路橋?qū)I(yè) 畢業(yè)設(shè)計上冊正文終極版

劉偉：安徽省銅陵至湯口一級公路Ⅳ標(biāo)段設(shè)計遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGE78PAGE77前言隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的高速發(fā)展，中國的公路建設(shè)也步入了健康、持續(xù)、快速發(fā)展的道路，因此關(guān)于道路的設(shè)計問題也變得日趨嚴肅，任何一個道路設(shè)計中的疏忽或是其他道路輔助設(shè)施的使用不當(dāng)都可能造成整條道路的癱瘓，危及到人們的正常生活。道路建設(shè)要發(fā)展，道路設(shè)計水平要提高，道路交通需要一個合理的發(fā)展程度，不僅是個人也是整個國家的重要發(fā)展任務(wù)。本次設(shè)計任務(wù)是安徽省銅陵至湯口一級公路Ⅳ標(biāo)段設(shè)計，在認真觀察和分析了原始的設(shè)計資料和圖紙后，選擇出了一條即經(jīng)濟方便又安全合理的設(shè)計路線，并對其進行了深層的設(shè)計。包含了道路平面設(shè)計、道路縱斷面設(shè)計、道路橫斷面設(shè)計、路基設(shè)計、路面設(shè)計、道路排水設(shè)計以及概預(yù)算編制等諸多內(nèi)容。同時還在老師的要求下對一篇英語專業(yè)文獻進行了翻譯。通過本次設(shè)計，學(xué)到了許多專業(yè)知識，對道路的設(shè)計也有了更多新的認識，不再是停留在書本上的初步階段，相信這對大家以后的生活工作道路都會起到積極的作用。在設(shè)計過程中，大家認真的完成了指導(dǎo)老師的交給的任務(wù)，對各個設(shè)計部分都認真負責(zé)，力爭使自己的設(shè)計做到技術(shù)上合理先進、費用上經(jīng)濟合理、施工過程安全可靠。1初始資料本設(shè)計是交通土建專業(yè)畢業(yè)設(shè)計，設(shè)計任務(wù)是安徽省銅陵至湯口一級公路Ⅳ標(biāo)段施工圖設(shè)計，主要內(nèi)容包括：路線方案的擬訂和比選、道路平面線形設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、路基設(shè)計、道路排水設(shè)計、路面鋪裝層及厚度計算、概預(yù)算編制和施工組織設(shè)計等。本設(shè)計初始資料有地形圖一幅，比例1：2000。地形、氣候等設(shè)計資料按有關(guān)資料查詢得到。具體內(nèi)容如下：本設(shè)計地形圖主要為平原微丘地區(qū)，整個設(shè)計應(yīng)遵循丘陵地區(qū)一級公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1.1自然條件本設(shè)計路線沿線為安徽省銅陵至湯口一級公路路段之一，公路自然規(guī)劃為Ⅳ5區(qū)，主要為丘陵地形。道路沿線基本位于丘陵地區(qū)。本設(shè)計沿線的土質(zhì)為黏性土，無不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)穩(wěn)定。本設(shè)計所在地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，光照充足，熱量豐富，無霜期長，降水豐沛，雨熱同季，在設(shè)計中應(yīng)該根據(jù)這種差異和變化，對路基和路面做出相應(yīng)的設(shè)計。本設(shè)計地區(qū)河流較少，無大范圍積水，無泉水、層間水、裂隙水等，不會影響地基的穩(wěn)定性。1.2路線狀況本設(shè)計一級公路的起點為K0+000.000，終點為K2+726.909，總里程為2726.909米。路線設(shè)計起點位于地形圖左下角1.3公路建設(shè)與周圍環(huán)境及自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展道路平面線形的選擇和布置要合理，選一條技術(shù)可行，經(jīng)濟上合理，又能符合使用要求的線路。在定線的過程中，應(yīng)盡力避開人口密集區(qū)，避免大挖大填，降低填土高度，減少占地寬度和植被的破壞，避免占用高產(chǎn)田，注意同農(nóng)田基本建設(shè)相配合。1.4道路等級確定經(jīng)調(diào)查該地區(qū)近期交通量資料如下：表1-1交通量資料Tab.1-1Trafficinformation車型前軸重（KN）后軸重（KN）后軸數(shù)輪組數(shù)交通量解放CA1520.9770.381雙320黃河JN15049.0101.61雙200扶桑FP10154.0100.01雙240東風(fēng)EQ14049.0101.61雙190長征XD36147.6290.72雙210日野KB22250.2104.31雙260查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》得小客車和中型載重汽車折算系數(shù)如下：表1-2汽車折算系數(shù)Tab1-2Vehicleconversionfactor汽車代表車型車輛折算系數(shù)小客車1.0中型車1.5大型車2.0托掛車3.0設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率：8.0%道路必經(jīng)點：無要求設(shè)計交通量：式中：——遠景設(shè)計年平均日交通量（輛/日）——起始年平均日交通量（輛/日）——年平均增長率——遠景設(shè)計年限設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率為8.0%，遠景設(shè)計年限為20年的年平均晝夜交通量為：查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》可知公路根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量分為以下等級：一級公路為供汽車分向﹑分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。四車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000—30000輛；六車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000—55000輛；各級公路設(shè)計交通量的預(yù)測應(yīng)符合下列規(guī)定：1)高速公路和具干線功能的一級公路的設(shè)計交通量應(yīng)按20年預(yù)測；具集散功能的一級公。2)設(shè)計交通量預(yù)測的起算年應(yīng)為該項目可行性研究報告中的計劃通車年。3)設(shè)計交通量的預(yù)測應(yīng)充分考慮走廊帶范圍內(nèi)遠期社會經(jīng)濟的發(fā)展和綜合運輸體系的影響。故根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》，應(yīng)建四車道一級公路，為主要供汽車行駛的公路。1.5道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)依據(jù)《規(guī)范》將一級公路的設(shè)計指標(biāo)列出如下：設(shè)計車速：80km/h年平均日交通量：17004輛/日；圓曲線極限最小半徑：250圓曲線一般最小半徑：400緩和曲線最小長度：70m平曲線最小長度：140m同向曲線最小長度：≥6v=480反向曲線最小長度：≥2v=160m公路直線段最大長度：1600m凸形豎曲線極限最小半徑：3000凸形豎曲線一般最小半徑：4500m凹形豎曲線極限最小半徑：2000m凹形豎曲線一般最小半徑：3000m公路最短坡長：250m公路最大坡長：800m公路最大縱坡：5%；公路最小縱坡：0.5%；公路最大合成坡度：10.5%公路圓曲線最大超高橫坡度：8%（一般地區(qū)）；6%（積雪冰凍地區(qū)）；平曲線采用的超高方式：繞中間分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)。2選線和定線選線是在道路規(guī)劃路線起、終點之間選定一條技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理，又能符合使用要求的道路中心線的工作。它面對的是一個十分復(fù)雜的自然環(huán)境和社會經(jīng)濟條件，需要綜合考慮多方面因素。為達到此目的，選線時做到由粗到細，由輪廓到具體，逐步深入，分階段分步驟地加以分析比較，定出了我認為最合理的路線來。