某二級公路的初步設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計

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1、 摘 要 本設(shè)計為某二級公路的初步設(shè)計，該路線全長2961.4m,設(shè)計車速60km/h，雙向雙車道，路基寬為10m。全線共設(shè)置三個轉(zhuǎn)角（曲線半徑分別為300m、150m、1000m。其中第三個轉(zhuǎn)角處沒設(shè)緩和曲線）。兩個變坡點（縱坡坡度分別為-0.47%、-1.12%、-0.49%）。 在本次設(shè)計中，主要設(shè)計的項目包括：公路等級的確定、路線方案擬定和比選、平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、路基路面綜合排水設(shè)計、瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計、涵洞小專題設(shè)計、工程概預(yù)算以及與各部分內(nèi)容相關(guān)的表格和圖紙。本設(shè)計是結(jié)合地形圖及周邊的環(huán)境，根據(jù)設(shè)計規(guī)范、設(shè)計原則，對道路進行綜合設(shè)計。并在老師的指導(dǎo)下對設(shè)計

2、中不妥之處進行修改完善。 關(guān)鍵詞：二級公路；平曲線；縱斷面；橫斷面；排水；瀝青路面。 I Abstract This design is mainly on a secondary highway from. The route length is 2961.4 meters, 60km/h of design speed,two-way double driveway, roadbed wide for 10 meters. Across the board set up three corners (curve radius, respectively 300 mete

3、rs, 150 meters, 1000 meters. There was no easement Curve in the third corner). Two Change Point of Gradient (respectively 0.47%, -1.12%, -0.49%). In this design, the main design projects containg: determination of road grade, route selection of programming and design, graphic design, longitudinal s

4、ection, cross designs, comprehensive drainage design of subgrade and pavement, asphalt pavement structural layer design, culvert design of small topic, project budget, and parts tables and drawings related to the content. The design is a combination of topography and the surrounding environment; and

5、 according to design specification; and design principles, on the road to comprehensive design. And under the guidance of the teachers to design deficiencies modified perfected. And under the guidance of the teachers to design deficiencies modified perfected. Keywords: Secondary highway; Horizontal

6、 curve; Longitudinal section; Cross; Drainage ; Asphalt pavement. 4 第一章 概 述 第一章 概 述 1.1緒 言 1.1.1選題的意義 中衛(wèi)地處寧夏回族自治區(qū)中西部、黃河前套之首，“東阻大河、西接沙山”，是寧、蒙、甘3省區(qū)的交界點，也是黃河自流灌溉第一地。中衛(wèi)市東臨寧夏吳忠市，南接固原市，西與甘肅省接壤，北連內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟，轄原中衛(wèi)縣、中寧縣、海原縣，全市國土面積1.7萬平方公里，人口101.2萬人，

7、其中以回族為主的少數(shù)民族占總?cè)丝诘?1.7 %。地形復(fù)雜多變，南部地貌多屬黃土丘陵溝壑，是我國水土流失較為嚴重的地區(qū)之一。北部為低山與沙漠（西北部為騰格里大沙漠）。中部黃河沖積平原——衛(wèi)寧平原得黃河灌溉之利，土地肥沃，物產(chǎn)豐饒，素有“塞上江南”、“魚米之鄉(xiāng)”的美譽。近幾年來兩地經(jīng)濟的快速發(fā)展，尤其是中寧枸杞以及中衛(wèi)旅游景點的開發(fā)，對交通需求量顯增，所以在此區(qū)域內(nèi)需規(guī)劃建設(shè)一條二級公路來滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。 1.1.2 現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃 目前我國公路網(wǎng)已覆蓋全國30個省、直轄市和自治區(qū)，其中總數(shù)為2166個縣的全部、98％的鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及80％的行政村都已通了公路，對經(jīng)濟發(fā)展起了巨大的推動作用。隨著

