【二級公路設計實例7900字（論文）】

二級公路設計實例目錄TOC\o"1-2"\h\u29326前言 -2-176331緒論 -2-28031.1設計概要 -2-274021.2設計目的 -3-142211.3設計意義 -3-165391.4設計標準 -4-314531.5設計資料 -4-55412平面設計 -6-98702.1選線步驟 -6-29882.2線型 -10-160122.3帶緩和曲線的圓曲線計算 -11-87273縱斷面設計 -14-240793.1道路縱斷面設計 -14-19453.2道路縱斷面設計原則 -14-27553.3標高控制點的確定 -14-260783.4縱斷面線型方案的確定 -14-299983.5豎曲線要素計算 -15-344橫斷面設計 -19-194714.1橫斷面設計原則 -19-44094.2各項技術(shù)指標 -20-213644.3超高計算 -20-24754.4土石方計算和調(diào)配 -21-23310結(jié)語 -22-前言要想富先修路，貴州遵義的四方鎮(zhèn)由于交通不發(fā)達，吃了太多交通不便的虧，出于這種原因，此次設計我選擇了一份關(guān)于四方鎮(zhèn)的二級公路設計，愿意為四方鎮(zhèn)的發(fā)展出一份力所能及的努力，希望它發(fā)展得更好。此次論文是根據(jù)各種規(guī)范要求設計平面、縱面、橫斷面，并在規(guī)范的基礎上盡可能的提高要求，從而提高質(zhì)量，讓道路使用時間更長，在不利方面，盡可能把不利因數(shù)降到最低，但是也得考慮成本問題。此次論文共分4章，緒論主要包括此次論文設計的基礎資料、二級公路的規(guī)范要求等；第二章主要是平面設計，先確定起點、終點，再確定線型，最終驗算各項參數(shù)是否合格；第三章是設計縱斷面圖，主要是關(guān)于豎曲線是計算；第四章是最后的橫斷面圖，包括超高、土方計算等；2-4章能夠盡可能把平縱橫所學知識從理論變?yōu)閷嵺`。1緒論1.1設計概要遵義四方至鳳梅坳段二級公路，此公路主要穿過山川、河流、湖泊、村莊和農(nóng)田，在按給定地形圖上決定起點、終點位置并確定路線等參數(shù)的一般公路段初步設計。具體內(nèi)容大概包括：二級公路主要技術(shù)指標和參數(shù)的確定，電子地形圖上選點和確認線型，路線設計以及輸出必要數(shù)據(jù)等。此次設計可以通過緯地道路來設計、計算、繪圖等操作來輔助完成。該軟件在設計和繪制平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖以及它們相應參數(shù)有天然優(yōu)勢，可以更加輕松、方便的完成此次畢業(yè)設計，此次設計將采用緯地道路軟件輔助完成，利用該軟件可以方便地在電子地形圖中完成平面選線、平面線型設計、縱斷面設計、橫斷面設計，并可利用緯地輸出一些必要數(shù)據(jù)等。盡可能的使距離最短、最經(jīng)濟化，做到盡可能少影響當?shù)厝藗兊纳?，嚴格按照國家?guī)范設計。1.2設計目的1.畢業(yè)設計是大學里最后一個且最重要的教學項目之一，他主要是對學生把理論化為現(xiàn)實的能力進一步的體現(xiàn)；對實踐能力的進行核查；對科研能力進行培養(yǎng)；對論文撰寫和評閱表述技巧等方面的綜合培養(yǎng)和訓練。2.畢業(yè)設計是大學里將課堂理論知識轉(zhuǎn)化為實踐技術(shù)最有效、最官方、最廣泛的的手段之一；是理論與實際相結(jié)合的能力體現(xiàn)；3.所謂讀萬卷書，不如行萬里路，理論知識再多，也不如實際寫一篇論文，只有在這過程中自己動手才能學到更多的知識。4.我們所撰寫的畢業(yè)論文主要是對大學生在各個階段中所完成的畢業(yè)設計目標進行的實現(xiàn)和過程總結(jié),通過這樣的方式撰寫畢業(yè)論文能夠增強和培養(yǎng)大學生把具體的技術(shù)知識上升為理論認知的能力。1.3設計意義1.