公路設計說明書

1、 設計說明書 一、公路設計依據：道路勘測設計課程設計要求。設計資料及采用規(guī)范：1.交通部.公路工程技術標準(JTJB01-2003)，北京:人民交通出版社，2004年2.交通部.公路路線設計規(guī)范(JTG D202006)，北京:人民交通出版社，2006年3.交通部.公路路基設計規(guī)范(JTG D30-2004)，北京:人民交通出版社，2004年4.交通部.公路工程基本建設項目設計文件編制辦法，北京:人民交通出版社，1996年二、沿線自然地理情況：山嶺重丘區(qū)地貌特點：山丘連綿，崗拗交錯，此起彼伏，山于迂回曲折，嶺低脊寬，山坡較緩，丘谷相對高差下大，與山區(qū)不易劃出明確界線，包括了緩峻頗為懸殊的地形。

2、 其地形決定了通過丘陵重丘區(qū)區(qū)的路線特點是：局部方案多：且為了充分適應地形，路線縱斷面將會有起伏。 丘陵區(qū)地形型態(tài)復雜，布線方法應隨路線行經地帶的具體地形而采用不同的布線方式。山嶺重丘區(qū)的軟土路段多分布在一些山澗谷地、河流兩側的平緩地段以及沿海山區(qū)的濱海路堤。由分布范圍可知這些軟土大都屬于間斷性，范圍較小，設計階段不易發(fā)現，且有以下特點。（1）不均勻性，即軟弱層厚度的不均勻性。往往在較小的范圍，如20m30m內軟土厚度急劇變化；（2）和地下水的隱患同時存在，這些路段一般泉水較發(fā)育，地面有間斷性流水；（3）軟土底部往往有一傾斜面，且有時可能與路線平行，有時又可能與路線斜交，增加了處理的難度。由于

3、軟土分布在路線低洼處，公路通過時，多為高路堤或半填半挖路堤，而這些路段一般交通極不方便，大型機械很難進場，在選擇處理方案時受到限制 。三、路線方案選擇：公路選線要綜合考慮路線通過地區(qū)的地理位置、社會情況、自然條件和工程的難易，以及路線的性質、使用任務、等級和投資等因素。根據當地地形狀況與經濟發(fā)展狀況情況可知為適應丘陵區(qū)地形、地勢的特點，平面線形應以舒順的曲線為主體，避免使用過長的直線；縱斷面線形以平、緩坡型為主，允許輕微起伏。丘陵區(qū)路線一般可最大限度地做到平、縱、橫三面協(xié)調，平、縱線形舒順且配合得當，橫斷面布置合理。橫山越嶺路線要克服很大的高差。因此選越嶺線須從縱坡設計入手，路線的平面位置及長

4、短主要取決于縱坡的安排。越嶺線的布設主要應解決的問題是選擇埡口；選擇過嶺的方式；選定埡口兩側山坡的展線方案。選擇埡口要考慮越嶺方案的重要控制點，應在符合路線基本走向的較大范圍內加以選擇。選擇過嶺方式應考慮因素較多。就過嶺方式來說，主要有三種形式：淺挖低填，適用于嶺寬脊厚的埡口。深挖埡口,適用于山脊瘦削,地質情況良好的埡口。深挖程度視地形、地質、氣象等條件以及兩側展線的要求決定。埡口越瘦，越宜深挖。但地質條件差時，應以不危及路基穩(wěn)定為度。隧道穿越，當挖深較大，采用隧道比明塹經濟，特別是埡口瘦薄，用不長的隧道穿越能大大降低路線爬升高度，縮短展線長度，提高線形標準，減少運營費用，技術經濟指標都比較優(yōu)

5、越時，應該采用公路隧道穿越方案。選定埡口兩側山坡展線方案是為了克服越嶺的高差。所謂展線，就是利用有利地形，人為地展長路線，使路線在允許的坡度范圍內逐漸從山腳上升到山頂。越嶺展線的方式主要有三種：自然展線。以適當的坡度，順著自然地形，繞山嘴、側溝來展長路線，克服高差。優(yōu)點是路線走向和基本方向一致，行程和升降統(tǒng)一，路線最短,線形簡單,一般技術指標也較高。如無地形或地質障礙，布線應盡可能選用這種方式?；仡^展線。利用有利地形設置回頭曲線，使路線在山坡上來回盤繞的展線形式（圖2）。 其關鍵是選擇回頭曲線的位置，一般多利用直徑較大，橫坡較緩的峁形山包或寬坦山脊，或利用地質、水文地質良好的平緩山坡和地形開闊

