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本科毕业设计 平原微丘区公路设计（二级） 燕 山 大 学 2011 年 6 月
本科毕业设计 平原微丘区公路设计（二级） 学院（系）：
建筑工程与力学学院 专 业：
土木工程（道桥） 学生姓名：
学 号：
指导教师：
答辩日期：
2011 年 6 月 23 日
燕山大学毕业设计任务书 学院：
建筑工程与力学学院 系级教学单位：土木工程系 学号 学生 姓名 专 业 班 级 07土木工程（道桥） 题 目 题目名称 平原微丘区公路设计（二级） 题目性质 1.理工类：工程设计 （√ ）；工程技术实验研究型（ ）； 理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）。
2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。
题目类型 1.毕业设计（ √ ） 2.论文（ ） 题目来源 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ √ ） 主 要 内 容 (1)该道路建设的可行性研究 (2)自然情况对道路设计与施工的影响分析 (3)道路技术等级的确定 (4)道路设计中个别技术指标的研究与确定 (5)初步勘测与初步设计 (6)详细技术测量与技术设计（施工图设计） 基本 要求 方案合理，计算准确，数据详实，图纸及图表清晰规范。
参 考 资 料 (1)教学用地形图，比例尺为 1：，等高线间距为 10m 。
(2)沿线的工程地质及水文地质情况 沿线山体稳定，无不良地质状况，地下水 3 米以下 (3)沿线的植被及土壤分布情况 树木较多，沿线多粘质土，山坡上 1m 以下是碎石土。
(4)道路建筑材料及分布情况 沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。
(5)交通量资料 周 次 第 1-2 周 第 3-5 周 第 6-8周 第 9-11 周 第12-13周 第14周 第 15-18周 应 完 成 的 内 容 准备毕业设计相关资料，初步选线。
1.初步勘测与设计。
2. 方 案 比选。
1.扩图描图。
2.详细设计。
1.详细设计。
2.路基工程设计。
3.路面结构设计。
编制设计说明书。
毕业设计工程概 预算。
说明书与施工图修改、打印、装订，准备答辩。
指导教师：敬超 职称：讲师 2011 年 6 月 20 日 系级教学单位审批：
年 月 日
摘要 I 摘要 随着社会经济的发展，公路起着越来越重要的作用。本文主要讲述了公路设计中的一个完整的过程。本设计主要分两个阶段：初步设计阶段和详细设计阶段。
首先，讨论道路修建的可行性，从地形，地质，气象，水文条件等自然因素和交通量的增长情况来论述该公路修建的可行性与必要性，为道路修建进行理论研究。
其次，本着合理利用当地资源，综合考虑地形，地质，水文气象条件等自然因素和当前交通量以及交通量增长情况来确定公路等级，并根据公路等级来确定道路设计中的技术指标。
最后，为了作到路线方案的最优，选择两条方案分别进行初步设计。根据一定的技术指标来进行方案的比选，选择合理的路线方案来进行详细设计。
关键词 公路设计 路基设计 路面设计 排水设计
燕山大学本科生毕业设计 II Abstract As the development with the social economy, the highway plays more and more important role. This design contains the whole stage in the designing course . First of all, discussing the feasibility building in road, at topograph, and the growth situations of volume of traffic come and expoud the fact this feasibility and necessity who highway build meteorological hydrology terms, etc. natural factorses geology. Build the theoretical hydrology research for the road. Secondly, in line with utilizing local resources rationally, Consider and at present and volume of traffic increase traffic situation come and determine highway grade topographies, geologies, hydrometorological termeseses natural factors. At last, come and determine road the technical indicators of design according to highway grade. Moreover, for accomplishing scheme optimum route, choose two schemes to be designed tentatively respectively. Come and carry on to then selecting, choose rational route scheme design in detail scheme according to certain technical indicator. Keywords highway design subgrade design pavement design drainage design
III 目 录 摘要 ....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ II 第 1 章 绪论 ........................................................................................................ 1 课题背景 .............................................................................................. 1 公路运输 ........................................................................................ 1 我国公路现状 ................................................................................ 1 我国公路发展规划 ............................................................................... 2 第 2 章 道路的可行性研究 ................................................................................ 