土木工程專業
畢業設計指導書
黃淮學院建築工程學院
2023年 9月 1 日
公路設計指導書
一、目的和要求
畢業設計是教學計畫中的乙個重要環節，學生在學完教學計畫所規定的基礎課、技術基礎課與必修的專業課以後進行。目的在於培養學生綜合運用所學基礎理論、專業知識和技能（包括歷次的認識實習、和生產實習）解決工程問題的能力。在教師的指導下，學生獨立地、較系統地全面地完成一條或一段公路的技術設計。
通過這一環節，可以使學生基本掌握公路設計的全過程，學會考慮問題、分析問題、解決問題的方法，進一步鞏固已學課程並**學習一些新的專業知識，培養學生獨立工作和解決實際問題的能力，加強查閱參考書（資料）與進一步熟悉、應用和理解《標準》、《規範》、《手冊》的能力。因此，畢業設計是培養工程師的基本訓練，是不可缺少的教學環節，也是畢業前對所學知識的一種較好的總結方式。
按照教學計畫的規定畢業設計安排在畢業之前進行。作為「公路設計」型別的畢業設計，一般應包括下列幾方面內容:
1．根據設計公路的交通量及其使用任務和性質，確定公路等級。
2．結合沿線自然條件與主要技術指標的應用，進行路線方案論證與比選，確定合理的設計方案；
3．推薦乙個最佳方案進行詳細設計，內容包括：路線的平、縱、橫設計，路基設計、路面設計、排水設計等；
4．施工組織設計編制；
5．完成施工圖設計階段的各種圖表及設計說明書。
6．根據設計內容編寫乙份專項施工技術方案（指導教師指定）
設計中學生應根據資料經過認真的分析，提出創造性的設計構思，在詳細計算與設計的基礎上，全面地分析線形的質量，在必要的調整及修改設計之後，繪出全部設計圖紙。同時對各部分要求編寫說明書，最後完成定稿。
二、收集資料
1.有關部門批准該項目的檔案；
2.有關標準、規範、手冊；
3.其它參考資料；
4.地質、地形圖和當地的現狀交通情況，現狀經濟調查、將來經濟發展展望等。
三、設計內容和方法
1.說明
對工程的總體情況作簡單介紹。包括地理位置，氣候條件，該工程對當地的社會、經濟的影響等情況。
2.根據已有資料,確定公路等級,設計車速,車道數等基本引數.
確定公路等級及技術標準
根據畢業設計任務書給定的基本資料推算遠景交通量,據此並結合當地的經濟、社會及自然情況等條件，經綜合論證後確定公路的技術等級,設計車速,車道數等。
確定公路等級後，由規範查詢並歸納相應的技術標準，確定路基寬度等主要技術指標。
3.選線
路線方案的擬定與比較
根據設計所提供的帶狀地形圖，採用紙上定線的方法研究路線的可選方案，並經過比較論證確定最優方案。
首先確定線路的起止點，然後在大致方向上根據地形地物確定線路走廊，在該走廊中確定控制點，控制點包括交通線上的控制點、自然條件上的控制點、人為設施提供的控制點和高程控制點等。根據控制點之間的相對的位置及地形地貌等情況選擇適合的線元素，根據技術標準確定路線具體位置（布置線元素），再用緩和線將其連線成線。
在選線時，應最注意以下問題:
平原地區路線以大直徑的長曲線和緩和線為主，結合地形地物及聯絡村鎮方便等因素而定。
山區路線以行經地區的地貌地質和地形特徵，可能有越嶺線、山坡線、沿溪線和山脊線，此時可根據地形圖研究可能的路線布局形式，一般應按：全面布局,逐段安排的步驟。
一條公路因地形地貌的不同，應分段選用不同的線形，互相接通。
