公路毕业设计全套附图

西藏农牧学院本科毕业设计（论文）

那曲至昌都地区二级公路设计

摘要本设计为平原微丘二级公路设计，首先根据设计交通量及其使用任务和性质，确定公路等级。结

合沿线自然条件与主要技术指标的应用，进行路线方案论证与比选，确定合理的设计方案。设计内容包括：路线的平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，并完成初步设计阶段应完成的各种图、表及设计说明书。

关键词：二级公路；路线；路基路面

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1前 言

在大学四年教与学的过程中，毕业设计是最后的一门课程，也是对学生所学知识的一次训练。在设计中，学生将对以前所学的知识进行一次全面的梳理、总结、巩固、提高和深化，进一步掌握所学学科的内容，培养学生综合运用所学理论知识、专业知识和基本技能。在走上正式的工作岗位之前，毕业设计无疑是一次最好的练习，帮助同学更快、更好地与实际工程接轨。这次设计包括的内容很多，有线形设计、路基设计、路面设计、结构物设计、挡土墙设计等。

公路由土路到高速公路的不断发展，使得城市与城市之间的距离不断缩短。西藏地广人稀，山势起伏较大，自然景观美丽，又是藏传佛教保存得较完善的地方。但由于交通不便，旅游业发展得十分缓慢，直接影响到当地的经济发展。由于西藏城市与城市之间的距离较远，小城镇也非常少，因此，西藏在相当长的时间内，对一、二级公路的需求量非常大。随着改革开放的力度不断加大，西部大开发的不断推近，青藏铁路的建成通车，将进一步加快西藏的发展。面对当前发展的大好形势，迫切要求大量修建高等级公路，以满足经济发展和社会各项事业发展的需要。 “公路通，百业兴”，任何地方的发展，都离不开交通。西藏要实现“跨越式”发展，必须先从交通事业抓起。因此，我选择了昌都至那曲的二级公路设计。本次设计中的平面设计，纵断面设计，横断面设计，土方调配等内容主要采用了由海地系统软件，该软件是一套具有领先技术的工程设计计算机辅助设计系统，主要应用于测绘，道路设计，桥梁设计和涵洞工程领域。

本设计在老师的精心指导下，经过近两个月的努力，终于完成了这次设计的每一项工作。在设计过程中，指导老师给予了很大的帮助，在此表示诚挚的感谢！由于时间仓促，况且没有实际经验可循，难免有错误的地方，在此恳请各位老师指正。

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2路线总说明

该设计为平原微丘二级公路，设计基准年为2008年，设计使用年限为15年，拟比选采用沥青路面结构或水泥混凝土路面。

公路全长45公里，设计时速80Km/h,公路起点那曲终点为昌都地区。由于时间仓促本次设计选取公路设计中的2.29公里进行设计。

2.1沿线水文地质情况

2.1.1气象资料

该公路处于 II 5 区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在 14℃～14.5℃，一月份气温最低，月平均气温为 -0.2℃～0.4℃，七月份气温 27℃ 左右，历史最高气温为40.5℃，历史最低气温为-17℃。年平均降雨量为525.4 mm～658.4mm，雨水多集中在6～9月份，约占全年降雨量50％以上。平均初霜日在11月上旬，终霜日在次年3月中下旬，年均无霜日为220天～266天。地面最大冻土深度为20cm。夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0米/秒。 2.1.2水文地质资料

路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区属于第四系上更新统 (Q3al+pl)， 岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性 。应注意发生不均匀沉陷的可能。其它未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，可考虑用水泥稳定石屑作基层，路段所处的土基强弱悬殊，其计算回弹模量E0。有两个代表值分别为30Mpa和60Mpa，沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾 。

2.2设计依据

根据批准的毕业设计任务书、国家关于公路设计施工的《规范》、《规程》、《标准》等。如：

1）于书翰主编，《道路工程》，武汉理工大学出版社，2006 2）方左英编，《路基工程》，人民交通出版社 3）方福森编，《路面工程》，人民交通出版社

4）邓学均主编，《路基路面工程》，人民交通出版社，2000

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5）《公路工程技术标准》JTGB01-2003，交通部颁发 6）《公路路线设计规范》JTJ011-94，交通部颁发 7）《公路路基设计规范》JTGD30-2004，交通部颁发 8）《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97，交通部颁发

9）《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40－2002，交通部颁发

2.3公路等级的确定

2.3.1交通量资料

根据毕业设计任务书获取交通量资料：

表2-1 近期交通组成与交通量

车型 三菱 FR415 五十铃NPR595G 江淮HF140A 东风ＫM340 2.3.2交通量增长率

表2-2交通量年增长率

期限 2007～2011 2012～2016

增长率 Ｙ(％)

