江西省吉安市永新至永豐A段公路設計畢業(yè)設計

1、江西省吉安市永新至永豐a段公路設計 摘要本設計是江西省吉安市永新至永豐a段公路設計，根據(jù)任務書的要求， 主要依據(jù)交通量，再結(jié)合道路的性質(zhì)、任務及在路網(wǎng)中的地位等確定公路等級為二級，設計時速為60km/h。在此前提下，根據(jù)公路等級確定主要技術標準后進行路線平面設計，同時通過比選確定最佳路線方案；在充分考慮滿足使用要求、節(jié)省造價、平縱組合的基礎上進行縱斷面設計；選擇1.5公里進行橫斷面設計，同時兼顧超高、加寬設計，由此編制路基設計表，完成土石方調(diào)配；土石方分項工程預算、計算并確定路面結(jié)構(gòu)；確定沿線排水、防護工程的位置、結(jié)構(gòu)類型及尺寸；設置交通安全設施。整個設計過程中，始終遵循合理確定技術指標、充分

2、利用周圍資源條件以及注重環(huán)保的理念。關鍵詞：二級公路；路線；路基；路面；排水；預算the a section of highway design from yongxin to yongfeng, ji'an city, jiangxi provinceabstractit is about yongxin to yongfeng a section of highway design of ji'an city, jiangxi province.according to the requirements of the task book, mainly based on t

3、he traffic flow, and combined with the nature of the road, the task and the status of the road in the whole road-net.road grade was defined to be the secondary roads, and speed on this highway is limited in 60km / h. on this premise,the plane design will be carried on when the major technical standa

4、rds are finished according to the identification of the rank of highway, while the best route to go through the program is based on the scheme comparison; the longitudinal design is base on taking full account of the filling and excavating balance, the combination of horizontal and vertical; select

5、1.5 km cross-sectional to design, taking into account the high widening and superelevation design, which is prepared for the subgrade design table, then complete the earth-rock allocation and earth-rock subentry engineering budget.draw the pavement structure according to the traffic levels and the a

6、vailability of the local materials. to determine the location of the drainage protection works, structure type and size and set of traffic safety facilities. finally, we make a budget about this separation project. strive to design a practical, safe mountain road in the process of design, with a rea

7、sonable identification of technical indicators, making full use of resources around and paying attention to the concept of environmentally conscious design in the process of the design.key words: secondary highways, route, roadbed, pavement, drain, budget目錄江西省吉安市永新至永豐a段公路設計i摘要iabstractii第一章 概述41.1 任

8、務依據(jù)及項目建設必要性41.2 公路等級的確定41.2.1 原始資料41.2.2 計算預測年限年平均日交通量41.3 沿線自然地理條件及其概況51.4 設計主要內(nèi)容61.5 技術指標71.6 技術指標的運用情況71.7 設計所遵循的總體原則8第二章 路線的平面設計92.1 路線的布設情況92.1.1 平面位置確定情況92.1.2 平面設計情況102.1.3 路線方案的比選102.2 平曲線設計及計算112.2.1 基本型曲線的設計計算112.2.2 s型曲線132.3 平曲線偏角計算與校核15第三章 路線的縱斷面設計163.1 縱斷面設計原則及技術指標的確定163.2 豎曲線的計算173.3

9、對縱斷面設計圖的說明18第四章 路基橫斷面設計194.1 技術指標的確定194.2 平曲線加寬及超高計算194.2.1 平曲線加寬194.2.2 加寬的計算204.2.3 平曲線超高204.3 確定合成坡度254.4 視距的保證264.4.1 視距曲線264.4.2 視距檢驗計算26第五章 路基設計295.1 基本設計原則295.2 路基基本設計及強度要求295.3 路基土石方計算及調(diào)配305.3.1 路基土石方計算305.3.2 土石方調(diào)配30第六章 路面結(jié)構(gòu)設計326.1 方案選擇326.2 結(jié)構(gòu)設計326.2.1 軸載分析326.2.2 路面材料參數(shù)的確定346.2.3 結(jié)構(gòu)層參數(shù)計算3

10、46.2.4 荷載疲勞應力356.2.5 溫度疲勞應力356.3 結(jié)論36第七章 路基路面排水防護及橋涵設計377.1 排水設計的目的及原則377.1.1 目的377.1.2 設計原則377.2 路基路面排水設施377.2.1 路面排水377.2.2 路基排水387.3 坡面防護387.4 涵洞設計說明39第八章 其它設計408.1 交通設施408.2 筑路材料418.3 環(huán)境保護41第九章 土石方分項工程預算42參考文獻43附錄英文資料翻譯45路面養(yǎng)護機器簡介47致 謝49第一章 概述1.1 任務依據(jù)及項目建設必要性根據(jù)指導教師下達的任務書要求，完成江西省吉安市永新至永豐a段新建公路計。吉安

