【湖南益陽地區(qū)四車道一級(jí)公路設(shè)計(jì)11000字】

湖南益陽地區(qū)四車道一級(jí)公路設(shè)計(jì)摘要設(shè)計(jì)路段：全線按四車道一級(jí)公路設(shè)計(jì)，計(jì)算行車速度為80公里/小時(shí)，路基寬度23-24.5米，行車道寬4×3.5米，設(shè)計(jì)荷載：汽車超-20級(jí)、驗(yàn)算荷載：掛車-120，全部實(shí)行封閉、全部控制出入。該設(shè)計(jì)的內(nèi)容如下∶1、線路設(shè)計(jì)∶在已知說明書時(shí)，縱斷面設(shè)計(jì)要求線路暢通，填挖平衡，經(jīng)濟(jì)合理。2、路基設(shè)計(jì)∶各項(xiàng)樁號(hào)的填埋及計(jì)算、整條路線上土石方的運(yùn)輸和借用等。3、路面設(shè)計(jì)∶不同條件下，對(duì)于瀝青路面方案的篩選，一定要考慮是否經(jīng)濟(jì)合理，方不方便施工以及是否滿足要求4、排水設(shè)施相關(guān)設(shè)計(jì)∶路基排水需要采用邊溝排水的方法，還要做路基防護(hù)。5、涵洞的相關(guān)設(shè)計(jì)∶橋涵的設(shè)計(jì)主要是涵洞形式。關(guān)鍵詞∶路線；縱斷面；橫斷面；排水；目錄TOC\o"1-2"\h\u摘要 第1章設(shè)計(jì)概況1.1設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)任務(wù)書的要求，按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。我的設(shè)計(jì)是對(duì)益陽一級(jí)公路進(jìn)行新建設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)任務(wù)如下：初步進(jìn)行益陽一級(jí)公路設(shè)計(jì)，并選擇合理的路線設(shè)計(jì)方案;對(duì)益陽一級(jí)公路的平面線形進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)益陽一級(jí)公路的縱斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)益陽一級(jí)公路的橫斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)益陽一級(jí)公路的路基進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)益陽一級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2項(xiàng)目相關(guān)資料1.2.1公路建設(shè)背景與意義我所設(shè)計(jì)的益陽一級(jí)公路是湖南省益陽市境內(nèi)的一條一級(jí)快速通道。該路連接著益陽市的各級(jí)公路，是益陽市境內(nèi)公路的重要連接線，可進(jìn)一步完善益陽市綜合交通體系，使當(dāng)?shù)氐慕煌ㄓ颖憷纳飘?dāng)?shù)氐南M(fèi)環(huán)境，提高當(dāng)?shù)氐纳钏?，促進(jìn)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定的發(fā)展1.2.2氣候水文地質(zhì)益陽市屬多雨溫?zé)釒夂颍昶骄鶜鉁?-10℃，最高氣溫36℃，極端最低氣溫0℃。年平均降雨量400mm，平均風(fēng)速3.75m/s。沿線土質(zhì)為中液限黏性土，填方路基高1.8m，地下水距路床3.4m。1.3設(shè)計(jì)資料1.3.1工程概況(1)工程名稱：益陽一級(jí)公路設(shè)計(jì)(2)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):道路等級(jí):一級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)速:80km/h路基寬度:24.5m交通量:初始年交通組成及數(shù)量如下所示小客車（桑塔納2000）：2380輛/日（年平均，下同）中客車（AL6600）：330輛/日大客車（DD680）：440輛/日小型貨車（吉爾130）:960輛/日中型貨車（EQ140）:1360輛/日重型貨車黃河（JN162）：950輛/日鉸接掛車東風(fēng)（EQ140）:820輛/日1.4交通量的確定1.4.1交通量計(jì)算：由上面提到的交通量資料和車輛折算系數(shù)，對(duì)初始年交通量整理如下：表1.1換算交通量組成表車型交通量車輛折算系數(shù)折合成小汽車交通量小客車238012380中客車AL66003301330大客車DD6804401.5660小型貨車9601.51440中型貨車（EQ140）13601.52040重型貨車黃河（JN162）9502.52375鉸接掛車東風(fēng)8202.52050折合成小客車的年平均日交通量ADT（輛/日)11275所以，本設(shè)計(jì)路段初始年平均日交通量ADT(輛/日)計(jì)算如下：ADT=2380+330+660+1440+2040+2375+2050=11275（輛/日)1.4.2公路等級(jí)的確定1、計(jì)算設(shè)計(jì)交通量AADT遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)平均日交通量根據(jù)歷年交通觀測(cè)資料按照年平均增長率計(jì)算確定。計(jì)算公式如下：AADT=ADT×(1＋γ)-1（2-1）式中:AADT—設(shè)計(jì)交通量（年平均日交通量），輛日;ADT—起始年平均日交通量，輛/日;γ—年平均增長率,%n—遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限。本設(shè)計(jì)路段（為一級(jí)公路）設(shè)計(jì)使用年限為15年，擬定交通量預(yù)計(jì)年增長率r=5.0%。則遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年（20年后）年平均日交通量AADT(輛/日)計(jì)算如下：AADT=ADT×5000（輛/日）<AADT<15000（輛/日）2、確定道路等級(jí)根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》綜合考慮，本次設(shè)計(jì)道路等級(jí)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為V=80Km/h，路基寬度為24.5m，雙向兩車道。其中，單車道寬度為3.5米。土路肩寬度使用0.75米，硬路肩寬度決定使用2.5米，中央分隔帶2m，路緣帶0.5m。路基寬度=0.75+2.5+3.5×2+0.5+2+0.5+3.5×2+2.5+0.75=24.5米。1.5技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯總表1.2一級(jí)公路技術(shù)指標(biāo)匯總表計(jì)算行車速度（km/h）80縱坡不小于（%）0.3行車道寬度（m）3.5最大縱坡（%）5車道數(shù)2最小縱坡（%）0.3中間帶中央分隔帶寬度（m）2坡長限值（m）縱坡坡度（%）34561100900700500路緣帶帶寬度（m）0.5豎曲線凸形豎曲線半徑（m）極限最小值3000一般最小值4500土路肩寬度（m）一般值0.75凹形豎曲線半徑（m）極限最小值2000極限值0.75一般最小值3000視距會(huì)車視距（m）110圓曲線極限最小半徑（m）250V≥80km/h同向曲線間最小直線長度（m）6V一般最小半徑（m）400反向曲線間最小直線長度（m）2V不設(shè)超高的最小半徑（m）2500(3350)路基寬度（m）一般值12最大半徑不應(yīng)大于（m）10000最小值10最小長度（m）400最小坡長（m）200路線平面設(shè)計(jì)2.1路線的選擇路線是道路的骨架，路線選擇的好壞直接關(guān)系到此道路在公路交通網(wǎng)絡(luò)中能不能發(fā)揮出它本身的價(jià)值.根據(jù)道路的等級(jí)、使用任務(wù)、性質(zhì)沿線地形、地貌、地質(zhì)、氣候水溫等情況通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的分析研究，比較論證后選定合理的路線。道路選線的一般原則：在較多方案中選擇一個(gè)比較合理的路線；從經(jīng)濟(jì)方面考慮，選擇一條既經(jīng)濟(jì)又安全的方案；盡量減少農(nóng)田、種地等的損失，減少農(nóng)民的不必要損失；選擇的路線盡量與環(huán)境協(xié)調(diào)，注重環(huán)保。綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡匚飾l件，自然環(huán)境，施工經(jīng)濟(jì)等因素，初步擬定了二個(gè)方案。方案一：線路總長為2534.086m。該方案從山地區(qū)域開始途徑兩次河谷，一處平原，四處城鎮(zhèn)。圖2.1方案一縱斷面圖方案二線路總長為2538.147m。途徑兩次河谷，一處平原，三處城鎮(zhèn)。圖2.2方案二縱斷面圖2.1.1方案綜合評(píng)價(jià)公路能過促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，因此應(yīng)以安全經(jīng)濟(jì)環(huán)保為前提，盡量減少工程量使成本相對(duì)較低。表2.1方案比選表項(xiàng)目方案一方案二平曲線指標(biāo)平曲線1半徑1200m平曲線1半徑1600m曲線長度313.215m曲線長度316.729m平曲線2半徑2000m平曲線2半徑800m曲線長度427.711m曲線長度342.267m平曲線比例29.23%平曲線比例25.95%豎曲線指標(biāo)豎曲線個(gè)數(shù)4豎曲線個(gè)數(shù)4最大縱坡5%最大縱坡5%填挖情況挖方略大于填方填挖情況挖方略大于填方路線總長2534.086m路線總長2538.147m下表是方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表：表2.2方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比方案一方案二優(yōu)點(diǎn)平面線性指標(biāo)高，行車舒適性好；施工難度較低。平面線性指標(biāo)高，行車舒適性較好；土石方工程量小；缺點(diǎn)1.土石方工程量相對(duì)較大。1.施工難度相對(duì)較高。因此綜合考慮方案一作為設(shè)計(jì)方案。2.2平曲線計(jì)算2.2.1方位角及轉(zhuǎn)角計(jì)算（1）利用CAD的標(biāo)注功能查詢起點(diǎn)、各交點(diǎn)及終點(diǎn)的坐標(biāo)，坐標(biāo)如下：表2.3交點(diǎn)坐標(biāo)表交點(diǎn)號(hào)交點(diǎn)坐標(biāo)N(X)E(Y)起點(diǎn)29690.6544447484.657交點(diǎn)130438.92447900.632交點(diǎn)231345.66548641.477終點(diǎn)31781.26048903.294（2）方位角計(jì)算1.起點(diǎn)QD與JD1之間：坐標(biāo)增量：Dx＝30438.924－29690.654＝748.270Dy＝47900.632－47484.657＝415.975交點(diǎn)間距：S=DX2+象限角：θ=因?yàn)镈x＞0，Dy＞0，故方位角A1=29.07°=29°04′12.0″2.JD1與JD2之間：坐標(biāo)增量：Dx＝31345.664－30438.924＝906.740Dy＝48641.477－47900.632＝740.845交點(diǎn)間距：S=DX2+象限角：θ=因?yàn)镈x＞0，Dy＞0，故方位角A1=29.07°=29°04′12.0″3.JD2與終點(diǎn)之間：坐標(biāo)增量：Dx＝31781.259－31345.664＝435.594Dy＝48903.293－48641.477＝261.816交點(diǎn)間距：S=DX2+DY象限角：θ=因?yàn)镈x＞0，Dy＞0，故方位角A3=31.008°=31°00′28.8″4.