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1、1 绪论 1.1 工程概况1.1.1 概述此次我的毕业设计题目是某二级公路AF段施工图设计，该路段全长2707.934m，路线按平原微丘区二级公路，路基宽12m，设计阶段为一阶段施工图设计，设计车速80km/h，线路起点高程256.3 m，终点高程226.9 m，高差29.4 m。全路段设三个平曲线，平曲线最小半径300 m，最大纵坡3.459%，凹竖曲线最小半径8000 m，凸形竖曲线最小半径12000 m。设计的主要内容是完成在指定的起终点之间的新建公路设计，在设计中，我严格按照我国颁布的公路工程技术标准、规范、准则来进行设计，并且参考了一些文献，运用所学知识努力完成设计。1.1.2 设计
2、原始资料 (1)一张地形图及电子图 (2)交通量:交通量年增长率为8%，近期交通量如表1.1所示。表1.1 交通量表车型交通量(辆/昼夜)车型交通量(辆/昼夜)三菱FR415300江淮HF150465东风SP9135B387江淮HF140A455五十铃NPR595G320五十铃EXR181L529轴重 20KN汽车780东风M340566(3)沿线自然情况某公路东南起丹东市古城镇，西北止于本溪市南芬。自然地理条件：设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏较大，地表植被为草地、树林，间有水塘、河流。 沿线所出自然区划为II2a区，属东部温润季冻区，该地区路面结构突出的问题是防止翻浆和冻胀。翻浆的轻
3、重程度取决于路基的潮湿状态，可根据不同的路基潮湿状态采取措施。该区采用稳定土已取得一定的经验。沿线地层为粉性土、砂类土及砂砾石，山地较强烈隆起。一般填方路段，中塑性粘土及高塑性粘土深5m，地下水位在地面线以下1.5m处；一般挖方路段，路表土为塑性粘土深2m，风化砂深5m，以下为砂岩。(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)有关资料由指导老师给定（如起、终点位置、等级、设计车速、交通量等）。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, 要求进行一阶段施工
4、图设计，并按照有关规范、标准完成路线线形设计、结构设计、土石方计算、并编制说明书。1.2.2 设计任务及内容完成在指定的起、终点(共2707.934m)的公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按公路等级二级公路,设计车速80km/h进行设计.设计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1:2000）(3)路基横断面设计图 （1km，比例 1:400）(4)路基标准横断面图(5)路面结构图(6)涵洞设计图（一道）(7)平面交叉设计示意图3)设计表格：(1)主要经济技术指标表(2)直线、曲线及转角表(全线)
5、(3)路线逐桩坐标表(4)路基设计表(1km)(5)路基土石方数量表(1km)(6)路基超高加宽表(1km)(7)每公里土石方数量汇总表(8)桥涵位置表(9)平面交叉设置表(10)路面工程数量表 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计算，路基排水设计。(3)路面设计：沥青混凝土路面设计。(4)平面交叉设计：路段进行平面交叉设计。(5)涵洞设计：完成一座涵洞设计。1.3 主要技术标准设计速度：80km/h的二级公路设计标准由公路路线设计规范3 查得，现列表如下：表1.2 主要设计标准规范标准二级公路设计速度（km/h）80
6、路基宽度（m）一般值12最小值10车道宽度（m）3.75路肩宽度（m）右侧硬路肩一般值1.50最小值0.75土路肩一般值0.75最小值0.50圆曲线最小半径（m）一般值400极限值250最大纵坡（）5最小坡长（m）200最大坡长（m）3110049005700竖曲线最小半径（m）凸形一般值4500极限值3000凹形一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）70停车视距（m）160会车视距（m）不小于320超车视距（m）3501.4 主要设计指标(1)公路等级：二级公路(2)设计速度：80km/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%，算知道设计基
7、准期内设计车道标准荷载累计作用次数为930.73万次，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+000.000 设计高程：256.3m终点桩号：K2+707.934 设计高程：226.9m2 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，美观舒适，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
8、、建筑材料等自然条件，同时对平、纵、横三方面进行终合考虑，协调一致，使平面线形与纵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联系和心里的协调，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，逐步实行标准。2.1.1 平原微丘地形(1)平原，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100m以下。设线一般不受地形限制。(3)河湾顺适，地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷
9、地形。河床坡度大部分在5度以下，地面自然坡度在20度以下。沿河设线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏。2.1.2 平面选线选线基本原则10(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，再多方案论证，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，并有利于养护。(3)选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，少拆房屋，并应尽量不占高产田，经济作物田或穿过经济林园等。(4)路线在政治、经济、国防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
10、路、航道、空运等交通网系中的作用，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。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
11、经济相结合的原则。干线应尽量避开穿过城镇，较密集的居民点等，可采用修支线的方法予以连接。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)路线起点除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必须做出按路线方按和近期实施的具体设计。(2)视觉良好，路线平、纵、横各组成部分空间充裕。(3)线形流畅，景观协调，行车安全，舒适，应使驾驶者在视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能急时采取安全措施。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、心理状态等合理布设。但是直线
12、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度的转角时则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。一般公路圆曲线应综合考虑设计原则，本段共设3个圆曲线。表2.1 平曲线设置表序号交点桩号转角值（）半径（m）缓和曲线长度（m）JD1K0+358.823右555602.8300100JD2K1+097.540左240822950120JD3K1+661.509右32
13、0541.68931002.3 平曲线设计2.3.1 设计的考虑因素：1)同向、反向曲线间的直线要满足最长和最短长度的要求；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，选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)设计曲线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)线形缓和，使离心率的变化在一
14、定范围内；(3)给驾驶员留足够的操作时间；(4)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的值在R/3R之间）。2.3.2 平曲线计算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、以及交点间距。路线与X轴的夹角：路线的方位角：象限：= 象限：=-象限：=+ 象限：=2-交点间距：计算路线的转角： 当为正时为右转，为负时为左转。例：QD（527196.000，486875.000）、JD1（527007.5536，487180.3558）1 =581911对于实地定线来说，平曲线设计的主要工作是曲线要素的计算。2.3.3平曲线要素的计算范例 曲线敷设及桩号计算：(1)平曲线要素的计算公式： (m) （2.1） (m ) （2.2） （2.3） (m) （2.4） (m)