2.1影響公路路線設(shè)計的因素城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村；公路的功能；公路等級；新建或改建路段；設(shè)計車輛流量；交通量以及重型車輛在交通流中的比例；法規(guī)要求：如規(guī)劃界限或歷史文物；超車許可；適宜的交叉口位置及其形式；地形和地質(zhì)狀況，特別是山丘、高地下水位或不良地質(zhì)等情況；避繞從經(jīng)濟角度考慮，不宜坼遷的物體或設(shè)施；排水要求；盡可能達到土方填挖工程的調(diào)配平衡；其它環(huán)境及景觀要求。2.2道路選線的原則本設(shè)計是一級公路，所以有很多問題需要注意。路線設(shè)計應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小，造價低，營運費用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不要輕易采用極限指標(biāo)，也不應(yīng)不顧及工程量的大小，而片面追求高指標(biāo)。本設(shè)計選線時，注意了同農(nóng)田水利基本建設(shè)相配合，做到了少占田地，并盡量不占高產(chǎn)田，經(jīng)濟作物田或穿過經(jīng)濟園林等。本設(shè)計在路線走向方面，基于考慮繞過一些險地，所以填了幾個水塘。本設(shè)計的地形圖上，沒有名勝、風(fēng)景、古跡地區(qū)的道路，所以不用考慮此因素。選線時應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入的勘測和調(diào)查。對嚴重的不良地段，如滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、泥沼等地段和沙漠及多年凍土等特殊地區(qū)，應(yīng)慎重對待，一般情況下應(yīng)該設(shè)法繞避，當(dāng)必須穿過時應(yīng)選擇合適的位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。本路段中，在地形圖上可以看到，有一個堤壩需要慎重考慮。2.3選線的步驟和方法在道路規(guī)劃路線起、終點之間選定一條技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理，又符合使用要求的道路中心線的工作，即是所謂的“選線”。本設(shè)計必須在這眾多的方案中選出一條符合設(shè)計要求，經(jīng)濟合理的最優(yōu)方案。因為影響選線的因素很多，這些因素有的互相矛盾，有的相互制約，各因素在不同場合的重要程度也不相同，不可能一次就找出最理想方案來。最有效的做法是通過分階段，由粗到細反復(fù)比選來求最佳解。本設(shè)計選線按工作內(nèi)容分三步進行。2.3.1路線方案選擇結(jié)合設(shè)計來說，路線方案選擇主要是解決起、終點間路線基本走向問題。在比例尺1：2000的地形圖上，從較大面積范圍內(nèi)找出各種可能的方案，收集各種可能方案的有關(guān)資料，確定數(shù)條有進一步比較價值的方案。通過多方案的比選，得出了一個最佳方案來。本次設(shè)計平原區(qū)路段，因地形限制不大，布線應(yīng)在基本符合路線走向的前提下，著重考慮政治、經(jīng)濟因素，正確處理對地理、地質(zhì)的避讓，找出一條理想的路線。2.3.2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，即構(gòu)成路線帶，也稱路線布局。只有在地形簡單，方案明確的路段，路線布局才可以現(xiàn)場直接選定。因為大家還不具備實地的工作經(jīng)驗，也沒有物質(zhì)條件，所以線路布局只能在1：2000的平面圖上進行選線、定線。2.3.3具體定線經(jīng)過上述兩步的工作，路線雛形能明顯勾畫出來。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。本設(shè)計中影響定線的主要因素：沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象等的自然條件；要求的路線技術(shù)等級與實際可能達到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其對路線使用的任務(wù)、性質(zhì)、路線長度、筑路材料來源、施工條件以及工程量、三材（鋼筋、木材、水泥）用量、造價、工期、勞動力情況。紙上定線應(yīng)該既符合該級路的幾何標(biāo)準(zhǔn)，又能充分適應(yīng)當(dāng)?shù)氐匦危荛_了盡可能多的障礙物。其具體操作方法有兩種：直線型法、曲線型法。本設(shè)計采用直線型的方法，利用導(dǎo)向線各點的可活動性，按照“照顧多數(shù)、注重重點”的原則，掌握與一級公路路線線形相應(yīng)的幾何標(biāo)準(zhǔn)，先用直線尺試畫出與較大地形相適應(yīng)的一系列直線，然后用適當(dāng)?shù)那€把相鄰直線連接起來，因地制宜地選擇合適的線路走向。2.4具體的選線本次設(shè)計中，在地形圖上起、終兩點為指導(dǎo)教師規(guī)定的固定控制點，所謂固定控制點，是指無論設(shè)計選線采用何種方案，都必須通過的點。本次設(shè)計的地形從圖紙上表現(xiàn)為以平原微丘為主。所以在本次選線設(shè)計中，主要考慮道路對平原微丘和居民區(qū)的處理，對耕地的占有及利用問題，線形如何展開以及線形的美觀流暢、經(jīng)濟、工期的長短等諸多因素。2.4.1影響本設(shè)計路線方案選擇的因素1)城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村；2)一級公路的標(biāo)準(zhǔn)；3)省級公路4)河流；5)排水要求；6)各種大小水塘；7)堤壩；8)地勢的起伏。2.4.2方案擬定由于本次設(shè)計是一級公路，在此特選擇了三種方案：方案一：從K0+000.00出發(fā)，在K0+749.077右轉(zhuǎn)，到達K1+958.465處左轉(zhuǎn)，到達終點K2+726.909處。方案二：從K0+000.000出發(fā)途中需要經(jīng)過陵陽糧站和陵陽建筑工程隊，在K1+354.510處左轉(zhuǎn)，在K1+792.14處右轉(zhuǎn)最終到達終點。方案三：從K0+000.000處出發(fā)架橋通過陵陽河，在K0+945.620處右轉(zhuǎn)一段路程需要修建隧道，在K1+865.060處右轉(zhuǎn)經(jīng)過一處谷場最終到達終點2.4.3方案一：優(yōu)點：1）路線線形較平緩，轉(zhuǎn)彎半徑較大，緩和曲線有足夠的長度，能夠使直線平緩過度到圓曲線上，行駛舒適，增強通行能力。2）成功繞過了高產(chǎn)田，避免了耕地浪費，并且盡量選擇從村莊旁邊經(jīng)過，也避免了讓村民動遷，節(jié)省了大量經(jīng)費。方案二：缺點：需要拆遷陵陽糧站和陵陽建筑工程隊。方案三：缺點：1）道路需要兩次架橋通過陵陽河。2）地勢起伏很大，必要路段需要修建隧道。方案比選：本設(shè)計最終選擇了方案一。因為第一種方案在地形上優(yōu)于后兩種方案，地勢簡單，經(jīng)過的水塘和房屋較少，平曲線過渡的好，平縱線形結(jié)合合理，給駕駛員提供了更好的駕駛環(huán)境。3道路平面設(shè)計本設(shè)計路線全長2726.909米，設(shè)了2個交點，交點1為K0+749.077，右偏59°39′17.3″，交點2為K1+958.465，左偏12°01′45″。平面設(shè)計指的是根據(jù)汽車行駛的性能，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，按照道路設(shè)計規(guī)范在平面上布置出一條通順、3.1直線3.1.1直線一般要素直線，即曲率為零，在直線道路上行駛的汽車受力簡單，方向明確，駕駛操作容易，給人以短捷，直達的良好印象且在測設(shè)中也比較簡單。基于直線的這些優(yōu)點，在各種線形工程中都被廣泛使用，但過長直線的設(shè)置也受一定條件的限制，譬如，司機長時間處于直線的行駛狀態(tài)，身體會疲乏，精神會放松下來甚至注意力會不集中，而導(dǎo)致車禍或其他。本設(shè)計的一級公路路段直線的最大長度限制在20V=20設(shè)置長直線時應(yīng)注意下列事項：1)在長直線上縱坡不宜過大，因長直線再加下陡坡行駛更容易導(dǎo)致高速度；2)長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬的直線得到一些緩和；3)道路兩側(cè)地形過于空曠時，宜采取植不同樹種或設(shè)置一定建筑物、雕塑、廣告牌等設(shè)施，以改善單調(diào)的景觀；4)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(shè)置標(biāo)志，增加路面抗滑能力等安全設(shè)施。3.1.2直線的最小長度在考慮了線形的連續(xù)和優(yōu)美，《規(guī)范》規(guī)定了在平面線形設(shè)計中直線的最小長度如下：同向曲線間的直線最小長度以不小于6V為宜；反向曲線間的直線最小長度以不小于2V為宜。