沿海高速鹽城至南通段2標的初步設計

1、 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 58 頁 共 58 頁1 引言沿海高速鹽城至南通段起自鹽城市南洋鎮(zhèn)東，省道313北，經(jīng)過鹽城市亭湖區(qū)步鳳鎮(zhèn)東、大豐市新團鎮(zhèn)東、西團鎮(zhèn)西、洋心洼東、東臺市四灶鎮(zhèn)西、富安鎮(zhèn)東，南通市海安縣大公鎮(zhèn)東、西場鎮(zhèn)西，如皋市東陳鎮(zhèn)西（新長鐵路東）、丁堰鎮(zhèn)西、林梓鎮(zhèn)東，通州市新聯(lián)鎮(zhèn)西、劉橋鎮(zhèn)東，終于南通北互通，與南京至啟東高速公路相接。沿海高速鹽城至南通段系國家高速公路網(wǎng)沈陽至?？诟咚俟方K境內(nèi)的組成部分，也是江蘇省“四縱四橫四聯(lián)”高速公路主骨架中“縱一”的一段，建成后將有力地推動蘇北沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，成為我國東部沿海正式意義上的沿海交通大動脈，對于加快江蘇沿海經(jīng)濟

2、開發(fā)，共同推進蘇北的崛起振興起到促進作用。本設計路段是沿海高速鹽城至南通段2標初步設計，開題之前對高速公路進行資料收集，閱讀了有關的公路橋梁設計規(guī)范以及標準。了解了該項目的相關背景，對此次設計有了一個大概的掌握。本畢業(yè)設計主要內(nèi)容主要包括路線方案的擬定、平面線形的設計、縱斷面設計、橫斷面設計和路基設計、路面結構設計、道路排水和橋涵方案設計、道路工程量計算。其中重點設計內(nèi)容為線型設計和路面設計。這是一個對該專業(yè)大學四年所學知識的一個匯總。2 工程概況2.1 該公路建設意義沿海高速鹽城至南通段系國家高速公路網(wǎng)沈陽至?？诟咚俟方K境內(nèi)的組成部分，也是江蘇省“四縱四橫四聯(lián)”高速公路主骨架中“縱一”的

3、一段，建成后將有力地推動蘇北沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，成為我國東部沿海正式意義上的沿海交通大動脈，對于加快江蘇沿海經(jīng)濟開發(fā)，共同推進蘇北的崛起振興起到促進作用。2.2 路線及工程概況沿海高速公路鹽城至南通段是我省長江以北南北向一條重要的干線公路，是交通部規(guī)劃的國家重點干線公路網(wǎng)的一部分，也是江蘇省規(guī)劃的“四縱四橫四聯(lián)”的重要組成部分。沿海高速公路鹽城至南通段位于鹽城、南通兩個地級市。路線設計技術指標為：路基寬度為26米，雙向4車道，有中央分隔帶，設計車速為120km/h，路線總長3815.873米，起點樁號為k0+000，終點樁號為k3+815.873。2.3 沿線氣候、水文特征及其與公路的關系2.

4、3.1 地形地貌本路段所經(jīng)過的地區(qū)為平原區(qū)，土質和巖性是沿海軟土和內(nèi)陸軟土、沖積土；地貌主要是海濱和內(nèi)陸為平原，沖積平原和三角洲。2.3.2 沿線地質分布和地震 本地區(qū)位于地區(qū)為第四紀濱海淤積平原微丘，地表植被情況為中等稠密。區(qū)域內(nèi)構造屬新華夏系，第四系沉積物較厚，構造帶不會對路線產(chǎn)生不良影響。本項目所處地區(qū)地層為第四系沖積層（q4al、q3al）組成，厚度在150m以上，未發(fā)現(xiàn)不良地質。根據(jù)國家地震局頒布的中國地震烈度區(qū)劃圖，1990年，項目區(qū)域為度地震烈度區(qū)。2.3.3 水文地質條件 本地區(qū)地震烈度為度。該地區(qū)0.51米為粘土表層，下為粉砂質泥巖及長石石英砂巖；水田段淤泥0.5米，其下23

5、米粘土。2.3.4 氣候條件 地處北亞熱帶向南暖溫帶過渡地帶，屬季風性濕潤氣候區(qū)。季風盛行，四季分明，熱量豐富，降水豐沛。年平均氣溫和降水量分別為14.2和1005.5毫米。2.4 設計的主要內(nèi)容 路線方案的擬定、平面線形的設計、縱斷面設計、橫斷面設計和路基設計、路面結構設計、道路排水和橋涵方案設計、道路工程量計算。3 平面設計3.1 道路等級確定交通量是指單位時間內(nèi)通過道路某一斷面的車輛數(shù)，其計量單位常用年平均日交通量或小時交通量，是衡量一條道路等級的標準之一。表3-1設計原始交通量車型小汽車北京bj-130黃河jn-163東風eq-140太脫拉138輛/日50004601280121043

