摘 要

公路工程项目大体分为规划、设计、施工、维护四个阶段。公路设计阶段又是整个建设中极为重要的环节，直接关系到工程项目的价值。如今交通量日益增长以及交通事故频发，做好公路设计阶段工作是从根本上避免交通安全问题的发生。本课题的公路工程项目位于广东省，设计路段为K0 000～K4 521.132范围的一级公路，北起南赵村村头，向南延伸4.5Km，其中与省道371交叉。此次公路设计依据交通运输部发布的最新技术标准、设计规范，同时采用纬地道路设计软件、cad、HPDS等等软件来辅助设计。研究了线路的布设及线形设计，路基设计及确定必要的支挡构造物，路面材料选择及组合设计等等内容；绘制输出了路线平纵面图、逐桩横断面图、挡土墙布置等图表；按照规范要求编制了设计说明书。

关键词：公路设计；一级公路；平纵横设计；路基设计；路面设计

Abstract

Highway engineering projects usually includes four parts: planning, design, construction, and maintenance. As for the design part, it is a greatly important part in the whole project, which directly affects the quality of the project. With the increasing traffic volume and frequent traffic accidents nowadays, the task of the road design phase is to fundamentally avoid traffic safety problems. The road engineering project of this subject is located in Guangdong Province. The road is classified a first-grade highway in the range of K0 000～K4 521.132. The design of the road rely on the new technical standards and design specifications which are issued by the Ministry of Transport, and also use HintCAD, CAD, HPDS and other software to assist in design. The research completed the route selection, horizontal and vertical design of the route, subgrade and pavement structure design, etc., and made the vertical and horizontal drawings, pile by cross section, retaining wall layout, etc. Design specifications were compiled in accordance with the specifications.

Key Words：road design；first-grade highway；horizontal and vertical route design；Subgrade design；pavement design

目 录

第1章 绪论 1

1.1国内外研究现状 1

1.2内容及预期目标 1

1.2.1 研究内容 1

1.2.2 预期目标 1

1.3目的及意义 1

第2章 拟建项目条件及技术方案 2

2.1自然条件 2

2.2公路建设原则 2

2.3公路工程建设范围 2

2.4技术方案 2

第3章 公路路线设计 3

3.1确定道路等级及速度 3

3.1.1交通量及公路等级论证 3

3.1.2设计速度的确定 3

3.2平面选线 3

3.2.1选线原则方法 3

3.2.2路线方案 4

3.3线形技术指标和标准 5

3.3.1平面线形技术指标和标准 5

3.3.2纵面线形技术指标和标准 5

3.4路线平纵设计 5

3.4.1平面比选及设计 6

3.4.2纵面线形设计 7

3.4.3平纵组合设计 8

3.5横断面设计 9

3.5.1路基宽度及路拱 9

3.5.2标准横断面和典型（一般）横断面设计 10

3.5.3平曲线超高、加宽设计 11

3.5.4土石方计算和调配 11

第4章 路基及支挡防护结构设计 12

4.1选择路基断面形式 12

4.2路堤填料与压实标准 12

4.3确定边坡的形状和坡率 12

4.4坡面防护 12

4.5挡土墙结构设计 13

4.5.1挡土墙设计的基本参数 13

4.5.2破裂棱体位置确定 13

4.5.3行车荷载换算填土高度 14

4.5.4挡土墙稳定性的验算 14

4.5.5挡墙基底的应力和偏心距 14

4.5.6布置挡土墙 14

第5章 路面结构设计 16

5.1环境参数确定 16

5.2交通参数确定 16

5.3路面结构组合方案 17

5.4材料参数 17

5.4.1 路基顶面回弹模量 17

5.4.2 级配碎石底基层回弹模量 18

5.4.3水泥稳定碎石基层弹性模量和弯拉强度 18

5.4.4 沥青面层模量 18

5.5验算路面组合方案 18

5.5.1水泥稳定碎石基层疲劳开裂 18

5.5.2沥青层永久变形量 19

5.5.3沥青面层低温开裂指数 19

5.5.4防冻厚度 19

第6章 排水布置及结构设计 20

6.1路表排水 20

6.2坡面排水 20

6.3边沟设计 20

第7章 桥涵工程 21

7.1涵洞设计一般要求 21

7.2 涵洞类型 21

7.3涵洞构造 21

7.3.1涵身 21

7.3.2洞口建筑 22

7.3.3圆管涵构造 22

第8章 总结 24

致 谢 25

参考文献 26

第1章 绪论

1.1国内外研究现状

交通运输系统作为国民经济的子系统，其推动经济社会的发展起到巨大的作用。其中公路运输作为交通运输系统中重要的组成部分，其具有快捷直达、直到门户的特点，并且其是唯一一种不需要其他方式来辅助的交通运输方式，公路建设成为我国国民经济中非常重要的一环。我国的公路事业自改革开放来得到快速发展，虽然不及美国、日本、德国等发达国家已经构建了高速公路网，但如今我国公路发展速度，总里程达到400多万公里。对于我国的公路建设，《国家公路网规划（2013-2030年）》的出台文件更是有进一步发展规划。

