【正文】 裝 訂 線甘肅西和至成縣K44～K48段公路設計畢業(yè)論文第一章 概述本次畢業(yè)設計是在學習完《道路勘測設計》、《路基路面工程》、《橋梁工程》及其它有關(guān)專業(yè)課程的基礎上，并在教師的悉心指導下，完成一段公路的兩階段初步設計。畢業(yè)設計是教學計劃中最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合應用所學的道路交通基礎理論、基本知識和基本技能，進行道路交通工程設計或科學研究的綜合訓練，是前面各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓寬，是學生綜合素質(zhì)和工程實踐能力培養(yǎng)的重要階段。通過此次設計可以培養(yǎng)我們的綜合設計能力,進而把學過的知識加以系統(tǒng)的應用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。掌握路線設計、路基設計、路面設計、小橋涵設計的理論和具體方法，熟練運用緯地道路設計軟件，提高AUTO CAD、office等軟件的運用，能夠獨立完成全部設計的圖表。并能熟練的查閱使用各種道路規(guī)范等資料，具有初步撰寫科技論文的能力，養(yǎng)成遇到問題解決問題，深入思考的良好習慣，并培養(yǎng)學生的團隊合作精神，為今后進入崗位，更好更快的適應工作做好必要的準備！通過這次畢業(yè)設計使學生受到道路交通工程師所必須的綜合訓練，有利于更好地向工作崗位過渡，為自己走向工作崗位后適應生產(chǎn)實踐的需要打下堅實的基礎。本次畢業(yè)設計是甘肅省西和至成縣K44～K48段公路工程設計。本公路是隴南市“六縱六橫”中第四縱的一段，是隴南市重要的一條縱向干線公路，它北接S316線，南連S205線，在路網(wǎng)中有著極其重要的作用。公路全線采用三級公路標準設計，設計速度30km∕h,，；橋涵設計荷載為公路Ⅰ級，設計寬度與路基同寬，路基及涵洞設計洪水頻率為1∕25。全線路面結(jié)構(gòu)為5厘米厚瀝青貫入式面層+15厘米厚石灰土穩(wěn)定碎石基層+20厘米厚級配砂礫墊層。設計采用的是Hint CAD (HPDS 2006)，利用該軟件可以對該路段進行平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計、路基設計、路基排水設計、支擋防護設計和路面結(jié)構(gòu)設計等。甘肅西和至成縣K44～K48段公路設計甘肅西和至成縣K44～K48段公路電子版地形圖，比例尺1：2000。(1)地形、地貌特征本公路沿線在西和縣境內(nèi)地形類型有漾水河漫灘地形和構(gòu)造剝蝕黃土梁峁溝壑區(qū)及侵蝕構(gòu)造中高山地，其中漾水河漫灘地高出漾水河1～10米，坡度為6176?！?5176。，表面覆蓋2～8米深的砂質(zhì)粘土，土質(zhì)粗松，蓄水保墑性強，出露巖層有第三系和泥盆系的砂礫青灰泥巖。構(gòu)造剝蝕黃土梁峁溝壑區(qū)主要指漾水河及各支流兩岸山地，相對高差為200～300米，極個別地區(qū)高差達500米。地表以黃土覆蓋，溝壑縱橫，河流平川切割，坡度較小，梁坡平緩，坡度在6176。～25176。之間，沖溝發(fā)育明顯，呈“V”字形，山頭相連而相間，呈鋸齒狀，并有大小不等的斷陷谷地鑲嵌其間。侵蝕構(gòu)造中高山地在石峽一帶分布，相對高差200～500米，山勢高亢，嶺背狹窄，陡坡削壁，溝谷縱橫，源短流急，沖溝多呈“V”字形，出露巖層含炭質(zhì)灰?guī)r、晶體鈣質(zhì)千枚巖、鈣質(zhì)砂巖、石英砂巖、紅色泥巖、粘土等。本公路所在地成縣地形地貌由以下單元組成：侵蝕構(gòu)造中高山區(qū)：以橫嶺山為主，起伏蜿蜒東西向分布，山勢高亢，陡坡削壁，巖石裸露，構(gòu)成項目段分水嶺區(qū)。構(gòu)造剝蝕黃土梁峁溝壑區(qū)：黃土狀土大面積分布于河谷兩側(cè)，形成梁峁地貌、溝壑縱橫。構(gòu)造侵蝕河谷漫灘及階地區(qū)。