摘 要

本设计为海南五指山至保亭至海棠湾公路设计，首先，根据设计资料所给交通量和设计路段的地形资料来确定公路的等级、车道数和车速，根据设计资料，确定设计地区设计工路的等级为高速公路，车道数为双向四车道，设计车速为100km/h。而后确定设计起终点，选择地形平缓、远离农田、距离居民聚集地有一定距离的区域作为路线通过区域。然后根据当地自然条件及地形状况，设计出了两种主线平面技术方案，两种方案起终点相同但平曲线要素、所经区域略有差别，而后经过讨论和比选确定一个符合设计要求并且填挖量小、工程造价小、施工方便的最佳方案。通过AutoCAD2014、纬地道路设计软件及HPDS2017等专业设计软件，对所选的技术方案进行全面而详尽的设计，包括路线的平面、纵纵断面和横断面设计、路基挡土墙设计、路面及排水设计等。

关键词：交通量；高速公路设计；设计软件

Abstract

This design for hainan wuzhishan to BaoTing to haitang bay highway design, first of all, according to the given design data traffic and the topographic data of the design to determine the level of road, lane number and speed, and according to the design data, determine the level of regional design roads for highway, lane number for four lanes, a design speed of 100 km/h.After that, the starting point and end point of the design are determined. An area with gentle terrain, far from farmland and a certain distance from the gathering place of residents is selected as the route passing area.Then, according to the local natural conditions and topographic conditions, two main line plane technical schemes are designed. The two schemes have the same starting and ending points, but there are slight differences in the elements of flat curve and the areas traversed. After discussion and comparison, an optimal scheme that meets the design requirements and is small in filling and digging quantity, project cost and construction convenience is determined.Through professional design software such as AutoCAD2014, weidi road design software and HPDS2017, the selected technical scheme is designed in a comprehensive and detailed way, including the plan, longitudinal and transverse section design, roadbed retaining wall design, pavement and drainage design, etc.

Key Words：road design; expressway; software

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2目的和意义 1

1.3设计资料 1

1.3.1交通量数据 1

1.3.2道路等级与设计速度 2

第2章 路线主体设计 3

2.1道路平面设计 3

2.1.1设计原则 3

2.1.2设计指标 3

2.1.3平曲线计算 6

2.2道路纵断面设计 8

2.2.1设计指标 8

2.2.2纵断面设计方案 9

2.2.3竖曲线计算 9

2.3线形组合设计 10

第3章 路基及排水设计 11

3.1 路基设计 11

3.2挡土墙设计 12

3.3挡土墙设计算例 13

3.3.1荷载当量土柱高度计算 13

3.3.2确定破裂棱体的具体位置 13

3.3.3主动土压力计算 14

3.3.4土压力对墙趾力臂 14

3.3.5稳定性验算 15

3.3.6基底合力偏心矩和应力验算 15

3.4排水设计 16

第4章 路面工程设计 19

4.1路面结构类型选择 19

4.2标准轴载换算 19

4.3路面结构设计 21

4.4路面结构验算 22

4.5方案比选 22

第5章 桥涵设计 23

5.1桥涵设计特点 23

5.2桥涵设计 23

第6章 结论 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1研究背景

海南省中线高速公路是形成海南十三五规划中“建设覆盖全岛、城乡一体化基础设施网络”的重要组成部分，其完成后能够完善海南省的交通路网的建设，提高沿海大城市和海南省中南部欠发达地区的连接，进而促进当地经济的发展。

本次毕业设计可以帮助我们了解道路设计的过程和关键点；同时也可以更深入的学习一些专业软件如CAD、纬地和HPDS2017等软件操作的知识，。通过利用实际案例来提高我们解决实际问题的能力，培养我们综合运用知识，将理论联系于实践的能力。

1.2目的和意义

海南省交通网不完善，中线高速与东、西部高速之间缺乏足够联系。另外，海南省经济呈现不平衡发展的态势，靠海城市经济发达，而内陆经济发展迟缓。由于海南省中部地区人口较少，地形条件也不好，多丘陵山地，地质多软弱土。再加上常年多雨，以及在前期规划中主要针对沿海交通而轻视了内陆交通的发展，导致当地交通较为不便，当地主要经济来源之一的农产品没有快捷的交通途径对外销售，导致当地经济发展受阻。

