摘 要

本设计是G206宜秀区道路B段设计，按公路设计的国家及行业相关标准与规范要求设计。内容包括公路平面设计，纵断面设计，横断面设计，道路排水总体设计，路面结构设计，涵洞结构验算和2KM道路建安费计算。在设计中考虑实际地形条件情况下尽量采用大半径曲线和不过量增加土石方的情况下采用较缓纵坡，同时考虑平纵组合，尽量使线形合理顺直，行车舒适顺畅。路面结构设计时为增加行车舒适性采用沥青混凝土路面，考虑交通量和设计年限，确定合理的路面厚度。通过几组方案比选优化，最终确定一条线形顺直，结构合理，行车舒适的线路。对道路中设计的涵洞进行结构验算，使设计的涵洞满足要求；查阅资料，对2KM道路进行建安费计算。

关键词：一级公路；线形设计；路面结构设计；涵洞结构验算；计算建安费

Abstract

This design is the design of Section B of the road in G206 Yixiu District. It is designed according to national and industry-related standards and specifications for highway design. The content includes highway graphic design, vertical section design, cross-section design, road drainage overall design, pavement structure design, culvert structure verification and 2KM road construction and maintenance fee calculation. In consideration of the actual terrain conditions, we should adopt a relatively large-radius curve and increase the amount of earth and rock without increasing the length of the vertical slope. At the same time, consider the combination of horizontal and vertical, try to make the straight line reasonable and smooth, and the traffic is comfortable and smooth. When the pavement structure is designed, asphalt concrete pavement shall be used to increase the comfort of traffic. Considering the traffic volume and the design period, a reasonable road surface thickness shall be determined. Through the optimization and selection of several groups of plans, a straight line, a reasonable structure and a comfortable driving line are finally determined. Check the design of the culvert in the road to make the designed culvert satisfy the requirements; consult the data and calculate the construction and maintenance fee for the 2KM road.

Keyword：First-grade highway; linear design; pavement structure design; culvert structure calculation;

目录

第1章 绪论 1

1.1. 引言 1

1.2. 概述 1

1.2.1. 设计任务 1

1.2.2. 设计原始资料 1

1.2.3. 设计内容 2

1.3. 沿线的自然地理概况 2

1.3.1. 自然地理和气象水文 2

1.3.2. 材料供应 2

第2章 路线平面设计 3

2.1. 线形设计综述 3

2.2. 平面设计 3

2.2.1. 平面技术指标确定 3

2.2.2. 平面设计步骤 4

2.2.3. 曲线参数和主点桩号计算 9

2.3. 纵断面设计 10

2.3.1. 纵断面技术指标确定 10

2.3.2. 纵坡设计的步骤 11

2.3.3. 竖曲线计算 12

2.4. 平纵组合设计 14

2.5. 横断面设计 14

2.5.1. 横断面组成 14

2.5.2. 路拱的确定 14

2.5.3. 弯道超高和加宽 15

第3章 路基、路面 17

3.1. 路基设计综述 17

3.2. 路基边坡设计 17

3.2.1. 路堤边坡 17

3.3. 路基排水设计 18

3.3.1. 路基排水综述 18

3.3.2. 边沟设计 18

3.4. 路面排水设计 18

3.4.1. 确定路拱坡度 18

3.4.2. 路拱形式的确定 18

3.5. 取土、弃土设计方案 18

3.6. 路面类型确定 19

3.7. 路面设计 19

3.7.1. 设计资料 19

3.7.2. 轴载分析 19

3.7.3. 路面交通等级和面层类型 21

3.7.4. 定各结构层材料设计参数 22

3.7.5. 设计指标的确定 22

3.7.6. 路面结构指标验算 25

3.7.7. 层底拉应力验算 25

第4章 涵洞 27

4.1. 涵洞设计 27

4.1.1. 涵洞布设 27

4.1.2. 涵洞构造 27

4.2. 涵洞计算 29

4.2.1. 盖板计算 29

第5章 建筑安装工程费 40

5.1. 建筑安装工程费编制的内容、依据及步骤 40

5.1.1. 建安费编制内容 40

5.1.2. 建安费编制依据 40

5.1.3. 建安费编制步骤 40

结 论 75

参考文献 76

致谢 77

绪论

引言

根据武汉理工大学土木建筑学院要求，完成对该一级公路进行全线设计。该路段全长2086.313米，公路等级为一级公路，设计车速60km/h，设计文件必须符合现行有关设计标准与规范的规定。

