市新建二級公路畢業(yè)設(shè)計計算書

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 2011 屆土木工程（道路橋梁方向）專業(yè) 0909951班級題 目 中部某市新建二級公路 姓 名 劉 陽 學(xué)號 090995116 指導(dǎo)教師 潘春風(fēng) 職稱 講 師 二一 一 年 五 月 十六 日the graduation design for bachelors degreethe secondary highway design in central regions candidate： liu yang specialty：civil engineeringstudent no.:090995116supervisor：pan chunfen

2、g 內(nèi) 容 摘 要本設(shè)計路段位于中部山嶺區(qū)，根據(jù)該路段的地質(zhì)、地形、地物、水文等自然條件，經(jīng)過實地踏勘，依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。本設(shè)計內(nèi)容包括平面線形設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、路基路面設(shè)計和擋土墻設(shè)計，通過應(yīng)用autocad，按老師指導(dǎo)和要求完成整條路線的初步設(shè)計。平面線設(shè)計包括紙上選線、定線，圓曲線、緩和曲線參數(shù)設(shè)定等；縱斷面設(shè)計包括拉坡、豎曲線設(shè)計等；橫斷面設(shè)計中為確保道路的使用年限，在路段上還做了邊坡防護和排水設(shè)計；路面設(shè)計采用瀝青混凝土路面。整個設(shè)計計算了路線的平、縱、橫要素,設(shè)計了路基、路面、擋土墻等內(nèi)容,由此圓滿完成了中部某市新建二級公路初步設(shè)計。關(guān) 鍵 詞二級公路；線形設(shè)計

3、；縱斷面設(shè)計；橫斷面設(shè)計abstractthe secondary highway design is based on geology section, topography, terrain, hydrology, other natural conditions and relevant technical standards for design. this secondary highway design includes several parts: horizontal alignment design, longitudinal design, cross-sectional

4、design, pavement design and retaining wall design. through the application of autocad and the tutors guidance, i accomplish the preliminary design of the highway. alignment design is consist of plane alignment design, circular curves, transition curve parameter settings, etc. profile design includes

5、 pull-slope, vertical curve design. to ensure the service life of the highway, i increase slope protection and drainage design in the section of cross-sectional design. in the last part, i adopt asphalt concrete as the material of the pavement. keywordsalignment design；longitudinal design；cross-sect

6、ional design；asphalt concrete pavement 目 錄第一章 設(shè)計總說明書81.1.畢業(yè)設(shè)計的目的81.2.設(shè)計任務(wù)81.2.1路線設(shè)計81.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計81.3.道路基本概況91.3.1道路所在地區(qū)氣象資料91.3.2沿線的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況91.3.3沿線的植被及土壤分布情況91.3.4道路建筑材料及分布情況91.3.5交通量資料91.4道路等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)101.5道路采用的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)111.5.1道路平面設(shè)計111.5.2道路縱斷面設(shè)計111.5.3道路橫斷面設(shè)計121.5.4路面結(jié)構(gòu)設(shè)計121.6. 設(shè)計依據(jù)12第二章 道路選線和定線142.1道路

7、選線142.1.1道路選線的一般原則142.1.2道路選線的步驟142.2道路定線152.2.1了解資料152.2.2定線原則152.2.3定線步驟152.3路線方案比選16第三章 道路平面設(shè)計183.1.平面設(shè)計原則183.2確定各平曲線半徑及緩和曲線長度183.3平曲線設(shè)計原則203.4坐標(biāo)計算203.4.1路線轉(zhuǎn)角的計算203.4.2平面線性要素組合及主點樁號的計算203.4.2.1基本型曲線計算203.4.2.2s形曲線計算223.4.2.3.直線上中樁坐標(biāo)的計算243.4.2.4.單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)的計算243.5編制直線及轉(zhuǎn)角表263.6平面圖標(biāo)注263.7繪圖26第四章 道路縱斷面

8、設(shè)計274.1縱坡設(shè)計274.1.1縱坡設(shè)計的一般要求274.1.2縱坡設(shè)計的方法和步驟284.1.3縱坡設(shè)計注意問題294.1.4最大縱坡304.1.5最小縱坡304.1.6. 坡長限制304.1.7.緩和坡段314.1.8.平均縱坡314.1.9.合成縱坡314.2.豎曲線設(shè)計314.2.1.計算豎曲線要素324.2.2.豎曲線最小半徑334.2.3. 豎曲線設(shè)計要求344.2.4.豎曲線計算算例344.2.4.1.第一段凹形豎曲線：k0+000k0+530344.2.4.2.第二段凸形豎曲線：k0+530k1+080364.2.4.3.第三段凹形豎曲線：k1+080k1+500374.2

9、.4.4.第四段凸形豎曲線：k1+500k1+706.698394.3.道路縱斷面圖的繪制40第五章 道路橫斷面設(shè)計415.1.道路橫斷面設(shè)計原則415.2.道路橫斷面設(shè)計方法和步驟415.3.道路橫斷面組成和類型415.3.1.道路橫斷面組成415.3.2.道路橫斷面類型425.4.道路行車道、路肩、路拱設(shè)計425.4.1.道路行車道寬度的確定425.4.2.路肩425.4.3路拱橫坡度425.5.平曲線超高設(shè)計435.5.1.超高值計算435.5.2.超高過渡方式435.5.3.橫斷面超高值計算445.5.4超高設(shè)計圖的繪制465.6.平曲線加寬設(shè)計465.6.1.加寬值計算465.6.2

