道路畢業(yè)設(shè)計(jì)模板
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道路畢業(yè)設(shè)計(jì)模板
第一章 緒 論
1.1 引言
�。担澳陙�(lái)，我國(guó)公路建設(shè)已取得巨大成就。回顧我國(guó)公路發(fā)展歷程，對(duì)比世界公路發(fā)展趨勢(shì)，可以認(rèn)為，我國(guó)公路交通正處于擴(kuò)大規(guī)模、提高質(zhì)量的快速發(fā)展時(shí)期。但是，由于基礎(chǔ)十分薄弱，我國(guó)公路建設(shè)總體上還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平相比還有較大差距。從公路技術(shù)等級(jí)看，在全國(guó)公路總里程中還有近20萬(wàn)公里等外公路，等外公路占公路總里程的比重達(dá)到14.4%，西部地區(qū)更高，達(dá)到21.8％，技術(shù)等級(jí)構(gòu)成不理想。從行政區(qū)劃分布看，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布的不平衡，公路發(fā)展在各地區(qū)之間存在著較大差距，總的來(lái)看，東部地區(qū)公路密度較大，高等級(jí)公路的比例也較高，明顯高于全國(guó)平均水平，更高于中、西部地區(qū)水平。
因此，為逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標(biāo)，按照道路的使用功能和交通需求，重點(diǎn)提高經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)的公路技術(shù)等級(jí)，根據(jù)國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，大力扶持西部地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將是本世紀(jì)末以至下世紀(jì)初我國(guó)公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。
1.2 DICAD PRO技術(shù)
自1963年美國(guó)麻省理工學(xué)院的工.E.薩瑟蘭德在其博士論文中提出了交互式圖形生成技術(shù)的概念以來(lái)，CAD技術(shù)(Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速地成長(zhǎng)起來(lái)，成為一門(mén)實(shí)用的技術(shù)，在機(jī)械、電子、建筑、化工、能源、交通土建等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它把人從許多重復(fù)繁重的體力、腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，大大提高了工作效率。CAD技術(shù)在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)手段、設(shè)計(jì)方法甚至設(shè)計(jì)理論都產(chǎn)生了重大變革，極大地促進(jìn)了交通土建行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，成為道路勘測(cè)設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志之一。
互動(dòng)式道路及立交CAD系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)加強(qiáng)版－DICAD PRO是東南大學(xué)交通學(xué)院劉洪波老師繼DICAD之后的又一力作，DICAD PRO全面摒棄華而不實(shí)的方法和功能，更注重實(shí)用功能的研究與開(kāi)發(fā)。
1、加強(qiáng)輔助成圖功能，變速車(chē)道、收費(fèi)廣場(chǎng)、橋梁涵洞等自動(dòng)成圖，高質(zhì)量、高效益。
2、增加輔助橋梁功能，保證路線與橋梁設(shè)計(jì)整體進(jìn)行，提高整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率。
3、強(qiáng)化智能更新功能，平、縱、橫面圖及端部高程圖數(shù)據(jù)自動(dòng)刷新，變更設(shè)計(jì)不再煩惱。
4、豐富自動(dòng)成表功能，增加EXCEI表格形式，改善圖表效果且利于后續(xù)處理！
5、提高設(shè)計(jì)效率，使道路及立交的設(shè)計(jì)效率至少增強(qiáng)一倍，給您帶來(lái)更多便捷、更多效益、更多享受。
6、方便學(xué)習(xí)掌握，DICAD PRO更具可學(xué)習(xí)性、易懂性，適合所有設(shè)計(jì)人員使用。
1.3選題的背景
郊區(qū)公路的建設(shè)問(wèn)題是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，從資金上講它與市政府、路政局、區(qū)縣政府的建設(shè)資金以及融資有很大關(guān)系，沒(méi)有多元化投資公路建設(shè)的良好環(huán)境就沒(méi)有郊區(qū)公路建設(shè)跨越式的發(fā)展。另外在政策上要制定可操作性強(qiáng)的各種優(yōu)惠政策。沒(méi)有優(yōu)惠政策，就無(wú)法調(diào)動(dòng)各級(jí)政府和社會(huì)各階層修路的積極性，也就沒(méi)有多元化投資公路建設(shè)的可行性和實(shí)際意義，同時(shí)也就失去了良好的社會(huì)環(huán)境。從管理上講就是要充分發(fā)揮各分局的技術(shù)和行業(yè)管理優(yōu)勢(shì)，保障公路建設(shè)按公路建設(shè)總體規(guī)劃規(guī)范科學(xué)的進(jìn)行，使之達(dá)到遠(yuǎn)期與近期相結(jié)合，城區(qū)與郊區(qū)相結(jié)合，國(guó)道、市道、縣道相結(jié)合，高速公路與一般公路相結(jié)合，達(dá)到公路資源配置合理，充分利用，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的目的。
