道路橋梁一級公路畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、偃師顧縣至黃蟒崖段公路施工圖設(shè)計(jì)摘 要偃師顧縣至黃蟒崖段公路路線起點(diǎn)連接g310、省道s320顧龍線，是洛陽至偃師的主要交通要道。它的建成對全國公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的完善，對加快城市與城市之間經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有極其重要的意義。擬建的偃師顧縣至黃蟒崖段公路，經(jīng)過區(qū)域地貌為伊南洪積沖積坡地、伊洛河沖積平原、洛河川區(qū)、洛陽中部黃土丘陵區(qū)，整個地形起伏不大，全長3.949km。根據(jù)規(guī)范要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，全線采用雙向四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)，瀝青路面，設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬度24.5m。本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容包括：首先，根據(jù)交通量確定車道數(shù)，并在地形圖上選線、定線，然后進(jìn)行道路平面設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)，橋

2、涵設(shè)置等。此外還對該路段的路基、路面等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：一級公路，選線，路基，瀝青路面，涵洞the design of highway construction from yanshi guxian to huangmangyaabstract the highway route from yanshi guxian to huangmangya which starting point is connected with the g310 highway and provincial highway s320 gulong line, is the main traffic routes

3、from luoyang to yanshi. its built has an extremely important significance to improve the network structure of national highway and to speed up the economic and social development among cities. the proposed highway of yanshi guxian to huangmangya through the regional landscape which conclude einon fl

4、ood alluvial slope, yiluo river alluvial plain, plain area, luohe central loess hilly area of luoyang. the landform is little ups and downs and its full-length is 3.949km. according to the standard requirements, combined with the local actual situation, all use the two-way and four lane highway, asp

5、halt pavement. the design speed is 80km/hand the roadbed width is 24.5m.the design of the study contents include: firstly, considering traffic volume to determine the number of the toll lanes, and select lines and decide on the topographic map and then road design, design and vertical section design

6、, cross section, bridge and culvert settings. in addition, the roadbed and pavement of this section are also designed.key words：the arterial road，line selection，the roadbed， asphalt pavement， culvert目錄前言1第1章 緒論21.1 沿線地理?xiàng)l件21.2 沿線氣象資料21.3 設(shè)計(jì)任務(wù)21.4 設(shè)計(jì)成果21.5 本項(xiàng)目建設(shè)的意義3第2章 總體設(shè)計(jì)42.1 設(shè)計(jì)資料及設(shè)計(jì)依據(jù)42.1.1 設(shè)計(jì)資料42.

7、1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)52.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要內(nèi)容52.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)52.2.2 主要內(nèi)容62.3 基本技術(shù)指標(biāo)62.4 車道數(shù)的確定6第3章 路線設(shè)計(jì)83.1 公路方案的比選83.1.1 影響路線方案選擇的因素83.1.2 方案比選83.2 道路平面設(shè)計(jì)103.2.1 平面設(shè)計(jì)的要求103.2.2 平面曲線要素計(jì)算103.3 道路縱斷面設(shè)計(jì)173.3.1縱斷面設(shè)計(jì)的要求173.3.2 縱坡設(shè)計(jì)173.3.3 豎曲線設(shè)計(jì)及要素計(jì)算18第4章 道路橫斷面設(shè)計(jì)和路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)214.1道路橫斷面設(shè)計(jì)214.1.1 道路橫斷面組成214.1.2 路基寬度的確定214.1.3 超高設(shè)計(jì)與計(jì)算214.1.4

8、 路基橫斷面設(shè)計(jì)234.1.5 土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配244.2路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.2.1路基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容254.2.2 路基坡度確定254.3 道路排水設(shè)計(jì)26第五章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)285.1. 路面結(jié)構(gòu)類型選定285.2 路面組合及構(gòu)造設(shè)計(jì)285.2.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的任務(wù)及基本原則285.2.2 軸載換算及累計(jì)當(dāng)量軸次285.2.3初擬路面結(jié)構(gòu)315.2.4 路面材料配合比設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定315.2.5路面厚度設(shè)計(jì)325.2.6 設(shè)計(jì)方案選擇41結(jié)論43謝 辭44參考文獻(xiàn)45外文資料翻譯47前言就目前而言，我國道路設(shè)計(jì)理論主要是規(guī)范法。以各類現(xiàn)行規(guī)范為主，結(jié)合各地區(qū)地形條件、氣

9、候條件和地質(zhì)條件綜合考慮進(jìn)行開放式設(shè)計(jì)，是我國道路設(shè)計(jì)工作者普遍采用的方法。我國公路設(shè)計(jì)提出并貫徹實(shí)施“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的設(shè)計(jì)新理念，路線的綜合設(shè)計(jì)結(jié)合地形，順勢而為，接近自然，融入自然，盡可能減少人為因素的影響，堅(jiān)持“不破壞就是最大的保護(hù)”的基本原則。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，是對各個教學(xué)階段的繼續(xù)、深化、拓寬和升華。也是對我們綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力檢測的重要環(huán)節(jié)。說明書共包括五大部分。第一部分是緒論，是對沿線氣象、地質(zhì)等的綜合概述；第二部分是總路線設(shè)計(jì)，目的是根據(jù)所給資料，確定本次設(shè)計(jì)的任務(wù)以及主要內(nèi)容，并根據(jù)年平均日交通量，確定公路等級和車道數(shù)量；第三