6、0根據(jù)公路工程技術標準（jtg b01-2003）規(guī)定：高速公路以小客車為折算標準。折算系數(shù)如表3-2所示 表3-2 各級公路車輛折算系數(shù)車型編號代表車型換算系數(shù)車種說明1小客車1.019座的客車和載重2t的貨車2中型車1.519座客車和2t7t的貨車3大型車2.0載重7t14t的貨車4拖掛車3.0載重14t的貨車遠景設計年平均日交通量為： nd = n0(1+r)n-1 (3-1)式中：nd 遠景設計年平均日交通量(輛/日)； n0起始年平均日交通量(輛/日)，包括現(xiàn)有交通輛和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量； r 年平均增長率(%)； n 遠景設計年限。 本設計路段交通量預計年增長率r

7、=7%，本路段遠景設計年限為20年。則： n0=50001+4601.5+12802+12102+4303=11960輛/日nd = n0(1+r)n-1=11960（1+7%）20-1=43253輛/日 根據(jù)公路工程技術標準（jtg b01-2003）可知高速公路為專供汽車分向分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路。四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500055000 輛；六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量4500080000 輛；八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000100000 輛。表3-3 高速公路能

8、適應的年平均日交通量計算行車速度 四車道六車道八車道120km/h 4000055000600008000075000100000以上100km/h 3500050000 5500070000 7000090000 80km/h300004500050000650006500085000 60km/h 250004000045000600006000080000 根據(jù)以上圖表及計算和設計材料初步擬定設計道路為高速公路四車道，設計車速為120km/h。表3-4 高速公路幾何指標匯總表計算行車速度（km/h）120縱坡不小于（%）0.3行車道寬度（m）27.5最大縱坡（%）3車道數(shù)4最小縱坡（%）

9、0.30.5中間帶中央分隔帶寬度（m）一般值3.00縱坡坡度（%）坡長限值（m）3900極限值1.004700 左側路緣帶寬度（m）一般值0.75緩和坡段坡度不大于（%）3極限值0.75合成坡度（%）10.0中間帶寬度（m）一般值4.50豎曲線凸形豎曲線半徑（m）極限最小值11000極限值2.50一般最小值17000硬路肩寬度（m）一般值3.00或3.50凹形豎曲線半徑（m）極限最小值4000極限值3.00一般最小值6000視距停車視距（m）210豎曲線最小長度（m）100行車視距（m）210視覺所需最小豎曲線半徑值（m）凸形16000公路用地不小于（m）3凹形10000平曲線極限最小半徑（m

10、）650v60km/h同向曲線間最小直線長度（m）6v一般最小半徑（m）1000反向曲線間最小直線長度（m）2v不設超高的最小半徑（m）5500路基寬度（m）一般值26.0最大半徑不應大于（m）10000變化值24.0最小長度（m）220最小坡長（m）300平曲線超高橫坡不大于（%）10緩和曲線最小長度（m）100路拱橫坡（%）2.03.2 路線方案設計3.2.1 選線方案考慮原則 平原地區(qū)農(nóng)田成片,且分布有各種建筑設施,居民點較密;在天然河網(wǎng)湖區(qū),還具有湖泊水塘河叉多等特點。雖然平原區(qū)地勢平坦，路線縱坡及曲線半徑等幾何要素比較容易達到較高的技術指標，但往往受制于受當?shù)刈匀粭l件和地物，因此選線

11、時應綜合考慮多方面的因素。 綜合考慮平原區(qū)的特點，布線時應注意以下幾點： 1）正確處理道路和農(nóng)業(yè)的關系 平原區(qū)一般多為耕地，渠道縱橫交錯，選線應盡量避免減少耕地。 2）合理考慮路線和城鎮(zhèn)的關系 平原區(qū)有較多的城鎮(zhèn)村莊工業(yè)及其他設施，選線應以繞避為主，盡量不破壞或少破壞，并采用較高的技術指標通過。 3）處理好路線和橋位的關系 一般情況下，橋位中線應盡可能與洪水的主流流向正交，橋梁和引道最好在直線上，條件受限時也可設置斜橋或曲線橋。小橋涵位置應服從路線走向，但遇到斜交過大或河溝過于彎曲，可采取改河措施或改移路線。 4）注意土壤水文條件 平原區(qū)的水文土壤條件較差，特別是河網(wǎng)湖區(qū)，地勢低平，地下水位高

12、，使路基穩(wěn)定性差，因此應盡可能沿接近分水嶺的地勢較高處布線。當路線遇到面積較大的湖塘泥沼和洼地時，一般應繞避；如要穿越時，應選著最窄最淺和基底坡面平緩的地方通過，并采取措施保證路基的穩(wěn)定。 5）正確處理新舊路關系 平原地區(qū)通常有較寬的人行大路或等級不高的公路，正確布置通道、平面交叉和立體交叉。3.2.2 方案比選本設計圖紙比例為1：2000。地形總體上是平坦的，障礙物較少，屬于平原微丘。整個地段，左側布滿大小不等的水塘，右側稻田較多，穿插著大量河流。結合考慮地形情況及所在地的經(jīng)濟和社會效益等因素，在路線設計時，選取控制點重點應注意以下幾個要點：1)全面布局，總體規(guī)劃，初步確定路線的基本走向。由

