道路工程專業綜合畢業論文目 錄摘要Abstract 第1章 緒論11.1 選題的背景、目的及意義1 1.2 設計任務11.3 路線概況11.4 公路等級和技術標準21.5 路線采用的技術經濟指標21.6 路線設計起訖點31.7 本章小結3第2章 路線42.1路線方案的說明和比較4 2.1.1 了解資料4 2.1.2 定線的原則與方法4 2.1.3 定線具體過程 4 2.1.4 路線方案的比選52.2 路線平面設計5 2.2.1 確定各平曲線半徑及緩和曲線長度5 2.2.2設計確定平曲線的原則6 2.2.3特殊線形設計方法7 2.2.4 編制直線及轉角一覽表11 2.2.5平面圖標注11 2.2.6 彎道視距的檢查11 2.2.7 繪圖11 2.3 路線縱斷面設計11 2.3.1點繪地面線11 2.3.2 拉坡 調坡 定坡11 2.3.3 確定縱坡度，變坡點的位置11 2.3.4 縱斷面圖的詳細設計11 2.3.5 平、豎曲線的組合11 2.3.6豎曲線要素的計算122.3.7 平縱線形設計應注意避免的組合122.4 本章小結13第3章 路基路面及排水143.1路基設計14 3.1.1 邊坡的確定14 3.1.2 路基高度的確定14 3.1.3 加寬超高設計15 3.1.4 排水系統的設計原則17 3.1.5 橫斷面的繪出18 3.2路面設計18 3.2.1 設計原則19 3.2.2 路面結構的確定及材料的選擇19 3.2.3 施工要求19 3.2.4 路面設計計算書193.3 排水系統的設計原則283.4本章小結28第4章 橋涵 涵洞294.1 全線采用的涵洞294.2 涵洞的設計29 4.2.1 小橋涵位置確定29 4.2.2 洞口類型的選擇29 4.2.3 涵洞計算294.3 本章小結31第5章 路線交叉325.1 交叉概述32 5.1.1 交叉口設計的基本要求32 5.1.2 交叉口設計的主要內容325.2 交叉口設計類型325.3 交叉口設計技術指標325.4 交叉口設計325.5 本章小結34第6章 環保設計356.1 環保設計方案356.2 本章小結35第7章 設計概算367.1 概算的編制依據367.2 路線工程概算項目主要包括的內容367.3 本章小結37結論38參考文獻39致謝40第1章 緒 論1.1 選題的背景、目的及意義本次畢業設計是在對公路勘測設計、路基工程、路面工程、橋梁工程及其它有關專業課程的學習的基礎上，并在教師的指導下，完成一段公路的兩階段初步設計任務。本次設計的目的和意義是應用學過的專業知識，根據自己專業的服務去向,在老師的指導下獨立的完成一段公路的初步設計任務。通過此次設計可以培養我們的綜合設計能力,進而把學過的知識加以系統的應用和鞏固，使理論與生產實踐相結合。掌握路線設計、路基設計、路面設計、小橋涵設計及初步設計概算設計理論和具體設計方法，并能夠獨立完成全部設計的圖表。為自己走向工作崗位后適應生產實踐的需要打下堅實的基礎。1.2 設計任務本次設計任務主要包括：依據地形圖完成給定的初步設計路線設計： 紙上定線（山嶺區或越嶺線） 進行方案比較（局部） 進行路線平面設計 進行路線縱斷面設計。路基設計： 完成2km路基橫斷面設計.土石方計算 及路基排水設計，結構設計，邊坡設計。路面設計： 水泥混凝土路面設計（詳細設計）。小橋涵設計：結合自身設計，完成一項涵洞設計。路線平面交叉設計：完成一處路線平面交叉設計。初步設計概算：完成初步設計概算01表，02表，03表專項設計：公路幾何線形。1.3 路線概況本設計路段為山嶺區,沿線為第四級沖擊和洪積層，表層土壤為粉質低液限粘土，中層為沖積形成的砂礫，圓礫，底層為白堊系砂巖。土壤滲透性較好，地層比較穩定。工程名稱：北（安）翠（巒）公路青年農場至前進段,路線位于東經12616381271433，北緯473504483356之間。屬山嶺重丘區，植被為人工林和次生林，沿線所處自然區劃為區。年平均氣溫為3.0C 降雨量400mm600mm。冬季主導風向為西北風 年平均風速3.5m/s 多年平均最大凍深2.4米。水文情況：地表排水良好，地下水位埋深小于3米。公路主要病害：凍脹翻漿延流水。