10、.加寬過渡475.7.道路橫斷面設(shè)計圖的繪制475.8.路基設(shè)計表475.9.路基土石方數(shù)量計算與調(diào)配485.9.1.土石方數(shù)量計算485.9.2.路基土石方調(diào)配485.9.2.1.土石方調(diào)配原則485.9.2.2.土石方調(diào)配方法485.9.3.土石方數(shù)量表編制49第六章 道路路基設(shè)計506.1.路基設(shè)計506.1.1.路基斷面形式506.1.2.路基寬度516.1.3.路基高度526.1.4.路基邊坡坡度526.1.5.路基填料的選擇及壓實標(biāo)準(zhǔn)526.1.6.路基附屬設(shè)施536.2.路基排水結(jié)構(gòu)設(shè)計546.2.1.排水設(shè)計原則546.2.2.邊溝排水546.3.路基加固與坡面防護556.3.

11、1.路基加固556.3.2.坡面防護55第七章 道路路面設(shè)計567.1.瀝青路面設(shè)計567.2.瀝青路面設(shè)計步驟577.3.瀝青路面計算577.3.1.軸載分析587.3.1.1. 標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算587.3.1.2. 軸載分析計算597.3.2. 路面結(jié)構(gòu)的確定及路面材料的選取607.3.2.1. 路面結(jié)構(gòu)的確定607.3.2.2. 路面材料的選取607.3.2. 土基回彈模量的確定607.3.3. 設(shè)計指標(biāo)的確定617.3.3.1.路面彎沉值617.3.3.2.結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力627.3.3.3.結(jié)構(gòu)層設(shè)計彎沉值和各層材料的容許拉應(yīng)力的計算637.3.4.確定路面結(jié)構(gòu)層各層的厚度6

12、47.3.5.公路新建路面設(shè)計成果文件匯總657.3.5.1.軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算657.3.5.2.新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算667.3.5.3.交工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算68第八章 環(huán)保設(shè)計698.1 環(huán)保設(shè)計規(guī)范69第九章 擋土墻設(shè)計709.1.擋土墻的分類及用途709.2.重力式擋土墻的構(gòu)造與布置719.2.1.墻身719.2.2.基礎(chǔ)739.2.3.排水設(shè)施739.2.4.沉降縫和仲縮縫749.2.5.擋土墻的布置749.4.本設(shè)計路段擋土墻設(shè)計算例759.4.2.計算公式769.4.3.計算與驗算76參考文獻81結(jié) 論82致 謝83 中部某市新建二級公路0909951

13、16 劉陽 指導(dǎo)老師 潘春風(fēng) 講師第一章 設(shè)計總說明書1.1.畢業(yè)設(shè)計的目的畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生綜合運用在校期間所學(xué)的理論，完成符合生產(chǎn)實際要求的公路工程設(shè)計任務(wù)，是提高學(xué)生的綜合運用能力、促進學(xué)生由知識向能力轉(zhuǎn)化的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生所學(xué)知識與技術(shù)的全面檢驗。在教師指導(dǎo)下，獨立、系統(tǒng)、全面地完成公路設(shè)計，使學(xué)生掌握公路線形設(shè)計、工程實體設(shè)計以及設(shè)計文件編制的全過程。通過畢業(yè)設(shè)計，既有助于提高學(xué)生綜合運用知識的能力，同時也有助于以后在工作崗位能很快的適應(yīng)工作環(huán)境。1.2.設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計任務(wù)主要包括：依據(jù)地形圖完成給定的初步設(shè)計。1.2.1路線設(shè)計路線設(shè)計主要解決公路路線空間位置問題，其內(nèi)

14、容包括：1) 路線平面設(shè)計：包括中線的平面設(shè)計以及路線平面圖的繪制等。2) 路線縱斷面設(shè)計：包括縱斷面拉坡，平縱線形綜合處理，豎曲線設(shè)計以及中樁的填挖高度計算和縱斷面圖的繪制等。3）路線橫斷面設(shè)計：包括一般與特殊橫斷面設(shè)計，彎道超高、加寬。1.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計主要解決公路各種人工構(gòu)造物的具體布設(shè)位置，結(jié)構(gòu)類型設(shè)計和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計等，其內(nèi)容包括：1) 路基設(shè)計：選擇路基斷面形式，確定路基寬度；選擇路堤填料與壓實標(biāo)準(zhǔn)；確定邊坡形狀與坡度；路基排水結(jié)構(gòu)設(shè)計；坡面防護與加固設(shè)計。2) 路面設(shè)計，路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(面層、基層、墊層等設(shè)計)，路肩加固設(shè)計等。1.3.道路基本概況1.3.1道路所在地區(qū)