為了加快縣級(jí)、鄉(xiāng)級(jí)農(nóng)村公路建設(shè)應(yīng)大力推廣多元化投資的建路新模式。我們要吸引區(qū)、鄉(xiāng)、村三級(jí)政府的投資，根據(jù)道路的行政和技術(shù)等級(jí)采取相應(yīng)的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，以充分調(diào)動(dòng)各級(jí)政府修建公路的積極性，使公路建設(shè)由行業(yè)行為、部門(mén)行為變?yōu)檎袨椤⑸鐣?huì)行為，同時(shí)發(fā)揮公路部門(mén)養(yǎng)路費(fèi)的資金優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、行業(yè)管理優(yōu)勢(shì)，使我市的郊區(qū)公路建設(shè)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)規(guī)范、健康、快速的發(fā)展。
加快郊區(qū)公路建設(shè)是一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題，特別是對(duì)于距城區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)的一些區(qū)縣更需要加快步伐，因?yàn)檫@些地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)滯后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較緩慢，而快速順暢的交通對(duì)于拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化戰(zhàn)略將起到巨大作用，同時(shí)也為各個(gè)遠(yuǎn)郊衛(wèi)星城更好地服務(wù)于市區(qū)創(chuàng)造良好的條件。
1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
道路是一條三維空間的實(shí)體。它是由路基、路面、橋梁、涵洞、和沿線設(shè)施所組成的線形構(gòu)造物。一般所說(shuō)的路線，是指道路中線的空間位置。路線在水平面上的投影稱(chēng)作路線的平面。沿中線豎直剖切再行展開(kāi)則是路線的縱斷面。中線上任意一點(diǎn)的法向切面是道路在該點(diǎn)的橫切面。路線設(shè)計(jì)是指確定路線空間位置和各部分尺寸的工作，即通常所說(shuō)的路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)計(jì)。三者是相互關(guān)聯(lián)，既分別進(jìn)行，又綜合考慮。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的泰州市東夾路是一條以泰州市博美玻璃儀器廠為起點(diǎn)，途徑新街村十九組，新街村二十一組，新街村十八組，新街村二十三組，新街村十七組，新街村八組，新街村二組，最后到達(dá)同興村一組磚瓦廠，途中除了這些村落外還有大片的農(nóng)作物和塘，以及河流和港，它是一條郊區(qū)公路。
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情況。然后進(jìn)行選線，方案比選，路線平面設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)，土石方計(jì)算，土方調(diào)配，邊坡設(shè)計(jì)，瀝青路面設(shè)計(jì)。
要完成這些任務(wù)必須要借助輔助軟件DICAD Pro ，在此軟件里輸入道路的基本信息，然后處理得出的成果。最后，把這整個(gè)過(guò)程整理好以論文的形式表現(xiàn)出來(lái)。
第二章 路線平面設(shè)計(jì)
2.1平面設(shè)計(jì)的要求
圓曲線半徑，緩和曲線長(zhǎng)度是路線平面設(shè)計(jì)中要解決的基本問(wèn)題，但只此對(duì)于滿足一條路線行駛安全順暢的要求是不夠的。實(shí)踐證明，直線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短、曲線與直線、曲線與曲線配置的不適當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致行車(chē)事故，降低通行能力，造成行駛時(shí)間和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的損失以及破壞與自然景觀的協(xié)調(diào)。因此，一般來(lái)說(shuō)，平面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：
1.平面設(shè)計(jì)必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》和《規(guī)范》的要求
2.平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形地物相適應(yīng)，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)
3. 行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺(jué)和心理上的要求應(yīng)盡量滿足
4. 保持平面線形的均衡和連貫
5.應(yīng)避免連續(xù)急轉(zhuǎn)的線形
本方案路線的全場(chǎng)3312.977m。設(shè)有三個(gè)彎道。為了避免給給駕駛者造成不便，設(shè)計(jì)時(shí)在曲線間插入了足夠長(zhǎng)的直線和回旋線。
6.平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度
本次設(shè)計(jì)的道路是二級(jí)公路，地形為平原微丘，查規(guī)范得出：平曲線的最小長(zhǎng)度為140m。而所采用的最小平曲線的長(zhǎng)度（包括圓曲線和兩端的緩和曲線）的最小長(zhǎng)度為232.056m，滿足要求。
