道路工程毕业设计说明书

学生：唐善迟 指导老师:雷进生 三峡大学土木与建筑学院

摘要：本设计是根据设计任务书的要求及公路桥梁的相关规范的规定，根据该地段的地形、地质、地物、水文等自然条件，在老师的指导下完成设计。本设计公路等级为二级，设计车速60km/h。

本设计主要包括以下几个设计内容：路线设计、路基设计、路面结构设计、 路基路面排水设计、公路小桥涵设计、平面交叉口设计等。

设计要求：学生应该利用纬地道路设计软件完成本设计的主要过程，并利用计算机绘制设计图纸，按照老师的要求和指导独立完成整个设计。

整个设计计算了道路的平纵横要素，对路基路面、平面交叉口、路基支挡防护工程，公路小桥涵等模块内容进行了详细的设计，因此圆满的完成了惠水至长顺二级公路两阶段设计。

Abstract： The design is according to the provisions of the design task book requirements and related specifications of highway bridges, according to the lot's topography, geology, terrain, hydrology and other natural conditions, under the guidance of their teachers to complete the design. This design road level of the two, and a design speed of 60km / h.

This design includes the following design elements: road design, the design of embankment, pavement structure design，Subgrade and pavement drainage design, highway bridge and culvert design, intersection design.

The design requirements: Students should take advantage of the latitude of road design software to complete the design process, and computer mapping of the design drawings independently in accordance with the requirements and

guidance of the teacher to complete the design.

Calculate the flat vertical and horizontal elements of the road for the entire design, detailed design of Pavement, Intersection, embankment retaining protection works, roads, small bridges and culverts module content, so the successful completion of the secondary roads of the benefits of water to Changshun twostage design.

关键词：路线设计、路基设计、路面结构设计、 路基路面排水设计、公路小桥涵设计 、平面交叉口设计。

Keywords: road design, the design of embankment, pavement structure design, subgrade and pavement drainage design, highway bridge design, intersection design.

前言：本课题来源于贵州省贵阳桐木岭经惠水至长顺公路(惠水至长顺段)改扩建工

程。

公路总体设计是一个系统工程，只有在做好总体设计的前提下，才能使工程建设科学合理为此，必须在坚持总体设计原则的基础上，以道路桥梁隧道为主体，兼顾其他专业设计的特点和要求，以达到满足道路及交通功能使用要求，并同时节约投资、减少用地充分利用和保护周边环境的目的。

当前公路的发展不仅要满足交通功能，更应实现人、路自然的和谐与统一，满足可持续发展的需要。为此，在公路总体设计中，应遵循以下理念：第一，公路建设要与自然景观相结合，公路的线路选择应以不破坏环境为前提，公路断面形状要与自然融合，公路路基、路肩、边坡、护坡道等应与自然起伏的地形相适应。第二，造景与借景相结合，美化环境，融入自然。路线选线阶段应结合不同的地形、地貌、地质条件和不同的自然风光。公路景观设计应重点体现对原有景观资源的保护、利用和开发,最大限度地保护和恢复生态原始地貌,使公路与自然环境相协调。从景观设计入手,例如公路沿线局部路段的优美自然风光,可将其露在行人视野范围内。从公路结构入手,路基边坡应以曲线边坡为主,挡墙宜由高至低或由低至高变且与路线线形吻合。

本设计的主要内容有：路线方案的选择、路线平、纵及组合设计、路基横断面设计、

路基支挡防护工程设计、路面结构设计、路基路面排水工程设计、公路小桥涵等相关内容。

设计的成果形式有：完成设计总说明书，并绘制路线平面图、路线纵断面图；路基标准横断面图、路面结构图、排水及防护工程设计图等工程图。

1.概述

1.1项目的历史背景

贵州省贵阳桐木岭经惠水至长顺公路(惠水至长顺段)改扩建工程是《贵州省骨架公路网规划（2003～2020）》“三纵三横八联八支”中的第八联线（三都至兴仁）中的一段，也是省道S309线（麻江至兴义）中的一段，同时也是黔南州2006～2020年骨架公路网“三纵五横八联线”中的三联（三都坝～长顺牛滚塘）的重要路段和组成部分。

贵阳桐木岭经惠水至长顺公路路线全长72.225公里，分两期建设，第一期为桐木岭至惠水段已建成，其中桐木岭至赤土段建设规模为：公路等级：二级；设计速度60km/h；路基宽度10米；工程总投资9271.732万元，赤土至惠水段建设规模为：公路等级：二级；设计速度60km/h；路基宽度10米。第二期为惠水至长顺段即本项目建设规模为：公路等级：二级；设计速度60km/h，路基宽度10米，全长35.080085公里。该公路建成后将会与即将开工建设的贵

广高速公路，惠水至罗甸公路一起成为黔南州西部主要骨架公路网，为黔南州的旅游资源开发，经济腾飞起到重要的推动作用，是开发黔南旅游资源、促进地方经济发展的“致

富路”。同时本项目也肩负着大中城市的经济辐射作用，促进贫困地区开发、建设的双重功能，具有积极的现实意义和深远的社会影响。

本项目起点与“四支”相连，终点位于“八联”上，沟通了区域路网。“四支”中贵阳桐木岭至惠水段设计速度60公里/小时，路基宽度12米，全线采用二级公路标准进行改造，现已完工。现有省道S309线惠水至长顺段在2001年最后一次改造，改造等级为二级，路基宽10米，但限于资金和工程量等因素，局部路段的平纵面指标仍未达到三级公路的标准，改造基本为顺地形展线，平曲线半径偏小，纵坡大，曲线间间距过短，与油化后的较好路面不匹配，是交通事故的多发路段。综合分析全段路线，大偏角小弯道、大纵坡较小半径的竖曲线、过集镇街道化、乡镇，村寨、学校、机关沿线分布，平交道口多且不规范，人车混行，管理困难，尤其是城镇赶集时，易造成交通堵塞。因此现有公路已不能适应沿线地区经济发展和客货运输的需求，成为制约沿线地区经济发展的重要因素，该公路的建设已迫在眉睫。

1.2技术标准

根据《贵阳桐木岭经惠水至长顺公路（惠水至长顺段）改扩建工程可行性研究报告》的研究结论，结合本项目的自然环境和资金筹措情况；项目所处路网中的地位与作用、预测的远景交通量等，确定本项目采用收费管理的双车道二级公路标准（设计速度60km/h,路基宽度10米，为了利用老路并结合贵州省交通厅《贵州省二级公路改扩建工程项目勘测设计技术指标运用指导意见》，同向曲线间最小直线长度按4V计、反向曲线间直线最小长度按2V计）。设计文件的组成和内容依照交通部部颁《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》和《公路工程基本建设项目设计文件图表示例》的规定执行。其主要技术指标见下表：

表1.1 主 要 技 术 指 标 表 序号 1 2 3 项目 公路等级 设计速度 停车视距 贵阳桐木岭经惠水至长顺公路（惠水至长顺段）改扩建工程 二级公路 60km/h 75m 4 5 6 7 8 9 一般最小平曲线半径 极限最小平曲线半径 不设超高最小平曲线半径 最大纵坡 最小坡长 竖曲线一般最小半径 200m 125m 1500m 6％ 150ｍ 凸形 2000ｍ（一般值）/1400ｍ（极限值） 凹形 1500ｍ（一般值）/1000ｍ（极限值） 10 11 12 13 14 15 16

路基宽度 行车道宽度 路面类型 设计洪水频率 设计荷载 地震设计烈度 服务水平 10m 2×3.5m 沥青混凝土路面、水泥混凝土路面 大桥、中桥1/100，小桥、涵洞及小型排水构造物1/50 公路－Ⅱ级 VI度区 三级 1.3沿线地形、地质、地震、气候、及水文条件

1.3.1 地形、地貌与公路建设的关系

本项目位于云贵高原苗岭西南侧，沿线整体地势西高东低，最高海拔1370米，最低海拔960米。路线经惠水境内段大部分为剥蚀切割低中山沟槽谷地地貌，地形多较平缓，沿线及附近海拔多在970～1180米之间，路线走向为北东-南西向；路线经长顺县境内段多为喀斯特峰丛洼地、峰林谷地地貌，岩溶形态多样，溶蚀洼地、峰丛、溶蚀孤峰、落水洞、溶沟、溶槽、石芽等发育，沿线及附近海拔多在1000～1370米之间，路线走向为近东西向，路线大部分路段沿山间谷地及沟谷布设，填挖不大，局部路段需翻越山岭，挖方较大。