6、的山溝或山坳?；仡^展線設在同一坡面上，對行車、施工、養(yǎng)護都不利，甚至破壞山坡的穩(wěn)定。應盡量把路線拉開，分散回頭曲線，減少回頭次數。螺旋展線。地形特殊地段,路線回轉360°形成環(huán)狀的展線形式。 可使上、下線以隧道或跨線橋的形式穿過。螺旋展線在某些地形條件下可代替一對回頭線。它比回頭展線有較好的線形，但須建隧道或跨線橋，造價較高。因此，在選定螺旋展線方案時，應根據路線標準、地形條件和回頭展線方案進行技術經濟比較，以決定取舍。山脊線 大體上沿分水嶺布設的路線。方向順直,嶺寬脊厚，橫坡平緩，縱向起伏不大的分水嶺是布設山脊線的理想地形。高山地區(qū)的分水嶺常常是山峰、埡口相間排列，起伏較大。這種地

7、形的山脊線受低埡口的控制，路線須沿分水嶺側坡在埡口之間穿行。平面線形隨山勢彎曲，縱斷面多有起伏。山脊線在一般情況下地質和水文情況良好，路基工程量小，橋涵構造物少。但高山地區(qū)山脊線的線位較高，遠離居民點；海拔高時空氣稀薄，有云霧、積雪、結冰等現象,對行車不利。山脊布線,基本上是沿分水嶺走行，路線走向明確，選線主要是選好控制埡口，以及控制埡口之間利于布線的山坡。一般是在初選控制埡口的基礎上，再在側坡布線過程中比較優(yōu)劣，決定取舍。在其他條件相同時，應爭取走山嶺的陽坡。除此之外還應做好道路實地勘測調查，道路勘測包括以下內容： 工程地質調查。調查沿線土和巖石的種類、性質、結構特性和含水狀態(tài)，地質構造、巖

8、石風化情況等。 路基路面調查。收集道路沿線的氣象資料,進行路基水文調查；道路經過路線如為沿江、沿河或濱海地區(qū)，應調查河、海的水文資料,河流變遷,沖淤情況，確定路基標高時應考慮是否需要設置防水墻和合理布置排水等設施；查明沿線筑路材料，包括城市筑路材料來源和工業(yè)廢料等的質量和產量。新建道路應測算交通組成和交通量;改建道路觀測現有和預計發(fā)展的交通情況,了解原有路面結構的寬度、類型、厚度、標高、養(yǎng)護等情況，并對老路基作出鑒定，作為利用、改善和重建的依據。路面設計還應根據土基狀態(tài)，綜合氣候、水文、筑路材料、交通性質、道路縱斷面等因素通過計算論證道路路面結構類型和厚度，材料用量和工程造價，還可根據道路性質

9、分段提出不同的路面結構。 橋、函、灌溉渠道調查。調查收集河流水文資料，包括水位、流量、流速等，根據勘定的橋、涵、灌溉渠道位置方案選定橋位、橋型和孔徑（包括涵洞和灌溉渠道的連通管）和確定必要的調治構筑物。 經濟調查。查明影響路線修建性質、用途、運量流向、車輛組成等因素，論證采用的交通量、技術指標和設計依據的合理性以及道路建成后所取得的經濟效果。綜上所述，根據當地地形狀況和經濟發(fā)展狀況共擬定三條路線方案，具體道路走向參見圖紙部分。四、路線方案的比選：擬設計道路位于山嶺重丘區(qū)，公路等級為三級，設計車速為40KM/H。各方案具體情況如下：方案一：該方案起點樁號為K0+000，道路總長度為2628.10

