广西柳州至桂林段的一条新建公路设计毕业设计说明书.docx
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广西柳州至桂林段的一条新建公路设计毕业设计说明书
摘要
该设计为广西柳州至桂林段的一条新建公路，按照给定的交通量及其服务水平和性质，肯定该公路等级为二级。
在此基础上，通过度析沿线自然条件与主要技术指标，肯定最合理的设计方案，进而对最佳方案进行详细设计。
内容包括：
路线的平曲线、竖曲线、横断面设计，路基路面设计和排水和桥涵设计。
本公路设计速度为60km/h,路线全长米，路基宽10米。
全线有9个平曲线,5个竖曲线,5道涵洞
关键词：
交通量，二级公路，自然条件，技术标准，路基，路面，平曲线，竖曲线，排水,桥涵。
Abstract
ThesubjectofthedesignisanewhighwayonplaininGuangxitothegiventrafficvolume,servicelevelandattributeoftheproposedhighway,thehighwayisdefinedasthesecond–graderoad.Throughanalysisthelocalnaturalconditionandmaintechnicalstandard，Themostproperoneisrecommendedandsubsequentlycarriedoutindetail,includingthedesignofplancurves,verticalcurves,transect,subgrade,pavement,drainageandbridge.
Thedesignspeedis60km/h,thetotallengthis,andthewidthofthesubgradeisare9plancurve,5verticalcurves,and5culvertsontheroad.
Keywords:
trafficvolume,second-graderoad,naturalconditions,technicalstandard,subgrade,pavement,plancurves,verticalcurves,drainage,bridge
前言
毕业设计是学校对毕业生的一次大考核，是学校考查学生对专业知识的掌握和综合运用的能力。
这次我的毕业设计项目为“广西柳州至桂林公路综合设计”。
路段位于广西柳州地域，沿途山岭、平地、农田相交错，地形较为复杂。
线路受地形，地物限制较严，线路走向比较明确。
又由于沿线路走向已经存在一条道路，沿原有道路设计可减小工程量。
因此在尽可能的条件下，设计路线基本上和原有道路走向一致。
按照交通量、地形，本设计肯定为：
山岭重丘区二级公路，设计速度为60km/h。
路线全程长，共有9个平曲线和5个竖曲线。
毕业设计现已大体完成。
通过本次设计使得自己对专业知识和各类不同科目之间的联系有了更进一步的熟悉。
对以后工作起着极为有利的帮助。
第一章：
概述
：
建设该公路的意义……………………………………4
：
沿线自然地理特征………………………………………4
：
道路品级和主要技术指标的论证和肯定………………5
第二章：
线路设计
：
线路方案肯定……………………………………………8
：
线路平面设计……………………………………………8
：
线路纵断面设计…………………………………………11
第三章：
路基设计
：
路基横断面设计…………………………………………15
：
路基路面排水设计………………………………………18
第四章：
路面设计
：
概述………………………………………………………21
：
路面结构类型选择………………………………………21
：
沥青混凝土路面设计……………………………………22
第五章：
小桥涵布置
：
小桥涵设计原则…………………………………………28
：
桥涵位置的选择…………………………………………28
：
涵洞型式选择……………………………………………28
：
桥涵跨径的肯定…………………………………………28
：
涵洞进出口的防护和加固………………………………29
第六章：
环境保护
：
公路绿化工程……………………………………………30
：
避免水、土污染和流失…………………………………30
第七章：
致谢………………………………………………………………31
附录：
主要参考文献
第一章概述
建设该公路的意义
广西壮族自治区地处祖国南疆，处于云贵高原东侧斜坡与东南沿海低山丘陵的过渡地带，总面积万平方千米。
区内高温多雨、山多河川多、岩溶广布、平原较少，素有“八山一水一分田”之称，山地（中山、低山、丘陵、台地）的面积占全区面积的80%。
广西各地年降水量一般在940～2452mm之间，连年平均年降水量约1550mm。
降水时空散布不均，全年降水量70～80％集中于4～8月。
桂林市地处南岭山系的西南部，平均海拔150米，典型地貌。
岩溶峰林地貌是桂林重要旅游资源。
桂林是世界著名的风光旅游城市和历史文化名城，地处南岭山系西南部，广西壮族自治区东北部。
