摘 要

本设计为山西（怀仁县段）货运专线道路H610设计及15.0m跨简支梁加固设计。该道路主要用于煤炭运输，主要交通组成为重载汽车，确定该道路等级为一级公路，时速80km/h。首先进行平面选线，由于该道路途径两个盆地地区，地形较为复杂，综合考虑地势，纵坡坡度及线形安全性和美观性确定两种设计方案。通过纵坡坡度，横坡陡缓及填挖方数量等条件进行分析确定推荐方案。再进行纵断面及横断面的设计。其中在纵断面设计过程中综合考虑了桥梁和涵洞的设置。通过分析横断面边坡稳定性完成挡土墙设计。通过对路基路面结构和材料比选完成路基路面设计，其中包括排水和路基防护工程设计。最后进行15m跨简支梁加固设计，通过三种方法对该梁进行加固设计。

关键词：一级公路；货运专线；选线；路基路面设计；桥梁加固设计

Abstract

This design is to design the road H610 for Shanxi (Huairen county section) freight special line and the design of 15.0m span simple supported beam. The road is mainly used for coal transportation,the main traffic consists of heavy haul vehicles.The road is defined as First-Grade Highway and the design speed is 80km/h.First,I started the plane routing design.As the road passes through two basins and complex terrai,Considering the terrain, the slope of the longitudinal gradient and line safety and beauty,I have designed two schemes.Through the longitudinal slope, cross slope steep and earthwork quantity conditions are analyzed to determine the recommended scheme.Further vertical and cross section design.The vertical section design includes the design of bridge and culvert. Through the analysis of cross-sectional slope stability I completed the design of the retaining wall .And through the comparison of subgrade and pavement structure and material I completed the design of subgrade and pavement, including subgrade protection works and drainage design.Finally, the strengthening design of 15m span simple supported beam is carried out, and the strengthening design of the beam is carried out by three methods.

Keywords: First-Grade Highway; Freight line; Route design; Design of subgrade and pavement; Bridge reinforcement design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 道路任务与性质 1

1.2 主要设计资料 1

1.2.1 地形、地貌、气候、水文状况 1

1.2.2 不良地质条件及主要自然病害 1

1.3 道路等级论证 2

1.3.1 交通量资料 2

1.3.2 确定道路类型及等级 2

1.4 技术标准论证 3

1.4.1 设计时速 3

1.4.2 圆曲线半径 3

1.4.3 直线长度 3

1.4.4 缓和曲线 4

1.4.5 纵坡坡长 4

1.4.6 超高、加宽 4

1.4.7 纵坡坡度 5

1.4.8 公路技术指标汇总表 5

第2章 路线设计 7

2.1 路线方案的确定 7

2.2 方案比选 7

2.3 平面线形设计 9

2.4 纵断面设计 11

2.4.1 涵洞、桥梁设计 11

2.4.2 竖曲线设计计算 12

2.4.3 纵断面设计图 13

第3章 路基设计 15

3.1 横断面设计 15

3.1.1 路基宽度 15

3.1.2 边坡坡度 15

3.1.3 超高和加宽 15

3.1.4 路拱横坡 16

3.1.5 路基设计表 16

3.1.6 横断面绘图 16

3.1.7 土石方数量计算 16

3.2 路基支挡及防护工程设计 17

3.2.1 设计资料及参数 17

3.2.2 挡土墙设计 17

3.3 排水设计 20

第4章 路面设计 22

4.1 路面结构的方案选择 22

4.1.1 路面结构分类 22

4.1.2 路面结构选择 22

4.2 沥青混凝土路面设计 22

4.2.1 轴载换算 22

4.2.2 路面结构设计 25

4.2.3 方案比选 27

第5章 桥梁加固设计 28

第6章 结论 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

道路任务与性质

山西大同地区（怀仁县段）货运专线道路位于山西省北部、大同盆地中部。该段道路是由怀仁县通往大同市的主要煤炭运输通道，还需要起到联系周围城镇的作用，最终通往煤炭基底大同市，并且可以为该道路沿线的工业、农业生产服务。

主要设计资料

1.2.1 地形、地貌、气候、水文状况

计划建设的山西（怀仁县段）货运专线道路，位于山西大同怀仁县地区，属北温带大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，夏季降雨集中，春季较为短促。年平均气温7.3°C，月平均气温最高为25~30°C，潮湿系数0.5~0.7，降雨一般集中在七八月份，夏秋雨型。年均降雨量一般在400-600毫米之间。该地区属于中部盆地地区，因为该山区高原大部分隆起，导致地表撕裂形成一条很长的断裂带，因此该路段中有两个盆地地形产生。其中大同盆地的平均海拔为1000-1100米。该设计路线的地质情况主要为黄土地区，属于自然区划中的三级区划。黄土地区的特性是地下水含量较充足，加上降雨量集中导致水土流失严重，地面部分会产生冲沟和陡坎。该地区土壤封冻时间长,冻土层厚，多年平均最大冻深为100~140cm，产生封冻的时间段一般从10月到次年4月。地下水埋深一般大于3m，山区的地下水分布较深,对公路建设几乎没有影响。设计标段呈东西走势，计划建设的该货运专线道路地形较为复杂，其中经过两个盆地，分布于起点~K0 350、K0 950~K1 850。沿线地形起伏、高差变化大，盆地底部标高一般为420~425米，边缘山地标高一般为465~470米。其中平原分布较广，分布于K0 350~KO 950、K1 850~终点，标高一般为465~470米。平原地段地表主要有农田，鱼塘，多数为经济林，平原地区还分布有三处居民住宅区和学校建筑。

1.2.2 不良地质条件及主要自然病害

该地区属于黄土重丘区。主要自然病害：翻浆、冲沟、泥石流。这些不良条件会对公路产生不良影响：例如冬季有冻胀、路面开裂率高，春季翻浆严重等问题。

道路等级论证

1.3.1 交通量资料

根据交通量资料，测得该路段平均日交通量为7400辆/日，设计年限该路段采用20年，交通量年增长率为5％。

表1.1  交通组成及各型号车的轴载或轮压