畢業(yè)設計---某市新建二級公路設計

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設 計）</p><p>　　題 目 某市新建二級公路設計 </p><p>　　姓 名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 講 師 </p><p>　　二О一 二 年 五 月 十

2、四 日</p><p>　　The Graduation Design for Bachelor's Degree</p><p>　　The Secondary Highway Design in Central Regions</p><p>　　Candidate： </p><p>　　Specialty： </p&g

3、t;<p>　　Student No.: </p><p>　　Supervisor: </p><p><b>　　內 容 摘 要</b></p><p>　　本設計路段位于山西晉城地區(qū)，根據該路段的地質、地形、地物、水文等自然條件，經過實地踏勘，依據相關技術標準規(guī)范等進行設計。</p><p>　

4、　本設計內容包括平面線形設計、縱斷面設計、橫斷面設計、路基路面設計和擋土墻設計，通過應用AutoCAD2004 和鴻業(yè)市政道路軟件，按老師指導和要求完成整條路線的初步設計。平面線設計包電子地形圖上選線、定線，圓曲線、緩和曲線參數設定等；縱斷面設計包括拉坡、豎曲線設計等；橫斷面設計中為確保道路的使用年限，在路段上還做了擋土墻設計和排水設計；路面設計采用瀝青混凝土路面。</p><p>　　整個設計計算了路線的平、縱

5、、橫要素,設計了路基、路面、擋土墻等內容,由此圓滿完成了中部某市新建二級公路初步設計。</p><p><b>　　關 鍵 詞</b></p><p>　　二級公路；線形設計；縱斷面設計；橫斷面設計</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The secondary

6、 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 al

7、ignment design, longitudinal design, cross-sectional design, pavement design and retaining wall design. Through the application of AutoCAD and the tutor’s guidance, I accomplish the preliminary design of the highway. Ali

8、gnment design is consist of plane alignment des</p><p><b>　　Keywords</b></p><p>　　Alignment design；Longitudinal design；Cross-sectional design；Asphalt concrete pavement</p><

9、;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　某市新建二級公路</b></p><p>　　第一章 設計總說明書</p><p>　　1.1.畢業(yè)設計的目的</p><p>　　畢業(yè)設計是學生綜合運用在校期間所學的理論，完成符合生產實際要求的公路工程設計任務，是提高學生的綜

10、合運用能力、促進學生由知識向能力轉化的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是對學生所學知識與技術的全面檢驗。在教師指導下，獨立、系統(tǒng)、全面地完成公路設計，使學生掌握公路線形設計、工程實體設計以及設計文件編制的全過程。</p><p>　　通過畢業(yè)設計，既有助于提高學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工作環(huán)境。</p><p><b>　　1.2.設計任務</b&g

11、t;</p><p>　　本次設計任務主要包括：依據電子版地形圖完成給定的初步設計。</p><p><b>　　1.2.1路線設計</b></p><p>　　路線設計主要解決公路路線空間位置問題，其內容包括：</p><p>　　1) 路線平面設計：包括中線的平面設計以及路線平面圖的繪制等。</p>&

12、lt;p>　　2) 路線縱斷面設計：包括縱斷面拉坡，平縱線形綜合處理，豎曲線設計以及中樁的填挖高度計算和縱斷面圖的繪制等。</p><p>　　3）路線橫斷面設計：包括一般與特殊橫斷面設計，彎道超高、加寬。</p><p><b>　　1.2.2結構設計</b></p><p>　　結構設計主要解決公路各種人工構造物的具體布設位置，結構類

13、型設計和結構尺寸設計等，其內容包括：</p><p>　　1) 路基設計：選擇路基斷面形式，確定路基寬度；選擇路堤填料與壓實標準；確定邊坡形狀與坡度；擋土墻設計。</p><p>　　2) 路面設計，路面結構組合設計(面層、基層、墊層等設計)，路肩加固設計等。</p><p>　　1.3.道路基本概況</p><p>　　1.3.1．道路所在

14、地區(qū)氣象資料</p><p>　　本設計路段位于山西晉城地區(qū)，屬于暖溫帶季風氣候，四季較分明，春季干旱多風，夏季受東南亞季風氣候影響，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，多年平均風速2.2米/秒。</p><p>　　1.3.2．沿線的工程地質及水文地質情況</p>

15、<p>　　本設計路段位于山嶺重丘區(qū)，沿線山體穩(wěn)定，無不良地質狀況，山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5米以下。</p><p>　　1.3.3．沿線的植被及土壤分布情況</p><p>　　沿線樹木較多，沿線多粘質土，山坡上1米以下是碎石土。</p><p>　　1.3.4．道路建筑材料及分布情況</p><p>　　公路沿線附

16、近可采用的建筑材料：水泥、瀝青、碎石、砂礫、石灰及粉煤灰等。</p><p>　　1.3.5．交通量資料</p><p><b>　　1）近期交通量</b></p><p>　　表1.1 近期主要車型交通量</p><p>　　2）交通增長率： 10% </p><p>　　1.4．道路等級和

17、技術標準</p><p>　　根據《公路工程技術標準》規(guī)定：標準車型以小客車為折算標準。各種汽車的折算系數系數見表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KM340、東風SP9135B、五十鈴EXR181L、轎車的折算系數分別為1.5、1.5、1.5、2.0、1.5、3.0、3.0、1.0。</p><p><b&g