分布于各河流兩側(cè)，一般可見2～3級階地。本工程所在地西和縣在區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造上，位于西秦嶺海西褶皺帶北端，地層出露齊全，除第三系、第四系和三迭系外，主要有中泥盆統(tǒng)地層出露，其中白堊紀地層分布最廣，地層巖石有砂巖、千枚巖和灰?guī)r。第三系出露巖性有淺灰綠色、白色粘土質(zhì)、泥頁巖、紅色泥巖。紅色泥巖底部夾砂礫巖，頂部夾灰白色鈣質(zhì)層及鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)。項目區(qū)所處的南部地區(qū)出露上層為綠泥石絹云母千枚巖、綠泥方解石絹云母千枚巖、變長石英砂巖，下部為變粉砂巖，魚鱗狀變化石英砂巖夾砂質(zhì)灰?guī)r。成縣按甘肅大地構(gòu)造單元劃分屬西秦嶺北部海西冒地槽褶皺帶由上古生界組成。東段主要為中泥盆西漢水群海相碎屑巖及類復理石建造。次為灰?guī)r，局部有火山巖。該地槽是在加里東運動中局部下陷的基礎上發(fā)展起來的。海西運動中期，東段開始逐漸上升成陸。二疊紀末地槽全面迴返，除巖層褶皺外，還伴有斷裂活動和酸性及少量中性、超基性巖的侵入。 (2)氣候及水文特征本公路所處的西和縣、成縣地處內(nèi)陸腹地，全年盛行偏南風，呈大陸性季風氣候，雨量較為充沛，℃，，降雨主要集中于夏季（6～8月），秋季次之，屬濕潤和半濕潤區(qū)。西和境內(nèi)最大凍土深度為42厘米，成縣境內(nèi)最大凍土深度為56厘米。本公路所在區(qū)域內(nèi)河流均為西漢水支流，總屬嘉陵江水系，與項目有關(guān)的河流主要有漾水河、橫嶺河，石硤河及其大小支流、支溝。漾水河發(fā)源于西和縣境，由南向北，‰。石硤河發(fā)源于西和縣境，向南與頁水河交匯，‰。橫嶺河為漾水河支流，發(fā)源于橫嶺山，由南向北流入漾水河。區(qū)域內(nèi)地下水相對較為豐富，主要是大氣降雨和地表水入滲補給。（3）地震及主要自然災害本公路所處的西和縣歷史上曾多次發(fā)生地震，文獻記載的最大震級八級，在全國地震區(qū)劃中，地震烈度為Ⅷ度，成縣地震烈度為Ⅶ度，大暴雨是西和縣和成縣主要的自然災害形式，最大的大暴雨及降雨量高達110mm。（4）交通量資料（見表11） 2009年交通量調(diào)查表 表11 車 型數(shù)量（輛/日）小客車2100中型車870大型車420拖掛車110預測年平均增長率：5％，初定設計年限：15年根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2003）“各汽車代表車型與車輛折算系數(shù)”確定現(xiàn)有交通量的折算數(shù)，以小客車為標準進行交通量預測：計算遠景設計年限平均晝夜交通量由公式（11）計算 (11)式中 Nd—遠景設計年平均日交通量，輛/日；N0—起始年平均日交通量，輛/日；γ—年平均增長率，取5%； n—遠景設計年限，取15年；起始年平均日交通量 N0=N小客＋N中型＋N大型＋ N拖掛 =2100＋870＋420＋110 =4575pcu/d則Nd=4575(+)14=9058pcu/d根據(jù)本公路預測年末交通量為9058輛，查《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2003）中公路分級標準，確定此公路等級為三級公路，并確定此公路設計速度為30 km/h, m，兩側(cè)采用土路肩。查《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2003）及《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2006）得三級公路主要設計標準見表12： 三級公路主要設計標準 表12項目設計標準設 計 年 限（年）15年設計速度（km/h）30路基寬度（m）行車道寬度（m）停車視距（m）30一般最小半徑（m）65緩和曲線最小長度（m）30最大縱坡（%）8路基設計洪水頻率1/25涵洞設計洪水頻率1/25新建橋涵設計荷載公路—Ⅰ級（1）路線平面圖（2）路線縱斷面圖（3）直線、曲線及轉(zhuǎn)角表（4）路基標準橫斷面圖（5）路基橫斷面設計圖（6）超高方式圖（7）路基防護工程設計圖（8）路基設計表（9）路基土石方數(shù)量表（10）路面結(jié)構(gòu)設計圖（11）排水設計圖（12）輔助構(gòu)造物設計圖（涵洞，小橋，擋墻,立交設計）（13）其它輔助表格1.