道路勘测.docx

摘 要

本设计根据给定资料，根据该路形的性质、地形、地物、水文等自然条件的特点，依据《公路工程技术标准》(JTG B01-2006)交通部颁发的主要有关技术指标完成，在设计中全部采用最新标准和规范。完成了以下内容包括：根据给定起终点，选择合适控制点，根据等高线间距和选定的平均纵坡，初步拟定可行的路线方案，经修正，确定出满足《标准》要求的平面线形；根据《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定(最大纵坡、限制坡长等)，结合控制点和经济点高程，确定路线纵断面设计线；根据公路等级和地形条件，进行路基设计；根据公路等级和交通量，确定路面结构类型并完成路面设计；以避免交通阻塞，减少交通事故为原则，进行平面交叉设计；在老师的指导下，采用公路路线CAD软件，进行计算机绘图。

关键词 路线 路基 路面

Abstract

This design according to the given material. through the analysis on the original data, according to the nature of this route, topography, geophysics, hydrology and other natural conditions, according to the characteristics of the highway engineering technical standards (2003), etc B01 JTG related technical index issued by the ministry of complete in the design, all adopt the new standards and norms. Completed the following content: according to the given up end, select the appropriate control points, according to the average spacing and selected contour ZongPo, preliminary develop feasible route schemes, as amended, identify meet "the standards" requirements of the horizontal alignment; According to the highway route design rules (JTG D20-2006) regulation (maximum ZongPo, restricted slope length etc), combining the elevation control and economic points, to determine the route alignment design line; According to the highway rating and terrain conditions, roadbed design; According to the highway rating and traffic, determine the pavement structure types and complete the pavement design, the highway route of CAD software and computer graphics。

Keywords route Subgrade Pavement

目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1选题的目的及意义 1
1.2 设计任务及设计依据 1
1.2.1 沿线自然情况 1
1.2.2 设计任务 2
1.3公路等级确定及采用的主要技术指标 2
1.3.1公路等级确定计算 2
1.3.2 路线主要技术指标 2
1.4 本设计路线的主要数据 3
第2章 路线线形设计 4
2.1路线布设与选择 4
2.1.1路线布线的原则 4
2.1.2路线选择方法 4
2.2 路线平面线形设计 5
2.3 路线纵断面设计 8
2.3.1设计原则 8
2.3.2点绘地面线 8
2.3.3 拉坡和调坡及定坡 8
2.3.4 确定纵坡度，变坡点的位置 9
2.3.5 纵断面图的详细设计 9
2.3.6 平、竖曲线的组合 9
2.3.7 竖曲线要素的计算 9
2.3.8 平纵线形设计应注意避免的组合 10
第3章 路基设计 11
3.1路基横断面设计 11
3.1.1 路基横断面布置及尺寸拟定 11
3.1.2超高和加宽方案 12
3.1.3路基横断面面积与路基土石方数量计算方法 14
3.1.4 特殊路基处理 14
3.1.5路基防护工程设计 15
3.1.6路基施工方法及注意事项 15
3.1.7路基排水设计 16
3.1.8边沟设计 16
3.1.9横断面图的绘出 17
3.2挡土墙设计 17
3.2.1 设计资料 17
3.2.2 断面尺寸拟定 18
3.2.3 内力组合 19
3.2.4 土压力计算 19
3.2.5容许应力法 21
3.2.6极限状态法 21
第4章 路面设计 25
4.1设计资料及步骤 25
4.1.1 设计资料 25
4.1.2设计步骤 25
4.2设计方法 26
4.2.1轴载计算 26
4.2.2设计弯沉计算 28
4.3计算结果 29
4.3.1计算参数 29
4.3.2新建路面结构厚度计算 30
4.3.3交工验收弯沉值和层底拉应力计算 32
结 论 35
致 谢 36
参考文献 37