1.4 公路等級和技術標準確定公路等級： (1-1)遠景設計年平均日交通量（輛/日）；起始年平均日交通量（輛/日），包括現有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量；r設計交通量年平均增長率（%）；n設計交通量預測年限交通量年平均增長率為7.0%，一般能適應各種車輛折合成小客車的年平均晝夜交量，=小型車+1.5中型車+2大型車 =3950，= 3950（1+7.0%）=10185.21，交通量在500015000之間，所以所選路段為二級公路表1.1 技術指標選取表計計速度（km/h）行車道寬度（m）路基寬度(m)最大縱坡(%)平曲線最小半徑(m)會車視距橋涵設計載重607106極限125一般200150公路-級1.5 路線采用的技術經濟指標路線的起點樁號為K125+000.00 ，終點樁號為K130+850.2，總里程為5.8502公里，在路線設計路段4.9公里上，設置了5個圓管涵洞，7條平曲線，設計速度為60km/h，路基寬度為10m，平曲線最小半徑采用值為300米，最大縱坡度為6%，會車視距為150m，路面寬度為8.5米。該路設計基準期為15年，路面采用水泥混凝土路面，路面結構為面層（水泥混凝土），基層（5%水泥水穩砂礫），底基層（水泥、石灰綜合穩定土），墊層（天然砂礫）。1.6 路線設計起訖點及設計高程起點坐標 N-5332750 E-22455500 起點高程 486.02終點坐標 N-5337000 E-22453000 終點高程 284.011.7 本章小結本章介紹了北（安）翠（巒）公路青年農場至前進段的設計任務和整個路段的自然地理狀況，為整個路段的設計提供了良好的依據。設計路段前應先確定路線的等級及路線采用的技術經濟指標，因此，本章還介紹了公路等級及路線等級的技術指標。第2章 路線線形設計2.1路線方案的說明和比較2 .1.1 了解資料首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。2.1.2定線的原則根據給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應進行比較確定），然后進行紙上定線。1在1:10000的小比例尺地形圖上在起，終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據相鄰控制點間的地形、地貌、地質、農田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。 2.對于山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主導；對于平原微丘區域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。2.1.3定線具體過程 （1）試坡：定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一般選5%-5.5%）按計算得等高線間平均長度a(a=等高距/平均縱坡)進行試坡（用分規卡等高線），本設計中a取2cm，將各點連成折線，即均坡線。 （2）定導向線：分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質的避讓情況。如有不合理之處，應選擇出須避讓的中間控制點，調整平均縱坡，重新試坡。經過調整后得出的折線，稱為導向線。（3）平面試線：穿直線：按照“照顧多數，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設計的要求，穿線交點，初定路線導線（初定出交點）。敷設曲線：按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平縱橫配合，滿足線形設計和標準的規定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。 （4）修正導向線：縱斷面控制：在平面試線的基礎上點繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規直接在圖紙上量距，確定地面標高），進行初步縱坡設計，并根據縱坡設計情況修正平面線形。