1.3.2沿线地质与公路建设的关系

本项目沿线出露地层主要为白垩系、二迭系、石炭系和泥盆系地层，按由老到新顺序：泥盆系上统望城坡组（D3w）灰岩、白云质灰岩夹泥质灰岩；泥盆系上统尧梭组组（D3y）白云岩、硅质灰岩及灰岩；下石炭统者王组（C1z）泥晶灰岩、下部夹白云岩，厚数米至68m；下石炭统汤粑沟组（C1t）泥晶灰岩夹少量砂页岩，厚数米至270m；下石炭统祥摆组（C1x）石英砂岩、砂页岩夹炭质页岩及煤层；下石炭统摆佐组（C1b）白云岩、白云质灰岩及灰岩；上石炭统滑石板组（C2hs）灰岩和白云岩；上石炭统马平组（C2m）灰岩夹砾状灰岩；下二迭统梁山组（P1l）砂页岩夹煤，厚0～190m；下二迭统茅口组（P1m）生物屑灰岩及白云岩；上二迭统吴家坪组（P2w）灰岩、燧石灰岩夹页岩、炭质页岩及煤；上二迭统大隆组（P2d）硅质灰岩夹凝灰岩，厚0～78m；上白垩统惠水组（K2h）砖红色砾岩、含砾砂岩及暗紫红色砂质泥岩；第四系地层主要为残坡积粘土、碎石土及冲洪积的砂卵砾石层。出露岩层主要为碳酸盐岩及碎屑沉积组合。根据各段地形地貌、地质情况不同，推荐线及比较线划分出以下工程地质段落：6）K3+140～K4+180段：碎石土、粘土层厚2～5m，碎石土、粘土层较为密实，下伏地层为上二迭统吴家坪组（P2w）灰岩、燧石灰岩夹页岩、炭质页岩，强风化层厚1～5m，岩层产状110°∠25°，低中山沟谷地貌，线路位于沟槽及斜坡上，地形较平坦，部分需切坡。

（7）K4+180～K6+620段：碎石土、粘土层厚2～8m，碎石土、粘土层较为密实，下伏地层为上二迭统吴家坪组（P2w）页岩、炭质页岩夹灰岩、燧石灰岩，强风化层厚2～5m，岩层产状105°∠35°，低中山槽谷地貌，线路位于沟槽及斜坡上，地形较平坦，无高陡边坡。

1.3.4 气候、水文与公路建设的关系

本项目区属亚热带及中亚热带季风性湿润气候，冬无严寒、气候温和、雨量充沛、无霜期长。惠水县多年平均气温15.8℃，长顺县多年平均气温15.1℃，极端最低气温

惠水县-7.3℃，长顺县-5℃，极端最高气温惠水35℃，长顺县34.1℃，两县年均降水量1150～1400mm左右，无霜期278～282天。项目区内灾害性气候为冰雹、暴雨及干旱等，对施工影响不是很大，可常年组织施工。

沿线水系属于珠江流域红水河水系，主要河流为涟江及支流。该区河流为雨源性河流，河流水源基本为大气降水，由于河流源短流细，受降雨影响大，雨季暴涨、旱季暴落，流量悬殊。公路沿线除了有丰富的河水可以用作公路建设施工用水外，还有泉水、溪沟流水都可以作为公路建设施工用水。由于山区河流易暴涨暴落，在路线跨越河流及沿河线路段设计、施工都必须作好充分考虑和准备，以免造成公路的水毁问题。

本项目段地下水类型主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水等。第四系孔隙水主要分布于沟槽、谷地，埋深0.5～2m，含水层主要为粘土、碎石土、砂卵砾石，含水量较大，主要受大气降水与河水补给，对路基的影响主要表现为产生软土地基，造成路基沉陷，本项目局部路段存在这种情况，需作好路基底部排水设计；基岩裂隙水主要分布在断裂破碎带、砂页岩地层中，分布不均，储量变化大，基岩裂隙水对边坡的稳定有很大影响，需作好疏浚工作；在路线K11+020至终点段由于碳酸盐岩分布广，且受沿线褶皱构造及断层影响，基岩破碎，因此岩溶较发育，有溶洞、落水洞、溶沟、溶隙等多种岩溶形态分布，岩溶（裂隙）水储量大，主要接受大气降水和河流补给，向河流溪沟排泄，部分岩溶泉点位于路基及附近，丰水期流量大，对路基稳定有较大影响，线路设计时应做好泉点排水设计。

1.4路线走向、主要控制点及工程概况

本项目总体走向西南前行，路线点QD K0+000位于省道S101线进惠水绕城线前长岭小学，经小庄田坝、于K2+600处接上省道S309线，经川东化工厂、大龙乡、鸟落关、蛤蟆井、威远镇、羊角屯、拢院、长顺县城、止于上井（ZD K34+451.420），接S309线长顺至紫云公路。推荐线线全长35.080085公里。

沿线经过惠水县的大龙乡、长顺县威远镇、长顺县城。 沿线经过的河流主要有濛江。

沿线与省道S101、S309，县道X962、X980公路径相连接。 本项目工程概况及主要工程内容见下表:

表1.2建设规模及主要工程内容一览表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 指 标 路线长度 计价土石方 路 面 特殊路基处理 防护及排水工程 大桥 中、小桥 涵 洞 征 地 单 位 KM 万M 千M KM 千M 米/座 米/座 米/道 亩 323数 量 35.080085 73.889 384.508 12.54 244.316 无 197/5 2328.6/163 893.544 1.5 沿线筑路材料及水电等建设条件

本段沿线筑路材料较为丰富，在公路沿线两侧均有相当数量的石灰岩、燧石灰岩、白云岩石可开采加工公路建设用块片石、碎石、砂等材料。沿线已有一些现成的砂、石料场可供使用，施工时在对环境破坏较小的前提下也可新开辟部分料场。另外由于部分路段挖方剩余石料较多，且石质坚硬，也可就近清拣利用。本次勘察根据情况选取代表性样本进行了相应的抗压、磨耗、压碎值等试验，试验结果表明沿线所选料场质量满足本项目要求。

▲水泥：本合同段所需水泥量较大，可从贵阳、惠水及长顺购进所需水泥，数量及质量均能满足项目需要，道路运输方便。

▲沥青：由于本地不产沥青，需通过铁路组织运输至修文扎佐，再通过货车沿现有国省道运输至工地。

▲钢材：本合同段所需钢材可从贵阳市购进。

水：沿线大部分路段水资源丰富，水质纯净，对混凝土无腐蚀作用，可满足施工和生活用水需求。

电、通讯：沿线电力、电讯网络分布广，设施完善，用电、通讯很方便，可向当地电力、电讯部门申请供电和安装通讯工具。

运输：本合同段为改建工程，局部改线段离老路稍远，但多有机耕道沟通，需修约3公里便道，其余路段虽有新线但离老路都不远，大部分路段可利用原有老路组织工地

运输，便道工程量较小。

1.6 与周围环境和自然景观相协调情况

本项目位于云贵高原苗岭西南侧，沿线整体地势西高东低，最高海拔1370米，最低海拔960米。公路路线位于惠水县和长顺县境内，沿线自然植被较好，本项目设计已充分考虑了与沿线自然景观相协调，尽量避免大填大挖，破坏自然生态环境，力求做到人工构造物与天然景观的融合。

本项目尽量利用原有公路，少占良田好地，减少地表破坏，采取相应的排水措施保护地表径流的原有状态。跨越溪流、水渠皆修建桥梁、涵洞等过水设施。本着路基土石方自行平衡的原则，考虑纵横设计。有组织借、弃路基土石方，尽可能以调运解决、形成有序的借方和废方，不得任意就地取、弃。对采用的取土、弃土坑(场)应采取拦截等防护措施，防止造成水土流失。

本项目要求路面的平整性和吸震性能，以减少震动和噪音对沿线居民的干扰。 对纵坡进行合理控制，以减少低速档的使用次数，相应减少汽车尾气的排放。应尽力使用无铅汽油，减少尾气排放污染。

路基两边外侧，有序的植树和边坡防护等措施以美化路容和改善环境。

2道路平面设计

2.1公路等级的确定

根据《公路工程技术标准》将公路根据功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。

高速公路：四车道高速公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000辆。

六车道高速公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000~80000辆。

八车道高速公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000~10000辆。

一级公路：四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量

15000~30000辆。

六车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000辆。

二级公路：双车道二级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量

5000~15000辆。

三级公路：双车道三级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量

2000~6000辆。

四级公路：双车道四级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000

辆以下。

单车道四级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。

表2.1各汽车代表车型与车辆折算系数

汽车代表车型 小客车 中型车 大型车 拖挂车 车辆折算系数 1.0 1.5 2.0 3.0 说明 ≤19座的客车和载质量≤2t的货车 ＞19座的客车和载质量＞2t～≤7t的货车 载质量＞7t～≤14t的货车 载质量＞14t的货车 2.1.1已知资料

表2.2路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率6.0%）

东风EQ140 300 黄河JN150 200 黄河JN162 120 黄河QD351 200 交通SH141 150 长征XD980 120 长征CZ361 200 延安SX161 60 2.1.2交通量计算

初始年交通量：N=300×1.5+200×2.0+120×1.5+200×1.5+150×1.5+120×2.0+200×2.0+60×2.0=2315辆/日 2.1.3确定公路等级

根据规范取该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量N:

N2315(16.0%)1515233辆/日

由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。 所以根据给定的条件，本次设计路线为山岭重丘区二级公路。

2.2直线长度的确定

1. 直线的最大长度

根据规范规定：直线的最大长度（单位为m）为20V（V－设计速度，km／h），一般情况下应尽量地避免追求过长的直线指标。

2. 直线的最小长度

为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定的直线长度。一般规定，同向曲线之间的最短直线长度以不小于6V为宜，反向曲线之间的最短直线长度以不小于2V为宜.

