摘 要

本设计路段选取成渝高速公路K20 000-K30 786段，全长10.786Km，全线采用双向六车道高速公路标准，拟定的设计速度为120Km/h，拟定平曲线超高为5%，路基宽度为34.5m，桥涵设计荷载为公路-Ⅰ级；地震基本烈度为Ⅵ度；其余技术指标采用交通部颁《公路工程技术标准》规定值。在本次设计中首要的设计原则是保证行车安全，同时也要本着经济适用且美观的设计原则。

本设计路段，所采用的技术指标是交通部《公路工程技术标准》规定值，本次设计内容包含了平纵横设计、路基路面设计、道路路线方案比选、支挡结构以及排水设计。整个设计中严格按照毕业设计任务书的要求进行设计，设计中使用了纬地软件7.2以及CAD2010来进行计算和绘图。

关键词：高速公路；路线；路基设计；路面设计；排水；挡土墙

Abstract

The section of this design is selected from Chengdu-Chaoqing Expressway K20 000-K30 786, with a total length of 10.786km. The two-way six-lane highway standard is adopted throughout the entire project. The proposed design speed is 120Km/h, and the proposed plan curve is 5% in excess, and the roadbed The width is 34.5m, the design load of bridges and culverts is Highway-I level, the basic earthquake intensity is VI degree, and the remaining technical indexes are the values specified by the Ministry of Communications of Highway Engineering Technical Standards. The primary design principle in this design is to ensure driving safety, but also in accordance with the economical and aesthetic design principles.

The technical indicators used in this design section are the values specified in the “Technical Standards for Highway Engineering” of the Ministry of Communications. This design includes the horizontal and vertical design, subgrade and road surface design, road route plan comparison, support structure and drainage design. The entire design was designed strictly in accordance with the requirements of the graduation design task book. Weft software 7.2 and CAD2010 were used for calculation and drawing in the design.

Keywords: Highway;route;subgrade;pavement;drainage;retaining wall

目 录

摘要 1

Abstract 2

第1章 绪论 1

1.1 沿线自然地理条件 1

1.1.1 地形地貌 1

1.1.2 地层岩性 1

1.1.3 气象条件 1

1.1.4 水文地质条件 1

1.1.5 不良地质条件及特殊性岩土 2

1.2 沿线筑路材料情况 3

1.2.1 石料 3

1.2.2 砂料 3

1.2.3 水泥 3

1.2.4 水电 3

1.2.5 钢材、木材、沥青 4

第2章 平面设计 1

2.1公路等级的确定 1

2.2 设计行车速度的确定 1

2.3 选线设计 1

2.4 平曲线设计 2

2.4.1 确定《公路工程技术标准》中对平曲线要素值的规定 2

2.4.2 确定平曲线的要素值 2

2.4.3 几何元素计算 3

第3章 纵断面设计 5

3.1 确定《标准》中对竖曲线线要素值的规定 5

3.2 确定竖曲线的要素值 5

3.3 几何元素的计算 6

3.4 方案比选 7

第4章 横断面设计 8

4.1 横断面拟定尺寸 8

4.2 路拱 8

4.3 平曲线加宽及过渡 8

4.4 确定超高过渡方式以及最大超高率 8

4.4.1 确定最大超高率 8

4.4.2 确定超高过渡方式 8

4.3 超高值计算 9

第5章 路基设计 10

5.1 设计基本规定 10

5.1.1 路基设计洪水频率 10

5.1.2 护脚、护肩、护坡的襟边宽度 10

5.1.3 路基干湿类型 10

5.1.4 路基最小填土高度 10

5.2 路基横断面设计 11

第6章 排水设计 12

6.1 路面表面排水 12

6.2 超高路段路面表面排水 12

6.3 路面内部排水 12

6.4 中央分隔带排水 12

第7章 路面设计 13

7.1 路面设计的原则 13

7.2 路面设计 13

7.3 方案技术经济评选 16

第8章 路基加固（支挡）及防护工程设计 17

8.1伸缩缝和沉降缝设计 17

8.2 坡面防护 17

8.3 挡土墙设计 17

8.3.1 挡土墙设计资料 17

8.3.2挡土墙设计的尺寸 17

8.3.3 计算结果及验算 18

第9章 软土地基处理 22

9.1 软土分布情况 22

9.2 低软土地基 22

9.3 高软土地基 22

第10 章 桥涵设计 23

10.1 桥位河流、河堤情况 23

10.2 拟定方案 23

第11章 结论 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1 沿线自然地理条件

1.1.1 地形地貌

本设计路段为K20 000-K30 000，路段所在地地势平坦。处在盆地地段，周围主要建筑物为池塘和水库，周围林地大多都是经济林。

1.1.2 地层岩性

沿线地层主要包括第四系残坡积层、石炭系测水段，其地层岩性见表1.1：

表1.1 地层岩性表

1.1.3 气象条件

本路段地处于四川盆地中部，南亚热带海洋性季节性气候，历年降雨量一般处于1600—2000毫米，年平均温度处在21.48—27.21℃。在夏秋台风季节常会出现最大风力，同时在冬季一般会形成5—7级的偏北风。一般情况下，台风到来的时候可以有200毫米左右的降雨量，其中最大降水量在400—500毫米左右。

本路段一般情况下有1400 毫米以上的年平均蒸发量，每年的月蒸发量最少的时候是在2月份，蒸发量最多的时候是在7月份，其累年平均蒸发量可以达到86.8毫米，累计年平均蒸发量可以达到210.4毫米。