該論文選擇為水泥及瀝青混凝土路面，設計時會需要不斷的查找規(guī)范在這過程中會增加對于已有知識的進行加深、不斷鞏固，會更加了解瀝青路面。2.畢業(yè)設計是一項綜合性的訓練，他不單單是寫論文這么簡單，它是對我們所學知識的一種檢查、復習的手段，操作過程中會遇到各種問題，遇到問題解決問題才能更加的熟練。3.設計時會需要查閱各種參考資料，在查閱過程中，可以對各方面知識有更深一層的理解，并加深印象，在這過程中盡可能的養(yǎng)成獨立思考的能力，為未來進入社會打好一個良好的基礎，繪圖時，合理運用軟件，熟練并掌握該軟件。4.通過了解、查閱相關(guān)的外文文獻,認識、了解、熟悉外國文獻，學習他們優(yōu)秀的地方，并盡可能的掌握。5.通過繪圖，在實際操作中操作CAD，熟悉CAD中的各種操作，尤其是關(guān)于本專業(yè)的操作步驟，在這過程中溫故知新，盡可能的徹底掌握CAD繪圖軟件，在運用緯地道路軟件進行計算時，需要知道這項操作的原因，為什么要這么做，只要做到這一步，我們就基本掌握了緯地軟件。1.4設計標準據(jù)《道路勘測設計》可知：此次設計采用二級公路標準，主要指標如下：車道數(shù)：2車道：路基寬度：10.0米；計算行車速度：60公里/小時；土路肩寬度：0.75×2=1.5米；硬路肩寬度：0.75×2=1.5米；行車道寬度：3.5×2=7米；路肩橫坡：1.5%；路面橫坡：1.5%；直線路段最大長度：1200米；路面設計標準軸載：雙輪組單軸軸載100KN（BZZ—100）；直線路段最小長度：同向曲線間360米；反向曲線間120米；圓曲線一般最小半徑：200米；圓曲線極限最小半徑：125米； 緩和曲線最小長度：50米；平曲線一般最小長度：300米；平曲線極限最小長度：100米；最大縱坡：6%；最小坡長：150米；路基設計洪水頻率：1/100；豎曲線一般最小半徑：凸形豎曲線2000米；凹形豎曲線1500米；豎曲線極限最小半徑：凸形豎曲線1400米：凹形豎曲線1000米；豎曲線最小長度：50米；會車視距：150米；停車視距：75米；超車視距：350米；1.5設計資料1.遵義四方至鳳梅坳段二級公路設計車道數(shù)：雙向2車道路基寬度：10.0米；計算行車速度：60公里/小時；土路肩寬度：0.75×2=1.5米；硬路肩寬度：0.75×2=1.5米；行車道寬度：3.5×2=7米；路肩橫坡：3%；路面橫坡：2%；直線路段最大長度：1200米；路面設計標準軸載：雙輪組單軸軸載100KN（BZZ—100）；極限最小半徑：250米；停車視距：130米；超車視距：550米；最大縱坡：5%；最小坡長：200米；豎曲線最小長度：170米；路基設計洪水頻率：1/100；四方鎮(zhèn)地理基礎資料；1.地理位置：位于于貴州省遵義市的四方鎮(zhèn)地處四方南北向構(gòu)造變形區(qū)，在遵義新浦新區(qū)東部，為四方場復向斜地帶。距離遵義市區(qū)大概2-3小時的路程，從市區(qū)出來，越往四方鎮(zhèn)走，道路越老，越加年久失修，卻多為山路，常常伴山而行，對經(jīng)濟發(fā)展限制極大，所謂要想富先修路，在這基礎上就有了這份論文的由來。四方鎮(zhèn)的最高海拔大概1096.5米，在遵義市一般海拔800米-1300米中都屬于較高的了，遵義市山地面積能占總面積的三分之二左右，位于遵義市紅花崗區(qū)東部的四方鎮(zhèn)也是不例外的，甚至有過之而無不及，大部分地形是丘陵平壩，嶺谷高差不大，谷地平緩，山丘眾多，最低點更是只有648米，與最高點相差了450米，只有216.1平方千米面積的四方鎮(zhèn)更是多山，所以會伴山而行的山路就會比較多，此次設計選的路線也不可不免的經(jīng)過了一些山脈。2.氣象；四方鎮(zhèn)屬于中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年降水量低，尤其是相對于整個南方在說，年平均降雨量不到1100毫米，降雨及其的不穩(wěn)定，甚至還有“干四方”的稱呼，但是常年氣溫適宜，冬暖夏涼，還是比較適合居住。3.