1、 2013 年I摘 要本设计为双向四车道，设计行 车时速 100 公里，路 线全长为 2720.231m，路基宽度为 26m，行车道宽度为 43.75m，其中规划远景设计年限为 20 年。设计内容包括道路技术等级与技术标准论证、道路方案设计、指定路段技术设计等。选线与定线是根据交通量确定道路等级，在地形 图上确定三条 备选路线，通 过三个方案主要指标进行比选，确定最优方案。平面设计按照书中要求选定路 线的各种技术指标，计算平曲线参数，确定线形。纵断面设计主要考虑纵坡在满足书中和规范上各 规定的情况下，尽量使填挖趋于平衡，利于排水和行车舒适，计算竖曲线要素。横断面设计中考虑排水和行车安全稳定等因
2、素确定道路的横断面形式。路基设计 主要进行确定压实标准、路基高度、边坡形状、坡度、路基排水等设计。公路边坡防护采用合理 设计坡比， 设置浆砌片石护面 墙、喷浆护坡、挡土墙等进行加固，水土流失防治效果较好。公路沿 线设置了完善的排水系统，如边沟、排水沟、截水沟等，将地表径流引入自然溪沟或通过涵洞排出。路面采用 沥青路面设计，三层体系。本设计使用了纬地道路设计软件出图，效率高，避免了人力资源的浪费。关键词：沥青路面；路线；横断面；纵断 面；挡土墙。2013 年IIAbstractThis design is four-lane two-way , design traffic speed of 1
3、00 km, the road length 2720.231m, sub grade width of 26m, the carriageway width of 4 3.75m, among them plan to design service life as 20 years in distant view. Design the content and include the industrial grade of the road and proof, road conceptual design, appointing the technical design of highwa
4、y section and special topic to be designed of the technical standard.Route selection and alignment determined in accordance with the road traffic levels, the topographic map to determine the three alternative routes, through three main indicators of the program than the election, determine the best
5、option. Graphic design requirements in accordance with the selected book line of technical indicators, calculate flat curve parameters, determine the linear; Profile Design major consideration longitudinal and specification to meet the provisions of the book where, as far as possible so that tends t
6、o balance cut and fill, drainage and road comfort conducive to calculate vertical curve elements. Cross-sectional design of the drainage and road security and stability into account such factors determine the form of road cross-section. Foundation primarily designed to determine the compaction stand
7、ards, embankment height, slope shape, slope, embankment and drainage design. Highway Slope Protection reasonable than the slope design, made of mortar and stones set retaining wall, spray Pitching and reinforce retaining walls, Control soil erosion better. The road has along the route established th
8、e perfect drainage system, like side ditches, drains, ditches closed, and so on，to the introduction of surface runoff or through natural Gully discharge culvert. Pavement used asphalt pavement design, the three-tier system. This design used Hint road design software to leave the chart, high efficien
9、cy, avoiding the waste of human resourcesKeywords: Asphalt Pavement; Line; Cross section; Vertical section; Retaining walls.2013 年0目 录0 绪论 .11 工程概况 .11.1 地质气候条件及材料 .11.2 设计原始资料 .12 道路路线设计 .22.1 道路方案设计 .32.2 指定路段技术设计 .33 路基结构设计 .93.1 横断面设计 .93.2 路基边坡坡度 .103.3 挖填结合路堤 .103.4 路基防护结构物设计 .103.5 挡土墙设计 .113