2.3缓和曲线最小长度的确定

1. 按离心加速度的变化率计算 Ls=0.036×v³/R=15.55 2. 按反应时间计算 Ls=v/1.2=50

3. 按超高渐变率计算 Ls=B×ib/p=52.5 （B取3.5×2=7，ib取0.05，p取1/125）

4. 按视觉条件计算 Ls=R/9=55.56 取5的整数倍，最终Ls取60

2.3平面线形设计

2.3.1二级公路的主要技术标准

表2.2公路技术指标表

设计车速 平曲线 一般最小半径 极限最小半径 缓和曲线最小长度 不设超高的圆曲线最小半径 60㎞/h 200m 125m 50m 路拱≤2.0% 1500m 路拱＞2.0% 1900m 最大纵坡 凸曲线 一般最小半径 极限最小半径 凹曲线 一般最小半径 极限最小半径

6% 2000m 1400m 1500m 1000m 2.3.2平面线形要素的组合与衔接 1.直线与曲线的组合

直线与曲线在平面线形设计中往往是交替运用的，为了保证线形设计质量，直线与曲线的组合与过渡应协调平顺。平曲线的半径及其设计使用长度应与邻近的直线长度相适用。

由于长直线容易导致高速行车，所以长直线的尽端应避免适用小半径的曲线，当直线长度：L>500m 时，宜R≥500m；而较短的直线与小半径的平曲线连在一起，频繁转弯，容易造成驾驶员操作紧张，此时的曲线不宜太小，当时L≤500m，应有R≥L。

2.平面线形组合

本设计中平面线形组合均为基本型，应按直线－回旋线－圆曲线－回旋线－直线的顺序组合，为了使线形协调，宜将回旋线－圆曲线－回旋线的长度设计比设为；1: 1: 1当曲线半径较大，平曲线较长时，也可将回旋线－圆曲线－回旋线的长度设计比设为1: 2: 1等组合形式。 2.3.3平曲线的最小长度 1.平曲线的极限最小长度

根据规范：平曲线的极限最小长度应按汽车6s行程设置曲线。 2.平曲线的一般最小长度

公路弯道在一般情况下是由两段缓和曲线和一段圆曲线组成，中间的圆曲线的长度也宜有不短于3s的行程。 2.3.4路线曲线要素计算

（1）、路线简介

该二级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：

全长：3043.395m, 交点：5个（不含起点和中点）

交点桩号：K0+364.325、K0+688.704、K1+148.905、K1+851.853 K2+454.752、

圆曲线半径：200m、250m、400m 、400m、 500m 缓和曲线长度：60m，60m，65m，65m，70m （2）、曲线要素

JD1：K0+364.325

设R200m，LS60m ，4130'18.7\"，则曲线要素计算如下：

60603q29.978m

22402002602604p0.749m 3242002688200T2000.749tan4130'18.7\"/229.978106.045m

L(413018.720060)m204.880 180E2000.749sec4130'18.7\"/220014.677m

J2106.045204.8807.210m

Ly204.88026084.880m

主点里程桩号计算： JD1：K0+364.325

ZHJDT364.325106.045258.280

HYZHLS258.28060318.280

YHHYLY318.28084.880403.160 HZYHLS403.16060463.160

QZHZL/2463.160204.880360.720 2JDQZJ/2360.7207.210364.325（计算无误） 2JD2：K0+688.704

设R250m，LS60m ，313'14.8\"，则曲线要素计算如下：

60603q29.986m

22402502602604p0.5997m 3242502688250T2500.5997tan313'14.8\"/229.98699.611m

L(31314.825060)m195.499 180E2500.5997sec313'14.8\"/225010.092m

J299.611195.4993.723m

Ly207.56026075.499m

主点里程桩号计算： JD2：K0+688.704

ZHJDT688.70499.611589.093

HYZHLS589.09360649.093

YHHYLY649.09375.499724.592 HZYHLS724.59260784.592

QZHZL/2784.592195.499686.843 23.723688.704（计算无误） JDQZJ/2686.8432

JD3：K1+148.905

设R400m，LS65m ，1915'31.9\"，则曲线要素计算如下：

65653q32.493m

22404002652654p0.440m 3244002688400T4000.440tan1915'31.9\"/232.493100.434m

L(1965)m199.452 180E4000.440sec1915'31.9\"/24006.163m

J2100.434199.4521.416m

Ly199.45226569.452m

主点里程桩号计算： JD3：K1+148.905

ZHJDT1148.905100.4341048.471

HYZHLS1048.471651113.471

YHHYLY1113.47169.4521182.923 HZYHLS1182.923651247.923

QZHZL/21247.923199.4521148.197 21.4161148.905（计算无误） JDQZJ/21149.1972

JD4：K1+851.853

设R400m，LS65m ，1911'2.9\"，则曲线要素计算如下：

65653q32.493m 22240400652654p0.440m

2440026884003T4000.440tan1911'2.9\"/232.493100.165m

L(1965)m198.931 180E4000.440sec1911'2.9\"/25006.118m

J2100.165198.9311.399m

Ly198.93126568.931m

主点里程桩号计算： JD4：K1+851.853

ZHJDT1851.853100.1651751.688

HYZHLS1751.688651816.688

YHHYLY1816.68868.9311885.619 HZYHLS1885.619651950.619

QZHZL/21950.619198.9311851.154 21.3991851.853（计算无误） JDQZJ/21851.1542JD5：K2+454.752

设R500m，LS70m ，167'31.2\"，则曲线要素计算如下：

70703q34.994m 22240500702704p0.408m 3245002688500T5000.408tan167'31.2\"/234.494105.380m

L(1670)m210.720 180E5000.408sec1611'31.2\"/25005.446m

J2105.380210.7200.040m

Ly210.72027070.720m

主点里程桩号计算： JD5：K2+454.752

ZHJDT2454.752105.3802394.372

HYZHLS2394.372702419.372

YHHYLY2419.37270.7202490.092 HZYHLS2490.092702560.092

QZHZL/22560.092210.7202454.732 20.042454.752（计算无误） JDQZJ/22354.3562

3.路线纵断面设计

3.1概述

沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务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研究起伏空间线的大小和长度，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。

3.2纵断面设计的原则

（1） 纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。

（2） 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。 （3） 平面与纵断面组合设计应满足：

（4） 视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。

（5） 平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个

缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。

(6) 平、纵线形的技术指标大小应均衡。

（7） 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。

（8） 与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。

3.3纵坡设计的一般要求

（1） 设计必须满足《标准》的各项规范

（2） 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。

（3） 沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。

（4） 应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。

（5） 纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。 （6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。

（7） 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。

3.4纵断面的设计要点

纵断面设计的主要内容是根据道路的等级、沿线自然条件和构造物控制高程等，确定路线合适的高程、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓，坡长和竖曲线长短适当，平面与纵面组合设计协调以及填挖经济、平衡。 3.4.1关于纵坡极限值的运用

根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设计时不可轻易采用，应留有余地。一般讲，纵坡缓些好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3%～0.5%。 3.4.2关于最小坡长

坡长是指纵断面两变坡点之间的水平距离。坡长不宜过短，以不小于设计速度9s的行程为宜。对连续起伏的路段，坡度应尽量小，一般可取竖曲线最小长度的3～5倍。

3.4.3关于竖曲线半径的选用

竖曲线应选用较大半径为宜。在不过分增加工程量的情况下，应选用大于或等于一般最小半径的半径值，特殊困难方可用极限最小值。坡差小时应尽量采用大的竖曲线半径。当有条件时，应按下表的规定进行设计。

表3.1视觉要求的最小竖曲线半径

设计速度/(km/h) 凸形 120 100 80 60 40

20000 16000 12000 9000 3000 竖曲线半径/m 凹形 12000 10000 8000 6000 2000 3.5纵坡设计的步骤

（1） 准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。

（2） 标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。

（3） 试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。

（4） 调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。

（5） 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。

（6） 定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1％，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。

（7） 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。

（8） 计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。

3.6竖曲线计算

3.6.1概述

竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。《标准》规定：

表3.2 竖曲线技术指标

设计车速（km/h） 最大纵坡（％） 最小纵坡（％） 一般值 凸形竖曲线半径（m） 极限值 一般值 凹形竖曲线半径（m） 极限值 竖曲线最小长度（m） 1000 50 1400 1500 60 6% 0.3% 2000

该二级公路路线总长3047.249m，全线共设三个竖曲线，其中一个凸形曲线，两个凹形曲线。

变坡点桩号：K0+890、K1+620、K2+160

纵坡坡度：-2.083%、+1.063%、+2.187%、-1.962% 竖曲线半径： 6000m、6000m、9000m，

竖曲线要素的计算公式

竖曲线要素的计算公式汇总如下：

LR （3-1） TL （3-2） 2T2 E （3-3）

2Rl2 y （3-4）

2R式中 R——竖曲线半径，（m）； T——切线长，（m）； L——竖曲线长，（m）； E——外距，（m）；

l——竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离，（m）；

y——竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差，也称为修正值或竖距。

3.6.2竖曲线设计

变坡点1：K0+890 （1）竖曲线要素计算

已知：i12.083%，i21.063%，

i2i11.0632.0833.1460

设置凹形曲线，设半径R6000m，曲线要素计算如下： LR60001.02%188.76m

TL188.7694.38m 22T294.382E0.742m

2R26000（2）设计高程计算

竖曲线起点桩号=(K0+890.000)﹣94.38=K0+795.62

竖曲线起点高程=1004.236-94.38×（-2.083%）=1006.202m 竖曲线终点桩号=( K0+890.000) +94.38= K0+984.38 竖曲线终点高程=1004.236+ 94.38×（1.063%）=1005.239m

