摘 要

本论文主要介绍了宜张高速公路第三标段施工图设计的设计思路及过程。该标段全长5961.732m，设计速度为100km/s,双向六车道。主要的设计内容包括：平面设计，纵断面设计，横断面设计，路基路面设计，挡土墙设计，排水设计等。在设计过程中收集相关资料，了解这一地区的地质、水文、降水等自然条件，初步拟定出两条合理路线，并综合考虑自然因素和社会经济因素，比选并确定出设计路线，然后根据最新的公路规范及设计基本要求进行平面设计，对平面线型进行设计，并通过算例说明平曲线桩号和平曲线要素计算以及逐桩坐标计算方法。平面设计完成后，根据最新设计规范及设计要求，进行路线纵断面及横断面设计，并进行竖曲线要素和纵断面设计高程计算以及横断面超高计算，绘制了纵横断面图。路基设计还包括了排水及挡土墙设计。在挡土墙设计部分，采用了重力式挡土墙，倾斜基底，充分考虑了挡土墙的的经济性和安全性。路面采用沥青混凝土路面，进行了沥青路面结构组合设计。

关键词：平面设计 纵断面设计 横断面设计 路基设计 挡土墙设计 路面结构组合设计

Abstract

The paper mainly introduces the designed ideas and designed process of the third section of Yichang to Zhangjiajie freeway. This section is 5961.732 meters and the designed speed is 100km/h with two-way six lanes. The main designed content includes：plane design, profile design, cross section design, subgrade design, pavement design, retaining wall design, drainage design etc. In the designed process, designer collect relevant information, to understand the geological, hydrology, and precipitation of the region and lay out tow reasonable routes. Then designer consider the natural and economic factors,locate the designed route. In accordance with the latest standards and designed requirements, designer finishes plane design and calculate marks of stakes, alignment elements and coordinates of each stake. About profile design and cross section design, designer calculate alignment elements, designed elevation of the vertical section and superelevation of cross section and draw profile and cross-section. Subgrade design includes retaining wall design and drainage design. In the part of retaining wall design, the designer uses a gravity retaining wall and sloping base and the economy and safety of retaining wall are taken in account. The surface course is made by bituminous concrete and designer finishes structural combination design.

Keywords:  Plane design profile design cross section design Subgrade design retaining wall design structural combination design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 选题意义 1