對於越嶺線的布局應解決的問題為：埡口的選擇；過嶺標高的選擇和埡口兩側路線的展延，山區公路往往因高差大，靠自然展線無法克服困難時，常常需設定回頭曲線，適宜布設回頭曲線的有：山包、平緩的山坡及山溝側坡，但要注意同一山坡上應避免迭線過多而且回頭線之間距應能滿足最小距離的要求。
要求:擬訂2個方案，進行巨集觀的技術和經濟比較（因時間有限），確定乙個方案，並說明理由。方案比較主要從以下幾個方面進行：
路線的長度
路線在平、縱、橫三向指標
工程數量〈土石方，構造物等〉
占地、拆遷等比較
4.道路平面設計
在確定方案後，即可進行道路平面線形設計。
根據小比例尺等高線地形圖所確定的路線方案，即可在較大比例尺的等高線地形圖上進行詳細的精確定線，此時可按交角點的偏角，結合地形地物確定平曲線半徑及其要素，鑑於時間所限，平面設計長度可取1000m。
紙上定線步驟：
（1）定導向線：確定控制點，紙上放坡；
（2）修正導向線：參照導向線定平面試線，繪製縱斷面圖，從縱、橫兩個方面二次修正導向線；
（3）定線：
1) 利用導向線點的可移動性，按照照顧大多數，注意重點的原則，掌握與該路等級相應的幾何標準，先用直尺試穿出與較大地形相適應的一系列直線，然後以適當的圓曲線連線;
2) 地形複雜轉折較多或轉折較多或轉彎處控制較嚴重時，也可先定曲線，後用直線將之順滑地連線起來。
直線、圓曲線及緩和曲線為道路線形的基本組成要素，諸如直線最大長度、緩和曲線的最小長度、緩和段長度的規定等均應從行車安全視覺舒順出發滿足要求並通過計算分析確定。平面線形的樁距應按照規定並對地物及地形變化給予加樁。
平面設計的任務是確定平面線形的組成形式。它由直線、圓曲線和緩和曲線等各種基地形地貌、地質、水文等自然因素制約外，還受到技術標準、國家政策、社會因素、美學等其他因素的影響。
平面線形的組合應能提供較佳的行車節奏感，使乘客具有良好的感覺反應。此可通過車速的變化的計算以及汽車排擋的變化來分析研究。
曲線段的設定影響平面視距，同時應結合縱橫斷面的設計進行視距的驗算，取得視距的保證。
路線幾何設計，繪製路線平面圖：
根據路線幾何設計要求，正確確定平面各要素及相互間的配合。根據地形條件，選定平曲線半徑，確定超高、加寬、緩和和曲線等各要素。
里程樁除公里樁、百公尺樁、平面線控制樁、起終點樁、交點、斷鏈樁、橋涵等控制樁外，還需設定地質、地形、地物交叉口等加樁。加樁距山嶺重丘區不大於20m，平原微丘區不大於50m。檢查平面視距是否滿足要求，否則採用相應設計措施；
完成《直線、曲線及轉角表》及路線平面圖。路面平面圖應根據設計要求，按《道路工程製圖國家標準》gbj-90標明下列內容：
a. 路線起終點里程樁號、百公尺樁、公里樁的位置；
b. 繪出路線彎道，並在交點旁標明交點編號，於圖上空白處列表說明交點序號、轉角大小、平曲線半徑、切線長、曲線長、外距以及超高、加寬、緩和曲線長度等；
c. 標明公路排水、橋涵及其它人工構造物的位置、樁號、結構型別和主要尺寸。
d. 編寫電腦程式：程式設計計算平曲線相關設計引數。
5.道路縱斷面設計
為了滿足行車和排水要求，道路應有最大縱坡和最小縱坡的限制。坡長限制應有利於行車平順，緩坡宜長、陡坡宜短。
縱斷面設計線擬定前，應先確定標高控制點（如橋涵控制、最小填土高度、最大挖方深度、交叉口標高等）。對於山區公路橫斷面依橫地面線試定合宜的挖方高度，試定拉坡，然後按照「標準」規定確定縱坡度及其長度，並擬定豎曲線。
縱斷面設計長度與平面設計長度相同。
