1、河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）任务书专业班级 学生姓名 一、题目 焦作至济源某二级公路设计 二、起止日期 2015 年 4 月 6 日至 2015 年 6 月 7 日三、主要任务与要求指 导 教 师 职称 讲师 学 院 领 导 签字（盖章）年 月 日3河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）评阅人评语题目 焦作至济源某二级公路设计 评 阅 人 职称 讲师 工作单位 河南理工大学 年 月 日5河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）评定书题目 焦作至济源某二级公路设计 指 导 教 师 职称 讲师 7年 月 日河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）答辩许可证答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提
2、交了如下资料：1、设计（论文）说明 共 页2、图纸 共 张3、指导教师意见 共 页4、评阅人意见 共 页经审查， 专业 班 同学所提交的毕业设计（论文） ，符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。指导教师 签字（盖章）年 月 日根据审查，准予参加答辩。答辩委员会主席（组长） 签字（盖章）年 月 日9河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议院（系） 专业 班 同学的毕业设计（论文）于 年 月 日进行了答辩。根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生
3、回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。一、毕业设计（论文）的总评语二、毕业设计（论文）的总评成绩： 三、答辩组组长签名：答辩组成员签名：答辩委员会主席： 签字（盖章）年 月 日摘要本设计为从焦作到济源的一段平原微丘区二级公路常规设计。分为初步设计和详细设计两个步骤。初步设计中，首先根据交通量确定道路等级，然后在 1:1000 地形图上确定两条备选路线，分别进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，桥涵设置，最后对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。详细设计从确定方案中选取 3Km 进行设计，前期工作较初步设计更具体化，此外还对路基，路面，排水，涵洞进行了详细设计，对工
4、程预算进行了简略编制，重点是建筑安装费的计算。关键词 道路等级；平曲线；竖曲线；路基；沥青路面； 河南理工大学本科毕业设计（论文） 摘 要- I -AbstractThis design is a general one that is about a road of second grad from jiaozuo to jiyuan in the Plain area, which is made up of primary design and detailed design. In the primary design process, first of all, we should
5、determine the road-grade according to the traffic volume, then, two spare routes are determined in the terrain map with a scale of 1:1000, including the plane design, the vertical section design, the transect design，the setting of the bridges and culverts. At last, there is a compare between the two
6、 projects and the better will be adopted. In the detailed design process, about 3 kilometers is selected from the projects determined. The prime task is more concretely than the primary design. Furthermore, subgrade, pavement and drainage, the bridges and culverts have been designed in stress as wel
7、l. Besides, the project budgetiscompile simply, which is mostly about the account of the architectural and installing cost.Keywords road-grade, horizontal curve, vertical curve, subgrade, asphalt pavement, 河南理工大学本科毕业设计（论文） 目 录- III -目 录摘要 .IAbstract .III目 录 V第一章 绪论 .11.1 课题背景 11.1.1 公路运输的功能，特点，地位及作用
8、 11.1.2 我国公路现状 11.2 我国公路发展规划 21.3 设计背景 2第二章 道路设计的可行性研究 .32.1 项目建设背景 32.2 工程实施可行性论证 .32.3 自然情况对道路选线的影响 32.4 自然情况对道路路基路面设计的影响 42.5 自然情况对道路施工的影响 4第三章 道路技术等级的确定 .53.1 道路等级确定 .53.2 平面设计技术指标的确定 63.2.1 直线 63.2.2 圆曲线 63.2.3 缓和曲线 83.3 行车视距 83.4 平面视距的保证 83.5 纵断面设计技术指标的确定 93.5.1 纵坡 93.5.2 竖曲线 103.6 路基 113.6.1
