长安大学道路桥梁与渡河工程毕业设计说明书.

目录

第1章绪论 (3)

1.1概述 (3)

1.2 选题意义 (3)

第2章总体设计........................................................................ 错误！未定义书签。

2.1 选线.............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2 路线方案及主要技术指标确定 (6)

第3章路线设计 (11)

3.1 概述 (11)

3.2 选线的一般原则 (12)

3.3 选线步骤 (12)

3.4 平面线形设计 (13)

3.4.1 平面线形设计的一般原则 (13)

3.4.2 线形及计算示意 (13)

3.5 纵断面设计 (15)

3.5.1 纵断面设计原则 (15)

3.5.2 平纵组合设计要求 (16)

3.5.3 纵坡设计要求 (16)

3.5.4 竖曲线设计 (18)

3.6 超高设计 (20)

3.6.1 超高确定 (20)

3.6.2平曲线上的超高计算 (20)

3.7 横断面设计 (22)

3.7.1 横断面设计原则 (23)

3.7.2 各项技术指标 (23)

3.8.1 土石方计算 (26)

3.8.2 路基土石方调配及防护工程 (26)

第4章路基设计 (28)

4.1 概述 (28)

4.2 路基设计的一般要求 (29)

4.3 填料的选择 (29)

第5章排水设计 (30)

5.1 路基排水目的和要求 (30)

5.2 路基排水设计一般原则 (31)

5.3 路基排水系统设计步骤 (31)

5.4 地面排水设施 (32)

5.4.1 边沟 (32)

5.4.2 截水沟 (33)

第6章挡土墙设计 (34)

6.1 挡土墙作用 (34)

6.2 重力式挡土墙验算 (34)

6.2.1 基本参数 (34)

6.2.2 计算结果 (35)

第7章涵洞设计 (38)

7.1桥涵设计的基本要求 (38)

7.2 方案设计 (38)

7.3 通道设计 (39)

7.4 箱涵设计 (39)

第8章路面设计 (40)

8.1 路面设计原则 (40)

8.2 路面设计步骤 (41)

8.3 路面设计 (42)

8.3.1设计资料 (42)

8.3.2 标准轴载及轴载换算 (43)

8.3.3轴载分析 (44)

8.3.4计算石灰土层厚度 (46)

第9章交通沿线防护设置设计 (50)

9.1 概述 (50)

9.2 交通安全设施设计 (50)

结论 (51)

参考文献 (52)

第1章绪论

1.1概述

公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。

50年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4％，西部地区更高，达到21.8％，技术等级仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。

因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪初我国公路交通发展的战略重点。

1.2 选题意义

综合运用已学的知识，解决土木工程专业道桥方向有关道路工程的技术问题，从而获得综合运用本专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，提高分析和解决实际问题的能力，并受到科学研究的初步训练。通过毕业设计进一步培养调查研究、检索和阅读中外文献资料、综合分析、设计计算、计算机应用、技术经济分析、绘图、撰写论文和设计说明书等方面的能力。使学生应用所学专业理论，运用公路有关技术标准及定额，进行工程施工图设计和技术分析；培养和训练学生的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机应用能力。本次大约五公里的道路设计结合了道路勘测课程设计、路基路面课程设计等内容。

此外毕业设计也是作为本科毕业前的一次重要的演练，为我们更好的实现理

论与实践相结合，做好自己的本职工作具有重要的意义。

第2章公路等级的确定及技术标准的论证

2.1 公路等级的确定

由于每条道路在国民经济中的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。

《公路路线设计规范JTG D20—2006》将公路根据功能和适用的交通量分为以下五个等级：

①高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量40000～80000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000～100000辆。

②一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000～30000辆；六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆。

③二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000辆。

④三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000～6000辆。

⑤四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000以下。单车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400以下。