7.曲線間直線最小長(zhǎng)度的要求
(1）《規(guī)范》推薦同向曲線間的最短直線長(zhǎng)度以不小于6v為宜。
二級(jí)公路的計(jì)算行車(chē)速度為60km/h，因而同向曲線間的最短直線長(zhǎng)度為360m。所采用的同向曲線間的直線長(zhǎng)度為393.222m，滿足要求。
(2）《規(guī)范》規(guī)定反向曲線間的最短直線長(zhǎng)度（以m計(jì)）以不小于行車(chē)速度（以km/h計(jì)）的兩倍為宜。
按要求本次設(shè)計(jì)的反向曲線的最短直線長(zhǎng)度為120m，所采用的最小長(zhǎng)度為520.904m，滿足要求。
2.2圓曲線設(shè)計(jì)
2.2.1圓曲線半徑的選用原則
1.圓曲線半徑的確定，必須能夠保證汽車(chē)以一定的車(chē)速安全行駛。選用曲線半徑時(shí)，應(yīng)充分注意地質(zhì)，水文條件，使曲線既能更好的吻合地形，減少工程。
2.在確定圓曲線半徑時(shí)，應(yīng)注意:
(1)一般情況下，宜采用極限最小平曲線的4~8倍；
(2) 地形條件受限制時(shí)，應(yīng)采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑；
(3)應(yīng)同前后線形要素相協(xié)調(diào)，使之構(gòu)成連續(xù)、均衡的曲線線形，是路線平面線形指標(biāo)逐漸過(guò)渡，避免出現(xiàn)突變；
(4)應(yīng)同縱斷面線形相配合，必須避免小半徑曲線和陡坡相重合。
3.為保證汽車(chē)行駛的舒適性和安全性，平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，圓曲線的長(zhǎng)度也宜有3s的行程。當(dāng)不能滿足時(shí)，應(yīng)考慮增大圓曲線半徑或減少緩和曲線的長(zhǎng)度；在條件受限時(shí)，可將緩和曲線在曲率相等處直接相連。
2.2.2一般規(guī)定
1.圓曲線的最小半徑
我國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中所規(guī)定的圓曲線最小半徑如表2-1所示。
表2-1 各級(jí)公路最小平曲線半徑
本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)速度為60km/h，查表2-1得知：最小平曲線的最小半徑的一般值為200m，極限值為125m，本方案的設(shè)有三個(gè)彎道，即有三段圓曲線，半徑依次為：1304.6m，483.651m，330.712m。比較最小的平曲線的半徑為330.712m，大于最小半徑的一般值200m。因此，滿足要求。
2.圓曲線的最大半徑
選用圓曲線半徑時(shí)，在與地形等條件相適應(yīng)得前提下應(yīng)盡量采用大半徑。但半徑大到一定程度時(shí)，其幾何性質(zhì)和行車(chē)條件與直線無(wú)太大區(qū)別，容易給駕駛?cè)藛T造成判斷上的錯(cuò)誤反而帶來(lái)不良后果。所以，《規(guī)范》規(guī)定圓曲線最大半徑不宜超過(guò)10000m。
2.3 路線方案的比選
路線方案比較選擇主要考慮下列因素：1.路線長(zhǎng)度；2.平、縱面線形指標(biāo)的高低及配合情況；3.占地面積；4.工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；5.造價(jià)等。
由于各方面條件的限制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只做了兩條路線的比選，且不做定量的比較，做定性的比選，而兩個(gè)方案的前一段是一樣的走向，分析如下：從起點(diǎn)出發(fā)，必經(jīng)的是與道路相垂直分布的兩塊地和兩處住宅樓，于是此處的住宅必定要拆遷，要根據(jù)后面的選線來(lái)定具體的拆遷位置。接著是一半是田，一半是住宅樓，考慮到造價(jià)，其實(shí)應(yīng)該選擇從田里經(jīng)過(guò)，但是考慮到后面的曲線的半徑的要求，選擇了通過(guò)住宅樓。
以下是兩個(gè)方案的不同選線的分析：
方案一：分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況，得出圖上有兩個(gè)港：同心港和穿心港�？紤]到要盡量不穿過(guò)這兩條港，橋的造價(jià)比較高。于是，選擇沿著港的方向分布，這樣就可以不要穿過(guò)穿心港，而由于同心港的走向是與道路的大體走向垂直的，所以回避不了，但是考慮到拆遷的問(wèn)題，選擇在中間的區(qū)域通過(guò)，接著本次設(shè)計(jì)要求道路的全過(guò)程要求有兩個(gè)或兩個(gè)以上的彎道，又結(jié)合地形圖的分布，在新街村二組的地方設(shè)置一個(gè)彎道。最后再與終點(diǎn)相連。該方案的路線總長(zhǎng)度為3.31km。
方案二：此方案主要是從盡量減少拆遷的角度去考慮的，分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情況，得知地形圖上的的分布以田和村莊為主，但是并不是完全就按照這個(gè)來(lái)選線的，比如地形圖里的穿心港要盡量的避免，而如果只是一味的考慮要減少拆遷的話，那么就會(huì)兩次通過(guò)穿心港。在這個(gè)問(wèn)題上，就要使減少拆遷和盡量避免穿心港這兩個(gè)因素相結(jié)合，盡量做的最好。而對(duì)于其他的走向的選擇跟一方案考慮的差不多，比如，那些和道路的大致走向垂直的住宅樓是必須要拆的，無(wú)法回避的。該方案的路線總長(zhǎng)度為3.28km。
兩方案的比較：
方案一：總長(zhǎng)度比方案二長(zhǎng)一點(diǎn)。在起終點(diǎn)之間平均圓曲線半徑比方案二大，路線順適。有三個(gè)彎道，由于這條路線途中是沿著河流的方向走的。避免了穿過(guò)穿心港。減少橋梁的個(gè)數(shù)，同時(shí)路線聯(lián)系好，可將沿線的鄉(xiāng)鎮(zhèn)連接起來(lái)，有利于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但穿越鄉(xiāng)村多，行車(chē)干擾大，安全隱患多。
