二級(jí)公路設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 二級(jí)公路設(shè)計(jì)二級(jí)公路設(shè)計(jì) 學(xué)院（系） ： 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)老師 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目目錄錄 摘摘要要 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 AbstractAbstract錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1 1 緒論緒論.1 1 1.11.1 中國(guó)公路的發(fā)展?fàn)顩r中國(guó)公路的發(fā)展?fàn)顩r 1 1.21.2 選題的意義選題的意義.1 1.31.3 項(xiàng)目概況項(xiàng)目概況.2 1.41.4 材料供應(yīng)材料供應(yīng).3 2 2 平面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì).4 4 2.12.1 公路等級(jí)的確定公路等級(jí)的確定.4 2.22.2 設(shè)計(jì)行車(chē)速度的確定設(shè)計(jì)行車(chē)速度的確定 4 2.32.3 選線(xiàn)設(shè)計(jì)選線(xiàn)設(shè)計(jì).5 2.42.4 平曲線(xiàn)要素值的確定平曲線(xiàn)要素值的確定 6 3 3 縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì).1111 3.13.1 縱斷面設(shè)計(jì)的原則縱斷面設(shè)計(jì)的原則 1111.11 3.23.2 縱坡設(shè)計(jì)的要求縱坡設(shè)計(jì)的要求 1111.11 3.33.3 縱坡設(shè)計(jì)的步驟縱坡設(shè)計(jì)的步驟.12 3.43.4 豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì).12 3.53.5 方案比選方案比選.14 4 4 橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì).1515 4.14.1 橫斷面設(shè)計(jì)的原則橫斷面設(shè)計(jì)的原則 1111 15 4.24.2 超高的確定及過(guò)渡方法超高的確定及過(guò)渡方法 16 4.34.3 超高值的計(jì)算超高值的計(jì)算.18 4.44.4 路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容.18 4.54.5 橫斷面的繪制橫斷面的繪制.19 6 6 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì).2020 6.16.1 路面設(shè)計(jì)的原則路面設(shè)計(jì)的原則.20 6.26.2 路面設(shè)計(jì)步驟路面設(shè)計(jì)步驟.20 6.36.3 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì).21 7 7 結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì).3333 7.17.1 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)33 7.27.2 橋涵設(shè)計(jì)橋涵設(shè)計(jì)37 7.37.3 路基防護(hù)與加固設(shè)計(jì)路基防護(hù)與加固設(shè)計(jì). 37 8 8 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié).3939 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 致致謝謝.4040 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).4141 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 1 緒論緒論 1.11.1 中國(guó)公路的發(fā)展?fàn)顩r中國(guó)公路的發(fā)展?fàn)顩r 幾十年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)已取得巨大成就。回顧我國(guó)公路發(fā)展歷程，對(duì)比世界公路發(fā) 展趨勢(shì)，可以認(rèn)為，我國(guó)公路交通正處于擴(kuò)大規(guī)模、提高質(zhì)量的快速發(fā)展時(shí)期。但是，由 于基礎(chǔ)十分薄弱，我國(guó)公路建設(shè)總體上還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，與發(fā)達(dá)國(guó) 家的先進(jìn)水平相比還有較大差距。 因此，為逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標(biāo)，按照道路的使用功能和交通 需求，重點(diǎn)提高在技術(shù)領(lǐng)域的研究，發(fā)展道路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，耐久性，并重點(diǎn)考慮道路建 設(shè)的可持續(xù)性，防污，防噪，及生態(tài)平衡性，這都將是在今后一段時(shí)間內(nèi)中國(guó)道路發(fā)展要 著重解決的問(wèn)題。 1.21.2 選題的意義選題的意義 公路交通是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì) 發(fā)展和人民生活必不可少的公共基礎(chǔ)設(shè)施。公路建設(shè)的發(fā)展速度對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展，拉動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。高等級(jí)公路在中國(guó)內(nèi)地的出現(xiàn)和發(fā)展走過(guò) 了幾十年的歷程，在今天，高等級(jí)公路和全國(guó)公路網(wǎng)正在為中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展提供著 便捷、和高效率的運(yùn)輸服務(wù)。 孝襄高速公路是我國(guó)西部大通道之一的銀（川）武（漢）大通道的重要組成部分，同 在建的襄荊，滬蓉高速公路形成了一個(gè)覆蓋湖北省 70%GDP 的“大三角經(jīng)濟(jì)圈”。武漢， 十堰，宜昌是湖北省的三個(gè)重要工業(yè)城市，形成一個(gè)“大三角”；武漢，襄樊，荊州這三 個(gè)城市圍成的“小三角”又是湖北省的糧，棉產(chǎn)區(qū)和魚(yú)米之鄉(xiāng)。無(wú)論是“大三角”還是“小 三角”，孝襄高速公路都是它們不可缺少的一邊。孝襄高速公路把湖北省這些經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá) 的城市和地區(qū)“環(huán)”起來(lái)，形成了帶動(dòng)湖北經(jīng)濟(jì)繁榮，社會(huì)發(fā)展的“金三角”。從國(guó)家高 速公路網(wǎng)來(lái)看，孝襄高速公路是連接武漢至西安的最短連接線(xiàn)，必將成為國(guó)家高速公路網(wǎng) 規(guī)劃的 18 條東西縱向線(xiàn)中，福州至銀川的主要組成部分。與此同時(shí)，孝襄公路建成后， 將把二汽在十堰、襄樊、武漢的三大生產(chǎn)基地及隨州汽車(chē)城連為一體，形成湖北汽車(chē)工業(yè) 走廊，對(duì)繁榮湖北經(jīng)濟(jì)起到舉足輕重的作用。 由此可見(jiàn)，孝襄高速公路的修建，不論是在交通，經(jīng)濟(jì)，還是社會(huì)效益方面都具有很 強(qiáng)的使用性能，它的修建必將為國(guó)家交通事業(yè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1.31.3 項(xiàng)目概況項(xiàng)目概況 1.3.1地形地質(zhì) 路線(xiàn)總體呈現(xiàn)出東南低西北高的走勢(shì)，跨越了兩個(gè)地貌特征區(qū)。孝南、孝昌、云夢(mèng)及 安陸以東路段位于江漢平原北部邊緣，地形開(kāi)闊平坦，為剝蝕堆積壟崗平原區(qū)，地面高程 在 2080 米之間。安陸以西及隨州市境路段位于大洪山北部，地勢(shì)較高，為構(gòu)造剝蝕低 山丘陵區(qū)，地面高程稍高，高程在 100165 米之間。影響勘測(cè)區(qū)的河流有環(huán)水、府河、 滾子河等，勘測(cè)區(qū)內(nèi)無(wú)天然湖泊，但興建有較多的中小型水庫(kù)，如清水河水庫(kù)等。 設(shè)計(jì)路段所經(jīng)地區(qū)地形開(kāi)闊平坦， 地面高程在 25-35 米之間， 為剝蝕堆積壟崗平原區(qū)。 設(shè)計(jì)路段無(wú)不良地質(zhì)路段，地層產(chǎn)狀平緩，巖層略有起伏，部分地區(qū)形成開(kāi)闊的背斜和向 斜， 斷裂不甚發(fā)育，且規(guī)模較小。