11、是江西省西部重鎮(zhèn)，資源豐富，素有“七山半水兩分田，半分道路和莊園”之說法，落后的交通狀況已不能適應經(jīng)濟發(fā)展的需要，需大力建設。該項目的實施，對改善當?shù)氐耐顿Y環(huán)境，促進經(jīng)濟發(fā)展，提高當?shù)厝嗣裆钏接兄匾囊饬x。1.2 公路等級的確定1.2.1 原始資料江西省吉安市地區(qū)等高線地形圖3張，比例1：2000，圖紙?zhí)枺海?0/1612/16）。交通組成：見表1-1。 交通組成 表1-1車型小汽車sh-130東風eq-140解放ca-140黃河牌qd35太脫拉138輛/日230420370320210交通量年平均增長率=7.5%.1.2.2 計算預測年限年平均日交通量根據(jù)公路工程技術標準jtgb0120

12、03（以下簡稱標準）對道路等級的規(guī)定，將各種車輛折合成標準車型小客車來計算預測設計年限的年平均日交通量。由標準得知，各種車型換算為小客車的換算系數(shù)如表1.2所示。 車輛換算系數(shù) 表1-2車型換算成小客車系數(shù)車型換算成小客車系數(shù)小汽車sh-1301.0東風eq-1401.5解放ca-1401.5黃河牌qd352.0太脫拉1382.0擬建道路預測年限所達到的平均日交通量（輛/日），按預測年限15年預測。由nd=no(1+)n-1=(230×1.0+420×1.5+370×1.5+320×2.0+210×2.0)×(1+7.5%)14=68

13、12（輛/日）式中：nd預測設計年限平均日交通量；no起始年日交通量；交通量年平均增長率；n預測設計年限。根據(jù)標準規(guī)定，二級公路一般能適應按各種車輛折合成小客車的預測設計年限平均日交通量為500015000輛，故該公路等級選定為二級。由于在設計路段范圍內(nèi)，地形起伏變化較大，社會制約因素多等實際問題，技術指標適當放低，確定設計速度v=60km/h。1.3 沿線自然地理條件及其概況吉安市位于江西省中西部，北回歸線以北。路線所經(jīng)過的地區(qū)屬吉安市管轄地區(qū)，屬公路自然區(qū)劃5區(qū)，屬于亞熱帶季風氣候。1)氣候與水文概況該地區(qū)的地處亞熱帶，氣候濕潤，夏長冬短。極端最低溫度為-8，極端最低溫度平均值為-3.9，

14、極端最高溫度40.2，極端最高溫度平均值38.8，無冰凍現(xiàn)象，最熱月平均溫度為29.5；雨量充沛，四季分明，春夏多雨、伏秋常旱，年均降雨量為1458mm。路線所經(jīng)地區(qū)為江南過濕區(qū)，降水量豐富。年降水量在1400-2000mm之間，雨型為梅雨、秋雨和伏旱，最高月k值3.5-5.0，最大月雨期長度為4.0-4.5天，最高月平均地地溫為，潮濕系數(shù)為1.5-2.25，含水層厚8-15米，地下水埋深谷地為23米左右。2)地形與地貌路線所經(jīng)地區(qū)地貌類型為濕潤丘陵和山地，江南丘陵紅色盆地眾多，紅層丘陵為紅色盆地的主要地貌類型，形狀渾圓，相對高度一般在一二百米左右。此外，區(qū)內(nèi)發(fā)育有花崗巖地貌，地形以山地為主，

15、部分為平原區(qū)，山地占全市面積的51%，平原與崗地約占22%，山地與丘陵約占23%，水面約占4%，可概括為“七山半水兩分田，半分道路和莊園”。丘陵、低山坡面陡峻，平均坡度達20%以上，該地區(qū)河流及溝谷較少，局部地段有多處沖溝，深度2米左右，但水土流失不太嚴重。3)地質(zhì)與土質(zhì)根據(jù)中國區(qū)域工程圖，本地區(qū)位于華中山地工程地質(zhì)區(qū)。土質(zhì)為紅色粘性土，由第四紀淺變質(zhì)巖層構(gòu)成，屬高液限的粘土，多為碳酸巖風化殘積土。該地區(qū)巖石風化破碎較重，巖石主要為細粒巖，巖性以軟弱的砂性巖為主，花崗巖次之。4) 植被、作物等概況根據(jù)中國自然地理區(qū)劃，路線所經(jīng)地區(qū)地處中亞熱帶常綠闊葉林紅壤地帶。天然植被以常綠闊葉樹占優(yōu)勢，并有

16、藤本和附生植物。林下或無林山坡則廣泛分布有常綠蕨類和灌木杜鵑。北部的常綠樹種以苦櫧、甜櫧、小葉栲等為主，也混有若干溫帶類型；南部以厚殼桂、紅栲、樟等為主，并含有若干熱帶樹種，是中國東南部的重要木材蓄積地，保留有一定面積的原始森林。自然地理特性為亞熱帶常綠闊葉林地帶，境內(nèi)植物資源豐富，有植物228科、799屬、1418種，其中木本植物616種，并有南方紅豆杉、銀杏、羅漢松等珍貴稀有樹種30余種，主要植樹類型有常綠闊葉林，常綠、落葉闊葉混交林，針闊混交林，常綠針葉林，油茶林等。6）礦產(chǎn)資源吉安市地下礦藏眾多，主要有煤、鐵、鎢、鉬、鎳、鈮、鉭、鈹、砂金、耐火粘土、泥炭、錳、鉀、稀土、白泥、熒石、花崗

