1、1安益三级公路设计说明书目 录第 1 章 设计总说明3第 2 章 平面设计4第 3 章 纵断面设计13第 4 章 横断面设计18第 5 章 土石方的计算和调配21第 6 章 路基设计23第 7 章 路基路面排水设计25第 8 章 水泥混凝土路面设计26第 9 章 桥涵选用说明32主要参考文献 40结 束 语 41致 谢422安益三级公路施工图设计李华山（湖南城市学院土木工程系 2006 级道路桥梁工程技术专业，湖南 益阳 413000）摘要：公路施工图设计是运用已学的专业基本理论、基本知识、基本技能，进行本专业的工程设计或科学研究。 本设计是安益三级公路施工图设计。主要作了如下工作：首先采用纬
2、地5.83进行了路线设计，包括平面设计、纵断面设计、横断面设计以及土石方调配，接着在路线设计的基础上进行了路基路面设计，包括一般路基设计、特殊路基设计、防护工程设计、排水工程设计、路面设计。路面设计中，从经济实用的角度，对刚性路面和柔性路面进行了了比较，最终选择了水泥混凝土路面，并进行了水泥混凝土路面结构设计；然后根据地形图及纵断面，进行了涵洞和桥梁设计，最后进行了施工组织设计和施工图预算，其中施工图预算采用wcost进行电算。 本次设计中：基本使用计算机辅助设计与成图，设计过程中的主要计算成果由Excel（电子表格）计算所得。同时本设计体现环保意识，强调环保。关键字：三级公路；设计； 3第一
3、章 设计总说明1.1地理位置图（略，详细情况见路线设计图）1.2设计依据根据设计任务书及所给定的地形图1、公路工程技术标准（JTG B012003）2、公路路线设计规范（JTJ01194）3、公路路基设计规范（JTG D302004）4、公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ D402002）5、公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F302003）6、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）7、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）1.3 路线及工程概况本路线是山岭重丘区的一条三级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为10 米，双向车道，无中央分隔带，土路肩
4、为 2 0.5 米，行车道为 2 3.250 米。设计速度为 30Km/h，路线总长 1697.142 米,起点桩号 K0+000.00，终点桩号为K1+697.142。设计路线共设置了四个平曲线，半径分别为 110m 110m 130m 80m.，弯道处均设置缓和曲线，本次纵断面设计设置了 3 个变坡点，1 个凸形竖曲线，2 个凹形竖曲线，半径分别为 2200，3000，6000 米。本路线设计中有一座两跨的钢筋混凝土空心板桥，总跨径 40 米，桥全长为 48 米； 1.4 沿线土壤地质情况覆盖层以种植土，亚砂土和亚粘土为主。含少量的碎石土，覆盖层厚度 2m 左右，稻田中的种植土厚 0.6m
5、 左右，下伏基岩为硅化板岩。1.5 沿线材料分布情况公路沿线 5km 以内有较丰富的砂砾材料、砂,当地沿线无矿石料场,矿石材料需要外购,相距约 40km.相距 50km 左右处有水泥厂和石灰生产厂；钢材等建材，可以在益阳进货，相距 40km 处进货。41.7 气象资料月平均最高气温：35 度（七月）月平均最低气温：5 度（一月）日最高气温：41 度日最低气温：-7 度日最大气温差：21 度平均年降水量：2600mm小时最大降水量：230mm潮湿 系数：.日最大风速：当地自然气候区划属：IV3 区1.6 环境保护本路线设计考虑了道路对自然景观的影响，尽可能多的利用原路段，减少对自然景观的破坏。对
6、于道路施工造成的取土坑、弃土区填方及挖方边坡采用完善的排水系统和必要的防护措施。第二章 路线平面设计道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。52.1 公路等级的确定2.1.1 已知资料表 2-1路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率 6.5%）2.1.2 查标准由公路工程技术标准规定：交通量换算采用小客车为标准车型。表 2-2各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型 车辆折算系数 说 明小客车 1.0 19 座
7、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7t14t 的货车拖挂车 3.0 载质量14t 的货车2.1.3 交通量计算初始年交通量：N=1200+1300+160*1.5+2100+600*1.5+140*1.5+200*2+40*3=64702.1.4 确定公路等级假设该公路远景设计年限为 20年，则远景设计年限交通量 N:N=6470(1+4.5%) =14932 辆/日120根据规范：高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000 辆以上。一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量15000
8、30000 辆。二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量500015000 辆。小客车大客车CA50小货车BJ130中货车CD50中货车EQ140大货车JN150中客车SH130拖挂五十铃1200 160 2100 600 100 200 1300 406由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。所以根据给定的条件，要安二级要求设计一条三级公路。 2.2 选线设计2.2.1 选线的基本原则：（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好
