從濟源到鄭州某段二級公路的設計畢業(yè)設計說明書

1、摘 要本設計是從濟源到鄭州某段二級公路的設計，該段路線總長為3810m。本設計中設計車速為80km/h，雙向兩車道, 不設置中央分隔帶，行車道寬3.75m，設置1.5m的加固部分，0.75m的土路肩。對交通量進行了分析，查找相應技術規(guī)范，確定公路的等級以及設計需要的各種參數(shù)。在平面圖中進行選線，然后又對道路路線進行了平面線形設計，本路線有三段曲線設置緩和曲線，并設置超高?？v斷面的設計中有四個豎曲線，并且也滿足了平縱面線形組合設計中的各種要求。在橫斷面的設計中，確定了橫斷面組成及各種要素后，繪制橫斷面圖。路基設計的基本內(nèi)容，就是確定路基邊坡的形狀和坡度。路面設計內(nèi)容中包括路面類型與結構設計。在擋

2、土墻設計中滿足了各種穩(wěn)定性的驗算。最后的概算設計為計算機輔助計算，同時也給出了各部分內(nèi)容相關的表格與圖紙。通過這次設計不但了解建設公路的各個步驟，而且也能熟練的運用緯地進行輔助設計及運用autocad進行制圖。關鍵詞：二級公路；縱斷面；橫斷面；瀝青路面；擋土墻abstractthis design is a secondary road design from jiyuan to zhengzhou and the total length of the section is 3810m. the design speed is 80km/h and the road has two lane

3、s.the parameters which are needed in the design are defined by analyzing the traffic and searching the corresponding technical specification. finally the secondary roads technical specification is designed. based on the surrounding terrain, the alignment of the highway is designed, which has three c

4、orners. there are three vertical curves in the design of vertical alignment, which all meet the design requirement of the linear combination. in the cross section design, the cross section diagrams are drawn after determining the composition and cross section elements. the design of the asphalt pave

5、ment mainly contains the selection of the structure layer and the calculation of the layer thickness. the intension of the structure is checked after the selection of the dimensions of the structure in the culvert design. the design is combined with the terrain and surrounding environment conditions

6、, and through the comparison of two line programs, the best solution is ultimately determined.keywords：the secondary roads; profile; cross section; asphalt pavement; retaining wall 可翻譯 50 多種語言 haydi gidelim je ne sais pas ! pardon ? dti wie bitte? miracoloso rouge ! la voiture wie heien sie? cmo est

7、s? hjelp! es ist sehr interessant! hoje est ensolarado vr s snill mijn vriend ich bin vierzig jahre alt escargots je parle un petit peu franais. . buongiorno principessa! hello s t nazdar! wie gehts?目 錄第一章 緒 論11.1 概述11.2 選題意義11.3 設計概況1第二章 公路技術等級的確定32.1 公路技術等級32.2 公路等級的確定42.3 二級公路技術指標5第三章 公路平面設計63.1

8、選線的一般原則63.2 平原微丘地區(qū)選線原則63.3 選線方法及步驟93.4 方案的擬定與初步比選93.5 平面線形設計113.5.1平面設計中的基本原則113.5.2平面線形的設計步驟:123.5.3平面線形的計算13第四章 縱斷面設計164.1 縱斷面設計原則164.2 縱坡設計要求174.3 豎曲線設計194.3.1 豎曲線設計194.3.2 豎曲線的計算194.4 平、縱線形組合22第五章 橫斷面設計245.1 橫斷面設計原則245.2 橫斷面的組成255.3 平曲線加寬設計265.4 超高設計27第六章 路基設計316.1 路基設計的內(nèi)容與要求316.1.1 路基斷面設計316.1.

9、2 路基設計要求316.2 填料的選擇及壓實標準326.3 土石方調配336.3.1 調配原則336.3.2 土石方調配方法34第七章 路面工程367.1 路面基層設計367.2 瀝青路面設計367.2.1 面層材料要求377.2.2透層與封層377.2.3瀝青混凝土的配合比設計387.2.4接縫的設計處理387.3 新建瀝青路面的結構厚度計算397.3.1原始設計資料397.3.2新建瀝青路面結構設計步驟397.3.3計算過程中的用到的一些理論知識407.3.4路面設計計算過程437.4 路基路面施工方法及注意事項477.4.1路基施注意事項477.4.2路面施工方法及注意事項47第八章 公

10、路排水設計508.1 公路排水概述508.2 路基排水52第九章 專題：擋土墻設計559.1設計資料559.2斷面尺寸559.3墻頂以上填土壓力的計算569.3.1車輛荷載569.3.2墻背土壓力計算579.4墻身截面性質計算609.4.1截面面積609.4.2作用于基底以上的重力609.5墻身穩(wěn)定性驗算619.5.1抗滑穩(wěn)定性驗算619.5.2抗傾覆穩(wěn)定性驗算629.6基底應力驗算629.7截面應力驗算639.7.1對于1/2墻高處649.7.2對于墻身底部669.8 擋土墻的排水設施和沉降縫、伸縮縫的設置69第十章 工程預算7110.1 預算定義和作用7110.2 預算費用的組成7110.