15、氣象資料本設(shè)計路段位于山西晉城地區(qū)，屬于暖溫帶季風(fēng)氣候，四季較分明，春季干旱多風(fēng)，夏季受東南亞季風(fēng)氣候影響，炎熱多雨，秋季溫和涼爽，陰雨較多，冬季受西伯利亞高壓氣流控制，氣候寒冷，雨雪稀少，平均氣溫11.7度，極端最高氣溫40.2度，最低氣溫-19.7度，多年平均風(fēng)速2.2米/秒。1.3.2沿線的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況本設(shè)計路段位于山嶺重丘區(qū)，沿線山體穩(wěn)定，無不良地質(zhì)狀況，山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5米以下。1.3.3沿線的植被及土壤分布情況沿線樹木較多，沿線多粘質(zhì)土，山坡上1米以下是碎石土。1.3.4道路建筑材料及分布情況公路沿線附近可采用的建筑材料：水泥、瀝青、碎石、砂礫、石灰及粉

16、煤灰等。1.3.5交通量資料1）近期交通量表1.1 近期主要車型交通量車 型數(shù) 量（次/日）三菱fr415270五十鈴npr595g145江淮hf140a120江淮hf150170東風(fēng)km340320東風(fēng)sp9135b150五十鈴exr181l120轎 車1802）交通增長率： 10% 1.4道路等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)車型以小客車為折算標(biāo)準(zhǔn)。各種汽車的折算系數(shù)系數(shù)見表2。由表1和表2可知近期主要車型三菱fr415、五十鈴npr595g、江淮hf140a、江淮hf150、東風(fēng)km340、東風(fēng)sp9135b、五十鈴exr181l、轎車的折算系數(shù)分別為1.5、1.5、1.5、2

17、.0、1.5、3.0、3.0、1.0。確定公路等級： 式中：設(shè)計交通量（輛/日）；起始年平均日交通量（輛/日）；設(shè)計交通量年平均增長率（%）；設(shè)計交通量預(yù)測年限。表1.2 各級公路車輛折算系數(shù)代表車型車輛折算系數(shù)說 明小 客 車1.019座的客車和載質(zhì)量2t的貨車中型車1.519座的客車和載質(zhì)量2t的貨車大型車2.0載質(zhì)量7t 14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量14t的貨車交通量年平均增長率為10.0%，一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的年平均日交通量，=小客車+1.5中型車+2大型車 =180+(270+145+120+320)1.5+1702+(150+120)3=2612.5， =2612.5

18、(1+10.0%)=9920.9，交通量在500015000之間，所以根據(jù)以上所得數(shù)據(jù)，所選路段為二級公路。表1.3 二級公路主要技術(shù)指標(biāo)選取表計算行車速度(km/h)路基寬度(m)極限最小半徑(m)一般最小半徑(m)停車視距(m)最 大 縱 坡(%)6010125200756.00凸形豎曲線一般最小半徑(m)凹形豎曲線一般最小半徑(m)最小豎曲線長度(m)汽車軸載橋 涵 設(shè)計 荷 載20001500100bzz-100公路級1.5道路采用的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)1.5.1道路平面設(shè)計道路為山嶺重丘區(qū)二級公路，設(shè)計車速為60km/h，道路全長1706.698m，起點樁號為k000+0.000，高程850

19、.81m，終點樁號為k1706.698，高程831.01m。本次設(shè)計的平面線形中全線共設(shè)交點4個，最小圓曲線半徑為200m，最大圓曲線半徑為365m，路線增長系數(shù)1.075，平均交點個數(shù)2.344個/km，平曲線占線路總長67.6%，總長1154.711m，直線最大長度361.370m。詳見道路平面設(shè)計。1.5.2道路縱斷面設(shè)計在本設(shè)計項目中最大縱坡4.103，變坡點共3個，豎曲線的最小半徑是3000m，豎曲線占路線總長21.6%，平均每公里縱坡變坡次數(shù)1.758，最短坡長206.698m。詳見道路縱斷面設(shè)計。1.5.3道路橫斷面設(shè)計此公路為山嶺重丘區(qū)二級公路，計算行車速度為60km/h，路基

20、寬度為10m，其中行車道寬7.0m，兩邊土路肩各0.5m。路拱坡度為2，詳見道路橫斷面設(shè)計。1.5.4路面結(jié)構(gòu)設(shè)計（如表1.4所示）表1.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計表結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（mm）中粒式瀝青混凝土40 mm粗粒式瀝青混凝土60 mm水泥穩(wěn)定碎石200 mm石灰粉煤灰土150 mm級配碎石350 mm1.6. 設(shè)計依據(jù)1）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtgb01-2003）,人民交通出版社；2）公路路線設(shè)計規(guī)范（jtgd20-2006）,人民交通出版社；3）公路路基設(shè)計規(guī)范（jtgd30-2004）,人民交通出版社 ；4）公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范（jtj012-2002）,人民交通出版社；5）公路瀝青

21、路面設(shè)計規(guī)范（jtjo14-2006）,人民交通出版社 ；6）公路路基施工技術(shù)規(guī)范（jtj033-2006）,人民交通出版社；7）公路排水設(shè)計規(guī)范（jtj018-97）,人民交通出版社； 8）路基路面工程（鄧學(xué)均 2002），人民交通出版社；9）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （jtg d63-2007）；10）路面設(shè)計手冊 （北京2005），人民交通出版社；11）公路工程基本建設(shè)項目文件編制辦法（交公路發(fā)【2007】358號），人民交通出版社。第二章 道路選線和定線2.1道路選線2.1.1道路選線的一般原則路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣影響道路功能的發(fā)揮和在路網(wǎng)中的作用。選線要綜合考慮多種因素，妥善

