摘 要

本设计路段为山西（运城）运煤专用通道设计K3-4段及高边坡挡墙处置，通过设计要求确定了道路的等级为二级公路，设计时速为80km/h。在此基础之上进行了k3-4路段的平曲线设计、纵曲线设计和平纵的线性组合，随后又对此路段的路基路面以及高边坡挡墙和盐碱地基的处置进行了初步的计算以及设计，并且绘制了相关的设计图纸，完成了所给k3-4路段的整体设计。

设计成果：设计速度是80km/h的二级公路

关键词：路线设计；路基路面设计；高边坡挡土墙设计：盐碱地基处置；施工方案

Abstract

The design section is for the K3-4 section of the special coal transportation channel for Shanxi (Yuncheng) and the high side slope retaining wall. The design is required to determine the grade of the road as a secondary road with a design speed of 80km/h. On this basis, the linear curve design, the longitudinal curve design and the linear combination of the longitudinal section of the k3-4 section were carried out, and then the preliminary calculation of the subgrade pavement and the disposal of the high slope retaining wall and the saline-alkali foundation was carried out. Designed and drawn the relevant design drawings to complete the overall design of the given k3-4 section.

Design result: secondary road with design speed of 80km/h

Keywords: Route design; Subgrade pavement design; High slope retaining wall design: Saline-alkali foundation treatment；Construction plan

目 录

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摘要 1

Abstract 2

目 录 3

第1章 概述 1

1.1 道路的性质与任务 1

1.2 沿线自然地理特征 1

1.2.1 气候特点 1

1.2.2 地质与土质 1

1.3 道路等级和主要技术指标的论证和确定 1

1.3.1 主要技术指标的论证和确定 2

第2章 路线设计 8

2.1 平面线形设计计算 8

2.1.1 平面线要素计算 8

2.2 纵断面设计 9

2.2.1 纵断面设计步骤 9

2.2.2 最大纵坡 10

2.2.3 最小纵坡 10

2.2.4 最大坡长 10

2.2.5 最小坡长 10

2.2.6 竖曲线设计计算 10

2.3 线形组合设计 12

2.3.1 平、纵线形组合设计的总要求 12

2.3.2 平、竖曲线应避免的组合 12

2.4 路线方案确定 12

第3章 路基设计 14

3.1 路基横断面设计 14

3.1.1 路基宽度 14

3.1.2 路堤和路堑边坡坡度 14

3.1.3 超高和加宽 14

3.1.4 土石方量计算 15

3.2 排水设计 15

3.2.1 边沟 15

3.2.2 截水沟 15

3.2.3 排水沟 15

3.3 挡土墙设计 16

3.3.1 挡土墙的类型及适用 16

3.3.2 高边坡挡土墙设计及处置 16

3.3.3 锚杆式挡土墙验算 18

3.4 盐碱地基处置 22

3.4.1 盐碱土 22

3.4.2 破坏现象以及原因 23

3.4.3 防护处置 23

第4章 路面设计 25

4.1 路面结构设计原则 25

4.2 沥青混凝土路面设计 25

4.2.1 轴载计算分析 25

4.2.2 路面结构和材料选取 28

4.2.3 抗压模量和劈裂强度以及土基回弹模量 28

4.2.4 设计指标计算确定 28

4.2.5 容许层底拉应力计算 29

4.2.6 水泥稳定砂砾层厚度计算 29

第5章 道路施工方案 31

5.1 施工准备工作 31

5.2 测量场地控制网 31

5.3 路基施工 31

5.3.1 基底处理 31

5.3.2 土工试验 31

5.3.3 分层填筑 32

5.3.4 施工检测 32

5.4 路面施工 32

5.4.1 路基清理以及验收 32

5.4.2 施工放样 32

5.4.3 拌合 32

5.4.4 运输以及摊铺 33

5.4.5 碾压处理 33

5.4.6 施工后的养护 33

第6章 结论 34

参考文献 35

致谢 36

概述

道路的性质与任务

本设计路段所需设计的道路所需完成的主要功能为作为运煤通道以及连接所经过地段的村落。

沿线自然地理特征

气候特点

本次的设计路段路线所经过地段的气候条件如下：设计路线所在的地区是北温带大陆性季风气侯，根据相关的资料，路线所经过区段的城市（运城）地形比较复杂，相对高差在部分区域很是明显，运城具有多种多样的地貌类型，但总体以平原和丘陵为主。平原占地总面积大概约有58.2%，山地、丘陵的占地总面积大概约有41.8%。运城地区的水热状况大致为：年平均最大冻深有100cm到140cm，最高月平均气温为25至30℃。

