東深高速公路的設(shè)計(jì)

1、摘 要在本設(shè)計(jì)中，主要是進(jìn)行東深高速公路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)部分的公路全長(zhǎng) 3500m，設(shè)計(jì)車速 100km/h，雙向六車道，設(shè)置中央分隔帶。對(duì)交通量進(jìn)行了分析，查找相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，確定公路的等級(jí)以及設(shè)計(jì)需要的各種參數(shù)。在平面圖中進(jìn)行選線，然后又對(duì)道路路線進(jìn)行了平面線形設(shè)計(jì)，本路線有兩段曲線設(shè)置緩和曲線，并設(shè)置超高?？v斷面的設(shè)計(jì)中有五個(gè)豎曲線，并且也滿足了平縱面線形組合設(shè)計(jì)中的各種要求。在橫斷面的設(shè)計(jì)中，確定了橫斷面組成及各種要素后，繪制橫斷面圖。路基設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，就是確定路基邊坡的形狀和坡度。在擋土墻設(shè)計(jì)中滿足了各種穩(wěn)定性的驗(yàn)算。路面設(shè)計(jì)內(nèi)容中包括路面類型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后的概算設(shè)計(jì)為計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，

2、同時(shí)也給出了各部分內(nèi)容相關(guān)的表格與圖紙。通過(guò)這次設(shè)計(jì)不但了解建設(shè)公路的各個(gè)步驟，而且也能熟練的運(yùn)用 autocad 進(jìn)行制圖。關(guān)鍵詞 市政道路 線形設(shè)計(jì) 路面路基 目 錄摘 要 .i第 1 章 緒論.11.1 選題意義.11.2 中國(guó)公路發(fā)展概況.11.3 本文研究主要內(nèi)容.1第 2 章 總體設(shè)計(jì).22.1 概述.22.2 設(shè)計(jì)要素確定.22.2.1 路線方案確定.22.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)確定.2第 3 章 路線設(shè)計(jì).43.1 選線步驟.43.2 平面線形設(shè)計(jì).43.2.1 線形.43.2.2 帶緩和曲線的圓曲線計(jì)算.43.3 縱斷面設(shè)計(jì).83.3.1 縱斷面設(shè)計(jì)原則.83.3.2 縱坡設(shè)計(jì)

3、要求.83.3.3 豎曲線設(shè)計(jì).93.4 超高設(shè)計(jì).133.4.1 超高確定.133.4.2 超高值計(jì)算.133.5 橫斷面設(shè)計(jì).173.5.1 橫斷面設(shè)計(jì)原則.173.5.2 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo).173.6 土石方計(jì)算和調(diào)配.173.6.1 土石方計(jì)算.173.6.2 路基土石方調(diào)配及防護(hù)工程.17第 4 章 排水設(shè)計(jì).194.1 路基排水目的和要求.194.2 路基排水設(shè)計(jì)一般原則.194.3 邊溝.194.3.1 邊溝的作用.194.3.2 邊溝的縱坡.19第 5 章 路面設(shè)計(jì).215.1 路面設(shè)計(jì)原則.215.1.1 路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì).215.1.2 路面建筑材料設(shè)計(jì).215.1.3

4、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).215.2 路面設(shè)計(jì)步驟.225.3 路面設(shè)計(jì).225.3.1 設(shè)計(jì)資料.225.3.3 計(jì)算石灰土層厚度.24結(jié) 論.27致謝.28參考文獻(xiàn).29第第 1 1 章章 緒論緒論1.11.1 選題意義選題意義公路交通是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和人民生活必不可少的公共基礎(chǔ)設(shè)施。公路建設(shè)的發(fā)展速度對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，拉動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。高速公路在中國(guó)內(nèi)地的出現(xiàn)和發(fā)展僅僅走過(guò)了 17 年的歷程，在今天，3.4 萬(wàn)多公里的高速公路和總量達(dá) 185.6 萬(wàn)公里的全國(guó)公路網(wǎng)正在為中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展提供著便捷、和高效率的運(yùn)輸服務(wù)

5、1。1.21.2 中國(guó)公路發(fā)展概況中國(guó)公路發(fā)展概況50 年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)已取得巨大成就?；仡櫸覈?guó)公路發(fā)展歷程，對(duì)比世界公路發(fā)展趨勢(shì)，可以認(rèn)為，我國(guó)公路交通正處于擴(kuò)大規(guī)模、提高質(zhì)量的快速發(fā)展時(shí)期。但是，由于基礎(chǔ)十分薄弱，我國(guó)公路建設(shè)總體上還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平相比還有較大差距。從公路技術(shù)等級(jí)看，在全國(guó)公路總里程中還有近 20萬(wàn)公里等外公路，等外公路占公路總里程的比重達(dá)到 14.4，西部地區(qū)更高，達(dá)到21.8，技術(shù)等級(jí)仍不理想。從行政區(qū)劃分布看，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布的不平衡，公路發(fā)展在各地區(qū)之間存在著較大差距，總的來(lái)看，東部地區(qū)公路密度較大，高等級(jí)公路的比例也

