某山区四级公路改建工程2剖析

摘要

为了巩固我们所学的知识，并在各方面得到更进一步的提高，我们选择了重庆某地区新建二级公路设计作为毕业设计，这是在毕业之前对自身学习状况的最后一次检查。

我所选择的设计路段是从K0+000至K1+287.865段，全长12787.865米，设计车速20km/h,路基宽度为6.5m。

此次毕业设计主要包括的内容如下：

1、路线设计：在已知平面图的情况下，进行纵断面的设计，要求线路顺畅、填挖平衡、经济合理。

2、路基设计：包括各个桩号的填挖计算、填挖较大地段的稳定分析、整个线路的土石调运借配等。

3、路面设计：路基在不同干湿状态下，所设计的沥青路面和水泥混凝土路面方案的比选，要求经济合理，便于施工并满足各设计规范要求。

4、路基、路面排水工程；高填挖地段的防护工程以及路基加固工程：这一部分相当重要，对于路基排水，采用了边沟、截水沟、急流槽等排水设施；对于路面排水，除了对路面进行了路拱设计，还进行中央分隔带的排水设计；对于特殊路段的防护和加固主要采用了骨架内植草和挡土墙。

5、桥涵设计：包括桥梁和涵洞的形式、尺寸的设计。

6、英文翻译

7、专题研究：对此行业新观点或者新技术的综述。

关键词：路线，路基路面，桥涵

第1章路线设计

1.1 线形设计一般原则

(1) 平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调

在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。

(2) 保持平面线形的均衡与连贯

①长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。

②高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。

(3)平曲线应有足够的长度

汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。

为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：

①车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难

一般按6 s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为20km/h时，平曲线一般值取100m，最小值取40m。

②小偏角的平曲线长度

当路线转角α≤7°时称为小偏角。设计计算时，当转角等于7°时，平曲线按6 s

行程考虑；当转角小于7°时，曲线长度与α成反比增加；当转角小于2°时，按α＝2°计。

1.2 平面线形要素的组合类型

平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。

1.3 平面设计方法

（1）平面设计的重点

公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。

（2）平面设计的具体步骤和要求

资料收集现场踏勘

1.4 平曲线设计

表1-1 本路段主要技术指标表

交点，见平曲线图

1.4.1 平曲线要素计算

取JD1作为算例，具体计算如下：

图 1-2 圆曲线几何要素

JD1处:

取圆曲线半径R=255m ，缓和曲线长度确定如下：

m R V L s 65.2925560035.0035.033=⨯==，m V L s 5036.360

36.3)(min =⨯=⨯=，取

m L s 105=

因此曲线的几何要素为：偏角α＝49°24′00″，半径R ＝255m ，m l 1050=

切线长m q p R T 54.1702

tan

)(=+⋅+=α

曲线长m l R

L 859.3242180)2(00=+⋅-⋅=

βαπ 外矢距m R p R E 678.272

sec

)(=-⋅+=α

校正数221.162=-=L T J

其中 5.5220==l q ，801.12420==

R l p ，ο796.11900

0==R

l πβ 主点桩号计算如下： JD1桩号为K0+038.774，

直缓点桩号：ZH=JD1-T=K0+002.936

缓圆点桩号：HY=ZH+

l =K0+027.936

曲中点桩号：QZ=ZH+L/2=K0+037.755 圆缓点桩号：YH=HZ-

l =K0+047.574

缓直点桩号：HZ=ZH+L= K0+072.574

以此方法计算2JD 、3JD 、4JD ┈12JD ，具体结果见设计图纸《直线、曲线及转角表》。

1.4.2 逐桩坐标计算

N

N

图1-3 中桩坐标计算示意图

1.5 纵断面设计

沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面，它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整的表达出道路的空间位置。

1.5.1 竖曲线设计

竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别。

竖曲线诸要素的计算： (1) 计算竖曲线要素

如图3-1所示，i 1和i 2分别为两相邻两纵坡坡度，ω= i 2- i 1，ω为“+”时，表示凹形竖曲线；ω为“-”时，表示凸形竖曲线。