衡枣高速第4合同段路线设计路桥毕业设计说明书 72页

南华大学毕业设计（论文）任务书学院：城市建设学院题目：衡枣高速第4合同段【K31+976.28～K38+879.643】路线设计起止时间：2012年12月15日至2013年5月25日 一、毕业设计目的训练学生综合应用所学的基础课、技术基础课和专业课知识，培养学生独立完成道路与桥梁工程设计的能力，它是培养专业人才教学过程中最后也是极为重要的一部分。通过设计，学生应了解和熟悉道路与桥梁工程设计的一般原则、步骤和方法；掌握道路与桥梁工程各单项构筑物的设计、计算方法以及编制设计说明书和绘制施工图的要求和方法。二、设计任务一）设计的任务与内容衡枣高速第4合同段K31+967.28~K39+000段路线设计，要求按重丘高速公路、设计车速100km/h进行设计，车道为四车道，起始桩号为K31+967.28。设计文件必须符合有关设计标准与规范。三、毕业设计要求1、按任务书的要求，独立完成设计、计算和绘图工作，认真提出完整的设计文件。2、采用各种工艺、施工方法、设计方案。对总体方案进行必要的技术经济比较，然后选定较佳的设计方案。3、每一阶段设计完成后，必须经指导教师审批后才能进行下一阶段的设计。4、每一阶段设计都必须严格按计划进行，定期完成。5、设计文件、说明书和计算书要求扼要、简明、清晰，设计图纸要求准确，主次分明。图幅要求：297×420（A3），按道路工程制图标准GB50162—92编制，毕业设计说明书按南华大学毕业设计要求编写。6、设计文件经审查、考查及格后，才能作毕业设计答辩，并以此定为高等学校毕业的总结和质量检查。四、毕业设计的内容与程序准备工作：1、熟悉设计对象及有关设计资料；2、明确毕业设计任务；3、设计的基本知识学习；4、设计方案的初步考虑；5、设计内容的文献资料查阅、工程调研和现场勘察，收集设计所需要的地质、地形、气象等资料。在完成上述任务时，需逐项填写设计任务书（原始资料部分），并拟订出初步方案提纲。 方案比选：1、不同方案的建立；2、设计方案的技术经济比较；3、推荐方案的确定与论证。设计（论文）具体要求：任务书开题报告中文摘要英文摘要目录1、设计资料与依据1）设计资料2）沿线自然条件3）设计标准4）主要技术经济指标2、方案比选3、路线设计1）平面设计2）纵面设计3）横断面设计4）平纵组合设计5）土石方计算与调配4、路基设计5、挡土墙及桥涵设计（布设）6、环境保护与景观设计7、结论参考文献谢辞设计应提交的设计图表（1）图纸编排次序工程图纸应按封面、扉页、目录、说明、主体工程、次要工程等顺序排列。按照公路工程文件编制办法，图纸应按下面的次序排列：第一篇　总体设计1、地理位置图 2、说明书3、路线平纵面缩图4、主要技术经济指标表5、公路平面总体设计图第二篇　路线1、公路路线平面图2、路线纵断面图3、直线、曲线及转角表4、路线逐桩坐标表5、公路用地图6、护栏设计图7、防眩设计图9、隔离栅设计图10、标线设计图第三篇　路基、路面1、路基设计表2、边沟（排水沟）设计表3、路基标准横断面图4、路基一般设计图5、路基横断面设计图6、超高方式图7、中间带设计图8、中央分隔带开口设计图9、路基土石方数量表10、路基每公里土石方数量表11、路基土石方运量统计表12、路基支档及防护工程设计图13、路基路面排水工程设计图第四篇　桥梁、涵洞仅做一涵洞布置与结构图第八篇　环境保护与景观设计对于工程没有涉及的部分，图纸中不列出，但“篇”的序号不能改变。例如，工程中没有隧道工程，因而没有第六篇　隧道，但路线交叉依然为第七篇。（2）扉页及目录 扉页应绘制图框，各级负责人签署区应位于图幅上部或左部；参加项目的主要成员签署区、设计单位等级、设计单位证书号，应位于图幅下部或右部，排列应力匀称。图纸目录应绘制图框，目录本身不应编入图号与页号。详细内容参看《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》交公路发[2007]358号。五、毕业设计进度安排1、12月15日~1月15日　　收集资料2、1月15日~3月15日　　矢量化地形图、方案比选、路线设计工作3、3月15日~4月15日　　挡土墙、桥涵工作4、4月15日~5月15日　　毕业设计说明书编写工作4、5月16日～5月24日答辩准备、制作幻灯片、毕业答辩六、设计依据及主要参考资料（1）道路工程术语标准GBJ124-88（2）公路自然区划标准JTJ003-86（3）公路工程技术标准JTGB012003（4）公路工程抗震设计规范JTJ004-89（5）公路路线设计规范　JTG　D20－2006（6）公路路基设计规范JTGD30—2004（7）公路路基施工技术规范（JTGF10－2006）（8）公路软土地基路堤设计与施工技术规范JTJ017-96（9）公路排水设计规范JTJ018-97（10）公路环境保护设计规范JTJ/T006-98（11）道路交通标志和标线GB5768-1999（12）道路工程制图标准GB50162—92（13）公路工程基本建设项目设计文件编制办法（交公路发[2007]358号）七、学生最终应提交的材料1．开题报告1份。2．外文资料译文1篇（附原件）。3．毕业论文1份。4．图纸1套。5．除纸质版外，提交全套的电子版本。八、成绩评定毕业设计成绩由平时成绩（40分）、成果（40分）和答辩（20分）三部分组成，过程考核成绩由指导老师给出，论文成绩原则上由系部负责人指定熟悉该领域的教师或专家给出，答辩成绩由答辩委员会给出。 指导老师签字：年　月　日 南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目衡枣高速第四合同段【K31+976.28～K38+879.643】路线设计设计（论文）题目来源老师给定设计（论文）题目类型　工程设计起止时间　2012年12月15日至2013年5月25日一、设计（论文）依据及研究意义：设计依据：业主的设计文件和可行性报告、提供的当地资料以及设计所涉及的相关规范：《公路路线设计规范》JTGD20—2006《公路路基设计规范》JTGD30—2004《公路排水设计规范》JTJ018—97《公路隧道设计规范》JTGD70—2004《公路路基施工技术规范》JTGF10—2006《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004研究意义：该道路路段交通运输网络稀疏，高速公路的建设能增加当地交通运力，促进当地经济的发展。二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标研究主要内容：工程概况了解，包括项目概况，设计依据，建设条件等；方案比选；道路选线，包括道路平横纵断面设计等；路基路面设计，包括结构设计、路面排水设计等；挡土墙和桥涵设计，以及景观设计等。预期目标：设计一条经济合理安全的高速公路设计方案：根据设计原始资料进行技术、经济方案的选比确定公路的基本设计方案；然后进公路的总体设计、平纵横分布设计，并考虑沿途路况设置相应的挡土墙以及桥涵工程，最后进行沿途景观设计。三、设计（论文）的研究重点及难点：重点：路线方案比选，平纵横断面设计，路基设计。 难点：路线方案比选，路基结构设计。四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：研究方法：1熟悉设计的对象及有关的设计资料明确设计任务。2、采用各种工艺、施工方法设计方案，对总体方案进行必要的技术经济比较，然后选择较佳的设计方案。3、完成任务书、开题报告、中英文摘要等内容。4、道路的总体及其附属结构的设计和计算。5、施工组织设计6、整理设计成果做结论。时间安排：1、12月15日~1月15日　收集资料2、1月15日~3月15日矢量化地形图、路线设计工作、路面设计（方案比选）3、3月15日~4月15日　挡土墙、桥涵工作4、4月15日~5月15日　毕业设计说明书编写工作5、5月16日～5月24日答辩准备、制作幻灯片、毕业答辩五、进行设计（论文）所需条件：1、设计原始资料、各种与设计相关的工程软件。2、各种参考规范的学习借鉴。六、指导教师意见：签名：年月日 摘要本设计是衡枣高速中的第四合同段【K31+976.28～K38+879.643】的设计,该段路线总长为6903.363米。本设计设计车速为100km/h,车道为4车道。本设计主要工作有利用南方cass矢量化地形图，熟悉设计资料。从地形图上进行选择几条可能的路线，由于本设计中无法对所选择的路线进行实地勘探，故只能用纬地三维道路系统对其进行初步的设计，得出几条线路的主要经济技术指标表。取其最优作为本设计最终的路线方案。方案确定后用纬地对其进行详细的平纵横三断面的设计，然后对路线中需要架设桥梁的地方进行设计，对挖坡和填方量大的地方设计挡土墙。最后为了行车的舒适和保护环境，进行了环境保护和景观设计。关键词：矢量化纵断面设计横断面设计环境保护 AbstractThisdesignisthefourthcontractsectionofheng-zaohigh-speedin[K31+976.28~K38+879.643],theroutelengthof6903.363meters.Thedesignspeedof100km/h,lanesto4lanes.ThedesignofthemainworkusingtheCASSvectortopographicmap,familiarwiththedesigndata.Selectseveralpossibleroutesfromtopographicmaps,thedesigncannotbeontheselectedrouteoffieldexploration,soitcanonlybeusedinweftthree-dimensionalroadsystemforpreliminarydesignofthemaintechnicalandeconomicindexes,wecandrawseverallinesofthetable.Theoptimaldesignasthefinalroutescheme.Thedesignschemeisdeterminedbythelatitudeofthedetailofthehorizontalandverticalthreesection,thentodesigntheneedtobridgerouteinplace,todigtheslopeandtheamountoffilllocaldesignofhighretainingwall.Finally,inordertodrivingcomfortandprotectenvironment,theenvironmentalprotectionandlandscapedesign.Keywords:VectorisationProfiledesignCrosssectiondesignEnvironmentalconservation 目录第1章设计原始资料和依据11.1设计原始资料11.2沿线自然条件21.3设计标准21.4主要技术经济指标3第2章方案比选42.1路线方案选择的方法和步骤42.2路线方案线形的比较42.3主要经济技术指标的比较6第3章路线设计93.1路线平面线形选取93.1.1选线93.1.2技术指标93.2路线平面线形设计113.2.1平面路线布设的原则和具体方法：113.2.2平曲线要素的计算123.3纵断面设计193.3.1纵坡设计一般要求及本设计所采用的技术指标：203.3.2纵坡设计的方法和步骤：213.3.4竖曲线设计要求223.3.5纵段面设计步骤233.4横断面设计273.4.1.横断面设计步骤273.4.2路基宽度273.4.3路基边坡坡度283.4.4路拱坡度293.4.5护坡道303.4.6边沟设计303.4.7取土坑与弃土堆30 3.4.8护坡道与碎落台303.4.9超高设计313.5平、纵组合设计要点313.5.1平纵线形组合设计的一般设计原则313.5.2平、纵线形组合的基本要求313.5.1平、竖曲线的组合323．