3 项目建设背景 ...................................................................................... 3 工程实施可行性论证 .......................................................................... 3 第 3 章 自然情况对道路的影响分析 ................................................................ 4 自然情况对道路选线的影响 .............................................................. 4 自然情况对道路设计的影响 ............................................................... 4 自然情况对道路施工的影响 .............................................................. 5 第 4 章 道路技术等级的确定及技术指标确定 ................................................ 6 第 5 章 技术指标的研究与确定 ........................................................................ 7 平面设计技术指标的确定 .................................................................. 7 直线 ................................................................................................ 7 圆曲线 ............................................................................................ 7 缓和曲线 ........................................................................................ 9 行车视距 ........................................................................................ 9 平面视距的保证 ............................................................................ 9 纵断面设计技术指标的确定 ............................................................ 10 纵坡 .............................................................................................. 10 竖曲线 ........................................................................................... 11
IV 路面要求 ............................................................................................. 12 路面设计的基本要求 ................................................................... 12 路面等级 ....................................................................................... 13 路拱坡度 ....................................................................................... 13 路面排水 ....................................................................................... 13 第 6 章 初步勘测与初步设计 ........................................................................... 14 路线设计 ............................................................................................. 14 选线的一般原则 ............................................................................ 14 平面设计 ....................................................................................... 14 方案比选 ............................................................................................. 15 影响路线方案选择的主要因素 ................................................... 15 方案比选 ....................................................................................... 16 第 7 章 详细设计 ............................................................................................... 18 平面设计 ............................................................................................. 18 平曲线要素的计算 ....................................................................... 18 曲线主点桩号的计算 ................................................................... 19 逐桩坐标计算 ............................................................................... 20 纵断面设计 ......................................................................................... 