摘 要

本次设计路段是集宁至丰镇段地方公路，道路的修建对内蒙古地区的经济发展将有巨大的促进作用。

本段道路设计等级为二级公路，全长4186.084米，设计书读为80km/h，本次设计严格遵守最新的国建相关规范，同时遵循了“绿色、环保、舒适、示范”的设计原则。设计主要内容包括平面选线及方案比选，纵断面设计，路基设计及路面结构设计与验算。

关键词：交通量；二级公路；路面结构；路基支挡结构

Abstract

The design section is from Jining to Fengzhen section of the local highway.The construction of roads will greatly promote the economic development of Inner Mongolia.

The design level of this section is two grade highway, with a total length of 4186.084 meters, and the design book is read as 80km/h. The design strictly adheres to the latest national construction regulations. At the same time, it followed the design principles of "green, environmental protection, comfort and demonstration". The main contents of the design include plane alignment and scheme comparison, vertical section design, subgrade design and pavement structure design and checking computations.

Key Words：Traffic; Two grade highway; Pavement structure; Subgrade retaining structure

目录

第1章 绪论 1

1.1沿线自然条件 1

1.1.1 地理位置 1

1.1.2 地形地貌及植被 1

1.1.3 区域地质条件 1

第2章 技术论证 3

2.1 道路等级、计算车速论证及车道数的确定 3

2.1.1给定设计交通量 3

2.1.2 确定公路等级 3

2.1.3 计算车道数 4

2.2 道路技术标准论证 7

2.2.1 平面线形标准论证 7

2.2.2 竖曲线要素标准论证 8

2.2.3 净空高度论证 9

2.2.4 车辆荷载论证 9

第3章 路线设计 11

3.1 路线方案拟定 11

3.2 影响路线方案选择的主要因素 11

3.3 路线方案选择的方法 11

3.4 具体路段分析 12

3.3 路线方案的比选 14

第4章 路线设计 17

4.1 平面设计 17

4.1.2 平面几何要素计算 17

4.1.2 平面设计结果 18

4.2 纵断面设计 19

4.2.1 纵断面设计原则 19

4.2.2 纵断面设计步骤 20

4.2.3 竖曲线要素计算 20

4.2.4 竖曲线设计结果 21

4.3 平纵组合设计 22

4.3.1 道路平纵组合的设计原则 22

4.3.2道路平纵组合方式 22

4.3.3道路平纵组合注意事项 22

第5章 路基、路面及排水设计 23

5.1 路基设计 23

5.1.1 横断面的组成 23

5.1.2 路基宽度 23

5.1.3 路基干湿类型 23

5.1.4 路基高度 23

5.1.5 路基边坡坡度 24

5.1.6 弯道路基的超高及加宽 24

5.1.7 土石方量计算及调配 26

5.1.8 路基支挡（加固）及防护工程设计 26

5.2 路面设计 35

5.2.1 基本资料 35

5.2.2 路面设计参数 35

5.2.3 路面拟定及设计 36

5.2.4 方案比选 47

5.3 排水设计 48

5.3.1 排水设计的目的及意义 48

5.3.2 路基排水的设计原则 48

5.3.3 路基排水设施的构造和布置 48

5.3.4 排水设计 49

第6章 桥涵方案设计 51

6.1 涵洞方案设计 51

6.1.1 设计原则 51

6.1.2 涵位选择 51

6.1.3 涵洞类型选择 51

6.1.4 涵洞进出口的防护和加固 52

6.1.5 涵洞设计结果 52

6.2 桥梁方案设计 52

6.2.1桥型、桥位、结构类型说明 52

第7章 结论 54

参考文献 55

致谢 56

第1章 绪论

本次毕业设计所设计的道路为内蒙古自治区集宁至丰镇段地方公路。集宁区、丰镇市地处蒙、冀、晋交界处，是重要的交通运转地区。本项目的建设对当地的交通状况、与国道主干线的连接起到了很大的积极作用，加强了当地与内蒙古其它地区的政治、经济、文化交流，本项目还是对乌兰察布市至大同市公路网的完善与补充，对促进内蒙古与山西乃至华北的经济交往、对内蒙古地区的经济发展具有重要的作用，对内蒙古地区的扶贫工作提供了新思路。

1.1沿线自然条件

1.1.1 地理位置

拟建的集宁至丰镇段地方公路，位于乌兰察布盟。该地区公路主要服务于当地交通运输，公路性质为集散公路。公路项目所在公路自然区跨越Ⅲ区（黄土高原干湿过渡区）和Ⅵ区（西北干旱区），其中本次设计的路段属于Ⅲ区（黄土高原干湿过渡区）下Ⅲ1a区^[7]。

1.1.2 地形地貌及植被

项目所在地主要地形是熔岩台地，台面多起伏，有大量的深切割沟谷。

路线所经区域是放牧区与农耕区的过渡带，主要农作物是各种杂粮和少量豆类。由于自然和历史的原因，沿线几乎没有自然树林，现有林地多为树种较少的人工林。其余地区多为放牧用草原。

1.1.3 区域地质条件

（1）地层、岩性

路线所经地区地层的岩性比较单一，表面岩层主要是由中生界地层和新生界地层组成，其岩性分别为石英砂岩，砂质页岩，中夹数层煤，泥岩、砾岩；砂岩，砂砾岩，玄武岩，红色粘土，砂砾层，部分区域有湖相淤泥和河流冲洪积层。