方案二：總長(zhǎng)度比方案二短一點(diǎn)。在起終點(diǎn)之間平均圓曲線半徑比方案一稍小，路線順適。同樣有三個(gè)彎道，這條路線途中穿過(guò)了穿心港和同心港，因而橋多，造價(jià)高。沿線聯(lián)系鄉(xiāng)鎮(zhèn)少，服務(wù)性差。但是路位多遠(yuǎn)離村鎮(zhèn)，行車(chē)速度快，干擾少。
所以，綜合以上各種因素，本設(shè)計(jì)選擇第一方案為主方案，第二方案為參考方案。
第三章縱橫斷面設(shè)計(jì)
3.1 縱斷面設(shè)計(jì)
3.1.1 概述
沿著道路中線豎直剖切然后展開(kāi)即為路線縱斷面。由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線�？v斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車(chē)的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究起伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長(zhǎng)度，以便達(dá)到行車(chē)安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及旅客感覺(jué)舒適的目的。
縱斷面圖是道路縱斷面設(shè)計(jì)的主要成果，也是道路設(shè)計(jì)的重要技術(shù)文件之一，把道路的縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來(lái)，就能準(zhǔn)確地定出道路的空間位置。
縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁號(hào)的高層而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化的情況；另一條是設(shè)計(jì)線，它是經(jīng)過(guò)技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況�？v斷面設(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線組成。直線（即均勻坡度線）有上坡和下坡，是用高差和水平長(zhǎng)度表示的。
在直線的坡度轉(zhuǎn)折處為平順過(guò)渡要設(shè)置豎曲線，按坡度轉(zhuǎn)折形式的不同，豎曲線有凸有凹，其大小用半徑和水平長(zhǎng)度表示。
3.1.2縱坡設(shè)計(jì)的步驟和方法
1、準(zhǔn)備工作
縱坡設(shè)計(jì)（俗稱(chēng)拉坡）之前應(yīng)在方格坐標(biāo)紙上，按比例標(biāo)注里程樁號(hào)和標(biāo)高，點(diǎn)繪地面線，填寫(xiě)有關(guān)內(nèi)容。同時(shí)應(yīng)收集和熟悉有關(guān)資料，并領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖和要求。
2、標(biāo)高控制點(diǎn)
控制點(diǎn)是指影響縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高控制點(diǎn)。如路線起、終點(diǎn)，越嶺埡口，重要橋涵，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進(jìn)出口，平面交叉和立體交叉點(diǎn)，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制用地范圍與標(biāo)高以及受其他因素限制路線必須通過(guò)的標(biāo)高控制點(diǎn)等。山區(qū)道路還有根據(jù)路基填挖平衡關(guān)系控制路中心填挖值的標(biāo)高點(diǎn)，成為“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”。平原區(qū)道路一般無(wú)經(jīng)濟(jì)點(diǎn)問(wèn)題。
3、試坡
在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”、“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，本著以“控制點(diǎn)”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的原則，在這些點(diǎn)位之間進(jìn)行穿插與取直，試定出若干直坡線段。對(duì)各種可能的坡度線方案反復(fù)比較，最后定出既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿足控制點(diǎn)要求，且土石方較省的設(shè)計(jì)線作為初定坡度線，將前后坡度線延長(zhǎng)交會(huì)出變坡點(diǎn)的初步位置。
4、調(diào)整
將所定坡度與選線時(shí)坡度的安排比較，二者應(yīng)基本符合，若有較大差異時(shí)應(yīng)全面分析，權(quán)衡利弊，決定取舍。然后對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的縱坡是否合理，若有問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法是對(duì)初定坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值等。
5、核對(duì)
選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖、地面橫坡較陡路基。擋土墻、重要橋涵以及其他重要控制點(diǎn)等，在縱斷面圖上直接讀出對(duì)應(yīng)樁號(hào)的填、挖高度，用“模板”在橫斷面圖上“戴帽子”，檢查是否填挖過(guò)大、坡腳落空或過(guò)遠(yuǎn)、擋土墻工程過(guò)大、橋梁過(guò)高或過(guò)低、涵洞過(guò)長(zhǎng)等情況，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)整縱坡、在橫坡陡峻地段核對(duì)更顯重要。