21 概述 ................................................................................................ 21 纵坡设计的步骤和方法 ............................................................... 22 竖曲线计算 .................................................................................... 23 横断面设计 ......................................................................................... 24 路基宽度的确定 ........................................................................... 24 路堤和路堑边坡坡度的确定 ....................................................... 25 超高与加宽计算 ........................................................................... 25 第 8 章 排水设计 ............................................................................................... 29 路基边坡及沟渠设计 ......................................................................... 29 边沟设计 ....................................................................................... 29 排水沟设计 ................................................................................... 30
V 边沟设计验算 .............................................................................. 30 路面排水设计 .................................................................................... 32 涵洞设计 ............................................................................................ 33 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点 .................. 33 涵洞选用原则 .............................................................................. 33 第 9 章 路基设计 .............................................................................................. 34 路基设计的基本要求 ........................................................................ 34 路基宽度 ...................................................................................... 34 路基高度 ...................................................................................... 34 路基压实 ...................................................................................... 35 边坡坡度 ...................................................................................... 35 路基边坡稳定性验算 ........................................................................ 36 路堑边坡稳定性验算 ................................................................... 36 路堤边坡稳定性验算 ................................................................... 37 路基防护 ............................................................................................. 37 第 10 章 路面设计 ............................................................................................ 39 混凝土路面设计 ............................................................................... 39 交通分析 ..................................................................................... 39 初拟路面结构 ............................................................................ 41 路面厚度及材料设计 ................................................................ 41 荷载疲劳应力 ............................................................................ 43 初拟路面结构检验 .................................................................... 46 接缝设计 .................................................................................... 47 沥青路面设计 ................................................................................... 50 交通分析 ..................................................................................... 50 初拟路面结构 ............................................................................ 54 路面设计弯沉值及层底容许弯拉应力计算 ............................ 54 电算结果 .................................................................................... 55 路面方案选择 ................................................................................... 57
