惠州至东莞高速公路设计说明书
第1章绪论
1.1高速公路的意义：
伴随着近年来我国东部沿海地区的经济的爆发式增长，高速公路已经成为了大众重要的出行方式，所以建设高速公路已经成为了当前的重要任务，截止2018年，惠州市的GDP为4200亿元，同比去年增长了6.6%。2018年以东莞的GDP总量为8000亿元、增长速8.1%其在广东省内经济体量排名第4，对国内外的市场经济都有着举足轻重的影响力。这条高速开通后，将进一步促进东莞和惠州之间的交流和发展，加快两地之间物流速度，大大降低时间成本，创造更大的经济效益。同时通过本次设计也是对我们理论知识的检验。
1.2设计任务：
（1）确定高速公路的等级，确定道路技术标准；
（2）对路线方案进行比选和说明；
（3）路线平面、纵断面设计及相关计算；
（4）路基横断面设计、超高加宽设计，
（5）土石方调配计算；
（6） 路基路面排水系统设计，
（7）路面结构设计说明及计算；
（8）人工构造物设计。
1.3路线概况：
高速公路主要有广惠高速、惠大高速、惠河高速、博深高速、番莞高速。地理坐标为东经113°26′～113°46′，北纬23°14′～23°26′。本地区属亚热带季风气候，常年雨量充沛，阳光充足，气候温和，年均降雨量 1770毫米，平均气温 22℃，无霜期长达350多天。降水量主要集中在汛期 4～9 月，约占全年降水量 78.3%，6 月降水量最多，约占全年 26.2%，其次是 7 月，约占 13.1%。1月降水量约3.8 毫米，全年最小。区内常年主导风为北风，从九月到次年三月多吹北风，频率占16％，四至七月多吹东南风，频率占9％；八月份多吹东风，频率占7％。本区离海洋较近，最近处约40公里，受海洋气候影响，每年7、8月常有台风侵袭，台风会带来大暴雨，甚至特大暴雨，会严重影响人民生产生活，设计、施工应予以注意。
1.4设计依据：
（1）《公路工程技术标准》JTG B01-2014;
（2）《公路路线设计规范》JTG d20-2017;
（3）《公路路基设计规范》JTG d30-2015;
（4）《公路沥青路面设计规范》JTG d50-2017;
（5）《公路勘测规范》JTG c10-2007;
（6）《公路桥涵设计通用规范》JTG d60-2015;
（7）《公路钢筋混凝土及预应力砼桥涵设计规范》JTG 3362-2018;
（8）《公路工程名词术语》JTJ002-87;
（9）《公路垢工桥涵设计规范》JTG d61-2015;
（10）《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG d63-2007;
（11）《公路工程地质勘察规范》JTG 064-2011;
（12）《道路勘察设计》.人民交通大学出版社股份有限公司.2018.08
第2章高速公路线形设计
2.1道路等级确定：
交通量资料如下表2-1
表2-1 交通量资料表
车型 数量（年平均；辆/昼夜）
小汽车 4200
解放 CA15 1800
东风 EQ140 2200
黄河JN162 1900
设计年限内交通量年平均增长率6.9% 。
由交通量资料表，折算成小客车标准进行计算，见表2-2
表2-2 交通量资料换算表
车型 交通量（辆/日） 折算系数 折算交通量（辆/日）
小汽车 4200 1.0 4200
解放CA15 1800 1.5 2700
东EQ140 2200 3.0 6600
黄JN162 1900 3.0 5700
合计 19200
远景设计年限平均昼夜交通量由下式计算
