南平一级公路毕业设计.doc
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南平一级公路设计（水泥路面）
1绪论
1.1毕业设计的目的和意义
毕业设计是教学计划最后一个重要的教学环节，是培养学生综合应用所学的土木工程基础理论、基本理论和基本技能，进行工程设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓展，是培养我们综合素质和工程实践能力的重要阶段。
毕业设计是在学院培养计划所规定的基础课、技术基础课及各类必修和选修专业课程之后，较为集中和专一地培养我们综合运用所学基础理论、基本理论和基本技能，分析和解决实际问题的能力。
和以往的理论教学不同，毕业设计要求我们在教师指导下，独立地、系统地完成一个工程设计，以及能掌握一个工程设计的全过程，学会考虑问题，分析问题和解决问题，并可以继续学习到一些新的专业知识，有所创新。
1.2毕业设计的主要任务
本次毕业设计主要任务是南平一级水泥路面设计，其主要的设计任务有：
确定公路等级，选择并确定路线线形；计算平曲线要素；确定路线纵坡、绘制纵断面图；计算竖曲线要素；路基设计、挡土墙设计与验算；横断面设计以及绘制路线横断面图，计算土石方量，土石方调配；设计路面结构；路基路面排水设计，此外还包括施工组织设计等。
1.3公路设计的研究与发展方向
平纵线形的组合，是道路设计的重点，它对视觉诱导起重要作用，在视觉上违背自然诱导的线形组合是危险的。
在平纵线形设计中，要避免竖曲线与回旋曲线重合，特别是凹形竖曲线与平面上两反向回旋线的拐点重合；避免竖曲线顶部有急弯，以免驾驶员靠近顶部来不及判断，从而造成速度过高引发交通事故。
在平曲线的组合中，尽量避免或少采用反向曲线、断背曲线和复曲线。
看起来扭曲的路段，破坏了线形的一致性，造成驾驶员心理、视觉不舒服，对线形变化不适应，使视觉诱导紊乱，往往是行驶上危险的路段。
特别是行车速度较高时，公路粗线条的轮廓成了驾驶员判断方向的重要因素，因此特别应该注意线形的配合与视觉效果。
我国公路设计发展趋势应在绿色环保方面应有新的技术突破，要特别注重道路工程建设与沿线周边的“生态、环保、旅游、景观”的协调，为未来的交通基础工程建设持续发展，打下了良好的基础。
2技术等级和技术指标的确定
南平公路为一级公路，主要技术指标如下表
2.1平面线形设计
主要技术指标汇总简表2—1
圆曲线最小半径（m）
一般值
400
极限值
250
圆曲线最大半径值（m）
10000
缓和曲线最小长度（m）
70
平曲线最小长度（m）
一般值
400
最小值
140
圆曲线间最小直线长度（m）
同向曲线
480
反向曲线
160
2.2路线纵断面设计
主要技术指标汇总简表2—2
最大纵坡
5%
最小纵坡
0.3%
最小坡长（m）
200
凸形竖曲线最小半径（m）
一般值
4500
极限值
3000
凹形竖曲线最小半径（m）
一般值
3000
极限值
2000
竖曲线长度（m）
一般值
170
最小值
70
不同纵坡最大坡长（m）
3%
1100
4%
900
5%
700
6%
500
2.3路基横断面设计
主要技术指标汇总简表2—3
车道数
4
车道宽度（m）
3.75
路基宽度（m）
一般值
24.5
最小值
21.5
右侧硬路肩宽度（m）
一般值
2.5
最小值
1.5
土路肩宽度（m）
一般值
0.75
最小值
0.75
停车视距（m）
110
会车视距（m）
220
超车视距（m）
一般值
550
最小值
350
不设超高圆曲线最小半径（m）
路拱<=2%
2500
路拱2%
3350
不加宽圆曲线最小半径（m）
>250
合成坡度最大值
9.0%
合成坡度最小值
0.5%
3路线平面设计
3.1纸上选线
3.1.1路线方案的预选
如地形图所示，预选的路线方案有：
（1）方案一：
路线ACDB
（2）方案二：
路线AEFB
3.1.2预选方案走向的理由
（1）路线要避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。
（2）新建线路应少占农田，尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统。
（3）坚持技术标准，尽可能缩短行车里程。
（4）处理好路线和桥位的关系，通常桥涵的位置要服从路线的走向。
（5）宜曲则曲，宜直则直。
3.1.3预选方案的试算
（1）计算平曲线要素
方案一路线ACDB
JD1=400m=80m
内移值
切线增值
缓和曲线角
圆曲线长
切线长
平曲线长
外距
切曲差
1计成 符合规范要求。
JD2=350m=90m
内移值
切线增值
缓和曲线角
圆曲线长
切线长
平曲线长
外距
切曲差
1计成 符合规范要求。
方案二路线AEFB
JD3=350m=90m
内移值
切线增值
缓和曲线角
圆曲线长
切线长
平曲线长
外距
切曲差
1计成 符合规范要求。