道路縱斷面是沿道路中線豎直剖切、展開成的平面。
縱斷面設計任務就是**路縱斷面圖上決定坡度、坡長、豎曲線半徑等數值以及有關的計算工作。
縱斷面設計圖比例：橫向1：2000，縱向1：2000。
縱斷面圖資料自上而下依次為地質情況、坡度坡長、填挖高、設計線高、地面線高、樁號、平面線，根據《直線、曲線及轉角表》在「平曲線」欄內繪出平曲線位置，註明交叉點編號和平面線半徑。根據地形圖將樁號及對應的高程填如「地面線高」「樁號」欄內。並點出有關點位，連線各地麵點即得地面線。
控制點標註：影響縱坡設計的高程控制點如路線起訖點、埡口、重要橋涵、地質不良地段的最小填土高度和最大挖深、沿溪線的洪水位、隧道口、重要城鎮通過點等，都應作為縱斷面高程的控制依據。對於山區道路還應根據路基填挖平衡關係來控制路中心填挖值的高程點，即「經濟點」。
這樣使縱坡設計能和平面橫斷面有機的結合起來進行綜合考慮，避免遺漏或忽略必要的控制因素。
試坡：對各種可能的坡度線方案進行反覆比較，選出即能符合技術標準又能滿足控制點要求，而且土石方還較省的設計線作為初定坡度線，變坡點的初步位置隨之確定。
調整：對照實際和技術標準檢查最大縱坡，坡長限制、緩和坡段以及片面線形的配合。特別應注意陡坡與平曲線豎曲線的組合以及橋頭接線等處的縱坡是否合理。
核對：選擇有控制意義重點橫斷面，如高填深挖、陡峭山坡路基、擋土牆、重要橋涵以及人工構造物等，在縱斷面上直接讀出該樁位的填挖高度，然後按此值在橫斷面上「帶帽子」檢查是否有填挖過大、坡腳落實、擋土牆工程等情況。對於橫坡陡峭的山腰線，這一工作尤為重要。
定坡：逐段把坡度線的坡度值、變坡點位置〈樁號〉和高程確定下來。變坡點要調整到10 m整樁位置上，其高程是根據坡度、坡長依次推算而來。至此拉坡工作基本完成。
設計豎曲線：
填製「路基設計表」，縱斷面設計的最後成果依此表和縱斷面圖表示。縱斷面圖上還應標明以下內容：
（1）豎曲線要素；
（2）沿線橋涵及人工構造物的位置、結構型別、孔徑（涵洞可只示出位置）；
（3）斷鏈樁位置、樁號及長短鏈關係戶。
編寫豎曲線設計計算程式:程式設計計算豎曲線設各引數。
6.道路橫斷面設計：
路線橫斷面設計的主要任務是確定各段路基的斷面和尺寸，為路基土石方計算及路基施工提供斷面資料。
（1）確定並繪製本路基標準斷面圖。比例為1：200。並根據地質、地形情況、水文條件、築路材料、施工方法、邊坡高度等因素分段確定邊坡坡度，邊溝斷面形狀和尺寸，標註在圖上。
（2）繪製路基橫斷面設計線（戴帽子）
1）點繪橫斷面地面線，範圍是中線兩側各20m（以滿足橫斷設計要求為準）。方法是將刻度尺寸垂直路中線置於樁位，從刻度尺與等高線相交處讀取水平距離與高差（注意地形圖比例）。再將水平距離與高差按1：
200的比例點在計算紙上，各相鄰點的連線即為橫斷面地面線。橫斷面圖繪製順序為：按樁號在圖紙上自下而上，自左向右繪出。
一般最上（下）橫斷面圖離圖邊5cm，最左（右）橫斷面圖離圖邊10cm。注意每個橫斷面圖的左右方向應與路線的左右相一致，每張橫斷面圖的第乙個和最後乙個橫斷面樁號須標出公里數。
2）戴帽子：將各樁的填挖高度、超高、加寬值標註於相應的橫斷面上，用三角板或路基模板逐樁繪出橫斷面設計線。直線段路拱高度不繪出，曲線段的超高、加寬需繪出。注意超高、加寬的方向。
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