毕业设计计算书(整体)

淮 阴 工 学 院

毕业设计说明书（论文）

作 者: 学 院: 专 业:

陈其龙

学 号：

1101401309

建筑工程学院 土木工程（路桥方向）

题 目: 宿新高速公路C标段（A1部分）初步

设计

沈化荣 (副教授)

指导者：

评阅者：

2014 年 5 月

毕业设计评语

学生姓名： 陈其龙 班级: 土木1103班 学号： 1101401309

题 目： 宿新高速公路C标段（A1部分）初步

设计

综合成绩： 指导者评语： 指导者(签字)： 年 月 日

毕业设计评语

评阅者评语： 评阅者(签字)： 年 月 日 答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人(签字)： 年 月 日

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本设计是宿新高速公路C标段（A1部分）初步设计，该路段位于平原区和微丘区。设计部分的公路全长3197.972m，设计车速120km/h，双向四车道。通路本公路工程设计可以更好的沟通江苏宿迁和新沂，使得两个城市间的交通更加便利，造福两座城市的人民。 根据使用性质和任务，确定了公路的等级。查找相应技术规范和以及设计需要的各种参数，结合地形条件在平面图中进行路线方案比选。选择一个最佳方案进行详细技术设计，内容包括路线平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，桥涵设计等等。并完成初步设计阶段应完成的各种图、表和设计说明书。 通过本次设计我们完成了规定要求的初步设计，同时也对所学的专业知识有了系统的认识。 关键词 高速公路，横断面，纵断面，路基路面，桥涵 毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The new highway C tenders places (A1 section) preliminary design Abstract The design is a new highway C tenders places (A1 section) preliminary design, the road is located in plain areas and micro-mound area. Road length design part of 3197.972m, design speed of 120km / h, two-way four-lane. Passage of the highway engineering design can better communicate and Xinyi, Jiangsu Suqian, making transportation between the two cities is more convenient for the benefit of the people of the two cities. Depending on the nature and task of determining the level of the highway. Find the appropriate technical specifications and design requirements and a variety of parameters, combined with topographical conditions of the route scheme comparison in plan view. Choose the best solution for detailed technical design, including route level, vertical and horizontal design, pavement design and subgrade drainage design, bridge design, and so on. And the completion of the preliminary design phase should be completed in a variety of figures, tables and design specification. Through this design, we have completed the preliminary design requirements, but also on what they have learned with the systems expertise knowledge. Keyword sexpressway, cross-sectional, profile, road subgrade and pavement, bridges and culverts

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

最佳的效果。

第 4 页 共 70 页

(9)应与周围环境,景观相协调,同时道路与道路或道路与铁路尽量减少交叉次数,以达到行车安全畅通的目的。

(10)要考虑施工条件对选定路线的影响。

本课程设计根据地形图上路线的起始点，定出了两个中间控制点（即三条导向线）JD1，JD2。

公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。因此，直线，圆曲线，缓和曲线是平面线形的主要组成要素。

3.2路线平面设计

3.2.1设计原则

（1）平面线形必须与地形，地物，景观等相协调，同时应该注意线形的连续与均衡性，并同纵面线形相配合。

(2)直线路段应根据地形等因素合理选用，一般直线路段的最大长度应控制在20V，同向曲线间的直线段长度不得小于6V，反向曲线间的直线长度不得大于2V。（单位：m,v为设计车速，以km/h计）

（3）圆曲线作为一般规则，设计时应尽量采用大半径在受限制的情况下，也宜首先选用一般最小半径，避免极限半径，对于高速公路,设计时速为120km/h时，按《公路路线设计规范》表7.3.2和7.3.3规定，一般最小半径1000m，极限最小半径650m，但圆曲线最小半径不宜超过10000m。

（4）当平曲线半径小于不设超高最小半径时，应设置缓和曲线。《公路路线设计规范》7.4.3规定，不设缓和曲线的最小圆曲线半径数值时，可不设缓和曲线，直线与圆曲线可经相连接。设计时速为120km/h时，缓和曲线的最小长度100m。

（5）视距有：停车视距，会车视距，超车视距。《公路路线设计规范》7.9规定，高速公路设计时速为120km/h时，停车视距为210m。

(6)设计时速为120km/h时，平曲线最小长度一般值为600m，最小值200m。

3.3方案比选

平曲线要素设计：根据规范，对JD1，JD2外的半径测算，然后根据圆曲线，缓和曲线的要素进行设计计算。本路段为高速公路时速120km/h，为丘陵平原地形，《标准》7.4规定，除四级路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

3.3.1方案一:

第 5 页 共 70 页

(1)本路段在JD1处的桩号为K0+772.715转角为21o02`33.7\，为保证行车顺畅，在此处设平曲线，取R=2500m,满足规范要求。

几何要素：

JD1 K0+772.715 取α=21o02ˊ33.7\缓和曲线长度Ls（高速公路设计速度为120km/h）:

0.036V3Ls= =0.036×1203/2500=24.883m (3-1)

RLs≥

V =120/1.2=100m 1.2取整数位为5的倍数，采用缓和曲线为200m，《公路工程技术标准》7.4.3规定，V=120km/h时，最小缓和曲线为100m。