8、一大批汽車專用公路的建成通車，北京至天津、沈陽至大連、濟南至青島、上海至南京、廣州至深圳、海南環(huán)島等一大批大中城市已有高速公路往返，為這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展注入了新的活力。盡管成就斐然，但經(jīng)濟建設(shè)的需要和汽車運輸能力的上升，使公路交通面臨著新的壓力，仍然存在數(shù)量少、能力低、設(shè)備落后、運力缺口大等問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，公路國道主干線中50％以上的路程交通量超過設(shè)計能力，目前尚有1500多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、19萬個行政村不通公路。 目前，西部公路的發(fā)展較慢，與東部地區(qū)形成較大的差距，所以，要為西部開發(fā)公路通道；盡快形成西部地區(qū)與中部和東部地區(qū)、西南地區(qū)與西北地區(qū)、通江達海、連接周邊國家的公路運輸大通道，

9、起步建設(shè)西部公路八條省際公路通道，同時加強西部地區(qū)國道的改造力度；國家重點干線公路建設(shè)；重點發(fā)展省會到地市或到主要縣城的公路及國道主干線連接線等干線公路，加快區(qū)域干線公路和大中城市過境公路及出入口公路建設(shè)，盡快形成全國公路主骨架與區(qū)域干線公路相互連接、功能分明的干線公路網(wǎng)絡(luò)；縣鄉(xiāng)公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)：加大鄉(xiāng)村公路通達工程的建設(shè)，使有條件通公路的鄉(xiāng)、行政村特別是西部地區(qū)老、少、邊、窮地區(qū)有條件通公路的鄉(xiāng)、行政村盡快實現(xiàn)通公路。結(jié)合小城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)劃，加強城鎮(zhèn)間公路建設(shè)；公路運輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；加快以公路主樞紐為重點的場站體系建設(shè)，初步形成以高等級干線公路為依托的省際間、重要城市間快速直達公路運輸系統(tǒng)和重要港

10、口、鐵路樞紐集散運輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。 1.1.3 研究的內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)就是在教師的指導(dǎo)下獨立完成寧夏中寧至中衛(wèi)二級公路的設(shè)計工作，具體內(nèi)容有： （1）資料整理與分析 設(shè)計資料是設(shè)計的客觀依據(jù)，必須認真客觀地分析。首先要對設(shè)計任務(wù)書提供的各種資料加以理解和必要的記憶，明確對設(shè)計的影響，在頭腦中對工程要求、自然條件、材料供應(yīng)情況和施工條件等，構(gòu)成一幅明晰的畫面；其次要對資料進行分析、概括和系統(tǒng)地整理，從中抽取、確定有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)。 （2）公路技術(shù)等級的確定。 （3）方案擬定和比選。 （4）路線平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計。 （5）路面設(shè)計 （6）路

11、基綜合排水設(shè)計 （7）設(shè)計文件，即設(shè)計說明書。說明書交代設(shè)計內(nèi)容、計算方法和過程。 （8）設(shè)計圖紙，要求繪制路線平面圖、縱斷面圖、路基標(biāo)準橫斷面圖、橫斷面設(shè)計圖、路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計圖等主要圖紙，編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角表、路基設(shè)計表、路基土石方數(shù)量計算表等表格，其中一部分圖紙需要計算機繪圖。 1.2 項目設(shè)計背景 本次設(shè)計中的平面設(shè)計，縱斷面設(shè)計，橫斷面設(shè)計，土方調(diào)配等內(nèi)容主要采用手繪和手算，以及利用緯地軟件協(xié)助的方法來完成本次設(shè)計。該軟件是一套具有領(lǐng)先技術(shù)的工程規(guī)劃計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，主要應(yīng)用于道路設(shè)計。 緯地軟件將道路設(shè)計所需的各種平面線形，縱斷面坡度及坡長限制，橫斷面形式，

12、超高方式等設(shè)計要素歸納為符合設(shè)計者設(shè)計習(xí)慣和思維的“設(shè)計目標(biāo)”概念，進行目標(biāo)化設(shè)計，而不是單純的繪制線，點等幾何圖素。輔助設(shè)計者設(shè)計出合理的平，縱，橫斷面組合。設(shè)計完成后，緯地能夠根據(jù)需要繪出任意比例的平面圖，縱斷面圖，橫斷面圖。利用緯地可以方便的做出本設(shè)計。 1.3 沿線自然條件 1.3.1 地理條件 本設(shè)計的路段所在地區(qū)處于寧夏中部地區(qū)，途經(jīng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)。該地區(qū)總體地勢平坦，屬于平原區(qū)。根據(jù)公路自然區(qū)劃的三級區(qū)劃標(biāo)準和水熱平衡，此處地理位置屬于Ⅵ區(qū)—西部干旱區(qū)。 1.3.2 地質(zhì)條件 該地區(qū)以砂性土為主，土的稠度為1.0-1.2。砂性土無塑性，透水性強，但是它的粘結(jié)性較小，易于松散

