摘 要

本次设计的目的是在西北小留云夭地区设计一条长于5公里的高速公路，此设计项目的内容包括地区资料收集、技术标准整理、路线选线和方案评选、平纵横断面设计、路基路面与桥梁涵洞规划。路线方案和平纵横设计均借助于纬地软件，路基中挡土墙计算使用Excel手算完成，路面结构则采用HPDS软件设计计算。整个设计是依据相关规范在老师的指导下完成的。

关键词：路线设计；路基路面；桥涵

Abstract

The purpose of the design is to design a 5 kilometer highway in Xiao liu yun yao in northwestern China. The content of the design includes regional data collection, technical standard arrangement, route selection and project selection,plane,vertical and horizontal cross section design, subgrade road and Bridge Culvert planning. The plane ,vertical and horizontal design of the route plan all have the aid of the hintCAD software. The retaining wall in the subgrade is calculated by the Excel, and the pavement structure is designed and calculated by the HPDS software. The whole design is totally completed under the instruction of the teacher according to the relevant specifications.

Key Words：route design; subgrade and pavement; bridge culvert

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目 录

第1章 绪 论 1

1.1 项目地区自然条件 1

1.1.1 地理位置 1

1.1.2 地形气候 1

1.1.3 经济社会 1

1.2 公路建设的意义 1

1.3 道路等级的确定 1

1.3.1 交通量 1

1.3.2 道路等级 3

第2章 路线选线和平面设计 3

2.1 路线选线 3

2.1.1 道路选线的原则 3

2.1.2 选线的步骤方法 3

2.2 方案比选 4

2.3 平面线形设计原则 5

2.4 三要素设计参数的确定 5

2.4.1 直线 5

2.4.2 圆曲线 6

2.4.3 缓和曲线 6

2.5 基本形曲线计算 7

第3章 纵、横断面设计 7

3.1 纵断面设计原则 7

3.2 纵坡设计的方法和步骤 8

3.2.1 准备工作 8

3.2.2 标注控制点的位置 8

3.2.3 试坡 8

3.2.4 调整 8

3.2.5 核对 8

3.2.6 确定纵坡线 9

3.3 竖曲线设计指标 9

3.3.1 纵坡 9

3.3.2 坡长 9

3.3.3 竖曲线 9

3.4 竖曲线计算 10

3.5 本次纵断面设计的关键点（易错点） 11

3.5.1 关于平纵组合设计 11

3.5.2 纵断面低洼处的处理 11

3.6 横断面 11

3.7 横断面要素的确定 11

3.7.1 路幅部分 11

3.7.2 路基工程部分 12

3.8 横断面设计步骤 12

3.9 土石方的计算和调配 12

3.9.1 土石方计算 12

3.9.2 土石方调配 13

3.10 超高加宽设计 14

3.10.1 加宽 14

3.10.2 超高计算方法 14

第4章 路基路面工程设计 14

4.1 公路用地宽度 14

4.2 路基填料 14

4.3 路基处理 15

4.3.1 一般路基处理原则 15

4.3.2 路床处理 15

4.4 路基防护 15

4.5 路基施工 15

4.5.1 一般规定 15

4.5.2 填方路基的施工 16

4.6 排水设计 16

4.6.1 路基排水设计 16

4.6.2 路面排水设计 17

4.7 挡土墙设计 17

4.7.1 设计资料 17

4.7.2 设计计算 18

4.8 沥青路面概述 20

4.9 沥青路面结构组合设计 20

4.9.1 面层 20

4.9.2 基层 21

4.10 沥青路面设计 21

4.10.1 两个设计指标 21

4.10.2 设计计算（使用Hpds） 22

第5章 桥涵设计 23

5.1 桥梁 23

5.2 涵洞 24

第6章 总结 24

致 谢 25

参考文献 25

绪 论

项目地区自然条件

地理位置

丰镇位于内蒙古、河北、山西三省的结合部，它被称为为内蒙古自治区的“南门”。它是自治区开放型经济发展的窗口和前沿，也是内陆经济向偏远少数民族地区过渡的地区。

地形气候

该地区以山地、丘陵及平原为主要地貌特征。地形由中南部向四周阶梯状递升。平均海拔1400米。丰镇属于温带大陆季风气候区，跨越半干旱和半湿润两大干湿分区。丰镇市降水具有季节性，夏季降水量占年降水量的65%以上。