13、于路線的起終點尚未確定，因而在其中的走法有很多種，盡量選出一條符合設計要求的、經(jīng)濟合理的最優(yōu)方案 。 2)抓住重點，根據(jù)自然條件和技術標準，在有利路帶內(nèi)進行路線設計，平原區(qū)地形對路線的限制不大，路線的基本線形應是短捷順直，選線應避讓大塘，盡量避開中小塘，盡量避開居民區(qū)、城鎮(zhèn)，但應保持一定的距離。 3)逐段安排，進一步加密控制點，解決局部性路線方案的工作，注意細部的控制和處理，盡量避免長直線或小偏角，但不應為避免長直線而隨意轉彎。 4)具體定線，在逐段安排的小控制點間，定出中線的最終位置。5)長遠考慮，初步驗算，有意識的對平、縱、橫進行綜合設計。影響選線的因素有很多, 這些因素有的互相矛盾, 有

14、的又相互制約, 各因素在不同情況下的重要程度也不相同, 不可能一次就找出理想方案來, 所以最有效的方法就是在這眾多的方案中進行反復比選尋求最佳方案。在本設計的地形圖上, 結合設計資料, 初步擬定了兩種路線走向方案。已采用的方案為方案一，未采用的方案為方案二。（方案比選圖見圖3-1）圖3-1方案比選圖方案的比選方案一：由于此段地區(qū)有很多的河流，故本套方案擬定了兩個交點，盡量避開河流，居民點，由于繞行，使得路線長度有所增加，總體來說，平面線形結合比較完美，縱坡平緩，所克服高差較小，順應地形的要求。方案二：此方案設了三個交點，轉角比較小，起終點距離更長，靠近居民點，沿線河流較少。兩方案相比之下，方案

15、二雖然沿線河流相對較少，但橋梁與河道中心線的夾角過大，施工難度高，到了離居民點較近，會在一定程度上影響居民的生活，而方案一雖然沿線河流相對較多，但是路線較短，避開了居民點。為了保證車輛在公路上的順暢通行，綜合經(jīng)濟、技術指標比較之下，我選取了方案一。3.3 平曲線要素計算3.3.1 平曲線要素 直線、圓曲線、緩和曲線稱為平面線形三要素。 實踐證明：在平面設計中，在直線和圓曲線之間設置緩和曲線，可以使平面線形在視覺上更加平順，能更好的引導駕駛員的視線，路線也更容易被駕駛員跟蹤。三者可以組合成不同的線形，這次設計中主要用到的組合是按直線緩和曲線圓曲線緩和曲線直線的順序組合而成的曲線。3.3.2 平面

16、設計要求 平面設計中，交點處的平曲線設計應使平面線形直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應，與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，盡量保證平面線形的均衡和連貫；長直線盡頭不能接以小半徑曲線；高低標準之間要有過渡；避免連續(xù)轉彎；平曲線應有足夠的長度。平曲線應有足夠的長度；注意與縱斷面線形的組合；考慮施工上的因素。公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）規(guī)定了平曲線（包括圓曲線及其兩端的緩和曲線）最小長度，時速120km規(guī)定平曲線最小值為200m，一般值為600m。3.3.3 直線直線作為平面線形要素之一，在公路和城市道路中使用較多，采用直線線形時應特別注意它同地形的關系。 （1）直線的最大長度在運用直線線形并

17、決定其長度時，必須持謹慎態(tài)度，并不宜采用長直線。直線的最大長度應有所限制，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)之缺陷，應結合沿線具體情況采取相應的技術措施并注意下述問題： 在長直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡行駛更易導致高速度； 長直線與大半徑凹型豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和； 道路兩側地形過于空曠時，宜采取種植不同樹種或設置一定建筑物、雕塑、廣告牌等措施，以改善單調(diào)的景觀；長直線或長下坡盡頭的平曲線，除曲線半徑、超高、視距等必須符合規(guī)定外，還必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等安全設施。一般規(guī)定直線的最大長度（以m計）不超過20v（v為設計速度，以km/h計），

18、156920v=2400m，滿足要求考慮到線形的連續(xù)和駕駛的方便，相鄰兩曲線之間應有一定的直線長度。這個直線長度是指前一曲線的終點（緩直或直圓或圓直）到后一曲線起點（直緩）之間的長度。 （2）直線的最小長度 同向曲線間的直線最小長度公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）推薦同向曲線的最短直線長度以不小于6v為宜，在受到條件限制時，無論是高速路還是低速路都宜將在同向曲線間插入的大半徑曲線或將兩曲線做成復曲線、卵形曲線或c形曲線。 反向曲線間的直線最小長度 轉向相反的兩圓曲線之間，考慮到設置超高和加寬緩和段的需要以及駕駛人員轉向操作的需要如無緩和曲線時，宜設置一定長度的直線。公路路線設計規(guī)范