《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2003）；2.《公路工程水文勘察設計規(guī)范》（JTG C30—2002）；3.《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2006）；4.《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30—2004）；5.《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50—2006）；6.《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTG D402011）；7.《公路排水設計規(guī)范》（JTJ018—97）；8.《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60—2004）。本次設計采用的設計軟件是緯地道路HintCAD ，其功能強大，用Hint CAD 版進行公路路線設計的一般步驟如下：1．點擊“項目”→“新建項目”，指定項目名稱、路徑，新建公路路線設計項目。2．點擊“設計”→“主線平面設計”，進行路線平面線形設計與調(diào)整；直接生成路線平面圖，在“主線平面設計”對話框中點擊“保存”得到*.jd數(shù)據(jù)和*.pm數(shù)據(jù)。3．點擊“表格”→“輸出直曲轉(zhuǎn)角表”功能生成路線直線及曲線轉(zhuǎn)角一覽表。4．點擊“項目”→“設計向?qū)А?，根?jù)提示自動建立：路幅寬度變化數(shù)據(jù)文件（*.wid）、超高過渡數(shù)據(jù)文件（*.sup）、設計參數(shù)控制文件（*.ctr）、樁號序列文件（*.sta)等數(shù)據(jù)文件。5．點擊“表格”→“輸出逐樁坐標表”功能生成路線逐樁坐標表。6．使用“項目管理”或利用“HintCAD 專用數(shù)據(jù)管理編輯器”結(jié)合實際項目特點修改以下數(shù)據(jù)文件：路幅寬度變化數(shù)據(jù)文件（*.wid）、超高過渡數(shù)據(jù)文件（*.sup）、設計參數(shù)控制數(shù)據(jù)文件（*.ctr）等，這些數(shù)據(jù)文件控制項目的超高、加寬等過渡變化和縱面控制條件等情況。7．點擊“數(shù)據(jù)”→“縱斷數(shù)據(jù)輸入”輸入縱斷面地面線數(shù)據(jù)（*.dmx）；“數(shù)據(jù)”→“橫斷數(shù)據(jù)輸入”功能輸入橫斷面地面線數(shù)據(jù)（*.hdm）；并在項目管理器中添加該數(shù)據(jù)文件。8．點擊“設計”→“縱斷面設計”進行縱斷面拉坡和豎曲線設計調(diào)整，保存數(shù)據(jù)至（*.zdm）文件中。9．點擊“設計”→“縱斷面繪圖”生成路線縱斷面圖，同時根據(jù)設計參數(shù)控制文件（*.ctr），標注各類構(gòu)造物，點擊“表格”→“輸出豎曲線表”計算輸出縱坡、豎曲線表。10．點擊“設計”→“路基設計計算”，生成路基設計中間數(shù)據(jù)文件（*.lj）；并可由路基設計中間數(shù)據(jù)文件，點擊“表格”→“輸出路基設計表”計算輸出路基設計表。11．點擊“設計”→“支擋構(gòu)造物處理”輸入有關(guān)擋墻等支擋物數(shù)據(jù)，并將其保存到當前項目中。12．