摘 要

本次毕业设计的设计路段是察哈尔右翼前旗至丰镇公路设计第五路段，该路段主要作为内蒙古地方公路，主要服务于当地交通，承担集散功能的作用。计算说明书则给出了计算说明，部分数据结果、图纸图表作为对比参考。

本设计先进进行道路技术标准的论证，确定各种基本设计参数的量值，然后进行路线设计，通过方案比选选择最佳方案作为设计基础。在平纵横设计过程中，主要辅助以纬地设计软件完成计算和输出图表等内容，同时辅以设计参数的确认步骤和部分公式计算步骤。在路基路面的设计过程中，挡土墙的设计比重较大，运用了理正和路面设计软件，但是也用公式进行了手算，将电算与手算作了对比分析。而毕业设计后面阶段介绍了排水设计的原理及设计所需的相关设施及尺寸，在文章最后还有涵洞设计，说明了涵洞设置的位置和相关结构尺寸，保证了路基两侧的排水顺畅。

关键词：毕业设计；二级公路；平曲线；竖曲线；横断面；路基；挡土墙；路面；排水；涵洞

Abstract

In The design section of this graduation project is the fifth section of the right-wing Qianqi-Fengzhen Highway from Chahar. This section is mainly used as Inner Mongolia local highway, serving the local traffic and assuming the function of distribution. The calculation instructions give the calculation instructions, some data results, drawings and charts as a comparative reference.

This design is advanced in the demonstration of road technical standards, determine the value of various basic design parameters, and then carry out route design, and select the best scheme as the basis of design through scheme comparison. In the process of horizontal, vertical and horizontal design, it is mainly assisted by latitude and latitude design software to complete calculation and output charts, and at the same time, it is assisted by confirmation steps of design parameters and calculation steps of some formulas. In the design process of roadbed and pavement, the retaining wall has a large proportion of design. The software of straightening and pavement design is used, but the formula is also used for manual calculation, and the computer and manual calculation are compared and analyzed. At the end of the design, the principle of drainage design and related facilities and sizes required for design are introduced

Key Words: Graduation Design; Secondary Highway; Horizontal Curve; Vertical Curve; Cross Section; Subgrade; Retaining Wall; Pavement; Drainage; Culvert