17、石、大理石、粉石英等50多種，有開采價值的礦點400多處。5）地震狀況江西吉安市位于華中內(nèi)陸地區(qū)，地震活動較弱，新生代以來差異穩(wěn)定性逐漸減弱，是我國區(qū)域地殼穩(wěn)定性較好地區(qū)。1.4 設計主要內(nèi)容（1）路線部分：公路等級及主要技術標準的確定、路線平面、縱斷面、路基橫斷面及超高、加寬設計、平面視距檢驗；（2）路基、路面部分：路基設計、土石方計算及調(diào)配情況、路面結(jié)構(gòu)計算、排水防護工程設計；（3）橋涵：確定橋涵位置、孔徑、結(jié)構(gòu)類型，橋涵結(jié)構(gòu)及布置；（4）交通工程設施設計；（5）部分土石方分項工程預算。1.5 技術指標該路按山嶺重丘區(qū)二級公路設計，計算行車速度60km/h，根據(jù)公路工程技術標準j301 j

18、tg-2003及公路路線設計規(guī)范jtg d20-2006規(guī)定，作為控制指標設計，主要技術指標具體如下：（1）設計速為60km/h；（2）圓曲線極限最小半徑125m，一般最小半徑200m，不設超高最小半徑1500m；（3）緩和曲線最小長度50m，一般最小長度80m；（4）超高漸變率最小值為1/330，最大值1/125；（5）平曲線長度一般值500m，最小值100m；（6）停車視距75m；（7）最大縱坡6%，最小縱坡0.3%；（8）最大合成坡度9.5%；（9）凸型豎曲線最小半徑一般值2000m，極限值1400m，凹型豎曲線最小半徑一般值1500m，極限值1000m；（10）豎曲線最小長度一般值12

19、0m，極限值50m；（11）路基寬度10m，路面寬度7.0m，硬路肩寬度0.75m，土路肩寬度0.75m；（12）路面雙向橫坡度定為2%，土路肩橫坡定為3%；（13）涵洞設計標準為公路級，小橋涵與路基同寬；（14）路面類型為高級路面。1.6 技術指標的運用情況路線全長5486.56米，共設11個交點，最小偏角11° 1244，最大偏角70°5056。平曲線線型由直線、圓曲線、緩和曲線三要素組成，最小平曲線半徑200米，最大平曲線半徑為900米，全線既有反向曲線也有同向曲線，其中有2個s型曲線，最大直線長度460.23米，最小直線長度134.88米，平曲線占路線總長的53.8

20、9%?？v斷面設計的最大縱坡為3.53%，最小縱坡為0.53%，最大坡長為866.56米，最小坡長為200米。凸型豎曲線最小半徑為3000米，最大半徑為10000米，凹型豎曲線最小半徑為3500米，最大半徑為25000米。橫斷面填方邊坡為1：1.5，路塹邊坡為1：0.4，最大加寬值為0.8m，最大超高值為4，最小超高值為2，最大合成坡度為5.33，最小合成坡度為2.08，路面橫坡為2%，路肩坡度為3%。路基路面排水設計的截水溝尺寸為底寬0.6m，高為0.6m，坡度1:1，邊溝尺寸為底寬0.5m，高為0.5m，坡度1:1，石拱涵洞跨徑采用2.5m，圓管涵洞孔徑采用1.25m和1.5m兩種形式。1.

21、7 設計所遵循的總體原則本設計路段地處山嶺重丘區(qū)，地勢起伏不平，局部高差變化較大。山區(qū)農(nóng)田、林地較少，路線設計本著順應地形，盡量少占農(nóng)田及林地，靠近村莊便于溝通而又不擾村的總體思路進行。設計過程中充分利用地形條件，盡量選擇平坦開闊的地段布設路線，合理運用技術指標，以保證路線線形的均衡流暢，并結(jié)合路線性質(zhì)及其在路網(wǎng)中的作用以及經(jīng)濟控制點、與前后路線的協(xié)調(diào)等綜合分析論證。同時兼顧道路沿線生態(tài)環(huán)境的保護來確定路線方案。同時，從平、縱、橫三個方面進行綜合設計，保證路線的整體協(xié)調(diào)性，做到平面順適，縱坡均衡，橫斷面合理，盡量減少工程量，降低工程造價。第二章 路線的平面設計2.1 路線的布設情況總體上，路線

