高速公路毕业设计说明

西南交通大学
本科毕业设计（论文）
德格一级公路
两河口至老街子段路基路面组合设计
年级: 123123323
学号: fhfhfhfhfh
姓名: fghfhgfhgfhgf
专业: 土木工程
指导老师: fhfhfhfhf
2009年04月
院系 dgdgdgdgdg 专业 dgdgdgdgdg
年级 dgdgdgdgdgdgdgd 姓名 fdgfdgdgdgdgdgdgd 题目德格一级公路两河口至老街子段路基路面组合设计
指导教师
评语
指导教师 (签章)
评阅人
评语
评阅人 (签章)
成绩
答辩委员会主任 (签章)
年月日
毕业设计（论文）任务书
班级 dgdgdgdgdg 学生 dgdgdgdgdgd 学号 dgdgdgddd
发题日期：2009年04月10日完成日期：月日题目德格一级公路两河口至老街子段路基路面组合设计
1、本论文的目的、意义通过路基路面结构设计、方案比较和专题设计，加深学生对已学理论的理解及掌握，培养学生综合应用有关理论进行道路工程设计的能力。

2、学生应完成的任务设计说明书、毕业实习报告和英文翻译原稿与译稿。

其中设计说明书应包括横断面设计路线设计（平面设计）、路基边坡支防护工程专题设计、水泥混凝土及沥青路面结构设计、路面结构的细部设计。

3、论文各部分容及时间分配：（共 12 周）
第一部分 ( 周) 第二部分 ( 周) 第三部分( 周) 第四部分( 周) 第五部分( 周) 评阅及答辩( 周)
备注
指导教师：年月日
审批人：年月日
摘要
本设计为德格一级公路两河口至老街子段路面组合设计。

本设计包括平面线形设计，线路横断面设计，刚性路面和柔性路面设计比选方案，标准断面排水；混凝土路面接缝设计；路肩等细部构造设计等等。

关键词：
Abstract （正文略）
key words：
目录
第 1 章绪论 (1)
1.1 公路发展概况…………………………………………………
1.2 设计概况………………………………………………
第 2 章平面设计…………………………………………………
2.1 公路等级的确定…………………………………………………
2.2 设计行车速度的确定…………………………………………………
2.3 选线设计…………………………………………………
2.4 平面线形设计…………………………………………………
第 3 章纵断面设计…………………………………………………
3.1 纵断面设计原则…………………………………………………
3.2 纵坡设计的要求…………………………………………………
3.3 纵坡设计的步骤…………………………………………………
3.4 竖曲线设计…………………………………………………
第 4 章横断面设计…………………………………………………
4.1横断面设计原则…………………………………………………
4.2超高的确定及过渡方法…………………………………………………
4.3超高值的计算…………………………………………………
4.4路基设计的容…………………………………………………
4.5横断面的绘制…………………………………………………
第5章排水设计…………………………………………………
5.1排水设计的原则…………………………………………………
5.2排水设计的具体步骤…………………………………………………
5.3路面排水设计…………………………………………………
5.4排水系统分析…………………………………………………
第6章路面设计…………………………………………………
6.1路面设计的容…………………………………………………
6.2路面设计步骤…………………………………………………
6.3路面设计…………………………………………………
第7章设计总结…………………………………………………
主要参考文献…………………………………………………
第1章绪论
纵观当今世界，经济发达的强国，无一不是公路发达的国家。

公路已成为一个国家生产力是否发达的重要标志，也是一个国家实力的重要组成部分。

1.1德格一级公路修筑的意义
本路段起点位于凉山州彝族自治州两河口，首先介绍凉山彝族自治州基本概况：凉山彝族自治州位于省西南部，总面积6.01万平方公里。

辖、德昌、会理、会东、宁南、普格、布拖、昭觉、、雷波、美姑、甘洛、越西、喜德、冕宁、盐源及木里藏族自治县等17个县市、616个乡镇，是全国最大的彝族聚居区和省民族类别最多、少数民族人口最多的地区。