10、部分是路線設(shè)計(jì)，包括平面設(shè)計(jì)、縱斷設(shè)計(jì)和橫斷設(shè)計(jì)；第四部分是路基路面設(shè)計(jì)；第五部分是結(jié)論、謝詞、參考文獻(xiàn)以及外文翻譯。 第1章 緒論1.1 沿線地理?xiàng)l件路線位于平原微丘區(qū)，整體起伏不大；沿線淺層地質(zhì)為粉質(zhì)土，土基回彈模量值為40mpa；砂石料、石灰、粉煤灰等筑路材料分布廣，儲量豐富。1.2 沿線氣象資料項(xiàng)目區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶陨降丶撅L(fēng)氣候區(qū)，總體特點(diǎn)是冬冷、夏熱、春暖、秋涼。降水多集中在每年的7、8、9三個月份。受氣候影響，路面施工應(yīng)避開冬季。 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書上給定的交通量等資料，確定公路等級以及行車速度。對路線的平面、縱斷面、橫斷面、路基路面以及橋涵在限定的時間內(nèi)單獨(dú)完成設(shè)計(jì)。

11、并按時提交設(shè)計(jì)成果，包括路線平面設(shè)計(jì)圖、路線縱斷面設(shè)計(jì)圖、路線橫斷面設(shè)計(jì)圖、路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)圖、路面設(shè)計(jì)、彎道超高方式圖、直曲轉(zhuǎn)表、逐樁坐標(biāo)表、路基設(shè)計(jì)表、路基土石方數(shù)量計(jì)算表等。1.4 設(shè)計(jì)成果 該路段為偃師顧縣至黃蟒崖段公路，路線起點(diǎn)為k0+000，路線終點(diǎn)為k3+949.276，全長3.949km。路線按照平原微丘區(qū)一級公路進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時速為80km/h；路面采用瀝青路面，設(shè)計(jì)年限為15年。路基寬度為24.5m雙向四車道，行車道寬27.5m，內(nèi)側(cè)路緣帶寬20.5m，中央分隔帶寬2.0 m，硬路肩寬22.5m，土路肩寬20.75m。全長共設(shè)置了兩個平曲線，半徑分別是1000m和2000

12、m；四個豎曲線，半徑分別為19000m、10000m、22000m和15000m。在緩和曲線上均設(shè)置超高，超高設(shè)計(jì)值為3%。為解決路線與交叉道路和排水問題，本路段共設(shè)計(jì)了10處涵洞。1.5 本項(xiàng)目建設(shè)的意義偃師顧縣至黃蟒崖段公路路線起點(diǎn)連接g310、省道s320顧龍線，是洛陽至偃師的主要交通要道。該項(xiàng)目的建設(shè)對加強(qiáng)發(fā)展洛陽市經(jīng)濟(jì)及河南省經(jīng)濟(jì)，區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善國家公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有十分重要意義。項(xiàng)目的建成后必能對當(dāng)?shù)芈糜钨Y源開發(fā)、城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用；該公路的建設(shè)，在給人們旅游帶來很大便利的同時，更帶動了沿線優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對當(dāng)?shù)鼐C合實(shí)力的提升有著非常重要的意義。第2章 總體設(shè)計(jì)2.

13、1 設(shè)計(jì)資料及設(shè)計(jì)依據(jù)2.1.1 設(shè)計(jì)資料（1）地形圖所在地區(qū)： 河南省洛陽，比例尺： 1：1000。（2）氣象、水文資料項(xiàng)目區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶陨降丶撅L(fēng)氣候區(qū)，總體特點(diǎn)是冬冷、夏熱、春暖、秋涼。降水多集中在每年的7、8、9三個月份。受氣候影響，路面施工應(yīng)避開冬季，路基地基處理和橋涵下部施工應(yīng)避開雨季。沿線河流均屬季節(jié)性河流，洪水季節(jié)水勢湍急。河床內(nèi)樁基施工應(yīng)盡量避開雨水季節(jié)，盡量少占壓河道，同時做好雨季的防汛工作。（3）地質(zhì)資料與筑路材料本項(xiàng)目經(jīng)過區(qū)域地貌為平原微丘區(qū)，整個地形起伏不大。地形對工程施工和材料運(yùn)輸影響不大。沿線淺層地質(zhì)主要為粉質(zhì)土。路基填料主要來源于取土場取土和伊洛河天然砂礫。砂

