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1、第1章 绪 论11 设计的目的与实际意义本设计的目的在于使学生可以对的运用已学过的道路勘测设计、路基工程、路面工程、桥梁工程、公路工程概、预算等理论知识和专业知识、根据给定的条件和设计规定综合地解决公路中的线形设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计以及公路工程概预算文献编制等问题。在指引教师的指引下，通过该设计，巩固所学的理论知识，初步掌握公路设计的基本理论、措施和技能，提高和培养学生的计算、绘图、使用现行公路工程多种有关的规范、原则查阅收集有关资料，理论联系实际及解决实际问题的能力。12 设计内容与规定1.2.1 设计内容：(1)道路技术级别的拟定：根据设计公路规定的交通量及其使用任务和性质，
2、拟定公路级别。 (2)路线方案的拟定：结合沿线地形，地质，水文，气象等自然条件与重要技术指标的应用进行路线方案的论证，拟定合理的设计方案。(3)都市道路技术原则的拟定(4)都市道路平面设计(5)都市道路纵断面设计(6)都市道路横断面设计，土石方数量计算与调配(7)都市道路路面设计：路面级别拟定，构造组合设计，厚度计算1.2.2 设计规定：(1)施工图设计精确、线条清晰、图面整洁，装订成册（图幅尺寸：420297）。(2)计算书整洁清晰、计算全面、精确。(3)准时完毕设计任务。第2章 设计基本资料21 工程选址荆州市飞达路都市道路的建设是为了加快都市周边小城乡的建设步伐，加速推动城乡一体化。此条
3、都市道路的建设将连接上吉岭库区范畴内湖石村和铁丝坳两个组团，可以完善此区域内都市道路网，以适应区域内交通量日益增长的需要，它的立项建设对于增进区域内经济发展将起到巨大的推动作用。2.2 沿线自然资料设计路段工程所在区域内地形以山沟、中低山、丘陵为主，山沟海拔高度90100m，山岭海拔高度一般在100140m，地形坡度一般在25o60o。山沟地表植被为耕地，山岭区被森林覆盖，间有低洼水塘和湿地。该公路自然区划属5区，即东南湿热区，季节分明，春雨秋干，冬冷夏热。全年平均气温18.4度，最热月平均气温30.6度，最冷月平均气温6.3度，年极端最高气温43.1度，年最低气温-8.7度；年平均降雨量11
4、13.1mm，年最大降雨量1434.6mm；年平均气压1010.1hpa；年平均日照1577小时；最冷月平均相对湿度82%，最热月平均相对湿度74%，平均最大冻深不不小于10cm。全线地质条件良好，土壤为粉质中液限粘土。2.3 设计根据（1）都市道路交通规划设计规范（GB50220-95）,（2）都市道路设计规范（CJJ3790）（3）公路路线设计规范（JTG D20） （4）公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）（5）公路沥青路面设计规范（JTG D50）（6）公路路基设计规范（JTJ01395）（7）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-）（8）公路隧道设计规范（JTG D70）（9
5、）都市桥梁设计荷载原则（CJJ7798）2.4 重要设计技术原则工程采用建设部颁发的都市道路设计规范（CJJ37-90）都市主干路II级原则进行设计。双向2车道，计算行车速度40公里/小时，车行道路面宽度36m，设计年限；路面荷截原则：BZZ-100（双轮组单轴100KN原则轴截）；桥涵设计荷载城A级，人群荷截3.5kN/m2，设计洪水频率百年一遇。2.5 重要设计内容设计内容重要涉及选线与总体设计、平纵横线形设计、市政管线设计、平面交叉设计、路基路面构造设计、道路构造物设计和隧道桥涵设计。（1）选线与总体设计选线与总体设计是指根据在前期社会调查中获得的数据，拟定出某些较为科学合理的路线选择方