全州总人口415.48万。

凉山是一个资源十分富集，开发潜力巨大的地区，是省委、省政府确立的“攀西资源综合开发区”的重要组成部分。

党和国家领导人历来对这一地区的资源开发和经济社会发展十分重视。

富甲天下的水能资源。

凉山境江河纵横，水能资源极其丰富，理论蕴藏量达7100多万千瓦，可开发量4952万千瓦，占全省的三分之一。

流经凉山的雅砻江、金沙江、大渡河“三江”流域，流量大、落差大，具有广阔的水电开发前景，是国家“西电东送”的重要基地和骨干电源点。

得天独厚的矿产资源。

凉山地处著名的攀西裂谷成矿带，是我国乃至世界罕见的“聚宝盆”，被誉为“中国乌拉尔”。

境矿产资源十分富集，具有品位高，埋藏浅，采取条件好，综合利用价值高的特点。

现已探明矿种84种，有相当储量的达60种，其型、特大型矿床30处，中型矿床63处。

极为丰富的农业资源。

凉山光热丰富，雨量充沛，立体气候特征明显，农业和生物资源极具特色，被誉为各类动植物的基因库。

安宁河谷是省第二大平原，素有“川南粮仓”美誉，是国家优质烟叶、储备烟叶、出口烟叶的重要基地；甘蔗平均亩产5吨以上，最高亩产达15吨，平均含糖量13.5%；蚕茧一年可养四季，个大质优，单粒丝长达1200米；各类蔬菜具有“早、优、高、稀、特”的优势；苹果、石榴、脐橙等水果享誉省外。

凉山是全省三大林区、三大牧区之一，有林地173万公顷，森林覆盖率30.6%，活立木蓄积量达2.3亿立方米；草地241万公顷，占总面积的40%以上，牧草产量高、草质好，仅草本类优良饲草就达上百种；野生植物资源名目繁多，仅中草药就有2400余种，被称为“川
南中草药宝库”。

绚丽多彩的旅游资源。

凉山自然风光秀美，自然、人文景观遍布各地，民族民俗风情别具特色，是省旅游资源最丰富的地区之一。

终点市境老街子，市是攀区最大的城市（地级市）。

是南部地区最富裕的城市，也是省重点打造的四座特大城市之一，人均GDP第一，城镇居民人均可支配收入第二（仅次于），连续两年区域综合竞争力位居第二名，市自然资源得天独厚，这里拥有丰富的矿产、水力和农业资源和旅游资源。

德格一级公路为攀高速公路组成部分，攀高速公路是国家实施西部大开发战略、交通部规划的西部大通道至磨憨口岸公路的重要组成部分，是省高速公路网中的主干线之一，项目的建设对完善省总体路网规划布局，促进攀区经济发展具有重要意义。

设计概况
本设计为德格两河口至老街子段一级公路组合设计。

德格一级公路两河口至老街子位于省西部，地处青藏高原东南缘的横断山系凉山高原中高山区。

区地势北高南低，向南微倾，山脉水系与地质构造线方向一致，呈SN走向。

线路沿安宁河而行。

安宁河属雅袭江一级支流，线区呈NS流向。

安宁河河谷较为开阔，两侧、特别是东侧多可见大小不等的冲积阶地及泥石流堆积扇体。

区羽状水系发育，有水河、河边河等次级水系。

安宁河流量随季节变化大，雨季山洪暴发，河水漫溢；旱季时则河床暴露，甚至断流。

据安宁河安于桥、漫水湾水文站观测，最低、最高水位差3.53~5.46m，年平均流量40.6~114m3/s，最大流量2590m3/s，其流量变幅达80~260倍。

本区属中亚热带季风气候，其主要特点是寒暑差异不大，雨旱两季分明。

10月至次年5月为旱季，气候干爽，冬春多季风，蒸发量大，6~9月为雨季，月降雨量150~250mm，全年降雨量1040mm。

雨季连续无降水日数不超过10天。

由于地形的影响，安宁河谷与两岸山地气候差异比较明显，就安宁河河谷区（工程区）而论，年平均气温13℃，最高气温36.15℃，最低气温-10.7℃，气温日变化较大。

多年平均相对湿度在69%左右。

无霜期为236天，多年平均风速2.4m/s，最大风速20m/s，无严寒酷暑，四季不太分明，年平均日照时数约2400小时。

1.2地层岩性
区地层发育较为齐全，除石炭系外，从下元古界至新生界各系均有出露。

震旦系、古生界和三叠系为一套海相沉积岩，间夹火山岩及火山碎屑岩，主要分布于工程区以东地区。

保罗系自主系为一套陆相地层，分布极广。

新生界为不厚的冲积、洪积、泥石流堆积、冰积物，分布仅限于安宁河等河谷地带。

1.3地质构造
工程区位于川滇南北向构造带E级构造带一一安宁河断裂带北段，安宁河断裂带呈SN向延伸，由一系列规则的南北向分支断裂组成，断裂带宽10~20km，延长约700km，断裂面总体倾向东，倾角73︒~80︒，为一组高角度的冲断层。

