大董灣至槐店鄉(xiāng)二級公路畢業(yè)設(shè)計論文1

1、摘要大董灣至槐店鄉(xiāng)二級公路地處江蘇無錫地區(qū)，全長3000m左右。該設(shè)計首先根據(jù)遠(yuǎn)景設(shè)計交通量確定公路等級及相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并通過對當(dāng)?shù)氐匦?、氣候、水文、地質(zhì)等資料的收集，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路線方案論證與比選，選擇出合理的設(shè)計方案，確定了線路的平面布置；結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況以及本地區(qū)的未來發(fā)展計劃，合理確定平曲線、豎曲線的半徑及緩和曲線長度的選用；按照行車安全舒適、線形美觀流暢的原則對平、縱線形進(jìn)行了合理的組合，本路線有一段平曲線和一段豎曲線設(shè)置緩和曲線，其中平曲線設(shè)置了超高，無加寬。橫斷面設(shè)計嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況繪制，確定了路基寬度、高度及邊坡坡度及路拱和超高，并且對路面結(jié)構(gòu)層

2、材料、排水等進(jìn)行了設(shè)計。本設(shè)計說明書較為系統(tǒng)地講述了大董灣至槐店鄉(xiāng)二級公路的設(shè)計方案、水文地質(zhì)條件、原理及步驟，共設(shè)十一章。主要內(nèi)容包括：工程概況、路線方案的擬訂和選擇、平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、路基設(shè)計、路面設(shè)計、排水設(shè)計、概算，專題（邊坡防護(hù)與加固）等。關(guān)鍵詞：二級公路；平面設(shè)計；縱斷面設(shè)計；橫斷面設(shè)計；路基設(shè)計 abstract da dongwa to huai dianxiang secondary road located in wuxi city, jiangsu province with a total length of 3000m. according to th

3、e design of highway traffic vision and determine the level technical specifications and standards,and based on the local terrain, climate, hydrology, geology, as well as data collection.then, based on route project argumetntation and selection to select the reasonable design scheme and determine the

4、 line layout; combined with local specific situation and the regions future development plan, then reasonable vertical plane curve, the curve radius and the length of the curve; according to the traffic safety and comfortable, the principle of linear beautiful fluent, the reasonable vertical alignme

5、nt, its route has a flat curve and a vertical curve set curve, flat curve set high, no widened. cross-sectional design according to the technical standards and strict according to local actual condition,so we can determine the roadbed width, height and slope and road arch and high. and the pavement

6、structure layer materials, drainage, etc.the design manual systematically tells the design of the da dongwa to huai dianxiang secondary road scheme, hydrogeological conditions, principles and steps of ten chapters. main contents include: engineering survey, route and choose the scheme design, graphi

7、c design, longitudinal and transverse design, roadbed design, design, drainage design, project budget (slope protection and reinforcement), etc.keywords: secondary road；planar design；longitudinal design；cross-sectional design；roadbed design第一章 緒論1.1選題意義公路交通是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會發(fā)展和人民生活必不可

8、少的公共基礎(chǔ)設(shè)施。公路建設(shè)的發(fā)展速度對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，拉動其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。但是現(xiàn)代公路還具有建設(shè)周期長，財產(chǎn)人力耗費大，建設(shè)質(zhì)量要求高的特點，為避免資源人力的浪費，在筑路之前，都要做好道路線形結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，這樣在施工中才能減少資源、人力物力的浪費，保證工程質(zhì)量，提高工程施工進(jìn)度。1.2我國道路的發(fā)展?fàn)顩r新中國成立之后，為了迅速恢復(fù)和發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，鞏固國防，國家在非常薄弱的基礎(chǔ)上，對公路建設(shè)做了很大的努力，取得了顯著成就，到1978年的30年間，我國公路總里程增加到89萬公里。1978年以來，是我國公路事業(yè)發(fā)展最快、建設(shè)規(guī)模最大、最具活力的時期。期間我國用10至20年的

9、時間走過了發(fā)達(dá)國家一般需要30至40年走完的路程，我國公路建設(shè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。新世紀(jì)以來的幾年，無疑是我國公路運輸發(fā)展最快最好的時期。2006年，我國公路投資高達(dá)6231.05億元，比2005年增加746.08億元，同比增長13.6%。2006年末，全國公路總里程達(dá)345.70萬公里，比上年末增加11.18萬公里，其中高速公路總里程達(dá)4.5萬公里，比2002年末增長80%，位居世界第二。盡管我國公路建設(shè)取得了巨大成就，但由于公路交通基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，各地發(fā)展不平衡，與發(fā)達(dá)國家相比尚有較大差距，還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要。 存在的主要問題：一是數(shù)量少，按國土面積計算的

10、公路網(wǎng)密度仍然很低，只相當(dāng)于印度的1/5，美國的1/7，日本的1/30；二是質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，在通車?yán)锍讨校蟛糠譃榈燃壿^低的三、四級公路，還有達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的“等外路”。因此在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，加快新建公路和低等級公路的改建，將是我國公路建設(shè)的主要任務(wù)。未來我國高速公路網(wǎng)有望形成7918的布局，即7條首都放射線，9條南北縱向線18條東西橫向線，總里程約8.5萬公里，該高速公路網(wǎng)將連接所有人口在20萬以上的城市、國家4a級及以上的旅游景區(qū)城市等。1.3 本課題研究主要內(nèi)容本畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)就是在教師的指導(dǎo)下獨立完成大董灣至槐店鄉(xiāng)新建二級公路的設(shè)計工作，具體內(nèi)容包括項目可行性分析、平面設(shè)計、縱斷面