3.2圓曲線3.2.1曲線的幾何要素如下圖3-1圖3-1曲線幾何要素Fig.3-1Thegeometryelementofcurve（3-1）（3-2）（3-3）（3-4）式中：T——切線長（米）；L——曲線長（米）；E——外距（米）；J——校正數(shù)或稱超距（米）；R——圓曲線半徑（米）；——轉(zhuǎn)角（度）。3.2.2圓曲線半徑根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡得：=m（3-5）式中：V——行駛速度（km/h）；——橫向力系數(shù)；——超高橫坡度。在指定車速V下，最小的R決定于容許的最大橫向力系數(shù)，和該曲線的最大超高3.2.3半徑的限制《規(guī)范》在考慮了具體要求并結(jié)合我國的具體情況規(guī)定了一級公路最小、最大以及極限半徑的大?。阂话阕钚“霃剑?00極限最小半徑：250圓曲線的最大半徑不宜超過10000m3.3緩和曲線緩和曲線的曲率為變數(shù)，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。3.3.1緩和曲線的作用a曲率連續(xù)變化，便于車輛遵循；b離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適；c超高橫坡度逐漸變化，行車更加平穩(wěn)；d與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀；e作為緩和曲線的曲線形式很多，在本設(shè)計中我把回旋線作為緩和曲線。3.3.2緩和曲線的長度由于車輛要在緩和曲線上完成不同曲率的過度行駛，所以要求緩和曲線有足夠的長度，以使司機能從容地打方向盤，乘客感覺舒適，線形美觀流暢，圓曲線上的超高和加寬的過渡也能在緩和曲線內(nèi)完成。所以，應(yīng)規(guī)定緩和曲線的最小長度。緩和曲線的最小長度可以從以下幾方面考慮：a旅客感覺舒適b超高漸變率適中（3-6）式中：B——旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度；——超高坡度與路拱坡度代數(shù)差；——超高漸變率。c行駛時間不太短＝==66.7m式中：——汽車行駛速度在考慮了上述影響緩和曲線長度的各項因素，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了一級公路的緩和曲線的最小長度為：85m3.3.3有緩和曲線的道路平曲線幾何要素道路平面線形三要素的基本組成是：直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線，其幾何要素的計算公式如下：（3-7）（3-8）（3-9）（3-10）（3-11）（3-12）（3-13）式中符號見圖3-1。3.4平面線形設(shè)計的原則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)行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速公路應(yīng)盡量滿足；3)保持平面線形的均衡與連貫；a長直線盡頭不能接以小半徑曲線；b高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。4)應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形；5)平曲線有足夠的長度。（本設(shè)計的平曲線長都大于170m3.5平曲線要素的組合類型本設(shè)計中采用基本型的平曲線。示意圖如圖3-2：圖3-2基本型回旋線Fig.3-2Basictypedreturningline3.6行車視距行車視距是為了保證行車安全，駕駛?cè)藛T能隨時看到汽車前面相當(dāng)遠的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面有障礙物或迎面來車，能及時采取措施，避免相撞的最短距離。行車視距有以下幾種類型：3.6.1停車視距它是指汽車行駛時，自駕駛?cè)藛T看到前方障礙物前安全停車需要的最短距離。它又分為反應(yīng)距離和制動距離兩部分：反應(yīng)距離：=（3-14）制動距離：（3-15）為路面附著系數(shù)（0.4）。i為縱坡度，上坡為正、下坡為負（0.00615、-0.00877、0.0244）。安全距離所以停車視距為：=126本設(shè)計的停車視距為126m＞110m、貨車停車視距為126m3.7本設(shè)計平面線形的具體設(shè)計過程3.7.1平曲線要素的設(shè)置本設(shè)計在指導(dǎo)教師給定的兩個控制點的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際圖紙上的地形情況，初步定出線形的大致走向。整個線形設(shè)置兩個轉(zhuǎn)點，轉(zhuǎn)點處坐標(biāo)及圓曲線半徑，緩和曲線的長度在曲線轉(zhuǎn)角表中列出。3.7.2幾何要素計算平曲線要素計算圖如下：圖3-2平曲線幾何要素Fig.3-2Geometricfactorcurve幾何元素的計算公式如下：(3-16)(3-17)(3-18)(3-19)(3-20)(3-21)(3-22)(3-23)式中:T——切線長；L——曲線長；E——外距；J——校正數(shù)；R——圓曲線半徑；α——路線轉(zhuǎn)角；β——緩和曲線角；α——緩和曲線切線增值；—設(shè)緩和曲線后，主圓曲線的內(nèi)移值；—緩和曲線長度；L——圓曲線長度。其中的計算如下：設(shè)起點坐標(biāo)為，第個交點坐標(biāo)為=1，2，3…n，則坐標(biāo)增量：(3-24)交點間距：(3-25)象限角：(3-26)計算方位角A：﹥0，﹥0(3-27)﹥0，﹤0﹤0，﹤0﹤0，﹥0轉(zhuǎn)角：，當(dāng)﹥0時，路線右偏；﹤0時，路線左偏。平曲線要素計算：見表3-1表3-1平曲線要素計算表Table3-1Curvecomputationelements序號要素名稱符號計算公式計算結(jié)果JD1JD21回旋參數(shù)A354.96m379.47m2曲線轉(zhuǎn)角59°39′17.3″-37°00′49.3″3切線增長值q40.6959.625m4曲率圓的內(nèi)移值△R3.061.69m5緩和曲線角10°1′36″6°26′45″6切線長T450.651358.309m7曲線長L834.7038696.8087m8外距E95.14745.406m9校正系數(shù)D66.59919.81m注：R1=600m，R2=800m;LS1=210,LS2詳見直曲轉(zhuǎn)角表。3.7.3主點里程計算主點里程計算：見表3-2表3-2主點里程計算表Table3-2mileagecalculatorofmainpoints序號主點名稱符號計算公式計算結(jié)果1交點JD749.077m1958.465m2直緩點ZH298.426m1600.156m3緩圓點HY508.426m1780.156m4曲中QZ715.778m1948.560m5圓緩點YH923.130m2116.964m6緩直點HZ1133.130m2296.964m3.7.4直線上中樁坐標(biāo)計算設(shè)交點坐標(biāo)為，交點相鄰直線方位角分別為和。則，ZH點坐標(biāo)：（3-28）（3-29）HZ（或YZ）點坐標(biāo)：（3-30）（3-31）設(shè)直線加樁里程為L，ZH、HZ表示曲線起、終點里程，則前直線上任意點坐標(biāo)（L≦ZH），（3-32）（3-33）右直線上任意點坐標(biāo)（L﹥HZ）（3-34）（3-35）3.7.5單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計算（設(shè)緩和曲線單曲線）曲線上任意點的切線橫距：（3-36）式中：——緩和曲線上任意點至ZH（或HZ）點的曲線長——緩和曲線長度1)第一緩和曲線（ZH～HY）任意點坐標(biāo)（3-37）（3-38）2)圓曲線內(nèi)任意點坐標(biāo)a由HY～YH時：（3-39）（3-40）式中：L——緩和曲線上任意點至HY點的曲線長；——緩和曲線長度；——點坐標(biāo)。b由YH～HY時：（3-41）（3-42）式中：——緩和曲線上任意點至YH點的曲線長。3)第二緩和曲線（HZ～YH）內(nèi)任意點坐標(biāo)（3-43）（3-44）式中：——第二緩和曲線上任意點至HZ點的曲線長。4)方向角計算a緩和曲線上坐標(biāo)方向角：，=1，2（3-45）是轉(zhuǎn)角符號（第一緩和曲線右偏為“+”左偏為“－”；第二緩和曲線右偏為“－”左偏為“+”）式中：——緩和曲線上任意點至ZH（或HZ）點的曲線長；——緩和曲線長度。b圓曲線上坐標(biāo)方向角：，=1，2（3-46）轉(zhuǎn)角符號（右偏為“+”；左偏為“－”）具體詳見逐樁坐標(biāo)表。4道路縱斷面設(shè)計公路路線在平面上不可能從起點至終點是一條直線，在縱斷面上也不可能從起點至終點是一水平線，而是有起伏的空間線。所謂縱斷面，即沿道路中線刨切然后展開。