5.2平纵线形设计应注意避免的组合323.5.3线形与环境的协调323.6土石方的计算和调配333.6.1土石方的计算333.6.2土石方的调配33第４章路基设计354.1路基设计354.1.1  路基断面形式354.1.2 选择路堤填料与压实标准；364.1.3路基处理374.2 路基排水系统布置和排水结构设计。384.2.1路基排水系统384.2.2边沟设计384.2.3截水沟设计394.3 坡面防护和加固设计，附属设施设计。394.3.1防护与加固的目的以及分类394.3.2坡面防护394.3.3边坡防护措施404.4路基稳定性验算414.4.1路基整体稳定性分析414.4.2确定滑动面圆心位置424.4.3稳定系数K值434.5路基施工设计434.5.1路基施工的一般规定444.5.2填方路基的施工44 4.5.3填方路基的施工454.5.4路基土石方施工45第5章挡土墙及桥涵设计475.1挡土墙设计475.2挡土墙的布置475.2.1挡土墙的纵向布置475.2.2挡土墙的横向布置485.2.3平面布置485.3挡土墙的基础埋置深度485.4排水设施485.5沉降逢与伸缩缝495.6挡土墙位置选择495.7桥梁设计505.7.1设计原则505.7.2设计要求505.7.3设计任务和要求515.8小桥涵的位置类型选择515.8.1小桥涵位置选择515.8.2桥涵布置方案52第6章环境保护与景观设计536.1项目区域社会环境和自然环境现状536.1.1地理位置536.1.2地形地貌536.1.3气候气象546.1.4植被情况546.2保与景观设计的原则546.3实际过程中的环保措施556.4实际过程中的环保措施55结论57参考文献58谢辞59 第1章设计原始资料和依据1.1设计原始资料本设计中所拥有的设计原始资料有：1、地形图：比例尺1:2000地形图10张。2、交通量：交通量年增长率3%，近期交通量25000辆/昼夜。3、沿线地形、地质、地震、气候、水文等自然地理特征本区域属亚热带季风性湿润气候类型，气候温和，四季分明，雨水充沛，春湿多雨；夏秋多旱，严寒极短，暑热期长。年平均气温为16.2℃C~17.7℃，极端最高气温40.5℃，极端最低气温-7.9℃。一年中以7~8月最热，12月~次年2月最冷。有霜冻和降雪，全年降水量为1325.3~1359.1mm，集中在3~8月，年蒸发量为1452mm，全年无霜期为231~282天。气候对本路段施工有影响的主要是雨季，路基土方及构造物要不失时机地做好施工计划安排。沿线水系属湘江水系，地表沟塘密布，水量丰富。地下水主要为松散岩石类空隙水、基岩裂隙水、岩溶水等，对工程影响较小。本合同段位于湖南省衡阳市境内，总体呈东西走向，起点位于衡南县车江镇双龙村，经花桥、上龙、振兴、盘古、硫市、终于四合，全长14.00km。本合同段所经地区主要为剥蚀丘陵地貌，相对高差40~80m。地势东低西高，地形起伏较大，冲沟发育，植被稀少，冲沟、稻田、水塘相邻而生，多基岩露头，山坡坡度角一般为20~35o。本合同段出露地层主要为第四系低液限粘土、低液限粉土；基岩为白垩系紫红色钙泥质砂岩、钙质灰岩及石炭系天壶组灰岩。本合同段路线走向与岩层走向呈大角度相交，区域稳定性好。沿线多处存在软土地基，主要为淤泥、淤泥质粘土，呈流塑~软流塑状，可用粉喷桩、土工布+砂砾垫层等方法处理。路线所在区域沿线新构造运动主要表现为差异抬升运动。全新世以来本区地壳微弱下降，区内地震基本烈度小于Ⅵ度，按《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89的规定，构造物仅采用简易设防。4、沿线筑路材料、水、电等建设条件与公路建设的关系 本建设项目地处湖南西南部地区，沿线地表水系发育，沟、塘密布，受降水量影响明显，较大的常年性地表水体为湘江及其支流，水量丰富。雨量多集中于4~8月，河水受降水影响明显。水、电资源丰富，能够满足本项目建设的需要。本合同段石料主要来源于衡南县冠市街及周家皂料场，储量丰富，质量可靠，其中冠市街为玄武岩料场，石料磨光值、磨耗值、抗压强度均符合高速公路沥青表面层的材质要求，但须自采，运输条件较好；周家皂料场为石灰岩料场，开采场地大，储量丰富，采运方便，可满足路面、桥涵、防护、排水等工程种规格石料的需要。沿线砂料相对匮乏，需从湘江岸边采运，运距较远，但运输条件较好，本合同段砂料来自衡南县车江镇料场第。1.2沿线自然条件本区域属亚热带季风性湿润气候类型，气候温和，四季分明，雨水充沛，春湿多雨；夏秋多旱，严寒极短，暑热期长。年平均气温为16.2℃C~17.7℃，极端最高气温40.5℃，极端最低气温-7.9℃。一年中以7~8月最热，12月~次年2月最冷。有霜冻和降雪，全年降水量为1325.3~1359.1mm，集中在3~8月，年蒸发量为1452mm，全年无霜期为231~282天。气候对本路段施工有影响的主要是雨季，路基土方及构造物要不失时机地做好施工计划安排。沿线水系属湘江水系，地表沟塘密布，水量丰富。地下水主要为松散岩石类空隙水、基岩裂隙水、岩溶水等，对工程影响较小。本合同段位于湖南省衡阳市境内，总体呈东西走向，起点位于衡南县车江镇双龙村，经花桥、上龙、振兴、盘古、硫市、终于四合，全长14.00km。本合同段所经地区主要为剥蚀丘陵地貌，相对高差40~80m。地势东低西高，地形起伏较大，冲沟发育，植被稀少，冲沟、稻田、水塘相邻而生，多基岩露头，山坡坡度角一般为20~35o。本合同段出露地层主要为第四系低液限粘土、低液限粉土；基岩为白垩系紫红色钙泥质砂岩、钙质灰岩及石炭系天壶组灰岩。本合同段路线走向与岩层走向呈大角度相交，区域稳定性好。沿线多处存在软土地基，主要为淤泥、淤泥质粘土，呈流塑~软流塑状，可用粉喷桩、土工布+砂砾垫层等方法处理。路线所在区域沿线新构造运动主要表现为差异抬升运动。全新世以来本区地壳微弱下1.3设计标准公路等级：高速公路（重丘）设计速度：100km/s 行车道宽度：2*2*3.75m（双向）最大纵坡：采用最大纵坡为4%路基宽度：26m停车视距：160m路肩宽度：3.75m服务水平：一级设计年限：30年设计荷载：公路—Ⅰ级，人群荷载3KN/m1.4主要技术经济指标本设计中路线的主要主要经济技术指标表如下：表1.1主要技术经济指标表序号指标名称单位数量1234　一、基本指标　公路等级级高速公路　计算行车速度Km/h100　交通量辆/昼夜25000　二、路线　路线总长Km6.903　路线增长系数1.016　平均每公里交点个数个0.724　平曲线最小半径m800.000　个1　平曲线占线路总长m2576.545　%37.323　直线最大长度m980.163 第2章方案比选公路路线方案的比较与选择是公路工程研究与设计的重要内容，也是公路工程设计的根本问题。它着眼于全局，从公路工程的系统出发，对工程技术、经济效益、运营效益、施工条件等方面进行对比分析，定性与定量相结合，最终确定出合理的路线方案。2.1路线方案选择的方法和步骤路线方案是通过许多方案的比较淘汰而确定的。路线的其中点之间的自然情况越复杂，距离越长，可能的方案就越多，需要淘汰的方案就越多。淘汰的方法，不可能每条线路都去实地查勘进行，因而要尽可能收集已有资料，现在室内进行研究筛选，然后就最佳的、而且优劣难辨的有限方案进行调查或踏勘。路线方案选择的做法通常是：（1）搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例的地形图、航测图、水文、地质、气象等资料。（2）根据确定了的路线总方向和公路等级，结合搜集的资料，初步研究各种可能的路线走向。研究重点应放在地形、地质、地物复杂，外界干扰多，牵涉面大的段落。（3）按室内初步研究提出的方案进行实地调查，连同野外调查中发现的心方案，都必须坚持跑到、看到、调查到，不遗漏一个可能的方案。2.2路线方案线形的比较方案比较是选线中确定路线总体布局的有效方法，在可能布局的多种方案中，通过方案比较决定取舍，选择出技术合理、费用经济、切实可行的最优方案。从方案比较的深度不同可分原则性方案比较和详细的方案比较两种。路线方案的比较，从形式上可分为质和量的比较。原则性的方案比较，问题多全面规划，主要是质的比较。这种比较不能以简单的公式计算技术指标和经济指标进行比较，主要通过前述各方面对路线因素进行评比。方案线形的比较方案一的线形图如图2.1 图2.1方案一线形图方案二的线形图如图2.2图2.2方案二线形图 从线形上看方案一、方案二平面线形都均设了5个交点，两方案线形的形式均能符合该段设计标准，方案一中路线穿过的农田较多，侵占农田数量多。地形方面比较平坦些，方案二中主要是从山的垭口穿过，侵占的农田数量少。从这点上来看，我们应该选择方案二。2.3主要经济技术指标的比较方案一主要技术经济指标表如下表2.1主要技术经济指标表序号指标名称单位数量1234　一、基本指标　　　公路等级级高速公路　计算行车速度Km/h　100　交通量辆/昼夜25000　二、路线　　路线总长Km6.957　　路线增长系数　1.024　　　平均每公里交点个数　个0.719　　平曲线最小半径m900.000　　个1　平曲线占线路总长m3619.307　　%52.025　直线最大长度m1463.004　最大纵坡%2.817　　处1　最短坡长m753.085　竖曲线占路线总长m17597988　　%25.296 　平均每公里纵坡变坡次数次0.575　竖曲线最小半径　　　凸型m/个910.000/1　凹型m/个12400.000/1方案二的主要技术经济指标表如表2.2表2.2主要技术经济指标表序号指标名称单位数量1234　一、基本指标　公路等级级高速公路　计算行车速度Km/h100　交通量辆/昼夜25000　二、路线　路线总长Km6.903　路线增长系数1.016　平均每公里交点个数个0.724　平曲线最小半径m800.000　个1　平曲线占线路总长m2576.545　%37.323　直线最大长度m980.163　最大纵坡%2.200　处1　最短坡长m793.720　竖曲线占路线总长m1442.708 　%20.899　平均每公里纵坡变坡次数次0.724　竖曲线最小半径　凸型m/个9700.000/1　凹型m/个9800.000/1从主要技术经济指标中我们不难看出方案二的线形更加顺畅，故推荐方案二2.3路线方案比选表本设计中公选两个方案的比较表如下表2.3路线方案定性综合评价比较表序号指标名称方案一方案二1建设里程较好好2造价好较好3线形顺畅程度差好4乡镇规划差好5地方政府意见差好6实施难易程度较好好7征用土地差好8综合评价推荐从表中的综合评价比较表可以看出方案二是比较好的方案 第3章路线设计3.1路线平面线形选取3.1.1选线路线布设主要受复杂的地形制约，沿线地质构造复杂，建筑物复杂。本次平面设计综合考虑本合同地形、地质、水文条件、现有的池塘、湖泊、道路、建筑物及农田水利规划及环境保护等因素，巧妙运用直线、圆曲线等曲线要素，避难就易，充分利用有利的岸线进行展线，既不单纯摒弃地形地质限制而追求高指标，对某些最小指标特别是极限指标谨慎选用，使路线设计的每一个部分都符合技术经济的合理性要求，并且线形均衡、协调。全线共设转角桩5个，最小平曲线半径为800m，设计值均大于规范中规定的平曲线最小半径值(400m)，平均每公里交点个数为0.724个。路线的增长系数为1.016，直线最大长度为980.163m，平曲线总长为2576.545，平曲线占路线总长为37.323%3.1.2技术指标查相关资料确定主要技术标准1.公路用地　　新建公路路堤两侧排水沟外缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于1m的土地为公路用地范围；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m的土地为公路用地范围。