11、設(shè)計、橫斷面設(shè)計、概預(yù)算編制、專題設(shè)計、設(shè)計文件的編制和圖紙繪制。（1）資料整理與分析設(shè)計資料是設(shè)計的客觀依據(jù)，必須認(rèn)真客觀地分析。首先要對設(shè)計任務(wù)書提供的各種資料加以理解和必要的記憶，明確對設(shè)計的影響，在頭腦中對工程要求、自然條件、材料供應(yīng)情況和施工條件等，構(gòu)成一幅明晰的畫面；其次要對資料進(jìn)行分析、概括和系統(tǒng)地整理，從中抽取、確定有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)4。（2）路線平面、縱斷面及橫斷面設(shè)計。（3）排水設(shè)計（4）設(shè)計文件畢業(yè)設(shè)計文件包括設(shè)計說明書和計算書。說明書交代設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計意圖。計算書交代設(shè)計中的具體計算方法和過程。（5）設(shè)計圖紙一般要求繪制路線平面圖、縱斷面圖、路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖、橫斷面設(shè)計圖、路

12、面設(shè)計圖、路基排水設(shè)計圖等主要圖紙，編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角表、路基設(shè)計表、路基土石方數(shù)量計算表等表格，其中一部分圖紙需要計算機繪圖。第二章 工程概況2.1 沿線自然條件2.1.1 地形地貌計劃建設(shè)的大董灣至槐店鄉(xiāng)二級公路，位于江蘇無錫地區(qū)，屬公路自然區(qū)劃的1區(qū)長江下游平原濕潤區(qū)，該地區(qū)地處沿江、濱海的地理位置，具有以平原為主，兼有低山丘陵的地形特點，地貌類型為內(nèi)型為沖積平原和濕潤丘陵低山。在地形和氣候的綜合影響下，本地區(qū)河川密布、湖泊成群，且終年有水。河流內(nèi)水量充沛，季節(jié)變化不大，泥沙含量小，陸地水面約占總土地面積的8%左右。2.1.2 氣候特點路線所經(jīng)地區(qū)，屬全國道路氣候分區(qū)巨日區(qū)，不冰凍、中

13、濕區(qū)。區(qū)內(nèi)濕熱度高，溫暖濕潤。最高月平均地溫達(dá)3035，一月份平均氣溫在316左右，七月份平均氣溫2430之間，屬亞熱帶氣候。2.1.3 降水量及地下水路線所經(jīng)地區(qū)，年降水量多，年降水量10001400mm之間，常年為1200mm左右。潮濕系數(shù)一般為1.01.5，最高月潮濕系數(shù)2.53.5。雨型主要為春雨和梅雨，且梅雨期較長，該地區(qū)屬中國暴雨分區(qū)第四區(qū)，地下水埋深一般為1.5米，丘陵地區(qū)為2米左右。2.1.4 地質(zhì)與土質(zhì)在平原地區(qū)，地表上層覆蓋較厚一般15米左右；在地面自然橫坡大于15的丘陵低山地帶，上層覆蓋厚度一般為10米左右。該地區(qū)水稻田分布廣泛，土質(zhì)屬紅粘性土及磚紅粘性土，屬高液限粘性土

14、，呈中密狀態(tài)。本地區(qū)巖石埋藏較深，開采不易，一般砂石料缺乏。按施工難易程度分，土質(zhì)25為松土，75為普通土，丘陵地帶埋藏較深的巖石主要是石灰?guī)r和花崗巖，為堅石強度3級。2.1.5 植被及作物等概況路線所經(jīng)地區(qū)屬中國自然地理區(qū)劃的1區(qū)，自然地理特征為亞熱帶綠林，四季分明。農(nóng)業(yè)以水田為主，一年二熟，主要農(nóng)作物為水稻等，為我國重要的商品糧基地。經(jīng)濟(jì)物種類多，以油菜、棉花、麻類為主。丘陵地區(qū)其竹、木等分布廣泛。各種水果樹木較多。地表植被覆蓋茂密除田地、林木等處，以灌木叢為主。林木地帶，其郁閉度約為80左右，本區(qū)水力資源豐富，日照時間長，自然條件優(yōu)越，具有綜合發(fā)展農(nóng)、牧、林、副、漁業(yè)的巨大潛力。2.1.

15、6 工程概況該公路設(shè)計段全長3公里左右，位于江蘇無錫地區(qū)，屬于公路自然區(qū)劃的區(qū)。根據(jù)交通量觀察，可以確定公路等級為二級。該公路設(shè)計段從大董灣開始，途徑劉灣、黃鄉(xiāng)，至槐店鄉(xiāng)結(jié)束，主要是為方便沿途居民的出行，發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)和加強各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的聯(lián)系而籌建的。公路所經(jīng)地區(qū)以平原為主，同時兼有低山丘陵的特點，土質(zhì)屬紅粘性土及磚紅粘性土，屬高液限粘性土，呈中密狀態(tài)，地區(qū)年降雨量較大，年平均溫度較高。路面采用瀝青混凝凝土結(jié)構(gòu)。第三章 路線方案的擬定與選擇3.1 交通量預(yù)測經(jīng)調(diào)查，本地區(qū)現(xiàn)年交通量如表3-1所示：表3-1 現(xiàn)年交通量序號車型名稱前軸重(kn)后軸重(kn)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量（量/日）1

