2023年山区二级公路设计.doc

重庆大学网络教导学院 毕业设计（论文）题目 某山区二级公路毕业设计 学生所在校外学习中心：北京校外学习中心批次 层次 专业：092 专升本 道路与桥梁专业学 号 W09204783 学 生 徐 红 指 导 教 师 刘 冰 洋 起 止 日 期 .09至.11 目 录摘要.21.设计总体阐明31.1毕业设计任务书31.2任务规定31.3建设意义31.4道路所处地区地形、地貌、水文气象31.5设计原则32.重要设计原则和规范42.1重要设计原则42.2设计规范43.毕业设计内容43.1选线43.2平面设计53.3纵断面设计103.4横断面设计134.参照文献19摘 要本篇设计某山区二级公路施工图设计。该地区属亚热带过度湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。重要设计内容有平面设计、横断面设计、纵断面设计。平面设计波及资料整顿、纸上定线，根据设计车速和选用恰当规范值进行平曲线要素、缓和曲线要素、里程和逐桩坐标计算。纵断面设计波及地面高程、设计高程、填挖深度和根据设计车速和选用恰当规范值进行竖曲线要素和竖曲线各桩高程计算。横断面设计重要根据技术指标、路拱进行横断面设计，并计算各横断面填挖面积等。最终，根据交通量资料和路面设计规范确定设计方案。关键词：平面设计 纵断面设计 横断面设计 横、竖曲线要素1设计总体阐明1.1毕业设计任务书完毕在指定起点和终点之间新建公路设计，规定按照二级公路设计，设计车速为40km/h进行设计。设计文献必要符合现行有关设计原则和规范。1.2任务规定通过该公路设计深入提高和训练学生理论分析、道路设计、文献检索等方面能力，使学生全面理解本专业工程设计过程，基本掌握公路设计措施，熟悉有关规范、手册和工具书查阅与使用方法。 1.3建设意义目前，国内公路承担着都市之间、都市与乡村之间、乡镇与乡镇之间、乡镇与村之间和村与村之间重要连接、运送任务。便捷、高效公路交通日益变化着山区人民思想观念和生活方式，扩大了山区人民出行半径，对山区人民生活水平起到了很大增进作用。“要想富，先修路”、“公路通，百业兴”反应了人们，尤其是偏远山区人们深切感受。1.4道路所处地区地形、地貌、水文气象本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件很好。本路段地处中低纬度，属亚热带过度湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。近年平均气温21.3，最冷1月均温5，最热8月均温33.4。整年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。近年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，39月为雨季，其雨量可占整年65%以上。10月至翌年3月为枯水期，降雨量不不小于蒸发量。1.5设计原则 设计在满足工程经济前提下符合二级公路原则规定，尽量采用较高技术指标，还要综合考虑工程造价、施工技术条件、地质气候和材料来源等其她影响原因。当资金数额增长不大时，尽量采用较高技术指标，同步采用高指标要顾及工程量增长。路线设计时在尽量保证行车安全、舒适、快捷前提下，到达工程数量小，造价低，使用成本低，经济效益好目旳；处理好道路与农业，村民关系，注意与农业基本建设配合，尽量少占或不占耕地，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合；充足重视水文地质条件和问题，不良地质、地貌对道路稳定性影响较大，同步对特殊地质处理工程费用非常大，这将极大增长工程成本和造价。对于特殊地质一般状况下应尽量绕避，必要穿越时应选用合理位置缩小穿越范围，并采用对应处理措施；重视环境保护和生态保护，加强环境保护工作，重视生态平衡，为人类发明良好生活环境。2 重要技术原则和设计规范2.1重要技术原则（1）本项目为山区二级路，设计荷载级别：公路-级。（2）设计速度为40km/h，交通量：6358辆/昼夜。路基宽度为10.0m（0.5m土路肩+1m硬路肩+3.5m行车道+3.5m行车道+1m硬路肩+0.5m土路肩），路槽深0.6m，路拱横坡为1.5，路肩横坡为1.5。超高方式：绕中心设计线旋转，路堤边坡采用1：1.5，路堑边坡采用1：1. 2.2设计规范公路工程技术原则（JTG B01-）公路路线设计规范（JTG D20-）公路路基设计规范（JTG D30-）公路沥青路面设计规范（JTG D50-）3 毕业设计内容3.1选线 3.1.1选线原则路线线形设计以公路工程技术原则和公路路线设计规范为根据，按40km/h二级公路原则来进行设计，路线设计应根据道路级别及其使用任务和功能，合理运用地形，对旳运用技术原则，以保证线形均衡性。路线设计当中对公路平、纵、横三个方面进行综合设计，以保证路线整体性和协调性，做到平面顺适，纵坡均衡、横断面合理，并且应当考虑车辆行驶时安全性、舒适性以及驾驶员视觉和心理反应，并恰当注意与当地环境和景观相协调。山区二级公路按公路工程技术原则规定，设计车速到达40km/h，平曲线不设超高最小半径1500m，一般最小半径为200m，极限最小半径为135m。竖曲线最大纵坡不不不不小于6%，坡段最小长度不不不小于150m，凸形竖曲线极限最小半径m，一般最小半径1400m，凹形竖曲线极限最小半径1000m，一般最小半径1500m，竖曲线最小长度50m ，路基顶宽不不不小于10m。3.1.2选线一般应注意如下几点：A路线设计应充足考虑随地形变化而变化，在注意路线平、纵面线选用同步，应注意横向填挖平衡。