AADT=ADT〖(1+r)〗^(n-1)
式中：
AADT—远景设计平均日交通量，辆/日；
ADT—起始年平均日交通量，辆/日；
r—年平均增长率，这里r取值为6.9%；
n—远景设计年限，这里取20年；
所以
根据高速公路《公路工程技术标准》设计时速为100km/h应采用三级服务水平，v/c取值为0.65，最大服务交通量为1600辆/日。
车道数确定：
式中：
N——单向车道数；
AADT——预测年度的年平均日交通量根据上式计算得到68215辆/日；
——单车道设计通行能力根据《公路路线设计原则》取值为 =1400；
D——方向不均匀系数根据《公路路线设计原则》取值为d=55%；
K——设计小时交通量系数根据《公路路线设计原则》取值为k=8.5%
计算得到 ，所以单向采取三车道。
故可以拟定该高速公路为六车道，设计时速100km/h。
2.2路线拟定及比选
2.2.1路线选线原则
1）路线的设计我们要参考两个方面首先要根据道路的等级其次还要参考相应的技术标准，以达到线路连续均匀，同时要确保大型客车的行驶舒适度与安全度。
⑵根据任务书给定的的起点与终点，确定路线的基本走向，同时考虑道路技术等级及其在路网中的作用，结合城镇以及当地地质、环境、地形选出合理的多条路线，经过调查、分析、比选确定最优方案
⑶选线定线时在保证车辆安全、舒适、迅速行驶的条件下应使工程量小、造价低、土石方开往量小，同时有利于施工和后期的养护。
⑷路线的选择应与周围的环境、自然景观相协调注意与农业相互配合尽量少占用农田，不占用高产农田以及经济园林。
⑸重视当地的水文地质条件，当高速公路穿过河流峡谷需要架设桥梁时，从理论上讲桥位应服从路线的走向。
⑹重视环境保护，加强环境保护，重视生态平衡是我们必须要落实的一项工作，因此在选线定线时应考虑修建和运营时对环境的影响与污染等问题。
2.2.2选线的要点
(1)跨河换岸地点
当设置沿溪线时，起终点处于河流的同一侧，里程不长时，其必须考虑路跨越河岸的布线情况
跨河换岸主要有以下三个方面的原因:对于有严重地质病害,或者无法穿越或处理的局部河岸地段的路基,为了避让这些不良地质地段，可考虑跨河换岸;河谷两岸有利的地形条件交替出现时，为利用有利地形、避开艰巨工程，可在两岸交替布线；为避
让铁路农田大型水利工程、重要建筑设施等地物障碍，以及为了缩短里程、或者提高线型的设计标准时，可以考虑跨越河岸进行布置线路。当路线跨越河流时，其有两种跨越的方式，一种是跨越主流河岸一种是跨越支流河岸,大多数换岸跨越河岸为后一种情况。由于跨主流的桥位往往是逐段安排路线时的小控制点因此沿溪(河)线选线时,一般在进行路线设计时根据地质等因素对河岸和跨河地点同时进行选择，如果在进行跨河岸布线时不考虑跨河地点，会使得桥头布设的线型不够平顺，同时也会增加工程造价增加桥梁的长度。当路线要跨越河流主流时且路线与河流的走向接近平行时，此时在河岸布线比较困难，同时也不利于桥头展线，因此在选择河岸与跨线地点时，除了要考虑当地的地质资料因此还要处理好桥位与河岸地点的关系，使得线路比较平顺，同时也可以利用s形河段进行跨越河岸，争取使得桥位走向与河流走向交角最大，可以使得路线得到改善，因为沿溪线和河谷的走向接近平行，因此在跨主流时往往形成“之字形路线,桥头平曲线半径较小,线形差。
(2)线位高低的确定