特别的，在所需设计的路段，因为部分区域高差过大以及地基土存在盐碱化的问题，因此解决这些问题对增长道路的使用寿命是非常有意义的。

地质与土质

运城地区的地质条件构造相对复杂，矿产等资源极为丰富，经过地质勘探后列入山西省矿产储量表的资源有54种，在这之中含量较多的的矿产资源有：铜、铅、镁（镁盐、白云岩）、硅石、芒硝、大理石、石灰岩等。在黄土山岭重丘区，土壤水的作用可以使芒硝等盐碱析出造成涨裂破坏，对于路段的施工、维护以及后期使用有极其重大的影响。因此在设计过程中不得不考虑盐碱土质对工程建设过程中的影响以及对后期正常使用过程中可能造成的危害进行预防。

道路等级和主要技术指标的论证和确定

公路在设计时，主要的工作为使用已有的地形地貌条件，结合实地勘测的结果，进行一系列的路线以及路基和路面的设计与施工。优良的设计能够让道路与自然环境最大限度地融合，使路线与自然景物协调统一。自然地理的水文条件和技术资源应用条件等因素也限制着公路的路线位置及施工设计。本次设计的路段要满足满足预期的的行车要求、交通量增长、造价合理的路线。道路等级的确定

公路等级是由公路所需要承担的具体功能以及路线所处地形地貌和路线所在区位的运输体系、长远经济水平的发展、路网路线规划有着密切关系。在这些影响因素中，现有交通量和交通量的年平均增长率是决定道路等级的重要性指标。

（1）k3-4段设计路段的交通量：3500辆/日，交通量年增长率：5%。

但在确定时，因为车辆类型的不同，实际的交通量应换算采用小客车为计算标准车型，各车型车辆的换算系数如下表

表1.1车辆类型系数表

年起始年平均交通量，各型号汽车折减为小客车年平均日交通量为

=5980×（辆/日）

（2）确定道路等级

《规范》中规定由年平均日设计交通量应当为5000~15000辆小客车的路段应当设计为二级公路及以上。根据以上的交通量计算，该路段的年平均日交通量为10228辆，因此山西运煤专用通道k3-4段设计为双车道二级公路。

主要技术指标的论证和确定

1）设计速度的确定

各等级公路的设计速度规定如下表：

表1.2公路设计时速表

二级公路主要行使的功能是连接路线所在地的行政中心、商业中心、交通枢纽、住宅区、旅游景点以及工业区等，尽可能的以较少投资和造价修建尽可能宽敞的笔直的路面供其使用是重要特点。次要干线应该选用的是二级或二级以上公路，二级公路设计时速可采用为80km/h或60km/h；

在此次设计路段所经过的地区为丘陵区，高差起伏比较大。根据先前的地形地貌及气候条件的说明以及道理所承担的相关功能和设计交通量。因此选用为二级公路，设计速度V=80km/h

2）圆曲线的最小半径确定

计算平曲线的最小半径时采用的是以摩擦系数方法即：

式中：

R径；

V—m/h）；

——横向，一般取值为0.6-0.7

——

在进行道路平面设即时，应该根据地形地貌以及最小半径的限制，尽可能的选区较大的转弯半径以便于行车安全以及驾驶感受的舒适，并且要注意所占地拆迁和耕地较少，尽可能的减少工程造价。因此既不能使用很大的转弯半径，太大的半径会引起转弯路程较长从而增加整段工程造价。

计算极限最小半径值指的是为了保证车辆按照设计时速能安全行使的最小圆曲线半径，在此次设计中取按照《规范》中的公式计算取整得到；不设超高最小半径是指车辆经过弯道时不需要设置路面的超高时就能平稳行驶时所需要确保的最小圆曲线半径值。

在地形条件许可时，则应该尽量使左转弯半径大于一般最小半径，只有在地形地质条件特别复杂困难时。

我国现行的技术规范标准根据不同的情况规定了以下取值表格

表1.3圆曲线最小半径

当让，在设计圆曲线半径时，最大的转弯半径也不应该大于10000m，使弯道过于平缓。

在本次路段设计中的最小的转弯半径为500m,刚好大于设计速度为80km/h的三个最小半径值。K3-4段路线的最大转弯半径为1200m，所以，平曲线转弯半径的设计是满足各项要求的

