论文总字数：41144字

摘 要

关键字：一级公路 交通量 平面选线 纵断面设计 横断面设计

Preliminary design of a section of 227 provincial road project

Abstract: This design is a preliminary design of the 227 provincial highway project. The design part is 5600 meters long, the design section is in plain area, the design speed is 80Km/h, two-way six lane. In this design, the traffic volume is analyzed, and the corresponding specifications are found. The parameters of the design are determined. After that, the layout of the plane line is designed with the topographic map. Four flat curve intersection points are set in the plane design, and the curve part is set super high. In the vertical alignment design, eight vertical curve intersection points are set up, and the requirements for the combination design of horizontal and vertical curves are satisfied. In the cross section design, the cross section design parameters are designed after cross sectional design. The design of the pavement is based on the asphalt pavement design, the thickness of the pavement structure and the thickness of the design layer is checked. Finally, the pavement structure, the drainage facilities and the bridge and culvert are drawn, and the data in the design are summed up, and the table is drawn.

Keyword：First grade highway Traffic Plane line selection Longitudinal section design Cross section design

1绪论

1.1公路运输的功能、特点、地位及作用

公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此，公路运输有"通过"运输和"送达"或"集散"的功能，尤其是"送达"或"集散"功能作为其它几种运输方式(管道除外)的终端运输方式是交通运输中不可缺少的组成部分，在综合交通运输体系中发挥着非常重要的作用。随着一级公路向网络规模的发展，利用一级公路的干线运输功能，公路运输作为一种具有功能齐全（"通过"和"送达"或"集散"齐备）的运输体系发挥越来越重要。与其它运输方式比较，公路运输的特点是灵活性，尤其是一级公路建设，信息网络、通信技术以及计算机技术等的发展，又实现着快速性"门到门"运输和被称为零库存的运输特点，促使着公路运输的快速发展。公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件相对宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此，公路运输具有生产点多、面广的特点。

1.2中国公路发展概况

50年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4％，西部地区更高，达到21.8％，技术等级仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。

2工程概况

2.1概况

当今社会，随着经济的高速发展，一级公路已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分，对经济的发展起着重要的作用，事实表明作为基础设施的一级公路对沿线的资源开发、物流、产业结构的调整、招商引资、横向经济联合起到一定的促进作用，区域经济的发展和区域内一级公路的通车里程有很大的关系。

2.2主要规范

（1）《公路工程技术标准》 JTG B01-2014；

（2）《公路路线设计规范》 JTG D20-2006；

（3）《公路路基设计规范》 JTG D30-2015；

（4）《公路排水设计规范》 JTG /T D33—2012；

（5）《沥青路面设计规范》 JTG D50-2006；

（6）《公路勘测规范》JTG C10-2007；

（7）《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004；

（8）《公路钢筋混凝土及预应力砼桥设计规范》 JTG D62-2004；

（9）《公路桥涵设计规范》 JTG D61-2005；

（10）《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D63-2007；

2.3技术指标

公路等级：一级公路

地形地貌：平原地区

设计荷载：公路-Ⅰ级

车道数： 双向六车道

行车道宽度：2×3×3.75m

设计速度：80km/h

路基宽度：32m

路面类型：沥青混凝土路面

3.总体设计

3.1概念

道路工程为带状构造物，受到沿线诸多社会和自然因素的影响，是涉及多专业、多学科和多部门的系统工程。总体设计是道路工程勘察设计工作的首要工作，是道路工程勘察设计阶段全面协调道路工程系统内外部关系的工作，要求协调专业间内外关系，确定标准、规模方案，以形成完整的系统工程，实现安全、环保、可持续发展的总体目标。

总体设计必须坚持以人为本，树立全面、协调、可持续发展的科学发展观，做到“六个坚持，六个树立”。即：

（1）以人为本，树立安全至上的理念。

（2）坚持人与自然和谐，树立尊重自然，保护环境的理念。

（3）坚持可持续发展，树立节约资源的理念。

（4）坚持质量第一，让公众满意的理念。

（5）坚持合理选用技术指标，树立设计创作的理念。

（6）坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。

3.2总体设计应考虑的因素及要点

总体设计应考虑的因素可归纳为以下几点，即确定项目起、讫点以及衔接关系；科学确定技术标准，合理运用技术指标，保障行车安全；最大限度地保护环境：充分利用走廊带自然资源，实现公路建设的可持续发展：协调各专业间的关系，注意听取社会公众意见按"全寿命设计”理念，采用综合效益最佳的设计方案。

总体设计的要点包括以下几点：

（1）路线起、讫点应符合路网规划要求。确定起、讫点位置时，应为后续项目预留一定长度的接线方案，或拟定具体实施设计方案。

（2）根据公路功能、设计交通量、沿线地形与自然条件等，论证并确定公路等级、设计速度和设计路段。

（3）高速公路、一级公路应根据设计交通量论证并确定车道数

（4）高速公路、一级公路一般情况下宜采用整体式路基；位于丘陵、山区时，应结合地形、地质条件以及桥梁、隧道的布设等论证采用分离式路基的可行性。

（5）路线设计应合理确定路堤高度，减小对沿线生态环境的影响，并做好防护、排水、取土、弃土等设计，防止水土流失，保护环境，使公路工程建设融入自然。

（6）由面到带、由带到线查明工程地质、水文情况，重大自然灾害、地质病害的分布、范围、状态，及其对工程的影响程度，论证并确定绕越、避让或整治病害的方案与对策。

（7）确定同作为控制点的城市、工矿企业、特大桥、特长隧道等的连接位置、连接方式。

（8）收费公路应在论证收费制式的基础上，确定收费方式、主线收费站位置及其同被交公路的交叉形式等。

（9）综合拟定互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站等重要设施的位置、规模和间距，以符合功能、安全、服务所需的最小（或最大）距离。