水文境內(nèi)河流主要是以長江支流烏江為主，其中還有湄江、團溪河等。徑流總量能達到31.6億立方米。 2平面設計2.1選線步驟道路選線是指根據(jù)一些基本標準和技術(shù),再結(jié)合當?shù)氐牡匦?、地貌和氣候條件設計一條科學的路線作為道路中心線。此次設計采用：優(yōu)先確定起點、終點；選擇起點和終點時，需要注意修建道路的原則，秀道路是為了方便人們出行，選擇位置時可以考慮起點或者終點距離村落稍近，但道路太近，會對居民生活產(chǎn)生一些可以避免的麻煩。第二步初步確定中間設置幾個交點；選擇中間交點需要根據(jù)起點和終點位置選擇合適交點，可以根據(jù)當?shù)氐匦芜x擇一個較簡單的、較為容易的路線。帶入規(guī)范，校核是否滿足要求，若是交點過多導致，和減少交點數(shù)量；若是可移動交點則可通過移動交點來改變數(shù)據(jù)，使設計滿足規(guī)范要求。2.1.1確定起點、終點（1）終點公路首先是為了方便人們出行，并且盡可能的不要影響人們的日常生活，在反復修改、參考各種數(shù)據(jù)，最終我選擇將終點設置在2個村莊中間，這樣可以盡可能的滿足要求，最終選擇終點為JD3(EP):圖2.1（終點JD3）JD3(EP)坐標：圖2.2（終點JD3坐標）起點起點位置，我選擇遠離人群，盡可能少破壞當?shù)丨h(huán)境、農(nóng)田，并且考慮一處地質(zhì)環(huán)境較好的位置，最終選擇為BP點：圖2.3（起點BP）BP點坐標：圖2.4（起點BP坐標）2.1.2中間交點選擇考慮到起終點之間有農(nóng)田，一方面盡可能少占用農(nóng)田，但是又必須體現(xiàn)公路的價值——方便人們出行，考慮中間有湖泊，但能繞過，所以無必要設計橋梁。設計還需滿足二級公路設計標準，最終考慮多方面因數(shù)確定JD1、JD2兩個點。JD1:圖2.5（JD1）圖2.6（JD1坐標）JD2:圖7（JD2）圖2.7（JD2）圖8（JD2坐標）圖2.8（JD2坐標）2.1.3最終方案：在設計這條道路時，需要永遠記得一個前提，這條道路是為了造福當?shù)厝藗?，不能出現(xiàn)弊大于利的情況發(fā)生，參考各方面自然因素、規(guī)范要求、外形美觀我最終選擇此方案。圖2.9（線型設計）圖2.10-表（主點坐標）2.2線型由路線在水平方向形成的平面道路的線形基本三要素是緩和曲線、圓曲線、直線。直線：直線是三要素中最基礎的基本線型，兩點之間直線最短，所以直線在三要素中最被廣泛使用的線型要素，如條件允許盡可能的使用直線，它具有路線短捷、視距遠、操作簡單等優(yōu)點，但也具有很多確定，例如駕駛員長時間在直線行駛，容易產(chǎn)生視覺疲勞會導致事故發(fā)生幾率上升，夜間行駛時也會被對向來車遠光眩目，增加會車難度，增大事故發(fā)生率。直線的長度應該是有所限制,一般情況下直線兩個路段的最大長度(以m計)都應該被控制為設計的速度(以km/h計)的20倍左右為宜,另外同向曲線之間直線的最大長度(以m計)要小于設計的速度(以km/h計)的6倍左右為宜,反向曲線之間的最小直線長度(以m計)要求為不超過等于設計運行速度(以km/h計)的2倍左右為宜,設計運行速度要求小于等于40km/h的高速公路設計者可以參考上述操作做法所以在實踐中設計師們要依靠地形、土壤等進行判斷和決策。圓曲線最小半徑：為了緩和直線所帶的視覺疲勞，以及一些直線所不易地形結(jié)合的地方就有了圓曲線的由來，圓曲線讓線型發(fā)生轉(zhuǎn)彎，更好的適應復雜地形，降低駕駛員的視覺疲勞，降低事故發(fā)生幾率，但是占用道路寬帶更大，設置半徑太過于小的圓曲線，汽車在內(nèi)道行駛時視線會受阻，也容易導致事故發(fā)生。規(guī)范規(guī)定的道路圓曲線的半徑如下所示：限速60（km/h）的二級公路，圓曲線最小半徑：一般值：200m;極限值；125m；不設超高最小半徑當路拱2.0%時：1500m;當路拱>2.0%時：1900m;緩和曲線：直線直接轉(zhuǎn)換為圓曲線或者圓曲線轉(zhuǎn)換為直線，離心率改變會改變駕駛員和乘客的駕駛、行駛體驗，需要設置過度段，緩和曲線的曲率變化是變化的，能夠降低駕駛員、乘客在行駛過程中離心率改變的不適感，提高行駛舒適感。