柳州，又称，是广西重要的区域中心城市，广西工业名城、历史名城、文化名城、旅游名城。
全市辖6县4区，总面积万平方千米，总人口372万。
作为广西最大的工业城市，柳州工业总量约占广西的三分之一。
柳州是一座底蕴浓厚的历史名城和文化名城，也是一座充满风情的旅游名城。
交通是经济进展的动脉。
经济要进展，交通要先行，只有便捷的交通运输条件，才能物畅其流。
最近几年来由于桂林与柳州的经济合作范围愈来愈普遍，合作程度愈来愈深，致使两市之间的交通量愈来愈大，原有的公路已经远远不能知足近日交通的需求，这大大的阻碍了两市的经济进展，所以大力进展交通已经成为两市首要解决的问题。
沿线自然地理特征
1.2.1气候特点
桂林地处低纬，属中亚热带季风气候。
境内气候温和，雨量充沛，无霜期长，光照充沛，热量丰硕，夏长冬短，四季分明且雨热大体同季，气候条件十分优越。
年平均气温为℃。
8月最热，月平均气温为23℃，1月最冷，月平均气温℃。
柳州市地处桂中北部，属中亚热带季风气候，影响柳州市的大气环流主如果季风环流，夏半年盛行偏南风，高温、高湿、多雨，冬半年盛行偏北风，酷寒、干燥、少雨。
夏长冬短、雨热同季，光、温、水气候资源丰硕，但地域不同较大，北部各县具有较明显的山地气候特征。
降水量及地下水埋深
路线所经地域面向热带海洋，降水量丰硕。
雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区。
年降水量在1600—2000mm之间，其降雨特点为平原少于山区，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大雨期长—天。
暴雨强度大，径流速度较快，一般汇水在10km2以下。
汇流时刻一般约为30分钟左右。
潮湿系数为之间。
地下水埋深一般丘陵地域为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右。
平微区低洼地方地表有长期积水。
1.2.3地形与地貌
路线所经地域地形为湿润丘陵重丘、低山及平原、属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过渡地域。
丘陵、低山坡面陡峻，陡达40%以上。
沟谷双侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。
该地域河流及沟谷水量丰硕，地面径流资源丰硕，水土流失不太严重。
广漠平坦，田地、水利建筑设施等较多。
1.2.4地质与土质
本地域位元元于南岭中等山地工程地质区的西南部。
第四纪多残积层土质为砖红色粘性土、属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。
该地域岩石风化破碎较重，丘陵地域属于自然营力的长期作用，局部地方有岩石出露。
岩石以碳酸岩为主，花岗岩次之。
据实地调查，路线所经山岭重丘区均按土质考虑,其中松土占30%，普通土占70%；路线所经山岭重丘区：
[1]凡岩石悬崖地域，土层厚1米，为普通土，以下为岩石中，软石占40%，次坚石60%;
[2]凡有土质陡坎地域，均为土质，其中松土占30%，普通土占30%，硬土占40%;
[3]凡无陡坎悬崖地域，土层覆盖厚度约为1.5米左右，其中松土占10%，普通土占60%，硬土占30%，以下为岩石中，软石占30%，次坚石占40%，坚石占30%,土质密实，岩石风化程度中等。
1.2.5植被、作物等概况
按照中国自然地理区划，线路所经地域地处热带北部季雨林型长绿阔叶林---砖红壤性土小区，自然地理特征为热带湿润长绿林，林种主要有杉木，毛竹等用材林和油茶、油桐、剑麻等多种经济林。
主要生擅长山区和半山区的丘林地带。
山岭重丘及宽敞河谷地带多田地，粮食生产以水稻为主。
旱地作物主如果甘薯、玉米和豆类等，主要在丘陵地域。
饲养业和水池养鱼业也较多。
线路所经地域,由于降水量较大,山坡坡面较陡,地表水对路基有必然的冲洗影响,平原地带则公路用地与农业有必然矛盾。
道路品级和主要技术指标的论证和肯定
道路作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带状构造物。
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。
咱们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有必然技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。
1.3.1道路品级的肯定
道路等级的肯定应根据公路网的规划，从全局出发，依照公路的利用任务、功能和远景交通量综合肯定。
1.3.2交通量计算及公路品级的选用
设计路线位于广西地域，座落于四面环山的小盆地中心，为山岭重丘区。
经调查该地域2009年末交通量资料如下：
表1交通量资料
车型
数量
车辆折算系数
小汽车
2000
东风EQ140
1049
黄河JN150
327
解放CA315
524
兽力车
50
人力车
300
自行车
200
查《公路工程技术标准》得小客车和中型载重汽车折算系数如下：