16、黃河jn15049101.61雙輪組-3002黃海dd690561042雙輪組31503東風(fēng)cs93824702雙輪組3204平板車1001003四輪組3505其他車50501單輪組-150該公路設(shè)計年限為12年，通過實際交通量調(diào)查可知，該公路交通量在設(shè)計年限內(nèi)年平均增長率分為三個階段（前5年：=6%；中間4年：=5%；最后3年；=4%）。則遠(yuǎn)景設(shè)計交通量（取車道系數(shù)為0.6）為： （1）當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時 :路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1328設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 4750001（2）當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 :路面竣工后第一年日平均

17、當(dāng)量軸次 : 1768設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 6323797由計算結(jié)果可知，設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次為6323797次，據(jù)國家公路等級劃分標(biāo)準(zhǔn)可知該新建公路瀝青路面交通等級為中等交通，故可將該擬建公路定為二級公路。表3-2 各級公路線形設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)匯總表根據(jù)公路技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計任務(wù)書確定擬建公路段全線長3000米左右，路基寬度10m；雙向雙車道，行車道寬度3.5m，土路肩0.75m，硬路肩0.75m。本路線主線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為：計算行車速度：60公里小時；路 基 寬 度：路基寬10米；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)軸載：bzz100kn；3.2 方案的確定和比選3.2.1 道路選線的一般原則（1）

18、路線的基本走向必須與道路的主客觀條件相適應(yīng)。（2）在對多方案深入、細(xì)致的研究、論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。（3）路線設(shè)計應(yīng)盡量做到工程量少、造價低、營運費用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（4）選線應(yīng)注意同農(nóng)田基本建設(shè)的配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟(jì)作物田或穿過經(jīng)濟(jì)林園。（5）要注意保持原有自然狀態(tài)，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。（6）選線時注意對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測調(diào)查，弄清其對道路的影響。（7）選線應(yīng)綜合考慮路與橋的關(guān)系。大董灣至槐店鄉(xiāng)二級公路選線考慮了以下幾個要點：（1）正確處理道路與農(nóng)業(yè)的關(guān)系該地區(qū)農(nóng)田成片，渠道縱橫

19、交錯，選線應(yīng)從支援農(nóng)業(yè)著眼，處理好以下問題：新建公路要盡量做到少占和不占高產(chǎn)田。布線要從路線對國民經(jīng)濟(jì)的作用、對支農(nóng)運輸?shù)男Ч⒌匦螚l件、工程數(shù)量、交通運輸費用等方面全面分析比較，既不能片面求直占用大片良田，也不能片面強調(diào)不占某塊田，使路線彎彎曲曲，造成行車條件惡化。（2）合理考慮路線與城鎮(zhèn)的聯(lián)系 丘陵區(qū)有較多的城鎮(zhèn)村莊，應(yīng)充分考慮“近村不進(jìn)村”的原則，選線應(yīng)以繞避為主，盡量不破壞或少破壞具名住房。在避讓局部障礙時，要注意線形的連續(xù)舒順。（3）注意土壤水文條件以及高填高挖路段該區(qū)域有部分土地土質(zhì)較差，在選擇線路的時候應(yīng)設(shè)法繞避。當(dāng)必須穿過的時候，應(yīng)選擇合理位置，縮小穿越范圍，并采用必要的工程措

20、施。對于高填高挖路及路段，應(yīng)做好路基邊坡巖土質(zhì)情況的勘測工作，必要時采取切實可行及安全可靠的防護(hù)措施。3.3.2 方案比選影響路線方案選擇主要有一下因素：（1）路線在政治、經(jīng)濟(jì)、國防上的意義，國家或地方建設(shè)對路線使用任務(wù)、性質(zhì)的要求，改革開放、綜合利用等重要方針的體現(xiàn)。 （2）路線在鐵路、公路、水運、航空等綜合交通運輸系統(tǒng)中的作用，與沿線工礦、城鎮(zhèn)等規(guī)劃的關(guān)系，以及與沿線農(nóng)田水利等建設(shè)的配合及用地情況。（3）沿線自然條件的影響。地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件，決定了工程難易和運營質(zhì)量，對選擇路線走向有直接的影響。對于嚴(yán)重不良地質(zhì)的地區(qū)，選線時宜考慮繞避。（4）設(shè)計道路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工條件的

21、影響。設(shè)計道路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如最大縱坡在一定程度上影響路線走向的選擇。（5）其他如與沿線旅游景點、歷史文物、風(fēng)景名勝的聯(lián)系等。影響路線方案選擇的因素是多方面的，各種因素又多是互相聯(lián)系和互相影響的。路線應(yīng)在滿足使用任務(wù)和性質(zhì)要求的前提下，綜合考慮自然條件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指標(biāo)、工程投資、施工期限和施工設(shè)備等因素，通過多方案的比較，精心選擇，提出合理的推薦方案。該公路所處地區(qū)地形相對平坦一些，可供選擇的方案很多，但考慮到促進(jìn)沿線村莊經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加強各地區(qū)間的聯(lián)系及填挖方量等因素，從中確定了兩個方案作為進(jìn)一步比較的方案，下面對備選方案進(jìn)行比選：方案一：路線靠近沿線所在的村莊，方便農(nóng)民出行，加強了沿途百

