道路与桥梁工程专业毕业论文—二级公路设计（沥青路面） 14566.doc

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1、二级公路设计（沥青路面）2 技术等级和技术指标的确定该公路为二级，计算行车速度为60km/h，根据公路工程技术标准（JTGB01-2003）1、公路路线设计规范（JTGD20-2006）2可查得主要技术指标。2.1 平面线形设计表2-1 主要技术指标汇总简表 圆曲线最小半径（m）一般值200极限值125圆曲线最大半径值（m）10000缓和曲线最小长度（m）80平曲线最小长度（m）一般值500最小值100圆曲线间最小直线长度（m）同向曲线6V360反向曲线2V1202.2 路线纵断面设计表2-2 主要技术指标汇总简表最大纵坡7%最小纵坡0.5%最小坡长（m）150凸形竖曲线最小半径（m）一般值2

2、000极限值1400凹形竖曲线最小半径（m）一般值1500极限值1000竖曲线长度（m）一般值120最小值50不同纵坡最大坡长（m）3%12004%10005%8006%6002.3 路基横断面设计表2-3 主要技术指标汇总简表车道数2车道宽度（m）3.50路基宽度（m）一般值10最小值8.50硬路肩宽度（m）一般值1.5最小值0.75土路肩宽度（m）一般值0.75最小值0.50停车视距（m）75会车视距（m）150不设超高圆曲线最小半径（m）路拱2%1500路拱2%1900不加宽圆曲线最小半径（m）250合成坡度最大值9.5%合成坡度最小值0.5%3 纸上选线起始点选择在地形图的左下角A点至

3、左下角B点。根据地形条件和道路勘测设计3、公路路线设计规范（JTG D20-2006）2各部分技术指标在地形图上选择了两条路线。确定两个方案：方案一和方案二。3.1 路线方案的比选平曲线要素计算如下：方案一 路线1（1） =20 R=800 m =100 m内移值 切线增值 缓和曲线角 切线长 平曲线长 外距 切曲差 故：=1：1.79：1，符合规范要求。（2） =18 R=800 m =100 m内移值 切线增值 缓和曲线角 切线长 平曲线长 外距 切曲差 故：=1：1.51：1，符合规范要求。 方案二 （1） =20 R=800 m =100 m内移值 切线增值 缓和曲线角 切线长 平曲线

4、长 外距 切曲差 故：=1：1.79：1，符合规范要求。（2） =24 R=400 m =80 m内移值 切线增值 缓和曲线角 切线长 平曲线长 切曲差 故：=1：1.09：1，符合规范要求。3.2 起终点及交点坐标的确定表3-1 各点坐标表 方案一：路线1方案二：路线2点名坐标点名坐标A(起点)(N2338,E2076)A(起点)(N2338,E2076)(N2247.8,E2958)(N2652,E2842)(N2416,E3600)(N2674,E3563)B（终点）(N2375.6,E4249)B（终点）(N2375.6,E4249)3.3 平面线形组合校核3.3.1 方案一组合校核路

5、线1与之间距离= m与之间距离= m与之间距离= m与之间距离= m路线长度为L=882.05+663.67+650.26-3-2.21=2190.77 平面线形组合校核：之间的直线距离为：663.67-191.14-176.78=295.75m 295.752V=120m满足要求。 路线延长系数为2190.77/2173.33=1.013.3.2 方案二组合校核 路线2与之间距离= m与之间距离= m与之间距离= m与之间距离= m路线长度为L=827.86+722.34+748.09-3-2.77=2292.52 平面线形组合校核：之间的直线距离为：722.34-191.14-125.16

6、=406.04m 406.046V=360m满足要求。 路线延长系数为2292.52/2173.33=1.053.4 方案指标比较方案比较是选线中确定路线方案的有效方法，在可能布局的多种方案中，通过方案比较决定取舍，选择出技术合理、费用经济、切实可行的最佳方案。相关主要指标见下表。表3-2 主要指标比较表 指标单位方案一方案二路线长度m2190.772292.52路线延长系数1.011.05转角数个22转角平均读数1922最小半径及相应个数m800400占用农田较少较多线形优劣推荐分析：方案一比方案二的路线长度短了100多米，且转角平均度数方案一较小，圆曲线半径较大，转弯幅度较小，行车比较方便

