二级公路两阶段施工图设计毕业设计论文.doc

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1、 某二级公路毕业设计摘要为了巩固我们所学的知识，并在各方面得到更进一步的提高，我们选择了某地区新建二级公路设计作为毕业设计，这是在毕业之前对自身学习状况的最后一次检查。 我所选择的设计路段是从K0+000至K3+054.331段，全长3054.331米，设计车速80km/h,路基宽度为12m。此次毕业设计主要包括的内容如下：1、路线设计：在已知平面图的情况下，进行纵断面的设计，要求线路顺畅、填挖平衡、经济合理。2、 路基设计：包括各个桩号的填挖计算、填挖较大地段的稳定分析、整个线路的土石调运借配等。3、 路面设计：路基在不同干湿状态下，所设计的为沥青路面方案，要求经济合理，便于施工并满足各设计

2、规范要求。4、 路基、路面排水工程；高填挖地段的防护工程以及路基加固工程：这一部分相当重要，对于路基排水，采用了边沟、截水沟、等排水设施；对于路面排水，对路面进行了路拱设计；对于特殊路段的防护和加固主要采用了挡土墙。5、 专题研究：对此行业新观点或者新技术的综述。关键词：路线；路基路面；综合设计Abstract The design is very important to us. Not only because this is our last assignment before graduation, but also it can enhance our ability.In this

3、 design, our task is to design an secondary road. The road, which is3054.331 m from K0+000 to K3+054.331. The design speed is 80km/h and the wide of the subgrade is 12m.Our prime contents of the design project includes:(1) Make sure the vertical section in condition on the landform which is known.(2

4、) The design of the subgrade, and the work involves a lot of items: analyze the stability of brae; the fill or dig height of every peg and so on.(3) The design of pavement, and this contents that the select of the construction about concrete and asphalt pavement in different case.(4) The design of t

5、he drainage project, protective project, subgrade reinforced project, and these are very important to the whole work.(5) Investigate the monograph which about a new technique or a new viewpoint in this field.Keywords：way roadbed road surface culvert目 录一 绪论11.1 概述11.2 选题意义1二 总体设计22.1 选线22.2 设计要素确定42.

6、2.1 路线方案及主要技术指标确定4三 路线设计63.1 概述63.2 选线的一般原则63.3 选线步骤63.4 平面线形设计73.4.1 平面线形设计的一般原则73.4.2 线形73.4.3 平曲线要素及逐桩坐标计算83.5 纵断面设计93.5.1 纵断面设计原则93.5.2 纵坡设计要求103.5.3 竖曲线设计113.6 横断面设计123.6.1 横断面设计原则123.6.2 各项技术指标123.6.3土石方计算143.6.4 路基土石方调配及防护工程14四 路基设计174.1 概述174.2 路基设计的一般要求174.3 填料的选择及压实标准184.3.1 填料的选择18五 排水设计1

7、95.1 路基排水目的和要求195.2 路基排水设计一般原则195.3 路基排水系统设计步骤205.4 地面排水设施205.4.1 边沟205.4.2 截水沟21六 挡土墙设计236.1 挡土墙作用236.2 重力式挡土墙验算236.2.1 基本参数236.2.2 计算结果23七 路面设计277.1 路面设计原则277.1.1 路面类型与结构方案设计277.1.2 路面结构设计277.2 路面设计步骤277.3 路面设计287.3.1 设计资料287.3.2 设计方案297.3.3 确定土基的回弹模量297.3.4 路面结构组合设计297.3.5 方案的计算情况30八 交通沿线防护设置设计33

8、8.1 概述338.2 交通安全设施设计33致谢34参考文献35iii青海民族大学某二级公路毕业设计一 绪论1.1 概述交通运输事业是国民经济的重要组成部分，是国民经济的命脉。公路运输作为其中最重要的运输方式之一，具有如下特点：（1）机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，可以实现“库库”的直接运输，节约时间和减少中转费用，减少货损。（2）受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式。（3）适用性强，服务面广，时间上随意性强。（4）投资少，资金周转快，社会效益显著。由于公路运输的这些特点，使公路运输事业得以快速发展。到上世纪70年代，经济发达国家大多改变了一个多世纪以来以铁路运输为