根據(jù)以上規(guī)范規(guī)定，結(jié)合本設計的實際地形情況，線形的基本設計要素如下：JD1：R=200mLSJD2：R=200mLS2.3帶緩和曲線的圓曲線計算JD1.確定緩和曲線的最小長度（1)按離心加速度的變化率計算Ls，（2）按駕駛員的操作及反應時間計算Ls，（3）按視覺條件計算Ls，到這綜合以上各項，取Ls，2.主點里程樁號計算(1)曲線要素計算切線增長值：q=Ls2?Ls內(nèi)移值：p=Ls2切線長：T?=(R+p)tan曲線長：L?=αRπ外距：E?=(R+p)sec切曲差：J?=2T3.主點樁號計算:在地形圖上量得JD直緩點：ZH=JD-T=緩圓點：YH=HY+(L??2圓緩HZ=ZH+L?=K0+299.523緩直點：HZ=HZ+L?=曲中點：QZ=HZ?L?2交點：JD1=QZ+JD主點里程樁號計算（1)曲線要素計算切線長：T?=(R+p)tan曲線長：L?=?Rπ外距：E?=(R+p)sec切曲差：J?=2T??（2)主點樁號計算:在地形圖上量得：JD直緩點：ZH=JD?T=K0+420.407（2-20緩圓點：HY=ZH+LS=K0+480.407圓緩：YH=HY+(L??2緩直點：HZ=ZH+L?=曲中點：QZ=HZ?L?2交點：JD2=QZ+由地形圖可得到終點樁號為：K0+714.857圖2.11表（曲線要素表）圖2.12表（主點樁號位置）3縱斷面設計3.1道路縱斷面設計縱斷面設計，一般會有兩條線：一條是給定地面線，也就是已知能反映地面各種復雜地面實際情況的地面線；另外一條線是在地形圖上設計的一天滿足規(guī)范的設計線，它是通過緯地道路軟件在給定地形圖上不斷修改變坡點以及其他參數(shù)，一直到滿足國家道路規(guī)范要求，然后再考慮挖填相差是否太大，盡可能的降低挖填方之差，再經(jīng)歷一系列操作后可設計出一條科學的、經(jīng)濟的并具有美觀的設計線，它可反映沒處樁號所對應的挖方或者填方。3.2道路縱斷面設計原則1.必須滿足規(guī)范的各項要求2.為了使駕駛體驗感、搭乘舒適感的影響降低，不能讓變坡點過多，起伏太過頻繁，盡量讓道路較為平直，并盡量避免使用各種參數(shù)極限值，盡可能的留下一點可以改變的退路。3.盡可能的做到挖填平衡，降低成本、縮短工期，4.山谷、山腰地段不止要考慮挖填平衡，還得滿足最小填土高度，盡量比最小填土高度稍大，避免各種原因出現(xiàn)不滿足規(guī)范的現(xiàn)象。3.3標高控制點的確定橋涵和涵洞以及信道，根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定，設置橋涵時，高速公路與三、四級公路相交時，橋梁凈高≥5.0m，與鄉(xiāng)村到路相交時，橋梁凈高≥3.2m；設置通道時，農(nóng)用通道凈高≥2.7m，人行通道凈高≥2.2m；橋下有通航要求時，可查閱《公路工程技術(shù)標準》水上過河建筑物通航凈空尺寸度。【1】3.4縱斷面線型方案的確定縱斷面設計應滿足上述各種規(guī)范要求，在滿足規(guī)范的同時盡量降低填土高度，挖土深度，避免造成不必要的浪費。根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》和設計車速為60km/h的二級公路能知道，公路的最大縱坡為6%，最小坡長為150m，考慮排水問題需要最小縱坡大于0.5%。在豎曲線設計時，應當考慮采用較大豎曲線半徑，盡可能的避免采用極限最小半徑，降低事故的發(fā)生幾率。1.豎曲線是在平曲線的基礎上設立的，需要確認豎曲線的起點、終點是在平曲線的起點、終點樁號內(nèi)。2.豎曲線大小可取與平曲線相似，盡可能保持與平曲線相對應，在平曲線大而平緩時，豎曲線應當少而大。3.5豎曲線要素計算圖3.1豎曲線示意圖1．豎曲線計算公式豎曲線公式如下：L=Rω或R=Lωω=i?