本科毕业设计商州至陕豫界高速公路设计.docx

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本科毕业设计商州至陕豫界高速公路设计

摘要

本次设计对商州至陕豫界高速公路进行了路线综合设计，设计路段为

K10+500～K13+500。

设计内容包括：

路线设计、路基设计、路面设计、桥梁及涵洞设计，英文翻译，计

算机程序编制等。

利用设计标准和其他参考文献进行了：

平面选线、平面设计、纵断面

设计、横断面设计、挡土墙设计、排水设计、防护工程设计和路面结构设计。

在本设计

中挡土墙有一种形式：

仰斜式路堤挡土墙。

边坡防护根据地质条件采用两种防护形式进

行分别为：

铺草皮、菱形骨架浆砌片石防护。

路面设计进行了沥青混凝土路面和水泥混

凝土路面的设计。

关键词：

路线；路面；综合设计；排水

ABSTRACT

Inthisgraduationproject,alignmentofShangzhoutoShanyuboundhighwayin

provincewascomprehensivelydesigned.thesectionofdesignfromK11+500to

K13+500.

Ourprimecontentsofthedesignprojectincludesdesigningfreewayvertical

alignment,designingpavement,designingthebridgesandculverts,translatingan

EnglisharticleintoChineseanddesigningasimplecomputerprogram.Withthe

technicalstandardsandspecifications,Thedesignisasfollowsthatrouteselection,

designofalignment,designingtheverticalsectionandthecrosssection,designing

drainingwater，blockdesigningwallofsoilcalculateanddesigningprotect

engineering.Doingthedesignwhichhascarriedonthepitchconcreteroadsurface

anddesignofthecementconcreteroadsurfaceaccordingtodesignwhenassignsthe

conditionandthedesignprincipleoftheroadsurfacestructure,selectfordifferent

roadsurfacestructurelayersofthicknessandmaterialthencarryonstructuraldesign

checkingcomputations.

Keyword:

alignment;pavement;comprehensivedesign;Drainage.

第一篇总体设计说明书

1、总体设计资料

本项目为商州至陕豫界高速公路设计，该项目的实施将对带动该地区经济发展、方便地方人民群众生活起到积极作用；也是联系外界的一条重要通道。

2、总体情况概述

1.设计任务

项目为商州至陕豫界高速公路路线综合设计。

设计任务段为地形图097～099该段路线全长2.960公里。

其整个设计任务主要包括公路平纵横设计；路基工程的设计（支挡工程、路基排水、路基防护）；路面工程的设计（水泥混凝土、沥青混凝土路面结构设计）。

2.任务要求

通过本设计要求能够综合运用专业所学的知识，根据有关的设计规范掌握各设计阶段的设计内容，掌握路面设计参数的确定、选用及计算方法；掌握公路设计的程序及方法，以达到熟练从事公路专业的工作能力。

3.设计标准

全线采用四车道高速公路标准：

计算行车速度采用80公里/小时，路基宽度24.5米，桥涵设计荷载采用公路-Ⅰ级。

其中中间带宽3m（中央分隔带宽2.0m，行车道左侧路缘带各宽0.5m），行车道宽2×2×3.75m，两侧硬路肩各宽2.5m（含右侧路缘带宽0.5m），土路肩各宽0.75m。

3、总体设计

1.总体设计原则

设计在满足工程经济的前提下既要符合高速公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价、施工技术条件、地质气候、材料来源等其它影响因素。

为保证新建公路将与环境相宜，设计时从以下方面考虑：

⑴在纵断面设计时尽可能做到填挖平衡，合理调配，减少取、弃土量，加强防护、排水及绿化工程。

⑵在边坡、公路用地范围内种植乔木、灌木、植草皮及攀援植物，加强生态防护，恢复原有生态平衡系统。

⑶公路设计中尽可能的维持原有排水系统，部分流水不畅的河道予以改善。

统筹安排，设计、安装污水处理设备，以免施工、运营期间的污水直接排放至公共水域中。

2.技术标准与技术指标的总体适用情况

本项设计方案各项技术指标均符合《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）、《公路工程路基设计规范》（JTGD30-2004）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）、《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）的要求。

第二篇　路线设计说明书

2.1、路线设计基本要求

道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。

选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。

公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。

我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。

2.2、路线平面设计

本线路平面线型已经给出，共有两个平曲线，其各项指标如直曲转角表所示。

2.3、路线纵断面设计

（1）由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条由起伏的空间线。

纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及感觉舒适的目的。

（2）纵断面的设计标高，高速公路采用中央分隔带内侧边缘的标高。

（3）纵坡设计必须满足《规范》各项规定，山岭重丘公路应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁，考虑填挖平衡，注意与沿线综合情况相结合。

