广西南宁地区三级公路设计毕业设计

本科毕业论文(设计)

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3）其它

广西南宁地区三级公毕业设计

摘要：

广西南宁地区设计。

公路等级为三级。

本设计，先整理了设计资料和依据。然后对这个地方的地理环境、当地设施、技术标准和经济技术指标进行了研究。

路线设计：包括了平面的一些设计，纵断面的一些设计、横断面的一些设计、平面和纵向的组合设计以及土石方方面的计算与调配。

路基设计：布置了路基的断面（横向），并对路基的排水工作、防护工作进行了一步步的设计。

路面设计：道路行车方面我进行了轴载换算，从结果上你定了路面的结构，并对应力进行了验算。

最后对1.5米的涵洞进行了简单的设计。

路线为六千零九十点九六米的总长度，设计车速四十千米每小时，双向的单车道。关键词：广西南宁，路线，路基，路面，涵洞，三级公路

Guangxi nanning area level 3 graduation design

Author wanglei

Tutor zhangdawei

Abstract:

The design of Guangxi Nanning area.

Highway grade was three.

This design, firstly the design data and references. Then has conducted the research to the natural conditions,technical standard and technical economic index.

Route design: including the planar design, calculation and allocation of some aspects of design, vertical section design,cross section design and combination of plane and .

Subgrade design: layout of the subgrade section(transverse), and drainage of subgrade, the protection designed step by step.

Pavement design: road I of axle load conversion, the set the pavement structure, and the stress checking.

At the end of the 1.5 meters of the culvert for a simple design.

The route for the total length of six thousand ninety point nine six meters, the design speed of forty km per hour,single lane two-way.

Keywords: Guangxi Nanning, route, subgrade, pavement,culvert, three highway

第一章.总说明

一．绪论 (7)

二．路线的地质、地形以及其周边的环境 (7)

1.气候特征 (7)

2.降水量及地下水 (7)

3.地形与地貌 (8)

4.地质与土质 (8)

5.植被及作物等概况 (8)

6.筑路材料供应情况 (9)

三．道路技术以及道路技术指标的确定 (9)

1.交通量分析以及等级确定 (9)

（1）据调查,交通组成及交通量： (9)

（2）交通量确定 (9)

（3）确定道路等级 (10)

第二章.路线方案设计说明

一．初步勘测和初步设计 (10)

1.选线原则 (10)

二．路线平面设计 (11)

1.平面设计原则 (11)

2.相关指标 (12)

3.平面设计成果(计算书） (12)

三．路线纵断面设计 (21)

1.纵断面设计原则 (21)

2.纵断面设计要求 (21)

3.竖曲线设计成果（计算书） (22)

四．路线横断面设计 (23)

1平曲线超高加宽的计算 (23)

第三章.路基设计

一.设计原则 (24)

二.路基设计 (24)

三.路基防护设计 (24)

1.路基防护与加固设施分类 (24)

2.坡面防护 (24)

3.路基支挡工程 (24)

第四章.沿线桥涵设施的设计

一.涵洞设计 (25)

1. 涵洞设计原则 (25)

2.桥涵位置的选择 (25)

3.在涵洞型式的选择 (25)

4.涵洞进出口 (25)

第一章.总说明

一．绪论

在我国南部，有这样一个呈南北高，中间低，东面地势略高于西面地势的地区，总体可看作是小盆地地形。这就是在广西壮族自治区南宁。它的面积不大，约10万零二十九平方公里，是广西壮族自治区的经济，政治文化，教育，科学和技术的中心。

它自然、美丽、热情、古老、景观丰富。它就有着浓郁的亚热带风光的魅力城市南宁。这里处浓荫覆盖，有鲜花，有树木，和美丽的风景。南宁有趣，和谐，山秀、洞美，瀑飞，要看的东西太多了。它的历史悠久，在这两千年来的民俗形成过程中表现出了独特的文化和习俗，这使得大量的外来驴友和一些观光客的涌入。

最美丽的是南宁市北部。这里高速公路的建设，会使得这里的经济和资源得到革命性的突破。因此，公路建设的实施，对于旅游，悠久的历史和文化与外界沟通同时促进和发展，新的道路也将有新的发展机遇和资源，对与沿线的民族文化和壮族的经济发展也具有跨时代的新意义。