第1章 绪 论
1.1选题的目的及意义
我国地域辽阔，人口众多，资源分布不均，地区经济发展不平衡。因此，公路长期以来在我国交通运输体系中一直起着重要作用。而且，由于公路运输的灵活性，特别是山区的交通运输主要依靠公路，设计的手段不断更新，设计质量不断提高，尤其是公路CAD技术的应用，使公路设计产生了划时代的变革，使公路设计更加科学合理。目前，我国公路设计水平已接近或达到世界先进水平。
道路选线是根据给定的地形图和路线的基本走向，按照设计技术标准，结合当地的地形、地质、地物及其他沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。该设计是一项涉及面广、影响因素多、技术性和专业性都很强的工作。毕业设计是培养学生综合能力的重要环节。根据土木工程专业(公路与城市道路方向)的培养目标要求及毕业生的主要服务去向开展选题，我选择把某公路的两阶段初步设计作为自己的毕业设计，就是为将来从事路桥事业奠定良好而坚实的基础，为自己即将走向工作岗位奉献路桥事业提前进行一次工程师的初步训练。如果独立地完成设计任务，必将在掌握道路两阶段设计的全过程、应用各种手段查询资料、获取信息的基本能力，熟悉和理解公路工程技术标准，正确地应用公路设计规范，提高独立思考问题、分析问题和解决问题的能力，得到实践锻炼，对毕业以后从事道路工程的设计、施工、管理、维护等技术工作具有重要的现实意义。
1.2 设计任务及设计依据
1.2.1 沿线自然情况
该129º29′30″~135º5′30″北纬45º56′20″~48º28′40″
沿线为第四纪冲积和洪积层, 平原及底山区0~10m 表层土壤为粉质中液限粘土, 中层10~15m为冲积形成的砂砾、圆砾, 底层15~30m为白垩系的砂岩。高山区土层厚为0~5m, 粉质中液限粘土5~15m为砂砾、圆砾，土壤渗透性较好, 地层比较稳定。
佳木斯横头山至太平段的路线综合设计，并有针对性地在公路几何线形设计、路基工程设计、路面设计等方面进行深入研究，以满足毕业生就业岗位的需要。该选题是在对《道路勘测设计》、《路基工程》、《路面工程》等有关专业及专业基础课程学习的基础上，在教师指导下，完成公路的初步设计任务。1.3公路等级确定及采用的主要技术指标1.3.1公路等级确定计算
—远景设计年平均日交通量(日)；
—起始年平均日交通量(辆/日)，包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量；
r —年平均增长率(%)；
n—远景设计年限
初始年交通量，见表1.1：
表1.1 初始年交通量
车型
交通量（辆/ 日）
折算系数
折算后交通量（辆/ 日）
小客车
3871
1
3871
中型车
820
1.5
1230
大型车
387
2
774
= 3871+1230×1.5+774×2=5878 辆/ 日
=5875×(1+6.8%)15-1=14757 辆/ 日
根据《标准》年平均日交通量在 5000—15000 辆之间属于二级公路。
1.3.2 路线主要技术指标
根据《标准》年平均日交通量在 5000—15000 辆之间属于二级公路。.表1.2 主要数据表
序号
指 标 名 称
单 位
数量
1
公路里程
km
4.200
2
设计行车速度
km/h
80
3
路基宽度
m
10
4
行车道宽度
m
2×3.50
5
硬路肩宽度（全幅）
m
2×1.00
6
土路肩宽度（全幅）
m
2×0.5
7
中央分隔带宽度
m
0
8
不设超高最小
平曲线半径
m
2500
9
最大纵坡
%
2.037
10
最小坡长
m
1290
11
凸形竖曲线最小半径
m
—
12
凹形竖曲线最小半径
m
16000
13
竖曲线最小长度
m
200
14
设计洪水频率
—
1/50
1.4 本设计路线的主要数据

第2章 路线线形设计
2.1路线布设与选择
2.1.1路线布线的原则本设计路段处于山岭区，主要依据山岭区选线的原则进行布线。山岭区选线的特点是路线需要克服很大的高差，路线的长度和平面位置主要取决于纵坡的安排，因此在越岭线选线中应以路线纵断面为主。
2.1.2路线选择方法
根据给定的起终点，分析其两点间直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案(如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定)，然后进行纸上定线。
[1]JD2处为基本形曲线，由均坡线直接穿直线得JD2，再利用同心圆初估圆曲线半径，然后按缓和曲线长与圆曲线长为1:1:1的原则确定缓和曲线长，最后进行平曲线要素计算，验算结果符合《要求后，曲线敷设完毕。以后各交点采用直线定线法，如：S型曲线采用切线长反算半径的方法敷设[2]。线形根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素及其他们之间的配合；线形应与地、地物相适应，与道路所经地带的地形、地物、环境、景观相协调，而且减少工程数量，节省投资。

表2-1 交点桩号表
序号
交点桩号
转角值
半径(m)
缓和曲线长度(m)
JD1
K1+299.862
25°03′54″(Y)
1000
80
JD2
K2+561.057
23°05′55.4″(Z)
1100
80
JD3
K3+762.865
24°57′23.2″(Y)
1000
80

图2—1 JD1段曲线图

曲线几何元素的计算：

计算示例(以JD1为例)
要素计算:

计算曲线五个主点里程桩号：
ZH=JD1-T = K1+299.862-262.347=K1+037.515
HY=ZH+Ls = K1+037.515+80=K1+117.515
YH=HY+Ly = K1+117.515+=K1+474.982
HZ=YH+Ls = K1+474.982+80= K1+554.982
QZ=HZ-L/2= K1+554.982-328.9=K1+296.4
JD=QZ+J/2= K1+296.4+6.8/2 = K1+299.8
《标准》规定：当平曲线半径小于等于250m时应设置加宽；当平曲线半径大于等于1500m时可以不设置缓和曲线和超高，超高的横坡度计算由行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。二级最大超高不应大于8%，在积雪地区不宜大于6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应当设等于路拱坡度的超高值。
2.3.1设计原则
1.纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。
2.为保证车辆能以一定速度安全顺利地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，欺负宜过大和过于频繁；尽量避免采用《规范》中的极限纵坡值，留有一定的余地。
3.设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等综合考虑，并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定与通畅。
4.一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方和其他工程数量，以降低造价和节省用地。
5.山岭重丘区地形纵坡设计应考虑纵向填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方以减少借方和废方(称为填挖平衡)。
新建公路的路基设计标高，二级公路采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高[3]。
2.3.2点绘地面线
根据各里程桩号及对应的地面高程，点绘出路线地面线 。
2.3.3 拉坡和调坡及定坡
确定设计高程时，应根据《规范》规定公路的最大纵坡、限制坡长、纵坡折减、合成坡度等，并结合路线起终点、桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和经济点的高程，确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术标准，又尽可能照顾平纵面线形的协调,同时还是最经济的设计。
2.3.4 确定纵坡度，变坡点的位置
高程纵断面设计线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点位置应选择在整10m桩号上，变坡点高程精确到小数点后三位，中桩精度小数点后三位。坡度值为“0.00%”。
2.3.5 纵断面图的详细设计
选取各变坡点处竖曲线半径：计算各竖曲线要素。根据设计资料绘制出路线中桩点的地面线，并写出纵断面设计图的地质土壤情况，地面标高里程桩号、桥涵位置、孔径、结构类型、水准点的高程和位置坡度、填挖高度、与公路交叉的位置。纵坡设计应考虑汽车的性能。有利于安全.提高车速. 减少大气污染。应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度[4]。
2.3.6 平、竖曲线的组合
1.平、竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。
2.平、竖曲线大小应保持均衡。
3.暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合合理。
4.有些平、竖曲线应避免组合。

注：R—竖曲线半径;
T—竖曲线切线长;
E—外距;
i1— 前段坡线坡度;
i2—后段坡线坡度;
当ω﹥0时为凹型竖曲线；ω﹤0时为凸型竖曲线
以变坡点桩号为K2+910.00，高程为403.2515m，竖曲线半径R=16000m。
计算竖曲线要素：
+0.0106=0.0143为凹形
曲线长：L=
切线长：
外距：
计算设计高程：
竖曲线起点桩号=K2+910.00-114.37= K2+795.63
竖曲线起点高程=403.3+114.4524.564
竖曲线终点桩号=K2+910.00+114.37= k3+024.37
竖曲线终点高程=403.3+114.40.37=445.628
切线高程=竖曲线起点高程+
设计高程=切线高程±h
填挖高度=设计点高程-地面高程
x—计算点到竖曲线起点距离
i—坡线的中纵坡度；上坡取正；下坡取负；
h—竖曲线上任意点的距离
2.3.8 平纵线形设计应注意避免的组合
1.应避免在凸型曲线的顶部和凹型竖曲线的底部插入小半径平曲线。
2.应避免在凸型竖曲线的顶部和凹型竖曲线的底部与反向平曲线变曲点重合。
3.在长直线段或长平曲线内要尽量设成直坡线避免设置凸凹看不见的线形。
4.平曲线长直线段内不要插入短的竖曲线。
5.应避免在长直线上设置长坡凹型竖曲线路段这种路段易产生视觉的错觉，造成超速行驶[5]。
第3章 路基设计
3.1路基横断面设计

