文 献 综 述

摘要：我国由于公路交通基础设施薄弱，各地发展不均衡，与发达国家相比尚有较大差距，还不能适应国民经济和社会发展的需要。随着国家西部大开发的政策实施，西部地区道路建设的规模在逐渐加大，内蒙的道路建设也必须跟上时代的步伐。道路建设与经济发展和社会发展密切相关。本课题所研究的X501公路设计目的是建造较高等级的高路，带动当地经济与社会的发展，使得当地居民的生活得到改善。

关键词：道路建设 道路设计 公路

一.绪论

俗话说:”要想富，先修路”，正说明道路在人们的生活中起着重要的作用。道路的建设已经在我国有着悠久的历史，远在西周时期就将城乡道路按不同等级进行统一规划。秦始皇统一中国后，更是将全国的道路进行统一，正是著名的”车同轨”法令，大修驰道、直道，使得道路建设得到很大的发展。公元前2世纪的西汉，开通了连接亚欧大陆的丝绸之路，由长安出发，经河西走廊、塔里木盆地直达中亚和欧洲，对当时东西方各国的交往起到了重要的沟通作用。唐代是我国古代道路发展的极盛时期，初步形成了以城市为中心四通八达的道路网。随着历史的发展，道路体系得到了越来越好的完善。

道路功能就是能为用路者提供交通服务，其中包括通过功能和通达功能。通过功能

是道路能为用路者提供安全、快捷、大量交通的特性。通达功能是道路能为用路者提

供与出行端连接的特性。上面的两种功能是我们修建道路的原因。本课题所要研究的课

题为内蒙古地区的一条县级二级公路的设计，其中涉及的问题有路线设计是面临的选线、定线问题，路面设计时是使用沥青路面还是水泥混凝土路面，假如使用沥青路面，

路面的沥青材料的选择也需要考虑，因此我们需要查阅有关文献，借助前人总结的经验，

根据自己要设计的具体内容，设计出科学合理的方案。

二.道路工程发展与展望

交通部对公路建设长远发展规划的初步设想是：根据社会经济发展对公路的要求，

从”八五”开始，用几个五年计划的时间，在发展以综合运输为主轴的交通业的总方

针指导下，按国务院关于”统筹规划、条块结合、分层负责、联合建网”的指示，规

划建设以国道主干线公路系统为主的全国公路主骨架，并分层次地发展与国道主干线

相连接的省、市干线公路和县乡公路。同时，建设大中城市出入口公路及建设城市绕

行线（公路环线），相应地建设其他公路配套设施，形成主次结合、设施齐全、机动

灵活、便捷安全的全国公路系统。我国高等级公路发展规划包括两个层次：第一个层

次是国道主干线，第二个层次是国省道主干线。

三. 公路分级与技术标准

为了满足经济发展、设计交通量、路网建设和功能等的要求，公路必须分等级建设。

原交通部2004年发布的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），将公路根据功能和

适应的交通量分为五个等级，分别为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四

级公路，其中二级公路的解释为为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000-15000辆。各级公路的技术指标识根据公路在公路网中的功能、设计交通量和交通组成、交通速度等因素确定的。其中设计速度是技术标准中最重要的指标，它对公路的几何形状、工程费用和运输效率影响最大，在考虑路线的使用功能和设计交通量的基础上，根据国家的技术政策制定设计速度。

四.公路的主要组成部分

公路是一种带状的三维空间实体，它的中心线是一条空间曲线。公路中线及沿线地貌、地物在水平面的投影图称为路线平面图。沿路线中线的竖向断面图（竖直曲面展开成直面）称为路线纵断面图。中桩处垂直于公路中心线方向的剖面图称为横断面图。公路的基本组成部分包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护与加固工程、排水设备、山区特殊构造物等。此外，为保证汽车行驶的安全、畅通和舒适，还需要有各种附属工程，如公路标志、路用房屋、加油站及绿化栽植等。

