【正文】 礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，進行道路交通工程設(shè)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。本次畢業(yè)設(shè)計是甘肅省西和至成縣K44～K48段公路工程設(shè)計。設(shè)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(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、路基設(shè)計、路基排水設(shè)計、支擋防護設(shè)計和路面結(jié)構(gòu)設(shè)計等。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。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。構(gòu)造侵蝕河谷漫灘及階地區(qū)。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)。次為灰?guī)r，局部有火山巖。 (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)。石硤河發(fā)源于西和縣境，向南與頁水河交匯，‰。（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(shè)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(shè)計年限平均晝夜交通量由公式（11）計算 (11)式中 Nd—遠景設(shè)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(shè)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(shè)計速度為30 km/h, m，兩側(cè)采用土路肩。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。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。11．點擊“設(shè)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。15．點擊“繪圖”→“繪制公路用地圖”可繪制公路占地圖。，查清其對工程的影響。路線方案見圖21所示。路線方案圖 圖21如有路線局部方案，應分別進行定線設(shè)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。，并盡量選用較大的圓曲線半徑。、加寬時可徑向銜接；無超高有加寬時，中間應設(shè)置有長度不小于10m的加寬緩和段。（R10000m）。：1：1，當曲線半徑較大，平曲線較長時也可以為1 ：2：1。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）； —轉(zhuǎn)角（度）。如果R不合適，可反復試幾次，直到線形美觀且合乎規(guī)范。平曲線設(shè)計應滿足以下規(guī)范要求，見表21 平曲線規(guī)范要求值 表21平曲線極限最小半徑35m平曲線一般半徑65m 平曲線最 小長度一般值250m最小值50m圓曲線間最小直線長度同向180m反向60m緩和曲線最小長度30m：本次設(shè)計的路線中總共有10個圓曲線，JD4處（K45+）圓曲線半徑最小為65m，JD5處（K45+）最大半徑為600m，所有R均必須滿足平曲線半徑規(guī)范要求。點擊緯地軟件“表格”→“輸出直曲轉(zhuǎn)角表”功能即可生成路線直線及曲線轉(zhuǎn)角一覽表，見圖紙SⅡ3。，應避免采用陡坡。（3）縱坡設(shè)計應對沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。（6）在實地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮農(nóng)田水利等方面的要求。（2）最小縱坡：為使道路行車舒適、安全和暢通，希望道路縱坡設(shè)計的小一些為好。（3）縱坡坡長①三級公路的最小坡長規(guī)范規(guī)定為100m。三級公路連續(xù)坡段的平均縱坡大于6%時，應在不長于2km處，設(shè)置緩和坡段，緩和坡段縱坡不大于3%，其長度不應小于40km。冬季路面有積雪或結(jié)冰的地區(qū)、自然橫坡較陡的傍山路段、非汽車交通比率高的路段，這些特殊地區(qū)的村道其合成坡度必須小于8%。平縱線形組合設(shè)計是指在滿足汽車運動學和力學要求的前提下，研究如何滿足視覺和心里方面的連續(xù)、舒適與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)和良好的排水條件。