廣西南寧地區(qū)新建K0+000～K3+678.517段三級公路設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)地區(qū)位于廣西南寧10和11，通過交通量的計(jì)算可知設(shè)計(jì)公路等級為三級公路，設(shè)計(jì)車速為40km/h，公路全長3678.517m，該設(shè)計(jì)采用雙向雙車道，路基寬度為8.5m。平面線形設(shè)計(jì)共有7個(gè)交點(diǎn)，其中5個(gè)交點(diǎn)需要設(shè)置緩和曲線，曲線最小半徑為150m，JD6到JD7設(shè)置“S”型曲線；縱斷面共有4個(gè)變坡點(diǎn)，其中豎曲線最小半徑1500m，豎曲線最大半徑2300m，最小縱坡0.762%，最大縱坡2.61%；橫斷面加寬超高部分為JD3、JD4、JD5、JD6、JD7五個(gè)彎道，在K0+000~K1+000進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)和土石方調(diào)配；道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用瀝青路面，上層為SMA-13（改性瀝青），下層為AC-20（90號道路石油瀝青）；在涵洞部分選擇鋼筋混凝土蓋板涵。設(shè)計(jì)了三個(gè)涵洞，其中以一個(gè)為例解釋說明設(shè)計(jì)原理及計(jì)算。關(guān)鍵詞：公路等級、路線設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)DesignofClassIIIHighwayinNanning,GuangxifromK0+000toK3+678.517Abstract:ThedesignareaislocatedinNanning,Guangxiatstations10and11.Accordingtotrafficvolumecalculations,thedesignedroadgradeisaClassIIIhighwaywithadesignspeedof40km/h.Thetotallengthoftheroadis3678.517m,designedasatwo-waytwo-laneroadwitharoadbedwidthof8.5m.Thereare7intersectionsinthehorizontalalignmentdesign,with5requiringtheplacementoftransitioncurves.Theminimumradiusofthesecurvesis150m,withan"S"curvesetbetweenJD6andJD7.Inthelongitudinalprofile,thereare4pointsofchangeinslope,withverticalcurveradiirangingfrom1500mto2300m,andgradientbetween0.762%and2.61%.ThewidenedsuperelevationsectionsareatJD3,JD4,JD5,JD6,andJD7.Cross-sectiondesignandearthworkallocationarecarriedoutfromK0+000toK1+000.Theroadstructuredesignutilizesanasphaltpavement,withSMA-13(modifiedasphalt)asthetoplayerandAC-20(No.90roadpetroleumasphalt)asthebottomlayer.Reinforcedconcreteslabculvertsarechosenfortheculvertsections.Threeculvertsaredesigned,andoneisdetailedtoexplainthedesignprinciplesandcalculations.Keywords:roadgrade,routedesign,pavementdesign目錄TOC\o"1-3"\h\u242311緒論 1241231.1道路設(shè)計(jì)的目的和意義 198291.2設(shè)計(jì)內(nèi)容和成果提交 184221.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 13451.2.2成果提交 2218341.3公路周邊自然環(huán)境 225702交通量計(jì)算和公路等級確定 4268152.1交通量計(jì)算 4270602.1.1交通參數(shù)的確定 450672.1.2計(jì)算交通量 5169172.2公路等級確定 5223343公路平面設(shè)計(jì) 616943.1選線和定線 6325403.1.1選線原則 6184833.1.2選線方案對比 6168683.1.3路線方案匯總 8204483.2平面線形設(shè)計(jì) 917763.2.1設(shè)計(jì)要求和原則 920853.2.2交點(diǎn)間距、方位角和轉(zhuǎn)角 10299593.2.3曲線要素 13291353.2.4主點(diǎn)樁號 15128913.2.5逐樁計(jì)算 1621724公路縱斷面設(shè)計(jì) 21188164.1縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定 21235974.1.1縱坡 218094.1.2曲線要求 2242564.2豎曲線要素計(jì)算 23170614.2.1變坡點(diǎn)計(jì)算 23144104.2.2豎曲線高程計(jì)算 2590765公路橫斷面設(shè)計(jì) 28286955.1橫斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定 28185515.1.1橫斷面組成 2826705.1.2技術(shù)指標(biāo)確定 