9、路基设计的基本要求 113.6.2 路基宽度 11河南理工大学本科毕业设计（论文） 目 录- V -3.6.3 路基高度 123.6.4 路基压实 123.6.5 边坡坡度 133.7 路面要求 133.7.1 路面设计的基本要求 133.7.2 路面等级 133.7.3 路拱坡度 143.7.4 路面排水 143.8 桥涵 14第四章 初步勘测和设计 .174.1 选线和定线 184.1.1 沿河线 184.1.2 选线的具体步骤与基本方法 204.2 方案的比选 .214.2.1 本设计路线方案比选的详细过程 214.3 道路平面线形设计 224.3.1 平面线型设计要素 224.3.2
10、平面线形组合设计 234.3.3 平面线形要素计算 234.4 纵断面设计 254.4.1 纵断面线形设计的一般要求 254.4.2 注意平纵配合 264.4.3 纵断面设计的步骤 274.4.4 纵断面的竖曲线设计 28第五章 横断面设计 .315.1 横断面的组成 315.2 路拱的确定 315.3 路线的超高与加宽 325.3.1 超高设计 325.4 超高的过渡设计 325.5 加宽设计 345.6 陡坡路堤的稳定性检验 345.7 取土坑、弃土堆、护坡道 355.7.1 取土坑 355.7.2 弃土堆 355.7.3 碎落台 355.7.4 土石方量计算和调运 36第六章 路基设计
11、.376.1 路基设计 376.1.1 路基设计的一般要求 376.1.2 路基设计内容 376.1.3 路基设计标准 376.1.4 路基边坡防护设计 38第七章 排水设计 .417.1 路基边坡设计 417.1.1 路堤边坡 427.1.2 路堑边坡 427.2 沟渠设计 437.2.1 边沟设计 437.2.2 截水沟 447.2.3 排水沟 457.2.4 沟渠加固 457.3 路面排水设计 457.3.1 确定路拱坡度 457.3.2 路拱形式的确定 457.3.3 路拱横向坡度 467.4 排水系统总体规划 46第八章 路面结构设计 .478.1 路面类型的选择确定 478.1.1
12、 沿线地质概况及材料来源 478.1.2 路面等级与类型 478.1.3 沥青面层设计 49河南理工大学本科毕业设计（论文） 目 录- VII -第九章 工程预算编制 .559.1 工程预算编制的定义与作用 559.1.1 工程预算的定义 .559.1.2 工程预算的作用 .559.2 预算编制的依据及编制项目表 .559.2.1 预算编制的依据 .559.2.2 预算编制项目表 .569.2.3 预算编制说明 .569.3 路线工程概算主要内容及其造价 .56第十章 砂垫层换填 .6110.1 砂垫层施工方案 .6110.1.1 工程概况 .6110.1.2 地层岩性及分布 .6110.2
13、软基处理设计 .6310.3 砂垫层主要工程数量 6410.4 施工组织及部署 .6410.4.1 施工队伍安排 .6410.4.2 主要施工机械设备配置 .6510.5 砂垫层施工方案、方法及工艺 .6510.5.1 施工方案 .6510.5.2 施工方法及工艺 .6610.6 材料与设备 .6810.6.1 材料性能 6810.6.2 主要设备 .6810.6.3 质量控制 .6810.6.4 质量验收 .6810.7 质量保证措施 .6910.8 安全保证措施 .6910.9 环保措施 .70结 论 .71致 谢 .73参考文献 .75河南理工大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪论- I
14、X -第一章 绪论1.1 课题背景1.1.1 公路运输的功能，特点，地位及作用公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此，公路运输有“ 通过 “运输和 “送达“或“集散“的功能，尤其是“送达 “或“集散“功能作为其它几种运输方式( 管道除外) 的终端运输方式是交通运输中不可缺少的组成部分，在综合交通运输体系中发挥着非常重要的作用。随着高速公路向网络规模的发展，利用高速公路的干线运输功能，公路运输作为一种具有功能齐全（“通过 “和“送达“或“ 集散“齐备）的运输体系发挥越来越重要.与其它运输方式比较，公路运输的特点是灵活性，尤其是高速公路建设，信息网络、通信技术以及计算机技术等
15、的发展，又实现着快速性“门到门“运输和被称为零库存(just in time)的运输特点，促使着公路运输的快速发展。公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件相对宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此，公路运输具有生产点多、面广的特点。1.1.2 我国公路现状改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和
16、经营主体日益呈现多样化的趋势。目前公路运输存在的主要问题为：(1) 公路交通的基础设施水平还较差。截止到 2001 年底，我国修建各种级别的公路近 140 万公里，其中高速公路 1.9 万公里，居世界第二位。然而，路网密度仍然较低，只相当于巴西的 1/2，印度的 1/5，美国的 1/6，日本的 1/30。公河南理工大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪论- 1 -(2) 路质量与发达国家相比差距仍很大，还不能满足国民经济及社会发展的需求公路数量少、等级低、质量差。(3) 运输车辆的车型结构不合理，技术性能还较差(4) 运输生产的效率，效益较低；(5) 运输经营组织与管理的手段还比较落后，经营主体