高真深挖路段，为保证路基的稳定，应根据实际情况确定用地范围。　　公路用地还包括立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施、公路养护管理及绿化和苗圃等工程的用地范围。2.路线高速公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合表3.11的规定：表3.1中间带宽度表一般值（m）最小值(m)中央分隔带2.01.0 续上表一般值（m）最小值(m)左侧路缘带0.750.50中间带宽度3.52.0（1）路肩宽度：表3.2路肩宽度表一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度3.002.50土路肩宽度0.750.75（2）路基宽度路基宽度（m）：一般值：26最小值：24.5（四车道）：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。（3）车道宽度设计车速为100km/h，车道宽度为3.75m停车视距：160m圆曲线最小半径（m）一般值：700极限值：400最大纵坡：4% 高速公路受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%。在海拔2000m以上或积雪冰冻地区的四级公路，最大纵坡不大于8%。各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。最小坡长：250m竖曲线最小半径和最小长度应符合表2.3规定。表3.3竖曲线要素取值表一般值10000 凸形竖曲线半径（m）极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线最小长（m）853.2路线平面线形设计3.2.1平面路线布设的原则和具体方法平面线形设计一般应遵守以下基本原则a).平面线形应直捷、连续、顺适，并与周围环境相协调b).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里上的要求c).保持平面线形的均衡与连惯d）.应避免连续急转的线形e）平曲线应有足够的长度，本设计中的平曲线长度都能满足要求,即平曲线的长度均大于170米。本合同段共设5个交点。对于定线来说，平曲线设计的主要工作是曲线要素的计算，表3.4是本设计的5个交点桩号及其他一些要素表3.4平曲线设置表交点号交点桩号转角值半径缓和曲线长度JD1K32+830.37125°22′23″(Z)800180JD2K34+031.02014°50′12″(Y)1100150交点号交点桩号转角值半径缓和曲线长度20°39′32.3 JD3K35+491.086″(Z)950180JD4K36+941.40129°41′56.7″(Y)900220JD5K37+870.02315°34′58.8″(Z)9501403.2.2平曲线要素的计算平曲线要素的计算是整个平面线形设计的重点，线形选择优劣对后续的设计工作有着重要的意义，道路平面线形的基本组合为：直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线——直线，详见图2.1（1）平曲线要素的计算公式图2.1“基本型”平曲线缓和曲线后圆曲线内移值△R计算见公式（2-1）△R=y0－Rcosβ0=（3-1）缓和曲线的曲线切线长Th计算公式如下：Th=(R+△R)tan+q（3-2）缓和曲线的曲线长Lh计算公式如下：Lh=（α－2β0）R+2Ls（3-3）缓和曲线起点到圆曲线原点的距离计算公式如下： q=x0－Rsinβ0=－（3-4）缓和曲线的外距Eh计算公式如下：Eh=(R+△R)sec－R（3-5）缓和曲线的超距Dh算公式如下：Dh=2Th－Lh（3-6）式中：q——缓和曲线起点到圆曲线原点的距离，也称为切线增值，m△R——设缓和曲线后圆曲线内移值，mβ0——缓和曲线终点缓和曲线角，radLs——缓和曲线长，mR——圆曲线半径，mα——偏角，（°）Th——设置缓和曲线的曲线切线长，mLh——设置缓和曲线的曲线长，mEh——设置缓和曲线的外距，mDh——设置缓和曲线的超距，m（2）平曲线要素计算JD1计算1）JD1要素计算△R===1.688(m)q=－=－=89.962(m)β0===0.1125(rad)Th=(R+△R)tan+q=(800+1.688)×0.226+89.962=270.432（m）Lh=（α－2β0）R+2Ls=174.275+2×180=534.275(m)Dh=2Th－Lh=2×270.432－534.275=6.589(m)2）计算JD1曲线五个主点里程桩号：JD1K32+830.371 －Th270.432ZHK32+559.939+Ls180HYK32+739.939+(Lh－2Ls)174.275YHK32+914.214+Ls180HZK33+094.214－Lh/2267.137QZK32+827.077+Dh/23.294JD1K32+830.371说明计算无误。JD2计算1）JD2的详细计算过程如下△R===0.852(m)q=－=－=74.988(m)β0===0.068(rad)Th=(R+△R)tan+q=(1100+0.852)×0.131+74.988=218.322（m） Lh=（α－2β0）R+2Ls=134.843+2×150=434.843(m)Dh=2Th－Lh=2×218.322－434.843=1.801(m)2）计算JD2曲线五个主点里程桩号：JD2K34+031.020－Th218.322ZHK33+812.698+Ls150HYK33+962.698+(Lh－2Ls)134.843YHK34+097.541+Ls150HZK34+097.541－Lh/2217.421QZK34+030.119+Dh/20.901JD2K34+031.020说明计算无误。JD3计算1）JD3要素计算△R===1.421(m) q=－=－=89.973(m)β0===0.0947(rad)Th=(R+△R)tan+q=(950+1.421)×00.183+89.973=263.381（m）Lh=（α－2β0）R+2Ls=162.539+2×180=522.539(m)Dh=2Th－Lh=2×263.381－522.539=4.224(m)2）计算JD3曲线五个主点里程桩号：JD3K35+491.086－Th263.381ZHK35+227.704+Ls180HYK35+407.704+(Lh－2Ls)162.539YHK35+570.243+Ls180HZK35+750.243－Lh/2261.269QZK35+488.974 +Dh/24.224JD3K35+491.086说明计算无误。JD4计算1）JD4要素计算△R===2.241(m)q=－=－=109.945(m)β0===0.1222(rad)Th=(R+△R)tan+q=(900+2.241×0.265+109.945=349.162（m）Lh=（α－2β0）R+2Ls=82.539+2×220=686.512(m)Dh=2Th－Lh=2×349.162－686.512=11.812(m)2）计算JD4曲线五个主点里程桩号：JD4K36+941.401－Th349.162ZHK36+592.239+Ls220HYK35+407.704+(Lh－2Ls)82.539YHK37+058.752 +Ls220HZK37+278.752－Lh/2261.269QZK36+935.495+Dh/25.906JD4K36+941.401说明JD计算无误。JD5计算1）JD5要素计算△R===0.859(m)q=－=－=69.987(m)β0===0.0737(rad)Th=(R+△R)tan+q=(950+0.859×0.137+69.987=200.095（m）Lh=（α－2β0）R+2Ls=82.539+2×140=398.376(m)Dh=2Th－Lh=2×200.095－398.376=1.814(m)2）计算JD5曲线五个主点里程桩号：JD5K37+870.023－Th349.162ZHK36+592.239+Ls140 HYK35+407.704+(Lh－2Ls)82.539YHK37+058.752+Ls220HZK37+278.752－Lh/2261.269QZK36+935.495+Dh/25.906JD5K36+941.401说明JD5计算无误。综上计算可得：JD1,JD2,JD3,JD4,JD5的设计无误，且该线形可用。3.3纵断面设计纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的立体线形效果。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度，同时应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出尽量满足各方面的要求的最适合公路的纵坡。 3.3.1纵坡设计一般要求及本设计所采用的技术指标1．坡设计必须满足《标准》的各项规定。2．为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大.和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值合理安排缓和曲线坡段，不宜连续用极限长度的陡坡夹最短长度的坡。连续上下坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭附近的纵坡应尽量缓一些。3．纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。4．一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节约用地。5．平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。6．对连接段纵坡，如大中小桥引道及隧道两端接线等，纵坡应缓一些避免产生冲突，交叉处前后的纵坡应平缓一些。7．在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。纵坡设计应考虑汽车的性能，有利于安全、提高车速、减少大气污染，应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度。设计中共选取5个变坡点，其对应桩号详见表3.5表3.5变坡点桩号表变坡点桩号变坡点桩号1K32+7704K36+8702K34+0305K37+8703K35+480 3.3.2纵坡设计的方法和步骤1.准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。2.标注纵断面控制点纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控梁标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。3.试坡试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。4.调坡调坡主要根据以下两方面进行：⑴结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。5.根据横断面图核对纵坡线核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。6.确定纵坡线 经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。设计纵坡时还应注意以下几点：1.在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。