計(jì)算轉(zhuǎn)角值：α1α2具體計(jì)算結(jié)果見表2.2表2.4方位角計(jì)算表交點(diǎn)號(hào)交點(diǎn)坐標(biāo)交點(diǎn)樁號(hào)轉(zhuǎn)角值直線長度及方向N(X)E(Y)直線段長(m)交點(diǎn)間距(m)計(jì)算方位角12345678起點(diǎn)29690.65347484.657K0+000699.209856.12229°04′13.3″JD130438.92447900.632K0+856.12210°10′47.7″(Y)799.871170.9139°15′01″JD231345.66548641.477K2+026.4138°14′31.5″(Z)294.096508.22331°00′29.5″終點(diǎn)31781.2648903.294K2+534.0862.2.2平曲線幾何元素計(jì)算（1）計(jì)算圖示圖2.3平曲線幾何元素圖（2）計(jì)算公式q=Ls2p=Ls2240Rβ0=LT=(R+p)tanα2L=(α+2β0E=(R+P)secα2J=2T?L（2-7）（3）計(jì)算各要素①JD1交點(diǎn)樁號(hào)為K0+856.122，轉(zhuǎn)角為10°10′47.7″(Y)，平曲線幾何要素計(jì)算如下：圖2.4平曲線1示意圖切線增值：q=L內(nèi)移值：p=L緩和曲線角：β切線長：T=(R+p)平曲線長：L=(α+2圓曲線長：L外矢距：E=(R+P)切曲差：J=2T?L=2×156.913?313.208=0.619m經(jīng)檢驗(yàn)無誤。②JD2交點(diǎn)樁號(hào)為K2+026.413，轉(zhuǎn)角為8°14′31.5″(Z)，平曲線幾何要素計(jì)算如下：圖2.5平曲線2示意圖切線增值：q=L內(nèi)移值：p=緩和曲線角：β切線長：T=(R+p)平曲線長：L=(α+2圓曲線長：L外矢距：E=(R+P)切曲差：J=2T?L=2×214.127?427.703=0.550m經(jīng)檢驗(yàn)無誤。經(jīng)其計(jì)算結(jié)果詳見2.5平曲線幾何要素計(jì)算表。（3）計(jì)算結(jié)果表2.5平曲線幾何要素表交點(diǎn)R(m)α(°)Ls(m)q(m)p(m)β(°)L(m)T(m)E(m)J(m)JD1120010.18010049.9970.3472.387313.208156.9135.0990.619JD220008.24214069.9970.4082.005427.703214.1275.5940.5502.2.3主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算（1）計(jì)算公式ZH＝JD－T（2-8）HY＝ZH＋Ls（2-9）YH＝HY＋LyHZ＝Y(jié)H＋Ls（2-11）QZ＝HZ－L/2（2-12）（2）各主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算①JD1交點(diǎn)樁號(hào)為K0+856.122，已知該圓曲線平曲線幾何要素，主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算如下。ZH＝JD1－T＝（K0+856.122）－156.913＝K0+699.209HY＝ZH＋Ls＝（K0+699.209）＋100＝K0+799.209YH＝HY＋LyHZ＝Y(jié)H＋Ls＝（K0+912.416）＋100＝K1+012.416QZ＝HZ－L/2＝（K1+012.416）＋313.208/2＝K0+855.812JD1＝QZ＋J/2＝（K0+855.812）＋0.619/2＝K0+856.122②JD2交點(diǎn)樁號(hào)為K2+026.413，已知該圓曲線平曲線幾何要素，主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算如下。ZH＝JD2－T＝（K2+026.413）－214.127＝K1+812.287HY＝ZH＋Ls＝（K1+812.287）＋140＝K1+952.287YH＝HY＋LyHZ＝Y(jié)H＋Ls＝（K2+099.990）＋140＝K2+239.990QZ＝HZ－L/2＝（K2+239.990）＋427.703/2＝K2+026.138JD2＝QZ＋J/2＝（K2+026.138）＋0.55/2＝K2+026.413經(jīng)檢驗(yàn)，各交點(diǎn)樁號(hào)無誤，其計(jì)算結(jié)果詳見表2.4平曲線樁號(hào)計(jì)算表。表2.6平曲線樁號(hào)計(jì)算表交點(diǎn)號(hào)交點(diǎn)樁號(hào)曲線主點(diǎn)樁號(hào)曲線曲線中點(diǎn)曲線起點(diǎn)圓曲線起點(diǎn)圓曲線終點(diǎn)終點(diǎn)1234567起點(diǎn)K0+000JD1K0+856.122K0+699.209K0+799.209K0+855.812K0+912.416K1+012.416JD2K2+026.413K1+812.287K1+952.287K2+026.138K2+099.990K2+239.990終點(diǎn)K2+534.0862.3逐樁坐標(biāo)表表2.7逐樁坐標(biāo)表：樁號(hào)坐標(biāo)樁號(hào)坐標(biāo)N(X)E(Y)N(X)E(Y)K0+00029690.6534447484.65689K0+50030127.6653147727.5985K0+02029708.1339147494.37456K0+52030145.1457947737.31617K0+04029725.6143947504.09222K0+54030162.6262647747.03383K0+06029743.0948647513.80989K0+56030180.1067347756.75149K0+08029760.5753447523.52755K0+58030197.5872147766.46916K0+10029778.0558147533.24522K0+60030215.0676847776.18682K0+12029795.5362947542.96288K0+62030232.5481647785.90449K0+14029813.0167647552.68054K0+64030250.