毕业设计-广西南宁地区三级公路设计(手写版)

14199学号密级

01001035本科毕业论文（设计）广西南宁地区三级公路设计

教学部专业名称年级土木工程与环境科学教学部土木工程2010级王磊学生姓名指导教师张大伟2014年4月18日本科毕业论文(设计)第1页广西南宁地区三级公毕业设计

摘要：

广西南宁地区设计。

公路等级为三级。

本设计，先整理了设计资料和依据。然后对这个地方的地理环境、当地设施、技术标准和经济技术指标进行了研究。

路线设计：包括了平面的一些设计，纵断面的一些设计、横断面的一些设计、平面和纵向的组合设计以及土石方方面的计算与调配。

路基设计：布置了路基的断面（横向），并对路基的排水工作、防护工作进行了一步步的设计。

路面设计：道路行车方面我进行了轴载换算，从结果上你定了路面的结构，并对应力进行了验算。

最后对1.5米的涵洞进行了简单的设计。

路线为六千零九十点九六米的总长度，设计车速四十千米每小时，双向的单车道。

关键词：广西南宁，路线，路基，路面，涵洞，三级公路

本科毕业论文(设计)Guangxinanningarealevel3graduationdesignAuthorTutor

第2页wangleizhangdawei

Abstract:ThedesignofGuangxiNanningarea.Highwaygradewasthree.Thisdesign,firstlythedesigndataandreferences.Thenhasconductedtheresearchtothenaturalconditions,technicalstandardandtechnicaleconomicindex.Routedesign:includingtheplanardesign,calculationandallocationofsomeaspectsofdesign,verticalsectiondesign,crosssectiondesignandcombinationofplaneand.Subgradedesign:layoutofthesubgradesection(transverse),anddrainageofsubgrade,theprotectiondesignedstepbystep.Pavementdesign:roadIofaxleloadconversion,thesetthepavementstructure,andthestresschecking.Attheendofthe1.5metersoftheculvertforasimpledesign.Therouteforthetotallengthofsixthousandninetypointninesixmeters,thedesignspeedoffortykmperhour,singlelanetwo-way.Keywords:GuangxiNanning,route,subgrade,pavement,culvert,threehighway本科毕业论文(设计)第一章.总说明

第3页第一章.总说明............................................................................................................................5

一．绪论.............................................................................................................................5二．路线的地质、地形以及其周边的环境.....................................................................5

1.气候特征..................................................................................................................52.降水量及地下水......................................................................................................63.地形与地貌...............................................................................................................地质与土质..............................................................................................................65.植被及作物等概况..................................................................................................76.筑路材料供应情况..................................................................................................7三．道路技术以及道路技术指标的确定.........................................................................7

1.交通量分析以及等级确定......................................................................................72.主要技术指标的论证的确定..................................................................................8

第二章.路线方案设计说明........................................................................................................9

一．初步勘测和初步设计.................................................................................................9

1.选线原则..................................................................................................................92.布设方式................................................................................................................10二．路线平面设计...........................................................................................................10

1.平面设计原则........................................................................................................102.相关指标................................................................................................................103.确定曲线要素........................................................................................................114.平面设计成果........................................................................................................12三．路线纵断面设计.......................................................................................................23

1.纵断面设计原则....................................................................................................232.纵断面设计要求....................................................................................................233.纵断面设计方法、步骤........................................................................................244.竖曲线设计成果....................................................................................................25四．路线横断面设计.......................................................................................................26

1.横断面设计原则....................................................................................................262.公路横断面组成....................................................................................................273.横断面设计步骤....................................................................................................274.平曲线超高加宽的计算........................................................................................275.路基土石方数量的计算与调配............................................................................28

第三章.路基路面设计说明......................................................................................................31

一．路基设计...................................................................................................................31二．路面设计...................................................................................................................32

1.路面设计原则........................................................................................................322.路面结构类型选择................................................................................................323.新建沥青混凝土路面设计....................................................................................33

本科毕业论文(设计)第4页三．路基路面排水系统设计...........................................................................................34

1.路基排水设计的一般原则为................................................................................342.常用的路基地面排水设备....................................................................................343.边沟........................................................................................................................344.截水沟....................................................................................................................355.排水沟....................................................................................................................356.路基排水................................................................................................................357.地面排水处理........................................................................................................35四．路基防护设计...........................................................................................................36

1.路基防护与加固设施分类....................................................................................362.坡面防护................................................................................................................363.路基支挡工程.......................................................................................................36

第四章.沿线桥涵设施的设计..................................................................................................44

一．涵洞概要...................................................................................................................44

1.涵洞的作用............................................................................................................442.涵洞的设计原则...................................................................................................443涵洞的设计要求...................................................................................................45二．涵洞类型选择.........................................................................................................46

1.选型原则................................................................................................................462.选型因素................................................................................................................463.平原区涵位选择....................................................................................................47三．涵长计算...................................................................................................................47

1.涵洞长度................................................................................................................472.影响涵长因素........................................................................................................473.各类基础构造........................................................................................................48

结论...................................................................................................................................48致谢...................................................................................................................................49

本科毕业论文(设计)第5页第一章.总说明

一．绪论

南宁市地处我国广西壮族自治区南部，座落在四周环山的小盆地中心，地形南北高、中间低，东部略高于西部。全市面积一万零二十九平方公里，是自治区的政治经济、文化、教育、科技中心，是祖国南疆的一颗灿烂的明珠。

南宁是一座“草经冬而不枯，花非春仍奔放”的具有浓郁亚热带风光的城市。处处浓荫覆盖，鲜花盛开，呈现了半城绿树、半城楼的瑰丽景色。南宁地区名胜迭出、清秀河山、美洞奇石、幽谷飞瀑，令人目不暇接。加上南宁具有两千年的悠久历史，独特的民族文化、风土人情，都给这个地区笼上了美丽的光环，吸引了国内外大量的旅游观光者。

南宁秀美，但最美是北郊。南宁-柳州公路的修建，将能促进南宁旅游资源开发和壮乡经济的发展。该公路位于壮族人民分布最为稠密的地方，粗犷而不失细腻的舞蹈，情意绵绵的情歌，风格独特的竹楼吸引着旅游者前去探秘。因此，该公路的修建，将为人们的观光旅游带来了便利，而且也使具有悠久历史以及独特的民族文化、风土人情的壮族自治区加快了与外界的交流.在促进旅游的同时，新建公路也将给当地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及丰富的矿产资源的开发,对当地少数民族的经济发展具有重要意义。为我国“西部大开发”战略的顺利实施，增砖加瓦，真真正正为西部人民谋发展、拉经济、促交流提供方便，以上便为我们搞这次毕业设计的初衷。

二．路线的地质、地形以及其周边的环境

1.气候特征

该公路地处广西南宁地区，位于北回归线以南，是我国的南疆。路线所经地区属甫它市所辖地区，属公路自然区划IV7区，华南沿海台风区。南宁地区的气候特点是气温

本科毕业论文(设计)第6页高，绕梁资源丰富；夏长秋短，夏湿冬干，雨量充沛。夏秋季多台风，但破坏性很小，最高月平均地温30C～32.5C，一月份平均气温大于6C，该地区具有亚热带季风气候特征，按中国气候区属东南热湿区，无冰冻现象。2.降水量及地下水