②應用DTM讀取縱斷地面高程：點擊“數(shù)模”“數(shù)模應用”“縱斷面插值”“縱斷面地面高程文件*DMX”“保存”即可。本設(shè)計中，路線起、終點的設(shè)計標高高程不可變，為標高控制點。使用緯地道路軟件進行拉坡設(shè)計，步驟如下；①點擊“設(shè)計”－“縱斷面設(shè)計”－“選點”，在拉破草圖上選取路線起點，然后點擊“插入”，插入變坡點1，依次選定各個變坡點并確定；②點擊“縱斷面設(shè)計”對話框的“實時修改”按鈕，拖動豎曲線交點，調(diào)整坡度，直到滿足要求為止。豎曲線諸要素的計算公式：設(shè)變坡點相鄰兩縱坡坡度分別為和，它們的代數(shù)差用表示，即，當為“+”時，表示凹形豎曲線；當為“”時，凸形豎曲線。（2）縱坡及豎曲線表：單擊緯地軟件“表格”“繪制豎曲線表”即可得到縱坡及豎曲線表。：豎曲線長度符合規(guī)范要求。低等級公路的橫斷面采用不設(shè)分隔帶的整體式斷面，包括行車道、路肩以及爬坡車道、錯車道等組成部分。：,在路線平面圖上的各中樁橫斷面范圍內(nèi)并向外延伸一定距離讀取若干點，讀取各點地面高程，得到各樁橫斷面地面線數(shù)據(jù)表。，查現(xiàn)行《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D302004）、取填方路堤邊坡為1:，取路塹邊坡為1:。雙車道公路平曲線全加寬值見表41。（1）確定路拱及路肩橫坡度為了利于路面橫向排水，應在路面橫向設(shè)置路拱。這段從直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線上的單向橫坡的路段，就是超高緩和段。，選擇適當?shù)穆坊鶛M斷面形式和邊坡坡度。當路基中心填挖高度超過20m時、中心挖方深度超過30m時，宜結(jié)合路線方案與橋梁、隧道等構(gòu)造物或分離式路基作方案比選。在本次設(shè)計中，所選的路段為三級公路，由填挖情況的不同，路基橫斷面的形式，可歸納為路堤、路塹、半填半挖三種類型。公路路基寬度為行車道與路肩寬度之和。路基高度是指路基中心線處設(shè)計標高與原地面之差。根據(jù)路基強度和穩(wěn)定性的要求，路基高度的設(shè)計，應保證路基處于干燥或中濕狀態(tài)，路基高度應根據(jù)臨界高度并結(jié)合沿線具體情況和排水及防護措施確定路基的最小填土高度。三級公路一般路基設(shè)計洪水頻率為1/25。①填土路堤邊坡如果路堤基底良好，邊坡坡度可參照表44選用。受水淹沒的路基邊坡坡度 ，在設(shè)計水位以下視填料情況可采用1：～1：，在常水位以下部分可采用1：～1：。 填石路基邊坡坡度 表45填料規(guī)格邊坡高度邊坡坡度施工方法小于25cm的石塊61：～1：填筑小于25cm的石塊6～201：填筑大于25cm的石塊20 1：表面用較大石塊砌成規(guī)則的行列，內(nèi)部以一般石料分層填筑填石邊坡的外層，應選用堅硬而未風化的石料填筑，采用排砌方式可以增強其穩(wěn)定性。當挖方邊坡高度超過20～30m時，應按深路塹另行設(shè)計。路基壓實標準是以壓實度來表示的。對于路基的不同層位應提出不同的壓實要求，上層和下層的壓實度應高些，中間層可低些。點擊“完成”按鈕，系統(tǒng)即自動計算生成路幅寬度文件（*.wid）、超高設(shè)置文件（*.sup）、設(shè)計參數(shù)控制文件（*.ctr）和樁號序列文件（*.sta），并自動將這四個數(shù)據(jù)文件添加到緯地項目管理器中。第五章 路基土石方數(shù)量計算與調(diào)配路基土石方是公路工程的一項主要工程量，在公路設(shè)計和路線方案比較中，路基土石方數(shù)量的多少是評價公路測設(shè)質(zhì)量的主要技術(shù)經(jīng)濟指標之一。，一般大溝不做跨越調(diào)運，同時尚應注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運土。，妥善處理。，明確利用、填缺與挖余數(shù)量。，應按下式進行復核檢查：橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+借方=填方橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+棄方=挖方挖方+借方=填方+棄方以上檢查一般是逐頁進行復核的，如有跨頁調(diào)配，須將其數(shù)量考慮在內(nèi)，通過復核可以發(fā)現(xiàn)調(diào)配與計算過程有無錯誤。在縱向調(diào)運計算運距時應扣除免費運距Lm。在縱向調(diào)配時，當其平均運距超過定額規(guī)定的免費運距，應按其超運運距計算土石方運量。在做完各樁號間路基填挖橫向平衡，明確利用、填缺與挖余數(shù)量后，逐樁逐段的將毗鄰路段的挖余就近縱向調(diào)運到填缺內(nèi)加以利用，并把具體調(diào)運方向和數(shù)量用箭頭標明在縱向利用調(diào)配欄。路基土石方數(shù)量表（見圖紙SⅢ6）路基每公里土石方數(shù)量表（見圖紙SⅢ7）第六章 路面設(shè)計據(jù)調(diào)查，初始年交通組成及數(shù)量見表；公路等級為三級：預測年平均增長率：5%，初定設(shè)計年限：8年。