目录

第1章 绪论 6

1.1 概论 6

1.2 设计基本资料 6

1.2.1 地理位置及功能 6

1.2.2 地形地貌及植被 6

1.2.3 区域地质条件 6

1.3 道路技术标准论证 6

1.3.1 道路类型及等级论证 6

1.3.2 道路技术标准和规范 7

第2章 路线设计 8

2.1 平面设计步骤 8

2.2路线方案拟定 8

2.3影响路线方案选择的主要因素 8

2.4路线方案选择的方法 9

2.5具体路段分析 10

2.6路线方案的比选 14

第3章 路线平面设计 16

3.1 设计说明 16

3.1.1 直线 16

3.1.2 圆曲线 16

3.1.3 缓和曲线 17

3.2 平曲线要素计算 17

3.2.1 计算交点距离 17

3.3.2 计算象限角 18

3.3.3 转角计算 19

3.3.4 缓和曲线要素计算 19

第4章 纵断面设计 21

4.1纵断面设计标准 21

4.2纵坡设计说明 21

4.2.1 最大纵坡 21

4.2.2最小纵坡 21

4.2.3 最小坡长 21

4.2.4 最大坡长 22

4.2.5 竖曲线设计限制条件 22

4.2.6 竖曲线设计步骤 22

4.3竖曲线要素计算 23

第5章 路基横断面设计 25

5.1路线横断面组成及形式 25

5.2路基横断面设计 25

5.2.1 设计要求 25

5.2.2 路基标准横断面 26

5.2.3 横断面设计方法 26

5.2.4 路基设计表 26

5.2.5 路基土石方数量的计算与调配 26

5.2.6 路基设计相关条件 27

5.3 路基防护设计 28

5.4 挡土墙设计 28

6章 路面设计 34

6.1路面方案 34

6.1.1 路面形式选择 34

6.1.2 交通分析 34

6.2 路面方案一 36

6.3 路面方案二 37

6.4 路面方案比选 39

7章 道路排水设计 41

7.1路基排水设计 41

7.1.1 地面排水措施 41

7.1.2 地下排水措施 42

7.2路面排水设计 42

第8章 桥涵设计 43

8.1涵洞设计 43

8.1.1涵洞的布置位置 43

8.1.2涵洞的结构类型及尺寸 43

8.1.3涵洞的设计原则 44

参考文献 45

致谢 46

第1章 绪论

1.1 概论

希望通过毕业设计的系统且细致的学习实践工作，能够在察哈尔右翼前旗至丰镇公路设计第五部分，将之前学过的课本知识能够再次全面地复习一遍，能够发现更多的细节点，并扩大自己的知识面，设计出经济，安全，美观的公路。这次的毕业设计除了加强专业知识的理解和掌握，还能让我比较熟练地掌握好专业设计相关软件的使用及相关注意事项。很多之前没有注意到的细节点，在设计过程中可以暴露出来，特别是每个设计参数的由来，了解越深，在设计过程中也越容易发现问题所在，而且还可以更快的找到解决问题的方法，这次全面的设计任务，能够锻炼个人处理问题的能力和交流的能力，也会为以后的工作打下坚实的基础。知其然也知其所以然，这是我目前追求的学术目标，同时我也相信这些要求必然使我受益颇多。

1.2 设计基本资料

1.2.1 地理位置及功能

处于察哈尔右翼前旗至丰镇的山区地形地带，主要服务于当地交通，为地方集散公路。

1.2.2 地形地貌及植被

项目所在区属内蒙古中部阴山山地单元，有较多的台状山，山体被切割分隔，深沟谷和桌状山地带较多。

路线所经区域的树林单一，一般以人工种植的树林为主，多为草地地貌。

1.2.3 区域地质条件

经过对设计资料的分析过后可知，该项目所在路段的土质可以砂砾土作为计算数据的参考，地下水位较深，一般不会影响到挖方工程，且地下岩石层较少，适合开挖修建，雨水不多，比较集中在雨季，地质条件较为良好。

1.3 道路技术标准论证

1.3.1 道路类型及等级论证

原始交通量表1-1

首先要将各种车型换算成标准车型应的换算比例如下：

中型车取1.5 、大型车取2.5 、汽车列车取4.0。

将各种车型对应的原始交通量相关比例查阅后得到下表。

换算比例表1-2

该五种车型折算交通量之和=4775辆/日。同时根据设计资料交通量年增长率。首先可以假设一个公路等级，然后根据这个等级来反向推算其等级是否能够满足交通量的需求，推导公式，预测年设计交通量为12313， 而《规范》中二级公路是5000—15000的范围，说明假定的公路等级是合适的，因此确定公路等级为二级公路。

1.3.2 道路技术标准和规范

由于路段的地形起伏较大，作为限制条件，且道路功能是充当集散作用的，综合分析后，根据《规范》，选定设计速度为60km/h。后续技术标准论证在相关章节，设计限制条件部分可以看到。

第2章 路线设计

2.1 平面设计步骤

（1）道路选线

选线是平面设计的首要问题，只有选线合理，后续工作才能顺利进行，不至于后续发现问题无法解决，到头来再改换线路，因而进行方案比选来保证选线的合理性。在考虑各方面综合因素，从大局观再到细节路段具体分析，由比选选出合理路线才是合理选择。

（2）全面布局

此次设计地形图中存在大量沟壑及相关的由剥蚀形成的桌状山，对于路线的具体走向有较大的影响和限制。应该选取缓和路段穿越，避让沟壑且尽可能地利用地形，减少开挖方量，从而确定大致走向。

（3）逐段分析

有了大致走向之后，要分析关键路段的走向，要考虑纵坡要求，及满足缓和曲线长度，同时还要兼顾填挖方量的成本和施工难度，为此需要不断调整交点位置和相对应的缓和曲线要素，知道满足设计要求和经济合理性。这一部分的工作最为细致，既要考虑局部的地形实际情况做出细微调整，又要考虑全局的条件，因此该部分工作需要耐心，一次次尝试，指导老师让我们在纸上定线的好处在于大局观更加明显，且方便改动调整，运用化整为零的分析手法，不断调整直到得到最佳的走向方案，便于在地形图上使用纬地软件进行相关定点选线工作。

（4）方案比选

为了保证最佳的方案的产生，需要至少两个方案来比选出最终方案。这样不仅可以减少主观因素的影响，还可以使路线选择更具有说服力和合理性。

2.2路线方案拟定

在路线设计中，路线方案的选择是最根本的一个步骤。因为确定了设计道路的起终点和走向，道路所处的地形地貌环境也将大致确定，后续设计工作才得以展开，为了找出一个各方面都好的方案，通常需要进行方案比选，两点之间的路线肯定有很多种，通过对比能够让我们更好地找到不仅符合设计要求，而且经济方面也具有合理性的方案。

2.3影响路线方案选择的主要因素

在路线方案选择时，我们需要考虑很多不同因素，并且结合实际来进行路线设计。其中主要因素有以下几点：

（1）拟建项目的功能定位。

在确定路线的走向时，首先我们应该根据国家或当地政府的公路网规划和发展布局等分析拟建项目的相关地位和作用，从而可以帮助确定拟建项目的功能和任务等，最后相关的技术指标也可确认，便于我们设计更加经济合理的方案。