19、（jtg d20-2006）規(guī)定反向曲線間最小直線長度（以m計）以不小于行車速度（以km/h計）的兩倍為宜。本設計中為583m2120=240m，滿足要求。若兩反向曲線已設緩和曲線，在受到限制的地點也可將兩反向緩和曲線首尾相接，但被連接的兩緩和曲線和圓曲線宜滿足一定的條件。3.3.4 圓曲線設計圓曲線半徑的確定，必須能夠保證汽車以一定的車速安全行駛。選用曲線半徑時，應充分注意地質、水文條件，使曲線既能更好地吻合地形，減少工程，又能滿足橋梁的要求和隧道、路基等建筑物的設置條件。一般地段曲線半徑的選擇受地形影響不大，應結合占用農(nóng)田等情況，盡量采用較大半徑的曲線。圓曲線能較好的適應地形的變化，并可獲

20、得圓滑的線形,圓曲線在適應地形情況下,應盡量選用較大半徑。我國規(guī)范中所規(guī)定的圓曲線最小半徑取值，具體規(guī)定見下表3-5。規(guī)范規(guī)定圓曲線的最大半徑不宜超過10000m；為了保證汽車行駛的舒適性和安全性，平曲線應有足夠的長度，圓曲線的長度也宜有3s的行程。表3-5 圓曲線最小半徑設計速度（km/h）1201008060403020一般值（m）10007004002001006530極限值（m）650400250125603015不設超高的最小半徑(m)路拱2.0%5500400025001500600 350 150路拱2.0%7500525033501900800 450 200 極限最小半徑是指

21、按計算行車速度行駛的車輛,能保證其安全行駛的最小半徑。它是設計采用的極限值，當路面橫坡和橫向力系數(shù)最大時,可按式(3-1)計算出極限最小半徑，道路曲線為極限最小半徑時,設置最大超高。一般最小半徑對按計算速度行駛的車輛能保證安全和舒適性，它是通常情況下推薦采用的最小半徑。它介于極限最小半徑與不設超高最小半徑之間。因此根據(jù)汽車轉彎的橫向穩(wěn)定分析： (3-2)式中：橫向力系數(shù)； 路面橫坡，無超高時為路拱橫坡。 根據(jù)圓曲線半徑的選用原則，擬采用圓曲線半徑為r=2000m圓曲線半徑取值的一般值1000m，所以滿足汽車轉彎時的橫向穩(wěn)定性要求。對于平原微丘地區(qū)，行車速度為v=120km/h，雙向四車道的高速

22、公路，緩和曲線最小長度為100m，平曲線最小長度為200m。結合地形、地貌，結合道路的具體情況和公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）最大限度的滿足行車舒適需要，綜合各種因素，該段線路設兩段平曲線，設置圓曲線半徑分別為r1=2000m、r2=2000m。3.3.5 緩和曲線設計 緩和曲線是道路平面要素之一，它是設置在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）規(guī)定，除四級路可以不設緩和曲線外，其余各級都應設置緩和曲線。它的曲率連續(xù)變化，便于車輛遵循；旅客感覺舒適；行車更加穩(wěn)定；增加線形美觀等功能。直線與半徑

23、小于不設超高最小半徑的圓曲線相連接處，應設置緩和曲線。本設計中圓曲線半徑取r=2000m,小于不設超高最小半徑r=4000m，需設置緩和曲線，由于車輛要在緩和曲線上完成不同曲率的過渡行駛，所以要求緩和曲線有足夠的長度。表3-6 緩和曲線最小長度公路等級高速公路一二三四計算行車速度(km/h)120100806010060804060304020緩和曲線最小長度(m)10085705085150703550253520緩和曲線的最小長度，一般從以下幾個方面考慮：（1） 旅客感覺舒適 (3-3)（2）超高漸變率適中 (3-4)（3） 行駛時間不過短 (3-5)式中：圓曲線半徑（m）； 設計車速(k

24、m/h)；旋轉軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側邊緣的寬度（m）； 超高坡度與路拱坡度代數(shù)差（%）； 超高漸變率，即旋轉軸線與行車道外側邊緣線之間的相對坡度，取1/200。因此，根據(jù)上式(3-3)、(3-4)、(3-5)得 =0.0361203/2000 =31（m） =8.750.06/(1/200) =99（m） （m）綜上所述，選擇緩和曲線長度為200m。本設計段分別取200m、200m。3.3.6 以jd1 為例計算及校核平曲線樁號內(nèi)移值：切線增值：緩和曲線角：切線長：曲線長：圓曲線長：外距： 切曲差：j=2tl jd k1+925.826 t 356.734 zh k1+569.0