13、，壓實困難。土顆粒較細，平均粒徑不大于0.10mm，屬細粒土。細粒土質(zhì)的砂性土，粒徑組成接近最佳級配，遇水不粘著，不膨脹，雨天不泥濘，晴天不揚塵，級配適宜，強度、穩(wěn)定性較好，是理想的筑路材料。 1.3.3 水文條件 本地區(qū)地下臨界水位一般為1.8m。河流為季節(jié)性河流。根據(jù)近十年來水文資料統(tǒng)計，年平均降雨天數(shù)為54.3天，年平均降雨量為500-800mm。冬季有降雪記錄。 1.3.4 氣候條件 該地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。冬天氣溫較低，平均氣溫在-10℃左右。夏季氣溫較高，平均氣溫在25℃以上。 1.3.5 植被及作物 該地區(qū)是全國主要的農(nóng)作物產(chǎn)地，糧食作物有小麥、玉米、大豆

14、等，經(jīng)濟作物主要有油麥等。地域內(nèi)樹木主要以溫帶落葉樹木為主，楊樹、柳樹、榆樹等。 第二章 公路等級的確定 第二章 公路等級的確定 2.1 公路功能 本條公路的主要功能是為行車服務(wù)的，可以滿足各種中小型車輛的行駛。同時，各種畜力車，自行車也可以在其人行道上行駛。公路建成后發(fā)揮集散道的作用，與現(xiàn)有的道路構(gòu)成規(guī)劃完美路網(wǎng)。設(shè)計路段長度為2961.4m。設(shè)計年限為15年。該二級公路主要是作為城鄉(xiāng)結(jié)合部混合交通量大的集散公路，部分路段也受地形條件的限制，所以選用設(shè)計速度為60km/h。 2.2 公路分級 交通部2004年1月

15、頒布的國家行業(yè)標(biāo)準JTGB01—2003《公路工程技術(shù)標(biāo)準》將公路根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量分為五個等級，即高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。 （1）高速公路：高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應(yīng)全部控制出入的多車道公路。 四車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小汽車的年平均日交通量25000-55000輛。 六車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小汽車的年平均日交通量45000-80000輛。 八車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小汽車的年平均日交通量60000-100000輛。 （2）一級公路：一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制

16、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。 （3）二級公路：二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道二級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000-15000輛。 （4）三級公路：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(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000-6000輛。 （5）四級公路：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(yīng)能將各種車輛

17、折合成小客車的年平均日交通量2000輛以下。 單車道四級公路應(yīng)能將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量400輛以下。 2.3 交通量統(tǒng)計 （1）現(xiàn)有交通量統(tǒng)計 根據(jù)資料統(tǒng)計，現(xiàn)有交通量見下表2.1。 表2.1 現(xiàn)有交通組成與交通量 車型 解放 CA340 黃河 JN150 解放 CA390 解放 CA50 尼桑 CK10G 東風(fēng) EQ140 黃河 QD351 載重（kN） 36.6 82.6 60.15 50 66.65 70 換算后載質(zhì)量（t） 3.66 8.26 6.015 5 6.665 5 7 交通量

18、 350 100 150 160 180 200 150 （2）交通量換算 《標(biāo)準》規(guī)定交通量換算采用小客車為標(biāo)準車型。確定公路等級的各汽車代表車型和車輛折算系數(shù)規(guī)定如表2.2。 表2.2 各汽車代表車型與車輛換算系數(shù) 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 說 明 小客車 1.0 ≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車 中型車 1.5 ＞19座的客車和載質(zhì)量＞2t～≤7t的貨車 大型車 2.0 載質(zhì)量＞7t～≤14t的貨車 拖掛車 3.0 載質(zhì)量＞14t的貨車 (3) 初始交通量計算 初始年平均日交通量為： =3501.5