（4）纵坡设计不能只考虑汽车爬坡性能，还要看汽车行驶能否快速、安全及经济等，作为山区公路，该路线纵坡不宜大于5%。

2.4、平纵线性组合的基本要求

（1）当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。

（2）要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。

（3）当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。

（4）要选择合适的合成坡度。

（5）在长路堑、低填方及其它横向排水不通畅路段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而

影响其稳定性，均宜设不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。

（6）从汽车行驶平顺性要求考虑，坡长过短，会使变坡点增多，起伏频繁，行车不舒服；但坡长过大，又不利于汽车行驶，最大坡长按照《公路路线设计规范》要求从行驶安全角度控制。

还要保证最小坡长的限制，本设计80km/h的一级公路的最小坡长是200m。

（7）平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比，是为了综合运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。

（8）各级公路在纵坡变更处应设置竖曲线，可采用抛物线或圆曲线形式，时速80km/h时，竖曲线半径一般值4500m，极限值3000m，相对应的竖曲线最小长度为75m。

（9）在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。

将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。

在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过10.5%。

当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度I。

如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。

（10）在本段设计中设两个变坡点，各指标如表纵坡、竖曲线表。

2.5.高程控制

本段高程测量采用1985年国家高程基准。

全线共设68个四等水准点，各水准高程均符合四等水准测量的精度要求;特大桥段落不低于二等水准测量的精度要求。

施工使用时应先检查水准标志是否松动、破坏，一旦松动、破坏便不得使用。

施工时，如果沿线水准点需要加密、迁移或重新恢复时，应按交通部颁《公路勘测规范》（JTGC10-2007）、《公路勘测细则》（JTG/TC10-2007）办理。

第三篇路基路面及排水设计说明书

3.1、路基

3.1.1路基设计的基本原则

（1）路基设计应符合公路建设的基本原则和《公路工程技术标准》的规定要求；

（2）路基设计应兼顾当地农田水利建设的需要，沿河线路基设计要注意不被洪水淹没和冲毁，对路基的排水应做综合设计；

（3）路基设计应与路面成为一体，共同承受交通荷载，保证车辆行驶顺利舒适，不产生不均匀沉降；

（4）挖方与填方的防护应与周围的环境相协调，对半填半挖路基应根据实际情况做适当处理，有效利用自然地形减少土石量，加强园林绿化，改善变化后的地形景观；

（5）天然地面横坡陡于1:

5的坡地上的填方路基，应采取技术措施（如挖台阶）,防止路基滑动影响稳定性；

（6）在通车后修补比较困难的互通式立交匝道、容易发生错位的结构物的连接部，挖填交界等部位需小心的设计与施工。

3.1.2本路段路基具体设计说明

（1）路基横断面设计

公路的横断面形式应根据公路技术等级，技术标准结合当地地形、地质、水文填挖等情况选用。

在本段的设计当中，根据《公路工程技术标准》，对于公路路基宽度的一般要求，根据公路设计等级及设计车速（80km/h），确定采用24.5m的路基的宽度。

即：

2（中央分隔带）+2×0.5（路缘带）+4×3.75（行车道）+2×2.5（硬路肩）+2×0.75（土路肩）=24.5m。

（2）路基高度

路基高度的设计，应使路肩边缘的高度高出路基两侧地面的积水的高度，同时要考虑地下水，毛细水的作用，以不至于影响路基的稳定性和强度。

本设计路基的边缘标高，路基施工标高为设计标高减去路面结构层厚度。

（3）路基边坡

路堤边坡：

根据《路基》规范要求以及本段填土采用碎石土，据《路基手册》所规定选择适当的坡率。

填方路基边坡高度小于8m时，边坡坡度取1：

1.5；边坡高度8～20m时，从路基边缘算

起向下8m以下边坡坡率1：

1.75。

路堑边坡：

根据《路基》规范的规定，以及本路段的地质情况，拟采用路堑边坡为一级边坡坡率1：

0.5，高度8m，二级边坡坡率1：

0.75，高度8m，三级边坡破率1:

