摘 要

本设计为一级公路设计，设计的路线谷城至竹溪公路起于谷城县境内福银高速公路襄（樊）十（堰）段，终于竹溪县鄂陕省界。其设计的道路等级为80km/h的双向四车道的一级公路。

设计内容有：首先是公路线形设计，根据地形图和参考《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）^[1]，采用纸上定线，在地形图上定出设计里程不短于5km的两个设计方案，分别进行设计，通过平面线形指标、纵断面设计和经济三个方面的比较，比选出推荐方案。按照要求绘出平面设计图，纵断面图。然后进行路基、路面及排水设计，路基设计主要是确定路基的宽度，高度，坡度，路基弯道超高，加宽等，特殊路基的加固和防护。排水设计主要是排水沟渠及连接构造形式的选择和结构设计。路面设计是通过轴载换算，路面强度及变形计算，确定路面各结构层厚度。根据当地的水文，经济条件和两种路面的优势与不足，选择合适的路面结构。最后进行桥梁设计、边坡防护设计、隧道设计和重力式挡土墙设计。

关键词：一级公路；路线设计；路基设计；路面结构设计；排水设计；桥梁和隧道设计

Abstract

This design is a first-level route design. The Gucheng-Zhuxi Highway of this design starts from the ten (yan) section of Fuyin Expressway in Fancheng County, and finally ends in the boundary of Hubei and Shaanxi provinces in Zhuxi County.The designed road type is a two-way four-lane first-class highway of 80km/h.

Design content has: The first is the highway linear design.. According to the topographic map and the reference "Design Specification for Highway Route " (JTG D20-2017), the paper is fixed on the topographic map, and two design schemes with a design mileage of not less than 5km are determined on the topographic map. The design is carried out, and the recommended scheme is obtained through the comparison of the planar linear index, the longitudinal section design and the economy.Draw the graphic design drawing and profile drawing as required. Then the roadbed, pavement and drainage design is carried out. The general subgrade design is mainly to determine the width, height, slope, subgrade curve, super wide, widened, etc, special roadbed reinforcement and protection. The drainage design is mainly the selection and structural design of the drainage ditches and connection structures. The pavement design determines the thickness of each structural layer of the pavement by axle load conversion, road strength and deformation calculation. According to the local hydrology, economic conditions and the advantages and disadvantages of cement concrete and asphalt concrete pavement, determine the appropriate pavement structure plan. Finally, the design of bridges, slope protection, tunnels and gravity retaining walls was carried out.

Key words: First class road; route design; roadbed design; pavement structure design; drainage design; bridge and tunnel design.

目录

第1章 绪论 1

1.1公路设计的目的和意义 1

1.2毕业设计中内容 1

1.3毕业设计资料 1

1.3.1地形地貌 1

1.3.2地质概况 1

1.3.3气候 2

1.3.4水文 2

1.3.5沿线筑路材料 2

1.3.6工程用水、用电 3

1.3.7运输条件 3

1.3.8公路与沿线环境协调情况及环境保护要求 3

第2章 路线设计 5

2.1道路类型及等级论证 5

2.2道路的技术标准论证 7

2.2.1行车速度论证 7

2.2.2平面线形指标 7

2.2.3竖曲线要素标准论证 9

2.3平曲线设计 9

2.3.1平面设计 9

2.3.2 平曲线要素计算 10

2.4纵断面设计 19

2.4.1竖曲线设计 19

2.4.2竖曲线的计算 19

2.5路线方案比选 20

第3章 路基设计 22

3.1路基横断面设计 22

3.2超高设计 22

3.3土石方的计算 24

3.4路基和边坡防护设计 25

3.5挡土墙的设计与计算 25

3.5.1挡土墙的设计 25

3.5.2挡土墙的计算 25

3.6排水的设置 30

3.6.1边沟的设计 30

3.6.2排水沟的设计 31

3.6.3急流槽的设计 31

3.6.4截水沟的设计 31

3.6.5路面排水设计 31

3.7边坡防护设计 31

第4章 路面设计 32

4.1沥青路面设计 32

4.1.1路面结构设计 32

4.1.2路面结构验算 33

4.2水泥混凝土路面设计 36

4.2.1设计参数 36

4.3路面方案比选 39

第5章 桥梁、隧道设计 39

5.1桥梁设计 39

5.2隧道设计 40

第6章 结论 40

参考文献 41

致谢 42

第1章 绪论

1.1公路设计的目的和意义

通过本次毕业设计，可以让我们综合应用以前学过的知识，在实际工程中充分应用这些知识，可以为未来作为一个道桥工程师接受终身的继续教育奠定一个很好的基础。毕业设计可以使我们在学习知识技能的同时，还可以总结本科四年所学的各门专业课程，主要工程制图和计算机辅助设计CAD（纬地三维道路设计）等基础或专业知识，将各门课程综合运用起来，提升我们用理论解决实际问题的能力。

通过本次《谷城至竹溪公路第3标段设计》设计，应用以前学过的专业知识，道路勘测设计里面的平面设计、，加强和掌握这些设计方法。在设计中熟悉和掌握CAD制图、本次设计的路线属于湖北省规对于湖北省路网结构的完善有着重大的意义。要致富，先修路，道路就像是一个地区的经脉，的作用。在道路等基础设施建设中，可以改变该地区交通不便的现状，对于沿线的经济发展起着非常重要的作用。