（2）区域地震烈度

项目所在区相对于其它地区来讲，是一个弱震区。根据全国地震烈度图，本区域属于于7度区，意味着一般不会出现破坏性地震。

（3）水文地质条件

项目区域河流多为季节性河流，河流的全年流量分布严重不均，平时一般仅有少量流水甚至干枯无水，但是夏日雨季发生强降水时，由于缺少拥有蓄水能力的植被和土壤，地面水会沿着山谷或沟谷快速汇集形成山洪，导致河流水位快速上升，因而河流径流大多集中在每年6~8月的雨季汛期，约占年总流量的70~80％。

（4）工程、水文地质评价

项目沿线大部分区域的工程地质条件良好，只有部分特殊区域存在湖相淤泥质土。根据全线取样调查，项目沿线全线水质良好，不会对混凝土等材料产成额外腐蚀。

（5）气象

项目所在地区为温带大陆性季风气候区，属于半干旱和半湿润地区的交错地带，地区气候特点为气候干燥，有着全年降雨量小且分布不均、风沙大、湿度小、最高与最低温度差大的特点，年平均降雨量（340～415mm）远远小于年平均蒸发量（1992～2186mm）。

此次毕业设计的地质及水文地质条件按以下方式确定：

在山丘等地形起伏较大的路段，表面岩层岩性按照微风化至中等程度风化的砂岩、砂砾岩考虑，表面覆盖层厚度小于等于0.3m，不考虑地下水；

在稍平缓的，地形起伏相对较小的路段，表层岩性按照砂砾土考虑，厚度平均取3m，其下为砂岩或砂砾岩为主的基岩，地下水位按低于地面2.5m考虑；

对于季节性河流的河谷，以砾石、砂砾石薄冲积层考虑，平均覆盖厚度取1.5m。

设计交通量：

（预测的计划通车年交通量A，交通量的年增长率＝7％）

表1.1 设计交通量

第2章 技术论证

2.1 道路等级、计算车速论证及车道数的确定

2.1.1给定设计交通量

设计交通量见表 2.1：

表2.1 设计交通量

交通量的年增长率＝7％

各汽车代表车型与车辆折算系数见表2.2

表2.2 各汽车代表车型与车辆折算系数

2.1.2 确定公路等级

本次设计道路为地方集散交通公路，查询《公路工程技术标准》（JTG B01-2014），一级公路设计年限为20年，二级公路设计年限为15年^[4]。在20年内交通量增长率不是定值。应分阶段取值。前5年，取高值，5-10年，10-15,15-20年，逐渐递减，分别取值，然后计算。如果取一个固定值，交通量偏大，也与实际不符。经过调查分析，对各阶段交通量增长率进行如下取值：0-5年取7%，5-15年取5%，10-15年取3%,15-20取2%。

通车年交通量：

N₀=900×2.5 800×1.5 1000×1.5 250×2.5 100×2.5=5825（辆/d）

利用公式2-1计算年限内平均日交通量：

(2.1)

式中：

N_d—远景年限年平均日交通量（辆/d）

N₀—起始年平均日交通量（辆/d）

γ—年平均增长率，分级取值

n—设计年限，暂取20年

本次设计公路设计年限年平均日交通量N_d：

《公路工程技术标准》（JTG B01--2014）对于各等级公路的适宜交通量有明确划分，一级公路的年平均日交通量易为15000辆小客车以上，二级公路的年平均日交通量宜为5000~15000辆小客车。本次设计道路远景年平均日交通量20年时为12470辆/d，小于15000辆/d，15年时为11295辆/d，小于15000辆/d。固根据规范要求与实际情况，选取道路等级为二级公路，设计速度宜采用80km/h，设计年限为15年（《标准》中集散性质二级公路设计速度宜采用60km/h，但是考虑到该地区地形较为平缓，且沿线路线交叉较少，主线路交通量较大，固仍采用80km/h的设计速度）^[1]。

2.1.3 计算车道数

本次计算车道数不考虑方向不均匀系数。

利用公式2-3计算车道数。

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

式中：

DHV—设计小时交通量（辆/h）

AADT—规划年度的年平均日交通量（辆/d）

K—设计小时交通量系数（%）

n—车道数

C_单—每一车道设计通行能力（辆/h）

C_r—实际通行能力[veh/（h*ln）]

C_d—与实际行驶速度相对应的二级公路路段的设计通行量[pcu/（h*l₀）]，按表 2.4选取。

f_HV—交通组成修正系数

f_d—方向修正系数，按表 2.5取值

f_w—车道宽度，路肩宽度修正系数，按表 2.6取值

f_f—路侧干扰修正系数，按表 2.7取值

P_i—各车型交通量占总交通量的百分比

E_i—各车型车辆折换系数

查询《道路勘探设计》第三版，得到全国各地区设计小时交通量系数，见表2.3.由表2.3得到内蒙古地区二级公路设计小时交通量系数K为15.5%^[1]。

表2.3 各地区设计小时交通量系数（%）

查询《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）对其余参数取值。

表2.4 方向分布修正系数

本次设计不考虑方向分布不均匀的情况，固f_d取1.00。

表2.5 二级公路设计通行能力

公路技术等级

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