11、3 預算定額編制的原則及程序7110.4 預算編制的依據(jù)7110.4 預算的編制7210.5 預算成果及方案比選72參考文獻74致 謝75第一章 緒 論1.1 概述交通運輸事業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，是國民經(jīng)濟的命脈。公路運輸作為其中最重要的運輸方式之一，具有如下特點：（1）機動靈活，能迅速集中和分散貨物，做到直達運輸，不需中轉，可以實現(xiàn)“庫庫”的直接運輸，節(jié)約時間和減少中轉費用，減少貨損。（2）受交通設施限制少，是最廣泛的一種運輸方式。（3）適用性強，服務面廣，時間上隨意性強。（4）投資少，資金周轉快，社會效益顯著。由于公路運輸?shù)倪@些特點，使公路運輸事業(yè)得以快速發(fā)展。到上世紀70年代，經(jīng)濟

12、發(fā)達國家大多改變了一個多世紀以來以鐵路運輸為中心的局面，公路運輸在各種運輸方式中起了主導作用，是我國綜合運輸體系中最為活躍的一種運輸方式，并顯示出了廣闊的發(fā)展前景。1.2 選題意義綜合運用已學的知識，解決土木工程專業(yè)道橋方向有關道路工程的技術問題，從而獲得綜合運用本專業(yè)的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的能力，提高分析和解決實際問題的能力，并受到科學研究的初步訓練。通過畢業(yè)設計進一步培養(yǎng)調查研究、檢索和閱讀中外文獻資料、綜合分析、設計計算、計算機應用、技術經(jīng)濟分析、繪圖、撰寫論文和設計說明書等方面的能力。此外畢業(yè)設計是作為大學生畢業(yè)前的一次重要的演練，為我們將來順利踏上工作崗位或走上科研創(chuàng)新的道路

13、，擔當好自己的職責具有重要的意義。1.3 設計概況本設計為公路新建工程，本工程全線按二級公路標準設計，為雙向兩車道，設計時速為80km/h，工程起點樁號為k0+000，終點樁號 k3+810.310m。河南濟源市濟城縣某公路地處5區(qū)，擬采用瀝青混凝土路面結構設計，沿線土質為中液限黏性土，地下水位距路床1.5m，屬于中濕狀態(tài)，年降雨量900mm，最高氣溫39，最低氣溫-10。本路段主要是溝通濟源附近縣之間的一條干線公路，擔負為沿線工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及政治、經(jīng)濟、文化物資交流服務；本設計是在結合當?shù)氐难鼐€地形、地質、水文、氣象等自然條件下，確定公路的等級及技術標準；本設計是在對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展狀況的了解和對

14、交通量的預測的基礎上進行的設計，并做方案比選。長遠意義：為實現(xiàn)濟源商城縣到鄭州市的快捷交通，加強與市區(qū)的聯(lián)系，降低運營成本，提高經(jīng)濟社會效益，完善鄭州市高等級路網(wǎng)；促進鄭州市公路等級及運輸結構合理化，適應鄭州市作為國家公路運輸樞紐城市的需要；大大增強鄭州市對所轄地區(qū)的經(jīng)濟輻射影響，對促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。第二章 公路技術等級的確定2.1 公路技術等級由于每條道路在國民經(jīng)濟中的作用不同，自然條件的復雜程度不同，行車種類、速度和運量的不同，在技術完善程度方面就有著各種不同的要求。公路等級應根據(jù)使用任務、功能和適應的交通量來確定，還應考慮到公路網(wǎng)的規(guī)劃等因素。公路路線設計規(guī)范jtg d20200

15、6將公路根據(jù)功能和適用的交通量分為以下五個等級：（1）高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路。四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500055000輛；六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量4000080000輛；八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000100000輛。（2）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。四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量1500030000輛；六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000

16、55000輛。（3）二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。雙車道二級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量500015000輛。（4）三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。雙車道三級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量20006000輛。（5）四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。雙車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000以下。單車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量400以下。2.2 公路等級的確定（1）交通組成如表2.1：表2.1 本路建成初期每日雙向混合交通量組成及交通量汽車車型日交通量（輛/d）解放ca3402

17、00黃河jn163800黃河jn150500解放sp92001000預計年平均交通量增長率為5；（2）交通量的計算：各種車輛折算系數(shù)如表2.2。表2.2 各種車輛折算系數(shù)表汽車代表類型車輛折算系數(shù)說 明小客車1.019座的客車和載質量2t的貨車中型車1.519座的客車和載質量2t14t的貨車大型車2.019座的客車和載質量2t14t的貨車拖掛車3.019座的客車和載質量2t14t的貨車通過上表得各車輛的折算系數(shù)，計算得換算交通量如表2.3。表2.3 建成初期每日雙向交通量換算汽車車型日交通量（輛/d）折算系數(shù)換算交通量(輛/d)解放ca3402001.5300黃河jn1638002.01600

