一级公路设计与计算毕业设计说明

1、方案比选1.1设计资料该路段所在地区处属于东部温润季冻区，气候温暖。

夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性；最大冻深为1.91m，设计路面的总厚度时要考虑这个因素，保证最小防冻厚度。

主风向为西南风。

（1）沿线的工程地质及水文地质情况沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上1米以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落带地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。

山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5米以下。

（2）沿线的植被及土壤分布情况。

多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木区，农田多旱地。

沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。

（3）道路建筑材料及分布情况沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。

故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。

（4）交通量资料：①近期交通量②交通增长率：7 % 。

③道路必经点: 无要求。

④其它：无。

1.2主要技术标准和设计规（1）主要技术标准本项目为公路一级，设计速度为80km/h。

设计荷载等级：公路-Ⅱ级。

场地位于抗震设防烈度小于六度区，地震动峰值加速度0.05g，不需进行抗震设防。

（2）设计规《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）《公路路线设计规》（JTG D20-2006）《公路路基设计规》（JTG D30-2004）《公路沥青路面设计规》（JTG D50-2006）1.3平原选线原则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。

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比较。

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，从性车的安全、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。

平原地区河道密布、沟塘众多，在交通工程建设中，特别是一级公路建设中，桥涵构造物及沟塘软基处理增多，使得工程造价大大增加，在一级公路中，桥涵构造物和沟塘处理费用要占总造价的一半以上，因此所选路线直接影响着工程的总造价，在选线时要作认真的比较，绕避沟塘和减少中小桥涵的数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短，交角变小，但这样往往又会使路线变小，对一些方案的路线，进行估算比较后选择造价较低的路线，有时在个别地段，由于地形限制，要达到一级路的要求需要增加相当大的费用，例如沿河路线要跨越该河时，由于该河较宽且为等级航道，如果达到一级公路技术标准，要么使大桥角度斜穿河道，要么在桥头设匝道，大桥大角斜穿河道相应就增加了桥长和跨径，角度越大增加越大，所需要的费用也就越多；在桥头设置匝道，由于是等级航道，通航净空较大，桥头较高，要使匝道部分平曲线，竖曲线达到一级路要求，匝道将会很长，也就是说大大增加了路线长度，增加了费用，为了减少费用，在这些地段的路线常采用规规定的极限值，甚至在极个别情况下，采用低于规极限值的标准，这样虽使个别地段标准有所降低却省了数目可观的费用，同时通过交通工程的设计如设置急速标记、减速车道、加速车道等，弥补线形的不足，使路线线形总体能达到设计要求。

1.4纸上选线充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。

平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧能，人均耕地0.5~1.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系，常用的方法是利用河堤，利用河堤好处较多，除了节省耕地，不破坏水系外，还有以下一些好处：①利用老路，这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的，长期的自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；②可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；③由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，接生了耕地；④可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过10km，多为一些低等级砂石路相连且人口较多，每个乡镇达到4~8万人，当道路等级提高后，可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；⑤有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。

2、平面设计2.1本段主要技术指标2.2平曲线设计考虑到自然地理特征，由于设计为一级公路，要充分考虑线路的线性要求，保持线性的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。

经反复比选，最后确定路线起点K0+000--K2+337.06，平曲线线性如下图。

2.3平曲线要素计算考虑到自然地理特征，由于设计为一级公路，要充分考虑线路的线性要求，保持线性的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。

经反复比选，最后确定路线起点K0+000--K2+337.06。

JD1曲线参数计算取圆曲线半径R=1500m ，转角α=24°44′14″ m R T 933.3282αtg ×==m R L 615.647180π×α×==m COS R E 642.3512α1×0=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2.4缓和曲线要素计算 JD2曲线参数计算取R=360m ，转角α=63°40′49″ls1=ls2=60.25m根据公式：R l p s 242=232402R l l q s s -=切线长824.2532)(=++=q atg p R T H 曲线长5906.4602180π)β2(0=+︒-=s H l a R L 外距258.642sec )(=-+=R aP R E H计算得曲线参数表如下表：3、纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。

纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，确定起伏空间线的位置，以便达到行车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的目的。

3.1 纵坡及坡长设计3.1.1概述沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。

由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。

纵断面设计根据地形、地质、水文、地物，综合考虑平面、横断面而设。

设计纵坡连续、协调、充分利用旧路。

纵断面是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一，见纵断面设计图。

在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。

纵断面设计线是由直线和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。

在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。

3.1.2最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。

它是道路纵断面设计的重要控制指标。

本次设计一级公路设计速度为60km/h，最大纵坡取4%，本设计最大坡度为4%，符合设计要求。

3.1.3最小纵坡挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。

在长路堑以及其他横向排水不利地段，为了防止积水渗入路基而影响其稳定性，各级公路均应设置不小于0.3％的最小纵坡，一般情况不小于0.5％。

当必须设计平坡或纵坡小于0.3％的路段时，边沟应作纵向排水设计，本设计最小坡度为0.8%符合要求。

3.1.4坡长限制（1）最小坡长限制最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。

60km/h 时规定最小为150m 。

（2）最长坡长限制所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶时，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。

《规》规定的最大坡长如表5.1所示。

本次设计中设计坡度4%时坡长为900m ，设计坡度为0.8%时坡长为1528m ，均符合设计要求。

表5.1 各级公路最长坡长3.1.5缓和坡段当连续纵坡大于坡长限制时，应在不大于表5.1所规定长度处设缓和坡段，用以恢复在陡坡上降低的速度和保证安全。

《标准》规定缓和坡段的纵坡度应不大于3％，其长度应不小于该级公路相应的最短坡长。

在必须设置缓和坡段而地形又困难的地段，可将缓和坡段设置于半径较小的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度。

此时缓和坡段的长度应予增加，所增加的长度为该平曲线的半径值。

3.1.6平均纵坡平均纵坡是指由若干坡段组成的路段所克服的高差与路现长度之比，是衡量设计速度/(km/h)120 100 80 60 40 30 20 坡 度 / ％3 900 1000 1100 1200 － － －4 700 800 900 1000 1100 1100 12005 － 600 700 800 900 900 10006 － － 500 600 700 700 8007 － － － － 500 500 6008 － － － － 300 300 4009 － － － － － 200 300 10－－－－－－200线形质量的重要指标，目的是为了合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。

本公路的相对高差小于200m ，顾可以不考虑平均纵坡。

3.1.7合成坡度合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即为流水线方向。

合成坡度的计算公式为：22i i I h +=式中 ， I ――合成坡度，％；h i ――超高横坡或路拱横坡，％；i ――路线设计纵坡坡度，％。

一级公路最大允许合成坡度值的规定为小于10.5％本次设计中最大合成坡度为：%4.604.005.0Im 2222=+=+=i i ax h ， 6.4％＜10.5％，符合设计要求。

各级公路最小合成纵坡不宜小于0.5％。

当合成纵坡小于0.5％时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。

3.2 道路平纵组合 3.2.1平纵组合的设计原则（1）应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保证视觉的连续性。

（2）注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。

（3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。