下面说一下路基路面，路基路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质的材料建成。如我国古代曾以条石、块石

或石板等铺筑道路路面，以供人畜以及人力、畜力车辆的运行。欧洲在公元前3500年，

在美索不达米亚（Mesopotamia)，继发明了车轮后不久，即用石料修筑了第一条有硬质

路面的道路。

路基路面的现代材料多以沥青混合料和水泥混凝土为主，在本课题的研究中将被叙

述。

五.内蒙古交通

根据中商情报网的讯息，2015年以来，在内蒙古党委、政府的领导下，内蒙古交通运输行业深入贯彻自治区”8337”发展思路和稳增长调结构促改革防风险政策措施，

积极适应经济发展新常态。内蒙古交通取得了一定的成就，交通运输呈平稳增长态势。

交通行业投资稳步增长，公路建设完成投资629.3亿元，同比增长15%。交通重点项目

建设进展顺利，公路方面：截止2013年10月底，京新高速韩家营至集宁至呼和浩特、

呼和浩特至包头(四车道改八车道）扩建等全区公路重点在建项目63个（含干线公路

网改造、BOT项目），在建项目规模达到16857公里。

虽然内蒙古交通取得了一定的成就，但仍然还有许多不足，全区公路由于原有公路

基础差、标准低、公路建设和养护资金十分短缺，整体水平仍处于全国比较落后的地

位。公路密度仅相当于全国平均密度的三分之一，公路以三、四级为主，高级、次高

级路面仅占到高路总里程的18.4%。

因此，我们的课题是有意义的，只有集结众多人的智慧，内蒙古的交通才能不落后

与其他地区，道路建设是一个地区的基础建设，道路是地区经济发展的先决条件，我

们希望能够对内蒙的交通做出贡献。

参考文献

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永铎.公路建设与可持续发展[C].合肥：合肥工业大学出版社，2007.31-33.

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

X501线白日乌拉至乌兰察布段公路位于锡林郭勒盟苏尼特左旗(简称东苏旗)及 正镶白旗境内，属于 X501 线的一部分，起点位于苏尼特左旗白日乌拉，接满都拉 图至白日乌拉段公路终点，终点终止于正镶白旗乌兰察布，与明安图至乌兰察布段公路终点段顺接，路线全长 77.542 公里，主要控制点：白日乌拉苏木、巴颜淖尔、 乌兰察布苏木。路线总体走向呈北南方向。

本课题要设计的内容为A标段，起点坐标：N(X）4804902.137，E(Y)491713.9437,终点坐标：4794921.222,494639.0342。

一.总体设计

二.1.工程概况

本项目地理位置在地处东经 111#176;30acute;#8212;115#176;12acute;，北纬 42#176;48acute;#8212;45#176;05acute;之 间,路线基本走向是由北向南，行政区划属苏尼特左旗和正镶白旗。路线起点位于苏 尼特左旗的白日乌拉东，桩号为 K0 000，接 X501 线满都拉图至白日乌拉段（目前 在建）终点，从起点引出后，向西南绕沙窝地转入既有的 X21025 线，沿既有路向南， 经芒和图、查干淖尔大队，绕行布朗查干淖尔下湿地，后沿既有路东侧沙地边缘南行，至巴彦淖尔镇，结合巴颜淖尔镇规划及地形条件，路线沿镇西侧南行，之后路线尽可能沿自然路南行，经前进大队、敦德特音乌苏、额勒图、乌兰乌苏、陶敦图、 哈角至敖仓毛德大队，之后折向东，沿新建砂石路东行，结合乌兰察布苏木规划， 向东南沿苏木新区西南侧到达终点，桩号为 K75 200，接入 X501 线明安图至乌兰察 布苏木段，路线全长 77. 542km。 路线设计范围内沿线没有河流、没有铁路。白日乌拉至巴彦淖尔镇有一条既有路 X21025 线，为四级公路，路线尽可能利用了既有路进行布线。

