江苏无锡地区的道路设计.doc

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1、摘 要 本设计通过给定的资料，对原始数据进行了分析，根据江苏无锡地区的地质地形、地物、水文等自然条件，该路段选线的难点是该地形图水田和池塘比较多，选线主要原则是少占水田和避塘。依据公路工程技术标准及公路路线设计规范等交通部颁发的相关技术标准规范，在规范的摘到下，对不同路线进行了了比选，最终确定了合理的经济性路线。 设计中将所有车辆折合成规定的车型，确定了道路的技术等级：设计车速为80Km/h，双向四车道，并设有中央分隔带。选定路线后，确定关键控制点，进行了路线纵断面设计，以及一公里左右的横断面设计，并绘制了标准横断面图，在此基础上对道路行车进行了轴载换算并进对路面进行了设计，共设计了三套不同的

2、路面结构方案：两套沥青路面结构，一套水泥混凝土面结构，同时做了两种沥青路面经济型比较的方案，最终确定最优方案。为解决路基排水问题，设计了合理的路基排水系统，保证路基的稳定，避免水对路基造成损害，同时也做了排水系统的计算，得到了涵洞的合理尺寸。 根据以上内容，完成了江苏无锡地区的道路设计，符合各项规范的技术要求。在本设计中设计公路部分全长为6140m，最大纵坡为2.194%，路线共有六个交点，且均设有缓和曲线，竖曲线共有六个边坡点，根据平纵结合，及平包纵等原则合理的绘制了竖曲线，路线全线填方大于挖方，路堑段道路边沟处设置了2m的碎落台，填挖方超过6m时，需设置台阶，台阶宽为2m，沿线设有排水系统

3、，边沟、截水沟、急流槽等疏导水流系统。 关键词：道路等级、选线、纵断面、横断面、技术等级、排水系统、经济性、桥涵、碎落台、台阶、填挖方Abstract This design through a given material, the original data are analysed, according to the geological terrain in wuxi city, jiangsu province area, geophysics, hydrological and other natural conditions, this section of the diffic

4、ulties of the location is the topographic map paddy fields and ponds more, the main principle of location is less paddy fields and avoid pond. On the basis of the highway engineering technical standard, and the highway route design criteria, etc which issued by the relevant technology of the standar

5、d, in standard picked, the scheme of different routes than the election, with a final determination of reasonable economy route. Design will be converted into all the vehicles the provisions of the vehicles, determined the road technology level: the design of the speed to 80 Km/h, two-way four lanes

6、, and is equipped with central space belt. Selected route, determine the key point, the longitudinal route design, and a kilometre cross-sectional design, and to draw the standard cross section figure, based on the road to the axle load conversion on the road in design, the design of the three diffe

7、rent sets of pavement structure scheme: two sets of the asphalt pavement structure, a set of cement concrete surface structure, and the two kinds of the asphalt pavement of economical comparison program, and ultimately determine the best plan. To solve the problem of roadbed drainage, design the rea

8、sonable roadbed drainage system, ensure the stability of roadbed, avoid water of subgrade is caused damage, but also do the calculation of the drainage system, get the reasonable size of tunnels. According to the above content, finished in wuxi city, jiangsu province area road design, accord with th

9、e standard of technical requirements. In the design of highway design, 6140 m, the biggest ZongPo for 2.194%, there are six line intersect, and are equipped with gentle curve, vertical curve there are six slope points, according to the flat vertical combination, and flat bag longitudinal principles

10、such as reasonable to draw the vertical curve, line all fill more than engineers, highway roads ditches for setting the 2 m broken down the platform, fill in more than 6 m grade, need to set up the steps, steps wide for 2 m, along with drainage system, ditches, cut ditch, the rapids chamfer flow sys