25、92 ls +200.000 hy k1+769.092 (l2ls)/2 +(710.48152200)/2 qz k1+924.332 (l2ls)/2 +(710.48152200)/2 yh k2+079.573 ls +200.000 hz k2+279.573 tj 356.734+2.987 jd k1+925.826jd2 的計算同上，計算結果見附表一：直曲表。4 縱斷面設計 縱斷面線形設計的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級、沿線自然條件和構造物控制高程等，確定路線合適的高程、各坡段的縱坡和坡長，并設計豎曲線?？v斷面設計的主要任務就是根據(jù)汽車的動力特性，道路等級，地形，地物，水文地質，綜

26、合考慮路基穩(wěn)定，排水及工程經(jīng)濟等，研究縱坡的大小，坡長等要素。4.1 縱斷面設計的原則 （1）根據(jù)工程地質情況，按照規(guī)范要求進行設計 地形圖是設計的基礎，按照要求，滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定，以及相關高程控制點和構造物設計對縱斷面的要求。 （2）平縱橫相結合設計有意識的將平面，縱斷面，橫斷面結合起來設計，可以少做無用功。 （3）考慮橋梁，涵洞，通道的位置對縱斷面設計的影響 （4）滿足路面排水的要求 （5）填挖平衡，降低造價，節(jié)約用地4.2 縱坡設計4.2.1 縱坡設計的要求 (1)縱坡設計必須滿足公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）的各項規(guī)定。(2)縱坡起伏不宜過大，應具有一定的平順性

27、，以保證車輛能以一定速度安全順適地行駛。(3)平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。 (4)充分考慮通道、農(nóng)田水利、排水等方面的要求。4.2.2 最大縱坡最大縱坡是公路縱斷面設計的重要指標，在地形起伏較大地區(qū)，直接影響路線的長短、使用質量、運輸成本及造價。公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）中規(guī)定：當設計速度為 120km/h時，最大縱坡為3%。表4-1 各級公路最大縱坡設計速度(km/h)12010080最大縱坡（%）3454.2.3 最小縱坡最小縱坡是縱向排水的需要，對橫向排水不暢的路段所規(guī)定的縱坡最小值。

28、為使道路行車安全、快速和通暢，縱坡小一些為好；但在長路塹、低填方和其它橫向排水不通暢的路段，為保證行車安全和排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，應設置不小于0.3%的縱坡（一般以不小于0.5%為宜）。當必須設計成平坡或小于0.3%的縱坡時，設邊溝路段應作縱向排水設計。4.2.4 最大坡長限制 最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛，當車速下降到最低容許速度時所行駛的距離。縱坡越陡，坡長越長，對行車影響也越大。主要表現(xiàn)在使行車速度顯著下降，長時間使用低速檔會使發(fā)動機發(fā)熱過分而使效率降低，水箱沸騰，行駛乏力。而下坡時，則因坡度過陡，坡段過長而使剎車頻繁，影響行車安全。因此，為保證行駛質量和行車

29、安全，對陡坡的坡長應加以限制。各級公路不同縱坡的最大坡長規(guī)定如表4-2所示。表4-2 各級公路縱坡長度限制高速公路一二三四計算行車速度(km/h)120100806010060804060304020縱坡坡度(%)390010001100120010001100470080090010008001000900110010001100110012005600700800800700900800900900100065006006007006007007007008007500500600830040092004.2.5 最小坡長限制 從汽車行駛平順性的要求考慮，如果坡長過短，使變坡點增多，汽車行

30、駛在連續(xù)起伏路段產(chǎn)生的增重與減重的變化頻繁，導致乘客感覺不舒適，車速越高表現(xiàn)越明顯；緩坡太短上坡不能保證加速行駛要求，下坡不能減緩制動；從路容美觀、相鄰豎曲線的設置和縱面視距等也要求坡長應有一定最短長度。在高速路上，最小坡長以設計速度9s的行程為宜，可滿足行車及幾何線布設的要求，公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）中規(guī)定公路最短坡長應按表4-3選用。表4-3 最小坡長設計速度（km/h）12010080最小坡長(m)3002502004.3 豎曲線設計要求 豎曲線是指在道路縱坡的變坡處設置的豎向曲線。豎曲線的作用是為滿足行車平順、舒適及視距的需要。豎曲線的線形可采用圓曲線或拋物線，在使

31、用范圍內(nèi)二者差別不大，但在設計和計算上，拋物線比圓曲線方便，一般采用二次拋物線作為豎曲線。(1) 緩和沖擊 汽車行駛在豎曲線上時，會產(chǎn)生徑向離心力，這個力在凹形豎曲線上是增重，在凸形豎曲線上是減重。這張增重與減重達到某種程度時，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，所以確定豎曲線半徑時，對離心加速度應加以控制。(2) 行駛時間不過短 汽車從直坡線行駛到豎曲線上，若坡差較小時，豎曲線長度很短，讓駕駛員產(chǎn)生變坡很急的錯覺，旅客也感覺到不適，因此，應限制汽車在豎曲線上的行駛時間不過短。(3) 滿足視距的要求 汽車行駛在豎曲線上，若為凸形豎曲線，如半徑過小，會阻擋駕駛員的視線。若為凹