6、較高，明顯高于全國(guó)平均水平，更高于中、西部地區(qū)水平2。 因此，為逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標(biāo)，按照道路的使用功能和交通需求，重點(diǎn)提高經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)的公路技術(shù)等級(jí)，根據(jù)國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，大力扶持西部地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將是本世紀(jì)末以至下世紀(jì)初我國(guó)公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)3。1.31.3 本文研究主要內(nèi)容本文研究主要內(nèi)容本畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成東莞-深圳高速公路的設(shè)計(jì)工作，具體內(nèi)容包括真理分析、平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、公路排水規(guī)劃設(shè)計(jì)及概算、設(shè)計(jì)文件的編制和圖紙繪制。1.1.資料整理與分析資料整理與分析設(shè)計(jì)資料是設(shè)計(jì)的客觀依據(jù)，必須認(rèn)真客觀地分析。首先要

7、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供的各種資料加以理解和必要的記憶，明確對(duì)設(shè)計(jì)的影響，在頭腦中對(duì)工程要求、自然條件、材料供應(yīng)情況和施工條件等，構(gòu)成一幅明晰的畫(huà)面；其次要對(duì)資料進(jìn)行分析、概括和系統(tǒng)地整理，從中抽取、確定有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)4。2.路線平面、縱斷面及橫斷面設(shè)計(jì)。3.排水設(shè)計(jì)4.設(shè)計(jì)文件畢業(yè)設(shè)計(jì)文件包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和計(jì)算書(shū)。說(shuō)明書(shū)交代設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)意圖。計(jì)算書(shū)交代設(shè)計(jì)中的具體計(jì)算方法和過(guò)程。第第 2 2 章章 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)2.12.1 概述概述高速公路是 20 時(shí)機(jī) 30 年代在西方發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始出現(xiàn)的專門為汽車交通服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。高速公路在運(yùn)輸能力、速度和安全性方面具有突出優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)土均衡開(kāi)發(fā)、建立統(tǒng)一的

8、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系、提高現(xiàn)代物流效率和公眾生活質(zhì)量等具有重要作用5?？傮w設(shè)計(jì)除了路線方案做出選擇外，還需要對(duì)公路設(shè)計(jì)中的一些重大原則問(wèn)題做出確定6。2.22.2 設(shè)計(jì)要素確定設(shè)計(jì)要素確定2.2.12.2.1 路線方案確定路線方案確定在本設(shè)計(jì)中，地形復(fù)雜、地區(qū)范圍很廣，路線方案的選擇首先是在 1:5000 的航測(cè)地形圖上從較大面積范圍內(nèi)選定一些細(xì)部控制點(diǎn)，連接這些控制點(diǎn)，形成路線布局，此時(shí)路線雛形已經(jīng)明顯勾畫(huà)出來(lái)。2.2.22.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)確定主要技術(shù)指標(biāo)確定1.確定道路等級(jí)已知交通量 n=56000 輛/日，查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ，擬定該公路為高速公路六車道，設(shè)計(jì)車速為 100km/h。2.高

9、速公路主要技術(shù)指標(biāo)(1)計(jì)算行車速度:100km/h(2)車道數(shù):6(3)行車道寬度:211.25m(4)路基寬度:33.5m(5)中間帶寬度:高速公路整體式斷面必須設(shè)置中間帶，中間帶由兩條左側(cè)路緣帶和中央分隔帶組成，其各部分寬度應(yīng)符合:高速公路應(yīng)在左（右）側(cè)硬路肩寬度內(nèi)設(shè)左（右）側(cè)路緣帶，其寬度為 0.5m。(6)停車視距:160m(7)圓曲線最小半徑: 一般值:700m 極限值:400m 表 21 中間帶寬度表一般值（m）最小值(m)中央分隔帶2.002.00左側(cè)路緣帶0.750.50中間帶寬度3.503.00(8)路肩寬度:表 22 路肩寬度表一般值（m）最小值（m）右側(cè)硬路肩寬度3.0

10、02.50土路肩寬度0.750.75高速公路應(yīng)在左（右）側(cè)硬路肩寬度內(nèi)設(shè)左（右）側(cè)路緣帶，其寬度為 0.5m。(9)停車視距:160m(10)圓曲線最小半徑:一般值:700m 極限值:400m (11)不設(shè)超高最小半徑:當(dāng)路拱2.00%時(shí)為 4000m；當(dāng)路拱2%時(shí)為 5250m。(12)最大縱坡:4%(13)最小坡長(zhǎng):250m(14)最大坡長(zhǎng):如表 23表 23 縱坡最大坡長(zhǎng)表縱坡坡度（%）345最大坡長(zhǎng)（m）1000800600連續(xù)上坡（或下坡）時(shí)，應(yīng)在不大于上面所規(guī)定的縱坡長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于 3%，其長(zhǎng)度應(yīng)符合縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定。(15)豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度(