7、；另外方案一占用较少的农田，相对高差较小，经过地区地形起伏程度较方案二较小，综合考虑，选择方案一。4 平面定线设计由比选结果选用方案一，并对方案一进行精算，从起点到终点共有2个交点，分别为。交点A坐标A(2338,2076) (2247.7,2958) (2416,3600) B(2375.6,4249)。起点到连线的方位角则4.1 平曲线要素计算 4.1.1 平曲线1要素计算 桩号 内移值 切线增值 缓和曲线角 切线长 平曲线长 外距 切曲差 故:=1:1.86:1，符合规范要求。 4.1.2 平曲线2要素计算 K1+542.72 = R2=800 m =100 m内移值 切线增值 缓和曲线

8、角 切线长 平曲线长 外距 切曲差 故:=1:1.4:1，符合规范要求。4.2 各交点处桩号确定4.2.1 桩号计算公式 ZH点桩号=JD桩号-T （4-1） HY点桩号= ZH点桩号+LS （4-2） YH点桩号= ZH点桩号+L-LS （4-3） HZ点桩号= YH点桩号+LS （4-4） QZ点桩号= HZ点桩号- （4-5） JD桩号= QZ点桩号+ （4-6）4.2.2 平曲线1交点处桩号确定 K0+882.05处： ZH点桩号 = K0+882.05-184.89 = K0+687.16 HY点桩号 = K0+687.16+100 = K0+787.16 YH点桩号 = K0+68

9、7.16+386.54-100 = K0+973.7 HZ点桩号 = K0+687.16+386.54= K1+73.7 QZ点桩号 = K1+687.16-386.54/2 = K0+880.43校核：点桩号 = K0+880.43+3.24/2 = K0+882.05由此可知，计算无误。4.2.3 平曲线2交点处桩号确定 K1+542.72 处： ZH点桩号 = K1+542.72-178.50 = K1+364.22 HY点桩号 = K1+364.22+100 = K1+464.22 YH点桩号 = K1+364.22+354.71-100 = K1+618.93 HZ点桩号 = K1+

10、618.93+100 = K1+718.93 QZ点桩号 = K1+364.22+354.71/2 = K1+541.575校核：点桩号 = K1+541.575+2.29/2 = K1+542.72由此可知，计算无误。4.3 直线、曲线及转角一览表直线、曲线及转角一览表是平面设计的主要成果之一，它反映了平面线形设计的直线、曲线要素及数据，是施工时恢复路线的主要依据之一，见附表一。4.4 曲线敷设曲线的现场敷设有多种方法，尤其是现代测设设备及手段都有了较大的进步，但其基本原理无太大变化，常用的敷设方法为切线支距法。QZ前以ZH为原点，QZ后以HZ为原点。 4.4.1 切线支距坐标计算公式缓和曲

11、线上的点 （4-7） （4-8）式中：任意点弧长（计算点距ZH或者HZ点的距离）；R圆曲线的半径； 缓和曲线的长度。圆曲线上的点 （4-9） （4-10） （4-11）式中：任意点的弧长（计算点距ZH或者HZ点的距离）； 圆曲线所对应的圆心角； 圆曲线的半径； 缓和曲线的长度； 缓和曲线角； 切线增长值； 内移值。4.4.2 各桩的切线支距坐标计算 K0+882.05 处（R=800 m =100 m = =49.99 m =0.52 m）(1) 第一缓和曲线上的点以ZH点K0+687.16为坐标原点 K0+700.00 缓和曲线上 = 12.84 m K0+720.00 =32.84 m K

12、0+740.00 = 52.84 m K0+760.00 = 72.84m K0+780.00 = 92.84 m K0+787.16 HY点 = 100 m (2) 圆曲线上的点（左边） 以ZH点K0+687.16为坐标原点 K0+800.00 =112.84 mK0+820.00 =132.84mK0+840.00 = 152.84 mK0+860.00 =172.84 m K0+880.00 = 192.84m K0+880.43 QZ点 = 193.27 m (3) 圆曲线上的点（右边）以HZ点K1+73.7为坐标原点K0+900.00 = 173.70mK0+920.00 =153.