32、形豎曲線，對地形起伏較大地區(qū)的道路，在夜間行車時，若是曲線半徑過小，前燈照射距離近，影響行車速度和安全；高速公路及城市道路跨線橋、門式交通標志及廣告宣傳牌等，若位于凹形豎曲線上方，會影響駕駛員的視線。為保證行車安全，對豎曲線的最小半徑和最小長度應加以限制。(4)滿足排水要求4.4 豎曲線設計根據(jù)公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）的規(guī)定，按照緩和沖擊、時間行程、視距要求三個限制性因素合理選擇豎曲線半徑。表4-4 公路豎曲線最小半徑和最小長度計算行車速度km/m1201008060403020凸形豎曲線半徑極限最小值(m)11000650030001400450250100一般最小值(m

33、)170001000045002000700400100凹形豎曲線半徑極限最小值(m)4000300020001000450250100一般最小值(m)6000450030001500700400200豎曲線最小長度(m)100857050352520表4-5 視覺要求的最小豎曲線半徑計算行車速度km/m1201008040豎曲線凸形(m)200016000120003000凹形(m)120001000080002000 豎曲線要素的計算公式如下： l=rw （4-1） t=l/2 （4-2） e=t2/2r （4-3） （4-4）式中：豎曲線半徑(m)； 坡差(%)，為“+”時表示凹形豎曲線

34、，為“-”時表示凸形豎曲線； 豎曲線長度(m)； 豎曲線切線長(m)； 計算點至起算點的距離(m)； y豎曲線上任一點豎距(m)； 豎曲線外距(m)。4.5 利用緯地進行縱斷面設計4.5.1 讀取縱斷面沿線高程并進行設計 （1）讀取地面線數(shù)據(jù)，初步設計 1）初擬變坡點，進行拉坡： 分析：本設計為高速公路，所處為平原微丘，前段是一片低洼溝塘，需要較多的填方。因此在設計中，除主要要考慮平縱配合外，還應該注意順應地形，保證填挖平衡。由于路線所經(jīng)地段河流較多，同時涉及鄉(xiāng)村小路，因而還得考慮橋梁、涵洞的架設。又因起終點位置的限制，該縱斷面拉坡設計時還應考慮如何合理地克服局部地段的高程急劇升高，同時又不會

35、引起過分的路基的填挖工程量。 擬定結果：由上面的分析，初步擬定如下變坡點：表4-6變坡點的樁號及高程變坡點0123456樁號04559601724249832723815.873標高（m）4.42563.03684.186111.42267.50923.95125.5843 2）豎曲線要素確定及相關計算 擬定豎曲線半徑如下：表4-7豎曲線半徑變坡點 12345豎曲線形狀凹凸凹凸凹擬定半徑12000200001200020000120003）進行綜合指標校驗，確定是否要調(diào)整，并最后確定縱斷面設計線。以變坡點k0+960為例進行驗算：i1=1.661% i2=-0.928% r=20000mw=-

36、0.928-1.661=-2.589（凸）l=rw=200000.02589=517.8m t=l/2=517.8/2=258.9m e=t2/2r=258.92/40000=1.675m 計算變坡點k0+960處設計高程豎曲線起點樁號=(k0+960)-258.9=k0+701.1豎曲線起點高程=11.4226-258.90.01661=7.122m樁號k0+1000處橫距x=(k1+000)-(k0+701.1)=298.9m 豎距y=x2/2r=0.007m切線高程=7.122-298.90.01661=2.157m設計高程=2.157-0.007=2.15m 經(jīng)過檢查，可知上述設計符合

37、要求，不需要再進行大的調(diào)整，局部是不是要調(diào)整，將在下一步的平縱組合設計中進行分析。 （3）輸入數(shù)據(jù)，利用緯地出圖，計算結果見附表二：豎曲線表。4.5.2 平縱組合設計 （1）設計原則： 1）在視覺上應能自然地誘導視線，并保持視覺的連續(xù)性。 2）注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡。 3）選擇組合等到的合成坡度，以利于路面排水和行車安全。 4）注意與道路周圍環(huán)境的配合。 （2）一般要求： 1）平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。 2）平曲線與豎曲線大小應保持均衡。 3）注意明、暗彎與凹、凸豎曲線之間的配合：一般暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的。 4）平、豎曲線應避

38、免不利組合： 使凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部與反向平曲線拐點重合。 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重合。 應避免凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。5 橫斷面設計5.1 橫斷面設計原則 橫斷面設計必須結合地形、地質、水文等條件，本著節(jié)約用地的原則選用合理的斷面形式，以滿足行車舒適、工程經(jīng)濟、路基穩(wěn)定且便于施工和養(yǎng)護的要求。5.2 橫斷面幾何尺寸 路基寬度按雙向四車道高速公路標準設置，為26.00m。中央分隔帶寬3.50m，兩邊行車道各寬7.50m，兩邊硬路肩各為3.00m，土路肩0.75m，硬路肩橫坡與路拱橫坡相同都為2.0%，硬路肩與行車道采用相同的結構，作緊急停車帶使用，并利