22、前三分之二為連綿的山區(qū)，剩余的部分地勢較為平坦。山區(qū)部分雖然局部地段高差較大,但路線帶走向明確，考慮到利用復雜地形中的有利、平坦地段將路線走通、走順，并且適當提前克服高差，避免在困難地段出現(xiàn)縱向較大坡度或高填深挖，路線基本沿著兩側(cè)高山所夾的山谷地帶，同時沿著山地一側(cè)的坡腳線布設。設計過程中本著少占農(nóng)田、林地，靠村不進村，減少防護工程和填挖工程量的原則，兼顧平面、縱、橫斷面的合理組合進行設計，但特殊困難條件下，適當采用較低指標。2.1.1 平面位置確定情況本設計采用紙上定線，路線的起終點由老師指定，設計路段中，從起點188m的高程，逐步克服高差，最后回到高程為125m的終點?？傮w選線要考慮逐漸克

23、服高差,不能偏離路線的總體走向。起點前方右側(cè)是谷地，離路線總走向較遠。左側(cè)為連綿的山地，距起點約700m附近，路線帶兩側(cè)是陡山，中間是埡口，故以此為控制點。盡管山坡較陡，等高線密集，但是基本與路線帶方向吻合，所以線路走向基本沿著等高線。但是，如果過分的沿著等高線前進，轉(zhuǎn)角點較多，增加了行車轉(zhuǎn)彎次數(shù)，曲線長度和圓曲線半徑也基本都接近極限值，線形指標明顯降低，不利于行車安全。因此，在基本沿著等高線走向的前提下，考慮集中克服高差，故在離起點300500m的地段，集中填挖，這樣使之線形匹配。在經(jīng)過埡口的前方右側(cè)200米處，有一個村莊，而且在此村莊前方左側(cè)約400m處，還有一個村莊，考慮到此路段地勢平坦

24、，地形條件好，故設計時充分發(fā)揮道路的服務功能，路線盡可能靠近著兩個村莊。故以這兩個村莊為兩個控制點，進行布線。因轉(zhuǎn)角點之間的直線段不能滿足二倍設計速度的要求，故通過反復調(diào)整后，最終設置了兩個s型曲線，圓曲線半徑和緩和曲線值都大于等于一般值，線形指標較好。距離起點約2km4km處有3個埡口，故可作為控制點。因在此路段內(nèi)，地面高程逐步降低，地勢較緩。從整體上考慮，從上一個控制點至距起點約2km處，線形為同向曲線，按照規(guī)范要求，二級公路設計速度為60km/h時，同向曲線間直線長度要大于等于6倍設計車速，因此，在路線帶范圍內(nèi)，先定好這條長直線，再進行微調(diào)。剩余的地段，由于地形較好，線路走向明確，根據(jù)其

25、它兩個控制點，相對較容易定線。之后，在路線帶范圍內(nèi)剩余的地段，高差小，地勢緩和，尤其是終點附近1000米的地段，基本是平原區(qū)。該區(qū)段內(nèi)，有一個較大的居民區(qū)，一個學校，一個火車站。故考慮路線要靠近居民區(qū)，遠離學校，與火車站保持一定距離，平原地區(qū)排水狀況等因素，找出相應的控制點，經(jīng)過反復調(diào)整，定出路線，最終路線順勢到達終點。2.1.2 平面設計情況路線起點樁號為k0+0.00，終點樁號為k5+486.56m，路線全長5486.56米，共設11個交點，最小偏角11° 1244，最大偏角70°5056。平曲線線型由直線、圓曲線、緩和曲線三要素組成，最小平曲線半徑200米，最大平曲線

26、半徑為900米，全線既有反向曲線也有同向曲線，其中有2個s型曲線，最大直線長度460.23米，最小直線長度134.88米，平曲線占路線總長的53.89%。設計路線的特點為： 線形協(xié)調(diào)上，平曲線均滿足回旋線圓曲線回旋線=1（12）1的線形比例關系； 回旋線參數(shù)，設計中所有平曲線回旋線參數(shù)a均滿足r/3<a<r的關系，總體線形組合較好； 路線設計中，反向曲線與同向曲線并存。本設計道路屬山嶺重丘區(qū)二級公路，反向曲線與同向曲線間所設直線長度均滿足行車安全要求，即反向曲線間直線長度均大于2倍車速，同向曲線間直線長度均大于6倍車速。 對于s型曲線，與其對應的回旋線參數(shù)二者關系均滿足1.0<

27、; <1.5 的關系，兩圓曲線半徑滿足=1/31的比例關系。2.1.3 路線方案的比選本設計針對jd1至jd4進行局部線性方案比選如下：正線起點樁號為k0+0.00，終點樁號為k1+141.10，路線長度為1141.10米，沿線有2個基本型曲線， 2個s型曲線。平曲線最大半徑為233.89米，最小半徑為200.00米，緩和曲線長度均為80米，曲線各要素也滿足規(guī)范要求。比選線起點為k0+0.00，終點為k1+124.63，路線長度為1124.63米，沿線有3個基本型曲線， 2個s型曲線。平曲線最大半徑為210米，最小半徑為125米，緩和曲線長度最小值為60米，緩和曲線長度最大值為80米。對