22、處理好各方面的關(guān)系，其基本原則如下：1）在路線設(shè)計的各個階段，應(yīng)運用各種先進手段對路線方案做深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。2） 路線設(shè)計應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，使工程數(shù)量小、造價低、營運費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。公路路線設(shè)計是一項立體線形設(shè)計，應(yīng)注意立體線形設(shè)計中平、縱、橫面的舒順、合理的配合。在工程量增加不大時，平、縱線形應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不應(yīng)輕易采用最小值或極限值，也不應(yīng)不顧工程量的大幅增加，而片面追求高指標(biāo)。3） 選線應(yīng)同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或經(jīng)濟林園等。4）通過名勝、風(fēng)景、古跡

23、地區(qū)的公路，應(yīng)與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，并適當(dāng)照顧美觀，重視保護原有自然狀態(tài)和重要歷史文物遺址。5）應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測，查清其對公路工程的影響。對于不良地質(zhì)地段和特殊地區(qū)，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼等地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū)，一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞避；必須穿過時，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。6）選線應(yīng)重視環(huán)境保護，注意因修建道路及汽車運行所產(chǎn)生的影響和污染等。7）對高速公路和一級公路，因其路幅寬，可根據(jù)通過地區(qū)的地形、地物、自然環(huán)境等條件，利用其上下行車道分離的特點，本著因地制宜的原則，合理采用上下行車道分離的形式設(shè)線。2.1.2道路選線的步驟

24、1）路線方案選擇 路線方案選擇主要是解決起、終點間路線基本走向問題。此項工作通常是先在小比例尺（1：2.51：10萬）地形圖上從較大面積范圍內(nèi)找出各種可能的方案，收集各可能方案的有關(guān)資料，進行初步評選，確定數(shù)條有進一步比較價值的方案。然后進行現(xiàn)場勘察，通過多方案的比選得出一個最佳方案來。2）路線帶選擇 在路線基本方向選定的基礎(chǔ)上，按地形、地質(zhì)、水文等自然條件選定出一些細部控制點，連接這些控制點，即構(gòu)成路線帶，也稱路線布局。這些細部控制點的取舍，自然仍是通過比選的辦法來確定的。路線布局一般應(yīng)該在1：10001：5000比例尺的地形圖上進行。只有在地形簡單，方案明確的路段，才可以現(xiàn)場直接選定。3）

25、具體定線經(jīng)過上述兩步的工作，路線雛形已經(jīng)明顯勾畫出來，定線就是根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和路線方案，結(jié)合有關(guān)條件在有利的定線帶內(nèi)進行平、縱、橫綜合設(shè)計，具體定出道路中線的工作。2.2道路定線2.2.1了解資料首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。2.2.2定線原則根據(jù)給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進行比較確定），然后進行紙上定線。1）在1:10000的小比例尺地形圖上在起，終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據(jù)相鄰控制點間的地形、地貌

26、、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。2）對于山嶺重丘地形，定線時應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。2.2.3定線步驟1）試坡定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據(jù)等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一般選5%-5.5%）按計算得等高線間平均長度a(a=等高距/平均縱坡)進行試坡（用分規(guī)卡等高線），將各點連成折線，即均坡線。2）定導(dǎo)向線分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質(zhì)的避讓情況。如有不合理之處，應(yīng)選擇出須避讓的中間控制點，

27、調(diào)整平均縱坡，重新試坡。經(jīng)過調(diào)整后得出的折線，稱為導(dǎo)向線。3）平面試線穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計的要求，穿線交點，初定路線導(dǎo)線（初定出交點）。敷設(shè)曲線：按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平縱橫配合，滿足線形設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。4）修正導(dǎo)向線縱斷面控制是在平面試線的基礎(chǔ)上點繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標(biāo)高），進行初步縱坡設(shè)計，并根據(jù)縱坡設(shè)計情況修正平面線形。橫斷面較核是根據(jù)初步縱坡設(shè)計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面

28、橫坡陡或工程地質(zhì)不良地段等），根據(jù)路基橫斷面的情況修平面線形。 5）定線 經(jīng)過幾次修正后，最終確定出滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，平縱線型都比較合適的路線導(dǎo)線，最終定出交點位置（一般由交點坐標(biāo)控制）。2.3路線方案比選通過對方案甲和方案乙的對比，可以看出，方案甲較方案乙的綜合評價高，不僅符合道路通行的一般原則，路線較短，能夠照顧到周圍的村莊，對村莊和地方經(jīng)濟發(fā)展起到促進作用。而方案乙填挖土石方面積較大，未來改擴建難以提高。最后推薦路線較短、線形標(biāo)準(zhǔn)較高、用地最省、工程造價較低的方案甲。各方案的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)匯總見表2.1。表2.1 各方案主要指標(biāo)比較表指 標(biāo)單位方案甲方案乙通過縣（市）個21路線長度km1.