2.路线比选方案

路线方案是路线控制点的连线，是根据指定的路线总方向（路起点、终点和中间主要

控制点）和公路网规划、公路功能、等级，结合其他运输体系的布局，考虑社会、经济因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向。

路线方案比选是对有比较价值的路线方案进行技术指标、工程造价、自然环境、社会环

境等因素进行同等深度的技术经济论证及效益分析，通过调查、分析、比较、选择，提

出合理的推荐方案。方案比选可按下述指标进行。

（1）技术指标：包括路线长度、圆曲线最小半径及个数、最大纵坡及长度、交叉个数

及回头曲线个数等。

（2）经济指标：包括土石方、排水及防护工程、路面、桥梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆迁等工程数量和工程造价指标等。

（3）经济效益及社会效益分析

按照上述技术、经济、效益等的计算比较，确定推荐的路线方案。

本科题起点为白日乌拉，终点为乌兰察布，途径巴彦淖尔，初步拟定路线，从白日乌拉东穿过布朗查干淖尔沼泽湿地，经过浑善达克沙丘（地）区，到达终点乌兰察布。

K17～K21 段，路线采用绕行布朗查干淖尔沼泽湿地方案，可以减少了沼泽换 填和防护

工程量，又减少了占用草场，离查干淖尔大队也近。K25～K29 段，路线从洪皓日沙丘

地边缘通过，避免了高填深挖。 K35～K55 段，路线选择了基本沿前进大队自然路的走

向，局部绕避流动沙丘。避开了西侧大面积新月形沙丘或沙垄复合链，同时方便居民出

行。

二.路线设计

1.平面设计

道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定平面线

形三要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，并注意使线形与地形、地物、环境

和景观等协调。由于线形要素的确定是以设计速度为依据的，因此，对车速较高的道路，

线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。

直线、圆曲线、和缓和曲线，称为平面线形三要素。在直线和圆曲线之间设置缓和曲线，可以使平面线形在视觉上更加平顺，能更好地引导驾驶员的视线，路线更容易被驾驶员跟踪。路线全长 77.542km，路线增长系数 1.101，设平曲线 40 个，平均每公里 0.516个，平曲线总长 30.833km，占路线总长 39.76%，平曲线最小半径 600m/4 处，平曲 线最大半径 4000m/2 处，直线最大长度 4.563km，最小缓和曲线长度 90m，最小平曲线长度414.91m，最小同向曲线夹直线长 552.96m，最小反向曲线夹直线长184.03m， 均满足规范要求。

2.纵断面设计

沿道路中线竖直剖切再行展开即为路线纵断面。因自然因素的影响及经济性要求，路

线纵断面总是一条有起伏的空间线。路线纵断面设计主要是指纵坡设计（也称拉坡）和

竖曲线设计。

纵断面图的绘制

路线纵断面图由上下两部分组成：上部分主要用来绘制地面线和纵断面设计线，下半

部主要用来填写有关数据。下半部自下而上分别是：（1)直线与平曲线；（2）里程及桩

号；（3）地面高程；（4）设计高程；（5)填挖高度；（6）纵坡/坡长；（7）土壤地质说明

等内容。

路基设计标高为设置超高前路基边缘标高，全线路基没有加宽。 纵断面图将采用纬地软件绘制。将要提交的成果图有平面图、纵断面图、直曲表，竖曲线表，逐桩坐标计算表，平面线形要素参数表，总里程及断链桩号表等。其中的图将用CAD软件生成，表格将用wps办公软件完成。

3.横断面设计

高速公路、一级公路的路基横断面分为整体式和分离式两类。整体式横断面包括行车

道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成部分；分离式断面包括

行车道、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成部分。公路横断面类型有单

幅双车道、双幅多车道和单车道。

路基横断面的设计内容包括断面形式、宽度、高度和边坡坡度等。就路基稳定性和横

断面经济性的要求而论，路基的边坡坡度及相应的处治措施，是路基横断面设计的重点

内容。

横断面设计将用和上面纵断面设计一样的方法，用CAD软件制图。

三.路基设计

公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由

路面传来的行车荷载并将其扩散至地基，是公路的承重主体。为了确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生过量的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有路基排水、路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。

