摘 要

本次设计，主要通过已给出的信息，确定交通量。并根据交通量并结合地形图上的地形地物，有关的技术规范，设计出两条可供选择的路线方案，并进行方案比选。选择出一条最合适的线路，并进行后续的纵断面和横断面设计以及其他的相关设施的设计。查阅有关膨胀土的相关资料和文献，了解膨胀土的危害和原理。拟定初步的施工方案。内容包括：路线的平面设计，纵断面设计，路基横断面设计和排水设计，路面设计，设计过程中的各种表格和图纸，膨胀土路基的处理方法，初步的施工方案设计。

关键词：交通量，二级公路，路线平面，路基横断面，竖曲线，沥青路面，路基排水，膨胀土路基，施工方案

Abstract

This design, mainly through the given information, determine the traffic volume. According to the traffic volume and combined with the topographic features on the topographic map and the relevant technical specifications, two alternative route schemes are designed, and the schemes are compared and selected. Select the most suitable line, and carry on the follow-up longitudinal section and cross section design and other related facilities design. Consult the relevant data and literature on expansive soil to understand the harm and principle of expansive soil. Draw up a preliminary construction plan. The contents include: plane design of route, longitudinal section design, subgrade cross section design and drainage design, pavement design, various forms and drawings in the design process, treatment method of expansive soil subgrade, preliminary construction scheme design.

Key Words：Traffic volume, secondary highway, route plane, subgrade cross section, vertical curve, asphalt pavement, subgrade drainage, expansive soil subgrade, construction scheme