11、如表 2-4)(16)限最小半徑:250m(17)停車視距:110m(18)計(jì)算荷載:公路-級(jí)表 24 豎曲線最小長(zhǎng)度和最小半徑表一般值10000凸形豎曲線半徑（m）極限值6500一般值4500凹形豎曲線半徑（m）極限值3000一般值210豎曲線最小長(zhǎng)度（m）極限值85第第 3 3 章章 路線設(shè)計(jì)路線設(shè)計(jì)3.13.1 選線步驟選線步驟由于設(shè)計(jì)的是高速公路因此應(yīng)采用紙上定線?？梢?jiàn)路線平面設(shè)計(jì)圖 l-1。一條道路路線的選定是經(jīng)過(guò)由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進(jìn)而到線的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一般要經(jīng)過(guò)以下三個(gè)步驟:(1) 全面布局(2) 逐段安排(3) 具體定線73.23.2 平面線形設(shè)計(jì)平

12、面線形設(shè)計(jì)3.2.13.2.1 線形線形（如圖 3-1 所示）圖 3-1 線形圖由量角器在圖上量出:1259 ;353.2.23.2.2 帶緩和曲線的圓曲線計(jì)算帶緩和曲線的圓曲線計(jì)算1.abc 段 已知 取圓曲線半徑，1591750rm如圖 3-2 圖 3-2 abc 段曲線圖路線轉(zhuǎn)角 l1曲線長(zhǎng)（m） t1切線長(zhǎng)（m）1e1外矩（m） j1校正數(shù)（m） r1曲線半徑（m）緩和曲線（m） 圓曲線（m）ylhl(1) 計(jì)算緩和曲線長(zhǎng)度:設(shè):1:1:1hyhlll 則有公式 101223180hhlrll 111180180hhllrr 385.96mhl 取300mhl 為了滿足線形舒順和美觀的

13、要求，回旋曲線參數(shù) a 應(yīng)滿足: 113rar即 。1113hrl rr1183.33m750m9hhrlrl所以 取滿足要求。300mhl 緩和曲線上離心加速度的變化率為:30.09447shvarl(2) 曲線幾何元素的計(jì)算:321149.8m2240hhllqr243115.0m242384hhllrrr019011.47hlr11tan577.13m2trr1111071.79m180hlrl2471.79myhlll1111sec117.5m2errr11282.47mjtl(3) 曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算:在地形圖上用直尺量得，即得835mabl124335jdk則 111k23+757.

14、87zhjdt11k24+57.87hhyzhl11k24+529.66yyhhyl11k24+829.66hhzyhl111/2k24+293.77qzhzl111/224335jdqzjk2.bcd 段圖 3-3 bcd 段曲線圖路線轉(zhuǎn)角 l2曲線長(zhǎng)（m） t2切線長(zhǎng)（m）2e2外矩（m） j2校正數(shù)（m） r2曲線半徑（m）緩和曲線（m） 圓曲線（m）ylhl(1) 計(jì)算緩和曲線長(zhǎng)度:設(shè):1:1:1hyhlll 則有公式 202223180hhlrll 222180180hhllrr 274mhl 取270mhl 為了滿足線形舒順和美觀的要求，回旋曲線參數(shù) a 應(yīng)滿足: ，即 。223r

15、ar2223hrl rr22100m900m9hhrlrl所以 取滿足要求。270mhl 緩和曲線上離心加速度的變化率為:320.08847shvar l(2)曲線幾何元素的計(jì)算:322134.9m2240hhllqr243223.37m242384hhllrrr02908.6hlr222tan419.73m2trr222819.46m180hlrl12279.46myhlll2222sec48.54m2errr222220mjtl(3)曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算: 在地形圖上用直尺量得，即得:1795mbcl21126 130bcjdjdljk則 222k25+710.27zhjdt22k25+980

16、.27hhyzhl22k26+259.73yyhhyl22k26+529.73hhzyhl222/2k26+120qzhzl222/226 130jdqzjk3.33.3 縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)根據(jù)道路的等級(jí)、沿線自然條件和構(gòu)造物控制標(biāo)高，確定路線合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長(zhǎng)，并設(shè)計(jì)豎曲線。具體路段設(shè)計(jì)可見(jiàn)縱斷面設(shè)計(jì)圖 l2。3.3.13.3.1 縱斷面設(shè)計(jì)原則縱斷面設(shè)計(jì)原則1.縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線形設(shè)計(jì)應(yīng)平順、圓滑、視覺(jué)連續(xù)，保證行駛安全。2.縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線長(zhǎng)短適當(dāng)、以及填挖平衡。3.平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿足:4.視覺(jué)上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)的連續(xù)

