摘 要

Abstract 2

第1章 绪论 3

1.1设计概况 3

1.1.1公路现状分析 3

1.1.2建所设计公路的意义（可行性） 3

1.1.3基本设计资料 3

第2章 平面设计 6

2.1公路等级的确定 6

2.2计算行车速度确定 6

2.3选线设计 6

2.3.1选线的基本原则 6

2.3.2选线的步骤和方法 7

2.4平曲线要素值的确定 8

2.4.1平面设计原则 8

2.4.2平曲线要素值的计算 8

2.4.各点桩号的确定 10

第3章 纵断面设计 11

3.1纵断面设计的原则 11

3.2纵断面设计的要点 11

3.3纵断面设计的方法和步骤 11

3.4竖曲线设计 12

3.5方案比选 13

第4章 横断面设计 14

4.1横断面设计的原则 14

4.2行车道宽度的确定 14

4.3平曲线加宽 14

4.4路拱的确定 14

4.5超高的确定及过度方法 14

4.5.1超高的确定 14

4.5.2超高的过度 15

4.6路基设计的内容 15

4.7横断面图的绘制 15

4.8挡土墙的设置 15

4.8.1挡土墙类型选择 15

4.8.2重力式路堤墙的验算 16

第5章 排水设计 19

5.1路基排水设计 19

5.1.1路基排水设计的一般原则 19

5.2路面排水设计 20

第6章 路面设计 21

6.1路面设计的原则 21

6.2路面类型与结构方案设计 21

6.3 交通量计算 21

6.4 方案一路面结构设计与验算 21

6.5方案二路面结构设计与验算 23

6.6方案比选 24

第7章 桥涵、交叉设计 26

7.1桥梁设计 26

7.2涵洞设计 26

第8章 结语 27

参考文献 28

致谢 29

摘要

公路是一个地方经济、交通、发展的重要结构,本路段位于山西省西南部,此次毕业设计的珍贵机会是对我们大学四年本科学习的一个很好的检验,也是我们四年大学学习知识的一个全方面的运用和锻炼机会。为我们今后的学习以及工作奠定了一定的基础，是我们对本科所学的道路以及相关专业知识的一次全面回顾以及应用。

本次设计的基本内容有:1.详细研究设计资料和道路专业的各种规范,了解本路段的地形及自然条件以及建筑发展情况。2.确定道路的等级、类型以及相关技术指标并进行路线设计3.路基、路面及排水设计4.完成桥涵、交叉设计。在设计过程中要注意的问题有:路线设计各项线形指标符合规定,纵断面设计要注意竖曲线的各种指标满足规定。路面路基材料选择尽量考虑当地的材料供应及自然气候条件,经济性与技术性结合考虑。

关键词：道路类型;路线设计;路基设计;路面设计;排水设计;缓和曲线

Abstract

Highway is an important structure of local economy, transportation, and development. This section of the road is located in the southwest of Shanxi Province. The graduation design is a test of our four-year undergraduate study and a comprehensive application and exercise opportunity for our four-year university learning knowledge. The basic contents of this design are: 1. Study the design data and various specifications of the road profession in detail, understand the terrain and natural conditions of the road section, and develop the construction situation. 2. Determination of road type, grade and technical standard demonstration, route design 3. Subgrade, road surface and drainage design 4. Bridge culvert, cross design. In the process of design, we should pay attention to the following problems: the linear indexes of the route design conform to the regulations, and the vertical section design should pay attention to the various indexes of the vertical curve. The choice of roadbed materials takes into account local materials supply and natural climatic conditions, economic and technical considerations.

