本科毕业道路选线设计说明书Word格式文档下载.docx

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极端最高气温41℃，极端最低气温-22.5℃。

降水特点由于受大气环流、季风和地形条件的影响，地区内降水具有年际变化大，年内分布不均，地区分布不够均匀等特点。

根据全国地震烈度区划图，路线所在区的基本地震烈度Ⅶ度。

4）材料供应。

沿线附近可采集到砂、碎石、片石、块石、沥青、水泥、钢材、木材、石灰、粉煤灰等主要材料,可根据计划需要供应。

5）其它有关资料见毕业设计任务书。

1.2设计任务

1.2.1毕业设计的指导思想及任务依据

根据鲁东大学土木工程学院下达的毕业设计任务书,进行一阶段施工图设计。

按照有关规范、标准完成路线线形设计、路基设计、路面结构设计、排水设计、交叉设计以及桥涵设计等，并编制设计说明书。

1.2.2设计任务及内容

完成指定的起、终点（共4117.272m）的新建公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按平原微丘区一级公路、设计车速100km/h进行设计。

设计完成后应提交的设计文件:

1）说明书

2）设计图：

（1）路线平面图（比例1:

2000）

（2）路线纵断面图（比例纵向1:

200横向1:

（3）路基标准横断面图（全线）

（4）路基横断面图（1公里比例1:

400）

（5）路面结构图（全线）

（6）涵洞设计图（一道）

（7）路基防护工程设计图

（8）平面交叉设计图

3）表格

（1）主要技术经济指标表

（2）直线、曲线及转角一览表

（3）逐桩坐标表

（4）路基设计表（1公里）

（5）路基超高加宽表（1公里）

（6）路基土石方数量计算表（1公里）

（7）路面每公里土石方数量表

（8）路面工程数量表

（9）涵洞设计表

（10）路基防护工程数量表

（11）小平面交叉设计位置表

本设计共分五个阶段：

（1）路线设计：

绘制路线平面图，进行路线纵断面设计。

（2）路基设计：

路基横断面设计及土石方数量计算，路基排水及边坡防护设计。

（3）路面设计：

沥青混凝土路面设计。

（4）涵洞设计：

完成一个涵洞的设计。

（5）编写设计说明书。

1.3主要设计指标

1）公路等级：

平原微丘区一级公路；

2）设计车速：

100km/h；

3）采用沥青混凝土路面；

4）道路的使用性质和交通量：

交通量年平均增长率为8.0%，近期交通量见下表：

表1.2近期交通调查情况

设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为5.06×

106次，属于重交通等级；

5）路线设计起始点及设计高程：

起点桩号：

k0+000设计高程：

216.24m

终点桩号：

k4+117.272设计高程：

181.38m

1.4主要技术标准

设计车速为100km/h的平原微丘区一级公路设计标准由《公路路线设计规范》查得。

2平面设计

2.1设计原则

选线是在道路规划路线起终点之间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，它面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面因素。

为达到此目的，选线必须由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，才能定出合理的路线来。

在路线设计过程中应妥善考虑到远期与近期、整体与局部的关系，结合地形、地质、水文、建筑材料等自然条件，同时对平、纵、横三方面进行综合考虑，协调一致，使平面线形与纵断面线形的组合满足汽车动力性能的要求，并充分考虑驾驶员在视觉、心理方面的要求，保持线形在视觉上的连续和心理上的舒适，同时注意与公路周围环境的配合，并根据公路的使用任务、性质，合理利用地形。

选择线形在保证平、纵、横设计“合理又合法”的原则下作到平面顺适、纵坡均衡、横面合理。

2.1.1平原微丘地形特点

1）平原,微丘地形,平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3度以内。

2）微丘地形指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20度以下，相对高差在10m以下。

设线一般不受地形限制。

表1.3主要设计标准

规范标准

一级公路

设计速度（km/h）

100

路基宽度（m）

一般值

25.5

最小值

车道宽度（m）

3.75

路肩宽度（m）

右侧硬路肩

1.50

0.75

土路肩

0.50

圆曲线最小半径（m）

700

极限值

400

最大纵坡（％）

4

最小坡长（m）

250

最大坡长（m）

3％

1000

4％

800

5％

600

竖曲线最小半径（m）

凸形

10000

6500

凹形

4500

3000

竖曲线最小长度（m）

85

停车视距（m）

160

会车视距（m）

不小于320

超车视距（m）

2.1.2平面选线

1）选线基本原则

（1）在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入细致的研究，再做方案论证。

在各方案充分比选的基础上，选定最优设计方案。

（2）路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于管理和养护。

（3）选线过程中应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，并应尽量不占高产田、经济作物田，也尽量少穿经济林园等。