28、上述兩種方案比較分析如下：就路線長度而言兩方案相差不大；從地形條件和線形指標的比較：（1）正線方案線形指標高，半徑及緩和曲線長度均大于或等于一般值，與本設計整體線形要求較為匹配。但是，由于追求較高指標，大約有200米左右的線路要進行高填（最大值約6米）深挖(最大值約7米)。（2）比選線雖然較好的利用了當?shù)氐匦螚l件，路線走向基本上全部沿著等高線方向，避免了較大量的高填深挖情況。但是，由于過分的考慮地形條件和填挖狀況，線形指標明顯降低，例如有5處緩和曲線長度均是60米，有一個圓曲線半徑是極限值125米，而且交點個數(shù)也多了一個，增加了行車轉(zhuǎn)彎次數(shù)。而從全程看，其它地方的圓曲線和緩和曲線長度值均大于或

29、等于一般值，相比之下，比選線的線形指標偏低，縱向拉坡比較困難，平縱組合不太理想。（3）正線離村莊較近，便于為當?shù)鼐用穹?，而比選線離村莊較遠，很難發(fā)揮道路的服務功能。綜上所述，通過對兩個方案的技術指標、線形、行車安全、工程造價、是否靠近村莊等方面的比較，正線優(yōu)于比選線，本設計推薦正線方案。2.2 平曲線設計及計算2.2.1 基本型曲線的設計計算當平曲線按直線回旋線（a1）圓曲線回旋線（a2）直線的順序組合而成時，稱為基本型，當兩回旋線的參數(shù)值相等，即a1 =a2時，稱為對稱基本型，a1a2時，稱為非對稱基本型，當a1 =a2=0時，稱為簡單型。本設計所有的平曲線均是對稱基本型。為了使線形組合流

30、暢和協(xié)調(diào)，設計中回旋線長度均為一般值80m，且滿足大于3s行程的要求，圓曲線半徑均不小于一般值200m。其中圓曲線、回旋線長度比為1：（12）：1之間，且滿足2。計算公式如下：內(nèi)移值 切線增值 切線長 平曲線長外距 校正值緩和曲線切線角式中：緩和曲線長度 (m) 轉(zhuǎn)角(°)t切線長 （ m） l平曲線長(m)e外距 (m) j校正值(m)r圓曲線半徑(m)（1）平曲線要素計算以jd5為例，計算得57°4745，擬定r=200m、=80m，見圖2-1所示。圖2-1 基本型曲線計算示意圖m m=m=m（2）主點樁號推算jd5=k1+894.71zh= k1+894.71-151

31、.08=k1+743.63hy= k1+743.63+ls=k1+823.63qz=zh+l/2= k1+743.63+281.75/2=k1+884.51hz=zh+l= k1+743.63+281.75=k2+025.38yh= hz- ls = k2+025.38-80.00= k1+945.38復核：jd=qz+= k1+884.51+20.41/2= k1+894.712.2.2 s型曲線兩個反向圓曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式，稱為s型曲線。s型曲線相鄰兩個回旋線參數(shù)a1和a2之比均小于2.0。s型曲線滿足r2：r1=1：1/3之間（其中r1為大圓半徑，r2為小圓半徑），在s型

32、曲線上兩個反向回旋線之間不設直線，這樣的線型流暢，便于車輛行駛。如圖2-2所示。例：由計算知jd3的轉(zhuǎn)角3=43°4416，jd4的轉(zhuǎn)角4=44°113.8，交點之間距離為260.00米。（1）平曲線要素計算 對于jd4，已知轉(zhuǎn)角4=44°113.8，r4=210.00m，ls=80m。對jd3而言，先擬定ls=80.00m， t=260.00-125.70=134.30m，由此反算出半徑r。由以上三個方程式解得：r=233.89m 圖2-2 s型曲線計算示意圖（2）主點樁號推算jd3的主點樁號計算zh=jdt= k1+016.85134.3= k0+882.55

33、hy=zh+= k0+882.55+80= k0+962.55qz=zh+= k0+882.55+258.55/2=k1+011.83hz=zh+= k0+882.55+258.55= k1+141.10yh=hz-= k1+141.1080= k1+061.10復核qz+= k1+011.83+10.04/2= k1+016.85=jd3樁號jd4的主點樁號計算jd4的樁號=hz+t= k1+141.10+125.70= k1+266.80zh= jd4的樁號t= k1+266.80125.70= k1+141.10hy=zh+= k1+141.10+80=k1+221.10qz=hz+=

34、k1+141.10+241.94/2=k1+262.07hz=zh+= k1+141.10+241.94= k1+383.04yh=hz-= k1+383.04-80= k1+303.04復核 qz+= k1+262.07+9.47/2=k1+266.80 =jd4的樁號2.3 平曲線偏角計算與校核由于地形圖沒有生成坐標，是假題假作、工作量大，故本設計沒有采用坐標定線，各交點偏角采用反正切三角函數(shù)計算：以為例，從地形圖上量取距離，由公式計算得：，其他轉(zhuǎn)角同理，詳見“直線曲線及轉(zhuǎn)角表”?？紤]到實際工程中的應用，按照老師要求，加強概念理解，并對采用反正切三角函數(shù)計算的偏角進行檢驗，抽樣對jd1進行