14、石料、石灰、粉煤灰等地材均來源于當(dāng)?shù)?，料源分布廣，儲量豐富。鋼筋、水泥、瀝青等材料主要為市場采購。（4） 地震依區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、歷史發(fā)震情況及項(xiàng)目區(qū)地震動峰值加速度（0.10g），相應(yīng)于最大地震基本烈度度，認(rèn)為區(qū)域穩(wěn)定性屬次不穩(wěn)定域。依建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb 500112001）4.1.7條，可不考慮上述斷裂對本工程場地的影響。（5）交通資料 1)自然區(qū)劃：4 2)設(shè)計(jì)使用年限：瀝青混凝土路面15年。 3)標(biāo)準(zhǔn)軸載：bzz-100 4)設(shè)計(jì)交通量：折合小客車年平均日交通量，交通量年增長率6 北京bj130 1470東風(fēng)eq140 2517三湘ck6640 3037黃海dd680 510解放sp9

15、200 5102.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)路基路面工程鄧學(xué)軍.人民交通出版社.2008.公路勘測設(shè)計(jì)楊少偉.人民交通出版社.2008.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b01-2003）.人民交通出版社，2004.公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d20-2006）.人民交通出版社，2008.公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d50-2006）.人民交通出版社，2007.公路工程路基設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d30-2004）.人民交通出版社，2004.公路小橋涵手冊（jtg d50-2006）.人民交通出版社,2007.2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要內(nèi)容2.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)(1) 路線選線和路線方案的比選，確定總體路線較優(yōu)方案。(2)

16、 道路平面設(shè)計(jì)(3) 道路縱斷面設(shè)計(jì)(4) 道路橫斷面設(shè)計(jì)和路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(5) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(6) 涵洞設(shè)計(jì)2.2.2 主要內(nèi)容根據(jù)任務(wù)書要求，本論文對偃師顧縣至黃蟒崖段公路進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究內(nèi)容包括：(1) 擬定可能的路線方案，根據(jù)路線的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行方案的比選，最后得出最優(yōu)方案；(2) 公路線形設(shè)計(jì)，平面線形設(shè)計(jì)是根據(jù)一級公路的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，根據(jù)道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件等因素進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)，在平縱線形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)；(3) 路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(4) 涵洞設(shè)計(jì)，采用鋼筋混凝土蓋板涵；2.3 基本技術(shù)指標(biāo)本畢業(yè)設(shè)計(jì)為“偃師顧縣至黃蟒崖段”，此新建公路采用交通部發(fā)布的公路工程

17、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtj b01-2003）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。主要設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下： (1)設(shè)計(jì)行車速度為80km/h，設(shè)計(jì)年限為15年。(2) 一般平曲線最小半徑為400m，極限平曲線最小半徑為250m，不設(shè)超高的最小半徑為2500m。(3) 一般緩和曲線最小長度為100m，極限緩和曲線最小長度為70m。(4) 最大縱坡為5%，最小縱坡為0.3%。(5) 豎曲線一般最小半徑：凹型為3000m，凸型為4500m。(6) 豎曲線極限最小半徑：凹型為2000m，凸型為3000m。(7) 豎曲線最小長度為70m。(8) 縱坡長度限制： 最小坡長： 200m 最大坡長：3%1100m 4%900m 5%700m。2

18、.4 車道數(shù)的確定(1)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一級公路以小客車為折算標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和下表所述折算系數(shù)，折算交通量。表2-1各汽車代表車型與換算系數(shù)汽車代表車型車輛折算系數(shù)說 明小客車1.019座的客車和載質(zhì)量2t的貨車中型車1.519座的客車和載質(zhì)量2t的貨車大型車2.07t載重質(zhì)量14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量14t的貨車根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和下表所述折算系數(shù)，折算交通量。初始年交通量：該公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為15年，則遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平均日交通量aadt： = 29587輛/日(2) 計(jì)算車道數(shù) 單向車道數(shù)n：式中: k設(shè)計(jì)小時交通量系數(shù); d交通量方向分布系數(shù)，一般取0.5 0.6; 單車道設(shè)計(jì)通行能力；所以

19、，擬建的一級公路需4個車道。雙向四車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為1500030000輛。第3章 路線設(shè)計(jì)3.1 公路方案的比選 3.1.1 影響路線方案選擇的因素設(shè)計(jì)路線處于平原微丘區(qū)，應(yīng)充分利用地形，處理好平縱線形結(jié)合。不遷就微丘地形，進(jìn)而導(dǎo)致線形迂回曲折。路線也應(yīng)與地形相適應(yīng)。也盡量少占用耕地，減少拆遷?？傊?，路線應(yīng)在滿足使用任務(wù)的前提下，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)、工程造價(jià)、施工條件和自然條件等因素，通過多方案的比選，提出較合理的方案。3.1.2 方案比選(1) 方案概況1) 正線方案 擬建道路為一級公路，對平縱橫指標(biāo)要求較高。線形設(shè)計(jì)是公路總體設(shè)計(jì)、總布局的關(guān)鍵。正