11、tem channel. Keywords: road grade, route, longitudinal cross-sectional, technology level, Drainage system;economy and Bridges; and broken down Taiwan,; steps;fill in the excavation;引 言大学本科毕业设计是历史较长的一门必修课程，而毕业设计是综合于先前所有的毕业设计是整个教学计划的一个重要环节。学生在学完教学计划所规定的基础课、技术基础课与必修的课程设计知识，通过该次设计对大学期间所掌握的理论知识进行一个综合的运用，

12、基本旨在培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和技能，解决工程问题的能力，为日后即将加入工作岗位做基础。在老师的指导下，学生独立地较系统地全面完成一条或一段公路的技术设计。通过这一环节，可以使学生基本上掌握公路设计的全过程。学会考虑问题、分析问题、解决问题的方法，进一步巩固已学课程并再探讨学习一些新的专业知识，培养学生独立工作的能力及查阅参考书（资料）与进一步熟悉应用和理解标准、规范、手册的能力。 设计内容包括路线方案的拟定与路线方案的比选，道路等级的确定，道路平、纵、横的设计，路面结构设计，桥涵的计算及典型段的道路排水系统布置。计算书中进行了平曲线的设计，本平曲线中共6个交点，线型均设有缓

13、和曲线，全长为6140m，圆曲线最大半径为1000m，最小半径为400m，线型设计符合要求。 在道路纵断面中共设有6个边坡点，纵断面设计包括了平包竖等相关平纵配合的 要求，本设计中最大纵坡为2.194%，在横断面选取的一公里范围内，横断面形式有路堤、路堑、半填半挖三种。由于地形复杂在特殊地段大填大挖，桥涵计算采用小桥涵径流公式计算流量。在路基排水系统中表明水流方向，涵位位置。最后用该预算软件比较两种沥青路面经济性分析。最终确定最优方案. 在系统的进行设计后，对规范和其他资料的调查能力得到了很大程度的提高，也对一级公路的相关技术指标有了大致的了解，为日后工作奠定基础。第一章 概 述1、1所在地区

14、的气候、土壤、地质、水文等资料 江苏无锡地区地处上海、南京、苏州三大城市之间，位于太湖北岸，无锡市历为苏南镇江以东三角洲平原内主要工业基地和经济中心之一。路线所经地区为无锡市辖地区，属公路自然区化的1区长江下游平原湿润区。 1.1.1气候特点 路线所经地区，属全国道路气候分区B区，不冰冻，中湿区，区内湿热度高，湿暖湿润，最高月平均地温达316左右，七月份平均气温在2430之间，属亚热带气候。 1.1.2降水量及地下水 路线所经地区，年降水量多，年降水量在10001400之间，常年为1200左右。潮湿系数一般为1.01.5，最高月潮湿系数达2.53.5。雨型主要为春雨和梅雨，且梅雨期较长，该地区

15、属中国暴雨分区第四区，地下水埋深一般为1.5米，丘陵地区为2米左右。 1.1.3地形与地貌 该地区地处沿江、滨海的地理位置，具有以平原为主，兼有低山丘陵的地形特点、地貌类型，内陆为冲积平原和湿润丘陵低山。 在地形和气候的综合影响下，本区河川密布、湖泊成群，且终年有水，河流内水量充沛，季节变化不大，泥沙含量小，陆地水面约占总土地面积的80%左右。1.1.4地质与土质 在平原地区，地表土层覆盖较厚，一般在15米左右；在地面自然横坡大于15%的丘陵低山地带，土层覆盖厚度一般为10米左右。该地区水稻分布广泛的，土质属红粘性土及砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态。本地区岩石埋藏较深，开采不易，一般砂

16、石料缺乏，按施工难易程度分，土质25%为松土，75%为普通土，丘陵地带埋藏较深的岩石主要是石灰岩和花岗岩为坚石，强度3级。1.1.5植被及作物等概况路线所经地区属中国自然地理区划的1区，自然地理特征为亚热带常绿林，四季分明，农业以水田为主，一年二熟，主要农作物为水稻等，为我国重要的商品粮基地。经济作物种类多，以油菜、棉花、麻类为主，丘陵地区其竹、本等分布广泛，各种水果树木较多，地表植被覆盖茂密，除田地、林木等处，以灌木丛为主，林木地带，其密集度约为80%左右，本区水力资源丰富，日照时间长，自然条件优越，具有综合发展农、牧、林、副、渔业的巨大潜力。第二章 路线设计2.1交通量分析以及等级确定 根