9、，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标准。（4）选线应注意同农田基本建设的配合，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。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。（7）选线应综合考虑路与桥的关系2.2.2 选线的步骤和方法：道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把
10、路线的平面布置下来。a 全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。7b 逐段安排在 路 线 基 本 走 向 已 经 确 定 的
11、基 础 上 ， 根 据 地 形 平 坦 与 复 杂 程 度 不 同 ， 可分 别 采 取 现 场 直 接 插 点 定 线 和 放 坡 定 点 的 方 法 ， 插 出 一 系 列 的 控 制 点 ， 然 后从 这 些 控 制 点 中 穿 出 通 过 多 数 点 (特 别 是 那 些 控 制 较 严 的 点 位 )的 直 线 段 ，延 伸 相 邻 直 线 的 交 点 ， 即 为 路 线 的 转 角 点 。c 具 体 定 线在 逐 点 安 排 的 小 控 制 点 间 ， 根 据 技 术 标 准 的 结 合 ， 自 然 条 件 ， 综 合 考 虑平 、 纵 、 横 三 方 面 的 因 素 。 随 后
12、拟 定 出 曲 线 的 半 径 ， 至 此 定 线 工 作 才 算 基 本完 成 。做 好 上 述 工 作 的 关 键 在 于 摸 清 地 形 的 情 况 ， 全 面 考 虑 前 后 线 形 衔 接 与 平 、纵 、 横 综 合 关 系 ， 恰 当 地 选 用 合 适 的 技 术 指 标 ， 使 整 个 线 形 得 以 连 贯 顺 直 协调 。 2.2.3 方 案 比 选 ：在 两 公 里 的 路 线 设 计 中 有 许 多 路 线 走 向 可 以 选 择 ， 根 据 已 确 定 的 路 线 的大 概 走 向 ， 综 合 考 虑 地 形 状 况 和 技 术 经 济 指 标 后 ， 选 定 了
13、两 套 方 案 。 此 地 形为 山 岭 区 ， 路 线 的 前 一 公 里 处 就 有 一 条 河 ， 根 据 此 处 的 地 形 ， 布 线 应 为 跨 河布 置 。 方 案 一 采 用 自 然 展 线 的 方 法 ， 以 适 当 的 坡 度 ， 顺 着 自 然 地 形 ， 绕 山 咀侧 沟 来 延 伸 距 离 ， 跨 越 小 河 ， 克 服 高 差 ， 土 石 方 量 比 较 小 ， 建 造 经 济 。 方 案二 虽 与 方 案 一 走 势 大 致 相 同 ， 但 跨 越 山 体 ， 河 流 时 造 成 较 大 的 土 石 方 填 挖 ，同 时 桥 涵 布 置 尺 寸 大 于 方 案 一
14、 所 设 计 的 图 形 ， 建 造 不 够 经 济 。综 合 比 较 后 最 后 选 择 第 一 套 方 案 。2.3平曲线要素值的确定2.3.1 平面设计原则：(1) 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。(2) 除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。(3) 保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。(4) 应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适8也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。(5) 平曲线应有足
15、够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度2.3.2 平曲线要素值的确定：平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：A .基本形曲线几何元素及其公式：按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。例如设计中的大多数点都是应用这个的。如下图一。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。 标准规定，除四级路可以不设缓和
16、曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成 1：1：1。这一点非常 的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。a 平曲线主
17、要参数的规定表 2-3三级公路主要技术指标表设计车速 30km/h一般最小半径 65m平曲线极限最小半径 30m缓和曲线最小长度 30m9不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 350m2.0% 450m最大纵坡 8%一般最小半径 400m凸曲线极限最小半径 250m一般最小半径 400m凹曲线极限最小半径 250m本设计公路平曲线半径分别为半径 110m 100m 130m 80m；缓和曲线长度皆为 35m；竖曲线半径分别为： 2200m、3000m、6000m，经验证，均满足要求。b 设计的线形大致如下图所示：图 2-1路线设计图交点间距计算公式为 （2-1）2121YXL导线方位角计算公式
18、为 （2-2）12arctgB1.起点、交点、终点的坐标如下：BP：(620，160) JD1：(482，610) JD2：（652，1080) JD3: (560,1310)JD4：（598，1512）ED：(402，1724) 102. 路线长、方位角计算（1）路线长度计算公式D0-1= 22)1()(YX由公式有D01=416.3093mD12=389.6755mD23=136.5282mD34=92.0675mD45=230.6858m( 5) 转角计算=36.95（左）141.68（右）232.46（左） 353.61(右)4B. 有缓和曲线的圆曲线要素计算公式1.在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：