～15176。～25176。路面設(shè)計以單輪雙輪組100kN為標準軸載。各層所選路面材料參數(shù)見表64。設(shè)計彎沉值計算：（三級公路），（瀝青貫入式），(半剛性基層)。 每延米路面工程數(shù)量表 表65材 料 名 稱厚度（cm）體積（m3）瀝青貫入式5石灰土穩(wěn)定碎石15級配砂礫20第七章 道路排水設(shè)計、路面排水系統(tǒng)的布置原則，全面規(guī)劃，合理布局，綜合治理，講究效益，注意經(jīng)濟，并充分利用有利地形和自然水系。，盡量不要破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)來布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護與加固工程。當位于小縱坡或超高緩和段的扭曲路面時，%。、基層和路基的侵蝕破，迅速排除路面結(jié)構(gòu)的層間水，通常將路面排水與路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)綜合考慮。邊溝不宜過長，盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝或低洼地帶，必要時設(shè)置涵洞，將邊溝水橫穿路基從另一側(cè)排出。在邊溝出口附近及排水困難路段，邊溝應進行特殊設(shè)計。在路塹和高路堤段，由于邊溝水流向路堤坡腳處，兩者高差大，必須因地制宜，根據(jù)地形與地質(zhì)等條件，將出水口延伸至坡腳外，以免邊溝水沖刷填方坡腳。見下圖71即為本次道路中設(shè)計的土質(zhì)邊溝，見圖72則為漿砌邊溝。一般采用梯形，尺寸大小應經(jīng)過水力水文計算選定。一般情況下，%～%，%，亦不宜大于3%。查《路基路面工程》圖737知，甘肅隴南地區(qū)5年重現(xiàn)降雨歷時強度為，在查表79得該地區(qū)10年重現(xiàn)期轉(zhuǎn)換系數(shù)為，查圖738知該地區(qū)60min降雨強度轉(zhuǎn)換系數(shù)，由表710可查的10min降雨歷時轉(zhuǎn)換系數(shù)為，于是10年重現(xiàn)期10min降雨歷時的降雨強度為。：涵洞長度L=L上+L下式中： L上—涵洞上游長度；L下—涵洞下游長度。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。根據(jù)其設(shè)置的不同位置，本次設(shè)計次用的擋土墻形式主要是：路塹擋土墻。在選擇采用何種類型時，按結(jié)構(gòu)合理，斷面經(jīng)濟和施工方便的原則比較確定。 —作用點在離墻踵h/3=。將相關(guān)數(shù)值代入式（810），得 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)按式（811）計算：故擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。第九章 路線交叉、地形、地物和地質(zhì)條件、經(jīng)濟與環(huán)境因素等。 。設(shè)計所采用的交通量應為設(shè)計小時交通量。，除應收集交通量以外，還應調(diào)查交通延誤以及交通事故的數(shù)量、程度、原因等現(xiàn)有交叉的使用狀況。平面交叉點前后各交叉公路的停車視距長度所構(gòu)成的三角形范圍內(nèi)，應保證通視。平面交叉應選在視距良好的地點，并與被交叉路線合理相接。架空送電線路跨越公路時，送電線路導線與公路交又處距離路面的最小垂直距離必須符合相應送電線路標稱電壓規(guī)定的要求。路線設(shè)計取了較小縱坡，較大的大平曲線半徑，完善了排水設(shè)施。公路建設(shè)必須重視環(huán)境保護，與當?shù)胤鲐氶_發(fā)，山、水、田、林綜合治理，隴南建設(shè)及資源利用等相結(jié)合，做好環(huán)境保護，堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。依據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計及技術(shù)規(guī)范》（JTJ07494）和《道路交通標志和標線》（GB57681999），在沿線設(shè)置完善的標志、標線、安全護欄、里程碑、百米樁和公路界碑等，以利于行車安全。 however, the Plastiphalt gives 14% recovery after 1h unloading time pared to % for the control mix. The indirect tensile stiffness modulus (ITSM) values of the Plastiphalt pacted mix were found to be lower than that of the control mix, whereas the