22、姓的聯(lián)系，刺激了消費，可方便農(nóng)作物的運輸，從而推動農(nóng)業(yè)發(fā)展，增加農(nóng)民收入。該路線所經(jīng)地區(qū)地勢較為平坦，填挖工程量小，道路縱坡較小，最大程度的避開了不良地質(zhì)。方案二：路線雖然較短一些，同樣較為靠近所在的村莊，但是，值得注意的是該方案違背了“應(yīng)遵循靠村卻盡量少擾村”的原則，對村莊的影響較大，有部分路線穿越了地質(zhì)情況比較復(fù)雜的池塘、山谷地帶，增加了施工難度，同時路線在設(shè)計過程中由于線形比較復(fù)雜，不便于后續(xù)施工和行車，與方案一比較而言工程經(jīng)濟(jì)投入大。通過以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合各項原則，決定采用方案一作為推薦方案進(jìn)行設(shè)計。第四章 平面設(shè)計4.1紙上定線 定線是在選線布局的基礎(chǔ)上具體定出道路中線位置的作業(yè)

23、過程。定線工作是依據(jù)下達(dá)的設(shè)計任務(wù)書、選線階段確定的路線走向和主要控制點、所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。定線的任務(wù)是在選線布局階段選定的“路線帶”的范圍內(nèi)，按已定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合細(xì)部地形、地質(zhì)等自然條件，綜合考慮平、縱、橫三面的合理安排，定出道路中線的確切位置。定線是道路設(shè)計過程中關(guān)鍵的一步，它不僅要解決工程和經(jīng)濟(jì)問題，而且要充分考慮道路與周圍環(huán)境的配合、道路與生態(tài)平衡的關(guān)系、道路自身線形的美觀和協(xié)調(diào)，以及駕駛員的視距和心理反應(yīng)等問題。平原、微丘區(qū)定線步驟：（1）定導(dǎo)向點在選線布局確定的控制點之間，根據(jù)平原、微丘區(qū)路線布設(shè)要點，通過分析比較，確定可穿越、應(yīng)趨就和該繞避的點和活動范圍，建立一些中間導(dǎo)向

24、點。（2）試定路線導(dǎo)線 參照導(dǎo)向點，試穿出一系列直線、交匯出交點，作為初定的路線導(dǎo)線。初定平曲線（3）讀取交點坐標(biāo)計算或直接量測轉(zhuǎn)角和交點間距，初定圓曲線半徑和緩和曲線長度，計算曲線要素。（4）定線檢查各技術(shù)指標(biāo)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，以及平曲線線位是否合適，不滿足時應(yīng)調(diào)整交點位置或圓曲線半徑或緩和曲線長度，直至滿足為止。4.2 線形設(shè)計現(xiàn)代道路平面線形是由直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的，稱之為平面線形三要素，道路平面線形設(shè)計就是從線形的角度去研究三個要素的選用和相互間的組合等問題。道路平面線形設(shè)計，是根據(jù)汽車行駛的力學(xué)性質(zhì)和行駛軌跡要求，合理地確定各線形要素的幾何參數(shù)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，避免

25、采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環(huán)境和景觀等協(xié)調(diào)。由于線形幾何要素的確定是以設(shè)計速度為依據(jù)的，因此，對于車速較高的道路，線形設(shè)計還應(yīng)考慮汽車行駛美學(xué)及駕駛員視覺和心理上的要求。4.3 平曲線設(shè)計4.3.1 平面線性設(shè)計原則（1）平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。（2）保持平面線形的均衡與連貫為使一條道路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意各線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。以下幾點在設(shè)計時應(yīng)充分注意： 長直線盡頭不能接小半徑曲線。長的直線和長的大半徑曲線會導(dǎo)致較高的車速，若突然出現(xiàn)小半徑平曲線，會因減速不及而造成事故。特別是在下坡方向的盡頭更要注

26、意線形的連續(xù)性，若由于地形所限小半徑曲線難免時，中間應(yīng)插人中等曲率的過渡性平曲線，并使縱波不要過大。 高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。同一等級的道路由于地形的變化在指標(biāo)的采用上也會有變化，或同一條道路按不同設(shè)計速度的各設(shè)計路段之間也會形成技術(shù)標(biāo)難的變化。遇有這種高、低標(biāo)準(zhǔn)變化的路段，除滿足有關(guān)設(shè)計路段在長度和梯度上的要求外，還應(yīng)結(jié)合地形的變化，便路線的平面線形指標(biāo)逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變。不同標(biāo)準(zhǔn)路段相互銜接的地點，應(yīng)選在交通量發(fā)生變化處，或者駕駛者能夠明顯判斷前方需要改變行車速度的地方。（3）平曲線應(yīng)有足夠長的長度 平曲線太短，汽車在曲線上行駛時間過短會使駕駛操縱來不及調(diào)整，所以規(guī)范規(guī)定了平曲線最小長

27、度。公路彎道在一般情況下是由兩段緩和曲線和一段圓曲線組成。緩和曲線的長度不能小于該級公路對其最小長度的規(guī)定；中間圓曲線的長度宜不小于3s的行程，當(dāng)條件受限時，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接，此時的圓曲線長度等于零。4.3.2 設(shè)計要求 (1) 行駛軌跡現(xiàn)代道路是供汽車行駛的。因此，在路線的平面設(shè)計中，主要考察汽車的行駛軌跡。為保證行車舒適安全，其軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征： 軌跡是連續(xù)的和圓滑的； 曲率是連續(xù)的； 曲率變化率是連續(xù)的。 (2) 線形要素行駛中的汽車其導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)面與汽車本身縱軸之間有下列三種關(guān)系：角度為0；角度是常數(shù)；角度是變數(shù)，與之對應(yīng)的行駛軌跡分別為直線、圓曲線和緩和曲線。