29、7062.143地形平原、微丘km0.3560.587山嶺、重丘km1.3501.556工程數(shù)量土石方10m21.330.5路面km7.086.94涵洞道23總造價萬元12561761比較結(jié)果推薦第三章 道路平面設(shè)計3.1.平面設(shè)計原則道路一般由線性、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施等組成。路線位置的選定需要設(shè)計者進行充分的調(diào)查和現(xiàn)場踏勘，利用現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范，根據(jù)路線幾何線形設(shè)計要求，確定路線平面線形各要素之間的配合；平面線形應(yīng)與地形、地物相適應(yīng)，保持線性的連續(xù)性和均衡性。1）平面線性應(yīng)直捷、流暢，與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；2）保持平面線性的均衡與連接；3）注意與縱

30、斷面設(shè)計相協(xié)調(diào)；4）圓曲線應(yīng)有足夠的長度。3.2確定各平曲線半徑及緩和曲線長度我國公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtgb01-2003）中規(guī)定：當(dāng)圓曲線半徑小于等于250m時應(yīng)設(shè)置加寬；當(dāng)圓曲線半徑大于等于1500m時可以不設(shè)置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計算由行車速度、半徑大小、結(jié)合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級公路最大超高不應(yīng)大于8%，在積雪冰凍地區(qū)不宜大于6%。當(dāng)超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應(yīng)當(dāng)設(shè)等于路拱坡度的超高值。極限最小半徑：（規(guī)范值125m）一般最小半徑：（規(guī)范值200m）不設(shè)超高最小半徑：（規(guī)范值1500m）平曲線極限最小長度按6s行程設(shè)計計算：（規(guī)范值100m）平曲線

31、一般最小長度按3倍極限長度計算：（規(guī)范值300m）緩和曲線最小長度按3秒計算極限長度：（規(guī)范值50m）公路路線設(shè)計規(guī)范（jtg d20-2006）規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度大于等于60km/h時，同向曲線間的直線最小長度以不小于設(shè)計速度的6倍為宜；當(dāng)設(shè)計速度大于等于60km/h時，反向圓曲線間直線最小長度以不小于設(shè)計速度的2倍為宜。表3.1 圓曲線規(guī)范規(guī)定匯總表序號名 稱取 值說 明1平曲線一般最小半徑200m在一般情況下應(yīng)盡量使用大于一般最小半徑的曲線半徑（規(guī)范規(guī)定，原曲線半徑不宜超過10000m），只有在地形條件限制時采用。2平曲線極限半徑125m只有當(dāng)?shù)匦螚l件特殊困難或受其它條件嚴(yán)格限制時方可采用

32、。3不設(shè)超高最小半徑1500m路拱=2%4平曲線一般最小長度300m9s行程計5平曲線極限最小長度100m6s行程計6同向曲線間最小直線長度6v360m按照實際工程經(jīng)驗在山區(qū)工程可以在一般困難地區(qū)保證4v=240m，在工程十分艱巨困難處可以采用3v=180m。但在采用低值時應(yīng)避免在直線上設(shè)置凹形豎曲線7反向曲線間最小直線長度為2v120m按照實際工程經(jīng)驗山區(qū)公路此指標(biāo)比較容易滿足。8緩和曲線最小長度50m3秒行程。9最大超高8%越嶺段縱坡較大將最大超高值由8%減小至6%可以減小合成坡度，保證車輛在雨天，冰雪天氣的行車安全。10超高漸變率1/125邊線，線性超高11圓曲線加寬第三類線性加寬12會

33、車視距150m兩倍停車視距3.3平曲線設(shè)計原則1）在條件允許的情況下盡量使用大的曲線半徑（r10000m）。2） 一般情況下使用極限半徑的48倍或超高為24%的圓曲線半徑值，即3901500m為宜。3）從現(xiàn)行設(shè)計要求方面考慮，曲線長度按最小值58倍。4）地形受限時曲線半徑應(yīng)該盡量大于一般最小半徑。5）從視覺連續(xù)性角度，緩和曲線長度與圓曲線半徑間應(yīng)有如下關(guān)系。6）為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)宜將回旋線與原曲線長度比例定位1：1：1，當(dāng)曲線半徑較大，圓曲線較長時 也可以為1 ：2：1。7）盡量保證全線指標(biāo)均衡。3.4坐標(biāo)計算3.4.1路線轉(zhuǎn)角的計算設(shè)起點坐標(biāo)，第個交點坐標(biāo)為；從地形圖上可量出:起點,試算轉(zhuǎn)角：

34、坐標(biāo)增量： 交點間距：， 象限角：， 計算方位角a： 轉(zhuǎn)角：，右轉(zhuǎn)3.4.2平面線性要素組合及主點樁號的計算3.4.2.1基本型曲線計算平曲線按直線回旋線圓曲線回旋線直線的順序組合，從線形的協(xié)調(diào)性上考慮，宜將回旋線圓曲線回旋線的長度比設(shè)計成1:1:11:2:1，并注意滿足設(shè)置基本型曲線的幾何條件：，其中為路線轉(zhuǎn)角，為回旋線角。例如計算交點1）曲線幾何要素計算如下：內(nèi)移值：切線增長值：切線長：平曲線長：外距：切曲差：2）主點里程樁號計算zh點：zh=jd-t =k0+210.827-138.404=k0+072.434hy點：hy=zh+l=k0+072.434+ 60= k0+132.434y

