摘 要

广东某公路S3段属于佛(山)清(远)从(化)高速公路的一部分，工程建设能有效减轻珠三角环线的交通压力，对于广佛都市圈大路网格局的构建具有重要意义。

设计的主要内容包括资料收集及分析，公路等级确定，路线方案比较和选择，路线设计，路基工程设计，路面工程设计。根据预测交通量等资料，确定为4车道高速公路，整体式路基，路线全长6195.516m，设计行车速度为120 km/h。全线有5个交点，4个变坡点。推荐采用半刚性基层沥青混凝土面层。

关键词：高速公路；设计；路线；路基；路面；排水；支挡结构

Abstract

The S3 section of a highway in Guangdong Province is part of the Fo (Shan) Qingyuan (Far) Expressway. The construction of the project can effectively reduce the traffic pressure on the Pearl River Delta Ring Road. It is important for improving the road network in the metropolitan area of Guangdong.

The main contents of the design include data collection and analysis, highway grade determination, comparison and selection of route plans, route design, subgrade engineering design and pavement engineering design. According to the forecasted traffic volume and other data, it was determined as a 4-lane expressway, an integrated subgrade with a total length of 6,195.516m and a design speed of 120 km/h. There are 5 intersections and 4 slope points across the board. Semi-rigid base asphalt concrete pavement is recommended.

Key words: Expressway；Design；Route；Subgrade；Pavement ; Drainage；Retaining structure

目录

摘 要 III

Abstract IV

第1章 绪论 1

1.1 项目背景 1

1.2 地形地貌 1

1.3 气象条件 1

1.4 地质构造 1

1.5 水文地质 1

1.6 沿线筑路材料 2

第2章 公路等级和技术指标确定 3

2.1 公路等级的确定 3

2.2 车道数确定 3

2.3 设计车速的确定 4

第3章 平面设计 5

3.1 选线 5

3.2平曲线设计 5

3.2.1 平曲线要素的确定 6

3.2.2 几何元素的计算 7

第4章 纵断面设计 11

4.1 纵断面设计的原则 11

4.2 纵断面设计步骤 11

4.3 竖曲线设计 12

4.3.1竖曲线要素的确定 12

4.3.2 几何元素的计算 13

4.4 路线方案比选 14

第5章 路基设计 16

5.1 基本要求 16

5.1.1 路基宽度 16

5.1.2 路拱横坡 16

5.1.3 平曲线加宽 16

5.1.4 平曲线超高 16

5.2 一般路基设计 18

5.2.1 填方路基 18

5.2.2 挖方路基 18

5.2.3 半填半挖路基 19

5.3 路基排水设计 19

5.3.1 边沟设计 19

5.3.2 截水沟设计 19

5.3.3 排水沟设计 19

第6章 路基防护与支挡工程设计 21

6.1 坡面防护 21

6.2 挡土墙设计 21

6.2.1墙身 21

6.2.2 基础 21

6.2.3 挡土墙排水设计 22

6.2.4 墙身尺寸拟定和稳定性验算 22

第7章 路面设计 27

7.1路面设计的原则 27

7.2 路面设计方案确定 27

7.2.1 基本资料 27

7.2.2 累计当量轴载换算 28

7.2.3 路面结构初步设计 31

7.2.4 设计指标的确定 32

7.2.5 路面结构层厚度确定 33

7.2.6 交工验收弯沉值和层底拉应力计算 34

7.2.7 路面结构方案的比较 36

第8章 结论 37

参考文献 38

致谢 40

第1章 绪论

1.1 项目背景

本次设计路段位于广东省中部地区，是清远市交通规划的重要部分，是国家公路运输清远枢纽的重要基础设施。同时，该项目还与京港澳高速公路、广乐高速公路、广清高速公路三条高速公路相衔接，能分流相关国家主干线车流，项目的建设，对于促进周边地区的经济发展，融入珠三角，形成畅通的高速公路网，缓解珠三角地区的交通压力和带动区域经济发展具有重要意义。

1.2 地形地貌

所处地区以微丘地形为主，沿线高差变化较大，多有呈V字型的深谷和倒V形的小山峰，其标高从60m到250m不等，地表植被发达，多为经济林。较为平坦的地区分布着农田，鱼塘以及少量经济林，地势变化上，整体东北高而西南较低，东北侧存在构造侵蚀丘陵地貌，地势陡峭，起伏较大。西南侧为较低的丘陵地貌，丘顶标高整体小于东北侧，间夹山前冲洪积平原地貌。

1.3 气象条件

本项目位于广东中部，气候潮湿，突出表现在夏季，广东沿海地区受到台风影响，夏季季风从海洋而来，带有大量的水份，属于亚热带季风性气候，夏季台风时期降雨量较大，一般为200毫米，最大400—500毫米，相对湿度73%--84%。广东地区表现为冬季持续时间短于夏季，冬季季风来自内陆，比较干燥。设计路段年平均气温在20℃-25℃，没有霜冻等现象的发生,历年降雨量一般在1500—2100毫米。