橫斷面較核：根據初步縱坡設計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質不良地段等），根據路基橫斷面的情況修平面線形。 （5）定線： 經過幾次修正后，最終確定出滿足標準要求，平縱線型都比較合適的路線導線，最終定出交點位置（一般由交點坐標控制）。2.1.4 路線方案的比選 如有路線局部方案，應分別進行定線設計，經論證比較定出推薦方案，路線方案比較選擇主要考慮下列因素：（1）路線長度；（2）平、縱面線形指標的高低及配合情況；（3）占地面積；（4）工程數量（路基土石工程數量，橋梁涵洞工程數量）；（5）造價等。2.2 路線平面設計 根據路線幾何線形設計要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應與地、地物相適應，與道路所經地帶的地形、地物、環境、景觀相協調，而且減少工程數量，節省投資。2.2.1 確定各平曲線半徑及緩和曲線長度公路工程技術標準JTGB01-2003規定：當平曲線半徑小于等于250m時應設置加寬；當平曲線半徑大于等于1500m時可以不設置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計算由行車速度、半徑大小、結合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級最大超高不應大于8%，在積雪地區不宜大于6%。當超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應當設等于路拱坡度的超高值。極限最小半徑：（規范值125m）一般最小半徑：（規范值200m）不設超高最小半徑：（規范值1500m）平曲線極限最小長度按6秒行程設計計算：（規范值100m）平曲線一般最小長度按3倍極限長度計算：（規范值300m）緩和曲線最小長度按3秒計算極限長度：（規范值50m）同向曲線間為了防止出現組合出現斷臂曲線宜在兩同向曲線間設置不小于6V的直線段。反向曲線間為了設置適當長度距離改變行車方向宜在兩同向曲線間設置不小于2V的直線段。表2.1平曲線規范規定匯總表序號名稱取值說明1平曲線一般最小半徑200m在一般情況下應盡量使用大于一般最小半徑的曲線半徑（規范規定，原曲線半徑不宜超過10000m），只有在地形條件限制時采用。2平曲線極限半徑125m只有當地形條件特殊困難或受其它條件嚴格限制時方可采用。3不設超高最小半徑 1500m。路拱=2%4平曲線一般最小長度 300m。9s行程計5平曲線極限最小長度100m6s行程計6同向曲線間最小直線長度6V360m按照實際工程經驗在山區工程可以在一般困難地區保證4V=240m，在工程十分艱巨困難處可以采用3V=180m。但在采用低值時應避免在直線上設置凹形豎曲線7反向曲線間最小直線長度為2V120m按照實際工程經驗山區公路此指標比較容易滿足。8緩和曲線最小長度50m3秒行程。9最大超高8%越嶺段縱坡較大將最大超高值由8%減小至6%可以減小合成坡度，保證車輛在雨天，冰雪天氣的行車安全。10超高漸變率1/125邊線，線性超高11原曲線加寬第三類線性加寬12會車視距150m兩倍停車視距2.2.2 設計確定平曲線的原則1.在條件允許的情況下盡量使用大的曲線半徑（R10000m）。2.一般情況下使用極限半徑的48倍或超高為24%的原曲線半徑值，即3901500m為宜。3.從現行設計要求方面考慮，曲線長度按最小值58倍。4.地形受限時曲線半徑應該盡量大于一般最小半徑。5.從視覺連續性角度，緩和曲線長度與平曲線半徑間應有如下關系。6.為使線形連續協調宜將回旋線與原曲線長度比例定位1：1：1，當曲線半徑較大，平曲線較長時 也可以為1 ：2：1。7.盡量保證全線指標均衡。根據設計資料，本次設計段路為二級路，設計速度為60公里/小時，設計年限15年，全線共設7條平曲線，其中包含基本型、非對稱基本型、和S形曲線等多種曲線。2.2.3 特殊線形設計方法1、基本型：按直線回旋線圓曲線回旋線直線的順序組合，為了使線形連續協調，宜將回旋線圓曲線回旋線的長度比設計成1:1:1；當半徑較大，平曲線較長時，也可以將回旋線圓曲線回旋線的長度比設計成1:2:1等組合形式。