目录

第一章 绪论 1

1.1 该公路的设计意义 1

1.2 沿线自然地理特征 1

1.2.1 气候特点 1

1.2.2 降水量 1

1.2.3 地形地貌 2

1.3 道路等级和主要技术指标的论证和确定 2

1.3.1 公路等级的确定 2

1.3.2 主要技术指标的论证和确定 3

第二章 路线设计 7

2.1 路线方案确定 7

2.2 路线平面设计 7

2.2.1 平面设计的基本原则 7

2.2.2 设计步骤 8

2.3 路线纵断面设计 9

2.3.1 纵断面设计的任务 9

2.3.2 纵坡设计 9

2.3.3 纵断面设计的步骤 10

第三章 路基设计 11

3.1 路基横断面设计 11

3.1.1 路基宽度 11

3.1.2 超高加宽设置 11

3.1.3 公路用地范围 11

3.1.4 填挖方路基 11

3.1.5 土石方 12

3.2 路基排水设计 12

3.2.1 路基排水的原则 12

3.2.2 排水设施 12

3.3 公路路基防护工程设计 13

3.3.1 边坡坡面防护 13

3.3.2 冲刷防护 13

3.3.3 支挡防护 13

第四章 路面设计 14

4.1 路面结构类型选择 14

4.2 新建沥青混凝土路面设计 14

4.2.1 面层 14

4.2.2 基层 14

4.2.3 路面设计计算 14

第五章 膨胀土路基处理 23

5.1.膨胀土概念 23

5.2 膨胀土的工程特性 23

5.2.1 胀缩性 23

5.2.2. 崩解性 23

5.2.3 裂隙性 23

5.2.4 风化特性 23

5.3 膨胀土的典型病害 24

5.3.1 裂缝 24

5.3.2 溅浆冒泥 24

5.3.3 坍肩和溜坍 24

5.3.4 路基下沉 24

5.4 膨胀土路基的处理方法 24

5.4.1 换填法 24

5.4.2 物理化学改性法 25

5.4.3 湿度控制法 25

5.4.4 包边法 25

5.4.5 夹层法 25

第章 初步施工方案 26

6.1 路基施工 26

6.1.1 基底处理 26

6.1.2 土石挖方 26

6.1.3 路基填方 26

6.1.4 路基压实 26

6.1.5 路基部分整体施工流程 27

6.2 路面施工 27

6.2.1 级配碎石层的施工 27

6.2.2 无机混合料层（水泥稳定碎石）施工 27

6.2.3 沥青混凝土路面施工 28

第七章 结论 29

参考文献 30

致谢 32

绪论

1.1 该公路的设计意义

运城市是山西省的一个地级市，位于山西省西南部，面积13968平方公里，占山西省总面积的9％。

复杂的地质结构意味着丰富的矿产资源。目前在运城地区已查明的储量丰富具有开采价值的矿物多达54种。尤其是本次设计路段煤炭资源丰富。因此，该运煤专用通道的建设对当地的矿产开采及运输具有重大的意义。这将为该地区带来全新的发展机遇。可以带动沿线的矿产采挖业，加工业以及运输产业的发展，对当地的经济建设具有非常重大的意义。

1.2 沿线自然地理特征

1.2.1 气候特点

同许多内陆城市一样，运城地区也属暖温带大陆性季风气候，不同季节盛行不同的季风，不同的季风会呈现明显不同的气候特征。干燥和寒冷的西伯利亚气流（西北季风）在冬季肆虐，气候特点是寒冷干燥。温暖潮湿的太平洋气流（东南季候风）使天气闷热，降水量更多，更集中，多为暴雨和雷暴。年平均气温为13.3°C，1月的平均气温为-2.2°C，7月的平均气温为27.4°C。

1.2.2 降水量

年降水量差异很大。近几十年内年平均降水量为525毫米，最大降雨量为945.8毫米（1958年），最小降雨量为305.0毫米（1997年）。降水具有温带大陆性气候最典型的特征，即年内分布极不均匀。年降水量的40％集中在7月和8月，而干燥的冬季和春季降水量仅为全年的20％左右。

1.2.3 地形地貌

本次设计区域的地形均较为平坦，单位面积内的起伏变化较小，且区域内有村镇坐落，分布着一定数量的耕地和果园。还有不少的工厂。

1.3 道路等级和主要技术指标的论证和确定

我们路线设计的任务通过调查取证，掌握相应的资料，设计出一条路线，使其既是在一定的技术标准下设计的，又能满足设计之初的使用要求，同时乘客和司机要感觉舒适，尽可能降低施工难度，还要再满足经济性的要求。

1.3.1 公路等级的确定

公路等级应根据当地已有的路网分布，本次设计公路的功能要求以及设计交通量确定。其中设计交通量是首要考虑因素。

1.3.1.1 交通量计算及道路等级的选用

表 1.1 预测交通量组成

年平均增长率5%，以小客车为标准车型做交通量换算，机动车折算系数规定为：

小客车=1.0 （座位≦19座的客车和载重量≦2t的货车）

中型车=1.5 （座位gt;19座的客车和2tlt;载重量≦7t的货车）

大型车=2.5 （7tlt;载重量≦20t的货车）

汽车列车=4.0（载重量gt;20t的货车）

根据以上规定，将各种车辆折合成小客车，计算设计年限平均昼夜交通量为：

起始年日平均交通量

平均日夜交通量

1.3.1.2确定道路等级

根据《公路工程技术标准》（以下简称标准）JTG-B01-2014，年平均日夜交通10124辆处于10000～15000辆范围内，可确定该道路等级为二级公路。

1.3.2 主要技术指标的论证和确定

1.3.2.1 行车速度

选用设计速度时要考虑当地的地形地物地貌，二级公路的设计速度有60km/h和80km/h两种规格，我考虑到本区域地势平坦，基本没有地形起伏特别大的地方，因此将设计速度定为80km/h。

