山岭区二级公路常规设计.doc

1、青岛理工大学 附录:目 录目 录1前 言2一 、 工程概况31.1 工程说明31.2 沿线自然地理、气候、地质、水文气象等状况31.3 建设意义31.4 选线及设计原则41.5 路线方案4二、 平、纵、横断面设计52.1 选线52.2 定线62.3 平纵横综合设计72.4 线形与环境的协调8三、 平面线形设计83.1 平面设计技术指标的确定83.2平曲线计算9四、纵、横断面设计144.1 纵断面线形设计144.2 纵坡设计144.3 横断面设计144.4 土石方的计算和调配15五、 路基设计175.1 路基设计175.2 路基路面排水设计19六、致 谢20参考文献:20附录:21前 言本设计为

2、一段山岭区二级公路常规设计，拟建公路路段为K0+000至K2+289.123段，全长2289.123米，路面结构采用沥青路面。整个排水系统由边沟、排水沟组成。挡土墙采用重力式挡土墙。本设计分为初步设计和详细设计两个阶段。初步设计中，首先根据交通量确定道路等级，然后在1:5000地形图上确定路线，对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。详细设计从确定方案中进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，前期工作较初步设计更具体化，此外还对路基，路面，排水，进行了详细设计。通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤，而且也能熟练的运用AUTOCAD、纬地等软件进行制图。一 、 工程概况1.1 工程说明选定的路

3、线按二级公路设计，路基宽度先暂定为10m，设计车速暂定为60Km/h，桩号间距20米。1.2 沿线自然地理、气候、地质、水文气象等状况设计路段为山岭区，山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂；但山脉清晰，为山区选线指明了方向，本文采用顺山沿水。在这一地区可能发生的自然灾害是滑坡、岩堆、泥石流等，寒冷地区的峡谷因为日照较少，常有积雪、雪崩和涎流冰等现象。如图1-1为地形图级平面路线设计图。 图1-1:路线平面图1.3 建设意义交通运输是国民经济的基础产业之一，是国民经济的大动脉，它把国民经济各领域和各地区联系起来，在社物质财富生产和分配过程中，在广大人民的生活中起着极为重要的作用。改革开放以来，

4、随着社会主义商品经济和乡镇企业的兴起，尤其是近年来西部大开发战略的实施，加之现在的中部沦陷地区的崛起政策。公路运输已经显示出了其它交通方式所不能具有的巨大优势。“要想富，先修路”、“公路通，百业兴”反映了人们尤其是偏远山区人们的深切感受。1.4 选线及设计原则设计在满足工程经济的前提下符合二级公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价，施工技术条件，地质气候，材料来源等其它影响因素。1、 数目增加不大的情况下，尽量采用较高的技术指标，不轻易的采用低指标和极限指标，同时不要不顾及工程量的增加采用高指标。在路线部设时尽量保证行车安全，舒适，快捷的前提下做到工程数量小，造价低，使

5、用成本低，经济效益好的目的。2、处理好道路与农业，农村，农民的关系，注意与农业基本建设的配合，做到少占田地并尽量不要占高产田地和经济作物田地，避免穿越经济林园，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合。3、充分重视水文地质条件和问题，不良地质地貌对道路的稳定性影响较大，同时对特殊地质的处理的工程费用非常大，这将极大的增加工程成本和造价。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流岩溶、沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重的处理一般情况下应尽量绕避，必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围，并采取相应的处理措施。1.5 路线方案1.5.1 初步拟定路线方案方案计划：沿山顺水，路线相对平缓，坡度较小，主要经过山

6、坡和河流。1.5.2 方案分析：1、技术方面：穿过河流，在相对平缓的地方展开施工，技术要求相对较低。土石方量的计划计算量也相应减少。2、经济方面：线路较长，但线路建设地质条件好，有利于地方经济的发展。综合技术经济各方面的考虑，此方案可行。二、 平、纵、横断面设计2.1 选线2.1.1 山岭地区公路路线山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现，本设计经过以下三个步骤:1）首先确

7、定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局。3）本设计本着方便出入,少占田地,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。2.1.2二级公路具体要求1、车道宽度设计车速为60km/h时，取车道宽度为3.75m2、 路肩宽度。如表2.1 表2.1 路肩宽度 一般值（m） 最小值（m）硬路肩宽度0.750.253、路基宽度 路基宽度：一般值：10m 4、停车视距：75m5、圆曲线最小半径。如表2.2圆曲

8、线最小半径设计表 表 2.2 圆曲线最小半径设计表 设计速度(km/h)60注：直线与小于表内所列不设超高的圆曲线最小半径相衔接处应设置回旋线，回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求选用较大的数值。 一般值(m) 200 极限值(m)125不设超高最小半径(m)路拱2.0%1500路拱2.0%19006、最大纵坡：0.5%越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200500m时， 平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%，任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。7、最小坡长：150m 连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡

9、长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡长度的规定。2.2 定线本设计路线大致走向为由西向东。设计范围为：K0+000.000K2+289.123。根据给定的起终点，分析其直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，（如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定），然后进行纸上定线。在1:5000的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘

10、区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点）。2.2.1试坡定均坡线：在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选5%-5.5%）按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线），本设计中a取4cm，将各点连成折线，即均坡线。2.2.2定导向线分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。本设计地势较为简单，无不良地质，所选的中间控制点均满足要求。

11、2.2.3平面试线穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平纵横配合，满足线形设计和公路工程技术标准的规定和要求，综合分析地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。2.2.4修正导向线纵断面控制：本设计在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线，（用分规直接在图纸上量距，确定地面标高），进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核：根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图（如地面横坡陡或工程地质不良地段等），

12、根据路基横断面的情况修平面线形。 2.2.5定线经过几次修正后，最终确定出满足公路工程技术标准要求，平纵线型都比较合适的路线导线，最终定出交点位置（由交点坐标控制）。2.3 平纵横综合设计 为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。2.4 线形与环境的协调1、定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，

13、同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。2、路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。3、注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。4、对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。5、对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路想协调，增加美感。三、 平面线形设计3.1 平面设计技术指标的确定3.1.1直线公路平面设计中直线的运用一般规定如下： 1）直线的长度不应太长，最大长度不宜大于20V（V为设计时速，设计时速60km时为1200m）。 2）同向圆曲线间最小

14、直线长度应不小于设计时速的6倍（以m计），如设计时速60km时为360m。否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线。 3）反向圆曲线间最小直线长度应不小于设计时速的2倍（以m计），如设计时速60km时为120m。，否则应调整线形或运用回旋线而组合成S形曲线。本设计中JD1到JD2的直线为同向圆曲线间直线，长度为390.599m360m；JD2到JD3的直线为反向圆曲线间直线，长度为163.976120m。均符合规定要求。本设计中考虑直线与曲线的组合，采用的半径最小为400m，避免了长直线与小半径曲线、小偏角相接的情况。3.1.2圆曲线 各级公路平面不论转角大小，均设置圆曲线，在选用圆曲线半径时

15、应与设计速度相适应；圆曲线最小半径按设计速度规定如表3.1 表 3.1 圆曲线最小半径设计速度（/h）1201008060圆曲线最小半径m一般值1000700400200极限值650400250125 本设计总体地形较为陡峭，考虑了与其他线形相接的配合，以及行驶舒畅及视觉舒适性，JD1圆曲线半径为200m，JD2圆曲线半径为200m，JD3圆曲线半径为200，JD4圆曲线半径为200，JD3圆曲线半径为300。3.1.3缓和曲线在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即为缓和曲线。其作用是线形缓和、行车缓和及超高加宽缓和。当平曲线半径小于不设超高的最小半径事应设置缓和曲线

16、。如表3.2表 3.2 不设超高的最小半径设计速度（/h）1201008060路拱2%5500400025001500缓和曲线可采用回旋曲线、三次拋物线，高次拋物线等线型。因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合，在我国，公路路线设计规范(JTG D20-2006)规定采用回旋曲线。公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定山岭重丘区二级路（设计车速=60km/h）最小缓和曲线长度不小于50m3.2平曲线计算平曲线主要技术指标汇总如表3.3表 3.3 平曲线主要指标汇总表设计车速60km/h平曲线一般最小半径200m极限最小半径125m缓和曲线最小长度50m不设超高的圆曲线最小半径

17、路拱2.0% 1500m2.0% 1900m最大纵坡6%经验证，本设计参数均符合以上标准。3.2.1导线要素计算如图3.1为局部平曲线设计图图 3.1 平曲线设计图1.交点间距计算交点间距计算公式为 由公式3 -1得出各交点间距如下 ： JD0JD1=152.728m JD1JD2=181.778m JD2JD3=130.193m 2.导线方位角计算导线方位角计算公式为： （1）JD1交点桩号K0+152.728 （2）JD2交点桩号K1+334.506 3.2.2平曲线要素计算如图3.2为对称基本型曲线计算图示。 图 3 - 1 对称基本型曲线计算图示1. 对称基本型计算公式如下：切线增长值

18、 内移值： 缓和曲线角： 切线长： 平曲线长： 外距： 切曲差： 式中： 转角(度)； 缓和曲线长(m)； 圆曲线半径(m)。对JD1进行平曲线要素计算。 3.2.3 圆曲线计算（取JD1加以计算） ZH（K0+272.827）HZ（K0+570.227）段，已知=23，圆曲线半径R=200m，Ls=100m，如图3.3JD1圆曲线计算图示图3.3JD1圆曲线计算图示 特征点桩号校核如表3.4表3.4 特征点桩号校核JD1 K0+421.527 ） T ZH K0+272.827 +） Ls HY K0372.827 + （LLs） HZ K0+570.227 ) Ls YH K0+470.2