計算例如對于交點(JDK126+346.124) ，=282214 ，Ls=200m ，R=1400m1) 曲線內移值 PP=1.19m2) 總切線長Tq=99.982mT=(R+P)tg+q=454.155m3) 曲線總長Lh= R+Ls=893.222m4) 外距EE=(R+P) secR=45.26m5) 校正值J J=2T-L=15.09m6) 計算出個主點里程樁號JDK126+346.124T 454.155ZH K125+891.969+Ls 200HY K126+091.969+Lh2LS 493.222YH K126+585.191+LS 200HZ K126+785.191Lh/2 466.611QZ K126+338.580+J/2 7.545JD K126+346.124 校正后的交點與原來的交點相符。2、基本型非對稱平曲線例如(JDK125+503.387)m, m,m，。mmmm前切線長: m后切線長： m曲線長： m主點里程樁號需要計算公式如下：ZH=JD- Th1 = K125+503.387-201.343=K125+302.044HY=ZH+Ls1= K125+302.044 +100=K125+402.044HZ=ZH+Lh= K125+302.044+388.079=K125+690.123YH=HZ- Ls2 = K125+690.123-200= K125+570.123式中：ZH第一緩和曲線起點（直緩點）HY第一緩和曲線終點（緩圓點）YH第二緩和曲線終點（圓緩點）HZ-第二緩和曲線起點（緩直點）3、S型曲線：兩個反向圓曲線用回旋線連接的組合，兩圓曲線的半徑之比不宜過大，比值宜1：2，兩個回旋線參數A1與A2之比應小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。當回旋線間不得以插入直線時，其直線的長度應符合以下公式：L（A1+ A2）/40。S型曲線計算算例例如組成S型交點樁號為K127+546.847，偏角為左210541交點樁號為K127+775.440，偏角為右254008 交點間距mm m設計曲線2的半徑和緩和曲線長mmmm擬m 在1到1/3之間由上兩式解得mmmmm各項驗算滿足要求(1) ZH=JD- Th1 = K125+891.969HY=ZH+Ls1= K126+091.969YH=HZ- Ls1 = K126+585.191HZ=ZH+Lh= K126+785.191(2) ZH=JD- Th2 = K126+785.191HY=ZH+Ls2= K126+885.212YH=HZ- Ls2 = K126+995.699 HZ=ZH+Lh= K127+095.699式中：ZH第一緩和曲線起點（直緩點）HY第一緩和曲線終點（緩圓點）YH第二緩和曲線終點（圓緩點）HZ-第二緩和曲線起點（緩直點）根據路線幾何線形設計要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應與地形.地物相適應，與道路所經地帶的地形.地物.環境.景觀相協調，而且減少工程數量，節省投資。在以上工作完成后，即可以繪制等高線根據中樁地面高程以及橫斷面數據利用內差繪制等高線。2.2.4 編制直線及轉角一覽表根據所得數據填寫直線轉角一覽表2.2.5 平面圖標注路線起終點里程、交點位置及編號、公里樁、百米樁、水準點地物、人工構造物、曲線主點樁號、曲線要素表、坐標網格等。2.2.6 彎道視距的檢查對于曲線內側受建筑物、樹木、路塹邊坡等限制較嚴的彎道應進行視距檢查，對于需要進行工程處理來保持視距的彎道繪出視距包絡圖。2.2.7 繪圖根據路基橫斷面設計圖確定出公路用地范圍，并據此繪出公路用地圖，比例尺：縱向1:2000,橫向1:1000,圖上標出百米樁左右兩側的用地范圍，連結細實線，并注上占地寬度，各曲線要素點要標出。單曲線內中樁坐標計算2.3 路線縱斷面設計2.3.1點繪地面線根據各里程樁號及對應的地面高程，點繪出路線地面線 。2.3.2 拉坡 調坡 定坡 確定設計高程時，應根據公路路線設計規范規定公路的最大縱坡、限制坡長、縱坡折減、合成坡度等，并結合路線起終點、橋隧、交叉口、越嶺線埡口、沿溪線水位等控制點和經濟點的高程，確定出公路路線縱斷面設計線。