35、h點：yh =hy+l-2l=k0132.434+258.071-120=k0+270.505hz點：hz=yh+l=k0+270.505+60=k0+330.505qz點：qz=hz-l/2=k0+330.505-129.036=k0+201.469jd點：jd=qz +d/2=k0+201.469+ 9.358= k0+210.827 式中：zh第一緩和曲線起點（直緩點）hy第一緩和曲線終點（緩圓點）yh第二緩和曲線終點（圓緩點）hz第二緩和曲線起點（緩直點） 因此，校正后的交點與原來的交點樁號相符。3.4.2.2s形曲線計算兩個反向圓曲線用反向回旋線連接的組合形式稱為s形曲線。從行駛力學(xué)

36、與線形協(xié)調(diào)、超高過渡考慮，s形曲線相鄰兩回旋線參數(shù)a和a宜相等；當(dāng)采用不等參數(shù)時，a和a之比應(yīng)小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。s形曲線的兩個反向回旋線以徑相連接為宜。當(dāng)受地形或其他條件限制不得已插入短直線或兩回旋線相重合時，其短直線或重合段的長度l應(yīng)符合下式規(guī)定：l（a+a）/40。兩圓曲線半徑之比不宜過大，以r/r=11/3為宜（r、r分別為大、小圓半徑，a、a分別為大、小圓的回旋線參數(shù)）。 例如組成s型曲線1）曲線幾何要素計算如下：交點樁號為k0+942.257，交點轉(zhuǎn)角為左501725.3交點樁號為k1+203.657，交點轉(zhuǎn)角為右362219.9 交點間距，設(shè)計曲線4的半徑和緩和

37、曲線長擬定，則，在1到1/3之間 由式代入上式可解得回旋線參數(shù) 因此，各項驗算均滿足設(shè)計要求。2）主點里程樁號計算交點： zh=jd- t= k0+818.049hy=zh+l= k0+878.049yh=hz- l= k0+993.595hz=zh+l= k1+053.595交點：zh=jd- t= k1+053.621hy=zh+l= k1+113.621yh=hz- l= k1+285.328hz=zh+l= k1+345.3283.4.2.3.直線上中樁坐標(biāo)的計算設(shè)交點坐標(biāo)為，交點相鄰直線的方位角分別為和，則（或）點坐標(biāo)：（或）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

38、程，則前直線上任意點坐標(biāo)（）。后直線上任意點坐標(biāo)（）：3.4.2.4.單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)的計算1）不設(shè)緩和曲線的單曲線曲線起終點坐標(biāo)按3.2.4.3中zh點和hz點坐標(biāo)計算，設(shè)其坐標(biāo)分別為、，則圓曲線上坐標(biāo)為：式中：圓曲線內(nèi)任意點至zy點的曲線長； 圓曲線半徑； 轉(zhuǎn)角符號，右轉(zhuǎn)為“+”，左轉(zhuǎn)為“-”,下同。2）設(shè)緩和曲線的單曲線緩和曲線上任意點的切線橫距：式中：緩和曲線上任意點至zh或（hz）點的曲線長； 緩和曲線長。i）第一緩和曲線（zh hy）任意點坐標(biāo)ii）圓曲線內(nèi)任意點坐標(biāo)由hyyh時式中：圓曲線內(nèi)任意點至hy點的曲線長； 、hy點的坐標(biāo)。由yhhy時式中：圓曲線內(nèi)任意點至yh點的曲線長

39、。iii）第二緩和曲線（hzyh）內(nèi)任意點坐標(biāo)式中：第二緩和曲線內(nèi)任意點至hz點的曲線長。主點坐標(biāo)表如3.2所示，其他各點坐標(biāo)指詳見附表2“逐樁坐標(biāo)表”。3.5編制直線及轉(zhuǎn)角表根據(jù)所得數(shù)據(jù)填寫“直線、曲線及轉(zhuǎn)角表”，詳見附表1。3.6平面圖標(biāo)注在路線平面圖上標(biāo)注路線起終點里程、交點位置及編號、公里樁、百米樁、水準(zhǔn)點地物、人工構(gòu)造物、曲線主點樁號、曲線要素表、坐標(biāo)網(wǎng)格等。3.7繪圖根據(jù)計算結(jié)果繪制路線平面設(shè)計圖，標(biāo)出各曲線要素點，詳見路線平面設(shè)計圖。表3.2 主點坐標(biāo)表第四章 道路縱斷面設(shè)計沿著道路中線豎直剖切然后展開即為路線縱斷面。縱斷面應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文、地物，綜合考慮平面、橫斷面而設(shè)計

40、?？v斷面是道路縱斷面設(shè)計的主要成果，也是道路設(shè)計的重要技術(shù)文件之一，將道路縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來，就能準(zhǔn)確定出道路的空間位置。在縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化情況；另一條是設(shè)計線，它是經(jīng)過技術(shù)上、經(jīng)濟上以及美學(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。 因此，縱斷面線形設(shè)計主要是解決公路線形在縱斷面上的位置，形狀和尺寸問題，具體內(nèi)容包括縱坡設(shè)計和豎曲線設(shè)計兩項。4.1縱坡設(shè)計4.1.1縱坡設(shè)計的一般要求1）縱坡設(shè)計必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，一般不輕易使用極限值；2）縱坡