39、于以后加寬。土路肩橫坡為3%，見圖5-1。 圖5-1 路基橫斷面圖（單位：cm） (1)邊坡坡度取11.5； (2)護坡道寬度一律取1.0m； 3 (3)邊溝采用矩形狀的邊溝。5.3 繪制標準橫斷面圖，見圖紙5.4 路基土石方計算本路段處于平原微丘地區(qū)，地基處理全為填方。5.4.1 調(diào)配要求 （1）土石方調(diào)配應按先橫向后縱向的次序進行。 （2）縱向調(diào)運的最遠距離一般應小于經(jīng)濟運距（按費用經(jīng)濟計算的縱向調(diào)運的最大限度距離叫經(jīng)濟運距）。 （3）土石方調(diào)運的方向應考慮橋涵位置和路線縱坡對施工運輸?shù)挠绊?，一般情況下，不跨越深溝和少做上坡調(diào)運。 （4）借方、棄土方應與借土還田，整地建田相結合，盡量少占田

40、地，減少對農(nóng)業(yè)的影響，對于取土和棄土地點應事先同地方商量。5.4.2 調(diào)配方法土石方調(diào)配方法有多種，如累積曲線法、調(diào)配圖法、表格調(diào)配法等，由于表格調(diào)配法不需單獨繪圖，直接在土石方表上調(diào)配，具有方法簡單，調(diào)配清晰的優(yōu)點，是目前生產(chǎn)上廣泛采用的方法。表格調(diào)配法又可有逐樁調(diào)運和分段調(diào)運兩種方式。一般采用分段調(diào)用，表格調(diào)配法的方法步驟如下：（1）準備工作調(diào)配前先要對土石方計算驚醒復核，確認無誤后方可進行。調(diào)配前應將可能影響調(diào)配的橋涵位置、陡坡、深溝、借土位置、棄土位置等條件表于表旁，借調(diào)配時考慮。（2）橫向調(diào)運即計算本樁利用、填缺、挖余，以石代土時填入土方欄，并用符號區(qū)分。（3）縱向調(diào)運確定經(jīng)濟運距：

41、根據(jù)填缺、挖余情況結合調(diào)運條件擬定調(diào)配方案，確定調(diào)運方向和調(diào)運起訖點，并用箭頭表示。計算調(diào)運數(shù)量和運距：調(diào)配的運距是指計價運距，就是調(diào)運挖方中心到填方中心的距離見區(qū)免費運距（4）計算借方數(shù)量、廢方數(shù)量和總運量 借方數(shù)量=填缺縱向調(diào)入本樁的數(shù)量 廢方數(shù)量=挖余縱向調(diào)出本樁的數(shù)量 總運量=縱向調(diào)運量+廢方調(diào)運量+借方調(diào)運量（5）復核 橫向調(diào)運復核 填方=本樁利用+填缺 挖方=本樁利用+挖余 縱向調(diào)運復核 填缺=縱向調(diào)運方+借方 挖余+縱向調(diào)運方+廢方 總調(diào)運量復核 挖方+借方=填方+借方 以上復核一般是按逐頁小計進行的，最后應按每公里合計復核。 （6）計算計價土石方 計價土石方=挖方數(shù)量+借方數(shù)量

42、5.5 路基施工橫斷面（見圖紙：路基橫斷面圖）5.6 平縱橫綜合設計5.6.1 平縱線形的協(xié)調(diào) 為了保證汽車行使的安全與舒適，應把道路平、縱、橫三面結合作為主體線形來分析研究，平面與縱面線形的協(xié)調(diào)組合將能在視覺上自然地誘導司機的視線，并保持視覺的連續(xù)性，平原地區(qū)地勢平坦，縱斷面以平坡為主，上、下坡多集中中在大、中橋頭，由于有通航要求，橋面標高相對兩側路面標高要求高出許多，因此在橋頭，橋面通常設置豎曲線，豎曲線半徑要適當，既要符合高速公路技術指標要求，又不宜使豎曲線長度太長而使橋頭填土過高而增加造價，而平曲線在選線時一般要考慮大橋橋位與河流正交，以減少構造物的工程量及設計施工難度，節(jié)約經(jīng)費，減少

43、造價。 （1）長直線上設置豎曲線，平原區(qū)平面上設置長直線較為常見縱斷面設計無論如何避免不了在直線段設置豎曲線，資料顯示小坡差多處變坡視覺稍有感知。但直線段坡差較大豎曲線給駕駛員的不良刺激較強烈，要滿足0.3%的排水縱坡，設計時采用較大的豎曲線半徑方法，以獲得較好的視覺和行車效果。 （2）平縱線形配合受到各種因素的制約和影響，同時要避免一些不良的組合，如長直線上不能設計小半徑的凹曲線，直線段內(nèi)不能插入短的豎曲線等，運用透視圖進行檢驗是很好的方法，設計時對有疑問的路段進行透視圖的檢驗，效果較好。5.6.2 線形與環(huán)境的協(xié)調(diào)（1）定線時盡量避開村鎮(zhèn)等居民區(qū)，減少噪音對居民生活帶來的影響，同時采用柔性