本项目是为了提高海南中、南部地区的路网水平，改善海南中、南部地区交通条件，实现五指山市和保亭县半小时上高速公路，县县通高速公路的需求，进而增强发达城市对海南欠发达地区的经济带动作用，同时本项目的建设也是加强国防交通建设的需要。本项目的设计能很好的解决三线高速之间的联系问题，解决了由南到北必须绕路的问题；还能够让内陆地区的居民通过便捷的交通输出农产品等来发家致富，提高当地经济水平，实现全省经济平衡发展。

1.3设计资料

1.3.1交通量数据

按照此次毕业设计资料，交通量的年增长率为5%，设计年限为20年。通车年交通量统计表如表1-1所示。

表1-1通车年交通量统计表

1.3.2道路等级与设计速度

道路是是两地交流贸易的枢纽。好的路线设计会使得道路与自然相融合，不会破坏整体环境，甚至会成为当地风景的一部分。公路的选线要考路当地经济状况、地形地理环境及技术标准的影响，在掌握详尽资料、进行实地深入考察的基础上，设计出一条符合交通量、满足行车要求、避免高填深挖、节约工程费用的道路。

公路等级的确定要考虑多方面的影响，根据公路的功能及设计交通量，结合周边环境和人文因素，遵照整个地区运输体系的规划，确定具体的道路等级。再依据远景交通量和路线周边地形及水文条件，经综合考虑确定设计速度及车道数。

由表1-1可知，计划通车年交通量为：大型车为800 350=1150辆/日，中型车800 900=1700辆/日，小型车1000辆/日。

大型车折算成小型车的折算系数为2.5，中型车折算成小型车的折算系数为1.5，按照这个折算系数计算，计划通车年交通量全部为6425辆小客车/日。

公路设计年限为20年，年增长率为5%，通过计算得知，远景设计年年平均日交通量为16235辆小客车/日。本次设计路段为主要干线公路，承载的交通量比较大，路线连接中线高速和东线高速，是该地道路规划布局中一个重要的路线。所以本设计路段道路等级定为为高速公路，总车道数为四车道。

公路的设计速度是公路的线形、工程费用和运输效率的重要影响因素，要综合考虑路线的使用功能和周边地理环境，确定设计速度。

此次设计公路等级为高速公路，设计速度一般应在l00km/h以上，遇到极端情况速度也可降低为80km/h。本设计道路沿线多为丘陵土坡，地形起伏不平，夏季多雨，不适合高速行驶。综上考虑，选用行车时速为100km，确保行车安全，也能保障最低时速。

第2章 路线主体设计

2.1道路平面设计

2.1.1设计原则

道路设计中，路线设计是基础，好的路线能最大程度的发挥经济作用，还能减少填挖，节约造价。所以要考虑多方因素，多设一些方案，经论证选取最佳方案。

选线时应遵照的原则如下：

（l）根据设计资料，结合当地实际情况，设计多种互不相同的方案，再通过对比，选出最合适的一种选线方案。

参照路线所区域的地形地质、生态环境的特征，按确定的控制点由点到线再到面，对同一起终点的路段设多种方案进行比较论证，选取最优的设计方案。

（2）确定设计公路的职能，分清其在所在地区公路规划所占的作用，处理好局部与整体的关系。

（3）掌握公路沿线的工程地质和水文情况，对有存在不良地质条件的路段应尽量绕开。

（4）尽量避开耕地、房屋、已建成公路，最大化减少对当地居民生产生活的影响。

（5）保护当地生态环境，设计路线尽量与当地自然景观融合，尽可能避让不可移动文物。

（6）高速公路或一级公路与城镇相衔接时，可考虑添加环线或支线与城镇连接，以方便当地居民出行。

（7）在选线时，要充分考虑到各个设计阶段的关系，使它们良好配合。

2.1.2设计指标

1.圆曲线最小半径

公路过弯时产生圆曲线，不同等级公路对应的圆曲线范围值都有详细的规定，具体在设计时要严格参照对应规范，设计合适的圆曲线半径。

公路路线设计规范对各级公路的半径值做了如下规定，各设计要严格按照规范规定的最小值设计。设计半径尽量大于一般最小半径的取值，遇到极特殊情况才可经过论证考虑选用极限最小半径，但无论遇到什么情况，都不能小于极限最小半径的取值。

