【正文】 horizontal design, vertical design, crosssectional design) , pavement design (asphalt concrete pavement), protection engineering design (retaining walls) and the drainage facilities design. The graphic design includes the determine of the selection of the highway route, the drawing of the horizontal alignment and the curve elements. The vertical design includes the drawing of the vertical alignment , flat vertical and horizontal coordination and balance of control excavation and filling。要實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化，必須首先實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題 是 西安至商州高速公路 C11 合同段施工圖設(shè)計(jì) ，是嚴(yán)格按照 中華人民共和國(guó) 最新頒布的各種公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 來(lái)設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)概況如 表 11。 涵洞的擇位與設(shè)計(jì)，路面設(shè)計(jì)。 表 12 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 技術(shù)指標(biāo) 1 公路等級(jí) 高速公路 2 設(shè)計(jì)行車速度 Km/h 80 3 平曲線一般最小半徑 m 400 4 平曲線極限最小半徑 m 250 5 不設(shè)超高平曲線半徑 路拱≤ % m 2500 6 路拱＞ % m 3350 7 不設(shè)加寬平曲線半徑 m 250 8 豎曲線一般最小半徑 凸 m 4500 9 凹 m 3000 10 豎曲線極限最小半徑 凸 m 3000 11 凹 m 2021 12 視覺(jué) 要求的 豎曲線最小半徑 凸 m 12021 13 凹 m 8000 14 豎曲線 最小 長(zhǎng)度 m 70 15 緩和曲線最小長(zhǎng)度 m 50 16 平曲線最小長(zhǎng)度 m 140 17 最小縱坡長(zhǎng)度 m 200 18 最大縱坡坡度 ％ 5 19 最大縱坡長(zhǎng)度 (縱坡為 3%時(shí) ) m 1100 20 路基寬度 m 21 路基設(shè)計(jì)洪水頻率 ％ 1/100 22 最大合成縱坡 % 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 4 表 13 本設(shè)計(jì)所用指標(biāo) 公路等級(jí) 高速公路 設(shè)計(jì)車速 80km/h 路線長(zhǎng)度 4500 交點(diǎn)數(shù)量 7 平面線形 直線 最大 最小 反向曲線間 圓曲線 半徑 最小半徑 300m 設(shè)超高 最大半徑 2500m（不設(shè)超高） 平曲線 曲線長(zhǎng) 最小長(zhǎng)度 緩和曲線 曲線長(zhǎng) 最小長(zhǎng)度 120m 縱斷面線型 最大坡度 5% 最小坡度 % 最大坡長(zhǎng) 最小坡長(zhǎng) 路基設(shè)計(jì)洪水頻率 1/100 橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率 涵洞及小型排水構(gòu)造物 1/100 設(shè) 計(jì)任務(wù) 平面設(shè)計(jì)部分 根據(jù)任務(wù)書(shū)中 80km/h 的設(shè)計(jì)車速要求，通過(guò)多次路線比選，結(jié)合地形條件、工程造價(jià)、施工難度等方面的考慮，盡可能避開(kāi)建筑設(shè)施，農(nóng)田、水塘、名勝風(fēng)景等是平面設(shè)計(jì)中選線過(guò)程主要考慮的問(wèn)題，為滿足高速公路車輛行駛的安全、快速、平穩(wěn)性，根據(jù)相關(guān)要求選擇采用直線 — 緩和曲線 — 圓曲線 — 緩和曲線 — 直線基本線形可以 很好的解決上述問(wèn)題，該線形也是高速公路平面設(shè)計(jì)中最常用到的線形。橫斷面設(shè)計(jì)主要解決道路橫斷面的布置，超高設(shè)計(jì)，計(jì)算填挖面積 ，計(jì)算土石方數(shù)量及做好調(diào)配方案等。 路基防護(hù)工程及排水設(shè)計(jì)部分 防護(hù)工程中 ，主要解決深路塹和高路堤的邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，如設(shè)置擋土墻等 ；邊溝、截水溝及涵洞作為排水的主要構(gòu)造物，對(duì)路基穩(wěn)定有很大影響，為此邊溝和截水溝深度和底寬均采用了較大值 ,涵洞方面根據(jù)路線所經(jīng)區(qū)域結(jié)合地形，在相應(yīng)位置總共設(shè)置了 8 個(gè)鋼筋混凝土 蓋板 涵。本設(shè)計(jì)中設(shè)置有一處長(zhǎng)為 （ k0+~k0+），縱坡為 %，滿足要求。 氣候條件 ： 擬建項(xiàng)目處于秦嶺南坡，屬于暖溫區(qū)氣候區(qū)，垂直差異較大，秋季多連陰雨，夏季多伏旱和暴雨，間有雹害。多年平均日照 小時(shí)，從季節(jié)看，夏季最多，春次之，冬再次，秋最少（春占 %，夏占 %，秋占 21%，冬占 22%） 。 