18、黃河jn1505002.01000解放sp920010002.02000換算日交通量合計4900確定公路等級： (2-1)遠景設計年平均日交通量（輛/日）；起始年平均日交通量（輛/日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量；r設計交通量年平均增長率（%）；n設計交通量預測年限交通量年平均增長率為5.0%=4900（1+5.0%）=9701輛/d，平均日交通量在500015000之間，所以所選路段為二級公路。2.3 二級公路技術指標本設計路段在公路網(wǎng)中有著重要經(jīng)濟作用，交通量也較大，采用較高設計速度，擬定為80km/h，主要的技術指標如下(1)計算行車速度:80km/h(2)車道

19、數(shù)：雙向2車道(3)行車道寬度:23.75m(4)路基寬度:12m 路幅組成;2（0.75m+1.50m+3.75m）(5)停車視距:110m(6)計算荷載:公路-級第三章 公路平面設計3.1 選線的一般原則 選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各種因素的關系，其基本原則如下：（1）在路線設計的各個階段，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。（2）路線設計應在保證行車安全、舒適、快捷的前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術指標，不要輕易采用極限指標，也不應片面追求高指標

20、。（3）選線注意同農(nóng)田基本建設相配合，做到少占田地，并應盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或穿過經(jīng)濟林園等。（4）通過名勝、風景、古跡地區(qū)的道路，應注意保護原有自然狀態(tài)，其人工構造物應與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調，處理好重要歷史文物遺址。（5）選線時應對工程地質和水文地質進行深入勘測調查，弄清它們對道路工程的影響。（6）選線應重視環(huán)境保護，注意由于道路修筑、汽車運營所產(chǎn)生的影響和污染等問題。3.2 平原微丘地區(qū)選線原則平原微丘區(qū)由于地勢比較平坦，路線受高差和坡度的限制小，平、縱、橫三方面的幾何線形較易達到較高的技術標準，但往往由于受當?shù)刈匀粭l件和地物的阻礙以及支農(nóng)的需要，選現(xiàn)實應注意多方面的因素。（1）以平

21、面為主安排路線平原微丘區(qū)路線，因受縱坡限制不大，布線時應在基本符合路線走向的前提下正確處理對地物、地質的避讓與穿越，以平面為主安排路線。選線時，首先在起終點及中間必須經(jīng)過的工廠、農(nóng)場及風景區(qū)作為主要控制點，了解農(nóng)田優(yōu)劣及建筑群、水電設施、跨河橋位等地物的分布，確定避讓方法。（2）線形與技術標準平原微丘區(qū)選線要求路線方向直捷，線形舒適可能采用較高標準。兩個小控制點之間以兩點直線連接的路線是最理想的，當路線必須轉折時，相鄰曲線間應盡量有較長的直線，以便曲線之間有充足的過渡時間，但不能片面的追求長直線，平曲線盡量采用大半徑，小偏角，從而保證線形的平順。路線縱坡不應頻繁起伏，也不宜過于平緩而造成排水不

22、良。平原微丘區(qū)路基一般以低路堤為主，但必須做好排水設計，并在某些特殊路段做好擋土墻設計，以確保路基的穩(wěn)定和堅固，同時還應考慮縱坡和排灌渠位及其高度的配合。（3）處理好于農(nóng)業(yè)的關系平原微丘區(qū)農(nóng)田成片，渠道縱橫交錯，路線布設時要注意與農(nóng)業(yè)發(fā)展的關系，與農(nóng)田灌溉、水利設施建設相結合，從支援農(nóng)業(yè)出發(fā)，布線應處理好以下問題：平原微丘區(qū)新建公路占用一些農(nóng)田是不可避免的，但結合我國地少人多的國情，在可能的條件下做到盡量少占或不占高產(chǎn)田。全面分析比較，使路線既不片面求直而占用大量良田，也不片面強調不占用良田而使路線彎曲較多，造成行車條件惡化。路線布設應緊密與農(nóng)田水利建設相結合，注意了解灌溉渠道的分布情況，使路

23、線盡量與干渠平行，盡可能避免相交，最好把路線布置在渠道上方非一側或尾部。路線應盡量避開供灌溉用的水塘，必須穿過時，路線最好布設在水塘的一側，并拓寬水塘，取土筑路，解決借土問題。（4）路線與城鎮(zhèn)的聯(lián)系平原微丘區(qū)有較多的城鎮(zhèn)、村莊、工業(yè)區(qū)及其它公用設施，布線時應結合工路性質正確處理穿越與避繞、拆遷和保留的關系。高等級公路原則上不宜穿過城鎮(zhèn)、工礦區(qū)及密集的居民點，以減少相互干擾確保安全。但考慮到方便運輸，便利群眾，充分發(fā)揮公路服務性能，路線又不宜離開城鎮(zhèn)過遠，做到“靠城不進城，利民不擾民”。（5）路線與橋渡的配合平原微丘區(qū)河流湖泊較多，橋涵工程大，路線在跨越水道應盡可能的保證路線的平順性。特大橋橋位