路線(xiàn)穿越區(qū)域存在 300 年左右的地震活動(dòng)周期，未來(lái) 100 年發(fā)生 6 級(jí)以上強(qiáng)震的可能性不大，但存在發(fā)生少數(shù) 5-6 級(jí)地震的可能。路線(xiàn)所穿越的區(qū) 域?qū)儆谌A南地震長(zhǎng)江中下游地震亞區(qū)麻城-常德地震帶。孝感地區(qū)地震震級(jí)小于 4.7 級(jí)， 地震烈度小于 VI 度。 另根據(jù)湖北地震烈度區(qū)劃圖可知， 本項(xiàng)目全線(xiàn)地震基本烈度為 VI 度。 1.3.2氣候水文 路線(xiàn)所處地區(qū)屬于亞熱帶大陸季風(fēng)性濕熱氣候，日照充足，降水豐富，四季分明，無(wú) 霜期長(zhǎng)，多年平均降霜日 56 天，平均結(jié)冰日 52 天，均以一月份出現(xiàn)日數(shù)最多，年平均氣 溫 1517，極端最低氣溫-17.2，歷年最高氣溫達(dá) 41，夏季濕熱，冬季干冷，年 平均降雨量 845-1200 毫米，最大年降水量為 1245 毫米，最小年降水量為 474 毫米，相差 2.63 倍，區(qū)內(nèi)洪澇及干旱等災(zāi)害均較嚴(yán)重，每年 6 至 8 月間多雨時(shí)期路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)的主要河 流及湖泊水勢(shì)猛漲，其中以襄陽(yáng)唐白河流域受災(zāi)最為嚴(yán)重，本地區(qū)年平均風(fēng)速 1.53.3 米/秒，最大風(fēng)速為 29.6 米/秒。 本區(qū)域雨量充沛，地表水系發(fā)育，水資源豐富，賦有多種類(lèi)型地下水，主要地下水類(lèi) 型有： （1）碎屑巖孔隙裂隙水包括部分河谷平原松散巖孔隙水，含水地層以白堊-第三系 分布最廣，為弱富水區(qū)，包括重碳酸鈣鎂、鈣鈉型硬水-極硬水（德度 20-35）和重碳酸鈣、 鈣鎂型軟水（德度 4-8） ； （2）和巖漿巖變質(zhì)巖裂隙水，含水層為元古代-下古生代變質(zhì)巖 和巖漿巖，為極弱富水區(qū)，屬于重碳酸鈣、鈣鎂型軟水（德度 4-8） 。沿線(xiàn)工程用水便利， 水質(zhì)良好，屬于重坦酸行水，礦化度小于 0.5 克/升，對(duì)混凝土一般不具侵蝕性。 1.3.3材料供應(yīng) （1）石料：路線(xiàn)所經(jīng)地段為低山丘陵區(qū)，石料蘊(yùn)藏豐富，石質(zhì)為石灰?guī)r。料場(chǎng)巖石 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 部分裸露，覆蓋層厚 13 米，開(kāi)采運(yùn)輸方便。沿線(xiàn)路兩側(cè)計(jì)有大中型料場(chǎng) 10 余處。大、 中型料場(chǎng)有孝南區(qū)公路段雙峰碎石廠、孝昌縣門(mén)坎嶺花山碎石廠、安陸市煙店鎮(zhèn)白兆山、 雙嶺等碎石廠、安陸市孛畈鎮(zhèn)潘沖碎石廠、安陸市雷公鎮(zhèn)曹城石長(zhǎng)等，供應(yīng)的規(guī)格，塊、 片、碎石均有。但目前產(chǎn)量偏小，可根據(jù)需求量擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。 （2）生石灰：本路段可用于生產(chǎn)石灰的石料豐富。目前，基本沿線(xiàn)多個(gè)石料廠均有 石灰，但產(chǎn)量小，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量不十分穩(wěn)定。 （3）砂、礫石：沿線(xiàn)砂、礫石儲(chǔ)量較為豐富，均在環(huán)水、府河沿岸砂料廠采購(gòu)，河 砂較潔凈，砂料品質(zhì)較好。 （4）水泥：當(dāng)?shù)厮鄰S主要有云夢(mèng)水泥廠、孝感鳳凰水泥廠，葛洲壩水泥廠等，生 產(chǎn)各種標(biāo)號(hào)水泥。 （5）水：本項(xiàng)目工程用水主要取自于沿線(xiàn)湖泊、河中，富水期還可就近取用部分堰 塘，水源豐實(shí)可供，水區(qū)良好，運(yùn)輸也方便。 （6）電：本項(xiàng)目沿線(xiàn)均設(shè)有社會(huì)電網(wǎng)，因此工程用電 65采用電網(wǎng)電力，單價(jià)在社 會(huì)電價(jià)基礎(chǔ)上增計(jì)了供電站費(fèi)。考慮到社會(huì)電網(wǎng)保證率及工程局部電網(wǎng)盲區(qū)，本項(xiàng)目 35 用電采用自發(fā)電。 1.41.4 材料供應(yīng)材料供應(yīng) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在教師的指導(dǎo)下，查閱相關(guān)的資料，獨(dú)立完成孝感至安陸一級(jí) 公路（N151-N157）段的設(shè)計(jì)工作，具體內(nèi)容包括研究資料，提出建設(shè)理由；道路類(lèi)型， 等級(jí)論證和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證；平面設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)；路基路面和排水設(shè)計(jì)； 橋涵交叉設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)文件的編制和圖紙繪制等。 設(shè)計(jì)資料是設(shè)計(jì)的客觀依據(jù)，必須認(rèn)真客觀地分析。首先要對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供的各種 資料加以理解和必要的記憶，明確對(duì)設(shè)計(jì)的影響，對(duì)工程要求、自然條件、材料供應(yīng)情況 和施工條件等要有一定的了解；其次要對(duì)資料進(jìn)行分析、概括和系統(tǒng)地整理，確定道路類(lèi) 型和等級(jí)。 接下來(lái)進(jìn)行路線(xiàn)平面、縱斷面及橫斷面設(shè)計(jì)，以及路基路面和排水設(shè)計(jì)及橋 涵交叉設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要提供設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)交代設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)中的具體計(jì)算 過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程中要求繪制路線(xiàn)平面圖，縱斷面圖，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，典型橫斷面圖， 橫斷面設(shè)計(jì)圖，擋土墻設(shè)計(jì)圖，路基防護(hù)設(shè)計(jì)圖，路面設(shè)計(jì)圖，路基排水設(shè)計(jì)圖等主要圖 紙，編制直線(xiàn)、曲線(xiàn)及轉(zhuǎn)角表，路基設(shè)計(jì)表，路基土石方數(shù)量計(jì)算表等表格，其中一部分 圖紙需要計(jì)算機(jī)繪圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 2 平面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì) 道路為帶狀構(gòu)造物，它的中線(xiàn)是一條空間曲線(xiàn)，中線(xiàn)在水平面上的投影稱(chēng)為路線(xiàn)的平 面，路線(xiàn)平面的形狀及特征為道路的平面線(xiàn)形，而道路的空間位置成為路線(xiàn)。路線(xiàn)受到各 種自然條件、環(huán)境、以及社會(huì)因素的影響和限制時(shí)，路線(xiàn)要改變方向和發(fā)生轉(zhuǎn)折。 2.12.1 公路等級(jí)的確定公路等級(jí)的確定 交通量是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)道路某斷面的交通流量（既單位時(shí)間通過(guò)道路某斷面的車(chē)輛 數(shù)目） ，根據(jù)對(duì)新建公路山西段近期交通量調(diào)查： 本路段現(xiàn)交通量為 8000 輛/日，交通量年增長(zhǎng)率 5.3%。設(shè)計(jì)交通量計(jì)算公式： Nd=N0*(1+) n-1 Nd規(guī)劃交通量； N0起始年限交通量； 年平均增長(zhǎng)率； n預(yù)測(cè)年限。 假設(shè)是二級(jí)公路，查的其預(yù)測(cè)年限是 15 年，由上面的公式計(jì)算得到規(guī)劃交通量為 16485 輛/日，而依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003查得二級(jí)公路的折合成小客車(chē) 的年平均日交通量為 5000-15000 輛，所以不符合。再假設(shè)為四車(chē)道一級(jí)公路，則取預(yù)測(cè) 年限為 20 年，由公式算的規(guī)劃交通量為 16485，查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003 得到四車(chē)道一級(jí)公路的折合成小客車(chē)的年平均日交通量為 1500030000，符合要求。故可 定為四車(chē)道一級(jí)公路。 