各河谷以及每一河谷的不同地段富水性差別較大，臺(tái)面寬闊的地段，含水層厚度大，透水性好，補(bǔ)給條件優(yōu)越的地段，富水性好。 布線原則 路線的基本走向應(yīng)與主客觀條件相適應(yīng) 主觀條件指設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定的路線總方向、等級(jí)及其在道路網(wǎng)中的地位和作用。 正確掌握和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 路線設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車安全、舒 適、迅速的前提下，使工程數(shù)量小、造價(jià)低、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)，在工程數(shù)量增加不大的情況下，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不輕易采用最小值或極限值，也不應(yīng)不顧工程數(shù)量的增加，片面追求高指標(biāo)，路線布設(shè)，應(yīng)充分考慮平、縱、橫各方面的因素和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；使其在設(shè)計(jì)中做到舒順合理的配合。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 9 選線時(shí)應(yīng)重視的問(wèn)題 選線時(shí)要處理好道路和農(nóng)業(yè)的關(guān)系，注意與農(nóng)業(yè)基本建設(shè)的配合，盡量少占良田，避免路線橫穿經(jīng)濟(jì)林，并注意與修路造田、農(nóng)田水利灌溉、土地規(guī)劃等結(jié)合。 在選線中，個(gè)別特殊大橋橋位，一般作為路線總方向的控制點(diǎn)，大中橋位原則上應(yīng)服從路線總方向，一般作為路線走向的主要控制點(diǎn)，小橋涵位置應(yīng)服從路線走向。導(dǎo)向線是條折線，所以還應(yīng)根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合橫坡變化情況，確定必須通過(guò)的點(diǎn)作修正導(dǎo)向線，然后用此點(diǎn)連線，以線交點(diǎn)的辦法定出平面試線，反復(fù)試線最后定出交點(diǎn)。定西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 10 線時(shí)要在滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下，結(jié)合自然條件，平、縱、橫綜合考慮，反復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到綜合要求為止。的轉(zhuǎn)角時(shí)，則必須按規(guī)定設(shè)置足夠長(zhǎng)的曲線； 兩同向圓曲線間應(yīng)設(shè)有 足夠長(zhǎng)度的直線，不得以短直線相連，否則應(yīng)調(diào)整線形使之成 為一個(gè)單曲線或復(fù)曲線或運(yùn)用回旋線組合成卵形、凸形、復(fù)合形等曲線； 兩反向圓曲線間夾有直線段時(shí)應(yīng)設(shè)置不小于最小 直線長(zhǎng)度的直線段為宜，否則應(yīng)調(diào)整線形或運(yùn)用回旋線組合成 S 形曲線； 設(shè)置超高時(shí)，中間直線長(zhǎng)度不得小于 15m； 應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形，可在圓曲線間插入足夠的直線或回旋線。 JD2 Jh=2Th— Lh= ZH=JD2— Th= K1+— = K1+ HY=ZH+Ls= K1++= K1+ YH= YH=HY+( Lh 2 Ls)= K1++（ — ） = K1+ HZ=YH+ Ls = K1++= K1+ QZ=HZ— Lh/2= K1+— = K1+ JD=QZ+Jh/2= K1++= K1+ JD JD JD5 各 曲線要素由上述方式 可 一同得出 ： JD3 ZH= K1+， HY= K1+， YH= K2+ HZ= K2+， QZ= K2+ JD4 ZH= K2+， HY= K2+， YH=K2+ HZ= K2+， QZ= K2+ JD5 ZH= K3+， HY= K3+， YH= K3+ HZ= K3+， QZ= K3+ 平面設(shè)計(jì)的整理 直線、曲線及轉(zhuǎn)角 表是平面設(shè)計(jì)成果之一，它是通過(guò)測(cè)角、丈量中線和設(shè)置曲線后獲得的成果，反映了平面線形設(shè)計(jì)的直線、曲線要素及數(shù)據(jù)，是施工時(shí)恢復(fù)路線的主要依據(jù)。 縱斷面設(shè)計(jì)過(guò)程 根據(jù)平面地形圖上已知的等高線，每隔 20m確定各個(gè)里程樁的地面高程。填方地段應(yīng)盡量選設(shè)凹形曲線的變坡點(diǎn)；挖方地段應(yīng)盡量選設(shè)凸 形曲線的變坡點(diǎn)，并結(jié)合平曲線的起始點(diǎn)，完成平包縱的設(shè)計(jì)。 當(dāng) ωi為“ +”時(shí)，表示凹形豎曲線，當(dāng)ω i為“ ”時(shí)，表示凸形豎曲線。 縱坡設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 最大縱坡 制定最大縱坡的依據(jù)是車輛類型、設(shè)計(jì)速度、自然條件，它是縱面線形設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，最大縱坡的大小將直接影響路線的長(zhǎng)短 、行車安全以及運(yùn)營(yíng)成本和工程的經(jīng)濟(jì)性。 