28、而現(xiàn)代道路線形是有上面三種線形組合而成的，因此在平面線形設(shè)計中應(yīng)考慮三要素的組成。(3) 平曲線長度公汽車在平曲線上行駛，若曲線長度很短，則方向盤操作必須很快，離心加速度急劇變化，行車安全難于保證。在交角很小情況下，曲線半徑很大，駕駛員也感到曲線很短，會引起操作失誤。從行車安全、舒適要求考慮，公路平曲線長度，應(yīng)能安置一段圓曲線和兩段回旋線（或超高、加寬緩和段）平曲線長度不應(yīng)小于2倍回旋線長度。一般按9s行程控制平曲線最小長度，回旋線和圓曲線段各占3s。平曲線長度一般應(yīng)大于下表規(guī)定的一般值，當(dāng)?shù)匦螚l件及其它特殊情況限制時可采用表4-1中最小值。表4-1 平曲線最小長度設(shè)計速度（km/h）1201

29、008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)200170140100705040(4) 視距各級公路的每一條車道均應(yīng)保證有大于規(guī)范規(guī)定的停車視距。停車視距計算中的眼高和物高規(guī)定為：眼高1.2m，物高0.10m。4.3.3 圓曲線設(shè)置各級公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平曲線的重要組成部分。在路線改變方向的轉(zhuǎn)折處(即交點處)，往往可插入與兩端直線相切的圓曲線來實現(xiàn)路線方向的改變。按照地形條件選用不同大小的圓曲線使其更加適應(yīng)地形和駕駛員的視覺心理。一般認(rèn)為，圓曲線作為公路平面線形具有以下主要特點： 曲線上任意點的曲率半徑r為常數(shù)，

30、曲率1/r也為常數(shù)，故測設(shè)和計算簡單； 曲線上任意一點都在不斷地改變著方向，比直線更能適應(yīng)地形的變化，尤其是由不同半徑的多個圓曲線組合而成的復(fù)曲線，對地形、地物和環(huán)境有更強的適應(yīng)能力； 汽車在圓曲線上行駛要受到離心力的作用，而且往往要比在直線上行駛多占用道路寬度； 汽車在小半徑的圓曲線內(nèi)側(cè)行駛時，視距條件較差，視線受到路塹邊坡或其他障礙物的影響較大，因而容易發(fā)生行車事故。4.3.4 緩和曲線的設(shè)置緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。4.4 圓曲線半徑表4-2 圓曲線最小半徑設(shè)計速度（）12010080604

31、03020圓曲線最小半徑一般值10007004002001006530極限值650400250125603015注：“一般值”為正常情況下的采用值；“極限值”為條件受限制是可采用的值。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，二級公路，當(dāng)設(shè)計車速為60km/h時，圓曲線最小半徑一般值取200m。大董灣至槐店鄉(xiāng)二級公路，地處平原微丘區(qū)，綜合各種因素，圓曲線半徑分別取200m,500m,500m，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。4.5 緩和曲線長度的確定一般用回旋線作為緩和曲線。關(guān)于確定緩和曲線的最小長度主要考慮一下因素：（1）旅客感覺舒適 汽車在緩和曲線上行駛，其離心加速度隨緩和曲線曲率的變化而變化，如果變化過快將會使乘客感受到橫向的沖擊。

32、 （4-1）（2）超高漸變率適中由于在緩和曲線上設(shè)置有超高過渡段，如果過渡段太短則會因路面急劇地由雙坡變?yōu)閱纹露纬梢环N扭曲的面，對行車和路容均不利。雙車道公路最小超高過渡段長度按下式計算： （4-2）式中：最小超高過渡段長度；旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（m）;超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（%）；超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設(shè)路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間的相對坡度根據(jù)上式計算的超高過渡段長度，應(yīng)湊成5m的整倍數(shù)，并不小于10m的長度。（3）行駛時間不過短緩和曲線不管其參數(shù)如何，都不可使車輛在緩和曲線上的行駛時間過短，過短會使駕駛員操作不便，甚至造成駕駛操縱的緊張和

33、忙亂。一般認(rèn)為汽車在緩和曲線上的行駛時間至少應(yīng)有3s。 （4-3）4.6 平曲線要素確定道路平曲線三要素的基本組成是：直線緩和曲線圓曲線緩和曲線直線。其對稱形曲線幾何要素的計算公式和過程如下：緩和曲線切線增值 （4-4）圓曲線的內(nèi)移值 （4-5） 平曲線切線長 （4-6） 平曲線長 （4-7）外距 （4-8）切曲差 （4-9） 緩和曲線角 (4-10) 具體計算如下：樁號k0+590.427(1) 緩和曲線切線增值 (2) 圓曲線的內(nèi)移值 (3) 緩和曲線角 (4) 切線長： (5) 曲線長 (6) 外距 (7) 校正值（超距） 樁號k1+269.852(1) 緩和曲線切線增值 (2) 圓曲線