VI 第 11 章 工程造价 ............................................................................................. 58 结论 ..................................................................................................................... 63 参考文献 ............................................................................................................. 64 致谢 ..................................................................................................................... 66
第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 课题背景 公路运输 公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此，公路运输有“通过”运输和“送达”或“集散”的功能，尤其是“送达”或“集散”功能作为其它几种运输方式（管道除外）的终端运输方式是交通运输中不可缺少的组成部分，在综合交通运输体系中发挥着非常重要的作用。随着高速公路向网络规模的发展，利用高速公路的干线运输功能，公路运输作为一种具有功能齐全（“通过”和“送达”或“集散”齐备）的运输体系发挥越来越重要。
与其它运输方式比较，公路运输的特点是灵活性，尤其是高速公路建设，信息网络、通信技术以及计算机技术等的发展，又实现着快速性“门到门”运输和被称为零库存(just in time)的运输特点，促使着公路运输的快速发展。
公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件相对宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此，公路运输具有生产点多、面广的特点。
我国公路现状 改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势。
目前公路运输存在的主要问题为：
(1) 公路交通的基础设施水平还较差。截止到 2001 年底，我国修建各种级别的公路近 140 万公里，其中高速公路 万公里，居世界第二位。然而，路网密度仍然较低，只相当于巴西的 1/2，印度的 1/5，美国的 1/6，日
燕山大学本科生毕业设计 2 本的 1/30。公路质量与发达国家相比差距仍很大，还不能满足国民经济及社会发展的需求公路数量少、等级低、质量差； (2) 运输车辆的车型结构不合理，技术性能还较差； (3) 运输生产的效率，效益较低； (4) 运输经营组织与管理的手段还比较落后，经营主体结构不合理，建立高效、有序的运输市场缺乏基础。
我国公路发展规划 随着科学技术的发展，尤其是 IT(intelligent technology)产业和智能交通系统的发展，公路运输的发展呈如下趋势：
(1) 随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务； (2) 随着全国高速公路网的形成和 WTO 的加入，促使公路运输企业按规模化要求建立集约化经营的运输企业； (3) 公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作； (4) 在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统； (5) 运输组织方式按生产力水平分层发展。
(6) 逐步加强运输规划，使公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来，同时还根据效率与效益原则，把运输服务向纵深推进。
第 2 章 道路设计的可行性研究 3 第 2 章 道路的可行性研究 项目建设背景 黑龙江省位于我国的东北部，盛产木材、煤炭、石油，是国家重点商品粮、老工业基地。公路交通比较发达。特别是“九五”时期，公路交通事业有了飞速的发展，基本形成了以省会哈尔滨为中心，区域中心城市为枢纽，高等级城市为主骨架、四通八达的公路网，彻底改变了公路交通制约地方经济发展的状况。为全省经济建设的腾飞和投资环境的改善创造了较好的条件。
小岭镇地处黑龙江省牡丹江地区，矿产资源十分丰富，其中钼矿和砷矿为全国稀有和储量最大。地下蕴藏大量各类矿藏，大力开发各种矿产品是小岭镇大力发展经济的必由之路。近万顷的林地和宜林荒地，为农民搞养殖和采集山产品提供了广阔的空间，经济发展较快，地区资源有待开发。通过交通量的调查，该地区交通繁忙，年均增长达 5%，随着城市化进程的加快，国民经济的发展，特别是沿线乡镇经济的发展，公路现状与快速增长的交通量之间的矛盾日益明显，在新兴屯至李家店之间有一条路，但只是等外路，不适合行车，而且绕行较远，已经不能适应该地区交通量增长的需要。
工程实施可行性论证 该地区地面起伏，山丘连绵，属于平原微丘区，仅靠等外路不利于城镇居民交往及对外发展，沿线砂石材料丰富，有小型的采石场和石灰厂，提供了良好的基层材料，施工时可因地制宜，就地取材；本项目是小岭镇主要交通干道，建成后既可缓解交通状况，开发区域经济，又可促进小型厂企的投产扩产，故而可以充分调动广大群众筑路的积极性，通过多种渠道，多形式的筹集资金，因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要，有能力在两地间修一条等级较高的公路。
燕山大学本科生毕业设计 4 第 3 章 自然情况对道路的影响分析 自然情况对道路选线的影响 本设计的路段所在地区处于黑龙江省北部，途经当地重要农业区，选线时应尽量不占或少占农田。冬季盛行风向为西南风，路线走向应尽量与信风方向一致，避免正交。该地区属于平原微丘区，地势起伏较大，地形错综复杂，应综合考虑平、纵、横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。