表2汽车折算系数
汽车代表车型
车辆折算系数
小客车
中型车
大型车
托挂车
交通增加率：
机动车辆γ=%,非机动车辆γ=%
初定设计年限：
15年
交通量计算：
N11=2000+（524+1049）×+327×=5014辆/日
N12=300+50×+200×=540辆/日
N1=5014+540=5554辆/日
远景设计年限为15年的年平均日夜交通量为：
N151=N11×（1+γ）
=5014×（1+%）15-1=10752辆/日
N152=N12×（1+γ）
=540×（1+%）15-1=563辆/日
N15=N151+N152=10752+563=11315辆/日<15000辆/日
查《公路工程技术标准》可知，一级公路的设计年限为20年，二级公路的设计年限为15年。
一级公路一般能适应各类车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为15000—30000辆（四车道）或25000－55000辆（六车道），二级公路一般能适应各类车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为5000—15000辆。
1.3.3肯定道路品级
按照《标准》规定，双车道二级公路年平均日交通量为5000—15000辆，本设计中15年计划年平均日交通量为11315辆/日，结合本地实际情形，最终肯定设计公路的等级为山岭重丘区二级公路。
1.3.4行车速度
本设计为山岭重丘区二级公路，查《公路工程技术标准》可知，作为集散公路，混合交通量较大，平面交叉间距较小，设计行车速度宜采用60km/h。
第二章线路设计
线路方案肯定
按照设计要求、公路现状,肯定公路线路走向的大体原则是:
1）避让村镇、干渠及高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物.
2）新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利浇灌系统.
3）坚持技术标准,尽可能缩短行车里程.
按照以上原则,进行方案比选.
在本路线设计中，路线起点位于山岭区，可是大部份路线所经地域地势比较平缓，便于展线。
可是在少数几个路段双侧都是山，由于柳州地域石质以石灰岩为主，且山势较陡，线路定线中，一旦线路与这种山相遇，应尽力避让，不然，不仅工程量会极大增加，支挡工程数量庞大，且对于施工会带来极大困难，故在此路段，本人的设计思路为，选用适合的平面线形指标，尽可能对其进行避让。
利用S型避过了山岭，但由于山岭峻峭且紧邻，从而造成该路段填挖较大，是整条线路中填挖工程量较大的地方。
在其它的路段中，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部份采用了利用原有小径的方式，利用原路已有的挖方来降低工程量。
同时保证平面线形指标。
但由于数据不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。
由于自然因素的影响和经济性要求，线路纵断面老是一条有起伏的间线。
纵断面设计的任务就是按照汽车的动力特性、道路品级、本地的自然地理条件和工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何组成的大小及长度以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。
线路平面设计
现代道路平面线形是由直线、圆曲线缓和和曲线组成的。
平面线形设计就是从线形的角度去研究三个要素的选用和彼其间的组合问题。
2.2.1直线
1.直线的最大长度：
景色单调的地址最好控制在20V之内。
所以一般取20V。
所以满足要求。
2.直线的最小长度：
（1）同向曲线间按照《规范》规定：
当设计速度≥60km/h时，同向曲线间直线的最小长度以不小于6倍的设计速度为宜。
不然，容易形成“断背曲线”。
（2）反向曲线《规范》规定：
当设计速度≥60km/h时，反向曲线间的最小长度以不小于两倍的设计速度。
2圆曲线
1.圆曲线的最小半径：
由汽车行驶在曲线上的力的平衡式，得R=V2/127（µ+ih）。
用摩阻系数φh代替u值来计算平曲线的最小半径。
按照不同的φh值，对于不同样级公路规定了极限最小半径、一般最小半径和不设超高的最小半径。
见下表：
表3二级路圆曲线最小半径
技术指标
山岭重丘区二级公路
一般最小半径
200
极限最小半径
125
不设超高
最小半径
路拱
1500
路拱
1900
在本公路平面线形设计中，按照沿线地形情形，最小半径采用一般最小半径200米。
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，应尽可能采用大半径曲线，使行车舒适，但圆曲线半径不宜大于10000米。
3.平曲线的最小长度：
公路的平曲线一般情形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；平曲线的最小长度一般不该小于2倍的缓和曲线的长度。