Key Words：Road type ;route design r;oadbed design ;road design ;drainage design ;relaxation curve

第1章 绪论

当代中国，不管是公路的规模还是质量都处于快速发展时期。公路对于一个地区的重要性不言而喻。

1.1设计概况

1.1.1公路现状分析

新中国成立以来,山西省公路建设发展迅猛,到如今公路里程比建国初翻了一百倍,等级公路占总体里程的96%,所有的乡镇都通了公路。通过几十年的艰苦奋斗,积极建设基础设施,山西省的基本公路网已经形成。但由于山西省复杂多变的地理环境,山成多、煤矿多的特点,成为公路建设当中的一个难点。导致山西省公路现状任然存在以着高等级公路在公路网总里程中所占比列小限制通行能力的问题。

1.1.2建所设计公路的意义（可行性）

公路建设是我国基础建设的重要部分,是增加就业、扩大国内需求、推进地方发展的重要措施,也是构建我国全面交通运输体系的重要部分。这条高等级公路的设计和建设,能够一定程度上提高本地的公路网通行能力,也能改善当地高等级公路里程占总通车公路里程比列小的问题。同时该公路的建设不仅能够直接提高通行能力,对沿线地方经济有一定的间接拉动作用。如公路的建设发展能够极大的减少物流中转站的建设从而大大的减少物流运输所需的时间和成本,有效的推动物流业的兴起和发展。随着我国人民追求境界的提高,旅游变为了人们日常的放松娱乐方式,而公路的建设能够在一定程度上促进旅游业的更快发展。总而言之该高等级公路的建设具有非常重要的意义。

1.1.3基本设计资料

1.1.3.1地形地貌

本次毕业设计所在是位于山西省西南部的的一段路。其中汾河Ⅰ级阶地低于地面线30-50米,该地区靠前边地段高程大约在四百五十米左右,后面地带标高约520米,该地区的高程沿着汾河是不断降低的。在新绛水一段路经过考察存在着十四条规模较大的冲沟,基本所有冲沟都是从南向北的朝向,切割深几十米不等。河津新窑头至苍头段,路线地形变化不大,地形比较平,标高变化较小,地面标高只从378m变到394m不等,此路段是整个路线中地形变化最小,起伏最为缓和,但该段路中的西辛封至岭里段是一个沙丘地貌,地形比较复杂多变,但标高的变化确较小,地面标高一般为379~408m。路线终点那段路带,黄河西岸Ⅰ级阶地自北西向南东方向倾斜,地形较为平坦,地面标高约390~400m。路线终点一带地形虽然不是平原，但高差也不是很大（10m内）。黄河段在该路段的河床比较足足有3800m，虽然受黄河河水常年冲刷切割影响高差，但是地面还是较平坦，但是冲刷引起黄河河道变迁频繁，水面宽和水深不固定，水面宽常年观察在50—100m，检测最大水深也不超过3m。

1.1.3.2地质

本路段位于临汾运城新裂陷西北部,该路段的北部与关王庙北东向褶带南翼互相连接,本路段的东北部与属于吕梁太行断块的沁水块拗相邻的同时,本路段的东南部也与属于豫皖断块的条山块隆接壤。本路段设计新建公路基本位于新裂陷之中的河津、曲沃凹陷中的西部,顺凹陷展布。

正是因为本路段所特有的地形、地貌条件及地质条件,沿线一般都不会形成不良地质现象发,但是比较有可能产生的不良地质现象的路段主要是风沙路段、湿陷性黄土路段、黄土冲沟造成不良地质现象、砂土液化的不良地质现象等。

1.1.3.3地震

本区构造运动很久以来就一直十分活跃,主要表现在:

(1)新生地层堆积厚度能够达到几百到一千米不等,造成这种情况的原因是本路段一直在边下降边沉积;

(2)新生界地层一直在发生大大小小的断裂,主体部分会发生褶皱,但规模并不是很大,而且两翼基本上是对称的,较为空旷;

(3)河道深切,谷壁陡峻,以及河到的阶地较为高等现象都表明晚近地质时期以来,河到的底部就一直受到倾蚀作用;

(4)本路段在历史上就发生过几次较大地震,特别是边缘地带发生地震的频率较为高;

