【正文】 裝 訂 線甘肅西和至成縣K44～K48段公路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第一章 概述本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》、《路基路面工程》、《橋梁工程》及其它有關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，并在教師的悉心指導(dǎo)下，完成一段公路的兩階段初步設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的道路交通基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能，進(jìn)行道路交通工程設(shè)計(jì)或科學(xué)研究的綜合訓(xùn)練，是前面各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓寬，是學(xué)生綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要階段。通過此次設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)我們的綜合設(shè)計(jì)能力,進(jìn)而把學(xué)過的知識(shí)加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。掌握路線設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)、小橋涵設(shè)計(jì)的理論和具體方法，熟練運(yùn)用緯地道路設(shè)計(jì)軟件，提高AUTO CAD、office等軟件的運(yùn)用，能夠獨(dú)立完成全部設(shè)計(jì)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(xí)慣，并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，為今后進(jìn)入崗位，更好更快的適應(yīng)工作做好必要的準(zhǔn)備！通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生受到道路交通工程師所必須的綜合訓(xùn)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(yīng)生產(chǎn)實(shí)踐的需要打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是甘肅省西和至成縣K44～K48段公路工程設(shè)計(jì)。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(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度30km∕h,，；橋涵設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)寬度與路基同寬，路基及涵洞設(shè)計(jì)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(jí)配砂礫墊層。設(shè)計(jì)采用的是Hint CAD (HPDS 2006)，利用該軟件可以對(duì)該路段進(jìn)行平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路基排水設(shè)計(jì)、支擋防護(hù)設(shè)計(jì)和路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。甘肅西和至成縣K44～K48段公路設(shè)計(jì)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(qiáng)，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(duì)高差為200～300米，極個(gè)別地區(qū)高差達(dá)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(duì)高差200～500米，山勢(shì)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(shì)高亢，陡坡削壁，巖石裸露，構(gòu)成項(xiàng)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(jí)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(jì)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(xiàng)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(zhǎng)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?jiǎng)澐謱傥髑貛X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(fù)理石建造。次為灰?guī)r，局部有火山巖。該地槽是在加里東運(yùn)動(dòng)中局部下陷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。海西運(yùn)動(dòng)中期，東段開始逐漸上升成陸。二疊紀(jì)末地槽全面迴返，除巖層褶皺外，還伴有斷裂活動(dòng)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(fēng)，呈大陸性季風(fēng)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(rùn)和半濕潤(rùn)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(xiàng)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(duì)較為豐富，主要是大氣降雨和地表水入滲補(bǔ)給。（3）地震及主要自然災(zāi)害本公路所處的西和縣歷史上曾多次發(fā)生地震，文獻(xiàn)記載的最大震級(jí)八級(jí)，在全國(guó)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(zāi)害形式，最大的大暴雨及降雨量高達(dá)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(yù)測(cè)年平均增長(zhǎng)率：5％，初定設(shè)計(jì)年限：15年根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交通量預(yù)測(cè)：計(jì)算遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限平均晝夜交通量由公式（11）計(jì)算 (11)式中 Nd—遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)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(zhǎng)率，取5%； n—遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)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(yù)測(cè)年末交通量為9058輛，查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2003）中公路分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確定此公路等級(jí)為三級(jí)公路，并確定此公路設(shè)計(jì)速度為30 km/h, m，兩側(cè)采用土路肩。查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2003）及《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）得三級(jí)公路主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表12： 三級(jí)公路主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 表12項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計(jì) 年 限（年）15年設(shè)計(jì)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(zhǎng)度（m）30最大縱坡（%）8路基設(shè)計(jì)洪水頻率1/25涵洞設(shè)計(jì)洪水頻率1/25新建橋涵設(shè)計(jì)荷載公路—Ⅰ級(jí)（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(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（5）路基橫斷面設(shè)計(jì)圖（6）超高方式圖（7）路基防護(hù)工程設(shè)計(jì)圖（8）路基設(shè)計(jì)表（9）路基土石方數(shù)量表（10）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（11）排水設(shè)計(jì)圖（12）輔助構(gòu)造物設(shè)計(jì)圖（涵洞，小橋，擋墻,立交設(shè)計(jì)）（13）其它輔助表格1.《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2003）；2.《公路工程水文勘察設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG C30—2002）；3.