2.平竖曲线重合时。要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。3.大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。3小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。4.注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。5纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形欺负过大，纵坡不够理想，或则土石方工程量过大而育无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。7.计算设计标高根据已定的纵坡和变坡点的设计标高，则可以计算出未设竖曲线以前各桩号的设计标高。3.3.4竖曲线设计要求1.宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。2.同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线后复曲线。3.反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。4.应满足排水要求 3.3.5纵段面设计步骤1.选点根据地形图上的高程，以10m一点算出道路上各点的原地面高程，将各点高程对应地标于纵断面米格纸上，然后用直线连接各点，注意港口、河的标法，画出道路纵向的原地面图。2.拉坡首先是试坡，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点间进行穿插与取值，试定出若干直坡线。对各种可能的原考虑平纵结合、挖方、填方以及排水沟设置等众多因素初步拟订坡度线。然后进行计算，看拉的坡满不满足控制点的高程，满不满足规范要求，如不满足就进行调坡。调坡时应结合选线意图，对照标准所规定的最大纵坡、坡长限制以及考虑平纵线形组合是否得当进行调坡。竖曲线各项指标如表3.6：表3.6竖曲线各项指标设计车速（km/h）100最大纵坡（％）4%最小纵坡（％）0.3%凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线最小长度（m）853.竖曲线计算竖曲线计算依据以下几个公式：边坡点前后两侧纵坡坡度分别为和,，其上坡为“+”，下坡为“-”竖曲线的要素图见图3.2。其坡度差的计算公式如下：（3-7）竖曲线长度L的计算公式如下： (3-8)竖曲线切线长T的计算公式为：(3-9)竖曲线的要素图见图3.2。图3.2竖曲线要素图变坡点K32+770处竖曲线：根据设计得知：设计的竖曲线半径R=9800，则：已知计算公式：右半部分：(3-10)左半部分：(3-11)其中：曲线上任意点到曲线起点（左半曲线）或终点（右半曲线）的水平距离。直线上点到相邻变坡点的距离已知变坡点桩号：K32+770高程为82.538m坚曲线起点桩号=【K32+770】-180.32=【K32+589.68】坚曲线起点高程=82.538+180.32×3.68%=89.174m竖曲线终点桩号=【K32+770】+180.32=【K32+950.320】 竖曲线终点高程=82.538+180.32×3.68%=89.174m计算过程其他变坡点的计算过程如下：变坡点2的计算：由设计可知变坡点2的桩号为【K34+030】，设计高程为101.186，假设竖曲线半径为9700。由ω＜0，可知该段为凸形竖曲线。那么有进而可知坚曲线起点桩号=【K34+030】-103.305=【K33+926.695】坚曲线起点高程=101.186-103.305×2.13%=98.986m竖曲线终点桩号=【K34+030】+103.305=【K34+133.305】竖曲线终点高程=101.186-103.305×2.13%=98.986m变坡点3的计算：由设计可知变坡点3的桩号为【K35+480】，设计高程为91.76，设竖曲线半径为16000。由ω>0，可知该段为凹形竖曲线。那么有进而可知坚曲线起点桩号=【K35+480】-108=【K35+372】坚曲线起点高程=91.76+108×1.35%=93.218m竖曲线终点桩号=【K35+480】+108=【K35+588】竖曲线终点高程=91.76+108×1.35%=93.218m变坡点4的计算：由设计可知变坡点4的桩号为【K36+870】，设计高程为101.491，设竖曲线半径为29900。由ω<0，可知该段为凸形竖曲线。那么有进而可知 坚曲线起点桩号=【K36+870】-212.29=【K36+657.71】坚曲线起点高程=101.491-212.29×1.42%=98.476m竖曲线终点桩号=【K35+480】+108=【K35+588】竖曲线终点高程=101.491-212.29×1.42%=98.476m边坡点5的计算过程同上，此处不再赘述。综上计算，各变坡点的要素汇总如下表序号桩号竖曲线标高（m）凸曲线半径R（m）凹曲线半径R（m）切线长T（m）外距E（m）起点桩号终点桩号1K32+77082.53816　9800180.321.658944K32+589.680K32+950.3202K34+030101.186169700　103.3050.55009913K33+926.695K34+133.3053K35+48091.76116　160001080.3645K35+372K35+5884K36+870101.4911629900　212.2894020.75362525K36+657.711K37+082.2895K37+87094.2912　11800117.43982220.58441152K37+752.560K37+987.440表3.7竖曲线要素汇总表 3.4横断面设计3.4.1.横断面设计步骤1、根据横断面资料，逐桩绘出地面线，顺序为由下向上，有左向右；2、根据平面、纵断面、路基设计表的资料，在地面线上逐桩标注填挖高度；3、根据地质资料，确定出各路段的挖方边坡和填方边坡；4、绘制横断面设计线：（1）直线路段：路面为水平线；（2）缓和曲线路段：在临界坡度内，为折线；在临界坡度外，为斜直线；（3）圆曲线路段：斜直线。分别计算个桩的填方面积和挖方面积。3.4.2路基宽度路基横断面采用整体式路基。整体式路基标准横断面有行车道、中间带（中央分隔带、左侧路缘带）、路肩（右侧硬路肩、土路肩）等部分组成，见图3.3所示。据任务书知道公路等级为高速公路，车道数拟定双向四车道。图3.3横断面组成图表3.8级公路整体式断面路基宽度公路等级高速公路、一级公路设计速度（km/h）1201008060车道数0.864864644 路基宽度（m）一般值45.0034.5028.0044.0033.5026.0032.0024.5023.00最小值42.00—26.0041.00—24.50—21.50200公路等级二级公路、三级公路、四级公路设计速度（km/h）8060403020车道数22222或1路基宽度（m）一般值12.0010.008.507.506.50（双车道）4.50（单车道）最小值10.008.50———该道路为双向四车道高速公路，设计速度为100Km/h,根据《公路路线设计规范JTGD20-2006》（如表2-6），路基宽度取26m，取设计车道宽度为3.75m,得总车道宽度为3.75×4＝15m,高速公路车速为100Km/h设置硬路肩和土路肩，硬路肩宽度为3×2=6.0m,土路肩的宽度为0.75×2=1.5m，设置2m宽的中间带和0.75×2=1.5m宽的路缘带。3.4.3路基边坡坡度边坡的坡度，一般用边坡的高度与宽度的比值来表示。路基边坡坡度的大小，取决于边坡的高度和土壤的性质，且与当地的气候、水文地质等自然因素有关。地质条件好的边坡高度不大于20m时，边坡坡度不宜陡于规范的规定值。边坡高度大于20m的路堤，边坡形式宜采用阶梯形， 坡度宜进行稳定性分析计算确定路堤边坡坡度表如下表。表3.9路堤边坡坡度表　边坡坡度填土类别上部高度下部高度　（H≤8m）（H≤12m）细粒土01:01.501:01.8粗粒土01:01.501:01.8巨粒土01:01.301:01.5填石路基应选用当地不易风化的片、块石砌筑，内侧填石；岩石风化严重或软质岩石路段不宜采用砌石路基。砌石顶宽不小于0.8m，基底面向内倾斜，砌石高度不宜超过15m。砌石内、外坡率不宜大于规范的规定值。本设计中填石路基边坡坡度值采用如下表的形式表3.10砌石边坡坡度表序号砌石高度（m）内边坡度外坡坡度1≤501:00.301:00.52≤1001:00.501:00.73≤1501:00.601:00.73.4.4路拱坡度路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。路拱坡度主要是考虑路面排水的要求，路面越粗糙，要求路拱坡度越大。但路拱坡度过大对行车不利，故路拱坡度应限制在一定范围内。对于六、八车道的高速公路，因其路基宽度大，路拱平缓不利横向排水，《公路工程技术标准》规定“宜采用较大的路面横坡”。路拱坡度计算同边坡坡率，以路面为斜边的三角形，路拱坡度=高/横向水平距离。 坡度是等高线地图最易辨识地形特征之一，我们粗略的观察地图就能了解各山峰的坡度，例：曲线之间距愈窄，坡度愈陡，曲线间距愈宽，坡度愈缓2.山峰之曲线间距均匀表示该地段为等坡，若上方的间距小於下方间距，表示该地段为凹行坡，反之则为凸形。沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1~2%，故取路拱坡度为2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%，硬路肩采用2%的路拱。土路肩采用3%。3.4.5护坡道护坡道是为保护路基坡脚不受流水侵蚀，保证边坡稳定，而在路基坡脚与取土坑内侧坡顶之间预留的1~2m甚至4m以上宽度的平台。当路堤较高时，为保证边坡稳定，在取土坑与坡脚之间或边坡坡面上，沿纵向保留或筑成有一定宽度的平台称为护坡道。其目的是加宽边坡横距，减缓边坡平均坡度，护坡道愈宽，愈有利于边坡稳定，但工程量随之增加，根据实际情况，宽度至少为1.0m，并随填土高度增加而增大。一般情况下，护坡道宽度d为：h<3.0m，d=1.0m；h=3~6m，d=2m；h=6~12m，d=2~4m。3.4.6边沟设计边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0~1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：2~1：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原重丘区，故宜采用矩形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m。3.4.7取土坑与弃土堆选点时要兼顾土质、数量、用地及运输条件等因素，还必须结合沿线区域规划、因地制宜，综合考虑，维护自然平衡，防止水土流失，做到借之有利、弃之无害。平坦地区，如果沿路用土量较少，可以沿路两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合；水淹没地段的桥头引道近旁，一般不设取土坑，如设取土坑要距河流中水位边界10m以外，并与导治结构物位置相适应。路基开挖的废方，应尽量加以利用。废方一般选择路旁低洼地就近堆弃。3.4.8护坡道与碎落台护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度。