6、定坡
經(jīng)調(diào)整核對(duì)無(wú)誤后，逐段把直線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和標(biāo)高確定下來(lái)。坡度值可用三角板推平行線法確定，要求取值到千分之一，即0.1％。變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到10米的整樁號(hào)上，相鄰變坡點(diǎn)樁號(hào)之差為坡長(zhǎng)。變坡點(diǎn)標(biāo)高由縱坡度和坡長(zhǎng)依次推算而得。
7、設(shè)置豎曲線
根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等要求確定豎曲線半徑，計(jì)算豎曲線要素。
3.1.3 豎曲線的最小半徑和長(zhǎng)度
縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)用一段曲線來(lái)緩和，稱(chēng)為豎曲線。
豎曲線的形式可采用拋物線和圓曲線，在使用范圍上二者幾乎沒(méi)有差別，但在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線比圓曲線更為方便。本次設(shè)計(jì)中采用的是二次拋物線。
1.凸形豎曲線的最小半徑和最小長(zhǎng)度
在縱斷面設(shè)計(jì)中豎曲線的設(shè)計(jì)要受眾多因素的限制，其中有三個(gè)限制因素決定著豎曲線的最小半徑或長(zhǎng)度。分別為：緩和沖擊、行駛時(shí)間不過(guò)短、滿足視距的要求。根據(jù)以上三個(gè)限制因素，可計(jì)算出個(gè)設(shè)計(jì)速度時(shí)的凸形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度。如表3.1所示《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的最小半徑為極限最小半徑的1.5~2.0倍，在條件許可時(shí)應(yīng)盡量采用大于一般最小半徑的豎曲線為宜。豎曲線最小長(zhǎng)度相當(dāng)于各級(jí)公路設(shè)計(jì)速度的3S行程。
表3.1 凸形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度
2.凹形豎曲線的最小半徑和最小長(zhǎng)度
凹形豎曲線的最小長(zhǎng)度，應(yīng)滿足兩種視距的要求：一是保證夜間行車(chē)安全，前燈照明應(yīng)有足夠的距離；二是保證跨線橋下行車(chē)有足夠的視距。根據(jù)影響豎曲線最小半徑的三個(gè)限制因素，可計(jì)算出凹形豎曲線最小半徑，如表3.2所示。
表3.2 凹形豎曲線最小半徑
《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的一般最小半徑為極限最小半徑的1.5~2.0倍凹形豎曲線的最小長(zhǎng)度同凸形豎曲線。
本方案的設(shè)計(jì)速度為60km/h,有五處設(shè)有豎曲線，其中有三個(gè)是凹形豎曲線。依次為：樁號(hào)K0+145.000，半徑R=9000m，曲線長(zhǎng)L=188.684m；樁號(hào)K1+475.000，半徑R=14600m，曲線長(zhǎng)L=177.678m；樁號(hào)K2+910.000，半徑R=4200m，曲線長(zhǎng)L=71.414m；對(duì)照表3.1,發(fā)現(xiàn)選取的豎曲線滿足規(guī)范的要求。另外的兩個(gè)的豎曲線是凹形的，依次為：樁號(hào)K0+785.000，半徑R=9400m，曲線長(zhǎng)L=136.778m；樁號(hào)K2+380.000，半徑R=6400m，曲線長(zhǎng)L=99.576m；同理，對(duì)照表3.2發(fā)現(xiàn)選取的豎曲線也滿足規(guī)范的要求。
3.2橫斷面設(shè)計(jì)
道路的橫斷面，是指中線上各點(diǎn)的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車(chē)道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。城市道路的橫斷面組成中，還包括機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道、綠帶、分車(chē)帶等。高速公路和一級(jí)公路上還有變速車(chē)道、爬坡車(chē)道等。而橫斷面中的地面線是表征地面起伏變化的那條線，它是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或由大比例尺地形圖、航測(cè)像片、數(shù)字地面模型等途徑獲得的。路線設(shè)計(jì)中所討論的橫斷面設(shè)計(jì)只限于與行車(chē)直接相關(guān)的那一部分，即各組成部分的寬度、橫向坡度等問(wèn)題，所以有時(shí)也將路線橫斷面設(shè)計(jì)稱(chēng)作“路幅設(shè)計(jì)”。
3.2.1橫斷面設(shè)計(jì)的原則
1.設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、行車(chē)要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)和實(shí)用等方面的情況，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，又要經(jīng)濟(jì)合理。
2.路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度等外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。
3.還應(yīng)結(jié)合路線和路面進(jìn)行設(shè)計(jì)。選線時(shí)，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。對(duì)于地形陡峭、有高填深挖的邊坡，應(yīng)與移改路線位置及設(shè)置防護(hù)工程等進(jìn)行比較，以減少工程數(shù)量，確保路基穩(wěn)定。