3.1.1 路基横断面布置及尺寸拟定
1.山岭重丘区二级公路有关技术标
表3-1 二级公路山岭重丘区技术标准
路基宽度(m)
路基边坡坡度
路面宽度(m)
边沟坡度
路肩宽度(m)
10
1:1.5
9.0
1:1.5
0.5
全线为新建路段，路基形式有一般路堤、路堑、半填半挖三种形式。
2.边坡的确定
路基边坡坡度对路基稳定性十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。其大小取决于边坡的土质，岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。一般路基的边坡坡度可根据多年实践经验和设计规范推荐的数值采用。
(1)路堤边坡
一般路堤的边坡坡度可根据填料种类和边坡高度按规定坡度选用，路堤边坡坡度过高时，单独设计，陡坡上路基填方可采用砌石。
(2)路堑边坡
土质路堑边坡应根据边坡高度，土的密实程度，地下水和地面水的情况，土的成因和生成时代等因素选定。岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩石特性对照相似工程的成功经验选定边坡坡度。
3.路基高度的确定
路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时综合考虑路线纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素确定的。从路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路基的最小填土高度。
3.1.2超高和加宽方案
根据《标准》规定：当平曲线半径小于250m,应设置加宽,所以本设计不设置加宽。当平曲线半径小于不设超高的最小半径2500m,应设置缓和曲线和超高。其目的就是为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力，以克服离心力对行车的影响。
1.超高计算
(1)超高横坡度的确定
超高的横坡坡度按公路等级，计算行车速度、同曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。《规范》JTGD20-2006规定二级路最大超高不应大于8%，在积雪地区不宜大于6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应当设等于路拱坡度的超高值。
x[7]3.1.3路基横断面面积与路基土石方数量计算方法
3.1.4 特殊路基处理
󰀡老师技are and computer graphics; 1010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101.低洼塔头地处理
土是一种松散的介质，如果再水中长期浸泡，强度是不会满足要求的。如果路线要通过这些地段最经济合理的处理方法是换填土层法。
换填土层法是将湿软土部分全部挖除，换填强度较大的砂、碎砾石，灰土或素土等。
砂垫层厚度一般在0.15~1.0m之间。太厚时施工困难，太薄时效果差。砂料以中粗砂为宜要求级配良好，颗粒不均匀系数不大5，含泥量不超过3-5%。
砂垫层的作用可以提高承载力，减小沉降量，缩短软弱土层的排水固结时间，防止冻胀、翻浆、沉陷等病害，消除膨胀土的胀缩作用。
换填砂垫层的适用条件是：路基高度较小、软土表面无透水性硬壳、软土层较薄或虽稍厚双排水条件好，当地有砂且运输方便，运距近，施工期限较长。
2.雪害地段路基处理
黑龙江地区属于我国北方寒冷地区 ,受降雪及冰冻影比较大 ,降雪和冰冻也是产生公路病害的原因之一,下面就公路雪害和防治介绍如下。
在地区公路雪害主要指积雪 ,积雪包括自降雪和风吹雪。自然降雪是指在风力较弱或无风的情况下 ,降在公路上形成的均匀雪层。这种积雪超过一定厚,或下雪同时结冰时 ,将影响行车速度和交通安。通常可通过除雪融雪等养护办法解决 ,一般不对公路造成严重危害 ,只有当降雪量大 ,积雪过厚,可能阻断交通。降雪时或降雪后 ,风力达到一定强度时 ,吹扬雪,随风运动 ,形成风雪流。被风雪流搬运的雪在风减弱的地方堆积起来 ,形成吹集雪 ,从风雪流到吹雪的全过程称为风吹雪。风雪流强烈时 ,能见度差 ,通行条件恶劣 ,极易发生行车事故。厚度很大吹集雪则可阻断交通 ,埋没车辆。
改善路基平面和纵、横断面以及路侧地形。提高路基 ,放缓边坡是在平坦开阔地区防止积雪的有效措施。在山岭或丘陵地区 ,只要条件允许也应尽量采用。
设置储雪场 ,挖掉路基附近的土石方 ,使风雪流中携带的雪粒堆积在储雪场内 ,不致堆积在路面上。储雪场的储雪量应稍大于该路段中等年份或大雪年份的移雪量。该方法适合与路堑以及迎风和背风半路堑路段。
修缮公路内侧挖方边坡 ,以使风雪流顺利通过路面或加大储雪场地。在路线的上风侧或下风侧有导致路基积雪的凸出山嘴或土坑时 ,则须进行整修或挖除 ,以改善通过条件 ,使风雪流顺利通过。
防雪林是防止风吹雪的比较有效的设施,在气候、土壤、用地等条件适宜的情况下 ,应尽量采用。栽植防雪林 ,对防风、防沙、绿化造林、调节气温、减除干旱及保护农田等 ,都能起到重要作用。
以上四项措施是互相关联的,故应在设计时综合考虑。如外移或抬高坡上的路线,可以起到储雪场和敞开路基的作用,同时也有利于土石方工程数量的平衡[9]。
3.1.5路基防护工程设计
路堤边坡采用网格防护与挡土墙工程，挡土墙设计见3.2。
网格防护要求铺砌前应将路基边坡整修夯实。要求由坡脚向上3.1.6路基施工方法及注意事项
此设计路堤采用分层铺筑，每层厚度不得大于20cm，用12～15t的光轮压路机碾压6～8遍。土基压实时，压实操作宜先轻后重，先慢后快，先边缘后中间（超高路段等需要时，宜先低后高）。压实时，相邻两次的轮迹应重叠轮宽的1/3，保持均匀压实，不漏压，对于压不到的边角，应辅以人力或小型机具压实。压实过程中经常检查含水量和密实度，以达到符合规定压实度的要求。
3.1.7路基排水设计
1.排水设计原则
(1)路基排水设计应与农田水利建设规划相配合，防止冲毁农田或危害农田水利设施，当路基占用灌溉沟渠时，应予恢复，并采取必要的防渗措施。
(2)公路穿过村镇居民区时，排水设计应与现有供、排水设施及建设规划相协调。
(3)排水困难地段可通过提高路基或采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。
(4)路基排水要尽量防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程，减少水对路基的破坏作用，应尽量阻止水进入路基范围[10]。
2.排水系统设计
(1)本设计路段采用的排水系统设备有截水沟、边沟、挖方路段路面两侧设边沟。填方路段地面高程高的一侧设截水沟。当边沟及截水沟的纵坡小于3%，采用土质边沟，当纵坡大于3%时采用浆砌片石边沟。
(2)本设计路段大部分处在干燥或中湿状态 ，路基排水基本顺畅，但也出现挖方及矮路堤，在大部分地区及挖方路段需设置边沟，并且两侧100m左右的路段由于是填方向挖方过渡，填土高度较小，属于矮路堤都必须设置边沟。
(3)边沟纵坡应与路线纵坡一致，但本路线全线地面起伏很大，且横断面高差很大，在许多路段无法满足此项要求。在路基两侧设置边沟，一般情况下挖方路基和填土高度小于1.5m的路堤应设置边沟，在一些地面横向排水好的路堤也可不设边沟。
(4)全线横向排水基本良好，路基受地下水影响小，不需全线设置边沟，路线左侧高，右侧低，右侧需设边沟的地段少一些。纵向排水全部按设置2m护坡道的情况选择，挖方路段选路基边坡坡脚以外1m。边沟出口必须设在横向排水良好或涵洞的地段使边沟汇集来的水能顺畅的排向路基范围以外，以保持路基处在干燥或中湿状态。
3.1.8边沟设计
边沟是沿路基两侧布置的纵向排水沟，设置于挖方和低填方路段，路面和边坡水汇集到边沟内后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排离路基。本设计路段采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1：1，外侧为1：1.5[11]。
3.1.9横断面图的绘出

