1、- 1 -公路施工图设计摘 要本毕业设计为公路施工图设计。福白公路起于福田寺，止于白螺，是一条平原区二级公路，双向两车道，设计时速 60km/h，设计里程约 7.1km。本毕业设计要求基于实测地形图以及相关的补充资料，根据道路勘测设计基本原则以及路基路面工程基本理论，综合考虑当地的技术和经济条件，严格按照施工图设计过程进行独立作业，主要包括路线设计、路面结构设计以及路基处理方案设计，各项技术指标均要满足相关规范的要求。本设计运用纬地 5.88 道路设计软件进行道路路线设计。本设计标段全线总长7304.526m。该路线包含 3 个平曲线，最大半径 340m，最小半径 270m；9 个竖曲线,最大
2、半径 18200m，最小半径 12600m；1 座沿途构造物桥梁。路基宽度 10m（土路肩0.75m2，硬路肩 0.75m2，行车道 3.5m2） ，双向两车道。不设超高路段的行车道及硬路肩路拱横坡采用 2.0%，土路肩路拱横坡 3.0%。设计填方总量 35782m3，挖方总量36530m3，填挖基本平衡，且路基稳定性好，不需设置挡土墙，主要采用植物防护。本设计运用 HPDS 路面设计软件进行路面结构设计。路面材料采用沥青混凝土结构，选用沥青混凝土材料。路面上面层采用 4cm 厚的细粒式沥青混凝土 AC-13，下面层采用 6cm 厚的中粒式沥青混凝土 AC-20，基层采用 20cm 厚的水泥稳
3、定碎石，垫层采用 20cm 厚的水泥粉煤灰碎石。关键词：施工图设计；平原区二级公路；路面结构设计；纵断面设计；横断面设计；沥青路面设计- 2 -The construction drawing design of the Fu Bai second-class highwayABSTRACTThe graduation design is the construction diagram design of Fu Bai second-class highway. It connects Futiansi and Bailuo, which is located in plains. It i
4、s a two-lane, two-way road, and the design speed of road is 60km/h. The line of design length is about 7.1km. The graduation thesis asks for measured topographic map, it is on the basis of the theory of Road Survey and Design and Subgrade and Pavement Engineering. It needs to synthetically consider
5、the local technology and economic conditions. To have a independent operations in strict accordance with construction drawing design process. Main including alignment design, pavement structure design and subgrade design. All index should meet the requirements of the relevant specification.The 5.88
6、road design software is applied for road route design. The line of design length is 7304.526m, containing 3 plane curves, which maximum radius is 340 meters and the minimum radius is 270 meters. And 9 vertical curves, which maximum radius is 18200 meters and the minimum radius is 12600 meters. Roadb
7、ed width is 10m (earth shoulder is 0.75m 2,hard shoulder is 0.75m 2 , carriageway is 3.5m 2), and freeway is two lanes. The no superelevation sections were designed and hard shoulder crown slope is 2%, earth shoulder crown slope is 3%. Designed to fill the total square is 35264m3, the excavation tot
8、al square is 39229m3. Filling and digging remaining balanced. Subgrade is very stable, and it is unnecessary to set retaining walls and use plant protection measures. HPDS pavement design software is applied for road structure design. The pavement material is with asphalt concrete structure, selecti