(5)几个高山由南向北展开,黄河由南向北流动,支流与主流的相交大多为直角相交。由这些现象便可推断本区的地层运动以垂向运动为主,并且具有一定的间歇性。

1.1.3.4气候

本区域路段属于温带大陆型半干旱季风区。风向特征是东夏风向更替明显。本路段有冬季寒冷,夏季炎热并且春秋短暂,冬夏漫长的气候特征。本路段的年降水量分布非常不均,某些地方多年平均降水量为480mm左右,但一些特定的地方却能达到这个数字的好几倍。本路段的平均蒸发量从东往西,大体上是一直在增加。本设计路段的雨季集中于六到九月,尤其是七八两月,降雨量非常大,甚至常常会出现暴雨等不利气候条件,本路段风向主要为偏北风和南风。由于本路段有很多的黄土,常常会出现暴雨,所以,要重视加强排水及防护的设计。

1.1.3.5水文

根据地质学的知识和本路段的水理特性,本区沿线在能测到的深度以内的地下水全部都是第四系松散岩类孔隙水,可将其按简单的划分方式分为浅层水和中层水。

(1)本路段的浅层水主要沿黄河及其支流以及其它小河流分布。本路段浅层地下水极为丰富,地下形成了相当良好的含水层。经过专家的调查以及实验,可以认定本路段的浅层水不会对钢筋混凝土有很大的分解性和侵蚀性。

(2)中层水,本路段的中层水因地质条件而导致其储水条件不好,中层水较少,能供水量很小,没有什么实际意义,基本可不考虑。

本路段地表水普遍较少,而地下水又比较深不好利用,故而只能考虑从其他地方运水来提供工程用水。

1.1.3.6沿线筑路材料情况

本路段沿线的材料比较丰富,砂砾,石灰窑都能够在路段上采集到大量材料。还能就近从其它城市采购沥青、水泥、钢材等筑路材料。

第2章 平面设计

道路是一个三维空间体。公路中线的位置即我们通常说的路线,其水平投影就是我们常说的的平面。考虑社会经济、自然条件和技术条件等各种因素以后,经过平纵横综合反复考虑,反复修正，反复验证确定出来道路中线的平面位置。我们还需通过使用全站仪或直接通过其它数据测出道路中线各个桩号及其横断面的全部高程。

2.1公路等级的确定

为了满足路网建设和功能、经济发展、通行能力的要求,《规范》将公路依据适应的交通量和功能分为五个等级。我们通过调查交通量在这个基础上估算一个增长率计算出规划交通量，再对照规范以及自然地形最终确定一个道路等级。一条公路一般可以在不同路段分别选用不同的公路等级和设计速度,我们将设计速度相同的路段归为统一设计路段且要满足高速公路一个设计段不小于十五千米,一、二级公路同一设计路段不小于十千米。不同设计路段的变更点应结合地形条件综合考虑选择适当的变更点。

规划交通量指按年平均增长率计算确定：

（2-1）

式中：-规划交通量

-起始年平均日交通量

–年平均增长率

n–设计年限

经交通调查，本路段现交通量为10000辆/日，交通量年增长率为4％。

将本路段交通调查数据代入得：

=10000*

=21069（辆/日）

查阅《规范》可得本路段采用一级公路

2.2计算行车速度确定

设计速度决定这道路的几何形状,我们先得依据规范规确定好设计速度,然后才能确定道路的各种几何形状。我们在确定设计速度后，车道数以及道路线形的各种技术指标都直接受设计速度影响，需要我们反复斟酌、反复验证。《规范》规定一级公路宜采用100km/h或80km/h作为设计速度,结合本路段综合条件采用80km/h作为设计速度。