9.0 7.5

期限 2017～2021

增长率 Ｙ(％)

5.5

交通量(辆/日) 380 430 510 490

车型 江淮HF150 东风SP9135B 五十铃EXR181L

交通量(辆/日) 510 410 520

2.3.3公路等级和车道数的确定 2.3.3.1公路等级的确定

由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2-3：

表2-3 交通量折算表

车型 三菱 FR415 五十铃NPR595G 江淮HF140A 东风ＫM340 江淮HF150 东风SP9135B

交通量（辆/日）

380 430 510 490 510 410

折算系数 1.0 2.0 1.5 2.0 2.0 2．0

折算交通量（辆/日）

380 860 765 980 1020 820

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五十铃EXR181L 总计

520 2.0 1040 5865

计算远景设计年限平均昼夜交通量由下式计算：

Nd?N0(1?r)n?1

Nd—远景设计年平均日交通量（辆/日）；

N0—起始年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过

来的交通量；

r—设计交通量年平均增长率（%）； n—设计交通量预测年限

规划年限的设计年平均交通量：

Nd=N0(1+r)n?1=5865×(1+r)15?1=13260pcu/d

根据《公路工程技术标准》JTG B01-2003，拟定该路段设计为二级公路 2.3.3.2确定车道数

该公路为二级公路，作为集散公路，采用三级服务水平，设计时速为80Km/h，每条车道设计宽度为3.75m，横向干扰等级为1级，平面交叉间距为2000m，交叉口平均延时15s，查阅相关规范得：

V?0.58,CB?1800pcu/h/ln,fcw?1.00,fFRIC?0.98,fJUNC?0.68C

交通组成修正系数：

fHV?11??0.761??Pi(Ei?1)1?0.60?0?0.18?0.5?0.22?1

计算单车道的设计通行能力：

CD?CB?fCW?fFRIC?fHV?fJUNC?V?1800?1.00?0.98?0.76?0.68?0.72?656pcu/h/lnC

调查当地实际交通情况，并查阅相关规范得到：

K=0.11，D=0.57；

且:

AADT?Nd?19919pcu/d

计算单向车道数得：

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AADT×K×D13260×0.11×0.57N==1.27=2(取整)

CD656

所以，拟建的二级公路需要4个车道。

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3选线

3.1选线原则

1)在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不站高产田。

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，运营费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。

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。

3.2沿线地形分析

该路段属于平原微丘地形处，地面高度变化较小，有时的轻微的起伏和倾斜，一般为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、水库、沟渠等。

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4路线平面设计

4.1平面线形设计的一般原则

1．平面线形设计必须满足《标准》和《规范》的要求

2．平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形地物相适应，与周围环境相协调 3．行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足 4．保持平面线形的均衡和连贯 5．应避免连续急弯的线形 6．平曲线应有足够的长度

平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶员驾驶操纵来不及调整，所以《规范》规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最小长度，见表3-1。

表4-1 二级公路平曲线最小长度

地形

平曲线最小长度（m）

平原微丘 170

山岭重丘 100

?一般认为，??7应属于小转角弯道。对于小转角弯道应设置较长的平曲线，其长度

应大于表4-2规定的“一般值”；但受地形及其他特殊情况限制时，可缩短至表中的“低限值”

表4-2 二级公路当转角等于或小于7时的平曲线长度 地形

平曲 线长（m）

一般值 低限值

期限 1200/? 170

增长率 Ｙ(％)

700/? 100

?????2时，按??2计算 ??注：表中的值为路线转角值（），当

7．曲线间直线最小长度的要求 1）同向曲线间的直线最小长度

《规范》推荐同向曲线的最短直线长度以不小于6V为宜。在受到条件限制时 无论是高速公路还是低速公路都宜在同向曲线间插入大半径曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或者C形曲线。

2）反向曲线间的直线最小长度

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《规范》规定反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的两倍为宜。

4.2平面设计

道路平面线性相关概念与要求：

1．道路是一条带状的三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线附属设施所组成。路线在水平面上的投影线性称为道路的平面线型，而沿中线竖直剖切再沿着道路里程展开的立面投影线型成为道路的纵断面线型。中线上任意一桩号的法向切面是道路在该桩号的横断面。

2．在设计顺序上，一般是在尽量顾及纵、横断面平衡的前提下定平面，沿这个平面线型进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其它必要的资料后，再设计纵断面和横断面、路线设计的范围，只限于路线的几何性质，不涉及结构。