1.2沿线自然条件 1

1.3设计内容 1

第2章 路线设计说明 3

2.1 公路技术等级确定 3

2.1.1 交通量调查表 3

2.1.2 各车折算系数 3

2.1.3 初始年交通量计算 4

2.2路线方案拟定 4

2.2.1 选线要点 4

2.2.2路线方案比选与拟定 5

2.3 平面设计 6

2.3.1 平面线形设计的一般原则 6

2.3.2 平面线形设计主要技术指标 6

2.3.3 平面线形设计 7

2.3.3.1直曲要素及桩号计算 7

2.3.3.2逐桩坐标计算 9

第3章 纵断面设计说明 11

3.1 纵断面设计要点 11

3.2 纵坡设计 11

3.2.1 最大纵坡 11

3.2.2 最小纵坡 11

3.2.3 最小坡长限制 11

3.2.4 最大坡长限制 11

3.3 竖曲线设计 12

3.4 纵断面设计计算 12

第4章 道路横断面设计说明 14

4.1 横断面技术指标 14

4.1.1 路基、车道、中间带及路肩宽度 14

4.1.2 路拱、路肩坡度 14

4.1.3 路基边坡坡度 14

4.1.4 边沟尺寸 14

4.1.5车道设计 14

4.2 超高及加宽 14

4.2.1平曲线加宽 14

4.2.2 超高过渡 14

4.3 土石方计算 16

4.3.1土石方的计算 16

4.3.2土石方的调配 16

第5章 路基设计说明 18

5.1 路基设计的一般要求 18

5.2路基横断面布置 18

5.3路基的类型与构造 18

5.4路基高度 18

5.5路基边坡及防护 18

5.6 路基填料 19

5.7路基压实标准与压实度 19

5.8特殊路基处理 19

5.9 路基排水设计 20

5.10 挡土墙设计 20

5.10.1挡土墙设计资料及截面尺寸拟定 20

5.10.2.确定车辆荷载及换算土柱高度 21

5.10.3土压力计算 21

5.10.4抗滑稳定性验算 23

5.10.5抗倾覆稳定性验算 24

5.10.6地基应力及偏心距验算 25

5.10.7墙身截面强度验算 26

5.10.8挡土墙排水设计 26

5.10.9沉降逢与伸缩缝 27

第6章 路面设计说明 28

6.1 路面结构组成 28

6.2 路面类型 28

6.3 轴载换算 28

6.4 路面等级确定及路面结构组合 30

6.4.1确定路面等级和面层类型 30

6.4.2路面结构组合及材料选用 30

6.4.3各层材料的抗压模量和和劈裂强度 30

6.4.4土基回弹模量的确定 30

6.4.5设计指标的确定 30

6.4.6设计资料总结 31

6.4.7确定水泥稳定碎石层厚度 32

第7章 结论与展望 33

第1章 绪论

1.1 选题意义

宜张高速公路是宜昌至张家界的高速公路，全长118公里左右，经过很多县市和少数民族的自治区。它是湖北省规划的"纵六"中的重要路段，也是当地生态文化旅游圈的重要交通项目，带动了当地的经济发展和加强各地区之间的交流。

高速公路的大量修建促进了我国经济发展，为人民出行提供了更多便利，并且成为了我们生活中越来越不可缺少的一项基础设施。本次毕业设计能使我熟悉掌握公路设计全过程，将自己学到的理论知识与工程实际联系在一起，提高了自己全面分析问题、解决工程实际问题的能力。

1.2沿线自然条件

本设计标段属于公路自然区划的Ⅳ3区－长江中游平原中湿区，该地区地势平坦，具有以平原为主，兼有低山丘陵的地形特点。本设计标段大致呈东西走向,所经区域大多为田埂水塘,大小水塘十几个, 水塘下有1.5m左右的淤泥质土层，深度大约为3m，水塘面积大约在200-3000不等。沿线土壤以冲击土和亚黏土为主。气候特点是终年潮湿，东寒期短，夏热期长。年平均降雨量大约在1500mm左右，降雨量较多，每小时最大降雨量大约为230mm，潮湿系数为1.5。

1.3设计内容

(1）公路选线、定线：根据本设计的平原区地形，地形起伏较小，田埂，鱼塘，水库众多的特点，拟选出两条较为合理的不同路线方案。再根据不同方案的可行性以及经济技术指标等条件最后选出最合理的方案为最终方案。

(2）平面设计：根据《公路路线设计规范》（JTG_D20-2006）和地形、水文等条件确定技术指标并设计出平面线型，计算平曲线及缓和曲线要素、要素桩号和逐桩坐标，绘制出平面设计图、直曲转角表、逐桩坐标表。

(3）纵断面设计：拉坡设计和竖曲线设计。本设计由于水塘众多，需设置桥梁，在拉坡设计中需考虑桥面标高，同时需要考虑填挖平衡和经济运距问题，所以纵断面设计是本设计的一个难点。需计算竖曲线要素及各个桩点设计高程。绘制纵断面设计图。

(4）横断面设计：根据已知公路条件和相应《规范》，确定公路标准横断面尺寸。进行平曲线加宽计算和土石方计算。绘制出横断面设计图、土方计算表、超高加宽表等。

(5）路基设计：根据公路的性质、等级和技术标准，结合当地自然条件进行设计（包括了挡土墙设计和排水设计）。绘制路基设计表。

(6）路面结构设计：确定路面类型和所用的材料。根据公路等级、交通等级和目标可靠度等选定路面结构组合，并根据结构组合计算设计层厚度。并绘制路面设计图。

第2章 路线设计说明

2.1 公路技术等级确定

2.1.1 交通量调查表

根据当地交通量实际调查，得到如表2-1交通量数据

表2-1 交通量调查表

2.1.2 各车折算系数

根据《公路工程技术标准》规定：高速公路以小客车为折算标准。折算系数如表2-2所列

表2-2 各车型换算系数

2.1.3 初始年交通量计算