從已知地形圖不難看出，該段地處平原，地勢(shì)平坦，局部高差小。但該區(qū)域降雨量充 沛，地表水系發(fā)達(dá)，擬建公路將至少穿越兩處面積較大的湖泊水域及兩條河流，由于擬建 路段對(duì)線(xiàn)形要求較高及對(duì)自然水域的保護(hù)，對(duì)于無(wú)法避讓的地表水域?qū)⒓茉O(shè)橋梁或涵洞通 過(guò)，盡量減少對(duì)水域的填埋及破壞。這樣對(duì)平面設(shè)計(jì)就有了一定限制，此外還有一些不良 地質(zhì)的處理。 2.22.2 設(shè)計(jì)行車(chē)速度的確定設(shè)計(jì)行車(chē)速度的確定 “設(shè)計(jì)車(chē)速”是在氣候正常，交通密度小，汽車(chē)運(yùn)行只受道路本身?xiàng)l件（幾何要素、 路面、附屬設(shè)施等）的影響時(shí)，一般駕駛員能保持安全而舒服地行駛的最大行駛速度。依 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)從工程難易程度,工程量大小及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的角度考慮,該設(shè)計(jì)速度取中間的 80km/h 比較合適。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2.32.3 選線(xiàn)設(shè)計(jì)選線(xiàn)設(shè)計(jì) 2.3.1 選線(xiàn)的基本原則 11 （1）路線(xiàn)的走向基本走向必須與道路的主客觀條件相適應(yīng) （2）在對(duì)多方案深入、細(xì)致的研究、論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線(xiàn)方案。 （3）路線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量做到工程量少、造價(jià)低、營(yíng)運(yùn)費(fèi)用省，效益好，并有利于施工 和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時(shí)，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 （4）選線(xiàn)應(yīng)注意同農(nóng)田基本建設(shè)的配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng) 濟(jì)作物田或穿過(guò)經(jīng)濟(jì)林園。 （5）要注意保持原有自然狀態(tài)，并與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。 （6）選線(xiàn)時(shí)注意對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測(cè)調(diào)查，弄清其對(duì)道路的影響。 （7）選線(xiàn)應(yīng)綜合考慮路與橋的關(guān)系 2.3.2 選線(xiàn)的步驟和方法 11 道路選線(xiàn)的目的就是根據(jù)道路的性質(zhì)、任務(wù)、等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地質(zhì)、地表、地物及 其沿線(xiàn)條件，結(jié)合平、縱、橫三方面因素。在紙上選定道路中線(xiàn)的位置，而道路選線(xiàn)的主 要任務(wù)是確定道路的具體走向和總體布局，具體定出道路的交點(diǎn)位置和選定道路曲線(xiàn)的要 素，通過(guò)紙上選線(xiàn)把路線(xiàn)的平面布置下來(lái)。 A 全面布局 全面布局是解決路線(xiàn)基本走向的全局性工作。就是在起終點(diǎn)以及中間必須通過(guò)的據(jù)點(diǎn) 間尋找可能通過(guò)的路線(xiàn)帶。具體的在方案比選中體現(xiàn)。 路線(xiàn)的基本走向與道路的主觀和客觀條件相適應(yīng)，限制和影響道路的走向的因素很 多，大致歸納起來(lái)主要有主觀和客觀兩類(lèi)。主觀條件是指設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)或其他的文件規(guī)定的 路線(xiàn)總方向、等級(jí)及其在道路網(wǎng)中的任務(wù)和作用，我們的起終點(diǎn)就是由老師規(guī)定的。而客 觀條件就是指道路所經(jīng)過(guò)的地區(qū)原有交通的布局，城鎮(zhèn)以及地形、地質(zhì)，水文、氣象等自 然條件。上述主觀條件是道路選線(xiàn)的主要依據(jù)，而客觀條件是道路選線(xiàn)必須考慮的因素。 B 逐段安排 在路線(xiàn)基本走向已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形平坦與復(fù)雜程度不同，可分別采取現(xiàn)場(chǎng) 直接插點(diǎn)定線(xiàn)和放坡定點(diǎn)的方法，插出一系列的控制點(diǎn)，然后從這些控制點(diǎn)中穿出通過(guò)多 數(shù)點(diǎn)(特別是那些控制較嚴(yán)的點(diǎn)位)的直線(xiàn)段，延伸相鄰直線(xiàn)的交點(diǎn)，即為路線(xiàn)的轉(zhuǎn)角點(diǎn)。 C 具體定線(xiàn) 在逐點(diǎn)安排的小控制點(diǎn)間，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合，自然條件，綜合考慮平、縱、橫三 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 方面的因素。隨后擬定出曲線(xiàn)的半徑，至此定線(xiàn)工作才算基本完成。 做好上述工作的關(guān)鍵在于摸清地形的情況，全面考慮前后線(xiàn)形銜接與平、縱、橫綜合 關(guān)系，恰當(dāng)?shù)剡x用合適的技術(shù)指標(biāo)，使整個(gè)線(xiàn)形得以連貫順直協(xié)調(diào)。 2.42.4 平曲線(xiàn)要素值的確定平曲線(xiàn)要素值的確定 2.4.1 平面設(shè)計(jì)原則 11 (1) 平面線(xiàn)形應(yīng)直捷、連續(xù)、順舒，并與地形、地物相適應(yīng)，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。 (2) 除滿(mǎn)足汽車(chē)行駛力學(xué)上的基本要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足駕駛員和乘客在視覺(jué)和心理上的 要求。 (3) 保持平面線(xiàn)形的均衡與連貫。為使一條公路上的車(chē)輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng) 注意使線(xiàn)形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。 (4) 應(yīng)避免連續(xù)急彎的線(xiàn)形。這種線(xiàn)形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來(lái)不良 影響。設(shè)計(jì)時(shí)可在曲線(xiàn)間插入足夠長(zhǎng)的直線(xiàn)或緩和曲線(xiàn)。 (5) 平曲線(xiàn)應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。如平曲線(xiàn)太短，汽車(chē)在曲線(xiàn)上行駛時(shí)間過(guò)短會(huì)使駕駛操 縱來(lái)不及調(diào)整，一般都應(yīng)控制平曲線(xiàn)（包括圓曲線(xiàn)及其兩端的緩和曲線(xiàn)）的最小長(zhǎng)度。 2.4.2 平曲線(xiàn)要素值的確定 平面線(xiàn)形主要由直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)三種線(xiàn)形組合而成的。當(dāng)然三個(gè)也可以組合 成不同的線(xiàn)形。在做這次設(shè)計(jì)中主要用到的組合有以下幾種： A .基本形曲線(xiàn)幾何元素及其公式： 按直線(xiàn)緩和曲線(xiàn)圓曲線(xiàn)緩和曲線(xiàn)直線(xiàn)的順序組合而成的曲線(xiàn)。這種 線(xiàn)形是經(jīng)常采用的。例如設(shè)計(jì)中的大多數(shù)點(diǎn)都是應(yīng)用這個(gè)的。如下圖一。緩和曲線(xiàn)是道路 平面要素之一，它是設(shè)置在直線(xiàn)和圓曲線(xiàn)之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線(xiàn)之 間的一種曲率連續(xù)變化的曲線(xiàn)。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，除四級(jí)路可以不設(shè)緩和曲線(xiàn)外，其余各級(jí) 都應(yīng)設(shè)置緩和曲線(xiàn)。它的曲率連續(xù)變化，便于車(chē)輛遵循；旅客感覺(jué)舒適；行車(chē)更加穩(wěn)定； 增加線(xiàn)形美觀等功能。