一般路基与特殊路基

一般路基为在良好的地质与水文条件下，填土高度挖方深度不大的路基。特殊路基为

位于特殊土地段、不良地质地段或受水、气候等自然因素影响强烈的路基。

本工程路线路基设计标高为设置超高前路基边缘标高，全线路基没有加宽。最短坡长

240m/1 处，最小凸形竖曲线半径 4500m/2 处，最小凹形竖曲线半 径 4500m/2 处，竖

曲线总长 28.311km 。

本课题中路基设计要提交的图表有路基标准横断面图，一般路基设计图，特殊路基设

计图，路基横断面设计图，取土坑、弃土堆设计图，路基设计表，路基土石方设计表，

路基土石方数量表，超高方式图，路基超高加宽表。

上述图表将用纬地软件与文字、表格软件完成。

四．路面设计

1.沥青路面设计

由于沥青路面使用沥青结合料，因而加强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度

和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青路面

具有表面平整，无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、

适应于分期修建等优点，因而获得了广泛的应用。

（1）沥青路面设计方法概述

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结。

构沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地

实践经验，设计确定经济合理的路面结构，使之能承载交通荷载和环境因素的作用，在

预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。

当前世界各国众多的沥青路面设计方法，可概括为两类：一类是以经验或实验为依据

的经验法；另一类是以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理

论法。目前理论法的研究取得了很大进展，许多国家相继提出较完整的设计体系。本课

题将着重介绍理论法。

（2）沥青路面弹性层状体系理论概述

由不同材料的结构层及土基组成的路面结构，在荷载作用下其应力形变关系一般呈非

线形特性，且形变随应力作用时间而变化，同时应力卸除后常有一部分变形不能恢复。

因此，沥青路面在力学性质上属于非线形的弹-粘-塑性体。

由于篇幅关系，本理论将在毕业设计论文中具体体现。

本工程中沥青混凝土面层集料采用细粒式密级配 AC-13C 型，级配应符合设计要求的级级配范围（《公路沥青路面施工技术规范 JTG F40－2004》中表 5.3.2.1 级配范围要求），粗集料压碎值不大于 30%，磨耗不大于 35%，石料磨光值大于 36，吸水率不大于3%，软石含量不大于 5%，针片状颗粒含量不大于 20%，水洗法lt;0.075mm 颗粒含量不大于 1%，粗集料与沥青的粘附性不得低于 3 级，表观相对密度不小于 2.45 （t/m3）；细集料的含泥量不大于 5%，表观相对密度不小于 2.45（t/m3）。面层采用集中厂拌（拌和设备不小于 2000型），热拌热铺，机械施工工艺，在拌和料中按沥青重量的0.3%掺配 AST 型抗剥离剂。面层压实度以马歇尔试验密度为标准，不低于96%。

2.水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面是以水泥与水拌和成的水泥浆为结合料，以碎石、砂为集料，再加适