（4）路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。

（5）路线在铁路、公路、航道、空运等综合交通运输系统中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。

（6）沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；

要求的路线技术等级与实际可能达到的技术标准及其对路线使用任务、性质的影响；

路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对营运、施工、养护等方面的影响。

（7）其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。

在以上大原则的前提下，考虑工程实际，结合地形、地物、地质情况等对局部线位作适当调整。

2.2设计总要求

选线工作要根据使用任务和性质，综合考虑沿线国民经济发展状况和远景规划，正确处理好近期和远期的关系，使路线在整个公路网中发挥较好的作用。

应注意贯彻工程经济与营运经济相结合的原则，充分利用地形、地势及地质特征，正确运用技术标准，搞好平、纵、横三方面的综合设计，做到平面短捷顺适、纵坡平缓均衡、横面稳定经济。

注意选择地质稳定、水文地质条件较好的地带通过，尽量避开滑坡、崩塌、排水不良的低洼等不良地段，保证路基稳定，不出现后遗病害。

路线应尽量避开穿过城镇，较密集的居民点等，要注意少占耕地、少拆房屋、方便群众，不损坏历史文物。

2.2.1设计要点

1）路线除起终点必须符合公路网规划要求外，对起终点前后一定长度范围内也必须做出路线方案和近期如何实施的具体设计方法。

2）视觉良好，路线平、纵、横各组成部分要相互协调。

3）诱导视线的各种设施所构成的视觉系统，应使驾驶者在视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能及时采取安全措施。

4）线形流畅，景观协调，行车安全、舒适，使驾驶员在视觉上能预知公路前方和路况的变化。

2.2.2平面路线布设的原则和具体方法

公路平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线组成。

直线应根据路线所处的地形、地物、地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理状态等情况合理布设。

但是直线的最大长度应有所限制，应结合具体情况采取相应的技术措施。

不论转角大小均应设置圆曲线，当不得已而设置小于7度的转角时必须设置足够长的曲线。

当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设超高，并且用超高缓和段连接。

缓和曲线长度还应大于超高过渡段的长度。

超高的横坡度按公路等级、计算行车速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。

一般公路圆曲线设置应综合考虑设计原则。

对于本路段我共设2个圆曲线，设置结果见表2.1。

表2.1平曲线设置表

序号

交点桩号

转角值

半径

缓和曲线长度

JD1

K0+762.826

33°

53′16″（Z）

JD2

K4+031.600

19°

55′53.2"

（y）

2.3平曲线设计

2.3.1考虑因素

1）同向、反向曲线间的直线要满足最长和最短长度的要求。

《规范》规定:

当设计速度≥60km/h时,同向曲线间的直线最小长度（以米计）以不小于设计速度（以千米计）的6倍为宜;

反向曲线以不小于设计速度的2倍为宜。

2）在圆曲线半径和缓和曲线长度的选择时我主要考虑了以下几个因素：

（1）严格按照平面线型设计标准，在选择圆曲线半径时尽量选择比一般最小半径大的半径。

（2）全线的圆曲线半径尽量避免突变。

（3）在地形受限制地段作考虑：

小偏角时用曲线长控制；

大偏角及弯道内侧有地形、地物限制时，用外距控制；

陡坡急弯段用合成纵坡控制；

当涵位在曲线上时，用曲线上任意点控制。

（4）注意小偏角采用大半径。

3）平曲线设计时主要考虑了以下几个因素：

（1）超高渐变率（满足排水要求）。

（2）加宽段的渐变率。

（3）线形缓和，使离心率的变化在一定范围内。

（4）给驾驶员留足够的操作时间。

（5）与圆曲线的组合（尽量使Ls:

Ly:

Ls在1:

1:

1与1:

2:

1之间，同时尽量使A值在R/3~R之间）。

（6）在直线与圆曲线间，当圆曲线的半径大于或等于“不设超高的最小半径”时，《规范》规定:

不用设置缓和曲线。

由于我的最小圆曲线半径大于不设超高最小圆曲线半径，故此段不用设缓和曲线。

当然，在设计中是将以上各种因素综合考虑，尽量做到线形组合最佳，保证平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物想适应，与周围环境相协调。

