摘 要

本次设计是内蒙呼集高速公路峰火庙段施工图设计，根据提供的平面图资料，建立三维数字地形模型，完成该路段的定线，平纵横断面等内容的设计同时注意排水系统相应防护工程设施的设置，路基路面排水边坡防护等。缓和曲线圆曲线，直线长度和半径皆要满足标准需求，纵断面半径以及平纵组合满足平包竖。横断面设计要进行超高加宽，路面路拱行车道、中央分隔带的相关内容，满足排水和安全行车等力学要求。路基防护主要是挡土墙的设置，挡土墙的设置主要是起到稳定路基保证边坡和其环境的安全，本计算书中包含挡土墙设计计算过程。路面设计通过调查当地水文地质情况，合理设置路面结构组合，并进行相应内容的验算。

关键词：平纵组合、挡土墙、沥青混泥土路面、边坡防护

Abastract

TThis design is the construction drawing design of Fenghuomiao section of Huji Expressway in Inner Mongolia. According to the plane map data provided, a three-dimensional digital terrain model is established to complete the alignment of the section. At the same time, attention should be paid to the setting of the corresponding protective engineering facilities of the drainage system and the protection of the drainage slope of subgrade and pavement. The circular curve of transition curve, the length and radius of straight line should meet the standard requirements, and the radius of longitudinal section and the combination of horizontal and longitudinal should satisfy the vertical of flat package. The cross section design should carry on the super high widening, the pavement road arch lane, the central partition belt related content, satisfies the drainage and the safe driving and so on mechanics request. Subgrade protection is mainly the setting of retaining wall, The setting of retaining wall is mainly to stabilize subgrade to ensure the safety of slope and its environment. This calculation book includes the design and calculation process of retaining wall. Through the investigation of local hydrogeological conditions, the pavement structure combination is set up reasonably, and the corresponding contents are checked and calculated.

Key words: horizontal and longitudinal combination, retaining wall, asphalt concrete pavement, slope protect

目录

第1章 平面设计 1

1.1公路分级 1

1.2设计行车速度的确定 1

1.3选线设计 1

1.4平面要素的设计 2

第2章 纵断面设计 4

2.1纵断面设计的原则 4

2.2纵坡设计要求 4

2.3纵断面设计的方法和步骤 4

2.4竖曲线设计 5

2.5方案比选 8

第3章 横断面设计 9

3.1行车道路肩中央带宽度的确定 9

3.2平曲线加宽及其过渡 9

3.3路拱的确定 9

3.4超高的确定及其计算 9

3.5路基设计要求： 10

3.6支挡结构的设置 11

3.7挡土墙算例 11

第4章 路基路面排水设计 15

4.1路基排水设计的内容 15

4.2沥青路面排水内容 15

第5章 路面设计 16

5.1累计交通量轴载次数换算，确定交通量等级 16

5.2两个不同路面结构设计方案及其相应的验算 17

第6章 桥涵布置 23

6.1桥涵布置原则 23

6.2桥涵布置位置 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 平面设计

所谓路线是道路的中线位置，它在水平面的垂直投影称为平面图，平曲线设计就是在此展开，沿着路线中线垂直展开可得横断面图（一般是沿着桩号展开），沿着中线竖向切开，便得到该路线的纵断面图。在本次路线设计中，有平面设计，纵向截面设计和路线的横截面设计。这三者必须符合标准规范相关要求，之间相互影响相互配合。

1.1公路分级

依据标准相关内容，通过规划交通量将公路可分为以下五个公路等级：高速公路，一级公路等。

AADT=ADT*(1 r)n-1为规划 交通量的计算公式

再根据各级公路折减系数计算所得知该公路为高速公路，双向六车道。

小客车折减系数为1，中型车为1.5，大型车为2.5，汽车列车为4.0。

1.2设计行车速度的确定

高速公路作为国家级及省级干线公路极其重要，在位于地形地质优越的平原、丘陵地区的时候，经技术经济等多方面论证考究，设计速度可以应用120km/h、100km/h;当受到地形或者地质与自然有关的条件时，经论证考究可选用80km/h 。本设计高速公路采用100km/h设计速度。

1.3选线设计

1.3.1选线原则

（1）方案应该与沿线城市规划相协调，促进地方经济发展，创造最大经济效益。

（2）通过调查路线所经地域的当地自然生态收集相关地质资料，选取建议的控制点可以从地面到腰带，从带线，从浅到深，从整体到逐层本地，以便演示各种和多种方案，并选择最佳和最佳路由方案。