圆曲线的内移值P:

P=Ls/24R?Ls/2384R3 (3-2)

=2002/24×2500—2004/2384×25003 =0.667m 总切线长T:

先求q=Ls/2?Ls/240R2?2002?2003240?25002=100.000m (3-3) ，21?02.56?100.00=564.430m(3-4) 所以T=?R?P?tan?q =(2500+0.67)tan22243?1 圆曲线总长度L:

??180????2.290? (3-5) ??Ls?2R?180????200??2?2500 L?R?1???180??Ls?2500?21.04????180?200?1118.161m (3-6) 满足平曲线最小长度的规定，其中圆曲线长度为1118.161m,符合规范所列圆曲线最小长度100m的规定。

五个基本桩号如图3-1所示：

ZH=JD – T= K0+772.715-564.430=K0+208.285 HY=ZH + Ls= K0+208.285+200=K0+408.285

HZ=HY +（L-Ls）= K0+408.285+(1118.161-200)=K1+326.446

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

YH=HZ - Ls= K1+326.446-200=K1+126.446

第 6 页 共 70 页

QZ=YH - 0.5(L-2Ls)= K1+126.446-0.5(1118.161-2*200)=K0+767.366 校正值J=2T-L=2*564.430-1118.161=10.698m ,所以QZ桩号算出的JD的桩号为K0+767.366+10.698/2=K0+772.715与原桩号相同，说明计算无误。

式中T—切线长，L—曲线长，E—外距，R—圆曲线半径，α—转角

图3-1 有缓和曲线的圆曲线的全部桩位

ZH——直线与缓和曲线的交点 HY——缓和曲线和圆曲线的交点 QZ——圆曲线中点

YH——圆曲线和缓和曲线的交点 HZ——缓和曲线和圆曲线的交点

(2)本路段在JD2处的桩号为 K1+684.410转角为6o07ˊ48.8\，为保证行车顺畅，在此处设平曲线，取R=2500m,满足规范要求。 几何要素:

JD2 K1+684.410 取α=6o07`48.8\R=2800m 缓和曲线长度Ls （高速公路设计速度为120km/h）:

Ls=0.036 V3/R=0.036×1203/2800=22.217m (3-7) Ls>=V/1.2=120/1.2=100m

取整数位为5的倍数，采用缓和曲线为220m，《公路工程技术标准》7.4.3规定，V=120km/h时，最小缓和曲线为100m。

圆曲线的内移值P:

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

24第 7 页 共 70 页

P=Ls/24R?Ls/2384R3 (3-8) =2202/24×2800—2204/2384×28003 =0.720m 总切线长T:

先求q=Ls/2?Ls/240R2?2202?2203240?28002=110.000m (3-9) 所以 T=?R?P?tan圆曲线总长度L:

3?12?q =(2800+0.720)tan6.13??110=259.966m (3-10) 2

??180????2.251? (3-11) ??Ls?2R?180????220??2?2800 L?R?1???180??Ls?2800?6.13????180??220?519.5796m (3-12) 满足平曲线最小长度的规定，其中圆曲线长度为519.5796m,符合规范所列圆曲线最小长度100m的规定。

五个基本桩号如图3-2所示：

ZH=JD – T= K1+684.410-259.966=K1+424.444 HY=ZH + Ls= K1+424.444 +220=K1+644.444

HZ=HY +（L-Ls）= K1+644.444 +(519.5796-220)=K1+944.024 YH=HZ - Ls= K1+944.024-220=K1+724.024

QZ=YH - 0.5(L-2Ls)= K1+724.024-0.5(519.5796-2*220)=K1+684.234 校正值D=2T-L=2?259.966-519.5796=0.352m ,所以QZ桩号算出的JD的桩号为K1+684.234+0.352/2=K1+684.410.与原桩号相同，说明计算无误。

式中T—切线长，L—曲线长，E—外距，R—圆曲线半径，α—转角

图3-2 有缓和曲线的圆曲线的全部桩位

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

ZH——直线与缓和曲线的交点 HY——缓和曲线和圆曲线的交点 QZ——圆曲线中点

YH——圆曲线和缓和曲线的交点 HZ——缓和曲线和圆曲线的交点 （3）曲线要素汇总表如表3-1所示：

表3-1曲线要素汇总

交点交点桩号 号 JD1 JD2 交点第一缓和曲号 线起点 JD1 JD2 K0+208.285 K1+424.444 点 K0+408.285 K1+644.444 K0+767.366 K1+684.234 K1+126.446 K1+724.024 第一缓和曲线终曲线中点 K0+772.715 K1+684.410 21o02`33.7\6o07`48.8\转角值 半径 2500 2800 缓和曲线长度 200 220 曲线位置 第 8 页 共 70 页

曲线要素值（m） 切线长度 564.430 259.966 曲线长度 1118.161 519.5796 第二缓和曲线终第二缓和曲线起点 点 K1+326.446 K1+684.234 3.3.2方案二:

（1）路段在JD1处的桩号为K1+461.408角为20°19′37.8″，为保证行车顺畅，在此处设平曲线，取R=2300m,满足规范要求。

几何要素：

JD1 K1+461.408取α=20°19′37.8″ R=2300m 缓和曲线长度Ls（高速公路设计速度为120km/h）:

Ls=0.036 V3/R=0.036×1203/2300=27.047m (3-13) Ls≥V/1.2=120/1.2=100m

取整数位为5的倍数，采用缓和曲线为200m，《公路工程技术标准》7.4.3规定，V=120km/h时，最小缓和曲线为100m。

圆曲线的内移值P:

P=Ls/24R?Ls/2384R3 (3-14)

24

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

=2002/24×2300—2004/2384×23003 =0.725m 总切线长T:

第 9 页 共 70 页

先求q=Ls/2?Ls/240R2?2002?2003240?23002=100.000m (3-15) 所以 T=?R?P?tan圆曲线总长度L:

3?12?q =(2300+0.725)tan20.327??100.00=512.45m (3-16) 2??180????2.491? (3-17) ??Ls?2R?180????200??2?2300 L?R?1???180??Ls?2300?20.327????180?200?1015.985m (3-18)

满足平曲线最小长度的规定，其中圆曲线长度为992.510m,符合规范所列圆曲线最小长度100m的规定。

五个基本桩号如图3-3所示：

ZH=JD – T= K1+461.608-512.45=K0+949.158 HY=ZH + Ls=K0+949.158 +200=K1+149.158

HZ=HY +（L-Ls）= K1+149.158+(1015.985-200)=K1+965.143 YH=HZ - Ls= K1+965.143-200= K1+765.143

QZ=YH - 0.5(L-2Ls)= K1+765.143-0.5(1015.985-2*200)= K1+457.151 校正值J=2T-L=2*512.45-1015.985=8.915m ,所以QZ桩号算出的JD的桩号为K1+457.151+8.915/2=K1+461.608与原桩号相同，说明计算无误。

式中T—切线长，L—曲线长，E—外距，R—圆曲线半径，α—转角

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

图3-3 有缓和曲线的圆曲线的全部桩位

第 10 页 共 70 页

ZH——直线与缓和曲线的交点 HY——缓和曲线和圆曲线的交点 QZ——圆曲线中点

YH——圆曲线和缓和曲线的交点 HZ——缓和曲线和圆曲线的交点

（2）路段在JD2处的桩号为K2+445.100转角为15°55′51.7″，为保证行车顺畅，在此处设平曲线，取R=2100m,满足规范要求。 几何要素:

JD2 K2+445.100 取α=15°55′51.7″R=2100m 缓和曲线长度Ls （高速公路设计速度为120km/h）:

Ls=0.036 V3/R=0.036×1203/2100=29.623m (3-19) Ls>=V/1.2=120/1.2=100m

取整数位为5的倍数，采用缓和曲线为180m，《公路工程技术标准》7.4.3规定，V=120km/h时，最小缓和曲线为100m。

圆曲线的内移值P:

P=Ls/24R?Ls/2384R3 (3-20) =1802/24×2100—1804/2384×21003 =0.643m 总切线长T:

先求q=Ls/2?Ls/240R2?1802?1803240?21002=90.000m (3-21)

15.931??90=383.931m (3-22) 所以 T=?R?P?tan?q =(2100+0.643)tan22324?1圆曲线总长度L:

??180????2.456? (3-23) ??Ls?2R?180????180??2?2100 L?R?1???180??Ls?2100?15.931????180??180?763.902m (3-24) 满足平曲线最小长度的规定，其中圆曲线长度为765.594m,符合规范所列圆曲线最小长度100m的规定。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

五个基本桩号如图3-4所示：

ZH=JD – T= K2+445.100-383.931=K2+061.169 HY=ZH + Ls= K2+061.169+180=K2+241.169

第 11 页 共 70 页

HZ=HY +（L-Ls）= K2+241.169+(763.902-180)= K2+825.071 YH=HZ - Ls=K2+825.071-180=K2+645.071

QZ=YH - 0.5(L-2Ls)= K2+6445.071.5(763.902-2*180)= K2+443.120 校正值D=2T-L=2?383.931-763.902=3.96m ,所以QZ桩号算出的JD的桩号为K2+443.120+3.96/2=K2+445.100.与原桩号相同，说明计算无误。

式中T—切线长，L—曲线长，E—外距，R—圆曲线半径，α—转角

图3-4 有缓和曲线的圆曲线的全部桩位

ZH——直线与缓和曲线的交点 HY——缓和曲线和圆曲线的交点 QZ——圆曲线中点

YH——圆曲线和缓和曲线的交点 HZ——缓和曲线和圆曲线的交点 （3）曲线要素汇总表如表3-2所示：

表3-2曲线要素汇总

交点交点桩号 号 JD1 JD2 K1+461.608 K2+445.100 曲线要素值（m） 转角值 半径 20o19`37.8\15o55`51.7\2300 2100 缓和曲线长度 200 180 切线长度 512.45 383.931 曲线长度 1015.985 763.902 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