17、据设计资料，十年末交通 表2-1-1 车型小汽车解放CA10B跃进NJ130黄河JN150菲亚特650E东风EQ140太托拉815依士兹TD150辆/日3901014035121063121560936468 交通量前十五年年均增长率为8%，十五年后为2%。 则十年末换算成小客车的日平均交通量为： ( 辆/d)根据十年末换算成小客车的日平均交通量，由公式Nd = N0(1+r)n-1可以推算出设计年限十五年末的日平均交通量为：辆/d2.2等级确定2.2.1分析： 2.2.1.1一般的规定：四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为1500030000辆；满足四车道高速公路交

18、通量的要求。 2.2.1.2公路服务范围的交通运输要求及技术经济调查资料公路往上海、南京、苏州三城市地，位于太湖北岸，无锡市历为苏东镇江以东三角洲平原内主要工业基地和经济中心之一。为发展沿海经济战略服务，交通任务繁忙，是一条干线公路。该公路建成后，不仅可以促进该地区的经济旅游的增长，同时也会分担其他主干线路的交通量。同时为了响应国家可持续发展战略的目标，考虑到未来交通量的增长，需修建高等级公路比较合理经济。2.2.2结论： 拟建为四车道高速公路。2.3路线方案设计2.3.1选线原则平原微丘区一般多为水田,在天然河网湖区,还具有湖泊水塘河叉多等特点。虽然地势平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较

19、容易达到较高的技术指标，但受当地自然条件和水文条件的限制，选线需注意少占水田，避塘的原则。，应采用较高的技术指标，尽量避免长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯。2.3.2平原区布线要求：正确处理线形与环境的关系“少占田，避拆房，尽量不穿塘”，使路线的设置与周围环境相协调。线形要求短捷、平顺、有美感。线形与桥位关系：桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好在直线上，条件受限时也可设置斜桥或曲线桥；小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲，可采取改河措施或改移路线。正确处理路线与城镇的关系：应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，“靠村不进村，利民不扰民”；尽

20、量避开重要的电力、电讯设施。注意不良地质的处理:平原区的水文土壤条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘，一般应绕避；如要穿越时，一定要做防护。正确处理新旧路的关系：平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，正确布置立体交叉。2.3.2.技术指标全程设计均采用圆曲线及长缓和曲线的反向复合曲线形式，尽量做成1：1：1型复合曲线。最大纵坡不大于3.5%，最小纵坡不小于0.3%，而且考虑坡长限制。2.3.3综合分析本设计图纸共四张（W1/4、W2/4、W3/4、W4/4），比例为1：2000，每两条等高线的

21、高差为1米。地形总体上是平坦的，属于平原微丘区。整个地段，水田居多，同时布满大小不等的水塘，高程比较低的山地。综合考虑地形情况及所在地无锡的经济和社会效益等因素，在路线设计时，选取控制点重点应注意以下几个要点：尽量避让大塘、水库，尽量避开中小塘。尽量避开居民区、城镇，但应保持一定的距离。从填挖工程上看，起点和中间段多为填方区，终点为挖方区，总体上全线多为填方，而且多为水稻田带，要保证最小填土高度在2米以上，所以必须综合考虑整体的工程量及填挖平衡问题。道路平面主线确定后，要注意细部的控制和处理。2.3.3.路线比选2.3.3.1道路选线与定线根据道路的使用任务，性质，公路的等级和技术标准，在规划