路线所经地区面向热带海洋，降水量丰富。雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区，年降水量在1600——2000mm之间，其降雨特点为平原少于山地，迎风坡多于背风坡。雨型为夏雨和台风暴雨，最大月雨期长2.5——11.5天。暴雨强度大，径流速度快，一般汇水在10Km以下，汇流时间一般约为30分钟左右。超时系数为0.75——2.0之间。地下水埋深一般丘陵地区约为2.3米左右。平原及沟谷处约为1.3米左右。平微区低洼地方地表的长期积水。3.地形与地貌

路线所经地区地形为湿润丘陵重丘、低山及平原。属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过度丘陵地区。丘陵、低山坡面陡峻。陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。该地区河流及沟谷水量丰富，地面径流资源丰富。但水土流失不太严重。该地区南靠邕江、河汉大多属珠江水系流域。平原微丘地区地形开阔平坦，村镇、田地、水利建筑设施等较多。4.地质与土质

根据中国区域工程图，本地区位于南岭中等山地工程地区的西南部，第四纪多残积层上质为砖红色粘性土，属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石出露，岩石主要为粗岩，以花岗岩为主，石灰岩次之。据实地调查，路线所经平原微丘地区均按土考虑，其中松土占30%，普通土占70%。

（1）悬崖地区，土层厚1米，是普通的土质，下面是些岩石，其中软石占百分之四十左右，次坚石占百分之六十;

（2）没有悬崖陡坎之类的地区，大都是些普通泥土，其中松土占百分之三十左右，普通土占百分之三十左右，硬土占占百分之四十左右;

本科毕业论文(设计)第7页（3）没有陡坎悬崖的地区，覆盖的土的厚度约为一点五米左右，其中松土占百分之十左右，普通土占百分之六十左右，硬土占百分之三十左右，以下都是岩石，其中软石占百分之三十左右，次坚石占百分之四十左右，坚石占百分之三十左右,土质密实，岩石的风化程度属于中等。5.植被及作物等概况

根据中国自然地理区划，路线所经地区地处热带北部季雨林型常绿阔叶-砖红壤性上小区。自然地理特征为热带湿热常绿林。林种主要有杉木、毛竹等用材林；油茶、油桐、剑麻等多种经济。天然植被具有多层性。灌木丛等生长茂密，密林的郁密度在80%以上，主要生长于山区和半山区的丘陵地带平原微丘宽阔河谷地带多田地。粮食生产以水稻为主。双季稻占2/3以上。旱地作物主要是甘薯、玉米和豆类。主要在丘陵地区。

路线所经地区，由于降水量较大，山坡坡面较陡，地表水对路基有一定的冲刷

影响。平原地则公路用地与农业有一定的矛盾。6.筑路材料供应情况

沿河可采集到砂土，地表土为亚砂土和亚粘土，并有丰富的砂、石等，均可用作筑路材料，平均运距为0.5Km，市内可供应炉渣，粉煤灰等工业废渣，平均运距5Km，距路线20Km处有石灰可供应。块、片石及路面、桥涵用不同规格碎石，距路线10Km处，在石料开采场，可购买，用汽车去运输。

三．道路技术以及道路技术指标的确定

1.交通量分析以及等级确定（1）据调查,交通组成及交通量：

小型客车：1000pcu/d，载重汽车：800pcu/d（其中：CA-10B占40%；东风EQ-140占30%；黄河JN-150占30%）。

预测交通量（年平均增长率）：各种机动车r=7%；各种非机动车7%。预测道路年限：道路使用年限按15年；路面设计年限12年。

本科毕业论文(设计)河JN-150属于大型车,其交通量为150pcu/d。

折算系数：小客车=1.0，中型车=1.5，大型车=2.0（2）交通量确定

ADT=1000+350×1.5+150×2=1825pcu/d

AADT=ADT(1+r)n-1=1825×（1+7%）15-1=4706pcu/d设计年限n=15年（3）确定道路等级

第8页CA-10B占40%，东风EQ-140占30%均属于中型车，其交通量为350pcu/d；黄

双向单车道级公路可以满足，将各种汽车折合成小客车（两千至六千辆年平均日）的交通量。所以这段公路的等级，定为三级。2.主要技术指标的论证的确定：

本科毕业论文(设计)第9页第二章.路线方案设计说明

一．初步勘测和初步设计

1.选线原则

平原地区一般多为耕地,且分布有各种建筑设施,居民点较密;在天然河网湖区,还具有湖泊水塘河叉多等特点。虽然地势平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术指标，但往往由于受当地自然条件和地物的，选线时应综合考虑多方面的因素。平原区地形对路线的不大，路线的基本线形应是短捷顺直，应采用较高的技术指标，尽量避免长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯。综合考虑平原区的特点，布线时应注意以下几点：

1.以平面线形为主，合理解决避让、穿越、趋就等问题，穿线过程不考虑纵坡的。

2.以设计数据为主导，远景设计为目标，大致控制细部。3.线形要求短捷、平顺、有美感。

4.正确处理线形与环境的关系“少占田，避拆房，尽量不穿塘”.

5.正确处理路线与城镇的关系：应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，“靠村不进村，利民不扰民”；尽量避开重要的电力、电讯设施。6.处理好路线与桥位的关系，说明如下：

①一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好在直线上，条件受限时也可设置斜桥或曲线桥。

②小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲，可采取改河措施或改移路线。

7.注意不良地质的处理。平原区的水文土壤条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘﹑泥沼和洼地时，一般应绕避；如要穿越时，应选着最窄最浅和基

本科毕业论文(设计)底坡面平缓的地方通过，并采取措施保证路基的稳定。

第10页8.正确处理新旧路的关系：平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，正确布置平面交叉和立体交叉。

9.平原地区一般缺乏砂石建筑材料,路线应尽可能靠近建筑材料产地,以减少施工,养护材料运输费。2.布设方式

平原区地形平缓，路线一般不受高程。路线上每一线段的具体方向，应以布局定下的控制点为依据，正确绕避平面上的障碍，力争控制点间路线短捷顺直。

平原区选线，先把路线总方向上所规定经过的地点如城镇﹑工厂以及风景文物地点作为大控制点.路线应从一个控制点直达另一个控制点，不作任意扭曲。本设计中主要控制点主要有一座小桥的桥位﹑城镇﹑大水塘﹑公路交叉等。

二．路线平面设计

1.平面设计原则

（1）平面线形应与地物相适应，与周围环境相协调。（2）保持平面线形的平顺和连续。（3）应尽量避免连续的急转弯。（4）平曲线长度足够长。

（5）尽可能的与纵断面线形组合得当。

（6）平面线性的交叉在前后两次应尽量保证缓和。（7）对于沿途的土地利用的关系，要尽可能的处理好。（8）在实地施工上要考虑的因素。2.相关指标

1.用基本曲线组合，最佳配比为：

本科毕业论文(设计)Ls：Ly：Ls

=

1：1：1～1：2：1

第11页2.平原微丘区三级公路（设计速度为40km/h）平曲线主要技术指标如下有：一般最小半径100m极限最小半径

60m

缓和曲线一般最小长度60m缓和曲线极限最小长度35m

路拱2%不设超高最小半径600m（本设计2%路拱坡度）同向曲线间直线最小距离240m（6被设计车速）反向曲线间直线最小长度80m（2被设计车速）直线最大长度800m3.确定曲线要素1.直线

一般在定线时应首先考虑使用直线。汽车受力简单，驾驶员操作简易。但同时应避免长直线，过长的直线易使驾驶员单调﹑疲倦。运用直线应根据路线所在地段的地形、地物、地貌，并考虑驾驶者的视觉，心理状态等因素合理布设。