3．现代道路平面线型是由基本几何线型即直线、圆曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为“平面线型三要素”不受地形、地物限制的平坦地区或者山涧谷底、市镇及其近郊，或规划方正的农耕区、长大隧道、桥梁等构造物路段、路线交叉点及其前后路段、双车道公路提供超车的路段可以采用直线。但直线的最大长度应该有所限制：

1）在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线加上陡坡下坡行驶很容易导致超速行车； 2）长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和或者改善。 4.2.1圆曲线设计

圆曲线半径的选用原则：

圆曲线半径的确定，必须能保证汽车以一定的速度安全行驶。选用曲线半径时，应充分主要地质、水文条件。使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田抢矿，尽量采用较大半径的曲线。困难地段采用较小的曲线半径能更好地吻合地形，显著减少工程，应结合运营要求慎重选择。不良地质地段曲线半径的选择应结合路基和桥隧工程的安全稳定进行考虑。

在确定曲线半径时，应注意：

一般情况下，宜采用极限最小平曲线半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径； 地形条件受限时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径； 地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；

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应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，使路线平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变；

应同纵断面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。

为保证汽车行驶的舒适性和安全性，平曲线应有足够的长度，圆曲线的长度也应有3s的行程。当不能满足时，应考虑增大圆曲线半径或减少缓和曲线长度；在条件受限时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接。

表4-3 该路段圆曲线半径规范规定类总表

设计时速 一般值（m） 极限值（m） 不设超高最小半径（m） 路拱?2.0% 80km/h

综上所述，结合考虑该路段的实际地形情况，在JD1处选取圆曲线的半径为600m，在JD2处选取圆曲线的半径为600m。 4.2.2缓和曲线设计

缓和曲线的有关规定：

1）直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线。 2）半径不同的同向圆曲线相连接处，应设置缓和曲线，当符合规范规定的特定条件时可不设缓和曲线。该路段的两个转弯处都设置了缓和曲线，都是缓和曲线——圆曲线——缓和曲线的组合设置。

3）各级公路的缓和曲线长度应满足规范规定的长度值要求。

4）回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增大。当圆曲线部分按规定需要设置超高时，缓和曲线长度还应大于超高过渡段长度。

2．缓和曲线的长度要求

为使驾驶员能从容地打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅，圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线内完成，所以应规定缓和曲线的最小长度。从以下几方面考虑：

1）旅客感觉舒适，要求缓和曲线的最小长度为： JD1：Lsl min =0.036JD2: Lsl min =0.0362）超高渐变率适中

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V3RR

最大半径 路拱>2.0% (m) 3350 10000 400 250 2500 =0.036×600=30.72m =0.036×600=30.72m

803

803

V3

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B△i 0.5+7.5+0.5 ×(5%+2%)Ls min ===119??

p1/200B——旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度；

?i——超高坡度与路拱坡度代数差（%）

p——超高渐变率，即旋转轴线与行车道外侧边缘线之间的相对坡度。

3）行驶时间不过短，一般认为汽车在缓和曲线上行驶时间至少应有3s，于是：

Ls min =

V80

==6.667m 1.21.2R

此外，从视觉连续性角度，缓和曲线长度与平曲线半径间应有如下关系9≤L2≤R，为使线形连续协调宜将回旋线与原曲线长度比例定位1：1：1，当曲线半径较大，平曲线较长时也可以为1 ：2：1。

表4-4 由《规范》规定得该二级公路缓和曲线最小长度

设计时速（Km/h）

80

缓和曲线一般值（m）

100

缓和曲线最小长度（m）

70

综上所述，JD1处缓和曲线长度Ls=160m,JD2处缓和曲线长度Ls=180m。

4.2.3平曲线设计实例

以JD1对应的各要素点的里程桩号为例进行计算：该线形为基本型，即直线－缓和曲线－圆曲线－缓和曲线－直线的顺序组合

JD1（K0+764.962）；α=16°42′48″ ；Ls=160m ； R=600m

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p=24R?2384R3=24×600?2384×6003=1.8?0.14=1.66

LsL31601603sq=?=?=80?0.05=79.95

2240R22240×6002α16°42′48″

T= R+p tan+??= 600+1.66 ??????+79.95=168.351

22Ls160

=28.6479×β0=28.6479 °=7.64° R600ππ

L=α?2β0R+2Ls=16.7?2×7.64××600+2×160=334.86

180180α16.7

E= R+p sec?R= 600+1.66 ×sec?600=6.27

22J=2T?L=2×260.448?334.86=186.036 单位：(m)

计算出个主点里程桩号

JD1 K0+764.962 -T 168.351 ZH K0+596.611 +Ls 160 HY 756.611 +L-2Ls 4.511 YH K0+764.122 +L-2Ls 7.512 HZ K0+771.634 +Ls 160

YZ K0+931.634 校正后的交点与原来的交点相符。JD2对应的各主点里程桩号的计算与上例中的JD1的计算完全相似。平曲线设计逐桩坐标表及直线及转角一览表见附表。