查《公路工程技术标准》得，当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1m的护坡道；当高差大于6m时，应设置宽2m的护坡道。本设计的填土高度有小于6m的也有大于6m的，再结合当地的自然条件，护坡道均设置1.5m，并向外倾斜4% ，设于填方路基坡脚。碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。结合本路段的实际情况，在挖方路段道路两侧边坡坡脚各设一道2米宽的碎落台。3.4.9超高设计为抵消车辆在曲线路线上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理的设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。当汽车等速行驶时，圆曲线上所产生的离心力是常数，而在回旋线上行驶则因回旋线曲率是变化的，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。在公路工程施工中，路面的超高横坡及正常路拱横坡是不便于用坡度值来控制，而是用路中线及路基，路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。因此，在设计中为便于施工，应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路中线的高差。所谓超高值就是指设置超高后路中线，路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。本公路为整体式路基，路拱为2%，硬路肩为2%，土路肩为3%。3.5平、纵组合设计要点3.5.1平纵线形组合设计的一般设计原则(1)在视觉上能够自然地诱导驾驶员的视线，并保持视线的连续。任何使感到迷惑和判断失误的线形都有可能导致操作的失误，最终导致交通事故。（2）保持平纵线形的技术指标大小均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用密切相关，任何单一提高某方面的技术指标都是毫无意思的。（3）为保证路面排水和行车安全，必须选择适合的合成坡度。（4）注意和周围环境的配合，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度。特别是在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。3.5.2平、纵线形组合的基本要求（1）平曲线与竖曲线组合相互对应，且稍长于竖曲线。（2）合成坡度的设计应与线形组合设计相结合。有条件时，最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不小于0.5%。（3）平纵面线形组合设计应使线形与自然环境和景观相配合。协调。 （4）平曲线缓而长，且竖曲线坡差小于1%时，平曲线中可包含多个竖曲线（5）竖曲线半径宜大于平曲线半径的10～20倍。随着平曲线半径的增大，竖曲线增大倍数也宜增加。3.5.1平、竖曲线的组合（1）平、竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。这种组合是是平曲线和竖曲线相互对应，竖曲线的起终点落在平曲线的两个缓和曲线内，即“平包竖”。（2）平、竖曲线大小应保持均衡。据德国资料统计表明，如果平曲线的半径小于1000m,竖曲线的半径大约为平曲线的10～20倍时即可达到均衡的目的。（3）暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合合理。3．5.2平纵线形设计应注意避免的组合（1）应避免在凸型曲线的顶部和凹型竖曲线的底部插入小半径平曲线。（2）应避免短的平曲线与短的竖曲线组合（3）在长直线段或长平曲线内要尽量设成直坡线避免设置凸凹看不见的线形。（4）应避免平曲线与竖曲线错位组合。（5）应避免在长直线上设置长坡凹型竖曲线路段这种路段易产生视觉的错觉，造成超速行驶。3.5.3线形与环境的协调道路作为一种人工构造物，可以将其作为景观对象来研究。线形与环境的协调应遵守以下的原则1.定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。2.当公路以挖方穿过山脊或通过宽阔林地时，路线应布设成曲线，以保持自然景观的连续。3.注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。4.对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。5.对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路相协调，增加美感。 3.6土石方的计算和调配3.6.1土石方的计算1.横断面面积计算在这里采用积矩法，所谓积矩法就是将横断面按单位横宽划分为若干个梯形或三角形，然后分别计算每一个梯形或三角形的面积再累加起来即为路基横断面面积。2.土石方数量计算土石方数量采用平均断面法计算。若相邻两断面均为填方或挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为棱柱体，其体积的计算公式为：(3-12)式中---体积，即土石方数量，；---相邻两断面的面积，；---相邻两断面之间的距离，。3.6.2土石方的调配土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向以及计价土石方的数量和运量等。通过调配，合理地解决路段土石方平衡与利用的问题。1.土石方调配原则①尽可能移挖作填,以减少废方和弃方.如在半填半挖路段,应首先考虑在本段内移挖作填,按先横向后纵向的次序进行。②纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。L经=+L免式中：B——借土单价(元/m³)；T——远运运费单价(元/m³·km)；L免——免费运距(km)由上可知，经济运距是确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则考虑就近借土。 ③土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。④借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。⑤不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。2.调配的方法土石方调配方法，目前生产上采用土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法简单，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是：准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。②计算并填写表中“本桩利用”、“填缺”、“挖余”各栏。当以石作填土时，石方数应填入“本桩利用”的“土”一栏，并以符号区别。然后按填挖方分别进行闭合核算，其核算式为：填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余③纵向调运首先确定合理的经济运距，再根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案,确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距：调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离的免费运距。④计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量⑤复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余+纵向调运方+废方总调运量复核 挖方+借方=填方+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。⑥计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量一般工程上所说的土石方总量,实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大中桥梁、长隧道的土石方工程数量另外计算。本段土石方数量表见附表。第４章路基设计4.1路基设计4.1.1  路基断面形式由横断面设计部分可知，路基宽度为26m，其中路面跨度为15.00m，中间带宽度为3.5m，其中中央分隔带宽度为2.0m，左侧路缘带宽度为0.75×2=1.5m，硬路肩宽度为3.0×2=6.0m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。；路面横坡为2%，硬路肩横坡为2%,土路肩横坡为3%。路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度。路基高度分为中心高度和边坡高度。本合同段中土路肩顶面高程与路面中面层顶面齐平。下图为本设计中公路路基横断面基本示意图。路基宽度行车道路肩路肩图4.1路基断面图 4.1.2 选择路堤填料与压实标准1）路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表的规定，砂类土填筑。表4.1路基填料最小强度和最大粒径要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（%）填料最大粒径（cm）高速公路填方路基上路床0~30810下路床30~80510上路堤80~150415下路堤150以下315零填及路堑路床0~308102）路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合下表的要求表4.2路基压实度表填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（高速公路、一级公路）零填即挖方0~0.300~0.80≥95≥95 填方0~0.800.80~1.50＞1.50≥95≥93≥90由于路线地处水网地区，设计中应加强挖淤排水及清除表土的严格要求。路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。4.1.3路基处理1.一般路基处理原则：路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽1.0m，内倾3%，，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0~80cm采用7%石灰土处理；路基高度≤2.0m路段，清楚耕植后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用掺7%石灰土处理；路基高度>2.0m的路段，路床顶面以下0~60cm采用7%石灰土处理层,其他层根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。2.路床处理：路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。3.