18、t;　　確定公路等級：</b></p><p>　　式中：——設計交通量（輛/日）；</p><p>　　——起始年平均日交通量（輛/日）；</p><p>　　——設計交通量年平均增長率（%）；</p><p>　　——設計交通量預測年限。</p><p>　　表1.2 各級公路車輛折算系數</

19、p><p>　　交通量年平均增長率為10.0%，一般能適應各種車輛折合成小客車的年平均日交通量，</p><p>　　=小客車+1.5×中型車+2×大型車 =180×+(270+145+120+320)×1.5+170×2+(150+120)×3=2612.5， =2612.5×(1+10.0%)=9920.9，交通量在50

20、00～15000之間，所以根據以上所得數據，所選路段為二級公路。</p><p>　　表1.3 二級公路主要技術指標選取表</p><p>　　1.5．道路采用的技術經濟指標</p><p>　　1.5.1．道路平面設計</p><p>　　道路為山嶺重丘區(qū)二級公路，設計車速為60km/h，道路全長1666.415m，起點樁號為K000+0.

21、000，高程855.000m，終點樁號為K1＋666.415，高程835.000m。</p><p>　　本次設計的平面線形中全線共設交點2個，最小圓曲線半徑為300m，最大圓曲線半徑為400m，路線增長系數2.056，平均交點個數2.344個/km，平曲線占線路總長35.5%，總長1184.024m，直線最大長度543.152m。詳見道路平面設計。</p><p>　　1.5.2．道路縱

22、斷面設計</p><p>　　在本設計項目中最小坡長(米):314.823，最大坡長(米):738.8，最小縱坡(%):-0.380，最大縱坡(%):-2.059，最小凹形豎曲線半徑(米): 3000.000，最小凸形豎曲線半徑(米):3500.000 ，最小豎曲線長度(米):50.364。詳見道路縱斷面設計。</p><p>　　1.5.3．道路橫斷面設計</p><

23、;p>　　此公路為山嶺重丘區(qū)二級公路，計算行車速度為60km/h，路基寬度為20m，其中行車道寬14.0m，兩邊土路肩各0.5m。路拱坡度為1.5％，詳見道路橫斷面設計。</p><p>　　1.5.4．路面結構設計（如表1.4所示）</p><p>　　表1.4 路面結構設計表</p><p><b>　　1.6. 設計依據</b>&l

24、t;/p><p>　　1）《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）,人民交通出版社；</p><p>　　2）《公路路線設計規(guī)范》（JTGD20-2006）,人民交通出版社；</p><p>　　3）《公路路基設計規(guī)范》（JTGD30-2004）,人民交通出版社 ；</p><p>　　4）《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTJ012-20

25、02）,人民交通出版社；</p><p>　　5）《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTJO14-2006）,人民交通出版社 ；</p><p>　　6）《公路路基施工技術規(guī)范》（JTJ033-2006）,人民交通出版社；</p><p>　　7）《公路排水設計規(guī)范》（JTJ018-97）,人民交通出版社； </p><p>　　8）《路基路面工程》

26、（鄧學均 2002），人民交通出版社；</p><p>　　9）《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》 （JTG D63-2007）；</p><p>　　10）《路面設計手冊》 （北京2005），人民交通出版社；</p><p>　　11）《公路工程基本建設項目文件編制辦法》（交公路發(fā)【2007】358號），人民交通出版社。</p><p>　　

27、第二章 道路選線和定線</p><p><b>　　2.1．道路選線</b></p><p>　　2.1.1．道路選線的一般原則</p><p>　　路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣影響道路功能的發(fā)揮和在路網中的作用。選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各方面的關系，其基本原則如下：</p><p>　　1）在路線設計的各個階段

28、，應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、比選的基礎上，選定最優(yōu)路線方案。</p><p>　　2） 路線設計應在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，使工程數量小、造價低、營運費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。公路路線設計是一項立體線形設計，應注意立體線形設計中平、縱、橫面的舒順、合理的配合。在工程量增加不大時，平、縱線形應盡量采用較高的技術指標，不應輕易采用最小值或極限值，也不應不顧工程量

29、的大幅增加，而片面追求高指標。</p><p>　　3） 選線應同農田基本建設相配合，做到少占田地，并應盡量不占高產田、經濟作物田或經濟林園等。</p><p>　　4）通過名勝、風景、古跡地區(qū)的公路，應與周圍環(huán)境、景觀相協調，并適當照顧美觀，重視保護原有自然狀態(tài)和重要歷史文物遺址。</p><p>　　5）應對工程地質和水文地質進行深入勘測，查清其對公路工程的影響

30、。對于不良地質地段和特殊地區(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)，一般情況下路線應設法繞避；必須穿過時，應選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。</p><p>　　6）選線應重視環(huán)境保護，注意因修建道路及汽車運行所產生的影響和污染等。</p><p>　　7）對高速公路和一級公路，因其路幅寬，可根據通過地區(qū)的地形、地物、自然環(huán)境等條件，利用其上下

31、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線。</p><p>　　2.1.2．道路選線的步驟</p><p><b>　　1）路線方案選擇</b></p><p>　　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（1：2.5～1：10萬）地形圖上從較大面積范圍內找出各種可能的方案，收集

