双向6车道高速公路路基路面的综合设计

1 绪论毕业设计是综合应用大学四年所学道路交通基础理论、基本知识和基础技能来完成一个工程实例的全过程，是专业知识学习的一个总结、深化和拓展过程。

本次毕业设计的任务是进行某高速公路路基路面的综合设计（K64+000～K66+000），此设计路段，是湖南省内运输主干线的一部分，担负着重要的运输任务。

根据我国的《公路自然区划标准》，湖南属于江南丘陵过湿区（IV5），大陆季风型湿润气候，春秋温和，夏热冬寒，四季分明，光照充足，雨量充沛，多年平均降雨量为1200～1500mm，春夏多暴雨，4～8月份年降雨量子60%以上，8月份以后降雨量减少，年平均气温16.5ºC一月份最低气温4.3ºC,七月份最高气温29ºC。

全线按平原微丘区高速公路修建，设计车速为100km/ h。

路基宽度为33m。

路幅划分方式为：中央分隔带3.00m，土路肩为2×0.75m，硬路肩为2×3.0m，行车道为6×3.75m。

设计洪水频率为1/100。

路线所经地区为河湖相冲积平原地貌。

沿线水田分布广泛。

土质主要为高液限粘土、低液限粘土及粘土质砾，少量高液限粘土。

沿线砂石丰富，砂质好，石料主要为石灰岩，质量可靠，运输便利。

在设计过程中均严格按照相关规范并参考有关设计资料，贯彻“以人为本，结合安全、经济、耐久、环保”的设计思想，进行了路线纵面线型设计、路基一般设计、防护设计及路基综合排水设计、路面结构及排水设计、路段沿线涵洞和通道设计等。

并运用了路面设计软件HPDS2003、公路综合设计软件Hard2006、桥梁设计软件为桥梁通、造价软件为同望概预算软件等辅助设计完成了在工程上可行，在结构上可靠，在经济上合理的设计方案。

总之，通过本次设计，学会了搜集资料、分析问题、解决实际工程问题的方法，进一步巩固已学的课程，并能查阅资料、专业文献，熟悉、理解和应用公路工程技术标准和公路设计规范。

诚然，该设计也有些不足之处，希望各位领导、老师指正。

2 路线2.1 设计资料2.1.1原始资料（1）本设计路段（K64+000～K66+000）平面线形其控制点坐标表（长度单位以米计）见下表：控制点坐标表 表2-1（2）平曲线设计为：m L L m R R S S 85,40002121====，经计算所得曲线要素见下表：表2-2路线逐桩坐标表见图SI-27。

2.2设计原则路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。

公路路线设计是一项立体线形设计，应注意立体线形设计中平、纵、横面的舒顺、合理的配合。

在工程量增加不大时，平、纵线形应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小值或极限值，也不应不顾工程量的大幅增加，而片面追求高指标。

2.3 设计内容2.3.1横断面设计(1)由设计任务书说明部分可知, 本高速公路的路基横断面属整体式断面，其断面形式为：路基宽度为33.0m ，双向6车道，中央分隔带3.00m ，土路肩为2×0.75m ，硬路肩为2×3.0m ，行车道为6×3.75m 。

(2)考虑本路段地处江南丘陵过湿区，雨量充沛，为有利于路面排水，选取路拱坡度为：行车道与硬路肩部分采用2％的横坡；土路肩部分采用3％的横坡。

(3)因本路段圆曲线半径（m R m R 4000,400021==） 均为不设超高的圆曲线最小半径（4000min =R m ），所以本路段沿线不设超高。

2.3.2平面设计(1) 公路平面线形由直线、曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。

(2) 采用直线线形时，应注意直线同地形、环境的协调与配合，并不宜采用长直线。

直线线形亦不宜过短，曲线间设置直线段时，其最小长度为：当设计速度(100km/h)≥60km/h 时，同向曲线间最小直线长度(以m 计)以不小于设计速度(以km/h 计)的6倍为宜；反向曲线间的最小直线长度(以m 计)以不小于设计速度(以km/h 计)的2倍为宜。

(3) 选用圆曲线半径时，在与地形、地物等条件相适应的前提下，应尽量采用大半径，但圆曲线最大半径值不宜超过10000m 。

因本路段处一级公路平原微丘区，查表[14]25-可知：圆曲线一般最小半径：min700Rm =，极限最小半径：min400Rm =。

(4) 一般情况下宜采用超高为2%～4%的圆曲线半径。

2.3.3纵断面设计纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。

纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与景观的影响。

路线交叉处前后的纵坡应平缓。

平原地形的纵坡应均匀、平缓。

丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。

(1)控制指标①最大纵坡：高速公路平原微丘区max 4%i ≤；②理想最大纵坡1i 和不限长度的最大纵坡2i 查表[12]45-得：121.67%, 2.76%i i ==； ③竖曲线设计指标（最小半径） 竖曲线最小半径 表2-3(2)纵断面拉坡拉坡设计见下表(3)竖曲线设计：①BP 1处竖曲线：竖曲线计算按式[15](44~47)--计算：21i i ω=- LL R ωω==22L R T ω==22x h R=22T E R=式中：ω－相邻竖曲线坡度代数差； L －竖曲线长度； R －竖曲线半径； T －竖曲线切线长； h －竖曲线上任一点竖距； E －竖曲线外距。