17、性。3.3.23.3.2 縱坡設(shè)計(jì)要求縱坡設(shè)計(jì)要求1.設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)范。2.縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。3.沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮。4.應(yīng)盡量做到填挖平衡，使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。3.3.33.3.3 豎曲線設(shè)計(jì)豎曲線設(shè)計(jì)豎曲線是縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車而設(shè)置的一段緩和曲線。設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合縱斷面設(shè)計(jì)原則和要求，并依據(jù)規(guī)范的規(guī)定合理的選擇了半徑。豎曲線元素可見(jiàn)圖 3-4。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:如表 31 和表 32。圖 3-4豎曲線幾何元素表 31凸形豎

18、曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度視距要求緩和沖擊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值計(jì)算行車速度(km/h)23.98sr lmin=v2w/3.6(m)極限最小半徑rmin(m)一般最小半徑值(m)豎曲線最小長(zhǎng)度(m)10064502780650010000854.4.豎曲線計(jì)算豎曲線計(jì)算(1)根據(jù)設(shè)計(jì)得知: 1210.9%-(-2.07%)2.16%ii擬定 r1=16000m，凹形豎曲線。表 32凹形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度前燈照射要求(m)跨線橋下視距要求(m)緩和沖擊(m)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值(m)計(jì)算行車速度(km/h)21001503.49srs停停21002692sr 停2min3.6v wl極限最小一般最小半徑rmin半

19、徑1003620951278030004500表 33豎曲線縱距計(jì)算結(jié)果表 1樁號(hào)x(m)標(biāo)高改正 (m)22xyr切線高程設(shè)計(jì)高程k23+857.20064.6164.61k23+90042.80.057263.7563.8k23+95092.80.26916362.78k24+000142.80.637261.7262.32k24+30172.80.93316161.92k24+50152.80.729661.262k24+100102.80.330261.8162.31k24+15052.80.087162.2162.67k24+2002.80.000262.8562.75k24+202

20、.80063.1563.15幾何要素計(jì)算:11116000 2.16%345.6lr豎曲線長(zhǎng)度：m11172.82lt 切線長(zhǎng)：m2111 0.932ter豎曲線變坡點(diǎn)縱距：m豎曲線的起終點(diǎn)樁號(hào): 起點(diǎn):k23+857.2 終點(diǎn):k24+200豎曲線上縱距 y 的計(jì)算:(2)根據(jù)設(shè)計(jì)得知: 2212.47%0.9%2.56%ii 擬定 r2=16000 m，凸形豎曲線。幾何要素計(jì)算:豎曲線長(zhǎng)度： 2222116000 2.56%409.62.47%0.9%409.6lrii m22204.82lt 切線長(zhǎng)：m2222 1.312ter豎曲線變坡點(diǎn)縱距：m表 34 豎曲線縱距計(jì)算結(jié)果表 2樁號(hào)x

21、(m)標(biāo)高改正(m)22xyr切線高程(m)設(shè)計(jì)高程(m)k24+345.20063.8163.81k24+3504.80.000763.8563.86k24+40054.80.093864.1164.25k24+450104.80.343264.4964.88k24+500154.80.748864.8165.46k24+550204.81.31064.8166k24+600154.80.74886464.86k24+650104.80.343263.2163.72k24+7004.80.000762.2164.2k24+754.8006161 豎曲線的起終點(diǎn)樁號(hào):起點(diǎn):k24+345.2

22、終點(diǎn):k24+754.8豎曲線上縱距 y 的計(jì)算:(3)根據(jù)設(shè)計(jì)得知: 3210.66%( 2.47%)3.13%ii 擬定 r3=16000m，凸形豎曲線。幾何要素計(jì)算:33316000 3.13%500.8lr豎曲線長(zhǎng)度：m33250.4m2lt 切線長(zhǎng)：豎曲線的起終點(diǎn)樁號(hào): 起點(diǎn):k25+29.6 終點(diǎn):k25+530.4豎曲線上縱距 y 的計(jì)算:表 35 豎曲線縱距計(jì)算結(jié)果表 3樁號(hào)x(m)標(biāo)高改正（m）22xyr切線高程(m)設(shè)計(jì)高程(m)k25+29.60054.454.4k25+5020.40.01353.8153.91k25+10070.40.15552.552.84k25+1

23、50120.40.45353.2453.75k25+200170.40.9075050.81k25+250220.41.51848.8250.24k25+280250.41.964849.83k25+300230.41.6648.3449.78k25+350180.41.01748.5149.51k25+400130.40.5348.8149.51k25+45080.40.2024949.74k25+50030.40.028949.4249.58k25+530.40049.6249.62(4)根據(jù)設(shè)計(jì)得知:，4212.47%0.66%1.4%ii 擬定 r4=16000m，凹形豎曲線。幾何要素