44、，瀝青混凝土路面以減少噪音。（2）路基用土由地方政府同意安排，利用開挖魚塘或溝渠，避免亂開挖，同時又利于農(nóng)田、水利建設。（3）注意綠化，對路基邊坡及中央分隔帶加強綠化和防護，在護坡道上互通立交用地范圍內(nèi)的空地上均考慮綠化。（4）對位置適當?shù)臉蛄涸谂_前坡腳（常水位以下）設置平臺，以利非機動車輛和行人通過。（5）對位于公路兩側的建筑物建議注意其風格，以求和道路想?yún)f(xié)調(diào)，增加美感。（6）縱斷面線性與景觀、城鎮(zhèn)規(guī)劃的結合（7）利用老路時的平、縱、橫綜合設計（8）遠近期結合的平、縱、橫綜合設計6 路基和路面結構設計6.1 路基設計6.1.1 路基橫斷面布置由橫斷面設計（查公路工程技術標準（jtgb0120

45、03）部分可知，路基寬度可設計為26m，中間帶寬度為3.5m，其中中央分隔帶寬度為2m，路緣帶寬度為0.752=1.5m，硬路肩厚度為32=6m，土路肩寬度為0.752=1.5m。路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。本路段全線采用全封閉、全立交式雙向四車道高速公路標準，路基全寬26米，設計行車速度120公里/小時。6.1.2 路基邊坡由橫斷面設計可知（查公路路基設計規(guī)范（jtg d30-2004）本公路路基邊坡由于路基填土高度均小于6m，且采用1:1.5的坡度，護坡道為1.0m，且由于該段公路非高填土，故不需要進行邊坡穩(wěn)定性驗算。6.1.3 路基壓實標準路基壓實采用重型壓實標準，壓實度應符合公路

46、工程技術標準（jtgb012003）表6-1的要求:表6-1路基壓實度填挖類別路床頂面以下深度 （m）路基壓實度（高速公路、一級公路）零填即挖方00.3000.8096填方00.800.801.50.50969493路基基底為耕地或土質松散時，應在填前進行壓實，路基設計時，可考慮了清理場地后進行填筑壓實，厚度按0.2m計列壓實下沉所填增加的土方量。6.1.4 公路用地寬度根據(jù)路基不止形式，填土高度及邊坡形式計算路基用地范圍，公路路線設計規(guī)范（jtg d20-2006）要求的公路用地寬度界限為公路路堤兩側排水溝外邊緣以外不小于1m范圍內(nèi)的土地；在有條件的地段，高速公路、一級公路不小于3m，此處設

47、置為1m。6.1.5 路基填料沿線筑路用土采用備土形式，取土以利用低產(chǎn)田和被公路分割的邊角地以及開挖河道、魚塘等解決，在填土較高、沉降較大的地段可以利用工業(yè)廢渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜選用級配較好的粗粒土作為填料。礫（角礫）類土，砂類土應優(yōu)先選作路床填料，土質較差的細粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基時，應分層填筑，每一水平層均采用同類填料。細粒土做填料，當土的含水量超過最佳含水量兩個百分點以上時，應采取晾曬或摻入石灰、固化材料等技術措施進行處理。橋涵臺背和擋土墻墻背填料，應優(yōu)先選用內(nèi)摩檫角值較大的礫（角礫）類土，砂類土填筑。高速公路、一級公路路基填料最小強度和填料最大粒徑應符合

48、表6-2的規(guī)定，砂類土填筑。表6-2路基填料最小強度和最大粒徑要求項目分類路面底面以下深度（m）填料最小度（cbr）（%）填料最大粒徑（m）高速公路填方路基上路床030810下路床3080510上路堤 80150415下路堤 150以下315零填及路塹路床030810注：當路床填料cbr值達到表列要求時，可采取摻石灰或其它穩(wěn)定材料處理 粗粒土（填石）填料的最大粒徑，不應超過壓實層厚度的2/36.1.6 路基處理 (1) 一般路基處理原則：路基底部30cm采用5%石灰土處理，路床頂面以下0-80cm采用7%石灰土處理；路基高度2.0m路段，清除耕植后，將原地面挖至25cm深壓實后才可填筑，路床頂面以下均采用摻7%石灰土處理；路基高度2.0m的路段，路床頂面以下0-60cm采用7%石灰土處理層,立即底部設3%土拱,土拱設30cm5%石灰土處理層,對于路基中部填土的摻灰,又施工建立根據(jù)具體情況,在保證路基壓實度的前提下,決定處理的土層及摻灰量。 (2) 路床處理（公路路基設計規(guī)范（jtg d30-2004）路床土質應均勻、密實、強度高，上路床壓實度達不到要求時，必須采取晾曬，摻石灰等技術措施。路床頂面橫坡應與路拱坡度一致。挖方地段的路床為巖石或土基良好時