22、的起点、终点之间结合地形、地质、水文条件及其沿线的条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，在实地或者纸上选定道路中线的确切位置，然后进行相关的测量和设计工作。它包括从道路总体设计、路线方案比选、路线布局到具体设计出道路的平面、纵断面、横断面的全过程。2.3.3.2路线方案比选根据指定的路线总方向和道路的使用任务、性质及其在道路网中的作用，综合考虑了社会、经济、生活等各方面因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向。路线方案选择是路线设计中最根本的问题。方案的合理与否，不仅直接关系到道路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在道路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家政治、经济、国防上的要求和长远

23、的利益。路线方案的比选实在路线的1起、终点及中间必须经过的城镇或地点间各种可能的路线方案中，在深入调查的基础上，综合考虑各方面因素，通过比选，最终提出合理的路线方案。具体比选按照以下规则进行比较：路线长度：两套方案在相同的起终点下，路线一的长度为6140m，而路线二的长度为6270m，路线二相对于路线一长130m，由于此公路为一级公路，路线方案一造价要比路线方案二的造价要高。平曲线要素：两套路线方案均设有六个交点，且平曲线最小半径均为400m。两套方案平曲线要素均满足要求。沿线占地比重：道路途径江苏无锡地区，此地区有大量的水田，旱田相对水田比重较小，路线一选线原则主要是宁占旱田不占水田，相对路

24、线二，路线一旱田占的比重大，在平面图第二张、第三张有体现 占池塘量：由于江苏无锡地区水田池塘比较多，沿线选线时主要原则为避塘，但由于线型所限，有些池塘不可避免，但总体而言，路线一占大塘少，而路线而则占塘率相对路线一较大。故路线一较合理。路线与村落的关系:路线一选线初期，秉承路线选线基本原则，近村不扰村，离村落较远，而路线二的选线原则是，江苏无锡地区地处上海、南京、江苏三大城市之间，是重要的经济干线，为了带动城乡发展经济，路线尽量靠近大的村镇，促进其经济发展。2.4平曲线要素计算及主点里程桩桩号推算2.4.1平曲线的基本要求 2.4.1.1圆曲线的最小半径： 圆曲线的最小半径 表2-4-1设计速

25、度(Km/h)一般值（m）极限值（m）不设超高最小半径路拱2.0%路拱 2.0%80400250250033502.4.1.2平曲线最大纵坡 ： 最大纵坡 表2-4-2设计速度（Km/h)最大纵坡（%）最小坡长（m）8052002.4.2平曲线要素计算及里程桩号的推算： 2.4.2.1 JD1的计算如下：已知资料：JD1-JD2全长为756m， = 40021，36，v = 80km/h由2T=756-2V 可知，T=298m，则R = T/tan（a/2）= 810.81m,则取R = 500m，且需要设置缓和曲线，故：LS = Ra/360 = 176.01mR = LS2/24R =14

26、4.42/(24500) = 2.582mq = LS/2 -Ls3/240R2= 87.914m T = (R+R)tan(a/2)+q = (500+22.582)tan(40021，36，/2)+87.91= 272.629m L = (Ra/180)+LS = (5003.1440021，36，)/180+176.01 = 528.039m E = (R+R)sec（a/2)-R = (500+2.582) sec(40021，36，/2)-500 =35.45m D =2T-L = 2272.629-528.039 = 17.219mL=L-2Ls=528.039-2176.01=1

27、76.019mJD1的主点桩号推算如下： JD1 K1+082 -) - T 272.629 ZH K0+809.371 +) + Ls 176.01 HY K0+985.381 +) + L 176.01 YH K1+161.4 +) + Ls 176.01 HZ K1+337.41 -) - L/2 528.039/2 QZ K1+073.391 +) + D/2 17.219/2 JD1 K1+082（校核正确)做第一个交点处的平曲线，根据切线长确定出ZH点和HZ点，然后以直缓点为原点，以切线方向为x轴的坐标系，根据切线支距法确定其它主点位置：HY点坐标：X=Ls-Ls3/40R2=17