历经多期构造活动，形成和发展了以南北向构造为主体，并兼有北西向、北东向和东西向构造互相穿插交切，形成南北呈条，东西呈块的构造格架。

安宁河断裂是控制本区地层岩相、岩浆岩体分布的深大断裂带，其多期活动性决定了本区复杂的岩浆岩体的形成。

1.4根据工程可行性研究报告，路段所在地区近期交通量调查资料以及根据交通调查进行综合分析所得交通预测增长率如表。

设计交通量预测年限取20年。

经交通预测，初步拟定采用双向四车道，计算行车速度80km/h, 路基宽2
2.5m,交通调查显示，本段所过车辆基本为解放CA10B.解放CA390.黄河JN360.长征XD160.太脱拉111R.太脱拉130S.日野KF300D.等
本设计提供线路平面与横断面。

纵断面设计，提供刚性与柔性路面两种方案比选，以下为对设计过程的详细说明：
（一）选线部分：首先本路段处于安宁河附近，海拔较高，沿途有河流，沟谷大量的存在，并且有不良地址发育，因此在选线设计中均采取绕避的方法，但线路基本平直，全线无超限坡，但考虑到线路拔起高度相对比较大，考虑到工程造价的问题，通过反复必选，线路线形基本合理，经过交通20年的预测，确定线路设计时速80KM，线路半径按照规选取。

（二）路面设计：本设计采用两套路面设计方案，分别为刚性路面和柔性路面。

采用规《公路沥青路面设计规》（报批稿）JTG D50—2004；《公路水泥混凝土路面设计规》JTG D40——2004；采用以本规为基础的设计软件HPDS2003进行路面的厚度及力学性能的验算。

（1）柔性路面的设计，本区属中亚热带季风气候，其主要特点是寒暑差异不大，雨旱两季分明。

10月至次年5月为旱季，气候干爽，冬春多季风，蒸发量大，6~9月为
雨季，月降雨量150~250mm，全年降雨量1040mm。

，石料磨光值PSV采用大于42，一级公路采用设计年限15年因为年降雨量为1040mm，大于1000mm。

所以面层需要用集料与沥青粘附性宜达到5级，
第2章平面设计
道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线
的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。

路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。

2.1 公路等级的确定
交通量是单位时间通过道路某断面的交通流量（既单位时间通过道路某断面的车辆数目），根据本路段交通量调查：
近期交通组成与交通量
*含中型客车折算量。

可得远景20年平均交通量大概是28767（辆/日），依据《公路工程技术标准JTG B01—2003》在综合考虑线路等级的情况下。

拟定为双向四车道一级公路，本路段位于川西高原，安宁河附近，线路在高程上限制较小，主要对平面障碍适当绕避，以降低工程造价，本段年降雨量大约为1040mm，应该对线路防排水做特别重视的设计。

2.2 设计行车速度的确定
“设计车速”是在气候正常，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。

依据《标准》从工程难易程度,工程量大小及技术经济合理的角度考虑,各级公路的设计车速按地形分为两类,由于位于高原地带。

一级公路的时速拟定为80KM 2.3 选线设计
2.3.1选线的基本原则：
（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应
（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。

（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。

在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。

（4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。

（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。

（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。

（7）选线应综合考虑路与桥，涵等的关系。

2.3.2 选线的步骤和方法：
A 选线
道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。

在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过电子地图选线把路线的平面布置下来。

a 全面布局
全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。

就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。

具体的在方案比选中体现。

路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。

主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由导师师规定的。

而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。

上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。

b 逐段安排
在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。

c 具体定线
本段起点为凉山州境两河口，沿起点1000米的围基本在安宁河附近，线路受高程限制较小，为缓坡地段定线，主要解决的矛盾是线路平面方向的障碍问题，在大约为360米段有建筑物，考虑到减少拆迁的要求，做了适当的绕避处理，同时为了尽量使线路为直线，以保证行车的舒适性及安全性，采用直线方案，前方400米外有一汇水的河谷，同样出于上述考虑，提前做好线路转向的处理，
跨过汇水河谷以后，在距离起点1000米处有一陡峻的深谷，为了避免填挖量过大极其路基的稳定，采用绕避的方式，综合考虑线路平顺性，采用直线，同时由于客观上的限制，考虑到航空折线上限制，线路在1000米处做了转向，然后沿着航空折线的方向以直线通行，考虑的直线不能过长，以免驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力。