自然情况对道路设计的影响 路基路面裸露在大气中，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此，应深入调查公路沿线的自然条件，从总体到局部，从大区域到具体路段，分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。设计中路基路面的排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象。
(1) 地质条件 沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上 1m 以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。
(2) 气候条件 该路段所在地区处于东部温润季冻区，气候寒冷，主要的病害有冻胀、翻浆、水毁和积雪等。冬季气温很低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害，降雨量为 ,夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都会对公路交通构成严重威胁；冬季气温最低为–38℃，夏季最高气温为 ℃，夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性；最大冻深为 ，设计路面的总厚度时要考虑这个因素，保证最小防冻厚度。主风向为西南风。
(3) 水文和水文地质条件 山坡地下水 3 米以下，洼地地下水 以下，新兴屯附近有河流经过，
第 3 章 自然状况对道路的影响分析 5 陆家屯与李家店之间地段有两条河流横穿（一为季节性河流，另一为非季节性河流），道路沿线应做好排水工作，以免水毁路基。
(4) 植被及土壤分布多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木区，农田多旱地。沿线多粘质土，山坡上 1m 以下是碎石土。
(5) 建筑材料分布 沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。
(6) 深路堑应加强边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。
自然情况对道路施工的影响 该路段地处冰冻地区，无霜期为 125 天，冬季无法进行路基和路面施工。因此应考虑到对施工工期的影响。合理安排施工组织设计。
道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。
燕山大学本科生毕业设计 6 第 4 章 道路技术等级的确定及技术指标确定 经调查该地区近期交通量资料如下：
表 4-1 交通量资料 车型 轴重/ kN 交通组成/辆·日 -1 三湘CK6560 前轴 900 后轴 23 900 贵州GZ661A 前轴 1000 后轴 1000 会客JT6912 前轴 31 1250 后轴 64 1250 北京BJ130 前轴 1200 后轴 1200 解放CA50 前轴 800 后轴 800 黄河JN150 前轴 49 400 后轴 400 交通增长率：γ=5% 交通量计算：
d / pcu 7475 2 400 5 . 1 ) 800 1250 1000 ( 1 ) 1200 900 ( N 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 远景设计年限为 15 年的年平均昼夜交通量为：
d / pcu ) 05 . 0 1 ( 7475 ) 1 ( N N14 1 n1 15? ? ? ? ? ? ? ?? 查《公路工程技术标准》可知，一级公路的设计年限为 20 年，二级公路的设计年限为 15 年。一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为 ~ 辆（四车道）或 ~ 辆（六车道），二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为 5000~ 辆。
故根据《公路工程技术标准》，应建二级公路，为双车道公路。
第 5 章 技术指标的研究与确定 7 第 5 章 技术指标的研究与确定 本设计为平原微丘区二级公路，查《公路工程技术标准》可知，作为集散公路，混合交通量较大，平面交叉间距较小，设计行车速度宜采用 60km/h。
平面设计技术指标的确定 直线 直线的适用条件 (1) 路线完全不受地形，地物限制得平原区或山区得开阔谷底； (2) 市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区； (3) 为缩短构造物长度，便于施工，创造有利的引道条件； (4) 平面交叉点附近，为争取较好的行车和通视条件； (5) 双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好的超车路段。
直线的最大长度 直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定，平原微丘区二级公路最大直线长度为 1200m，本设计速度不大于 60km/h 故无最大长度限制。
直线的最小长度 规定二级公路同向曲线间的直线最小长度为 6V，即 360m。反向曲线间的直线最小长度为 2V，即 120m。当直线两端没有缓和曲线时，可直接相连,构成 S 形曲线。本设计中采用大半径曲线相连或曲线间通过缓和曲线构成 S型曲线。
圆曲线 圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。
圆曲线的最小半径 (1) 极限最小半径
燕山大学本科生毕业设计 8 (2) 一般最小半径 平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径。
(3) 不设超高最小半径 当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。
表 5-1 圆曲线半径 设计速度/ km·h -1 120 100 80 60 40 30 圆曲线最小半径 / m 一般值 1000 700 400 200 100 65 极限值 650 400 250 125 60 30 圆曲线的最大半径 选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于m。
圆曲线半径的选用 在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，最大半径为 4000m，极限最小半径及一般最小半径均未采用，设置曲线最小半径为 600m。
平曲线的最小长度 公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于 2 倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于 9s 的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于 6s 的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在 3s 内的行驶距离。
平曲线的最小长度：70m 平曲线中圆曲线的最小长度取：35m 关于小偏角的曲线长
第 5 章 技术指标的研究与确定 9 《公路路线设计规范》规定：平原微丘区转角等于或小于 7°时，平曲线长度一般值是 500m，低限值是 70m。