B平、纵、横三方面应综合考虑。C冲沟比较发育地段，高级别道路可以考虑采用高路堤、高架桥或隧道等直穿方案，一般级别较低道路可多采用绕越方案。3.2平面设计 根据交通量确定道路级别，然后在1:地形图上确定由A点至B点路线，并进行平面设计。最终对所定路线进行方案比选，从中选用最佳方案。3.2.1平面线形设计公路平面线形由直线、平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种，高速公路、一级公路、汽车专用二级公路和二、三级公路平面线形要素有直线、圆曲线、回旋线三种。平曲线线形必要与地形、地物、环境、景观等相协调，同步应注意线形持续和均衡性，并同纵面线形互相配合。行驶在曲线上汽车由于受离心力作用其稳定性受到影响，而离心力大小与曲线半径亲密有关，半径越小越不利，因此在选用平曲线半径时应尽量采用较大值，只有在地形和其她条件受到限制时才可使用较小曲线半径。为了行车安全与舒适，规范规定了圆曲线半径在不一样状况下最小值。 3.2.2平面线形设计一般原则A平面线形应直捷、持续、顺畅，并与地形地物想适应，与在周围环境相协调；B行驶力学上规定是基本，视觉和心理上规定应尽量满足；C保持平面线形均衡与连贯；D应防止持续急弯线形；E平曲线应有足够长度。3.2.3平面线形设计一般规定现代道路是供汽车行驶。因而，在路线平面设计中，重要考察汽车行驶轨迹。只有当平面线形与这个轨迹相符合或相靠近状况下，才能保证行车顺适与安全，尤其是在高速行驶状况下，行驶轨迹非常重要，而行驶中汽车，其轨迹在几何性质上有如下特性：A这个轨迹是持续和圆滑；B其曲率是持续；C其曲率变化率是持续。3.2.4技术原则选用：根据设计车速，查出规范值并选用恰当值。平面设计技术指标设计指标规范值采用值设计指标规范值采用值设计车速（km/h)4040最小平曲线半径一般值(m)100400不设超高最小半径(m)600-平曲线最小长度(m)70163.8缓和曲线最小长度(m)3550最大横坡坡度(%)21.53.2.5有缓和曲线道路平曲线要素计算首先确定外边条件，推荐方案存在一种转交设计，转角为16.298，圆曲线采用半径400m，缓和曲线最小长度可以从如下三个方面考虑：1.旅客感觉舒适，2.行驶时间不过短3.超高渐变率适中 L取值必要不不不小于三个当中最大值，即33.33，本设计采用50m切点外移值圆曲线内移值切线总长外矢距4.344曲线总长=163.763.2.6里程计算：本设计里程桩号从道路起点到终点每20米一种编排，在20米内有特性点加插一种桩号，重点是根据上述公式对五个曲线特性点里程桩号进行计算。3.2.7逐桩坐标计算：根据十字坐标推算，详见地形图（地形图上道路线型只做参照用，可以自己根据两个控制点进行选型）。桩号座标X(m)Y(m)QD FK0+000642.088148.183 FK0+010641.347158.156 FK0+020640.607168.128 FK0+030639.867178.101 FK0+040639.127188.074 FK0+050638.386198.046 FK0+060637.646208.019 FK0+070636.906217.991 FK0+080636.166227.964 FK0+090635.425237.936 FK0+100634.685247.909 FK0+110633.945257.881 FK0+120633.205267.854 FK0+130632.464277.827 FK0+140631.724287.799 FK0+150630.984297.772 FK0+160630.244307.744 FK0+170629.503317.717 FK0+180628.763327.689 FK0+190628.023337.662 FK0+200627.283347.635 FK0+210626.543357.607 FK0+220625.802367.58 FK0+230625.062377.552 FK0+240624.322387.525 FK0+250623.582397.497 FK0+260622.841407.47 FK0+270622.101417.443 FK0+280621.361427.415 FK0+290620.621437.388 FK0+300619.88447.36 FK0+310619.14457.333 FK0+320618.4467.305 FK0+330617.66477.278 FK0+340616.919487.25 FK0+350616.179497.223 FK0+360615.439507.196ZH FK0+366.153614.983513.332 FK0+370614.699517.168 FK0+380613.98527.142 FK0+390613.331537.121 FK0+400612.8547.107 FK0+410612.439557.1HY FK0+416.153612.322563.252 FK0+420612.296567.099 FK0+430612.401577.098 FK0+440612.757587.092QZ FK0+448.043613.223595.121 FK0+450613.361597.073 FK0+460614.216607.036 FK0+470615.319616.975YH FK0+479.934616.66626.818YH FK0+480616.67626.883 FK0+490618.26636.756 