同向曲线间若插以短直线，容易把直线和两端的曲线看成为反向曲线的错觉，甚至把两个曲线看成是一个曲线。这种线形破坏了线形的连续性，造成驾驶员操作的失误。《规范》规定，当计算行车速度﹥40km时，同向曲线间的直线最短长度宜不小于6V（按米计）。反向曲线之间，考虑到为设置超高和驾驶人员的转向操作需要，最小长度宜不小于2V（按米计）。本设计直线长度都满足以上要求。2.圆曲线

在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。

一般情况下宜采用极限最小曲线半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径；地形条件受时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；应同前后线性要素相协调，使之构成连续﹑均衡的曲线线形；应同纵面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。

本科毕业论文(设计)3.缓和曲线

第12页缓和曲线是道路线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。在一般情况下，特别是圆曲线半径较大时，车速较高时，应该使用较长的缓和曲线。缓和曲线采用回旋线，它的基本公式为A2RLS，Ａ反映的是缓和曲线的缓和程度，A越大，缓和曲线变化越缓。4.平面设计成果(计算书）（1）已知坐标计算方位角：

arctan

y2y1

x2x1

（第一象限）180-（第二象限）180（第三象限）360-（第四象限）

式中：-象限角，即路线方向与x轴的夹角；

-方位角

（2）方位角与转角的关系式：

21（当为正时，为右转角；当为负时，为左转角）

式中：—转角

（3）已知两交点坐标求两点间距离：

yy1xx1

y2y1x2x1，

（4）曲线铺设及桩号计算：

D

(y2y1)2(x2x1)2

JD（桩号）-ZH（桩号）+HY（桩号）+YH（桩号）+

TLhLyLh

（5）桩号计算：

ZH（桩号）=HY（桩号）=YH（桩号）=HZ（桩号）=

本科毕业论文(设计)QZ（桩号）=JD（桩号）=

HZ（桩号）-QZ（桩号）+

L/2D/2

第13页（6）对称基本型曲线元素计算：

切线长：线长：

距：

T（Rp)tanLRq(m)2平曲外校内切

正移线

值：值：增

值

Ls(m)

180

E（Rp)secR(m)

2D2TL(m)

Ls2Ls4p(m)324R2384RLsLs3:q(m)22240RLs180

:0()

2R:LyR(20)

180

缓和曲线角圆

曲

线

长

本设计采用纸上定线，即在地形图上确定道路中线的具体位置，再通过实地放线的方法敷设到底面上。这种方法的特点是地形范围大、视野开阔，容易定出合理路线，而且修改方便，节约时间和人力、物力。此图比例尺为1:2000。

定导向线：A确定路线方案

B绘均坡线，等高线间距：a=hi平均C定导向线D平面试线：

穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形的要求，穿线交点，初定路线导线。

铺设曲线：按路中线计划通过部位选取注明各弯道的圆曲线半径，缓和曲线长度等。修正导向线：A点绘纵断面草图

本科毕业论文(设计)第14页B纵断面修正导向线：根据纵断面设计的填挖情况，对纵断面地面高程进行修正（挖方过大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），在平面试线是对应段进行平面线位调整，称为修正导向线。

C横断面修正导向线（横断面校核）。

定线：

经过几次修正导向线后，最终确定出满足《标准》、平纵线形都比较合理的路线导线，最终定出交点位置。

本路段共有15个点其中13个交点，平面线形的组合形式以基本型为主，此路段包含一个S曲线且均符合规定。D桩号计算

ZH（桩号）=

JD（桩号）-T

HY（桩号）=ZH（桩号）+Lh

YH（桩号）=HY（桩号）+Ly

HZ（桩号）=YH（桩号）+Lh

QZ（桩号）=HZ（桩号）-L/2

JD（桩号）=QZ（桩号）+D/2

本科毕业论文(设计)切

线

长：

第15页平曲线长：外校内切

正移

距：值：值：

T（Rp)tanq(m)

2

LRLs(m)

180

E（Rp)secR(m)

2

D2TL(m)

Ls2Ls4p(m)324R2384RLsLs3:q(m)22240RLs180

:0()

2R:LyR(20)

180

线增值

缓和曲线角圆

曲

线

长

（7）平曲线计算结果：JD1：

ZH点桩号为：K0+182.8710(x坐标为：2125.3500,y坐标为：19924.7110)

本科毕业论文(设计)圆曲线的曲线长度为：50.2770米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：42°59′49.00″路线半径为：224.0000米曲线要素：半径：224.0000

曲线长：150.2770

切线长T：76.0884

第16页转角:25°38′57.57″(右)外矢距：6.2076

切曲差：1.98

Y=19924.7110

ZH(K0+182.8710)X=2125.3500

HY(K0+232.8710)X=2160.6066Y=19960.1258QZ(K0+258.0095)X=2175.88Y=19980.0874YH(K0+283.1480)X=2188.7915Y=20001.6323HZ(K0+333.1480)X=2208.7060

Y=20047.4651

JD2：

ZH点桩号为：K0+673.0440(x坐标为2332.4700：,y坐标为203.0280：)圆曲线的曲线长度为：99.3680米曲线的缓和曲线的长度为：米路线方位角为：68°38′47.00″路线半径为：620.0000米曲线要素：半径：R=620.0000

曲线长：L=99.3680

切线长：49.7906

转角:9°10′58.26″(右)外矢距：1.9961ZY(K0+673.0440)QZ(K0+722.7280)YZ(K0+772.4120)

切曲差：0.2133X：2332.4700X：2348.6887X：2361.0971

Y:203.0280Y:20410.9762Y:20459.0721

JD3：

本科毕业论文(设计)ZH点桩号为：K0+978.7930(x坐标为：2404.6080,y坐标为：20660.8130)圆曲线的曲线长度为：99.0120米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：77°49′45.00″路线半径为：276.0000米曲线要素：半径：276.0000

曲线长：199.0120

切线长T：101.4677

第17页转角:30°56′2.07″(左)外矢距：10.7626

切曲差：3.9235

Y=20660.8130

ZH(K0+978.7930)X=2404.6080

HY(K1+28.7930)X=2416.6156Y=20709.3310QZ(K1+78.2990)X=2435.5347Y=20755.0075YH(K1+127.8050)X=2462.2994Y=20796.5759HZ(K1+177.8050)X=2495.3365

Y=20834.0823

JD4：

ZH点桩号为：K1+560.7780(x坐标为：2757.0350,y坐标为：21113.6940)圆曲线的曲线长度为：40.5750米曲线的缓和曲线的长度为：40.0000米路线方位角为：46°53′43.00″路线半径为：100.0000米米曲线要素：半径：100.0000

曲线长：120.5750

切线长T：62.8757

转角:46°9′57.87″(右)外矢距：9.4267

切曲差：5.17

Y=21113.6940

ZH(K1+560.7780)X=2757.0350

HY(K1+600.7780)X=2782.3178Y=21144.5987QZ(K1+621.0655)X=2791.1431Y=21162.8274YH(K1+1.3530)X=2796.1146Y=21182.4605

本科毕业论文(设计)HZ(K1+681.3530)X=2796.22

Y=21222.3859

第18页JD5：

ZH点桩号为：K1+923.3730(x坐标为：2783.7150,y坐标为：214.0600)圆曲线的曲线长度为：50.2090米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：93°3′42.00″路线半径为：158.0000米曲线要素：半径：158.0000