2844705.2曲線加寬 29192045.3橫斷面超高 34210205.3.1超高標(biāo)準(zhǔn) 346355.3.2超高計(jì)算 35157715.4土石方調(diào)配 3940785.4.1調(diào)配原則 3952635.4.2調(diào)配計(jì)算 39163356路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41201866.1設(shè)計(jì)資料 41314276.2交通參數(shù)分析 4224546.2.1車輛類型 4231766.2.2交通荷載等級確定 423266.2.3確定公路TTC分類 43187176.3軸載分析 44253326.4路面結(jié)構(gòu)方案擬定 45213236.5路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 45212167涵洞設(shè)計(jì) 489637.1涵洞設(shè)計(jì)原則 48158407.2涵洞設(shè)計(jì) 48220547.2.1設(shè)計(jì)資料 48293607.2.2流量計(jì)算 493717.2.3確定孔徑 49109357.3排水概述 4926164總結(jié) 519748致謝 521759參考文獻(xiàn) 531緒論1.1道路設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯的最后一課，也是自己對學(xué)習(xí)的一次總結(jié)，我們要將課本知識與實(shí)際數(shù)據(jù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一條經(jīng)濟(jì)又符合規(guī)范的公路，這不僅是對知識掌握的考驗(yàn)，也是對未來工作奠定基礎(chǔ)，擁有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)才能勇攀高峰。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容和成果提交1.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.2成果提交1.3公路周邊自然環(huán)境本次公路設(shè)計(jì)地點(diǎn)位于廣西南寧地區(qū)，地處北回歸線以南，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，常年氣溫較高且沒有寒季。風(fēng)景優(yōu)美，氣候宜人，就算到了冬季也處于零攝氏度以上，在夏季或秋季季風(fēng)氣候旺盛時(shí)，偶爾會出現(xiàn)臺風(fēng)也不會造成較大的破壞。路線所處地區(qū)面向海洋，這就導(dǎo)致該地區(qū)降水較多，空氣濕度偏高，在暴雨多發(fā)時(shí)期，土壤松散的丘陵有可能形成山體滑坡，山谷之間容易形成流量較大的河流。也因?yàn)樵摰貐^(qū)的氣候特點(diǎn)，田地、村莊和水利建筑設(shè)施較多，徑流量大帶來了充足的水產(chǎn)，降水豐富讓該地區(qū)農(nóng)作物達(dá)到兩期乃至三期收成。路線所經(jīng)地區(qū)以丘陵、低山和平原為主，低山和丘陵之間蜿蜒曲折，降水量大造成山體多溝谷，每逢暴雨雨水就會沿著溝谷匯聚在山腳，形成的河流穿過田野和村莊，在一些平原低洼地方形成湖泊。2交通量計(jì)算和公路等級確定2.1交通量計(jì)算2.1.1交通參數(shù)的確定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)REF_Ref10122\r\h[1]規(guī)定各汽車車型及折算系數(shù)見表2.1。XE"1"XE"1"表2.1各級公路車輛折算系數(shù)車型編號代表車型折算系數(shù)車種說明1小型車1.0座位≤19的客車及載質(zhì)量≤2t的貨車2中型車1.5座位＞19的客車及2t＜載質(zhì)量≤7t的貨車3大型車2.57t＜載質(zhì)量≤20t的貨車4特大型4.0載質(zhì)量＞20t的貨車車型輛/日小型車600中型車100大型車100特大型Ⅰ（載重150KN）50特大型Ⅱ（載重200KN）50特大型Ⅲ（載重300KN）50表2.2交通量組成除折算系數(shù)外，還有以下數(shù)據(jù)：1.預(yù)測交通量年平均增長率：各種機(jī)動車γ=10.5%；各種非機(jī)動車6％。2.預(yù)測道路年限：道路使用年限按15年；路面設(shè)計(jì)年限按12年。 2.1.2計(jì)算交通量初始年交通量：（輛/日）遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限交通量：（輛/日）2.2公路等級確定根據(jù)設(shè)計(jì)REF_Ref12558\w\h[2]規(guī)定，三級公路的年平均日設(shè)計(jì)交通量應(yīng)該為2000到6000輛小客車，由上得出的設(shè)計(jì)交通量確定，本次設(shè)計(jì)的公路等級為三級公路，所對應(yīng)的設(shè)計(jì)車速為40km/h。3公路平面設(shè)計(jì)3.1選線和定線3.1.1選線原則選線前先進(jìn)行讀圖，充分了解地形圖上不同標(biāo)志所代表的相應(yīng)事物，避免在選線時(shí)遇到違背其他原則卻不自知的情況，讀圖后可以標(biāo)注出需要注意的事物，例如河流等，以便在選線時(shí)有所考量。選線時(shí)要嚴(yán)格按照任務(wù)書所給出的規(guī)范出處進(jìn)行，要在地形圖上選取兩條以上起始點(diǎn)和終點(diǎn)相同的路線，從其中擇優(yōu)選定，避免在后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)檫x線不符合規(guī)范而從頭開始。