由于自然因素以及經(jīng)濟性的要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線?？v斷面上有兩條主要的線，一條是地面線；一條是設(shè)計線?？v斷面設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟性等，研究起伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長度，以便達到行車安全速度、運輸經(jīng)濟合理和乘客感覺舒適的目的。4.1縱坡設(shè)計的原則縱坡設(shè)計必須滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的各項規(guī)定。本設(shè)計依據(jù)一般原則，對下面幾點進行了考慮：為保證車輛能以一定的速度安全順適的行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過大或過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，應(yīng)該避免設(shè)置反坡段，越嶺線埡口附近的縱坡應(yīng)盡量緩和些。1)縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地質(zhì)、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢；本設(shè)計中的土質(zhì)為粘性土，比較適合建路，由于離城鎮(zhèn)比較遠，而且是新建公路，所以沒有地下管線的干擾。2)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；本設(shè)計的前段地勢較高，而中后段地勢較低，考慮到此點，前后段的挖方比較多，中間段都是填方，這就要求“移挖作填”，相繼增加了些許費用。1)丘陵地區(qū)地下水埋藏較深，池塘、湖泊分布較廣縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定；2)對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)緩和，避免產(chǎn)生突變。交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩些；3)在實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求；4)應(yīng)通過視覺分析、經(jīng)濟比較、與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)等因素進行道路平縱組合設(shè)計，主要注意以下幾點：a平曲線應(yīng)與豎曲線相重合，且平曲線要稍長于豎曲線，最好使豎曲線的起點與終點都在平曲線的兩個緩和段內(nèi)，這就是所謂的“平包豎”；b平曲線應(yīng)與豎曲線大小保持均衡，不要在長的平曲線內(nèi)設(shè)置多個豎曲線；由于地形的限制，高程相差很大，所以設(shè)置了兩個豎曲線。c暗彎與凸形豎曲線組合、明彎與凹形豎曲線組合是合理的，悅目的；d避免凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合，小半徑豎曲線不要與緩和曲線重疊；e設(shè)計時應(yīng)充分考慮與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。4.2縱斷面設(shè)計的步驟和方法1)準(zhǔn)備工作：縱坡設(shè)計之前我在“坐標(biāo)繪圖紙”上，按比例標(biāo)注里程樁號和標(biāo)高，點繪地面線，填寫有關(guān)內(nèi)容。同時收集和熟悉了必要的設(shè)計資料，并領(lǐng)會設(shè)計意圖和要求。2)標(biāo)注控制點：控制點是指影響縱坡設(shè)計標(biāo)高的控制點。比如此路線的起點、終點、重要橋涵、地質(zhì)不良地段的最小填土高度、最大挖深、沿溪線的最高設(shè)計洪水位、平面交叉和立體交叉點、城鎮(zhèn)規(guī)劃控制標(biāo)高以及受其他因素限制路線必須通過的標(biāo)高控制點等。3)試坡：我在已標(biāo)出的控制點的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟指標(biāo)、選線意圖、結(jié)合地面的起伏變化，在這些點位間進行穿插與取直，試定若干直線段，對于各種可能的坡度方案進行了比較，最后定出了既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿足控制點的要求，且土石方較省的設(shè)計線作為初定坡度線，延長就可以確定變坡點的初步位置。4)調(diào)整：我將選定的坡度與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進行對照，檢查設(shè)計的最大縱坡、最小縱坡、坡長限制等是否符合要求，平、縱組合是否適合，以及與路線交叉等處的縱坡安排是否合理，若有問題則要進行調(diào)整，調(diào)整方法不外乎是對坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值。本設(shè)計調(diào)整工作的重點是最小縱坡和坡長限制的考慮。5)核對：選擇有控制意義的重點橫斷面，如最大填挖高度處，檢查是否填挖過大、橫斷面坡度線是否與地面線相交、橋梁過高或過低涵洞過長等情況，若有問題應(yīng)及時調(diào)整縱坡。6)定坡：調(diào)整核對無誤后，定出變坡點的里程（一般要為10的整倍數(shù)），然后逐段將直線坡段的坡度值、變坡點的樁號和標(biāo)高等確定下來，相鄰變坡點的里程之差為坡長。變坡點標(biāo)高是由縱坡度和坡長依次推算而得的。7)設(shè)置豎曲線：斜坡時已經(jīng)考慮了平、縱組合等問題，可以根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《道路設(shè)計資料集》、《道路勘測設(shè)計》等資料確定豎曲線半徑，計算豎曲線要素。4.3縱斷面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定4.3.1最大縱坡我國《公路路線設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定時速80km/h公路的最大縱坡為5%4.3.2最小縱坡在長路塹、低填以及其他橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當(dāng)必須設(shè)計平均縱坡或縱坡小于0.3%時，邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。在彎道超高橫坡漸變段上，為使行車道外側(cè)邊緣不出現(xiàn)反坡，設(shè)計最小縱坡不宜小于超高允許漸變率。本設(shè)計的最小縱坡為0.615%＞0.5%，所以滿足要求。4.3.3坡長限制a最短坡長限制：《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定一級公路的最短坡長為：200m。本設(shè)計的最短坡長為220.57b最大坡長限制：《規(guī)范》規(guī)定，一級公路最大坡長為：縱坡為3%時，最大坡長為1000m。而本設(shè)計的最大縱坡為2.444.3.4平均縱坡平均縱坡是指一定長度的路段縱向所克服的高差與路線長度之比，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)。4.3.5合成坡度合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡度或路拱橫披組合而成的坡度，其方向為流水線方向。合成坡度的計算公式為：（4-1）式中：——合成坡度（%）；——路線設(shè)計縱坡坡度（%）；——超高橫坡度或路拱橫坡度（%）。對于最大允許合成坡度，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中考慮了汽車的行駛特性和實際排水的要求，規(guī)定了最大允許合成坡度為：設(shè)計時速80km.h-1的一級公路為10.5%兩處合成坡度分別為：<10.5%4.4豎曲線的設(shè)計4.4.1豎曲線設(shè)計的原則1)要滿足豎曲線最小半徑和最小長度的要求本設(shè)計中凸形豎曲線半徑7000米大于極限最小半徑3000米，長度105米大于最小長度70米；凹形豎曲線半徑4000米大于一般最小半徑2)考慮平、縱組合的設(shè)計原則a在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性；b平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小的均衡；c合成坡度組合得當(dāng)，以利于路面排水和行車安全；d注意和道路周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，以便減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，起到誘導(dǎo)視線的作用。