曲线长：150.2090

切线长T：77.0498

转角:36°20′20.19″(右)外矢距：8.9848

切曲差：3.06

Y=214.0600

ZH(K1+923.3730)X=2783.7150

HY(K1+973.3730)X=2778.4225Y=21513.7232QZ(K1+998.4775)X=2771.2247Y=21537.7461YH(K2+23.5820)X=2760.3166Y=21560.3277HZ(K2+

73.5820)X=2730.6932

Y=21600.5383

JD6：

ZH点桩号为：K2+246.1090(x坐标为：2621.1830,y坐标为：21733.8550)圆曲线的曲线长度为：50.6600米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：129°24′2.00″路线半径为：200.0000米曲线要素：半径：200.0000

曲线长：150.6600

切线长T：76.5409

转角:28°50′13.08″(左)外矢距：7.0418

切曲差：2.4217

Y=21733.8550

ZH(K2+246.1090)X=2621.1830

本科毕业论文(设计)HY(K2+296.1090)X=2591.1037Y=21773.7519QZ(K2+321.4390)X=2578.9825Y=21795.9742YH(K2+346.7690)X=2569.7655Y=21819.549

第19页JD7：

点桩号为：K2+860.9160(x坐标为：2473.4760,y坐标为：22324.5240)圆曲线的曲线长度为：50.7940米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：100°33′50.00″路线半径为：188.0000米曲线要素：半径：188.0000

曲线长：150.7940

切线长T：76.7773

转角:30°43′6.46″(左)外矢距：7.5375

切曲差：2.7606

Y=22324.5240Y=22373.9955

ZH(K2+860.9160)X=2473.4760HY(K2+910.9160)X=2466.501

QZ(K2+936.3130)X=2466.9114Y=22399.3699YH(K2+961.7100)X=2470.7349Y=22424.4579HZ(K3+

11.7100)X=2485.8542

Y=22472.0760

JD8：

ZH点桩号为：K3+224.4040(x坐标为：2559.1380,y坐标为：22671.7460)圆曲线的曲线长度为：43.4730米曲线的缓和曲线的长度为：40.0000米路线方位角为：69°50′44.00″路线半径为：100.0000米曲线要素：半径：100.0000

曲线长：123.4730

切线长T：.6101

转角:47°49′35.42″(右)

本科毕业论文(设计)外矢距：10.1182

切曲差：5.7473

Y=22671.7460

ZH(K3+224.4040)X=2559.1380

第20页HY(K3+2.4040)X=2570.3688Y=22710.0629QZ(K3+286.1405)X=2571.3031Y=22731.7366YH(K3+307.8770)X=2567.5413Y=22753.1016HZ(K3+347.8770)X=2551.395

Y=227.619

JD9：

ZH点桩号为：K3+347.8770(x坐标为：2551.3950,y坐标为：227.6190)圆曲线的曲线长度为：98.9050米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：117°40′19.00″路线半径为：240.5700米曲线要素：半径：240.5700

曲线长：198.9050

切线长T：102.0537

转角:35°27′51.20″(左)外矢距：12.4538

切曲差：5.2023

Y=227.6190

ZH(K3+347.8770)X=2551.3950

HY(K3+397.8770)X=2529.7324Y=22834.6560QZ(K3+447.3295)X=2516.2672Y=22882.1496YH(K3+496.7820)X=2512.7800Y=22931.3917HZ(K3+546.7820)X=2517.8371

Y=22981.1112

JD10：

ZH点桩号为：K4+336.4770(x坐标为：2624.9020,y坐标为：23763.5160)圆曲线的曲线长度为：133.7990米曲线的缓和曲线的长度为：0.0000米路线方位角为：82°12′29.00″路线半径为：700.0000

本科毕业论文(设计)曲线要素：半径：R=700.0000

曲线长：L=133.7990

切线长：67.1039

第21页转角:10°57′5.75″(左)外矢距：3.2090ZY(K4+336.4770)QZ(K4+403.3765)YZ(K4+470.2760)

切曲差：0.40X：2624.9020X：2637.1231X：2655.5624

Y:23763.5160Y:23829.2639Y:233.5455

JD11：

ZH点桩号为：K4+726.9440(x坐标为：2738.0390,y坐标为：24136.6010)圆曲线的曲线长度为：60.1700米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：71°15′23.00″路线半径为：100.0000米曲线要素：半径：100.0000

曲线长：160.1700

切线长T：87.0140

转角:63°7′21.94″(右)外矢距：18.5797

切曲差：13.8580

Y=24136.6010

ZH(K4+726.9440)X=2738.0390

HY(K4+776.9440)X=2750.0775Y=24184.9872QZ(K4+807.0290)X=2747.8829Y=24214.8784YH(K4+837.1140)X=2736.9291Y=24242.7767HZ(K4+887.1140)X=2705.1417

Y=24281.1915

JD12：

ZH点桩号为：K5+441.7110(x坐标为：2317.2560,y坐标为：24677.5770)圆曲线的曲线长度为：50.8840米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：134°22′45.00″

本科毕业论文(设计)路线半径为：262.0000米曲线要素：半径：262.0000

曲线长：150.8840

切线长T：76.1445

第22页转角:22°3′42.97″(左)外矢距：5.3368

切曲差：1.4050

Y=24677.5770

ZH(K5+441.7110)X=2317.2560

HY(K5+491.7110)X=2283.4536Y=24714.3924QZ(K5+517.1530)X=2268.4583Y=24734.9333YH(K5+542.5950)X=2255.5253Y=24756.8313HZ(K5+592.5950)X=2235.0856

Y=24802.4405

JD13：

ZH点桩号为：K5+685.3710(x坐标为：2199.8550,y坐标为：24888.2670)圆曲线的曲线长度为：53.5680米曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米路线方位角为：112°19′2.00″路线半径为：170.0000米曲线要素：半径：170.0000

曲线长：153.5680

切线长T：78.6219

转角:34°54′21.37″(右)外矢距：8.8457

切曲差：3.6758

Y=24888.2670

ZH(K5+685.3710)X=2199.8550

HY(K5+735.3710)X=2178.54Y=24933.4926QZ(K5+762.1550)X=2163.2006Y=24955.3411YH(K5+788.9390)X=2144.5190Y=24974.4957HZ(K5+838.9390)X=2103.54Y=25003.5632

本科毕业论文(设计)第23页三．路线纵断面设计

1.纵断面设计原则

纵断面的设计主要就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，在变化起伏的空间线中选取合适的组合、搭配，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

（1）纵断面设计应按照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。

（2）为保证行车安全、舒适，纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。

（3）山城道路及新辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡、汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。

（4）纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。2.纵断面设计要求

（1）道路线形组合应满足行车安全、舒适以及与沿线环境、景观协调的要求，并保持平面、纵断面两种线形的均衡，保证路面排水通畅。道路线形组合应满足下列要求：

A在视觉上自然地引导驾驶员的视线。平曲线起点应设在凸形竖曲线顶点之前。急弯、反向曲线或挖方边坡均应考虑视线诱导，避免遮断视线。

B为使平面和纵断面线形均衡，一般取竖曲线半径为平曲线半径的10~20倍。C合理选择道路的纵坡度和横坡度。以保持排水通畅，而不形成过大的合成坡度。D当平曲线与竖曲线半径均大时，平、竖曲线宜重合，但平曲线与竖曲线半径均小时，不得重合。

（2）平曲线与竖曲线应避免下列几种组合；

A在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小急转的平曲线或反向曲线。B在一个长平曲线内设两个或两个以上的竖曲线；或在一个长曲线内设有两个或两个以上的平曲线。