24、是路線總方向的控制點，路線的總方向應服從特大橋橋位的安排。大中橋橋位原則上應服從路線的總方向，但常常作為路線方案的控制點，在選定橋位時，應將路、橋綜合考慮。橋位應盡量選擇在河床穩(wěn)定、河道順直、河面較窄、地質良好和兩岸有利于橋頭路線布設的河段。一般情況下，橋位中線應盡可能與洪水的主流向正交，橋梁和引道應盡量在直線上。小橋涵位置應服從路線走向，但遇到斜交過大或河溝過于彎曲的情況，可采取改河措施或改移路線，調整軸線和流向間的夾角。（6）注意土壤水文條件平原微丘區(qū)土壤和水文條件較差，特別是河網(wǎng)湖區(qū)，地勢低平，地下水位高，容易影響路基的穩(wěn)定性。在低洼地段，路線與分水嶺走向一致時，應盡可能沿接近分水嶺的地

25、勢較高處布線，以使路基具有較好的水文條件。當路線遇到面積較大的水庫或湖泊時，一般應避繞，難以避繞時，應選擇最窄最淺和基地坡面平緩的位置，借土填堤通過。路線通過排水不良的低洼地帶，布線時要注意保證陸地的最小填土高度，對低填及個別挖方地段要做好排水處理。（7）充分利用舊路平原微丘區(qū)，通常有較寬的人行大路，新建公路應盡可能利用舊路，但要注意從公路的遠期發(fā)展考慮，根據(jù)該路在路網(wǎng)中的地位和作用，嚴格按照技術標準的要求對舊路進行改造，不能利用的可恢復成為耕田或改為通行農(nóng)業(yè)機械的道路。（8）注意路基取土和就地取材路基取土不能亂挖亂取、破壞農(nóng)田，造成路基兩邊積水。取土應進行全面規(guī)劃，采用大面積集中取土的方法，

26、使梯田取土變平田。本路線位于平原微丘區(qū)，有建筑材料生產(chǎn)工廠，有砂石、粉煤灰等材料，路線應盡可能靠近建筑材料產(chǎn)地，以減少施工、養(yǎng)護、材料運輸費用。3.3 選線方法及步驟公路選線一般可分為三種方法，其中有實地選線，紙上選線及自動化選線，根據(jù)實際情況，在本公路設計中，采用紙上定線法。紙上選線是在已經(jīng)測得的地形圖上進行路線布局、方案比選，從而在紙上確定路線，將此路線再放到實地的選線方法。其特點是野外工作量較小，定線不受自然因素干擾，能在室內(nèi)縱觀全局，結合地形、地物、地質條件，綜合平衡平、縱、橫三方面因素所選定的路線更為合理。但紙上定線必須要有大比例尺地形圖，地形圖的測設需花費較大的工作量和具備一定設備

27、。紙上選線的地形圖若用航空攝影成圖可大大縮短成圖時間。一條道路路線的選定是經(jīng)過由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進而到線的過程來實現(xiàn)的，一般要經(jīng)過以下三個步驟:（1）首先確定起終點的位置,根據(jù)地形圖上的地形地貌及相關的設計資料確定兩點間路線的基本走向。（2）按地形、地質、水文等自然條件選定一些細部點，如沿線房屋、農(nóng)田等地點要重點控制,然后連接控制點，初步完成路線布局。（3）本設計本著方便城鎮(zhèn)出入,少占田地,盡量避免穿越池塘,盡可能利用老路,路線短,填挖少且平衡的原則，在滿足技術標準的前提下,進行平縱橫綜合設計,以定出道路的中線。3.4 方案的擬定與初步比選根據(jù)地形圖，按照選線的方法

28、和原則，擬定出兩條路線走向方案見平面線形圖。本設計選線主要從以下方面考慮： （1）本路段位于平原微丘區(qū)，平原微區(qū)農(nóng)田成片，渠道縱橫交錯，路線布設時注意到與農(nóng)業(yè)發(fā)展的關系，與農(nóng)田灌溉、水利設施建設相結合，從支援農(nóng)業(yè)、帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展出發(fā)布點選線。平原區(qū)新建公路占用一些農(nóng)田是不可避免的，本設計在可能的條件下做到盡量少占或不占高產(chǎn)田。全面分析比較，使路線既不片面求直而占用大量良田，也不片面強調不占用良田而使路線彎曲較多，造成行車條件惡化。（2）在路線布設時做到緊密與農(nóng)田水利建設相結合，仔細觀察地形圖，充分了解灌溉渠道的分布情況，使路線盡量與干渠平行，盡可能避免相交。路線盡量避開供灌溉用的水塘。（3）