32、各可能方案的有關資料，進行初步評選，確定數條有進一步比較價值的方案。然后進行現場勘察，通過多方案的比選得出一個最佳方案來。</p><p><b>　　2）路線帶選擇</b></p><p>　　在路線基本方向選定的基礎上，按地形、地質、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

33、。路線布局一般應該在1：1000～1：5000比例尺的地形圖上進行。只有在地形簡單，方案明確的路段，才可以現場直接選定。</p><p><b>　　3）具體定線</b></p><p>　　經過上述兩步的工作，路線雛形已經明顯勾畫出來，定線就是根據技術標準和路線方案，結合有關條件在有利的定線帶內進行平、縱、橫綜合設計，具體定出道路中線的工作。</p>

34、<p><b>　　2.2．道路定線</b></p><p>　　2.2.1．了解資料</p><p>　　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。</p><p>　　2.2.2．定線原則</p><p>　　根據給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇

35、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，應進行比較確定），然后進行紙上定線。</p><p>　　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。根據相鄰控制點間的地形、地貌、地質、農田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。</p><p>　　2）對于山嶺重丘地形，定線

36、時應以縱坡度為主導；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。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。</p><p>　　2.2.3．定線步驟</p><p><b>　　1）試坡</b></p><p>　　定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一

37、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。</p><p><b>　　2）定導向線</b></p><p>　　分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質的避讓情況。如有不合理之處，應選擇出須避讓的中間控制點，調整平均縱坡，重新試坡。經過調整后得出的折線，稱為導向線。</p&

38、gt;<p><b>　　3）平面試線</b></p><p>　　穿直線：按照“照顧多數，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設計的要求，穿線交點，初定路線導線（初定出交點）。敷設曲線：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，滿足線形設計和《標準》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。</p>

39、<p><b>　　4）修正導向線</b></p><p>　　縱斷面控制是在平面試線的基礎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，確定地面標高），進行初步縱坡設計，并根據縱坡設計情況修正平面線形。</p><p>　　橫斷面較核是根據初步縱坡設計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質不良地段等），根據路基

40、橫斷面的情況修平面線形。 </p><p><b>　　

41、5）定線</b></p><p>　　經過幾次修正后，最終確定出滿足《標準》要求，平縱線型都比較合適的路線導線，最終定出交點位置（一般由交點坐標控制）。</p><p><b>　　2.3路線方案比選</b></p><p>　　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，

42、能夠照顧到周圍的村莊，對村莊和地方經濟發(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、線形標準較高、用地最省、工程造價較低的方案甲。</p><p>　　各方案的主要技術經濟指標匯總見表2.1。</p><p>　　表2.1 各方案主要指標比較表</p><p>　　第三章 道路平面設計</p><p>　

43、　3.1.平面設計原則</p><p>　　道路一般由線性、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設施等組成。路線位置的選定需要設計者進行充分的調查和現場踏勘，利用現行的技術標準和設計規(guī)范，根據路線幾何線形設計要求，確定路線平面線形各要素之間的配合；平面線形應與地形、地物相適應，保持線性的連續(xù)性和均衡性。</p><p>　　1）平面線性應直捷、流暢，與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協調；&l

44、t;/p><p>　　2）保持平面線性的均衡與連接；</p><p>　　3）注意與縱斷面設計相協調；</p><p>　　4）圓曲線應有足夠的長度。</p><p>　　3.2．確定各平曲線半徑及緩和曲線長度</p><p>　　我國《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）中規(guī)定：當圓曲線半徑小于等于250m時應設

45、置加寬；當圓曲線半徑大于等于1500m時可以不設置緩和曲線和超高，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大于8%，在積雪冰凍地區(qū)不宜大于6%。當超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應當設等于路拱坡度的超高值。</p><p>　　極限最小半徑：（規(guī)范值125m）</p><p>　　一般最小半徑：（規(guī)范值200m）</p&

46、gt;<p>　　不設超高最小半徑：（規(guī)范值1500m）</p><p>　　平曲線極限最小長度按6s行程設計計算：（規(guī)范值100m）</p><p>　　平曲線一般最小長度按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）</p><p>　　《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定：當設計速度大于

47、等于60km/h時，同向曲線間的直線最小長度以不小于設計速度的6倍為宜；當設計速度大于等于60km/h時，反向圓曲線間直線最小長度以不小于設計速度的2倍為宜。</p><p>　　表3.1 圓曲線規(guī)范規(guī)定匯總表</p><p>　　3.3．平曲線設計原則</p><p>　　1）在條件允許的情況下盡量使用大的曲線半徑（R<10000m）。</p>

48、<p>　　2） 一般情況下使用極限半徑的4～8倍或超高為2～4%的圓曲線半徑值，即390～1500m為宜。</p><p>　　3）從現行設計要求方面考慮，曲線長度按最小值5～8倍。</p><p>　　4）地形受限時曲線半徑應該盡量大于一般最小半徑。</p><p>　　5）從視覺連續(xù)性角度，緩和曲線長度與圓曲線半徑間應有如下關系。</p>

49、;<p>　　6）為使線形連續(xù)協調宜將回旋線與原曲線長度比例定位1：1：1，當曲線半徑較大，圓曲線較長時 也可以為1 ：2：1。</p><p>　　7）盡量保證全線指標均衡。</p><p><b>　　3.4．坐標計算</b></p><p>　　3.4.1．路線轉角的計算</p><p>　　設起點坐