由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不该短于9s的行驶距离（153m），由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离（102m）。
平曲线内圆曲线的长度一般不该短于车辆在3s内的行驶距离（51m）。
本设计中平曲线的最小长度：
160m，
平曲线中圆曲线的最小长度：
60m，均知足要求。
2.2.3缓和曲线
缓和曲线是设置在直线与圆曲线间或半径相差较大的两个同向的圆曲线间一种曲率持续转变的曲线。
1.大体公式ｒ×l=A2
2.缓和曲线的最小长度：
缓和曲线的最小长度一般应知足以下几方面：
（1）离心加速度转变率不过大;
（2）控制超高附加纵坡不过陡;
（3）控制行驶时刻不太短;
（4）符合视觉要求;
《规范》规定缓和曲线的最小长度见下表：
表4缓和曲线最小长度
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
缓和曲线最小长度（m）
最小值
100
85
70
50
35
25
20
本设计中缓和曲线最小长度为50m，知足要求。
3.缓和曲线的省略
（1）直线和圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于“不设超高的最小半径”时。
（2）半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径”时。
设计中因地形的限制，半径均小于“不设超高的最小半径”。
所以7个圆曲线处均设置了缓和曲线。
缓和曲线在满足线形要求的前提下尽量的放长。
2.2.4平曲线最小长度
表5平曲线最小长度
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
一般值（m）
600
500
400
300
200
150
100
最小值（m）
200
170
140
100
70
50
40
本设计设计速度采用60km/h，对应最小值为100m。
设计中平曲线的最小长度均大于100m,知足要求。
2.2.5平面线形要素组合类型
1.大体型：
平面线形按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线组合。
设计中最好使回旋线、圆曲线、回旋线的长度之比为：
1：
1：
1～1：
2：
1，并注意知足几何条件：
2β≤α。
设计中，除前三个交点，其它各交点都设成大体型，经调整，各段曲线均知足上述要求。
2.S型：
两个反向曲线用两段反向回旋线连接的组合形式。
大体要求有：
相邻两个回旋线参数A1和A2值最好相等。
不同时，A1与A2之比应小于，最好小于。
当连接处接入短直线时其长度应符合L≤﹝A1+A2﹞/40﹝m﹞。
设计中，前三个交点因受地形的限制比较严格，若不设S型，则各交点间直线段长度满足不了6V。
因此，前三个交点间均设成S型，经反复调整和验算，四段S型曲线均知足上述要求。
3.卵型、凸型、复合型、C型由于设计中不需要设置，所以不加讨论。
行车视距
行车视距是不是充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路利用质量的重要指针之一。
行车视距可分为：
停车视距、会车视距、超车视距。
《规范》规定，二级公路设计视距应知足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。
工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必需采取分道行驶办法。
对于二级公路，停车视距St取110m，超车视距Sc一般值取550。
本设计中视距均需知足会车视距220米。
为保证平面视距，在线路设计时必需检查平曲线上的视线是不是能取得保证，如有遮挡时，则必需清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。
当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能组成行车空间时，则可予以保留。
线路纵断面设计
纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营本钱，也关系到工程是不是经济、适用，因此设计中必需对纵坡、坡长及其彼此组合进行合理安排。
线路设计标高，二、三、四级公路采用路基边缘标高，在超高、加宽地段采用超高、加宽前该处路基边缘标高。
2.3.1纵坡坡度
1.最大纵坡：
汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其它阻力增加,必然致使行车速度降低。
一般坡度越大，车速降低越大，如此在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，致使行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发烧致使失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引发交通事故。