在设计中，是从选线到路线平纵横设计再到路基路面结构设计以及最后的预算这一整个道路设计的全过程。综合性强、覆盖程度高、对专业知识的掌握和运用要求较高，能够很好的考察对专业知识的掌握。

本设计任务为：完成道路平纵横设计；道路排水设计（边沟、排水沟、截水沟等）；路面结构设计；涵洞结构验算；长为2KM的工程造价分析（计算建安费）；绘制图纸折算为1号大小10张左右。

概述

设计任务

完成一级公路设计，要求按公路等级一级、设计车速60km/h进行设计。

设计原始资料

1．地形图：dwg格式电子地形图

2．交通量：交通量年增长率10%，近期交通量如下：

表1.1 交通作用次数表

设计内容

路线方案设计；路基路面设计；涵洞结构验算；建安费计算。

沿线的自然地理概况

自然地理和气象水文

拟改建项目位于安庆市宜秀区，地处东经116°00`～117°00`、北纬30°40`～31°20`之间，项目选线区域位于桐城—乌石埝断裂东南侧的丘陵河谷平原区，地形较平缓，河湖密布，呈现河谷堆积地貌。

道路沿线以村庄、学校、企事业单位为主，地势较平缓。

材料供应

根据调查，并结合周边工程的经验，本项目一般石料拟采用望江县杨林镇石料场、东至兴路矿业有限责任公司的石料；上面层石料拟采用枞阳县金鑫玄武岩开发有限公司的玄武岩石料；砂料拟采用东流镇砂场、怀宁县新坝砂场。

工程所在地水量丰富，水的质量很纯净，对混凝土没有腐蚀性，满足工程用水的要求。工程用电可与电力部分协商解决。

本项目所需水泥、石灰从安庆红旗水泥厂，皖西中天集团、海螺水泥厂等采购，项目所需钢材、木材、沥青等其它材料可由当地、合肥、芜湖和马鞍山等地供应。周边各级公路和市政道路发达，交通运输方便，为施工队伍、施工机械的进场、外购材料的运输提供了较好的交通条件。

路线平面设计

根据老师下发的任务书，本设计项目为一级公路，设计的车速为60km/h。

线形设计综述

选线基本原则：道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标；道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接；注意避让沿线重要的企事业单位及两侧的建筑物；重视环境保护，尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。

平面设计

平面技术指标确定

（1）直线

直线是平面线形中的基本线形。直线具有线形短捷、缩短里程和汽车行车方向明确、视距良好、行车快速、驾驶操作简单的特点。但从行车的安全和线形美观来看，直线过长线形呆板，会使司机行车单调引起疲劳，容易使司机超速行驶，难以准确目测车间间距，以及夜间对向行车产生眩光等原因，直接影响行车安全。根据国外资料介绍，对于设计车速大于或者等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按设计车速行驶70s左右的距离控制；一般直线路段的最大长度（以m计）应控制在设计车速（以km计）的20倍为宜。本路段设计车速为60km/h，根据《公路工程技术标准》JTGB01-2014对直线长度作了如下限制：

①同向曲线间最小长度：6V=6×60=360m　

②反向曲线间最小长度：2V=2×60=120m

经过查阅规范设计出的平面线形中，直线最大长度为692.42m,直线最小长度为144.35m,均满足以上要求。

（2）圆曲线

圆曲线是平面线形中常用的线形要素，各级道路不论转角大小均应设置圆曲线。圆曲线能较好地适应地形变化，易与地物、地形、景观等协调配合。圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。