50、標，第個交點坐標為…；從地形圖上可量出:</p><p><b>　　起點,,</b></p><p><b>　　試算轉角：</b></p><p><b>　　坐標增量：</b></p><p><b>　　交點間距：， </b></p>

51、<p><b>　　象限角：， </b></p><p><b>　　計算方位角A：</b></p><p><b>　　轉角：，右轉</b></p><p>　　3.4.2．平面線性要素組合及主點樁號的計算</p><p>　　3.4.2.1．基本型曲線計算<

52、;/p><p>　　平曲線按直線－回旋線－圓曲線－回旋線－直線的順序組合，從線形的協調性上考慮，宜將回旋線－圓曲線－回旋線的長度比設計成1:1:1—1:2:1，并注意滿足設置基本型曲線的幾何條件：，其中為路線轉角，為回旋線角。</p><p><b>　　例如計算交點</b></p><p>　　1）曲線幾何要素計算如下：</p>

53、<p><b>　　內移值：</b></p><p><b>　　切線增長值：</b></p><p><b>　　切線長：</b></p><p><b>　　平曲線長：</b></p><p><b>　　外距：</b>

54、;</p><p><b>　　切曲差：</b></p><p>　　2）主點里程樁號計算</p><p>　　ZH點：ZH=JD-T =K0+210.827-138.404=K0+072.434</p><p>　　HY點：HY=ZH+L=K0+072.434+ 60= K0+132.434</p>&l

55、t;p>　　YH點：YH =HY+L-2L=K0132.434+258.071-120=K0+270.505</p><p>　　HZ點：HZ=YH+L=K0+270.505+60=K0+330.505</p><p>　　QZ點：QZ=HZ-L/2=K0+330.505-129.036=K0+201.469</p><p>　　JD點：JD=QZ +D/2=

56、K0+201.469+ 9.358= K0+210.827 </p><p>　　式中：ZH—第一緩和曲線起點（直緩點）</p><p>　　HY—第一緩和曲線終點（緩圓點）</p><p>　　YH—第二緩和曲線終點（圓緩點）</p><p>　　HZ——第二緩和曲線起點（緩直點）</p><p>　　因此，校正后的

57、交點與原來的交點樁號相符。</p><p>　　3.4.2.2．S形曲線計算</p><p>　　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。</p><p>　　從行駛力學與線形協調、超高過渡考慮，S形曲線相鄰兩回旋線參數A和A宜相等；當采用不等參數時，A和A之比應小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。</p><p>　　S形曲

58、線的兩個反向回旋線以徑相連接為宜。當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應符合下式規(guī)定：L≤（A+A）/40。</p><p>　　兩圓曲線半徑之比不宜過大，以R/R=1～1/3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）。 </p><p><b>　　例如組成S型曲線</b></p>

59、<p>　　1）曲線幾何要素計算如下：</p><p>　　交點樁號為K0+942.257，交點轉角為左50°17'25.3″</p><p>　　交點樁號為K1+203.657，交點轉角為右36°22'19.9″ </p><p><b>　　交點間距，，</b></p><p

60、>　　設計曲線4的半徑和緩和曲線長</p><p>　　擬定，則，在1到1/3之間</p><p><b>　?、?lt;/b></p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　由①②式代入上式可解得</p><p><b>　　回旋線參數</b&

61、gt;</p><p>　　因此，各項驗算均滿足設計要求。</p><p>　　2）主點里程樁號計算</p><p><b>　　交點： </b></p><p>　　ZH=JD- T= K0+818.049</p><p>　　HY=ZH+L= K0+878.049</p>&l

62、t;p>　　YH=HZ- L= K0+993.595</p><p>　　HZ=ZH+L= K1+053.595</p><p><b>　　交點：</b></p><p>　　ZH=JD- T= K1+053.621</p><p>　　HY=ZH+L= K1+113.621</p><p&g

63、t;　　YH=HZ- L= K1+285.328</p><p>　　HZ=ZH+L= K1+345.328</p><p>　　3.4.2.3.直線上中樁坐標的計算</p><p>　　設交點坐標為，交點相鄰直線的方位角分別為和，則（或）點坐標：</p><p><b>　?。ɑ颍c坐標：</b></p>

64、<p>　　設直線上加樁里程為L，ZH、HZ表示曲線起、終點里程，則前直線上任意點坐標（）。</p><p>　　后直線上任意點坐標（）：</p><p>　　3.4.2.4.單曲線內中樁坐標的計算</p><p>　　1）不設緩和曲線的單曲線</p><p>　　曲線起終點坐標按3.2.4.3中ZH點和HZ點坐標計算，設其坐標分

65、別為、，則圓曲線上坐標為：</p><p>　　式中：——圓曲線內任意點至ZY點的曲線長；</p><p><b>　　——圓曲線半徑；</b></p><p>　　——轉角符號，右轉為“+”，左轉為“-”,下同。</p><p>　　2）設緩和曲線的單曲線</p><p>　　緩和曲線上任意點的

66、切線橫距：</p><p>　　式中：——緩和曲線上任意點至ZH或（HZ）點的曲線長；</p><p><b>　　——緩和曲線長。</b></p><p>　　i）第一緩和曲線（ZH ～HY）任意點坐標</p><p>　　ii）圓曲線內任意點坐標</p><p><b>　　①由HY