L2sL4s

16021604

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5路线纵断面设计

5.1纵断面设计的一般原则及要点

5.1.1 纵断面设计原则

纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。纵坡设计的一般要求为：

1．纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）的各项规定。 2．为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性。起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，和理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。

3．纵坡设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。

4．一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。

5．纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。 6．对连接段纵坡，如大、中桥引道等，纵坡应和缓、避免产生突变。 7．在实地调查基础上，充分考虑通道、水利等方面的要求。 5.1.2组合设计原则

1)应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 2)注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。

3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。

4)注意与道路周围环境的配合，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。

2．平曲线与竖曲线的组合

1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 2)平曲线与竖曲线大小应保持平衡。

3）暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。

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5.1.3道路坡长及坡度确定

道路最大纵坡和最小纵坡的限制,是为满足行车和排水要求.为使车辆行驶平顺，应尽量减少纵断面上的变坡点并设置大半径的竖曲线，坡长对于坡缓宜长，坡陡宜短。根据《公路工程技术标准》 JTGB01-2003规定，该段一级公路纵断面设计的一些技术指标见表5-1及表5-2：

表5-1 各级公路纵断面设计技术指标

公路等级 地形

竖曲线半径 凸一般(m) 形 最小

极限 凹一般 形 极限

竖曲线最小长度(m)

平原

高速 重丘

一

二

三

四

山岭 平原 山岭 平原

山平原 山平山岭 岭 原 岭

1000 2000 4500 700 2000 400 700 200 6500 4500 3000 85

1400 1500 1000 50

3000 3000 2000 70

450 700 450 35

100 1500 1000 50

250 400 250 25

450 700 450 35

100 200 100 20

17000 10000 500 11000 6000 4000 100

6500 4500 3000 85

3000 3000 1000 50

表5-2 设计时速为80km/h时公路纵坡坡长限制（m）

纵坡坡度（%） 最大坡长（m）

3 1100

4 900

5 700

6 500

5.2纵断面设计

以变坡点2为例进行纵断面设计，所用图式如下。变坡点1处的纵断面设计与边坡点2处类似，滋不赘述。

LT1T2i2PQEi1

图5-1

变坡点2处的桩号为K0+764.782，高程为44.925m，i1=?1.953%,i2=?0.642，竖曲线半径为R=21400m。则：

竖曲线要素：

ω=i2?i1=?0.462%+1.953%=1.491%；

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为凹形。 曲线长：

L=Rω=21400×1.491%=319.07m；

切线长：

T=L

319.072=

2

=159.5m；

外距：

E=T2

159.52

2R=2×21400=0.59m；

计算设计高程：（以计算桩号为K0+744.782处的设计高程为例）已知K0+764.782处的高程为44.925m

竖曲线起点的高程=44.925?159.5× ?1.953% =48.04m 竖曲线起点桩号= K0+764.782 ?159.5=K0+605.282 桩号K0+744.782处：

横距x1= K0+744.782 ? K0+605.282 =139.5m 竖距hx21=1

139.52

2R=2×21400=0.455m

切线高程=48.04?139.5×1.953%=45.32m 设计高程=45.32+0.455=45.755m 其他桩号处的设计高程计算与上例类似。

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6路线横断面设计

6.1 横断面布置及加宽、超高

6.1.1 横断面布置

根据设计交通量，拟建一级公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和相关规范的具体要求。

本路段路基按四车道一级公路（80 km/h）标准，其标准横断面如图5-1：

路基全宽24.5m，单向行车道2×3.75m，左侧路缘带0.5m，硬路肩2.5m(含右侧路缘带0.5m)，中央分隔带2.0m，土路肩为0.75m。

路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽＝24.5m

路肩土路肩硬路肩路缘带行车道路缘带中央分隔带中间带路缘带行车道路缘带路肩硬路肩土路肩0.7520.53.75×2=7.50.5224.50.53.75×2=7.50.520.75

图6-1标准横断面示意图

6.1.2 路拱横坡

路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。查《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，沥青路面横坡宜取1.0～2.0%。考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用2.0%的路拱横坡。公路的硬路肩，采用与行车道相同的横坡。土路肩的横坡采用3%，路拱形式拟采用直线形式。 6.1.3加宽及超高 6.1.3.1加宽

当平曲线的半径小于或等于250m时，应对平曲线内侧的行车道加宽，相应的路基也应加宽，该路段内有两条曲线段，但曲线半径分别为800m和500m，大于250m，故可以不设加宽。

