平原区水泥混凝土二级公路设计建筑土木工程科技.doc

目 录第一章 公路路线设计 31.1 公路的工程概况 31.2 公路的等级和设计速度的选用 31.3 平面设计的主要技术标准 3第二章 平面线形设计 52.1 选线 52.2 平面线形设计 52.3 JD1计算 62.4 曲线要素及主点桩号的计算（取JD1作为手算内容） 7第三章 道路纵断面设计 93.1 概述 93.2 纵断面设计的原则 93.3 竖曲线设计 103.4 道路平纵组合设计及景观设计 10第四章 道路横断面设计 114.1 概述 114.2 横断面的设计原则 114.3 横断面设计 124.4 绘制横断面设计图 164.5 路基土石方计算和调配 16第五章 路基设计 175.1 概述 175.2 一般路基设计 175.3 路基稳定性设计 195.4 路基的防护与加固设计 19第六章 路面设计 216.1 概述 216.2 路基排水设计 216.3 路面排水设计 22第七章 路面结构设计 247.1 交通分析 247.2 标准轴载和轴载换算 257.3 初拟路面结构 277.4 路面材料参数确定 277.5 荷载疲劳应力 287.6 温度疲劳应力 29参考文献 31致 谢 32第一章 公路路线设计根据所给资料，参照《标准》和《公路路线设计规范》确定公路等级及各项指标。

1.1 公路的工程概况设计公路为平原区水泥混凝土二级公路，本路段位于中部丘陵地带，终于南部平原区，路线测区属于平原微丘区，地形地貌变化复杂多样，但起伏不大，全线地面搞成变化约在60—100米之间，路段主线长为(起终点桩号为，K5+594.13 )1.2 公路的等级和设计速度的选用根据所给资料，确定本次设计为：主要供汽车行驶的双车道二级公路，适应于将各种汽车折合成小客车的平均日交通量5000—15000辆公路设计速度为：80km/h，路基宽为10m该路设计年限为15年1.3 平面设计的主要技术标准设计速度为80km/h的二级公路标准由《规范》查得，现列表如下：表1.3.1 主要设计标准公路等级二级公路设计速度（km/h）80路基宽度（m）一般值12最小值10车道宽度（m）路肩宽度（m）右侧硬路肩一般值最小值土路肩一般值最小值圆曲线最小半径（m）一般值400极限值250不设超高最小半径i≤2.0%2500不设超高最小半径i>2.0%3350最大纵坡（％）5最小坡长（m）150最大坡长（m）3％11004％9005％700竖曲线最小半径（m）凸形一般值4500极限值3000凹形一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）70停车视距（m）110会车视距（m）220超车视距（m）550注：当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制,纵向坡度与横向坡度的合成纵坡最大值：9%。

第二章 平面线形设计2.1 选线实际工程中选线应考虑的因素很多，在满足技术标准，行车安全舒适的同时做到工程量小，造价低，营运费用低，效益好，便于施工等2.2 平面线形设计平面线形设计一般尽量顾及到纵、横断面的平衡，先定平面线形，再设计纵横断面，为得到线形的均衡和土石方数量的平衡，需要经过几次反复的比较论证，最终得到最优的平面线形（平面线形图见附录）表2.2.1 交点坐标表交点号交点坐标交点桩号转角值N(X)E(Y)12345QDK0+000JD129°01′35″（Y）JD221°39′″(Z)JD323°13′″(Z)JD440°42′″(Y)JD555°14′″(Z)JD644°06′55″(Y)ZD表2.2.2 初拟平曲线半径及缓和曲线长度交点半径(m)缓和曲线长(m)JD11000100JD21500100JD31300100JD41100100JD5400100JD67001002.3 JD1计算选取一处平面要素作为手算内容，选择JD1计算如下：1. 交点间距的计算由：L = ，其中： = X—X; = Y—Y得：2. 方位角A和偏角的计算 = ,— 象限角；计算方位角A： 当：>0，>0时，A = ；<0, >0时，A = 180°—；<0，<时，A = 180°+；>0, <0时,A = 360°—。