1.2内容及预期目标

1.2.1 研究内容

本研究课题为广东省的公路工程项目，主要针对于公路项目的设计阶段进行研究。根据提供的项目基础资料以及电子地形图，完成4.5Km范围内设计路段的施工图设计。本广东省的公路工程项目设计阶段需完成路线的设计部分和路基路面设计等设计内容，并且进行方案优化比选；按规范绘制并输出路线平纵面图、横断面图等图表；按要求编制设计说明书等内容。

1.2.2 预期目标

本课题研究公路工程项目的设计阶段，以达到设计出的公路具有：①优良的公路三维立体线形。满足汽车安全行驶的动力性能；满足车内人的舒适体验；②优良使用性能要求的路基路面三维构造物。满足结构的承载能力及力学性能：满足适应环境变化的稳定性；满足其在设计使用期间的耐久使用；满足行车安全舒适的路表功能。

1.3目的及意义

公路的建设主要分为规划、设计、施工、维护四大部分，这四个阶段一体化，应该全面考虑全生命周期的建设技术和经济费用，不能片面去研究独立一部分。但是设计阶段作为整个建设过程中的重要一环，其设计的质量直接关系到工程的质量，同时影响着后续的施工以及维护的建设阶段。因此本课题研究旨在深入公路建设的设计阶段，研究公路的选线、线形设计、路基路面设计等等。正确进行设计阶段的工作，是进行后续施工和维护的保证基础，同时也是从根本上防止交通安全问题的发生。

第2章 拟建项目条件及技术方案

2.1自然条件

此广东省公路工程项目所在地区地形平坦，坡度较缓，其地貌主要为冲积平原区。项目所在地的气候为暖温带季风大陆性。对该地区的温度、湿度进行调查，确定其公路自然 区划以及沥青路面使用分区。根据调查资料表明①气温：所在地的年平均气温为12.4℃；②降雨：年平均降水量为495.1mm并且年平均蒸发量为1661.1mm。

2.2公路建设原则

此公路工程项目位于平原区，农田居民点较多，当路线经过城镇村庄时，保证“近城不进城”。路线的走向既要考虑就近适用性，为城镇提供便利，也要为远期的规划留有余地，并且做好交通的衔接，能更好地为沿线的经济和生活服务。公路在布设选线时，考虑到经济和环保问题，当经过城镇或居民点较多时，尽量避开密集区，减少拆迁费，避免破坏环境。

2.3公路工程建设范围

此次设计范围为北起南赵村村头，向南延伸4.5Km，其中与省道371交叉。根据项目所在地的经济社会发展以及整体的路网规划，其公路的功能作为次要干线功能，应满足所有设计车辆的通行要求。

2.4技术方案

根据交通调查以及数据分析，确定公路的技术等级。设计速度作为最重要的设计指标应该首先确定，然后确定各线形指标（圆曲线半径，缓和曲线长等等）及其相应的技术标准进行平面设计。确定纵断面的最大纵坡，最小坡长的等等控制指标，进行试坡、拉坡等等纵断面线性设计，注意设计中的控制标高和填挖平衡的要求。进行平纵组合设计，避免不良的组合，优化线形组合，达到视觉、线形上连续均匀的效果。最后进行横断面“戴帽子”工作，注意填挖平衡以及土石方调配，输出路基土石方数量表。进行超高加宽计算设计，输出路基设计表。

确定路基标准横断面，选择横断面类型（路堤、路堑、半填半挖等），进行路基稳定性分析，必要时进行坡面防护和设计挡土墙等支挡结构。根据交通荷载参数，气候自然因素，材料供应及性能要求，进行沥青路面设计或水泥混凝土路面设计，并进行方案比较，推荐最优方案。既要经济合理又要技术可行。综合考虑路基以及路面的排水系统的设计，保证整个道路结构的功能要求和耐久性。对必要地段进行桥涵设计。

第3章 公路路线设计

3.1确定道路等级及速度

3.1.1交通量及公路等级论证

根据交通调查及预测分析：在2021年的年平均日交通量AADT为7977辆/日，对于此交通量的概念均是小客车，其他车型按照小客车的标准进行折算得到的交通量。经过交通预测在2035年AADT达到15130辆/日,接着在2040年交通量达到19070辆/日。根据规范要求本广东省公路工程项目设计路段拟采用一级公路（交通预测年限为20年），它是供车辆分向、分车道行驶的道路。其功能主要作为次干线，并且应实施部分控制出人。

3.1.2设计速度的确定

根据《公路工程技术标准》说明，设计速度作为最主要的设计指标，其指标选用应根据公路功能、地形、经济发展等等因素综合考虑。本公路项目的设计路段规划为具有次干线的一级公路，地形简单且缓，设计速度采用100Km/h。由于实际驾驶员以适应实际情况的速度行驶而并非设计速度，所以是以设计速度作为基准设计，再用运行速度来检验其设计的合理性。

3.2平面选线

3.2.1选线原则方法

选线的大体概念是在起终点选定一条道路中线，综合考虑技术经济合理。此次范围为北起南赵村村头，往南延伸4.5Km，其中与省道371交叉。所在地区为平原微丘区，地势平坦，地形较缓，住宅区和工业区域稠密，土地资源珍贵。村庄，河流，农田为较常见的自然障碍。对此公路项目的选线主要是克服平面障碍。