29、平原微丘區(qū)有較多的城鎮(zhèn)、村莊、工業(yè)區(qū)及其它公用設施，布線時結合工路性質正確處理穿越與避繞、拆遷和保留的關系。高等級公路原則上不宜穿過城鎮(zhèn)、工礦區(qū)及密集的居民點，以減少相互干擾確保安全。但考慮到方便運輸，便利群眾，充分發(fā)揮公路服務性能，路線設計又沒有離開城鎮(zhèn)過遠，做到“靠城不進城，利民不擾民”。方案比選如表3.1表3.1 平面選線方案比選比較項目方案一方案二路線長度3.94km 3.81km線型平均圓曲線半徑比較小，線型沒有方案二順暢平均圓曲線半徑比較大，路線順適交點數(shù)目4個3個占用農(nóng)田情況中等少跨越河塘情況多少平曲線最小半徑260m550m安全評價安全不太理想安全性好路基土石方高填深挖不多，土

30、石方總量比方案二多。填挖方量不多，土石方總量較少征地拆遷多少方案優(yōu)點1.所經(jīng)地段填挖較少2.工程土石方數(shù)量比較少3.占用耕地少1.路線線型順適，所經(jīng)地段填挖較少2.占用耕地，穿越河塘較少3.房屋拆遷少方案缺點1.線型不順適2.房屋拆遷多3.經(jīng)過居民區(qū)多1.土石方總量較大方案比較參考方案推薦方案綜合以上考慮，設計出方案一和方案二兩個方案，初步比選如下：方案二直線、緩和曲線圓曲線結合使用，使線形更加美觀，同時不增加額外的工程量，但此方案穿越一些農(nóng)田。方案一轉點稍多，線形不夠平順，圓曲線半徑較小，會影響行車速度，同時跨越較多河塘，增加工程投資。方案一與方案二相比，方案一的線路穿越較多的居民區(qū)，離城市

31、較近，需拆遷的稍多，且穿越的良田、河塘較多，增加工程投資，綜上所分析可見方案二優(yōu)于方案一，因此選擇方案二的線路。3.5 平面線形設計 3.5.1平面設計中的基本原則在路線的平面設計中所要掌握的基本原則有：（1）平面線形應力求直捷，做到連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調；本設計路線要繞山而行，路線彎曲較大，曲線所占比例較大。路線與地形相適應，既是美學問題，也是經(jīng)濟問題和保護生態(tài)環(huán)境的問題，這一點對于處于旅游區(qū)的地區(qū)來說特別重要。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件。行駛力學上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高等級公路應盡量滿足；二級公路應注重立體線

32、形設計，盡量做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)調、安全舒適，計算行車速度越高，線形設計所考慮的因素越應周全。本路線計算行車速度為80km/h，在設計中已經(jīng)考慮到平面線形與縱斷面設計相適應，平曲線應該梢長于豎曲線，盡量做到了“平包豎”。（2）保持平面線形的均衡與連貫；為使一條公路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應注意各線形要素保持連續(xù)性 而不出現(xiàn)技術指標的突變。在長直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標準之間要有過渡。本設計中未曾出現(xiàn)長直線以及高低標準的過渡。（3）避免連續(xù)急彎的線形；連續(xù)急彎的線形給駕駛著造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。在設計中可在曲線間插入足夠長的直線段或回旋線，如果在

33、兩個平曲線之間不能滿足長直線的要求，最小也要滿足最短直線距離限制，同向曲線之間最短直線為6v=480m米，反向曲線間為2v=160m米。（4）平曲線應有足夠的長度；平曲線太短，汽車在曲線上行駛時間過短會使駕駛操縱來不及調整。緩和曲線的長度不能小于該級公路對其最小長度的規(guī)定；中間圓曲線的長度也最好有大于3s的行程，當條件受限制時，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接，此時圓曲線長度為0。路線轉角過小，即使設置了較大的半徑也容易把曲線長看成比實際的要短，造成急轉彎的錯覺。這種傾向轉角越小越顯著，以致造成駕駛者枉作減速轉彎的操作。一般認為，7應屬小轉角彎道。在本設計中平曲線長度都已符合規(guī)范規(guī)定，也不存在

34、小偏角問題。3.5.2平面線形的設計步驟:平面線形的設計主要是確定交點位置、曲線半徑、緩和曲線的長度等。確定過程中：應保證平面線形連續(xù)順適，保持各平面線形指標的協(xié)調、均衡，而且要與地形相適應和滿足行駛力上的要求。（1）交點主要確定路線的具體走向位置，因此其位置的確定非常重要。必要時應做相應的比較方案進行比選，保證方案可行、經(jīng)濟、合理、美觀、工程量小。（2）緩和曲線長度的確定首先在滿足曲線及緩和的最小長度的前提下，初步擬定其長度，然后平曲線半徑及緩和曲線長度可以根據(jù)切線公式（3-1）或外距公式（3-2）反算 （3-1） （3-2）在初步設計時可忽略p,并近似取q=ls/2,由（3-1）、（3-2