34、的內(nèi)移值 (3) 緩和曲線角 (4) 切線長： (5) 曲線長 (6) 外距 (7) 校正值（超距） 樁號k2+185.668(1) 緩和曲線切線增值 (2) 圓曲線的內(nèi)移值 (3) 緩和曲線角 (4) 切線長： (5) 曲線長 (6) 外距 (7) 校正值（超距） 4.7 曲線主點樁號的確定(1) 交點樁號：k0+590.427zh點：hy點：hz點：yh點： qz點：jd點：(2) 交點樁號：k1+269.852zh點：hy點：hz點：yh點： qz點：jd點：(3) 交點樁號：k2+185.668zh點：hy點：hz點：yh點： qz點：jd點：平曲線要素和主點樁號的計算結(jié)果總結(jié)見附表(

35、直線、曲線及轉(zhuǎn)角表)4.8 逐樁坐標(biāo)的計算(1) 路線轉(zhuǎn)角、交點間距、曲線要素及主點樁計算設(shè)起點坐標(biāo)為，第個交點坐標(biāo)為，1，2，n，則坐標(biāo)增量 ：，交點間距： （4-11）象限角： （4-12）計算方位角： 轉(zhuǎn)角： （4-13）為“+”路線右偏，為“”路線左偏例如：起點坐標(biāo)(3538600, 507300）, ( 3538333.618,506773.0806)交點間距：象限角： 所以同樣的方法可以計算出 所以轉(zhuǎn)角 (2) 直線上中樁坐標(biāo)計算設(shè)交點坐標(biāo)為，交點相鄰直線的方位角分別為和。則點坐標(biāo)：， （4-14）點坐標(biāo)： ， （4-15）例如：的坐標(biāo)為( 3538333.618,506773.0

36、806)，交點相鄰直線的方位角分別為，；zh的樁號k0+380.596，則zh點坐標(biāo);hz的樁號k0+732.816，則hz點坐標(biāo)設(shè)直線上加樁里程為l,zh,hz表示曲線起、終點里程，則前直線上任意點坐標(biāo)（lzh），取樁k0+300則：后直線上任意點坐標(biāo)（lhz），取樁k0+800(3) 設(shè)緩和曲線的單曲線中樁坐標(biāo)計算曲線上任意點的切線橫距 （4-16） 式中：緩和曲線上任意點至點的曲線長； 緩和曲線長度； 第一緩和曲線（）任意點坐標(biāo) （4-17） 圓曲線內(nèi)任意點坐標(biāo) 由時 （4-18）式中：圓曲線內(nèi)任意點至點的曲線長； 、點的坐標(biāo)。 由時 （4-19）式中：圓曲線內(nèi)任意點至點的曲線長； 第二

37、緩和曲線（）內(nèi)任意點坐標(biāo) （4-20）式中：第二緩和曲線內(nèi)任意點至點的曲線長；具體計算結(jié)果見逐樁坐標(biāo)表和主點坐標(biāo)表。4.9 視距保證為了行車安全，駕駛?cè)藛T應(yīng)能隨時看到汽車前面相當(dāng)遠(yuǎn)的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面上有障礙物或迎面來車，能及時采取措施，避免相撞，這一必需的最短距離稱為行車視距。行車視距可分為停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距。前三種屬于對向行駛，第四種屬于同向行駛。停車視距是最基本的要求，無論是單車道、雙車道，有分隔帶或無分隔帶，各級公路都是應(yīng)保證的。對于快、慢車分道行駛的多車道公路可不要求超車視距。有中央分隔帶的公路不存在錯車和會車問題，在路中央劃線，嚴(yán)格實行分道行駛的雙車道公

38、路有停車視距也就夠了。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定二、三、四級公路的視距不得小于停車視距的兩倍，對向行駛的雙車道公路要求有一定比例的路段保證超車視距。對于縱斷面上的凸形豎曲線以及下穿式立體交叉凹形豎曲線上的視距問題，在規(guī)定豎曲線的最小半徑時已經(jīng)作了考慮。在設(shè)計時，只要滿足規(guī)范中最小豎曲線半徑的要求，也就同時滿足了豎曲線上視距的要求。所以，在視距檢查中，應(yīng)重點注意道路平面上的“暗彎”，即曲線內(nèi)側(cè)有樹林、房屋、邊坡等阻礙駕駛員的視線，處于隱蔽地段的平曲線。凡屬“暗彎”都應(yīng)該進(jìn)行視距檢查，若不能保證該級公路或城市道路的最短視距，則應(yīng)該將阻礙視線的障礙物清除。如果是因曲線內(nèi)側(cè)及中間帶設(shè)置護(hù)欄或其它人工構(gòu)造物等而不能保

39、證視距時，可采取加寬中間帶、加寬路肩或?qū)?gòu)造物后移等措施予以處理；如果是因挖方邊坡妨礙了視線，則應(yīng)按所需凈距繪制包絡(luò)線(或稱“視距曲線”)開挖視距臺。4.9.1 停車視距的確定 停車視距可分解為反應(yīng)距離和制動距離兩部分來研究。反應(yīng)距離是當(dāng)駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方的阻礙物，經(jīng)過判斷決定采取制動措施的那一瞬間到制動器真正開始起作用的那一瞬間汽車所行駛的距離。這段時間又可分為“感覺時間”和“反應(yīng)時間”。感覺時間在很大程度上取決于物體的外形、顏色、駕駛員的視力和機敏度以及大氣的可見度等。在高速行車時的感覺時間要比低速時短一些，這是由于高速行駛時警惕性會更高的緣故。根據(jù)實測資料，設(shè)計上采用感覺時間為1.5s，制