28、5.46m Y=Ls2/6R=10.33m同理：YH点坐标同上。曲中点由交点沿半径方向测得E距离得到。根据以上要素绘出平曲线。2.4.2.2 JD2的计算如下： 已知资料：JD2-JD3全长为800m，= 55024，36，v=80km/h。由T=Rtan（a/2）可知；取T=272.629m则 R=519.17m 故取R=400m，LS = Ra/360 = 3.1440055024，36，/360 = 193.3mR = LS2/24R =193.32/(24400) =3.89mq = LS/2 -Ls3/240R2 = 96.46m T = (R+R)tan(a/2)+q = (400

29、+3.89)tan(55024，36，/2)+96.46 =308.55m L = (Ra/180)+LS = 4003.1455024，36，+193.3 =579.93m E = (R+R)sec（a/2)-R = (400+3.89) sec(55024，36，/2)-400 = 56.19m D =2T-L = 2308.55-400= 37.17m L=L-2Ls=579.93-2193.3=193.33mJD2的主点桩号推算如下：JD2的桩号=JD1+L1-D1=K1+820.781 JD2 K1+820.781 -) - T 308.55 ZH K1+512.231 +) + L

30、s 193.3 HY K1+705.531 +) + L 193.33 YH K1+898.861 +) + Ls 193.3 HZ K2+092.161 -) - L/2 579.93/2 QZ K1+802.196 +) + D/2 37.17/2 JD2 K1+820.781(校核正确)做第一个交点处的平曲线，根据切线长确定出ZH点和HZ点，然后以直缓点为原点，以切线方向为x轴的坐标系，根据切线支距法确定其它主点位置：HY点坐标：X=Ls-Ls3/40R2=192.17m Y=Ls2/6R=15.569m同理：YH点坐标同上。曲中点由交点沿半径方向测得E距离得到。根据以上要素绘出平曲线。

31、JD3的计算如下： 已知资料：JD3-JD4全长7860m，=19017，24，v=80km/h。由T=Rtan（a/2）可知；取T=308.55m则： R=1816m ， 取R=1000mLS = Ra/360 = 3.14100019017，24，/360 = 168.25mR = LS2/24R =168.252/(241000) = 1.179mq = LS/2 -Ls3/240R2 = 84.106m T = (R+R)tan(a/2)+q = (1000+1.179)tan(19017，24，/2)+84.106= 254.252m L = (Ra/180)+LS = 10003.

32、1419017，24，+168.25=504.75m E = (R+R)sec（a/2)-R = (1000+1.179) sec(19017，24，/2)-1000= 15.534m D =2T-L = 2254.252-504.75 = 3，754mL=L-2Ls=504.75-2168.25=168.25mJD3的主点桩号推算如下：JD3的桩号=JD2+L2-D2=K2+583.611 JD3 K2+583.611 -) - T 254.252 ZH K2+329.359 +) + Ls 168.25 HY K2+497.609 +) + L 168.25 YH K2+665.859 +

33、) + Ls 168.25 HZ K2+834.109 -) - L/2 504.75/2 QZ K2+581.734 +) + D/2 3.754/2 JD3 K2+583.611(校核正确)做第一个交点处的平曲线，根据切线长确定出ZH点和HZ点，然后以直缓点为原点，以切线方向为x轴的坐标系，根据切线支距法确定其它主点位置：HY点坐标：X=Ls-Ls3/40R2=168.13m Y=Ls2/6R=4.718m同理：YH点坐标同上。曲中点由交点沿半径方向测得E距离得到。根据以上要素绘出平曲线。JD4的计算如下： 已知资料：JD4-JD5全长为1024m，=11018，36，v=80km/h。由

34、T=Rtan（a/2）可知；取T=254.22m则： R=2567.68m ， 取R=2000m故LS = Ra/360 = 3.14200011018，36，/360 = 197.297mR = LS2/24R = 197.2972/(242000) = 0.811mq = LS/2 -Ls3/240R2 =98.64mT = (R+R)tan(a/2)+q = (2000+0.811)tan(11018，36，/2)+98.64 = 296.76m L = (Ra/180)+LS = 20003.1411018，36，+197.297 =591.89m E = (R+R)sec（a/2)-

