【正文】 導下，學習獨立的較系統(tǒng)的全面完成一段公路的技術設計， 使學生基本上掌握公路設計的全過程，學會考慮問題、分析問題的方法，進 —— 步鞏固所學的課程，并在探討學習一些新的專業(yè)知識，培養(yǎng)學塵獨立工作的能力，解決實際問題的能力以及查閱參考書 (及資料 )與進一步熟悉、應用和理解 (標準 )(規(guī)范手冊 )的能力。 主要研究或者設計內容，需要解決的關鍵問題及思路有：道路等級的確定、公路技術指標的計算與驗證、路線方案的擬定與比選、路線平縱線性的組合與分析、路面類型的選擇與結構設計、道路橫斷面 (路基設計 )。如今的黔道不再難，天塹變坦途。 工程實施可行性論證 該地區(qū)地面起伏，山嶺連綿，屬于山嶺重丘區(qū)，僅靠等外路不利于城鎮(zhèn)居民交往及對外發(fā)展，沿線砂石材料豐富，有小型的采石場和石灰廠，提供了良好的基層材料，施工時可因地制宜，就地取材；本項目是玉舍到馬場橋鎮(zhèn)主要交通干道中的一段，建成后既可緩解交通狀況，開發(fā)區(qū)域經濟，又可促進小型廠企的投產擴產，故而可以充分調動廣大群眾筑路的積極性，通過多種渠道，多形式的籌集資金，因此，為了達到方便快捷，促進經濟的發(fā)展的要求 ，有必要，有能力在兩地間修一條等級較高的公路。 (2) 氣候條件 該路段所在地區(qū) 處于孟加拉灣水汽環(huán)流、西伯利亞冷氣環(huán)流和太平洋副熱帶高壓環(huán)流交匯區(qū)，雨水充沛，氣溫適宜 。沿線多砂粘質土，山坡上 6 米以下是碎石土。 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 3 頁 公路等級及其主要技術標準的論證與確定 經調查該地區(qū)近期交通量資料如下表所示： 表 車型 總重（ kN） 后軸重（ kN） 后軸數(shù) 輛 /日 解放 CA10B 1 900 黃河 JN150 1 360 日野 KB211 100 1 123 大脫拉 138 160 2 74 東風 EQ140 1 1030 黃河 JN362 127 1 21 躍進 230 1 350 查《公路工程技術標準》得小客車和中型載重汽車折算系數(shù)如下： 表 4– 2 汽車折算系數(shù) 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 小客車 中型車 大型車 托掛車 交通增長率： 預計未來十年，交通量年平均增長率為 9%， 10 年后增值率為 3%。 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 5 頁 第 2 章 公路技術指標的計算與驗證 本設計 為山嶺重丘區(qū)二級公路，查《公路工程技術標準》可知，作為集散公路，混合交通量較大，平面交叉間距較小，設計行車速度宜采用 40km/h。 3)直線的最小長度 規(guī)定山嶺重丘區(qū)二級公路（ 40km/h） 反向曲線間的直線最小長度為 2V，即 80米 同向曲線間的直線最小長度 6 V,即 240 米（考慮本地區(qū)經濟等情況個別地區(qū)可適當降低標準）。 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 6 頁 1)圓曲線的最小半徑 (1) 極限最小半徑 (2) 一般最小半徑 平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)范》規(guī)定了一般最小半徑。 3)平曲線的最小長度 公路的平曲線一般情況下應具有設置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；平曲線的最小長度一般不應小于 6s 行程長度。 緩和曲線 緩和曲線的最小長度一般應滿足以下幾方面： (1) 離心加速度變化率不過大 。 因此，《標準》規(guī)定：山嶺重丘區(qū)二級公路緩和曲線最小長度為 40m.。 《規(guī)范》規(guī)定，二級公路設計視距應滿足會車視距的要求，其長度應不小于停車視距的兩倍。當視野內有稀疏的成行樹木，單棵樹木或灌木，對視線的妨礙不大并可引導行車或能構成行車空間時，則可予以保留。尤其當遇到冰滑、泥濘道路條件時將更加嚴重。 