35、假定坐標計算：假定起點坐標為(0.00，0.00)，jd1的坐標為(123.50，118.50)，jd2的坐標為(335.00，7.50)：， ，象限角，計算方位角ai ： dx <0，dy<0, dx<0，dy>0, 轉(zhuǎn)角 因此，經(jīng)坐標法計算得交點處偏角為左轉(zhuǎn)。此時，對的轉(zhuǎn)角進行誤差檢驗，滿足計算要求。第三章 路線的縱斷面設計3.1 縱斷面設計原則及技術指標的確定縱斷面線形設計根據(jù)地形情況，按照規(guī)范要求，保證縱坡均勻平順，起伏和緩，盡量避免采用較大縱坡值，只在集中克服高差段落才考慮使用，合理安排緩和段，連續(xù)上坡或下坡路段，不設置反坡。平曲線與豎曲線盡量相互重合，并使豎

36、曲線的起終點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平包豎”。平、縱線形的技術指標匹配，不宜一味的追求縱面線的高標準?？刂坪铣善露?，以利于路面排水和行車安全。在保證路基穩(wěn)定性和橋涵設計高度的基礎上，考慮填挖盡量平衡，以減少借方和廢方數(shù)量，降低造價和節(jié)省用地。縱坡設計需滿足標準中關于二級公路v=60km/h的各項規(guī)定，將一般指標歸納如表3-1。 縱斷面設計的技術指標（單位：米） 表3-1縱坡坡度最短坡長豎曲線半徑豎曲線最小長度一般值極限值一般最小值極限最小值最大值一般值最小值凸型凹型凸型凹型一般值極限值0.5%0.3%6%200150200015001400100012050坡長是縱斷面上相鄰

37、兩變坡點間的長度。坡長限制，主要是對較陡縱坡的最大長度和一般縱坡的最小長度加以限制。從行車平順性和線性幾何的連續(xù)性考慮，縱坡都不宜過短。坡長太短對行車不利，而長距離的陡坡對汽車行駛也很不利。其中，二級公路v=60km/h的坡長限制如表3-2所示。 縱坡坡長限制（單位：米） 表3-2坡度()3456坡長( m)12001000800600本次縱斷面設計的最大縱坡為3.53%，最小縱坡為0.53%，最大坡長為866.56米，最小坡長為200米。凸型豎曲線最小半徑為3000米，最大半徑為10000米，凹型豎曲線最小半徑為3500米，最大半徑為25000米。3.2 豎曲線的計算在xoy坐標系中，如圖3

38、-1示，設變坡點相鄰兩縱坡坡度分別為和，他們的代數(shù)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： 圖3-1 凹曲線計算示意圖豎曲線長度l或豎曲線半徑r： 或 豎曲線切線長t： 豎曲線任意一點豎距h： 豎曲線外距e： 或 以變坡點4為例，已知變坡點樁號1560m, 變坡點高程148m, =-2.00%，=-1.33%，r=12000m，則計算如下：（1）豎曲線要素計算： =-1.33%-（-2）%=0.67%=12000×0.0067=80m=40m=0.067m(2)設計高程計算：豎曲線起點樁號=k1+560.00-40=k1+520.0

39、0豎曲線起點高程=148+40×0.02=148.8m樁號k1+550.00處：橫距x= k1+550.00- k1+520.00=30m豎距切線高程=148.8-30×0.02=148.2m設計高程=148.2-0.0375=148.16m豎曲線終點樁號=k1+560.00+40=k1+600.00豎曲線終點高程=148-40×1.33%=147.47m3.3 對縱斷面設計圖的說明縱斷面的設計線是由直線和豎曲線組成的，而縱斷面圖是主要由地面線和設計線組成的。本次設計縱斷面采用直角坐標，以橫坐標表示里程樁號，縱坐標表示高程，為了明顯地反映沿線地面中線的起伏形狀，橫

40、坐標比例采用1：2000，縱坐標采用1：200。縱斷面圖是由上、下兩部分內(nèi)容組成，其中上部分用來繪制地面線和縱坡設計線，同時也標注了豎曲線及其要素。描出地面線之后，定出控制點，開始拉坡。在設計豎曲線時，考慮了平曲線與豎曲線的組合，在視覺上能自然的引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性，保持平、縱線形的技術指標大小應均衡，選擇組合得當?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全，同時注意與道路周圍環(huán)境的配合?？紤]平、縱配合時，首先考慮將變坡點放在平曲線內(nèi)部形成“平包縱”，在因其它因素不能滿足要求時，將豎曲線放在直線段上。第四章 路基橫斷面設計4.1 技術指標的確定根據(jù)公路工程技術規(guī)范jtg b012003

