摘 要

本设计为内蒙古集宁市至丰镇市的山区公路D2标段的道路设计，起点为新峰村，终点为集堆村。说明书详细地解释说明了整个道路设计的流程、公路所在地的工况、参考依据、设计参数的拟定以及各部分的计算。

首先根据交通量资料进行道路技术标准论证，确定道路等级、行车速度和各设计参数。然后进行路线设计，预备两种路线方案，分别进行平纵设计以及桥涵设置。从多方面对两种路线方案进行比选，从中选择最佳路线方案。

最后对推荐路线的K2 300-K3 600路段进行了横断面设计以及支挡防护设计。同时依据现行规范，对路线全线进行了路基工程、路面工程，排水系统、涵洞的详细设计和相关图表的绘制。其中路面工程做了两种设计方案，通过比选最终确定一种推荐方案。

关键词：交通量；道路等级；平曲线；竖曲线；排水；路基；支档结构；沥青路面

Abstract

This design is a general one that is about a road of the D2 section from Jining to Fengzhen in the mountainous area. The starting is Xinfeng Village and the ending is Jidui Village. The specification explains in detail the entire road design process, the working conditions of the road section, the reference basis, the formulation of the design parameters, and the calculation of each part.

Firstly, according to the traffic volume data, road technical standards are demonstrated, and the road grade, driving speed and various design parameters are determined. Then carry out route design, prepare two kinds of route plans, and perform vertical and horizontal design and bridge and culvert setting respectively. Compare the two route options from many aspects and choose the best route plan from among them.

Finally, the cross-section design and support protection design for the K2 300-K3 600 section of the optimal route plan were carried out. At the same time, based on the current norms, the subgrade engineering, pavement engineering, detailed design of drainage systems, culverts, and related diagrams were mapped to the entire route. There are two kinds of design schemes for pavement engineering, and a recommendation scheme is finally determined through comparison and selection.

Key words: traffic volume; road-grade; horizontal curve; vertical curve; drainage; subgrade;

supporting structure; asphalt pavement

目 录

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 地理位置 1

1.1.2 地形地貌及植被 1

1.1.3 水文地质条件 1

1.1.4 气候 2

1.2 建设理由 2

第2章 道路技术标准论证 3

2.1 道路类型及等级论证 3

2.1.1 交通资料 3

2.1.2 交通折算 3

2.1.3 公路等级及车道数确定 4

2.2 道路技术标准论证 4

2.2.1 计算行车速度论证 4

2.2.2 平面线形标准论证 5

2.2.3 竖曲线要素标准论证 6

2.2.4 净空高度论证 7

2.2.5 车辆荷载论证 7

第3章 路线设计 8

3.1 概述 8

3.2 影响因素 8

3.2.1 地形地貌因素 8

3.2.2 水文地质因素 8

3.2.3 不良地质因素 9

3.3 路线选线的原则 9

3.4 路线方案拟定 9

3.5 具体路段分析 10

3.6 结论 13

第4章 路线平面、纵断面及横断面设计 15

4.1 路线平面设计 15

4.1.1 平面要素计算方法 15

4.1.2 平面设计结果 16

4.2 路线纵断面设计 18

4.2.1 纵坡确定 18

4.2.2 竖曲线几何要素计算 18

4.3 平纵线形组合设计 20

4.4 路线横断面设计 21

4.4.1 标准横断面及一般横断面设计 21

4.4.2 平曲线加宽设计 22

4.4.3 平曲线超高设计 22

4.4.4 路基土石方数量计算与调配 24

4.5 线形组合设计与评价 25

4.5.1 平面线形组合设计 25

4.5.2 线形设计检验与评价 25

第5章 路基工程设计 27

5.1 一般路基设计 27

5.2 路基边坡稳定性分析 28

5.3 路基挡土墙设计 29

5.3.1 挡土墙设计原则 29

5.3.2 挡土墙构造及布置 29

5.3.3 挡土墙验算 30

5.4 路基防护设计 33

第6章 路面工程设计 35

6.1 交通分析 35

6.1.1 沥青混凝土路面方案 35

6.1.2 水泥混凝土路面方案 36

6.2 路面结构形式选择 37

6.3 路面结构组合设计 38

6.4 材料设计参数 39

6.5 路面结构验算 41

6.6 方案比选 44

第7章 路基路面排水设计 45

7.1 路基排水设计 45

7.2 路面排水设计 46

第8章 桥涵方案设计 47

8.1 涵洞设计 47

8.1.1涵洞的位置及结构类型 47

8.1.2 涵洞设计原则 47

结 语 48

参考文献 49

致 谢 50

第1章 绪论

1.1 概述

1.1.1 地理位置

拟建的公路位于内蒙古乌兰察布盟境内，是集宁市通往丰镇市的一条地区公路。集宁市地处乌兰察布中部，阴山山脉南部。丰镇市位于乌兰察布中南部，是山西、河北、内蒙古三省区的交界处。路线所在的地理位坐标为北纬40°19′至40°48′，东经113°02′至113°15′的范围内。

1.1.2 地形地貌及植被

路线所处阴山山地单元，整个路线范围内主要为山地、丘陵以及平原，平均海拔高度1380米左右。路线所在区域地形北高南低，西北多为山地，东南多为平原。山地由于受到长期的风吹日晒，剥蚀较为严重。造成山地被随意切割，起伏不平，且多为陡坡急坡，地貌的整体形态变化比较大。南面有小面积的丘陵，中部地带主要为平原，地势平坦开阔，且多为沙地和草地。