所以： = 817.543， = 190.851，得： = 13°08′24″ = 715.392， = 647.913，得： = 42°09′59″偏角： = —，因此： = 29°01′35″2.4 曲线要素及主点桩号的计算（取JD1作为手算内容）1. 确定缓和曲线的长度（R = 1000m）①根据离心加速度变化率计算：min = = ②按驾驶员的操作及反应时间计算：min = = = 66.67m（必须执行）③根据超高渐变率计算： = = = 40m（可以参考）其中：B—旋转轴至行车道外边缘的宽度，B = 5.0m(路基宽度的一半) —超高坡度与路拱坡度代数差， = 0.03 —（—P—超高渐变率，P = (绕车道内侧边缘旋转)④按视觉条件计算: = R/9 = = 111.11m（可以参考）综合以上计算结果，考虑路线整体的协调，及圆曲线长度与缓和曲线长度的比例关系，取为100m2. 主要里程桩号的计算①曲线要素的计算 = = = 2°51′53″= — = — = 0.417（m）q = — = — = 49.996（m）T = (R+)tan°/2)+49.（m） = — = = 406.613（m） = (+)sec— = 33.401（m） = + = 606.613(m) = = 11.389(m)②主要桩号的计算ZH = JD –HY = ZH + YH = HY + HZ = YH + QZ = HZ —JD = QZ + = K0 + 839.524以上计算经校核无误。

由计算机辅助得到完整的直线曲线及转角表见附表 第三章 道路纵断面设计3.1 概述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内容是根据道路、沿自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段得纵坡度和坡长，并设计竖曲线基本要求是纵坡均匀平顺、起伏缓和、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵面组合设计协调，以及填挖经济、平衡；使行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的3.2 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内，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张程度，并起到引导视线的作3.3 竖曲线设计设计采用纬地道路设计系统进行电算，毕业设计要求一到两个竖曲线进行手算验证，本设计取第一个竖曲线进行手算验证竖曲线半径为134000m，其边坡点桩号为K2 + 000，高程为81.500m， = 0.790%， = 3%1. 计算竖曲线要素 = — = 0.00790 —0.00137143= 0.00652857，为凸曲线；曲线长： = = 134000切线长： = = 外距： = = 2. 计算竖曲线起、终点的桩号和高程竖曲线起点桩号 = K2 + 000 —竖曲线起点的高程 = 81.500 —竖曲线终点高程 = 81.5000 —3.4 道路平纵组合设计及景观设计平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊太大；平曲线与竖曲线两者应相互对应，且满足|“平包纵”；选择组合得当的合成坡度，利于路面排水和安全行车本次设计中所有竖曲线均满足平包纵，其中有一个竖曲线位于长直线下，都能较好的满足设计指标（纵断面图附录）第四章 道路横断面设计4.1 概述道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。

横断面设计，必须结合地形、地质、水文等条件，选用合理的断面形式，以满足行车顺适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求在具体设计中，应先确定路基的标准横断面标准横断面一般包括：行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟及护坡断面中的边坡坡率、边沟尺寸、挡墙断面等必须按现行《公路路基设计规范》的规定进行设计对于高填、深挖、特殊地质、浸水路堤等单独设计4.2 横断面的设计原则（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施3）还应结合路线和路面进行设计选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。

6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要4.3 横断面设计使用道路设计软件辅助设计，确定路基、加宽、超高等1. 确定路基横断面宽度设计公路为二级公路，采用整体式单幅双车道的路基断面形式根据工程技术标准，由公路等级及设计行车速度确定路基横断面车道数为双车道，行车道宽度为3.75m,行车外侧设置硬路肩宽度为0.75m,土宽度为0.5m,路基总宽度为10m2. 加宽计算按工程技术标准，当曲线半径R>250m时，由于加宽值很小，可以不加宽，根据初拟数据故在此二级公路设计中不设计加宽3. 超高计算为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将。