6、案，在社会公平性和经济效益性间进行权衡，综合各方面的因素并根据特定的指标进行方案比选，最后拟定推荐方案。（2）平、纵、横线形设计平纵横线形设计涉及：（a）拟定都市道路的平面线形；（b）横断面的形式、布置和各部分构成以及加宽和超高设计；（c）纵断面线形设计；（d）平纵组合线形设计。在进行平纵横线形设计时，应当考虑到土石方的挖填方量，并进行土石方挖填总量计算，定制出调运安排筹划。（3）市政管线设计市政管线设计是指按照都市道路规定设计布置给水、雨水、污水、电力、综合通信和照明等管线。（4）平面交叉设计平面交叉设计涉及交叉口平面布置、交通工程设计和交叉口竖向设计。（5）路基路面构造设计路面构造设计按照
7、公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）、公路沥青路面设计规范（JTG D50）的规定和原则进行设计。沥青混凝土路面，设计年限为8年，原则轴载采用BZZ100，以路表容许弯沉值和层底拉应力控制路面整体强度。 水泥混凝土路面，设计年限为，以100kN的单轴双轮组荷载作为原则轴载，并以荷载疲劳应力和温度疲劳应力进行验算。路基填方段土质边坡一般采用1：1.5，挖方段边坡采用1：1，并视填挖高度，相应的设立防护坡道或碎落台。（6）道路构造物设计在本条都市道路设计中，道路构造物设计重要涉及挡土墙设计和边坡防护和边沟、截水沟设计。2.6 提交成果（1）毕业设计阐明书（2）英文文献翻译（3）工程图纸，涉
8、及：线路平面设计图（计算机绘制设计路段线路平面图）；路基纵断面设计图（计算机绘制设计路段纵断面图）；路基横剖面设计图（计算机绘制代表性横断面图）；路面构造设计图（计算机绘制路面构造横断面图）。2.7 计算机辅助设计（CAD）工具鸿业市政道路CAD软件； 都市道路规划是都市规划的重要构成，它受到所规划都市其规模、人口、都市布局、都市环境以及都市土地使用等重要因素的制约和影响。而与此同步，都市道路的建设也会反过来影响道路附近区域的功能和发展。都市道路选线和平面设计将直接关系到道路的建设费用、施工技术和难度、后期的运营维护和服务水平。合理的路线选择将发挥出良好的经济效益和社会效益。因此说，选择路线方
9、案是路线设计中最主线的问题。都市道路工程所在区域地形高下起伏较大，平坦开阔的区域小，狭长的山沟较多，为典型的山区都市道路。山区都市道路一方面增长了都市道路设计的难度，另一方面也为都市道路发明丰富多样的都市景观提供了有利空间。在进行山区都市道路设计时，应当坚持“安全、环保、以人为本、可持续发展”等适应时代潮流的设计理念，力求道路的“绿色与和谐”。第3章 选线和平面设计3.1 山区都市道路的特点随着经济和工程技术的迅速发展，都市建设正逐渐挣脱地理位置和地形地貌的束缚，越来越多的都市将都市开发的触角伸入到周边的山地和丘陵区域。山区都市道路道路走向多沿坡地或山体蜿蜒而上，因此是山地的自然地形条件决定了
10、山地道路的外在形式。山地的道路形态具有立体、自由、多向的特性，外观层次感较强，空间变化丰富多样。与一般的都市道路相比，山区都市道路兼具都市道路和山区公路的特点，总结如下：（1）地质人文状况复杂山区植被茂盛，森林覆盖率高，地形复杂多变，地质状况也因地形的特殊而千差万别。一般而言，山区更容易浮现塌方、地质层断裂和溶洞等不良地质区域。加之暴雨等气候条件的影响，山区容易发生洪涝灾害，甚至浮现山体坍塌、滑坡、泥石流等次生灾害，这些灾害将会给人民的生命财产构成巨大地威胁并也许导致重大损失。因此，山区都市道路的立项、设计、施工、运营、维护都必须严格遵循有关的规范规定，贯彻“安全、人文、可持续发展”的理念和原