FK0+500620.046646.595 FK0+510621.98656.406 FK0+520624.012666.197HZ FK0+529.934626.078675.914HZ FK0+530626.092675.978 FK0+540628.18685.758 FK0+550630.268695.538 FK0+560632.356705.317 FK0+570634.444715.097 FK0+580636.533724.876 FK0+590638.621734.656 FK0+600640.709744.435 FK0+610642.797754.215 FK0+620644.885763.994 FK0+630646.973773.774 FK0+640649.061783.554 FK0+650651.149793.333 FK0+660653.238803.113 FK0+670655.326812.892 FK0+680657.414822.6723.3纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然原因影响以及经济规定，路线纵断面总是一条有起伏空间线。纵断面设计重要任务根据汽车动力特性、道路级别、当地自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成大小及长度，以便到达行车迅速安全、运送经济合理及乘客感觉舒适目。在路线纵断面设计中，根据道路性质，任务、级别、地形地貌、地质水文等原因，充足分析了路基稳定，和工程量与工程经济等问题，对纵坡长短、大小、先后纵坡状况、竖曲线半径大小以及与平面线形组合与搭配问题都作了考虑。遵照了如下设计原则：A满足纵坡和竖曲线各项规定；B纵坡均匀平顺，起伏不合适过大；C设计标高确定结合了沿线自然条件如：地形、土壤、水文、气候等综合原因；D争取挖填平衡，尽量使挖方运转到就近路段作为填方，以减少借方和废方，减少工程造价；E根据沿线性质规定，恰当照顾当地民间交通运送工具，农业机械，农田水利方面规定；F平面和纵断面设计互相配合：在视觉上能自然诱导驾驶员视线，并保持了视觉持续性；平、纵面线形指标大小均衡，使线形在视觉上和心理上保持持续性。3.3.1纵坡丘陵地区二级公路最大纵坡规定为6%。各级公路长路堑路段，以及其她横向排水不畅路段，应采用不不不小于0.3%纵坡，必要设计平坡（0%）或不不小于0.3%纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。根据设计车速，查出规范值并选用恰当值。纵断设计技术指标设计指标规范值采用值设计指标规范值采用值设计车速（km/h)4040合成坡度(%)102.59最大纵坡（）72.113竖曲线一般最小半径值(m)700（凸）4000坡段最小长度(m)120245.31700（凹）-3.3.2竖曲线各级公路在纵坡变更处应设置竖曲线，竖曲线可采用抛物线或圆曲线。平原微丘地区二级公路竖曲线半径一般最小值为4500 m，最小长度为70 m。A相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，尤其是同向凹形竖曲线之间；B假如直坡段长度不够长则应当合并为单曲线或复曲线，防止出现断背曲线，这样规定对行车有利；C相邻反向竖曲线之间，为了使增重与减重间缓和过度，中间最佳插入一段直坡段。竖曲线要素计算（参照公式如下）曲线长度计算式=4000*（2.113+0.8）/100=116.52切线长度计算=116.52/2=58.26外距计算式纵距(x为竖曲线上任意一点距起点或终点水平距离)3.3.3竖曲线各桩高程计算（表格如下）竖曲线高程计算表桩号坡段高程(m)标高修正y=x*x/2R(m)竖曲线高程(m)K0+000.000753.205 753.205 K0+020.000753.365 753.365 K0+040.000754.205 754.205 K0+060.000753.685 753.685 K0+080.000755.205 755.205 K0+100.000754.005 754.005 K0+120.000756.205 756.205 K0+140.000754.325 754.325 K0+160.000757.205 757.205 K0+180.000754.645 754.645 K0+200.000758.205 758.205 K0+220.000754.965 754.965 K0+240.000759.205 759.205 K0+260.000755.285 755.285 K0+280.000760.205 760.205 K0+300.000755.605 755.605 K0+320.000761.205 761.205 K0+340.000755.925 755.925 K0+360.000762.205 762.205 K0+380.000756.245 756.245 K0+389.783756.323 0.000 756.323 K0+400.000756.405 0.013 756.392 K0+420.000756.565 0.114 756.451 K0+440.000756.725 0.315 756.410 K0+448.043756.789 0.424 756.365 K0+460.000756.885 0.616 756.269 K0+480.000757.045 1.017 756.028 K0+500.000757.205 1.518 755.687 K0+506.303757.255 1.697 755.557 K0+520.000755.268 755.268 K0+540.000754.845 754.845 K0+560.000754.423 754.423 K0+580.000754.000 754.000 K0+600.000753.577 753.577 K0+620.000753.155 753.155 K0+640.000752.732 752.732 K0+660.000752.310 752.310 K0+680.000751.887 751.887 K0+693.353751.605 751.605 3.4横断面设计3.4.1横断面设计基本规定横断面设计，应使道路横断面布置及几何尺寸满足交通环境、用地经济、都市面貌等规定。