2)最小縱坡 各級公路的路塹以及其它橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，規(guī)定采用不小于 %的縱坡。 《標準》規(guī)定山嶺重丘區(qū)二級公路的 Smin=120m. 4)最大坡長 汽車沿 長距離的陡坡上坡時，因需長時間低擋行駛，易引起發(fā)動機效率降低。 為了合理運用最大縱坡、緩和坡段及坡長，應控制路線總 長度內的平均縱坡， 《規(guī)范》規(guī)定二級公路越嶺路線的平均縱坡以接近 %(相對高差為 200500 米 )和5%(相對高差大于 500米 )為宜。 (2) 凸形豎曲線最小半徑 確定凸形豎曲線最小半徑主要考慮保證汽車行駛視距和汽車能夠安全行駛通過曲線段。 2)一般最小半徑和極限最小半徑 在條件許可的條件下，應盡量滿足 上述凹、凸豎曲線的視距要求，但上述的最小半徑，在條件較差時，并不是設計豎曲線所必須的最小值要求。影響路基強度和穩(wěn)定性的地面水和地下水，必須采取將其攔截或排出路基以外。當設有中間帶、變速車道、爬坡車道、緊急停車帶時，尚應包括這些部分的寬度。使用邊坡高度值作為劃分高矮深淺的依據(jù)。設有中央分隔帶的高速公路，一級公路，其路基設計標高為中央分隔帶的外側邊緣標高 。當?shù)刭|條件良好且土質均勻時 ,可參照規(guī)范所列數(shù)值范圍，結合已成公路的實踐經驗采用。路面應具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強度，其表面應達到平整、密實和抗滑的要求。土路肩橫向坡度一般應較路面橫向坡度大 1%－ 2%。路基邊溝用漿砌片石砌筑。選線是在道路規(guī)劃起終點之間選定一條技術上可行，經濟上合理，又能符合使用要求的道路中心線的工作。 下面把第 2 章所確定的山嶺重丘區(qū)二級公路在設計中需要的一些技術指標匯總成表，見下表所示（表 3－ 1）。 紙上定線 (1) 選定控制點 本段路為一條越嶺線，主要控制點為山嶺上最高處的選點。直穿田間，線形標準高，但占用農田最多，考慮該路段為重要農業(yè)區(qū)，選線時應盡量少占用農田，因此采用靠山腳布線。 越嶺線 1） 特征 方案后半部分主要為越嶺線，途中穿越一埡口，因地形較為復雜，路線的平、縱、橫三方面應考慮多一些。 路線的平面設計 公路路線平面設計原則： （ 1）平面線形應直捷、連續(xù)、順適 , 并與地形、地物相適應 , 與周圍環(huán)境相協(xié)調； （ 2）行駛力學上的要求是基本的 , 視覺和心理上的要求對高速路應盡量滿足。 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 17 頁 路線交點坐標與路線轉角的確定 導線的確定：在 1： 2020 的地形圖上初步定線后，利用鴻業(yè)軟件進行詳細定位，確定路線各要素坐標，詳細結果見 附表“平曲線要素表”。本項目的各項技術指標均滿足《公路路線設計規(guī)范》（ JTG D202020）規(guī)定的要求。本公路起點設計高程為 1260m，終點設計高程為1378m。 縱斷面設計成果 見 圖紙縱斷面圖 ZDM01～ ZDM08 兩個方案的優(yōu)劣評價 路線方案比選的評價指標 路線方案比選的評價指標較多，主要有技術、經濟、政策及國防上的意義，交通網 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 20 頁 系中的作用及其聯(lián)系城鎮(zhèn)的多少等指標，本設計中只作技術和經濟兩類評價指標的比較。 兩方案比較表如下： 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 21 頁 表 路線方案比選表 序號 比 較 項 目 單 位 玉舍至馬場橋二級公路設計 方案一 方案二 1 2 3 4 5 1 起訖樁號 K18+000~K20+ K18+000~K20+ 2 路線長度 米 3 公路等級 二級 40km/h, 雙車道 40km/h, 雙車道 4 平曲線最小半徑 米 /個 100/3 60/1 5 回頭曲線半徑 米 /個 0 0 6 最大縱坡 %/段 %/1 %/2 7 土方數(shù)量：填 /挖 /WA挖 立方米 8 填挖平衡系數(shù) 9 平均每公里土石方數(shù)量 立方米 10 大、中、小橋 米 /座 0/0 0/0 11 涵洞 道 3 3 12 隧道 米 /座 0/0 0/0 13 沿線筑路材料情況 較好 較好 14 地質評價 較好 較好 15 施工條件 較好 較好 16 方案評價 路線較長，線形安全系數(shù)較好，潮濕路基相對較少，且土石方總量較方案二少，填挖平衡 。