11、则，才干设计出放心路、安全路、舒服路。（2）线路选择状况复杂 线路总体设计直接决定了山区都市道路的工程造价和工程质量。在地形地质条件复杂多变的山地城乡区域中选择一条合理的线路是一项十分具有挑战性的工作。一方面必须考虑地形地质等自然因素，另一方面又要考虑线路作为都市道路所应具有的的便捷性和高效性等经济因素。在设计山区都市道路时，应当灵活运用多种设计措施，既注重与地形的结合，又不至于太受地形的束缚，可选择穿山隧道、盘山道、之字形线路等特殊道路线形。（3）自然和生态环境复杂 山区都市风景秀丽，植被丰富，动植物资源呈现出多样性，比起平原区的都市，山区都市的自然环境和生态资源一般要好，但是山区都市环境稳
12、定性较低，一旦遭到地质灾害等破坏则影响范畴较广，且不易恢复。山区都市道路按照其线路走向和形态一般可分为傍山段、路堑段、高架道路和穿山隧道等，不同的道路形态对山地生态系统的分割、扰乱和破坏限度也不尽相似，在进行设计时，应当根据具体状况制定保护方案，在最大限度上保持原有的生态环境，为山区都市保存更多的自然生态空间。山区都市道路途径或跨越河流水库时，应采用有效措施减少道路施工和后期运营对水体的污染，如果水体为饮用水源，则必须高度注重并采用特别措施保护。（4）交通构成和性质复杂山区都市用地分散，都市形态一般为多中心组团或者带状构造，人口密集，都市用地紧张。对于多中心组团式都市而言，连接组团的山区道路交
13、叉口较少，车辆运营速度较高，对线形有一定的规定。由于地形起伏较大，道路选线时为了减小纵坡坡率，一般结合地形，沿山麓、谷地或河岸布置，或者延长道路长度来克服自然高差，因此道路线形蜿蜒曲折，没有一定的几何形状，因而道路非线性系数较大，车辆绕行距离远。同步，对中小城乡而言，都市交通构成复杂，机动车和非机动车混合严重，在设计时必须加以考虑。（5）市政管线布置复杂 山区都市道路由于地形高下起伏，自然高差大，道路弯曲无固定形态，道路路幅较窄，这些因素给市政管线的布置带来了很大的难度。在山区布置市政管线，应当合理运用高差，坚持一体化原则，注重管线布局的均衡性，同行业管线共用通道，协调竖向规划与排水专业规划，
14、从综合角度评估专业管线途径。3.2 山区都市道路设计原则和措施山区都市道路选线应注意：（1）充足运用地形条件，减少工程造价路线敷设应跟随处形的变化，在拟定路线平、纵线型时，应注意横向填挖的平衡。横坡较缓的地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基。必须注意到边坡的开挖高度，避免高边坡失稳。同步，还应注重纵向土石方平衡，减少借方与废方。（2）平、纵、横应综合设计不能仅关怀纵坡坡度，过度使纵坡平缓，减少道路的平面线形原则，而使路线过于弯曲。也不能只考虑平面的直捷和纵面的平缓，导致高填深挖，工程量过大；或者只注重经济效益，过度地迁就地形，使得在平、纵面的设计中过
15、多地采用极限或接近极限的指标。（3）避免深挖高填当线路通过高台地或垭口时，应结合地质和水文条件，在深挖方案和隧道方案之间进行比选，综合考量施工、运营、景观、环保等因素，挑选出合适的方案。（4）应以曲线形设计法为主一般而言，在都市道路的规划工作中，道路线形设计理论与措施多采用“直线型设计措施”，先定出直线的方向和位置，拟定交点，再敷设曲线。随着越来越多的都市道路提高对线形的规定和规划控制的精确度，老式的直线型设计措施暴露出诸多缺陷和局限性，已不适应现代山区都市道路的设计工作，具体表目前：难以充足、合理地运用圆曲线和缓和曲线；难以解决复杂多变的几何线形；难以满足地形地物的约束条件。因此，在山区都市道路设计中，应当逐渐完善和推广曲线形设计措施，以曲线为主，直线为辅，如拟合措施和综合措施等。3.4平面线形设计与纸上定线3.4.1 道路的圆曲线和平曲线设计道路平面线形的三要素为：（1）直线零曲率线（半径无穷大）；（2）圆曲线恒曲率线（半径为常数）；（3）缓和曲线（回旋线）变曲率线。道路为了绕避地面障碍、运用地形，通过必要的核心控制点，致使在平面上浮现转折。在路线
