一级公路设计计算说明书

目录

毕业设计(论文)任务书------------------------------------------------- Ⅰ开题报告或文献综述--------------------------------------------------- Ⅱ指导教师审查意见 ----------------------------------------------------- Ⅲ评阅教师评语 --------------------------------------------------------- Ⅳ答辩会议记录 --------------------------------------------------------- Ⅴ中文摘要 ------------------------------------------------------------- Ⅵ外文摘要 ------------------------------------------------------------- Ⅶ

1 前言 (1)

2 线路设计 (2)

2.1交通量资料 (2)

2.2 选线原则 (2)

2.3方案比选 (2)

2.4 平面设计 (4)

3纵断面设计 (10)

3.1 纵断面设计要求 (10)

3.2 纵坡设计 (10)

3.3 坡长的要求 (11)

3.4 竖曲线设计 (12)

3.5 平纵组合设计 (14)

4横断面设计 (16)

4.1横断面设计方法 (16)

4.2 横断面组成 (16)

4.3 交通量情况 (17)

4.4 横断面要素的确定 (17)

4.5 横断面其他组成的设计要求 (17)

4.6 路基设计 (19)

4.8土石方工程量计算 (24)

5路面设计 (27)

5.1 路面设计原则 (27)

5.2 路面类型的选定 (27)

毕业设计小结 (47)

参考文献 (48)

致谢 (49)

1 前言

毕业设计是对我们大学所学专业知识的回顾和提升，做好设计能为我们以后的学习和工作打下坚实的基础。

公路交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用。

本次设计中，运用了鸿业市政道路、AutoCAD2008等软件。查阅了相关资料后，做了以下工作：

1明确设计任务的依据和概况。包括设计标准以及原则，沿线筑路材料等。

2确定公路等级和技术标准。

3平面设计，包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计。平面线形设计首先拟定路线方案根据孙家驷主编的《道路勘测设计》（人民交通出版社），根据选线的一般要求，综合考虑沿线地形、地物、地质、水文条件等影响因素，按照选线的步骤选定一条切实，可行的方案。纵断面线形设计是根据已经确定的路中线的位置，结合所经地面的起伏情况，在地面上确定各中桩点的具体位置和桩号，并用内插法计算各点面的地面高程。

4路基设计。运用《土力学》（中国建筑工业出版社）、《基础工程》（中国建筑工业出版）、邓学均主编的《路基路面设计》（人民交通出版社）的各项规定对挡土墙进行设计。

5路面设计。路面结构设计是根据《公路沥青路面设计规范》、《路基路面工程》（人民交通出版社）的要求，完成各项指标的设计。

本设计的内容全面地包含了交通土建专业所学知识，是一次全面的设计演练。设计应达到的技术要求为满足实际施工要求，即所设计的内容正确、可行。为此，设计过程中要以设计规范为准绳，严格控制各设计内容满足规范和相关条例的要求。限于时间和经验的不足等方面的原因，在设计过程中难免有不尽合理和完善之处，尽请指正。

2 线路设计

2.1交通量资料

据调查，预测该公路2017年的交通量与车辆组成如下：

表2.1 交通量

2.2 选线原则

一、正确处理道路与农业的关系

1.路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部；

2.当路线靠近河边低洼的村庄或田地通过时，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村保田之用。

二、合理考虑路线与城镇的联系

1.国防公路和高等级公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点；

2.一般沟通县、乡、村直接为农业运输服务的公路，经地方同意也可穿越城镇，但应有足够的路基宽和行车视距，以保证行人、行车的安全；

3.路线应尽量避开重要的电力，电讯设施。

2.3方案比选

2.3.1 方案比选的一般原则和要求

方案的选定要从国家和当地的战略全局出发，服从国民经济发展的要求，讲求社会、企业和环境的综合效益。方案比选要把国家和整体利益放在首位，因此应根据不同设计阶段，深入实际做好调查研究，充分收集资料，广泛征求有关方面的意见，听取各级领导部门的指示和建议，坚持实事求是的原则和严肃认真的态度，有系统有计