路線選取時(shí)應(yīng)盡量避開村莊、田野和池塘等涉及拆遷占地的地區(qū)，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，可以靠近但不能穿過，以達(dá)到降本增效的原則。3.1.2選線方案對比廣西南寧地區(qū)地勢復(fù)雜，本次選線地形圖內(nèi)以低山和河流為主，在較為平坦的地形處，又有村莊、池塘和田地，想要完成選線只能選擇部分地區(qū)進(jìn)行占地拆遷或者翻越大山?？紤]到設(shè)計(jì)公路的坡度，本線路選擇在避無可避的地方適當(dāng)占地，由此選出了兩套路線方案。如圖3.1路線設(shè)計(jì)圖（上）所示。方案一：QD-JD1-JD2-JD3（紅線）線路穿過農(nóng)田和溝谷，設(shè)置交點(diǎn)3讓后線路遠(yuǎn)離高差較大的低山，但占據(jù)了部分田地。方案二：QD-JD1-JD2（黑線）線路穿過溝谷，與部分田地相鄰但不占用，距離高差較大的低山相比更近。圖3.1路線設(shè)計(jì)圖（上）如圖3.2路線設(shè)計(jì)圖（中）和圖3.3路線設(shè)計(jì)圖（下）所示。方案一：JD4-JD5-JD6-JD7-JD8-JD9-ZD（紅線）線路穿過平原、河流、村莊、池塘和田野，路線曲折且交點(diǎn)6和交點(diǎn)7直線較短。方案二：JD3-JD4-JD5-JD6-JD7-ZD（黑線）途經(jīng)低山、田野、河流和池塘，線路在經(jīng)過低山時(shí)高差變化較大。圖3.2路線設(shè)計(jì)圖（中）圖3.3路線設(shè)計(jì)圖（下）3.1.3路線方案匯總表3.1路線匯總項(xiàng)目路線1路線2路線長度3985.7613777.074線性圓曲線半徑較小，線形較差圓曲線半徑較大，線形較好交點(diǎn)數(shù)量97最大轉(zhuǎn)角度數(shù)73°19′10.2′′66°3′59.5′′最小轉(zhuǎn)角度數(shù)16°7′45.8′′17°25′38.1′′最大縱坡2.48%2.61%最小縱坡0.762%0.762%變坡點(diǎn)數(shù)量54最大曲線半徑600800最小曲線半徑90150最大緩和曲線85100最小緩和曲線5560工程造價(jià)相近（填挖少路線長）相近（填挖多路線短）（續(xù)表3.1）項(xiàng)目路線1路線2線形一般（部分轉(zhuǎn)折較大）好（無大轉(zhuǎn)折）鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃好（靠近村莊）一般（相較更遠(yuǎn)）視覺一般好安全安全（滿足要求）安全（滿足要求）施工難度一般一般土石方與方案二黑線相近與方案一紅線相近施工影響影響小影響小綜合評價(jià)一般好因?yàn)榈匦螆D錯(cuò)綜復(fù)雜，所以兩個(gè)線路方案難免要穿過田地和池塘，但相比較下還是方案二的黑線是更好的，無論在設(shè)計(jì)時(shí)的線形還是施工時(shí)的造價(jià)，方案二顯然更加貼合經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，所以在查看規(guī)范REF_Ref16317\r\h[3]之后，我們最終決定選擇使用方案二的黑線，期望達(dá)到更少的工程量和更少的造價(jià)。3.2平面線形設(shè)計(jì)3.2.1設(shè)計(jì)要求和原則設(shè)計(jì)平曲線時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)公路等級相應(yīng)的設(shè)計(jì)車速進(jìn)行，本次設(shè)計(jì)通過交通量計(jì)算得知公路為三級公路，設(shè)計(jì)車速40km/h。設(shè)計(jì)平曲線時(shí)，直線段的最短長度根據(jù)曲線之間朝向不同而不同，例如同向曲線之間直線段需要達(dá)到設(shè)計(jì)車速的6倍，也就是240m，反向曲線則是2倍的設(shè)計(jì)車速，也就是80m。設(shè)置曲線段時(shí)，受到地形或者路線條件影響，根據(jù)曲線同向或者反向的不同，同向可以設(shè)C型曲線或者卵形曲線，而反向可以設(shè)為S型曲線。設(shè)計(jì)平曲線時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)車速平曲線半徑至少60m，而且平曲線的長度不能少于70m，若平曲線半徑不夠大還要設(shè)計(jì)緩和曲線，長度不能少于40m。設(shè)計(jì)平面線形要在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，盡可能的保證線形優(yōu)美、整體流暢，流暢優(yōu)美的線形會給駕駛?cè)肆己玫鸟{駛體驗(yàn)。3.2.2交點(diǎn)間距、方位角和轉(zhuǎn)角選線時(shí)，由地形圖坐標(biāo)測量計(jì)算可得各交點(diǎn)坐標(biāo)，如表3.2所示：表3.2交點(diǎn)坐標(biāo)表單位（km）xyQD5.26634.738JD15.01435.096JD24.98735.900JD35.06836.192JD44.78636.488JD54.87236.958JD65.20037.315JD75.14237.645ZD5.57837.938QD→JD1：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：JD1→JD2：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：JD2→JD3：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：JD3→JD4：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：JD4→JD5：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：JD5→JD6：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：JD6→JD7：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：JD7→ZD：交點(diǎn)間距：象限角：方位角：轉(zhuǎn)角：3.2.3曲線要素本次設(shè)計(jì)三級公路，按照設(shè)計(jì)REF_Ref12558\r\h[2]要求，曲線最小半徑60m，一般最小半徑100m，緩和曲線依簡單方便取回旋曲線，最小取35m。