路基是支撑路面，形成持续行车道带状土、石构造物。它既要承受路面传来车辆荷载，又要承受大自然原因作用。因而，路基横断面设计必要满足如下基本规定：A路基断面形式和尺寸应根据道路级别、设计原则和设计任务书规定以及道路使用规定，结合详细条件确定；B为了保证路基强度和稳定性，使路基在外界原因作用下，不致产生不容许变形，在路基整体构造中还必要波及多种附属设施；C路基设计应兼顾当地农田基本建设需要，在取土、弃土，取土坑位置、排水设计等方面与农田改土、农田水利、浇灌沟渠等相配合，尽量减少废土占地，防止水土流水和淤塞河道。在设计路线内，每20 m设计一种横断面，详细设置见路基横断面图。横断面需标注内容：土路肩高程，土路肩边缘距路中线距离，边沟底中心高程，边沟底中心距路中线距离，路中心线设计高程与地面高程高差、填方、挖方面积。最终，根据纵断面设计资料，按设计标高，在路基设计表上逐桩进行计算，完毕路基设计表。详细成果见附图中路基设计表。3.4.2横断面布置A一般路堤：当填土高度不不小于最小填土高度1.60m时，为满足最小填土高度和排除路面路肩和边坡地面水需要，应设置边沟；B挖方路基：路堑路段均设置边沟。开挖路堑所废弃土石方，应弃置于下侧坡顶外并做成规则形状弃土堆；当挖方高度较大或土质变化处，边坡应随之做成折线形或台阶式边坡以保证稳定；C半填半挖路基：若地面坡度较大，为保证填土稳定，将地面挖成台阶形。台阶高度视填料性质和施工措施而定，挖方某些与一般路堑相似。它可以减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，是比较经济断面形式。 路基宽度为10.0m（0.5m土路肩+1m硬路肩+3.5m行车道+3.5m行车道+1m硬路肩+0.5m土路肩），路槽深0.6m，路拱横坡为1.5，路肩横坡为1.5。3.4.2路拱：采用修正三次抛物线公式计算距中心横向距离(m)对应点竖向距离(m)横坡B行车道宽度(m)路拱高度，路拱横坡计算表横距0.511.522.533.544.55纵距0.00390.00870.01530.02460.03750.05490.07770.10680.14310.1875在地形图上用尺子在中桩所在位置横断面方向上，向中线两侧量取平距和内插地面高程，绘出中桩所在位置地面线，然后进行横断面设计。根据路基设计表内容，绘出路基横断面，超高在横断面图上应对应绘出。3.4.5土石方数量计算表计算各横断面填挖面积，将其填入路基土石方数量计算表。桩 号断面面积()平均面积()距离挖方(m3)填方(m3)挖方填方挖方填方总体积总体积填土填土总数量压实方12345678FK0+000.005.61.3FK0+010.004.91.65.31.510.05315FK0+020.002.12.13.51.910.03519FK0+030.000.13.51.12.810.01128FK0+040.007.40.13.81.810.03818FK0+050.0012.49.90.110.0991FK0+060.0019.315.910.0159FK0+070.0014.116.710.0167FK0+080.009.20.111.60.110.01161FK0+090.0033.70.821.50.510.02155FK0+100.005.80.719.80.810.01988FK0+110.003.81.04.80.910.0489FK0+120.008.40.06.10.510.0615FK0+130.007.20.57.80.310.0783FK0+140.000.14.63.62.510.03625FK0+150.000.16.60.15.610.0156FK0+160.000.18.90.17.810.0178FK0+170.000.014.60.111.810.01118FK0+180.000.016.715.610.0156FK0+190.000.018.117.410.0174FK0+200.000.019.418.810.0188FK0+210.000.016.117.810.0178FK0+220.000.013.815.010.0150FK0+230.000.016.515.210.0152FK0+240.003.121.31.618.910.016189FK0+250.002.922.33.021.810.030218FK0+260.002.522.12.722.210.027222FK0+270.000.119.21.320.610.013206FK0+280.000.018.30.118.810.01188FK0+290.000.013.315.810.0158FK0+300.000.97.90.510.610.05106FK0+310.003.44.42.16.210.02162FK0+320.007.02.15.23.310.05233FK0+330.0011.61.09.31.610.09316FK0+340.008.22.49.91.710.09917FK0+350.002.36.85.34.610.05346FK0+360.000.015.01.110.910.011109FK0+366.150.017.916.46.2101FK0+370.000.017.517.73.968FK0+380.000.013.515.510.0155FK0+390.000.18.10.110.810.01108FK0+400.006.12.33.15.210.03152FK0+410.0035.60.020.91.110.020911FK0+416.1540.638.16.2234FK0+416.1540.6FK0+420.0040.00.040.33.9155FK0+430.0044.242.110.0421FK0+440.0054.949.510.0495FK0+448.0462.058.58.0470FK0+450.0063.262.62.0123FK0+460.0067.465.310.0653FK0+470.0062.865.110.0651FK0+479.9319.341.09.9407FK0+480.0019.119.20.11FK0+490.0023.324.321.212.210.0212122FK0+500.0020.626.922.025.610.0220256FK0+510.009.819.515.223.210.0152232FK0+520.004.811.87.315.710.073157FK0+529.932.50.93.66.49.93664FK0+530.002.50.82.50.90.1FK0+540.002.50.82.50.810.0258FK0+550.000.51.51.51.110.01511FK0+560.002.21.51.41.510.01415FK0+570.000.32.41.32.010.01320FK0+580.000.06.20.24.310.0243FK0+590.000.010.58.310.083FK0+600.000.012.611.610.0116FK0+610.000.012.712.610.0126FK0+620.000.012.712.710.0127FK0+630.000.012.812.810.0128FK0+640.000.012.812.810.0128FK0+650.000.012.912.910.0129FK0+660.006.438.93.225.910.032259FK0+670.007.036.86.737.810.067378FK0+680.000.06.03.521.410.035214FK0+700.003.020.060全线合计700.0648561283.4.6横断面高程表图中1、2、3、4、5分别体现横断面上所取5个特性点。对于地势变化较大断面则每个5米加插一种点。横断面高程表桩号左侧10m左侧5m中线位置右侧5m右侧10m0753.068753.218752.888753.438752.20820753.459753.839752.709752.499752.49940754.83753.85753.76753.38753.2360754.737755.437754.757754.077754.07780758.857754.867754.147753.687753.567100754.929754.809753.719753.529753.479120757.026754.446754.636754.466754.066140755.879753.639753.429753.699753.619160754.221753.771753.361753.261753.261180753.053753.273753.003752.903752.963200573.248573.118573.038572.978572.978220754.794753.704753.464753.584753.194240754.582754.462753.242753.072753.072260755.575754.235753.405753.195753.195280755.552754.462753.802753.292753.402300755.458755.458754.798754.138754.138320756.454756.454755.794755.134755.134340756.792756.812756.022755.232755.232360755.52755.52754.75753.98754.22380755.331755.281754.891754.501754.451400757.155757.155756.305755.455755.485420760.108760.108758.058757.178757.228440760.688760.598759.798758.578758.498460761.303761.303760.003758.703758.703480759.485757.785756.915756.045756.045500757.814757.914755.054752.154754.444520756.627755.957753.747753.627753.627540754.672754.562754.532754.502754.502560753.85