3)考慮平曲線與豎曲線的組合a平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線；本設(shè)計考慮到坡長限制和坡度限制的因素，平、豎曲線沒有相互重合。b平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡；本設(shè)計的平曲線長度分別為834.7038m、696.8087m,豎曲線長度分別為：105mc暗、明彎與凸、凹豎曲線暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的、悅目的；由于本設(shè)計中地勢比較平坦，道路周圍沒有高的地勢，所以不涉及到明、暗彎的問題。d平、豎曲線應(yīng)避免的組合要避免是凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點相重合；小半徑豎曲線不與緩和曲線相重合；計算行車速度≥40km/h的道路，應(yīng)該避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線，這種組合是使平曲線與豎曲線對應(yīng)，最好使豎曲線的起終點分別方在平曲線的兩個緩和線內(nèi)，即所謂的“平包豎”，本設(shè)計不涉及這些。4)直線與縱斷面的組合只要路線有起有伏，就不要采用長直線，最好使平面路線隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，并把平、豎曲線合理的組合，但要避免駕駛員一眼能看到路線方向轉(zhuǎn)折兩次以上或縱坡起伏三次以上。平面的長直線與縱面的直坡線配合，對雙車道道路超車方便，在平坦地區(qū)與地形相適應(yīng)，但行車單調(diào)乏味，易疲勞。直線上一次變坡是很好的平縱組合，從美學(xué)觀點講以包括一個凸形豎曲線為好，而包括一個凹形豎曲線次之；直線中短距離內(nèi)二次以上變坡會形成反復(fù)凸凹的“駝峰”和“凹陷”，看上去線形有起伏，就不如采用長直線。本設(shè)計因為地形的限制，設(shè)計了一個凹形豎曲線和一個凸形豎曲線的組合。5)平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合a應(yīng)在道路規(guī)劃、選線、設(shè)計、施工全過程中重視景觀要求，該路段設(shè)計廣告牌；b盡量少破壞沿線自然景觀，避免深挖高填；c應(yīng)提供視野的多樣性，力求與周圍的風(fēng)景自然的融為一體；d不得已時，可采用修整、植草皮、種樹等措施加以補救；e應(yīng)進行綜合綠化處理，避免形式和內(nèi)容上的單一化，將綠化視作引導(dǎo)視線、點綴風(fēng)景以及改造環(huán)境的一種技術(shù)措施進行專門設(shè)計。4.4.2豎曲線要素的確定1)豎曲線要素的計算公式豎曲線長度L或豎曲線半徑R：L=R或R=（4-2）豎曲線切線長T：（4-3）豎曲線上任意一點豎距h：（4-4）豎曲線外距E：或（4-5）上述式中：——坡差（%）；——豎曲線長度（m）；圖4-1豎曲線要素圖Fig.4-1Theelementofverticalcurve——豎曲線半徑（m）。2)豎曲線的最小半徑在本次縱斷面的設(shè)計中，下面三個主要限制因素決定著豎曲線的最小半徑或最小長度的設(shè)計。a考慮到緩和沖擊時的最小半徑：m或（4-6）b考慮到時間行程不過短的最小長度：=c滿足視距的要求：汽車行駛在豎曲線上，如果半徑太小，會阻擋司機的視線。為了行車的安全，對豎曲線的最小半徑或最小長度加以限制?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了豎曲線的最小半徑的一般值、極限值和最小長度如表4-1：本設(shè)計采用的計算行車速度為80km/h表4-1縱斷面技術(shù)參數(shù)Tab.4-1Thetechnologicalparameteroflengthwisesection設(shè)計速度，km/h80凸形豎曲線半徑，m一般值4500極限值3000凹形豎曲線半徑，m一般值3000極限值2000豎曲線最小長度，m704.5縱斷面的設(shè)計第一邊坡點樁號(K1+825.000)的豎曲線要素計算如下：R=7000m1)計算豎曲線要素ω=—=-0.00833-0.00615=-0.01448，故為凸形曲線。曲線長m切線長m外距m2)計算設(shè)計高程豎曲線起點樁號=K1+100.000－50.68=K1+249.295豎曲線起點高程=154-50.68×0.006154=153.679豎曲線終點樁號=K1+100.000+50.68=K1+350.705豎曲線終點高程=154-50.68×0.00833=153.578第二個變坡點(K2+875.000)的豎曲線要素計算如下：R=40001)計算豎曲線要素ω=—=故為凹形。曲線長m切線長m外距m2)計算設(shè)計高程豎曲線起點樁號=K2+440.000－61.98=K2+378.023豎曲線起點高程=144.5－61.98×0.00833=143.豎曲線終點樁號=K2+440.000+61.98=K2+501.977豎曲線終點高程=144.5－61.98×0.02266=14表4-2豎曲線要素表Tab4-2Verticalcurveelementsform序號樁號高程（m）凹凸R（m）T（m）E（m）變坡點間距（m）直線坡長（m）坡度（%）1K0+000.00016413001247.7600.6152K1+130.000154凸700050.710.1811401027.320-0.8333K2+240.000144.5凹400061.980.48286.91224.9302.2664K3+2726.9091515道路橫斷面設(shè)計道路的橫斷面，是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計線和地面線所構(gòu)成的，其中橫斷面設(shè)計線包括行車道、路肩、分割帶、邊溝邊坡、截水溝、護坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護等設(shè)施。5.1路基橫斷面尺寸確定為滿足汽車行人以及其它車輛在公路上正常運行要求，路基須有一定寬度。本設(shè)計具體參數(shù)如下表。表5-1橫斷面技術(shù)指標(biāo)表Tab.5-1Cross-sectionalSpecificationsTable 類別指標(biāo)公路等級一級公路車道數(shù)4行車道寬度/m3.75路基寬度/m23.5路幅布置類型雙幅四車道路拱橫坡度/%2右側(cè)硬路肩寬度/m2土路肩寬度/m0.75土路肩坡度/%3中央分隔帶寬度/m2左側(cè)路緣帶寬度/m0.5中間帶寬度/m35.1.1路幅及行車道寬的確定本設(shè)計路段為丘陵區(qū)域（K0+000.000～K2+2726.909），遠景交通量為17004輛/晝夜，根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定并結(jié)合實際情況取道路等級為一級公路，路幅定為整體式雙幅四車道，中間采用分割帶分開。根據(jù)《規(guī)范》查得一級公路行車道寬度為3.75m5.1.2加寬值的確定《規(guī)范》規(guī)定：對于R＞250m的圓曲線，由于加寬值甚小，可以不加寬。本設(shè)計中最小圓曲線半徑為600m＞250m，5.1.3路肩的確定本設(shè)計路段為平原微丘地區(qū)一級公路，需要設(shè)置路肩。本設(shè)計參照我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，選擇的路肩寬度為硬路肩寬度2.5m，土路肩0.75m。硬路肩的坡度為2%，土路肩的坡度為3%。在填方路段，為使路肩能匯集路面積水，需在路肩邊緣設(shè)置路緣石。為了便于排水，可在路基邊緣設(shè)置高出路面10cm～20cm,寬為10cm～5.1.4中間帶的確定中間帶是由兩條左側(cè)路緣帶與中央分隔帶組成。中間帶的寬度越寬其作用越明顯，但是對于我國寶貴的土地資源，采用較寬的中間帶是很浪費的，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的數(shù)值也隨公路等級、地形條件變化而有所不同，根據(jù)實際情況，在設(shè)計采用中央分隔帶的寬度為2m，中央分隔帶兩側(cè)路緣帶的寬度為0.75m5.1.5路拱和超高的確定1)路拱為了利于路面橫向排水，將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，稱路拱。《規(guī)范》規(guī)定：路面類型為瀝青混凝土路面時路拱橫坡度取1.0%～2.0%，本設(shè)計取2.0%，以利于橫向排水。