10、9m，路線大部分為沿山腰走向，跨越埡口數量為7個。在樁號為K1+258.343與K1+836.741之間連續(xù)跨越多個山嶺與埡口，需填挖工程量大，施工難度較高，但其線路較其他方案較短。方案二：該方案起點樁號為K0+000，道路總長度為2735.878m，該方案整體線形良好，跨越埡口數為3個，且道路部分沿舊路走向改建潛力較大，整條道路高程較低，施工難度低，工程數量小。方案三：方案三起點與前兩方案相同，道路總長度為2906.414m。該方案路線總長度最長，但能在起點與終點間連接多個村莊。道路大部分處于山嶺間，占用田地較多，施工難度一般。根據各方案的工程經濟技術指標（具體參見設計說明書表格部分）包括道

11、路長度、交點個數、最小半徑、最大縱坡及土石方數量，經過比選可知推薦線確定為方案二，該方案具有線形良好，工程數量小，占用耕種用地少等優(yōu)點。故推薦線路為方案二。五、公路路線平面線形：公路平面線形要素是直線、圓曲線和緩和曲線構成的，通常稱之為“平面線形三要素”。直線是曲率為零的線形；圓曲線是曲率為常數的線形；緩和曲線是曲率逐漸變化的線形；三要素是公路平面線形最基本的組成。直線的特征是：1、直線以最短的距離連接兩目的地，具有路線短捷、縮短里程和行車方向明確的特點。2、直線具有視距良好、行車快速、易于排水等特點。3、由于已知兩點就可以確定一條直線，因而直線線形簡單，容易測設。4、從行車的安全和線形美觀來

12、看，過長的直線，線性呆板，行車單調，易使駕駛員產生疲勞，也容易發(fā)生超車和超速行駛，行車時駕駛員難以估計車間距離，在直線上夜間行車 時，雙方車容易產生眩光等。5、直線雖然路線方向明確，但只能滿足兩個控制點的要求，難以與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調。6、筆直的公路給人以簡捷、直達、剛勁的良好印象，在美學上直線也有其自身的視覺特點。直線運用注意問題：1、直線應特別注意它同地形的關系，在運用直線并決定其長度時，必須持謹慎態(tài)度，并不宜采用長直線。2、線或長下坡盡頭的平面曲線，除曲線半徑、超高、視距等必須符合規(guī)定要求外，還必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施。3、直線上縱坡不宜過大，因為長直線在陡坡下行時

13、很容易導致超速行車。長直線上的縱坡一般應小于3%。4、線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和或改善。5、兩側地形過于空曠時，宜采取種植不同樹種或設置不同風格的建筑物、雕塑等措施，以改善單調的景觀。6、“長直線”的量化問題。綜上所述，公路線形應該與地形相適應，與景觀相協(xié)調，不強求長直線，也不硬性去掉直線而設置曲線。圓曲線：圓曲線是公路平面設計中最常用的線形之一，各級公路不論轉角大小，在轉折處均應設置平曲線，而圓曲線是平曲線中的主要組成部分。圓曲線具有易與地形相適應、可循性好、線形美觀、易于測設等優(yōu)點，故使用十分廣泛。圓曲線的幾何要素  圓曲線的幾何

14、要素如圖2-2為切線長：T=R·tan曲線長：L=R外 距：E=R（sec1）切曲差：J=2TL【式中T切線長，m;L曲線長，m;E 外距，m;J切曲差（或校正值），m;R圓曲線半徑，m;轉角，（）?！扛鶕囆旭傇谇€上的力的平衡式得到R= 2-1 式中 【 R圓曲線半徑，m;V行車速度，km/h;橫向力系數；超高橫坡度，%?！吭谥付ㄜ囁賄下，最小決定于容許的最大橫向力系數和該曲線的最大超高。規(guī)范對各級公路最大超橫坡度的規(guī)定見表各級公路圓曲線最大超高值公路等級高速一級二級三級四級一般地區(qū)/%108積雪冰凍地區(qū)/%6我國標準中所制定的極限最小半徑，是路線設計中的極限值，是在

15、特殊困難條件下不得已才使用的，一般不能輕易采用。  圓曲線極限最小半徑 設計速度（Km/h）1201008060403020橫向力系數max0.100.120.130.150.150.160.17超高值ib（max）（%）8888888圓曲線極限最小半徑（m）650400250125553015圓曲線能較好地適應地形的變化，它在路線遇到障礙或地形需要改變方向時需設置，適應范圍較廣而靈活。圓曲線半徑選用得當，可獲得圓滑舒順的平面線形。選用圓曲線半徑時，應注意以下幾點：1在地形、地物等條件許可時，優(yōu)先選用大于或等于不設超高的最小半徑。2一般情況下宜采用極限最小曲線半徑的4 8倍或超高為