划地进行全面比选，不遗漏有价值的方案。

2.3.2 方案比选意见

推荐方案的优缺点：

1.方案一

优点:(1)路基基本为新建，不存在新旧路基结合处理问题；

(2)线形较缓和。

(3)基本不要建桥，比较经济；

(4)土方填挖相差不算太大。

缺点: 平曲线占路线总长较短。

2.方案二

优点:(1)旧路利用率高，工程量小，占地少；

(2)拆迁建筑物面积少，工程造价低；

缺点:(1)穿越山头较多且较陡，挖方量会较大；

（2）竖向坡度变化比较快，不利于行车安全。

综合比较，方案一更理想经济。

2.4 平面设计

2.4.1 平面设计要求

平面设计中，圆曲线半径、缓和曲线半径长度的取值必须满足其相应的规定。在此基础上，应根据设计条件尽量选用较高的技术指标，不应轻易选用指标中的最大（或最小）值，并保持各种线形要素的均衡性、连续性。

2.4.2 圆曲线设计

圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。圆曲线能较好的适应地形的变化，并可获得圆滑的线形,圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用较大半径,在确定半径时应注意以下几点:

1.一般情况宜采用极限最小半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；

2.地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；

3.应同前后先行要素相结合,使之构成连续均衡的曲线线形；

4.应同纵断面线形相结合,避免小半径曲线与陡坡相重合；

5.每个弯道半径值的确定,应按技术标准根据实际选用。

我国《公路工程技术标准》中所规定的圆曲线最小半径取值，具体规定见下表2.2。《公路路线设计规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m；为了保证汽车行驶的舒适性和安全性，平曲线应有足够的长度，圆曲线的长度也宜有3s的行程。

极限最小半径是指按计算行车速度行驶的车辆,能保证其安全行驶的最小半径。它是设计采用的极限值，当路面横坡和横向力系数最大时,可按R=V2/127（μ±i）计算出极限最小半径，道路曲线为极限最小半径时,设置最大超高。

一般最小半径对按计算速度行驶的车辆能保证安全和舒适性，它是通常情况下推荐采用的最小半径。它介于极限最小半径与不设超高最小半径之间。

不设超高最小半径是指曲线较大，离心力较小,靠轮胎与路面间的摩阻力就足以保证汽车安全稳定行驶采用的最小半径,这时路面可以不设超高。此时对行驶在曲线外侧车道上的车辆,其i值为负值,大小等于路拱横坡。从舒适角度考虑,此时取的μ

值比极限最小半径所采取的μ值小的多。我国《公路工程技术标准》规定不设超高最小半径是取μ=0.035 , i=-0.015 。

因此根据汽车转弯的横向稳定分析：

)(1272

i v R ±=μ (2.1)

式中：μ—横向力系数；

i —路面横坡，无超高时为路拱横坡。

取μ=0.1，i =1.5%，代入上式(3.1),得R=438m 。

所以在此段公路设计中根据圆曲线半径的选用原则，拟采用圆曲线半径为R=1000m 。

2.4.3 缓和曲线设计

直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接处，应设置缓和曲线。本设计中圆曲线半径取R=1000m,小于不设超高最小半径R=5500m （路拱≤2.0%）,所以需要设置超高。由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。《公路工程技术标准》中规定计算行车速度为80km/h 的一级公路中缓

和曲线最小长度是70m （见表2.3）。

表2.3 缓和曲线最小长度

缓和曲线的最小长度，一般从以下几个方面考虑： 1.旅客感觉舒适

R

V L s 3

036.0(min)= (2.2)

2.超高渐变率适中

p

B L i

s ?=

(min) (2.3) 3.行驶时间不过短

2

.1(min)V

L s = (2.4) 式中：R —圆曲线半径（m ）； V —设计车速(km/h)；

B —旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m ）；

i ?—超高坡度与路拱坡度代数差（%）；

p —超高渐变率，即旋转轴线与行车道外侧边缘线之间的相对坡度，取1/200。 因此，根据上式(3.2)、(3.3)、(3.4)得

)(4.181000

80036.0036.0(min)3

3m R V L s =?==

)(171200

107.025.12(min)m p

B L i s =?=?=

)(672

.1802.1(min)m V L s ===

结合以上要求，取)(200m L s =。