點擊“設計”→“橫斷設計繪圖”，繪制路基橫斷面設計圖，同時直接輸出土石方數(shù)據(jù)文件（*.tf）、根據(jù)需要輸出路基橫斷面三維數(shù)據(jù)文件（*.3DR）和左右側(cè)邊溝溝底標高數(shù)據(jù)（C:\Hint58\Lst\）、（C:\Hint58\Lst\）。13．點擊“數(shù)據(jù)”→“控制參數(shù)輸入”修改設計參數(shù)控制數(shù)據(jù)文件中關(guān)于土石比例分配的控制數(shù)據(jù)，點擊“表格”→“輸出土方計算表”計算輸出土石方數(shù)量計算表和每公里土石方表。14．點擊“繪圖”→“繪制總體布置圖”繪制路線總體設計圖。15．點擊“繪圖”→“繪制公路用地圖”可繪制公路占地圖。第二章 路線平面設計，應該盡量避開農(nóng)田，做到少占或不占高產(chǎn)田。、舒適、迅速的前提下，使工程數(shù)量小，造價低，運營費用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術(shù)指標，不應輕易采用最小指標或低限指標，也不應片面追求高指標。，查清其對工程的影響。一般情況下路線應設法繞避特殊地基地區(qū)。當必須穿過時，應選擇合適的位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。，注意由于公路修筑以及汽車運行所產(chǎn)生的影響與污染等問題。路線方案見圖21所示。該公路為甘肅西和至成縣公路，本次設計段為K44+000K48+000，根據(jù)路線所指起終點，路線有兩個方案供選擇：沿河東岸布線、沿河西岸布線。：路線起點樁號K44+，線形質(zhì)量一般，坡度均勻、平緩，可以少占農(nóng)田，且有豐富的砂石和水源，但臨河一側(cè)受洪水威脅，防護工程較多，終點樁號K47+，路線較長。：直穿河道，需設橋梁一座，線形標準高，終點樁號K47+，路線較方案1短200多米，但建橋不經(jīng)濟，且該方案工程量比較大。路線方案圖 圖21如有路線局部方案，應分別進行定線設計，經(jīng)論證比較定出推薦方案，路線方案比較選擇主要考慮下列因素：（1）路線長度；（2）平、縱面線形指標的高低及配合情況；（3）占地面積；（4）工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；（5）造價等。在本設計中，由于路線等級較低，長度較短，工程量小，且所選線路滿足設計使用要求，故未做過多比選。綜上所述，沿河東岸布線優(yōu)點較多，路線經(jīng)濟順暢，推薦沿河東岸布線方案。 平面線形設計一般原則、連續(xù)、均衡，并與地形地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。，并盡量選用較大的圓曲線半徑。轉(zhuǎn)角過小時，應設法調(diào)整平曲線形，當不得已而設置小于7的轉(zhuǎn)角時，則必須設置足夠長的曲線。，不得以短直線相連，否則應調(diào)整線型使之成為一個單曲線或復合曲線或運用回旋線組合呈卵形、凸型、復合形等曲線。，以設置不小于最小直線長度的直線為宜，否則應調(diào)整線形或運用回旋線而組合成S形曲線。、加寬時可徑向銜接；無超高有加寬時，中間應設置有長度不小于10m的加寬緩和段。、地質(zhì)、水文等結(jié)合,并符合各級道路的技術(shù)指標。，合理的設置緩和曲線、超高、加寬等。，應滿足近期使用要求，兼顧遠期發(fā)展，減少廢棄工程。（R10000m）?！?倍或超高為2～4%的圓曲線半徑值。，平曲線長度取最小值得5～8倍。：1：1，當曲線半徑較大，平曲線較長時也可以為1 ：2：1。根據(jù)設計資料，本次設計段路為三級公路，設計速度為30Km/h，設計年限15年，全線共設10條平曲線，三級公路其中全為基本型曲線。三級公路平面線形應由直線、圓曲線和緩和曲線三種要素組成，其幾何元素見圖(圖22)。圓曲線幾何要素 圖22 （21） （22） （23） 式中： T—切線長（m）； L—曲線長（m）； E—外距（m）； R—圓曲線半徑（m）；