設(shè)計(jì)是要注意和圓曲線(xiàn)相協(xié)調(diào)、配合，在線(xiàn)形組合和線(xiàn)形美觀上產(chǎn) 生良好的行車(chē)和視覺(jué)效果，宜將直線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)、圓曲線(xiàn)之長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)成 1：1：1。這一 點(diǎn)非常 的重要，在剛開(kāi)始做設(shè)計(jì)的時(shí)候就沒(méi)有注意到這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)出來(lái)的路線(xiàn)非常不 協(xié)調(diào)，美觀，比例嚴(yán)重失調(diào)，后來(lái)在老師的指導(dǎo)下改正了不足之處，經(jīng)過(guò)改正后，線(xiàn)形既 美觀又流暢，已經(jīng)到達(dá)了要求。 在設(shè)計(jì)的時(shí)候還要注意一下緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度確定除應(yīng)滿(mǎn)足最小外還要考慮超高和加寬 的要求，所選擇的緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度還應(yīng)大于或等于超高緩和段和加寬緩和段的長(zhǎng)度要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 2-1 平曲線(xiàn)要素計(jì)算示意圖 緩和曲線(xiàn)切線(xiàn)增值 q=Ls/2Ls 3/240R2 (m) 圓曲線(xiàn)的內(nèi)移值p=Ls 2/24RLs4/2384R3 (m) 緩和曲線(xiàn)偏角 0 =28.6479 Ls /R（ ） 切線(xiàn)長(zhǎng)T=(R+p)tan (a/2)+q(m) 平曲線(xiàn)長(zhǎng)度L=(a-2 0 )R/180 + 2Ls(m) 外距E=(Rp)sec (a/2)R(m) 校正值J=2TL(m) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 a 平曲線(xiàn)主要參數(shù)的規(guī)定 根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003的規(guī)定如表 1-1： 1 表 2-1 平曲線(xiàn)主要參數(shù)值 公路等級(jí)一級(jí) 地形平原微丘區(qū) 圓曲線(xiàn)一般最小半徑（m）400 圓曲線(xiàn)極限最小半徑（m）250 平曲線(xiàn)一般最小長(zhǎng)度（m）700 平曲線(xiàn)極限最小長(zhǎng)度（m）140 緩和曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度（m）70 b 主要幾何元素的計(jì)算 例如：方案一中的樁號(hào) JD3： (1) 平曲線(xiàn)幾何元素計(jì)算： 右偏 321215R=1000(m)Ls=200(m) 緩和曲線(xiàn)切線(xiàn)增值 q =Ls/2Ls 3/240R2 =200/2200 3/24010002 =99.967(m) 圓曲線(xiàn)的內(nèi)移值p = Ls 2/24RLs4/2384R3 = 200 2/2410002004/238410003 =1.666 (m) 切線(xiàn)長(zhǎng)T = (R+p) tg （a/2）+q = (1000 +1.666) tan （32.204/2） +99.967 =388.966(m) 平曲線(xiàn)長(zhǎng)度L =(a-2 0 )R/180 + 2Ls(m) =（32.204-228.8649200/1000）3.141000/180+2200 = 761.882(m) 外距E = (Rp)sec a/2R = (1000 +1.666)sec (32.204/2)1000 =42.524 (m) 校正值J =2TL =2388.966761.882=16.050 (m) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 (2) 平曲線(xiàn)主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算及校正： JD3 ：K1910.203 ZH = JD3T = (K1910.203)388.966= K1521.237 HY = ZHLs = (K1521.237)200= K1721.237 YH = HYLy = (K1721.237)361.882= K2083.119 HZ = YHLs = (K2083.119)200= K2283.119 QZ = HZL/2 = (K2283.119)761.882/2= K1902.178 JD3 = QZJ/2 = (K1902.178)16.050/2 = K1910.203 計(jì)算無(wú)誤。 2.4.3 各點(diǎn)樁號(hào)的確定 在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中就主要用到了以上的三種線(xiàn)形，在 5.3 公里的路長(zhǎng)中，充分考慮 了當(dāng)?shù)氐牡匦?，地物和地貌，相?duì)各種相比較而得出的。 在地形平面圖上初步確定出路線(xiàn)的輪廓，再根據(jù)地形的平坦與復(fù)雜程度，具體在紙上 放坡定點(diǎn)，插出一系列控制點(diǎn)，然后從這些控制點(diǎn)中穿出通過(guò)多數(shù)點(diǎn)的直線(xiàn)段，延伸相鄰 直線(xiàn)的交點(diǎn)，既為路線(xiàn)的各個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)（既樁號(hào)） ，并且測(cè)量出各個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)的度數(shù)，再根據(jù) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003的規(guī)定，初擬出曲線(xiàn)半徑值和緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度，代入 平曲線(xiàn)幾何元素中試算，最終結(jié)合平、縱、橫三者的協(xié)調(diào)制約關(guān)系，確定出使整個(gè)線(xiàn)形連 貫順直協(xié)調(diào)且符合技術(shù)指標(biāo)的各個(gè)樁號(hào)及幾何元素。各個(gè)樁號(hào)及幾何元素的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)直 線(xiàn)、曲線(xiàn)及轉(zhuǎn)角表。 表 2.2 推薦方案路線(xiàn)直曲表 交點(diǎn)半徑 緩和曲 線(xiàn)長(zhǎng)度 切線(xiàn) 長(zhǎng)度 曲線(xiàn) 長(zhǎng)度 外距 校正 值 起點(diǎn) JD2600150307.765593.24544.87422.285 JD31000200388.966761.88242.52416.050 JD41000200416.639812.50650.53120.772 終點(diǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 表 2.3 比選方案路線(xiàn)直曲表 交點(diǎn)半徑 緩和曲 線(xiàn)長(zhǎng)度 切線(xiàn) 長(zhǎng)度 曲線(xiàn) 長(zhǎng)度 外距 校正 值 起點(diǎn) JD2800150316.131617.71236.42414.550 JD3800200281.625556.49822.5336.752 JD4600150299.346578.61241.86720.080 終點(diǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3 3 縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì) 沿著道路中線(xiàn)豎直剖切然后展開(kāi)既為路線(xiàn)縱斷面，由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要 求，路線(xiàn)縱斷面總是一條有起伏的空間線(xiàn)，縱斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車(chē)的動(dòng)力特 性，道路等級(jí)，當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等研究起伏空間線(xiàn)的大小和長(zhǎng)度，以 便達(dá)到行車(chē)安全，迅速，運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺(jué)舒適的目的。 3.13.1 縱斷面設(shè)計(jì)的原則縱斷面設(shè)計(jì)的原則 1111 （1） 縱面線(xiàn)形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線(xiàn)形設(shè)計(jì)應(yīng)平順、圓滑、視覺(jué)連續(xù)，保證行駛安全。 （2） 縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線(xiàn)長(zhǎng)短適當(dāng)、以及填挖平衡。 （3） 平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足： （4） 視覺(jué)上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線(xiàn)，并保持視覺(jué)的連續(xù)性。 （5） 平曲線(xiàn)與豎曲線(xiàn)應(yīng)相互重合，最好使豎曲線(xiàn)的起終點(diǎn)分別放在平曲線(xiàn)的兩個(gè)緩 和曲線(xiàn)內(nèi)，即所謂的“平包豎” （6） 平、縱線(xiàn)形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。 （7） 合成坡度組合要得當(dāng)，以利于路面排水和行車(chē)安全。 （8） 與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并起到引導(dǎo)視線(xiàn)的作用。 3.23.2 縱坡設(shè)計(jì)的要求縱坡設(shè)計(jì)的要求 1111 （1） 設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)范 （2） 縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。盡量避免采用極限縱坡 值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡夾最短長(zhǎng)度的短坡。連續(xù)上坡或下 坡路段，應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。 （3） 沿線(xiàn)地形、地下管線(xiàn)、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮。 （4） 應(yīng)盡量做到添挖平衡，使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造 價(jià)和節(jié)省用地。 （5） 縱坡除應(yīng)滿(mǎn)足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。 （6） 對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線(xiàn)等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突 變。 （7） 在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3.33.3 縱坡設(shè)計(jì)的步驟縱坡設(shè)計(jì)的步驟 （1） 準(zhǔn)備工作：在厘米繪圖紙上，按比例標(biāo)注里程樁號(hào)和標(biāo)高，點(diǎn)繪地面線(xiàn)。里程 樁包括：路線(xiàn)起點(diǎn)樁、終點(diǎn)樁、交點(diǎn)樁、公里樁、百米樁、整樁（50m 加樁或 20m 加樁） 、 平曲線(xiàn)控制樁（如直緩或直圓、緩圓、曲中、圓緩、緩直或圓直、公切點(diǎn)等） ，橋涵或直 線(xiàn)控制樁、斷鏈樁等。 （2） 標(biāo)注控制點(diǎn)：如路線(xiàn)起、終點(diǎn)，越嶺埡口，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(xiàn)的洪水位，隧道進(jìn)出口，平面交叉和立體交叉點(diǎn)，鐵路道口， 城鎮(zhèn)規(guī)劃控制標(biāo)高以及受其他因素限制路線(xiàn)必須通過(guò)的標(biāo)高控制點(diǎn)等。 （3） 試坡：在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線(xiàn)意圖，結(jié)合地 面起伏變化，以控制點(diǎn)為依據(jù)，穿插與取直，試定出若干直坡線(xiàn)。反復(fù)比較各種可能的方 案，最后定出既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿(mǎn)足控制點(diǎn)要求，且土石方較省的設(shè)計(jì)線(xiàn)作為初定試坡 線(xiàn)，將坡度線(xiàn)延長(zhǎng)交出變坡點(diǎn)的初步位置。 （4） 調(diào)整：對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制等是否滿(mǎn)足規(guī) 定，平、縱組合是否適當(dāng)?shù)龋粲袉?wèn)題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。 （5） 核對(duì)：選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖，作橫斷面設(shè)計(jì)圖，檢查是 否出現(xiàn)填挖過(guò)大、坡腳落空或過(guò)遠(yuǎn)、擋土墻工程過(guò)大等情況，若有問(wèn)題應(yīng)調(diào)整。 （6） 定坡：經(jīng)調(diào)整核對(duì)無(wú)誤后，逐段把直坡線(xiàn)的坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和標(biāo)高確定下 來(lái)。坡度值精確到 0.1，變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到 10m 的整樁號(hào)上。 （7） 設(shè)置豎曲線(xiàn)：根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等確定豎曲線(xiàn)半徑，計(jì)算豎曲線(xiàn)要 素。 （8） 計(jì)算各樁號(hào)處的填挖值：根據(jù)該樁號(hào)處地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高確定。 3.43.4 豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 豎曲線(xiàn)是縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)而設(shè)置的一段緩和曲線(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí) 充分結(jié)合縱斷面設(shè)計(jì)原則和要求，并依據(jù)規(guī)范的規(guī)定合理的選擇了半徑。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 3.1 豎曲線(xiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值 1 凸形豎曲線(xiàn)最小半徑和最小長(zhǎng)度 計(jì)算行車(chē) 速度 (km/h) 停 車(chē) 視 距 ST(m) 緩和沖擊 Lmin=V 2w/3.6 視距要求 Lmin=S 2 Tw/4 采用值 Lmin 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值 極限最小 半徑 Rmin 一般最小半徑 豎 曲 線(xiàn) 最 小長(zhǎng)度 801101778w3025w36003000450070 凹形豎曲線(xiàn)最小半徑和最小長(zhǎng)度 計(jì)算行車(chē) 速度 (km/h) 停 車(chē) 視 距 ST(m) 緩和沖擊 Lmin=V 2w/3.6 夜間行車(chē)照 明 橋下視 距 采用值 Lmin 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值 極限最小 半徑 Rmin 一般最小半徑 801101778w1666w449w340020003000 例如： 推薦方案中的變坡點(diǎn) 1： (1) 豎曲線(xiàn)要素計(jì)算： 里程和樁號(hào) K0+760 i1=1.11%i2=-2.83%取半徑 R=9000m w= i2i1=-2.83%-1.11%=-3.94%(凸形) 曲線(xiàn)長(zhǎng) L=Rw=90003.94%=354.6m 切線(xiàn)長(zhǎng) T=L/2=354.6/2=177.3m 外距 E=T 2/2R=177.32/29000=1.746m (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線(xiàn)起點(diǎn)樁號(hào)=( K0+760)177.3=K0+582.7m 豎曲線(xiàn)起點(diǎn)高程=41.45177.31.11%=39.49m 豎曲線(xiàn)終點(diǎn)樁號(hào)=( K0+760) +177.3= K0+937.3m 豎曲線(xiàn)終點(diǎn)高程=41.45 -177.32.83% =36.44m 樁號(hào)為 K0+800 處： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 橫距 x=（K0+800）-（K0+582.7）=217.3m 豎距 h=x 2/2R=2.623m 切線(xiàn)高程=39.49+1.11%217.3=41.90m 設(shè)計(jì)高程=41.90-2.623=39.28m 3.53.5 方案比選方案比選 路線(xiàn)設(shè)計(jì)中有許多路線(xiàn)走向可以選擇，根據(jù)已確定的路線(xiàn)的大概走向，綜合考慮地形 狀況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后，選定了兩套方案。