1.3.2.2 圆曲线

a.圆曲线最小半径

车辆在圆曲线上行驶时，车轮摩擦力不足抵消向心力的时候，会影响到驾驶的舒适性和安全性。这就是我们平时所称的离心力，而影响到离心力大小的主要因素为圆曲线的半径。离心力的大小与圆曲线半径大小成负相关，即圆曲线半径越小，越不利于行车。因此在选择圆曲线半径的时候应该尽可能采用较大的值，迫不得已的时候才可以使用小半径，比如受到地形地物的限制。根据《标准》规定，当设计速度为80km/h时，圆曲线的极限最小半径为250m，一般最小半径为400m。

b.圆曲线的最大半径

根据《公路路线设计规范》JTG D20-2014,规定，圆曲线的最大半径不宜超过10000m。

c.圆曲线的最小长度

汽车在曲线型道路上行驶时，如果曲线太短，司机在行驶过程因为曲线转向和曲率的频繁变化，要频繁第操作方向盘进行转向，很容易产生紧张和烦躁的情绪，这在行车过程中是十分危险的。因此，在平面设计中，圆曲线的最小长度一般要达到3s行程，在本次公路的设计速度下，圆曲线最小长度约为67m。

1.3.2.3 缓和曲线

缓和曲线的作用是使汽车完成在不同曲率的路线上的驾驶过渡。缓和曲线设置足够的长度，可以使驾驶员轻松完成转向操作，不会使乘客感受不适。同时让线形连续顺畅，美观大方。平顺完成圆曲线超高和加宽在缓和曲线内的过渡。

影响缓和曲线长度的因素有很多，但其最小长度许哟受到一定的限制，根据《标准》规定，在设计速度为80km/h的二级公路中，缓和曲线的最小长度为70m，设计时应当注意。

1.3.2.4 直线

直线过长的危害：

1. 使驾驶员感到单调疲倦
2. 难以目测车间距离
3. 增加夜间行车车灯炫目的危险
4. 激发超速行驶，导致交通事故

直线过短则容易造成视觉不连续，驾驶员操纵困难。

我国是一个幅员辽阔的大国，国土面积大，各种各样的地形穿插交错，很难确定一个适用于全部地区的标准。现行的规范和标准中也未对直线长度做出统一规定。直线长度一般根据经验及参考其他国家的规定，直线长度在控制为汽车在设计速度下行驶72s的路程，即1600m，特殊地区特殊处理，不应过度限制。同向曲线之间的直线最短距离为6V=480m，反向曲线之间的直线最短距离为2V=160m。

1.3.2.5 主要技术指标

表1.2 主要技术指标

第二章 路线设计

2.1 路线方案确定

根据设计要求和公路现状，确定公路路线走向的基本原则是：

（1）与当地其他现有运输通道协调互补，充分发挥该公路的效益；

（2）尽可能避让当地的耕种用地，村镇和厂房；

（3）与沿线城市规划相协调，促进地方经济发展。

根据以上原则，通过对比，最终在方案1和方案2中选择了方案2。该区域已有几条南北走向的公路，而本次设计的线路都是东西走向，沟通了原有的各条主干道，减少了绕路，使交通更加便捷。相比方案1，方案2没有穿过任何耕地，而方案1穿过了一片桃林。且方案2的路线相比方案1更加顺直，短捷，这样在施工上更加便捷，驾驶体验也更好。因此，选定方案2为最终方案。

在本次路线设计中，路线起点位置位于偏东方的平原区，向西南方的一处居民聚集地行进，使当地居民的出行更加便捷。之后路线大体走向为向东西向，尽可能与原有主干道正交，减小施工难度，加快施工速度。并且在本次设计中，没有穿过任何的农田用地。

2.2 路线平面设计

2.2.1 平面设计的基本原则

（1）平面线形应顺直，不要给人以不连续之感，还要与当地自然条件相结合。

本次设计所在区域为地势平坦开阔的平原微丘区，直线在平面线形中占较大比例，尽量减少设置一些不必要的曲线，以免视觉上产生不协调的感觉。要根据地形地物确定直线、圆曲线和缓和曲线的选用及组合，太过刻意追求以直线或曲线为主都是不合适的。

（2）保持平面线形的均衡与连续