3.2挡土墙设计
，路段上有一处地方需设置挡土墙，本设计中挡土墙形式均采用重力式挡土墙，下面就介绍一下K1+750～K2+150段左右两侧挡土墙的设计。3.2.1 设计资料
物理参数:
圬工砌体容重: 23.000(kN/m³)；
圬工之间摩擦系数: 0.400；
地基土摩擦系数: 0.500；
砌体种类: 片石砌体；
砂浆标号: 5；
石料强度(MPa): 30；
挡土墙类型: 重力式挡土墙；
墙后填土内摩擦角: 35.000(度)；
墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)；
墙后填土容重: 19.000(kN/m³)；
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)；
地基土容重: 18.000(kN/m³)；
修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)；
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数: 1.200；
墙踵值提高系数: 1.300；
平均值提高系数: 1.000；
墙底摩擦系数: 0.500；
地基土类型: 土质地基；
地基土内摩擦角: 30.000(度)；
土压力计算方法: 库仑理论。
3.2.2 断面尺寸拟定

图3-1 挡土墙示意图

墙身尺寸如图3-1所示。具体尺寸包括:
墙身高: 3.000(m)；
墙顶宽: 0.760(m)；
面坡倾斜坡度: 1:0.250；
背坡倾斜坡度: 1:0.200；
不设扩展墙址台阶；
墙底倾斜坡率: 0.200:1。

表3-2 坡线土柱数据表
折线序号
水平投影长(m)
竖向投影长(m)
换算土柱数
1
3.000
2.000
0
2
5.000
0.000
0

坡面起始距离: 0.000(m)；
地面横坡角度: 20.000(度)；
挡墙分段长度: 10.000(m) [12]。
3.2.3 内