0286347795.62215K0+16029830.4972447562.39821K0+66030267.5091147805.33982K0+18029847.9777147572.11587K0+68030284.9895847815.05748K0+20029865.4581947581.83354K0+699.20930301.7784347824.39066K0+22029882.9386647591.5512K0+70030302.4700647824.77514K0+24029900.4191447601.26887K0+72030319.9444647834.50371K0+26029917.8996147610.98653K0+74030337.3850347844.29277K0+28029935.3800947620.70419K0+76030354.7586247854.20015K0+30029952.8605647630.42186K0+78030372.0308847864.28302K0+32029970.3410447640.13952K0+799.20930388.4908847874.18431K0+34029987.8215147649.85719K0+80030389.1657547874.5975K0+36030005.3019947659.57485K0+82030406.1315347885.18775K0+38030022.7824647669.29252K0+84030422.9184547896.05927K0+40030040.2629447679.01018K0+855.81230436.0605247904.85141K0+42030057.7434147688.72784K0+86030439.5218547907.20906K0+44030075.2238947698.44551K0+88030455.9371347918.634K0+46030092.7043647708.16317K0+90030472.1597247930.33094K0+48030110.1848447717.88084K0+912.41630482.1319947937.72796K0+92030488.1854847942.29613K1+40030860.5770248245.14016K0+94030504.0267347954.50467K1+42030876.0648248257.79434K0+96030519.7195447966.90355K1+44030891.5526148270.44852K0+98030535.3034647979.43909K1+46030907.0404148283.10269K1+00030550.8194647992.05865K1+48030922.528248295.75687K1+012.41630560.4361747999.91247K1+50030938.01648308.41105K1+02030566.3089448004.71077K1+52030953.5037948321.06523K1+04030581.7967348017.36495K1+54030968.9915848333.71941K1+06030597.2845348030.01912K1+56030984.4793848346.37359K1+08030612.7723248042.6733K1+58030999.9671748359.02777K1+10030628.2601148055.32748K1+60031015.4549748371.68194K1+12030643.7479148067.98166K1+62031030.9427648384.33612K1+14030659.235748080.63584K1+64031046.4305548396.9903K1+16030674.723548093.29002K1+66031061.9183548409.64448K1+18030690.2112948105.94419K1+68031077.4061448422.29866K1+20030705.6990848118.59837K1+70031092.8939448434.95284K1+22030721.1868848131.25255K1+72031108.3817348447.60702K1+24030736.6746748143.90673K1+74031123.8695248460.26119K1+26030752.1624748156.56091K1+76031139.3573248472.91537K1+28030767.6502648169.21509K1+78031154.8451148485.56955K1+30030783.1380548181.86927K1+80031170.3329148498.22373K1+32030798.6258548194.52344K1+812.28731179.8475148505.99756K1+34030814.1136448207.17762K1+82031185.8208748510.8777K1+36030829.6014448219.8318K1+84031201.3165148523.52227第3章路線縱斷面設(shè)計(jì)3.1豎曲線計(jì)算3.1.1豎曲線幾何要素縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)所用圖式如下圖所示。圖3.1豎曲線要素示意圖L=Rω（3-1）E=T2T=L2式中：L—豎曲線長度，m；ω—坡差，%；R—豎曲線半徑，m；E—豎曲線外距，m；T—豎曲線切線長，m。3.1.2豎曲線計(jì)算內(nèi)容1、豎曲線邊坡點(diǎn)1，對(duì)應(yīng)樁號(hào)為K0+310，對(duì)應(yīng)標(biāo)高Ho為554.69m，前坡度i1=-2.6%，后坡度i2=-5%，豎曲線半徑R=8000m。坡度差：ω＝i2－i1＝-5%－-2.6%＝-2.4%，為凸形。