论文总字数：17502字

摘 要

本设计为广西南宁地区某地段三级公路（H2)方案设计。此路线所行经地区为东南湿热地带，属公路自然区划IV₇区，路线全长5140m，设计速度为40km/h，路基宽度为8.5m。设计内容包括：选线与定线，平面设计，纵断面设计，横断面设计，土石方调配，路面结构设计，排水设计等。

关键词：三级公路 路线设计 路基路面 排水

Abstract

This design for guangxi nanning area The third highway (H2) design . This region is located in the south of the tropic of cancer in south China coastal areas, is China's southern xinjiang. Hot wet parts of southeast route through the region, is a highway natural divisions IV7 areaength of the route was 5140m, Design content includes: line selection and alignment, graphic design, profile design, cross-sectional design, conditions allocate, pavement structure design, drainage design and so on.

Keywords: The third road；route design；the subgrade pavement

目录

摘 要 I

第一章 基本设计资料 1

1.1工程自然环境及地质特征 1

1.1.1气候特点 1

1.1.2降水及地下水埋深 1

1.1.3地形与地貌 1

1.1.4地质与土质 1

1.1.5被、作物等概况 2

1.2 设计依据 2

第二章 路线选线设计 3

2.1 路线的布设情况 3

2.2 选线的基本原则 3

2.3路线平面设计的原则 3

2.4 平曲线设计 4

2.4.1平曲线要素组成 4

2.4.2缓和曲线长度及计算 5

第三章 路线纵断面设计 7

3.1纵断面设计的原则及要求 7

3.2纵坡及坡长设计 7

3.3 竖曲线设计 8

3.3.1竖曲线设计原则 8

3.3.2竖曲线基本要素计算 9

第四章 路线横断面设计 13

4.1横断面设计原则 13

4.2横断面组成类型及选用 13

4.2.1行车道宽度的确定 13

4.2.2 路拱横坡度的确定 13

4.3平曲线加宽 14

4.4超高的确定及过渡方法 15

4.4.1超高值的确定 15

4.4.2超高的过渡 15

4.5横断面的绘制 17

4.6土石方的计算和调配 18

第五章 路面结构设计 20

5.1路面设计资料 20

5.2 路面结构设计计算 21

5.2.1水泥混凝土路面设计 21

5.2.2 沥青混凝土路面设计 24

5.2.2.1 轴载换算及设计弯沉值计算 24

5.2.2.2按设计弯沉值计算设计层厚度 : 25

5.2.2.3竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 26

第六章 排水设计 28

6.1 排水的目的 28

6.2 路面表面排水的原则 28

6.3路基地面排水 28

6.3.1 边沟 28

6.3.2 截水沟 29

6.3.3 排水沟 29

第一章 基本设计资料

1.1工程自然环境及地质特征

1.1.1气候特点

南宁地区的气候特点是气温高，热量资源丰富，夏湿冬干，雨量充沛，夏秋季多台风，但破坏性很小，最高月平均气温30℃~32.5℃，一月份平均气温大于6℃。该地区具有亚热带季风气候特征，按中国气候分区属东南湿热区，无冰冻现象。

1.1.2降水及地下水埋深

路线所经地区面向热带海洋，降水量丰富，雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区，年降水量在1600~2000mm之间，其降雨特点为：平原少于山地，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大月雨期长2.5~4.5天，暴雨强度大，径流速度较快，一般汇水面积在10Km²以下，汇流时间一般约为30分钟左右，潮湿系数为0.75~2.0之间，地下水埋深一般丘陵地区约为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右，平微区低洼地带地表长期积水。

1.1.3地形与地貌

路线所经地区地形为湿润丘陵重丘、低山及平原，属云贵高原与东南沿海三角州平原的过渡性丘陵地区，丘陵、低山坡面陡峻，陡度达40%以上，沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。该地区河流及沟谷水量充沛，地面径流资源丰富，但水土流失不太严重，河流大多属珠江水系流域，平原微丘地区地形开阔平坦，村镇、田地、水利建筑设施等较多。

1.1.4地质与土质

根据中国区域工程图，本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部，为第四纪残积层，土质为砖红色，属高液限粘土，多为碳酸岩风化的残积土，该地区岩石出露，岩石主要为粗岩，以花岗岩为主，石灰岩次之。

据实地调查，路线所经平原微丘地区均可按土质考虑，其中松土占30%，普通土占70%；路线所经山岭重丘区：（1）凡岩石悬崖地区，表层土厚大约1米左右，为普通土，土层以下为岩石，软石占40%，次坚石占60%；（2）凡有陡坎地区均为土质，其中松土占30%，普通土30%，硬土占40%。（3）凡无陡坎悬崖的地区，上层覆盖土厚约为1.5米左右，其中松土占10%，普通土占60%，硬土占30%，下层为岩石，其中软石占30%，坚石占40%，次坚石占30%，岩石风化程度中等。