24、計(jì)算:44416000 1.4%224lr豎曲線長(zhǎng)度：m441122lt 切線長(zhǎng)：m2444 0.392ter豎曲線變坡點(diǎn)縱距：m豎曲線的起終點(diǎn)樁號(hào): 起點(diǎn):k25+768 終點(diǎn):k25+992豎曲線上縱距 y 的計(jì)算:表 36豎曲線縱距計(jì)算結(jié)果表 4樁號(hào)x(m)標(biāo)高改正 22xyr（m）切線高程(m)設(shè)計(jì)高程(m)k25+7680051.2651.26k25+850820.2151.8651.51k25+8801120.39251.5252k25+900920.26451.9351.51k25+950420.05551.4851.23k25+9920051.1851.18(5)根據(jù)設(shè)計(jì)得知:

25、，5210.69%( 0.74%)1.43%ii 擬定 r5=16000m，凹形豎曲線。幾何要素計(jì)算:55516000 1.43%228.8lr豎曲線長(zhǎng)度：m55114.42lt 切線長(zhǎng)：m2555 0.412ter豎曲線變坡點(diǎn)縱距：m豎曲線的起終點(diǎn)樁號(hào): 起點(diǎn):k25+305.6 終點(diǎn):k25+534.4豎曲線上縱距 y 的計(jì)算:表 37豎曲線縱距計(jì)算結(jié)果表 5樁號(hào)x(m)標(biāo)高改正（m）22xyr切線高程(m)設(shè)計(jì)高程(m)k26+305.60048.9148.91k26+35044.40.06248.548.71k26+40094.40.2848.1248.51k26+420114.40.

26、4094848.51k26+45084.40.22348.1248.52k26+50034.40.03748.5148.65k26+534.40048.7748.773.43.4 超高設(shè)計(jì)超高設(shè)計(jì)3.4.13.4.1 超高確定超高確定設(shè)置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，而將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式。由于本設(shè)計(jì)的車道為有中央分隔帶，因此采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)設(shè)計(jì)。超高值的計(jì)算公式: 2 127hviur3.4.23.4.2 超高值計(jì)算超高值計(jì)算1.第一段圓曲線上超高計(jì)算：（1）超高緩和段長(zhǎng)度的計(jì)算由于半徑，設(shè)計(jì)速度= 750m1r= 100km/hv根據(jù)

27、規(guī)范取超高坡度，6%yi 超高漸變率1=175p所以，超高緩和段長(zhǎng)度為:(0.753 3.750.5) (6%2%)175m1/175cb ilp 表 38繞邊線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式計(jì)算公式超高位置xx0xx0注外緣chhi()y yykb ibb i中線ch bih/2y yb i圓曲線上內(nèi)緣ch( b) y yb iybhi外緣cxh (ij ig)yb(b)ihx/y cb iybcl中線cxh y yb ibig/2b/2y yb ix /hicl過(guò)渡段上內(nèi)緣cxh(bj y yb ibx)ci(y yb ibx)x/ybhicl1計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之高差2臨界斷面距緩和段起點(diǎn):x=

28、ig lc/ ih3x 距離處的加寬值:bx=xb/cl ih超高橫坡度 u 橫向力系數(shù) v 設(shè)計(jì)速度 (km/h) r 圓曲線半徑 (m) bj路肩寬度 ig路拱坡度 ij路肩坡度 ih超高橫坡度lc超高緩和段長(zhǎng)度x0與路拱同坡度的單向超高點(diǎn)至超高緩和段起點(diǎn)的距離 x 超高緩和段中任一點(diǎn)至起點(diǎn)的距離 hc路肩外緣最大抬高值 hc路中線最大抬高值 h， ，c 路基內(nèi)緣最大降低值 hcx x 距離處路基外緣抬高值 h，cxx 距離處路中線抬高值 h， ，cxx 距離處路基內(nèi)緣降低值 b路基加寬值 bxx 距離處路基內(nèi)緣降低值緩和曲線長(zhǎng)度= 300m hcll所以取，則橫坡從路拱橫坡過(guò)渡到超高橫坡

29、時(shí)的超高漸變率為:300clm12.56%+2%11=300300330p滿足排水要求。(2)計(jì)算各樁號(hào)處超高值:超高起點(diǎn)為 k43+257.87，直線段的硬路肩坡度與行車道相同為 2，土路肩為 3，圓曲線內(nèi)側(cè)的土路肩、內(nèi)外側(cè)的硬路肩坡度與行車道的坡度相同，均為 4，外側(cè)的土路肩坡度為-3（即向路面外側(cè)） ，內(nèi)側(cè)土路肩坡度過(guò)渡段長(zhǎng)度為:0(3% - 2%)0.75= 0.75m1/100l所以取。0l = 1m內(nèi)側(cè)土路肩坡度在超高緩和段起點(diǎn)之前，變成-2與路面橫坡相同。表 39 分段超高繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式超高位置計(jì)算公式行車道橫坡值備注c12()xbbb i外側(cè)d0第一段:1z