二．路线的地质、地形以及其周边的环境

1.气候特征

南宁地区很热，大多是高温的。但这里的资源比较丰富。虽然夏天是热了点，而且夏天比较湿冬天有干燥了些，但这里的雨量很充沛。夏季有台风破坏，但是强度很低。来吧，来这里享受、体验这亚热带季风性给您带来的无上魅力吧。这里是湿热区，所以冻土什么的是不会在这里出现的。

2.降水量及地下水

这里面向热带海洋，所以雨量较其他地方多了一些。下雨天在这里很常见，雨量和

雷雨发生比较多。1600—2000mm之间的降水量，降水大多在山的背风坡面，而迎风坡比较少，大雨最大的可以下到2 - 4天的。雨水速度快，流量大，一般的汇水面积都在10平方千米以下。汇流时间通常约30分钟。湿系数0.75 - 2.0之间。平原区地下水：1.3 米左右，平均地下水：2.3米，低洼的地方有长期的雨水蓄积。

3.地形与地貌

该地区地形为湿润的丘陵重丘区，山脉和平原较低，它是链接云贵高原和东南沿海三角洲平原，是一个这两种地形地貌的过渡地区。丘陵大多以超过40%的陡坡，大多呈鸡爪地形。该地区水土流失不太严重，河流及沟谷水量比较丰富。这里居民地、种植区、建筑设施比较多，地势相对也是平坦的。

4.地质与土质

这里属于南岭，有着中等山地地区的特点。土质是属于高液限的粘土，大多数是碳酸类型的岩风化的残积土。地区大多是一些风化的岩石，破碎比较严重，有岩石裸露在土层的外面。主要是碳酸岩类的岩石，其次是些花岗岩。

根据在当地实地考察，这里是属于平原微丘区，从土质考虑的话其中松土占30%，普通土占70%。

（1）悬崖地区，土层厚1米，是普通的土质，下面是些岩石，其中软石占百分之四十左右，次坚石占百分之六十;

（2）没有悬崖陡坎之类的地区，大都是些普通泥土，其中松土占百分之三十左右，普通土占百分之三十左右，硬土占占百分之四十左右;

（3）没有陡坎悬崖的地区，覆盖的土的厚度约为一点五米左右，其中松土占百分之十左右，普通土占百分之六十左右，硬土占百分之三十左右，以下都是岩石，其中软石占百分之三十左右，次坚石占百分之四十左右，坚石占百分之三十左右,土质密实，岩石的风化程度属于中等。

5.植被及作物等概况

如果在中国的自然地理上划分，本路线的设计所经过的地区，是处于我国热带北部

区，是季雨林型长绿阔叶林区——是砖红壤性土，树木主要是些杉木啦，毛竹木啦等用材林，还有一些是油茶、油桐、剑麻等人工种植的多种经济林。

平原和小型丘陵及宽阔的河谷地区大多是用来种植粮食的农作物区，粮食生产主要是大米。远离水源的是些甘薯啦、玉米啦和豆子类的旱地作物等，这些农作物都是在丘陵地区。人工池塘和天然改建池塘较多，所以这里的靠养鱼的人也比较过。

6.筑路材料供应情况

在这里沿河你可收集到一些河砂，也可在地表土上收集一些亚砂土和亚粘土，这里有着丰富的砂、石等，均可用作筑路材料，平均运距为不足千米，市内可供应炉渣，粉煤灰等工业废渣，距路线二十千米处有石灰可供应。块、片石及路面、桥涵用不同规格碎石，距路线十千米处，在采石场开采石料，可购买，用汽车去运输。

三．道路技术以及道路技术指标的确定

1.交通量分析以及等级确定

（1）据调查,交通组成及交通量：

小型客车：1000pcu/d，载重汽车：800pcu/d（其中：解放CA-10B占40%；东风EQ-140占30%；黄河JN-150占30%）。

预测交通量（年平均增长率）：各种机动车r=7%；各种非机动车7%。

预测道路年限：道路使用年限按15年；路面设计年限12年。

解放CA-10B占40%，东风EQ-140占30%均属于中型车，其交通量为350pcu/d；黄河JN-150属于大型车,其交通量为150pcu/d。

折算系数：小客车=1.0，中型车=1.5，大型车=2.0

（2）交通量确定

ADT = 1000+350×1.5+150×2=1825pcu/d

AADT = ADT(1+r)n-1 =1825×（1+7%）15-1 = 4706pcu/d

设计年限n=15年

（3）确定道路等级

双向单车道级公路可以满足，将各种汽车折合成小客车（两千至六千辆年平均日）的交通量。所以这段公路的等级，定为三级。

2.主要技术指标的论证的确定：

第二章.路线方案设计说明

一．初步勘测和初步设计

1.选线原则

平原上多农田,而且不同程度的建筑分布和一些基本设施，居民居住地较密;这里的天然河、湖泊与水塘交叉多等的现象。这里地势地形起伏虽然不是很大，路线的纵向的曲线线性等几何要素比较容易实现较高的技术标准，但由于受该地区山区丘陵的自然条