19、27 ) 1/2(L2Ls) QZ K0+421.527校正值J=2TL=0 ，所以由QZ桩号算出的JD1桩K0+152.728与原来的JD1桩号相同，校核无误。同理计算JD2、JD3、JD4和JD5。四、纵、横断面设计4.1 纵断面线形设计 纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。该路地处山岭区，土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度。4.2 纵坡设计1、纵坡设计的一般要求a、纵坡设计必须满足公路工程技术标准的有关规定，一般不轻易使用极限值b、纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反

20、坡c、纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合2、纵坡设计的方法和步骤：a、准备工作；b、标注纵断面控制点；c、试坡；d、根据横断面图核对纵坡线；e、确定纵坡线；f、计算设计标高。4.3 横断面设计4.3.1 横断面设计技术指标1、路基宽度根据公路工程技术标准得公路等级为二级，车道数拟定双向四车道。据公路工程技术标准二级公路车速为,双车道的路基宽度一般值为10m,最小值为8.50，取设计车道宽度为3. 5m，得总车道宽度为3. 527m，二级公路车速为的路肩宽度为1.52=3m，不设中间带。2、路拱坡度 路拱坡度为2%、路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。

21、3、路基边坡坡度H2.0m的路段，路床顶面以下060cm采用7%石灰土处理层,即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。路床处理公路路基设计规范（JTG D30-2004） 路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。 挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。

22、 填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理基底土密实，地面横坡缓于1：5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。路堤基底为耕地或土质松散时，应将地基表面碾压密实，二级公路路堤基底的压实度（重型）不应小于90%，路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作深度：基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。路基土的掺灰剂量，可根据当地情况实验确定，一般粘质土采

23、用石灰或二灰处理，粗粒土可以采用325#水泥处理。（3）路基防护。查公路路基设计规范（JTG D30-2004）1、 路基填土高度H3m，时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3H4m时，设置单层衬砌拱，当4H6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm30cm50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm30cm65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。5.2 路基路面排水设计5.2.1路基

24、排水设计路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟，各类地段排水沟应高出设计水位02m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:11:1.5,二级公路的边沟的深度不应小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.3%，边沟采用M7.5的砂浆浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，长度不宜超过500m，截水沟横断面采用梯形，边坡视土质而定，一般采用1:101:1.5，深度及宽度不宜小于0.5m，沟底纵坡不宜小于0.3%。5.2.2路面排水设计a、路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。b、路堤边坡较高，

25、采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置排水带，并通过急流槽将水排出路基。c、拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩12cm,顶宽810cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。d、矩形雨水井尺寸采用长宽深=60cm40cm60cm，边墙采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑。 六、致 谢本次道路勘测课程设计中得到不少同学及老师的帮助，但这些都是建立在之前所学知识的基础上。因此首先要感谢本次课程设计的指导老师张镇老师和，感谢张老师对本次课设的

26、安排和给予大家的指导，使同学们有充分的时间学习并基本掌握纬地软件的操作使用和结合所学知识。其次感谢在大二下学期细心教导大家交通工程总论老师闫岩和道路勘测设计老师刘桂丽，正是在两位老师辛勤教导和细心指导下，使得大家对道路设计和交通工程有了基本而又详细的了解，为本次课程设计打下了坚实的基础。最后要感谢为大家提供软件的大四学长和身边的同学，在他们的帮助下，使我快速学会使用纬地软件，并教会我一些软件的使用技巧，让我更好、更快捷地独立使用纬地软件进行课程设计。本次课程设计使我初步掌握了道路勘测设计的步骤以及要点，对交通工程方面有了更深一步的了解，并且也对将来的毕业设计步骤有了初步了解，同时为我们将来步入

27、社会从事交通工程方面工作打下了基础。最后再一次感谢身边的良师益友，在他们的指导和帮助下，使我不断进步并顺利完成本次课程设计。参考文献:1 杨少伟主编，道路勘测设计，人民交通出版社，20112 邓学均主编.路基路面工程.人民交通出版社，20083 交通部颁.公路工程技术标准(JTG B01-2003).4 交通部颁.公路路线设计规范(JTG D20-2006). 5 交通部颁.公路勘测规范(JTG C10-2007).6 交通部颁.公路路基设计规范(JTG D30-2004).附录:土石方计算表（附表）图纸部分（附图） 附图1.平面设计图 附图2.横断面设计图1 附图3.横断面设计图2 附图4.横断面设计图3 附图5.纵断面设计图1 附图6.纵断面设计图2 附图7.纵断面设计图3 附图8.纵断面设计图4 21