30、zxzciiixil第二段:yzxzc2i -ii =x +ild0內(nèi)側(cè)c12()xbbb i第一段:xzii第二段:yzxzc2i -ii =x +il計(jì)算結(jié)果為與設(shè)計(jì)之高差；設(shè)計(jì)高程為中央分隔帶外側(cè)邊緣的高程；x=時(shí)，為cl圓曲線上的超高值表 310 超高值計(jì)算結(jié)果外側(cè)（右）(m)內(nèi)側(cè)（左）(m)樁號(hào)x(m)abccbak23+757.870-0.32-0.3-0.250.250.3-0.32k23+77517.13-0.24-0.23-0.190.280.33-0.35k23+80042.13-0.14-0.13-0.110.320.38-0.4k23+82567.13-0.03-0.0

31、3-0.030.360.43-0.46k23+85092.130.070.070.060.40.48-0.51k23+875117.130.180.170.140.450.53-0.56k23+900142.130.280.270.220.490.58-0.61k23+925167.130.390.370.310.530.63-0.67k23+950192.130.490.470.390.570.68-0.72k23+975217.130.60.570.470.610.73-0.77k24+000242.130.70.670.560.650.78-0.82k24+25267.130.810.7

32、70.640.70.83-0.88k24+50292.130.910.870.720.740.88-0.93圓曲線3000.950.90.750.750.9-0.95續(xù)上表外側(cè)（右）(m)內(nèi)側(cè)（左）(m)樁號(hào)x(m)abccbak24+529.663000.950.90.750.750.9-0.95k24+550279.660.860.820.680.720.86-0.9k24+575254.660.750.720.60.670.81-0.85k24+600229.660.650.620.520.630.76-0.8k24+625204.660.540.520.430.590.71-0.74k

33、24+650179.660.440.420.350.550.66-0.69k24+675154.660.330.320.270.510.61-0.64k24+700129.660.230.220.180.470.56-0.59k24+725104.660.120.120.10.420.51-0.53k24+75079.660.020.020.020.380.46-0.48k24+77554.66-0.09-0.08-0.070.340.41-0.43k24+80029.66-0.19-0.18-0.150.30.36-0.38k24+8254.66-0.3-0.28-0.230.260.31-

34、0.32k24+829.660-0.32-0.3-0.250.250.3-0.323.53.5 橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)3.5.13.5.1 橫斷面設(shè)計(jì)原則橫斷面設(shè)計(jì)原則1.設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)和使用等方面的情況，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，又要經(jīng)濟(jì)合理。2.路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。3.還應(yīng)結(jié)合路線和路面進(jìn)行設(shè)計(jì)。選線時(shí)，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。4.沿河及受到水浸水淹的路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒(méi)或沖毀。5.當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，路

35、基處于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)和水溫狀況不良時(shí)，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進(jìn)行壓實(shí)，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。6.路基設(shè)計(jì)還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護(hù)等的需要。3.5.23.5.2 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)由橫斷面設(shè)計(jì)部分可知，路基寬度為 33.5m，其中路面跨度為 22.5m，中間帶寬度為3.5m，其中中央分隔帶寬度為 2.0m 土路肩寬度為 0.752=1.5m；路面橫坡為 2%，土路肩橫坡為 3%?？梢?jiàn)橫斷面設(shè)計(jì)圖 l-3。圖 35 橫斷面布置圖3.63.6 土石方計(jì)算和調(diào)配土石方計(jì)算和調(diào)配3.6.13.6.1 土石方計(jì)算土石方計(jì)算首先是根據(jù)橫斷面圖計(jì)算橫斷

36、面面積然后計(jì)算體積，即獲得土石方數(shù)量，填入土石方計(jì)算表。3.6.23.6.2 路基土石方調(diào)配及防護(hù)工程路基土石方調(diào)配及防護(hù)工程 土石方調(diào)配的一般要求:1.盡可能的少挖多填以減少?gòu)U方和棄方。2.用合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，達(dá)到運(yùn)距最短。3.廢方要妥善處理。一般不占或少占耕地。4.路基填方如需借土，應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田排灌情況選擇借土地點(diǎn)。5.不同性質(zhì)的土石應(yīng)分別調(diào)運(yùn)，以做到分層填筑。6.土石方集中的路段，因開(kāi)挖、運(yùn)輸?shù)氖┕し桨概c一般路段不同，可單獨(dú)調(diào)配8。針對(duì)本設(shè)計(jì)填土一部分為上游路段挖棄土，一部分為當(dāng)?shù)厝⊥?。調(diào)配方法:填方=本樁利用+填缺挖方=本樁利用+挖余借方=填缺-遠(yuǎn)運(yùn)利用廢方=挖余-遠(yuǎn)運(yùn)利用全線總的調(diào)