為計(jì)算普通型曲線和簡單型曲線的曲線要素，將以前三個(gè)交點(diǎn)為例。圖3.4按回旋曲線設(shè)緩和曲線JD1處圓曲線半徑R=800m，各曲線要素為：切線長：曲線長：外距：校正值：JD2處圓曲線半徑R=600，各曲線要素為：切線長：曲線長：外距：校正值： JD3處圓曲線半徑R=150，緩和曲線長LS=60，各曲線要素為：切線增長值：內(nèi)移值：切線長：平曲線長：外距：圓曲線長：3.2.4主點(diǎn)樁號簡單型曲線以JD1為例：直圓點(diǎn)：K0+199.166圓直點(diǎn)：K0+662.987曲中點(diǎn)：K0+431.077交點(diǎn)：K0+437.799普通型曲線以JD3為例：直緩點(diǎn)：K1+414.821緩圓點(diǎn)：K1+474.821圓緩點(diǎn)：K1+569.587緩直點(diǎn)：K1+629.587曲中點(diǎn)：K1+522.204交點(diǎn)：K1+530.4143.2.5逐樁計(jì)算直線段逐樁計(jì)算按照20m一樁，以起點(diǎn)到ZY1為例。K0+000：X：5266，Y:34738，方位角：125°8′31.6′′。K0+020：K0+040：K0+060：K0+080：K0+100：K0+120：K0+140：K0+160：K0+180：K0+199.166(ZY)：曲線段逐樁計(jì)算按照10m一樁，以JD5為例：K2+280：X：4852.768，Y：36852.895。K2+290.278(ZH)：K2+300：K2+310：按照以上公式繼續(xù)計(jì)算至QZ，計(jì)算結(jié)果如表3.3JD5曲線逐樁表（上）。表3.3JD5曲線逐樁表（上）樁號xyK2+3204860.27936892.182K2+3304862.51036901.930K2+3404865.02036911.609K2+3504867.87736921.191K2+350.278(HY)4867.96236921.456K2+3604871.15636930.645K2+3704874.80236939.948K2+3804878.86936949.082K2+384.921(QZ)4881.01536953.510QZ過后曲線由漲變落，公式也有所變化，以YH為例：K2+419.564：剩下的曲線樁號計(jì)算結(jié)果如表3.4JD5曲線逐樁表（下）。表3.4JD5曲線逐樁表（下）樁號xyK2+384.921(QZ)4881.01536953.510K2+3904883.32936958.032K2+4004888.17536966.778K2+4104893.39536975.307K2+419.564(YH)4898.73136983.243K2+4204898.98236983.600K2+4304904.91336991.650K2+4404911.12936999.483K2+4504917.56737007.134K2+4604924.16837014.646K2+4704930.87437022.064K2+479.564(HZ)4937.33737029.114設(shè)計(jì)要求平面全線計(jì)算，計(jì)算書中以部分為例體現(xiàn)計(jì)算過程，全線計(jì)算結(jié)果見《逐樁坐標(biāo)表》。4公路縱斷面設(shè)計(jì)4.1縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定4.1.1縱坡1.縱坡坡度確定各級公路的最大縱坡時(shí)，坡度對汽車的影響，車速快需要坡度緩，這樣可以讓車輛快速通過而不至于顛簸，車速慢可以坡度大，對于設(shè)計(jì)地形起伏大的路線時(shí)可以減少相應(yīng)的造價(jià)，要安全經(jīng)濟(jì)兩手抓。標(biāo)準(zhǔn)REF_Ref10122\r\h[1]中對各級公路的最大縱坡有明確規(guī)定，如表4.1所示。表4.1各級公路最大縱坡設(shè)計(jì)車速1201008060403020最大坡度（%）3456789根據(jù)表中數(shù)據(jù)，我們設(shè)計(jì)的公路為三級公路，設(shè)計(jì)車速40km/h，所以縱坡最大坡度是7%。除縱坡的最大坡度外，在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮最小坡度，在橫向排水不通暢的公路路段，為防止路基滲水影響公路使用壽命，應(yīng)設(shè)置坡度不小于0.3%的縱坡，或者在設(shè)計(jì)縱斷面時(shí)，縱坡坡度小于0.3%要進(jìn)行排水設(shè)計(jì)。2.縱坡坡長設(shè)計(jì)縱坡時(shí)，除了確定縱坡坡度之外，還對坡長有所限制，在規(guī)范REF_Ref16317\r\h[3]和城規(guī)REF_Ref17235\r\h[4]中就規(guī)定了坡長長度，如下列各表。