圆曲线半径选择时主要考虑设计车速。设计中，设计时速为60km/h，按照规范规定，其极限最小半径为125m，一般最小半径为200m。一般还要考虑不设超高的最小半径，设计时速为60km/h时不设超高的最小半径为1500m（路拱≤2.0%）、1900m（路拱＞2%）。同时，半径不能大于10000m。

圆曲线能较好地适应地形的变化，并可获得圆滑的线形，使用范围较广且灵活。圆曲线在适应地形的条件下，应尽量选用较大的半径。在定半径时宜遵循以下原则：

①一般情况下以采用极限最小半径的4-8倍或超高为2-4%的圆曲线半径为宜。

②当地形条件不受限制时，应尽量采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径为宜。

③选择半径时应结合前后线形综合考虑，以形成连续的线形。并要考虑平曲线与纵坡的关系，避免小半径与大纵坡重合即形成陡坡急弯。

④弯道半径的选择，应按技术标准根据实地的地形、地物、人工构造物及其它条件的要求，按合理的曲线位置用外距、切线长等控制条件反算。

⑤小偏角的弯道容易使司机产生错觉，应尽量避免。一般情况下转角不小于7°为宜。

⑥当同向曲线间插入短直线时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成反弯的错觉是整个组织线形缺乏连续性，形成“断背曲线”。因此在设计时应予以尽量避免。

（3）缓和曲线

在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即为缓和曲线。其作用是线形缓和、行车缓和及超高加宽缓和。当平曲线半径小于不设超高的最小半径事应设置缓和曲线。缓和曲线可采用回旋曲线、三次抛物线，高次抛物线等线型。因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合，在我国，《公路路线设计标准》规定采用回旋曲线。《公路工程技术标准》JTGB01-2014规定一级路（设计车速=60km/h）最小缓和曲线长度不小于50m。

平面设计步骤

（1）选线的目的和任务

道路选线的主要任务是：确定道路的走向和总体布局；具体确定道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过选线，把路线的平面位置确定下来。

（2）选线原则

①路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。主观条件是指设计任务书（或其它文件）规定中的路线总方向。客观存在条件是指公路所在地区原有交通布局，城镇、工矿企业、资源状况，土地开发利用和规划的情况以及地形、地质、气象、水文等自然条件。根据1：1000带状电子地形图，路线的走向所要解决的问题是在保证公路线形等级标准的同时如何避免少拆迁、少占地，减少填挖方数量以降低和节约公路造价的问题。

②正确掌握和运用技术标准。根据任务要求，本次毕业设计应采用最新的《公路工程技术标准》JTGB01-2014，因此，在进行定线时，首先应吃透规范。在定线过程中，如工程量增加不大，应尽量采用较高的技术指标。

（3）选线步骤

用“以点定线、以线交点”的办法大致定出平面交点，然后反复试线最后确定出交点。

①方案的确定

在选定控制点后，根据平面线形要求在满足技术要求的前提下确定交点。

在设计中，定线是一项比较重要的工作，是整个路线的基础，对路线的好坏起关键性的作用，不同地点，考虑的因素也不同，如有些以平曲线设计为主，有些则以经济性为准。

②交点位置,交点间距,转角的确定:

方案设计中,在做好导向线,确定交点后。按照图纸的坐标，逐点测量出各点的大地坐标，然后计算交点的间距，路线的转角，其计算程序如下：

路线的方位角：

根据公式

(2.1)

则路线的方位角为：

第一象限：

第二象限：

第三象限：

第四象限：

路线的转角等于后一方位角减去前一方位角，即

（是“ ”为右转，是“-”为左转）

交点间距：

③平曲线设计及敷设

缓和曲线长度的确定

一级公路其最短缓和曲线长为50米。关于缓和曲线长度的确定主要考虑下列三点因素：

最小缓和曲线长度：

超高缓和段长度

按下式计算：

(2.2)

式中：

----超高缓和段长度

----路面宽度，取28.0米

----最大超高横坡（%）

----路拱横坡（%）

----超高渐变率

且一般应满足

当时取,当时,。

设计时应综合考虑以上因素，最终确定缓和曲线的长度。