37、運(yùn)量復(fù)核:挖方+借方=填方+廢方第第 4 4 章章 排水設(shè)計(jì)排水設(shè)計(jì)4.14.1 路基排水目的和要求路基排水目的和要求路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切。路基的病害有多種，形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須十分重視路基排水工程。路基設(shè)計(jì)時(shí)，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對(duì)影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)。4.24.2 路基排水設(shè)計(jì)一般原則路基排水設(shè)計(jì)一般原則1.排水設(shè)計(jì)要因地制宜、全面規(guī)劃、因勢(shì)利導(dǎo)、綜合整治、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，充分利用有利地

38、形和自然水系。2.各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)增設(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性，并做到路基排水有利于農(nóng)田灌溉。3.設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地面排水與地下排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到綜合整治，分期修建。4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護(hù)和加固工程。5.路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主，

39、既要穩(wěn)固適用，有必須講究經(jīng)濟(jì)效益。4.34.3 邊溝邊溝本設(shè)計(jì)中，在路塹和矮路堤處設(shè)置雙面邊溝，高路堤處設(shè)置單面邊溝（在迎水坡） ，邊溝形式采用梯形邊溝。邊溝的深度及底寬為 0.6m。邊溝縱坡與路線縱坡一致，以 25cm厚的漿砌片石鋪筑，邊溝縱坡為 0.3%，坡長(zhǎng)不小于 300m，邊溝水均應(yīng)引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內(nèi)。邊溝布置如表 41。4.3.14.3.1 邊溝的作用邊溝的作用邊溝是沿路基兩側(cè)布置的縱向排水溝。設(shè)置于挖方和低填方路段，路面和邊坡水會(huì)集到邊溝內(nèi)后，通過(guò)跌水井或急流槽引到橋涵進(jìn)出口處通過(guò)排水溝引到路堤坡腳以外，排離路基。4.3.24.3.2 邊溝的縱坡邊溝的

40、縱坡邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致，當(dāng)路線縱坡為零時(shí)，邊溝應(yīng)仍保持 0.3%0.5%的最小縱坡。出口附近的縱坡應(yīng)根據(jù)地形高差和地質(zhì)情況作特殊設(shè)計(jì)。圖 41 挖方路基邊溝橫斷面 單位:m圖 42 填方路基邊溝橫斷面 單位:m表 41邊溝布置表樁號(hào)設(shè)置位置k23+500k23+700兩側(cè)k23+750k23+800右側(cè)k23+850k24+57.87兩側(cè)k24+75兩側(cè)k24+100k24+200右側(cè)k24+225k24+325左側(cè)k24+350k24+550兩側(cè)k24+575左側(cè)k24+600兩側(cè)k24+625k24+650左側(cè)k24+675k24+775兩側(cè)k24+800k24+829.66左側(cè)

41、k24+850k25+000兩側(cè)k25+050k25+150左側(cè)k25+200k25+725兩側(cè)k25+750k26+25左側(cè)k26+050k26+850兩側(cè)k26+900k27+000左側(cè) 第第 5 5 章章 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)5.15.1 路面設(shè)計(jì)原則路面設(shè)計(jì)原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價(jià)占公路造價(jià)的很大部分，最大時(shí)可達(dá) 50以上。因此，做好路面設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。5.1.15.1.1 路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材

42、料供應(yīng)、施工和養(yǎng)護(hù)工藝等，并在路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由于路面工程量大，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧希⒆⒁馐褂酶黝悘U棄物。必要時(shí)，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。同時(shí)，應(yīng)注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等共同保證的，可采用壽命周期費(fèi)用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)10。5.1.25.1.2 路面建筑材料設(shè)計(jì)路面建筑材料設(shè)計(jì)路面建筑材料設(shè)計(jì)往往是路面設(shè)計(jì)中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設(shè)計(jì)僅僅依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)的工程技術(shù)與材料科學(xué)知識(shí)，合理考慮了道路所在

43、地的自然環(huán)境、材料所在路面結(jié)構(gòu)層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。5.1.35.1.3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運(yùn)用規(guī)范建議的設(shè)計(jì)理論和方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算?，F(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學(xué)生應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.25.2 路面設(shè)計(jì)步驟路面設(shè)計(jì)步驟本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下四步:1. 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求:進(jìn)行交通量分析，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。2. 按路

44、基土類與干濕類型:將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長(zhǎng)不宜小于500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于 lkm)，確定各路段土基回彈模量。3. 可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu):擬定幾種可能的路面結(jié)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。4. 根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度:對(duì)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他各

45、層的厚度。當(dāng)采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可任選一層為設(shè)計(jì)層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時(shí)，應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計(jì)層才能得到合理的結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用柔性基層、底基層的瀝青路面時(shí)，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當(dāng)求得基層厚度太厚時(shí)，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性11。5.35.3 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)5.3.15.3.1 設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)資料本設(shè)計(jì)為六車道高速公路，路面設(shè)計(jì)年限為 15 年，預(yù)測(cè)該路竣工后第一年的交通組成如下表 61 所示，在使用期內(nèi)交通量年平均增長(zhǎng)率為 7%。本路段位于廣東南部沿海地區(qū)，屬于第3 自然區(qū)