20、線方案正是考慮到線形設(shè)計(jì)的重要性，結(jié)合水文地質(zhì)等因素，做出的正確選擇。該線形按照直線緩和曲線圓曲線緩和曲線直線的結(jié)合方法，使道路的均衡性、線形的連續(xù)性與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)。更能使司機(jī)在舒適、安全、美觀的道路上行駛。從縱斷面上來看，道路起伏不大?？v坡坡度不大，坡長適宜，不會出現(xiàn)上坡時間過長，更不會出現(xiàn)下坡時間過長，使駕駛員心里緊張，引起操作失誤，進(jìn)而導(dǎo)致交通事故的危險(xiǎn)。從橫斷面上來看，橫向填挖適當(dāng)，沒有出現(xiàn)由于大填大挖，導(dǎo)致自然環(huán)境破壞的現(xiàn)象。2) 比較方案比較方案布線與正線方案有很大區(qū)別，比較方案是從地形上部選線，占用農(nóng)田較多。（2）各方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表3-1方案比較表序號項(xiàng) 目單位正線方案比

21、較方案k0+000k3+494.276k0+000 k4+263.2351路線建設(shè)長度km3949.276.4263.2352轉(zhuǎn)角數(shù)個233平曲線最小半徑m10005504最大縱坡%0.8570.595最小縱坡%0.4410.3026最大豎曲線半徑凸形m1500010000凹形m22000150007最小豎曲線半徑凸形m100005000凹形m190003500（3）方案比選意見與正線相比較，比較線的優(yōu)缺點(diǎn)為：優(yōu)點(diǎn)：房屋拆遷不大。缺點(diǎn)： 路線不夠優(yōu)美，平曲線半徑太小，幾乎接近最小半徑，使得路線與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)；選擇路線大部分是占用農(nóng)田，地勢平緩，不利于道路的排水；比選路線要經(jīng)過一片水塘，地質(zhì)狀

22、況不好，還需要進(jìn)行地質(zhì)處理，導(dǎo)致建設(shè)經(jīng)費(fèi)增加。綜合以上分析，本設(shè)計(jì)推薦正線方案。3.2 道路平面設(shè)計(jì)3.2.1 平面設(shè)計(jì)的要求(1) 平面設(shè)必須滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求；(2) 平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；(3) 保持平面線形的均衡與連貫；(4) 直線長度的限制；1) 曲線間直線長度的要求；直線的最大長度（以m計(jì)）為20v（以km/h計(jì)）。2) 兩圓曲線間以直線徑相連接時，直線的長度不宜過短； 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h時，同向圓曲線間最小直線長度(以m計(jì))以不小于6v（以km/h計(jì)）為宜。本公路工程直線最大長度1600m，最小直線長度480m

23、。3）圓曲線和緩和曲線的長度要求： 根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)速度為80km/h，圓曲線的一半最小半徑為400m，最大半徑一般不要超過10000m；緩和曲線最小長度最小值為70m。3.2.2 平面曲線要素計(jì)算(1) 主點(diǎn)樁的坐標(biāo)讀取本設(shè)計(jì)正線方案的線形如下圖所示：圖3-1線形示意圖由地形圖讀取起點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)的坐標(biāo)(,)如下：（3836491.582，509100.6132）：（3836851.142， 509921.0421）：（3836972.463， 511641.8351）：（3837230.464， 512948.9513） (2) 交點(diǎn)間距、方位角的計(jì)算坐標(biāo)增量 dx =- dy =-交點(diǎn)間距

24、s =象限角 方位角a dx 0 , dy 0, a =所以，對于ab段有，dy=820.42890 dx=359.560= = =895.76m=對于bc段有，dy=1720.7930 dx=122.3210 = =1725.135m 對于cd 段有，dy=1307.11620 dx=258.0010=1332.335m (3) 轉(zhuǎn)角計(jì)算轉(zhuǎn)角 (右)轉(zhuǎn)角 (左)(4) 平曲線計(jì)算圖3-2平曲線計(jì)算圖式曲線幾何元素的計(jì)算公式：內(nèi)移值 p = 偏移值 q =緩和曲線角 切線長 t = 曲線長 l =+ 圓曲線長 =外距 e = 校正值 j = 2t l式中 r 圓曲線半徑 緩和曲線長度1) ：r

25、 = 1000m，= 100mp = 0.417mq = t = =223.095m= =242.66ml =+= 422.6605me =15.282mj = 2t l = 3.529m主點(diǎn)里程樁號計(jì)算： ：k0+895.76 zh=-t=895.76-223.095=672.665 hy=zh+=672.665+100=772.665 yh=hy+(l-2)=772.665+(422.6605-2100)=1015.326 hz=yh+=1015.326+100=1115.326 qz=hz-l/2=1115.326-442.6605/2=893.996校核：jd=qz+j/2=893.9