坡度過小則排水不暢，且不利于行駛安全。 路拱形式采用直線形，以路中線為基點，設置雙向路拱橫坡，主要是為便于機械化施工、排水和養(yǎng)護。 全線超高加寬設計成果如圖紙超高方式圖及加寬面積 表 陡坡路堤的穩(wěn)定性檢驗 地面橫坡陡于 1： ，除應保證路堤邊坡的穩(wěn)定外，還要預防路堤沿地面陡坡下滑。取土坑的布置應考慮使坑內的水能排向附近河溝或路基以外，土方運輸經濟合理，以及將來路基的加寬和放緩邊坡的可能性。有條件時應盡力爭取利用廢方造田，擴大耕地面積以支援農業(yè)。 路基綜合排水設計 路基施工和養(yǎng)護均需一定的水分，但是路基和路面周圍的水應當嚴格的控制，該設計路段地處貴州省六盤水地區(qū)，地下水埋深也較淺，山坡地下水為 以下，在低洼處僅為 ，由于深挖路塹多，如果侵入路基的水分過多，土基含水量過大，便會引起土質松軟，強度降低，發(fā)生邊坡 坍塌、凍脹、翻漿等病害，從而降低道路的使用性能，影響行車安全，還將大大降低道路的使用年限。 排水設計要因地制宜，全面規(guī)劃、綜合治理、經濟實用，充分利用有利地形和自然水系。排水構造物的設計應貫徹就地取材的原則，要迅速排出有害水，保證公路運輸暢通。依據(jù)沿線具體條件， 選定標準橫斷面形式，邊溝緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水匯入，也不能與其他人工溝渠和并使用。 2） 邊溝的斷面尺寸 《公路排水設計規(guī)范》規(guī)定二級公路的邊溝的深度不得小于 米，本設計 中的邊溝深度采用 米，底寬取 。在邊溝出水口附近以及排水困難路段，如回頭曲線和路基超高較大的平曲線等處，邊溝應進行特殊設計。 b) 自邊溝與填方毗鄰處設跌水井或急流槽，將水流直接引到填方坡腳之外，以免沖刷，影響路基穩(wěn)定性。反之則必須設兩道或多道截水溝。對于有軟弱地段，其距離因挖方邊坡高度 H而異，一般為 L≥ 5+H 米，但應不小于 10 米，截水溝挖出的土，可在截水溝之下側做成土臺。 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 26 頁 (2) 通常應盡量利用地形，將截水溝中的水流排入截水溝所在山坡一側的自然溝中，或直接引 到橋涵進口處，以免在山坡上任其自流，造成沖刷。邊坡坡度視土質而定，一般土層可用 1： 。 溝渠加固 溝渠加固措施應結合地形、地質、縱坡和流速等條件，因地制宜，就地取材，簡便易行，經濟實用。一般情況下，不利用邊溝作為灌溉渠道。 (5) 貫徹因地制宜、 就地取材的原則，迅速有效的排除路基的 “ 有害水 ” 。路基邊坡的坡度，應根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件、土石種類及結構邊坡高度、施工方法、氣候條件、基 底的工程地質及水文地質條件進行合理選定。全段挖方路墊邊坡坡率采用 1:、 1:、 1： 1分級放坡，放坡高度為 10 米，放坡平臺為 2 米。 植物防護 植物防護是一種經濟有效的防護措施，特別是在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū)， 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 28 頁 但采用時必須注意保證其成活。填方小于 米時采用植草防護，大于 米的路堤，上部 米采用植草，下部采用漿砌片石防護。 圖 2）點擊“平面”→“導線法線形設計”→ “基本形緩和曲線” ， 進行平曲設計，確定其交點的半徑和緩和曲線長，最終完成其平面設計。 圖 貴州大學本科畢業(yè) 設計 第 33 頁 6）點擊“縱斷”→“縱斷面規(guī)劃檢查”，對設計好的縱斷面進行規(guī)范檢查，檢查其各項經濟技術指標是否滿足公路設計指標。 設計分兩個階段進行，其中初步設計包括初步平面設計、縱斷面設計、方案的比選；其次做路線的詳細設計，包括詳細平面設計、縱斷面設計、路基橫斷面設計、排