41、和公路路線設計規(guī)范查出二級公路v=60km/h的路基橫斷面的技術指標如表4-1所示。 公路橫斷面技術指標 表4-1路基寬度行車道寬度硬路肩寬度土路肩寬度行車道數(shù)停車視距 合成坡度路拱坡度土路肩坡度10m7m0.750.75275m9.5%2%3%根據(jù)規(guī)范要求，本設計道路采用第三類加寬值，平曲線半徑與加寬值的關系如表4-2所示。 雙車道公路平曲線加寬值 表4-2平曲線半徑（m）250200<200150<150100<10070<7050一類加寬(m)0.81.01.52.02.5對于r>250.00m的圓曲線，由于加寬值甚小，所以不加寬。路面加寬后，路基也相應加寬

42、。4.2 平曲線加寬及超高計算4.2.1 平曲線加寬汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后內(nèi)輪軌跡半徑最小，且偏向曲線內(nèi)側(cè)，故須加寬路面內(nèi)側(cè)寬度，以確保曲線上行車的舒適與安全。加寬過渡采用比例加寬，在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬過渡，加寬緩和段內(nèi)任意一點的加寬值為：式中： 任意點距過渡段起點的距離； 加寬過渡段長度； 圓曲線上的全加寬。4.2.2 加寬的計算設計中對于設置有緩和曲線的平曲線，加寬過渡段均采用與緩和曲線相同的長度。s型曲線中間部分加寬未特殊處理，與單曲線的加寬形式相同。所選路段的加寬數(shù)據(jù)詳見路基設計表。設計速度為60km/h的二級公路一般采用第三類加寬，見表4-

43、3： 雙車道公路平曲線加寬值表 表4-3平曲線半徑(m)250200200150150100100707050采用加寬值(m)0.81.01.52.02.5以jd5為例，平曲線半徑r=200米，zh點樁號k1+743.63，緩和曲線ls長度為80米，取ls=l，計算k1+800.00處的加寬值。 解：經(jīng)查表4.2得：r=200m時，第三類加寬值為b=0.8m按比例過渡 lx= k1+800.0-（k1+743.63）=56.37m 其余的加寬值計算與以上方法相同，加寬值匯總?cè)缦卤?-4： 加寬值匯總表 表4-4 交點r（米）200.00224.17233.89210.00200.00260.0

44、0500.00300.00250.00900.00400.00加寬值（米）0.80.80.80.80.80000004.2.3 平曲線超高超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(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上是與圓曲線半徑相適應的全超高，而在緩和曲線上則是逐漸變化的超高。從直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線上的單向橫坡的路段，稱作超高緩和段或超高過渡段。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，二級公路一般地區(qū)圓曲線部分最大超高值不大于8%。且考慮到超高橫坡度與路線縱坡組合而成的坡度，即合成坡度，規(guī)范規(guī)定二級公路山嶺重丘區(qū)的最大允許合成坡度不得大于9.5%。（1）極限最小半徑是與最大

45、超高率相對應的，由車輛在曲線上行駛的力的平衡方程式?？傻檬街校撼邫M坡度； 橫向力系數(shù)；r平曲線半徑；v設計速度 。 是由路面與輪胎之間的摩阻力提供的，并與駕乘人員感受到的橫向力抗衡。當設計速度為v=60km/h，值與設圓曲線半徑的關系式為。 注：對于計算出的超高橫坡度小于路拱坡度時，相應平曲線超高采用路拱坡度作為超高橫坡。（2）超高過渡段長度及超高漸變率式中：p超高漸變率，取值范圍1/330<p<1/125；b路面寬度為7.0m。以jd4為例，已知r=210m， ls=80m。解：由公式計算的，=0.056。把=0.056代入公式知，=3.10%，故取=4%ls=80m,取lc=

46、ls=80m，則 符合要求在確定lc時應考慮以下幾點：一般情況下，在確定緩和曲線的長度時，已經(jīng)考慮了超高過渡段所需的最短長度，故一般取lc與緩和曲線長度ls相等，即lc=ls。ls>lc時，若超高漸變率p超過漸變率1/330，仍取lc=ls。若超高漸變率p小于漸變率1/330，選擇部分超高，并驗算超高漸變率是否介于介于1/3301/125之間。在本設計中，從利于排除路面降水考慮，橫坡度由2%過渡到0%路段的超高漸變率不得小于1/330，否則采用兩個超高漸變率。（3）超高過渡方式由于本設計路線為新建無中央分隔帶的道路，當超高橫坡等于路拱橫坡時，路面由直線上雙向傾斜路拱形式過渡到曲線上具有超

47、高的單向傾斜形式，只需行車道外側(cè)繞道路中線逐漸抬高，直到與內(nèi)側(cè)橫坡相等為止便可；超高橫坡大于路拱坡度時，先將外側(cè)車道繞道路中線旋轉(zhuǎn)，待達到與內(nèi)側(cè)車道成單向橫坡后，整個斷面再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊線旋轉(zhuǎn)，直到超高橫坡值。（4）超高的計算設計高程采用路基邊緣標高，在設置超高、加寬地段，設計高程為設超高、加寬前該處路基邊緣標高。因本設計設有硬路肩，故具體超高計算公式見4-5表。繞路面內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計算公式 表4-5超高位置計算公式備注圓曲線外緣1.計算結(jié)果均為與設計高程之差2.臨界斷面距過渡段起點： 3x距離處的加寬值：中線內(nèi)緣過渡段上外緣中線內(nèi)緣式中：b路面寬度；（m）bj土路肩寬度；(m)為