表4.2各級公路最小坡長設(shè)計(jì)車速（km/h)1201008060403020最小坡長（m）30025020015012010060表4.3城市道路最小坡長設(shè)計(jì)車速（km/h）806050403020最小坡長（m）2901701401108560表4.4各級公路縱坡坡長限制設(shè)計(jì)車速（km/h)1201108060403020縱坡坡度（%）3900100011001200470080090010001100110012005-60070080090090010006--500600700700800750050060083004009200表4.5城市道路縱坡長度限制設(shè)計(jì)車速（km/h)10080605040縱坡坡度4566.5766.576.578最大坡長（m）700600400350300350300250300250200因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)的公路在山野村莊，并不是城市道路，所以依照規(guī)范REF_Ref16317\r\h[3]三級公路對應(yīng)車速40km/h的坡長限制。4.1.2曲線要求設(shè)計(jì)REF_Ref12558\r\h[2]規(guī)定縱坡變坡處應(yīng)設(shè)置豎曲線，縱斷面拉坡曲線為圓曲線或拋物線，豎曲線半徑和豎曲線長按照表4.6確定。表4.6豎曲線最小半徑和豎曲線長度設(shè)計(jì)車速（km/h)1201008060403020凸豎曲線半徑（m）一般值170001000045002000700400100極限值11000650030001400450250100凹豎曲線半徑（m）一般值6000450030001500700400200極限值4000300020001000450250100豎曲線長度（m）一般值250210170120906050極限值1008570503525204.2豎曲線要素計(jì)算4.2.1變坡點(diǎn)計(jì)算變坡點(diǎn)1（BP1）樁號：K0+400，高程：151.9845，凸曲線曲線長：切線長：外距：變坡點(diǎn)2（BP2）樁號：K1+470，高程：139.6795，凹曲線曲線長：切線長：外距：變坡點(diǎn)3（BP3）樁號：K1+900，高程：146.0225，凸曲線曲線長：切線長：外距：變坡點(diǎn)4（BP4）樁號：K2+780，高程：123.0545，凹曲線曲線長：切線長：外距：圖4.1縱斷面設(shè)計(jì)圖表4.7變坡點(diǎn)計(jì)算匯總變坡點(diǎn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)滿足要求1坡度、坡長2.53%/372.4是豎曲線半徑、長度1500/55.2是坡度、坡長-1.15%/1012.211是2坡度、坡長-1.15%/1012.211是豎曲線半徑、長度2300/60.375是坡度、坡長1.475%/358.96是3坡度、坡長1.475%/358.96是豎曲線半徑、長度2000/81.702是坡度、坡長-2.61%/808.802是4坡度、坡長-2.61%/808.802是豎曲線半徑、長度1800/60.694是坡度、坡長0.762%/868.170是4.2.2豎曲線高程計(jì)算以變坡點(diǎn)1（凸曲線）為例樁號：K0+400，高程：151.9845，i1=2.53%，i2=-1.15%,半徑1500。起點(diǎn)樁號：K0+400-27.6=K0+372.4終點(diǎn)樁號：K0+400+27.6=K0+427.6樁號K0+300的設(shè)計(jì)高程：樁號K0+380的設(shè)計(jì)高程：橫距：豎距：切線高程：設(shè)計(jì)高程：樁號K0+420的設(shè)計(jì)高程：橫距：豎距：切線高程：設(shè)計(jì)高程：以變坡點(diǎn)2（凹曲線）為例樁號：K1+470，高程：139.6795，i2=-1.15%，i3=1.475%,半徑2300。起點(diǎn)樁號：K1+470-30.1875=K1+439.8125終點(diǎn)樁號：K1+470+30.1875=K1+500.1875樁號K1+420的設(shè)計(jì)高程：樁號K1+450的設(shè)計(jì)高程：橫距：豎距：切線高程：設(shè)計(jì)高程：樁號K1+480的設(shè)計(jì)高程：橫距：豎距：切線高程：設(shè)計(jì)高程：5公路橫斷面設(shè)計(jì)5.1橫斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定5.1.1橫斷面組成進(jìn)行公路橫斷面設(shè)計(jì)REF_Ref12558\r\h[2]時(shí)，首先要確認(rèn)自身公路的組成，不同等級的公路所組成路面結(jié)構(gòu)不同，大體分為三種車道。占比最多的是單幅雙車道，適用于二級公路、三級公路和部分四級公路，設(shè)計(jì)車速的范圍是20到80km/h，也是本次設(shè)計(jì)的車道形式。第二種便是雙幅多車道，因?yàn)槠溥m用于高速公路和一級公路，被多用于重要交通道路和城市主干道，和第一種相比通過的交通量更大，相應(yīng)造價(jià)更高。第三種也就是最后一種單車道，多適用于地形困難或交通不便的地方，優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)便宜且工程量少，但想要錯(cuò)車或同向超車，需要設(shè)計(jì)錯(cuò)車道。圖5.1路基橫斷面根據(jù)所設(shè)計(jì)車道確定公路橫斷面的組成結(jié)構(gòu)，如圖5.1所示。5.1.2技術(shù)指標(biāo)確定1.車道寬度要求見表5.1。表5.1各級公路車道寬度設(shè)計(jì)車速(km/h)1201008060403020車道寬度3.753.753.753.53.53.253.02.路肩寬度要求見表5.2。表5.2路肩寬度公路等級三級公路、四級公路設(shè)計(jì)車速\(km)403020土路肩寬度0.750.50.25(雙車道)0.5(單車道)三級公路和四級公路不設(shè)計(jì)右側(cè)硬路肩。路拱橫坡度和路肩橫坡度。表5.3路拱橫坡度路面類型路拱橫坡度（%）水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面1～2其他黑色路面、整齊石塊1.5～2.5半整齊路面、不整齊路面2～3碎石等路面2.5～3.5低級路面3～4由于三級公路不設(shè)硬路肩，所以路肩橫向坡度取3%。