设计速度为100km/h时，设计的圆曲线一般的最小半径取值为700米，最大半径值为一万米。

本设计经过方案比选后确定的路线方案共有三个交点，对应三个圆曲线半径分别为1000m、800m、800m，满足要求。大于最小700m的要求的同时满足最大半径的约束。因此其平曲线的圆曲线要素满足要求。

2.直线最小长度和最大长度

在路线设计中，对平曲线与平曲线之间的直线长度也有严格要求。直线段太长，驾驶员一眼望不到直线路段的尽头，会让驾驶员感到无聊，产生疲乏感，变得迟钝。特别是在平原地区，过长的直线段使得周边景色过于单调，驾驶员感受不到新鲜事物的视觉刺激，很容易走神分心，一旦出现紧急状况，驾驶员往往不能在短时间内调整状态，容易发生事故；直线过短，一是会过多占地，同时驾驶员频繁转弯，转弯就会不得不降速，使得多转弯路段难以提速，对高速公路来说，很难发挥它应有的价值；同时，直线太短会让驾驶员一直都在转弯，长时间注意力高度集中会影响正常驾驶。直线过短会让驾驶员时刻处于高度紧张状态，很容易疲劳，同时会缩短驾驶员的反应时间，有可能因为驾驶员反应不过来而使得转弯不及时导致车辆冲出路基等危险事故的发生。

查规范可知，设计时速为100km/h时，同向曲线间的直线段最小长度应大于600米（6V的距离），如果小于600米，会让驾驶员产生一直转弯的错觉，这种错觉会让驾驶员一直将方向盘处于转弯状态，很容易在直线段偏离路线，冲撞旁边车道车辆或者冲出路基；反向曲线间的最小长度应大于200米（2V的距离），否则在高速行驶的状态下使驾驶员转向不及或不能从容转向导致转向过大，导致车辆偏离路线。直线段最大长度应小于2000米（20V的距离）。

本路段设有一同向曲线，其曲线间直线长度为1400米；设有一反向曲线，其曲线间直线段长度为272米，均符合设计要求。直线段最大长度为1400米，亦符合要求。

3.缓和曲线最小长度

车辆过弯时，由直线直接转入圆曲线会让驾驶员很仓促，特别是当圆曲线半径很小时，驾驶员会极速打方向盘，很容易产生侧翻和侧滑，导致事故的发生；车辆直接由直线转向圆曲线也会使得驾驶员和乘客产生不舒服感，影响驾乘体验。因此，车辆过弯时要在直线与圆曲线之间加一段缓和曲线。当圆曲线半径不是特别大时，由直线直接转入圆曲线会让线形看起来很别扭，缺乏美感。加入缓和曲线一来可以很好的使得路线线形变得圆滑又美观还可以让驾驶员能够更加从容，不会因为急于打方向盘转向而手忙脚乱，忙中出错发生事故。

《公路路线设计规范》列出了各级公路缓和曲线的长度要求。

由规范可知，设计速度为每小时100km，对应路线缓和曲线的最小值为120米。在本设计路段中，缓和曲线长度依次为150米、170米和150米。三个圆曲线对应缓和曲线长度分别为150米、172.1.3平面设计方案

根据技术指标要求，初步拟定2个平面设计方案，通过对两个方案的论证比选，选取一个适合当地情况和设计要求的路线方案，作为本次项目设计的最终方案。方案一和方案二的主要直曲要素表如下表2-1和表2-2所示。

对两个方案的特点进行分析，根据两方案各自的优劣，选出一个最恰当又节约成本的方案，作为本次项目设计的最终方案。

表2-1 方案一主要直曲要素表

线形方面来看，两方案同样都有同向曲线和反向曲线，方案一平曲线个数较少，线形比较合理；方案二反向曲线间的直线段长度较短，不利于安全行车；

方案二第3和第4个圆曲线间直线长度不足200米，这是不符合规范要求的；