16、2% 4%的圓曲線半徑；3. 當地形條件受限制時，應采用大于或接近一般最小半徑的圓曲線半徑；4. 在自然條件特殊困難或受其他條件嚴格限制而不得已時，方可采用極限最小半徑；5. 規(guī)范規(guī)定圓曲線最大半徑不宜超過10000m。緩和曲線是指設置在直線和圓曲線之間以滿足曲率半徑逐漸過渡的要求。由于汽車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，以使駕駛員能從容地操縱方向盤，乘客感覺舒適，線形美觀流暢，并且能順利完成超高和加寬過渡，所以要規(guī)定緩和曲線的最小長度。（一）控制離心加速度增長率，滿足旅客舒適要求汽車在緩和曲線上行駛時，半徑從無窮大過渡到一定半徑，所以離心加速度從零過渡到 a

17、max = ，設離心加速度由零均勻地增加到amax ，所以離心加速度的增長率（以 s 表示）為： = 0.0213 （28）從乘客舒適性來看，s 以0.5 0.75為好，不能過大，我國公路設計中采用s = 0.6 m/s3。 = 0.035 （29）式中： 緩和曲線最小長度 ,m ； V 計算行車速度, Km/h ；R 圓曲線半徑,m 。（二）根據駕駛員操作方向盤所需經行時間 t = 一般認為汽車在緩和曲線上行駛時間最少 3s 。 min = （m） (2 10)（三）根據超高漸變率適中由于在緩和曲線上要完成超高過渡，設置超高緩和段，如果緩和曲線太短使超高漸變太快，不但對行車和路容不利，還影響

18、到舒適性；如果緩和曲線太長，使超高漸變率太小，對排水不利。規(guī)范規(guī)定了適中的超高漸變率，由此可導出計算緩和段最小長度的計算公式： （211）式中：LS緩和曲線最小長度；b超高旋轉軸至路面外側邊緣的距離； i超高旋轉軸外側的最大超高橫坡度與原路面橫坡度的代數差； p超高漸變率，參考表210選用。（四）從視覺上應有平順感的要求考慮按視覺考慮，從回旋線起點至終點形成的方向變位，實踐得知最好是30290 之間 圖25 可知，方向變位角為： = （212） 其中： S 1LS S 2 按上述四種方法，計算緩和曲線長度之公式與設計速度的關系最大，與半徑關系則有差異。為此，我國標準規(guī)定按設計速度來確定緩和曲線

19、最小長度，同時考慮了行車時間和附加縱坡的要求，各級公路的緩和曲線最小長度見表。 各級公路的緩和曲線最小長度公路等級高速公路一二三四設計行車速度（Km/h）1201008010080608060403020緩和曲線最小長度（m）10085708570507050352520綜上，道路平面線形三要素的基本組成為：直線緩和曲線圓曲線緩和曲線直線，另外，在他們之間的過渡段需設置超高超高的設置方式有三種：）繞內邊緣線旋轉先將外側車道繞路面未加寬前的中心線旋轉，待達到與內側車道構成單向橫坡后，整個斷面繞路面未加寬前的內側邊緣線旋轉，直至全超高橫坡度值。）繞中線旋轉先將外側車道繞路面未加寬前的路中

20、心線旋轉，待達到與內側構成單向橫坡后，整個斷面一同繞路面未加寬前的路中心線旋轉，直至全超高橫坡度值。）繞外邊緣線旋轉先將外側車道繞路面外側邊緣旋轉，與此同時，內側車道隨中線的降低而相應降低，待達到單向橫坡后，整個斷面仍繞外側車道邊緣旋轉，直至超高橫坡值。六、道路縱斷面設計原則：縱坡設計必須符合公路工程技術標準中有關縱坡的各項規(guī)定，如各級公路的最大縱坡，按排水要求的最小縱坡等；為保證汽車以一定的車速安全順利地通過，縱坡應具有一定的平順性；對沿線的自然條件，應作通盤研究，依據不同的具體情況分別處理，使公路暢通和穩(wěn)定；按路線起伏綜合考慮農田水利方面的特殊要求；在水文條件不良或地下水位很高的路段，應考