17、结构不合理，建立高效、有序的运输市场缺乏基础。1.2 我国公路发展规划随着科学技术的发展，尤其是 IT(intelligent technology)产业和智能交通系统的发展，公路运输的发展呈如下趋势：(1) 随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务；(2) 随着全国高速公路网的形成和 WTO 的加入，促使公路运输企业按规模化要求建立集约化经营的运输企业；(3) 公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作；1.3 设计背景本次设计中的平面设计，纵断面设计，横断面设计，土方调配等内容主要采用了纬地道
18、路设计软件，该软件是一套具有领先技术的工程规划计算机辅助设计系统，主要应用于测绘，道路设计。纬地系统将道路设计所需的各种平面线形，纵断面坡度组合，横断面形式，超高方式等设计要素归纳为符合设计者设计习惯和思维的“设计目标”概念，进行目标化设计，而不是单纯的绘制线，点等几何图素。设计者是在三维数据模型中进行平面，纵断面及横断面设计的，其中各种地形信息，中线线位，超高控制，数模数据可互相传递，参考，辅助设计者设计出合理的平，纵，横断面组合。设计完成后，纬地系统能够自动绘出所需任意比例的平面图，纵断面图，横断面图。第二章 道路设计的可行性研究2.1 项目建设背景河南省位于我国的中东部，盛产小麦、棉花、
19、油料，烟叶等农产品的重要生产基地。公路交通比较发达。特别是“九五” 时期，公路交通事业有了飞速的发展，基本形成了以省会郑州为中心，区域中心城市为枢纽，高等级城市为主骨架、四通八达的公路网，彻底改变了公路交通制约地方经济发展的状况。为全省经济建设的腾飞和投资环境的改善创造了较好的条件。焦作市位于河南西北部，煤炭资源丰富。经济发展较快，地区资源有待开发。通过交通量的调查，该地区交通繁忙，年均增长率 7%，随着城市化进程的加快，国民经济的发展，特别是沿线乡镇经济的发展，公路现状与快速增长的交通量之间的矛盾日益明显，在焦作至济源之间有一条路，但只是等外路，不适合行车，而且绕行较远，已经不能适应该地区交
20、通量增长的需要。2.2 工程实施可行性论证该地区地面起伏， ，属于平原微丘区，仅靠等外路不利于城镇居民交往及对外发展，沿线砂石材料丰富，有小型的采石场和石灰厂，提供了良好的基层材料，施工时可因地制宜，就地取材；本项目建成后既可缓解交通状况，开发区域经济，又可促进小型厂企的投产扩产，故而可以充分调动广大群众筑路的积极性，通过多种渠道，多形式的筹集资金，因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要，有能力在两地间修一条等级较高的公路。2.3 自然情况对道路选线的影响本设计的路段所在地区处于河南省西北部，途经当地重要农业区，选线时应尽量不占或少占农田。该地区属于山岭平原微丘区，地形错综复杂，
21、应综合考虑平，纵，横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。河南理工大学本科毕业设计（论文） 第二章 道路可行性研究- 3 -2.4 自然情况对道路路基路面设计的影响路基路面裸露在大气中，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此，应深入调查公路沿线的自然条件，从总体到局部，从大区域到具体路段，分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。设计中路基路面的排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象。(1)地质条件沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上 1 米以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落带地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理
22、。(2)气候条件该路段所在地区处属于东部温润季冻区，气候寒冷，主要的病害有冻胀、翻浆、水毁和积雪等。冬季气温较低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害，降雨量为 700mm,夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都会对公路交通构成严重威胁；冬季气温最低为-15，夏季最高气温为 37，夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性；最大冻深为 1.91m，设计路面的总厚度时要考虑这个因素，保证最小防冻厚度。(3)水文和水文地质条件山坡地下水 3 米以下，洼地地下水 1.5 米以下，道路沿线应做好排水工作，以免水毁路基。2.5 自然情况对道路施工的影响该路段地处冰冻地区，无霜期为
23、 125 天，冬季无法进行路基和路面施工。因此应考虑到对施工工期的影响。合理安排施工组织设计。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。第三章 道路技术等级的确定3.1 道路等级确定经调查该地区近期交通量资料如下：表 3.1 交通量资料车型 数量 车辆折算系数三菱 FR415 250 1.5五十铃 NPR595G 140 1.5江淮 HF140A 100 1.5江淮 HF150 200 2.0东风 KM340 350 1.5东风 SP9135B 120 3.0五十铃 EXR181L 110 3.0查公路工程技术标准得小客车和中型载重汽
24、车折算系数如下：表 3.2 汽车折算系数汽车代表车型 车辆折算系数小客车 1.0中型车 1.5大型车 2.0托挂车 3.0交通增长率：=7%交通量计算：N1=（250+140+100+350）1.5+2002.0+（120+110）3.0=2350 辆/日远景设计年限为 15 年的年平均昼夜交通量为：N15=2350（1+） =2350（1+7%） =6060 辆/日5000 辆/日1n 15查公路工程技术标准可知，一级公路的设计年限为 20 年，二级公路的设计年限为 15 年。一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为 1500030000 辆（四车道）或 2500