1.4 地质构造

沿线地层主要包括第四系冲洪积层；下第三系丹霞群砂砾岩；侏罗系砂岩，石炭系下统测水段砂岩、粉砂岩。K1 500-K1 720等段分布石炭系灰黑色中厚层状，灰岩夹钙质页岩以及侏罗系细砂岩、石英砂岩、泥质页岩、砂砾岩及角砾。勘察发现沿线地表岩层风化强烈，第四系覆盖层较厚，基岩露头少，植被发育，构造形迹不明显。沿线存在几处断裂构造，但影响范围有限，对填方路基影响不大，当以隧道形式通过断裂构造时，为防止塌方，可采用适当防护措施。

1.5 水文地质

本区域水资源丰富，降雨量大，地表水系发育，同时有多种类型地下水。路线范围内河流众多，夏季降雨量多，属于北江及西江水系。沿线大河主要是龙塘河、巴江河及九曲河等。水量主要受大气降水影响，夏季降雨量多，河流水量充沛，地表径流发育。地下水类型划分为第四系松散层孔隙潜水、基岩裂隙水与岩溶洞隙水等三大类型，路线基本以桥梁或路基形式通过地下水发育区。

1.6 沿线筑路材料

(1) 石料：项目区位于丘陵区，石料的供应满足工程的需要。沿线有7个石场，六和玉添石场，荣丰石场，宏兴石场，益丰石场，长隆石场，虾仔塘石场，象新石场等。料场储量丰富，生产规模较大，规格齐全，供应充足，可满足工程要求。

(2) 砂料：项目区位于北江流域，出产优质河砂，全线共有七个砂场，其储量、质量可以满足本工程用砂需要。

(3) 水：项目区沿线水资源较为丰富，水质纯净，对混凝土等无侵蚀性，可直接作为工程用水。

(4) 电：沿线电力设施发达，能够满足施工要求。

(5) 水泥：沿线水泥厂众多，特别是广东清远英德，被誉为广东水泥之乡，厂家生产规模大，所生产各种标号水泥可满足工程要求。

第2章 公路等级和技术指标确定

2.1 公路等级的确定

经交通调查，本路段预测交通量如表2-1。

表2-1 预测交通量

经调查，预计道路通车时（2021年）交通组成如表2-2。

表2-2预测交通组成

初始年交通量计算：

道路通车时交通量为N1=10230辆/日，交通量年平均增长率为4.85%，远景设计年限为20年的年平均昼夜交通量

(辆/日)

式中: N₂₀--规划交通量(辆/日)

N₁--起始年平均日交通量(辆/日)

γ--年平均增长率

根据《公路工程技术标准》JTGB01-2014，高速公路、一级公路设计年限为20年，年平均日交通量宜在15000量小客车以上，根据计算结果，又考虑到广东地区经济发展速度，现拟定为高速公路。

2.2 车道数确定

根据《公路工程技术标准》JTGB01-2014，高速公路车道数≥4，根据设计交通量，综合考虑预期通行能力与经济技术指标等，确定为双向四车道。

2.3 设计车速的确定

根据《公路工程技术标准》JTGB01-2014，各级公路设计速度应符合表2-3的规定。综合考虑本段高速公路沿线地形、工程经济、预期运行速度等，确定设计速度为120km/h。

表2-3 设计速度

第3章 平面设计

3.1 选线

公路选线可采用纸上定线或现场定线的方法，本次设计为高速公路，根据现有地形资料等，结合选线原则，采用纸上定线的方法。

项目在K1 240-K1 380等路段与建筑物河流等有一定交集，布线时尽可能减少拆迁量，在K5 420-K5 700等起伏较大路段，尽可能沿山脚布线，降低路基填方高度，必要时设置隧道，做到与当地自然环境相协调，路线结合佛清从地区的城镇规划布线，避免了重复建设，同时，路线选择还贯彻了节约保护耕地的原则，尽量提高周边土地利用率，而在K3 720~K3 840等路段,路线与河流、原有线路交叉处，选择了跨线桥梁方案，充分建立和维护了人与自然和谐的关系，让本路段融入自然环境，与其相辅相成。

在逐个确定好的控制点间，结合自然条件和平纵横设计所需要的原则，拟定出切实可行的曲线要素后，完成定线工作。

经过再三评选考虑，并按照选线原则，最终选定两条线路如图3-1。

图3-1 路线方案图

3.2平曲线设计

平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。直线是平面线形基本要素之一，能以最小的距离连接两控制点，且线形易于选定，但是过长的直线会给驾驶员带来疲劳感，还有超速行驶的危险，因而在设计直线长度时要慎重选用。

3.2.1 平曲线要素的确定

根据《公路工程技术标准JTG B01—2014》，设计速度为120 km/h时，圆曲线最小半径一般值为1000m ，缓和曲线最小长度为100m，根据经验及对驾驶员心理和乘客反映，设计直线最大长度不大于20V=2400m。,同向圆曲线间的直线最小长度不小于6V，即720m,反向曲线间直线的最小长度不小于2V，即240m。

结合所选线的实际情况，确定出两个方案的平曲线的要素如表3-1，3-2。

表3-1 方案一的平曲线要素

表3-2 方案二的平曲线要素

3.2.2 几何元素的计算

平曲线几何元素主要包括缓和曲线切线增值，圆曲线内移值，切线长，平曲线长，外距以及主点桩号计算等。选取路线方案一中的JD2，和方案二中的JD1的平曲线几何元素计算作为示例。