13、70mK0+940.00 = 133.70mK0+960.00 = 113.70mK0+973.70 HY点 =100m(4) 第二缓和曲线上的点以HZ点K1+73.7为坐标原点K0+980.00 =93.70 m K1+0.00 = 73.70m K1+020.00 = 53.70m K1+040.00 =33.70 m K1+060.00 = 13.70 m K1+073.70 HZ点 K1+542.72 处（R=800m =100m = =49.99m =0.52m）(5) 第一缓和曲线上的点以ZH点K1+364.22为坐标原点 K1+380.00 = 15.78m K1+400.00

14、=35.78 m K1+420.00 = 55.78 m K1+440.00 = 75.78 m K1+460.00 = 95.78 m K1+464.22 HY 点 = 100.00 m (6) 圆曲线上的点（左边）以ZH点K1+364.22为坐标原点K1+480.00 =115.78mK1+500.00 = 135.78mK1+520.00 = 155.78mK1+540.00 = 175.78mK1+541.575 QZ点 = 177.325m (7) 圆曲线上的点（右边） 以HZ点K1+718.93为坐标原点K1+560.00 =158.93m K1+580.00 = 138.93m

15、K1+600.00 =118.93m K1+618.93 =100m (8) 第二缓和曲线上的点以HZ点K1+718.93为坐标原点K1+620.00 = 98.93m K1+640.00 =78.93m K1+660.00 = 58.93m K1+680.00 =38.93 m K1+700.00 = 18.93m K1+718.93 HZ点 4.4.3 切线支距坐标表表4-1 切线支距坐标表 桩号(m)计算切线支距缓和曲线圆曲线x（m）y（m） （）x（m）y（m）ZH K0+687.16000K0+700.0012.8412.840.004K0+720.0032.8432.840.07续

16、表4-1K0+740.0052.8452.840.31K0+760.0072.8472.830.81K0+780.0092.8492.811.67HY K0+787.16100.0099.962.08K0+800.00112.844.50112.762.99K0+820.00132.845.93132.644.80K0+840.00152.847.36152.477.11K0+860.00172.848.80172.389.94K0+880.00192.8410.23192.0713.24QZ K0+880.43193.2710.26192.4813.31K0+900173.708.86173

17、.2110.07K0+920.00152.707.43153.447.24K0+940.00133.705.99133.474.89K0+960.00113.704.56113.593.05YH K0+973.70100.003.5899.942.08K0+980.0093.7093.671.71K1+0.00073.7073.690.83K1+020.0053.7053.700.32K1+040.0033.7033.700.08K1+060.0013.7013.700.005HZ K1+073.70000ZH K1+364.22000K1+380.0015.7815.780.008K1+40

18、0.0035.7835.780.10 K1+420.0055.7855.780.36 K1+440.0075.7875.770.91K1+460.0095.7895.781.83HY K1+464.2210099.962.08 K1+480.00115.784.71115.683.22 K1+500.00135.786.14135.565.11 K1+520.00155.787.57155.387.49 K1+540.00175.789.01175.2810.39续表4-1QZ K1+541.575177.3259.12176.7910.63 K1+560.00158.937.80158.56

19、7.92 K1+580.00138.936.37138.755.46 K1+600.00118.934.94118.883.49YH K1+618.931003.5899.942.08 K1+620.0098.9398.892.02 K1+640.0078.9378.921.02 K1+660.0058.9358.930.43K1+680.0038.9338.930.12 K1+700.0018.9318.930.01HZ K1+718.930005 路线纵断面设计5.1 内差法读取各中桩地面高程通过内差法读取各中桩高程，点绘地面线。各中桩地面高程表见表5-1。表5-1 各中桩地面高程表 桩号

20、高程(m)桩号高程(m)桩号高程(m)K0+000.00203.09K0+880.43222.26K1+500.00213.07K0+050.00209.19K0+900.00221.17K1+520.00212.26K0+100.00217.40K0+920.00219.78K1+540.00211.47K0+150.00223.20K0+940.00219.11K1+541.575211.47K0+200.00227.33K0+960.00219.33K1+560.00210.82K0+250.00233.33K0+973.70219.43K1+580.00209.86K0+300.002

21、35.20K0+980.00219.82K1+600.00208.46K0+350.00234.56K1+0.000221.78K1+618.93206.50K0+400.00229.02K1+020.00222.00K1+620.00206.25K0+450.00221.71K1+040.00222.00K1+640.00202.82K0+500.00217.20K1+060.00222.00K1+660.00201.74K0+550.00217.20K1+073.70222.00K1+680.00203.25K0+600.00216.00K1+100.00220.75K1+700.0020