C在长直线内，插入小于一般最小半径的凹形竖曲线。

道路线形保持平面、纵断面两种线形的均衡，保证路面排水的通畅。

本科毕业论文(设计)（3）最大纵坡

三级公路40km/h最大纵坡长度纵坡坡度（%）

4567

最大坡长（m）

1100900700500

第24页（4）最小纵坡

在长路堑地段。设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.5%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。（5）最小坡长

三级公路平原微丘区最小坡长为120m。（6）竖曲线条件

A.竖曲线半径：一般值为700m

极限值为35m

B.竖曲线最小长度：一般值为90m

极限值为35m

（7）在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过9.0%。当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度I。如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。3.纵断面设计方法、步骤

变坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小坡

本科毕业论文(设计)点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。做法如下：(1)纵坡设计前的准备工作

第25页长的、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。最终确定变坡

在熟悉有关设计标准的基础上，先在纵断面图上点绘出每个中桩的位置、平曲线示意图，写出每个中桩的地面高程，并绘出地面线。(2)试坡

试坡主要是在已标出“控制点”和“经济点”的纵断面图上，根据技术标准、选线意图，结合地面起伏情况，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插，裁弯取直，试定出若干直坡线。选出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方数量较省的设计线作为初定直坡线，将其后直坡线延长交会，定出各边坡点的初始位置。(3)调整

试定纵坡后，将所定纵坡与选线时考虑的纵坡进行比较，两者应基本符合。对照《标准》检查设计的最大纵坡、合成坡度、坡长等是否超过规定，平面线形与纵断面线形的配合是否适宜等。若有问题应进行调整。(4)核对

根据调整后的直坡线，选择有控制作用的重点横断面，如高填深挖、陡峭山坡路基、挡土墙、重要桥涵等断面，在纵断面图上直接读出对应中桩的填挖高度。按该填挖值在横断面上“戴帽子”，检查是否有填挖过大、坡脚落空或挡土墙工程过大等情况。发现问题，适当的调整纵坡。(5)定坡

经调整核对无误后即可定坡。定坡时逐段将直坡线的纵坡值、变坡点位置（桩号）和高程确定。

4.竖曲线设计成果（计算书）

竖曲线要素：

本科毕业论文(设计)竖曲线半径

L

:R

T

第26页RL

22

x2

竖曲线任意一点纵距：h

2RT2R竖曲线外距：E或E

2R8竖曲线各切线长：

2



LT84四．路线横断面设计

公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图，它反映了路基的形状和尺寸，横断面设计应满足如下要求：

横断面设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路路线设计规范JTGD20—2006》规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件，并确定公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。

设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之间配合，不能任意减、并农田排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。

路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋挡土墙。

地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑进行设计1.横断面设计原则

（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。

（2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物。（3）结合路线和路面进行设计。

本科毕业论文(设计)（4）沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。

第27页（5）当路基设计标高受，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。2.公路横断面组成

对于等级高，交通量大的公路整体断面包括行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、避险车道、变速车道等组成部分。对于（二、三、四级）不设分隔带的整体式断面包括行车道、路肩以及错车道等组成部分。

公路等级为二级，车道数拟定单车道二级公路车速为40km/h,车道的路基宽度一般值为8.5m,设计车道宽度为3.5m，得总车道宽度为3.5×2＝7m。3.横断面设计步骤

道路横断面是指中线上任意一点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线组成。(1)在计算之上绘制横断面地面线。地面线是在现场测绘，若是纸上定线，可从大比例尺地形图上内插获得。

(2)从路基设计表中抄入路基中心填挖高度、左高、右高、左宽、右宽、等数据。(3)根据土壤、地址、水文资料，参照标准横断面图，画出路幅宽度、填或挖的边坡线，在需要设置各种支挡工程和防护工程的地方，画出该工程结构的断面示意图。(4)根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟等的位置和断面形式，必要时须注明各部分尺寸；此外，还应画出取土坑、弃土堆、绿化、碎落台等。4.平曲线超高加宽的计算：

（1）超高：（本设计选择沿中线旋转）

V=40km/h（三级公路），路基宽度B=8.5，路肩宽度bj=0.75（土路肩），

本科毕业论文(设计)路拱坡度ig=2%，路肩坡度ij=3%。

计算公式

超高位置

第28页xx0

bJiJ(bJB)ihxx0

外缘

圆曲线上

中线内缘外缘

bJiJ

Bih2

bJiJ(bJb)ihbJ(iJiG)bJiG(bJB)ihBiG2xLcBxih2LC过渡段上中线

bJiJ

bJiJ

内缘

（2）加宽：bx=lx/l*b5.路基土石方数量的计算与调配

bJiJ(bJbX)iGx

bJiJ(bJbX)ihLC路基土石方是道路工程的一项主要工程量，在设计和路线方案比选中，路基土石方数量评价道路测设质量的主要技术经济指标之一。在编制道路施工组织计划和工程概预算时，还需确定分段和全线的路基土石方数量。（1）横断面面积计算

路基填挖的断面积是指横断面图中原地面线与路基设计线所围面积，高于地面线为填房，低于地面线为挖方，填挖面积应分别计算。横断面面积用积距法：将断面按单位横宽划分为若干梯形与三角形条块，每个小块的近似面积为：Fibhi，则横断面面积为Fbhi，当b=1m时，则F等于各小条块平均高度之和hii1i1nn本科毕业论文(设计)（2）土石方数量计算

第29页若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定断面之间为一棱柱

体。其体积计算公式为：V

1

(F1F2)L，式中V为体积，F1,F2分别为相邻两断面的2面积，L相邻断面之间的距离。（3）路基土石方调配

土石方调配是指在路基设计和施工中，合理调运挖方，作为填方的作业。A.土石方调配的原则：

a.在半填半挖断面中，应先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，再作纵向调配，

以减少总的运输量

b.土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不做跨越调运，尽可能避

免和减少上坡运土。

c.为使调配合理，必须根据地形和施工条件，选用适当运输方式，确定合理经济运距，

用以分析工程用土是调运还是外借。

d.土石方调配“移挖作填”要考虑经济云居，综合考虑弃方或借方占地、赔偿青苗损

失及对农业生产的影响等。

e.不同的土方和石方应根据工程需要分别调配，以保证路基稳定和人工构造物材料的

供应

f.位于山坡的回头曲线路段，优先考虑上下线的土方竖向调运。

g.土方调配对借土和弃土应事先同地方协商，妥善处理。借土应结合地形、农田规划

等选择借土地点，并综合考虑借土还田、整体造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。B.土石方调配方法

a.土石方调配是在土石方数量计算与复合后进行，调配前应将可能影响运输调配的桥

涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。

b.掌握各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，确定利用、填缺与挖余数量。c.在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采用的运输方式定出合理经济运距，供土

方调配时参考。

d.根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，

本科毕业论文(设计)并将具体调运方向和数量用箭头标注在纵向利用调配栏中。

第30页具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内利用，

e.经纵向调配，如仍有填缺或挖余，则应会同当地协商确定借土或弃土地点，将

借土或弃土的数量和运距分别填筑到借方或废防栏内。f.土石方调配后，应按下式复核检查：

横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+借方=填方+弃方

C.关于调配计算

a.经济运距：经济运距用以确定借土或调运的限界及距离。如调运距离小于经济运距

是，采取纵向调运是经济的；反之则考虑就近借土。填方用土来源，一是路上纵向调运，而是就近路外借土。一般调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤是比较经济的。调运的经济距离按下式计算L经