沿溪线线位的高低，是根据沿溪洪水对路基的威胁程度以及河岸的地形地质条件，同时还要考虑设计线路的路线等级综合确定。尽量将设计线路布置在环境地质水文条件较好，并且不会因为地下水位或者洪水侵蚀的较平整地段。但是在河谷地段其山坡走向比较陡峻，往往不能满足设计的要求，从而必须傍山临河进行线路布设，此时必须考虑水位的高低，满足在不受到洪水侵蚀和淹没的条件下，路线通常有两种选择，一种是高线位选线，一种是低线位选线这两种方式。
低线位通常是指相对于设计水位不高，并且线位的路基一侧临水位很近，常常受到洪水侵袭的沿溪线线路。其特点为：平面线型与纵断面线型比较顺直、平缓，可以争取到比较高的路线技术标准，同时土石方的处理也比较方便，由于边坡低，因此路基稳定度较高，同时路线的展线范围也比较大，便于利用有利的地形和环境，避免不良地质，提高线型的标准，提高行车舒适度，以便于在山谷的谷口跨越河流的支流，当需要跨越主流时，线位与施工也比较号处理。同时低线位也存在较多的缺点，包括：由于线路比较低，其受到洪水的威胁非常大，需要修建比较多的防护工程；河岸两边的高产农田和经济作物比较多，选择低线位会占据较多的农田；由于低线位要在谷口或者河道沟口附近跨越河流的分流，桥涵孔径较大,基础工程施工比较困难: 为了不产生废方堵塞河流引起的壅高水位，同时废方处理工程量大
。
高线位是指设计线位高出地形设计水位较多的线路，其一般不会受到洪水造成的灾害，其大多都是利用一大段较高的台阶地或者当临近河流的低线位的抵制不良，容易被洪水侵袭或被积雪覆盖，以及为了避让艰巨工程从而提高设计线路的情况下而设计的线位。其主要的优点：线位高，不易受到洪水的侵袭，同时也不需要设置较多的防护工程，工程所产生的废方土石容易处理。高线位的主要缺点是:由于线位高,路线势必随山形走势绕进绕出，特别是鸡爪地形地段，线形差、工程量大;路基边坡常出现缺口，因而挡墙和加固工程较多;跨支沟的桥函构造物较高,工程复杂且费用较高:跨河换岸,
当需要跨越不良地质时要对不良地质进行处理，因此采用避让的方案比较容易，同时其在施工的难易程度和养护路面所需要的水和各种建材的运输不如低线位方便，高线位与低线位在选择时各有利弊，但是一般来说，路线低线位的优点比较多，此次设计才用了低线位与高线位相结合的方式穿过了山谷河流地段，保证了路基的稳定和安全，同时在处理路基时采取了防水措施，使得驾驶更加的舒适和安全，路基在使用年限有保障。
（3）越岭线的确定
当所设计路线需要跨越横隔的山岭时，其两个控制点处于横岭的两侧，因此路线需要沿着分水岭两侧的侧山进行爬坡经过山脊，在适当的地点选择垭口，穿越横坡，然后再沿着另一边的侧坡进行下降，我们通俗的将这种线路称为越岭线。越岭线的特点是线路在经过垭口时需要克服比较大的高差，越岭线路线的长度和路线的平面选线布置需要取决于路线纵断面拉坡。所以在进行越岭线的设计师应该以纵断面的安排为主来设定。
越岭线在安排其走向和确定位置时需要结合水文、地质等环境情况，还要处理好越岭线垭口的位置，过岭时高程需要确定，因此要同时处理好三者之间的关系，设计越岭线的基本步骤是：首先根据路线的走向选择一个合适的高程以及一个较合适的垭口，再确定适宜的越岭线位的高程，然后按两侧山坡地形、地质情况进行路线的局部布设。
2.2.3山脊线的选线要点
山脊线是沿着分山谷水岭布置的平面线路，当沿着山谷的分水岭布线时要求路线的走向与分水岭的走向要基本一致并且顺直平缓、起伏不大.岭肥脊宽，并且各垭口之间的高差不大时，这种地段是布设山脊线的理想地形。但连续而又平直的分水岭通常很少因此长距离的纯粹山脊线比较少见，一般里程都较短，且多做为沿河线的比较线或越岭线的中间连接段而考虑采用。
另外，在较高的山岭地区通常都是山峰，垭口相互交错排列，其中有些