5.2曲線加寬為了車輛在彎道行駛更加安全，需要在圓曲線路段進(jìn)行加寬處理，半徑大于250m的平曲線不需要考慮，而滿足加寬半徑要求的有JD3、JD4、JD5、JD6、JD7五個(gè)交點(diǎn)，路面加寬值按照第三類加寬值確定。不同加寬類型如表5.4所示，根據(jù)表中第三類加寬值，各交點(diǎn)圓曲線段全加寬為JD3=1，JD4=1，JD5=0.8，JD6=0.8，JD7=0.8。表5.4雙車道公路圓曲線加寬(m)類型圓曲線半徑(m)250-200200-150150-100100-7070-5050-3030-2525-2020-1510.40.50.60.70.91.31.51.82.220.60.70.91.21.5230.811.522.7計(jì)算加寬依靠比例過度計(jì)算，圓曲線段為全加寬段，除此之外緩和曲線段需要依靠公式計(jì)算。計(jì)算公式REF_Ref12558\r\h[2]如下：圖5.2加寬方式JD3處緩和曲線段加寬設(shè)計(jì)：前緩和曲線段（由0過度到1）：K1+420：K1+430：K1+440：K1+450：K1+460：K1+470：后緩和曲線段（由1過度到0）：K1+570：K1+580：K1+590：K1+600：K1+610：K1+620：K1+629.587：JD4處緩和曲線段加寬設(shè)計(jì)：前緩和曲線段（由0過度到1）：K1+810：K1+820：K1+830：K1+840：K1+850：K1+860：K1+870：后緩和曲線段（由1過度到0）：K1+960：K1+970：K1+980：K1+990：K2+000：K2+010：K2+020：K2+028.662：JD5處緩和曲線段加寬設(shè)計(jì)：前緩和曲線段（由0過度到0.8）：K2+300：K2+310：K2+320：K2+330：K2+340：K2+350：后緩和曲線段（由0.8過度到0）：K2+420：K2+430：K2+440：K2+450：K2+460：K2+470：K2+479.564：JD6處緩和曲線段加寬設(shè)計(jì)：前緩和曲線段（由0過度到0.8）：K2+730：K2+740：K2+750：K2+760：K2+770：K2+780：K2+790：K2+800：后緩和曲線段（由0.8過度到0）：K2+920：K2+930：K2+940：K2+950：K2+960：K2+970：K2+980：K2+990：K2+998.808：JD7處緩和曲線段加寬設(shè)計(jì)：前緩和曲線段（由0過度到0.8）：K3+000：K3+010：K3+020：K3+030：K3+040：K3+050：K3+060：K3+070：K3+080：K3+090：后緩和曲線段（由0.8過度到0）：K3+250：K3+260：K3+270：K3+280：K3+290：K3+300：K3+310：K3+320：K3+330：K3+340：K3+340.954：5.3橫斷面超高5.3.1超高標(biāo)準(zhǔn)對于橫斷面設(shè)計(jì)超高，需要按照對應(yīng)公路等級要求進(jìn)行，根據(jù)各方面數(shù)據(jù)確定最適合的超高值，具體標(biāo)準(zhǔn)見表5.5。表5.5超高設(shè)計(jì)表度半徑速二、三、四級公路v=80km/hv=60km/hv=40km/hv=30km/hv=20km/h一般情況積雪冰凍一般情況積雪冰凍一般情況積雪冰凍一般情況積雪冰凍一般情況積雪冰凍2%2500-12102500-11301500-7801500-720600-390600-360350-230350-210150-105150-953%1210-8401130-750780-530720-460390-270360-230230-150210-130105-7095-604%840-630750-520530-390460-300270-200230-150150-110130-8070-5560-405%630-500520-360390-300300-190200-150150-90110-8080-5055-4040-256%500-410360-250300-230190-125150-12090-6080-6050-3040-3025-157%410-320230-170120-9060-5030-208%320-250170-12590-6050-3020-15確定超高標(biāo)準(zhǔn)REF_Ref12558\r\h[2]之后，為了讓公路更加完善，在使用時(shí)駕駛?cè)四苡懈玫捏w驗(yàn)，也為了排水通暢，使得公路使用壽命損耗減少，需要設(shè)置超高過渡段，超高過渡段長度LC與緩和曲線長LS相等，若LC＞LS，需要更改線形至LS≥LC，否則更改超高過渡段的起點(diǎn)到前面的直線段，若p≥1/330，則LC=LS。5.3.2超高計(jì)算設(shè)計(jì)資料REF_Ref12558\r\h[2]：JD5半徑230m小于250m，三級公路車速40km/h，路拱橫坡度：ig=2%，路肩橫坡度：ij=3%，最大超高值ih=4%，B=7，LS=60，bj=1.5m。超高值計(jì)算最大超高漸變率1/100，取60m；(m)直緩點(diǎn)所以為超高過渡段雙坡階段（）：處：路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：為超高過渡段旋轉(zhuǎn)階段（）：處:路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：處:路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：處:路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：處:路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：處:路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：為圓曲線段全超高：路肩外邊緣：曲線內(nèi)：曲線外：中線：5.4土石方調(diào)配5.4.1調(diào)配原則土石方調(diào)配時(shí)需要考慮經(jīng)濟(jì)性和保護(hù)性，在經(jīng)濟(jì)性方面以節(jié)約成本為主，在土石方需要借方或者棄方時(shí)，進(jìn)行妥善調(diào)配，盡量減少土石的搬運(yùn)和開發(fā)，對運(yùn)輸路線進(jìn)行合理規(guī)劃，減少運(yùn)輸成本。