9、中心的局面，公路运输在各种运输方式中起了主导作用，是我国综合运输体系中最为活跃的一种运输方式，并显示出了广阔的发展前景。1.2 选题意义综合运用已学的知识，解决交通工程专业道桥方向有关道路工程的技术问题，从而获得综合运用本专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，提高分析和解决实际问题的能力，并受到科学研究的初步训练。通过毕业设计进一步培养调查研究、检索和阅读中外文献资料、综合分析、设计计算、计算机应用、技术经济分析、绘图、撰写论文和设计说明书等方面的能力。毕业设计所采用的地形图是航测图片,该地形图由指导老师提供，我的设计任务为K0+000K 3+054.331段二级公路设计。本次设计，在了解

10、、熟悉和掌握道路及其构造物详细设计程序的基础上进行二级公路两阶段施工图设计。使学生应用所学专业理论，运用公路有关技术标准及定额，进行工程施工图设计和技术分析；培养和训练学生的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机应用能力。本次大约三公里的道路设计结合了道路勘测课程设计、路基路面课程设计等内容。此外毕业设计也是作为大学生毕业前的一次重要的演练，为我们将来顺利踏上工作岗位，担当好自己的职责具有重要的意义。1青海民族大学某二级公路毕业设计二 总体设计2.1 选线该地区选线原则及依据：根据该地区地形起伏变化情况摸清地形、地质和水文条件，选出方向顺直，工程量少的路线方案。同时在符合国家建设发展的需

11、要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线必须深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。并且要注意一下问题：（1）注意利用有利条件减少工程量，（2）注意平、纵、横应综合设计。道路等级的确定：由于每条道路在国民经济中的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。公路路线设计规范JTG D202006将公路根据功能和适用的交通量分为以下五个等级：（1）

12、高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量4000080000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000100000辆。（2）一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量1500030000辆；六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000辆。（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。

13、双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量500015000辆。（4）三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量20006000辆。（5）四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000以下。单车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400以下。（1）已知资料 路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率8%）表11 路段初始年交通量车 型黄河JN360小汽车东风EQ140日野ZM440交 通 量550450450400（2）我国公路工程

14、技术标准规定：标准车型为小客车各汽车代表车型与标准车型换算系数如下：表12 各车型换算系数汽车代表车型车辆折算系数说 明小客车1.019座的客车和载质量2t的货车中型车1.519座的客车和载质量2t的货车大型车2.0载质量7t14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车（3）交通量计算初始年交通量：折合成小型车为：按设计年限15年考虑，交通量年增长率6%，则远期交通量可达：交通量处于500015000之间，根据公路路线设计规范JTG D202006拟定该公路等级为双车道二级公路。地形为重丘区设计车速为80KM/h。2.2 设计要素确定2.2.1 路线方案及主要技术指标确定在本设计中，地形复杂、地

15、区范围较广.由老师给出的要求,该公路为二级公路双车道，设计车速为80km/h。道路宽度为12米.（1）停车视距:110m.（2）圆曲线最小半径:一般值:400m,最小值:250m.（3）二级公路整体式断面形式不用设计中间带，其断面各部分宽度应符合:二级公路基本要求（4）路肩宽度:表23 路肩宽度表一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度2.000.50土路肩宽度0.750.75（5）最大纵坡:6%，最小纵坡0.5%。（6）最小坡长:一般值200m，最小值150m（7）竖曲线最小长度和最小半径表（80Km/h）如表2-4（8）最大坡长：如表25表24 凸形竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（m

16、）一般值极限值45003000竖曲线最小长度（m）一般值极限值17070表25 纵坡最大坡长表纵坡坡度（%）345最大坡长（m）12001000800连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡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。在路基设计中应符合环境保护的要求，避免引发地质灾害，减少对生态环境的影响。路基工程应具有一定的强度，耐久性和稳定性。设计前应做好地质工程勘察工作，查明水文地质和工程地质条件，或许所需的岩土物理力学参数。路基设计应从地基出路、路基填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统，以及关键部位路基施工技术等方面进行综合设计。路