（3）路线走向应顺滑平直、短小便捷，在技术上可行、工程量增加不多、且方案合理时，尽可能连接经济中心，最大限度的发挥公路功效。

（4）充分发挥建设用地，严格保护农田，禁止滥用农田。路线布设应有利于特大地质灾害、特殊地基的处理和整治。公路选线应该尽量与自然环境相协调，保护生态平衡，对环境的影响达到最小。

（6）尽量避让不可移动文物。

（7）选线工作应该选择有利的地形布设路线，尽量降低工程造价和实施难度。

1.3.2选线的步骤和方法

从总体大面积入手，由面到线，由粗到细，由浅入深，逐步接近最优的路线方案。一般来说可分为三部分工作：路线走向的选择，选择主要应对拟建公路起点和终点和重要控制点进行考究计算，在技术经济层面上分析、计算、论证研究并提出确保建设项目在路网规划图中的作用能够充分发挥充分使用的路线走向。路线走廊带选择，在确定路线起点终点、重要控制点和路线走向这些基础工作之后，根据自然生态和地理位置选取并设置相关的控制点，这些控制点相互连接形成所谓的路线走廊带。然后对这些不同的路线走廊带方案和局部路线方案进行设计，从而估算工程规模，并完成相关工程造价估算，进行方案比选论述，基本确定路线走廊带，基本确定最优路线走廊带,路线的原型也出来了。根据技术标准和地形地质的自然条件，总体上评价平面，纵断面等因素，决出路线的具体位置，并进行考究检查。完成校准工作。

1.4平面要素的设计

1.4.1平面设计原则

（1）平面形状应平直，方便，连续，平整，并结合地形和特点，以适应周围环境，也符合美学经济学和环境保护的基本要求。

（2）满足汽车行驶过程中有关力学计算上的要求外，还要满足乘客和驾驶员在心理视觉上的安全要求，使旅客有足够的安全感。

（3）为使在同一公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，使得速度没有突然改变，避免设计连续转弯或连续急转的平曲线。这种线形给驾驶员带来操作不便并大大影响乘客的安全感容易诱发交通事故。在技术规格没有突然变化的情况下，应尽量使线条保持平直并保持连续性。在曲线之间插入足够长的缓和曲线或线。

（4）平曲线之间直线最大长度和最小长度皆有限制，圆曲线半径要尽量选择较大的，保证行车过程中舒适和安全，要满足技术上合理可行又要经济适用性价比高，同时缓和曲线作为平面线型的重要要素之一，要与圆曲线相配合得当，宜在线型组合和视觉美观上产生优良的行车间距和保证行驶的舒适感。设置的平曲线太短的话，在上面行驶的车辆由于操作过急难以及时调整，增加司机负担容易引发交通事故，这些线形一般通过圆曲线半径，缓和曲线长度的最小长度进行控制。

1.4.2平面要素的确定

由直线、圆曲线、缓和曲线是构成平曲线的三个主要要素。他们不同组合构成不同的线形。在本次设计中基本用的线形组合是基本线形。

对于直线，同向曲线之间的直线距离大于等于6v，反向曲线间的大于等于2v，（v为设计速度，这里取100km/h）。对于缓和曲线，无论参数如何，车辆都不能在缓和曲线上行驶太短以避免驾驶员的不便。根据该标准，可以知道每个级别的缓解曲线的最小长度。对于100km / h缓解曲线，最小长度为85m。而对于圆曲线最小半径的规定取自规范，设计速度为100km/h的时候，极限最小半径400m，一般最小半径700m在设计时。所选缓解曲线的长度应大于或等于超高和缓解部分的长度。要求。同时，平坦的曲线应该有足够的长度，以确保驾驶员的操作舒适，乘客感觉舒适。根据标准100km / h，平曲线一般为850m，最小值为170m。

表1.1：设计的公路的相关数值

平面几何要素计算公式如下：

缓和曲线切线增值 q=Ls/2-Ls3/240R2

圆曲线的内移值 P=Ls2/24R-Ls4/1688R3

切线长 T=(R p) tan a/2 q

平曲线长度计算公式为 L=2Ls π*R（a-2β0）/180

外距 E=(R﹢p)sec a/2－R (m)

校正值 J=2T－L (m)