变坡点2：K1+620 （1）竖曲线要素计算

已知：i11.063%，i22.187%，

i2i12.1871.0631.1240

设置凹形曲线，设半径R10000m，曲线要素计算如下： LR100001.124%112.4m

TL112.456.2m 22T256.22E0.263m

2R26000（2）设计高程计算

竖曲线起点桩号=(K1+620.000)﹣56.2=K1+563.800 竖曲线起点高程=1011.993-56.2×（1.063%）=1011.396m 竖曲线终点桩号=( K1+620.000) +56.2= K1+676.200 竖曲线终点高程=1011.993+ 56.2×（2.187%）=1013.222m 变坡点3：K2+160.000 （1）竖曲线要素计算

已知：i12.187%，i21.962%，

i2i11.9622.1874.1490 设置凹形曲线，设半径R9000m，曲线要素计算如下： LR90004.419%397.710m

TL397.710198.855m 22T2198.8552E2.197m

2R29000（2）设计高程计算

竖曲线起点桩号=(K2+160.000)﹣198.855=K1+961.145 竖曲线起点高程=1023.802-198.855×（2.187%）=1019.453m 竖曲线终点桩号=( K2+160.000) +198.855= K2+358.855 竖曲线终点高程=1023.802+ 198.855×（-1.962%）=1019.900m

4.横断面设计

公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，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：

1、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（JTG D20-2006）》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，并更具公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。

2、设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与配合，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。

3、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，或修筑直立的加筋土挡墙。

4、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。

24.1横断面的组成

4.1.1横断面的组成

公路横断面由行车道、中间带、路肩、边沟、边坡等部分组成。

4.1.2路基的类型

通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的，由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。 （1）路堤

路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0～1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于 18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5～18m范围内的路堤为一般路堤。

矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响。设计时应注意满足最小填土高度的要求。力求不低于规定的临界高度，使路堤处于干燥或中湿状态。路基两侧均应设边沟。

高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面经济合理，需要进行个别设计，高路堤、浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式。为防止水流的侵蚀和冲刷坡面，高路堤和浸水路堤的边坡，须采取适当的坡面防护和加固措施。 （2）、路堑

路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。挖方边坡可根据高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚应设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。

挖方路基处土层地下水文状况不良时，可能导致路面的破坏，所以对路堑以下的天然地基，要人工压实至规定的压实程度。必要时应该翻挖，重新分层填筑、换土或进行加固处理，采取加铺隔离层，设置必要的排水设施。 （3）、半填半挖路基

位于山坡的路基，通常选取路中心的标高接近原地面的标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。

上述三类典型横断面形式，各具特色，分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异很大，且路基位置、横断面尺寸及要求等，亦应服从于路线，路面及

沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必需因地制宜，综合设计。

4.2横坡度的确定

4.2.1路拱坡度

为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱，其倾斜的大小以百分率表示。根据路基设计规范，为有利于路面的排水，路面应设置一定的横向坡度，对于不同路面规定不同范围的横坡限制：

表4.1路拱拱度

路面类型 沥青混凝土、水泥混凝土 其他沥青路面 半整齐块石 碎、砾石 低级路面 路拱拱度/ % 1～2 1.5～2.5 23～ 2.5～3.5 3～4 4.2.2路肩坡度

当硬路肩的宽度≥2.25m时，应设置向外倾斜的横坡。当行车道超高横坡值不小于8%时，曲线外侧应设置向内倾斜的横坡。

当当硬路肩的宽度＜2.25时，曲线外侧路肩横坡的方向及其坡度值应与行车道相同。

曲线外侧的路肩横坡方向及其坡度值：见表4-2

表4.2 路肩横坡方向及其坡度表

行车道超高值（%） 曲线外侧路肩横坡方向 曲线外侧路肩坡度值（%） 2、3、4、5 向外侧倾斜 -2 6、7 向内侧倾斜 -1 8、9、10 向内侧倾斜 与行车道行坡相同 4.3曲线超高和加宽

4.3.1超高及超高缓和段 （1）、超高

为迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定横向坡度的路拱形式，这样在圆曲线路段的弯道上，当汽车沿着双向横坡的外侧车道行驶时，由于车重的平行路面分力与离心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲线外侧，将影响行车的横向稳定。圆曲线半径愈小，对汽车行驶的横向稳定影响愈大，故在弯道设计中，为了能像在路面内侧车道行驶时那样用车重的平行路面分力抵消一部分横向力，以保证行车的横向稳定，可将外侧车道升高，构成与内侧车道倾斜方向相同具有一定横向坡度的单坡横断面，这样的设置称为超高，其单坡横断面的横方向坡度叫做超高横坡度，简称超高度iy。

《公路路线设计规范（JTG D20-2006）》规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车厢组成情况确定。高速公路、一级公路的超高横坡度不超过10%，其他各级公路不超过8%。 （2）、超高缓和段

从直线上的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，由一个逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段称为超高缓和段，一般公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。

① 超高过渡方式

所设计的公路是具有中间带的平原高速公路，采用绕中央分隔带边缘旋转，以这样的方式，将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持水平状态。

② 超高缓和段长度

为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下式进行计算：

LCip

式中：——旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（m）； i——超高坡度与路拱坡度代数差，（%）；

p——超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线

之间相对升降的比率。

超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。 4.3.2超高值的计算

本公路为无中间带的公路。超高的计算方式有三种： （1）、绕未加宽前的内侧车道边缘旋转； （2）、绕中线旋转； （3）、绕外边缘线旋转。

上述各种方法中，绕边线旋转，由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此法。绕中线旋转可以保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，多用于旧路改建工程。而绕外侧边缘线旋转是一种比较特殊的设计，仅用于某些为改善路容的地点。

下面采用绕路面中线旋转超高值计算方法来计算超高值 以交点1为例（详见超高加宽表）

超高过渡段：LCip4%8.5m229.75 1175iGLc10m ib所以取超高缓和段长度LC30m，则x0当xx0时，即在双坡阶段中，超高值计算如下 1）路肩内边缘

''hcxbJiJ(bJbx)iG0.750.03(0.75x0.8)0.020.00750.00053x 302）路中线

'hcxbJiJB8.5miG0.750.030.020.1075m 223）路肩外边缘

hcxbJ(iJiG)xx(B2bJ)iG0.750.01100.020.00750.02x x010当xx0时，即在旋转阶段中，超高值计算如下

1）路肩内边缘

BB0.8xxbJbx)ixiG0.750.03(5)0.064.250.022）2230300.10750.01x0.000053x2hc''bJiJ(路中线 hc'bJiJB8.5miG0.750.030.020.1075m 223）路肩外边缘

BBxiG(bJ)ix0.750.034.250.0250.06 22300.10750.01xhcbJiJ圆曲线全超高阶段 1）路肩内边缘

BB0.8xxbJbx)ibiG0.750.03(5)0.064.250.022）2230300.000053x20.1925hc''bJiJ(路中线

'hcxbJiJB8.5miG0.750.030.020.1075m 223）路肩外边缘

hcbJiJ0.4075BBiG(bJ)ib0.750.034.250.0250.06 224.3.3曲线的超高及加宽的过渡

汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。对于R >250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。

为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。

二级公路设计中采用比例过渡，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，加宽缓和段内任意点的加宽值：

bx式中：

； LX ————任意点距缓和段起点的距离 （m）L ————加宽缓和段长 （m）； b ————圆曲线上的全加宽 （m）。

LXb L4.4 土石方数量计算与土石方调配

4.4.1 横断面面积的计算

为计算路基土石方数量需先求得横断面面积，当地面不规则时，常采用的方法有积距法和几何图形法。

横断面面积计算时应注意的问题： 1、填方面积和挖方面积应分开计算。

2、填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。

3、如基底是淤泥需换土时，先算出挖出淤泥的面积，再计算换土填方面积，即统一面积计算两次。同理，挖方台阶的面积也应计算两次。 4.4.2 路基土石方工程数量的计算

各中桩的横断面面积求出后，即可进行土石方工程数量计算。常采用平均断面法计算。假定相邻两横断面间为一横断面积为两端断面积平均值的棱柱体，其高是横断面的间距。

VA1A2L/2

在《路基土石方数量计算表》中进行计算。 4.4.3 土石方调配

计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量。通过调配，合理的解决各路段土石方

数量的平衡和利用问题，使路堑挖出土方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所取，挖方有所用。 （1）、调配原则

①在半填半挖断面中，应首先考虑本路段内移挖作填，进行横向平衡，然后再作纵向调运，以减少总的运量。

②调配时应考虑到桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不能跨沟调运，同时应注意施工的可能和方便，尽可能避免和减少上坡运土。

③为使土石方调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。

④土方调配“移挖作填”，除考虑经济运距，还要综合考虑弃土或借土占地、赔偿青苗损失以及对农业生产的影响问题。

⑤土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定（保证不同的土分层填筑路基）和人工构造物的材料供应（如小桥涵所用的片石）。