6.1.3.2超高

（1）该二级公路设计时速为80km/h时，两个曲线段的曲线半径都小于《规范》规定

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的不设超高的最小半径，为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线圆心的横向分力，以克服离心力对行车的影响，故应设置超高。

在确定超高时应注意一下几点：

高速公路、一级公路的超高横坡不应大于10%，其他各级公路不大于8%； 在积雪、冰冻地区，最大超高不超过6%； 各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值；

各级市镇或与市镇连接而作为街道使用的公路，按规定设置超高有困难，且对车速有限制时，可特殊处理。

本设计中超高的设置方法采用的是绕中央分隔带边缘旋转的方法，即将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。最大超高为8%，超高渐变形式为线性，外侧土路肩超高方式采用随行车道一起超高。

（2）超高缓和段长度的确定 超高缓和段长度的计算 超高缓和段的长度按下式计算：

Lc=

式中：Lc——超高缓和段长度（m）；

B——旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度； ?i——旋转轴外侧的超高与路拱坡度的代数差。

P——超高渐变率，查表得，当计算行车速度为80km/h，绕中央分隔带边缘旋转时，超高渐变率取1/150。

（3）超高缓和段的确定

超高缓和段的长度主要从两个方面考虑：一是行车舒适性来考虑，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，特别是路线纵坡较小时，更应注意排水的要求。

确定缓和段长度Lc时应考虑以下几点： 1）一般情况下，取Ls=Lc（缓和曲线长度）

2）若Ls≥Lc，但只要横坡从路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡（2%）时，超高渐变率p≥1/330,仍取Ls=Lc。否则，有两种处理方法：在缓和曲线部分范围内超高、分段超高 。

3）若Lc≥Ls，此时应修改平面线形，增加Ls的长度。平面线形无法修改时，宜按实

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B?i

p西藏农牧学院本科毕业设计（论文）

际计算的长度取Lc，超高起点应从ZH(或HZ点)后退（或前进）Lc?Ls长度。

(4）超高值的计算

图6-2超高示意图

6.2计算实例（以JD1对应的平曲线超高计算为例）

6.2.1确定超高缓和段的长度

根据公路等级设计速度和平曲线半径查表得圆曲线的超高值iy=4%，该二级公路采用绕中央分隔带边缘旋转，超高渐变率p=1/170，所以超高缓和段长度为：

Lc=

B?i(0.5+7.5+0.5)×（5%+2%）

==101.15m

1p170缓和曲线Ls>Lc取Lc=160时，横坡从路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡（3%）时的超高渐变率：

p=

8.5×(5%+2%)11

=< 160773220又因为不设超高的半径为2500m，此点距ZH点的距离为：

A2600×160

L==38.4m

25002500根据此条件确定的超高缓和段长度为：160-38.4=121.6m.此时横坡从路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡度（3%）时的超高渐变率：

8.5×7

p==< 121.6240220但仍可在缓和曲线部分区段内采用超高，使得从双向路拱坡度i1过渡到单向超高横坡i2，且缓和过渡段的长度为:

Lc1=660Bi2=159m

综上所述，取Lc=160m，所以超高起点为K0+596.611。超高加宽值见附表中的超高计算表。

6.3土石方的计算和调配

6.3.1路基土石方量计算

由于本设计路段有填有挖，即任意两相邻填方断面或挖方断面可以假定为一棱柱，即采用平均断面法进行计算，其体积的计算公式如下：

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1

V=(F1+F2)L

2式中： Ｖ——体积（ｍ3）;

F1、F2——相邻两端面面积（㎡）; L——相邻两断面距离（m）;

该路段土石方量见附表中的土石方量计算表。 6.2.2路基土石方调配 6.2.2.1土石方调配原则

1)在半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少中的运输量。

2）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。

3）为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。

4）土方调配“移挖作填” 固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一指标，还要综合考虑弃方和借方占地，赔偿青苗损失以及对农业生产的影响等。

5)不同的土方和土石应根据工程需要分别调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。

6）位于山坡的回头曲线路段，要优先考虑上下线的土方竖向调配。 7）土方调配对于借方和弃方应事先同地方商量，妥善处理。 6.2.2.2土石方调配方法

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，本路段也采用土石方计算表调配法。具体调配步骤：

1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。

2)弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填挖与挖余数量。 3）在作纵向调配前应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，工土石方调配时参考。