件和地形、地物的限制，选线时应综合考虑很多的实际出现和隐藏的因素。该地区山区地形对路线的限制不是很大，路线的选择上基本是以线形短一点、直一些，以及一些较高的技术来部署，尽量避免很长的直线或偏角很小的转弯，但不应为避免长直线就想怎么样转弯就怎么转弯。所以对于到这一代地形、地貌的这几个特点，选线时应慎重布控以下几点：

（1）多一些平面线形，更好的确定路线在避让、穿越、趋就当地的原有设施等问题，穿线过程中可以不考虑纵坡对线性的限制。

（2）要以你的设计的数据为主，大致控制局面，细部的解决具体路线施工问题。

（3）线形的选择要短捷一些、平顺一些、有美感的进行。

（4）正确处理线形与环境的关系，少占种植地，避免拆用民房，尽可能的不要随意穿越养鱼地等。

（5）正确处理好在路线上与城镇的关系：尽可能的避免进入城镇居民地区、工场矿区，“靠村不进村，利民不扰民”；要避开一些重要的电力设施与电讯设施。

（6）处理好路线与桥位的关系

①大多数的情况下，桥位的中线要尽可能和洪水的主流流向垂直一些，桥梁和引道最好都在一条直线上，当然如果条件受到限制时也可设置成可以在施工单位接范围内的斜桥或曲线桥。

②小桥涵位置应选择于路线走向在一条直线上。

二．路线平面设计

1.平面设计原则

（1）平面线形应与地物相适应，与周围环境相协调。

（2）保持平面线形的平顺和连续。

（3）应尽量避免连续的急转弯。

（4）平曲线长度足够长。

（5）尽可能的与纵断面线形组合得当。

（6）平面线性的交叉在前后两次应尽量保证缓和。

（7）对于沿途的土地利用的关系，要尽可能的处理好。

（8）在实地施工上要考虑的因素。

2.相关指标

1.用基本曲线组合，最佳配比为：

L s ：L y ：L s = 1 ：1 ：1～1 ：2 ：1

2.平原微丘区三级公路（设计速度为 40km/h ）平曲线主要技术指标如下有： 一般最小半径 100m

极限最小半径 60m

缓和曲线一般最小长度 60m

缓和曲线极限最小长度 35m

路拱≤2%不设超高最小半径600m （本设计2%路拱坡度）

同向曲线间直线最小距离240m （6被设计车速）

反向曲线间直线最小长度80m （2被设计车速）

直线最大长度 800m

3.平面设计成果(计算书）

（1） 已知坐标计算方位角： 1212arctan

x x y y --=β （第四象限（第三象限）（第二象限）（第一象限）βθβθβθβθ-360180-180?=+?=?== 式中：β-象限角，即路线方向与x 轴的夹角；

θ-方位角

（2）方位角与转角的关系式：

12θθα-=（当α为正时，为右转角；当α为负时，为左转角） 式中：α—转角

（3）已知两交点坐标求两点间距离： 12112

1x x x x y y y y --=--， （4）曲线铺设及桩号计算： 2

12212)()(x x y y D -+-=

（5）桩号计算：

ZH （桩号）= JD （桩号） - T

HY （桩号）= ZH （桩号）+ L h

YH （桩号）= HY （桩号）+ L y

HZ （桩号）= YH （桩号）+ L h

QZ （桩号）= HZ （桩号） - L/2

JD （桩号）= QZ （桩号） + D/2

（6）对称基本型曲线元素计算：

)

2(180L :)(1802L :)(2402:)(238424)(2D )