根据纬地软件平面线形设计得出相应两个方案的路线平曲线相关要素

第2章 纵断面设计

路线的纵断面是起伏的空间线。以及建设项目经济成本要求探究三维空间上纵断面的坡度大小以及长度，以追求并达到行车安全高效，运输经济核算及乘客感觉舒适的目的。

2.1纵断面设计的原则

（1）纵断面设计时应该和当地环境相配合，整体的线形美观流畅，与此同时还要满足规范的行车间距确保安全。

（2）平面和纵截面组合设计应符合标准的要求，其相关指标应该配合得当，较为均衡，同时也要满足平包竖线形组合的要求。

（3）线形美观能够保证视觉连续性，减轻司机驾驶疲劳感，增加行车安全性。

（4）合成坡度要设置得当，以便于路面路基排水和行车的安全。

2.2纵坡设计要求

设计必须满足“标准”的要求。在竖曲线里不允许设置大小桥梁。同时设置竖曲线，起终点要在路线所设桥梁的10m之外。在斜坡段和竖曲线上允许使用小型桥涵，但在小型桥涵处应避开灾难性的驼峰型纵坡。

避免使用极限纵坡值，确保行车安全。应合理安排缓坡部分。不建议使用最短长度的最短斜率。

考虑沿途的地形，地下管道，地质，水文，气候和排水，连续上坡或下坡段应避免重复设置坡段。

填筑和开挖的平衡应尽可能实现，最近的路段应通过挖掘作业填补，填挖平衡，降低工程造价和拯救建设用地。

对于在隧道或是桥梁连接纵坡的连接部分，该纵坡应尽量平缓逐步过渡、以免产生突变，给司机乘客带来不便容易诱发安全事故。

在实地调研的基础上，根据线路的性质，充分考虑当地私人运输车辆和农田水利的需求。

2.3纵断面设计的方法和步骤

（1）准备工作：利用道路纬地7.0将纵断面图绘制出来

（2）标志纵断图的有关参考点：这些重要的参考点，比如起点，终点，重要路段，桥涵隧道的入口和出口，地质不满意段的最小填充高度，洪水位沿着河流线，总体路线规划图的控制高程点等都要标注出来，以便后面选取探究工作顺利进行。

（3）试坡过程：在纵断面图上讨论连接这些参考点，根据规范以及相关书籍在技术上以及总体规划布局上最后考虑地形因素，综合考虑，进行试坡工作。

（4）调整过程：根据我们的技术标准规范审查设计过程中的最小大纵坡、坡长长短限制是否满足标准规定，平、纵组合是否恰当等，若有问题应该进行调整。

（5）核对：筛选出控制所需的横截面，例如不利的地质和高建筑要求，并制作横截面设计图纸，以检查是否存在过度填充和挖掘，下降或过远的斜坡。如果讨论总结过程中有问题，应及时修正。

（6）定坡控制：经过调整和验证后，逐段确定直线斜率线的斜率值，变化斜率点的桩数和高程。 斜率值取 0.1％，斜率变化点一般应调整为整个桩号 20m 。

（7）设置竖曲线：纵断面和水平组合的均匀协调确定竖曲线的半径（尽可能选取大半径的竖曲线，一般是对应平曲线半径的15倍以上，更加圆滑）并根据公式计算垂直曲线元素。

（8）计算路线所在各自（20m）桩号处的填挖值(设计标高以及实际高程）

利用纬地软件设计方法步骤：选取地面高程选择拉坡参考点。(优先筛选良好的控制点，以满足坡度要小，便于线型组合)。纵断面拉坡(以参考点为基准，利用纬地纵断面设计中动态拉坡的操作，使其尽量符合满足符合纵断面设计要求的坡长及坡度，若发现问题及时进行调整。按照要求降低土石方的填挖量，)。纵断面设计，半径平纵组合等。最后利用软件绘制纵断面图。本设计里用的是纬地道路7.0。

2.4竖曲线设计

垂直曲线设置在纵向截面上两个斜坡的交叉点转弯处，并且选择渐变曲线（通常选择次级抛物线）以提高驾驶安全性，舒适性并满足视线。设计过程中必须满足纵断面设计原则和要求，最后，根据缓和冲击行程时间和视线要求和规格的要求合理选择合适的半径。

表2.1 竖曲线技术指标

竖曲线要素计算公式：

相邻纵坡代数差 W=i₂-i₁ （2.1）

竖曲线切线长度 T=RW/2 （2.2）

长度 L=RW （2.3）