1.1.5被、作物等概况

根据中国自然地理区划，路线所经地区位于热带北部。自然地理特征为热带湿润常绿林，林种主要有杉木、毛竹等用材林以及油茶、油桐、剑麻等多种经济林，天然植被具有多层性，灌木丛等生长茂密，密林的密度在80%以上，主要生长于山区和山区的丘陵地带。

平原微丘宽阔河谷地带多田地，粮食生产以水稻为主，双季稻占2/3以上。旱地作物主要是甘薯、玉米和豆类，主要生长在丘陵地区。

本地区盛产热带、亚热带水果，一年四季不断，饲养业和内塘渔业也较多。

路线所行经地区，由于降水量较大，山坡坡面较陡，地表水对路基有一定的冲刷影响，平原地带则公路用地与农业发展有一定的矛盾。

1.2 设计依据

[1] JTJ003-86. 公路自然区划标准[S].

[2] JTJB01-2003. 公路工程技术标准[S].

[3] JTGD30—2004. 《公路路基设计规范》[S].

[4] JTG D20-2006. 《公路路线设计规范》 [S].

[5] JTG D40-2011.《公路水泥混凝土路面设计规范》 [S].

[6] JTGD 50-2006《公路沥青路面设计规范》[S].

第二章 路线选线设计

2.1 路线的布设情况

该地区为山岭重丘区，地势起伏较大。本文本着尽量减少工程量的同时避让陡险地段，用增加里程和平曲线的方法来减缓路线纵坡，使路线走向尽量平行于等高线走向，尽可能减少路线横切等高线的数量。在平面设计时，兼顾了平面、纵断面和横断面，三者综合考虑，技术标准参照相关规范执行，除在特殊困难的情况下不使用极限指标。

2.2 选线的基本原则

1. 路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应，在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。
2. 注意土壤水文条件，当遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避；如需要穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的确定。
3. 要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。
4. 路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。
5. 尽量靠近建筑材料产地，以减少施工，养护材料运输费用。

6)正确处理新、旧路的关系,有较宽的人行大路或等级不高的公路，当设计交通量很大，需要修建汽车专用公路时，应分别情况处理好新、旧路的关系。

2.3路线平面设计的原则

1. 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
2. 保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。
3. 应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线。
4. 平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度。其中，圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用较大半径。
5. 除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。

2.4 平曲线设计

2.4.1平曲线要素组成

平曲线是按缓和曲线——圆曲线——缓和曲线的顺序组合而成的曲线，这种线形是经常采用的。

各级道路不论转角大小均应设置圆曲线。圆曲线作为平面线形要素之一，应根据沿线地形、地物等条件，尽量选用较大半径，以保证行车安全舒适。一般情况以采用超高值为

2%～4%的圆曲线半径为宜。最大半径值一般不宜超过10000m。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。因车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，缓和曲线应有足够的长度，缓和曲线的最小长度由旅客感觉舒适、曲率连续变化等方面确定。此外，还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。

表2-1 三级公路平曲线主要技术指标表

2.4.2缓和曲线长度及计算

《公路工程技术标准》规定：设计速度为的三级公路，缓和曲线的最小长度为，设计时取缓和曲线长度为。

带有缓和曲线的圆曲线如图2-1，其要素的计算公式如下：

图2-1 基本型平曲线

以JD₁为例为例：见图2-2，由底图得到，拟定R=180m，m，由公式：可得切线长度

内移值

切线增长值

缓和曲线角

切线长

平曲线长

外距 =15.49

校核值J

式中：——缓和直线长度（）；

——圆曲线半径（）；

——转角（）。

1. 平曲线主点桩号计算

的桩号为

校核：

桩号核对无误.

第三章 路线纵断面设计

纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

3.1纵断面设计的原则及要求

1. 纵断面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。

与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。

1. 平面与纵断面组合设计应满足，平、纵线形的技术指标大小应均衡。
2. 平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。

3.2纵坡及坡长设计

1. 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，

合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。

1. 应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。
2. 纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。
3. 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。

表3-1 二级公路纵坡主要技术指标表

当纵坡小于3%时，可不限路段长度。

3.3 竖曲线设计

3.3.1竖曲线设计原则

竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。

表3-2 二级公路竖曲线主要技术指标

3.3.2竖曲线基本要素计算

图3-1 竖曲线要素示意图

1）各要素计算公式如下：

式中: —竖曲线长度()；

—竖曲线半径()；

—坡差()，，为“ ”时表示凹形竖曲线，为“-”时表示凸形竖曲线；

—竖曲线切线长()；

—计算点至起算点的距离()；

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