67、～YH時</b></p><p>　　式中：——圓曲線內任意點至HY點的曲線長；</p><p>　　、——HY點的坐標。</p><p><b>　?、谟蒠H～HY時</b></p><p>　　式中：——圓曲線內任意點至YH點的曲線長。</p><p>　　iii）第二緩和曲線（H

68、Z～YH）內任意點坐標</p><p>　　式中：——第二緩和曲線內任意點至HZ點的曲線長。</p><p>　　主點坐標表如3.2所示，其他各點坐標指詳見附表2“逐樁坐標表”。</p><p>　　3.5．編制直線及轉角表</p><p>　　根據所得數據填寫“直線、曲線及轉角表”，詳見附表1。</p><p>&l

69、t;b>　　3.6．平面圖標注</b></p><p>　　在路線平面圖上標注路線起終點里程、交點位置及編號、公里樁、百米樁、水準點地物、人工構造物、曲線主點樁號、曲線要素表、坐標網格等。</p><p><b>　　3.7．繪圖</b></p><p>　　根據計算結果繪制路線平面設計圖，標出各曲線要素點，詳見路線平面設計圖

70、。</p><p>　　第四章 道路縱斷面設計</p><p>　　沿著道路中線豎直剖切然后展開即為路線縱斷面?？v斷面應根據地形、地質、水文、地物，綜合考慮平面、橫斷面而設計。</p><p>　　縱斷面是道路縱斷面設計的主要成果，也是道路設計的重要技術文件之一，將道路縱斷面圖與平面圖結合起來，就能準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

71、是根據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；另一條是設計線，它是經過技術上、經濟上以及美學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。 </p><p>　　因此，縱斷面線形設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，具體內容包括縱坡設計和豎曲線設計兩項。<

72、;/p><p><b>　　4.1．縱坡設計</b></p><p>　　4.1.1．縱坡設計的一般要求</p><p>　　1）縱坡設計必須滿足《標準》的有關規(guī)定，一般不輕易使用極限值；</p><p>　　2）縱坡應力求平緩，避免連續(xù)陡坡，過長陡坡和反坡；</p><p>　　3）縱斷面線形應連續(xù)

73、，平順，均衡，并重視平縱面線形的組合。</p><p>　　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：</p><p>　　在短距離內應避免線形起伏，易使縱斷面線形發(fā)生中斷，視覺不良；</p><p>　　避免“凹陷”路段，若線形發(fā)生凹陷出現隱蔽路段，使駕駛員視覺不適，產生莫測感，影響行車速度和安全；</p><p>

74、;　　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；</p><p>　　縱坡變化小的，宜采用較大的豎曲線半徑；</p><p>　　縱斷面線形設計應注意與平面線形的關系，汽車專用公路應設計平、縱面配合良好協調的立體線形；</p><p>　　縱坡設計應結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小于0.5%為宜，在

75、受洪水影響的沿河路線及平原區(qū)低速路段應保證路線的最低標高，以免遭受洪水沖刷，而確保路基的穩(wěn)定；</p><p>　　縱坡設計應爭取填、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；</p><p>　　縱坡設計時，還應結合我過情況，適當照顧當地民間運輸工具，農業(yè)機械、農田水利等方面的要求。</p><p>　　4.1.2．縱坡設計的方

76、法和步驟</p><p><b>　　1）準備工作</b></p><p>　　縱坡設計前，應先根據中樁和水準記錄點，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高以及土壤地質說明資料，并熟悉和掌握全線有關勘測設計資料，領會設計意圖和要求。</p><p>　　2）標注縱斷面控制點</p><

77、p>　　縱面控制點主要有路線起終點，重要橋梁及特殊涵洞，隧道的控制標高，路線交叉點，地質不良地段的最小填土和最大控梁標高，沿溪河線的控制標高，重要城鎮(zhèn)通過位置的標高及受其它因素限制路線中須通過的控制點、標高等。</p><p><b>　　3）試坡</b></p><p>　　試坡主要是在已標出“控制點”的縱斷面圖上，根據技術和標準，選線意圖，考慮各經濟點和控制

78、點的要求以及地形變化情況，初步定出縱坡設計線的工作。試坡的要點，可歸納為“前面照顧，以點定線，反復比較，以線交點”幾句話。</p><p>　　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標準的要求，滿足“控制點”，參考“經濟點”，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，反復試坡，對各種可能的坡度線方案進行比較，最后確定既符合標準，又保證控制點要求，而且土石

79、方量最省的坡度線，將其延長交出變坡點初步位置。</p><p><b>　　4）調坡</b></p><p>　　調坡主要根據以下兩方面進行：⑴結合選線意圖。將試坡線與選線時所考慮的坡度進行比較，兩者應基本相符。若有脫離實際情況或考慮不周現象，則應全面分析，找出原因，權衡利弊，決定取舍；⑵對照技術標準。詳細檢查設計最大縱坡、坡長限制、縱坡折減以及平縱線形組合是否符合技

80、術標準的要求，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)現問題及時調整修正。</p><p>　　調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。調整時應以少脫離控制點、少變動填挖為原則，以便調整后的縱坡與試定縱坡基本相符。</p><p>　　5）根據橫斷面圖核對縱坡線</p><p>

81、　　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、重要橋涵及人工構造物以及其它重要控制點的斷面等。</p><p><b>　　6）確定縱坡線</b></p><p>　　經調整核對后，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