19、+2.0100+1.5150+1.5160+1.5180+1.5200+1.5150=1985（輛/日） （4）設(shè)計交通量計算 目前一般按年平均增長率累計計算確定。 （2-1） 式中 —預(yù)測年的年平均日交通量，輛/d; —初始年平均日交通量，輛/d； —年平均增長率，%； —設(shè)計年限。 通過上式計算設(shè)計交通量： （輛/d） 所以，根據(jù)以上指標(biāo)跟公路等級確定為二級。 2.4 公路技

20、術(shù)標(biāo)準 根據(jù)二級公路的技術(shù)標(biāo)準是有各項技術(shù)指標(biāo)來體現(xiàn)的，主要技術(shù)指標(biāo)見下表2.3。 表2.3 主要技術(shù)指標(biāo)表 設(shè)計速度V 60km/h 行車道寬度（m） 3. 52=7 行車道數(shù) 2 路基寬度(m) 10

21、

22、 直線的最大長度(m) 20V=1200 直線的最小長度（同向曲線間）(m) 6V=360 直線的最小長度（反向曲線間）(m) 2V=120 最大縱坡 6% 最小縱坡 0.3% 最大合成縱坡 10% 凸形豎曲線一般最小半徑/長度(m) 2000/50 凹形豎曲線一般最小半徑/長度(m) 1500/50 會車視距（m） 150 8 第三章 路線方案擬定和比選 第三章 路線方案

23、擬定和比選 結(jié)合沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件與主要技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)用，進行路線方案的論證與比選，經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟兩個方面的比較后，確定一條技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理，又能符合使用要求的設(shè)計方案。 3.1 選線原則與步驟 3.1.1選線的一般原則 （1）在道路設(shè)計的各個階段，應(yīng)運用各種先進手段對路線方案作深入、細致地研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。 （2）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)不顧工程大小，片面追求

24、高指標(biāo)。 （3）選線應(yīng)注意同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或穿過經(jīng)濟林園（如橡膠林、茶林、果園）等。對沿線必須占用的田地，應(yīng)按國家有關(guān)法規(guī)，做好造地還田等規(guī)劃和必要的設(shè)計。 （4）通過名勝、風(fēng)景、古跡地區(qū)的道路，應(yīng)注意保護原有自然狀態(tài)，其人工構(gòu)造物應(yīng)與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，處理好重要歷史文物遺址。 （5）選線時應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測調(diào)查，弄清它們對道路工程的影響。對嚴重不良地質(zhì)路段，如滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū)，應(yīng)慎重對待，一般情況下應(yīng)設(shè)法避開。當(dāng)必須穿過時，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，

25、并采取必要的工程措施。 （6）選線應(yīng)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，如： ①路線對自然景觀與資源可能產(chǎn)生的影響； ②占地、拆遷房屋所帶來的影響； ③路線對城鎮(zhèn)布局、行政區(qū)劃、農(nóng)業(yè)耕作區(qū)、水利排灌體系等現(xiàn)有設(shè)施造成分割引起的影響； ④噪音對居民以及汽車尾氣對大氣、水源、農(nóng)田所造成的污染及影響。 3.1.2 選線的步驟 （1）路線方案的選擇 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地形圖上從較大面積范圍內(nèi)找出各種可能的方案，收集哥可能方案的有關(guān)資料，進行初步評選。確定數(shù)條有進一步比較價值的方

26、案。然后進行現(xiàn)場勘察，通過多方案的比選得出一個最佳方案。 （2）路線帶選擇 在路線基本走向已經(jīng)確定的基礎(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，連接這些控制點，解決路線局部方案的工作。 （3）具體定線 經(jīng)過上述兩部的工作，路線雛形已經(jīng)明顯勾畫出來。定線就是根據(jù)技術(shù)標(biāo)準和路線方案，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。 3.2 路線方案擬定和比選 表3.1為方案I與方案II的主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)表。 表3.1 兩方案主要指標(biāo)比較 主要指標(biāo) 單位 方案一 方案二 路線長度 km 2.961 3.004 平