40、動反應(yīng)時間取1.0s，是較適當(dāng)?shù)?。感覺和制動反應(yīng)的總時間t=2.5s，在這個時間內(nèi)汽車行駛的距離為： （4-21）制動距離是指汽車從制動生效到汽車完全停住，這段時間內(nèi)所走的距離。 （4-22）故停車視距為： （4-23） 計算停車視距所采用的應(yīng)是能充分保證行車安全的數(shù)值，一般按路面在潮濕狀態(tài)下的值汁算。行駛速度：設(shè)計速度為12080kmh時，采用設(shè)計速度的85；6040km/h時，采用設(shè)計速度90%；3020km/h時，采用設(shè)計速度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計速度為60km/h的公路的停車視距為75m。第五章 縱斷面設(shè)計5.1 縱坡及坡長設(shè)計 在縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁點的

41、高程面點繪的一條不規(guī)則的折線，反映沿著中線地面的起伏變化情況；另一條是設(shè)計線，它是設(shè)計人員經(jīng)過技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況。縱斷面設(shè)計線是由直線和豎曲線組成的。直線(即均勻坡度線)有上坡和下坡，是用坡度和水平長度表示的。直線的坡度和長度影響著汽車的行駛速度和運輸?shù)慕?jīng)濟(jì)以及行車的安全，它們的一些臨界值的確定和必要的限制，是以通行的汽車類型及行駛性能來決定的。5.1.1 坡長設(shè)計的一般要求坡長是縱斷面上相鄰兩變坡點間的長度：坡長限制，主要是對較陡縱坡的最大長度和一般縱坡的最小長度加以限制。（1）最小坡長縱斷面上若變坡點過多，從行

42、車來看，縱向起伏變化頻繁，會使車輛行駛顛簸頻繁，車速愈高表現(xiàn)愈明顯，影響了行車的舒適和安全；從線形幾何構(gòu)成來看，相鄰變坡點之間的距離不宜過短，最短應(yīng)不小于相鄰豎曲線的切線長，以使插入適當(dāng)?shù)呢Q曲線來緩和縱坡的要求，同時也便于平縱面線形的合理組合與布置。因此，從行車的平順性和線形幾何的連續(xù)性考慮，縱坡都不宜過短。最小坡長通常規(guī)定汽車以設(shè)計速度行駛915s的行程為宜，在高速路上9s已能滿足行車及幾何線形布設(shè)的要求，在低速路上，為滿足行車和布線的要求方可取大值。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各級道路的最小坡長，設(shè)計速度為60km/h的道路最小坡長是200m。（2）最大坡長坡長太短對行車不利，而長距離的陡坡對汽車行駛也很不

43、利，特別是當(dāng)縱坡為5以上時，汽車上坡時克服坡度阻力，采用低速檔行駛，坡長過長，長時間使用低速檔行駛，使發(fā)動機過熱，水箱沸騰，行駛無力，而下坡時，則因坡度過陡，坡段過長頻繁制動，影響行車安全。在高速公路以及快慢車混合行駛的公路上坡度大、坡長過長會影響行車速度和通行能力，因此對縱坡長度也必須加以限制。我國在制定各級公路縱坡長度的限制標(biāo)準(zhǔn)時，進(jìn)行了大量的調(diào)查和試驗研究工作，同時也參考了國內(nèi)外大量資料。在此基礎(chǔ)上，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各級公路的最大坡長。二級、三級、四級公路，當(dāng)連續(xù)縱坡大于5時，應(yīng)在不大于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的長度處設(shè)置緩和坡段；緩和坡段的縱坡應(yīng)不大干3，其長度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最小坡長要求。5.1.2

44、最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。在地形起伏較大地區(qū)，直接影響路線的長短、使用質(zhì)量、運輸成本及造價。確定最大縱坡時不僅要考慮汽車的動力特性、道路等級、自然條件三個方面因素，還要考慮工程和運營的經(jīng)濟(jì)等。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大縱坡時，對汽車在坡道上行駛情況進(jìn)行了大量調(diào)查、試驗，并廣泛征求了各有關(guān)方面特別是駕駛員的意見，同時考慮了汽車帶一拖掛車及畜力車通行的狀況，結(jié)合交通組成、汽車性能、工程費用和營運經(jīng)濟(jì)等，經(jīng)綜合分析研究后確定了最大縱坡值。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計速度為60km/h的公路最大縱坡是6。5.1.3 最小縱坡在挖方路段、設(shè)置邊溝的低填方路

45、段和其他橫向排水不暢的路段，為了保證排水，防止水滲入路基而影響路基的穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)置不小于0.3的縱坡(一般情況下以采用不小于0.5為宜)；當(dāng)然，對于干旱地區(qū)，以及橫向排水良好不產(chǎn)生路面積水的路段，也可不受此最小縱坡的限制。由于所設(shè)計地區(qū)降雨量偏少橫向排水良好可不受最小縱坡的限制。為使縱坡設(shè)計經(jīng)濟(jì)合理，必須在全面掌握勘測資料基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過綜合分析、反復(fù)比較定出設(shè)計縱坡?？v坡設(shè)計的一般要求為：（1）縱坡設(shè)計必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的各項規(guī)定。（2）為保證車輛能以定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度