25、055000 辆（六车道） ，二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为 500015000 辆。河南理工大学本科毕业设计（论文） 第三章 道路技术等级的确定- 5 -故根据标准 ，应建二级公路，为主要供汽车行驶的双车道公路。3.2 平面设计技术指标的确定本设计为平原微丘区二级公路，查公路工程技术标准可知，作为集散公路，混合交通量较大，平面交叉间距较小，设计行车速度宜采用 60km/h。3.2.1 直线1、直线的适用条件(1)路线完全不受地形，地物限制得平原区或山区得开阔谷底；(2)市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区；(3)为缩短构造物长度，便于施工，
26、创造有利的引道条件；(4)平面交叉点附近，为争取较好的行车和通视条件；(5)双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好的超 车路段。2、 直线的最大长度直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定，平原微丘区二级公路最大直线长度为 1200 米，本设计速度不大于 60km/k 故无最大长度限制。3、直线的最小长度规定平原微丘区二级公路同向曲线间的直线最小长度为 6V，即 360 米。反向曲线间的直线最小长度为 2V，即 120 米。当直线两端没有缓和曲线时，可直接相连,构成 S 形曲线。本设计中采用大半径曲线相连或曲
27、线间通过缓和曲线构成 S 型曲线。3.2.2 圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。1、圆曲线的最小半径(1)极限最小半径(2)一般最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此规范规定了一般最小半径。(3)不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。表 3.1 圆曲线半径 (m)技术指标 平原微丘区二级公路一般最小半径 200极限最小半径 125路拱 %0.21500不设超高最小半径 路拱 1900（4） 圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车
28、舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于 10000 米。（5） 圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，设置的圆曲线的半径为 300 米。 （6）平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于 2 倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于 9s 的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于 6s 的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在 3s内的行驶距离。平曲线的最小长度：70m平曲线中圆曲线的最小长度取：35m（7）关于小偏角的
29、曲线长规范规定：平原微丘区转角等于或小于 7时，平曲线长度一般值是500/m，低限值是 70m。河南理工大学本科毕业设计（论文） 第三章 道路技术等级的确定- 7 -3.2.3 缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1)离心加速度变化率不过大;(2)控制超高附加纵坡不过陡;(3)控制行驶时间不过短;(4)符合视觉要求;因此， 规范规定：平原微丘区二级公路缓和曲线最小长度为 80m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。3.3 行车视距行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。行车视距可分
30、为：停车视距、会车视距、超车视距。规范规定，二级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。对于平原微丘区二级公路，停车视距 St 取 75 m，超车视距 Sc 一般值取 350m，低限值取 250m。3.4 平面视距的保证汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视线是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能构成行车空
31、间时，则可予以保留。3.5 纵断面设计技术指标的确定3.5.1 纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。（1） 最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅 、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大
32、纵坡进行限制。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑， 规范对二级公路最大纵坡规定如下：平原微丘区二级公路：最大纵坡为 6%。（2）最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于 0.3%的纵坡。当必须设计平坡(0.0%)或小于 0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。（3）最小坡长如果坡长过短,变坡点增多，形成”锯齿形” 的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间。标准规定山岭重丘区二级公路的 Smin=120m。（4） 最大坡长汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限。 标准规定