JD4=260m=130m
内移值
切线增值
缓和曲线角
圆曲线长
切线长
平曲线长
外距
切曲差
1计成 符合规范要求。
（2）起点A、JD1、JD2、JD3、JD4、JD5、终点B坐标计算如下
A点：
N：
E：
JD1：
N：
E：
JD2：
N：
E：
JD3：
N：
E：
JD4：
N：
E：
B点：
N：
E：
方案一路线ACDB
A-JD1
JD1-JD2
JD2-B
两反向曲线之间的距离为
方案二路线AEFB
A-JD3
JD3-JD4
JD4-B
两反向曲线之间的距离为
（3）预选方案路线长度及延长系数
AB间的直线长度
方案一：
路线ACDB
路线长度：
延长系数：
方案二：
路线AEFB
路线长度：
延长系数：
3.2方案比选
3.2.1公路选线基本原则
根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:
（1）一级公路的任务主要是解决起终点间直达客货运输，因此，路线除必须经过的控制点外，一般对沿线城镇不宜过多靠近，路线的走向应力求顺直，不可过多偏离路线走向，以缩短直通客货运输的距离和时间。
（2）对于严重不良的地质地区，缺水地区，高烈度地震地区，选线时应进行绕避。
（3）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。
（4）应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统。
（5）宜曲则曲，宜直则直。
3.2.2合理考虑线形影响因素
（1）正确处理好道路与农业之间的关系，尽量做到少占和不占高产田。
（2）合理考虑路线和城镇的联系，做到“靠村不进村，利民不扰民”。
（3）处理如路线与桥位之间的关系，特大桥是路线基本走向的控制点，中、小桥和涵洞位置应服从路线走向。
（4）注意土壤水文条件。
（5）正确处理新、旧路的关系。
（6）尽量靠近建筑材料产地。
方案比较是确定路线方案的有效方法，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、切实可行的最佳方案。
通过方案的粗算，相关指标见下表
主要指标比较表3—1
指标
单位
方案一
方案二
路线长度
m
2314.98
2485.23
路线延长系数
1.03
1.10
转角数
个
2
2
转角平均度数
32.5°
55°
最小半径
m
350
260
占用农田
较少
较少
线形优势
好
较好
工程量比较结果
推荐
总结：
根据道路路线要避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，做到“靠村不进村，利民不扰民”，及服务方便运输又保证安全，可得出，方案一与方案二均占用较少或不占用房屋，但方案二距一处池塘较近。
本次设计是V=80km/h的一级公路，从线形美观和舒适的角度来看，方案二路的转角较大，线形不如方案一美观，工程量大，不经济，综上所述，方案一优于方案二，即路线ACDB
3.3路线方案的精算
由方案比选可知，选择方案一，从起点到终点之间有两个转角，交点分别为JD1和JD2，比例尺选择1:
2000。
3.3.1根据坐标推算方位角和转角
坐标：
A（N3006，E3452）JD1（N2188，E3356）
JD2（N1650，E2970）B（N808，E2974）
从A点到JD1
象限角
方位角
从JD1点到JD2
象限角
方位角
从JD2点到B
象限角
方位角
转角
负号为左转，正号为右转。
2.3.2平曲线要素及主点桩号计算
（1）JD1K0+823.61=400m
内移值
切线增值
缓和曲线角
圆曲线长
切线长
平曲线长
外距
切曲差
1计成 符合规范要求。
JD2K1+481.00=350m=90m
内移值
切线增值
缓和曲线角
圆曲线长
切线长
平曲线长
外距
切曲差
1计成 符合规范要求。
（2）各主点桩桩号计算
取A点桩号为K0+000JD1桩号为K0+823.61
校核：
满足要求
JD2桩号为823.61+662.154.76=K1+481.00
校核：
满足要求
B点桩号：
A到JD1之间直线长度：
JD1到JD2之间直线长度：
JD2到B之间直线长度：
3.4直线曲线及转角表
直线、曲线及转角一览表是平面设计的主要成果之一，它反映了平面线形设计的直线、曲线要素及数据，是施工时恢复路线的主要依据之一，见附表1。
3.5逐桩坐标计算
（1）曲线的敷设方法采用切线支距法，QZ点前以ZH点为原点，QZ点后以HZ点为原点。
在缓和曲线上：
式中:
R为圆曲线半径，L为弧上任意计算点到坐标原点的距离，为缓和曲线长度。
在圆曲线上：
ZH点：
K0+680.11：
K0+700.00：
K0+720.00：
K0+740.00：
K0+760.00：
HY点：
K0+760.11：
K0+780.00：
K0+800.00：
K0+820.00：
QZ点：
K0+821.23：