22、3.71K0+650.00220.00K1+150.00218.15K1+718.93204.00K0+687.16222.40K1+200.00217.00K1+750.00204.13K0+700.00224.50K1+250.00217.00K1+800.00203.17K0+720.00226.16K1+300.00216.55K1+850.00202.80K0+740.00226.70K1+350.00216.00K1+900.00202.24K0+760.00226.80K1+364.22216.14K1+950.00200.40K0+780.00226.60K1+380.0021

23、6.00K2+0.000200.31K0+787.16226.30K1+400.00215.57K2+050.00199.66K0+800.00225.83K1+420.00215.27K2+100.00198.16K0+820.00224.71K1+440.300214.86K2+150.00196.57K0+840.00223.45K1+460.00214.43K2+173.33194.80K0+860.00222.82K1+464.22214.35K0+880.00222.35K1+480.00214.08190.555.2 拉坡设计5.2.1 坡度公式 坡度= 5.2.2 判断竖曲线类

24、型 当为正值时，为凹型竖曲线； 当为负值时，为凸型竖曲线。5.2.3 确定变坡点桩号 经过反复试坡、调坡, 根据土石方填挖大致平衡和道路设计规范中最小坡长等设计要求最后确定出变坡点: 变坡点1桩号:K0+300.00 变坡点2桩号:K1+520.00 变坡点3桩号:K1+880.005.2.4 确定坡度 =+1.4% =-5.5% =1.1% =-2.1% 5.2.5 坡长的计算 =300.00 m =520.00-300=220.00 m =880.00-520.00=360.00m =2173.33-880.00=1293.33m5.2.6 计算变坡点高程 已知：变坡点1的高程232.00

25、m 计算：起点处的高程=232.00-3006%=214.00m 变坡点2的高程=232.00-(520.00-300.00) 5.5%=219.90m 变坡点3的高程=219.90+(880.00-520.00)1.1%=223.86m终点处的高程=223.86-(2173.33-880)2.1%=196.70m在图纸上对边坡点进行相应的调整。5.3 竖曲线要素计算5.3.1 竖曲线1要素计算 边坡点C处：边坡点桩号：、为起始点，设三个边坡点、 则： 外距：5.3.2 竖曲线2要素计算 边坡点D处： 则： 外距：5.3.3 竖曲线3要素计算 边坡点E处 则： 外距：5.4 平纵组合检查校核若

26、平纵组合满足要求，则需做到以下三种情况中任一种：情况一：相邻方向竖曲线之间为使增重与减重间缓和过渡，中间最好插入一段直坡段。若两个竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为设计速度的3秒行程。即60/3.6=50m。情况二：平、竖曲线两者拉开一定的距离，使两者之间的距离大于等于3秒的行程，即：50m。情况三：做到“平包竖”，即：竖曲线起、终点宜分别设在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要设在缓和曲线以外的直线上或圆曲线内。平纵组合校核如下：边坡点C处的竖曲线起点桩号为K0+300-115=K0+185.00 终点桩号为K0+300+115=K0+415.00边坡点D处的竖曲线起点桩号为K0

27、+520.00-49.50= K0+470.50 终点桩号为K0+520.00+49.50= K0+569.50第一条竖曲线终点到第二条竖曲线起点的距离为470.50-415.00=55.50m50m；满足要求。第二条竖曲线终点到第一条平曲线距离687.16-569.50=117.6650m;满足要求。变坡点E处竖曲线起点桩号K0+880.00-144.00=K0+736.00 终点桩号K0+880.00+144.00=K1+024.00K0+736.00在ZH K0+687.16HY K0+787.16之间 K0+024.00在YH K0+973.70HZ K1+073.70之间故做到了“平

28、包竖”，满足要求。5.5 各中桩高程计算5.5.1 竖曲线上设计高程计算变坡点计算公式为：竖距： （5-1）切线高程： （5-2）设计高程： （5-3）式中：变坡点标高； 计算点切线高程； H设计标高；h竖曲线上任意点的竖距；x计算点桩号与竖曲线起点的桩号差；纵坡度，有正负参与计算；上坡为正，下坡为负；当为凹形竖曲线时取“+”，为凸形竖曲线时“”。具体计算竖曲线1变坡点C桩号K0+300.00 =232.00m T=115m =+6% R=2000m竖曲线起点桩号= K0+300.00-115.00=K0+185.00竖曲线终点桩号= K0+300.00+115.00=K0+415.00K0+