35、）即可得： （3-3） （3-4）當平曲線半徑小于不設超高的最小半徑時，應設緩和曲線。緩和曲線采用回旋曲線。緩和曲線的長度從以下幾個方面考慮確定：a.駕駛操作從容，旅客感覺舒適b.超高漸變率適中由于在緩和曲線上設置有超高漸變段，如果緩和曲線太短會因路面急劇的由雙坡變?yōu)閱纹露纬梢环N扭曲的面，對行車和路容均不利。c.行駛時間不過短車在緩和曲線上的行駛時間不應少于3秒。在本設計中緩和曲線最小值為100m，均滿足以上要求。在確定r,ls以后就計算各曲線要素，推算各主點里程及交點的里程樁號。最后由平面設計的成果可以得到直線曲線及轉角表。3.5.3平面線形的計算以第一個平面曲線為例計算：已知取圓曲線半徑

36、r=550m，如圖 3.1圖3.1 jd1平曲線路線轉角 l曲線長（m） t切線長（m）e外矩（m） j校正數(shù)（m） r曲線半徑（m）緩和曲線（m） 圓曲線（m）(1) 計算緩和曲線長度:設 則有公式 切線角公式： 取為了滿足線形舒順和美觀的要求，回旋曲線參數(shù)a應滿足: 即所以 取滿足要求。緩和曲線上離心加速度的變化率為: (2) 曲線幾何元素的計算:切線增值： 內(nèi)移值： 切線角：切線長：曲線長：圓曲線：外距： 校正值：其他平曲線要素值見附表一直曲轉角表曲線主點樁號計算: 在地形圖上測得ab間距離988.234m，即得=k0+988.234則 其它各樁號坐標見附表二逐樁坐標表第四章 縱斷面設計

37、縱斷面反映了路線縱坡的的變化、路中線位置地面的起伏、設計線與原地面線的高差的等情況，它與路線平面、公路橫斷面結合起來，可以完整的表達出路線作為空間曲線的立體線形效果?？v斷面設計主要包括縱坡和豎曲線的設計。在縱斷面設計中，首先繪制路線經(jīng)由地帶的縱斷面地面線，依據(jù)平面選線確定的控制點及其高程、填挖平衡經(jīng)濟點及與周圍景觀的協(xié)調，綜合考慮平、縱、橫三方面試定坡度線，在用橫斷面圖檢查、調整，確定縱坡值，確定豎曲線半徑，計算設計高程及填挖高度。根據(jù)道路的等級（二級公路）、沿線自然條件和構造物控制標高，確定路線合適的標高、各坡段的縱坡度和坡長，并設計豎曲線。具體路段設計可見縱斷面設計圖。4.1 縱斷面設計原

38、則路線縱斷面設計主要是指縱坡設計和豎曲線設計。根據(jù)選線時的意圖，以及橋涵、地質等方面對路線縱斷面設計的要求，綜合考慮工程技術與工程經(jīng)濟因素，定出路線的縱坡，再選則合適的豎曲線，最后才計算出各樁號的設計標高和填挖值。進行道路縱坡設計時，一般應遵循以下原則：（1）應滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長限制、坡段最小長度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長度等）（2）縱坡應均勻平順?？v坡應盡量平緩，起伏不宜過大和頻繁；變坡點盡量設置大半徑豎曲線，盡量避免極限縱坡值；埡口處縱坡盡量放緩；越嶺線應盡量避免設置反坡段。（3）設計標高的確定應結合沿線自然條件，如地形、土壤、水文、氣候等因素綜合考慮

39、；沿河線路線標高應在設計洪水位以上0.5m以上。（4）縱斷面設計應與平面線形和周圍地形景觀相協(xié)調，應考慮人體視覺心理上的要求，按照平豎曲線相協(xié)調及半徑的均衡來確定縱斷面的設計線。（5）應爭取填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方量，降低工程造價。（6）依路線的性質要求，適當照顧當?shù)孛耖g運輸工具、農(nóng)用機械、農(nóng)田水利等方面要求。4.2 縱坡設計要求縱坡的大小與坡段的長度反映了公路的起伏程度,直接影響公路的服務水平，行車質量和運營成本，也關系到工程是否經(jīng)濟、適用，因此設計中必須對縱坡、坡長及其相互組合進行合理安排。縱坡設計一般要求：（1）縱坡設計必須滿足標準的各項規(guī)定。（2）為保證車輛能以一定速度安全

40、順適地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大.和過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值合理安排緩和曲線坡段，不宜連續(xù)用極限長度的陡坡夾最短長度的坡。連續(xù)上下坡或下坡路段，應避免設置反坡段。越嶺附近的縱坡應盡量緩一些。（3）縱坡設計應對沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。（4）一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，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)約用地。（5）平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。（6）對連接段縱坡，如大中小橋引道及隧道兩