1，高度10m。

（4）路基防护

路基防护是确保道路全天侯使用，使路基不致因地表水流和气候变化而失稳的必要的措施，是路基设计主要项目之一。

应遵循“因地制宜，就地取材，以防为主，防治结合”方针，对高速公路应当兼顾经久耐用、节省造价、和造型美观的要求。

本路段根据不同地段特征，采用了客土喷播植草防护、菱形骨架浆砌片石防护及铺草皮防护。

并在相应地段设置挡土墙。

3.2、排水

3.2.1路面排水

（1）中央分隔带设纵向打孔PVC排水管、集水井、横向排水管排出路基外。

（2）本路段为排出混凝土路面板、接（裂）缝下渗的路表水流，垫层采用满铺路基型，且将下渗水沿面板和基层界面流向路肩排出路基之外，以确保路面水稳性。

3.2.2路基排水的一般原则和规定

路基应设置完善的排水设施，以排除路基、路面范围内的地表水和底下水，保证路基和路面的稳定，防止路面积水影响行车安全。

高速公路路基路面排水应进行综合设计，使各种排水设施形成一个功能齐全，排水能力强的完整排水系统。

排水设计应根据公路登记、沿线地形、地质、气象、桥涵位置等综合考虑，合理布置，并有足够的排水能力。

完善对进出水口的处理，使各项事实衔接配合，确保排水通畅和养护工作量最小。

路基排水设计应与农业水利建设规划相配合，防止冲毁农田或危害农田水利设施，当路基占用灌溉沟渠时，应予恢复，并采取必要的防渗措施。

排水困难地段，可通过提高路基或采取降低底下水位，设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。

3.2.3本路段具体排水设施的设置

本路段综合排水设计采用了边沟、截水沟、集水井、跌水井、泄水孔、急流槽、涵洞等排水设施。

排水设计说明：

（1）边沟：

横截面为矩形，沟深为0.6m，沟底宽为0.6m，采用1:

1破率。

采用7.5号浆砌片石材料进行砌筑。

设置在挖方路基路肩外侧，路堤坡脚外侧，用于汇集和排除路基范围内的流向路基的少量地面水。

（2）截水沟：

对于路堑地段，用于汇集并排除路堑边坡上地表径流，距路堑坡顶外5m，尺寸和挖方边沟尺寸保持一致。

对于部分山坡路堤填方地段：

为使路堤坡脚不受到上方水流的破坏作用，在截水沟与坡脚之间进行填土，使两者有2m以上的间距，用以截引路基上方流向路基的地面径流，并减轻边沟的泄水负担。

（3）急流槽：

路堤和路堑坡面从坡顶向下竖向集中排水时，设置急流槽。

急流槽采用砂浆砌片石铺砌，槽底厚0.3米，槽壁厚0.3米。

槽底每隔4.0米设置一凸形状，以免槽体下滑，在出水口处设有消力砍，以防冲刷。

急流槽坡度与路基坡度一致。

（4）排水沟：

为排除路堤边坡流水，设置了排水沟，并隔一定距离通过排水沟引出路界。

具体设计请见《路基路面排水设计图》。

3.2.4路基排水综合设计

在综合设计中对路基的排水系统应进行整体规划，要照顾农田水利，对地面水的排除可利用边沟等排水设备，将流向路基的山坡水和表面水分段截留，引入自然沟中排出路基范围之外。

本段所设的涵洞与周围的沟渠相适应，使汇集的水能及时迅速的流出，避免了对路基的冲刷，又不能形成淤积而危害路基。

3.3、路面设计

3.3.1水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下可能出现的破坏类型主要有：

断裂、唧泥、错台、拱起、接缝挤碎等。

混凝土路面应以防止面层板断裂为主要设计标准。

水泥混凝土路面按照重交通等级进行路面结构层设计。

在进行重交通等级进行路面结构设计时，通常选用水泥稳定类或贫混凝土做基层具有良好的使用性能。

对水泥混凝土面层下基层的首要求是抗冲刷能力。

不耐冲刷的基层表面，在渗入水和荷载的共同作用下，会产生唧泥、板底脱空和错台等病害，导致行车的不舒适，并加速和加剧板的断裂。

提高基层的刚度，有利于改善接缝的传荷能力。

然而，其作用只能是在基层未受冲刷的前提下才能得到保证，同时，其效果不如在接缝内设置传力杆。

3.3.2沥青混凝土路面设计

根据设计指导，本路段沥青混凝土按中交通等级进行路面结构设计。

路面设计年限15年，沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可分为柔性基层、半刚性基层和刚性基层三种。

在本次设计中采用的半刚性基层进行设计。

3.4、本项设计方案各项技术指标参考标准如下：

（1）JTGB01-2003,公路工程技术标准[S].北京:

人民交通出版社,2003.

