对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：
限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。
（2）凸形竖曲线最小半径
确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。
通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。
此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。
当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。
2）一般最小半径和极限最小半径
在条件许可的条件下，应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求，但上述的最小半径，在条件较差时，并不是设计竖曲线所必须的最小值要求。
《标准》规定在设计速度为40km/h时，凹形竖曲线半径的一般值为700m；极限值为450m；
凸形竖曲线半径的一般值为700米，极限值为450米，竖曲线最小长度为35m。
当然通常采用大于或等于上述一般最小半径值，当受地形条件及其它特殊情况限制时方可采用上述极限最小半径值。
2.3路基
2.3.1路基设计的基本要求
路基应根据其使用要求和自然条件（包括地质、水文和材料情况等）并结合施工方法进行设计，既要有足够的强度和稳定性，又要经济合理。
影响路基强度和稳定性的地面水和地下水，必须采取将其拦截或排出路基以外。
设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑。
修筑路基取土坑和弃土堆时，应尽量将取土坑、弃土堆平整成可耕地和减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道，通过特殊地质、水文条件下的路基，应做好调查研究，并结合当地实际经验，进行个别设计。
2.3.2路基宽度
公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。
当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，尚应包括这些部分的宽度。
《标准》规定设计速度为40km/h时，山岭重丘区二级公路的车道宽度为3.5米，硬路肩宽度取0.75米（一般值）或0.25米（最小值），土路肩宽度取0.75米（一般值）或0.5米（最小值）。
2.3.3路基高度
路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。
若路基高度低于按地下水位或地面积水位计算的临界高度，可视为矮路堤。
使用边坡高度值作为划分高矮深浅的依据。
填土高度小于1.0－1.5m，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5－1.8m范围内的为正常路堤。
大于20m的路堑为深路堑。
路基设计标高,新建公路的路基设计标高为路基边缘标高，在设置超高，加宽地段，则为设置超高，加宽前的路基边缘标高；改建公路的路基设计标高可与新建公路相同，也可采用路中线标高。
设有中央分隔带的高速公路，一级公路，其路基设计标高为中央分隔带的外侧边缘标高。
2.3.4路基压实
公路路基的压实度应符合表2.3的要求：
表列数值系重型击实试验求得的最大干密度的压实度。
特殊干旱或特殊潮湿地区，表内压实数值可减少2%－3%。
表2.3路基压实表
填挖类别
路床顶面以下深度（m）
路基压实度（％）
零填方及挖方
0－0.30
－
0－0.80
≥95
填方路基
0－0.80
≥95
0.80－1.50
≥94
>1.50
≥92
2.3.5边坡坡度
1）路堑边坡坡度
路堑边坡坡度，应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法确定。
当地质条件良好且土质均匀时,可参照规范所列数值范围，结合已成公路的实践经验采用。
表2.4路堑边坡表
土和岩石种类
边坡最大高度（m）
路堑边坡坡度
一般土
20
1：
0.5～1：
1
一般岩石
－
1：
0.1～1：
0.5
2）路堤边坡坡度
路堤边坡坡度，当路堤的基底情况良好时可参照规范规定出本设计的
路堤边坡坡度为1：
1.5（小于6m）。
2.4路面要求
2.4.1路面设计的基本要求
各级公路的行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、硬路肩和紧急停车带均应铺筑路面。
公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、性质、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。
路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。
各级公路路面可根据交通量发展需要一次建成或分期建成。
2.4.2路面等级
路面等级一般按下表的规定选用。
表2.5路面等级
公路等级
采用路面等级
汽车专用路
高速公路、一级公路
高级
二级公路
高级或次高级
一般公路
二级公路
高级或次高级
三级公路
次高级或中级
四级公路
中级或低级
2.4.3路拱坡度
路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件，按表5－6规定的数值采用。
土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%－2%。
表2.6各种路面的路拱坡度
路面类型
路拱坡度（％）
沥青混凝土、水泥混凝土
1~2
其它黑色路面、整齐石块
1.5~2.5
半整齐石块、不整齐石块
2~3
碎、砾石等砾料路面
2.5~3.5
低级路面
3~4
2.4.4路面排水
各级公路，应根据当地降水与路面的具体情况设置必要的排水设施，及时将降水排出路面，保证行车安全。
高速公路与一级公路的路面排水，一般由路肩排水与中央分隔带排水组成；二级以下公路的路面排水，一般由路肩横坡和边沟排出。
按照合理布局，少占农田并与排水系统结合的原则，依据地形，地物与桥涵的情况，布设统一的排水系统，使路基保持干燥，稳定。
路基边沟用浆砌片石砌筑。
路面设置双向路拱横坡，利于迅速排除地面水。
地面水通过加边沟集中由涵洞排出路基外。
第3章路线设计
道路做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线性构造物。
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。
但影响选线的因素有很多,这些因素有的互相矛盾,有的又相互制约,各因素在不同的场合重要程度也不相同,不可能一次就找出理想方案来,所以最有效的方法就是进行反复比选来确定最佳路线。
本设计为山岭重丘区二级公路设计，山岭重丘区基本特征如下：
自然特征：
地面起伏，山丘连绵，沟谷与水岭较深，地
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