1、 目 录 一般部分设计 摘要 .1 Abstract.1 1.1 地形简介 .1 1.1.1 地形、地貌 .1 1.1.2 沿线筑路材料、水、电等建设条件 .3 1.1.3 交通量资料 .4 1.2 设计依据 .4 2 路线设计 .5 2.1 道路技术等级确定 .5 2.2 路线方案的拟定与比选 .5 2.2.1 选线原则 .5 2.2.2 山岭区选线要点 . 6 2.2.3 平面设计技术指标的确定 .6 2.2.4 路线方案拟定与比选 .8 2.3 道路技术标准确定 .9 2.4 道路平面设计 .12 2.4.1 道路平面线性相关概念与要求 .12 2.4.2 平曲线设计逐桩坐标表 .14
2、2.5 道路纵断面设计 .16 2.5.1 纵断面设计原则 .16 2.5.2 平总组合设计 .16 2.5.3 最小填土高度的确定 .17 2.5.4 桥梁、通道控制标高的确定 .17 2.5.5 道路破长及坡度确定 .17 3 道路横断面设计和路基设计 .21 3.1 横断面布置及加宽、超高 .21 3.1.1 横断面布置 .21 3.1.2 路拱横坡 .21 3.1.3 超高及加宽 .21 3.1.4 中央分隔带形式及开口 .21 3.2 路基设计 .22 3.2.1 一般路基设计 .22 3.2.2 路基压实标准与压实度 .24 3.2.3 路基施工要求及注意事项 .25 4 路面结构
3、设计 .26 4.1 路面类型及结构层组合 .26 4.1.1 设计原则 .26 4.1.2 路面类型确定 .26 4.1.3 标准轴载及轴载换算 .27 4.1.4 路面结构层组合 .30 4.2 路面结构层组成设计 .31 4.2.1 基层组成设计 .31 4.2.2 面层组合设计 .33 4.3 路面结构层厚度确定 .36 4.3.1 确定土基回弹模量 .36 4.3.2 拟定路面结构及参数 .36 4.3.3 计算设计弯沉 .36 4.3.4 计算容许弯拉应力 .37 4.3.5 按容许弯沉计算路面厚度 .38 4.3.6 验算弯拉应力 .39 4.4 路面施工要求 .41 4.4.1
4、 沥青混凝土面层施工要求 .41 4.4.2 水泥稳定碎石基层施工要求 .41 4.4.3 二灰土底基层施工要求 .42 4.4.4 路面施工步骤及施工工艺 .42 5 道路排水设计及桥涵方案设计 .45 5.1 道路排水设计 .45 5.1.1 路基排水目的和要求 .45 5.1.2 路基排水设计一般原则 .45 5.1.3 排水系统设计 .46 5.1.4 排水结构物设计 .46 5.2 桥涵方案设计 .50 5.2.1 桥涵设计的基本要求 .50 5.2.2 方案设计 .51 5.3 挡土墙作用 . 52 5.3.1 设计资料及断面尺寸 . 52 5.3.2 设计资料 .52 5.4 断
5、面尺寸 . 52 5.4.1 上墙断面强度验算 . 52 5.4.2 土压力和弯矩计算 . 52 5.4.3 截面应力验算 . 52 5.5 基顶截面应力验算 . 52 5.5.1 破裂角 . 52 5.5.2 土压力 . 52 5.5.3 土压力对验算截面的弯矩 . 52 5.5.4 墙身自重及对验算截面产生的弯矩 . 52 5.5.5 衡重台上填料重及弯矩计算 . 52 5.5.6 截面强度验算 . 52 5.6 基底截面强度及稳定性验算 . 52 5.6.1 破裂角 . 52 5.6.2 土压力 . 52 5.6.3 土压力对基底截面的弯矩计算 : . 52 5.6.4 墙身和基础自重及
6、对基底截面产生的弯矩 . 52 5.6.5 衡重台上填料重及对基底截面产生的弯矩 . 52 5.6.6 基底截面应力和稳定验算 . 52 6 道路工程量计算 .52 6.1 路基土石方量计算 .52 6.2 路面工程量计算 .53 7 路基防护工程设计 .55 7.1 植物防护 .55 7.2 砌石护坡 .55 8 工程预算编制 . 59 8.1 工程预算编制的定义及作用 . 59 8.2 预算编制的依据及编制项 目表 . 59 结论 . 60 致谢 . 61 参考文献 . 62 1 设计原始资料和依据 1.1 地形简介 1.1.1 地形地貌 东北平原又称 松辽平原 。位于大、小兴安岭和 长白
7、山 之间。北起嫩江 中游 ，南至辽东湾。长约 1000 公里， 西最宽处约 400 公里。主要由 辽河 、松花江、嫩江冲积而成。大部分 海拔 在 200米以下。 长春 附近松辽分水岭处地势稍高（ 200 250 米）。松辽分水岭以南称辽河 平原 ，以北称 松嫩平原 。省区包括 黑龙江 、吉林、 辽宁 三个省和 内蒙古 的一部分。面积约 35万平方公里，是 中国 面积最大的平原。 东北平原由三部分组成。北部叫松嫩平原，南部是辽河平原，东北部是 三江平原 。南北的两块平原又合称松辽平原，是东北平原的主体。由于它们是由松花江和嫩江冲积而成，所以地面平坦，海拔多在 200 米以下，站在平原上遥望，平畴