在保護(hù)性方面以減少對環(huán)境破壞為主，避免在路段周圍環(huán)境取材或堆放廢棄土石，施工時(shí)盡量不要破壞周邊地貌。5.4.2調(diào)配計(jì)算在土石方調(diào)配前，應(yīng)該先計(jì)算橫斷面填挖面積，計(jì)算方法有圖上測量的積距法，這種方法方便快捷，人工計(jì)算量小，適合手動計(jì)算；還有利用坐標(biāo)計(jì)算的坐標(biāo)法，這種方法計(jì)算精度較高，但計(jì)算量大，適合計(jì)算機(jī)計(jì)算；以及利用圖形分塊的塊分法，這種方法是將橫斷面分為規(guī)則圖形，然后用解析法計(jì)算，適合計(jì)算機(jī)計(jì)算。本次計(jì)算使用的是積距法REF_Ref12558\r\h[2]，取單位橫寬1m。處橫斷面面積：處橫斷面面積：處橫斷面面積：處橫斷面面積：以此類推，得到各樁橫斷面的填挖面積。得到填挖面積后，就開始土石方計(jì)算，計(jì)算方法一般采用平均斷面法和棱臺體積法，本次采用平均斷面法REF_Ref12558\r\h[2]進(jìn)行土石方計(jì)算。處挖方面積2.38m2,填方面積5.54m2，間距20m：該處填方為31.6m3，可以進(jìn)行橫向調(diào)運(yùn)。處填方面積5.54m2和11.84m2，間距20m：該處填方為173.8m3處填方面積11.84m2和9.18m2，間距20m：該處填方為210.2m3同樣按照所求各樁橫斷面填挖面積，就可以得到相應(yīng)路段的土石方數(shù)量，在同一路段同時(shí)有填方和挖方時(shí)，可以進(jìn)行橫向調(diào)運(yùn)，在相鄰路段或相近路段有填方和挖方時(shí)，可以進(jìn)行縱向調(diào)運(yùn)。表5.6復(fù)核方式橫向復(fù)核縱向復(fù)核總復(fù)核填方=本樁利用+填缺填缺=縱向調(diào)運(yùn)方+借方挖方+借方=填方+棄方挖方=本樁利用+挖余挖余=縱向調(diào)運(yùn)方+棄方土石方計(jì)算結(jié)果見《路基土石方計(jì)算表》。6路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)資料表6.1交通資料車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)交通量（輛/日）小型車600中型車13.55KN27.2KN1雙100大型車49KN101.6KN1雙100特大型Ⅰ15.3KN38.3KN1雙50特大型Ⅱ23.7KN69.2KN1雙50特大型Ⅲ19.4KN60.85KN1雙50根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求REF_Ref21199\r\h\p[5]below及規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計(jì)公路為三級公路，設(shè)計(jì)車速40km/h，采用瀝青混凝土路面，路面設(shè)計(jì)年限：12年。表6.2路面對比瀝青路面水泥路面高度平整帶來舒適的駕駛體驗(yàn)相對不夠平整擁有更好的抗滑性防止打滑抗滑性不足易打滑路面使用壽命更長路面使用壽命不如瀝青路面韌性高，可以適應(yīng)部分基層變形韌性不足，受到變形容易開裂防水更佳，水分難以滲透防水一般，相對容易滲透車輛行駛噪音更低車輛行駛降噪一般適用于大部分道路一般用于偏僻道路交通量充足地區(qū)性價(jià)比高交通不便地區(qū)性價(jià)比高6.2交通參數(shù)分析6.2.1車輛類型表6.3車輛類型車型交通量車型編號小型車6001類中型車1002類大型車1003類特大型Ⅰ506類特大型Ⅱ506類特大型Ⅲ5011類6.2.2交通荷載等級確定兩軸六輪及以上車輛的雙向年平均日交通量：輛/日按工程REF_Ref21199\r\h[5]方向系數(shù)取0.6，車道系數(shù)取1，機(jī)動車年平均增長值γ=10.5%。設(shè)計(jì)車道年平均日交通量：設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的累計(jì)交通量：，屬于輕型交通。表6.4瀝青路面交通荷載等級設(shè)計(jì)荷載交通等級極重特重重中等輕設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道累計(jì)大型客車貨車交通量（×106）≥5050～1919～88～4＜46.2.3確定公路TTC分類整體貨車占比：半掛貨車占比：公路TTC等級標(biāo)準(zhǔn)REF_Ref21199\r\h[5]如表6.5所示：表6.5公路TTC分類標(biāo)準(zhǔn)TTC分類整體貨車半掛貨車TTC1＜40＞50TTC2＜40＜50TTC340～70＞20TTC440～70＜20TTC5＞70-公路TTC等級車輛分布系數(shù)REF_Ref21980\r\h[6]如表6.6所示：表6.6TTC各分類車輛類型分布系數(shù)車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類TTC16.415.31.4011.93.116.320.425.20TTC22223.32.708.37.517.18.510.60TTC317.733.13.4012.54.49.110.68.50.7TTC428.843.95.509.424.63.42.30.1TTC51042.314.8022.722.33.22.50.2