经济社会

该地区产业结构较为单一，以农业、畜牧业等第一产业为主，着重发展设施农业和特色农业。近年来引进许多工业项目，钢铁，能源及其衍生的环保产业逐渐成为工业经济发展的主导产业。

公路建设的意义

小留云夭地区地处三省交界，作为内蒙古自治区的南门，逐渐成为自治区与内地经贸往来，人员流通的窗口，该公路的建设具有如下重要意义:

第一，公路运输的较其他运输方式最大的优势是快速灵活，直达门户。本公路的修建将便利该地区农畜产品的输出，利于农产品走出丰镇，走出西北，走向全国。

第二，由于本公路等级较高，建成以后，将使道路沿线能以较低的运输成本，吸引更多的加工企业，招商引资的效应将促进该地区二、三产业的发展，推进产业结构的优化升级。

第三，将加强城乡之间的联系，加快城乡一体化建设，拓宽乡镇企业和农村经济的横向联系，带动农村综合发展，从而使整个地区的经济得到发展。

第四，促进旅游事业的发展。小留云夭所处的丰镇旅游资源丰富，拥有众多古文化遗址，该公路的修建将为该地区旅游资源的开发拓展空间。

道路等级的确定

交通量

根据《公路工程技术标准》JTG B01-2014,高速公路和一级公路设计交通量预测年限为20年。

交通组成如表1.1所示，年交通量增长率为7.9%。

表1.1 交通组成

根据《公路工程技术标准》JTG B01-2014，道路等级确定时交通量换算以小客车为标准车型，各汽车代表车型及车辆折算系数如表1.2所示。

表1.2 代表车辆折算系数

起始年平均日交通量

ADT=1.5(1828 665 1320 1170 1850 146 319)2.5(378 177 248)

=12954.5 m

设计交通量按年平均增长率计算确定：

AADT=ADT

式中：---年平均增长率

n---预测年限

算得AADT=12954.5=54932

道路等级

根据《公路工程技术标准》JTG B01-2003，高速公路是分向分车道的多车道公路，其全线都应控制出入。六车道高速公路适用于年平均日交通量45000到80000辆。

据此确定该道路为设计速度为100km/h的六车道高速公路。

路线选线和平面设计

路线选线

道路选线的原则

选线是道路建设的开篇之作，面对的是十分复杂的自然和社会环境，需统筹各方面因素。为了保证选线和勘察质量，降低项目成本，必须由粗到精，逐步深入，按步骤分析比较，进行多方案比较，才能定出最合适的路线。

（1）路线设计应以行车安全、舒适、快捷为第一要义，其次要考虑工程量大小、经济性、建设效益，以及施工养护难易程度的问题。

（2）主要考虑平面线形，解决避让居民点、不良地形，穿越交叉道路、河溪等问题。

（3）选线应与农田基本建设相配合，“少占田，避拆屋，尽量不穿塘”。对沿线必须占用的田地，应按相关法规做好造地还田的规划和设计。

（4）正确处理路线与城镇的关系:尽量避免穿越城区、工业区和人口较多的居住区。

（5）路线应与周围景观、环境相适应，并适当考虑线路美学，重视保护自然和历史文化遗迹。

选线的步骤方法

选线一般按工作内容分三步进行：

1. 路线方案选择，主要解决起终点间线路基本走向问题。
2. 在路线的基本路线定位的基础上，根据地形，水文等自然条件选择一些精细的控制点，并将控制点连接起来，即形成路径带。
3. 具体定线，即进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作，有纸上定线和实地定线两种方法，本次设计采用纸上定线。

方案比选

两路线方案如图2.1所示

图2.1 方案比较

两方案直曲元素如表2.1和表2.2所示：

表2.1 方案1直曲元素

方案比较：方案2沿线设4座桥、5个涵洞，方案1沿线设3座桥、6个涵洞；虽然在桥梁布置上，方案1似乎更为经济，但方案1里程6201米，方案2里程6069米；方案2距该地区北部两个居民点更近，便利出行和货物人员流通，方案1与乡村道路交叉较多。故选方案2为正线方案。

表2.2 方案2直曲元素

平面线形设计原则

（1）平面线形应直接、顺畅，与自然景观融为一体。。

（2）保持平面线形的均衡与连续：圆曲线半径和长度应依据与之相接的直线长度而定，且应避免如下情况：长直线尽头接小曲线。