82、讀出，一般要調整到整10樁位上。變坡點的高程是根據路線起點的設計標高由已定的坡度、坡長依次推算而來。</p><p>　　4.1.3．縱坡設計注意問題</p><p>　　縱坡設計應注意以下幾點：</p><p>　　1）在回頭曲線地段設計縱坡，應先按回頭曲線的標準要求確定回頭曲線部分的縱坡，然后向兩端接坡，同時注意回頭曲線地段不宜設豎曲線。</p>

83、<p>　　2）平豎曲線重合時。要注意保持技術指標均衡，位置組合合理適當，盡量避免不良組合情況。</p><p>　　3）大中橋上不宜設置豎曲線。如橋頭路線設有豎曲線，其起（終）點應在橋頭兩端10m以外，并注意橋上線形與橋頭線形變化均勻，不宜突變。</p><p>　　4）小橋涵上允許設計豎曲線，為保證路線縱面平順，應盡量避免出現急變“駝峰式縱坡”。</p><

84、;p>　　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。</p><p>　　6）縱坡設計時，如受控制點約束導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。</p><p>　　7）計算設計標高。根據已定的縱坡和變坡點的設計標高，則可以計算出未設豎曲線以前各樁號的設計標高。</p&g

85、t;<p>　　4.1.4．最大縱坡</p><p>　　最大縱坡是指根據道路等級、自然條件、行車要求等因素所限定的路線縱坡最大值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。本次設計路線為二級公路，設計速度為60km/h，最大縱坡取2.059%。</p><p>　　4.1.5．最小縱坡</p><p>　　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

86、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，各級公路均應設置不小于0.3％的最小縱坡，一般情況不小于0.5％。當必須設計平坡或縱坡小于0.3％的路段時，邊溝應作縱向排水設計。</p><p>　　4.1.6. 坡長限制</p><p><b>　　1）最長坡長限制</b></p><p>　　最大坡長限制

87、是指控制汽車在坡道上行駛時，當車速下降到最低容許速度時所行駛的距離。《規(guī)定》規(guī)定當設計速度為60km/h時的最大坡長如下表所示：</p><p>　　表4.1 最長坡長限制（m）</p><p>　　本次設計中的最大坡長為491.342m，符合設計要求。</p><p><b>　　2）最小坡長限制</b></p><p&g

88、t;　　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豎曲線的要求來考慮的。</p><p>　　4.1.7.緩和坡段</p><p>　　在縱斷面設計中，當縱坡的長度達到限制坡長時，按規(guī)定設置的較小縱坡路段稱為緩和坡段。其作用是恢復在較大縱坡上降低的速度；減少下坡制動次數，保證行車安全；確保道路通行質量?！稑藴省芬?guī)定緩和坡段的縱坡度應不大于3％，其長度

89、應不小于該級公路相應的最短坡長。在必須設置緩和坡段而地形又困難的地段，可將緩和坡段設置于半徑較小的平曲線上，但應適當增加緩和坡段的長度。此時緩和坡段的長度應予增加，所增加的長度為該平曲線的半徑值。</p><p>　　4.1.8.平均縱坡</p><p>　　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，是衡量線形質量的重要指標，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

90、保證車輛安全順利地行駛的限制性指標。本設計路段的相對高差小于200m，可以不考慮平均縱坡。</p><p>　　4.1.9.合成縱坡</p><p>　　合成坡度是指由道路縱坡和橫坡的矢量和。計算公式為：</p><p>　　式中：I——合成坡度（％）；</p><p>　　——超高橫坡或路拱橫坡（％）；</p><p&g

91、t;　　——路線設計縱坡坡度（％）。</p><p>　　本設計路段中最大合成坡度為：，</p><p>　　4.27％<9.5％，符合設計要求。</p><p>　　為保證路面排水，各級公路最小合成縱坡不宜小于0.5％；當合成縱坡小于0.5％時，應采用綜合排水措施，以保證路面排水暢通。</p><p><b>　　4.2.豎

92、曲線設計</b></p><p>　　豎曲線是指在道路縱坡的邊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，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。</p><p>　　4.

93、2.1.計算豎曲線要素</p><p>　　取xoy坐標系如圖4.1所示，設變坡點相鄰兩縱坡坡度分別為和，它們的代數差稱為坡差，用表示，即＝ －，當為“＋”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：</p><p><b>　　豎曲線長度L</b></p><p><b>　　豎曲線切線長T: </

94、b></p><p>　　豎曲線上任一點豎距h</p><p><b>　　豎曲線外距E</b></p><p>　　4.2.2.豎曲線最小半徑</p><p>　　在縱斷面設計中，豎曲線的設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。</p><p><b>　

95、　緩和沖擊</b></p><p>　　汽車行駛在豎曲線上時，產生離心力。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，對離心加速度應加以控制。考慮舒適性及視覺平順等要求，采用，此限制條件下的豎曲線半徑和最小長度分別為：</p><p><b>　　2）時間行程不過短

96、</b></p><p>　　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，駕駛員會產生變坡很急的感覺，因此汽車在豎曲線上行程時間最短應滿足3s行程，即：</p><p><b>　　3）滿足視距要求</b></p><p>　　汽車行駛在凸形豎曲線上，如果半徑太小，會阻礙司機試線。為了行車的安全，應該對凸形豎曲線的半徑

