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1、长安大学继续教育学院本科毕业设计计算说明书長安大學继续教育学院本科毕业设计计算书二 0 一 三 年 五 月長安大學继续教育学院本科毕业设计计算书学生姓名： 学 号： 指导教师：二 0 一 三 年 五 月第1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
2、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
3、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。(2) 运输车辆的车型结构不合理，技
4、术性能还较差(3) 运输生产的效率，效益较低；(4) 运输经营组织与管理的手段还比较落后，经营主体结构不合理，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；
5、(4) 在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统；(5) 运输组织方式按生产力水平分层发展。(6) 逐步加强运输规划，使公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来，同时还根据效率与效益原则，把运输服务向纵深推进。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路设计系统软件，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，铁路设计和管道工程领域。纬地道路设计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，
6、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，纬地道路设计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2章 道路类型、等级的确定和技术标准论证2.1 道路类型及等级论证 根据本路段OD调查和各交通观测站历年观测资料分析，2012年平均日交通量组成如表1.1所示。由资料可知，年平均增长率为4.0%，本路段设计年限按n=15年计算。表1.1 交通量组成车 型相当型号交通量（单位：辆/日）折算系数小汽车跃进N
7、J13112841.0载重汽车东风EQ1402491.5解放CA10B2911.5黄河JN1502912.0 据相关交通量计算规定：畜力车、人力车、自行车等非机动车，在设计交通量换算中按路侧干扰因素计；一、二级公路上行驶的拖拉机按路侧干扰因素计，三、四级公路上行驶的拖拉机每辆折算为4辆小客车。所以，本路段2011年平均日交通量为 ADT=12841.0+5401.5+2912=2676(pcu/d)故设计交通量 AADT=ADT(1+r)n-1=2676（1+0.04）10-1 =3809(pcu/d)所以根据公路工程技术标准(JTG B012003),双车道三级公路能适应将各种汽车折合成小客
8、车的年平均日交通量为2 0006 000辆，所以本公路应选双车道三级公路。2.2 道路技术标准论证2.2.1 设计速度论证 按照公路路线设计规范，由于本路段处于丘陵地区，而且其在路网中主要起集散作用，混合交通量特征明显，且设计为三级公路，故采用的设计行车速度40km/h。2.2.2 平面线形标准论证 按照公路路线设计规范(JTG D202006)确定平曲线线形标准，主要包括各种曲线线形、半径、长度和直线长度、超高等规定的取值范围。二级公路的平曲线要素有直线、圆曲线、回旋线三种。 2.2.2.1 直线长度论证直线长度的最大值应有限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观的单调之缺陷，应结合具体的情况
9、采用相对应的技术措施，直线线形不宜过短。公路工程技术标准(JTG B01-2003)规定当设计速度不小于40km/h 的公路，最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制；同向曲线的最小直线长度以不小于行车速度(km/h)的6倍为宜，反向曲线的最小直线长度以不小于行车速度(km/h)的2倍为宜。该二级公路的设计车速度为40km/h，所以最大直线长度为830m，同向曲线的最小值为240m，反向曲线的最小值为80m。2.2.2.2 曲线线形论证曲线要素的组合类型主要有基本形，S 形，卵形，凸形，复合形，C 形。其中，基本形曲线组合按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线顺序组合，回旋线，圆曲