27、曲線占路線總長 m 830.3 641.2 豎曲線占路線總長 m 160.0 175.1 占用土地 畝 40 45 土方 40525 40353 涵洞 道 2 3 總造價 萬元 497 522 方案I：該方案的路線總長度為2961.4m，經(jīng)過的村鎮(zhèn)較多，能夠很好地服務(wù)人民的出行，帶動沿線經(jīng)濟的發(fā)展和人們的溝通往來。離村鎮(zhèn)的距離合適，能很好的做到“近村不進村”也不擾民。與現(xiàn)有公路銜接得當(dāng)，構(gòu)成了完善的交通網(wǎng)絡(luò)體系。沿線的電力、通訊設(shè)施較為完備，這對于路線的施工是十分有利的。但是它所占農(nóng)田多了一點，則考慮補償農(nóng)田占用費用較多。 方案II：這條路線

28、偏離村鎮(zhèn)較遠，對于建路材料的運輸不是很方便，也不利于服務(wù)村鎮(zhèn)的出行以及經(jīng)濟發(fā)展。路線總長度為3004m。占用農(nóng)田較多。但沿線地形比較平緩。 方案II占用農(nóng)田較方案I很多。路線長度又比方案I較長，工程量也較大。并且沿線需要設(shè)3個涵洞，而方案I只需要設(shè)兩個涵洞?？傇靸r是522萬，比起方案I的總造價多出30萬。從經(jīng)濟方面考慮，優(yōu)先選用方案I。 由此可見，綜合考慮，通過比選，最終確定方案I為可行方案。方案I和方案II路線見比例為1:2000的地形圖上所繪。 72 第四章 平面設(shè)計 第四章 平面設(shè)計 4.1 平面設(shè)

29、計的一般原則 （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)。直線、圓曲線、緩和曲線三種平面線形的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件，不應(yīng)片面強調(diào)路線應(yīng)以直線為主或以曲線為主。 （2）保持平面線形的均衡越連貫，在設(shè)計時應(yīng)充分注意： ① 長直線盡頭不能接以小半徑曲線。 ② 高、低標(biāo)準之間要有過渡。 （3）平曲線應(yīng)有足夠的長度。一般最小平曲線長度一般應(yīng)考慮一下條件確定： ① 汽車駕駛員在操縱方向盤時不感到困難：根據(jù)經(jīng)驗，在每段曲線上駕駛員操作方向盤不感到困難至少需要3s的時間，全長需要9s； ②緩和

30、曲線上離心加速度的變化率不超出定值。 ③轉(zhuǎn)角小于時應(yīng)設(shè)置較長的平曲線，可不設(shè)緩和曲線。 4.2 平面線形設(shè)計 4.2.1 直線 （1）直線的適用條件 在運用直線并決定其長度時，必須慎重考慮，一般不宜采用長直線，適宜采用直線的地段有： ①路線完全不受地形，地物限制的平原區(qū)或山區(qū)的開闊谷底； ②市鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線為主體進行規(guī)劃的地區(qū)； ③長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段； ④路線交叉點及其附近； ⑤雙車道提供超車的路段； （2）直線的最大長度 直線的最大長度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采

31、取相應(yīng)的措施。我國目前的《標(biāo)準》和《規(guī)范》中未對直線的最大長度規(guī)定具體的數(shù)值。我國參照使用國外的經(jīng)驗值，根據(jù)德國和日本的規(guī)定：直線的最大長度（單位為m）為20V（V—設(shè)計速度，km/h）即1200m。 （3）直線的最小長度 同向曲線間的直線最小長度為6V，即360m；反向曲線間的直線最小長度為2V，即120m。 4.2.2 圓曲線 圓曲線是道路平面設(shè)計中最常用的線形之一，各級公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小，在轉(zhuǎn)折處均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平曲線中的主要組成部分。圓曲線的設(shè)計主要取決于其半徑值以及超高和加寬。 （1）最小半徑 平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)

32、范》規(guī)定了一般最小半徑，以及不設(shè)超高最小半徑，當(dāng)圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置與直線路段相同的路拱橫坡。見下表4.1。 表4.1 圓曲線最小半徑 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 一般值/m 1000 700 400 200 100 65 極限值/m 650 400 250 125 60 30 不設(shè)超高最 路拱≤2% 5500 4000 2500 1500 600 350 小半徑/m 路拱＞2% 7500 5250 3350 1900 800 450 （2）最大半徑