(2sec )R E )(L 180R L )(2tan

)R T 0023

34

2βαππ

βαπα

α-?=??=-=-=-=-+=+?=++=R

y R s m R

Ls Ls q m R Ls R Ls p m L T m R p m s m q p 长线曲圆角线曲和缓值增线切值：移内值：正校（距：外

长：线曲平（长：线切 （7）平曲线计算结果：

JD1：

ZH 点桩号为：K0+182.8710(x 坐标为：2125.3500,y 坐标为：19924.7110)

圆曲线的曲线长度为：50.2770米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：42°59′49.00″

路线半径为：224.0000米

曲线要素：

半径：224.0000 曲线长：150.2770

转角:25°38′57.57″(右) 切线长T：76.0884

外矢距：6.2076 切曲差：1.8998

ZH(K0+182.8710)X=2125.3500 Y=19924.7110

HY(K0+232.8710)X=2160.6066 Y=19960.1258

QZ(K0+258.0095)X=2175.8648 Y=19980.0874

YH(K0+283.1480) X=2188.7915 Y=20001.6323

HZ(K0+ 333.1480)X=2208.7060 Y=20047.4651

JD2：

ZH点桩号为：K0+673.0440(x坐标为2332.4700：,y坐标为20364.0280：) 圆曲线的曲线长度为：99.3680米

曲线的缓和曲线的长度为：米

路线方位角为：68°38′47.00″

路线半径为：620.0000米

曲线要素：

半径：R=620.0000 曲线长：L=99.3680

转角:9°10′58.26″(右) 切线长：49.7906

外矢距：1.9961 切曲差：0.2133

ZY(K0+673.0440) X：2332.4700 Y:20364.0280

QZ(K0+722.7280) X：2348.6887 Y:20410.9762

YZ(K0+772.4120) X：2361.0971 Y:20459.0721

JD3：

ZH点桩号为：K0+978.7930(x坐标为：2404.6080,y坐标为：20660.8130) 圆曲线的曲线长度为：99.0120米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：77°49′45.00″

路线半径为：276.0000米

曲线要素：

半径：276.0000 曲线长：199.0120

转角:30°56′2.07″(左) 切线长T：101.4677

外矢距：10.7626 切曲差：3.9235

ZH(K0+978.7930)X=2404.6080 Y=20660.8130

HY(K1+28.7930)X=2416.6156 Y=20709.3310

QZ(K1+78.2990)X=2435.5347 Y=20755.0075

YH(K1+127.8050) X=2462.2994 Y=20796.5759

HZ(K1+ 177.8050)X=2495.3365 Y=20834.0823

JD4：

ZH点桩号为：K1+560.7780(x坐标为：2757.0350,y坐标为：21113.6940) 圆曲线的曲线长度为：40.5750米

曲线的缓和曲线的长度为：40.0000米

路线方位角为：46°53′43.00″

路线半径为：100.0000米米

曲线要素：

半径：100.0000 曲线长：120.5750

转角:46° 9′57.87″(右) 切线长T：62.8757

外矢距：9.4267 切曲差：5.1764

ZH(K1+560.7780)X=2757.0350 Y=21113.6940

HY(K1+600.7780)X=2782.3178 Y=21144.5987

QZ(K1+621.0655)X=2791.1431 Y=21162.8274

YH(K1+641.3530) X=2796.1146 Y=21182.4605

HZ(K1+ 681.3530)X=2796.6422 Y=21222.3859

JD5：

ZH点桩号为：K1+923.3730(x坐标为：2783.7150,y坐标为：21464.0600) 圆曲线的曲线长度为：50.2090米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：93° 3′42.00″

路线半径为：158.0000米

曲线要素：

半径：158.0000 曲线长：150.2090

转角:36°20′20.19″(右) 切线长T：77.0498

外矢距：8.9848 切曲差：3.8906

ZH(K1+923.3730)X=2783.7150 Y=21464.0600

HY(K1+973.3730)X=2778.4225 Y=21513.7232

QZ(K1+998.4775)X=2771.2247 Y=21537.7461

YH(K2+23.5820) X=2760.3166 Y=21560.3277

HZ(K2+ 73.5820)X=2730.6932 Y=21600.5383

JD6：

ZH点桩号为：K2+246.1090(x坐标为：2621.1830,y坐标为：21733.8550) 圆曲线的曲线长度为：50.6600米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：129°24′2.00″