17、基设计避免高路堤深路堑，当路基中心填方高度超过20m、中心挖方深度超过30m时，宜结合路线方案与桥梁。隧道等构造物或分离式路基作方案比选。在沥青路面设计中应遵循的原则如下：（1）开展现场资料调查和收集，做好交通荷载分析与预测，按照全寿命周期成本的理念进行路面设计。（2）调查掌握沿线路基特点，路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计。（3）遵循因地制宜、合理选材、节约资源与投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。（4）结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验路段，总结经验，不断完善，逐步推广。（5）符合国家环境保护

18、的有关规定，保护相关人员的安全和健康，重视材料的再生利用与废弃料的处理。在路基排水设计中的一半规定：（1）为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。对于影响路基稳定的地下水,应予以截断,疏干,降低水位,并引导到路基范围以外。（2）路基施工中应校核全线排水系统的设计是否完备和妥善,必要时予以补充和修改。使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。（3）路基排水设施应有合适的泄水断面和纵坡。高速公路和一级公路的边沟不应作为农业排灌渠道,其他公路不得已时可和排灌渠道结合,但应适当加大泄水断面,并采取加固措施以防水流危害

19、路基。排水设施的进出水口,应视当地土质、水文、地形条件及筑路材料等情况,适当加固。（4）路基施工中,必须按设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,然后再做主体工程。在无条件时,排水工程可与路基同步施工,并使其随施工进度逐步成型。5青海民族大学某二级公路毕业设计三 路线设计3.1 概述路线方案是路线设计最根本的问题。路线方案是否合理，不仅关系到道路本身的工程投资和运营效益，还关系到道路的使用功能和国家的路网规划、国家的政策和国防要求等。因此，路线基本走向的选择应综合考虑公路的等级、在路网中的作用、水文、气象、地质、地形等自然条件，结合铁路、航空、水运、管道的布局和城镇、工矿企业、

20、资源状况等，从所有可能的方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。公路选线和定线，是根据公路的性质、等级、任务和标准，在路线起终点间综合地形，地质,地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素在实地或纸上选定公路中线位置，然后进行测量和有关设计工作。路线的选定与公路线形设计有密切的关系,线形设计是对公路路线平、纵、横设计的基础，平、纵、横设计也是对其深一步细化和调整的依据，故选线定线应与几何设计相结合。3.2 选线的一般原则选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：（1）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的

21、基础上，选定最优路线方案。（2）路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、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，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指标。（3）选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等。（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染

22、等问题。3.3 选线步骤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的，一般要经过以下三个步骤:（1）首先确定起终点的位置,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）本设计本着方便城镇出入,少占田地,尽量避免穿越池塘,尽可能利用老路,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。3.4 平面线形设计3.4.1 平面线形设计的一般原则（1）平面线形应直捷、连续、顺

23、适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；（2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径。（3）两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连。（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。（6）应避免连续急转弯的线形。3.4.2 线形 3.4.3 平曲线要素及逐桩坐标计算取JD1作为算例，具体计算如下：图 1-2 圆曲线几何要素JD1处:取圆曲线半径R=400m，缓和曲线长度确定如下：因此曲线的几何要素为：偏角255959.9，半径R400m， =100m切线长m曲线长m外矢距m 校正数m以

24、此方法计算 、，具体结果见设计图纸直线、曲线及转角表。图1-3 中桩坐标计算示意图直线上中桩坐标计算设交点坐标为JD（XJ，YJ）交点相邻直线的方位角分别为A1和A2。ZH点坐标： XZH=XJ+Tcos(A1+180) （1-1）YZH=YJ+Tsin(A1+180) （1-2）HZ点坐标： XHZ=XJ+TcosA2 （1-3） YHZ=YJ+TsinA2 （1-4）设直线上加桩里程为L，ZH，HZ表示曲线起终点里程，则直线上任意点坐标（L=ZH)X= XJ+（T+ZH-L）cos(A1+180) （1-5）Y= YJ+（T+ZH-L）sin(A1+180 ) （1-6）后直线上任意点坐标

25、(LZH)X= XJ+（T+L-ZH）cosA2 （1-7）Y=YJ+(T+L-ZH)sinA2 （1-8）3.5 纵断面设计纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的立体线形效果。纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。根据道路的等级（二级公路）、沿线自然条