B

L免。L免为免费运距。Tb.平均运距：是指土石方调配时从挖法提及重心到填方体积重心的距离。为简化设计

计算，按挖方路段中心至填方路段中心的距离计算。在纵向调配时，当其平均运距超过定额规定的免费运距，应按其超运运距计算土石方运量。免费运距是指不计运费的规定距离。

c.运量：土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。

总运量=调配（土石方）方数×nn--平均运距单位，其值为n=

LL免10

若为路外借土要计价，若是移挖作填调配利用则不应计价，因此，计价土石方数量为：

计价土石方数量=挖方数量+借方数量

本科毕业论文(设计)第31页第三章.路基路面设计说明

一．路基设计

路基设计原则

路基应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和阻塞河道。

（1）路基横断面设计主要技术标准

本公路采用单幅双车道，混合交通。由于本公路上圆曲线半径均大于250m，可以不加宽。土路肩主要保护路面和路基，提供侧向余宽。为迅速排出路面和路肩上的降水，将路面和路肩做成有一定横坡的斜面（如下图所示）。为消除曲线上的离心力，曲线采取绕内边线旋转超高方式。公路用地取路堤两侧排水沟外缘以外，或路堑坡顶截水沟外沿以外不少于2m的土地范围。（2）填方路基

砾类土、砂类土应优先选作填料，细粒土可填于路堤底部。基地土密实、地面横坡缓于1：1.5,路堤可直接填筑，地表树根草皮和腐土应清除，若坡度陡于1:0.5,则应做成台阶状，台阶宽不得小于２m，阶底有2%--4%内向倾斜坡度。

对于跨沟的高路堤应避开滑坡、冲沟等不良地质段，对地表水采取拦截、排除措施，防止湿陷和冲沟，减少地基土下沉。（3）挖方路基

挖方边坡应根据边坡高度、土的状况、地下水的状况等因素确定，由于南宁地区土质为粘性土，且本设计中挖方均小于10米，故选用了1：0.5的边坡。同时挖方坡没有设碎落台。为减少地面水冲刷挖方边坡，应在挖方边坡坡顶外设置截水沟或挡水堰。

本科毕业论文(设计)第32页二．路面设计

路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。1.路面设计原则

1.路面应具有良好的稳定性和足够的强度，表面应满足平整、抗滑和排水要求；2.面层、基层的结构类型及厚度应与公路等级、交通等级组成相适应；3.要顾及各结构层本身的结构特性；4.要考虑水文状况的不利影响；

5.适当的层厚和层数，各结构层既要满足最小厚度要求，又应考虑施工可行性；6.应与当地的气候、水文、地质状况相适应，并充分利用当地筑路材料。2.路面结构类型选择

水泥混凝土路面虽然有强度高﹑稳定性好﹑耐久性好，养护费用少﹑经济效益高，有利于夜间行车等优点，但是由于该公路为平原微丘区二级公路，等级较低，若采用水泥混凝土路面，水泥和水的需要量大，工程造价高；路面接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响乘客的舒适性；另外，开放交通迟，修复困难等诸多缺点。

沥青路面结构由于使用了沥青结合料，因而增加了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高，而且与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整﹑无接缝﹑行车舒适﹑耐磨﹑震动小﹑噪音低﹑施工期短﹑养护维修简单﹑适宜于分期维修等优点。由于沥青路面结构与水泥混凝土路面结构相比具有上述优点，并结合当地的实际情况，采用沥青路面结构，更适应于当地的需要，并将更有利于当地旅游业及相关产业的发展，因此，最终推荐采用沥青路面结构。

本科毕业论文(设计)3.新建沥青混凝土路面设计（1）设计理论和方法

第33页沥青混凝土路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。对三级公路的沥青面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。（2）面层

面层直接同行车和大气接触，承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水，表面还应具有良好的抗滑性和平整度。（3）基层

基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去，应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力。为增加基层的强度和稳定性，减少低温收缩裂缝，采用半刚性基层。半刚性基层整体性强，承载力高，刚度大，水稳定性好，且较为经济。基层的选用原则如下：A石灰稳定类

石灰与土结合，使土的塑性降低，最佳含水量增大和最大密实度减少，提高土的强度和稳定性。石灰稳定土具有较高的抗压强度，也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期增长，但因其抗干缩、温缩能力较差，一般不选用作高级路面的基层。B水泥稳定类

水泥矿物与土中的水分发生强烈的水解和水化反应，改善土性，提高强度。水泥稳定土强度随水泥剂量增加而增加，但应有一个合理的范围。含水量对其强度有重大影响，混合料中含水量不足时，水泥与土争水；若土对水有较大亲和力，就不能保证水泥充分作用。水泥稳定土强度的形成与含水量有着极大的关系，适用于温差不大的地区。C二灰稳定类

在石灰土中加入粉煤灰，石灰土最佳含水量增大，最大干密度减少，但其强度、刚度和稳定性均有不同程度的提高，尤其是抗冻性有显著改善，而湿度收缩系数比石灰土有所减少，对抗裂有重要意义。条件可能时，优先选用二灰稳定类，具有较强的胶结能力和稳定性，成板体，抗水、抗裂、抗冻性好，抗干缩与温缩能力都较强，适宜各种气

本科毕业论文(设计)候环境和水文地质，可适用于不同地区。主要解决早强不足的问题。（4）垫层

第34页垫层主要用于改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性，不受土基水文状况变化所造成的不良影响。常用松散材料或稳定类材料，选用粗、中砂。

在地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿的路段，以及排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段应该设置垫层。季节性冰冻地区中湿、潮湿路段、可能产生冻胀时需要设置防冻垫层，基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段也要设置垫层。

三．路基路面排水系统设计

路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。1.路基排水设计的一般原则为

（1）排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理，讲究实效，注意经济，并充分利用地形和自然水系。

（2）路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相结合；（3）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失；

（4）路基排水要结合当地水文条件，就地取材，以防为主。2.常用的路基地面排水设备

包括边沟、截水沟、排水沟等，必要时亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。3.边沟

边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至

本科毕业论文(设计)边坡一般为1：1。4.截水沟

第35页路旁自然水沟和低洼地带。土质或软弱石质边沟，一般都用梯形，其底宽为0.6m，内侧

截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟一般为梯形，沟的边坡坡度因岩土条件而定，沟底宽度和沟深不应小于0.5m。截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。5.排水沟

其主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面形式，一般采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，不需特殊计算，底宽与深度均不应小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1：1。排水的位置据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。

在本设计中，为方便施工，在满足排水的前提下，将边沟，排水沟，截水沟设计成了尺寸大体一致的形式。其中挖方路段的边沟，外侧坡度设成了1:1。6.路基排水

路基排水一般是疏散为主，个别复杂地段需作特殊处理，排水考虑先重点后一般，先地下后地面。7.地面排水处理

地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。为保持路基填方边坡坡脚的稳定，排水沟的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。

本科毕业论文(设计)第36页四．路基防护设计

1.路基防护与加固设施分类

为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、路基的支挡工程等。2.坡面防护

坡面防护主要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性。对于填方路段，采用植物防护，美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，防雨水冲刷和产生裂缝，起到固定和稳定边坡的作用，可以种草、铺草皮和植树。对于挖方路段，边坡防护设计详见支挡工程设计图。3.路基支挡工程

路基支挡工程主要采用挡土墙，挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。为防止路堤边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。

挡土墙有自己的排水设施，以疏干墙后土体，避免墙背积水形成静水压力。墙背回填土上部以相对不透水的粘性土夯实封闭，泄水孔进水端设反滤层（砂砾石）。4.新建沥青路面的设计流程