（2）JTGD20-2006,公路路线设计规范[S].北京:

人民交通出版社,2006

（3）JTGD50-2006,沥青路面设计规范[S].北京:

人民交通出版社,2006

（4）JTGD40-2002,公路水泥混凝土路面设计规范[S].北京:

人民交通出版社,2002

（5）JTGD30-2004,公路路基设计规范[S].北京:

人民交通出版社,2004

（6）JTGF30-2003，公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].北京：

人民交通出版社，2003

（7）JTGD60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].北京:

人民交通出版社,2004

（8）JTJ018-97，《公路排水设计规范》----北京：

人民交通出版社，1997

（9）《公路排水设计手册》----姚祖康编著，人民交通出版社出版

第四篇涵洞

4.1、涵洞型式的选择

涵洞主要是为渲泄地面水流（或小河沟）而设置的横穿路基的小型排水构造物。

公路跨越沟谷、溪沟、河流、人工渠道以及排出路基内侧边沟水流时，常常需要修建涵洞。

涵洞应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照安全使用、经济坚固的原则，同时适当考虑农田排灌的需要，结合各有关方面的要求，综合考虑施工与养护等条件，恰当的选择涵洞。

小桥涵位置和方向设置，必须考虑“进口要顺，水流要稳”，不发生斜流、漩涡等现象。

以免冲击洞口、堤坝或农田。

本地区河流及沟谷水量充足，地面径流资源丰富，水土流失不太严重。

设涵地区坡陡水急，水量大、历时短，冲刷现象比较严重。

涵位布置应尽量符合水流方向，不宜改沟设涵，强求正交。

盖板涵要求过水面积较大；低路堤上的明涵或一般路堤的暗涵，构造较简单，维修容易；当跨径较小时用石盖板涵，跨径较大时用钢筋混凝土涵。

拱涵在跨越深沟或高路堤时设置，山区石料资源丰富，可用石拱涵，跨径较大，承载潜力较大，但自重引起的恒载也较大，施工工序较繁多。

箱涵主要用于软土地基，整体性强，但用钢量大，造价高，施工较困难。

本设计采用的是钢筋混凝土圆管涵和钢筋混凝土盖板涵。

4.1.1本设计涵洞布设主要依据原则

（1）使路线通过地区不致因筑路后由于涵洞布设不当而造成排洪不畅，冲毁路基，积水淹田或农业灌溉和正常交通遭受困难。

（2）涵洞位置和方向的布设，要做到“进出口要顺，水流要畅”，有利于宣泄洪水，不致发生紊流，旋涡等现象，以免冲毁洞口，堤坝或农田。

（3）要全面综合考虑和比较，使全部工程量（包括涵洞本身及一切附属工程）最小以降低工程造价。

4.1.2涵洞的合理布设注意事项

（1）在路线纵断面设置凹型竖曲线处或路线跨越具有明显的排水沟槽处，一般需设置涵洞。

（2）凡路线必须通过农田灌溉渠及通行大量牲畜大车充作乡村道路的河沟时，均需布设涵洞

或小桥。

（3）在平原区路线通过较长的地洼地带及泥沼地带的，通常要在地面具有天然纵坡的地方多

设置涵洞，否则容易发生排水不畅及较长期积水的情况。

（4）傍山路线涵洞的布设，应根据流地区的暴雨强度，路线所跨河沟的纵坡大小，河沟汇水面积大小和连续两条河沟的距离来决定是否能合并设一个涵洞或每条河沟都设涵洞。

4.1.3涵位选择

（1）涵洞通常设在溪沟中心附近，并顺水流方向位置。

（2）河沟弯曲时，如有条件，可将上下游河裁弯改直，并使之垂直于路线，将涵洞做成正交。

（3）当河沟弯曲而采用透水路堤渗水时，则可顺溪沟弯曲设置，无顺取直。

（4）无其他办法，涵洞必须设在沟湾处，则涵洞应设在水势较集中的一侧。

（5）在溪沟岸边为石质或较硬的土质，且流量不大时，也可将涵位设置在岸边上，以缩短涵长。

4.1.4涵洞内部布置

涵洞的内部布置，主要是根据实际地形、地质及水文等条件，使涵洞的纵向布置达到经济合理，坚固耐用。

4.1.5该地区采用钢筋混凝土圆管涵。

本路线设计中钢筋混凝土圆管涵,共有5处，钢筋混凝土盖板涵4处。