⑥位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上、下线的调运。

⑦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，整地造田等措施；弃土应不占或少占耕地，在可能的条件下宜将土平整为耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。 （2）、调配方法

本设计有些地段要大部分填方，而有些地段要大部分挖方，总体上计算填方大于挖方。但可以将大部分的挖方采用机械运土，转移到需要大部分填方的地段，以保证借方的最小数量。

5.路基路面排水设计

路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。

5.1 路基路面排水的一般原则

1、排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。

2、设计前查明水源和地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑排水与桥涵布置相配合，地下与地面排水相配合，平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。

3、各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当的增设管涵或加大管涵孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。

4、路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，对于土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。

5、路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固使用，又必须讲究经济效益。

6、为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，也可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。

5.2 路基排水设备

5.2.1 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和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到表沟的排水作用。

边沟的纵坡一般与路线的纵坡一致。边沟的横断面形式采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。梯形边沟的沟底宽和深度均为0.6m，边沟采用浆砌片石，砌筑用的砂浆强度采用M5.0。

5.2.2 排水沟

排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水），引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面采用梯型，底宽和深度为0.6m，土沟的边坡坡度为1：1.0。排水沟的位置，可根据需要并结合当地地形等条件定，离路基尽可能远，平面上应力求符合要求。

6. 路基设计

6.1 路基横断面布置

由横断面设计，查《标准》可知，二级公路路基宽度为10m，其中路面跨度为7.00m，无须设置中央分隔带，硬路肩宽度为0.75×2=1.5m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。；路面横坡为2%，土路肩横坡为3%

图6.1公路路基宽度示意图

6.2 路基边坡

由横断面设计查《公路路基设计规范》可知，当二级公路路基边坡小于8m时，采用1：1.5的坡度，当路基边坡大于8m时采用1：1.75，当路堑开挖有些路段大于15米，由规范采用1：0.5与1：0.75的边坡相结合。

6.3 路基压实标准

路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《规范》要求：

表6.1路基压实度

填挖类别 路面以下深度（m） 0～0.30 0.30～0.80 0～0.30 填方 0.30～0.80 0.80～1.50 1.50以下

路基压实度 二级公路 ≥95 ≥95 ≥95 ≥94 ≥92 零填即挖方 6.4 路基填料

填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。

砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。

细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。

桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。

6.5 路床处理

（1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。

（2）挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。

（3）填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理

基底土密实，地面横坡缓于1：2.5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。当陡于1：2.5时，地面须挖成阶梯式，梯宽2.0m，

并做2%的反坡。

路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。

水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。

6.6 路基防护

（1） 路基填土高度H<3m时，采用草坪网布被防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级道路，则采用菱形空心混凝土预制块防护，本段公路采用菱形空心混凝土预制块。

（2） 路基填土高度H>3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4＜H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用5.0号砌浆灌注。

（3）路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm，底宽80cm，个别小的河塘全部填土。

（4）路堑路段边坡为1：0.5，按规范采用浆砌片石防护。

7.挡土墙设计

7.1挡土墙类型的选择

根据挡土墙的特点及其适用范围可以将挡土墙分为重力式挡土墙、衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙、锚杆式挡土墙、加筋土挡土墙等类型。

重力式挡土墙：它是依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片石（块石）砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其形式简单，

施工方便，可就地取材，适应性较强，故被广泛采用。

衡重式挡土墙：设置衡重台使墙身重心后移，并利用衡重台上的填土，增加墙身稳定。上墙背俯斜而下墙仰斜，可降低墙身及减少基础开挖，以及节约墙身断面尺寸。适用于陡山坡的路肩墙、路堤墙和路堑墙（兼有拦挡落石作用）

悬臂式挡土墙：墙身及基础均采用钢筋混凝土浇筑，断面尺寸较小。由立壁、墙趾板和墙踵板三部分组成。立壁下部弯矩较大，特别在墙高时，需设置的钢筋较多。适用于缺乏石料的地区及挡土墙高度不大于7m的情况。

锚杆式挡土墙：由肋柱、挡板和锚杆组成，靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。肋柱、挡板可预置。一般用于墙身较高的路堑墙或路肩墙。

加筋土挡土墙：是由填土及填土中布置的拉筋条，以及墙面板三部分组成。其属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，使用于填土路基。有结构简单，圬工量少，与其它类型的挡土墙相比，可节省大量资金，取得良好的经济效益。

7.2挡土墙位置的确定

路基在下列情况下宜修建挡土墙：

（1）陡坡路段或者岩石风化的路堑边坡路段；

（2）需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段； （3）增加不良地质路段边坡稳定，以防止产生滑坍； （4）防止沿河路段水流冲刷； （5）桥梁或隧道与路基的连接路段； （6）节约道路用地、减少拆迁或少占农田；

（7）保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。

7.3重力式挡土墙设计

7.3.1需设挡土墙路段

根据设计要求，在路线陡坡路段需设挡土墙，故在K2+140～K2+160和K2+260～K2+280段设重力式路肩挡墙。 7.3.2设计资料

（1）荷载：计算荷载汽车-20级，验算荷载挂车-100；

（2）墙后填料为碎石土，容重19kN/m3，计算内摩擦角40，填料与墙背间的摩擦角δ=1/2；

（3）地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力[σ]=500KPa，基地摩阻系数

u=0.4；

（4）墙体材料5号砂浆砌筑30号片石，其容重24kN/m3。 7.3.3挡土墙基础埋深的确定

挡土墙的基础埋深取决于地质条件、水文情况、冻结深度、邻近建筑物的基础影响等。为保证挡土墙的稳定，埋置深度应满足下列要求：

1. 当冻结深度小于或等于1m时，基底应在冻结线以下不小于0.25m，并符合基础

最小埋置深度不小于1m的要求。

2. 当冻结深度超过1m时，基底最小埋置深度不小于1.25m，还应将基底至冻结线

以下0.25m深度范围的地基土换填为弱冻胀材料。

3. 受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底应置于局部冲刷线

以下不小于1m。

4. 路堑式挡土墙基础顶面应低于路堑边沟底面，且不小于0.5m。

5. 在风化层不厚的硬质岩石地基上，基底一般应置于基岩表面以下0.15到0.6m；

在软质岩石地基，基底最小埋置深度不小于1m。

7.3.4挡土墙布置

在设置挡土墙的地段，应根据已知的地形、地质和水文等情况，考虑材料来源和施工条件，结合技术经济比较，来进行挡土墙的布置和设计。路基挡土墙的布置一般包括横向和纵向两个方向的布置。

1.横向布置：在路基横断面图上选定挡土墙的位置和形式，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，拟定排水设施，指定墙后填料等，并绘制有代表性的挡土墙横断面图。

2.纵向布置：在墙趾纵断面图上绘成，布置后绘成挡土墙正面图，内容有：

（1）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择墙与路基或其它结构物的连接方式。

墙端可以直接嵌入山坡，或与路堤以锥坡相衔接等。

（2）按地基和地形情况进行分段，确定沉降缝和伸缩缝的位置。

（3）布置各段挡土墙的基础。墙趾处有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡；若地基为岩石时，为减少开挖量，也可以在纵向做成台阶，其尺寸随地形变动，但高宽比≤1:2。

（4）确定泄水孔位置、数量、间隔、尺寸等。

7.3.5强度和稳定性验算

1.主动土压力计算 （1）车辆荷载换算

当2m时，q20.0KPa；当H10m时，q10KPa

5.502由直线内插法得：H=5.50m时，q10202015.63KPa

102q15.630.82m r19（2）主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） a.破裂角

换算均布土层厚度：h0由14.04，40，220

得：4014.042045.96 又a0，b0，d0.75 所以

11 A0(aH12h0)(aH1)(5.7320.82)5.7321.12

2211ab(bd)h0H1(H12a2h0)tan22100.750.825.73(5.7320.82)tan(14.04)

25.90B0tgtg（ctgtg）（tgB0）A0tg45.96（ctg40tg45.96）（tg45.965.9021.12） 0.67534.02

验核破裂面位置：

堤顶破裂面至墙锺：H1atan3.87m 荷载内缘至墙锺：dHtan2.18m 荷载外缘至墙锺：l0db1B7.56m

由于破裂面至墙锺的距离大于荷载内缘至墙锺的距离并且小于荷载外缘至墙锺的距离，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形俯斜墙背，且墙背倾角较小，不会出现第二破裂面。 b.主动土压力系数和1

K

cos()(tantan)0.12sin() batg0tgtg d1.76tgtg

h1h2 h3Hh1h23.97

K112hhh2a(11)0231.20 H12H1H1c.求主动土压力a及土压力的作用点

11EaH12KK1195.7320.121.202244.92kNm

ExEacos()44.92cos(14.0420)44.68kNmEyEasin()44.92sin(14.0420)4.66kNm

H1a(H1h1)2h0h3(3h32H1)Zy33H12K11.92m

ZxBZytan1.141.92(0.25)1.62m2.挡土墙抗滑稳定性验算

为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。即：

1.1GQ1(EyExtan0)u(1.1GQ1Ey)tan0Q1Ex0式中：G-挡土墙自重

2G(bB)HBtan0110.52(0.951.14)5.731.14tan11.30.524

140.59kNmEx，Ey-墙背主动土压力的水平与垂直分力

0—基底倾斜角 u—基底摩擦系数，取0.4 Q1—主动土压力分项系数，取1.4 因为：

1.1GQ1(EyExtan0)u(1.1GQ1Ey)tan0Q1Ex1.1140.591.4(4.6644.68tan11.3)0.4

(1.1140.591.44.66)tan11.31.444.6839.150

所以该挡墙抗滑稳定性满足要求。3.抗倾覆稳定性验算

要使挡墙抗倾覆满足要求即满足：

0.8GZGQ1(EyZxExZy)0

ZG10.5b1b20.5h10.251.35m

ZG2b2bh20.250.79 2222ZG3(b2b)h30.250.83

33S1b1H14.75m2 S2b1b2)h20.60m2 S31(b1b2)h30.14m2 2ZG(S1ZG1S2ZG2S3ZG3)4.751.350.60.790.140.831.30mS1S2S35.21