曲线位置 交点第一缓和曲号 线起点 JD1 JD2 K0+949.158 K2+061.169 点 K1+149.158 K2+241.169 K1+457.151 K2+443.120 K1+765.144 K2+645.071 第一缓和曲线终曲线中点 第 12 页 共 70 页

第二缓和曲线终第二缓和曲线起点 点 K1+965.144 K2+825.071 如下表2-3以及表2-4所示和在2.3.3四个方面中，方案一在前三个方面要比方案一要好些，而第4方面两个方案相近，所以综合考虑，我选择以方案一作为最优方案。

方案一

交点交点桩号 号 JD1 JD2 交点第一缓和曲号 线起点 JD1 JD2 K0+208.285 K1+424.444 点 K0+408.285 K1+644.444 K0+767.366 K1+684.234 K1+126.446 K1+724.024 第一缓和曲线终曲线中点 第二缓和曲线起点 点 K1+326.446 K1+684.234 第二缓和曲线终K0+772.715 K1+684.410 21o02`33.7\6o07`48.8\转角值 半径 2500 2800 缓和曲线长度 200 220 曲线位置 切线长度 564.430 259.966 曲线长度 1118.161 519.5796 曲线要素值（m） 方案二

交点交点桩号 号 JD1 JD2 交点第一缓和曲号 线起点 JD1 JD2 K0+949.158 K2+061.169

曲线要素值（m） 转角值 半径 K1+461.608 K2+445.100 20o19`37.8\15o55`51.7\2300 2100 缓和曲线长度 200 180 曲线位置 第一缓和曲线终曲线中点 点 K1+149.158 K2+241.169 K1+457.151 K2+443.120 K1+765.144 K2+645.071 第二缓和曲线起点 点 K1+965.144 K2+825.071 第二缓和曲线终切线长度 512.45 383.931 曲线长度 1015.985 763.902 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

3.3.3方案比选主要考虑以下几方面 (1)做到少占或不占高产田。

第 13 页 共 70 页

(2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，效益好。

(3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

(4)选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。

4道路纵断面设计

4.1说明

通过道路中线的竖线剖面，称为纵断面，它是道路设计的重要设计因素之一，它主要反映路线起伏纵坡与原地面的切割情况，把道路的纵面与平面图结合起来，就能够完整的表达道路的空间位置和立体线形。

在路中线的原地面标高，在任一横断面上设计标高与地面标高之差称为该处的施工高度，施工高度的大小即决定了路堤的高度或路堑的深度。

4.2纵断面设计

4.2.1设计原则

(1)应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、最小坡长、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等），以及相关高程控制点和构造物设计对纵断面的要求。

(2)纵断面地形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺，圆滑的线形，避免短距离内起伏频繁。相邻纵坡的代数差小时，应尽量采用大的曲线半径。

(3)连续上坡或下坡的路段应符合平均纵坡的规定并采用运行速度对通行能力和行车安全进行检验。

(4)长下坡的直线端部不应设计小半径的凹形竖曲线或平曲线。

(5)根据《公路路线设计规范》8.2.1规定，高速公路设计时速为120km/h，最大纵坡为3%。根据《公路路线设计规范》8.2.3规定，各级公路的长路堑、低填方和其它横

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

第 14 页 共 70 页

向排水不畅的路段应采用不小于0.3%的纵坡（一般以不小于0.5%为宜），对于干旱地区，以及横向排水良好、不产生路面积水的路段，也可以不受最小纵坡的限制。

(6)根据《公路路线设计规范》8.3.1规定，高速公路的设计时速为120km/h时，其一般最小坡长300m。 根据《公路路线设计规范》8.3.2规定，最大坡长限值根据纵坡坡度的不同有不同的要求，当设计速度为120km/h时， 3%时为900m；4%时为700m。

(7)变坡点处应设置竖曲线，形式为二次抛物线，因为在应用范围内和圆形几乎没有差别，所以竖曲线半径均为圆曲线半径表示。

(8)根据《公路路线设计规范》8.6.1规定，高速公路的设计时速为120km/h时，凸形竖曲线半径一般最小值17000m,极限最小值11000m；凹形竖曲线半径一般最小值6000m,极限最小值4000m，竖曲线一般最小250m，极限最小值160m。

(9)根据《公路路线设计规范》8.5.1和8.5.3规定，考虑平纵结合，平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，最大合成坡度不宜大于10%，最小不宜小于0.5%，当合成坡度小于0.5%时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。

(10)在回头曲线路段，路线纵坡有特殊规定，应先定出回头曲线部分的纵坡，再从两端接坡。在回头曲线的主曲线内不宜设竖曲线。

(11)纵断面设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等要求综合考虑。 (12)应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。 4.2.2纵坡设计方法

(1)按照平面线形要求布设平面线形，识别所有主要控制因素，并分成强制性和酌定性两类。

(2)选定纵断面基准线。

(3)绘制纵断面图，相应于纵断面基准线位置标出自然地面高程。

(4)设计纵坡线，考虑包括涵洞在内的纵面控制因素，并尽量考虑平面线形的协调。

(5)平、纵线形的协调

①平曲线与竖曲线对应、平曲线包竖曲线更能获得行使安全及平顺优美的线形。根据透视图分析研究，得结论：平竖曲线顶点错开平曲线长度的1/4，为较满意情况。错位过大或大小不均衡，将会出现视觉效果很差的线性。