26、件和构造物控制标高，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。具体路段设计可见纵断面设计图。3.5.1 纵断面设计原则有以下四条：（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。3.5.2 纵坡设计要求（1）设计必须满足各项规范。（2）纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。（3）沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。（4）应尽量做到

27、填挖平衡，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。具体规范规定如下：（1）最大纵坡是指在纵坡设计时各级公路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。各级道路允许的最大纵坡是根据当前具有代表性标准车型的汽车动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。我国公路工程技术标准在规定最大纵坡时，对汽车在坡道上行驶情况进行了大量调查、试验，并广泛征求了各有关方面特别是驾驶人员的意见，同时考虑了汽车带拖挂车以及畜力车通行的情况，结合交通组成、汽车性能、工程费用和营

28、运经济等，经综合分析研究后确定了道路的最大纵坡。各级公路最大纵坡的规定见表31所示。表31 最大纵坡计算行车速度1201008060最大纵坡（%）3456（2）坡长限制最小坡长：最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的，如果坡长过短，使道路纵向变坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的超重与失重的变化频繁，导致乘客感觉不舒适，车速越高越感突出。纵坡变换频繁，尤其是过短的起伏纵坡，使驾驶员频繁换挡，加剧驾驶劳累。换挡引起能量，油料和时间的损失，加速齿轮，离合器和轮胎的磨损。为满足汽车行驶力学的要求，保证车辆行驶安全性和司乘人员在视觉和心理两方面的连续性，舒适性，公路路线设计规范JTG D2

29、02006规定了各级公路最小坡长。见表32：表32 最小坡长设计速度（Km/h）1201008060最小坡长 （m）300250200150（3）竖曲线最小半径在纵断面设计中，竖曲线的设计要受到许多因素的限制，其中有三个因素决定着竖曲线的最小半径，即最小半径须满足缓和冲击、行驶时间不过短和行驶视距的要求。查公路路线设计规范JTG D202006得：设计车速为80km/h时，凸形竖曲线极限最小半径为3000m，一般值为4500m；凹形竖曲线极限最小半径为2000m，一般值为3000m。竖曲线最小长度为70m。见表33：表33 竖曲线最小半径与竖曲线长度设计速度(km/h)120100806040

30、3020凸形竖曲线最小半径(m)一般值17 00010 0004 5002 000700400200极限值11 0006 5003 0001 400450250100凹形竖曲线最小半径(m)一般值6 0004 5003 0001 500700400200极限值4 0003 0002 0001 000450250100竖曲线长度(m)一般值250210170120906050最小值1008570503525203.5.3 竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。该公路全长3054.331m

31、，全线共设四个竖曲线。其中两个凹形竖曲线，两个凸形竖曲线。 竖曲线诸要素的计算：以变坡点1为例计算如下：K0+350，高程为101.238m，i1=2.55371429，i2=-0.0067857%,= i2-i1=-0.0067857%-2.55371429=2.56%，为凸形。取竖曲线半径R=2000m。曲线长=20002.56%=51.2m切线长=32m外距=0.21m变坡点2、34按照同样方法计算，具体结果见纵坡、竖曲线表。3.6 横断面设计公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图，它反映了路基的形状和尺寸，横断面设计应满足如下要求：横断面设计应符

32、合公路建设的基本原则和现行公路路线设计规范JTG D202006规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件，并确定公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之间配合，不能任意减、并农田排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋土挡墙。地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑进行设计。3

33、.6.1 横断面设计原则（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。（4）沿河及受到水浸水淹的路段，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

34、。（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。3.6.2 各项技术指标（1）查规范，得各项技术指标路基宽度设计年限15年，各种车辆折合成小客车的交通量合计为，公路等级为二级，车道数拟定双车道。二级公路车速为80km/h,双车道的路基宽度一般值为12m,该设计取值12m,取设计车道宽度为3.750m，得总车道宽度为3.75027.50m，路拱坡度沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为12%，故取路拱坡度为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4%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。路基边坡坡度由公路路基设计规范JTGD30-2004得知，当H150cm）3215五 排水设计5.1 路基排水目的和要求路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。公路排水设施是公路工程必不可少的重要组成部分，在施工期可以提高施工效率，保障施工人员及设备的安全；在运营期，可以减少公路的返修率，减低维护费用，提高汽车运行的平稳性和安全性，提