該設計線必須滿足技術標準，又盡可能照顧平縱面線形的協調。同時還是最經濟的設計。 2.3.3 確定縱坡度，變坡點的位置 高程縱斷面設計線不宜太碎，應保證最小坡長要求，變坡點位置應選擇在整10m樁號上，變坡點高程精確到小數點后三位，中樁精度小數點后三位。坡度值為“0.00%”。2.3.4 縱斷面圖的詳細設計選取各變坡點處豎曲線半徑：計算各豎曲線要素。根據設計資料繪制出路線中樁點的地面線，并寫出縱斷面設計圖的地質土壤情況，地面標高里程樁號、橋涵位置、孔徑、結構類型、水準點的高程和位置坡度、填挖高度、與公路交叉的位置。縱坡設計應考慮汽車的性能。有利于安全.提高車速. 減少大氣污染。應當避免出現小于0.3%的不利于排水的縱坡度。2.3.5 平、豎曲線的組合1. 平、豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。2. 平、豎曲線大小應保持均衡。3. 暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合合理。 4. 有些平、豎曲線應避免組合。2.3.6 豎曲線要素的計算 （2-12） （2-13） （2-14） （2-15）注：R豎曲線半徑T豎曲線切線長E外距 前段坡線坡度 后段坡線坡度 當0時為凹型豎曲線；0時為凸型豎曲線。 例： 變坡點樁號 變坡點高程 R L T EK25+456 450.963 2500 8.23 205.75 102.9 0.002豎曲線起點高程=變坡點高程T 注：起點位于上坡段取負；起點位于下坡段取正切線高程=豎曲線起點高程+設計高程=切線高程h填挖高度=設計點高程-地面高程注：凹型豎曲線取正；凸型豎曲線取負；計算點到豎曲線起點距離坡線的中縱坡度；上坡取正；下坡取負；h豎曲線上任意點的距離2.3.7 平縱線形設計應注意避免的組合1.應避免在凸型曲線的頂部和凹型豎曲線的底部插入小半徑平曲線。2.應避免在凸型豎曲線的頂部和凹型豎曲線的底部與反向平曲線變曲點重合。3.在長直線段或長平曲線內要盡量設成直坡線避免設置凸凹看不見的線形。4.平曲線長直線段內不要插入短的豎曲線。5.應避免在長直線上設置長坡凹型豎曲線路段這種路段易產生視覺的錯覺 造成超速行駛。2.4本章小節本章對公路紙上定線和方案的確定進行了詳細介紹，同時包括了路線平面設計（平曲線半徑及緩和曲線長度計算、等高線的繪制、平曲線的超高計算）、路線縱斷面設計（點繪地面線，拉坡.調坡.定坡，確定縱坡度.變坡點的位置，縱斷面圖的詳細設計以及豎曲線要素計算等），還闡述了平、豎曲線的組合方式及平縱線形設計應注意避免的組合第3章 路基路面及排水路基是公路的重要組成部分，它是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受由路面傳來的荷載，必須具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性，中期設計在公路設計中占有重要的地位。3.1路基設計根據公路工程技術標準JTGB01-2003 規定一級公路，山嶺區的有關技術標準路基參數表 表3.1路基寬度(m)路基邊坡坡度路面寬度 (m)右側硬路肩寬度(m)土路肩 寬度(m)邊溝 坡度10.001：1.58.50.750.751：1.5路基橫斷面由路面寬度、路拱橫坡度、路肩、路基寬度、路基邊溝、 截水溝、取土坑、棄土坑、公路用地等組成。路拱橫坡度取2%， 土路肩為3%，路基邊坡為1:1.5，在設計邊溝的深度為0.6 m，寬度為0.6m，外側邊坡坡度均為1:1.5。3.1.1 邊坡的確定路基邊坡坡度對路基穩定性十分重要，確定路基邊坡坡度是路基設計的重要任務。其大小取決于邊坡的土質，巖石的性質及水文地質條件等自然因素和邊坡的高度。一般路基的邊坡坡度可根據多年實踐經驗和設計規范推薦的數值采用。1.路堤邊坡 一般路堤的邊坡度可根據填料種類和邊坡高度按規定坡度選用，路堤邊坡坡度超高時，單獨設計，陡坡上路基填方可采用砌石。2. 路塹邊坡 土質路塹邊坡應根據邊坡高度，土的密實程度，地下水和地面水的情況，土的成因和生成時代等