②平竖曲线半径大小要均衡。注意保持平、纵线形的协调均衡，否则容易使司机

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

第 15 页 共 70 页

失去顺适感。采用长曲线较采用直线可使线形舒适顺畅。研究认为：竖曲线半径约为平曲线半径的10~20倍，可获得视觉上的平衡。 (6)计算土石方工程量。

(7)调整纵断面线形。试定纵坡后，将所定纵坡与选(定)线时考虑的纵坡进行比较，两者应基本符合。若有问题，应按规范进行调整，调整时应以少脱离控制点、少变动填挖值为原则。 4.2.3纵坡拉坡

本设计综合考虑各种因素，最终确定了四条纵坡，三个变坡点。根据自然地形具体拉坡设计如下： (1) 变坡点1

在K0+500处，设一凸形竖曲线。其中i1=0.697% i2=-0.376% ,ω=0.697%-（-0.375%）=1.072%，按照《公路路线设计规范》8.6.1规定，取竖曲线半径R=25000m.

故竖曲线长度 : L=R×ω=25000×1.072%=268 m (4-1) 切线长度 : T=L/2=268/2=134m (4-2) 外距 : E=T2/2R=1342/（2×25000）=0.359 m (4-3) 竖曲线起点桩号: K0+500-134 = K0+366 竖曲线终点桩号: K0+500+134 = K0+634

设计高程计算公式：x = H1 -H2 (4-4)

Y = x2/2R (4-5) H = H3 + x*i1 – y (4-6)

其中各字母代表的含义为：x-橫距；

y-竖距； R-半径； H-设计高程； H1-所求点桩号； H2-起点桩号； H3-起点高程。

求各桩点设计标高如表4-1：

表4-1各桩点设计标高

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

竖曲线1

桩号 K0+380 起点桩号 K0+366 起点高程 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 47.926 横距 14 34 54 74 94 114 134 154 174 194 214 234 254 竖距 0.0039 0.0231 0.0583 0.1095 0.1767 0.2599 0.3591 0.4743 0.6055 0.7527 0.9159 1.0951 1.2903 第 16 页 共 70 页

设计高程 48.02 48.14 48.24 48.33 48.40 48.46 48.50 48.52 48.53 48.52 48.50 48.46 48.40 K0+400 K0+366 K0+420 K0+366 K0+440 K0+366 K0+460 K0+366 K0+480 K0+366 K0+500 K0+366 K0+520 K0+366 K0+540 K0+366 K0+560 K0+366 K0+580 K0+366 K0+600 K0+366 K0+620 K0+366 （2）变坡点2

在K1+560处，设一凹曲线，其中i2=-0.375% ，i3=0.477%，ω=-0.375%-0.477%=0.852% 按照《公路路线设计规范》8.6.1规定，取竖曲线半径R=20000m。

故竖曲线长度 : L=R×ω=20000×0.852%=170.472 m (4-7) 切线长度 : T=L/2=170.472/2=85.236 m (4-8) 外距 : E=T2/2R=85.2362/（2×20000）=0.182 m (4-9) 竖曲线起点桩号: K1+560 – 85.236= K1+474.764 竖曲线终点桩号: K1+560 + 85.236= K1+645.236

设计高程计算公式：X = H1 -H2 (4-10)

Y = x2/2R (4-11) H = H3 + x*i2 + y (4-12)

其中各字母代表的含义为：x-橫距；

y-竖距；

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

R-半径； H-设计高程； H1-所求点桩号； H2-起点桩号； H3-起点高程。

求各桩点的设计标高如表4-2：

表4-2各桩点的设计标高

竖曲线2

桩号 K1+480 K1+500 K1+520 K1+540 K1+560 K1+580 K1+600 K1+620 K1+640 起点桩号 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 K1+474.764 起点高程 45.155 45.155 45.155 45.155 45.155 45.155 45.155 45.155 45.155 横距 5.236 25.236 45.236 65.236 85.236 竖距 0.0007 0.0159 0.0512 0.1064 0.1816 第 17 页 共 70 页

设计高程 45.18 45.12 45.08 45.06 45.06 45.08 45.12 45.18 45.26 105.236 0.2769 125.236 0.3921 145.236 0.5273 165.236 0.6826 （3）变坡点3

在K2+530处，设一凸曲线，i3=0.477％ ,i4=-0.638%,ω=0.477%-(-0.638%)=1.115% 按照《公路路线设计规范》8.6.1规定，考虑到平,纵线形的协调,取竖曲线半径R=23000 m。

故竖曲线长度: L=R×ω=23000×1.115%=256.304 m (4-13) 切线长度 ； T= L/2=256.304/2=128.152 m (4-14) 外距 ： E= T2/2R=128.1522/（2×23000）=0.357 m (4-15) 竖曲线起点桩号：K2+530 –128.152 =K2+401.848 竖曲线终点桩号：K2+530 + 128.152 =K2+658.152

