关海土木论坛二公路设计方案说明书.docx

1、关海土木论坛二公路设计方案说明书目 录第一章 工程简况2第二章 平、纵、横断面设计 3第三章 路基设计 11第四章 公路路面设计15第五章排水设计22致谢辞 24主要参考文献 25摘要设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏不大，地下水较深，土基强度较好，边坡直立稳定。主要设计内容有平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路面结构设计等。平面线形设计包括资料整理、纸上定线，平曲线要素确定；纵断面设计包括地面高程、设计高程、填挖深度；确定标准横断面；最后根据交通量资料及路面设计规范，确定路面结构设计方案，同时也给出了各部分内容相关的表格与图纸。 关键字：二级公路 设计 平曲线 纵断面 横断

2、面 路基 路面结构 第一章：工程简况1.1、工程说明路线全长760m，路线按平原微丘区二级公路设计，路基宽10m，设计车速60Km/h，采用沥青混凝土路面，设计基准期为15年。1.2、沿线自然地理、气候、地质、水文气象等状况设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏不大，地表植被为树林，间有河流。 沿线所出自然区划为IV区，属西北干旱区，雨量较小，冲刷、滑坡是道路的主要病害，土基干燥，夏季较热。全线地质条件良好，土壤为砂性土。1.3、建设意义交通运输是国民经济的基础产业之一，是国民经济的大动脉，它把国民经济各领域和各地区联系起来，在社物质财富生产和分配过程中，在广大人民的生活中起着极为重要的作用。

3、改革开放以来，随着社会主义商品经济和乡镇企业的兴起，尤其是近年来西部大开发战略的实施，加之现在的中部沦陷地区的崛起政策。公路运输已经显示出了其它交通方式所不能具有的巨大优势。“要想富，先修路”、“公路通，百业兴”反映了人们尤其是偏远山区人们的深切感受。1.4、 设计原则设计在满足工程经济的前提下符合二级公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价，施工技术条件，地质气候，材料来源等其它影响因素。1.4.1、数目增加不大的情况下，尽量采用较高的技术指标，不轻易的采用低指标和极限指标，同时不要不顾及工程量的增加采用高指标。在路线部设时尽量保证行车安全，舒适，快捷的前提下做到工程数

4、量小，造价低，使用成本低，经济效益好的目的；1.4.2、处理好道路与农业，农村，农民的关系，注意与农业基本建设的配合，做到少占田地并尽量不要占高产田地和经济作物田地，避免穿越经济林园，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合；1.4.3、充分重视水文地质条件和问题，不良地质地貌对道路的稳定性影响较大，同时对特殊地质的处理的工程费用非常大，这将极大的增加工程成本和造价。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流岩溶、沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重的处理一般情况下应尽量绕避，必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围，并采取相应的处理措施；1.5、路线比选方案1.5.1、初步拟定两条路线方案。方案一：一次

5、转向，路线全长约760M，线路主要经过河滩、林地，部分地段经过山坡。方案二：一次转向，途经山脚，线路全长约740M，主要经过山坡和河滩。1.5.2、方案比选：(1.技术方面：过于追求直线，经过山体比较多，增加了施工难度，对于二级公路也要求一定的线型，方案一的线型比方案二要好；另外，方案二填挖方量过大，不利于施工建设。(2.经济方面：方案二线路虽然短，但路线方案一线路建设地质条件较方案二好，造价要低许多；方案一占地少，对地方经济有利；对于未经村镇可用修建乡村公路的方式弥补。综合技术经济各方面的考虑，采用方案一。第二章：平、纵、横断面设计2.1 、选线2.1.1平原微丘地区公路路线特点：平原微丘地

6、区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、河叉、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。平原微丘地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。而在一般地

7、区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增厂了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。2.1.2平原微丘二级公路设计要求平原微丘地区二级公路工程技术标准应为汽车专用公路，工程技术标准要求较高，

8、要求设计行车速度达到60km/h；平曲线不设超高最小半径1500m,一般最小半径200m，极限最小半径400m；竖曲线最大纵坡不大于6%，坡段最小长度不小于150m，凸形竖曲线极限最小半径1400m，一般最小半径2000m，凹形竖曲线极限最小半径1500，一般最小半径1500m，竖曲线最小长度50m；路基顶宽不小于10m；设计洪水频率为1/50，设计时需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。2.1

9、.3平原微丘区公路选线原则及依据选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。2.1.4平原微丘地区公路选线原则 (1根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。(2认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行

10、比较。(3充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。(4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。2.1.5平原微丘区公路选线的依据(1交通部颁发的规范2）实测和预测交通量3）地形图，地方政府以及建设单位下发的文件，会议纪要4）设计任务书等。 2.2、道路等级的确定 二级公路为专供汽车行驶的双车道公路，双车道二级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500015000辆。2.2.1

11、已知资料路段初始年交通量，拟定该公路为二级公路双向二车道，其设计车速为60km/h。2.2.5查相关资料确定主要技术标准1） 服务水平二级公路：三级服务水平2） 建筑限界建筑限界须满足标准3）路线 车道宽度设计车速为60km/h时，取车道宽度为3.75m路肩宽度一般值m）最小值 60注：直线与小于表内所列不设超高的圆曲线最小半径相衔接处应设置回旋线，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。 一般值(m 200 极限值(m125不设超高最小半径(m路拱2.0%1500路拱2.0%1900最大纵坡：0.51%越岭路线连续上坡或下坡）路段，相对高差为200500