0.8GZGQ1(EyZxExZy)0.8140.591.301.4(4.661.6244.681.92)36.68＞0

满足要求。 4.基底应力及偏心距验算 ⑴基础底面的压应力

作用于基底的合力偏心距e为：eBC 2其中：

CGZGEyZxEx(ZyBtan0)GEy140.591.304.661.6244.68(1.921.14tan11.3)0.79

140.594.66所以

e1.1420.790.22B60.19

N1(GGQ1EyW)cos0Q1Exsin0(140.591.21.44.660)cos11.31.444.68sin11.3

2N12184.10155.36KPa3C30.79

pmax⑵基底合力偏心距

荷载组合为Ⅱ：挡土墙结构自重、土重、土侧压力、汽车荷载引起的土侧压力相组合。查表可知，中密砂土地基的合力偏心距须有e⑶地基承载力抗力值 须满足pmax1.2fa

fa－地基承载力抗力值（KPa）；

B由以上计算可知是满足的。 0.95，

4fafkk11(b3)k22(h0.5)5003.0(33)4.419(1.00.5) 541.8KPa式中 －地基承载应力标准值；

－承载力修正系数；

；

；

1－基底下持力层上土的天然容重 2－基础地面以下各土层的加权平均容重

b－基础底面宽度小于3m时取3m，大于6m时取6m； h－基础底面的埋置深度(m)。

显然，pmaxKPa1.2fa1.2541.80650.16KPa

∴ 满足地基承载力的要求。

7.4挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计

把伸缩缝和沉降缝结合在一起，统成为变形缝，沿墙长每10-15米设置变形缝，变形缝全高设置，其宽度取0.03米，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青木板，塞入深度为0.2米。

7.5挡土墙的排水设施设计

在墙身上沿墙高和墙长设置泄水孔，其为10cm10cm的方孔，具有向墙外倾斜的坡度，间距取为2-3m，泄水孔的进水侧设反滤层，厚度为0.4m，在最下排泄水孔的底部设置隔水层。

8.路面结构设计

8.1沥青路面设计

惠水至长顺段二级公路公路自然区划为∨3区，路基干湿类型为中湿，稠度为（ωC1

＞ωC≥ωC2为1.10＞ωC≥0.95），取稠度 c1.05，查表知，土基回弹模量应取

33.0MPa，采用沥青混凝土路面，路面宽为8.5m。 8.1.1路面的等级及类型

根据规范规定，根据设计年限内累计当量标准轴载作用次数多少选用高级路面和次高级路面，高级路面一般适用于设计年限内累计标准轴次大于400万次的二级公路,设计年限为15年；次高级路面适用于设计年限内累计标准轴次大于200万次的二级公路，设计年限为12年。

8.1.2标准轴载及轴载当量换算

路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示。标准 轴载计算参数如表7-1所示。

表8.1 标准轴载计算参数

标准轴载 标准轴载P(KN) 轮胎接地压强P(Mpa） BZZ－100 100 0.7 标准轴载 单轮传压面当量圆直径d（cm） 两轮中心距（cm） BZZ－100 21.3 1.5d

当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时，凡是轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）P1的作用次数n1，均应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。

4.35 NC1C2n1(P1P2)式中 N——标准轴载的当量轴次

n1——被换算车型的各级轴载作用次数（次/日） P——标准轴载

P1——换算车型的各级轴载

C1——轴数系数，C1=1+1.2(m－1), m是轴数。当轴间距大于3米时,按单独的

一个轴载计算；当轴间距小于3米时,应考虑轴数系数。 C2——轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38. 由已知交通量资料，可得路面设计所需的交通个参数，如下表:

表8.2 路面设计交通参数表

车 型 东风EQ140 黄河JN150 黄河JN162 黄河QD351 交通SH141 长征XD980 长征CZ361 前轴重 23.70 49.00 59.50 48.50 25.55 37.10 47.60 后轴重 69.20 101.60 115.00 97.15 55.10 2×72.65 2×90.70 后轴数 1 1 1 1 1 2 2 后轴轮组数 双轮组 双轮组 双轮组 双轮组 双轮组 双轮组 双轮组 后轴距 ─ ─ ─ ─ ─ 122.0 132.0 交通量 300 200 120 200 150 120 200 延安SX161 54.64 2×91.25 2 双轮组 135.0 60 8.1.3累计当量轴次

设计年限内一个车道的累计当量轴次Ne

Ne(1)21365N2

式中 Ne——设计年限内一个车道的累计当量轴次

t ——设计年限

Nt ——设计竣工后第一年双向日平均当量轴次

 ——设计年限内的交通量平均增长率

 ——车道系数

由已知材料，可知t=12年，r6.0%,道路为双车道无分隔带形式，由《沥青混凝土路面设计规范》，可知在0.6与0.7之间，本设计取0.7，则计算一个车道的累计当量轴次：

Ne＝609.04 万次

当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡是轴载大于50KN底各级轴载（包括车辆底前、后轴）P1的作用次数n1均应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N

8.0NC1C2n（ （3） 1P1/P2)'式中C1——轴数系数，当轴间距大于3米时,按单独的一个轴载计算,则C1=1m,当轴

间距小于3m时,按双轴或多轴计算, C1=1+2×(m-1) m——轴数

C2——轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1,四轮组为0.09 所以， 程序计算的Ne＝533.2 万次。

8.2沥青面层设计

为了给汽车提供安全、舒适、快速的行车条件，沥青路面应具有坚实、平整、抗滑

和耐久的品质，同时，还应具有高温抗车辙、低温抗开裂，抗水损害及雨水渗入基层的功能。 8.2.1选择沥青

已知该路段路面为沥青混凝土，所以根据《规范》确定沥青为AC－25、AC－20。 8.2.2集料的技术要求

各种沥青面层的粗集料、细集料、填料应符合《公路沥青路面施工技术规范》的有关规定。 8.2.3沥青混凝土

沥青面层由双层沥青混合料组成，上面层为中粒式沥青混凝土，用来防止雨水下渗。下面层采用粗粒式沥青混凝土。

8.3基层、底基层及垫层

8.3.1基层、底基层

基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区应具有一定的抗冻性。 拟选用石灰水泥综合稳定碎石为基层。石灰稳定土为底基层，厚度根据计算得到。 8.3.2垫层

垫层的作用有抗冻、排水、防止污染等，本设计处在巴蜀地区，年平均雨量较大，为了排出路面路基中滞留的自由水，确保路面结构稳定，在底基层下设置垫层。因为当地莎砾丰富，垫层采用天然砂砾。

8.4初拟路面结构

方案：4cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土+24cm水泥稳定碎石+？水泥石灰砂砾土

+20cm天然砂砾，以水泥石灰砂砾土层为设计层。

8.5路面结构厚度确定

该结构为半刚性基层，沥青路面的基层类型系数为1.0，设计弯沉值为29

(0.01mm)。利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥石灰砂砾土层厚度为15cm；满足层底弯拉应力要求的水泥石灰砂砾土层厚度为22.3cm。设计厚度取水泥石灰砂砾土层厚度为23cm。路表设计弯沉为26.8 (0.01mm)。各结构层的验算结果见下表：

表8.3结构厚度计算表

层 材 料 名 劈裂强度 厚度 20℃模量 15℃模量 位 称 （MPa） （cm） 中粒式沥4 1 1200 1600 1.0 青混凝土 粗粒式沥6 2 900 1400 0.8 青混凝土 水泥稳定24 3 1300 1300 0.6 碎石 水泥石灰23 4 1500 1500 0.4 砂砾土 5 天然砂砾 200 200 20 6 土基

容许拉应力（MPa） 0.8 0.31 0.6 0.14 8.5.1设计弯沉验算

由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS<=LD, 故弯沉计算已满足要求 8.5.2底面拉应力验算

按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 4 )= 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 20 cm σ( 4 )= 0.149 MPa H( 4 )= 25 cm σ( 4 )= 0.13 MPa

H( 4 )= 22.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 ：

H( 4 )= 15 cm(仅考虑弯沉)

H( 4 )= 22.3 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 8.5.3防冻厚度验算

验算路面防冻厚度 ：路面最小防冻厚度 50 cm

验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求。

8.5.4路面厚度修改

通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下:

--------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 4 cm --------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 6 cm ---------------------------------------