设计高程计算公式：x = H1 -H2 (4-16)

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

第 18 页 共 70 页

Y = x2/2R (4-17) H = H3 + x*i3 – y (4-18)

其中各字母代表的含义为：x-橫距；

y-竖距； R-半径； H-设计高程； H1-所求点桩号； H2-起点桩号； H3-起点高程。

求各桩点的设计标高如表4-3：

表4-3各桩点的设计标高

竖曲线3

桩号 K2+420 K2+440 K2+460 K2+480 起点桩号 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 起点高程 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 48.891 横距 18.152 38.152 58.152 78.152 98.152 118.152 138.152 158.152 178.152 198.152 218.152 238.152 竖距 0.0072 0.0316 0.0735 0.1328 0.2094 0.3035 0.4149 0.5437 0.6900 0.8536 1.036 1.2330 设计高程 48.97 49.04 49.09 49.13 49.15 49.15 49.13 49.10 49.05 48.98 48.89 48.79 K2+500 K2+401.848 K2+520 K2+540 K2+560 K2+580 K2+600 K2+620 K2+640 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 K2+401.848 5道路横断面设计

5.1 说明

道路的横断面，指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

第 19 页 共 70 页

的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。

道路横断面设计应根据其交通性质、交通量、行车速度，结合地形、气候、土壤等条件进行道路车行道、中央分隔带、人行道、路肩等的布置，以确定其横向几何尺寸。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。

5.2 横断面设计

5.2.1 道路通行能力及车道数的确定 (1)交通组成如下表5-1所示：

表5-1交通组成

太脱拉138 211.40 51.40 80.00 2 1 600 小汽车 跃进NJ-131 解放CA-10B 东风EQ-140 黄河JN-150 车 型 总 重（KN） 53.60 80.25 92.90 150.60 前轴重(KN) 20.20 19.40 23.70 49.00 后轴重(KN) 38.20 60.85 69.20 101.60 后轴数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 前轴数 交通量(辆/日) 1500 1200 800 1000 800 根据《公路路线设计规范》3.2.2规定，可得各种车辆的折算系数如下表5-2：

表5-2各种车辆的折算系数

车型 小汽车 跃进NJ-131 交通量（辆/日） 1500 1200 800 车辆折算系数 1 2 4 4 4 3 标准车辆数 1500 2400 3200 4000 3200 1800

解放CA-10B 东风EQ-140 黄河JN-150 太脱拉138 1000 800 600 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

（2）设计小时交通量

Q=1500+2400+3200+4000+3200+1800=16100(辆/日) Q预测=Q×(1+K)

n?1第 20 页 共 70 页

=16100（1+6%）14=36401（辆/ 日） (5-1)

式中：Q预测━远景年预计年平均日交通量（辆/ 日）； Q━起始年平均日交通量（辆/日）； K━交通量的年增长率（%）；

n━远景设计年限；

设计小时交通量是指设计年限主要方向的标准小时交通量，是确定车道数的依据，根据《公路路线规范》3.1.5规定，可按下式计算：

DDHV━Q预测×K×D (5-2) 式中：DDHV━定向高峰小时设计交通量（辆/小时）； D━方向不均匀系数，取0.5-0.6；

K━设计小时交通量系数，查《公路路线设计规范》3.1.6可知其值可为12.5%；

故：DDHV=36401×12.5%×0.5=2276（辆/小时） (3)单向一条车道的设计通行能力

根据《公路路线设计规范》3.2.1规定，在实际行驶速度在120km/h时，其设计通行能力为cD=1600辆/(h·ln) (4)行车道车道数的确定

行车道车道数可依下式计算确定并取为整数：

单向行车道车道数=高峰小时设计交通量/一条车道的设计通行能力=DDHV/

cD=

2276=1.42 1600取整数：2 双向车道数为4 验证：

根据《道路勘测设计》P14小客车年平均交通量划分的道路等级中车道数与交通量的关系（40000<36401<55000辆）查得本高速公路采用四车道。 5.2.2 横断面设计

(1)标准横断面如图5-1所示，

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

根据《公路路线设计规范》6.1.2规定路基宽度28m； 根据《公路路线设计规范》6.2.1规定单条行车道宽度3.75m；

第 21 页 共 70 页

根据《公路路线设计规范》6.4.1规定硬路肩宽度3.5m,土路肩宽度0.75m,； 根据《公路路线设计规范》6.3.1规定中间带宽度4.5m(中央分隔带宽度3m,左侧路缘带宽度0.75m)。

中央分隔带形式：缘石形状为栏式，表面形状为凸行，表面处理采用铺面封闭。 中央分隔带开口，每2km设置一处开口，开口端部形状为弹头形状。 根据《公路路线设计规范》6.4.3规定可不设紧急停车带。

图5-1标准横断面图（mm）

(2)路拱坡度

路拱坡度一般应采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜，根据《公路路基设计规范》6.5规定，路拱坡度宜为2%，路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%～2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。 (3)路基边坡坡度