豎曲線長：L=Rω＝8000×2.4%＝192m切線長：T＝L/2＝192÷2＝96m外矢距：E=T計(jì)算設(shè)計(jì)高程豎曲線中點(diǎn)設(shè)計(jì)高程＝Ho-E＝（554.69）-0.576＝554.114豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K0+310）－96＝K0+214豎曲線起點(diǎn)高程=554.69－96×（-2.6%）=557.186m豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K0+310）－96＝K0+406豎曲線起點(diǎn)高程=554.69－96×（-5%）=549.89m2、豎曲線邊坡點(diǎn)2，對(duì)應(yīng)樁號(hào)為K0+890，對(duì)應(yīng)標(biāo)高Ho為525.69m，前坡度i1=-5%，后坡度i2=0.35%，豎曲線半徑R=4000m。坡度差：ω＝i2－i1＝0.35%－-5%＝5.35%，為凹形。豎曲線長：L=Rω＝4000×5.35%＝214m切線長：T＝L/2＝214÷2＝107m外矢距：E=T計(jì)算設(shè)計(jì)高程豎曲線中點(diǎn)設(shè)計(jì)高程＝Ho+E＝（525.69）+1.431＝527.121豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K0+890）－107＝K0+783豎曲線起點(diǎn)高程=525.69－107×（-5%）=531.04m豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K0+890）－107＝K0+997豎曲線起點(diǎn)高程=525.69－107×（0.35%）=526.0645m3、豎曲線邊坡點(diǎn)3，對(duì)應(yīng)樁號(hào)為K1+570，對(duì)應(yīng)標(biāo)高Ho為528.07m，前坡度i1=0.35%，后坡度i2=-1.7%，豎曲線半徑R=8000m。坡度差：ω＝i2－i1＝-1.7%－0.35%＝-2.05%，為凸形。豎曲線長：L=Rω＝8000×2.05%＝164m切線長：T＝L/2＝164÷2＝82m外矢距：E=T計(jì)算設(shè)計(jì)高程豎曲線中點(diǎn)設(shè)計(jì)高程＝Ho-E＝（528.07）-0.42＝527.65豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K1+570）－82＝K1+488豎曲線起點(diǎn)高程=528.07－82×（0.35%）=527.783m豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K1+570）－82＝K1+652豎曲線起點(diǎn)高程=528.07－82×（-1.7%）=526.676m4、豎曲線邊坡點(diǎn)4，對(duì)應(yīng)樁號(hào)為K1+980，對(duì)應(yīng)標(biāo)高Ho為521.1m，前坡度i1=-1.7%，后坡度i2=-4.95%，豎曲線半徑R=9000m。坡度差：ω＝i2－i1＝-4.95%－-1.7%＝-3.25%，為凸形。豎曲線長：L=Rω＝9000×3.25%＝292.5m切線長：T＝L/2＝292.5÷2＝146.25m外矢距：E=T計(jì)算設(shè)計(jì)高程豎曲線中點(diǎn)設(shè)計(jì)高程＝Ho-E＝（521.1）-1.188＝519.912豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K1+980）－146.25＝K1+834豎曲線起點(diǎn)高程=521.1－146.25×（-1.7%）=523.586m豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)＝變坡點(diǎn)樁號(hào)－T＝（K1+980）－146.25＝K2+126豎曲線起點(diǎn)高程=521.1－146.25×（-4.95%）=513.861m經(jīng)過校核變坡點(diǎn)計(jì)算準(zhǔn)確。表3.3縱斷面設(shè)計(jì)結(jié)果變坡點(diǎn)前坡后坡半徑曲線長L切線長T外距E樁號(hào)標(biāo)高(m)（%）（%）（m）（m）（m）（m）K0+310554.69-2.6-58000192960.576K0+890525.69-50.3540002141071.431K1+570528.070.35-1.78000164820.42K1+980521.1-1.7-4.959000292.5146.251.1883.2豎曲線上任意點(diǎn)高程計(jì)算（1）計(jì)算任意點(diǎn)切線高程H1（2）計(jì)算設(shè)計(jì)高程H=Hy=x2（3）變坡點(diǎn)前直線任一點(diǎn)高程H=H（4）變坡點(diǎn)后直線任一點(diǎn)高程H=H高程計(jì)算過程（1）邊坡點(diǎn)前直線段上，以K0+204為例，計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高：設(shè)計(jì)標(biāo)高H＝Ho－i×L＝554.69－（-2.6%）×（310－204）=557.446邊坡點(diǎn)后直線段上，以K0+416為例，計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高：設(shè)計(jì)標(biāo)高H＝Ho＋i×L＝554.69＋（-5%）×（416－310）=549.39其余高程點(diǎn)計(jì)算同上。第4章橫斷面設(shè)計(jì)4.1道路橫斷面設(shè)計(jì)4.1.1橫斷面的組成道路橫斷面是指中線上任意一點(diǎn)的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線組成。本設(shè)計(jì)路段為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為80km/h，對(duì)于該設(shè)計(jì)路段的橫斷面主要是由行車道、路肩(硬路肩、土路肩)、邊溝、排水溝、邊坡等部分組成。按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01－2014）規(guī)定，確定路基寬度為26m，路基橫斷面組合形式為：0.75m土路肩+3m硬路肩+2×3.5m行車道+0.75m路緣帶+3m中央分隔帶+0.75m路緣帶+2×3.5m行車道+3m硬路肩+0.75m土路肩=26m。