【正文】 二級公路畢業(yè)設(shè)計計算書緒論龍山茨巖塘至永順靈溪鎮(zhèn)二級公路設(shè)計對于湖南省湘西土家族苗族自治州境內(nèi)的經(jīng)濟(jì)民生有著重要作用。選擇這段二級公路設(shè)計對我們的學(xué)習(xí)和以后的工作有著現(xiàn)實意義。這一階段的工作方針是統(tǒng)籌規(guī)劃、條塊結(jié)合、分層負(fù)責(zé)、聯(lián)合建設(shè)，統(tǒng)籌渠道是國家投資、地方籌資、社會融資、引進(jìn)外資。期間我國10~20年的時間走過了發(fā)達(dá)國家一般需要30~40年走完的路程，我國公路建設(shè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。存在的主要問題：一是數(shù)量少，按國土面積計算的公路網(wǎng)密度仍然很低，只相當(dāng)于印度的1/5，美國的1/7，日本的1/30；二是質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，在通車?yán)锍讨?，大部分為等級較低的三、四級公路，還有達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的“等外路”。本次二級公路設(shè)計主要任務(wù)包括：根據(jù)道路技術(shù)等級和道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，計算確定相關(guān)參數(shù)；在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證的基礎(chǔ)上，選定路線設(shè)計方案；繪制路線平面、縱橫斷面設(shè)計圖；路基路面設(shè)計，繪制路基路面結(jié)構(gòu)圖。 交通組成車 型相當(dāng)型號交通量（單位：輛/日）小型貨車躍進(jìn)NJ131900中型貨車解放CA390490大型貨車黃河JN162640拖掛車東風(fēng)XQD5170TGC300大中型客車解放CA15400 沿線自然地理特征本工程位于湖南省湘西土家族苗族自治州境內(nèi)，屬于亞熱帶大陸性濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛；受季風(fēng)、地形等的影響，降水的年際、年內(nèi)變化較大。氣候四季分明，夏季濕潤多雨，冬季干冷少雨。年平均最熱月(七月)℃，年平均最冷月(一月)平均氣溫為5℃。區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件較好，基本不影響路線選擇。材料質(zhì)量符合項目要求。交通預(yù)測年限為15年。 道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證 設(shè)計速度論證根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B012003）[2]，由于作為城鄉(xiāng)結(jié)合部混合交通量大的集散公路時，其設(shè)計速度宜選用60km/h。①直線長度《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D202006）規(guī)定：設(shè)計速度不小于60km/h的公路，最大直線長度以汽車按設(shè)計速度行駛70s左右的距離控制；一般直線路段的最大長度（以m計）應(yīng)控制在設(shè)計速度（以km/h計）的20倍為宜；另外，同向曲線間的最小直線長度以不小于行車速度（以km/h計）的6倍為宜，反向曲線間的最小直線長度以不小于行車速度（以km/h計）的2倍為宜。②曲線線形曲線要素的組合類型主要采用基本型，即直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線的順序組合。③曲線的半徑和長度《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D202006）規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度為60km/h時，圓曲線的一般最小半徑為200m，極限最小半徑為125m（超高i=8%時）,不設(shè)超高的最小半徑為1500m（路拱≤2%時）和1900m（路拱＞2%時）；當(dāng)直線與最小半徑小于1000m的圓曲線相連接時，應(yīng)設(shè)置緩和曲線，緩和曲線的長度一般最小長度為80m，極限最小值為60m。④超高和加寬的規(guī)定取值范圍根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D202006）規(guī)定：在設(shè)計速度為60km/h時，當(dāng)曲線半徑小于不設(shè)超高圓曲線的最小半徑1500m（路拱≤2%）和1900m（路拱＞2%）時，應(yīng)在圓曲線上設(shè)超高。 