（2）拟建项目区域的其他路网分布和项目在交通运输系统中的作用，与的配合及用地情况。

对项目而言，如果不是作为客货运输的需要，一般而言可以适当考虑适当的靠近村庄，但是对于用地情况和靠近距离等要仔细推敲，尽量避免侵占田地，做到既能方便出行，又不至于对沿线居民造成较大生活影响。

（3）沿线自然条件的影响。

自然条件对于选择路线而言，要放在十分优先考虑的级别。在遇到不良地质区域，地震区，困难峡谷地带，应当主动考虑避让。

（4）主要技术标准及施工条件。

技术标准方面主要是给路线设计圈定一个范围，给与一定程度的选择限制。而施工条件则主要包括施工期限和施工技术水平等，这在一些困难地形的选择具有很大的影响，理论可行但实际施工条件不一定可以完成目标。因此施工条件有时候也会成为困难区域的决定性因素。

（5）其他因素

由于因素之间也存在相互影响，所以在路线方案设计时应该综合多种因素在一起来考虑。路线选择应该在满足要求的前提下，考虑自然条件，施工条件，经济情况等。本次毕业设计为察哈尔右翼前旗至丰镇公路设计的第五路段，为内蒙古地方公路，主要服务于当地交通，并作为地方集散交通公路。由于设计地段存在被深切割沟谷所分割而形成面积不等的桌状山河剥蚀残山，在路线设计时有较大的局限性，可供依靠基础原则来选线的区域较少。而且在水文气象方面也没有十分良好的施工地质，这些对于路线完工后运营及维护也有重要的影响。

2.4路线方案选择的方法

在设计过程中，经历了多次的修改和微调及大量的相关核算。在打印的图纸上面，能够直观且清晰的看到地形图全貌，比较方便确认大致的起终点位置。一开始想要将设计路线与当地村庄靠近，贯通整个地形图。但是在实际选线过程中发现地形图中间大半区域就是深切沟谷和桌状山河剥蚀残山，如同一颗具有多分支的树枝深深嵌入地面，在细致观察和仔细推敲后发现，实在无法找出合适的路线来避绕这些困难地形。用填土的方法通过的话，这些沟谷的深度和宽度会导致巨大的工程量，而且当地地质条件及土壤条件也很难满足大量的填方需要。而换作架桥的方法，由于沟谷的宽度较大、数量较多且桌状山的坡面较为陡峭，需要几个中小桥梁或者一个大跨度桥梁，这会造成高额造桥费用和大量的挖方量。对于一个服务于当地的集散交通公路（二级公路）而言，明显这些方案是不合理的。因为无法通过且避让，所以在设计路线时只好止于困难地形。

基于3km至5km左右的路线长度设计要求，最终选定了两种路线方案。两条线路均通过线型变化就可以达到设计要求，都十分充分地利用地形，顺着松散且大致平直的等高线（缓坡）确定路线走向，有利于施工且节约开挖成本。同时两者都有一个中跨度桥梁来跨越一段裂谷，为了让路与桥有良好的衔接且顾及行驶因素，选择了在直线路段来连接路与桥，对路线交点进行了多次微调整。为了尽可能地利用缓坡修建，选择了较长的弯道来过渡地形，为了使线型平滑美观，基于技术标准也进行了多次调整，解决了相关问题，最终拿出两种方案进行比选。

2.5具体路段分析

（1）K0 000~K1 600段

从地形图可知，在此段的地形等高线相对而言较为分散，其坡度较缓。从西面到东面等高线走向变化不大，接近直线走向。在远点东端部分开始出现大型的深沟谷和断崖，其东北向有较为缓和的少部分坡面，同时存在较大面积的陡坡地形，由此可以进行JD1的选择。

从地形图可知存在较大面积的陡坡地段，有两种方案可以有效避开，贴近边坡等高线来选择走向。在定线时优先利用了缓直的等高线进行铺设，由于大型沟谷和断崖的限制，需要进行避让，为了后续路线的顺利进行，将控制点选在缓坡地段，便于施工，且更加安全可靠。为了避免产生较大纵坡，通过控制点后，依旧需要利用沿着山体边坡选择路线走向。方案一的路线坡度较为缓和，有效利用了平缓的坡度，但是有较大的拐角，存在较长的弯道。对于方案二而言，虽然路线较直，拐角较小，但是在通过控制点后的走向，路线所处地形较为陡峭，所需的填挖方量较大，施工条件也更为复杂。