41、應(yīng)力求平緩，避免連續(xù)陡坡，過長陡坡和反坡；3）縱斷面線形應(yīng)連續(xù)，平順，均衡，并重視平縱面線形的組合。從行車安全，舒適和視覺良好的要求來看，要求縱斷面線形注意有以下幾點：在短距離內(nèi)應(yīng)避免線形起伏，易使縱斷面線形發(fā)生中斷，視覺不良；避免“凹陷”路段，若線形發(fā)生凹陷出現(xiàn)隱蔽路段，使駕駛員視覺不適，產(chǎn)生莫測感，影響行車速度和安全；在較大的連續(xù)上坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近頂部的縱坡宜放緩些；縱坡變化小的，宜采用較大的豎曲線半徑；縱斷面線形設(shè)計應(yīng)注意與平面線形的關(guān)系，汽車專用公路應(yīng)設(shè)計平、縱面配合良好協(xié)調(diào)的立體線形；縱坡設(shè)計應(yīng)結(jié)合沿線自然條件綜合考慮，為利于路面和邊溝排水，一般情況下最小縱坡以不

42、小于0.5%為宜，在受洪水影響的沿河路線及平原區(qū)低速路段應(yīng)保證路線的最低標(biāo)高，以免遭受洪水沖刷，而確保路基的穩(wěn)定；縱坡設(shè)計應(yīng)爭取填、挖平衡，盡量利用挖方作就近填方，以減少借方和廢方，接生土石方量，降低工程造價；縱坡設(shè)計時，還應(yīng)結(jié)合我過情況，適當(dāng)照顧當(dāng)?shù)孛耖g運輸工具，農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)田水利等方面的要求。4.1.2縱坡設(shè)計的方法和步驟1）準(zhǔn)備工作縱坡設(shè)計前，應(yīng)先根據(jù)中樁和水準(zhǔn)記錄點，繪出路線縱斷面圖的地面線繪出平面直線，曲線示意圖，寫出每個中樁的樁號和地面標(biāo)高以及土壤地質(zhì)說明資料，并熟悉和掌握全線有關(guān)勘測設(shè)計資料，領(lǐng)會設(shè)計意圖和要求。2）標(biāo)注縱斷面控制點縱面控制點主要有路線起終點，重要橋梁及特殊涵洞，

43、隧道的控制標(biāo)高，路線交叉點，地質(zhì)不良地段的最小填土和最大控梁標(biāo)高，沿溪河線的控制標(biāo)高，重要城鎮(zhèn)通過位置的標(biāo)高及受其它因素限制路線中須通過的控制點、標(biāo)高等。3）試坡試坡主要是在已標(biāo)出“控制點”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，選線意圖，考慮各經(jīng)濟點和控制點的要求以及地形變化情況，初步定出縱坡設(shè)計線的工作。試坡的要點，可歸納為“前面照顧，以點定線，反復(fù)比較，以線交點”幾句話。前后照顧就是說要前后坡段統(tǒng)盤考慮，不能只局限于某一段坡段上。以點定線就是按照縱面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足“控制點”，參考“經(jīng)濟點”，初步定出坡度線，然后用三角板推平行線的辦法，移動坡度線，反復(fù)試坡，對各種可能的坡度線方案進行比較，最后

44、確定既符合標(biāo)準(zhǔn)，又保證控制點要求，而且土石方量最省的坡度線，將其延長交出變坡點初步位置。4）調(diào)坡調(diào)坡主要根據(jù)以下兩方面進行：結(jié)合選線意圖。將試坡線與選線時所考慮的坡度進行比較，兩者應(yīng)基本相符。若有脫離實際情況或考慮不周現(xiàn)象，則應(yīng)全面分析，找出原因，權(quán)衡利弊，決定取舍；對照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。詳細檢查設(shè)計最大縱坡、坡長限制、縱坡折減以及平縱線形組合是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別要注意陡坡與圓曲線、豎曲線與圓曲線、橋頭接線、路線交叉、隧道及渡口碼頭等地方的坡度是否合理，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整修正。調(diào)整坡度線的方法有抬高、降低、延長、縮短、縱坡線和加大、減小縱坡度等。調(diào)整時應(yīng)以少脫離控制點、少變動填挖為原則，以便調(diào)整

45、后的縱坡與試定縱坡基本相符。5）根據(jù)橫斷面圖核對縱坡線核對主要在有控制意義的特殊橫斷面圖上進行。如選擇高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構(gòu)造物以及其它重要控制點的斷面等。6）確定縱坡線經(jīng)調(diào)整核對后，即可確定縱坡線。所謂定坡就是把坡度值、變坡點位置（樁號）和高程確定下來。坡度值一般是用三角板推平行線法，直接讀厘米格子得出，要求取值到千分之一。變坡點位置直接從圖上讀出，一般要調(diào)整到整10樁位上。變坡點的高程是根據(jù)路線起點的設(shè)計標(biāo)高由已定的坡度、坡長依次推算而來。4.1.3縱坡設(shè)計注意問題縱坡設(shè)計應(yīng)注意以下幾點：1） 在回頭曲線地段設(shè)計縱坡，應(yīng)先按回頭曲線的標(biāo)準(zhǔn)要求確定回頭曲線部分的縱坡，然后向兩端接