《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）；4.《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2004）；5.《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2006）；6.《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D402011）；7.《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ018—97）；8.《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2004）。本次設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)軟件是緯地道路HintCAD ，其功能強(qiáng)大，用Hint CAD 版進(jìn)行公路路線設(shè)計(jì)的一般步驟如下：1．點(diǎn)擊“項(xiàng)目”→“新建項(xiàng)目”，指定項(xiàng)目名稱、路徑，新建公路路線設(shè)計(jì)項(xiàng)目。2．點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“主線平面設(shè)計(jì)”，進(jìn)行路線平面線形設(shè)計(jì)與調(diào)整；直接生成路線平面圖，在“主線平面設(shè)計(jì)”對(duì)話框中點(diǎn)擊“保存”得到*.jd數(shù)據(jù)和*.pm數(shù)據(jù)。3．點(diǎn)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(diǎn)擊“項(xiàng)目”→“設(shè)計(jì)向?qū)А?，根?jù)提示自動(dòng)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(shè)計(jì)參數(shù)控制文件（*.ctr）、樁號(hào)序列文件（*.sta)等數(shù)據(jù)文件。5．點(diǎn)擊“表格”→“輸出逐樁坐標(biāo)表”功能生成路線逐樁坐標(biāo)表。6．使用“項(xiàng)目管理”或利用“HintCAD 專用數(shù)據(jù)管理編輯器”結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目特點(diǎn)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(shè)計(jì)參數(shù)控制數(shù)據(jù)文件（*.ctr）等，這些數(shù)據(jù)文件控制項(xiàng)目的超高、加寬等過渡變化和縱面控制條件等情況。7．點(diǎn)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(xiàng)目管理器中添加該數(shù)據(jù)文件。8．點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“縱斷面設(shè)計(jì)”進(jìn)行縱斷面拉坡和豎曲線設(shè)計(jì)調(diào)整，保存數(shù)據(jù)至（*.zdm）文件中。9．點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“縱斷面繪圖”生成路線縱斷面圖，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)控制文件（*.ctr），標(biāo)注各類構(gòu)造物，點(diǎn)擊“表格”→“輸出豎曲線表”計(jì)算輸出縱坡、豎曲線表。10．點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“路基設(shè)計(jì)計(jì)算”，生成路基設(shè)計(jì)中間數(shù)據(jù)文件（*.lj）；并可由路基設(shè)計(jì)中間數(shù)據(jù)文件，點(diǎn)擊“表格”→“輸出路基設(shè)計(jì)表”計(jì)算輸出路基設(shè)計(jì)表。11．點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“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(dāng)前項(xiàng)目中。12．點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“橫斷設(shè)計(jì)繪圖”，繪制路基橫斷面設(shè)計(jì)圖，同時(shí)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(biāo)高數(shù)據(jù)（C:\Hint58\Lst\）、（C:\Hint58\Lst\）。13．點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”→“控制參數(shù)輸入”修改設(shè)計(jì)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(diǎn)擊“表格”→“輸出土方計(jì)算表”計(jì)算輸出土石方數(shù)量計(jì)算表和每公里土石方表。14．點(diǎn)擊“繪圖”→“繪制總體布置圖”繪制路線總體設(shè)計(jì)圖。15．點(diǎn)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(shè)計(jì)，應(yīng)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(jià)低，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時(shí)，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不應(yīng)輕易采用最小指標(biāo)或低限指標(biāo)，也不應(yīng)片面追求高指標(biāo)。，查清其對(duì)工程的影響。一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞避特殊地基地區(qū)。當(dāng)必須穿過時(shí)，應(yīng)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(yùn)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(shè)計(jì)段為K44+000K48+000，根據(jù)路線所指起終點(diǎn)，路線有兩個(gè)方案供選擇：沿河?xùn)|岸布線、沿河西岸布線。：路線起點(diǎn)樁號(hào)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(hù)工程較多，終點(diǎn)樁號(hào)K47+，路線較長(zhǎng)。：直穿河道，需設(shè)橋梁一座，線形標(biāo)準(zhǔn)高，終點(diǎn)樁號(hào)K47+，路線較方案1短200多米，但建橋不經(jīng)濟(jì)，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(yīng)分別進(jìn)行定線設(shè)計(jì)，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(zhǎng)度；（2）平、縱面線形指標(biāo)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(jià)等。在本設(shè)計(jì)中，由于路線等級(jí)較低，長(zhǎng)度較短，工程量小，且所選線路滿足設(shè)計(jì)使用要求，故未做過多比選。綜上所述，沿河?xùn)|岸布線優(yōu)點(diǎn)較多，路線經(jīng)濟(jì)順暢，推薦沿河?xùn)|岸布線方案。 平面線形設(shè)計(jì)一般原則、連續(xù)、均衡，并與地形地物相適應(yīng)，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(shí)，應(yīng)設(shè)法調(diào)整平曲線形，當(dāng)不得已而設(shè)置小于7的轉(zhuǎn)角時(shí)，則必須設(shè)置足夠長(zhǎng)的曲線。，不得以短直線相連，否則應(yīng)調(diào)整線型使之成為一個(gè)單曲線或復(fù)合曲線或運(yùn)用回旋線組合呈卵形、凸型、復(fù)合形等曲線。，以設(shè)置不小于最小直線長(zhǎng)度的直線為宜，否則應(yīng)調(diào)整線形或運(yùn)用回旋線而組合成S形曲線。、加寬時(shí)可徑向銜接；無超高有加寬時(shí)，中間應(yīng)設(shè)置有長(zhǎng)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(jí)道路的技術(shù)指標(biāo)。，合理的設(shè)置緩和曲線、超高、加寬等。，應(yīng)滿足近期使用要求，兼顧遠(yuǎn)期發(fā)展，減少廢棄工程。（R10000m）。～8倍或超高為2～4%的圓曲線半徑值。，平曲線長(zhǎng)度取最小值得5～8倍。：1：1，當(dāng)曲線半徑較大，平曲線較長(zhǎng)時(shí)也可以為1 ：2：1。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，本次設(shè)計(jì)段路為三級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為30Km/h，設(shè)計(jì)年限15年，全線共設(shè)10條平曲線，三級(jí)公路其中全為基本型曲線。三級(jí)公路平面線形應(yīng)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(zhǎng)（m）； L—曲線長(zhǎng)（m）； E—外距（m）； R—圓曲線半徑（m）；