填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理：基底土密实，地面横坡缓于1：5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑前进行压实，高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度（重型）不应小于85%，路基填土高度小于路床厚度（80cm）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准；基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。 路基土的掺灰剂量，可根据当地情况实验确定，一般粘质土采用石灰或二灰处理，粗粒土可以采用25号水泥处理。4.特殊路基处理（河塘路基的处理）路基河塘地段，先围堰，进行放水或排水挖除淤泥，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽≥1.0m，内倾3%，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m来控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0~80cm采用7%石灰土处理。4.1.4路基防护1.路基填土高度H≤4m时，采用拱形骨架植草防护。2.路基填土高度H>4m，时，采用浆砌片石衬砌人字骨架防护，骨架内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，骨架用M7.5浆砌片石镶边，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。3.路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm,底宽80cm，个别小的河塘全部填4.2 路基排水系统布置和排水结构设计4.2.1路基排水系统路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水井，渡水槽和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0~2m以上。4.2.2边沟设计边沟横断面采用矩形，在本合同段中边沟的宽度和深度均为0.6m。边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.3%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，采用M7.5的砂浆强度，边沟长度不宜超过500m。边沟尺寸如图4-2所示 图4.2边沟示意图4.2.3截水沟设计本设计中截水沟断面形式采用矩形，宽度和深度选用0.6m，纵坡选用1%,对条件受限制的地方可超过1%，但不宜大于3%。截水沟离路堑坡顶的距离取5m。如果在山坡填方路段需要设置截水沟，至少保证截水沟与坡脚之间有2m的间距。截水沟的示意图如下图4.3所示图4.3路堤截水沟图4.3 坡面防护和加固设计4.3.1防护与加固的目的以及分类路基防护与加固的目的在于防止自然因素所引起的路基破坏和过量变形，同时稳定路基美化路容，提高公路的使用品质。路基防护和加固工程设施，按其公用不同，可分为边坡坡面防护，冲刷防护及支挡建筑3大类。本路基设计主要考虑坡面防护4.3.2坡面防护本路基设计主要采用土质边坡坡度为1׃1.5。考虑到湖南地区降雨量较大，坡面冲刷比较严重，并结合工程防护，采用骨架防护，并铺草皮相结合的路基坡面防护形式，具体为采用片石铺砌成方格，方格内再铺草皮。坡面防护如图4-3所示 图4.4坡面防护示意图4.3.3边坡防护措施植物防护是一种经济有效的防护措施，利于绿化环境，保持生态平衡，特别是在气候潮湿、草皮易于生长的地区，但采用时必须注意保证其成活。本设计路段中填方和挖方小于2.5m时采用植草防护。砌石护坡对于较陡的土质边坡（1：0.75-1：1）和易风化和破碎的岩石边坡，可采用砌石护坡，砌石有干砌和浆砌片石两种，前者适用于边坡坡度较缓或经常有地下水渗出坡面的情况。干砌片石厚度一般不小于0.2-0.3m。当干砌片石不适宜或效果不好时，采用浆砌片石。浆砌片石护坡的厚度，视边坡高度和陡度而异，一般为0.2-0.4m。本设计路堑挖深大于2.5m时，2.5m以下均采用浆砌片石防护，边坡防护设置见表4.3。表4.3边坡防护设置路段表路段桩号防护类型K32+400～K32+790植物防护砌石护坡K32+795～K32+816植物防护K32+820～K33+224植物防护砌石护坡K33+320～K33+540植物防护 K33+596～K34+210植物防护砌石护坡K34+220～K34+600植物防护砌石护坡K34+620～K34+860植物防护砌石护坡K34+940～K35+450植物防护K35+500～K35+990植物防护砌石护坡K36+190～K36+620植物防护K36+740～K36+820植物防护砌石护坡K36+840～K37+110植物防护砌石护坡K37+230～K37+440植物防护砌石护坡K37+530～K37+962植物防护砌石护坡K38+220～K38+420植物防护K38+530～K38+879.595植物防护砌石护坡综合考虑在本设计中的地下水埋深较浅等实际情况，本设计在边坡防护中采用植物防护和浆砌片石两种形式。填方和挖方小于2.5m时采用植草防护。挖深大于2.5m的路堑，上部2.5m采用铺草皮，下部采用浆砌片石防护。4.4路基稳定性验算4.4.1路基整体稳定性分析土体试验资料：该路堤填土是紫红色粘质土，试验得该工程地区土的重度γ=20KN/m3土的内摩擦角取30°，粘聚力C=20KPa，其破坏面为曲面，为简化计算，可假设破坏时为一圆弧滑动面，采用简单条分法（圆弧法）进行计算，验算高度取h1=6m，边坡坡率1：1.5。本设计公路为有中央分隔带的双向四车道高速公路，取道路的一个方向进行验算。车辆荷载取汽车-20级重车（Q=300KN，L=5.6m）车辆荷载按公式3.1换算为土柱高h0(3.1)式中：N—并列车辆数，双向四车道N=4； L—标准车辆轴载为5.6m；Q—一辆重车的重力（标准车辆荷载为300KN）；γ—路基填料的重度（KN/m3）；B—荷载横向分布宽度，近似取路基宽26m。数值带入计算可得：h0=0.48m，取h0=0.5m，偏于安全计算.4.4.2确定滑动面圆心位置用4.5H法滑动面圆心位置的辅助线，取通过路堤坡脚和距路基左边缘1/4路基跨度处的圆弧。绘出圆弧滑动面的计算图示，如图4.4所示.图4.44.5H法确定圆心位置图示其中，辅助线的作图表值参考表4.4：表4.4辅助线的作图表值边坡坡度边坡角β1β21׃1.530°40´26°35° 4.4.3稳定系数K值由《路基路面工程》有，；(3-2)式中：Ni—各土条的法向分力，Ni=Qicosαi；Ti—各土条的切向分力，Ti=Qisinαi；αi—各土条重心与圆心连接线对竖轴y的夹角；L—圆弧滑动面全长，L=16.59m边坡计算高度H=h0+h1=6.5m。综上可列稳定性计算表如表4.5所示表4.5路堤稳定性计算表编号αicosαisinαiAiQiNiTi1-6°01´0.99-0.103.5871.8471.40-7.5325°50´0.990.109.63192.40191.4419.54317°34´0.950.3013.75275.31262.183.13430°23´0.860.5115.77315.09271.87159.31545°23´0.700.7111.73234.08164.42166.65658°48´0.520.851.6132.816.9828.06总和56.081121.52978.54449.16则，稳定系数K==1.99。由于K>1.45，所以路基稳定性验算结果满足要求。4.5路基施工设计理想的设计必须通过施工来实现,施工实践是检验设计的重要过程。路基施工的主要内容，大致可归纳为施工前的准备工作和基本工作两大部分。土质路基的基本工作，是路堑挖掘成型、土的移运、路堤填筑压实，以及与路基直接有关的各项附属工程。施工的准备工作，内容较多，大致可以归纳为组织准备、技术准备和物质准备三个方面。 4.5.1路基施工的一般规定（1）路基施工宜以挖作填，减少土地占用和环境污染。（2）路基施工中各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况，做成2%~4%的排水横坡。（3）雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面及时修理平整并压实。（4）施工过程中，当路垫或边沟内发生地下水渗透流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。（5）排水沟的出口应通至桥涵进出口处。（6）取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。（7）当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的存土量不能满足须另求土源，应按照下列规定办理：当地面横坡定于1:10时，路侧取土坑应设在路基上侧，在桥头两侧不宜设取土坑，特殊情况下，可在下游一侧设置，但应留有宽度不小于4.0m的护坡道。取土坑的边坡，内侧宜为1:1.5，外侧宜小于1:1，沿河地段的坑底坡度可减少至0.1%，沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%，坑底一般宜高出附近水域的常年水位，取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡，坡厚为2%~3%，当取土坑底宽度大于6m时，可做成向中间倾斜的双向横坡，并在中间设置底宽0.4m的纵向排水沟，当坑底纵坡大于0.5%时，可以不设排水沟，当沿河弃土时，不得阻塞河流，挤压挤孔和造成河岸冲刷。4.5.2填方路基的施工（1）土方路基应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路堤时，应控制其含水量在其最佳压实含水量2%之内。对于一般土基，先清除地表农作物的根茎、树跟等杂物，用推土机推平，然后用平地机整形刮平，压路机压实至合格压实度。当原地面横坡在1：10~1：15时，将原地表土翻松，再进行填筑，原地面坡度陡于1：5时，原地面挖成宽度不小于2米，厚度0.5米的台阶，并向内倾斜3%，台阶保持无水，但砂性土可不挖台阶，只需将原地翻松（2）土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，采用机械压实时，分层的最大摊铺层厚度，按土质类别，压实机具功能辗压遍数等，经过验证确定，但最大摊铺厚度不宜大于50cm，填筑至路床地面，最后一层的最小压实厚度不应小于8cm。路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《路工程技术标准》（JTGB01-2003 ）的要求。路基基底为耕地或土质松散时，应在填进行压实，路基设计时，可考虑了清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m计列压实所填增加的土方量。（3）路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度，压实厚度不得小于设计宽度，最后削坡。（4）填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。（5）原地面纵坡大于2%的地段施工，两段交接处，不在同一时间填筑则先填地段应按1:1坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠、衔接，其搭接长度不得小于2m。（7）河滩路堤填土，应连同护道在内，一并分层填筑，可能受水浸没部分的填料，应选择水稳定性比较好的土料，河槽加宽，加深工程应在修筑路堤前完成，调治构造物应提前修建。