当的掺和料及外掺剂，拌和成的水泥混凝土混合料而筑成的路面，经过一定时间的养护，

达到很高的强度和耐久性。当车辆行驶在路面上时，产生较小的弯曲变形，所以也称刚

性路面。

我国水泥混凝土路面设计方法采用单轴双轮组100kN标准轴载作用下的弹性半空间地

基有限大矩形薄板理论有限元解为理论基础，以路面板纵缝边缘荷载与温度综合疲劳弯

拉应力为设计指标进行路面板厚度设计。设计完成后，路面板的综合疲劳弯拉应力应满

足以目标可靠度为依据的极限状态平衡方程式。

本课题的图表要求有路面结构图，接缝构造图，钢筋布置图，路面工程数量表，将由

CAD绘图软件，纬地软件完成。

五.构筑物设计

1.坡面防护工程设计

坡面防护，主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，

防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定

性，在一定程度上，还可以兼顾路基美化和协调自然环境。

常用的坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树等）和工程防护（抹面、喷

浆、勾缝、石砌护面等）前者可视为有”生命”防护，后者属于无机物防护。有”生

命”防护以土质边坡为主，无机物防护以石质路堑边坡为主。在一定程度上，有”生

命”防护在稳定边坡和改善路容方面，优于无机物防护。

本课题所设计的公路处于的环境植被不丰富，绿化率低，沿线草场严重退化，因此，

增加绿化是必要的，本设计可以借鉴国内外成功的生态边坡案例，可以采用土工材料植

草护坡技术，建造生态边坡，在稳定边坡的同时，也可以取得美化环境的作用。详见黄

道领等的《生态公路建设中的生态边坡设计与工艺技术》。

坡面防护工程设计图将用CAD软件完成。

2.挡土墙设计

（1）挡土墙的用途

挡土墙是为防止土体塌滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。

重力式挡土墙依靠墙自重承受土压力，结构简单、施工简便，由于墙身重，对地基承

载力的要求也较高。

墙身一般用浆砌片石或块石砌筑。在墙身不高时，也可用干砌。在缺乏石料地区或条

件许可时，也可用混凝土浇筑。

本工程初步打算使用重力式挡土墙。

该设计需要图表说明，将采用CAD绘制挡土墙横断面图，纵断面布置图。

3.桥涵设计

由于本课题中，路线设计范围内沿线没有河流，所以不设计桥梁设计

六.排水设计

1.路基排水

水是影响路基工程质量的重要因素。就路基病害的规模、范围及成因而言，水往往是

决定性的因素之一。因此路基排水设计，是路基设计必不可少的项目和能容。

路基排水，涉及沿线的生态平衡、水土保持，以及农田和水利。进行排水设施的选

型和计算时，不仅要考虑路基排水的需要与可能，还应因地制宜、综合规划。

地面排水

（1）边沟

挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤，在路肩外缘均应设计纵向

人工沟渠，称之为边沟（侧沟），其主要功能在于排泄路基用地范围内地面水。二级及二级以下公路，可采用梯形横断面，其内侧边坡坡度按土质类别采用1:1.0-1: 1.5；

（2）排水沟

本工程预设计排水沟，主要用于引水，将路基范围内的各种水源的水流，引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟横断面形式将设计成梯形，便于排水，尺寸大小将在毕业设计正文中经过水利水文计算选定。边坡坡度为1：1.0～1:1.5，深度和底宽不宜小于0.5m。

（3）明渠水力计算

地表排水设施的断面尺寸应满足设计排水流量的要求，沟顶应高出沟内设计水位0.2m

以上。设计排水明沟，首先必须确定设计流量的大小，然后再假定明沟的断面尺寸及纵坡等，进行验算。

地下排水

路基地下排水设施包括暗沟、渗沟、渗井、仰斜式排水孔、检查疏通井等。本工程要

设计的地下排水设施将根据工程地质条件和水文地质条件确定，并与地表排水设施相协

调。

路基排水设计图纸要求为横断面大样图，平面布置图等，将由CAD软件生成。

2.路面排水

路面地表排水包括路面（含路肩）、中央分隔带、路基边坡坡面和路面范围内地表坡

面的表面排水，以及有可能进人路面的公路毗邻地带的地表水和由相交道路进人路面内

的地表水的排除。

本课题所选定的道路为二级公路，没有中央分隔带，所以不涉及中央分隔带排水设计。

图表要求为横断面图和平面或纵向布置图等，有纬地软件完成。

指导教师意见：

1．对”文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年 月 日

所在专业审查意见：

负责人：

年 月 日