46、的陡坡夾最短長度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。 （3）縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證路基的穩(wěn)定和道路通暢。（4）一般情況下縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。（5）平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外應(yīng)滿足最小填土高度要未，保證路基穩(wěn)定。（6）對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)和緩，避免產(chǎn)生突變。（7）在實地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。5.2 豎曲線 縱斷面上兩個坡段的轉(zhuǎn)折處，為了行車安全

47、、舒適以及視距的需要用一段曲線緩和，稱為豎曲線。豎曲線的線形有用圓曲線的，也有用拋物線形的。通常在公路使用范圍內(nèi)，圓弧和拋物線幾乎沒有差別。但在設(shè)計和計算上，拋物線則比圓曲線方便得多，因此本設(shè)計采用二次拋物線作為豎曲線。5.2.1 豎曲線最小半徑和最小長度的確定在縱斷面設(shè)計中，豎曲線的設(shè)計要受眾多因素的限制，其中有三個限制因素決定著豎曲線的最小半徑或最小長度。（1）緩和沖擊汽車行駛在豎曲線上時，產(chǎn)生徑向離心力。這個力在凹形豎曲線上是增重，在凸形豎曲線于是減重。這種增重與減重達(dá)到某種程度時，旅客就有不舒適的感覺，同時對汽車的懸掛系統(tǒng)也有不利影響，所以在確定豎曲線半徑時，對離心加速度應(yīng)加以控制，汽

48、車在豎曲線上行駛時其離心加速度為： （5-1）用(kmh)表示并整理，得： （5-2）根據(jù)試驗，認(rèn)為離心加速度a限制在0.50.7m比較合適。但考慮到不因沖擊而造成的不舒適感，以及視覺平順等的要求，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的凹形豎曲線最小半徑值：或 （5-3）（2）時間行程不過短汽車從直坡道行駛到豎曲線上，盡管豎曲線半徑較大。當(dāng)坡角很小時，豎曲線長度也很短。其長度過短，汽車倏忽而過，駕駛員產(chǎn)生變坡很急的錯覺，旅客也會感到不舒適。因此，應(yīng)限制汽車在豎曲線上的行程時間不過短。最短應(yīng)滿足3s行程，即: （5-4）（3）滿足視距的要求汽車行駛在豎曲線上，若為凸形豎曲線，如果半徑太小，會阻擋駕駛員的視線。若在凹形豎

49、曲線上時，也同樣存在視距問題，對地形起伏較大地區(qū)的道路，在夜間行車時，若豎曲線半徑過小，前燈照射距離近，影響行車速度和安全。因此為了保證行車安全，對豎曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)加以限制。5.2.2 豎曲線設(shè)計計算（1）計算豎曲線要素變坡點1樁號k0+580 取半徑，為凸形曲線長 切線長外距變坡點2樁號k1+270 取半徑，為凹形曲線長 切線長外距變坡點3樁號k2+180 取半徑，為凸形曲線長 切線長外距（2）計算設(shè)計高程：變坡點1樁號k0+580豎曲線起點樁號=( k0+580)37.2621=k0+542.738豎曲線起點高程=61.646237.26210.01192=61.2020m豎曲

50、線終點樁號=( k0+580) +37.2621 = k0+617.2621豎曲線終點高程=61.6462+37.2621(-0.009372609) =61.2970（m）樁號k0+560處橫距： 縱距：切線高程=61.2020+0.0426=61.2446m變坡點2樁號k1+270豎曲線起點樁號=( k1+270)39.2042=k1+230.7958豎曲線起點高程=55.179139.2042（0.009372609）=55.5465m豎曲線終點樁號=( k1+270) +39.2042 = k1+309.2042豎曲線終點高程=55.1791+39.20420.0167635165 =

51、55.8363（m）樁號k1+250處橫距： 縱距：切線高程=55.5465+0.0615=55.6080m變坡點3樁號k2+180豎曲線起點樁號=( k2+180)37.9790=k2+142.0210豎曲線起點高程=70.433937.97900.0167635165=69.7972(m)豎曲線終點樁號=( k2+170) +37.9790 = k2+207.9790豎曲線終點高程=70.4339+37.9790(0.011431379) =69.9997（m）樁號k2+140處橫距： 縱距：切線高程=69.9997+0.0462=70.0459m具體計算結(jié)果見附表縱坡、豎曲線表 圖5-1

52、 豎曲線要素示意圖5.3 合成坡度合成坡度是指在設(shè)有超高的平曲線上，路線縱坡與超高橫坡所組成的坡度，計算公式為： （5-5）式中：合成坡度； 路線縱坡度； 超高橫坡度。由于合成坡度是由縱向坡度與橫向坡度組合而成的，其坡度值比原路線縱坡大，汽車在設(shè)有超高的坡道上行駛時，不僅要受坡度阻力的影響，而且還要受離心力的影響，尤其是當(dāng)縱坡大而平曲線半徑小時，合成坡度大，由于合成坡度的影響而使汽車重心發(fā)生偏移，給汽車行駛帶來危險。所以，當(dāng)平曲線與坡度組合時，為了防止汽車沿合成坡度方向滑移，應(yīng)將超高橫坡與縱坡的組合控制在適當(dāng)?shù)姆秶詢?nèi)。 實踐證明，合成坡度對于控制急彎和陡坡組合的路段縱坡設(shè)計是非常必要的在條件許可時，以采用較小的合成