水泥稳定碎石 24 cm ---------------------------------------

水泥石灰砂砾土 23 cm ---------------------------------------

天然砂砾 20 cm --------------------------------------- 土基

8.6路面竣工验收验算

路面竣工验收时，验收弯沉值la是工程验收的重要指标，它是以不利季节，BZZ－100标准轴载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉代表值lr进行评定的，即lrla。 8.6.1土基顶面竣工验收弯沉值计算

计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 ： 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 22.3 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.2 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26.9 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 57.5 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 225.3 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 350.3 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)

LS= 282.3 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) 8.6.2各结构层底面最大拉应力计算

计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-.18 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-.072 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= .016 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .137 (MPa)

9.涵洞设计

9.1小桥涵水文计算

9.1.1设计资料：

某二级公路跨越一小水道，该地区为第10暴雨分区；其汇水面积为5㎞²；汇水区表土为粘质土；主河沟平均纵坡为I=20‰；汇水区内主要为水平带埂或倒坡的梯田；河沟上游有一湖泊，其控制回水面积为1.5km²，试计算设计洪水流量。

下面采用径流形成法来推算小桥涵的设计洪水流量： 计算公式：QP(hZ)F

1） 确定计算参数

根据公路技术等级查《公路工程技术标准》确定设计洪水频率为P据A5km2、I=20‰条件，查询附表3-8，求得地貌系数=0.09。 根据A，查询附表3-11，得知回流时间t=30min。 根据土壤粘土，查询附表3-9，确定吸水类型为Ⅱ类。 由设计洪水频率、P流厚度h38mm

1、t=30min、Ⅱ类土、暴雨分区为10，查附表3-12，得径501；依503245又由附表3-13查询得水平带埂或倒坡的梯田z30mm。 湖泊折减系数δ，按下式计算：δ1(1K)f0.70 A查询附表3-14、3-15可得流量折减系数β=0.95，降雨不均匀系数γ=1

2） 设计洪水流量计算

Qsψ(hz)Aβγδ=4.9m3/s

32459.2涵洞类型的选择与设计

9.2.1涵洞类型的选择

由于推算的设计洪水流量Q＜10m³／s，因此，涵洞的类型选择为圆管涵，本公路为二级公路，路基宽度为10m，经实地测定有一处河沟穿过公路，需设置涵洞，其河沟的中心桩号为K0+745.592，由于本线路的两河沟均为一般小河沟，流量较小，根据实际工程需要，方便施工，均选用正交1- 1.0m钢筋混凝土圆管涵。

已知涵位中心桩号为K0+745.592，涵位处的路基宽度为10m，路拱横坡为2%，路基边坡为1:1.5，涵位路基位于平面JD2处的缓和曲线处，其路基内边缘超高为0.0075m，路中线超高为0.1075m，路肩外边缘超高为0.1475m，加宽缓和段上的加宽值为0.28,由于本河沟属于一般的小河沟，流量较小，根据设计流量估推算的涵管半径为1.0m，已知涵位中心桩号处实测原河沟中心地面标高为1006.235m，路线与涵洞正交。 9.2.2.选择涵洞进出水口形式并拟定常规尺寸

（1）选择涵洞进出水口形式

在横断面图上做涵洞轴线纵断面的布置，并选定涵底纵坡、铺底厚度、涵底高程、涵洞埋深等，由于涵洞底部紧贴原地面，进出口水流较为顺畅，为收缩和发散水流并保护路基不收冲刷，拟定进出水口均选用把字翼墙形式。 （2）拟定结构尺寸

涵底纵坡I涵：根据河沟纵断面地面线的地形情况拟定为2%。 孔径R底：拟定为100cm的钢筋混凝土圆管。 涵底高程H涵：按涵底中心地面高程计算。

涵洞埋深（从铺底算起往下至基础地面）：根据当地冻深决定。 （3）本涵洞经拟定的尺寸

1）八字墙端部露出地面的高度拟定为20cm，八字墙垂直顶宽取为45cm，垂直背坡取为4:1。

2）基础埋深根据当地实际情况拟定为50cm,标于出口端部相应位置处。 3）管基混凝土厚度拟定为35cm。 4）护壁混凝土拟定为30cm。

5）涵身坡度设计，坡度取为2%，标于相应底顶面。

6）截水墙宽度取为40cm，埋深100cm，并将其宽度标于进出口截水墙处。

9.2.3.涵洞纵断面图上有关尺寸和高程的计算

1.各部标高和坡度的确定 ①路基设计高程H设

根据路基设计表查算的涵位中心桩号处路基设计标高为1006.965m,本涵路基内边缘超高为0.0075m，路中线超高为0.1075m，路肩外边缘超高为0.1475m，加宽缓和段上的加宽值为0.28。查算出涵位中心桩号处的路基设计高程分别为：

H上设=1007.9650.0075=1007.973m

H下设=1006.9650.1475=1008.113m ②涵底中心标高H涵

涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高。本涵取清底0.25m。

H涵=H沟-h清=1006.2350.25=1005.985m 2.管节和墙端设计 ①基本管节采用

管节采用路用与之管厂的标准管节，长度为1m，厚度10cm。 ②管节数量计算 a.初估涵长

设端墙不加高，不含帽石时的进出水口的建筑高度相同，因此根据计算

h进=100+10=110cm，帽石宽度c取定30cm。

=L上 =B上mH上设H涵h进ccosmI涵=L下5001.5100797.3100623.511030=607.47611.52%B上B加mH下设H涵h进ccosmI涵11.52%

50001.5100811.3100623.511030 ==627.864

根据初估涵长上下游总长为12m多，因此拟选用每节长为1m的管涵共12节，上下游各6节，多余的涵长利用加高上下游端墙的办法调整。

b.计算上下游间高端墙的高度

上、下游管顶端墙高度

h端上=B上mH上设H涵h进L上1mL涵c

m5001.563.86001.0330 ==5cm1.5h端下m5001.577.86001.0330 ==19cm1.5B=上B加mH下设H涵h进L下1mL涵c

上式中L上和L下分别为调整后的整数涵长，即涵长为标准管节的整倍数，本设计分别取为600cm。

c.计算调整后的进出水口建筑高度 进水口建筑高度出水口建筑高度

h进h出： h进=110105=105cm ： h出=1101925=154cm

上式中25cm系帽石高度。

d.端墙总高度

端墙总高度将进出水口的建筑高度分别加上端墙基础以上的埋置深度即可得到。根据设计管节下垫15cm的砂垫层，垫层上加铺20cm的混凝土下垫层与管节接触，端墙的基础顶面设计与垫层地面齐平，故进出水口端墙总高度分别为：

h端进=11010102015=145cmh端出=11019102015=174cm

墙端设计宽度取40cm，端墙两面直立，基础襟边取20cm。

3.涵洞洞口尺寸计算 （1）翼墙根部和端部断面背坡 根据公式

n0

sin30osinon0正反=ncos30=3.753正翼墙 cos4m1.5式中：β——八字墙张角，即=0 ； α——涵洞斜交角； 0——水流扩散角。

（2）翼墙墙身根部断面与基础顶面的交线和墙背与基础顶面的交线的垂直间夹角δ

由公式：

1=arctantan 正/反mn00正反因为本涵为正交涵，水流扩散角皆为30º，上下游四个八字墙左、右各对称。因此有=正=反，即：

1o=arctantan30o=2147 1.53.75（3）翼墙平行于端墙方向的顶宽

c=a45=52cm°cosβcos30

（4）翼墙墙身根部与端部断面墙顶，顺端墙方向平面的平面投影宽度：

c1=c2=c1=c2acos45cos30o52cm

进水口两个八字墙根部断面墙底顺端墙方向投影宽度：

d1d3c1h根n0521453.75391cm

出水口两个八字墙根部断面墙底顺端墙方向投影宽度：

d1d3c1h根n0521743.75398cm

进水口两个八字翼墙端部断面墙底顺端墙方向投影宽度：

d2d4c1h端n052653.75370cm

出水口两个八字翼墙端部断面墙底顺端墙方向投影宽度：

d2d4c1h端n052653.75370cm（5）翼墙洞口正投影长度

G进、出=mh根h端1mI涵

G进=mh根h端1.514565==117cm1mI涵11.52%

mh根h端1.517465G出===169cm1mI涵11.52%

（6）翼墙基础襟边顺洞墙端部断面方向的平面的投影长度e1和e2 翼墙基础垂直襟边宽度e取20cm，则：

e1e1e3e3ecos20cos30o23cm

e2e2e4e4ecos20cos21.9o22cm（7）八字翼墙的总张口大小B：

B进L0/cosG进tan2120117tan30o2255cmB出L0/cosG进tan2120169tan30o2315cm（8）翼墙基础平面尺寸计算：

进水口左翼墙基础根部宽度：b1e1d1e2239122136cm

进水口左翼墙基础端部宽度：b2e1d2e2237022115cm进水口右翼墙基础根部宽度：b3b1136cm进水口右翼墙基础端部宽度：b4b2115cm

出水口左翼墙基础根部宽度：b3e3d3e4239822143cm出水口左翼墙基础端部宽度：b4e3d4e4237022115cm出水口右翼墙基础根部宽度：b1b3143cm