1、已知资料

交通资料：据调查，近期（起始年）交通组成及数量如下：

小汽车 3000~4000（辆/日，年平均，下同）

载重汽车 1500

其中载重汽车比例：

东风EQ140 40 %

解放CA10B 30 %

黄河JN150 30 %

预测年平均增长率：各种机动车 10.5 %

2、我国《公路工程技术标准》规定：标准车型为小客车，各汽车代表车型与标准车型换算系数如表2-1： 表2-1 各车型换算系数

代表车型

折算系数 车种说明 小客车

1.0 ≤19座的客车和载质量≤2t 的货车 中型车

1.5 ＞19座的客车和载质量＞2t 的货车 大型车

2.0 载质量＞7t~≤14t 的货车 拖挂车

3.0 载质量＞14t 的货车

3、得到的交通量换算系数分别是

表2-2 不同车辆换算系数

车 名

交通量（辆/昼夜） 换算系数 东风EQ140

600 1.5 解放CA10B

450 1.5 黄河JN150

450 2.0 小汽车

3000~4000 1.0

（3）交通量计算

初始年交通量，折合成小型车为：

O N =3000+（600+450）×1.5+450×2=5475辆/日

按设计年限15年考虑，交通量年增长率10.5%，则远期交通量可达：

AADT=ADT ?1)1(-+n r =5475?115%)5.101(-+=22154辆/日

交通量处于5000～15000之间，根据《公路路线设计规范JTG D20—2006》拟定该公路等级为双车道二级公路，地形为重丘区设计车速为60KM/h。

2.2 公路技术指标的确定及主要技术指标的论证

2.2.1 公路技术指标的确定

在本设计中，地形复杂、地区范围很广.由老师给出的要求,该公路为二级公路双车道，设计车速为60km/h。道路宽度为10米.

（1）停车视距:75m。

（2）圆曲线最小半径:一般值:200m，最小值:125m；最大超高：8%。

（3）缓和曲线最小长度：一般值:80m，最小值:60m。

（4）二级公路整体式断面形式不用设计中间带，其断面各部分宽度应符合二级公路基本要求

（5）路肩宽度:

表2-3 路肩宽度表

一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度 2.00 0.50

土路肩宽度0.75 0.75

（6）最大纵坡:6%，最小纵坡0.5%。

（7）最小坡长:一般值200m，最小值150m

（8）竖曲线最小长度和最小半径表（60Km/h）如表

表2-4 凸形竖曲线最小半径和最小长度

凸形竖曲线半径（m）一般值2000

（9）最大坡长：如表2—5

表2—5 纵坡最大坡长表

2.2.2 主要技术指标论证

1、平曲线极限最小半径

极限最小半径是各级道路最低控制指标，在设计中一般作为曲线半径的控制界限值，它仅能保证设计车速或低于设计车速行驶车辆的安全平稳，而对于那些超过设计车速行驶的车辆来说安全是没有保障的。

查教材《道路勘测设计》P36知：

）

（h h i v R +?=?1272

式中：

R —圆曲线半径(m)

V —设计速度（km/h ）

h ?—极限最小半径对应的路面与轮胎之间的横向摩阻系数

h i —超高值

对于设计行车速度，本设计路段为二级公路，取60 Km/h ；对于横向力系数，根据《标准》教材规定，取0.14；对于最大超高值，取8%。则：

m 8.12808.014.0127602

=+?=）

（R 极限值

1400 竖曲线最小长度（m ） 一般值

60 极限值 50

纵坡坡度（%）

3 4 5 最大坡长（m ） 1200 1000 800

为了设计与施工方便，根据《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）规定为125m ，因此本设计路段设计技术指标中的平曲线极限最小半径符合要求。

2、平曲线一般最小半径

为了避免在路线设计时只考虑节约投资，不考虑线形的整体协调和今后提高公路等级，同时又要考虑不过多增加工程量，而且应具有一定的行车舒适感。

）

（h h i v R +?=?1272

式中：

R —圆曲线半径(m)