41、端接線等，縱坡應緩一些避免產(chǎn)生沖突，交叉處前后的縱坡應平緩一些。（7）在實地調查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。1、最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。在地形起伏較大地區(qū)，它直接影響著路線的長短、線形的好壞、道路使用的質量、工程數(shù)量和運輸成本等。各級道路允許的最大縱坡是根據(jù)當前具有代表性標準車型的汽車動力特性、道路等級、自然條件以及工程、運營經(jīng)濟因素，通過綜合分析，全面考慮，合理確定的。最大縱坡的影響因素：各級道路允許的最大縱坡是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、自然條件、車輛行駛的安全性、以及工程經(jīng)濟與運營經(jīng)濟等因素，通過全

42、面考慮，綜合分析而確定的。各級公路最大縱坡的規(guī)定見表所4.1示。表4.1 各級公路最大縱坡設計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789 2、最小縱坡規(guī)范規(guī)定各級公路在挖方路段、設置邊溝的低填方路段以及其他橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基而影響穩(wěn)定性，規(guī)定采用不小于0.3%的縱坡。當必須設計平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度時，其邊溝應做縱向排水設計。3、坡長限制（1）最小坡長限制 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考慮的。標準規(guī)定，各級道路最小坡長應按表 4.1和表中4.2選用。表 4.2 各級公路最小坡長設計速度（km/

43、h）1201008060403020最短坡長（m）30025020015012010060（2）最大坡長限制 各級公路縱坡長度限制見表4.3。表 4.3 各級公路縱坡長度限制設計速度（km/h）1201008060403020坡度%390010001100120047008009001000110011001200560070080090090010006500600700700800750050060083003004009200300102004.3 豎曲線設計4.3.1 豎曲線設計豎曲線最小長度與平曲線相似，當坡度角較小時，即使采用較大的豎曲線半徑，豎曲線半徑的長度也很短，這樣容易使駕駛

44、員產(chǎn)生急促的變坡感覺，同時，豎曲線長度過短，宜對行車造成沖擊。我國公路按照汽車在豎曲線上3s的行程時間控制豎曲線的最小長度。擇豎曲線半徑時，為更好的視覺效果，還應將豎曲線的半徑選的大一些，使視覺上感覺到舒適順暢。相鄰豎曲線銜接時應注意：（1）同向豎曲線:特別是同向凹形豎曲線，如果直坡段接近或達到最小坡長時，宜合并設置為單曲線或復曲線。（2）反向豎曲線：反向豎曲線之間應設置一段直線坡段，直線坡段的長度一般不小于設計速度的3s行程。（3）豎曲線設計應滿足排水要求。規(guī)定的豎曲線最小半徑和豎曲線長度如下表4.4所示：表4.4 豎曲線最小半徑和豎曲線長度設計速度（km/h）120100806040302

45、0凸形豎曲線最小半徑（m）一般值170001000045002000700400200極限值11000650030001400450250100凹形豎曲線最小半徑（m）一般值6000450030001500700400200極限值4000300020001000450250100豎曲線長度（m）一般值250210170120906050最小值1008570503525204.3.2 豎曲線的計算1、豎曲線的要素坡度差（代數(shù)差），當為“+”時，為凹形豎曲線；為“”時，為凸形豎曲線。豎曲線要素見圖4.1。圖4.1 豎曲線要素示意圖豎曲線長度： (4.1)豎曲線切線長： (4.2)豎曲線上點的豎距：

46、 (4.3)豎曲線外距： (4.4)式中 r豎曲線半徑，m； l豎曲線的曲線長，m； t豎曲線的切線長，m； e豎曲線的外距，m； 兩相鄰縱坡的代數(shù)差，在豎曲線要素計算時去其絕對值； y豎曲線上任意一點到切線的縱距，m； x豎曲線上任意一點與豎曲線始點或終點的水平距離，m。在設計過程中，按折線計算出的縱斷面設計標高為未計豎曲線之設計標高；設置豎曲線后，豎曲線內(nèi)所在路段的設計標高應在未計豎曲線之設計標高的基礎上加以改正，此改正值為y，即：在凸形豎曲線內(nèi)： 設計標高=未計豎曲線的設計標高y在凹形豎曲線內(nèi)： 設計標高=未計豎曲線的設計標高+y2、豎曲線要素計算 該公路全長3810.310m，全線共設

47、四個豎曲線。其中一個凸形豎曲線，三個凹形豎曲線。豎曲線半徑選擇說明：(1)符合平縱結合設計(2)豎曲線半徑的選擇符合規(guī)范要求，凸曲線r4500m，凹曲線r3000m，同時凸的豎曲線最小長度不小于70m。(3)豎曲線的設置應使駕駛員能保持視距的連續(xù)性，平縱線形的技術指標大小均衡，線型協(xié)調。 變坡點樁號：k0+860，k1+650，k2+420，k3+170縱坡坡度：-0.6745%，0.3949%，-1.5192%，0.5140%，0.6252%豎曲線半徑：3000m，4500m，3000m, 3600m(1) 計算豎曲線要素 （為正說明是凹形曲線）曲線視距要求，豎曲線長度：15.88m切線長：