新建沥青路面厚度设计按以下步骤进行：

1根据设计任务书的要求，按照设计回弹弯沉值和容许完弯拉应力两个设计指标，分

别计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次，确定交通量等级，面层类型，并计算设计弯沉值ld和容许弯拉应力R。当量标准轴载数N：

当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标N

k

i1

P

C1C2nii

P

4.35

本科毕业论文(设计)当以半刚性材料层底拉应力为设计指标时N设计年限累计当量标准轴载数Ne：Ne路面设计弯沉值ld：ld第37页8i1kPC'1C'2niiPt1r

1365

N1r600Ne0.2ACASABsp

结构层容许弯拉应力R：R

Ks

沥青面层抗拉强度结构系数K：K

0.09Ne0..22/Ac0.11无机结合料稳定集料抗拉强度结构系数K：K0.35Ne无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数K：K贫混凝土基层抗拉强度结构系数K：K2/Ac0.45Ne0.11/Ac0.25Ne0.05/Ac按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，沿线将路基划分为若干路段，确定各路

段的路基回弹模量E0。

3参考本地区工程经验，拟定若干个路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行

配合比设计，测定各结构层材料的抗压回弹模量与抗拉强度，确定各结构层的设计参数Ei，spi。

4计算路面结构表面弯沉值ls以及结构层层底弯拉应力m。

ls1000

2PCFE1mpm5根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序计算路面结构设计层的厚度，即：

lsld6mR对于季节性冰冻地区，应验算防冻层厚度是否满足要求。若不能满足，则可增加防

冻层厚度，达到规定厚度，以满足防冻要求。

本科毕业论文(设计)7第38页进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案。

5.新建沥青路面的设计实例

1新建路面的厚度设计实例

AB两地之间计划修建一条单车道的三级公路，在使用期内交通量的年平均增

长率为7%。该路段处于IV7区，为粘质土，沿线可采到砂土，距路线20Km处有石灰供应。预测该路竣工后第一年的交通组成如表所示，试进行路面设计。

前轴

车型

重(KN)

CA10B东风EQ140黄河JN150

2后轴重(KN)

后轴后轴轮组数111

数双轮组双轮组双轮组

后轴距

交通量(次/

日)320240240

19.460.8523.7

69.2

———

49.0101.6

交通分析

a.轴载换算（当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时）

车型CA10B后轴东风EQ140后轴黄河JN150前轴黄河JN150后轴

（KN）60.8569.249.0101.6

1111

1111

（次/日）600450450450

（次/日）2330.272.9160.7

N

k

i1

P

C1C2nii

P

4.35

286.8

本科毕业论文(设计)b.轴载换算（当以半刚性材料层底拉应力为设计指标时）

车型

（KN）

（次/日）

第39页（次/日）

CA10B后轴60.85116003.8

东风EQ140后轴69.2114508.55

黄河JN150后轴101.611450170.31

Ni1kPC'1C'2niiP8182.66

c.累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时

Ne1r

t1365

N1=224.395×104re以半刚性材料层底拉应力为设计指标时N×10431r

t1365

N1=142.021

r初拟路面结构

a.材料的确定：根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土(4cm)，基层采用水泥稳定碎石（厚度取20cm），底基层采用天然砂砾（厚度待定）。面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)。

b.各层材料的抗压模量与劈裂强度：查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。抗压回弹模量取20℃的模量，得到20℃的抗压回弹模量：水泥碎石为1500MPa。弯拉回弹模量和弯拉强度沥青层取15℃的值。各层材料的劈裂强度：水泥碎石为0.5MPa，石灰土0.225MPa。

本科毕业论文(设计)第40页a.土基回弹模量的确定：该路段属于公路自然区划Ⅳ7区，粘土，查表得土基回弹模量为34.5MPa

4设计指标的确定—设计弯沉值

本公路为三级公路，公路等级系数取1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数

取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于25cm，基层类型系数取1.0。

设计弯沉值为：ld600Ne

50.2

ACASAB=28.4(0.01mm)

设计指标的确定—容许层底拉应力细粒式密级配沥青混凝土：K0.09N水泥碎石：K0.35N

0.11e0..22e

/Ac=2.6，R

spKs=0.38；

/Ac=1.793

R

spKs=0.27；

6设计资料汇总

设计弯沉值为28.4（0.01㎜）

材料名称细粒式沥青混凝土

水泥碎石天然砂砾

h(cm)20℃模量(MPa)420—

11001500—

容许拉应力(MPa)

0.380.27—

上述设计结果满足指标要求，底基层厚度30cm。6.主动土压力计算

1破裂角：（假设破裂面交于荷载内）

A

ab2h0(bd)H(H2ah0)tan(Ha)(Ha2h0)2320.3442220.0.25



424220.0.438

本科毕业论文(设计)++=35o14o02'17o30'38o28'tantan第41页cottantanA0.95543o40'验核破裂面位置：

堤顶破裂面距离墙踵：Htan420.9555.73荷载内边缘距离墙踵：bHtan340.254.00荷载内边缘距离墙踵：bHtanbo=340.25+7.5=11.54.00<5.73<11.5,顾破裂面交于荷载内，与假设相符，可用所选公式。

②主动土压力系数k和k1k

cossintantan

cos43o40'35osin434035

o

'

o

0.9550.250.141

h3

batan320.955

1.55m

tantan0.9550.25h4Hh341.552.45mk1=1+

h32a1

H2H2h0h4

H2

1

221.5520.2.45

2.002124144

2求主动土压力E及作用点位置Zy

11

EH2kk118420.1412.00240.65KN

22本科毕业论文(设计)HaHh3h0h43h42HZy33H2k1

2

第42页4241.550.2.4532.452433422.0021.45m

27.设计挡土墙截面

选墙面平行墙背，基底倾斜0.2：1（a011o19'）。通过试算。选墙顶墙宽b11.54

1计算墙身重w及其力臂Zw

墙身重w及其力臂Zw计算结果如表：

墙身重w及其力臂Zw计算结果表

体积V（m2）

V1b1H0.191b125.71

自重w（KN）

w1=125.62

力臂Zw（m）

Zw1=0.125H+0.476b1=1.23V20.095b120.23VV1V25.94w2=5.06w=w1+w2=130.68Zw2=0.651b1=1.00本科毕业论文(设计)第43页②滑动稳定验算

wcos0Esin0fKc=

Ecos0wsin0

130.68cos11o19'40.65sin14o02'17o30'11o19'0.3



40.65cos14o02'17o30'11o19'130.68sin11o19'

41.55413.6613.0421.30

2倾覆稳定性验算

Ex=Ecos40.65cos14o02'17o30'=40.576

EyEsin40.65sin14o02'17o30'2.458

应基底倾斜，土压力对墻趾的力臂改为：

Zy1Zy0.191b12.080.1911.541.79mZx1B1-Zytan0.9521.542.080.251.99mko

w1zw1w2zw2Eyzy1Exzy1

本科毕业论文(设计)

125.621.235.0612.4581.79

40.5761.79第44页2.2571.30

3基底应力验算

B10.952b1w1zw1w2zw2EyZx1ExZy1

ZN22w1w2Ey

e



0.9521.54125.621.235.061.002.4581.9940.5761.79

2130.682.4580.7330.690

0.043B10.2456⑤截面应力验算

墙背为平行直线，截面的最大应力出现于接近基底处。由基底应力验算可知，偏心距及基底应力均满足地基要求则截面应力肯定也满足墙身材料的要求，顾可不作验算。

第四章.沿线桥涵设施的设计

一．涵洞概要

1.涵洞的作用：

公路跨越沟谷、溪沟、河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水构造物。小桥涵是最常见的小型排水构造物。又是跨越其他类路线或障碍，也需修建小桥涵。2.涵洞的设计原则