4.1.2路拱的確定益陽市屬多雨溫?zé)釒夂颍虼寺访鎽?yīng)設(shè)置一定的橫向坡度。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，此一級(jí)公路行車道和硬路肩采用2％的路拱橫坡，土路肩的橫坡比行車道坡度大約高1～2%，土路肩路拱坡度定為4％。路拱形式采用直線型路拱。圖4.1公路橫斷面示意圖4.1.3邊坡設(shè)計(jì)（1）填方路基邊坡設(shè)計(jì)①當(dāng)填方邊坡高度小于等于8m時(shí)，邊坡坡率采用1：1.5；②當(dāng)填方邊坡高度大于8m時(shí)，上邊坡坡率采用1：1.5，下邊坡坡率采用1：1.75。上下邊坡之間設(shè)置2m寬平臺(tái)。③挖方路段均設(shè)置護(hù)坡道，寬度1m。（2）挖方路基①高度在8m以下邊坡采用1:0.75坡率；②挖方高度在8m以上路段,第一級(jí)邊坡高度為8m，采用1:0.75坡率；第二級(jí)起邊坡高度每10m為一級(jí)，采用1:1.0坡率，每兩級(jí)邊坡之間設(shè)2m寬平臺(tái)，平臺(tái)做成3%向內(nèi)側(cè)傾斜的坡度。③挖方路段均設(shè)置碎落臺(tái)，寬度2m。4.2.道路加寬設(shè)計(jì)本項(xiàng)目道路等級(jí)為一級(jí)公路，不需要考慮加寬設(shè)計(jì)。4.3橫斷超高設(shè)計(jì)4.3.1超高的確定離心力會(huì)在車輛行駛在曲線路線時(shí)生成，因此，一般單向橫坡的路面的外邊緣比內(nèi)邊緣高，這就是曲線上的超高。超高布置合理，可以有效的消除離心力。根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20—2017)規(guī)定：對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h的一級(jí)公路，不設(shè)置超高的圓曲線最小半徑為2500m，均大于本次設(shè)計(jì)的圓曲線半徑1200m，所以需設(shè)置超高。4.3.2計(jì)算超高值（1）根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）規(guī)定，一級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h時(shí)，一般地區(qū)的最大超高值為10%，最小超高為該道路所采用的路拱坡度之值2%。超高值的計(jì)算公式：i?=V式中:i?-超高橫坡度μ–橫向力系數(shù)V-駕駛員根據(jù)路況和環(huán)境條件變化實(shí)際采用的行駛速度(m/h)速度V采用運(yùn)行速度，取設(shè)計(jì)車速的70%-90%，高速路取低值，低速路取高值R–圓曲線半徑(m)（2）本次設(shè)計(jì)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為80km/h，已知橫向力系數(shù)μ與圓曲線R的關(guān)系：μ=7804.2328R2（3）計(jì)算平面線中各交點(diǎn)的圓曲線超高值：交點(diǎn)1圓曲線半徑R1=1200m，設(shè)計(jì)速度為80km/h，運(yùn)行速度V取設(shè)計(jì)速度的90%，即V=72km/h作為本次設(shè)計(jì)運(yùn)行速度，則交點(diǎn)1圓曲線超高值為：μ=i其他交點(diǎn)圓曲線超高值按以上公式計(jì)算，整理在下表：表4.1交點(diǎn)圓曲線超高值交點(diǎn)圓曲線半徑R(m)橫向力系數(shù)μ計(jì)算超高值i(%)修正值(%)JD112000.035-0.052JD220000.035-1.422表中：當(dāng)計(jì)算出的超高值小于路拱橫坡ic(2%)時(shí)，取ih當(dāng)計(jì)算出的超高值大于最大超高時(shí)，取ihih本次超高設(shè)計(jì)交點(diǎn)1和2平曲線超高橫坡度為2%。4.3.3確定超高過渡方式本設(shè)計(jì)為一級(jí)公路，屬于有中間帶道路，該類道路超高過渡方式有三類形式。其中繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)是超高斷面各自獨(dú)立單向，使中央分隔帶水平狀態(tài)維護(hù)在原本狀態(tài)。故本次選擇繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)。4.3.4計(jì)算超高過渡段長度（1）超高過渡段的設(shè)置能在一定程度上緩解駕駛員的疲勞，保證駕駛舒適，還能提高路面的排水，使道路更美觀。因此可在超高過度段全程設(shè)置超高過渡段。超高過渡段長度按下式進(jìn)行計(jì)算：Lc=B?式中：LcB'當(dāng)繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)時(shí)，B'=B當(dāng)繞中線旋轉(zhuǎn)時(shí)，BΔi當(dāng)繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)時(shí)，Δi=i?當(dāng)繞中線旋轉(zhuǎn)時(shí)，Δi=i?+P-超高漸變率,即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道外邊線之間的相對(duì)坡度。（2）規(guī)范規(guī)定，對(duì)于設(shè)計(jì)速度80km/h，繞中線旋轉(zhuǎn)時(shí)，超高漸變率取值為P＝1/150，考慮硬路肩和路緣帶，行車道寬度B＝10.25m。按照上式計(jì)算得到的Lc值，應(yīng)取5m的整數(shù)倍，并且長度不少于10m。一般在確定緩和曲線長度時(shí)，已考慮了超高過渡段所需的最短長度，故應(yīng)取超高過渡段與緩和曲線長度相等，即Lc=Ls。若Lc>Ls,應(yīng)修改平面線形，使Ls>Lc；若L（3）計(jì)算各平曲線超高過渡段長度：Lc計(jì)算所得的Lc4.4土石方計(jì)算4.4.1路基土石方調(diào)配路基土石方數(shù)量的多與否，能直接體現(xiàn)出設(shè)計(jì)修建的公路是否經(jīng)濟(jì)合理。