12、m时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%，任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。最小坡长：150m纵坡坡度%）345最大坡长m）12001000800连续上坡或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡长度的规定。2.3、 平纵横综合设计2.3.1平纵线形的协调 为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，平曲线

13、在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。2.3.2线形与环境的协调 1）定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。 2）路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。 3）注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。 4）对位置适当的桥梁在台前坡脚常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。(2 除满足汽车行驶力学上的基本

14、要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。(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，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。(4 应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。(5 平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度2.4.2平曲线要素值的确定：平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下

15、几种：基本形曲线几何元素及其公式：按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。例如设计中的大多数点都是应用这个的。如下图一。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。标准规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。这一点非常 的重要，在刚开始做设计的时候就没有

16、注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要2.4.3、圆曲线计算取JD1加以计算） 1）ZHK0+301.27）HZK0+537.06）段 已知=19，圆曲线半径，Ls=70m如下图 图1 特征点桩号校核：JD1 K0+420.00 ） T 118.73 ZH K0+301.27 +） Ls 70 HY K0+371.27 + Ls 70YH K0+4

17、67.05 1/2(L2Ls 1/2235.772*70）QZ K0+419.16校正值J=2TL=6.828 ，所以由QZ桩号算出的JD1桩号为K0+419.76 +1.67/2=K0+420.00，与原来的JD1桩号相同，校核无误。2.5、纵断面设计2.5.1纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。2.5.2该路地处平原微丘区，土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度。2.5.3纵坡设计1）纵坡设计的一般要求纵坡设计必须满足标准的有关规定，一般不轻易使用极限值纵坡应力求平缓，避免连续陡

18、坡，过长陡坡和反坡纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合2）纵坡设计的方法和步骤：准备工作；标注纵断面控制点；试坡；根据横断面图核对纵坡线；确定纵坡线；计算设计标高。2.6、横断面设计2.6.1技术指标路基宽度据任务书知道设计年限15年，各种车辆折合成小客车的交通量合计为11675辆/日， 查JTGB012003）公路工程技术标准P1 1.0.3得公路等级为二级，车道数拟定双向四车道。据公路工程技术标准二级公路车速为,双车道的路基宽度一般值为10m,最小值为8.50，取设计车道宽度为3. 5m，得总车道宽度为3. 527m，二级公路车速为的路肩宽度为1.52=3m，不设中间带。路

19、拱坡度 路拱坡度为2%、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。路基边坡坡度H6mH路基填土高度）时，路基边坡按1：1设计。边沟设计本设计路段地处平原微丘区，宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1：1。2.6.2横断面设计步骤 根据任务书所给工程段地形图，分段设置。 根据地质调查资料，明确土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、护坡道、碎落台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等，同时要示出路拱坡度。 由计算填、挖方面积，并绘制在图上。2.6.3由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里

20、路基土石方数量汇总表。2.7、土石方的计算和调配2.7.1调配要求土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。纵向调运的最远距离一般应小于经济运距按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。不同性质的土石应分别调配。2.7.2调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采

21、用的方法。 表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤如下：准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。纵向调运确定经济运距根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离大于免费运距时。计算借方数量、废方数量和总运量 借方数量=填缺纵向调入本桩的数量 废方数量=挖余

22、纵向调出本桩的数量 总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量复核 横向调运复核 填方=本桩利用+填缺 挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核 填缺=纵向调运方+借方 挖余+纵向调运方+废方总调运量复核 挖方+借方=填方+借方 以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。计算计价土石方 计价土石方=挖方数量+借方数量第三章：路基设计3.1、路基设计3.1.1路基横断面布置由横断面设计查公路工程技术标准JTG B012003）部分可知，路基宽度为10m，其中路面跨度为7m，无中间带宽度，硬路肩宽度为1.52=3m，路面横坡为2%，土路肩横坡为3%。3.1.2路基设计一般规定1）本段公路路基

23、最小填土高度为1.259m 2）路基边坡查公路路基设计规范JTJ01395）本公路路基边坡由于路基填土高度均小于6m除设桥梁处外），且采用1：1.5的坡度，护坡道为1.0m，且由于该段公路非高填土，故不需要进行边坡稳定性验算。3.1.3路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最

24、佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾角砾）类土，砂类土填筑。当采用细粒土填筑，路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表3.3.1.的规定： 3.1.4路基处理 一般路基处理原则：路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽1.0m，内倾3%，并回填5%灰土至原水面2.0m的路段，路床顶面以下060cm采用7%石灰土处理层,立即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。路床处理公路路

25、基设计规范JTJ01395） 路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。 挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。 填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理基底土密实，地面横坡缓于1：5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块

26、石或砂、砾等透水性材料。路堤基底为耕地或土质松散时，应将地基表面碾压密实，二级公路路堤基底的压实度重型）不应小于90%，路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作深度：基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。路基土的掺灰剂量，可根据当地情况实验确定，一般粘质土采用石灰或二灰处理，粗粒土可以采用325#水泥处理。路基防护查JTJ01395）公路路基设计规范） 路基填土高度H3m，时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3H4m时，设置单层衬砌拱，当4H6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护

27、坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm30cm50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm30cm65cm的弧形预制块圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。3.2、路基路面排水设计1）路基排水设计路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟，各类地段排水沟应高出设计水位02m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:11:1.5,二级公路的边沟的深度不应小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.3%，边沟采用M7.5的砂浆浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，长度不宜超过500m，截水沟横断面采用梯形，边坡视土质而定，一般采用1:101:1.5，深度及宽度不宜小于0.5m，沟底纵坡不宜小于0.3%。2）路面排水设计路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路