2)超高及作用當(dāng)汽車在曲線路段上行駛時，將會產(chǎn)生一個離心力的作用，危及汽車的安全穩(wěn)定性。為抵消離心力的作用，在曲線段上將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。超高橫坡在圓曲線上是與圓曲線半徑相適宜功能的全超高。在緩和曲線上逐漸變化的超高，是從雙向坡度過渡到單向坡度的路段。a超高的過渡方式有中間帶的道路，超高的過渡有三種方法：繞中間帶中心旋轉(zhuǎn)；繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)；繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)。本設(shè)計路段采用繞中間分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，行車道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水。如圖5-1：圖5-1有中央分隔帶道路超高的過渡方式Fig5-1Wayhowtotransitthefreeboardintheroadthathasmedialdividerb曲線上超高緩和段長度的確定在確定緩和曲線最小長度時，已經(jīng)考慮了超高緩和段所需要的最短長度，所以在一般情況下，超高緩和段與緩和曲線長度相等。但因照顧線形的協(xié)調(diào)性，則超高的過渡可僅在回旋線的某一區(qū)段內(nèi)進行。從有利于排除路面降水考慮，路段的超高漸變率不得小于1/225。結(jié)合上述情況并參考有關(guān)設(shè)計實例c橫斷面上超高值的計算分析本設(shè)計具體情況后，決定采取繞邊線旋轉(zhuǎn)方式進行計算；繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計算公式：過渡段上：外緣:（5-1）中線:（5-2）內(nèi)緣:（5-3）（5-4）圓曲線上：外緣:（5-5）中線:（5-6）內(nèi)緣:（5-7）備注：1)計算結(jié)果均為與設(shè)計高之差2)臨界斷面距緩和段起點（5-8）3)距離處的加寬值=0（5-9）式中：———路面寬度；———路肩寬度；———路拱（包含硬路肩）坡度；———土路肩坡度；———超高橫坡度；———緩和曲線長度；———與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離；———超高緩和段中任一點至起點的距離；———路肩外緣最大抬高值；———路中線最大抬高值；———路基內(nèi)緣最大降低值;———x距離處路基外緣抬高值；———x距離處路中線抬高值；———x距離處路基內(nèi)緣降低值。各平曲線處的超高值計算：以交點1為例進行計算，結(jié)果如下：其中，查表取，超高緩和段外側(cè)驗證超高漸變率：，符合要求圓曲線上的超高為外緣:中線:內(nèi)緣:超高緩和段起點的超高為：K0＋396.426外緣:中線:內(nèi)緣:超高緩和段終點的超高為：K1＋035.130外緣:中線:內(nèi)緣:超高緩和段內(nèi)的超高：(1)K0＋400.000處：外緣:中線:內(nèi)緣:(2)K0＋450.000處：外緣:中線:內(nèi)緣:(3)K1＋500.000處：外緣:中線:內(nèi)緣:交點2處的超高計算同理、詳見路基超高加寬表。5.2路基土石方數(shù)量計算及調(diào)配5.2.1橫斷面面積計算采用坐標(biāo)法計算道路的橫斷面面積，計算公式如下：（5-10）式中：xi，yi——橫斷面上點的坐標(biāo)。5.2.2土石方數(shù)量計算采用平均斷面的計算方法，其計算公式為：（5-11）式中：V——體積，即土石方數(shù)量(m3)；F1，F(xiàn)2——分別為相鄰兩斷面的面積(m2)；L——相鄰斷面之間的距離(m)；注：上述方法計算的土石方體積中，包含了路面的體積。5.2.3路基土石方調(diào)配1)土石方調(diào)配原則a半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運輸量；b石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對施工運輸?shù)挠绊懀话愦鬁喜蛔骺缭秸{(diào)運，同時尚應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運土；c為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\輸方式，確定合理的經(jīng)濟運距，用以分析工程用土是調(diào)運還是外借；d土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟運距問題，但這不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方占地，賠償青苗損失及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。有時移挖作填雖然運距超出一些，運輸費用可能稍高一些，但如能少占地，少影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這樣，對整體來說也未必是不經(jīng)濟的；e不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)；f土方調(diào)配對于借土和棄土應(yīng)事先同地方商量，妥善處理。借土應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點，并綜合考慮借土還田，整地造田等措施。土石方調(diào)配后，應(yīng)按下式進行復(fù)核檢查:橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+借方=填方（5-12）橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+棄方=挖方（5-13）挖方+借方=填方+棄方（5-14）2)關(guān)于調(diào)配計算的幾個問題a經(jīng)濟運距當(dāng)縱向調(diào)運距離過長時，運價超過了在填方附近借土所需的費用時，移挖作填就不如在路堤附近就地借土經(jīng)濟。經(jīng)濟運距：（5-15）式中：B———借土單價（元/m3）；T———遠運運費單價（元/m3·km）；L免——免費運距（km）。b平均運距土方調(diào)配的運距，是指從挖方體積的重心到填方體積的重心之間的距離。為簡化計算起見，這個距離可簡單地按挖方斷面間距中心至填方斷面間距中心的距離計算，稱平均運距。在縱向調(diào)配時，當(dāng)其平均運距超過定額規(guī)定的免費運距時，應(yīng)按其超運運距計算土石方運量。c運量土石方運量為平均運距與土石方調(diào)配數(shù)量的乘積?？傔\量=調(diào)配（土石方）方數(shù)n式中：n———平均運距單位（級），其值為（5-16）其中：L———平均運距；Lm———免費運距。d計價土石方數(shù)量在土石方調(diào)配中,所有挖方無論是“棄”或“調(diào)”,都予以計價。但對填方則不然,要根據(jù)用土來源來決定是否計價。如果是路外借土,需要計價；若是移挖作填調(diào)配利用，則不應(yīng)計價，否則形成雙重計價。計價土石方數(shù)量=挖土數(shù)量+借方數(shù)量一般工程上所說的土石方總量，實際是指計價土石方數(shù)量。一條公路的土石方總量，一般包括路基工程，排水工程，臨時工程,小橋涵工程，短隧道等項目的土石方數(shù)量。本設(shè)計經(jīng)過調(diào)運填挖基本平衡。詳見土石方計算表。5.3道路建筑界限與道路用地5.3.1道路建筑界限道路建筑界限，又稱凈空，是為了保證道路上各種車輛、人群的正常通行與安全，在一定的高度和寬度范圍內(nèi)不允許有任何障礙物侵入的空間界限。1)凈高：一條公路應(yīng)采用相同的凈高，我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：汽車專用一級公路的凈空高度為5.0m，若考慮路面面層的改造提高，其凈高可預(yù)留0.2m。2)凈寬：凈寬是指在規(guī)定凈高范圍內(nèi)應(yīng)保證的寬度，它包括行車帶寬度和路肩寬度。根據(jù)我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》所查數(shù)據(jù)得245.3.2道路用地本設(shè)計中公路用地的范圍為：1)修建公路路堤兩側(cè)排水溝外緣（無排水溝時為路堤或橫坡度坡腳）以外，或路塹坡頂截水溝外緣（無截水溝為坡頂）以外不少于1m的土地為公路用地范圍。在有條件的地段，汽車專用一級公路不少于3m的土地為公路用地范圍。2)高填深挖路段，可能會因取土、棄土以及在路基的開挖填筑和養(yǎng)護過程中占用更多的土地，加之路基可能產(chǎn)生的沉陷、變形等原因，所以在這種地段應(yīng)根據(jù)計算確定用地范圍。