46、劃，為粉質(zhì)土，沿線有大量碎石集料，并有水泥、石灰等供應(yīng)。1 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)及各層資料的設(shè)計(jì)參數(shù)路面面層采用瀝青混凝土，厚度為 15cm，其中:上面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（4cm） ，中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（5cm） ，下面采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（6cm） ?；鶎硬捎?25cm 水泥碎石。底基層采用石灰土，厚度由計(jì)算確定。以設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度時(shí)，各層材料均采用 20抗壓回彈模量。驗(yàn)算層底拉應(yīng)力時(shí)，瀝青混合料采用 15抗壓回彈模量、15劈裂強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)及材料參數(shù)見(jiàn)表 64。2 設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定查規(guī)范可知: = 1.0 = 1.01.0csbaaa=設(shè)計(jì)彎沉值dl =0.2

47、600decsblna a a40.2600 (574.08 10 )1.0 1.0 1.0 =26.69（0.01mm）各層材料的容許層底拉應(yīng)力 rspsqqk細(xì)粒式瀝青混凝土: 0.2240.220.090.09 1.0 (574.08 10 )1.02.76saecka na 1.4 2.760.507mparspsqqk表 54 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)及材料參數(shù)匯總表層位材料名稱h（cm）20模量（mpa）15模量（mpa）15劈強(qiáng)度（mpa）細(xì)粒式瀝青混凝土4140020001.4中粒式瀝青混凝土5120018001.0面層粗粒式瀝青混凝土610004000.8基層水泥碎石2515000.5石

48、灰土5500.225下基層土基40中粒式瀝青混凝土:0.220.092.76saecka na 1.0 2.760.3623mparspsqqk粗粒式瀝青混凝土: 0.2240.220.090.09 1.1 (574.08 10 )1.03saecka na 0.8 3.00.26mparspsqqk水泥碎石: 0.1140.110.350.35 1.1 (651.58 10 )1.01.966saecka na0.5 1.9660.2543mparspsqqk石灰土:（見(jiàn)表 65）0.1140.110.450.45 (651.58 10 )1.02.53seckna0.225 2.530.0

49、889mparspsqqk5.3.35.3.3 計(jì)算石灰土層厚度計(jì)算石灰土層厚度1.將六層路面結(jié)構(gòu)換算為三層體系由于路面厚度計(jì)算是以彎沉值作為控制指標(biāo)，故按彎沉等效原理進(jìn)行換算。表 55 三層體系換算表路面結(jié)構(gòu)層（n=6）換算三層體系換算公式細(xì)粒式瀝青混凝土1h1e1hh1e中粒式瀝青混凝土2h2e粗粒式瀝青混凝土3h3e 水泥碎石 4h4e 石灰土 5h5eh2e土基 0e0e1hh12.4232nkkkehhhe2.綜合修正系數(shù) f0.380.360.36026.48361.63()()1.63 () ()0.53020002000 10.650.7elsfp3.理論彎沉系數(shù)325.47

50、14004.620.7 2 0.52 10.65 10sdlll efp f 4.求 h由，。查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖，得:2112000.861400ee40.37610.65h。又由，。查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨6.402360.031200ee40.37610.65h圖，得:11.42k 則。214.60.516.4 1.42lkk查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖:，則4.8h 4.9 10.6551.1cmh 5.計(jì)算石灰層厚度342.42.423422552.4218.2cmeehhhheehee 取。520cmh 6.層底拉應(yīng)力驗(yàn)算將六層路面結(jié)構(gòu)換算為三層體系。按彎拉應(yīng)力等效原理進(jìn)

51、行換算（見(jiàn) 66 表）細(xì)粒式瀝青混凝土: 14cmhh0.90.90.91400150055056252034.26cm180018001800h 由21180040.9,0.375200010.65ehe查三層體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖，為負(fù)值，結(jié)構(gòu)層受壓。同理，中粒式瀝青混凝土層、粗粒式瀝青混凝土層均受壓。水泥碎石:=40.4cm44420001800140045625150015001500h h=20cm由201255040.440250.37,3.79,0.073,1.88,150010.6555010.65ehehee查三層體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖，。0.1611.27m 21.01m 故120.7 0.16 1.27 1.010.1437mpamp m m0.2606mparq 石灰土:h=40.4cm，h=20cm由，02400.073550ee，查三層體系中層底面拉應(yīng)201.8810.65h215500.371500ee40.43.7910.65h力系數(shù)諾謨圖，得:。120.257,1.08,0.28nn故:120.7 0.257 1.08 0.28mp nn0.0