K0+840.00：
K0+860.00：
K0+880.00：
YH点：
K0+882.35：
K0+900.00：
K0+920.00：
K0+940.00：
K0+960.00：
HZ点：
K0+962.35:
L=0x=0y=0
ZH点：
K1+322.22：
L=0x=0y=0
K1+340.00：
K1+360.00：
K1+380.00：
K1+400.00：
HY点：
K1+412.22：
K1+420.00：
K1+440.00：
K1+460.00：
QZ点：
K1+476.94：
K1+480.00：
K1+500.00：
K1+520.00：
K1+540.00：
YH点：
K1+541.66：
K1+560.00：
K1+580.00：
K1+600.00：
K1+620.00：
HZ点：
K1+631.66:
L=0x=0y=0
JD1、JD2处切线支距坐标表3—2
桩号
L（m）
计算切线支距
缓和曲线
圆曲线
X（m）
Y（m）
φ（）
X（m）
Y（m）
ZHK0+680.11
0
0
0
K0+700.00
19.890
19.890
0.041
K0+720.00
39.890
39.888
0.331
K0+740.00
59.890
59.871
1.119
K0+760.00
79.890
79.811
2.656
HYK0+760.11
80
79.920
2.667
K0+780
8.58
99.666
5.147
K0+800
11.44
119.327
8.617
K0+820
14.31
138.857
13.081
QZK0+821.23
14.48
140.007
13.376
K0+840
11.80
121.788
9.123
K0+860
8.93
102.081
5.519
K0+880
6.07
82.287
2.913
YHK0+882.35
80
79.92
2.667
K0+900
62.350
62.327
1.262
K0+920
42.350
42.347
0.396
K0+940
22.350
22.350
0.058
K0+960
2.350
2.350
0.000
HZK0+962.35
0
0
0
ZHK1+322.22
0
0
0
K1+340
17.780
17.780
0.030
K1+360
37.780
37.778
0.285
K1+380
57.780
57.764
1.021
K1+400
77.780
77.708
2.490
HYK1+412.22
90
89.851
3.857
K1+420
8.64
97.559
3.012
K1+440
11.92
117.271
8.507
K1+460
15.19
136.687
13.188
QZK1+476.94
17.96
152.904
18.015
K1+480
17.46
149.994
17.086
K1+500
14.19
130.778
11.639
K1+520
10.92
111.283
7.298
K1+540
7.64
91.512
4.075
YHK1+541.66
90
89.851
3.857
K1+560
71.660
71.612
1.947
K1+580
51.660
51.651
0.729
K1+600
31.660
31.659
0.168
K1+620
11.660
11.660
0.008
HZK1+631.66
0
0
0
（2）逐桩坐标的实际计算
直线上：
（A点）K0+000.00X=3006Y=3452
K0+50.00:
K0+100.00:
K0+150.00:
K0+200.00:
K0+250.00:
K0+300.00:
K0+350.00:
K0+400.00:
K0+450.00:
K0+500.00:
K0+550.00:
K0+600.00:
K0+650.00:
（ZH点）K0+:
680.11:
曲线上：
第一缓和曲线上的任意点坐标
:
缓和曲线上任意一点的切线横距
:
缓和曲线上任意一点到ZH点的曲线长
：
方位角
：
转角符号，右转为“+”，左转为“—”
R：
圆曲线半径
：
缓和曲线长
圆曲线上任意一点的坐标
第二缓和曲线上任意点的坐标（HZ—YH）
：
第二缓和曲线内任意点到HZ点的曲线长
第一缓和曲线上
K0+700.00：
K0+720.00：
K0+740.00：
K0+760.00：
（HY点）K0+700.00：
圆曲线上
K0+780.00：
K0+800.00：
K0+820.00：
（QZ点）K0+821.23：
K0+840.00：
K0+860.00：
K0+880.00：
（YH点）K0+882.35：
第二缓和曲线上：
JD1坐标=2188=3356
（HZ点）K0+962.350：
K0+900.00：
K0+920.00：
K0+940.00：
K0+960.00：
升级会员 