出水口右翼墙基础端部宽度：b2b4115cm10.路线平面交叉

10.1概述

道路与道路（或铁路）在同一平面上相交的地方称为平面交叉，又称为交叉口。车辆、行人汇集、转向和疏散的必经之地，为交通的咽喉。因此，正确设计道路交叉口，合理组织、管理交叉口交通，是提高道路通行能力和保障交通安全的重要方面。道路交叉口分平面交叉口和立体交叉口两类。平面交叉口是道路在同一个平面上相交形成的交叉口。通常有T形、Y 形、十字形、X形、错位、环形等形式。本设计交叉口设有10个，其中一个为十字形交叉，其它的均为T形交叉，对于二级公路为照顾所到地处的发展，一般均采用平面交叉，为减少占地，本设计尽量采用直角交叉,有1个采用斜交，

桩号： K0+669.441，交角81°。由于所交叉的道路均为交通量小、车速不高的乡村公路，因此本设计均采用加铺转交式交叉口。半径的具体取值标准如下表：（表10.1）

表10.1 交叉口的最小转角半径（m）

右转弯不用交叉角的转交半径 车速 45608090101213/（km/h） ° 25 35 ° 32 ° 30 ° 30 0° 29 0° 29 5° 28 20 15 10 27 25 27 23 17 20 20 13 12 19 12 10 19 11 9 18 10 8 18 10 7 10．2平面交叉口设计

本路设计速度为60km/h，临近小路设计速度为30km/h，右转车速为0.5倍的低等级公路设计速度，故右转车速取为15km/h，斜交角为61.5°和90°，故最小转交半径取值为15m

基本指标如下表：(表10.2)

表10.2 交叉口基本指标表

桩号 K0+49.977 K0+614.092 K0+814.486 K0+992.254 K1+236.423 K1+493.843 K2+174.582 K2+445.052 K2+537.724 K2+912.839 交叉形式 T形交叉 T形交叉 T形交叉 T形交叉 T形交叉 T形交叉 T形交叉 T形交叉 T形交叉 十字形交叉 交角（°） 90° 90° 90° 90° 90° 90° 90° 90° 90° 90° 转角半径（m） 15 15 15 15 15 15 30 30 30 50 设计图纸见平面交叉设计图B5-1-1~2（平面交叉口布置图）。

结语

毕业设计即将结束，在老师的指导下我独立完成了惠水至长顺二级公路B段的设计。此次设计主要包括以下内容：路线平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面排水设计、路面结构设计、小桥涵计算、等。在设计中我严格的依照了设计规范的要求。沿

线设计与周边的环境相互配合，保证了线形的美观、环境的美化和合理的拆迁等. 在平面设计中，做到与地物、地貌相适应，与周围环境相协调；纵段面设计中，考虑了平纵配合，填挖平衡等控制要点；横段面设计及排水设计中，考虑施工因素及当地特殊水文条件。

涵洞设计采用钢筋混凝土圆管涵，通过详细的水文计算，选择了涵洞的类型及其跨径，并计算出涵洞各部分的细部尺寸，然后借助CAD软件绘制了涵洞设计图。

虽然设计的时间略显短暂和急促，但是在整个设计过程中，我对AutoCAD制图软件、Office办公软件以及一些公路方面的专业计算程序有了一定的掌握和了解。在毕业设计过程当中，我翻阅和参照了大量的规范和书籍，对专业知识有了一定程度上的认识，我相信这将是我人生中的一笔宝贵的财富。

目录

摘要 ...................................................................................................................................................1 Abstract .............................................................................................................................................1 前言 ...................................................................................................................................................2 1.概述 ................................................................................................................................................3

1.1项目的历史背景 ................................................................................................................3 1.2技术标准 .............................................................................................................................4

1.3沿线地形、地质、地震、气候、及水文条件 .................................................................5

1.3.1 地形、地貌与公路建设的关系 .............................................................................5 1.3.2沿线地质与公路建设的关系 ..................................................................................6 1.3.4 气候、水文与公路建设的关系 .............................................................................6 1.4路线走向、主要控制点及工程概况 .........................................................................7 1.5 沿线筑路材料及水电等建设条件 ............................................................................8 1.6 与周围环境和自然景观相协调情况 ........................................................................9

2道路平面设计 ................................................................................................................................9

2.1公路等级的确定 ................................................................................................................9

2.1.1已知资料 ..............................................................................................................10 2.1.2交通量计算 ..........................................................................................................10 2.1.3确定公路等级 ......................................................................................................10 2.2直线长度的确定 ............................................................................................................... 11 2.3缓和曲线最小长度的确定 ............................................................................................... 11 2.3平面线形设计 ................................................................................................................... 11

2.3.1二级公路的主要技术标准 .................................................................................... 11 2.3.2平面线形要素的组合与衔接 ................................................................................12 2.3.3平曲线的最小长度 ................................................................................................12 2.3.4路线曲线要素计算 ..............................................................................................12

3.路线纵断面设计 .........................................................................................................................17

3.1概述 ..................................................................................................................................17 3.2纵断面设计的原则 ..........................................................................................................17 3.3纵坡设计的一般要求 ......................................................................................................18 3.4纵断面的设计要点 ..........................................................................................................18

3.4.1关于纵坡极限值的运用 ......................................................................................18 3.4.2关于最小坡长 ......................................................................................................18 3.4.3关于竖曲线半径的选用 ......................................................................................19 3.5纵坡设计的步骤 ...............................................................................................................19 3.6竖曲线计算 .......................................................................................................................20

3.6.1概述 ......................................................................................................................20 3.6.2竖曲线设计 ............................................................................................................21

4.横断面设计 ..................................................................................................................................23

4.1横断面的组成 ...................................................................................................................23

4.1.1横断面的组成 ........................................................................................................23 4.1.2路基的类型 ............................................................................................................24 4.2横坡度的确定 ...................................................................................................................25

4.2.1路拱坡度 ................................................................................................................25 4.2.2路肩坡度 ................................................................................................................25 4.3曲线超高和加宽 ...............................................................................................................25

4.3.1超高及超高缓和段 ................................................................................................25 （1）、超高 ...........................................................................................................................25

4.3.2超高值的计算 ........................................................................................................27 4.3.3曲线的超高及加宽的过渡 ....................................................................................28 4.4 土石方数量计算与土石方调配 ......................................................................................29

4.4.1 横断面面积的计算 ...............................................................................................29 4.4.2 路基土石方工程数量的计算 ...............................................................................29 4.4.3 土石方调配 ...........................................................................................................29

5.路基路面排水设计 ......................................................................................................................30

5.1 路基路面排水的一般原则 ..............................................................................................31 5.2 路基排水设备 ..................................................................................................................31

5.2.1 边沟 .......................................................................................................................31 5.2.2 排水沟 ...................................................................................................................32

6. 路基设计 ....................................................................................................................................32

6.1 路基横断面布置 ..............................................................................................................32 6.2 路基边坡 ..........................................................................................................................32 6.3 路基压实标准 ..................................................................................................................32 6.4 路基填料 ..........................................................................................................................33 6.5 路床处理 ..........................................................................................................................33 6.6 路基防护 ..........................................................................................................................34 7.挡土墙设计 ..................................................................................................................................34

7.1挡土墙类型的选择 ...........................................................................................................34 7.2挡土墙位置的确定 ...........................................................................................................35 7.3重力式挡土墙设计 ...........................................................................................................35

7.3.1需设挡土墙路段 ....................................................................................................35 7.3.2设计资料 ................................................................................................................35 7.3.3挡土墙布置 ............................................................................................................36 7.3.4强度和稳定性验算 ................................................................................................37 7.4挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计 .......................................................................................42 7.5挡土墙的排水设施设计 ...................................................................................................42 8.路面结构设计 ..............................................................................................................................42

8.1沥青路面设计 ...................................................................................................................42

8.1.1路面的等级及类型 ................................................................................................42 8.1.2标准轴载及轴载当量换算 ....................................................................................42 8.1.3累计当量轴次 ........................................................................................................44 8.2沥青面层设计 ...................................................................................................................44

8.2.1选择沥青 ................................................................................................................45 8.2.2集料的技术要求 ....................................................................................................45 8.2.3沥青混凝土 ............................................................................................................45 8.3基层、底基层及垫层 .......................................................................................................45

8.3.1基层、底基层 ........................................................................................................45 8.3.2垫层 ........................................................................................................................45 8.4初拟路面结构 ...................................................................................................................45

8.5路面结构厚度确定 ...........................................................................................................45

8.5.1设计弯沉验算 ........................................................................................................46 8.5.2底面拉应力验算 ....................................................................................................46 8.5.3防冻厚度验算 ........................................................................................................46 8.5.4路面厚度修改 ........................................................................................................47 8.6路面竣工验收验算 ...........................................................................................................47

8.6.1土基顶面竣工验收弯沉值计算 ............................................................................47 8.6.2各结构层底面最大拉应力计算 ............................................................................48

9.涵洞设计 ......................................................................................................................................48

9.1小桥涵水文计算 ...............................................................................................................48

9.1.1设计资料： ............................................................................................................48 9.2涵洞类型的选择与设计 ...................................................................................................49

9.2.1涵洞类型的选择 ....................................................................................................49 9.2.2.选择涵洞进出水口形式并拟定常规尺寸 ............................................................49 9.2.3.涵洞纵断面图上有关尺寸和高程的计算 ............................................................50

10.路线平面交叉 ............................................................................................................................54

10.1概述 .................................................................................................................................54 10．2平面交叉口设计 ..........................................................................................................55