4.沿河及受水浸水淹路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒(méi)或沖毀。
5.當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，路基出于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)和水溫狀態(tài)不良時(shí)，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進(jìn)行換填并壓實(shí)，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。
6.路基設(shè)計(jì)還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護(hù)等的需要
3.2.2 橫斷面組成及要素的確定
1.橫斷面的組成
公路橫斷面的組成應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、地形、氣候、地質(zhì)等條件來(lái)確定，以保證公路的交通安全、通行能力、路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。高等級(jí)的公路和低等級(jí)公路的橫斷面的組成不同。本次設(shè)計(jì)的道路是二級(jí)公路，二級(jí)公路的橫斷面組成主要包括：行車(chē)道、路肩、邊坡、排水設(shè)施等。在某些路段，可能要增加錯(cuò)車(chē)道和緊急停車(chē)帶（見(jiàn)圖3-2），在邊坡上可能有護(hù)坡道、碎落臺(tái)等。
2.橫斷面要素的確定
橫斷面要素的確定主要是確定組成公路路幅的各部分的幾何尺寸，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般是根據(jù)公路等級(jí)和交通量的大小，參考《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中各級(jí)公路路基橫斷面來(lái)確定，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐亟煌ㄒ?guī)劃和有關(guān)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
各級(jí)公路的路基寬度一般規(guī)定如表3.3所示
表3.3 各級(jí)公路路基寬度
本次設(shè)計(jì)的是二級(jí)公路設(shè)計(jì)速度是60km/h，根據(jù)上表查的車(chē)道數(shù)為2，路基寬度取為10km/h。
3.2.3 土石方的調(diào)配
路基土石方數(shù)量計(jì)算表的調(diào)配較簡(jiǎn)便，即按填、挖方分段，以下 為土石方調(diào)配說(shuō)明及方法 ：
1. 在土石方數(shù)量計(jì)算，基核完畢后，即可進(jìn)行調(diào)配，但須先將有關(guān)橋涵位置，縱坡與深溝等等注在備注欄，供調(diào)配時(shí)參考。
2。計(jì)算本樁利用，填缺與挖余。然后按土石分別進(jìn)行閉合核算，核算式為：
填方＝本樁利用+填缺
挖方＝本樁利用+挖余
以樁號(hào)A4+50.000到A05+00.000為例，本樁的挖方數(shù)量的`土為為83.45，本樁利用方數(shù)量的土為72.39，本樁挖余方數(shù)量的土為11.06。根據(jù)核算式：挖方＝本樁利用+挖余校核得：72.39+11.06=83.45
3.根據(jù)填缺與挖余的分布情況，可以大致看出調(diào)運(yùn)的方向及數(shù)量，調(diào)配前先確定一個(gè)最遠(yuǎn)調(diào)運(yùn)距離，這個(gè)距離可根據(jù)前述不同的施工方法和各種運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距來(lái)確定，調(diào)配時(shí)的計(jì)價(jià)運(yùn)距就是調(diào)運(yùn)挖方重心的距離減去免費(fèi)運(yùn)距后的運(yùn)距，調(diào)方重心可根據(jù)土石方分布情況估定。調(diào)運(yùn)后，填方如有不足部分可采用借方，未調(diào)用的挖余方按廢方處理。
4.在計(jì)算符合要求后，將調(diào)運(yùn)方用箭頭標(biāo)在調(diào)配欄中，同時(shí)將數(shù)量分別填入“遠(yuǎn)運(yùn)利用” 、“借方”或“廢方”欄里。
5.調(diào)配完成后，應(yīng)分頁(yè)進(jìn)行閉合核算，核算式如下：
遠(yuǎn)運(yùn)利用+借方＝填缺
遠(yuǎn)運(yùn)利用+廢方＝挖余
6。 每公里合計(jì)，總的閉合核算式除上述核算式外，還需按下式進(jìn)行核算：
挖方+借方＝填方+廢方
7. 調(diào)配一般在本公里范圍內(nèi)進(jìn)行，必要時(shí)亦可跨公里調(diào)配但須將數(shù)量及方向分別注明，以免混淆，
8. 按頁(yè)及公里分別核算無(wú)誤后，即可計(jì)算運(yùn)量，并合計(jì)公里運(yùn)量，運(yùn)量的計(jì)算式為：
運(yùn)量＝遠(yuǎn)運(yùn)數(shù)量×運(yùn)距(立方米·公里)
第四章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
路面設(shè)計(jì)應(yīng)包括路面結(jié)構(gòu)層原材料的選擇、混合料配合比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試于確定,路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計(jì)算,路面結(jié)構(gòu)方案的比選等內(nèi)容,以及路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和路肩加固等的設(shè)計(jì).