8、沃野，麦浪如波，好一派辽阔大平原的景象。 东北的三江平原则是一个低洼的平坦平原。过去这里是一个 山间盆地 ，每到雨季，三条大江的洪水滚滚而来，一齐涌向这个排水不畅的低洼原野，造成江水泛滥。再加上这一地区纬度较高，冬季漫长，气温较低，蒸发微弱，存于地面的积水蒸发不掉，渗不下去，更排不出去，长年累月的积水就演变成中国有名的 大沼泽地 ，成为 “除了兔子就是狼 ，光长野草不打粮的北大荒 ”。 1949 年以后，成千上万的部队 指战员 ，知识青年和干部群众，怀着开发边疆，建设祖国的豪情壮志，奔向 “北大荒 ”，开垦了成千上万亩的荒地，建立了数以万计的农场，苦战在这千古荒原上。 东北平原虽然冬季较冷，但
9、夏季却很热，沼泽地虽然多，但土壤中水分充足。人民群众充分利用不利条件中的有利因素。最大限度地利用土层深厚，耕地辽阔，有大面积肥沃的黑土， 宜林则林，宜牧则牧，采取农、林、牧、副、渔综合发展的原则，在人迹罕至的茫茫荒原上，排干沼泽，开垦荒地，建 商品粮基地 ，设现代化工厂和 新农村 ，使千古荒原变成万顷良田，使 “北大荒 ”变成了 “北大仓 ”。 1.1.2 沿线筑路材料、水、电等建设条件 1)沿线筑路材料 沿线筑路材料比较丰富，四季宜采，运输方便，以购买为主。对于外购和内采材料，分别调查了其类型、储量、价格、运距等资料，并与协作单位签定了书面协议。在两阶段外业勘察过程中已选取样品进行室内材料物
10、理力学性质和混合料配合比设计试验。 2)水 路线所经处有南秦河、赤水峪、西河、县河等天然河流，水质纯净，对混凝土无侵蚀性，供应充足，均可作为工程用水。 3)电 沿线电力情况供应良 好， 110KV、 35KV、 10KV 输电线路基本沿路线走向布设，具体工程用电可与地方电力部门协商解决。同时建议施工单位也要准备一定量的自发电，以备急需。 1.1.3 交通量资料 表 1.1 交通量表 车型 小汽车 黄河 JN150 跃进 NJ130 解放 A10B 太脱拉 138 交通量 (辆 /日 ) 3000 1200 1000 750 450 预测交通量增长率为 6% 1.2 设计依据 根据批准的设计任务
11、书、地质勘测报告、国家关于公路设计施工的规范、规程、标准等。如： 1)公路路线设计规范 (JTJ 011 2006） 2)公路沥青路面设计规范 (JTG D50 2006） 3)公路沥青路面施工技术规范 (JTGF40 2004） 4)公路排水设计规范 (JTJ 018 1997） 5)公路路面基层施工技术规范 (JTJ 034 2000） 6)公路自然区划标准 (JTJ 001 1986） 7)公路路基设计规范 (JTGD30 2004） 8)公路桥涵设计通用规范 (JTGD60 2004） 9)公路工程技术标准 (JTGB01 2003） 10)公路路基施工技术规范 (JTJ 033-19
12、95） 2 路线设计 2.1 道路技术等级确定 由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算 ,见表 2-1： 表 2-1 交通量折算表 车型 交通量（辆 /日） 折算系数 折算交通量（辆 /日） 小汽车 3000 1.0 1500 黄河 JN150 1200 2.0 2400 跃进 NJ130 1000 1.5 1500 解放 A10B 750 1.5 1125 太脱拉 138 450 2.0 900 总 计 8925 计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式（ 2-1）计算 Nd=N0(1+ )n-1 (2-1) 式中 Nd 远景设计年平均日交通量，辆 /日； N0 起始年平均日交通量，辆 /
13、日； 年平均增长率，取 6%； n 远景设计年限，取 20 年； 所以 Nd=8925(1+6%)20-1=27004（辆 /日） 根据公路工程技术标准 JTG B01-2003 ， 拟 定该条道路为双向四车道的高速公路，设计车速为 80km/h,设计采用的服务水平为一级， 采用整体式路基。 2.2 路线方案的拟定与比选 2.2.1 选线原则 1)在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不站高产田。 2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，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，不应轻易采用最小指标或低限指标
14、，也不应片面追求高指标。 3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下 路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。 4)选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。 2.2.2 山岭区选线要点 山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。 纵面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 2.2.3 平