21、慮適當的路基高度；在保證路基的強度和穩(wěn)定的前提下，爭取填挖平衡，節(jié)省土石方及其他工程量，降低工程造價；考慮到今后公路改建時，盡量利用原有路面作為新路面的基層或面層的下層；縱坡設計應與平面設計密切配合協(xié)調。道路縱斷面上的設計縱坡線系由許多直線和轉折點組成。由于縱坡的凸形限制了駕駛員的視野，而凹形轉折因車速加快和行車方向的突然改變，不僅使乘客感受不舒適，載貨受到震動，也限制了夜間行車頭燈照射的距離。因此，為了使路線順適，行車安全平穩(wěn)，路容美觀等原因，需要在路線縱坡轉折處設置曲線使之緩和，這種曲線稱為豎曲線。并按縱斷面上轉坡是凸形或凹形的不同，分為凸形豎曲線（根據設計車速，保證行車視距的要求而設置）

22、和凹形豎曲線（根據設計車速，保證汽車行駛時沖擊的緩和，以及乘客的舒適要求而確定）。豎曲線有拋物線形和圓弧形等，中國道路上多采用圓弧形豎曲線，簡稱圓形豎曲線。汽車上坡時如坡道過長，必須用低排擋行駛，燃料消耗增加，機件也容易損壞；下坡時易使制動器發(fā)熱失效而發(fā)生交通事故。因此，當道路縱坡度大于5時，為了行車安全和便利,其坡段長度需要加以限制，并相應設置坡度不大于23的緩和坡段。七、道路橫斷面設計：道路橫斷面規(guī)劃和設計的主要內容包括：車行道的布置，路面各部分寬度的確定，路面橫坡的設計。公路橫斷面的組成和各部分尺寸要根據設計交通量、交通組成、設計車速、地形條件等因素確定，在滿足交通、環(huán)境、公用設施管線敷

23、設及排水要求的前提下，經濟合理的確定各組成部分的寬度以及相互之間和位置與高差，盡量做到用地省、投資少、使道路發(fā)揮其最大的經濟效益和社會效益。本設計路段按三級公路標準設計，采用整體式斷面，道路全寬設計為8.5M，橫斷面類型為單幅雙車道，其優(yōu)點為車輛各行其道，視距良好，車速一般不會受影響。超高緩和段的長度主要從兩個方面來考慮：一是從行車舒適性來考慮，緩和段長度越長越好；二是從橫向排水來考慮，緩和段長度短些好，特別是路線縱坡較小時，更應注意排水的要求。新建高速公路一般采用繞中央分隔帶邊緣旋轉，超高漸變率D=1/200，所以超高緩和段長度為由下式計算。 公式式中 超高緩和段長度，m；旋轉軸至行車道外側

24、邊緣的寬度，m； 超高坡度與路拱坡度的代數差，%；超高漸變率。（道路的各橫斷面形式參見圖紙部分） 八、其他有關設計：一般路基設計1各樁號路基斷面的形式、坡度根據設計要求選擇500m公路段，對其內各樁的橫斷面進行設計，這里選擇的500m要求是本設計路線中最典型的，要包括直線、圓曲線、緩和曲線，而且地形也要求是最典型的。設計詳情見各樁號路基橫斷面圖。2路基填筑設計：道路各路段挖填形式不同，盡量做到挖填平衡。由于道路處于山嶺重丘區(qū)故填料取用較為方便，但要符合保護自然的要求。中央分隔帶：中央分隔帶結合防眩、防護的需要進行植樹、植草。路基邊坡的陡緩程度，直接影響到路基的穩(wěn)定和路基土石方工程量，應按照公路路基設計規(guī)范（JTG D30-2004）規(guī)定進行設計。本著有利于排水、施工和行車的原則，根據公路路線設計規(guī)范（JTJ 011-94）中的原則進行設計計算。古希臘哲學大師亞里士多德說： 人有兩種，一種即“吃飯是為了活著”,一種是“活著是為了吃飯”.一個人之所以偉大，首先是因為他有超于常人的心?！爸井敶娓哌h”,“風物長宜放眼量”,這些古語皆鼓舞人們要樹立雄無數個自己，萬千種模樣，萬千愫情懷。有的和你心手相牽，有的和你對抗，有的給你雪中送炭，有的給你