重庆大学网络教育学院土木工程(道路桥梁方向)毕业论文

1. 绪论交通对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用，近年来，我国公路建设方面成就十分显著，国家在基础建设资金的大规模连续投入之后，公路基础设施显著改善，公路路网也更加合理。

大量高等级公路的建设和使用，为汽车快速、高效、安全、舒适地运行提供了良好的条件，标志着我国的公路运输事业和科学技术水平进入了一个崭新的时代。

景洪市小曼二级公路地区属于温润季冻区，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。

设计的主要内容包括：原始资料、公路平面设计、公路纵断面设计、公路横断面设计等部分。

本着科学、谨慎、认真、务实的原则。

本人在设计过程中参阅了《公路勘测设计》、《公路设计规范》、《路基路面工程》、《公路设计手册》、《工程概预算》等专业文献。

力求做到在技术上先进适用；费用上经济合理；施工上安全可靠，并把理论知识与现场实践相结合，从而达到使设计更加完善的目的。

1.1 原始资料本设计是根据所给比例尺为1：500的等高线地形图，以及所在的地区的气候、土壤、地质、水文等资料进行的二级公路的施工设计。

本设计地形图主要为平原微丘区，整个设计应遵循山岭平原微丘二级公路的技术标准。

1.1.1 地形、地貌本设计路段所在地区处属于东部温润季冻区，平原微丘区。

1.1.2 地质、气候、水文该路段所在地区属于温润季冻区，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。

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。

1.1.3 沿线的植被及土壤分布多丘陵和山地，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。

1.1.4 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。

1.1.5 公路设计基本参数通过对该公路所处的地形、地貌、公路等级、交通量及设计车速的分析调查，对远景交通量进行计算，满足《公路路线设计规范》2.1.1规定：“双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000辆。

”的要求，确定采用平原微丘区二级公路进行设计。

现依据《公路工程技术标准》和指导老师下达的设计任务书，将本次设计所采用的指标列出如下：设计车速60Km/h远景交通量6280辆/日圆曲线一般最小半径200m圆曲线极限最小半径125m公路最大纵坡6%公路最小纵坡0.3%缓和曲线最小长度35m平曲线最小长度100m同向曲线最小长度6v=360m反向曲线最小长度2v=120m平曲线最大超高8%行车道数 2行车道宽度2×3.5m硬路肩宽度2×2.5m土路肩宽度2×1.0m纵坡最短坡长150m最大直线长度20v=1200m平曲线采用的超高方式绕中线旋转凸形竖曲线半径极限最小值1400m一般最小值2000m凹形竖曲线半径极限最小值1000m一般最小值1500m竖曲线最小长度50m设计荷载公路Ⅱ级2.公路平面设计平面设计是公路设计的基本组成部分，是根据汽车行使的性能，结合当地的地形条件，按照公路设计规范在平面上布置出一条通顺，舒畅的线形来设计的。

2.1 平面方案比选2.1.1 公路平面设计的技术标准根据公路等级为二级公路，设计车速为60Km/h，由《公路工程技术标准》中查得下列指标：圆曲线最小半径：一般值为200m，极限值为125m；缓和曲线最小长度为35m；平曲线最小长度为100m；同向曲线间的直线最小长度不小于6v=6×60=360m；反向曲线间的直线最小长度不小于2v=2×60=120m。

2.1.2 方案确定收到毕业设计任务书后，根据任务书要求，对地形图进行处理，处理内容包括：①移动地形图使之与坐标方格网所示坐标相吻合（本地形图不需要进行旋转）。

②检查原始地形图，更改地形图上明显错误的等高线和地形点标高。

③数字化地形图，由图面等高线、地面高图层生成DTM，并进行处理，使地模尽可能与原地形吻合。

然后进行选线、路线平纵横设计、两方案比选工作，最后确定采用方案，细化设计内容。

本设计采用高程设计线在路基中线，超高旋转轴为路基中线，横断面加宽过渡方式采用四次抛物线加宽。

由于需要满足平曲线超高渐变率的要求，在部分平曲线中采用了较小的圆曲线半径和较大的缓和曲线长，经过比选，两方案的平、纵均满足各项指标要求，方案二较为经济合理，故最终以方案二进行设计。