（8）两侧取土，提高在3m以内的路堤可用推土机从两侧分层推填，并配合平地机分层填平，土的含水量不够多时，用洒水车并用压路机分层辗压。（9）填方集中地区路基的施工A．取土场运距在1km范围内时，可用铲运机运送，辅助以推土机开道，翻松硬土，取整取土段，清除障碍等。B.取土场运距超过1km范围时，可用松土机翻松，用挖掘机或装载机配合自卸车运输，用平地机平整填土，配合洒水车压路机辗压。4.5.3填方路基的施工（1）边沟应分段设置出水口，梯形边沟末端长度不应该超过300m，三角形边沟不宜超过200m。（2）平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不予许曲线内有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。（3）土质边沟当沟底纵坡大于3%时应采用加固措施。4.5.4路基土石方施工1.低矮路堤处理当路线经过水田或低洼地段、地下水位较高其路堤填涂高度小于1.5m时，清除表面淤泥后换填30cm砂砾。两侧排水不畅时，应加设纵向盲沟。2.填挖处理交界处理在纵向的填挖交界处各10m范围的下路床底部设置土工隔栏。土工隔栏采用双向土工隔栏，其抗拉强度要求大于50KN/m2。3.土方开挖前应准备放出坡口桩。 开挖中发现土层性质有变化时，应修改施工方案，调整边坡比。开挖至路基设计标高以下0.3吗，停止开挖。机械整平压实，再做0.3m厚精加层达到设计标高。路基应完全达到压实标准后方可经行下一步施工。4.路基填筑（1）路基填筑在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配良好的粗粒土作为填料，砾(角砾)类土应优先选作路床材料。自路基顶面向下80厘米范围内要求填筑碎石土、碎砾土及山皮土，碎石含量要求大于25%，对路基填筑的远运土要求CBR值大于8。路基填筑前必须进行室内试验。（2）分层填筑路堤填筑时必须分层，每一水平层均采用同类填料，每层松铺厚度不得超过30cm。（3）为保证路基的压实度，填方路堤两侧各超宽填筑50cm，一并压实，最后削坡成设计宽度。（4）路基填挖结合部、路基填土小于1.5米的路段及土质挖方段，应在路基顶面下80厘米范围内全部换填透水性材料，保证无原状土。（5）桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。 第5章挡土墙及桥涵设计5.1挡土墙设计挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和山坡墙等类型。重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其型式简单，施工方便，可就地取材，适应性强，故被广泛采用。当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置，因为路肩挡土墙可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地。若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙，并作经济比较后确定墙的位置。沿河堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。5.2挡土墙的布置5.2.1挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。布置的内容有：1.确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门，翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可以横向端墙连接。2.按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。3.布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。4.布置泻水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。 5.2.2挡土墙的横向布置横向布置，选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。5.2.3平面布置对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。5.3挡土墙的基础埋置深度对于土质地区，基础埋置深度应符合下列要求：无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。对于岩石地基，应清除表面风化层。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度，以防止地基剪切破坏。当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。5.4排水设施挡土墙应设置排水措施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。排水措施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，不要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，一防止边沟水渗入基础；设置墙身泄水孔，排除墙后水。 浆砌片石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔。排水孔的出口应高出墙前地面0.3m；若为路堑墙，应高出边沟水位0.3m；若为浸水挡土墙，应高出常水位0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。5.5沉降逢与伸缩缝为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，以内感设置伸缩缝。设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10~15m设置一道，兼器两者的作用，缝宽2~3cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。5.6挡土墙位置选择本路段挡土墙布置方案如下表5.1表5.1挡土墙方案表方向位置形式左侧K31+976.28～K32+230.324仰斜式挡墙左侧K32+524.123～K32+642.358路堑挡墙左侧K32+814.712～K33+198.712路堑挡墙左侧K34+789.057～K34+903.76路堑挡墙左侧K35+669.97～K35+760.58仰斜式挡墙左侧K35+996.580～K36+903.56仰斜式挡墙左侧K37+696.338～K37+889.321仰斜式挡墙左侧K38051.546+537.97～K38+125.93仰斜式挡墙左侧K31+976.28～K32+230.324仰斜式挡墙左侧K32+524.123～K32+642.358路堑挡墙左侧K32+814.712～K33+198.712路堑挡墙左侧K34+789.057～K34+903.76路堑挡墙左侧K35+669.97～K35+760.58仰斜式挡墙 续上表方向位置形式左侧K35+996.580～K36+903.56仰斜式挡墙左侧K37+696.338～K37+889.321仰斜式挡墙左侧K38051.546+537.97～K38+125.93仰斜式挡墙左侧K38051.546+537.97～K38+125.93仰斜式挡墙5.7桥梁设计5.7.1设计原则桥涵是公路的一个重要组成部分。设计时必须符合客观实际情况，力求技术先进合理，费用经济节约。新建桥涵设计应尽量采用标准化的装配式结构。有施工条件时，尽量采用机械化和工厂化施工，以提高施工速度、降低施工难度、控制工程造价。采用新结构、新设备、新材料、新工艺，以求得到最大的经济效益。涵洞设计应与所在公路的等级、性质、使用任务和将来的发展需要相适应，应遵循安全、适用、经济、美观和有利于环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。人行通道、天桥应与公路的等级、性质、使用任务和将来的发展需要相适应，同时满足居民的日常生活和通行，并且循安全、适用、经济、美观和有利于环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。通过调查分析结合当地要求，做到布局合理、水流顺畅，不冲不淤、桥涵基础稳定的原则来确定桥涵位置、跨径和结构型式。5.7.2设计要求1.行车要求小桥涵和路基共同组成一个为车辆行驶的整体。因此它的设计要求首先应该满足车辆行车的安全、舒适、速度和经济的要求。2.排水的要求小桥涵的布设还必须保证桥涵下水流的通畅，是路线通过的地区不会因为公路的修建而造成流水宣泄不畅、水毁、积水淹没、严重冲刷等现象而影响路基稳定或损害农作物。3.其它要求 跨越通行的河流的小桥，除满足桥下的净空高度外，还应该满足桥下通航净空的要求。立体交叉的跨越桥，桥先应该保证所跨越的公路、铁路净空界限的规定。桥涵下用作汽车、行人、大车、牲畜的交通桥，应该有足够的净空尺寸。5.7.3设计任务和要求1.测设任务小桥涵测设包括小桥涵外业勘测和内业设计两部分，通过对路线所跨越的河沟进行水文、气象、地形及施工条件进行勘测和调查，收集和整理相关资料，再结合公路的相关的要求，完成公路设计文件编辑规定的设计图表资料，作为小桥涵概预算编制和施工的要求的依据。2.测设的内容（1）小桥涵的大概位置选择（2）小桥涵的类型选择（3）桥涵的调查与测量：包括水文勘测及调查；桥涵的位置地形、及断面等测量；地质以及其它调查等。作为小桥涵内业设计的依据。（4）设计流量计算，即水文计算5.8小桥涵的位置类型选择5.8.1小桥涵位置选择1.位置选择的原则小桥涵位置选择是否恰当，直接关系到路基的稳定、排水的好坏以及工程造价的高与低。因此恰当合理的选择好小桥位置，是小桥设计的重要步骤。小桥的位置选择时应遵循以下原则：（1）小桥的位置应大概符合路线走向。由于单个小桥的工程量不大，因而小桥涵位置一般是在路线走向大体上确定的情况下来选择的。只有在特殊情况下才进一步权衡利弊，在不减低路线标准的情况下局部调整路线，使之从较好的桥涵位置通过。（2）在路线通过的地区，不因小桥涵的设置不合理而造成排洪不畅、冲毁路基、路堤、积水淹稻田或使农业灌溉和正常交通受到影响。（3）小桥涵的位置和方向设置要做到“进口要顺、水流要稳”，不要发生斜流、漩涡的现象，以免冲毁洞口或农田。（4）全面综合考虑和比较，使全部工程量最小，以降低工程造价。小桥涵的设置主要考虑设置地点及具体定位两个问题。2.设置地点 在下列位置状况下要考虑设置小桥涵：天然河沟与路线交界处凡是路线与明显沟行的干沟、河流、小溪相交时，当路线上游汇水面积大于0.1km时，在原则上应该设计一道小桥或涵洞；(2)农田灌溉与路线相交处路线经过农业区、跨越水渠、堰塘或水库的排水渠以及通过大片梯田影响到农田的灌溉时应该考虑设置涵洞；（3）路基边沟排水渠在山区公路的山坡线，为排除路基挖方的内侧边沟的流水，应考虑设置涵洞。其间距一般大于200~400m；在干旱的地区，间距不大于400~500米；（4）当路线与铁路、公路、大车路、人行路、农村机耕道及很多重要管线交叉，如采用立体交叉，而且路线又从其上方通过时，应该考虑设置相应的小桥或涵洞。5.8.2桥涵布置方案1.盖板涵：一方面可以用于行人通过的通道涵；一方面用于灌溉的灌溉涵。本路段设计的盖板涵型见表6.12.人行天桥只允许行人通过，用于避免车流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿越，提高车速，减少交通事故。