9、on of asphalt concrete material. The top layer with thickness of 4cm fine grained asphalt concrete AC-13, the following layer adopts 6cm grain type asphalt concrete AC-20. Pavement is made of 20cm cement stabilized macadam , and cushion is made of 20cm cement flying-ash gravel pile.Key words：constru
10、ction drawing design; second-class highway located in plains; pavement structure design; vertical section design; cross section design; asphalt pavement design- 3 -目 录1 绪论 .- 6 -1.1 概述 .- 6 -1.2 我国公路现状 .- 6 -1.3 设计基本情况 .- 7 -1.3.1 地形、地貌 .- 7 -1.3.2 水文、气象 .- 7 -1.4 主要技术指标 .- 7 -1.5 设计依据 .- 7 -2 路线设计
11、.- 9 -2.1 概述 .- 9 -2.2 选线 .- 9 -2.2.1 选线的一般原则 .- 9 -2.2.2 选线的步骤 .- 10 -2.3 平面设计 .- 10 -2.3.1 平面线形设计的一般原则 .- 10 -2.3.2 平面线形要素的组合与连接 .- 11 -2.4 平曲线设计 .- 11 -2.4.1 直线 .- 12 -2.4.2 平曲线 .- 12 -2.4.4 平曲线要素计算 .- 13 -2.5 纵断面设计 .- 15 -2.5.1 纵断面设计内容 .- 15 -2.5.2 纵断面设计原则 .- 15 -2.5.3 平纵线形组合设计原则 .- 16 -2.5.4 平纵
12、线形组合设计中应避免的组合 .- 16 -2.5.5 平曲线与竖曲线组合的常见组合形式 .- 16 -2.5.6 各项设计指标 .- 17 -2.5.7 竖曲线要素计算 .- 19 - 4 -2.6 横断面设计 .- 20 -2.6.1 横断面设计的定义 .- 20 -2.6.2 横断面设计的原则 .- 20 -2.6.3 横断面设计的要求 .- 21 -3 路基设计 .- 22 -3.1 路基宽度的确定 .- 22 -3.2 路基边坡 .- 23 -3.3 路拱横坡 .- 24 -3.4 排水设计 .- 24 -3.5 超高设计 .- 25 -3.5.1 超高横坡 .- 25 -3.5.2
13、超高过渡方式 .- 25 -3.6 土石方计算与调配 .- 25 -3.6.1 土石方计算 .- 25 -3.6.2 土石方调配 .- 26 -3.7 路基稳定性验算 .- 26 -3.7.1 概述 .- 26 -3.7.2 边坡防护与加固 .- 27 -4 路面设计 .- 28 -4.1 概述 .- 28 -4.2 路面结构的设计原则 .- 28 -4.3 路面结构的设计流程 .- 28 -4.4 路面类型与结构 .- 29 -4.4.1 路面结构 .- 29 -4.5 路面结构设计计算 .- 30 -4.5.1 设计资料 .- 30 -4.5.2 标准轴载及轴载当量换算 .- 30 -4.
14、5.3 设计方案 .- 34 -5 桥梁设计 .- 38 -5.1 设计标准 .- 38 - 5 -5.2 桥梁总体设计原则 .- 38 -5.3 桥面铺装 .- 38 -5.4 桥梁布置 .- 38 -6 公路建设与环境保护之间的关系 .- 40 -6.1 概述 .- 40 -6.2 环保原则 .- 40 -结 论 .- 42 -致 谢 .- 43 -参考文献 .- 44 -1 绪论1.1 概述交通运输事业是国民经济的重要组成部分，是国民经济的命脉，是基础产业之一，是联系工业与农业、城市与乡村、生产与消费的纽带，在政治、经济、文化、军事等方面都有重要的作用和地位。世界经济的发展证明，要实现国
15、民经济的现代化，必须实现交通运输的现代化，同时交通运输的现代化程度，既反映国民经济的发展水平，也是综合国力的体现。公路运输作为其中最重要的运输方式之一，具有如下特点：机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转可以实现“库到库”的直接运输，节约时间和减少中转费用，减少货损；受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式；适用性强，服务面广，时间上有较强的随意性；投资少，资金周转快，社会效益明显。由于公路运输的这些特点，使公路运输事业得以快速发展。到上世纪 70 年代，经济发达国家大多改变了一个多世纪以来的以铁路运输为中心的局面。公路运输在各种运输方式中起到了主导作用，是我国综合运输体系中最
16、为活跃的一种运输方式，并显示了广阔的发展前景。1.2 我国公路现状公路建设是国民经济发展的基础产业和先导产业，一直以来承担着我国大部分的货物运输和旅客运输。20 世纪 90 年代以来，国家对公路建设进行了大规模的资金投入，路网整体水平和公路通过能力有了明显提高。随着 2008 年金融危机后国家 4 万亿经济刺激计划及大力发展基础设施建设政策的出台，我国公路建设于 2009 年呈现出爆发式增长，2010 年交通固定资产投资增速持续放缓，逐渐趋向正常年度增长水平。根据国家统计局的统计，2011 年，全国完成公路水路交通固定资产投资 14,464.21 亿元，比上年增长 9.5%，占全社会固定资产投