2.3选线设计

2.3.1选线的基本原则

(1)道路的走向须结合人们的需要和客观地形自然条件来综合考虑。

(2)在初步设计时,在确定路线基本走向后,要提出多个可能的方案,在从不同角度分析对比,最终得出最优方案。

(3)路线设计应注意经济性与实用性相结合,在经济效益相差不多时,我们尽可能采用较高的技术标准

(4)选线应注意到当地的农田和其它经济园,在本路段体现的是尽量绕过那些果园,少占用农地。

(5)要注意保持良好自然状态,不能因为道路的建设而使得周围自然环境遭到严重性的破坏,打破原有的稳定性。。

(6)选线前要做好地质勘测工作,查清当地的自然条件并了解其对道路的影响。

(7)选线应综合考虑路与桥的关系

2.3.2选线的步骤和方法

公路选线是一项非常复杂的工作,需要我们结合多方面因素考虑,其目的就是依据道路的基本技术标准,沿线地质气候等自然条件,结合平、纵、横三方面因素,在选定范围内的起终点选定一条在技术上和经济上都比较合理并且能够满足人们使用要求的道路中线。为了保证所选路线的规范性,必须由粗到细从全面布局到逐段分析再到具体定线,而且最后需要进行多方案的比选,仔细分析对比才能选出一条最优路线来。

(1)路线方案选择

路线方案选择是道路设计中选线的第一步工作，也是最简单的工作。在此过程中，我们需要确定出路线的大体走向。我们在这个过程中需要做的是经可能的先找出几条不同的路线方案,结合地形气候等自然因素进行初步筛选来选定几条比较合理的初步方案。

(2)路线带选择

这项工作是在第一步把基本走向确定的基础上,我们需要确定几个控制点再连接起来,这样就把路线带构建出来了,也称路线布局。

(3)具体定线

在前面两个工作已经完成的情况下,路线的基本轮廓实际上就已经出来了。我们只要再结合技术标准,再参考平纵横三方面的因素,按照标准选用适当的技术指标,具体的定出一条连贯美观的道路中线。

2.4平曲线要素值的确定

2.4.1平面设计原则

(1)平面线形应直捷连续,驾驶员能够舒顺的行驶,注意行驶美学。

(2)满足驾驶员的心理和生理要求,要使得线形要素不发生突变。

(3)回头曲线的设置。

(4)并且如果设置的曲线不够长使得离心速度变化率小于需要的值,就会给乘客带来心理上和生理上不舒服的感受,因此平曲线要有足够的长度是非常重要的。

2.4.2平曲线要素值的计算

图2.1平曲线要素图示

缓和曲线切线增值

（2-2）

圆曲线的内移值

－ （2-3）

切线长

（2-4）

平曲线长度

（2-5）

外距

（2-6）

校正值

（2-7）

a.平曲线主要参数的规定。查阅《规范》可得主要参数如下表：

表2.1平曲线主要技术指标表

b.主要几何元素计算

以方案一JD1为例：

（1）几何元素计算

右偏 25°55′22.7″

圆曲线半径R=2000(m)

缓和曲线长度 =320(m)

缓和曲线切线增值

圆曲线的内移值 －

－

切线长

平曲线长度

外距

校正值

（2）平曲线主点桩号计算及校正：

2.4.各点桩号的确定

在本路段的整个设计过程中所用到的线形主要为基本型,并且是在仔细分析了本路段的地形、地质、地貌、水文及气候后得出的。在具体定线时我们已经将路线的交点定出来了,并且已经测量出了各个转角点的度数,再查看《规范》初步拟定平曲线半径和缓和曲线长度,再按上述平曲线要素计算方法,结合平纵横三方面的技术指标最终确定。计算结果见后面的附表。

第3章 纵断面设计

纵面设计的主要目的是仔细研究道路的技术指标、汽车动力、自然条件、地形条件、路基稳定、排水等各种因素设计出合理的竖曲线长度和半径、纵坡的大小以及和平面线形的组合方式,从而达到行驶时既安全又快速、节约运输成本以及旅客感觉舒服的效果。