路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)除包括行車(chē)道部分的路面外、對(duì)高速公路、一般公路還應(yīng)包括路緣帶、硬路肩、加、減速車(chē)道、爬坡車(chē)道、緊急停車(chē)帶、匝道、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)的路面設(shè)計(jì).
4.1路面設(shè)計(jì)的原則
1.路面設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)路面使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件,密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行路基路面綜合設(shè)計(jì).
2.在滿足交通量和使用要求的前提下,應(yīng)遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資的原則,進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、有利于機(jī)械化、工廠化施工的路面結(jié)構(gòu)方案.
3.結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件,積極推廣成熟的科研成果,對(duì)行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)應(yīng)在路面設(shè)計(jì)方案中積極、慎重的加以運(yùn)用.
4.路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)和施工人員的健康和安全.
5.為提高路面工程質(zhì)量,應(yīng)推行機(jī)械化施工.
6.高速公路、一級(jí)公路不宜分期修建.
4.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算書(shū)
4.2.1交通分析
某高速公路，其中某段經(jīng)調(diào)查路基為粉質(zhì)中液限粘土，地下水位1.1m，路基填土高度0.5m。近期混合交通量為3012輛/日 ，交通組成和代表車(chē)型的技術(shù)參數(shù)分別如表1、表2所示，交通量年平均增長(zhǎng)率8%。該路沿線可開(kāi)采砂礫、碎石，并有石灰、水泥、粉煤灰、瀝青供應(yīng)。土基模量可查表進(jìn)行取值，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取不低于25MPa，泊松比可取0.35。
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)。
表4.1 某路段混合交通組成
表4.2 代表車(chē)型的技術(shù)參數(shù)
4.2.2 當(dāng)量換算的計(jì)算
標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量換算
瀝青層底拉應(yīng)力： （4-1）
半剛性材料層底拉應(yīng)力： （4-2）
式中： N－－標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/日)
n1－－被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日)
C1－－軸數(shù)系數(shù)；
C2－－被換算車(chē)型的輪組系數(shù)；
P－－標(biāo)準(zhǔn)軸載；
Pi－－被換算車(chē)型的各級(jí)軸載；
當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；
當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：
式中： －－輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為１，四輪組為0.38。
前后軸重小于25KN不予計(jì)算，故由表4.2得：一二類(lèi)車(chē)以及三類(lèi)車(chē)的前軸重不予計(jì)算。瀝青層底拉應(yīng)力：
三類(lèi)：C1=1.0 C2 =1.0 n3=22.04%*3012=663.84次/日
四類(lèi)：C1=1.0 C2=1.0 n4=9.01%*3012=271.38次日
五類(lèi)：C1=1.0 C2=1.0 n5=1.89%*3012=56.93次/日
六類(lèi)：C1=2.2 C2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日
再由表4.2以及上面的公式得:
故,
半剛性材料層底拉應(yīng)力：
由表4.1得：
三類(lèi)：C1=1.0 C2 =1.0 n3=22.04%*3012=663.84次/日
四類(lèi)：C1=1.0 C2 =1.0 n4=9.01%*3012=271.38次日
五類(lèi)：C1=1.0 C2 =1.0 n5=1.89%*3012=56.93次/日
六類(lèi)：C1=1.0 C2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日
式中：Ne－－設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)量軸次（次/車(chē)道）；
T－－設(shè)計(jì)年限；
N1－－運(yùn)營(yíng)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/d）；
�。O(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率(%);
－－車(chē)道系數(shù)，見(jiàn)表4.6
表4.6 車(chē)道系數(shù)
由上表得：
所以，
4.2.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取
圖4-1 擬定路面結(jié)構(gòu)圖
表4.7 擬定路面結(jié)構(gòu)參數(shù)表
路面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)數(shù)（方案數(shù)） 1
層位 層間條件 彈性模量 標(biāo)準(zhǔn)差 泊松比 厚度 層間系數(shù)
1 完全連續(xù) 1700.000 .000 .250 4.000 .000
2 完全連續(xù) 1600.000 .000 .250 8.000 .000
3 完全連續(xù) 1500.000 .000 .250 40.000 .000
4 完全連續(xù) 700.000 .000 .250 待設(shè)計(jì) .000
5 30.000 .000 .350
-----------------------------------------------------------------