此地形為平原微丘區(qū)，地表水系發(fā)達(dá)，且頻繁 遭遇村鎮(zhèn)、農(nóng)田、河流、湖泊、水塘等自然障礙。 （1）從線(xiàn)形標(biāo)準(zhǔn)角度出發(fā)。兩個(gè)方案平面線(xiàn)形雖然均有 3 個(gè)交點(diǎn)，但方案一的曲線(xiàn) 半徑稍大，平面線(xiàn)形方案一更為平順。至于縱向線(xiàn)形方案一的都十分符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，而方 案二的雖然坡度、坡長(zhǎng)都滿(mǎn)足規(guī)范要求，但其坡長(zhǎng)較方案一偏長(zhǎng)，不利行車(chē)。 （2）從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)。首先從里程長(zhǎng)度上看，方案一里程長(zhǎng)度為 3881.919 公里， 方案二較方案一稍長(zhǎng)，為 4000.542 公里，其成本顯然要高些。再者方案一設(shè)置 4 個(gè)變坡 點(diǎn)，方案二只有 1 個(gè)，方案一填挖較平衡，在土石方工程的成本上較方案二要低得多。 （3）從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)。方案二對(duì)多處地表水域進(jìn)行填挖破壞，且與小部村落 有穿插，與高壓線(xiàn)頻繁交錯(cuò)。本著靠村不進(jìn)村，利民不擾民的建設(shè)原則，方案一更為合理。 綜合以上多個(gè)方面，結(jié)合當(dāng)?shù)厝宋娘L(fēng)情，國(guó)家政策，建筑原料產(chǎn)地，新舊路關(guān)系等眾 多因素考慮，方案一更適合擬建路段，選定方案一。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 4 4 橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì) 道路橫斷面，是指中線(xiàn)上各點(diǎn)的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)和地面線(xiàn)構(gòu)成的。橫 斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)包括行車(chē)道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝等設(shè)施構(gòu)成的。 4.14.1 橫斷面設(shè)計(jì)的原則橫斷面設(shè)計(jì)的原則 1111 （1）設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、行車(chē)要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)和使 用等方面的情況，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，又要經(jīng)濟(jì)合理。 （2）路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度等外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水 設(shè)施和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。 （3）還應(yīng)結(jié)合路線(xiàn)和路面進(jìn)行設(shè)計(jì)。選線(xiàn)時(shí)，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良 地段。對(duì)于地形陡峭、有高填深挖的邊坡，應(yīng)與移改路線(xiàn)位置及設(shè)置防護(hù)工程等進(jìn)行比較， 以減少工程數(shù)量，保證路基穩(wěn)定。 （4）沿河及受水浸水淹路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒(méi)或沖毀。 （5）當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，路基處于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)和水溫狀況不良時(shí)，就應(yīng)采 用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進(jìn)行換填并壓實(shí)，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層 及其他排水設(shè)施等。 （6）路基設(shè)計(jì)還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護(hù)等的需要。 4.1.1 行車(chē)道寬度的確定 根據(jù)第二章確定下此公路的等級(jí)是一級(jí)，則由公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003 規(guī)定，設(shè)計(jì)速度為 80km/h 的四車(chē)道一級(jí)公路路基寬為 24.5m。 4.1.2 平曲線(xiàn)加寬及其過(guò)渡 汽車(chē)行駛在曲線(xiàn)上，由于各輪跡半徑不同，其中以后內(nèi)輪輪跡半徑最小，且偏向曲線(xiàn) 內(nèi)側(cè)，故曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)應(yīng)增加路面寬度，以確保曲線(xiàn)上行車(chē)的順適與安全。 平曲線(xiàn)加寬值的確定： 由公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003規(guī)定，對(duì)于半徑 R 250m 的圓曲線(xiàn)，由于其加寬值甚小，可以不加寬，R250m 的需要加寬，而設(shè)計(jì)速度為 80km/h，規(guī)定的極限圓曲線(xiàn)半徑為 250m，我設(shè)計(jì)的所有圓曲線(xiàn)半徑都大于 250m ，因此不 需要加寬。 4.1.3 路拱的確定 路拱是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。根據(jù)公路瀝 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ01497規(guī)定，水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面的路拱橫坡度 1-2% 。考慮到本地區(qū)所處地區(qū)屬于亞熱帶大陸季風(fēng)性氣候，日照充足，降水豐富，年平 均降水量 845-1200 毫米，最高降水量為 1245 毫米，最小年降水量為 474 毫米，相差 2.63 倍，區(qū)內(nèi)洪澇及干旱等災(zāi)害均較嚴(yán)重，每年 6 月至 8 月間多雨時(shí)期路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)的主要河流 及湖泊水勢(shì)猛漲，其中以襄陽(yáng)唐白河流域守在最為嚴(yán)重。且暴雨對(duì)沿線(xiàn)影響較大，因此取 用 2%的橫坡度，土路肩的排水性遠(yuǎn)低于路面，所以其橫坡度取用 3%。 4.24.2 超高的確定及過(guò)渡方法超高的確定及過(guò)渡方法 4.2.1 超高的確定 1111 超高是為了抵消車(chē)輛在曲線(xiàn)路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，而將路面做成外側(cè)高于內(nèi) 側(cè)的單向橫坡的形式。超高橫坡度在圓曲線(xiàn)上應(yīng)是與圓曲線(xiàn)半徑相適應(yīng)的全超高，而在緩 和曲線(xiàn)上則是逐漸變化的超高。因此，從直線(xiàn)上的雙向橫坡漸變到圓曲線(xiàn)上的單向橫坡的 路段，稱(chēng)作超高緩和段或超高過(guò)渡段。 超高值的計(jì)算公式：ih+ u = V2/127R i 超高橫坡度 u 橫向力系數(shù) V 行車(chē)速度 (km/h) R 圓曲線(xiàn)半徑 (m) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，一級(jí)公路一般地區(qū)圓曲線(xiàn)部分最大超高值不大于 10%。且考慮到超高 橫坡度與路線(xiàn)縱坡組合而成的坡度，即合成坡度，規(guī)范規(guī)定一級(jí)公路的最大允許合成坡度 不的大于 10.5%。結(jié)合上面的要求取超高為 4%。 4.2.2 超高的過(guò)渡 此設(shè)計(jì)公路是有中間分隔帶的，采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)的過(guò)渡方式。即將二側(cè)行 車(chē)道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，使之各自成為獨(dú)立的單向超高斷面，此時(shí)中央分隔帶維 持遠(yuǎn)水平狀態(tài)。該方法適應(yīng)各種寬度的中間帶。