10、.6 土石方调配 .174 路面结构设计 .174.1 确定自然区划和路基潮湿类型及土基回弹模量 .174.2 交通量、轴载分析 .184.3 选择路面结构形式 .204.4 按容许弯沉计算路面厚度 .204.5 验算沥青混凝土面层底面的弯拉应力 .214.6 验算石灰粉煤灰碎砾石基层底面弯拉应力 .225 综合排水设计 .245.1 边沟 .245.2 截水沟 .255.3 排水沟 .276 技术经济分析 .277 总结 .27鸣谢 .282013 年1参考文献 .29附件 1：直线曲线及转角表附件 2：逐桩坐标表附件 3：路基设计表附件 4：路基土石方数量表附件 5：路基超高加宽表2013
11、 年0万开高速公路施工图设计学生： 指导教师： 0 绪论高速公路能够提高车速，使车辆快速流通，缩短物资交流周期，使人民群众生活、工作快速、高效、便利，同时也是一个国家综合实力的体现。由于国民经济的发展和路网完善的需求，高速公路逐步进入山区。高速公路由于其线形指标高，工程艰巨，投资巨大，对自然环境的破坏也非常严重。随着环境保护理念的日益深入人心，对于山区高速公路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。山区公路环境载体主要是自然环境，也是地质环境。一般山区地形地质条件复杂，地质环境脆弱，地质灾害多发，高速公路的建设难免会出现挖坡、填沟、打洞（隧道） ，对地质环境造成严重破坏，处理不好还会诱
12、发和加剧各种地质灾害，增加公路建设投资，影响工期，甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。因此山区高速公路的环保主要是地质环境的保护和地质灾害的防治。本设计着重以山区高速公路的景观设计为主线，落实公路建设中的可持续发展战略，突出体现山区公路的环境保护工作。1工程概况万开高速公路起于开县新县城，止于万州李家坪，是通往重庆东北部地区、连接开县、城口及四川东部等地区的重要通道，全线长 29.3 公里，设计为全封闭、全立交、全部控制出入，双向 4 车道。它西接正在建设中的万宜高速公路，经云阳、巫山直达湖北宜昌；东过开县经城口北上陕西，比原开县至万州公路里程缩短了近 29 公里。万开高速公路通车后，开县到重庆
13、将不再绕道四川开江，而改走万开高速至万州李家坪，经渝宜高速直达重庆，全程 270 公里，车程将缩短为 3 小时左右。它的顺利建成，将极大地拉近万州至开县的距离，拓展万州与渝、川、陕边区经济圈的连接，充实万州水陆空立体交通网络骨架。1.1 地质气候条件及材料按照公路自然区划图 （JTJ 003-86） ，本设计属于3 区。沿线地形复杂，高差起伏大，路线布设主要受纵坡控制。该地属温带大陆气候。本项目区主要处于山岭重丘陵区及山间，需路基填料，及开挖方纵向调配为主，不足部分就近设取土坑解决。路基设计保证路床处于干燥状态，土质为低液限粘土。1.2 设计原始资料（1）本段公路沿线 1/2000 地形图一份
14、。（2）设计任务书一份。2013 年1（3）规划远景设计年限为 20 年。交通量计算资料：表 1-1 预测交通量表（Pcu/d）年 度 2013 2016 2021 2026 2033交通量 12586 15553 21179 26595 34786年增长率() 7.31 6.37 4.66 3.912道路路线设计交通量计算资料：表 2-1交通量计算表年 度 2013 2016 2021 2026 2033交通量 12586 15553 21179 26595 34786年增长率() 7.31 6.37 4.66 3.91根据资料：年平均增长率=5.56%，设计年限平均日交通量：Nd=No(1
15、+r)n-1=12586(1+5.56%)19=35186.5(辆/ 日) ，根据规范年平均日交通量在 25000-55000（辆/日）可确定为高速路。确定道路技术指标该地区位于山岭区，根据公路工程技术标准 （JTG B01-2003）确定道路技术指标如下表：表 2-2主要技术指标表项目名称 单位 指标值 备注公路等级 高速公路双向 4 车道计算行车速度 （Km/h） 100路基宽度 (m) 26平曲线极限最小半径 (m) 400平曲线一般最小半径 (m) 700行车视距 (m) 160不设超高平曲线最小半径 (m) 400最大纵坡 (%) 4最小纵坡长度 (m) 300凸型竖曲线一般最小半径
16、 (m) 10000凹型竖曲线一般最小半径 (m) 4500竖曲线最小长度 (m) 80路基设计洪水频率 1/100地震基本烈度 度 注：主要执行的标准和规范如下：2013 年2公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ；公路路线设计规范 （JTG D20-2006） ；公路路基设计规范（JTG D30-2004） ；公路沥青路面设计规范 （JTJ 014-97） ；公路排水设计规范 （JTJ 018-96）等。2.1 道路方案设计公路工程是一项系统工程，是路线、路基、路面、防护排水、桥涵、隧道、交叉工程、沿线设施、水文、地质、环境保护、水土保持、施工环境、养护等多专业为一体的综合体系，
17、公路设计应综合处理好各专业的关系，合理掌握公路的建设规模与技术标准及全线技术指标的总体运用，注重平、纵、横三个方面组合而成的立体线形，尽力做到线形连续、视线良好，与沿线自然环境、地形、地物、不良地质、规划、文物、军事等设施总体协调适应，减少拆迁、少占耕地，充分论证环境敏感点及水土保持工作。应事先考虑好取弃地的位置，采取积极有效的治理防护措施，将环境保护、水土保持工作与公路设计紧密结合。2.2 指定路段技术设计2.2.1 路线设计路线平面设计定导向线a. 定导向线(1) 在大比例尺地形图上，仔细研究路线布局阶段选定的控制点的地形，在选线的时候尽量避免这些点。还有图形上的地质情况，选择有利的地形，
18、如平缓、顺直的山坡，开阔的侧沟，利于回头的地点等，拟定路线各种可能的走法。(2) 根据等高线的距离 h=2m 及选用的平均纵坡 i 均（5.0%-5.5%视地形的曲折程度而定） 。在本设计中取 5.0%，根据式 a=h/i 均计算出等高线之间的平均 a=2cm，然后用圆规量取 a=2cm的距离（与比例尺地形图相同） 。从起点开始按拟定走法在等高线上依次截取 a，b，c 等点，如最后一点位置和标高均接近另一固定点时，说明此方案成立，否则，修改走法或调整 i 均重试方案直至路线符合要求。(3) 连接各点，分析研究形成的折线在利用地形和避让地物，以及工程艰巨情况，选择应该穿过或避让的中间点作为控制点