（10）确定交通工程及沿线设施的建设规模与技术标准。

（11）拟分期修建的工程，必须在按远期规划的技术标准作出总体设计的基础上，制定分期修建方案，并做出相应的设计。

4. 选线

4.1道路选线的一般原则

（1） 在路线设计的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上、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，使工程量小、造价低、营运费用省、效益好。并有利于施工和养护。路线设计应注意立体线形设计中平、纵、横面的舒顺、合理配合，在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小或极限指标，也不应片面追求高指标。

（3）选线应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、经济作物田和经济园林等。对沿线必须占用的田地，应按国家有关法规，作好造地还田等规划和必要的设计。

（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围环境、景观相协调、并适当照顾美观，重视保护原有自然状态和重要历史文物遗迹。

（5）应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对道路工程的影响。对不良地质地段和特殊地区，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，一般情况下路线应设法绕避。必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

（6）选线应重视环境保护，注意因修建道路及汽车运行所产生的影响和污染等。

（7）对高速公路和一级公路，因其路幅宽，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。

4.2路线方案比选

路线方案比选是对有比较价值的路线方案在技术指标、工程造价、自然环境、社会环境等重要影响因素方面进行同等深度的技术经济论证及效益分析，通过调查、分析、比较、选择，提出合理的推荐方案。方案比选可按下述指标进行：

（1）技术指标：包括路线长度、圆曲线最小半径及个数、最大纵坡及长度、交叉个数及回头曲程数量和工程造价指标等。

(2)经济指标:包括土石方、排水及防护工程、路面、桥梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆迁等工程数量和工程造价指标等。

（3）经济效益及社会效益分析。按照上述技术、经济、效益等的计算比较，确定推荐的路线方案

5平面设计

5.1路线平面图

道路是一个三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞以及沿线设施等工程实体组成的线状。构造物。在平面图上示出地形、地物、导线点，道路中心线、道路各边界线及平曲线交点，整公里桩、直线段百米桩、及平曲线要素各主要桩位。详细平面图比例尺为1:2000，。

5.2平曲线要素

曲线要素是指曲线的几个技术指标:如半径、缓和曲线、转角、圆曲线长、平曲线长、切线长、外距、切曲差、曲线的主点(变坡点)桩号。曲线示意图如下图所示。

图5.1 曲线要素示意图

5.2.1直线

（1）直线的特点

作为平面线形要素的直线之一的直线在道路设计中被广泛采用。两点之间线段最短，一般定线时，只要地势平坦、无大的地物障碍，定线人员首先考虑采用直线通过，加之笔直的道路给人短捷、直达的良好印象，在美学上直线也有其自身的特点。汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。测设中，直线只需定出两点，就可以方便测定方向和距离。

（2）直线的适用条件：

① 路线完全不受地形，地物限制得平原区或山区得开阔谷底；

② 市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区；

③ 为缩短构造物长度，便于施工，创造有利的引道条件；

④ 平面交叉点附近，为争取较好的行车和通视条件；

⑤ 双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好的超车路段。

（3）直线的最大长度

直线的长度不宜过长，在长直线的应用上应有条件地加以限制。对于设计速度大于或等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制；一般直线路段的最大长度(以m计)应控制在设计速度(以km/h 计)的20倍为宜，本次设计速度为80km/h，即1600m。总而言之，无论是高速路还是低速路，在任何情况下都要避免追求长直线的错误倾向。本次设计中直线段最大长度为1629.13 m，符合规范要求。

（4）直线的最小长度

《规范》规定：当设计速度≥60km/h时，同向圆曲线间的直线最小长度（以m计）已不小于设计速度（以km/h 计）的6倍为宜，即480m：当设计速度≥60km/h时，反向圆曲线间直线最小长度以不小于设计速度(以km/h 计)的2倍为宜，即160m。本次设计中直线段最小长度为180.64 m，符合规范要求。

5.2.2圆曲线

各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。当采用圆曲线最小半径时，应采用大于或等于下表所列最小半径值。当地形条件或其他特殊情况限制时，方可采用所列的极限最小半径值。圆曲线最小半径值见表4-1。本次设计速度为80km/h，在设置超高的情况下，极限最小半径为250，本次设计平面圆曲线最小半径为350m，符合规范最小圆曲线半径长度要求。

表5-1 圆曲线半径长度

圆曲线最大半径：选用圆曲线半径时,在地形等条件允许的前提下,应尽量采用大半径曲线,使行车舒适。但半径过大，对测设和施工都不利，且过大半径,其几何性质与直线无多大差异。研究表明，当圆曲线半径大于9000m时,视线集中的300～600 m范围内的视觉效果同直线没有区别。因此，《规范》规定，圆曲线最大半径值不宜超过10000m。 本次设计平面圆曲线最大半径为1500m，符合规范要求。

5.2.3缓和曲线

缓和曲线时道路平曲线形要素之一，它是设置在圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。缓和曲线的作用主要有以下几点：

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