26、96+3.529/2=895.76交點(diǎn)校核無誤。同理可驗(yàn)算,在此不逐一驗(yàn)算。其它交點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果見“直線、曲線及轉(zhuǎn)角表”。(5) 逐樁坐標(biāo)表1) 直線上中樁坐標(biāo)計(jì)算設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為jd(xj,yj)，交點(diǎn)相鄰直線的的方位角分別為 、，則zh點(diǎn)坐標(biāo)：hz點(diǎn)坐標(biāo)：設(shè)直線上加樁里程為l，zh、hz表示曲線起、終點(diǎn)里程，則前直線上任意點(diǎn)坐標(biāo)（l zh）：x = xj +y = yj +后直線上任意點(diǎn)坐標(biāo)（l hz）：x = xj +y = yj +例如： =3836851.142+ =3836835.452 =509921.0421+ =509698.4995當(dāng)=100m時： x = xj + =38368

27、51.142+ =3836819.276 y = yj + =509921.0421+=509469.0645同理可得其它直線樁號坐標(biāo)，詳見逐樁坐標(biāo)表。2) 設(shè)緩和曲線的單曲線中樁坐標(biāo)計(jì)算zh hy任意點(diǎn)坐標(biāo)：x =y =式中 l 緩和曲線上任意點(diǎn)至zh點(diǎn)的曲線長度 x 緩和曲線上任意點(diǎn)的切線橫距 x = 轉(zhuǎn)角符號，右轉(zhuǎn)為“+”，左轉(zhuǎn)為“-”，下同。hy yh任意點(diǎn)坐標(biāo)： x =y = 式中 l 圓曲線上任意點(diǎn)至hy點(diǎn)的曲線長度 、hy點(diǎn)的坐標(biāo)hz yh任意點(diǎn)坐標(biāo)：x =y =式中 l 第二緩和曲線上任意點(diǎn)至hz點(diǎn)的曲線長度。例如：點(diǎn)坐標(biāo)x =3836835.452+=3836810.047y

28、 =509698.4995+=509795.2329 點(diǎn)坐標(biāo)x =3836810.047+=3837055.5191y = =509795.2329+=509733.7796同理，可得其它直線樁號坐標(biāo)，向詳見逐樁坐標(biāo)表。3.3 道路縱斷面設(shè)計(jì)3.3.1縱斷面設(shè)計(jì)的要求縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級、沿線自然條件和構(gòu)造物控制標(biāo)高等，確定路線合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長，并設(shè)計(jì)豎曲線。基本要求是縱坡均勻平順，起伏和緩，坡長和豎曲線長短適當(dāng)，平面和縱面組合設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，以及填挖經(jīng)濟(jì)、平衡。3.3.2 縱坡設(shè)計(jì)(1) 縱坡設(shè)計(jì)的一般要求 1) 縱坡設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，除特殊條件一般不采用使

29、用極限值。 2) 縱坡應(yīng)平緩，避免連續(xù)陡坡、過長陡坡。 3) 縱斷面線形應(yīng)連續(xù)，平順，均衡，并重視平縱面線形的組合。(2) 坡長限制 1) 最短坡長的限制，主要是從汽車行駛平順性的要求考慮的。最短坡長以不小于計(jì)算行車速度9s的行程為宜，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時速為80km/h時，公路最小坡長極限值為200m，最小坡長一般值為250m。 2) 最長坡長限制，主要是不至于使駕駛員長時間上坡或下坡，影響行車安全。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時速為80km/h時，最大坡長為：3%1100m、4%900m、5%700m。(3) 拉坡首先是試坡，試坡以“控制點(diǎn)”為依據(jù)，考慮平縱結(jié)合、挖方、填方以及排水溝設(shè)置等眾多因素初步擬訂坡度

30、線。然后進(jìn)行計(jì)算，看拉的坡滿不滿足控制點(diǎn)的高程和規(guī)范要求，如不滿足時就進(jìn)行調(diào)坡。調(diào)坡時應(yīng)結(jié)合選線意圖，對照標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最大縱坡、坡長限制以及考慮平縱線形組合是否得當(dāng)進(jìn)行調(diào)坡。3.3.3 豎曲線設(shè)計(jì)及要素計(jì)算(1)豎曲線設(shè)計(jì)各級公路在縱坡變更處都應(yīng)設(shè)置豎曲線，豎曲線半徑應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的豎曲線的最小半徑和最小長度。當(dāng)設(shè)計(jì)速度為80km/h時，凸豎曲線一般最小半徑為4500m，極限最小半徑為3000m；凹型豎曲線一般最小半徑為3000m，極限最小半徑凸型為2000m；豎曲線最小長度為70m。在本設(shè)計(jì)中，為獲得連續(xù)而平順的線形及滿足視覺上的需要，凸豎曲線半徑分別取10000m和15000m，凹型豎曲