填方路基与桥梁、涵洞、通道相邻处，常有跳车现象，其主要原因之一是路堤压实度不够。

为了减少这种现象，各地进行了许多研究，根据路基设计规范：

一级公路路堤与桥台、横向构造物（涵洞、通道）等连接处设置过渡段，并将路堤压实度提高至96%。

对于修建沥青混凝土和水泥混凝土路面的其他等级公路，可参考执行。

此外，过渡段长度可按2～3倍路基填土高度确定。

第五篇交通安全设施设计说明书

5.1、概述

陕西省西安至宝鸡一级公路，设计起点桩号为K10+500，终点桩号为K3+500，设计里程长3Km。

交通安全设施设计内容：

交通标志、道路标线、护栏。

5.2、与交通安全设施设计有关的技术标准

公路等级：

四车道一级公路（开放式）

计算行车速度：

80Km/h

路基宽度：

24.5

其中：

行车道2×3.75×2m

中间带0.5+1.5+0.5m

硬路肩2×3m

土路肩2×0.5m

桥涵设计荷载：

公路-Ⅰ级

5.3、设计依据

交通安全设施依据四川省绵竹至茂县一级公路（第二段）施工图设计施工图文件和《道路交通标志和标线》（GB5768-2009）。

5.4、交通标志

5.4.1设计原则

（1）标志所提供的信息必须明确、及时，避免信息过载或遗漏。

（2）版面布置及支架结构应与道路线形、周围环境相协调，满足视觉及美观要求。

（3）与构造物等设施的位置相协调，避免出现矛盾。

（4）版面中的文字、图形、颜色等按GB5768-2009执行。

5.4.2标志版面设计

指路标志的汉字高度一般采用50cm，交叉路口指路标志汉字高采用40cm。

汉字高宽比为1∶1，字体为标黑简体，英文字高为汉字高的1/2，标志板尺寸按版面内容确定，尽量兼顾尺寸规格统一。

标志图案的尺寸、边距、字距、行距、笔划粗、颜色等均以GB5768-2009为依据。

采用的标志主要有地点距离标志、警告、禁令标志、限制质量标志等。

为使标志交通信息在夜间有良好的视认效果，根据各类反光膜的反光特性、使用功能、应用场合、使用年限，标志板衬底、图文均采用三级反光膜，10年内的逆反射系数不应低于初始规定值的80%，图案不允许用拼接方式或贴膜。

标志板采用LF21合金板，板厚一般为3㎜，标志尺寸较小的板厚2㎜，板边采用单折边加固，标志板较大时，板边用L20×20×3mm的角铝加固，背面及拼缝采用LD31铝合金龙骨加固，板和龙骨采用沉头铆钉铆接。

5.4.3支架结构设计

标志支架结构为悬臂式，立柱和横梁钢管壁厚大于4.5mm时采用无缝钢管，其余一律采用电焊钢管。

支架钢管采用A3钢热浸镀锌防腐处理，型钢及钢板等的镀锌量为550g/m2,紧固件为350g/m2，焊条采用T42。

基础采用混凝土基础。

5.5、道路标线

5.5.1设计原则

与标志配合或单独使用，确保提供明确的警告、禁令或指示信息。

5.5.2标线的平面布设

标线、导向箭头的布设应确保车流分道行驶，起导流作用，保证昼夜的视线诱导，车道分界清晰，线向清楚、轮廓分明。

本路段布设的标线类型有车行道边缘线、车道分界线、导向箭头等。

车道边缘线——在行车道的外侧边缘或在路缘带内侧划边缘线，车行道边缘线为20㎝宽的白色实线，在机动车道需要跨越边缘线的地方应划白色虚线，实线长200cm，间距400cm。

车道分界线——设在同向行驶的车行道分界线上，为白色虚线，线宽15㎝，实线长600㎝，间隔900㎝。

导向箭头——设在平交路口附近，用于标识车道转向功能的划分，白色图案，线宽45㎝。

导流线——设在起点平交范围内，表示车辆需按规定的路线行驶，不得压线或越线行驶。

导流线外围线宽20cm，线宽为45cm，间隔100cm，倾斜角为45°。

5.5.3标线材料的选择

为了使标线在恶劣的气候条件仍具有较好的辨认性，具备黑夜同白天一样的清晰度，需要使用寿命长、反光效果好的材料做标线，使用标线涂料应耐久、耐磨耗、耐腐蚀、抗滑，与路面粘结力强、干燥快。

5.6、其它设施

5.6.1轮廓标：

不设路侧护栏路段的轮廓标埋设于公路两侧的土路