依据高等级公路要求的最小半径，对应于高速公路行车速度100/s V km h =，凸形竖曲线R ≥16000。

两相邻竖曲线坡度代数差较小时，应选用大半径的竖曲线以满足竖曲线的最小长度要求。

取1BP 所对应的竖曲线半径R ＝16800m （凸形）；，53.0,33.221==i i ，则：mT L i i 0.680416800212.511E m;2.511/24.023;L m 4.023%8.116800%;-1.8%33.2%53.02min 12=⨯⨯===>=⨯==-=-=ω竖曲线起点桩号＝（K64+499.653）-151.2=( K64+ 348.453)； 竖曲线起点高程＝855.636-151.2×2.33%＝852.113m ； 竖曲线终点桩号：（K64+499.653）+151.2=(K64+ 650.853)； 竖曲线终点高程＝855.636+162.3×0.53%＝856.496m 竖曲线上任意一点的设计标高计算：起点或终点的桩号差。

为计算点桩号与竖曲线为计算点纵距，，其中：为纵坡度；为计算点切线高程，为变坡点标高，且其中：设计标高x y Rx y i H H ix T H H y H H 2)(:210011=•--=±= 取其中一桩号K64+400 为例进行计算:x=400-348.453=51.547m079.016800251.547222=•==R x y853.31%33.2)547.512.151(855.636)(01=•--=•--=i x T H H389.853079.031.8531=+=+=y H H其它各点计算同上，且计算结果列于下表：②2BP 处竖曲线：（凹形）取R=11400>10000，满足视觉效果要求；mT L i i 661.01140021122.758E 122.758m;248.52/2;245.516m %15.211400%;15.2%53.0%68.2212=⨯⨯====⨯==-=-=ω竖曲线起点桩号＝（K65+600）-122.758=( K65+ 477.242)； 竖曲线起点高程＝861.429-122.758×0.53%＝860.78m ； 竖曲线终点桩号 =（K65+600）+122.758=(K65+722.758)； 竖曲线终点高程＝861.429+122.758×2.68%＝864.72m 竖曲线上任意一点的设计标高计算同上。

以20m 为一桩进行加密，计算结果列于下表：3 路基工程3.1设计资料3.1.1本路段地处东南湿热区，该区雨量充沛集中，雨型季节性强，水稻田多，土基湿软，强度低，必须认真处理。

3.1.2沿线有较丰富的砂石材料，砂质好，石料为石灰岩，且沿线附近石灰岩储量较丰，质量可靠，运输便利。

3.1.3全线路幅为整体式断面，路幅布置为：路基宽度为33.0m，双向6车道，中央分隔带3.00m，土路肩为2×0.75m，硬路肩为2×3.0m，行车道为6×3.75m。

3.2 设计原则及设计指标3.2.1设计原则(1)路基设计之前，应做好全面调查研究，充分搜集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。

(2)路基设计应兼顾当地农田基本建设需要。

(3)沿河线的路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁，在受水浸淹和冲刷的路段，可采用挡土墙、砌石护坡、石笼、抛石等直接防护措施。

(4)路基设计宜避免高路堤与深路堑。

(5)水文及水文地质条件不良地段的路基设计最小填土高度应小于路床处于中湿状态的临界高度。

(6)受水浸淹路段的路基边缘标高，应不低于路基设计洪水频率的水位加壅水高、波浪侵袭高，以及0.5m的安全高。

(7)路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，防护类型的选择应综合考虑工程定性不足和存在不良地质因素的路段，应注意路基边坡防护与支挡加固的综合和耐久。

(8)膨胀土地区路基设计，应避免大填、大挖，以浅路堑、低路堤通过为宜，路基设计应以防水、保湿、防风化为主，结合坡面防护，降低边坡高度，连续施工，及时封闭路床和坡面。

3.2.2设计指标（1）路基压实度（重型）及其填料最小强度要求如下表：表3-1①弱膨胀土路堤边坡坡度及平台宽度见下表：②弱膨胀土挖方路基边坡坡度和平台宽度见下表：表3-33.3 设计计算说明3.3.1一般路基设计本路段沿线土质为粘质土，绝大部分区域填挖高均小于20m，边坡开挖或填筑后，只需及时防护，稳定性便能满足要求；在填挖高大于20m区域（K65+860处挖20.554m、K65+560处填20.067）作特殊处理。

(1)路堤设计见路基标准横断面图SI-37。

(2)路堑设计见路基标准横断面图SI-37。

3.3.2 路基防护设计(1)一般路基防护①路堤边坡防护a.填土高度h≤2m时，路基坡面采用直接种草防护；b.填土高度2m＜h≤12m时，路基坡面采用铺草皮防护。

②路堑边坡防护a.挖深h≤2m时，路基坡面采用直接种草防护；b.挖深2m＜h＜5m时, 路基坡面采用铺草皮防护；c.挖深5≤h＜8m时，路基坡面采用拱形浆砌片石骨架植草防护。

(2)特殊路基防护①路堤边坡防护填土高度h≥12m时，路基坡面采用窗孔式护面墙，尺寸见设计图SI-45。