豎曲線要素標(biāo)準(zhǔn)論證①坡度及坡長縱坡有最大縱坡和最小縱坡?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：在設(shè)計速度為60km/h時，最大縱坡為6%。當(dāng)受到地形條件的限制，%的縱坡時，其邊溝應(yīng)做橫向排水設(shè)計。 最大坡長表縱坡（%）3456最大坡長（m）12001000800600②豎曲線半徑及長度凸形豎曲線的一般最小半徑為2000m,極限最小半徑為1400m；凹形豎曲線的一般最小半徑為1500m,極限最小半徑為1000m。③視距長度為了保證行車安全，司機應(yīng)能隨時看到前方一定距離的公路及其障礙物，以便及時剎車或繞過。四車道一級公路在設(shè)計速度為60km/h時，視距長度為75 m。 車輛荷載論證《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B012003）規(guī)定：根據(jù)二級公路的橋涵結(jié)構(gòu)采用公路—Ⅱ級汽車荷載。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。車道荷載和車輛荷載的作用不能疊加。路線設(shè)計除受自然條件影響外，尚受諸多社會因素的制約。路線方案比選是對有比較價值的路線方案進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)、工程造價、自然環(huán)境、社會環(huán)境等重要影響因素進(jìn)行同等深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及效益分析，通過調(diào)查、分析、比較、選擇，提出合理的推薦方案。2 路線線形設(shè)計 路線平面線形設(shè)計曲線幾何元素計算公式如下：p=Ls224RLs42384R3（m） ()q=Ls2Ls3240R2（m） ()β0=Ls2R1800π（°） ()T=（R+p）tanα2+q（m） ()L=Rαπ1800+Ls（m） ()E=（R+p）secα2R（m） () D=2TL（m） ()式中：Ls——緩和曲線長度(m)； R——圓曲線半徑(m)； α——轉(zhuǎn)角(°)。 平曲線設(shè)置表（方案一）序號交點樁號轉(zhuǎn)角值半徑緩和曲線長度JD1K1+左9。472000120JD2K2+左18。561500200計算示例（以JD1為例） 要素計算p=Ls224RLs42384R3=120^224x2000120^42384x20003=（m）q=Ls2Ls3240R2=1202120^3240x20002=（m） β0=Ls2R1800π==（°）T=（R+p）tanα2+q=（2000+）tan902739。47π1800+120=（m） E=（R+p）secα2R=（2000+）sec902739。曲線五個主點里程樁號直緩點：ZH=JD2T= K2+= K1+緩圓點：HY= ZH+ LS= K1++200= K2+緩直點：HZ= HY+LLS= K2++= K2+圓緩點：YH=HZ LS= K2+= K2+曲中點：QZ=YH(L/2LS)= K2+= K2+交點2： JD2=QZ+ D/2= K2++= K2+上述驗證無誤，終點樁號為：JD2+= K3+。 方案二平曲線設(shè)計計算方案二運用緯地軟件設(shè)計，在地形圖上執(zhí)行主線平面設(shè)計命令，設(shè)計定點，然后采用“已知S1+R+S2”模式進(jìn)行實時修改，最后保存確定平面文件。439。5439。 路線縱斷面設(shè)計 二級公路縱斷面設(shè)計的總原則縱斷面的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：(1)二級公路的最大坡度為6%，%的縱坡，當(dāng)采用平坡（0%）%的縱坡時路基邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。(3)坡長限制：縱坡坡度≥3%，最大坡長不大于1200m?？v坡坡度≥5%，最大坡長不大于800m。(5)豎曲線半徑一般最小值2000，凹形豎曲線半徑一般最小值1500m。(7)%，%，%。 豎曲線要素示意圖豎曲線長度L或豎曲線半徑R：L=Rω或 R=Lω ()豎曲線切線長： T=L2=Rω2 ()豎曲線任意一點的豎距：h=x22R ()豎曲線外距：E=T22R 或E=Rω28=Lω8=Tω4 ()①變坡點1：樁號：K1+060，高程：，ω=%%=%，凸型，R=30000；K1+060處豎曲線要素計算：L=Rω=30000%=303mT=L/2=303/2=E=T2/2R=(230000)=豎曲線的起點樁號：K1+= K0+；終點樁號：K1+060+= K1+。 