尤其当碰到冰滑、泥泞道路条件时将加倍严峻。
因此，应对最大纵坡进行限制。
最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路品级、自然条件等方面综合考虑，《规范》对二级公路最大纵坡规定如下：
表6二级路最大纵坡
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
最大纵坡值﹝﹪﹞
3
4
5
6
7
8
9
在设计中按规定，设计速度为60km/h，最大纵坡为6﹪。
由于路线所经地段为山岭重丘区，仅有几处地形较为复杂。
5个竖曲线中最大纵坡为%。
2.最小纵坡：
在挖方路段，设置边沟的低填方路段和其它横向排水不畅的路段，为了保证排水，避免水渗入路基而影响路基稳定性，应设置不小于%的纵坡。
当必须设计成平坡或小于%的纵坡时，设边沟路段应作纵向排水设计。
3.平均纵坡：
平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指针。
为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制线路总长度内的平均纵坡，《规范》规定二级公路越岭线路的平均纵坡以接近%（相对高差为200-500米）和5%（相对高差大于500米）为宜。
并注意持续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于%。
i平均=h/L（5－2）
式中i平均——平均纵坡
h——相对高差
L——线路长度
4．合成坡度
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。
将合成坡度控制在必然范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，避免因合成坡度过大而引发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%。
当路线的平面和纵坡设计大体完成后，应检查合成坡度I。
若是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，或两方面同时减小。
纵坡坡长
1.最小坡长：
若是坡长太短,变坡点增多，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的利用寿命。
为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应知足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反映时刻和换檔时刻，通常汽车以计算行车速度行驶9s的行程可知足行车舒适和插入竖曲线的要求。
坡长过小，纵向起伏变化频繁，使车辆行驶颠簸频繁。
《标准》规定了各级公路的最小坡长，见表：
表7最小坡长
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
最小坡长
一般值
400
350
250
200
160
130
80
最小值
300
250
200
150
120
100
60
本设计由于考虑避免大填大挖和合理平纵结合的要求，纵坡最小长取155m，知足规范的要求。
2.最大坡长
汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时刻低挡行驶，易引发发动机效率降低。
下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的利用寿命，影响行车安全。
一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限。
在此基础上，《标准》规定了最大纵坡，见表：
表8最大纵坡
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
纵坡坡度（%）
3
900
1000
1100
1200
4
700
800
900
1000
1100
1100
1200
5
600
700
800
900
900
1000
6
500
600
700
700
800
7
500
500
600
8
300
300
400
9
200
300
10
200
本设计中最大坡长为1855m，所对应的坡度为%，知足要求。
2.3.3竖曲线的最小半径和最小长度
竖曲线的最小半径和长度决定的三个因素：
1缓和冲击。
2时刻行程不过短。
长度过短，汽车倏忽而过，使驾驶员产生坡很急的错觉。
因此，汽车在竖曲线上的行程时刻不宜过短，最短应满足3s行程。
3满足视距要求
1.凹形竖曲线最小半径：
对凹形竖曲线最小半径的肯定主要考虑：
限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。
《规范》规
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