缓和曲线 缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：
(1) 离心加速度变化率不过大； (2) 控制超高附加纵坡不过陡； (3) 控制行驶时间不过短； (4) 符合视觉要求。
因此，《公路路线设计规范》规定：平原微丘区二级公路缓和曲线最小长度为 35m。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。
行车视距 行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。
行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。
《公路路线设计规范》规定，二级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。
对于平原微丘区二级公路，停车视距 St 取 40 m，超车视距 Sc 一般值取200m，低限值取 150m。
平面视距的保证 汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视线是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能构成行车空间时，则可予以保留。
燕山大学本科生毕业设计 10 纵断面设计技术指标的确定 纵坡 纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。
最大纵坡 汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅 、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。
最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《公路路线设计规范》对二级公路最大纵坡规定如下：
二级公路最大纵坡为 7%。
最小纵坡 各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于 %的纵坡。当必须设计平坡(%)或小于 %的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。
最小坡长 如果坡长过短,变坡点增多，形成“锯齿”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间，通常汽车以计算行车速度行驶9s~15s的行程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。各级公路最小坡长，见下表。
第 5 章 技术指标的研究与确定 11 表 5-2 各级公路最小坡长 设计速度/km·h -1 120 100 80 60 40 30 20 最小坡长 一般值 400 350 250 200 160 130 80 最小值 300 250 200 150 120 100 60 最大坡长 汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限。《标准》规定平原微丘区二级公路最大坡长如下表：
表 5-3 设计速度为 60km/h 二级公路的纵坡长度限制 纵坡坡度/% 3 4 5 6 纵坡长度/m 1200 1000 800 600 平均纵坡 平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。
为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制路线总长度内的平均纵坡，《公路路线设计规范》规定二级公路越岭路线的平均纵坡以接近 %（相对高差为 200~500m）和 5%（相对高差大于 500m）为宜。并注意连续3000m 路段范围内的平均纵坡不宜大于 %。
LHi p ? (5-1) 式中：i p —— 平均纵坡； H —— 相对高差； L —— 路线长度。
竖曲线 为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。
竖曲线最小半径
燕山大学本科生毕业设计 12 (1) 凹形竖曲线最小半径 对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。
《公路路线设计规范》建议在条件许可的情况下二级公路取R min =6000m 的要求设计竖曲线。
设计中设置的凹曲线最小半径为 m。
(2) 凸形竖曲线最小半径 确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。
《公路路线设计规范》建议在条件许可的情况下二级公路取R min =9000m 的要求设计竖曲线。设计中设置的凸曲线最小半径为 7000m。
一般最小半径和极限最小半径 在条件许可的条件下，应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求，但上述的最小半径，在条件较差时，并不是设计竖曲线所必须的最小值要求。《公路工程技术标准》规定在设计速度为 60km/h 时，凹形竖曲线半径的一般值为 2000m；极限值为 1400m； 凸形竖曲线半径的一般值为 1500m，极限值为 1000m ，竖曲线最小长度为 35m。当然通常采用大于或等于上述一般最小半径值，当受地形条件及其它特殊情况限制时方可采用上述极限最小半径值。
路面要求 路面设计的基本要求 各级公路的行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、硬路肩和紧急停车带均应铺筑路面。公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任
第 5 章 技术指标的研究与确定 13 务、性质、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。各级公路路面可根据交通量发展需要一次建成或分期建成。
路面等级 路面等级一般按下表的规定选用。
表 5-4 路面等级 路面等级 面层类型 所使用公路等级 高级 水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石 高速、一级、二级 次高级 沥青贯入式碎石、路拌沥青碎石、沥青表面处治 二级、三级 中级 泥结或级配碎石、水结碎石、其他粒料 三级、四级 低级 各种粒料或当地材料改善土 四级 路拱坡度 路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件，按表 5-5 规定的数值采用。土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大 1%~2%。
表 5-5 各种路面的路拱坡度 路面类型 路拱坡度/ % 沥青混凝土、水泥混凝土 1~2 其它黑色路面、整齐石块 ~ 半整齐石块 、不整齐石块 2~3 碎、砾石等砾料路面 ~ 低级路面 3~4 路面排水 各级公路，应根据当地降水与路面的具体情况设置必要的排水设施，及时将降水排出路面，保证行车安全。高速公路与一级公路的路面排水，一般由路肩排水与中央分隔带排水组成；二级以下公路的路面排水，一般由路肩横坡和边沟排出。