根据《公路路基设计规范》得知，当H<6m（H—路基填土高度）时，路基边坡按1：1.5设计。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

(4)护坡道

第 22 页 共 70 页

查《公路工程技术标准》得，当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1m的护坡道；当高差大于6m时，应设置宽2m的护坡道。本设计的填土高度均小于6m，再结合当地的自然条件，护坡道均设置1m，且坡度设计为4%。 (5)边沟设计

查《公路路基设计规范》得边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0～1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：2～1：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处丘陵平原地区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.4m，深0.4m，内侧边坡坡度为1：1。 (6)超高和加宽

根据《公路路线设计规范》 7.4.1规定，当设计时速为120km/h且路拱坡度<=2%,其平曲线半径大于5500m时可不设超高，本段路最大半径为2800m,故要设置超高。其超高渐变率在缓和曲线内完成。

① 超高即是为了抵消曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。超高值计算公式如下：

v2 ih??? (5-3)

127R??7804.232810.7275??0.03804 (5-4) R2R圆曲线超高表如表5-3所示：

表5-3 圆曲线超高

交点 JD1 JD2 半径R（m） 2500 2800 μ 0.0350 0.0352 ih(%) 1.04 0.53 ②超高过渡方式

本道路设有中间带，采用绕中央分隔带边缘旋转的方式进行超高过渡。图5-2所示：

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

第 23 页 共 70 页

图5-2 超高过渡方式

③超高缓和段：

由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面，其间必须设超高缓和段,公路超高缓和段长度按下式计算：

Lc?Bi超p

(5-5)

式中: Lc--超高缓和段长度（m）；

超高缓和段长度确定主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好。

确定缓和段长度Lc时应考虑一下几点：

ⅰ一般情况下，取Lc=Ls(缓和曲线长度），即超高过渡段在缓和曲线全长范围内进行。

ⅱ若Ls＞Lc，但只要横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率P≥1/330,仍取Lc=Ls。

B—路面宽度（m）；本设计路面宽度B=15m i超——超高横坡，10%；

P ——超高渐变率，即旋转轴与车行道外侧边缘之间相对升降的比率，根据 《公路路线设计规范》7.5.4规定，高速公路车速为120km/h时，取1/200。

Lc=15×0.1/(1/200)=300m

④绕中央分隔带边线旋转超高值计算,如下表5-4所示。

表5-4超高值

超高位置 计算公式 X距离处行车道横坡值

备注

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

外侧 C 第 24 页 共 70 页

(b1?B?b2)ix 0 0 1.计算结果为与设计高之差 ix?D 内侧 C D iG?ihx?iG 2.设计高程为中央分隔带外侧Lc边缘D点的高程 3.x=Lc时为圆曲线上的超高值 ih?iGx?iG Lc?(b1?B?b2)ix ix?为保证汽车在转变中不侵占相邻车道，凡小于250m半径的曲线路段，均需要相应加宽。本路段最小圆曲线半径为2500m,所以不要设置加宽。 (7)横断面设计步骤

1.根据外业横断面测量资料点绘地面线。

2.根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。

3.根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。 4.绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。

5.计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上（详见横断面图）。

横断面面积计算选取（k1+800～k1+900）进行计算 横断面面积计算采用条分法，如下图4-2所示，

将横断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形，每个小块的近似面积为：

Ai?bhi ,

则横断面面积：A?bh1?..........?bhn?b?hi (5-6)

i?1nAh1h2h3h4hnbbbbbbbb

图5-2 积距法示意图

采用积距法计算的面积如表5-5所示：

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

表5-5面积

桩号 面积 （m） 2第 25 页 共 70 页

K1+800 填 挖 53.74 0 K1+820 45.90 0 K1+840 38.08 0 K1+860 58.37 0 K1+880 49.96 0.37 K1+900 52.94 0.20 （8）设计表（见附表）

6路基设计

6.1总则

（1）公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，路基与路面共同承受交通荷载的作用，应作为路面的支撑结构进行综合设计，它必须有足够的强度，稳定性和耐久性。

（2）路基设计应根据公路所在地区的自然因素与地质条件，设计完善的排水设施和防护工程，采取经济有效的病害防止措施。

公路路基设计，一般宜移挖作填，当出现大量弃方或借方时，应配合农旧水利建设和自然环境等进行综合设计。

（3）季节性冰冻地区工程地质，水文地质不良地段，应采用水稳定性良好的填筑材料筑路堤或进行换填，对于高速公路、一级公路应结合防治冻害和翻浆的具体措施，进行路基、路面排水等综合设计。

（4）山岭、重丘区的路基设计，应根据与当地自然条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。在不良地质地段，不宜破坏天然植被和山体平衡在狭窄的河谷地段不宜侵占河床，可视具体情况设置其他结构物和防护工程。

（5）路基设计应充分考虑采用机械化施工方法，推广新技术，新工艺，新材料，不断总结经验，提高路基设计质量与技术水平。

6.2路基设计

路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线地质，水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。 6.2.1路基宽度确定：

路基宽度应根据公路等级，技术标准，结合与当地地形、地质、填挖等情况选定。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