3)在風(fēng)沙、雪害及特殊地質(zhì)地帶，應(yīng)根據(jù)需要確定設(shè)置防護林，種植固沙植物，安裝防沙或防雪柵欄以及設(shè)置反壓護道等設(shè)施所需的用地范圍。4)行道樹應(yīng)種植在排水溝或截水溝外側(cè)的公路用地范圍內(nèi)。有條件或根據(jù)環(huán)境保護要求種植多行林帶的路段，應(yīng)根據(jù)具體情況確定公路用地范圍。5)公路沿線設(shè)施及路用房屋、料場等，應(yīng)在節(jié)約用地的原則下，盡量利于荒山或荒坡地，并根據(jù)實際需要確定用地范圍。6路基設(shè)計路基是道路基本組成部分，它們共同承受行車荷載和自然因素的作用，具有距離長，與大自然接觸面廣的特點。路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定堅固，直接關(guān)系到道路的正常使用與服務(wù)質(zhì)量。路基的構(gòu)造，除路基基身外，還應(yīng)采取必要的排水、防護與加固等工程措施。路基是一種露天的線型工程，行車荷載、自然因素和材料性質(zhì)又變化不定，損壞狀況則錯綜復(fù)雜，這就增加了設(shè)計與修建工作的難度。因此，在設(shè)計之前，我應(yīng)做好全面的調(diào)查研究，充分收集沿線地質(zhì)、水文、地形、地貌、氣象、地震等設(shè)計資料，并在此基礎(chǔ)上進行設(shè)計。6.1路基設(shè)計的一般要求公路路基是路面的基礎(chǔ)，它承受著土體本身的自重和路面結(jié)構(gòu)兩個重力，同時還承受由路面?zhèn)鬟f下來的車行荷載，所以路基是公路的承受主體。路基承受車行荷載作用主要是在應(yīng)力作用區(qū)，其深度一般在路基頂面以下0.8m范圍內(nèi)。此部分的路基可視為路面結(jié)構(gòu)的路床，其強度與穩(wěn)定性要求，應(yīng)根據(jù)路基路面綜合設(shè)計的原則確定。堅固的路基，不僅是路面強度與穩(wěn)定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創(chuàng)造有利條件，所以路基路面的綜合設(shè)計至為重要。一般路基通常指在良好的地質(zhì)與水文等條件下，填方高度和挖方深度不大的路基。通常認為一般路基可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)情況，直接選用典型斷面圖或設(shè)計規(guī)定，不必進行個別論證和驗算。對于超過規(guī)范規(guī)定的高填、深挖路基，以及地質(zhì)和水文等條件特殊的路基，為確保路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性，需要進行個別設(shè)計和驗算。6.2路基設(shè)計的一般原則路基設(shè)計的目的與要求有以下幾個方面：1)路基設(shè)計應(yīng)符合公路建設(shè)的基本原則和《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的具體要求。2)路基設(shè)計應(yīng)兼顧與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)的需要。3)沿路線的路基設(shè)計，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀。4)大填大挖路段，應(yīng)與橋隧方案作對比分析。5)必須穿過耕種地區(qū)的路基，必要時，可進行邊坡加固或修建矮墻。6)橫坡陡于1:1.5的坡地上的填方路基，在填筑前，需將地面挖成梯臺，臺階寬度不小于12m，以防路基滑動而影響其穩(wěn)定性。7)山坡上半挖半填路基，若原地面橫坡較陡，填方坡腳伸出很遠，施工困難，且邊坡穩(wěn)定性也較差時，可修筑護肩路堤、砌石路基或設(shè)置擋土墻，甚至半邊橋等特殊構(gòu)造物。8)路基要與路面成為一體，共同承受交通荷載，保證車輛行駛順利舒適。因此，路基不能產(chǎn)生給路面帶來不良影響的不均勻沉降，路基的結(jié)構(gòu)不應(yīng)在通車后發(fā)生路面不能承受的不均勻下沉及邊坡坍塌，即使有所變形，也應(yīng)便于補修。6.3路基設(shè)計6.3.1路基橫斷面路基橫斷面應(yīng)根據(jù)公路等級、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮公路所在地的地形、地質(zhì)、水文、填挖等具體情況選用。按照路基斷面形式，一般分為填方路基、挖方路基和半填半挖路基等。路基結(jié)構(gòu)及各部位名稱如圖6-6所示。圖6-1路基橫斷面Fig.6-1CrossSection本設(shè)計的斷面形式包括填方路基、挖方路基和半填半挖路基，并設(shè)置邊溝、截水溝等排水設(shè)施，并加固路基穩(wěn)定性。6.3.2路基高度路基高度指路堤的填筑高度和路塹的開挖深度，是路基設(shè)計標(biāo)高和地面標(biāo)高之差，它常分為中心高度和邊坡高度。由于本路段處于Ⅳ5區(qū)，路基屬于中濕狀態(tài)，最小填土高度為0.3～0.8m。6.3.3邊坡坡度公路路基的邊坡坡度可用邊坡高度H和邊坡寬度b之比值表示，并取H=1，即用1：n（路塹）或1：m（路堤）表示坡率，稱為邊坡坡率。由于本設(shè)計路段的土質(zhì)為粘性土，在路基邊坡高度小于8米時邊坡率取1：1.5；在路基邊坡高度超過8米時邊坡率取1：1.75，邊溝內(nèi)坡率1：1。邊坡坡度(路基邊坡高度小于8米時)具體見示意圖6-7所示。圖6-2邊坡坡度Fig6-2Fallinggradientofthesideslope6.3.4填方路基1)填料選擇標(biāo)準(zhǔn)填方路基所選填料應(yīng)能保證填方路基穩(wěn)定、耐久、具有一定的承載能力、沉降量滿足要求。由于填方路基工程量大，一般應(yīng)盡可能移挖作填，需要借土?xí)r應(yīng)利用工程所在地的土或固體廢棄物，以降低成本。為節(jié)約投資和少占耕地和良田采取利用附近路塹或附屬工程（如排水溝渠等）的棄土方作為填土材料，特別要注意不要出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象，危及沿線自然生態(tài)環(huán)境。沿線工業(yè)廠礦供應(yīng)的粉煤灰、冶金礦渣等工業(yè)廢料也可作為填土的材料使用。填料宜選用級配較好的粗粒土，對用于高速公路和一級公路的填方路基，填料的最小強度和最大粒徑應(yīng)滿足現(xiàn)行《路基設(shè)計規(guī)范》規(guī)定。礫（角礫）類土、砂類土應(yīng)優(yōu)先先選作路床填料，土質(zhì)較差的細粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基時，應(yīng)分層填筑，每一水平層均應(yīng)采用同類填料。泥炭、淤泥、凍土、強膨脹土及已易溶鹽超過允許限量的土，不得直接用于填筑路基。冰凍地區(qū)上路床及浸水部分的路堤不應(yīng)直接采用粉質(zhì)土填筑。強風(fēng)化巖石及浸水后容易崩解的巖石不宜作為浸水部分路堤填料。2)路基填土與壓實a路基壓實路基填土需分層壓實，使之具有一定的密實度。土質(zhì)路塹開挖至設(shè)計標(biāo)高后，需檢驗路基頂面工作區(qū)內(nèi)天然狀態(tài)土的密實度，該密實度通常低于設(shè)計要求。必要時，應(yīng)在挖開后再分層壓實，使之達到一定的密實度。分層壓實的路基頂面能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變形，確保路面的使用品質(zhì)和使用壽命。本設(shè)計為一級公路，對行車平穩(wěn)性要求高，路基應(yīng)具有較強的抗變形能力，因此對路基的壓實度要求高于一般公路。根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》對各種不同情況提出了不同的壓實度標(biāo)準(zhǔn)。表7-1路床土最小強度和壓實度要求Tab7-1Roadbedminimumrequirementsofintensityanddegreeofcompaction項目分類路面底面以下深度(m)填料最小強度（CBR）（%）壓實度（%）高速，一級公路二級公路三、四級公路高速，一級公路二級公路三、四級公路填方路基0～0.3865≥96≥95≥940.3～0.8543≥96≥95≥94零填及挖方路基0～0.3865≥96≥95≥940.3～0.8543≥96≥95—b路基填土應(yīng)遵循的規(guī)則：不同性質(zhì)的土要分層填筑，不得混雜亂填（但可摻和使用），以免形成水囊和滑動面。各類土層的安排，應(yīng)考慮路基工作條件。凡是不因潮濕及融凍而變更體積的土宜填筑在路堤的上層，使路面有一個穩(wěn)定的基礎(chǔ)，如果下層經(jīng)常受到水的侵蝕，則宜采用透水性好的土填筑。