道路设计——公路设计计算书范本

中国地质大学（武汉）本科生毕业设计本科毕业论文（设计）题目：姓名：学号：院（系）：工程学院专业：（土木工程）地下建筑与道桥方向指导教师：职称：评阅人：职称：2012年6月中国地质大学（武汉）本科生毕业设计本科生毕业论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下独立进行研究所取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。作者签名：签字日期：年月日中国地质大学（武汉）本科生毕业设计摘要本文主要是进行孝感至安陆段高速公路的的设计。设计部分的公路全长3646.439m，设计车速为120km/h，双向四车道，设置中央分隔带。公路设计的主要内容括路线方案的比选及拟定、平纵横断面的设计、路基路面及排水设计。路线部分：按照公路选线原则和方法，对两种不同的路线方案进行了比选，确定设计方案；平面设计主要是对线形的设计和平曲线设计参数的计算与验证；纵断面则根据纵断面设计的基本原则、方法与步骤，对纵断面的纵坡、坡长、竖曲线进行设计，并计算与验证竖曲线元素；在横断面的设计中，确定横断面组成及各种要素，对其他组成设施进行相应的设计与论述，并对圆曲线进行超高设计与计算，土石方的计算与调配进行了简单的论述。路基部分：路基和排水设计进行了简要的描述。路面部分：根据该路段的交通量数据，对沥青混凝土路面的结构层厚度进行了设计计算。关键词：平面设计，横断面设计，纵断面设计，平曲线，竖曲线中国地质大学（武汉）本科生毕业设计ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACTKeywords:Keywords:Keywords:Keywords:中国地质大学（武汉）本科生毕业设计目录第一章绪论……………………………………………………………………………...1第一节毕业设计的基本目的……………………………………….…..…………….…..1第二节毕业设计的主要内容……………………………………………..…………....…1第三节道路设计的原则…………………………………………………..…………....…2第四节本文所做工作………………………………………………………..……………2第二章设计资料收集与分析……………………………………………………..3第一节项目概况………………………………………………………..............................3第二节自然地理条件…………………………………………………..............................3第三节工程地质条件…………………………………………………..............................4第四节施工条件………………………………………………………..............................5第五节道路等级的确定和技术标准论证……………………………..............................6第三章路线设计……………………………………………………………………...12第一节路线方案选择…………………………………………………………………....12第二节平面线形设计计算……………………………………………………………....15第三节纵断面设计………………………………………………………………………20第四节横断面设计………………………………………………………………………26第五节土石方计算和调配………………………………………………………………32第四章路基路面设计……………………………………………………………....35第一节路基及排水设计………………………………………………………………....35第二节沥青混泥土路面设计……………………………………………………………40第三节水泥混泥土路面设计……………………………………………………………51第五章结束语…………………………………………………………………………61致谢…………………………………………………………………………………………….62参考文献……………………………………………………………………………………..63中国地质大学（武汉）本科生毕业设计1第一章绪论第一节毕业设计的目的和要求1.1.1毕业设计的基本目的毕业设计作为一个学习、实践、探索和创新相结合的综合性教学环节，是对本科生四年所学知识的深度和广度的全面检验，是培养学生综合运用所学知识和技能，分析与解决实际问题的能力，是学生受到工程技术和科学技术的基本训练以及工程技术人员所必需的综合训练，并相应地提高各种能力，如调查研究能力、理论分析、设计计算、绘图、试验、技术经济分析、撰写论文和说明书等，通过毕业设计可使我们初步形成经济、环境、市场、管理等大工程意识，培养我们实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。1.1.2毕业设计的基本要求公路与城市道路工程专业毕业设计，要求学生在老师的指导下完成某一路段实际工程的全部或部分设计任务，在公路与城市道路的路线方案拟定、路线平纵横设计、桥涵选型与设计、挡土墙等结构物布置、交叉口规划与设计等各个方面都得到锻炼。1、将毕业设计与生产实习结合，理论联系实际，深入地理解并掌握道路设计的各个流程。2、通过毕业设计，进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、结构设计、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力。3、成果要求：每位学生应提交设计说明书、计算书和相关图纸。说明书应参照工程设计说明书的格式撰写，力求简明扼要、说明问题、文理通顺、条理清楚。第二节毕业设计主要内容道路工程从立项到设计一般包括预可行性研究、工程可行性研究、初步设计和施工图设计等四个阶段。对于初步设计或施工图设计，其内容包括路线（路线选线、路线平、纵横三面设计）、路基路面、桥梁、涵洞、隧道、路线交叉、沿线设施、环境保护、筑路材料、施工方案等。