荷載 垂直力 半徑 荷載位置 X Y
1 .7000 10.6500 .0000 .0000
2 .7000 10.6500 31.9500 .0000
-----------------------------------------------------------------
設(shè)計(jì)彎沉與理論彎沉= .0357 .0483 設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .4801 -.2673 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .4801 -.1386 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3841 -.1379 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3841 -.0918 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3700 .1067 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3700 .1114 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .1199 .1200 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 17.51
容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .1199 .1200 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 19.17
通過(guò)以上結(jié)果可知，擬定的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足要求。
第五章 結(jié)語(yǔ)
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情況。然后進(jìn)行選線，方案比選，路線平面設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)，土石方計(jì)算，土方調(diào)配，邊坡設(shè)計(jì)，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其目的是系統(tǒng)地鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，掌握公路設(shè)計(jì)工作的基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。
在這過(guò)程中我系統(tǒng)地鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，掌握了公路設(shè)計(jì)工作的基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。由于各方面的條件限制很多環(huán)節(jié)都沒(méi)有來(lái)的急仔細(xì)推敲，例如，DICAD Pro這個(gè)軟件就是個(gè)大學(xué)問(wèn)，我們此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)才使用了其中的一部分，除此之外還有橫斷面中的邊坡方案的選擇，我們只是了解了一些皮毛。并且，我們使用的那些方案都是老師給的，要我們選擇罷了。越往后才越發(fā)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)需要改進(jìn)的地方還有很多。例如，選線上后其實(shí)還可以再好一點(diǎn)的，由于當(dāng)時(shí)還有很多因素都沒(méi)有考慮好就下結(jié)論了。方案的比選也只是進(jìn)行一些定性的比較分析，事實(shí)上這些都是要用數(shù)據(jù)來(lái)證明所下的結(jié)論的。
這是我們第一次理論與實(shí)踐的結(jié)合，只是一個(gè)開(kāi)始 。重要的是該工程設(shè)計(jì)的方法和成果對(duì)其他工程具有一定的參考意義。 致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，整合我們所學(xué)的的各科知識(shí)，使之更為系統(tǒng)化。目的在于讓我們整體、系統(tǒng)地把握本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)及知識(shí)體系，對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)與融會(huì)貫通，理論聯(lián)系實(shí)際。同時(shí)能夠較好的培養(yǎng)我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高理性思維。這個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)得到較高的重視，并且能培養(yǎng)我們的綜合能力。
本論文是在東南大學(xué)高英老師和林亞萍的精心指導(dǎo)下完成的，在短短的3個(gè)月里，兩位老師對(duì)工作兢兢業(yè)業(yè)，、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、刻苦鉆研的精神一直感染著我。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，更激勵(lì)我去為以后的事業(yè)奮斗。老師們平易近人，在這段時(shí)間里，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于道路路線設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，粗淺的了解了道路設(shè)計(jì)的全過(guò)程，對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)都有巨大的幫忙。心中的感激是很難用言語(yǔ)還概括的，唯有用今后的加倍努力來(lái)報(bào)道恩師的教誨。
轉(zhuǎn)瞬即逝的大學(xué)歲月在我的心中留下了太多的記憶。感謝母校在四年內(nèi)所給予我的一切，我相信這些都會(huì)成為我以后的財(cái)富。感謝，大學(xué)四年所有我的任教老師教授我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為我以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在即將畢業(yè)離校之際，我要感謝所有在生活上給予我關(guān)心和幫助以及在學(xué)業(yè)上的切磋和指點(diǎn)的師長(zhǎng)。
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