6.3軸載分析車輛荷載比例REF_Ref21980\r\h[6]如表6.7所示：表6.7車輛非滿載與滿載比例車輛類型2類3類6類11類非滿載車比例0.850.90.550.65滿載車比例0.150.10.450.35車輛當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載轉(zhuǎn)換系數(shù)EALFm取值REF_Ref21199\r\h[5]如表6.8所示：表6.8車輛當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載轉(zhuǎn)換系數(shù)車型瀝青混合料層底層拉應(yīng)變、瀝青混合料層永久變形量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力路基頂面豎向拉應(yīng)變滿載非滿載滿載非滿載滿載非滿載2類2..80.835.50.52.90.63類4.10.4314.21.35.60.46類7.91.31505.710.217.11.611類12.11.5985.42.520.81.6瀝青混合料層永久變形量為指標(biāo)初始年設(shè)計(jì)車道的日平均當(dāng)量軸次：設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù)：次無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)初始年設(shè)計(jì)車道的日平均當(dāng)量軸次：設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù)：次6.4路面結(jié)構(gòu)方案擬定根據(jù)規(guī)范REF_Ref21980\r\h[6]和路面設(shè)計(jì)要求，對路面設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步擬定，如表6.9所示。表6.9路面結(jié)構(gòu)擬定方案層面厚度（cm)材料抗壓回彈模量（Mpa)泊松比表面層4SMA-13110000.25下面層6AC-20100000.25基層30水泥穩(wěn)定級配碎石220000.25底基層18級配碎石3000.35路基為受氣候影響潮濕類，根據(jù)規(guī)范和交通荷載等級，路基標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回彈模量取40Mpa，級配碎石底基層回彈模量為300Mpa。根據(jù)試驗(yàn)測試，水泥穩(wěn)定級配碎石彈性模量為22000Mpa，20℃時(shí)SBS改性瀝青SMA-13模量為11000Mpa，90號道路石油瀝青AC-20模量為10000Mpa。根據(jù)規(guī)范要求，泊松比的取值分別為：路基0.4、底基層0.35、基層和面層0.25。6.5路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂壽命（軸次）：由于滿足要求。表6.10驗(yàn)算參數(shù)名稱數(shù)值或計(jì)算方法季節(jié)性冰凍地區(qū)調(diào)整數(shù)ka=1溫度調(diào)整系數(shù)kT2=1.64無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的彎拉強(qiáng)度Rs=2Mpa疲勞試驗(yàn)回歸參數(shù)a=13.24,b=12.52現(xiàn)場綜合修正系數(shù)kc=c1ec2(ha+hb)+c3=0.624參數(shù)c1、c2、c3c1=14、c2=-0.0076、c3=-1.47瀝青混合料層厚度ha=40+60=100mm計(jì)算點(diǎn)以上無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層厚度hb=300mm目標(biāo)可靠度和目標(biāo)可靠指標(biāo)80%，β=0.84無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力σt=0.5Mpa根據(jù)規(guī)范要求，對路面結(jié)構(gòu)中各瀝青混合料進(jìn)行分層，設(shè)計(jì)分層為20mm，20mm，30mm，30mm。基準(zhǔn)等效溫度：℃瀝青混合料層永久變形等效溫度：℃瀝青混合料層厚度：車轍試驗(yàn)試件厚度：修正系數(shù)：瀝青混合層永久變形量：表6.11計(jì)算結(jié)果匯總層次分層厚度KRipiROiRai第一層204.3530.72.50.753第二層204.3530.72.60.783第三層306.6630.75.12.35第四層306.6630.75.22.396根據(jù)規(guī)章技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，三級公路瀝青混合料層容許永久變形量為20mm，滿足要求。7涵洞設(shè)計(jì)7.1涵洞設(shè)計(jì)原則涵洞設(shè)計(jì)原則REF_Ref22848\r\h[7]主要有以下幾點(diǎn)：確保工程的安全性，設(shè)計(jì)時(shí)要保證足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定，同時(shí)要滿足規(guī)范要求，在受到諸如洪災(zāi)之類的外界影響后，還可以繼續(xù)使用。確保涵洞的耐久性，在投入使用后，可以使用足夠年限，不能出現(xiàn)因?yàn)橘Y金不足而提前損壞的情況。確保橋涵的適用性，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮周邊農(nóng)業(yè)、水利、地形、氣候和交通等各項(xiàng)要素，充分利用橋涵的各項(xiàng)功能，防止受到一定荷載時(shí)出現(xiàn)橋塌了。確保環(huán)保和美觀，設(shè)計(jì)時(shí)考慮周邊環(huán)