29、185.00处：K0+200.00处：K0+220.00处：K0+240.00处： K0+260.00处：K0+280.00处：K0+300处(变坡点)：K0+320.00处：K0+340.00处：K0+360.00处：K0+380.00处：K0+400.00处：K0+415.00处：边坡点D桩号 K0+520.00 H0=219.90m T=49.50m R=1500m竖曲线起点桩号= K0+520.00-49.50= K0+470.50竖曲线终点桩号= K0+520.00+49.50= K0+569.50K0+470.50处：K0+480.00处：K0+500.00处： K0+520.00

30、处（变坡点）：K0+540.00处：K0+560.00处：K0+569.50处：变坡点E桩号K0+880.00 =223.86m T=144m =+1.1% R=9000m竖曲线起点桩号= K1+880.00-144.00=K1+736.00竖曲线终点桩号= K1+880.00+144.00=K1+024.00K0+736.00处： K0+740.00处：K0+760.00处：K0+780.00处：K0+787.16处：K0+800.00处： K0+820.00处： K0+840.00处：K0+860.00处：K0+880.00处（变坡点）：K0+880.43处： K0+900.00处：K0+

31、920.00处： K0+940.00处：K0+960.00处：K0+973.70处： K0+980.00处： K1+0.000处： K1+020.00处： K1+024.00处： 另计算桩号如下：K0+250.00处： K0+350.00处： K0+550.00处： 5.5.2 直坡段上设计高程计算(1) 直坡段1：K0+000.00-K0+185.00 =-+6% 变坡点C的桩号K0+300.00高程=232.00m 利用公式：K0+000.00处：K0+050.00处： K0+100.00处：K0+150.00处： K0+285.00处： (2) 直坡段2：K0+415.00-K0+470

32、.50 =-5.5% 变坡点C的桩号K0+300.00高程=232.00m 利用公式：K0+415.00处： K0+450.00处： K0+470.50处： (3) 直坡段3：K0+569.50-K0+736.00 =+1.1% 变坡点E的桩号K0+880.00高程=223.86m 利用公式：K0+569.50处：K0+600.00处：K0+650.00处： K0+687.16处： K0+700.00处：K0+720.00处：K0+736.00处：(4) 直坡段4：K1+024.00-K2+173.330 =-2.1% 变坡点E桩号K0+880.00 高程=223.86m 利用公式：K1+02

33、4.00处：K1+040.00处：K1+050.00处：K1+060.00处：K1+100.00处：K1+150.00处：K1+200.00处：K1+250.00处：K1+300.00处：K1+073.70处：K1+350.00处：K1+364.22处：K1+380.00处：K1+400.00处：K1+420.00处：K1+440.00处：K1+460.00处：K1+464.22处：K1+480.00处：K1+500.00处：K1+520.00处：K1+540.00处：K1+541.575处：K1+560.00处：K1+580.00处：K1+600.00处：K1+618.93处：K1+620.

34、00处：K1+640.00处：K1+660.00处：K1+680.00处：K1+700.00处：K1+718.93处：K1+750.00处：K1+800.00处：K1+850.00处：K1+900.00处：K1+950.00处：K2+000.00处：K2+050.00处：K2+100.00处：K2+150.00处：K2+173.33处：5.5.3 整理得各中桩设计高程表表5-2 各中桩设计高程表 桩号设计高程（m）桩号设计高程（m）桩号设计高程（m）K0+000.00214.00K0+880.43222.70K1+500.00210.84K0+050.00217.00K0+900.00222.

35、59K1+520.00210.42K0+100.00220.00K0+920.00222.42K1+540.00210.00K0+150.00223.00K0+940.00222.21K1+541.575209.97K0+200.00225.94K0+960.00221.95K1+560.00209.58K0+250.00227.94K0+973.70221.75K1+580.00209.16K0+300.00228.69K0+980.00221.65K1+600.00208.74K0+350.00228.19K1+000.00221.31K1+618.93208.34K0+400.00226.44K1+020.00220.92K1+620.00208.32K0+450.00223.75K1+040.00220.50K1+640.00207.90K0+500.00221.29K1+060.00220.08K1+660.00207.48K0+550.00220.36K1+073.70219