路线半径为：200.0000米

曲线要素：

半径：200.0000 曲线长：150.6600

转角:28°50′13.08″(左) 切线长T：76.5409

外矢距：7.0418 切曲差：2.4217

ZH(K2+246.1090)X=2621.1830 Y=21733.8550

HY(K2+296.1090)X=2591.1037 Y=21773.7519

QZ(K2+321.4390)X=2578.9825 Y=21795.9742

YH(K2+346.7690) X=2569.7655 Y=21819.549

JD7：

点桩号为：K2+860.9160(x坐标为：2473.4760,y坐标为：22324.5240)

圆曲线的曲线长度为：50.7940米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：100°33′50.00″

路线半径为：188.0000米

曲线要素：

半径：188.0000 曲线长：150.7940

转角:30°43′6.46″(左) 切线长T：76.7773

外矢距：7.5375 切曲差：2.7606

ZH(K2+860.9160)X=2473.4760 Y=22324.5240

HY(K2+910.9160)X=2466.501 Y=22373.9955

QZ(K2+936.3130)X=2466.9114 Y=22399.3699

YH(K2+961.7100) X=2470.7349 Y=22424.4579

HZ(K3+ 11.7100)X=2485.8542 Y=22472.0760

JD8：

ZH点桩号为：K3+224.4040(x坐标为：2559.1380,y坐标为：22671.7460) 圆曲线的曲线长度为：43.4730米

曲线的缓和曲线的长度为：40.0000米

路线方位角为：69°50′44.00″

路线半径为：100.0000米

曲线要素：

半径：100.0000 曲线长：123.4730

转角:47°49′35.42″(右) 切线长T：64.6101

外矢距：10.1182 切曲差：5.7473

ZH(K3+224.4040)X=2559.1380 Y=22671.7460

HY(K3+264.4040)X=2570.3688 Y=22710.0629

QZ(K3+286.1405)X=2571.3031 Y=22731.7366

YH(K3+307.8770) X=2567.5413 Y=22753.1016

HZ(K3+ 347.8770)X=2551.395 Y=22789.619

JD9：

ZH点桩号为：K3+347.8770(x坐标为：2551.3950,y坐标为：22789.6190) 圆曲线的曲线长度为：98.9050米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：117°40′19.00″

路线半径为：240.5700米

曲线要素：

半径：240.5700 曲线长：198.9050

转角:35°27′51.20″(左) 切线长T：102.0537

外矢距：12.4538 切曲差：5.2023

ZH(K3+347.8770)X=2551.3950 Y=22789.6190

HY(K3+397.8770)X=2529.7324 Y=22834.6560

QZ(K3+447.3295)X=2516.2672 Y=22882.1496

YH(K3+496.7820) X=2512.7800 Y=22931.3917

HZ(K3+ 546.7820)X=2517.8371 Y=22981.1112

JD10：

ZH点桩号为：K4+336.4770(x坐标为：2624.9020,y坐标为：23763.5160) 圆曲线的曲线长度为：133.7990米

曲线的缓和曲线的长度为：0.0000米

路线方位角为：82°12′29.00″

路线半径为：700.0000

曲线要素：

半径：R=700.0000 曲线长：L=133.7990

转角:10°57′5.75″(左) 切线长：67.1039

外矢距：3.2090 切曲差：0.4089

ZY(K4+336.4770) X：2624.9020 Y:23763.5160

QZ(K4+403.3765) X：2637.1231 Y:23829.2639

YZ(K4+470.2760) X：2655.5624 Y:23893.5455

JD11：

ZH点桩号为：K4+726.9440(x坐标为：2738.0390,y坐标为：24136.6010) 圆曲线的曲线长度为：60.1700米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：71°15′23.00″

路线半径为：100.0000米

曲线要素：

半径：100.0000 曲线长：160.1700

转角:63° 7′21.94″(右) 切线长T：87.0140

外矢距：18.5797 切曲差：13.8580

ZH(K4+726.9440)X=2738.0390 Y=24136.6010

HY(K4+776.9440)X=2750.0775 Y=24184.9872

QZ(K4+807.0290)X=2747.8829 Y=24214.8784

YH(K4+837.1140) X=2736.9291 Y=24242.7767

HZ(K4+ 887.1140)X=2705.1417 Y=24281.1915

JD12：

ZH点桩号为：K5+441.7110(x坐标为：2317.2560,y坐标为：24677.5770) 圆曲线的曲线长度为：50.8840米

曲线的缓和曲线的长度为：50.0000米

路线方位角为：134°22′45.00″