本设计根据交通量，考虑当地条件，采用地基宽度28m。 6.2.2路基高度确定：

第 26 页 共 70 页

根据全国公路自然区划，本公路段属于Ⅱ5a区。路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济等因素影响确定的。从路基的强度和稳定性要求出发，路基土上部土层应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合公路沿线和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。 6.2.3边坡坡度

(1)路堤边坡：根据《公路路基设计规范》3.3.4规定，边坡上部坡度1：1.5，下部坡度1：1.75，上部边缘高度为8m，下坡高度12m，直线型边坡坡度1：1.5。

对边坡高度超过规定要求的，宜进行路基稳定性验算，受水浸淹的路基填方边坡，在设计水位以下部分视填料情况采用1：1.75--1：2.0，在常水位以下部分可采用1：2--1：3。

(2)路堑边坡：土质挖方边坡坡度，根据《公路路基设计规范》3.4规定，上部坡度1：1.75，下部坡度1：1.5，上部最大高度8m，直线型边坡坡度1：1.5。 6.2.4路基压实

路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土质路堑开挖至设计标高后，需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度，该密度通常低于设计要求。必要时应挖开后再分层压实，使之达到一定的密实度。

根据《公路路基设计规范》3.3.2规定，路堤压实度可为如下表6-1所示

表6-1路堤压实度

压实度（%） 填挖类型 路面地面以下深度(m) 高速公路、一级公路 上路堤 下路堤 0.80～1.50 1.50以下 ≥94 ≥93 二级公路 ≥94 ≥92 三、四级公路 ≥93 ≥90 本段设计的公路为高速公路上路提压实度采用95%的压实度,下路堤压实采用94%的压实度。 6.2.5路基横断面

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

(1)一般路基

第 27 页 共 70 页

低填浅挖段路基，采用散开式路堤横断面路堤高出护坡道0.6m，边坡1：1.5，挖方路段路堑，边坡坡度按岩石风化程度在挖方路堑边沟外设宽为1m的碎落台，填方路段路基边坡脚与边坡顶设宽2m的护坡道。

路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑后进行压实，基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。

基地土密实，地面横坡缓于1：5时，可直接在天然地面土填筑，地表有树根草皮或腐殖土应予以清除。

水稻田、湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水，清淤、晾晒、换填、掺灰及其他土加固措施进行处理，当为软土地基时，应按特殊路基处理。

路基土的掺灰剂量，可根据当地情况实验确定，一般粘质土采用石灰或粉煤灰处理。

根据《公路路基设计规范》3.3.1规定，路堤填料最小强度可为表6-2所示

表6-2路堤填料最小强度

填料最小强度（CBR）（%） 项目分类 路面地面以下深度(m) 上路堤 下路堤 0.8～1.5 1.5以下 高速公路、一级公路 4 3 二级公路 3 2 三、四级公路 3 2 本段设计的公路为高速公路上路提压实度采用5%的填料最小强度,下路堤压实采用4%的填料最小强度。 (2)特殊路基

水田、湿地等不良地段、清基，回填风化沙砾，天然沙砾等水稳定性好的材料，并按实际情况记入一部分沉陷量。

风化沙砾路基，既以风化沙砾等松散性材料填筑的路基，应做好边坡防护，防止雨水冲

6.2.6路基防护

(1)边坡防护，边坡防护采用框格防护，采用混凝土，浆砌片（块）石，卵（砾）石等做骨架，框格内宜采用植物防护或其他辅助防护措施。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

第 28 页 共 70 页

(2)土质或风化岩石边坡进行防护时，可采用预制混凝土砌块或栽砌卵石，干砌片石等做骨架，对较陡、深挖方边坡，采用现浇混凝土或浆砌片石做骨架，骨架宽度宜采用20--30cm，嵌入坡面深度应视边坡土质及当地气候条件确定，一般为15--20cm。

土质及当地气候条件确定，一般为15--20cm。

框格的大小应视边坡坡度、边坡土质确定，并考虑与景观的协调方形框格尺寸宜为（1m×1m）（3m×3m）.

采用框格防护的边坡坡顶及坡脚应采用与骨架部分相同的材料加固，加固条带的宽度宜为40--50cm。

(3)冲刷防护：冲刷防护一般分为直接防护、间接防护两类，直接防护包括植物、砌石、抛石、石笼、挡土墙等，间接防护主要包括丁坎和顺坎等导泻构造物以及改移河道、营造防护带等。

6.3路基土方量调配

6.3.1土石方调配原则

(1)在半填半挖断面中，应先考虑在本路段内移填作挖进行横向平衡，再作纵向调配，以减少总运输量。

(2)纵向调运的最远距离一般应小于经济运距。

(3)土方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不做跨越调运，尽可能避免和减少上坡运土。

(4)不同性质的土石应分别调配。

(5)借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。

(6)综合考虑施工方法、运输条件、施工机械化程度和地形情况等因素，选用合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。

(7)位于山头的回头曲线路段，优先考虑上下线的纵向运输。 6.3.2调配方法

土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。

表格调配法的方法步骤如下：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1y97.html