31、線半徑分別取19000m和22000m，本設(shè)計(jì)共四個豎曲線，凸形、凹形各兩個。(2) 豎曲線幾何要素計(jì)算1) 計(jì)算公式豎曲線的形式為二次拋物線，其要素主要包括：豎曲線長度l、切線長度t和外距e。設(shè)變坡點(diǎn)相鄰兩縱坡坡度分別為和，它們的代數(shù)差用表示，即， ，為“”時，表示為凹形豎曲線；為“”時，表示為凸形豎曲線。豎曲線要素的計(jì)算公式為：豎曲線長度 豎曲線切線長 豎曲線外距 豎曲線上任一點(diǎn)豎距 式中 豎曲線上任一點(diǎn)至豎曲線起點(diǎn)的距離，即，橫距切線高程 式中 變坡點(diǎn)高程 縱坡坡度對于凸形豎曲線，設(shè)計(jì)高程 hh；對于凹形豎曲線，設(shè)計(jì)高程 hh。2) 豎曲線幾何元素計(jì)算1、變坡點(diǎn)樁號為k0+900.000

32、，高程為118.00m，兩相鄰路段的縱坡為= -0.556% ，= 0.857%，豎曲線半徑r=19000m 計(jì)算豎曲線要素=0.00857（-0.00556） = 0.01413 ，為凹形。曲線長： 切線長： 外距： 求豎曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)樁號豎曲線起點(diǎn)樁號：k0+900.000tk0+765.794豎曲線終點(diǎn)樁號：k0+900.000tk1+034.206 豎曲線上各樁號設(shè)計(jì)高程計(jì)算對k0+900.000有： 橫距 x = k0+900.000 - k0+765.794= 134.206m豎距 = 0.4739m切線高程 = 118.00 (134.206 134.206) (0.556%)

33、= 118m設(shè)計(jì)高程 h+h = 118 + 0.4739= 118.4739m2、變坡點(diǎn)樁號為k1+600.000，高程為124.00m，兩相鄰路段的縱坡為= 0.857%，= -0.588%，豎曲線半徑r=10000m 計(jì)算豎曲線要素= -0.00588-0.00857=-0.01445，為凸形。曲線長：切線長：外距： 求豎曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)樁號豎曲線起點(diǎn)樁號：k1+600.000tk1+527.730豎曲線終點(diǎn)樁號：k1+600.000tk1+672.250 豎曲線上各樁號設(shè)計(jì)高程計(jì)算對k1+600.000有： 橫距 x = k1+600.000k1+672.250 = 72.250m豎距

34、= 0.261m切線高程 = 124 (72.2572.25) 0.857% = 124.00m設(shè)計(jì)高程 h-h = 124 0.261 = 123.739m其它變坡點(diǎn)同上，詳細(xì)數(shù)據(jù)見豎曲線表。 第4章 道路橫斷面設(shè)計(jì)和路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1道路橫斷面設(shè)計(jì)4.1.1 道路橫斷面組成一級公路的橫斷面組成主要包括：行車道、中間帶、路肩、邊坡、排水設(shè)施等。4.1.2 路基寬度的確定根據(jù)道路等級、設(shè)計(jì)時速、車道數(shù)查標(biāo)準(zhǔn)得，一級公路設(shè)計(jì)時速為80km/h的四車道的路基寬度取24.50m。其中：行車道寬27.5m，內(nèi)側(cè)路緣帶寬20.5m，中央分隔帶寬2.0 m，硬路肩寬22.5m，土路肩寬20.75m。路拱及

35、路肩設(shè)計(jì)查標(biāo)準(zhǔn)得瀝青混凝土及水泥混凝土路拱坡度，12%，取路拱坡度為2%, 土路肩橫坡度為3%。(2) 邊坡設(shè)計(jì)路基邊坡設(shè)計(jì)一般分路堤邊坡和路塹邊坡，當(dāng)填挖高度較高或填方用不同土質(zhì)分層填筑時可采用折線邊坡。查規(guī)范得知，當(dāng)路基填土高度小于6m時，路基邊坡按1：1.5設(shè)計(jì)。4.1.3 超高設(shè)計(jì)與計(jì)算(1) 超高設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的最大超高為3%，旋轉(zhuǎn)方式為繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，線性漸變。(2) 超高計(jì)算(處平曲線)1) 確定超高緩和段長度根據(jù)公路等級、設(shè)計(jì)速度和平曲線半徑查得超高橫坡度值= 3%，超高漸變率p = ，所以超高緩和段長度：=65.625m因?yàn)榫徍颓€= 100m=65.625m，所以取=

36、100m表4-1超高計(jì)算公式超高位置計(jì)算公式注：x距離處行車道橫坡值備注外側(cè)c1、計(jì)算結(jié)果為與設(shè)計(jì)高之高差2、設(shè)計(jì)高程為中央分隔帶外側(cè)邊緣的高程。3、加寬值bx按加寬計(jì)算公式計(jì)算4.當(dāng)x=lc時，為圓曲線上的超高值d0內(nèi)側(cè)d0c表中 c外側(cè)路緣帶邊緣 d中央分隔帶邊緣左側(cè)路緣帶寬度(m)b半幅行車道寬度(m)右側(cè)路緣帶寬度(m)x距離處的路基加寬值(m)路拱橫坡度超高橫坡度行車道橫坡度表4-2超高計(jì)算結(jié)果樁 號路 基 左 側(cè)路基寬(m)路面寬(m)加寬值(m)超高橫坡 (%)土路肩橫坡(%)k0+70012.2508.0000.000-1.542-3.000k0+72512.2508.0000