97、或最小長度加以限制。同樣在凹形豎曲線上也要對此加以限制。具體限值見表4.1和4.2。</p><p>　　表4.1 凸形豎曲線最小半徑和最小長度</p><p>　　表4.2 凹形豎曲線最小半徑</p><p>　　總之，無論是凸形豎曲線還是凹形豎曲線都要受到以上三種因素的限制。在進行設計時，必須明確那一種限制因素最為不利，這樣才能最為有效的控制。</p>

98、;<p>　　4.2.3. 豎曲線設計要求</p><p>　　1）宜選用較大的豎曲線半徑。豎曲線設計，首先確定合適的半徑。在不過分增加工程數量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑，一般都應采用大于豎曲線一般最小半徑的數值，特別是前后兩相鄰縱坡的代數差小時，豎曲線更應采用大半徑，以利于視覺和路容美觀。只有當地形限制或其他特殊困難不得已時才允許采用極限最小半徑。</p><p>　

99、　2）同向曲線間應避免“斷背曲線”。同向豎曲線，特別是同向凹形豎曲線間如直線坡段不長，應合并為單曲線后復曲線。</p><p>　　3）反向曲線間，一般由直坡段連續(xù)，亦可以相互直接連接。反向豎曲線間設置一段直坡段，直坡段長度一般不小于計算行車速度行駛3s的行程長度。如受條件限制也可相互直接連接，后插入短直線。</p><p>　　4.2.4.豎曲線計算算例</p><p

100、>　　4.2.4.1.以第一段凹形豎曲線為例：變坡點樁號K0+340</p><p><b>　　1）計算豎曲線要素</b></p><p>　　根據設計得知： ，為凹形</p><p>　　擬定豎曲線半徑R=3000m，則：</p><p><b>　　計算設計高程</b></p&g

101、t;<p><b>　　豎曲線計算公式為：</b></p><p>　　式中：——曲線上任意點到曲線起點（左半曲線）或終點（右半曲線）的水平距離；</p><p>　　——直線上點到相鄰變坡點的距離。</p><p>　　豎曲線起點樁號=（K0+340）-25=K0+315</p><p>　　豎曲線起點高

102、程=852.7+25×0.02=853.2m</p><p>　　樁號K0+360處：</p><p>　　4.3.道路縱斷面圖的繪制</p><p>　　路線縱斷面圖里包括上、下兩部分內容。上半部主要用來繪制地面線和縱斷面設計線，下半部主要用來填寫有關數據。</p><p>　　上半部縱斷面圖上已將下列內容繪出：①豎曲線位置及其要

103、素；②沿線橋涵及人工構造物的位置、結構形式及孔徑；③與公路、鐵路交叉的樁號、路名及高程；④沿線跨越的河流名稱、位置、常水位及最高洪水位；⑤水準點位置、編號和高程；⑥斷鏈樁位置、樁號及長短鏈關系等。</p><p>　　下半部自下而上分別是：①直線與平曲線；②里程及樁號；③地面高程；④設計高程；⑤填挖高度；⑥縱坡及坡長；⑦土壤地質說明等內容。</p><p>　　第五章 道路橫斷面設計<

104、;/p><p>　　道路的橫斷面是指中線各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線所構成的。其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、邊溝邊坡、護坡道、分隔帶、截水溝以及取土坑、棄土坑、環(huán)境保護設施。橫斷面中的地面線是表征地脈那起伏變化的那條線。路線設計中所涉及的橫斷面設計只限于與行車道直接有關的那一部分，即各組成部分的寬度、橫向坡度等問題。</p><p>　　5.1.道路橫斷面設計原則</p

105、><p>　　道路橫斷面設計，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，以滿足行車順適、工程經濟、路基穩(wěn)定且便于施工和養(yǎng)護的要求。</p><p>　　5.2.道路橫斷面設計方法和步驟</p><p>　　1）根據外業(yè)橫斷面測量資料點繪橫斷地面線；</p><p>　　2）根據路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關資

106、料（如路基寬度、加寬值、超高橫坡、緩和段長度、平曲線半徑等）抄于相應樁號的斷面上；</p><p>　　3）根據地質調查資料，示出土石界限、設計邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸；</p><p>　　4）繪橫斷面設計線，又叫“戴帽子”。設計線應包括路基邊溝、邊坡、截水溝、加固及防護工程、護坡道、碎落臺等，在彎道上的斷面還應示出超高、加寬等。一般直線上的斷面可不示出路拱坡度；</p>

107、<p>　　5）計算橫斷面面積（含填、挖方面積），并填于圖上。由圖計算并填寫逐樁占地寬度表、路基設計表、路基土石方計算表及公里路基土石方數量匯總表。</p><p>　　5.3.道路橫斷面組成和類型</p><p>　　5.3.1.道路橫斷面組成</p><p>　　道路的分隔方式有兩種，一種是用分隔帶分隔（整體式斷面），一種是將上下行車道分別放在不同

108、的平面上加以分隔（分離式斷面）。公路整體式斷面包括</p><p>　　行車道、路肩以及緊急停車道、爬坡車道、避險車道、變速車道等組成部分。</p><p>　　5.3.2.道路橫斷面類型</p><p>　　路幅布置類型包括單幅雙車道、雙幅多車道、單車道三種。設計時根據設計要求合理采用路幅形式。本次設計橫斷面形式為單幅雙相四車道布置，車道寬度為14.00米。<