2.1.3 方案比选做出两方案的平纵设计时比选，比选情况如下表：2.2平面线形要素计算JD1计算为例本次设计取圆曲线的半径为400m ，缓和曲线长度取50m ，缓和曲线应满足的条件：mR Rl m V l mR V l s s s 400~4.44~9:)3(506.36036.33:)2(44.1940060036.0036.0:)1(min ,33===⨯===⨯==缓和曲线的取值必须大于（1）、（2）值的最大值，且大于技术标准中规定的最小长度值，同时取值还应在条件（3）的取值范围内，本次设计取缓和曲线的长度50m 满足条件的要求，故本次缓和曲线的长度取50m 。

由图面有：起点QD （470.733 ，209.553 ）、JD 1（451.753 ，332.446 ）、JD2（467.879 ，575.390 ）坐标增量： 11,---=-=i i Y i i X YJ YJ D XJ XJ D (2-1)象限角： XYD D arctg =θ (2-2) 交点间距： ()()22Y X D D S +=(2-3)计算方位角A ：θ=>>A D D Y X 时，0,0 (2-4) θ-=><1800,0A D D Y X 时， (2-5) θ+=<<1800,0A D D Y X 时， (2-6) θ-=<>3600,0A D D Y X 时， (2-7) 转角”左偏为“”右偏，为“-+-=-i i i i i A A ααα,1 起点QD 与JD 1之间：坐标增量： =X D 451.753-470.733=-18.98m=Y D 332.446-209.553=122.893m交点间距： ()()＝22893.1228.981-+=S 124.35m象限角： ︒-=22.8198.18893.122 ＝arctgθ因为x D ＜0，y D ＞0，故方位角︒︒-=78.9822.811800＝A JD 1与JD2之间：坐标增量： =X D 467.879-451.753=16.126m=Y D 575.390-332.446=242.944m交点间距： ()()m S 478.243944.242126.1622=+=象限角： ︒==202.86126.16944.242arctgθ因为x D ＞0，y D ＞0，故方位角︒202.861＝A转角： ︒-︒-︒-=578.1278.98202.8601＝＝A A i α2.3 平曲线几何要素计算JD1计算为例图 2-1平曲线如图2-1几何元素的计算公式如下：)(240223m R L L q s s -= (2-8))(238424342m R L R L p ss -=(2-9) )(6479.280rad RL s=β (2-10) )(2)(m q tgp R T ++=α(2-11))(2180)2(0m L R L s +-=πβα (2-12))(2sec)(m R p R E -+=α(2-13)L T J -=2 (2-14)JD 1处的几何元素：mJ mE mL mtg T m p m q 405.0802.137104.692683.24002578.12sec )260.0400(802.137502400180581.32578.12(104.69996.242578.12260.0400581.3400506479.28260.04002384504002450996.2440024050250034223=-⨯=︒+=⨯+⨯︒⨯︒=+︒+︒=⨯==⨯-⨯==⨯-=＝－＝）－＝）＝（πβ2.4 主点里程的计算主要点里程： JD 1处：=1JD K0+124.350=-=T JD ZH 11 K0+055.246 =+=s L ZH HY 11 K0+105.246 =-+=s L L HY YH 211 K0+143.049 =+=s L YH HZ 11 K0+193.049=-=211LHZ QZ K0+124.147 其余各点计算里程桩号为。