37、.0000.021-3.000k0+75012.2508.0000.0001.583-3.000k0+77512.2508.0000.0003.000-3.000k0+80012.2508.0000.0003.000-3.000k0+82512.2508.0000.0003.000-3.000k0+85012.2508.0000.0003.000-3.000k0+87512.2508.0000.0003.000-3.000k0+90012.2508.0000.0003.000-3.000k0+92512.2508.0000.0003.000-3.000k0+95012.2508.0000.00

38、03.000-3.000k0+97512.2508.0000.0003.000-3.000k1+00012.2508.0000.0003.000-3.000k1+02512.2508.0000.0002.395-3.000k1+05012.2508.0000.0000.833-3.000k1+07512.2508.0000.000-0.730-3.000k1+10012.2508.0000.000-2.000-3.0004.1.4 路基橫斷面設(shè)計(jì)(1) 路基設(shè)計(jì)計(jì)算路基設(shè)計(jì)計(jì)算包括每個橫斷面方向上的寬度及設(shè)計(jì)標(biāo)高的計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果填入路基設(shè)計(jì)表。 (2) 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖 圖4-1一級公路標(biāo)

39、準(zhǔn)橫斷面示意圖（單位：cm）(3) 繪制路基橫斷面圖1) 繪制橫斷面地面線.。2) 根據(jù)路基設(shè)計(jì)表中有關(guān)數(shù)據(jù)，繪制路幅的位置和寬度。3) 參照路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖繪制路基邊坡線與地面線相交。 4) 繪制路基邊溝等在橫斷面上的位置和形式。4.1.5 土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配(1) 土石方數(shù)量計(jì)算 橫斷面面積計(jì)算：橫斷面上各轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)(),則斷面面積為： 土石方數(shù)量計(jì)算： 式中 v 體積，即土石方數(shù)量 分別為相鄰兩斷面的面積 l相鄰斷面之間的距離土石方數(shù)量表見附表。(2) 土石方調(diào)配原則 在半填半挖斷面中，首先應(yīng)考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，然后再做縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量；土方調(diào)配“移挖作填”，

40、不但要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸問題，還要綜合考慮棄方或借方占地，對環(huán)境的影響等。4.2路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1路基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容由橫斷面設(shè)計(jì)部分可知，路基寬24.50m，其中：行車道寬27.5m，內(nèi)側(cè)路緣帶寬20.5m，中央分隔帶寬2.0 m，硬路肩寬22.5m，土路肩寬20.75m。路面橫坡為2%，硬路肩橫坡2%,土路肩橫坡為3%。4.2.2 路基坡度確定根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，路堤及路塹坡度設(shè)計(jì)控制指標(biāo)如下表表4-3路堤邊坡坡度控制指標(biāo)表填料種類邊坡高度邊坡坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土208121：1.51：1.75表4-4土質(zhì)挖方邊坡坡度控制指標(biāo)表密實(shí)程

41、度邊坡高度（m）202030膠結(jié)1：0.31:0.51:0.51:0.75本段公路，擬定坡度如下：對于路堤，取坡度為1：1.5。對于路塹，取坡度取為1：0.5。由于該段公路非高填土，所以不需要進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算。4.3 道路排水設(shè)計(jì)涵洞設(shè)計(jì)(1) 涵洞布設(shè)原則1) 應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文等條件，結(jié)合路線排水系統(tǒng)，適應(yīng)農(nóng)田排灌，經(jīng)濟(jì)合理地布設(shè)涵洞。2) 在跨越排水溝槽出、通過農(nóng)田排灌去到處、平原區(qū)路線通過較長的低洼或泥沼地帶、傍山或沿溪路線暴雨時徑流易集中地帶以及邊溝排水需要時，均要設(shè)置涵洞。3) 涵洞位置和方向的布設(shè)，宜于水流方向一致，避免因涵洞布設(shè)不當(dāng)，引起上游水位雍高，淹沒農(nóng)田、村莊和路基

42、，引起下游流速過大，加劇沖蝕溝岸及路基。4) 涵洞的設(shè)置應(yīng)綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)、維修的要求，降低建設(shè)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。5) 沿線涵洞布設(shè)密度應(yīng)根據(jù)地形、地貌、水文及農(nóng)田排灌等自然條件確定，但考慮路基施工壓實(shí)方便，其涵洞間距不宜小于50m。(2) 本設(shè)計(jì)涵洞的布設(shè)本設(shè)計(jì)所設(shè)涵洞均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，涵洞位置及尺寸見下表表4-5涵洞設(shè)計(jì)表序號類型尺寸中心樁號1鋼筋混凝土圓管涵11.5mk0+6552鋼筋混凝土蓋板通道64mk1+3003鋼筋混凝土蓋板通道63.5mk1+7254鋼筋混凝土蓋板涵43.7mk1+8005鋼筋混凝土蓋板通道64mk2+0106鋼筋混凝土蓋板涵22mk2+1807鋼筋混凝土蓋板通