V —设计速度（km/h ）

h ?—一般最小半径对应的路面与轮胎之间的横向摩阻系数

h i —超高值

对于设计行车速度，本设计路段为二级公路，取60 Km/h ；对于横向力系数，根据《标准》教材规定，取0.06；对于最大超高值，取8%。则：

m 20206.008.0127602

=+?=）

（R 因为《公路工程设计标准》（JTGB01-2003）规定为200米，因此本设计路段设计技术指标中的平曲线一般最小半径符合要求。

3、超高

超高是为了抵消车辆在平曲线路段上行驶是时所产生的离心力，而设置的外侧高于内侧的单向横坡。其作用是用车重产生的向内水平分力来抵消部分离心力，以利于行车安全和稳定。当曲线半径小于不设超高最小半径时，均应设置超高。

查教材《道路勘测设计》P103页

μ-=R

v h 127i 2

式中：

v —设计车速60（km/h ）

R —一般最小半径400（m ）

μ—一般最小半径所对应的横向力系数查教材：μ=0.06

08.006.0200

12760i 2

=-?=h 根据《公路路线设计规范》规定最大为8%，因此本设计路段设计技术指标中的超高坡度8%符合要求。

6、加宽

查《公路与城市道路设计手册》P98。汽车在弯道上行驶时车身占用路面宽度比直线路段要大，为了使汽车在转弯时不侵占相邻车道，所以曲线路段的行车道应该进行加宽来满足车辆转弯行驶需求。但当圆曲线半径大于250m 时，可不设加宽。

本公路设计中没有小于250米半径的曲线路段。所以不要设加宽值。

8、纵坡

①最大纵坡

最大纵坡主要是由汽车的动力性能、公路等级、自然因素以及行车安全来综合决定的。一般情况下，最大纵坡不宜大于5%，因为对下坡的影响很大，当下坡纵坡大于5%时，会造成汽车连续加速冲坡，而为了安全制动减速，易发生制动器发热失效，引起事故。

②最小纵坡

若设计路段有长路堑低填方以及其他横向排水不畅通的路段，防止积水渗入路基而影响其稳定，采用的纵坡最小不小于0.3%。当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。

③合成纵坡

在设有超高的平曲线路段，若不考虑超高横坡与纵坡组成的合成纵坡，使其值均大于超高横坡与纵坡，从而会使行驶车辆沿此合成坡度发生下滑，倾斜、失稳等事故，对行车不安全。

22

y i i i =+合

式中： i —平曲线处的纵坡

y i —平曲线处的超高横坡度

对于平曲线处的纵坡，本论证中采用最大纵坡5%；对于平曲线处的超高横坡度，本论证中采用6%。则：

225％6％7.8％i =+=合

根据《公路勘测设计》教材规定为9%，因此本设计路段设计技术指标中的合成纵坡符合要求。

9、视距

①停车视距

停车视距是指驾驶员从发现障碍物时起，至在障碍物前安全停止，所需要的最短距离。其可分解为反应距离、制动距离和安全距离三部分。

2

1003.6254(φ)T z v kv s s s s t s i =++=+++

式中:

v —设计车速（km/h ）

t —感觉和制动反应的总时间（s ）

φ—道路纵向摩阻系数

i —道路纵坡

k —制动系数，一般在1.2～1.4之间

0s —安全距离（m ）

对于设计车速，本设计取80km/h;对于感觉和制动反应的总时间，本设计取2s ；对于道路纵向摩阻系数，查《公路设计》教材可知，其值取0.40；对于道路纵坡，本设计去0.05%；对于安全距离本设计取5m 。则：

2

1080 1.28025135.833.6254(0.40.05)T z s s s s m ?=++=?++=-

为了设计与施工的方便，根据《公路路线设计规范》(JTJ 011—94)3.0.12规定为110，因此本设计路段设计技术指标中的停车视距符合要求。

10、路基最小填土高度

已知设计洪水位163M ，地下水位标高为158M 。该地区属于IV3区，查《路