（1）适用：涵洞设计必须满足交通运输、排水的基本功能。在满足基本功能的同时，

本科毕业论文(设计)第45页还应综合考虑农田水利、农田灌溉、桥涵下通航、通车、行人的要求。靠近城市、村镇的桥涵还应结合各有关方面的要求，考虑综合利用。涵洞要有足够的承载力，能保证行车的畅通、舒适和安全，既满足当前的需要，又照顾今后的发展。

（2）经济：在满足适用的条件下，涵洞设计要体现经济上的合理性。涵洞类型选择要尽量因地制宜、就地取材和便于施工、养护，要进行技术经济比较，力求达到优选、优化，以达到用料省、工日少、造价低并且养护费用少的目的。涵洞结构设计应尽量标准化、定型化，多采用装配式，积极采用新结构、新材料、新工艺，要有利于施工机械化、工厂化，以求得最大的经济效益

（3）安全：确保工程安全是土木工程设计的基本要求。设计的涵洞构造物，应具有足够的强度和稳定性，以使在车辆和自然力的作用下，牢固、可靠，确保正常使用，保证车辆行驶畅通和安全。

（4）美观：在适用、经济、安全的前提下，涵洞应尽可能具有优美的造型，并与周围的环境相协调。涵洞的轮廓形状、孔径尺寸比例、洞口结构形式的选择，都应在不过分增加工程费用的条件下，力求达到美观。3.涵洞的设计要求

（1）行车要求：在设有涵洞的路段，涵洞与陆基共同承受车辆行驶的荷载，构成行车部分。因此，涵洞的设计首先应满足行车安全、快速、舒适和经济的要求。设计必须满足《公路工程技术标准》、《公路桥涵设计通用》规定的桥涵净空、路基宽度、线形标准、设计荷载等的要求，并使涵洞构件和结构物在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

（2）排水要求：涵洞的布设必须保证水流的畅通，是路线通过地区不因公路修建而造成流水宣泄不畅、水毁、积水淹没小严重冲刷等现象，影响路基稳定或造成损害农业等水害。排水要求主要通过保证涵洞下游足够的净空尺寸来实现。（3）其他要求

当涵下需要通行自行车、行人、牲畜时，应满足必要的通行净空尺寸。公路与铁路、公路立体交叉时，涵下应保证所跨越铁路、公路建筑限界规定的净空尺寸。

本科毕业论文(设计)第46页二．涵洞类型选择

1.选型原则

（1）涵洞类型决定了涵洞的功能、造价和使用年限，选型时应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展的需要，按照适用、经济、安全和美观的总原则合理确定涵洞类型。（2）涵洞类型选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工、养护的原则。一条公路上的涵洞类型应尽量一直，尽可能次啊用统一的标准形式，以利于施工。

（3）涵洞类型选择应考虑农田排灌的需要。应结合有关方面的要求，适当考虑综合利用，相互配合。

（4）涵洞的类型应与公路的等级、性质以及使用年限相适应，以满足其功能要求。2.选型因素

（1）地形、水文和水利条件。一般新建涵洞做成无压力式的，只有在涵洞接缝不透水、路堤与基底在水压和渗透作用下保持稳定时，才允许采用半压力式和压力式涵洞。设计流量在10m3/s以下时，宜采用圆管涵；路堤高度不能满足时，可修建盖板涵；设计流量在20m3/s以上、路堤高度可满足最小填土高度时，宜采用拱涵或盖板涵。

（2）造价。山区宜用石涵；缺乏石料地区适宜采用圆管涵或混凝土板涵；在满足流量条件下，单孔圆管比混凝土板涵拱涵经济；在流量较大处钢筋混凝土板涵比多孔管涵经济。

（3）应尽可能就地取材，少用或不用钢筋，有限考虑砖石圬工涵洞。

（4）施工条件。一条路线不宜采用过多的不同类型，以便于集中预知、节约模板、运输方便和保证质量。

（5）地质条件。混凝土管、拱涵要求有坚实基础，其他类型涵洞要求基础沉陷不能过大且沉陷均匀。

（6）要便于养护维修，涵洞不宜过长。

本科毕业论文(设计)3.平原区涵位选择

第47页（1）沟心设涵。平原区涵位通常设于河沟中心，一般与路线方向正交，并使其进水口对准上游沟心。

（2）适当改沟。在河沟十分弯曲地段，为使水流通畅，可采用裁弯取直或改移河沟的办法设正交涵。移位后的涵洞，上游一般应有1.5倍和河槽宽度的直沟段长度。避免因改沟合并占用农田，破坏现有的耕作和排水系统。

（3）注意设农田灌溉涵洞。当路线与农田排水沟渠相交时，应注意设置农田灌溉涵洞，避免设涵后对下游出口处农田产生不利冲刷防止上游水位壅高造成积水淹没农田村庄。（4）路线靠近村庄时，要特别注意设置涵洞，以排除村内流水。

（5）在有长期积水的低洼地段，为了平衡路基两侧的水位也需要设置桥涵。

三．涵长计算

1.涵洞长度：

涵洞长度指涵洞出入口两段墙外缘间的总长度，包括沉降缝、接缝在内。涵洞长度又分上游端长度，下游端长度2.影响涵长因素：

涵洞长度是按照路基宽度、路堤边坡坡率、涵洞顶填土高度、出入口沟底高程、两端翼墙形状及斜交影响等因素确定的。

正交涵长计算：

B1m(H1a)c

1imBm(H2b)cL221imL1

上游长下游长上式中：

B1,B2—路基左右侧宽度（包括弯道加宽值）；

本科毕业论文(设计)a—涵洞进口帽石顶面至基础顶面高度；b—涵洞出口帽石顶面至基础顶面高度；c—

帽石顶面高度

第48页1：m—路基左右侧边缘标高与涵洞中心基础顶面标

高之差，在弯道上应考虑超高及加宽的影响i—涵底纵坡度（%）

3.各类基础构造

圆管涵视地基强度不同可有以下几种类型：

（1）混凝土浆砌片石基础：一般用于土质较软弱的地基上。混凝土强度等级C10，基础顶面用C15素混凝土做成八字斜面，使管身和基础连接成一体。

（2）垫层基础：在砂粒、卵石、碎石及密实均匀的粘土或砂土地基上，可采用沙砾石做垫层基础。

（3）混凝土平整层：在岩石地基上，可不作基础，仅在圆管下铺一层垫层混凝土。

结论

在这次毕业设计过程中我受益匪浅，我深信这会在我今后的人生道路上起到这关重要的作用的。对于这一次的毕业设计我十分的珍惜，因为这也许是我在学生时期的最后一次完成作业了。通过这次的毕业设计过程我学到了很多的东西，无论是路线的选择，还是边坡点的选择，或是平曲线和竖曲线的曲线要素选择，都对后续的工作产生非常大的影响。同样也得出做事不能马虎，不然或在之后乱上加乱，使之变本加厉的繁琐。能在我毕业的时候可以做这样一件有意的事情，我深感欣慰！

本科毕业论文(设计)第49页致谢

可以顺利完成我的毕业设计我要感谢的人很多，无论是辅导我们的可敬可亲的张大伟老师，还是其他组的辅导老师，或是探讨过学习的同学与舍友。我都真心的感谢他们是他们能够让我能顺利地完成这次毕业设计。