=x22RE=T22R=2豎曲線要素計算：（1）第一個變坡點：豎曲線變坡點在K0+260處，高程為198.092m，豎曲線半徑R1=2000mi1則坡度差：w=i1坡長：L=Rw=168.4m（3-13）外距：E=T（2）第二個變坡點：豎曲線變坡點在K0+530處，高程為189.992m，豎曲線半徑R2=2000mi3則坡度差：w=i坡長：L=Rw=68.24m（3-16）外距：E=T最終數(shù)據(jù)如下：表3.1（縱坡）序號樁號縱坡（％）變坡點間距直坡段長+-（m）（m）0K0+0005.42260175.81K0+260-3270151.67843582K0+5300.412156424184.857150.73543583K0+714.857表3.2（豎曲線）序號樁號豎曲線標高（m）凸曲線半徑R（m）凹曲線半徑R（m）切線長T（m）外距E（m）起點樁號終點樁號0K0+0001841K0+260198.092200084.21.77241K0+175.800K0+344.2002K0+530189.992200034.121564240.291070286K0+495.878K0+564.1223K0+714.857190.7539（具體數(shù)據(jù)可查看附件曲線要素表、曲線表等）最終豎曲線： 圖3.2（豎曲線）詳情可查看附件（豎曲線）3.6平縱組合設計 1.駕駛員通過視覺觀察判斷前方是否有危險，從心里上出發(fā)，駕駛員看得越遠，對前方的安全性判斷越準確，駕駛員長行駛過程中容易出行駕駛疲勞，也可以通過改變周圍樹木、標志物等環(huán)境，來盡可能的改變駕駛員的視覺感受。2.設計縱斷面的時候應當充分考慮平面設計，縱斷面設計應當與平面設計相配合，避免做無用功，導致不必要的浪費。3.坡度設計時，選擇過小坡度，不利于排水，選擇坡度過大對安全的影響更大，會導致事故發(fā)生率上升，得選擇合適的坡度，這需要充分考慮來選擇一個合適的值。4注意與道路周圍環(huán)境的配合。圖3.3（平縱縮圖1）圖3.4（平縱縮圖2）具體內(nèi)容可查附件（平縱縮圖）、縱斷面圖形也可查附件（縱斷面出圖）。4橫斷面設計4.1橫斷面設計原則1.設計時需要考慮二級公路設計標準，必須滿足規(guī)范要求，再盡可能的提高標準，從而提高質(zhì)量，但也需要避免不必要的浪費。2.每個地方地質(zhì)、水文、氣候不同，需要結(jié)合當?shù)刈匀画h(huán)境等條件來確認最終的橫斷面形式，已經(jīng)其他橫斷面設計參數(shù)。3.在平面設計和縱斷面設計的基礎上設計橫斷面，完成橫斷面圖。4.考慮實際情況設立人行道、路肩、自行車道等，此次道路設計，主要為伴山公路，行人走動量不大，最終決定不設計人行道以及自行車道，但需要設立路肩，并且考慮車流量不大，考慮不設中央分隔帶。5.需考慮排水問題，路面、土路肩需設立橫坡。6.路幅設計時應該考慮盡可能少破壞當?shù)丨h(huán)境如歷史遺跡、河流、古跡等。4.2各項技術(shù)指標此次橫斷面設計中，在車流量不大的郊區(qū)，車道選擇雙向2車道，也就是單幅雙車道，路基寬度設為10m，其中行車道寬度為3.5*2=7m，土路肩寬度為0.75*2=1.5m；路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%?？梢姍M斷面設計圖。4.3超高計算在前面2.2線型介紹了抵抗橫向離心力的方法之一，可以通過增加圓曲線的半徑來降低離心力，但是圓曲線半徑設計不單單得考慮離心力，有時自然環(huán)境不允許設置半徑過大的圓曲線，而且這種方式不利于成本控制，反而設置超高也能可抵抗部分離心力作用。它可以為駕駛員、乘客提供更好的乘坐體驗，也可降低部分由于滑移等因素發(fā)生事故的幾率。本次設計的設計速度為60公里/小時，查《資源勘測設計》得，圖書中規(guī)定不設超高圓曲線最小半徑為1500m。查詢《道路勘測設計》由本次設計超高值按雙車道公路繞路面中線旋轉(zhuǎn)設計，可得公式如下：表4-1超高值計算公式超高位置計算公式