1.2毕业设计中内容

（1）

（2）

（3）

（4）边坡防护和支挡构造物设计

（5）桥涵和隧道设计

（6）完成毕业设计各种图表的绘制

（7）完成外文阅读与翻译

1.3毕业设计资料

1.3.1地形地貌

根据地貌成因、形态及组合特征，地势起伏较大，山体表面多为林地，植被发育。农作物发育；植被覆盖较好。有些地方受雨水冲刷严重。但是整体来看，生态环境保持着一种相对动态的平衡状态。

该地区的高程落差大，达到100多米，山脊和沟谷较多，水系发达。

1.3.2地质概况

本次设计路段揭露的主要岩性有元古代武当（岩）群（Pt2W）、震旦系白云岩、寒武系灰岩、白云岩、奥陶系灰岩、页岩、志留系页岩、砂岩及第四系河流冲洪积相和残坡积相松散堆积层等。

1.3.3气候

本次设计路线经过地区的气候比较温和，下雨主要集中在春天和夏天，冬天降雨量较少。一年当中最大的降雨量为1750毫米，最小的降雨夏天最高气温43.4℃，冬天最低气温-17.6℃。多年平均气温为9摄氏度~16摄氏度。该地区测量得到极限的风速为9级，但是一般不受台风天气的影响。

1.3.4水文

路线经过地区地表径流发育，水资源丰富，主要河流有南河、马栏河、北河等。

南河：属于非通航的河流，水流经过多个县，是汉江中游的主要支流。北支马栏河，干流向东又有清溪河入汇，北折玛瑙观入谷城县境，干流（包括主源粉青河）全长255km，流域面积6497km2。平均比降为5.5‰，阳日湾至胡家渡平均比降2.4‰，胡家渡至入汉江口平均比降为1.1‰。全流域多年平均流量79.8立方米/秒，多年平均径流深368.4mm，平均径流量28.4亿立方米。

全长105公里，集水面积 2031平方公里，最大流量5110立方米／秒(1975年8月9日)。其主要支流：上马家河等。在青峰镇建有六里峡电站，作为马栏河流域梯级开发，在下游榔口乡新建柳园铺电站。

北河，由西向东在谷城上游注入汉，属不通航河流。沟，经房县观音堂彦家洲入谷城县境，中间有多条小支流汇入，在北河镇安家港入汉江。干流全长103公里，流域面积1212平方公里，多年平均径流深370.9毫米，最大洪流量7000立方米/秒，多年平均流量14.6立方米/秒，河床平均比降3.3‰。水库，正常蓄水位为139m。

本路段水质较好无污染，多用于农业浇灌，所以工程建设时期可以利用本地的水资源，但是要注意环境的保护，避免出现水质污染的现象。

1.3.5沿线筑路材料

（1）此次公路建设进过的地区为山区，岩石较多，而且岩石破碎的也比较多，能够满足填方需要。

（2）工程中需要用的石料一般可以在当地采用。

沥青混凝土路面上面层要求采用抗滑、耐磨的石料。在竹溪县、谷城县境内分布辉绿岩。

（3）砂：途经地区虽然河流较多，但是砂的存储量比较少，质量不好，所以需要到其它地方取砂。不过该地区的附近有比较多的河流，水运运输和公路运输都比较方便，到其它地方购买砂也比较经济。

（4）水泥：该地区建设有大型的水泥厂，一般道路建设用的水泥可以在工程附近购买，可以满足工程的需要。

（5）石灰：沿线地区的谷城、保康、房县、竹山、竹溪等地都有石灰生产，产量可以满足工程需要。

（6）钢材和沥青：武汉市和十堰市有武钢等大型钢厂，所以可到这些地区采购，经过铁路运输，河道运输，然后由汽车的公路运输运到工地；由于本地没有沥青生产，所以工程所需要用的沥青需要到外面其它地方采购。

1.3.6工程用水、用电

（1）施工用水：本合同段路线经马栏河，对工程基本无影响，可满足施工需要。

（2）

1.3.7运输条件

本合同段线位平行省道305布设，运输条件方便，只需对省道和高速之间的现有乡村道路改造即可满足工程运输条件。

1.3.8公路与沿线环境协调情况及环境保护要求

此次道路建设需要考虑的环保措施有：

（1）道路设计要求沿着山坡脚和河流之间布设；线形设计要减少路基填筑和开挖规模，减少边坡高度，减少对环境的破坏。

（2）主要以植草和植草皮作为路基防护、在有条件的地方可以不设防护，为了环境的美化，在中央分隔带要设置绿化带；为了降低噪声污染，路面结构要求采用沥青混凝土。

（3）边坡防护要以植草绿、采取贴切自然的圆弧过渡；低填路段和互通匝道内侧要使用较缓的坡率，与环境协调为一体，成为一道缓冲带，这样既美化了环境，又增加了行车的安全性。

（4）对于沿线的道路和河流，桥梁的布置要合理，减少对当地原有交通和河流的影响。

（5）由于沿线土壤缺乏，路基填筑方案设计中，对于地表种植土要求统一堆放，用于主体工程完结时恢复沿线破坏的植被及取弃土场的绿化。

第2章 路线设计

2.1道路类型及等级论证

由交通调查得，此次设计道路的交通量4700辆/日，根据统计和预算得出年增长率为9％，见表

根据我国的《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）确定道路等级时规定的标准车型是将混合交通量换算成以小客车为标准的交通当量^[3]。