1.1.4 水文地质条件

（1）地表水：

路线范围属长江水系，沿线大河诸多，本设计路段越过乌江。本路段周围的水量主要还是来源于自然降雨。作为周围大河之一的乌江，由于在夏季的时候自然降雨较多，所以河流夏季流水量最大，而在秋冬季节的时候自然降雨量较低，因此河流的流水量较低。

（2）地下水：

基岩裂隙水赋存岩层主要为碎屑岩类和花岗岩类裂隙含水岩组。岩溶洞隙水主要分布于K27 000-K27 300、K29 000-K29 200路段。

1.1.5 不良地质条件及特殊性岩土

（1）崩塌

沿线丘陵坡地岩石风化强烈，且厚度大，处于K27 180往右150m处，长约15m，宽约5m，厚度为1-3m，体积约80m³，有小型崩塌情况。崩塌规模小，且远离线路，对线路无危害。

（2）岩溶

据地质调绘以及钻探揭露，K27 000-K27 300为灰岩路段，地表覆盖厚，主要为钻孔揭露隐伏岩溶，仅在K29 950-K30 150往左120-270m处得一个废弃石灰矿坑可以见岩溶露出。其揭露情况见表1.2：

表1.2 钻孔揭露岩溶情况一览表

（3）软土

沿线软土主要分布在冲沟、洼地或池塘中，软土类型有黏性土和淤泥，软土分布长度可达12.1km，沿线软土大多露出地表，埋深一般不大于2m；厚度一般在1.0-5.0m以内，局部可达13.9米，厚度在3m以上的软土路段主要分布见表1.3。其软土天然含水量ω=38-60%、压缩系数α1-2=0.7-1.3MPa^-1、孔隙比e=1.5-1.9。

表1.3 大于3m软土分布一览表

1.2 沿线筑路材料情况

本路段位于丘陵地带，路段周围地区筑路材料丰富，并存在很多经营性料场，同时运输便利，完全能够满足本路段的需求。

1.2.1 石料

本设计路段位处于丘陵区，石料可以自给自足，项目沿线石料分布列见表1.4:

表1.4 石场概况表

1.2.2 砂料

项目位处于长江流域，能出产优质河砂，经实地调查，沿线砂场储量并且质量可以满足本工程用砂需要。各料场位置、质量情况见表1.5：

表1.5 沿线砂场一览表

1.2.3 水泥

本设计路段周围水泥厂商众多，并且都通过了质量认证，本路段所需要的水泥完全能够在周围厂商处购买，并且周围厂家的水泥储量丰富，输运也很方便。所

1.2.4 水电

本设计路段周围有一条乌江，流水量大，且水质检测达标，能作为工用水。

本设计路段处于城镇周围，电网发达，用电方便。

1.2.5 钢材、木材、沥青

本设计路段周围生产钢材、木材、沥青等的厂商众多，且储量丰富，完全能支持本路段的建设。沥青的购买需要重型交通道路的沥青指标的优质沥青。

第2章 平面设计

2.1公路等级的确定

交通量的定义是在单位时间内，通过道路某一断面所产生的交通流量，经调查，本路段交通量预测见表2.1：

表2.1 交通量预测结果表（pcu/日）

本路段现有交通量为21438辆/日,经过计算平均每5年交通量的增长率为30.09%，因此预测如下:

N_d=N⁰(1 r)ⁿ=21438×（1 0.3009）⁴=61399(辆/日)

式中: Nd--规划交通量(辆/日)

N0--起始年平均日交通量(辆/日)

r--年平均增长率

查《公路工程技术标准JTG D20—2017》得到六车道高速公路的折合成小客车年平均日交通量为45000—80000辆，因此本路段可定为六车道高速公路。

2.2 设计行车速度的确定

设计行车速度的定义是指当交通密度比较小、气候情况正常，与此同时汽车运行只会受道路本身条件的影响的情况下，一般驾驶员所能保持安全且舒适地行驶的最大行驶速度。依据《公路工程技术标准》，再结合当地的经济及其他实际情况,最终将本路段设计速度定为120km/h。

2.3 选线设计

选线的基本原则：

①线的基本走向必须与道路的主客观条件符合；

②路线设计需要做到尽量使造价低、工程量偏少、效益偏高，与此同时还需要对后续的施工和养护工作有益。

③路线设计需要注意保持原生态，并且要与周围环境相协调；

④选线时需要和农田基本建设相配合，尽量做到少占地，尽量不占经济作物田、高产田和穿过经济林园；

⑤选线时需要对水文地质和工程地质情况进行深入的勘测调查，必须清楚其对道路的影响；

⑥选线时需要综合考虑路桥之间的关系；

⑦路线设计需要在对多种方案进行研究、论证和比选的基础上，选取最优路线方案；

2.4 平曲线设计

平面线形主要由直线、缓和曲线和圆曲线组合形成。

本次设计中主要用到的组合为基本型，即为直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线。

2.4.1 确定《公路工程技术标准》中对平曲线要素值的规定

查阅《公路工程技术标准JTG D20—2017》，得对平曲线的要素值的规定见表2.2：

表2.2 平曲线主要要素值

2.4.2 确定平曲线的要素值

依据《公路工程技术标准JTG D20—2017》的规定，结合所选线的实际情况，确定两个方案的平曲线的要素值，见表2.3、表2.4：