2.5 公路中桩坐标的计算 2.5.1 计算直线中桩坐标如图2-2，设交点坐标为JD （XJ ，YJ ），交点相邻直线的方位角分别为A1和A2。

图2-2 中桩坐标计算图则ZH （或ZY ）点坐标：)180cos(1 ++=A T XJ X ZH (2-15))180sin(1++=A T YJ Y ZH (2-16) )(YZ HZ 或点坐标：2HZ A cos T XJ X += (2-17)2sin A T YJ Y HZ += (2-18) 设直线上加桩里程为HZ ZH L ,,表示曲线起、终点里程，则 前直线上任意点坐标)(ZH L ≤)180cos()(1 +⋅-++=A L ZH T XJ X (2-19) )180sin()(1 +⋅-++=A L ZH T YJ Y (2-20)后直线上任意点坐标)(HZ L >2cos )(A HZ L T XJ X ⋅-++=(2-21)2sin )(A HZ L T YJ Y ⋅-++= (2-22)2.5.2 计算曲线中桩坐标曲线上任意点的切线横距：⋅⋅⋅+-+-=6613449225599040345640s s s L R l L R l L R l l x (2-23) 式中：l —缓和曲线上任意点至)(HZ ZH 点的曲线长 s L —缓和曲线长度1) 第一缓和曲线)(HY ZH -任意点坐标：)RL l 30A cos()RL l 30cos(x X X s 21s 2ZHπξπ+⋅+= (2-24))30sin()30cos(212s s ZHRL l A RL l x Y Y πξπ+⋅+=2) 圆曲线内任意点坐标 a 由YH HY -时，⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⋅+=R L l A R l R X X s HY πξπ)(90cos )90sin(21 (2-25)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⋅+=R L l A R l R Y Y s HY πξπ)(90sin )90sin(21 式中：l —圆曲线内任意点至HY 点的曲线长； HY HY Y X ,—HY 点坐标； b 由HY YH -时：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⋅+=R L l A R l R X X s YH πξπ)(90180cos )90sin(22 (2-26)⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⋅+=R L l A R l R Y Y s YH πξπ)(90180sin )90sin(22式中：l —圆曲线内任意点至YH 点的曲线长； 3) 第二缓和曲线)(YH HZ -内任意点坐标；)30180cos()30cos(222s s HZRL l A RL l x X X πξπ-+⋅+= (2-27))30180sin()30cos(222ss HZRL l A RL l x Y Y πξπ-+⋅+=式中：l —第二缓和曲线内任意点至HZ 点的坐标； 4) 方向角计算a 缓和曲线上坐标方向角：,RL l 90A s2i i πξα+= n 2,1i ⋅⋅⋅= (2-28)ξ转角符号，第一缓和曲线右偏为“+”，左偏为“—”； 第二缓和曲线右偏为“—”，左偏为“+” ；式中：l —缓和曲线上任意点至)(HZ ZH 点的曲线长；s L —缓和曲线长度；b 圆曲线上坐标方向角：,)(90ss i i RL L l A πξα++= n i ⋅⋅⋅=2,1 (2-29)ξ为转角符号，右偏为“+”，左偏为“—”； 2.5.3 坐标计算过程以桩号ZH 、K0+020、K0+100和K0+120为例，计算如下：已知：交点JD 1处坐标为（451.753 ，332.446），T= 69.104 m,A 1=98.779°,s L =50m 1) ZH 点坐标：=ZH X 451.753+69.104cos （98.779°+180°）=462.301=ZH Y 332.446+69.104sin （98.779°+180°）=264.1522) K0+020 点处于前直线段上，坐标为：=X 451.753+（69.104+55.246-20）×cos （98.779°+180°）=467.68 =Y 332.446+（69.104+55.246-20）×sin （98.779°+180°）=229.319 3) K0+100点处于ZH 与HY 之间，坐标为：754.44246.55100＝-=l＝661344922550400599040754.44504003456754.445040040754.44754.44⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-=x 44.743＝)50400754.4430779.98cos()50400754.4430cos(743.44462.30122⨯⨯⨯-⋅⨯⨯⨯+=ππX 456.210＝)50400754.4430779.98sin()50400754.4430cos(743.44264.15222⨯⨯⨯-⋅⨯⨯⨯+=ππY 308.4844) K0+120点处于HY 与YH 之间：754.14105.246120＝-=l＝⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯-⋅⨯⨯⨯⨯+=400)50754.14(90779.98cos )400754.1490sin(4002455.701ππX 454.635＝⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯-⋅⨯⨯⨯⨯+=400)50754.14(90779.98sin )400754.1490sin(4002313.706ππY 328.420 计算出路线的逐桩坐标如下页表：3.公路纵断面设计纵断面是一条沿着道中线竖直剖切，然后展开即为路线纵断面。