10、线，回旋线的长度之比为1:1:11:2:1，同时还应满足基本形曲线的几何条件：。S型曲线是将两个反向曲线以回旋线连接组合，在S型的两个反向回旋线以径相连接为宜，两个反向回旋线之间不设直线，在不得已插入直线时，必须尽量短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式： (m) L反向回旋线间的短直线或重合段的长度(m) A1,A2回旋线参数，并且S型两曲线的半径之比不宜过大，宜为R1/R2=11/3(式中：R1为小圆的半径，R2为大圆的半径) 。 卵型曲线组合是同一个回旋线连接两个同向曲线的组合，且必须满足以下的条件：R1/2=A=R20.2=R1/R2=0.8 0.003=D/R1=0.03 式中：
11、R1为小圆半径，R2为大圆半径，A为回旋线参数，D为两曲线之间的最小距离(m)。凸型曲线为两个同向回旋线间不插入圆曲线而设的衔接。 复合型曲线为两个以上的同向回旋线在曲率相等处互相连接的形式，两回旋线参数之比为A1:A2=1:1.5。 C型曲线指同向曲线的两回旋线在曲率为零处径向连接的组合形式。2.2.2.3 曲线的半径和长度论证标准规定当设计速度为40km/h 时，圆曲线的一般最小半径为100m，极限最小半径为60m，不设超高的最小半径为350m（路拱2 ）和450m（路拱2 ）；当直线与半径小于350m的圆曲线相连接时，应设置缓和曲线，缓和曲线长度的一般最小值为35m，选用圆曲线半径时，在
12、与地形等条件相适应的前提下，应尽可能的采用大的半径，但曲线的最大半径不宜超过10000m。2.2.2.4 超高和加宽的规定取值范围论证根据公路路线设计规范的规定，在设计速度为40km/h时，当曲线半径小于不设超高圆曲线的最小半径350m（路拱2 ）和450m（路拱2 )时，应在圆曲线上设超高。规范规定当圆曲线的半径小于250m 时，需要设置加宽。由于本设计的曲线半径均大于250m，所以在本设计中不需要加宽。 2.2.3 竖曲线要素标准论证2.2.3.1 坡长论证我国标准规定，设计速度40km/h的公路坡长的最小值为120，不同纵坡的最大坡长也有限制。如表1.2： 表1.2 纵坡的最大坡长坡度(
13、%)3456789最大坡长11009007005003002.2.3.2 纵坡论证纵坡论证包括最大纵坡和最小纵坡论证。确定最大纵坡时，要综合考虑汽车的动力特性、道路等级和自然条件等各方面的因素，标准规定在设计速度为40km/h时，最大纵坡为7。最小纵坡为纵向排水需要也有一定的限制，在挖方路段、设置边沟的低填方路段和其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3 的纵坡（一般情况以不小于 0.5 为宜）。2.2.3.3 竖曲线最小半径及最小长度论证 由缓和冲击、行驶时间以及视距要求三个限制因素，可计算出各设计速度 时的凸形竖曲线最小半径和最小长度。我国标准规定，当设计速度为40km/h时，凸形竖曲
14、线最小半径的一般值为700m，极限值为450m，且凸形竖曲线最小长度一般值为90m，极限值为35m；凹形竖曲线最小半径的一般值为700m，极限值为450m，凹形竖曲线最小长度同凸形竖曲线。竖曲线半径一般情况下取大于一般最小半径为宜。2.2.3.4 视距长度论证汽车在行驶时，驾驶员自看到前方有障碍物时起至到达障碍物前安全停止所需的最短距离叫停车视距。设计速度为40km/h时的停车视距为40m。2.2.4 横断面的技术标准论证2.2.4.1 行车道数目及宽度论证三级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。根据交通量的调查和服务水平的确定，此路确定为双向两车道。三级公路的行车
15、道宽度为7.0m，每个车道宽为3.5m。2.2.4.2 净空高度论证我国载重汽车的装载高度限制为4.0m，外加0.5m的安全高度，一般采用不小于4.5m的净高。考虑大型设备运输的发展、路面积雪和路面铺装在养护中的加厚等因素，规定二级公路的净高为5.0m。一条公路应采用同一净高。2.2.4.3 路基路面的宽度论证路基路面的宽度主要取决于车道数和每个车道的宽度。公路路基的宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道和紧急停车带时，尚应包括这部分的宽度。设计速度为40km/h的二级公路路基宽度的一般值为8.5m。行车道宽度外设置土路肩，其宽度为0.75m。2.2.4.4 路拱横坡和路肩横坡度论证为了排除路面的积水，将路面做成中间高两边低的拱起形状，即