46、坡，同時注意回頭曲線地段不宜設(shè)豎曲線。2）平豎曲線重合時。要注意保持技術(shù)指標(biāo)均衡，位置組合合理適當(dāng)，盡量避免不良組合情況。3）大中橋上不宜設(shè)置豎曲線。如橋頭路線設(shè)有豎曲線，其起（終）點應(yīng)在橋頭兩端10m以外，并注意橋上線形與橋頭線形變化均勻，不宜突變。4）小橋涵上允許設(shè)計豎曲線，為保證路線縱面平順，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)急變“駝峰式縱坡”。5）注意交叉口、橋梁及引道、隧道、城鎮(zhèn)附近、陡坡急變處縱坡特殊要求。6）縱坡設(shè)計時，如受控制點約束導(dǎo)致縱面線形欺負過大，縱坡不夠理想，或則土石方工程量過大而育無法調(diào)整時，可用紙上移線的辦法修改平面線形，從而改善縱面線形。7）計算設(shè)計標(biāo)高。根據(jù)已定的縱坡和變坡點的設(shè)計

47、標(biāo)高，則可以計算出未設(shè)豎曲線以前各樁號的設(shè)計標(biāo)高。4.1.4最大縱坡最大縱坡是指根據(jù)道路等級、自然條件、行車要求等因素所限定的路線縱坡最大值。它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。本次設(shè)計路線為二級公路，設(shè)計速度為60km/h，最大縱坡取6%。4.1.5最小縱坡最小縱坡是為縱向排水需要，對橫向排水不暢的路段所規(guī)定的縱坡最小值。在長路塹以及其他橫向排水不利地段，為了防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，各級公路均應(yīng)設(shè)置不小于0.3的最小縱坡，一般情況不小于0.5。當(dāng)必須設(shè)計平坡或縱坡小于0.3的路段時，邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。4.1.6. 坡長限制1）最長坡長限制最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛時，當(dāng)車

48、速下降到最低容許速度時所行駛的距離。規(guī)定規(guī)定當(dāng)設(shè)計速度為60km/h時的最大坡長如下表所示：表4.1 最長坡長限制（m）縱坡坡度（%）3456設(shè)計速度(60km/h)12001000800600 本次設(shè)計中的最大坡長為491.342m，符合設(shè)計要求。2）最小坡長限制最小坡長是縱斷面上兩個邊坡點間最小長度。最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設(shè)豎曲線的要求來考慮的。4.1.7.緩和坡段在縱斷面設(shè)計中，當(dāng)縱坡的長度達到限制坡長時，按規(guī)定設(shè)置的較小縱坡路段稱為緩和坡段。其作用是恢復(fù)在較大縱坡上降低的速度；減少下坡制動次數(shù)，保證行車安全；確保道路通行質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和坡段的縱坡度應(yīng)不大于3，其長度

49、應(yīng)不小于該級公路相應(yīng)的最短坡長。在必須設(shè)置緩和坡段而地形又困難的地段，可將緩和坡段設(shè)置于半徑較小的平曲線上，但應(yīng)適當(dāng)增加緩和坡段的長度。此時緩和坡段的長度應(yīng)予增加，所增加的長度為該平曲線的半徑值。4.1.8.平均縱坡平均縱坡是指一定長度路段兩端點的高差與路段長度的比值，是衡量線形質(zhì)量的重要指標(biāo)，目的是為了合理運用最大縱坡、坡長及緩和坡長的規(guī)定，以保證車輛安全順利地行駛的限制性指標(biāo)。本設(shè)計路段的相對高差小于200m，可以不考慮平均縱坡。4.1.9.合成縱坡合成坡度是指由道路縱坡和橫坡的矢量和。計算公式為： 式中：i合成坡度（）；超高橫坡或路拱橫坡（）；路線設(shè)計縱坡坡度（）。本設(shè)計路段中最大合成坡

50、度為：，8.259.5，符合設(shè)計要求。為保證路面排水，各級公路最小合成縱坡不宜小于0.5；當(dāng)合成縱坡小于0.5時，應(yīng)采用綜合排水措施，以保證路面排水暢通。4.2.豎曲線設(shè)計豎曲線是指在道路縱坡的邊坡處設(shè)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，其線形可采用圓曲線或拋物線。一般采用二次拋物線作為豎曲線。由于在縱斷面上只計水平距離和垂直高度，斜線不計角度而計坡度，因此，豎曲線的切線長與曲線長是其在水平面上的投影，切線支距是豎直的高程差，相鄰兩坡度線的交角用坡度差表示。4.2.1.計算豎曲線要素取xoy坐標(biāo)系如圖4.1所示，設(shè)變坡點相鄰兩縱坡坡度分別為和，它們的代數(shù)差稱為坡差，用表示，即 ，當(dāng)為“”時，表示為凹形豎曲線，為“”時，為凸形豎曲線。豎曲線諸要素計算公式為：豎曲線長度l 豎曲線切線長t: 豎曲線上任一點豎距h 豎曲線外距e 4.2.2.豎曲線最小半徑在縱斷面設(shè)計中，豎曲線的設(shè)計時受多個要素的限制，其中有三個決定著豎曲線的半徑或最小長度。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。這種增重與減重達到某種程度時，旅客就會有不適感，同時對汽車的懸掛系統(tǒng)也不利，所以確定豎曲線半徑時，對離心加速度應(yīng)加以控制?？紤]舒適性及視覺平順等要求，采用，此限制條件下的豎曲線