在距离起点2200米做了适当的转向，同时，在这个围有两个较大的深谷，考虑到尽量降低工程造价的目标，做了适当的绕避，线路行进到此段以后，线路要进行长大围的爬坡，线路高程在逐渐升高，由于走向限制，线路要顺山而上，在距离目的点400米的围有大量的农房，水塘，线路做了转向，然后直达老街子。

2.3.3方案选择：
在选线过程中，从理论上讲，线路走向问题并没有正确与否的说法，只是在技术上和经济上的可行性与造价低廉上有一定得要求，从个人主观上，设计者更趋近于选择直线，这个正好和驾驶者心里相符合，但是，公路驾驶如果选择长大直线，驾驶员容易产生心理上的懈怠和视觉上错觉，容易发生事故，由于本设计指导教师指定选择下线方案，但一个起点和一个终点之间有许多供选择的方案，在综合考虑线路的平顺性，安全性，美观性，实用性的基础上，同时依据《标准》，在做了反复的比选论证之后，最后选择线路走向，线路走向合理明确，符合规定，同时在充分考虑了减少工程量的目的，为后续施工方便打好基础。

2.4平曲线要素值的确定
2.4.1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
2.4.2 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。

在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：
A 基本形曲线几何元素及其公式：
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。

如下图一。

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。

《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。

在设计的时候还要注意缓和曲线长度确定除应满足最小，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。

根据《公路工程技术标准JTG B01—2003》的规定如表：
平曲线要素值表
考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两平曲线之间应有一定得直线长度。

直线不宜太长，也不宜太短，特别是同向平面曲线之间不得设置短直线，以免产生视觉差。

由于《规》规定：当设计速度大于60km/h时，同向平曲线间的最小长度（以m计）以不小于设计速度（km/h）的6倍为宜；当地形条件及其他特殊情况限制时，最小直线长度（以m计）不得小于设计速度（以km/h计）的3倍。

本设计路段在平面选线中综合考虑各种因素选定的，在JD1转向角度a=9°5′31″，考虑到和JD2距离较近，所以选用较小的半径500米，同时JD2也出于同样的考虑选定圆曲线半径600米，根据《标准》选定较大的回旋线的长度，有利于行车安全，同时在不违背《标准》的前提下，线路尽量截弯取直，给后来的运营创造良好的条件，在JD3和JD4的选择上，在照顾到直线段不宜太长的规定下，尽量使用的是长直线，在JD3和JD4之间有较长的直线，不在考虑夹直线过长过短的问题，选择相对宽松些，具体的曲线要素如前表所示。

第3章纵断面设计
沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济
性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，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研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

3.1 纵断面设计的原则
（1）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。

（2）纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。

（3）平面与纵断面组合设计应满足：
（4）视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。

（5）平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线，即所谓的“平包竖”
（6）平、纵线形的技术指标大小应均衡。

（7）合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。

（8）与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧程度，并起到引导视线的作用。

3.2纵坡设计的要求
（1）设计必须满足《标准》的各项规
（2）纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。

尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。

连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。

（3）沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。

（4）应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。

（5）纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。

（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。

（7）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。

3.3 纵坡设计的步骤
（1）准备工作：AutoCAD图上先选定纵向极其横向比例尺，本设计纵向比例尺为
1：200，横向比例尺为1:2000。

按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。

里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。

（2）标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。

（3）试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。

反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。

（4）调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。

（5）核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。

（6）定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。

坡度值要求取到0.1％，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。

（7）设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。

（8）计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。

3.4 纵断面设计
在已经汇出地形线的AutoCAD图上先根据《标准》规定的坡度进行试坡，由于本设计为德格一级公路组合设计，线路等级为一级，依据《规》可知最大纵坡为5%，但是考虑到经济性，同时由于客观上线路在高程上的限制较小，所以尽量选择小坡度，当然，还要综合考虑填挖平衡，极其《标准》中规定的最大纵坡长度等综合因素，由于电子定线在操作上有很高的灵活性，可以方便的试坡，放线。

同时由于本设计路段年降雨量为1040mm，应照顾到后续排水的方便。

坡度及长度设计：在距离起点798米的围，经过比选，选用1%坡度的线虽然有利于排水，但是造成相对的填方过大，致使工程造价提高，基于这种考虑，再加上后续设计的需要爬坡的需要，选用小坡度。