43、道43mk2+4208鋼筋混凝土圓管涵11.5mk2+5009鋼筋混凝土蓋板通道63.5mk3+02010鋼筋混凝土蓋板通涵42.4mk3+190第5章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1. 路面結(jié)構(gòu)類型選定考慮到瀝青路面的設(shè)計(jì)年限為15年，路面平整度好，噪音低，可進(jìn)行大面積機(jī)械化施工，施工質(zhì)量易得到保證，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，偃師顧縣至黃蟒崖段一級公路選用瀝青混凝土路面比較合適。5.2 路面組合及構(gòu)造設(shè)計(jì)5.2.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的任務(wù)及基本原則瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)道路等級，使用要求和設(shè)計(jì)年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載的累計(jì)當(dāng)量軸次，考慮自然因素影響、施工條件及材料供應(yīng)等情況，安排和布置合理的路面結(jié)構(gòu)層次，確

44、定經(jīng)濟(jì)使用的組合材料和路基路面結(jié)構(gòu)體系。瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的基本原則：適應(yīng)行車荷載作用要求，合理安排結(jié)構(gòu)層次； 在各種自然因素作用下具有良好的穩(wěn)定性。5.2.2 軸載換算及累計(jì)當(dāng)量軸次表5-1交通量組成及汽車軸載型號前軸載(kn)后軸載(kn)后軸數(shù)輪組數(shù)軸距(cm)交通量(輛/日)北京bj13013.5527.21雙3m1470東風(fēng)eq14023.769.21雙3m2517三湘ck664020.537.51雙3m3037黃海dd6804991.51雙3m510解放sp920031.3783雙3m510設(shè)計(jì)年限：15 交通量增長率：6%（1） 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青底層層拉應(yīng)力時：標(biāo)

45、準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次： 式中：被換算軸載和作用次數(shù)； 軸載次數(shù)，當(dāng)軸間距大于3m時，應(yīng)按單獨(dú)的一個軸載計(jì)算，此時軸數(shù)系數(shù)為；當(dāng)軸間距小于3m時；按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：，式中軸數(shù)； 輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1.0，四輪組為0.38計(jì)算結(jié)果列表所示表5-2 軸載換算結(jié)果匯總表（以彎沉為標(biāo)準(zhǔn)時）車型（次/日）（次/日）北京bj130前軸13.551114700.246后軸27.21114705.101東風(fēng)eq140前軸23.71125174.798后軸69.2112517507.393三湘ck6640前軸20.51130373.08后軸37.511303742.607黃海dd68

46、0前軸491151022.905后軸91.511510346.539解放sp9200前軸31.33.4151011.083后軸783.41510588.384合計(jì)：1532.13（2） 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時：標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次： 式中 軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距小于3m，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按式(4-4)計(jì)算為： 輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為1.0，四輪組為0.09。表5-3 軸載換算結(jié)果匯總表車型（次/日）（次/日）東風(fēng)eq140后軸69.211147077.298三湘ck6640后軸37.51125170.984黃海dd680前軸49115101.695后軸91.51151025

47、0.576解放sp9200后軸7851510349.379合計(jì)： 679.932（3）設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道通過的累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次數(shù)按下式計(jì)算：式中：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道通過的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次（次）設(shè)計(jì)年限（年），路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量平均增長率（%），與車道數(shù)有關(guān)的車輛橫向分布系數(shù)，1）當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時：2）當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時： 5.2.3初擬路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)一:半剛性基層瀝青路面4cm細(xì)粒式瀝青混凝土 + 6cm中粒式瀝青混凝土 + 7cm粗粒式瀝青混凝土 + 22cm水泥穩(wěn)定碎石 基層

48、+ ？二灰土底基層，以二灰土為設(shè)計(jì)層。結(jié)構(gòu)二:混合式基層瀝青路面4cm細(xì)粒式瀝青混凝土 + 5cm中粒式瀝青混凝土 +12cm密集配瀝青碎石+ ？二灰穩(wěn)定砂礫 + 20cm天然砂礫墊層，以二灰穩(wěn)定砂礫為設(shè)計(jì)層。5.2.4 路面材料配合比設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（jtj 052-2000）中規(guī)定的方法測定瀝青混合料的抗壓回彈模量，測定20、15的抗壓回彈模量。表5-4 瀝青材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值材料名稱20抗壓回彈模量（mpa）15抗壓回彈模量（mpa）ep方差ep-2ep方差ep-2ep代ep代細(xì)粒式瀝青混凝土1991201158926803441992中粒式瀝青混凝土1425105121521751871801粗粒式瀝青混凝土978558681320601200密集配瀝青碎石1248116101617151561403表5-5 半剛性材料及其他材料抗壓回彈模量測定與參考取值材料名稱抗壓回彈模量（mpa）ep方差ep-2ep水泥穩(wěn)定碎石31887821624二灰土2091688715二灰穩(wěn)定砂礫36176342349級配碎石250級配砂礫200 表5-6 路面