17、资的 4.7%。分地区看，西部地区全年完成交通固定资产投资 5,206.23 亿元，所占比重为 36%，比上年提高 2 个百分点；东、中部地区分别完成投资5,547.67 亿元、3,710.32 亿元，所占比重分别为 38.4%和 25.7%。西部地区投增- 7 -速明显高于东部和中部，资金投向继续向西部地区倾斜。1.3 设计基本情况1.3.1 地形、地貌该道路位于平原地区，高度起伏不大，有时有轻微的起伏和倾斜。沿线多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，另外还分布有很多河塘。地形地貌并不复杂，较容易设计线路。1.3.2 水文、气象本地区有一条较大的河流，但区段内灌溉渠交错，并没有很大的沟渠
18、。河流一般情况流量受季节影响及人工调度影响较大。检测表明沿线河流水质对道路不具有侵蚀性。路线经过地区属于亚热带季风气候区，气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。降水量分布有明显的季节变化，一般是夏季最多，冬季最少，夏季雨量在 300-700 毫米之间，冬季雨量在 30-190 毫米之间。6 月中旬至 7 月中旬雨量最多，强度最大。气候以 7、8 月份最热，夏季炎热多雨，冬季温和少雨，雨热同期，有利于农业生产。1.4 主要技术指标技术标准的确定是一项科学性极强、涉及因素广泛的工作，是公路勘察设计的前提条件。技术标准主要依据公路网规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。对
19、于平原区二级公路，除考虑这些重要因素外，还要着重从路线走廊的地形、地质、水文条件和环境保护的要求等方面入手，从实际出发进行全面的分析论证。1.5 设计依据主要参考规范如下：公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ；公路路线设计规范 （JTG D20-2006） ；公路路基设计规范 （JTG F10-2006） ；公路排水设计规范 （JTG TD33-2012) ；公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ；- 8 -公路路基施工技术规范 （JTG F10-2006)；公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004)；公路沥青路面设计规范 （JTG D50-2006） ；
20、公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） 。2 路线设计2.1 概述道路是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等组成的线形人工构造物，是三维的空间实体。而我们平时所说的路线是指道路中线的空间位置和几何构成。在工程设计中，一般将三维空间实体分解表达为平面、纵断面和横断面。路线方案是路线设计最根本的问题。路线方案是否合理，不仅关系到道路本身的工程投资和运营效益，还关系到道路的使用功能和国家的路网规划、国家的政策和国防要求等。因此，路线基本走向的选择应综合考虑公路的等级、在路网中的作用、水文、气象、地质、地形等自然条件，结合铁路、航空、水运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况等，从所
21、有可能的方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。无论是公路还是城市道路设计，都要受到社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约，设计者必须掌握大量的实际资料，进行深入的调查研究才能设计出一条符合一定技术标准、满足行车要求、工程造价最合理的路线。在设计的顺序上，公路一般是尽量顾及纵、横断面平衡及横断面稳定的前提下线确定平面线形，城市道路一般根据道路性质、交通量及交通组织等情况先进行道路横向布置，然后综合考虑平、纵面的合理安排。2.2 选线2.2.1 选线的一般原则选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：（1）选线应根据公路的性质和任务，综合考虑沿线国民经济发展
22、情况和远景规划，正确处理好远期与近期的关系，使路线在路网中发挥较好的作用；（2）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、- 10 -造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指标。（4）选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等。（5）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。（6）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，查清其对道路工程的影响。（7）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染等问题。2.2.2 选线的步骤一条道路的起点、终点确定之后，在起终点间有许多种路线选择，选线的基本任务就是在众多的方案中选出一条符合设计要求，经济合理的最优方案。首先确定起终点的位置，根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确