設(shè)計高程的計算①變坡點1：豎曲線起點K0+：%=K0+920處：橫距x==豎距h=/2R =(230000)=切線高程：+%=設(shè)計高程：=K0+940 ～K1+200處設(shè)計高程的計算方法同K0+920處，豎曲線終點K1+：%= 變坡點1處豎曲線計算表樁號橫距x(m)豎距h (m)設(shè)計高程(m)K0+（起點）00K0+920K0+940K0+960K0+980K1+000K1+020K1+040K1+060（中點）K1+080K1+100K1+120K1+140K1+160K1+180K1+200K1+（終點）00②變坡點2：豎曲線起點K2+164處設(shè)計高程：+206%=K2+170處：橫距x=21702164=6m豎距h=/2R=66/（240000）=切線高程：%=設(shè)計高程：+=K2+190 ～K2+570處設(shè)計高程的計算方法同K2+170處，豎曲線終點K2+576處設(shè)計高程：+206%= 變坡點2處豎曲線計算表樁號橫距x(m)豎距h(m)切線高程(m)設(shè)計高程(m)K2+164（起點）00K2+1706K2+19026K2+21046K2+23066K2+25086K2+270106K2+290126K2+310146K2+330166K2+350186K2+370（中點）206K2+390186K2+410166K2+430146K2+450126K2+470106K2+49086K2+51066K2+53046K2+55026K2+5706K2+576（終點）00 方案二的縱斷面的設(shè)計計算結(jié)合以上原則，運用緯地軟件對路段進(jìn)行縱斷面設(shè)計。%，%。：由方案一的高程計算。《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D202006）中關(guān)于平面線形配合規(guī)定：設(shè)計速度大于或等于60km/h的公路，必須注意平縱面的合理組合，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。豎曲線的起、終點宜分別設(shè)在平曲線的，兩個緩和曲線內(nèi)，其中任一點都不要設(shè)在緩和曲線以外的直線上或圓曲線內(nèi)。平、豎曲線半徑的均衡研究認(rèn)為：豎曲線半徑約為平曲線半徑的10~20倍。，加寬過渡段應(yīng)采用與緩和曲線相同的長度；超高過渡段布置在緩和曲線上，兩者長度宜相同或根據(jù)需要使緩和曲線較長，在圓曲線上是全超高。方案是否合理，不但關(guān)系到公路本身的工程投資和運輸效率，更重要的是影響到路線在路線網(wǎng)中是否起到應(yīng)有的作用，即是否滿足國家的政治、經(jīng)濟(jì)、國防的要求和長遠(yuǎn)利益。方案比選可按下述指標(biāo)進(jìn)行。(2)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：包括土石方、排水及防護(hù)工程、路面、橋梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆遷等工程數(shù)量和工程造價指標(biāo)等。按照上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益等的計算比較，確定推薦的路線方案。但結(jié)合兩方案的平面圖和縱斷面圖來看：方案一平面線形稍好于方案二，沿途結(jié)構(gòu)物較多，工程造價相應(yīng)增大，并且給施工帶來較大難度。從對環(huán)境影響的角度分析，顯然方案二的高填深挖對環(huán)境的破壞更大。 橫斷面設(shè)計 路基橫斷面形狀設(shè)計本段設(shè)計公路等級屬二級公路（平原微丘區(qū)），采用二級路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式，路面寬度10m。路拱及硬路肩橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。運用緯地設(shè)計軟件進(jìn)行橫斷面設(shè)計繪圖，輸出路基橫斷面設(shè)計圖和路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，以及輸出路基土石方數(shù)量表和路基設(shè)計表。由于平曲線最小半徑1500m250m，所以不需要加寬設(shè)計。按照墻的形式，擋土墻可以分為重力式擋土墻，加筋擋土墻。本設(shè)計采用重力式擋土墻。，車輛荷載等級為公路－II級，擋土墻荷載效應(yīng)組合采用荷載組合I、II。,填土與墻背間的內(nèi)摩擦角δ＝Φ/2=21176。，砌體=22kN/m3，砌體容許壓應(yīng)力為kPa，容許剪應(yīng)力[]=100kPa，容許拉應(yīng)力[]=60 kPa。填土內(nèi)摩擦角：，填土與墻背間的摩擦角。地基土容重：。(2)計算主動土壓力及其作用位置最大主動土壓力：