毕业设计阶段由于时间的限制，根据教学的要求，对设计的内容有所侧重或省略。中国地质大学（武汉）本科生毕业设计2第三节道路设计的原则道路是一种带状的三维空间结构物，包括路面、路基、桥涵、隧道等工程实体。道路从行政方面通常分为国道、省道、县道和乡道，从技术等级方面划分可分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路等5个级别。道路设计是从几何和结构两大方面进行研究的。在几何方面，道路设计内容包括平、纵、横三面几何线形设计。所选线形必须满足平缓要求，使车辆能最大限度发挥速度优势，同时乘客感觉到舒适和快捷。平面上设缓和曲线和超高，纵断面上坡度以及坡长的限制等等都是技术保证。在结构方面，对上述路面、路基、桥涵、隧道这些工程设计的要求是：用最小的投资，尽可能少的外来材料以及合理的养护力量，使它们能在自然破坏和汽车行驶所产生的各种力作用下，在设计年限内保持使用质量。第四节本文所做工作本设计正是基于以上道路设计的基本原则，运用所学的基础理论如道路勘测设计、路基路面设计、桥梁设计，按照任务书的要求完成的。主要工作如下：1、道路选线。根据平原区选线的原则，综合考虑技术标准、国家政策、社会影响、道路美学以及其他制约因素（道路与农业的关系、路线与城镇的关系、路线与桥位的关系和新、旧路的关系），进行纸上定线。2、路线设计。该部分是核心内容。设计基础是国家路线设计的相关规范，依次对道路的平，纵，横三面进行设计，设计成果体现在图纸和数据表格中，附加内容是土石方的计算和调配。3、路基路面设计。路基路面是道路的主要工程结构物。该项设计必须保证路基路面能满足承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度和表面抗滑性能。该设计的重点在于路基的设计、路面厚度的设计。本设计中分别对沥青混凝土和水泥混凝土进行了厚度选择和承载力验算的设计。中国地质大学（武汉）本科生毕业设计3第二章设计资料收集与分析第一节项目概况孝襄高速公路是我国西部大通道之一的银（川）武（汉）大通道的重要组成部分，同在建的襄荆、沪蓉高速公路形成一个覆盖湖北省70％GDP的“大三角经济圈”。武汉、十堰、宜昌是湖北省的三个重要工业城市，形成一个“大三角”；武汉、襄樊、荆州这三个城市围成的“小三角”又是湖北省的粮、棉产区和鱼米之乡。无论是“大三角”还是“小三角”，孝襄高速公路都是它们不可缺少的一边。孝襄高速公路把湖北省这些经济最发达的城市和地区“环”起来，形成带动湖北经济繁荣、社会发展的“金三角”。从国家高速公路网布局图来看，孝襄高速公路是连接武汉至西安的最短连接线，必将成为国家高速公路网规划的18条东西纵向线中，福州至银川的主要组成部分。事实上，通往陕西的十漫高速建成后，经由孝襄高速公路，武汉到西安只需要7小时，而目前无论是走公路还是铁路，武汉到西安都要绕道河南，耗时都在15小时以上。本次毕业设计选择孝襄高速湖北孝感至安陆段，起点为湖北孝感市孝南区，终点为湖北安陆市其中N153-N159段，根据所提供的交通量和地形图资料自定公路等级分段进行该段公路设计。第二节自然地理条件2.2.12.2.12.2.12.2.1地形地貌路线总体呈现出东南低西北高的走势，跨越了两个地貌特征区。孝南、孝昌、云梦及安陆以东路段位于江汉平原北部边缘，地形开阔平坦，为剥蚀堆积垄岗平原区，地面高程在20～80米之间。安陆以西及随州市境路段位于大洪山北部，地势较高，为构造剥蚀低山丘陵区，地面高程稍高，高程在100～165米之间。影响勘测区的河流有环水、府河、滚子河等，勘测区内无天然湖泊，但兴建有较多的中小型水库，如清水河水库等。2.2.22.2.22.2.22.2.2气候路线所处地区属于亚热带大陆季风性湿热气候，日照充足，降水丰富，四季分明，无霜期长，多年平均降霜日56天，平均结冰日52天，均以一月份出现日数最多，年平均气温15℃～17℃，极端最低气温-17.2℃，历年最高气温达41℃，夏季湿热，冬季干冷，年平均降雨量845-1200毫米，最大年降水量为1245毫米，最小年降水量为474毫米，相差2.63倍，区内洪涝及干旱等灾害均较严重，每年6至8月间多雨时期路线经过区的主要河流及湖泊水势猛涨，其中以襄阳唐白河流域受灾最为严重，本地区年平均风速1.5～3.3米/秒，最大风速为29.6米/秒。中国地质大学（武汉）本科生毕业设计4第三节工程地质条件2.3.12.3.12.3.12.3.1地质条件本路段位于秦岭褶皱系东南部和扬子滩地台北缘中段地区，区内褶皱和断裂均较为发育。构造分区：路线自东往西一次经过以下构造分区：扬子滩地台两湖断坳江汉断陷区的云应凹陷，秦岭褶皱系南岭冒地槽褶皱带北大巴山-随南向斜的随南褶皱束、随州-应山复被斜的大狼山褶皱束、襄枣断陷。云应凹陷：是由北西、北北西和北东向三组早期断裂控制的中、新生代断陷盆地，被白垩系上统公安寨组砂岩、砾岩及第四系松散沉积层所填充，并可常见玄武岩夹于公安寨组砂岩、砾岩中；凹陷内地层产状平缓，岩层略有起伏，部分地方形成开阔的向斜和被斜，断裂不甚发育，且规模较小。路线起点对应于该构造分区。随南褶皱束：该褶皱束的北界为岩子河-李店断裂，南岭为耿集-古井深断裂（即襄广断裂），其间广大地区出露着晚元古代-早古生代的变质火山-沉积岩系，发育一系列北西向的向北倾斜的同斜褶曲与断裂以及基性岩带或岩体，路线经过的主要褶皱河断层有：珠宝山倒转被斜、张家畈倒转向斜、柳林倒转被斜、新店倒转向斜、东高庙倒转被斜、大汇角-花果尖逆断层、大碑店-王家桥逆断层，路线终点对应于改构造分区。区域断裂：对路线区影响较大的断裂为襄樊-广济断裂及英店-青山口断裂，这两条断裂均属于古亚洲断裂体系的秦昆断裂系。襄樊-广济断裂是分隔秦岭褶皱系和扬子准地台的规模宏大的区域性大断裂，该断裂走向与路线呈平行状，位于路线西南部，在安陆市东南、云梦县及孝南区等隐伏于白垩-第四系之下，且沿断裂岩浆活动迹象明显，在安陆及云梦的白垩系地层中常有玄武岩岩体或岩脉产出。英店-青山口断裂是分隔桐柏-大别中间隆起和武当-随县褶皱带的区域性