4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，

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具体拟定调配方案。

5）经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏中。

6）土石方调配后，应按下式进行复核检查： 横向调运+纵向调运+借方=填方 横向调运+纵向调运+弃方=挖方 挖方+借方=填方+弃方

以上检查一般是逐页进行复核的，如有跨页调配，须将其数量考虑在内，通过复核可以发现调配与计算过程有无错误。

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7排水设计

7.1路基路面排水设计一般原则

1.排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。

2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。

3.设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。

4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护和加固工程。

5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。

6．为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承荷载和雨水共同作用的路面结构。

7.2排水系统设计

7.2.1路面排水

路面积水由2%路拱横坡排出，经坡面汇入全线贯通的边沟，边沟水排至原有的排水沟渠。中央分隔带采用凸形，坡面双向外倾，坡度4%；表面无铺面，为防表面水下渗，设置纵向碎石盲沟，并隔一定间距通过横向塑料排水管将中央分隔带渗水排出路界。 7.2.2路基排水

边沟的纵坡度应取0.5％，边沟出水口的间距，不超过500m，边沟出口水的排放应结合地形、地质条件以及桥涵水道位置，排引到路基范围外、使之不冲刷路堤坡脚。

截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，截水沟长度控制在200m-500m内；超过500m时，在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。

排水沟的横断面采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，横断面尺寸根据设计流量确定，底宽与深度不宜小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1:1～1:1.5。排

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水沟的位置，可根据需要并结合当地地形条件，离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小于2m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10-20m，连续长度宜短，一般不超过500m。排水沟应具有合适的纵坡，一般情况下，可取0.5%-1.0%，不小于0.3%，亦不大于3%。

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8路面结构设计

目前，我国等级较高的公路一般采用沥青混凝土路面或水泥混凝土路面，两种路面 型各有优缺点，比较见表8-1：

表8-1 路面类型比较表

比较项目 类型 接缝 噪音 机械化施工 施工速度 稳定性 养护维修 开放交通 晴天反光情况 强度 行车舒适性

沥青混凝土路面 柔性 无 小 容易 快 易老化 方便 快 无 高 好

水泥混凝土 刚性 有 大 较困难 慢

水稳、热稳均较好

困难 慢 稍大 很高 较好

由后面的交通量计算得知本道路为中交通，则路面要选择高等级路面。通过对两种不同类型路面的比较，另外结合当地材料来源及路面设计原则等各方面综合考虑，选用沥青混凝土路面类型。

沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。路面结构组合设计根据道路的交通等级与气象、水文等自然因素，合理选择和安排路面结构各个层次，确保在设计使用期内，承受行车荷载与自然因素的共同作用，充分发挥各结构层的最大效能，使整个路面结构满足技术经济合理的要求。

8.1沥青路面组合设计原则

进行沥青路面组合设计时，一般应遵循以下基本原则：

1.保证路面表层使用品质长期稳定。在整个设计使用期内，表面抗滑安全性能、平整性、抗车辙性能等各项功能指标均稳定在允许范围之内。

2.路面各结构层的强度、抗变形能力与各层次的力学响应相匹配。由于车轮荷载与温

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度、湿度变化产生的各项应力与变形均集中在路面结构上部，逐渐向下扩散、消失。因此通常要求面层、基层具有较高的强度、模量和抗变形能力。

3.直接经受温度、湿度等自然因素变化而造成强度、稳定性下降的结构层次应提高其抵御能力。

4.充分利用当地材料，节约外运材料，做好优化选择，降低建设费用。

8.2路面结构及层次划分

8.2.1沥青面层结构

沥青面层直接经受车轮荷载反复作用和各种自然因素影响，并将荷载传递到基层以下的结构层。因此，沥青面层应满足功能性和结构性的使用性能要求。

本路段沥青面层结构为三层结构：表面层、中面层、下面层。

表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久的服务功能，同时应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等品质。中下面层应具有一定的密水性、抗剥离性，高温或重载条件下，沥青混合料具有较高的抗剪强度；下面层应具有良好的抗疲劳裂缝的性能和兼顾其他性能要求。

8.2.2沥青路面基层结构

沥青路面的基层承担着沥青面层向下传递的全部负荷，支承着面层，确保面层发挥各项重要的路面性能。

基层分为两层：面层下面的基层和底基层。基层主要是承受由面层传递的车辆荷载垂直力，并将它分布到底基层或垫层上，基层主要材料是各种结合料稳定土或碎石，本路段采用的是水泥稳定碎石，底基层选用的是二灰稳定土。 8.2.3沥青路面垫层结构

沥青路面垫层结构位于基层以下，主要用于路基状况不良的路段，以确保路面结构不受路基中滞留的自由水的侵蚀以及冻融的危害。

垫层主要是为了隔水，排水，防冻或改善基层和土基的工作条件。本路段垫层采用砂石材料。

8.3设计方法及设计过程

该公路处于 II 5 区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在 14℃～14.5℃，一月份气温最低，月平均气温为 -0.2℃～0.4℃，七月份气温 27℃ 左右，历史最高气温为40.5℃，历史最低气温为-17℃。年平均降雨量为525.4 mm～658.4mm，雨水多集中在6～9月份，约占全年降雨量50％以上。平均初霜日在11月上旬，终霜日在