48、 外距： （2）計算設計高程豎曲線起點樁號豎曲線起點高程85.5594-10.23810.6745%=85.4903m豎曲線上縱距y的計算: （此處是凹形曲線，設計高程為切線1的高程減去標高改進差切線高程=曲線起點高程+）以計算樁號k0+870處的高程為例：橫距x=( k0+860)-(k0+849.762)=10.238m豎距h=切線高程=85.4903+10.2380.6745%=85.5594m設計高程=85.5594-0.017=85.5424m同理可計算其它各樁號的高程 豎曲線詳細見附表三縱坡、豎曲線表與附表四路基設計表4.4 平、縱線形組合1、 線形組合原則平面與縱斷面的線形組合是

49、指在滿足汽車動力學和力學要求的前提下，研究如何滿足視覺和心理方面的連續(xù)性、舒適感，研究與周圍環(huán)境的協(xié)調和良好的排水條件。公路平、縱線形組合的基本原則是：(1)應能在視覺上自然地誘導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。(2)平面與縱斷面的技術指標大小應均衡，不要懸殊太大，使線形在視覺上和心理上保持協(xié)調。(3) 注意與道路周圍環(huán)境相結合。2、 平、縱線形組合的基本要求（1）當豎曲線與平曲線組合時，豎曲線宜包含在平曲線之內(nèi)，且平曲線應稍長于豎曲線。（2）要保持平曲線與豎曲線大小的均衡。平曲線與豎曲線的大小如果不均衡，會給人以不愉快的感覺，失去了視覺上的均衡性。（3）當平曲線緩而長、縱斷面坡差較小時，可

50、不要求平、豎曲線一一對應，平曲線中可包含多個豎曲線或豎曲線略長于平曲線。（4）要選擇適當?shù)暮铣善露?。合成坡度過大對行車不利，特別是在冬季結冰期更危險，合成坡度過小對排水不利也影響行車，車輛行駛時有濺水干擾。雖然標準對合成坡度的最大允許值作了規(guī)定，但在進行平、縱面線形組合時，如條件可能，最好使合成坡度小于8%，最小合成坡度不應小于0.5%第五章 橫斷面設計公路是一帶狀結構物，垂直于路中心線方向上剖面叫橫斷面，這個剖面的圖形叫橫斷面圖，它反映了路基的形狀和尺寸，橫斷面設計應滿足如下要求：橫斷面設計應符合公路建設的基本原則和現(xiàn)行公路路線設計規(guī)范jtg d202006規(guī)定的具體要求。設計前要充分了解工

51、程地質和水文等自然條件，并確定公路等級、行車要求、自然條件結合施工方法，做出正確合理的設計。設計時要兼顧當?shù)鼗窘ㄔO的需要，盡可能與之間配合，不能任意兼、并農(nóng)田排灌溝渠，當灌溉溝渠必須沿路基通過時，如流量較小，縱坡適宜，可考慮與路基邊溝合并，但邊溝斷面應適當加大。路基穿過耕地時，為了節(jié)約用地，如當?shù)厥戏奖?，可修建石砌邊坡，或修筑重力式擋墻。地面水和地下水嚴重影響路基的強度和穩(wěn)定性，須采取攔截或迅速排至路基外的措施。設計排水設施時，應保證水流排泄暢通，并結合附近農(nóng)田灌溉，綜合考慮進行設計。5.1 橫斷面設計原則（1）設計應根據(jù)公路等級、行車要求和當?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的

52、情況，進行精心設計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。（2）路基設計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應設置完善的排水設施和必要的防護加固工程以及其他結構物，采用經(jīng)濟有效的病害防治措施。（3）還應結合路線和路面進行設計。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質不良地段。（4）沿河及受到水浸水淹的路段，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。（5）當路基設計標高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設置隔離層及其他排水設施等。（6）路基設計還應兼顧當?shù)剞r(nóng)田基本建設及環(huán)境保護等的需要。5.2 橫斷面的組成1、 橫斷面幾何尺寸選擇路基寬度按雙向兩車道二級公路一般值設置，為12m。行車道寬7.5m（3.75m2），無中間帶，硬路肩為3m（1.5m2），土路肩1.5m（0.75m2），土路肩橫坡為3%，路拱橫坡為2%。2、各項技術指標（1）查規(guī)范，得各項技術指標路基寬度設計年限12年，各種車輛折合成小客車的交通量合計為9701輛/日，公路等級為二級，為雙向兩車道。二級公路車速為80km/h,雙車道的路基寬度1