緩和坡段 在連續(xù)陡坡長(zhǎng)度大于最大坡長(zhǎng)限制的規(guī)定時(shí)，在不 大于最大坡長(zhǎng)所規(guī)定的長(zhǎng)度處設(shè)置不大于 3％的縱坡，稱為緩和坡段，坡長(zhǎng)應(yīng)滿足最小坡長(zhǎng)的規(guī)定，本次設(shè)計(jì)需要 設(shè)置緩和坡段。 豎曲線設(shè)計(jì) 豎曲線應(yīng)選用較大的半徑。 豎曲線最小長(zhǎng)度 規(guī)定汽車在豎曲線上 3s 的行程時(shí)間控制豎曲線最小長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)車速下，極限值為 70m。行車道寬度直接影響公路的通行能力、行車速度、行車安全，其寬度必須有能滿足對(duì)向車輛錯(cuò)車、超車或并列行駛以及車輛與路肩之間所必須的余寬。 橫斷面設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過(guò)程概述 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 20 點(diǎn)繪橫斷面的地面線； 根據(jù)路線和路基資料，填寫(xiě)路基設(shè)計(jì)表 ,根據(jù)路基設(shè)計(jì)表的成果將橫斷面的填挖值及有關(guān)資料抄于相應(yīng)樁號(hào)的斷面上； 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤資 料 ,示出土石界限 ,確定邊坡坡度以及邊溝的形狀和尺寸； 繪橫斷面的設(shè)計(jì)線； 計(jì)算橫斷面的填挖面積； 土石方數(shù)量計(jì)算和調(diào)配。 土石方計(jì)算與調(diào)配的主要任務(wù)是，計(jì)算路基 土石方工程數(shù)量，合理進(jìn)行土石方調(diào)配，并計(jì)算土石方的運(yùn)量?？v向調(diào)運(yùn)則是將本樁多余的挖方縱向運(yùn)至其它樁號(hào)填筑或?qū)⑵渌鼧短?hào)的挖余土石方運(yùn)至本樁不足的填方進(jìn)行填筑。一般情況下，不跨越深溝和少做上坡調(diào)運(yùn)。調(diào)運(yùn)時(shí)可以以石代土，但不能以土代石，以保證路基填方質(zhì)量。 計(jì)價(jià)土石方 =挖方數(shù)量 +借方數(shù)量 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 23 第 6章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 路面是直接供車輛行駛的部分，它設(shè)計(jì)的好壞直接影響行車速度、安全和運(yùn)輸成本。由于面層直接承受行車荷載，故高速公路的瀝青面層宜采用三層結(jié)構(gòu) ； 基層 是面層的下臥層，主要 承受 由面層傳遞的 行車荷載 垂直力 ，應(yīng)該具有 足夠的 強(qiáng)度、剛度和 水 穩(wěn)定性； 底基層 的作用為保證路面結(jié)構(gòu)層之間傳遞應(yīng)力的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)的整體性。公路按自然區(qū)劃屬 Ⅲ 2 區(qū)，地下水位 ，平均填土高度 2m，地表土質(zhì)由灰黃、灰白等色的粘土、淤泥質(zhì)粘土，砂粘土、細(xì)砂和粉砂相互沉積而成，結(jié)構(gòu)稍密，局部松散，結(jié)合有關(guān)規(guī)范，本路段路基干濕類型為干本路段路基干濕類型為中濕類型。 當(dāng)軸間距大于 300 時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為 m；當(dāng)軸 檢舉小于 3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按以下公式計(jì)算： C1=1+(m1)， （ 62） m—— 軸數(shù)； 計(jì)算結(jié)果見(jiàn) 表 62； 63： 表 62 預(yù)測(cè)交通量組成 車型 前軸重 /KN 后軸重 /KN 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 交通量（輛 /日） 小客車 1 單 2950 躍進(jìn) NJ130 1 雙 680 東風(fēng) EQ140 1 雙 650 黃河 JN150 1 雙 780 黃河 JN162 1 雙 800 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè) 論文 26 表 63 軸載換算結(jié)果匯總（以彎沉為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)） 高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限為 15 年，由文獻(xiàn)可知：四車道的車道系數(shù)為～ 。1C ＝ 1+2（ m1）， m為軸數(shù)； 車型 Pi/KN C1 C2 ni/(輛 /日 ) C1﹒ C2. ??????? PPn ii 躍進(jìn) NJ130 前 軸 1 1 680 后軸 1 1 680 東風(fēng) EQ140 前 軸 1 1 650 后軸 1 1 650 黃河 JN150 前軸 1 1 780 后軸 1 1 780 黃河 JN162 前軸 1 1 800 后軸 1 1 800 合計(jì)： 1 21 ??????????? PPnCC iiki 3218 次1 7 4 3 9 6 3 0 2 1 80 8 4 365]1)0 8 4 [(365]1)1[(151????????????