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次年3月中下旬，年均无霜日为220天～266天。地面最大冻土深度为20cm。夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0米/秒。

路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区属于第四系上更新统 (Q3al+pl)， 岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性 。应注意发生不均匀沉陷的可能。其它未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，可考虑用水泥稳定石屑作基层，路段所处的土基强弱悬殊，其计算回弹模量E0。有两个代表值分别为30Mpa和60Mpa，沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾 8.3.1设计方法

我国沥青路面设计方法采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论，以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性材料层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。设计完成后，路面结构的路表弯沉与各结构的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。 8.3.2设计过程

8.3.2.1 标准轴载及轴载换算

设计采用现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100KN，p=0.7MPa ,δ=10.65cm，设计使用年限为15年。公路行驶车辆的型号多种多样，而路面设计采用统一的标准轴载表示，各种车型应按规定的法则作当量换算，得到当量的标准轴载次数。轴载小于40KN的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。本一级公路轴载当量换算以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标。

轴载当量换算公式为：

pi

N= C1C2ni()4.35

pi=1K

式中：N—标准轴载的当量轴次，次/日；

ni—被换算车型的各级轴载作用次数，次/日； P—标准轴载，P=100kN；

pi—被换算车型各级（单根）轴载，KN；

C1—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。

C2—轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数为1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C2=1+1.2(m-1)；m为轴数。

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表8-2 交通量计算表

车型 三菱FR415 江淮HF150 五十铃

Pi(kN)

后轴 51 前轴 30 后轴 80.00 前轴 51.40 后轴 60.85

C1 1

C2 1

ni 次/日 380 380

pi4.35

C1C2ni()

pi=1

K

1071.49 287.43 416.71 176.95 138.27

-

- 175.9 344.54 193.25

-

- 214.33 673.23 541.79 792.46

6.4 1 1

2.2 510

510 430

6.4 1 1 - 1

1 - 1

NPR595G 前轴 19.40 五十铃

后轴 18.9

520

EXR181L 前轴 41.8 江淮HF140A

后轴 20.1 前轴 41.8

6.4 2.2 520 1 - 1

1 - 1

410 510

东风 后轴 24.6

SP9135B 前轴 67.8 东风 后轴 60

前轴 100 KM340

K

6.4 2.2 410 1

1

490

6.4 2.2 490

pi

N1=N= C1C2ni()4.35=2091次/日

pi=1

设计年限内累计当量标准轴载次数：

1+r t?1 ×365Ne=N1η

r式中：Ne—设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次（次）；

t—设计年限（年）；

N1—路面竣工后第一年双向日平均当量轴次（次/日）

r—设计年限内交通量的平均年增长率（%）应根据实际情况调查，预测交通量增长，经分析确定；

η—车道系数。

在本设计实例中，r=6%，查表得，双向四车道新建道路取车道系数η=0.5则

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（1+0.06）?1 ×365 1+r?1 ×365

Ne=N1η=×2091×0.45

r0.06 t

=799.4(万次)

属于中交通。 8.3.2.2路面设计弯沉

路面设计弯沉值应按下式计算

?0.2

ld=600NeAcAsAb

15

上式中：ld设计弯沉值（0.01mm）；

Ne-设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数； Ac-公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0； As-面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0； Ab-路面结构类型系数，半刚性基层为1.0。 带入数据可得： ld=

?0.2

600NeAcAsAb

=600×（799.4×10）

4

?0.2

×1.0×1.0×1.0=24.98（mm）

8.3.2.3初拟路面结构

（1）用查表法求出该路基模量

①确定临界高度：参考《路基路面工程》，查看路基临界高度值表，得到当路基填土为粘性土时，路槽底距地下水的临界高度为：H1=2.7,H2=2.0，填方路基高度0.5m,地下水位距路床底1.6m所以H=0.5+1.6=2.1m，得H1

②拟定土的平均稠度：参考《路基路面工程》，查看土基干湿状态的稠度建议值表，取wc=1.05。

③预估路基回弹模量：根据土类和自然区划以及拟定的路基土的平均稠度wc，参考《路基路面工程》，查看土基回弹模量参考值表，预估路基回弹模量E0=28.0Map

（2）拟定路面结构及各层厚度 半刚性基层沥青路面 ① 细粒式沥青混凝土4cm ② 中粒式沥青混凝土6cm ③ 粗粒式沥青混凝土7cm ④ 水泥稳定碎石14cm

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⑤ 二灰稳定土25cm ⑥ 中、粗砂垫层22cm 以水泥稳定碎石为设计层。 表8-3 路面结构层设计参数表