35、R = (2000+0.811) sec(11018，36，/2)-2000 = 10.596m D =2T-L = 2296.76-591.89= 1.63mL=L-2Ls=591.89-2197.297=197.297mJD4的主点桩号推算如下：JD4的桩号=JD3+L3-D3=K3+365.857 JD4 K3+365.857 -) - T 296.76 ZH K3+069.097 +) + Ls 197.297 HY K3+266.394 +) + L 197.297 YH K3+463.61 +) + Ls 197.2975 HZ K3+660.987 -) - L/2 591.89

36、/2 QZ K3+365.042 +) + D/2 1.63/2 JD4 K3+365.857(校核正确)做第一个交点处的平曲线，根据切线长确定出ZH点和HZ点，然后以直缓点为原点，以切线方向为x轴的坐标系，根据切线支距法确定其它主点位置：HY点坐标：X=Ls-Ls3/40R2=197.249m Y=Ls2/6R=3.244m同理：YH点坐标同上。曲中点由交点沿半径方向测得E距离得到。根据以上要素绘出平曲线。JD5的计算如下： 已知资料：JD5-JD6全长为1004m，=38039，36，v=80km/h。由T=Rtan（a/2）可知；取T=296.76m则：845.99m ， 取R=800m

37、故LS = Ra/360 = 3.1480038039，36，/360 = 269.76mR = LS2/24R = 269.762/(24800) =3.79mq = LS/2 -Ls3/240R2 =134.752mT = (R+R)tan(a/2)+q = (800+3.79)tan(38039，36，/2)+134.752 = 416.71m L = (Ra/180)+LS = 8003.1438039，36，+269.76 =809.282m E = (R+R)sec（a/2)-R = (800+3.79) sec(38039，36，/2)-800 = 51.81m D =2T-L

38、= 2416.71-809.282= 24.138mL=L-2Ls=809.282-2296.767=296.76mJD5的主点桩号推算如下：JD5的桩号=JD4+L4-D4=K4+388.227 JD5 K4+388.227 -) - T 296.76 ZH K3+971.517 +) + Ls 197.297 HY K4+241.227 +) + L 197.297 YH K4+511.039 +) + Ls 197.2975 HZ K4+780.799 -) - L/2 591.89/2 QZ K4+376.158 +) + D/2 1.63/2 JD5 K4+388.227(校核正确)

39、做第一个交点处的平曲线，根据切线长确定出ZH点和HZ点，然后以直缓点为原点，以切线方向为x轴的坐标系，根据切线支距法确定其它主点位置：HY点坐标：X=Ls-Ls3/40R2=268.993m Y=Ls2/6R=15.16m同理：YH点坐标同上。曲中点由交点沿半径方向测得E距离得到。根据以上要素绘出平曲线。JD6的计算如下： 已知资料：JD6-终点全长为790m，=24013，12，v=80km/h。由T=Rtan（a/2）可知；取T=416.71m则：1942.12m ， 取R=1000m故LS = Ra/360 = 3.14100024013，12，/360 = 211.25mR = LS2

40、/24R = 211.252/(241000) =1.859mq = LS/2 -Ls3/240R2 =105.59mT = (R+R)tan(a/2)+q = (1000+1.859)tan(24013，12，/2)+105.99 = 320.55m L = (Ra/180)+LS =10003.1424013，12，+211.25 =633.75m E = (R+R)sec（a/2)-R = (1000+1.859) sec(24013，12，/2)-1000 = 24.66m D =2T-L = 2320.55-633.75= 24.138mL=L-2Ls=633.75-2211.25=211.25mJD6的主点桩号推算如下：JD6的桩号=JD5+L5-D5=K5+368.089 JD5 K5+368.089 -) -