根据以上因素及原则，结合工程实际，对本路段进行了平面设计，设计部分结果如下：

最小平曲线半径为R=1000米，曲线半径均大于不设超高的最小半径，不需设置超高和加宽，平曲线占路线总长33.744%。

2.3.2平曲线计算

1）交点转角及间距等计算：

根据各交点坐标值，计算交点间的方位角

、路线的转角α、以及交点间距lAB。

路线与X轴的夹角β：

β=arctan（ΔY/ΔX）=arctan│y2-y1│/│x2-x1│

路线的方位角θ：

象限Ⅰ:

θ=β象限Ⅱ：

θ=π-β

象限Ⅲ：

θ=π+β象限Ⅳ：

θ=2π-β

交点间距：

D=〔（X2-X1）2+（Y2-Y1）2〕1/2

计算路线的转角：

α=θ2-θ1，当α为正时为右转，为负时为左转。

对于实地定线来说，平曲线设计的主要工作是平曲线半径的选定和曲线要素的计算。

2.3.3平曲线要素计算

（1）平曲线要素的计算公式

（2）计算曲线的五个主点里程桩号：

JD1K0+762.826

-）T389.992

ZYK0+372.834

+）L778.407

YZK1+151.241

-）L/2389.203

QZK0+762.038

+）J/20.7885

根据此计算过程，将计算结果填入“直线、曲线及转角一览表”并作为绘制平面图的依据，具体计算结果见表2.2。

3）中桩敷设

在直线段上中桩的桩距为50m，曲线上中桩的桩距为20m,另外，必须标明的中桩包括起终点桩、公里桩、百米桩、平曲线控制桩以及地形、地物加桩。

2.2直线、曲线及转角表

交点号

交点坐标

转角值

曲线要素值（m）

N（X）

E（Y）

半径

缓和曲

切线

曲线

外距

校正值

线长度

线参数

长度

1

2

3

5

6

7

8

9

10

11

12

JD0

4010253.949

39497489.3

K0+000

4008172.624

39497208.02

K2+100.246

500

430.388

841.4531

48.1

19.323

4007180.135

39497696.2

K3+186.975

55′53.2″（Y）

447.214

275.97

547.8691

17.011

4.07

JD3

4006251.34

39497798.09

K4+117.272

2.4超高设计

根据现行《公路路线设计规范》规定，平曲线半径等于或小于250m时，公路曲线部分的路面根据圆曲线半径、交通组成等情况设置相应加宽。

由于本设计路段的圆曲线半径均大于250m，所以都不设置加宽。

当圆曲线半径大于不设超高最小半径（2500m）时，不用设置超高。

具体采用情况为：

JD1平曲线半径为R—1000m，设置超高；

JD2平曲线半径为R—1000m，设置超高，但应对相关知识进行了解。

无中间带道路的超高过渡方式有三种，分别是绕路内边线旋转，新建工程多用此法；

绕路中线旋转，此法多用于旧路改建工程；

绕路外边缘旋转，仅适用于某些改善路容的地点。

在确定超高值时应注意以下几点：

（1）高速公路、一级公路的超高横坡不应大于10%，其他各级公路不大于8%；

（2）在积雪、冰冻地区，最大超高不超过6%；

（3）各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值。

曲线的超高值见附表SIV-4。

3路线纵断面设计

3.1纵断面设计的原则及方法

3.1.1一级公路纵断面设计的总原则及方法

纵断面的设计标准规定如下：

1）由《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）相关规定知一级公路最大纵坡为4%，最小坡长250米，缓和坡段纵坡应不大于2%，最大容许合成坡度为10.0%，任意连续3000米路段范围内的平均纵坡不宜大于5.0%，凸形竖曲线最小半径4500米，极限最小半径3000米，凹形竖曲线最小半径3000米，极限最小半径2000米，竖曲线最小长度85米。