透水性小的土填筑在下層時，其頂面宜做成2%的雙向橫坡，以保證上層透水性土有排水出路，另外，透水性大的土不宜被透水性小的土封閉。當(dāng)上下兩部分的土的顆粒直徑相差較大時（例如上部為粘性土，下部為石塊），其間應(yīng)加設(shè)由砂石材料構(gòu)成的反濾層，以防止細顆粒土擠入石塊空隙間而引起路堤沉陷。相鄰兩段路堤用不同類型的土填筑，力求采用斜面連接，以免交接產(chǎn)生不明顯的均勻變形。為了減少路堤沉陷，便于及時鋪筑路面，路基具有一定的壓實度，現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定高速公路的路堤路槽底面以下0～80cm和零填路基路塹的底面以下0～30cm范圍內(nèi)的壓實度應(yīng)大于95%，特殊地區(qū)可減少2%～3%。檢驗壓實度時可采用12～15t壓路機最后兩遍碾壓時表面下沉量不得超過規(guī)定值，作為合格標(biāo)準(zhǔn)。6.不同性質(zhì)的土要分層填筑，不得混雜亂填（但可摻和使用），以免形成水囊和滑動面。各類土層的安排，應(yīng)考慮路基工作條件。凡是不因潮濕及融凍而變更體積的土宜填筑在路堤的上層，使路面有一個穩(wěn)定的基礎(chǔ)，如果下層經(jīng)常受到水的侵蝕，則宜采用透水性好的土填筑。透水性小的土填筑在下層時，其頂面宜做成2%的雙向橫坡，以保證上層透水性土有排水出路，另外透水性大的土不宜被透水性小的土封閉。當(dāng)上下兩部分的土的顆粒直徑相差較大時（例如上部為粘性土，下部為石塊），其間應(yīng)加設(shè)由砂石材料構(gòu)成的反濾層，以防止細顆粒土擠入石塊空隙間而引起路堤沉陷。相臨兩段路堤用不同類型的土填筑，力求采用斜面連接，以免交接產(chǎn)生不明顯的均勻變形。6.4路基的處理6.4.1一般路基處理根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》臺階寬1.0m，內(nèi)傾3%，，并回填5%灰土至原水面，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，清楚耕植后，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,底部設(shè)3%土拱,土拱設(shè)30cm厚5%石灰土處理層。6.4.2路床處理路床土質(zhì)應(yīng)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(shù)措施。路床頂面橫坡應(yīng)與路拱坡度一致。挖方地段的路床為巖石或土基良好時，可直接利用作為路床，并應(yīng)整平，碾壓密實。地質(zhì)條件不良或土質(zhì)松散，滲水，濕軟，強度低時，應(yīng)采取防水、排水措施或摻石灰處理或換填滲水性土等措施。填方路基的基底，應(yīng)視不同情況分別予以處理?；淄撩軐?，地面橫坡緩于1：5時，路基可直接填筑在天然地面上，地表有樹根草皮或腐殖土土應(yīng)予以處理深除。路堤基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時，應(yīng)采取攔截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石，塊石或砂、礫等透水性材料。路堤基底為耕地或土質(zhì)松散時，應(yīng)在填筑前進行壓實，高速公路、一級公路和二級公路路堤基底的壓實度（重型）不應(yīng)小于85%，路基填土高度小于路床厚度（80cm）時，基底的壓實度不宜小于路床的壓實度標(biāo)準(zhǔn)；基底松散土層厚度大于30cm時，應(yīng)翻挖再回填分層壓實。6.5路基防護在天然地表上開挖或填筑路基，必然會改變原地面地層結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，原來處于穩(wěn)定狀態(tài)的坡面，可能由于開挖而引起不平衡；新填筑的路堤，可能由于水流的沖刷和滲入而強度下降，產(chǎn)生沉陷、松散。公路建設(shè)中，防護工程對保證道路使用品質(zhì)、提高投資效益均具有重要的意義。1)本設(shè)計路基填土高度或護坡高度H≤3m時，采用鋪草皮防護。鋪草皮需預(yù)先備料，草皮可就近培育，切成整齊塊狀，然后移鋪在坡面上。鋪時應(yīng)自上而下，并用竹木小樁將草皮釘在坡面上，使之穩(wěn)固。草皮根部應(yīng)隨草切割，坡面要預(yù)先整平，必要時還應(yīng)加鋪種植草，草皮應(yīng)隨挖隨鋪，注意相互貼緊。2)本設(shè)計路基填土高度或護坡高度3＜H≤10m時，采用漿砌片石襯砌防護；當(dāng)10＜H時，采用分級砌筑，每一級為10m，中間設(shè)置一米平臺，墻被設(shè)置耳墻，縱向每10米設(shè)一條伸縮縫，墻身預(yù)留泄水孔，基礎(chǔ)要求穩(wěn)固，頂部應(yīng)封閉。相應(yīng)于襯砌拱拱柱部分的護坡道也做鋪砌，并設(shè)置20號混凝土預(yù)制塊至邊溝內(nèi)側(cè)。20號混凝土預(yù)制塊的規(guī)格分為兩種，拱柱及護腳采用5cm×30cm×50cm的長方體預(yù)制塊，拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形預(yù)制塊。漿砌片石護坡厚30cm，下設(shè)10cm砂墊層。漿砌塊(片)石墻身，泄水孔尺寸可分為5×10，10×10，15×20cm或直徑為5～10cm的圓孔，視泄水量大小而定。泄水孔的間距為2m3)路線經(jīng)過荷塘路段時，采用漿砌片石鋪滿防護，并設(shè)置勺型基礎(chǔ)，漿砌片石厚度30cm，下設(shè)10cm砂墊層，基礎(chǔ)埋深60cm，寬度80cm，個別小的河塘全部填土。4)橋梁兩端各10cm及挖方路段采用漿砌片石滿鋪防護，路基兩側(cè)邊溝全部漿砌片石滿鋪防護5)擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，以疏干墻后填料中的水分，防止墻后積水致使墻身受額外的靜水壓力，減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力，清除粘土填料浸水后的膨脹壓力。6)路塹擋土墻后地面應(yīng)做好排水處理，設(shè)置排水溝，必要時夯實地表松土以減少雨水和地面水下滲。而墻趾前的邊溝則應(yīng)予以鋪砌加固，以防邊溝水滲入基礎(chǔ)。7)對于山區(qū)沿溪線公路，一般應(yīng)對每隔300m設(shè)置一道涵洞，通常設(shè)置在凹凸曲線底部和縱坡陡緩變坡處。穿越村莊路段，為排除村莊地面匯水也應(yīng)設(shè)涵。涵洞應(yīng)設(shè)置直徑不小于100cm的鋼筋混凝土管涵或墻身高不小于100cm7路面結(jié)構(gòu)設(shè)計路面設(shè)計是公路設(shè)計的重要組成部分，路面的好壞直接影響著道路的使用壽命，因此，道路的路面設(shè)計十分重要。我們要結(jié)合工程的實際情況，以質(zhì)量第一為目標(biāo)來搞好路面設(shè)計，以確保路面工程質(zhì)量，同時降低工程造價。本設(shè)計是設(shè)計車速為80Km/h的一級7.1路面類型及結(jié)構(gòu)7.1.1路面類型路面按照面層所用材料的不同，可分為瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面、塊料路面和粒料路面。一般一級公路均采用瀝青混凝土路面，本設(shè)計路段是丘陵區(qū)一級公路，因此采用瀝青混凝土路面。在工程設(shè)計中，從路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和設(shè)計方法的相似性出發(fā)，將路面劃分為柔性路面、剛性路面、和半剛性路面三類。本設(shè)計采用半剛性路面。瀝青面層的材料組成有：瀝青材料和礦料。a瀝青材料：瀝青路面所用的瀝青材料有：石油瀝青、煤瀝青、液體石油瀝青和瀝青乳液等；b礦料：瀝青路面所用礦料有碎石、篩選礫石、軋制礫石、砂和礦料等。碎石是由各種堅硬巖石軋制而成，篩選礫石不是由天然礫石篩選而得，軋制礫石系由天然礫石軋制并經(jīng)篩選而得，砂包括天然砂和人工砂兩種。天然砂包括河砂、山砂和海砂等，最大粒徑一般小于2mm；人工砂是從軋制巖石篩選而得，其最大粒徑一般小于5 圖7-1結(jié)構(gòu)斷面圖Fig7-1Sectionofstructureinroadsurface7.1.2路面結(jié)構(gòu)路面結(jié)構(gòu)可分為面層、基層、墊層。1)面層是直接承受行車荷載作用和大氣降水與溫度變化影響的路面結(jié)構(gòu)層次，應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)強度、良好的溫度穩(wěn)定性、耐磨、抗滑、平整和不透水。面層由一層或數(shù)層組成，其頂面可加鋪磨耗層，其底面有時增設(shè)聯(lián)結(jié)層。2)基層主要起承重作用，應(yīng)具有足夠的強