燕山大学本科生毕业设计 14 第 6 章 初步勘测与初步设计 路线设计 选线的一般原则 (1) 路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应。
(2) 正确掌握和运用技术标准。
(3) 注意与农业配合。选线时要处理好道路与农业的关系。
(4) 选线应重视水文、地质问题。不良地质地和地貌对道路的稳定影响极大，选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、泥沼等严重地质不良地段和沙漠、多年冻土等特殊地区的路线，应慎重处理。
(5) 重视环境保护工作。加强环保工作，重视生态平衡，为人类创造良好的生活环境，是我国的基本国策。在选线时应综合考虑由道路修建、汽车交通运行所引起的环境保护问题。
(6) 选线应综合考虑路与桥的关系。在选线中，个别特殊大桥桥位，一般作为路线总方向的控制点；大中桥位原则上应服从路线的总方向，一般作为路线走向的主要控制点，小桥涵位置应服从路线走向。
选线不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家的政治﹑经济﹑国防上的要求和长远利益。
路线选择的原则和方法如上所述，但结合实际的地形特点还应注意如下问题：正确考虑路线和城镇的关系，处理好路线与桥涵的关系，处理好路线与农田的关系。
平面设计 平面设计步骤 (1) 全面布局 根据路线的起点﹑终点和中间控制点，公路等级及其在公路网中的作用，从所有可能的路线方案中，通过调查分析相关的资料，确定路线的基本走向。
第 6 章 初步勘测与初步设计 15 (2) 逐段安排 即在主要控制点间，结合地形﹑地质﹑水文﹑气候等自然条件，逐段定出具体的小控制点，它是解决局部路线方案的工作。
(3) 具体定线 逐段安排路线后确定小控制点，根据自然条件和技术标准，进行路线的平﹑纵﹑横综合设计，具体定出公路中线位置。
平面设计成果 现初定两条路线，两路线概况如下：
表 6-1 交点坐标 路线 路线一 路线二 交点号 坐标 起点 - -.550 - JD 1 - -.173 - JD 2 - -.303 - JD 3 - -.128 - .803 JD4 -.800 终点 - 方案比选 影响路线方案选择的主要因素 (1) 路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。对于地方公路则宜靠近城镇和工矿区，以满足当地客货运的需要。
(2) 路线在铁路、公路、水运、航空等综合交通运输系统中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。
(3) 沿线自然条件的影响。地形、地质、水文、气象等自然条件，决定了工程难易和运营质量，对选择路线走向有直接的影响。对于严重不良地质的地区、缺水地区、高烈度地震区以及高大山岭、困难峡谷等自然障碍，选线时宜考虑绕避。
(4) 设计道路主要技术标准和施工条件的影响。
燕山大学本科生毕业设计 16 (5) 其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。
方案比选 现初定两种方案，方案一是从新兴屯途经要七里半、陆家屯到李家店。方案二是从新兴屯经前七里半，再沿祖龙东沟向上至马家店，到达李家店。下面对两方案从以下两个方面进行比选。
(1) 通过地形、地质、环境等方面比选路线方案 两方案在地形上都有险峻的地段，都克服了很大的高差，但相对而言，方案一整体高差较小。线形方面，方案二线形较好，所采用半径均较大，转角也合理，直线段较少，较短，路线比起方案二也不过于单调。填挖工程方面，方案一工程量较小，沿线的各种干扰也比较少。在自然条件、建筑材料等方面，两方案差别不大，基本相同。方案一路线距城镇较近，能更好的解决其繁重的客货运输。另外，方案二祖龙东沟段地质条件不良，需要对土基进行特殊处理，工程较大。
(2) 通过具体要素指标比选路线方案 表 6-2 方案指标比选 指标 单位 方案 I 方案 II 途经村庄数 个 2 1 路线长度 km 土石方（填方） m 3 29 27 土石方（挖方） m 3 11 11 用地 亩 --- --- 最大纵坡 % 路面 1000m 2 50 46 涵洞 道 21 13 平曲线数 个 2 3 竖曲线数 个 10 8 克服高程 m 132 155
第 6 章 初步勘测与初步设计 17 续表 6-2 与原有公路的交叉数目 个 2 0 最小平曲线半径及个数 m/个 550/1 500/1 竖曲线最小半径 m 9700 1200 比选结果 推荐 经过对两方案进行以上的分析比较，方案一均优于方案一，故选方案一。
燕山大学本科生毕业设计 18 第 7 章 详细设计 选取初步设计中选定的方案一的路线的 K0+000~K3+200 这段进行详细设计。
平面设计 平曲线要素的计算 图 按回旋线敷设缓和曲线 图 的几何元素的计算公式如下：
23sR 240L2Lsq ? ? (7-1) 34s2sR 2384LR 24Lp ? ? (7-2)
第 7 章 详细设计 19 RL6479 . 28s0? ? (7-3) ? ? q p R T ? ? ?2tan? (7-4) ? ?s 0L 2 R1802 L ??? ? ? ? (7-5) ? ? R2sec p R E ??? ? (7-6) L T 2 J ? ? (7-7) 以 JD 1 为例进行计算，已知 m 150 L s ? ， m 700 R ? ，?25 ? ? ，则几何元素的计算值为：
m 000 . R 240L2Lsq2323s??? ? ? ? m 339 . 1700 R 2384LR 24Lp34 234s2s????? ? ? ?139 . . 28RL6479 . 28s0? ? ? ? ? ? ? ? ? tan 339 . 1 700 q2tan p R T ? ? ? ? ??? ?? m 8 7 3 . 2 3 1 ? ? ? ? ? . 6 2 25 L 2 R1802 Ls 0??? ? ? ? ??? ? ? ?? ? m 4 2 9 . 4 5 5 1 5 0 2 ? ? ? ? ? ? ? m 367 . 18 7002sec 339 . 1 700 R2sec p R E ? ??? ? ??? ? m 537 . 5 429 . 455 483 . 230 2 L T 2 J ? ? ? ? ? ? 其他交点的几何元素值的计算可类似算得，见附表《直线、曲线及转角表》。
曲线主点桩号的计算 以 JD 1 为例，JD 1 的桩号为 K1+，则 直缓点桩号 ZH= T JD 1 ? =K1+ 873 . 231 0? =K1+ 缓圆点桩号 HY=ZH+L S =K1++150=K1+ 曲中点桩号 QZ=ZH+L/2=K1++/2=K1+
燕山大学本科生毕业设计 20 圆缓点桩号 YH=ZH+sL L? =K0++ 25 3? =K0+ 缓直点桩号 HZ=ZH+L= K1++=K1+ 其他交点的主点桩号计算可类似算出，见附表《直线、曲线及转角表》。
逐桩坐标计算 图 中桩坐标计算示意图 以交点 1，K1+ 为例进行桩号坐标计算。已知交...
毕业设计课题1
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财务管理毕业设计,(1)
毕业设计开题报告,1
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