结合规范，本路段共设纵断面变坡点1个，为凹形竖曲线，其半径为40000米，最大纵坡为1.4199%，最小纵坡为0.508%；

最大坡长、最小坡长以及合成纵坡均符合标准。

长路堑以及横向排水不顺畅的路段均采用不小于0.3%的纵坡；

当采用平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。

2）一级公路最小坡长为250m。

3）坡长限制：

纵坡坡度≥3%，最大坡长不大于1100m。

纵坡坡度≥4%，最大坡长不大于900m。

纵坡坡度≥5%，最大坡长不大于700m。

纵坡坡度≥6%，最大坡长不大于500m。

4）满足视觉要求的最小竖曲线半径：

凸形竖曲线为12000m，凹形竖曲线为8000m。

5）凸形竖曲线半径一般最小值4500m，凹形竖曲线半径一般最小值3000m。

6）竖曲线最小长度为70m。

7）最大合成坡度10.0%，最小合成坡度为0.5%，平均纵坡不宜大于2%时不限制路段长度，大于时路段长度不超过一定值。

3.1.2纵断面的设计原则

1）纵面线形与地形相结合,视觉成视觉连续、平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。

2）应避免出现能看见近处很远处而看不见凹处的线形。

3）在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。

4）微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。

5）计算行车速度≥60km/h公路必须注意平、纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求。

6）平、纵配合协调应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性。

7）平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调。

8）平曲线与竖曲线应相互重合，平曲线略大于竖曲线。

9）平、纵面线形组合应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。

10）在直线段内不能插入短的竖曲线。

3.1.3平、纵线形设计应避免的组合

1）直线段内不能插入短的竖曲线。

2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。

3）避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。

3.1.4纵坡设计的一般要求

1）满足《公路路线设计规范》中有关纵坡的规定要求。

2）纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和过于频繁，应尽量避免采用标准中的极限值。

对一般公路，还应注意考虑运输、农业机械等方面的要求。

3）应综合考虑沿线的地形、地质、气候等情况，并根据需要采取适当的技术措施，以保证公路的稳定和畅通。

4）尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程造价。

结合工程实际，本路段主要考虑在不降低技术指标、平衡土石方、尽量减少工程量的原则下进行纵面线形设计,由于沿线的构造物对路线纵断面的影响不大，因此，本段的纵断面线形能很好地适应地形，技术指标较高，线形顺畅。

3.1.5本段实际设计结果

在本段有8个变坡点，坡度变化不大，平均纵坡小于2%，对坡长没有限制。

最大纵坡是3.924%，最小坡长180米。

竖曲线有凹形的和凸形，设计最小半径大于一般最小半径。

具体结果见竖曲线表。

3.2纵断面设计计算

3.2.1设计标高计算公式

坡线标高=变坡点标高+

或坡线标高=变坡点标高-

式中：

x——计算点到变坡点的距离，m

i——坡线的纵坡，%；

升坡段取正，降坡段取负

3.2.2竖曲线要素的计算公式

式中R——竖曲线半径，m

L——竖曲线的曲线长，m

T——竖曲线的切线长，m

E——竖曲线的外距，m

ω——两相邻纵坡的代数差，以小数计

h——竖曲线上任意点到切线的纵距

x——竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离，m

3.2.3竖曲线要素的计算

本路段共9个变坡点，以变坡点1为例计算竖曲线的要素，变坡点桩号为K0+450，高程为201.4117m，i1=--3.294%，i2=0.4327%，竖曲线半径R=4000m。

计算桩号K2+450的高程。

各变坡点竖曲线要素计算过程如下：

ω=i2-i1=0.004327-（-0.03294）=3.7267,为凹形

L=Rω=40000×

0.01928=228.92m

T=L/2=114.4m

=114.46×

114.46/（2×

40000）=1.858m

设计高程的计算

竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T=（K0+450）-114.4=K0+335.535

竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T=（K0+450）+114.4=K0+564.465

竖曲线起点高程＝208.96

桩号K2+450处：

横距：

x=（K0+450）-（K0+335.535）=114.4m

竖距：

=0.0008m

切线高程=208.96-114.4×

0.03294=201.4109m

设计高程=201.4109+0.0008=201.4117m

3.3纵断面图绘制

纵断面上的设计标高采用路中心线标高，按设计资料给定的中桩高程及对应的里程桩号，点绘出路线纵断面地面线。

按照上述原则和计算结果，进行纵坡及竖曲线设计。

在图上标明坡度和坡长、填挖高差、设计高程、地面高程、竖曲线位置及要素以及涵洞的设置位置、类型、孔数孔径。

在图框栏里标出直线、平曲线的平面形式。

平曲线左转为凹形曲线，右转为凸形曲线。

标明平曲线起终点及圆缓、缓圆、曲中点。

路面超高方式的绘制：

1）按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线路面横坡度为零。

2）绘制两侧路面边缘线，用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线，若路面边缘线高出路中线，则绘于基线上方，反之，绘于下方。

3）标注路拱横坡度：

向前进的方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。

算出超高起点至同坡度起点的长度。

连接曲线起点和超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度