15、面设计技术指标的确定 1)直线 直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。 规范规定，高速公路同向圆曲线的最小直线长度不小于 6V、反向圆曲线的最小直线长度不小于 2V。本设计速度为 80km/h。 2)圆曲线 圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。 (1)圆曲线的最小半径 极限最小半径 一般最小半径 不设超高最小半径 表 2-2 圆曲线半径 技术指标 一级公路（ 80km/h） 一般最小半径 400 极限最小半径 250 不设超高 最小半径 路拱 %0.2 2500 路拱 %0.2 335
16、0 (2)圆曲线的最大半径 选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于 10000米 。 (3)圆曲线半径的选用 在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用不需设超高的大半径曲线。 (4)平曲线的最小长度 公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；缓和曲线长度：圆曲线长度：缓和曲线长度宜在： 1： 1： 1 到1： 2： 1 之间。 平曲线的最小长度一般值： 400m 平曲线最小长度极限值取： 140m 3)缓和曲线 缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面： (1
17、) 离心加速度变化率不过大 ; (2) 控制超高附加纵坡不过陡 ; (3) 控制行驶时间不过短 ; (4) 符合视觉要 求 ; 因此，公路路线设计规范 JTG D20-2006 规定：高速公路（ 80）缓和曲线最小长度为 70m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。 4)行车视距 行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。 公路路线设计规范 JTG D20-2006 规定：高速公路（ 80）停车视距 St取110m。 2.2.4 路线方案拟定与比选 路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断
18、面设计和横断面设计，三者应 既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。 综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案， 方案一 ：从点（ 527.53， 3702.53）开始，到达点（ 528.38， 3703.86），线路总长为 1826m。该线路高差相对较小，所经区域大部分是农田，土石方工程量相对较小，由于县河流经此区域，需设大桥一座。该线路设置一条圆曲线，起点（ 527.51，3703.16），终 点（ 528.13， 3703.74），圆曲
19、线转角为 360， R=1200m，因半径小于规范规定的当高速公路设计设计车速为 80Km/h 时的不设缓和曲线的最小半径，故需设缓和曲线， Ls=100m。 方案二： 从点（ 527.63， 3702.53）开始，到达点（ 528.38， 3703.86），线路总长为 1752.1m。该线路前半部分所经区域大多为农田，后半部分为重丘区，土石方工程量大。该线路设置一条缓和曲线，起点（ 527.63， 3702.98），终点（ 528.18，3703.58），圆曲线半径为 9.80， R=4500，该 半径大于规范规定的当高速公路设计设计车速为 80Km/h 时的不设缓和曲线的最小半径，故不设缓
20、和曲线。 表 2-3 方案比选 方案一 方案二 优 缺 点 优点： 1.土石方工程量小，有利于环境保护 2.桥梁规模相对较小，施工难度低 缺点： 1.平面线形指标略低，但可满足要求 2. 征地 规模较大 3.软基处理面积过大 优点： 1.平面线性指标高，行车舒适性好 2.高边坡数量少 缺点： 1.桥梁规模较大，施工难度较高 2.拆迁量大，土石方工程量大 高速公路投资比较大，对所经过地区的经济起重要作用，所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，设计要特别注意线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最
21、小，造价最低。 综合考虑： 1)从景观、行车视觉上看，方案二优于方案一 ; 2)从路线平面指标上看，方案二较好 ; 3)从规模及施工难度上看，方案一较好 ; 综合考虑以上各种因素 ,最终选择方案二作为最终设计方案。 2.3 道路技术标准确定 1)高速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 /日，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 45000-80000 辆 /日。 2)高速公路和具有干线功能的一级公路的设计交通量应按 20 年预测。 3)高速公 路设计应做好总体设计，使各种技术指标的设置与平纵横线形组合恰当，平面顺