109、;/p><p>　　5.4.道路行車道、路肩、路拱設計</p><p>　　5.4.1.道路行車道寬度的確定</p><p>　　行車道是道路上供各種車輛行駛部分的總稱。行車道的寬度要根據車輛總寬﹑設計交通量﹑交通組成和汽車行駛速度確定。本次設計路線行車道寬度見表5.1。</p><p>　　表5.1 二級公路行車道寬度</p>&

110、lt;p><b>　　5.4.2.路肩</b></p><p>　　位于行車道外緣至路基邊緣具有一定寬度的帶狀部分成為路肩。路肩從構造上可分為土路肩和硬路肩。硬路肩是指進行了鋪裝的路肩。在填方路段，為使路肩能匯集路面積水，在路肩邊緣應設置路緣石。土路肩是指不經過任何鋪裝的土質路肩，起保護路面和路基的作用，并提供側向余寬。道路一般設置右路肩。高速公路、一級公路宜采用≥2.50m的右側硬路

111、肩，其余各級公路和城市道路路肩寬度可采用2.25m、2.0m、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m、0.50m。路肩的最小寬度為0.5m。</p><p>　　5.4.3．路拱橫坡度</p><p>　　為了利于路面橫向排水，將路面做成由中央向兩側傾斜的拱形，稱路拱。其傾斜大小以百分率表示。對于不同類型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考慮當地的自然條件選用不同的路拱坡度。

112、</p><p>　　高速公路和一級公路由于其路面較寬，迅速排除路面降水尤為重要，所以此種公路處于降雨強度較大的地區(qū)時應采用高值，在降雨強度很大的地區(qū)，路拱坡度可適當增大。 </p><p>　　土路肩的排水性遠低于路面，其橫坡度較路面宜增大1．0％～2．0％，硬路肩視具體情況（材料、寬度）可與路面同一橫坡，也可稍大于路面。 </p><p>　　本段設計路線采用是

113、瀝青混凝土路面，路拱坡度采用1.5%。</p><p>　　5.5.平曲線超高設計目的</p><p>　　為抵消或減小車輛在平曲線路段上行駛時所產生的離心力，在該路段橫斷面上做成外側高于內側的單向橫坡的形式，稱為平曲線超高。合理地設置超高，可以全部或部分地抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性和舒適性。 </p><p>　　超高橫坡度由直線段的雙坡路拱，過渡到

114、與圓曲線半徑相適應的單向橫坡的路段，稱作超高緩和段或超高過渡段。</p><p>　　5.5.1.超高值計算</p><p>　　對任意半徑圓曲線超高值的確定，由汽車在圓曲線上行駛時力的平衡方程式可得：</p><p>　　對此，我國現行的《公路工程技術標準》中規(guī)定：凡半徑小于不設超高的最小半徑的平曲線均應設置超高。超高的橫坡度按設計速度、半徑大小，結合路面類型、自

115、然條件和車輛組成等情況確定。高速公路、一級公路的超高橫坡度不應大于10％，其他各級公路不應大于8％。 　　在本設計路段中，由上式可計算出橫向超高；當圓曲線半徑≥1500m時，可以不設超高。</p><p>　　5.5.2.超高過渡方式</p><p>　　超高的過渡分為無中間帶道路和有中間帶道路的過渡，本設計路段采用無中間帶道路的超高過渡方式。</p><p>　

116、　當超高值等于路拱橫坡度，路面由直線上雙向傾斜路拱形式過渡到圓曲線具有超高的單向傾斜形式,只需行車道外側繞中線旋轉逐漸抬高，直至與內側橫坡相等。</p><p>　　當超高坡度大于路供坡度時,可分別采用以下三種過渡方式，見下圖5.1:</p><p><b>　　1）繞內邊線旋轉</b></p><p>　　先將外側車道繞路中線旋轉,待達到與內

117、側車道構成單向橫坡后,將整過再繞未加寬前的內側車道邊緣旋轉,直至超高橫坡度值。</p><p><b>　　2）繞中線旋轉</b></p><p>　　先將外側車道繞路中線旋轉,待達到與內側車道構成單向橫坡度后,整個斷面繞中線旋轉,直至超高橫坡度。</p><p><b>　　3）繞外側邊緣旋轉</b></p>

118、<p>　　先將外側車道繞外邊緣旋轉,與此同時,內側車道隨中線的降低而相應降低,待到達單向橫坡度后,整個斷面仍繞外側車道邊緣旋轉,直至超高橫坡度。</p><p>　　三種方法中，繞內邊線旋轉因行車道內側不斷降低，利于路基縱向排水，一般新建工程多采用此法；繞中線旋轉可保持中線高程不變，且在超高值一定的情況下，外側邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程；而繞外邊線旋轉是一種特殊設計，僅用于某些改善路容的

119、地點。</p><p>　　本設計路段采用繞中線線旋轉的方式。</p><p>　　圖5.1 無中間帶道路的超高過渡方式</p><p>　　5.5.3.橫斷面超高值計算</p><p>　　平曲線設超高后，道路中線和內、外側邊線與設計高程之差h，應計算并列于“路基設計表”中，以便于施工。無中間帶道路超高計算公式和超高過渡方式圖見表5.2和圖