因此，我們需要計(jì)算土石方數(shù)量，然后進(jìn)行合理的土石方調(diào)配。計(jì)算土石方調(diào)配可以用制表的方法來完成，通過土石方調(diào)配表來快速簡潔解決各個(gè)路段的土石方調(diào)配問題。土石方調(diào)配是在安全環(huán)保的前提下最大程度的減小土石方總運(yùn)量，來有效合理的處理填挖土和計(jì)算土方量，從而達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又減小工作周期的目的。土石方調(diào)配原則：處理好挖方與填方平衡，盡可能的在挖土?xí)r進(jìn)行填土，這樣有效的可以減少工期和降低成本；盡可能使運(yùn)輸土方方便減少不必要損失，使運(yùn)輸費(fèi)用最小化；盡量少占農(nóng)田耕地，降低農(nóng)民的損失；調(diào)配應(yīng)使各個(gè)路段相互配合，不能顧此失彼；要選擇合理的調(diào)配方向、運(yùn)輸線路。4.4.2路基土石方數(shù)量計(jì)算（1）橫斷面面積計(jì)算本次土石方面積計(jì)算采用積距法，計(jì)算方法如下圖所示：圖4.3土石方面積計(jì)算示意圖橫斷面土石方面積計(jì)算公式為：Fi=bhi（F=bi=1nhi式中:b–被劃分的梯形或三角形的寬（m)﹔H-被劃分的梯形或三角形的高（m)﹔F–被劃分梯形或三角形的面積(m)。橫斷面土石方各截面面積計(jì)算結(jié)果見《土石方計(jì)算表》。4.4.3土石方數(shù)量計(jì)算過程土石方數(shù)量計(jì)算假設(shè)兩處橫斷面之間為棱臺(tái)體，兩斷面間距為棱臺(tái)高度，將其簡化為棱臺(tái)，計(jì)算公式如下：V=12(F式中:V—體積，即士石方數(shù)量(m3根據(jù)橫斷面設(shè)計(jì)繪圖生成的路基橫斷面設(shè)計(jì)圖，任意選取以下段落進(jìn)行土石方數(shù)量計(jì)算：（1）K0+000（起點(diǎn)）與K0+020段土石方計(jì)算：該段填方數(shù)量：Vt=(At1+At2)L/2=(3.557+0.053)×20/2＝36.1m3該段挖方數(shù)量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(0.762+4.233)×20/2＝49.95m3土石方合計(jì)數(shù)量：Vw=Vw-Vt=49.95+36.1＝13.85m3該段利用土石方量為36.1m3，挖余土石方量為13.85m3（2）K1+680與K1+700段土石方計(jì)算：該段填方數(shù)量：Vt=(At1+At2)L/2=(0+0)×20/2＝0m3該段挖方數(shù)量：Vw=(Aw1+Aw2)L/2=(91.131+101.73)×20/2＝1928.61m3土石方合計(jì)數(shù)量：Vw=Vw-Vt=1928.61+0＝1928.61m3該段利用土石方量為0m3，挖余土石方量為1928.61m3具體計(jì)算結(jié)果見表。表4.2土石方計(jì)算表樁號(hào)橫斷面距離(m)挖方(m3)填方(m3)利用方數(shù)量(m3)備注面積(m2)本樁利用填缺挖余挖方填方總數(shù)量總數(shù)量土土土K0+0000.763.56K0+0204.230.0520.0050363614K0+04016.9820.0021211212K2+4404.1116.0120.005426954216K2+4600.7612.3820.004928449235K2+4805.419.0720.006221462153K2+5005.4821.6720.00109307109198K2+5200.7022.0320.006243762375第5章路基設(shè)計(jì)5.1一般路基設(shè)計(jì)5.1.1路基概述公路路基是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，是路面的基礎(chǔ)。路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性是體現(xiàn)路基對(duì)其上部承載能力的指標(biāo)。它與當(dāng)?shù)氐牡匚飾l件有關(guān)，還與施工技術(shù)相關(guān)，因此在路基設(shè)計(jì)時(shí)，要注重考查當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)與周圍環(huán)境。5.2路基邊坡設(shè)計(jì)路基邊坡的設(shè)計(jì)需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匚飾l件采用不同的方法設(shè)計(jì)，這樣做及經(jīng)濟(jì)方便又能過節(jié)約時(shí)間。本次設(shè)計(jì)路塹邊坡采用1：1，路堤邊坡采用坡率1：1.5。邊坡設(shè)置示意圖如圖5.1~5.3所示：圖5.1一般路堤邊坡形式圖5.2一般路塹邊坡形式圖5.3半填半挖路基邊坡形式5.3路基排水設(shè)計(jì)5.3.1邊溝設(shè)計(jì)挖方路段設(shè)置0.6×0.6m的矩形漿砌片石邊溝，邊溝尺寸圖如圖5.2所示。圖5.2邊溝細(xì)部尺寸圖5.3.2排水溝設(shè)計(jì)填方路段邊坡外側(cè)設(shè)置梯形排水溝用以排水邊坡水，排水溝尺寸圖如圖5.3所示。圖5.3排水溝細(xì)部尺寸圖通過全線設(shè)置排水設(shè)施，用來排水面水和邊坡水，降水匯集排水公路范圍內(nèi).5.4路基防護(hù)工程公路邊坡沿線分布較廣，如果處理不當(dāng)，則可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響，因此需對(duì)公路邊坡進(jìn)行防護(hù)。路基防護(hù)不僅可以保護(hù)環(huán)境，還可以在一定程度上保護(hù)公路。根據(jù)規(guī)范，此公路設(shè)計(jì)可以采用植被防護(hù)，既可以綠化環(huán)境，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，還能美觀公路，給公路提供一點(diǎn)過的保護(hù)性。