22、适，纵面均衡；各构造物的选型与布置合理、实用、经济。 4)车道宽度应符合规定要求，设计速度 80km/h 的车道宽度为 3.75m，设计速度 100km/h 的车道宽度为 3.75m。 5)高速公路、一级公路各路段的车道数应根据设计交通量、采用的服务水平确定。 6)高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带。中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合规定的要求。设计时速 80km/h 中央分隔带宽度的一般值为 2.00m，最小值为 1.00m；左侧路缘带宽度一般值 0.50m，最小值 0.50m；中间带宽度一般值 3.00m，最小值 2.00m。 7)路肩宽度应符合规定。高速公
23、路设计时速 80km/h 右侧硬路肩一般值为2.50m，最小值为 1.50m，土路肩宽度一般值取 0.75m，最小值取 0.75m。高速公路、一级公路应在右侧硬路肩内设右侧路缘带，其宽度为 0.50m。高速公路的右侧硬路肩宽度小于 2.50m 时，应设置紧急停车带。紧急停车带宽度应为 3.50m，有效长度不应小于 30m，间距不宜大于 500m。 8)高速公路、 一级公路的互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理设施等的出入口处，应设置加减速车道。高速公路、一级公路以及二级公路的连续上坡路段，当通行能力、运行安全受到影响时，应设置爬坡车道。爬坡车道宽度应为 3.50m。 9)各级公
24、路路基宽度应符合规定。高速公路四车道设计时速 80km/h 的路基宽度一般值为 24.50m，路基宽度最小值 21.50m。各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加减速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。确定路基宽度时，中央分隔带宽度、 左侧路缘带宽度、右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同类项相加。 10)高速公路、一级公路的停车视距应符合规范要求，高速公路四车道设计时速 80km/h 的停车视距为 110m。高速公路、一级公路以及大型车比例高的二、三级公路，应采用货车停车视距对相关路段进行检验。 11)直线的最大与最小长度应有所
25、限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。圆曲线最小半径应符合规范规定，高速公路四车道设计时速 80km/h 的圆曲线最小半径一般值为 400m，圆曲线最小半径极限值为 250m。路拱 2%时的不设超高最小半径为 2500m，路拱 2%时的不设超高最小半径为 3350m。直线与小于规范规定的圆曲线最小半径相衔接时，应设置回旋线。回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求，选用较大的数值。 12)最大纵坡应符合规定要求。高速公路设计时速 80km/h 的最大纵坡 5%。越岭路线连续上坡或者下坡路段，相对高差为 200-500m 时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于 5
26、00m 时，平均纵坡不应大于 5%。任意连续 3km 路段的平均纵坡不应大于 5.5%。纵坡的最小坡长应符合规范规定，高速公 路设计时速 80km/h的最小坡长取 200m。不同纵坡的最大坡长应符合规范要求，高速公路设计时速80km/h，纵坡坡度为 3%的最大坡长取 1100m，纵坡坡度为 4%的最大坡长取 900m。公路纵坡变更处应设竖曲线。竖曲线最小半径和最小长度应符合规范规定。高速公路设计时速 80km/h 的凸型竖曲线一般值取 4500m，凸型竖曲线的极限值取3000m。高速公路设计时速 80km/h 的凹形竖曲线半径一般值取 3000m，高速公路设计时速 80km/h 的凹形竖曲线极
27、限值取 2000m，竖曲线最小长度取 70m。 13)路基路面 应根据公路功能、公路等级、交通量，结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。同时，路面面层应满足平整和抗滑的要求。路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取土、弃土应进行专门设计，防止水土流失、堵塞河道和诱发路基病害。路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖、高填对其造成不良影响。高速公路、一级公路宜采用浅挖、低填、缓边坡的路基断面形式。高速公路路面不宜分期修建，但位于软土、高填方等沉降较大的局部路段，可按“一次设计、分期实施”的原则实施。 14)路 基设计洪水频率应符合规范规定，高速公路路基设计洪水频率取1/100。路基高度设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不使其影响路基的强度和稳定性。沿河及受水浸淹的路基边缘标高，应高出规定的设计洪水频率的计算水为加壅水高、波浪侵袭高和 0.5m 的安全高度。 15)路堤基底应清理和压实。基底强度、稳定性不足时，应进行处理，以保