路线所在地经济主要以农牧业为主，由于当地的自然条件较差，只能种植一些适应当地自然环境的作物，例如大豆、花生、杂粮，且这些农作物的产量都较低。当地由于降水较少，土壤较差，很少有大片的自然林，多为人工种植的树林。为了能够起到防治风沙的作用，以种植杨树、榆树、柳树为主。人工林使当地的环境得到了极大的改善，当地政府部门计划加大人工林种植力度，同时进行植草护草计划。

1.1.3 水文地质条件

路线所在的地区的地层较为复杂，包括震旦系、奥陶系、寒武系、石炭系、白垩系、侏罗系、新生界第三系、第四系。从下往上地层岩性主要为玄武岩、辉绿岩、白云岩、页岩、砂岩、砂砾岩。地势平缓地带的表层主要为砂砾土，起伏较大的山地主要为中风化的砂岩和砂砾岩。其中玄武岩和辉绿岩的含量较高，分布较广，多分布在地表以下较深的位置。所在区域整体的地层岩性较好，无不良岩性。

本路段所在范围附近没有河流存在，较远处有一窖头庄河，水面积小平时只有少量的长流水，水流较为稳定。当地降雨大多集中在6－8月，但降雨量并不大，河流的水量变化并不会太大。当地的地下水水位较深，且水质良好，不会渗入至公路地基。经取样分析，地下水不会对混凝土造成腐蚀。

1.1.4 气候

拟建公路所在地区四季分明，为温带大陆季风气候区。当地夏季温和，冬季寒冷，年平均气温为4.86℃，最大温差达到了74℃。全年气候干燥，降雨分配不均匀，年降雨量为362～421毫米。当地时有大风，且大风常伴随沙尘。

1.2 建设理由

拟建的道路系内蒙古地方公路，地处晋冀内蒙古三省交接处。丰镇市是内蒙古自治区对外开放和发展经济的重要城市，也是向边远少数民族地区经济支援的重要地带。本项目的建设不仅可以打开与其他地区的的交流合作，同时也进一步改善集宁市和丰镇市两地沿线的交通状况和生产运输方式，加强相互间的交流合作。此公路的建设对促进内蒙古地区的经济发展、对外合作，具有重要的意义。

当地煤炭资源发达，现有道路已经超负荷运行，急需要新建一条道路缓解交通压力，该公路建成后将成为重要的运煤通道。同时，当地经济不是太发达，但从北京至呼和浩特会经过此地，会有较大发展，如旅游、经济开发等方面。结合当地的地形地貌、水文地质、气候、当地资源等条件，急需在此地建设一条公路，服务于当地交通。

第2章 道路技术标准论证

2.1 道路类型及等级论证

2.1.1 交通资料

根据道路实际情况，预测计划通车年交通量为，交通量的年平均增长率＝7％，当地近期的交通组成与交通量见表2.1。

表2.1 近期交通组成与交通量

2.1.2 交通折算

查《公路工程技术标准》（JTG B01-2014），可得各类型车辆折算系数如表2.2所示。

表2.2 车辆折算系数

由交通量组成表折算成以小客车为标准,见表2.3。

表2.3 各级公路折算系数及交通量

2.1.3 公路等级及车道数确定

由表2.3计算的折算后日交通量可得：

ADT=750 1650 600 750 550=4300（辆/日）

根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014），在远景设计年限内平均昼夜交通量由下式计算：

（2.1）

式中：

AADT —远景设计年平均日交通量（辆/日）；

ADT—起始年平均日交通量（辆/日），包括当前已有交通量和通车后吸引来的交通量；

—设计交通量年平均增长率（%）；

—设计交通量预测年限，公路远景预测设计年限规定：高速公路、一级公路设计交通预测年限均规定为20年^[1]；二、三级公路按15年预测；四级公路一般根据当地实际需求确定设计年限。

假定设计交通量预测年限为15年，则远景设计年平均日交通量为：

(辆/日)

根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）交通量划分，二级公路的年平均日设计交通量宜为5000-15000辆小客车^[1]。计算得到年平均日交通量为11088辆，故上诉假定成立，确定设计公路等级为二级公路，采用双车道。

2.2 道路技术标准论证

2.2.1 计算行车速度论证

根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014），设计速度的确定不仅仅是依据公路的等级和用途，同时也需要考虑到地形条件、当地经济能力、以及未来的发展等因素综合论证确定，并应符合表2.4规定。

表2.4 设计速度

该公路为二级公路，规范中规定作为干线的二级公路，设计速度宜采用80km/h，作为集散的二级公路，设计速度宜采用60km/h^[2]。根据设计资料可知该公路为当地的集散公路，作为连接国道主干线的一条公路，主要服务于当地人民，且不受地形条件限制，故设计速度宜采用60km/h。

2.2.2 平面线形标准论证

1）平曲线半径和取值

查《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）得一般情况下二级公路设计速度60km/h的技术指标汇总如表2.5。

表2.5 公路技术指标汇总表

2）直线长度

在《公路路线设计规范》(JTG D20-2017)中规定，采用的的直线的长度不能过长，在特殊情况下而采用长直线时，对应不同的路线情况采取不同的技术措施。本次设计的公路为二级公路，设计速度为60km/h，当两圆曲线间以直线相接时，根据规范可以计算出，直线最长不应超过 1167m，同向曲线间不应小于360m，反向曲线间不应小于120m。

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