當(dāng)有土質(zhì)邊坡和易風(fēng)化的巖石的邊坡存在時(shí)，可以采用漿砌片石護(hù)坡的方式。第6章路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算6.2交通量計(jì)算（1）公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)公路（2）據(jù)預(yù)測(cè)該路竣工初年的交通組成如下表所示，使用年限內(nèi)交通量年平均增長率為6％。新建瀝青路面設(shè)計(jì)年限為20年。方向系數(shù)為0.5。單向車道數(shù)為2的車道系數(shù)：0.75。設(shè)計(jì)車道的年平均日貨車交通量計(jì)算如下：Q1=AADTT×DDT×LDT式中：Q1AADTT—2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量；DDF—方向系數(shù)；LDF—車道系數(shù)。設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道累計(jì)交通量Q按下式確定：Q=365Q11+γt?1式中：γ—設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年平均增長率；t—設(shè)計(jì)使用年限或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。AADTT=770+2320+950+820=4860QQ=則瀝青路面設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)應(yīng)為特重。表6-1車型技術(shù)參數(shù)（%）編號(hào)12345車型分類一類車二類車三類車四類車七類車車型分類小客車中客車中型車大型車拖掛車折算系數(shù)1111.52.5比重（%）32.910.632.013.111.3數(shù)量（輛/d）23807702320950820公路TTC分類標(biāo)準(zhǔn)見表6-2。表6-2公路TTC分類標(biāo)準(zhǔn)（%）TTC分類整體式貨車比例半掛式貨車比例TTC1<40>50TTC2<40<50TTC340-70>20TTC440-70<20TTC5>70--本設(shè)計(jì)中半掛車所占比重為11.3%，整體式貨車所占比重為55.8%，所以為TTC4。表6—3車輛類型分布系數(shù)(%)車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類TTC428.943.95.50.09.42.04.63.42.30.1計(jì)算車輛軸載換算系數(shù)：EALF(6-4)計(jì)算初始年設(shè)計(jì)車道日平均當(dāng)量軸次：N1=AADTT×DDF×LDF×Ne=[式中:Net一—設(shè)計(jì)年限（年）﹔N1——路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/r——設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率(%)其中2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量N1=4860則由以上數(shù)據(jù)可得(1)則基于瀝青混合料層永久變形量指標(biāo)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)：2類車輛：EAL=3類車輛：EAL=4類車輛：EAL=7類車輛：EAL=NN(2)基于路基頂面壓應(yīng)變指標(biāo)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)2類車輛：EAL=3類車輛：EAL=4類車輛：EAL=7類車輛：EAL=NN基于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力指標(biāo)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)：2類車輛：EAL=3類車輛：EAL=4類車輛：EAL=7類車輛：EAL=NN6.3瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.3.1路面結(jié)構(gòu)確定根據(jù)以上數(shù)據(jù)，參照《路基路面工程》（第6版）第八章中表8-8無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層(粒料類底基層)路面厚度范圍的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)各個(gè)層位及相應(yīng)厚度擬定設(shè)計(jì)如下表所示路面厚度表6—4細(xì)粒式瀝青混凝土40mm中粒式瀝青混凝土60mm粗粒式瀝青混凝土80mm水泥穩(wěn)定碎石320mm水泥穩(wěn)定碎石160mm6.3.2疲勞開裂驗(yàn)算無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層的疲勞開裂時(shí)間當(dāng)依據(jù)路面結(jié)構(gòu)分析來求出各無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力,依照瀝青規(guī)范中計(jì)算:：Nf2=Kc=c1,c2,c3?參數(shù)，由表6-6可知?aβ—目標(biāo)可靠系數(shù)，取β=1.28σt?無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層的層底拉應(yīng)力(單位MPa)，表65無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞破壞模型參數(shù)材料類型ab無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料13.24