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 b j 2b j 1 b 1b 1 Bb j 1b j 2 圖 4-1 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算 1111 表 4.1 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式 1111 超高位置計(jì)算公式x距離處行車(chē)道橫坡值備注 外 側(cè) C 12 () x bBb i Gb xG c ii ixi L 1.計(jì)算結(jié)果為與設(shè)計(jì)高之高差； 2.設(shè)計(jì)高程為中央分隔帶外側(cè)邊緣的高程； 3.加寬值 x b按加寬計(jì)算公式計(jì)算； 4.當(dāng) c xL時(shí)，為圓曲線(xiàn)上的超高值 D0 內(nèi) 側(cè) D0 hG xG c ii ixi L C 12 () x bBb i B左側(cè)（或右側(cè)）行車(chē)道寬度（m）; 1 b 左側(cè)路緣帶寬度（m）; 2 b 右側(cè)路緣帶寬度（m）; X b x 距離處路基加寬值（m）; h i 超高橫坡度 G i 路拱橫坡度 x超高緩和段任意一點(diǎn)至超高緩和段起點(diǎn)的距離（m）. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 表中僅列出了行車(chē)道外側(cè)邊緣和中央分隔帶邊緣的超高計(jì)算，硬路肩挖側(cè)邊緣，路基 邊緣的超高可根據(jù)路肩橫坡和路肩寬度從行車(chē)道外側(cè)邊緣推算。 4.34.3 超高值的計(jì)算超高值的計(jì)算 例如：在方案一中的 JD2，其樁號(hào)為 K0+762.688， G i =2%, h i =4%, c L =150m.則對(duì)于樁號(hào) 為 K0+900 這點(diǎn)，它到 HZ 點(diǎn)的距離 x=137.712m， %976. 3%2712.137 150 %2%4 igx Lc igih ix 4.44.4 路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容 路基設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，就是確定路基邊坡的形狀和坡度。路基邊坡的形狀在在本次設(shè) 計(jì)中采用了直線(xiàn)。在填方邊坡小于 8m 時(shí)采用直線(xiàn)形。對(duì)于挖方邊坡由于其挖方高度都比 較小，就直接采用直線(xiàn)形。填挖方坡度值的取用綜合了當(dāng)?shù)氐牡匦魏头弦?guī)范的規(guī)定。具 體如下： （1）填方路基，當(dāng)其高度不超過(guò) 20m 時(shí)，其邊坡坡率不宜陡于下表中的規(guī)定值： 表 4.2 20 米以下填方路基邊坡坡率值 22 填料類(lèi)別邊坡坡率 上部高度（H8m）下部高度（H12m） 細(xì)粒土1：1.51：1.75 粗粒土1：1.51：1.75 巨粒土1：1.31：1.5 （2）挖方路基，當(dāng)其邊坡高度不超過(guò) 20m 時(shí)，邊坡坡率不宜陡于下表中的規(guī)定值： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 4.3 20 米以下挖方路基邊坡坡率值 22 土的類(lèi)別邊坡坡率 粘土，粉質(zhì)粘土，塑性指數(shù)大于 3 的粘土1：1 中密以上的中砂，粗砂，礫砂1：1.5 卵石土，碎石土，圓礫土， 角礫土 膠質(zhì)和密實(shí)1：0.75 中密1：1 （3）當(dāng)填方高度大于 20m 時(shí)，邊坡宜采用階梯形，坡率應(yīng)由起穩(wěn)定性分析來(lái)確定； 當(dāng)挖方高度大于 20m 時(shí)，應(yīng)另行考慮，本段設(shè)計(jì)中沒(méi)有這種情況。 4.54.5 橫斷面的繪制橫斷面的繪制 道路橫斷面的布置及幾何尺寸,應(yīng)能滿(mǎn)足交通、環(huán)境、用地經(jīng)濟(jì)、城市面貌等要求,并 應(yīng)保證路基的穩(wěn)定性.本次橫斷面設(shè)計(jì)選擇了路線(xiàn)的 1 公里左右來(lái)繪制，其中包括了樁號(hào). 此段路的路基土石方數(shù)量見(jiàn)路基土石方數(shù)量計(jì)算表。路基設(shè)計(jì)的主要計(jì)算值見(jiàn)路基設(shè)計(jì) 表。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 6 6 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì) 6.16.1 路面設(shè)計(jì)的原則路面設(shè)計(jì)的原則 路面結(jié)構(gòu)是直接為行車(chē)服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不僅受各類(lèi)汽車(chē)荷載的作用，且直接暴露于自然 環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價(jià)占公路造價(jià)的很大部分，最大時(shí) 可達(dá) 50以上。因此，做好路面設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。 路面設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括路面類(lèi)型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、路面建筑材料設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 6.1.1 路面類(lèi)型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 路面類(lèi)型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、 使用要求、 材料供應(yīng)、 施工和養(yǎng)護(hù)工藝等，并在路面類(lèi)型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由于路 面工程量大，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧希⒆⒁馐褂酶黝?lèi)廢棄物。必要時(shí)，應(yīng)考 慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。同時(shí)，應(yīng)注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力 等是通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等共同保證的，可采用壽命周期費(fèi)用分析技術(shù)合理確定路面類(lèi) 型和結(jié)構(gòu)。 6.1.2 路面建筑材料設(shè)計(jì) 路面建筑材料設(shè)計(jì)往往是路面設(shè)計(jì)中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設(shè)計(jì)僅僅依據(jù)設(shè) 計(jì)規(guī)范或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱(chēng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn) 用了大學(xué)期間所學(xué)的工程技術(shù)與材料科學(xué)知識(shí)，合理考慮了道路所在地的自然環(huán)境、材料 所在路面結(jié)構(gòu)層次的功能等，論證合理地選擇了材料類(lèi)型和建議配比。 6.1.3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運(yùn)用規(guī)范建議的設(shè)計(jì)理論 和方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算。 現(xiàn)階段公路路面使用的路面類(lèi)型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學(xué)生應(yīng)綜 合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類(lèi)型，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)。 6.26.2 路面設(shè)計(jì)步驟路面設(shè)計(jì)步驟 本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下四步： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 （1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，進(jìn)行交通量分析，確定路面等級(jí)和面層類(lèi)型， 計(jì)算設(shè) 計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。 （2）按路基土類(lèi)與干濕類(lèi)型，將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長(zhǎng)不宜小于 500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于 lkm)，確定各路段土基回彈模量 （3）可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)(見(jiàn)規(guī)范附錄 A)，擬定幾種可能的路面結(jié)組合與厚度方案， 根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各 結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。 （4）根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度。對(duì)一級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基 層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿(mǎn)足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿(mǎn)足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu) 層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。上 述計(jì)算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專(zhuān)用設(shè)計(jì)程序進(jìn)行。對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和 次高級(jí)路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用的路面結(jié)構(gòu) 方案。 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他各層的厚度。當(dāng)采用半剛性基 層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可任選一層為設(shè)計(jì)層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類(lèi)材料為底基層時(shí)， 應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計(jì)層才能得到合理的結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用柔性基層、 底基層的瀝青路面時(shí)，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當(dāng)求得基層厚度太厚 時(shí)，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和 穩(wěn)定性。 對(duì)一級(jí)公路的瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層應(yīng)進(jìn)行拉應(yīng)力的驗(yàn)算。 6.36.3 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì) 6.3.1瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要以路面表面設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)控制 指標(biāo)、對(duì)高等級(jí)道路路面還要驗(yàn)算瀝青混凝土面層和整體性材料基層的拉應(yīng)力。 6.3.2 累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算 (1)軸載換算 44 A 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)以及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí) 凡軸載大于 25KN 的各級(jí)軸數(shù)（包括車(chē)輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù) 4.35 112( /) i NC C PP 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 B 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) 凡軸載大于 50KN 的各級(jí)軸數(shù)（包括車(chē)輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù) 8 112( /) i NC C PP (2)累計(jì)當(dāng)量軸次 44 Ne=(1r) t1365N 1/r Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次（次） t設(shè)計(jì)年限，15 年 N1路面竣工后第一年的平均日當(dāng)量軸次（次/d） r設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率 5.3% 車(chē)道系數(shù)，取 0.45 6.3.3 軸載分析 (1)以彎沉和瀝青混凝土面層層底拉應(yīng)力為計(jì)算指標(biāo)的累積當(dāng)量軸次： 表 6.1 以彎沉和瀝青混凝土面層層底拉應(yīng)力為計(jì)算指標(biāo)的軸載換算 彎沉軸載換算結(jié)果表 車(chē)型 i p（kn） 1 C 2 C i n 4.35 12 (/) ii C C n pp 解放 CA10B前軸19.416.4 后軸60.8511 東風(fēng) EQ140前軸23.716.4 后軸69.211 黃河 JN150前軸4916.4 后軸101.611 長(zhǎng)征 XD980前軸37.116.4 后軸72.652.21 長(zhǎng)征 CZ361前軸47.616.4 后軸90.72.21 北京 BJ130前軸13.416.4 后軸27.3511 躍進(jìn) NJ130前軸16.216.4 后軸38.311 渝州 130前軸13.416.4 后軸27.3511 日野 KB211前軸47.516.4 后軸10011 日野 KL400前軸2816.4 后軸6611 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 依士滋 TD50前軸42.216.4 后軸8011 依士滋 TD70前軸4516.4 后軸10511 三菱 T653EL前軸25.516.4 后軸55.911 吉爾 164前軸2116.4 后軸61.511 依發(fā) H3A前軸22.216.4 后軸48.611 斯蒂爾 380前軸2916.4 后軸6211 扶桑 FU102N前軸4416.4 后軸852.21 延安 SX161前軸54.6416.4 后軸91.252.21 太脫拉 111前軸38.716.4 后軸742.21 太脫拉 138前軸51.416.4 后軸802.21 合計(jì) 1 N4265.592 25KN 的軸載忽略不計(jì) 累計(jì)當(dāng)量軸次： Ne=(1r) t1365N 1/r =(10.053) 1513654265.5920.45/0.053 =15464339次。 (2)以驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)的累積當(dāng)量軸次： 表 6.2 以驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)的的軸載換算 彎沉軸載換算結(jié)果表 車(chē)型 i p（kn） 1 C 2 C i n 8 12 (/) ii C C n pp 解放 CA10B前軸19.4118.5 后軸60.8511 東風(fēng) EQ140前軸23.7118.5 后軸69.211 黃河 JN150前軸49118.5 后軸101.611 長(zhǎng)征 XD980前軸37.1118.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 后軸72.6531 長(zhǎng)征 CZ361前軸47.6118.5 后軸90.731 北京 BJ130前軸13.4118.5 后軸27.3511 躍進(jìn) NJ130前軸16.2118.5 后軸38.311 渝州 130前軸13.4118.5 后軸27.3511 日野 KB211前軸47.5118.5 后軸10011 日野 KL400前軸28118.5 后軸6611 依士滋 TD50前軸42.2118.5 后軸8011 依士滋 TD70前軸45118.5 后軸10511 三菱 T653EL前軸25.5118.5 后軸55.911 吉爾 164前軸21118.5 后軸61.511 依發(fā) H3A前軸22.2118.5 后軸48.611 斯蒂爾 380前軸29118.5 后軸6211 扶桑 FU102N前軸44118.5 后軸8531 延安 SX161前軸54.64118.5 后軸91.2531 太脫拉 111前軸38.7118.5 后軸7431 太脫拉 138前軸51.4118.5 后軸8031 合計(jì) 1 N2573.286 50KN 的軸載忽略不計(jì)