见表6.1表5.2桥涵方案表桥梁名称起始桩号终点桩号形式和尺寸设计标高桥1K32+231.764K32+387.76424+18*6+24简支梁桥92.724桥2K33+646K34+64145+18*50+50连续梁桥101桥3K36+425K37+47050+19*50+45连续梁桥100 第6章环境保护与景观设计高速公路沿途绿化是给道路增添有机的自然色彩，是环境景观的主要因素。高速公路沿途绿化的景观色设计，要考虑景观美化的功能，同时通过有效的绿化设计，加强司机的视线诱导，减轻高速行驶造成的紧张与疲劳。高速公路沿途绿化的景观设计，不仅仅是作为分隔带、行车道的遮蔽带进行设计，还要满足沿途及高速公路整体的景观需要。合理的绿化设计不仅能减轻公路对环境的影响，而且还能保持动植物界的生态平衡，使整个高速公路空间充满活力。6.1项目区域社会环境和自然环境现状6.1.1地理位置衡阳市位于中国中南部中心，湘江中游；地处东经110°32’16”-113°16’32”,北纬26°07’05”-27°27’24”。南北长150公里、东西宽173公里，总面积15310平方公6.1.2地形地貌衡阳处于凹形面轴带部分，周围环绕着古老宕层形成的断续环带的岭脊山地，内镶大面积白垩系和下第三系红层的红色丘陵台地，构成典型的盆地形势。衡阳盆地南高北低。盆地南面地势较高，1000米以上的山中东西连绵数十公里；盆地北面相对偏低，衡山山脉虽较高，但各峰呈峰林状屹立于中间，其东西两侧都有较低的向北通道，其东侧的湘江河谷两岸海拔高度均在100米以下。整个地形由西南向东北复合倾斜，而盆地由四周向中部降低，呈现1000米、800-700米、400-300米、150米四级夷为平面。四周山丘围绕，中部平岗丘交错。东部为罗霄山余脉天光山、四方山、园明坳；南部为南岭余脉塔山、大义山、天门仙、景峰坳；西部为越城岭的延伸熊罴岭、四明山、腾云岭；西北部、北部为大云山、九峰山和南岳衡山。整个地形比降为7.9‰。南部山峰大多海拔600米以上，常宁天堂山最高，海拔1265米。西部山峰多海拔500米以上，祁东腾云岭最高，海拔1044米。东北部除南岳衡山外，一般地面高程在海拔300米-500米。市境最高点为衡山祝融峰，海拔1300.2米；最低点为衡东的彭陂港，海拔仅39.2米。 地貌类型以岗丘为主。山地占总面积的21%，丘陵占27%，岗地占27%，平原占21%，水面占4%。中部大面积分布白垩系和第三系红层，面积3550平方公里，构成衡阳盆地的主体。境内有河长5公里或流域面积10平方公里以上的江河溪流393条，总境长达8355公里，河网密度为每平方公里0.55公里。发源于广西兴安的湘江干流，自归阳镇入境，依次流经祁东、衡南、常宁、市区、衡阳县、衡山和衡东，境内长226公里。境内流域面积在3000平方公里以上的湘江一级支流有舂陵水、蒸水、耒水、洣水。水电资源理论蕴藏量87.61万千瓦，可供开发6.1.3气候气象本区域属亚热带季风性湿润气候类型，气候温和，四季分明，雨水充沛，春湿多雨；夏秋多旱，严寒极短，暑热期长。年平均气温为16.2℃C~17.7℃，极端最高气温40.5℃，极端最低气温-7.9℃。一年中以7~8月最热，12月~次年2月最冷。有霜冻和降雪，全年降水量为1325.3~1359.1mm，集中在3~8月，年蒸发量为1452mm，全年无霜期为231~282天。6.1.4植被情况本合同段所经地位于衡阳市境内，属于亚热带季风性湿润气候类型，生态系统主要以农业以农业生态系统为主。农业种植主要以水稻，玉米，花生等本合同段所经地区主要为剥蚀丘陵地貌，相对高差40~80m。地势东低西高，地形起伏较大，冲沟发育，植被稀少，冲沟、稻田、水塘相邻而生，多基岩露头，山坡坡度角一般为20~35o6.2保与景观设计的原则环境保护的设计应贯穿于项目各阶段或主体工程设计的各个组成部分，使公路线形、桥涵、互通立交与沿线自然景观相协调。（1）路线布设尽量与沿线地形、地物、环境、文物、景观及城市规划相协调，少占地，少拆迁，减少工程对环境的影响；（2）尽量维持既有的水利设施，理顺因工程建设而改变的排灌系统，确保水系畅通；做好公路绿化、美化设计，结合沿线地形、地物、地质等不同的情况，种植各种适生的灌木、乔木和花卉，路基防护以植草为主，尽量减少大面积浆砌片石造成的视觉污染；（3）合理设置立交和通道等构造物，减少因公路建设而给沿线群众带来的生产和生活不便；做好施工组织设计，使施工对环境的影响减低至最小程度。（4）处理工程地质病害、开挖隧道等改变水文地质情况后对农作物的影响。 6.3实际过程中的环保措施1、路线及总体设计。在公路布设与方案比较时，要全面考虑沿线地区的自然环境和社会环境，尽量节省占用耕地、林地、避让展开还要的文物古迹区、疗养区、温泉和风景旅游区等环境敏感点，顾及与水利设施、电力电讯、水产养殖水域等的位置关系，减少拆迁和占地，尽可能降低对周围环境的影响程度；其次在环境敏感点附近路段，要采用较高平、纵线形技术指标、避免设置急弯、陡坡、爬坡车道等；在平、纵、横设计方面，尽可能顺应地形，避免高填深挖，应低填少挖。2、路基设计。对取土、石、沙砾料场应考虑其位置、开采方式、数量等对坡面植被、河道等的影响；对弃方的位置、数量应考虑其对自然环境的影响以及水土流失的影响等；做好施工组织计划，充分利用挖方调运土方，减少废方。在农田内时取土坑取土时，应注意取土坑的形状，有计划地规则取土，防止乱掘乱挖，有条件复耕的尽量复耕。3、做好路基路面的防护与排水、桥涵系统的综合设计。为了确保公路的正常运营，防止路基边坡受到冲刷和水土流失，在路基防护设计中采用浆砌片石拱形骨架护坡、方棱预制块骨架护坡、石砌护坡、植草等多种防护形式；路基排水沟外侧设置挡水埝，使路基排水自成体系；路线穿越鱼塘时，在路基边坡上设置护坡道排水沟，使之与两端路基排水沟纵向连通；路基排水沟与地方灌溉系统交叉时，采用倒虹吸等构造物进行立体交叉排水设计，使路基路面排水不致影响沿线生产。4、防噪音及绿化设计。对一些环境敏感点如学校、医院、居民区等具体环境敏感点位置，尽量绕避，不得已通过时要采取加高围墙、栽植路侧树木等措施，力争使噪音对周围环境的影响得以降低。还可考虑设置声屏障，与交通工程一起作为后期实施项目。6.4实际过程中的环保措施1、废弃物的处理。高速公路的修建过程中，会不可避免地生成一些建筑垃圾、污水、试验室的废弃药剂及生活垃圾。对于这些废弃物要尽量地回收利用，如将建筑废料用于一些地方道路的路基填筑；挖方弃土可用于对当地沟渠、河道的堤岸加固；对于不能回收利用的废弃物及有毒物品要统一处理，如沥青废料要定点深埋；对于有毒的药剂要经过处理后在进行排放或交环保部门处理，以免影响当地水质。 2、粉尘和噪音的控制。高速公路施工过程中，粉尘和噪音随之产生，对周边环境造成不良影响，施工过程中应最大限度地减小粉尘和噪音的影响。目前我们采取布袋除尘器控制沥青拌和楼产生的粉尘，造作工人要加戴除尘面罩。而对噪音的处理，首先要改善机械性能，使机械处于良好的运作状态，对年久失修、故障百出的机械要作报废处理；对一些特殊工种的工人（搅拌机司机、碎石及操作手等）采取特殊防护措施，如加戴耳罩，防止噪音对工人造成伤害。3、临时占地的恢复。对于施工中的临时占地要作好处理，尽量恢复原貌，达到复耕要求。拌和场及施工经理部驻地的场地硬化尽量少事业能够砂石材料，减少因临时占地对原地面造成破坏。对于取土场则应在取土时将深度控制在一定范围内，不能过深，并且应使坑底土层为可耕种土层，整平达到耕种标准。高级公路车速通行能力大、行车道多，做好其景观设计，具有十分重要的意义。因此高速公路的景观设计必须考虑保持长期的自然经济效益，尽量避免破灰暗自然环境和原有的风景，保护各种动植物以及名胜古迹的原有风貌。保护原有风景的同时，它的设计要符合时代发展的需要，体现时代主旋律。公路沿途景观要具有时代感、速度感，使高速公路活跃起来，明亮起来。 结论衡枣高速公路是中国南部东西大动脉、泛珠三角区域重要经济干线公路。东连京港澳高速公路、潭衡高速公路、衡炎高速公路、衡桂高速公路、衡岳高速公路，极大地促进了衡阳西南云大都市区、大衡阳都市圈、南岳衡山旅游圈经济发展和旅游资源开发，密切了衡阳都市圈与北部湾经济区、海西经济区、云南省之间的联系，打通了江西、湖南、湖北三省西南出海大通道。本次设计结合该地区的地形、地质、水文、建筑物等具体情况，对所得的数据进行了分析。本设计大体上分为两个阶段,其中初步设计包括纸质图矢量化、选线设计、路线的比选、纵断面设计；其次做路线的详细的设计，主要包括详细的平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、边沟设计、排水设计、路面设计、路基防护、挡土墙的设计；最后是设计说明书的编制与整理。虽然设计的时间略显得短暂和急促，但依旧使我对公路路线的设计有了一定的了解，从对设计资料的了解到地形图的矢量化，接图到路线的选取，比较以及最后路线的确定，再到之后的整个路线的设计。由于在本次毕业设计中，大部分都是用计算机软件设计完成的，这样大大提高了我对计算机软件的操作能力，熟练掌握了南方CASS、纬地三维道路设计系统、WORD、EXCEL、AUTOCAD等应用软件的操作使用，尤其是对纬地软件和AUTOCAD，时间来学习，但最由于长时间的没有操作过这些软件，通过一段时间的学习终于终熟悉了这些软件的操作与运用。这些为我今后学习奠定了基础，相信以后的工作会受益匪浅。 参考文献[1]杨春风，欧阳建湘，韩宝睿(等).道路勘测设计.交通版.北京:人民交通社,2007[2]孙家驷，李松青.道路设计资料集第2册[M].第1版.北京:人民交通出版社,2002.[3]道路工程术语标准（CBJ124-1988）[4]公路自然区划标准（JTJ003-1986）[5]公路水泥混凝土路面设计规范（JTG_D40-2011）[6]公路排水设计规范(JTJ018-1997)[7]邓学钧.路基路面工程.第三版.北京:人民交通出版社,2008.[8]公路工程基本建设项目设计文件编制办法，交公路[2007]358号[9]公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）[10]道路工程制图标准(CB50162-1992)[11]道路交通标志和标线(GB5768-1999)[12]公路涵洞设计细则（JTGTD65-04-2007）[13]徐家钰,郭忠印.土木工程专业毕业设计指南道路工程分册[M].第1版.北京:中国水利水电出版社,2000.[14]公路路线设计规范（JTGD20-2006）[15]公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）[16]李立寒，沈鸿雁（等）.道路工程材料.第五版.北京:人民交通出版社，2010[17]路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004） 谢辞经过一个多学期的毕业设计，将大学四年以来所学的所有知识进行了系统化的整理和运用，加深了我对所学的认识。在设计的过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的指导老师—李明老师，他对我进行了无私的指导和帮助。从最初的道路选线，平纵横断面的设计，到设计图表的修改以及最后的毕业说明的编写。每步都是在李老师的细心指导和耐心的帮助下才能得以完成的，如果没有李老师的指导，我绝对不可能顺利完成此次的毕业设计。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢！此外，在我大学期间，还有许多老师的精心栽培，有李明老师、杨建明老师、伍衡山老师、李子龙老师、刘清老师、何建老师、刘华良老师等，在此我再次表示衷心的感谢，祝愿所有恩师身体健康，工作顺利！限于我的知识水平有限，设计中必然存在有些缺陷和不足，希望各位老师、学友批评指正，以便我继续改善。谢谢！