19、。b. 修正导线平面试线导向线是一条折线，还应该根据技术标准的要求综合坡度变化情况，确定必须通过的点，做修正导向线。然后用以点连接，以线穿点的方法定出平面设线，反复设线最后定出交点。为了使路线更为经济合理，而当地的地形条件很复杂，因此在平面试线的基础上附加敷设曲线或是隧道，确定中桩位置。做出纵、横断面，然后在横断面上用透明模板确定路基中线的最佳位置。连接这些点，做出二次导线，再进一步根据二次导向线对路线局部进行修改，最后定出线位。本段道路设计涉及季节性问题，通过对地形图的地形地势分析，决定根据清晰的山脉水系来确定山区公路走向。河谷地形就狭小，地质条件好，填挖方及其它工程量也不大。但同时要考虑到
20、越岭线的布线要点，主要问题是克服高差，布线时，应以纵面为主导安排路线，结合平面线形和路基的横向布置进行。穿过垭口时，在可能通过的垭口中根据其标高、位置、两侧地形、地质条件和气候条件反复比较确定。路线过岭时采用隧道通过，如挖方高度超过 20 米以上2013 年3时，也考虑隧道。通过地形对特点的考虑，在选线位置的附近有水库，这就需要考虑泄洪，需架桥。这些问题往往是相互影响的，紧密联系在一起的，选线是要抓住主要矛盾，结合路线的性质，等级标准，因地制宜去解决。2.2.2 平面线形设计平面线形要素组合，是对修正后的导向线依次在各交点进行局部平曲线设计。基本线形按“直线回旋线圆曲线回旋线直线”的顺序组合。
21、本设计均采用此种组合类型。基本型中的回旋线参数以及圆曲线长度均应符合有关规定。两回旋线可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型线形。从线形的协调看，宜将曲线中的 2 0。平曲线要素计算：根据地形、地貌条件以及有关规定，首先定出缓和曲线长度和圆曲线半径小，再根据路线设计手册中有关平曲线要素计算公式，可求得平曲线各要素值，公式如下：（2-1） 3240qLsRm（2-2）38ps（2-8.679orad3） 2TRPtgqm（2-4）（2-5） 0218RLLsm（2-6） coEP式中：q缓和曲线切线增值，(m)；p设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，(m)； 0缓和曲线终点处的缓和曲线角
22、；（ ）oT切线长，(m)；L曲线长，指曲线的起点至终点之间的弧线长度，(m)；E外距，指交点至曲线中点的距离，(m)；J校正值，(m)。JD1 =1035018.7 R=700m L =600msmRLqss 16.29870462402335.9.8679.80s2013 年4mqpRT70.128tan)(LTJs7.5682.170.286)sec(E0 同理计算其它交点如下表：表 2-3 曲线要素表R(m) () Ls(m) q(m) P(m) 0() T(m) E(m) L(m)JD1 700 103.8 600 298.16 21.43 24.56 1218.70 617.25
23、1868.627注：平曲线设计成果详见“附表 1 直线、曲线及转角表”2.2.3 纵断面设计(1) 纵坡设计的一般要求为： 纵坡设计必须满足公路工程技术标准 （JTG B01-2003）的各项规定。 为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应有一定的平顺性，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缓坡。 纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。 一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方，降低造价。 在山岭重丘区，纵坡除应满足最小
24、纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。 对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。(2) 最大纵坡的要求：各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特征、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。根据我国公路工程技术标准JTG B01-2003 的规定，在平原微丘区建高速公路最大纵坡为 4%，如受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可增加 1%。(3) 最小纵坡的要求：为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些好。但是，在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止
25、积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不大于 0.4%的最小纵坡，一般情况下以不大于 0.4%为宜。当必须设计平坡或纵坡小于 0.4%时，边沟应作纵向排水设计。(4) 坡长的限制：2013 年5汽车在纵坡上行驶时存在一个稳定车速，与之相对应的有一个稳定的坡长，从运行质量看，纵坡长度不宜超过稳定坡长。因此对纵坡的长度有一定的限制：根据我国公路工程技术标准JTG B01-2003 的规定，平原微丘区高速公路的最短坡长为 300m，最大坡长为和自己的坡度有关每增长一个百分点，坡长增加 200m，如坡度为 3%最大坡长为 1100m。竖曲线要素计算公式：（2-7） RL（2-8）T=2（2-9）E式中：
26、L竖曲线长度，(m)；R竖曲线半径，(m)；坡差，其值 （%） ；1iWT竖曲线切线长，(m)；E竖曲线外距，(m)。(5) 纵断面设计过程如下： 准备工作：利用纬地软件输入数据得出结果。 标注控制点。 试坡：在已经标出的“控制点” 、 “经济点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插取值，试定出若干直坡线。 调整：调整的方法是对初拟订的坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。 核对。 定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。以竖曲线 1 来说明竖曲线计算方法：设 R=25000m，= =0.4733%-(-1.0887%)=1.562% 曲线长12iL=R =250000.0156=390.49m切线长 T=L/2=390.49/2=195.25m，外距 mRTE76.025.192.2.4超高和加宽为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高，本段公路采用绕中央分隔带中线旋转的方式。