48、硬路肩寬度，硬路肩橫坡同路拱坡度；()ig路拱坡度；()ij土路肩坡度；（）ih超高橫坡度；()lc超高過渡段長度；(m)x0與路拱同坡度的單向超高點到超高過渡段起點的距離；(m)x超高過渡段中任一點至起點的距離；(m)hc路肩外緣最大抬高值；（m）hc路中線最大抬高值；（m）hc路基內(nèi)緣最大降低值；（m）hcxx距離處路基外緣抬高值；（m）hcxx距離處路基中線抬高值；(m)hcxx距離處路基內(nèi)緣降低值；(m)b圓曲線加寬值；(m)bxx距離處路基加寬值。(m)以jd4為例，已知r=210m， ls=80m，b=7.0m , b=0.75m, =0.75m, 解：經(jīng)查規(guī)范得： r=210m時

49、，第三類加寬值為0.8m；經(jīng)計算得i為4%。 1）對于圓曲線上路基外緣=(7.0+0.75+0.75) 0.04+0.750.02+0.750.03=0.3775m中線路基內(nèi)緣=（0.750.02+0.750.03）（075+0.75+0.8）0.04=0.0545m 內(nèi)側(cè)硬路肩邊緣：外側(cè)硬路肩邊緣：2）對于過渡段上k1+180.00處，x= k1+180.00-( k1+141.10)=38.9m，對應加寬值 外緣 中線內(nèi)緣 內(nèi)側(cè)硬路肩邊緣：外側(cè)硬路肩邊緣： 其余各點的超高計算與上相同，匯總?cè)缦卤?-6 超高計算匯總表 表4-6交點0.0600.0520.0500.0560.0600.045

50、0.0330.0400.0460.0330.035計算0.0310.0290.0280.0310.0310.0250.0030.0210.026-0.0130.011最終4%3%3%4%4%3%2%3%3%2%2%4.3 確定合成坡度合成坡度是指在設有超高的的平曲線上，路線縱坡與超高橫坡所組成的坡度。為了防止汽車沿合成坡度方向滑移，應將超高橫坡與縱坡的組合控制在適當?shù)姆秶詢?nèi)。合成坡度對于控制急彎和陡坡組合的路段縱坡設計是非常必要的，在條件許可時，以采用較小的合成坡度為宜。為了保證路面排水，最小合成坡度不宜小于0.5%。合成坡度計算公式為：式中：i合成坡度；i路線縱坡度；ih超高橫坡度。例：（

51、1）曲線的最大超高ih=4%，路線設計縱坡坡度i=2%9.5%（滿足要求）。 （2）曲線最大縱坡坡度i=3.53%，曲線的超高ih=4%9.5%（滿足要求）。 由于設計最小坡度i0.50%,所以合成坡度均大于0.5%，這樣整條線路的縱向坡度均滿足要求。4.4 視距的保證在道路的彎道設計中，除了要考慮諸如曲線半徑r，參數(shù)a，超高、加寬等因素外，還必須注意路線內(nèi)側(cè)是否有樹木、房屋、邊坡等阻礙司機視線的障礙物，這種處于隱蔽地段的彎道，稱之為“暗彎”，凡是“暗彎”都應進行視距檢驗，若不能保證該級公路的最短視距，則將阻礙視線的障礙物清除。本設計路段地處山嶺重丘區(qū)，由于受地勢影響，道路平面上的暗彎（暗彎：

52、即曲線內(nèi)側(cè)有樹林，房屋，邊坡等阻礙駕駛員的視線，處于隱蔽地段的平曲線），及遮蔽司機視線的地段為確保行車安全，均要進行視距檢驗，即計算各斷面橫凈距，對設計中不能滿足最短視距要求的暗彎曲線，將阻礙視線的障礙物予以清除或采取開挖視距臺措施。根據(jù)公路路線設計規(guī)范jtg d202006對二級公路視距的規(guī)定，保證車輛安全行駛的最小視距不得小于停車視距的兩倍，山嶺重丘區(qū)二級公路的停車視距為75m，因此，視距 =752=150m。4.4.1 視距曲線從汽車行駛軌跡上的不同位置引出一系列視線，它們的弧長都等于視距，與這些切的曲線稱為視距曲線，在視距線與行車軌跡線之間的空間范圍，是應保證通視的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的障礙物應予以清除。如圖4-1所示。 圖4-1 視距包絡圖4.4.2 視距檢驗計算 設緩和曲線時的橫凈距計算：(1) ： 式中：(2) ：式中：；。最大橫凈距 (m)； 視距 (m)；曲線長度 (m)； 圓曲線長度 (m)； 緩和曲線長 (m)； 路線轉(zhuǎn)角； 視距線所對應的圓心角； 道路中線緩和曲線全長所對應的回旋線轉(zhuǎn)