材料名称

细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 二灰土

(3)标准轴载累计交通量:

（1+0.06）?1 ×365 1+r?1 ×365

Ne=N1η=×2091×0.45

r0.06 t

=799.4(万次)

?0.2

ld=600NeAcAsAb=600×（799.4×104）

?0.2

15

20C抗压模量（MPa） 1991 1425 978 3188 2091

?15C弯拉模量（MPa） 3000 2800 2600 6457 2846

?×1.0×1.0×1.0=24.98（mm）

(4)计算综合弯沉系数αc

取ls=ld=24.98mm，E0=28.0Map，得弯沉综合修正系数：

0.36

E0

F=1.63()0.38（）=0.473

p2000δ

ls

上式中：ls-路面实测弯沉值（0.01mm）;

P、δ-标准车型的轮胎接地压强（Map）和当量圆半径； F-弯沉综合修正系数。 E1=1991Map，根据ls=1000

2pδE1

αlF得到： lsE1

=7.05

2000Fpδαl=

（5)计算基层厚度

本设计中路基为多层体系，计算时可先将多层体系转换为三层当量体系，然后求出中间层厚度，最后求出基层厚度。

三层体系转换图如下：

28

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表7-4 路面结构当量换算 h1=4cm E1= 1991MPa h2= 6cm E2= 1425MPa h3= 7cm E3= 978MPa h1 =4 cm h4= ?cm E4= 3188MPa H=? cm h5= 25cm E5= 2091MPa 土基 土基 E0= 28MPa

由：

E21425h4E1=1991=0.716δ=10.65=0.376 查 “三层体系表面弯沉诺谟图”可得：α=7.2； 又由：

E028

E2=14250.02 查 “三层体系表面弯沉诺谟图”可得：K1=1.85 又因为：

αl=αK1K2

所以：

Kα2=

l

αK1

=0.53 查“三层体系表面弯沉诺谟图”得：

H

δ=7.2 故：

H=hδ=76.68cm

由：

n?1

H= h4

k2

Ekk=2

E 2

带入数据可解得：

h4=25.26cm

即水泥稳定碎石厚度。 取：

E1=1991MPa E2= 1425MPa E0= 28MPa 29

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h4?26cm。

从而得出了各层厚度。

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9致谢

为期一个学期的毕业设计即将结束，本次设计是对大学里学习的知识的一次大总结，在这次设计过程中，我不但很好的回顾了专业基础知识，也将这些知识更好的条理化、系统化。

本次毕业设计自始至终是在xxx老师和xxx老师的教导下完成的。从设计的开题报告、路基设计、路面结构设计、路基路面的排水、桥涵的设计到成果整理成册，无不包涵着导师的心血。X老师严谨的治学态度、渊博的知识、高尚的学术风范给本人以深刻的教诲和启迪，这将使我终生受益。在此本人谨向秦老师及各位给予指导的老师表示衷心的感谢！同时还要对在此次设计中给予我帮助的同组同学表示衷心的感谢！

在此次毕业设计过程中，指导老师诲人不倦的敬业精神给我留下不可磨灭的印象；同组同学乐于助人、勇于探索、不断创新的精神令我铭记在心。

由于本人水平有限，在本设计文件中难免存在错误和不足，恳请专家、老师和同学批评指正，提出宝贵意见，再次表示感谢！

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9致谢

为期一个学期的毕业设计即将结束，本次设计是对大学里学习的知识的一次大总结，在这次设计过程中，我不但很好的回顾了专业基础知识，也将这些知识更好的条理化、系统化。

本次毕业设计自始至终是在xxx老师和xxx老师的教导下完成的。从设计的开题报告、路基设计、路面结构设计、路基路面的排水、桥涵的设计到成果整理成册，无不包涵着导师的心血。X老师严谨的治学态度、渊博的知识、高尚的学术风范给本人以深刻的教诲和启迪，这将使我终生受益。在此本人谨向秦老师及各位给予指导的老师表示衷心的感谢！同时还要对在此次设计中给予我帮助的同组同学表示衷心的感谢！

在此次毕业设计过程中，指导老师诲人不倦的敬业精神给我留下不可磨灭的印象；同组同学乐于助人、勇于探索、不断创新的精神令我铭记在心。

由于本人水平有限，在本设计文件中难免存在错误和不足，恳请专家、老师和同学批评指正，提出宝贵意见，再次表示感谢！

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