3）最小直线长度和最大直线长度的确定

平曲线设计过程中，除了圆曲线半径，圆曲线之间的直线段长度也与驾驶安全密切相关，因此直线段的最小长度和最大长度的设计也需要高度重视。过长的直线段，因行驶时间过长，极易引起驾驶员疲劳，驾驶员疲劳驾驶会对道路安全形成巨大的安全隐患，因而极易导致事故的发生。所以，在对平原地带的路线设计过程中，不能一味的追求长直线段以减少工程难度和缩短行车距离。我国现行规范的最大直线段长度为设计时速的20倍（20V）。特别的，在某些自然环境优美并且多变的地段能接受大于20V的长直线段，因为景物的变换可以适当的减缓驾驶员的疲劳感觉。但是，当两圆曲线之间的直线段太短是，可能会因为车速过快而导致驾驶员的反应不及时，操作慌乱，也会造成交通事故。所以我们要针对不同的情况，对直线度长度进行设计。

（1）同向曲线间的直线最小长度

《公路路线设计规定：当路段设计速度≥60km/h时，同向的（m）应不得小于设计速度（km/h）的6倍；对于本设计中的k3-4段，不应小于480m.

（2）反向曲线间的直线最小长度

反向曲线段之间直线段最因此在k3-4路段设计时，反向曲线间的直线但长度应该大于160米。本路段的反向曲线之间的最小直160m，符合规范的设计要求。

4）缓和曲线最小长度

缓和曲线的设置是要有足够长度的，为了满足驾驶员能够反应及时、驾驶流畅、线性也较为和谐美观。圆曲线上的超高和加宽过渡也应当在缓和曲线之内。因此要从下述几种方面考量

（1）旅客感觉舒适

其中：

V—— V=80km/h；

R——圆曲线 R=900m

——离心加 =0.4。

（2）超高渐变率

如若缓和曲线的长度太短则会形成太过扭曲的行车路面，使车辆转弯时的倾斜度过大，对行车安全危害极大。因此应当按照规范规 计算出缓和曲线段所必须满足的最小长度。

式中：

B——12m宽的路面取B=6m；

Δi——；

P——超高渐变率。由《公路路线设计规范》（JTG 规定，

表1.4超高渐变率取值表

（3）行驶时间应当不过短

一般情况下，车辆在缓和曲线段上的驾驶时间不应当小于3秒。

即缓和曲线不应短于66.7m。

表1.5各级公路缓和曲线最小长度

综上，本次设计的最小缓和曲线长应为70m，满足上表中对于80km/h的缓和曲线最小值的规定。

5）最小坡长和最大坡长的确定

（1）最小坡长

路线设计时的最小坡长如下表所示：

表1.6各级公路最小坡长

因此在此路段（K3-4）设计时最小坡长应该大于200m，设计时，最小坡长为455..7m，满足要求。

（2）最大坡长

在K3-4路段设计中，当坡度为4.4%时的路段的直线段长度为781m， 2.5%的坡段直线段长度为682m，对比下表后，符合要求。

表1.7各级公路最大坡长

6）最小纵坡和最大纵坡

（1）最小纵坡

当纵坡的设置过于平缓时，是不利于路面路基的纵向排水的，积水会影响路基的稳定性以及路面的摩阻力，从而影响道路安全。因此最小的纵坡坡度值也应不小于0.3%。

（2）最大纵坡

设定最大纵坡限制是因为纵坡过大时，施工难度和驾驶安全性都不易保证。

本路段的纵坡设计中最小坡度值为0.55%，最大纵坡的坡度值为4.42%，满足最小最大纵坡的要求。

路线设计

平面线形设计计算

经过上述的设计后，平曲线的半径和缓和直线段设计已经完成，确定R，之后计算各个曲线要素，得出主点和交点的桩号，得出直线曲线及转角表。

本路段设计了较多的反向圆曲线以及反向曲线。其中同向曲线间的直线段长度应该大于6V(480m),反向曲线的最小长度要大于2V(160M).下面进行计算示例。

平面线要素计算

取JD1作为算例，具体计算如下：

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