二级公路计算书.doc

1 绪论毕业设计旨在使我们对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面、系统地回顾和总结，通过对具体题目的分析，使理论与实践相结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能，提高学生独立思考能力和团结协作的工作作风，提高我们利用计算机解决实际问题的能力及计算机实际操作水平，促进自己建立严谨的科学态度和工作作风。

毕业设计是带有研究性质的专题研究分析、设计报告，是完成教学任务、培养合格人才的一个重要实践性教学环节。

通过毕业设计，可以培养我们的开发和设计能力，提高综合运用所学知识和技能去分析、解决实际问题的能力，检验我们的学习效果等均具有重要意义。

本设计是针对某二级公路K0+000-K2+042.426段进行施工设计，主要设计内容包括：道路平面线形设计、道路纵断面设计、道路横断面设计、道路路基设计、土石方量的计算及调配、排水设计、路面结构设计。

路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载，沥青混凝土路面设计年限为12年。

公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。

设计时不但需要考虑地形、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。

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 工程总说明2.1 工程概况本设计为某二级公路K0+000-K2+042.426施工图的设计，起点桩号为K0+000，路段全长2042.426m，按平原微丘区二级公路设计，沿线有电力通讯管线纵横交错，地表植物主要为水稻等农作物。

该地区水系发达，路线跨越季节河。

2.2 设计相关资料1)路线所经地区1：1000电子地形图（详见电子地形图附件1）；2)水文：沿线地表水系由河、塘、渠等地表水体组成，其补给来源主要为大气降水；浅层地下水类型为微承压孔隙潜水；地下水位埋深为 2.2～2.4米，地下水年变化幅度在2～3m之间，地下水的埋深对松散土层的含水量有较大影响，进而影响土的物理力学指标；3)地形、地貌：本项目范围内主要为淮北平原区，地形平坦，相对高差一般不超过2米，地形横坡基本在1：5以内，路基填挖高度较小，无陡坡路堤和高填深挖路基；4)本项目工程地质条件较好，以粘土、粉土、粉砂为主；5)沿线地方材料有碎石、石灰、粉煤灰等，其他沥青、水泥、天然砂、矿粉等需外购；6)土基回弹模量和路面材料回弹模量及材料强度试验资料如下：土基回弹模量：用D=30cm刚性承载板测得弯沉值（已考虑影响量）：沥青路面材料抗压回弹模量：基（垫）层材料抗压回弹模量：水泥混凝土抗折强度：水泥混凝土标准试件抗折强度实验最大破坏压力（KN）分别为：39. 95; 41.28; 40.60; 41.75; 42.08; 41.897)材料预算单价及机械台班费用查相应定额。

8)交通组成：本路建成初期每日双向混合交通量组成及交通量3 公路等级选用公路的等级选用应根据远景设计年平均日交通量来确定，可以根据历年交通观测资料推算求得，可按下式确定10)1(-+=n d N N γ （3-1） 式中：d N -远景设计年平均日交通量(辆/日)； 0N -起始年平均日交通量(辆/日)； γ-年平均增长率（%）; n -远景设计年限。

起始平均日交通量的计算需要将各汽车代表车折算为小客车来计算，折算系数如表3-1。

表3-1 各汽车代表型与车辆折算系数根据所给的近期日交通量，经折算起始年平均日交通量为346525201.54201.02102310.514900.12300=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=N （辆/日）推测远景设计年平均日交通量为d N =8935)355.075.008.01(3465115=+++⨯-（辆/日）应选择双车道二级公路，其通行能力为年平均日交通量5000-15000辆。

本线路为客车和货车的混合交通，应作为集散公路，车速易选为60 km/h 。

4 技术指标根据平原重丘的地形查阅相关文献，找出二级公路车速为60 km/h所对应技术标准如下：5 选线5.1 选线方式（1）平坦地带——走直线（2）具有较陡横坡的地带——沿匀坡线布线（3）起伏地带——走直线和匀坡线之间5.2 选线的原则(1)应针对路线所经地域的生态环境、地形、地质的特性与差异，按拟定的各控制点由面到带、由带到线，由浅人深、由轮廓到具体，进行比较、优化与论证。

同一起、终点的路段内有多个可行路线方案时，应对各设计方案进行同等深度的比较。

(2)影响选择控制点的因素多且相互关联、又相互制约，应根据公路功能和使用任务，全面权衡、分清主次，处理好全局与局部的关系，并注意由于局部难点的突破而引起的关系转换给全局带来的影响。

(3)应对路线所经区域、走廊带及其沿线的工程地质和水文地质进行深入调查、勘察，查清其对公路工程的影响程度。

遇有滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等不良工程地质的地段应慎重对待，视其对路线的影响程度，分别对绕、避、穿等方案进行论证比选。

当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取切实可行的工程措施。

(4)应充分利用建设用地，严格保护农用耕地。

(5)国家文物是不可再生的文化资源，路线应尽可能避让不可移动文物。

(6)保护生态环境，并同当地自然景观相协调。

(7)高速公路、具干线功能的一级公路同作为路线控制点的城镇相衔接时，以接城市环线或以支线连接为宜，并与城市发展规划相协调。

新建的二级公路、三级公路应结合城镇周边路网布设，避免穿越城镇。

(8)路线设计是立体线形设计，在选线时即应考虑平、纵、横面的相互间组合与合理配合。

根据选线的方法和选线的原则，在地形图上定出主要的控制点，使道路尽量的靠近民房，沿线少占用或是不占用农田，同时应避开电力设施的塔柱。

交点和交点之间的距离应尽量长，以便于平曲线设计。

6 平面设计6.1 平面设计原则1．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。

6.2 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。

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。

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。

《公路工程技术标准》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，除应满足最小长度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求。

6.3 平面交点数据的确定从起点开始记为K0+000，量测出起点至JD1的长度1l 和方向角1α，得出JD1的桩号，再依次量测出其他交点的数据。

根据交点间的距离和夹角，选取合适的圆曲线，对半径小于规范规定的不设超高的圆曲线最小半径200m 的要设置缓和段，计算图示如图4-1所示。

图4-1平曲线几何要素计算图示根据交点间的距离和夹角，选取合适的圆曲线。

1JD 处：圆曲线半径m R 200=，缓和曲线长m L s 60=，测出夹角"'︒=4.251833α；则有：594.86479.28,749.0238424,50.25240203423===-==-=RL m R L R L p m R L L q s S s s s β 切线长()m q P R T 028.902tan 1=++=α曲线长()m L L s 264.1762180201=+-=πβα外距()m R P R E 538.92sec1=-+=α2JD 处：m L m R s 70,200==，测出"'=5.310941 α。

则有：027.106479.28,020.1238424,854.27240203423===-==-=RL R L R L p R L L q s S s s s β 切线长()m q P R T 440.1102tan2=++=αS 18002外距()m R P R E 722.142sec2=-+=α3JD 处：m L m R s 80,200==，测出"'=153743 α。

则有：167.96479.28,066.1238424,467.31240203423===-==-=RL R L R L p R L L q s S s s s β 切线长()m q P R T 516.1202tan 3=++=α曲线长()m L L S 265.2322180203=+-=πβα外距()m R P R E 854.162sec3=-+=α根据以上计算结果，再来计算两曲线间的直线长度是否满足规范的要求。

21JD JD 和之间：直线段长度m V m T T D L 1206022577.1622112=⨯=>=--=（根据规范反向曲线间直线的最小长度要求为2V ），故符合要求。

32JD JD 和之间：且直线段长度m V m T T D L 3606066089.3633223=⨯=>=--=（根据规范同向曲线间直线的最小长度要求为6V ），故符合要求。