33、 選用圓曲線半徑時，在地形、地物等條件允許時，應(yīng)盡量采用較大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設(shè)不利，所以圓曲線的最大半徑不宜超過10000m。 （3）圓曲線半徑的選用 在設(shè)計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，采用了設(shè)超高的半徑曲線，一般最小半徑為200m，極限最小半徑125m，本設(shè)計在兩個轉(zhuǎn)角處設(shè)置曲線半徑分別為300m、150m、1000m。 但小于不設(shè)超高的最小半徑，所以應(yīng)該設(shè)超高。 4.2.3 緩和曲線 《標(biāo)準》規(guī)定，除四級公路可不設(shè)緩和曲線外，其余各級公路在其半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。 （1）緩和曲線的作用 ①曲率逐漸

34、變化，便于駕駛操作。 ②離心加速度逐漸變化，消除了離心力突變。 ③為設(shè)置超高和加寬提供過渡段。 ④與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。 （2)緩和曲線最小長度 各級公路緩和曲線最小長度規(guī)定見下表4.2 表4.2 各級公路緩和曲線最小長度 公路等級 高速公路 一 二 三 四 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 100 80 60 80 60 40 30 20 緩和曲線最 一般值 130 120 100 120 100 80 100 80 50 40 25 小長度/m 最小值 1

35、00 85 70 85 70 60 70 60 40 30 20 （3）最小緩和曲線長度計算 （4-1） 式中：---設(shè)計速度； ---離心加速度變化率，我國是在范圍內(nèi)取值； ---圓曲線半徑。 所以 又因一般情況下汽車在緩和曲線上的行駛時間至少應(yīng)有3s行程，于是 按照以上標(biāo)準，本設(shè)計的兩處緩和曲線段長度均取為一般值80m。 4.3 平面線形要素計算 4.3.1 曲線要素計算 （1）處曲線要素計算 已知該處緩和曲線

36、長度取，曲線半徑，由坐標(biāo)計算所得的轉(zhuǎn)角，設(shè)計速度。試計算各曲線要素。 切線內(nèi)移值 (4-2) 切線角 (4-3) 判斷能否設(shè)置緩和曲線，即能否成立。 切線增長值 (4-4) 切線長 (4-5) 曲線長 (4-6) 外距 (4-7) 圓曲線長

37、 (4-8) 校正值（切曲差） (4-9) （2)、處曲線要素計算同上。詳見直曲表。 4.3.2逐樁坐標(biāo)計算 （1)路線轉(zhuǎn)角、交點間距、曲線要素及主點樁計算 設(shè)起點坐標(biāo),第個交點坐標(biāo)，,， 則：坐標(biāo)增量 交點間距 象限角 計算方位角

38、 轉(zhuǎn)角 為“+”路線右轉(zhuǎn)，為“-”路線左轉(zhuǎn)。 首先根據(jù)地形圖上的“十字坐標(biāo)”求出起點、終點和按路線前進方向，第一個轉(zhuǎn)角處交點為、第二個轉(zhuǎn)角處交點為。通過計算所得： 按公式（4-10）計算 、之間的直線段長度得 、之間的直線段長度為

39、 、之間的直線段長度為 、之間的直線段長度為 按公式（4-11）計算象限角 因為 所以方位角 同理： 按公式（4-13）計算兩轉(zhuǎn)角的角度 （2）直線上中樁坐標(biāo)計算 利用已知坐標(biāo)，交點相鄰直線的方位角，則(或)點坐標(biāo)：

40、 (4-15) (或)點坐標(biāo)： (4-16) 設(shè)直線上加樁里程距的距離為,已知，則加樁坐標(biāo)為可以有下式計算。 (4-17) 利用上式計算可得表4.3。 表4.3 第一直線段上加樁坐標(biāo)表 樁 號 N (X) E (Y) K0+000 3724274.9 502698.5 K0+020 3724259.0 502710.7 K0+040 3724243.2

41、 502722.9 K0+060 3724227.3 502735.1 K0+080 3724211.4 502747.2 K0+100 3724195.6 502759.4 K0+120 3724179.7 502771.6 K0+140 3724163.9 502783.8 K0+160 3724148.0 502796.0 K0+180 3724132.1 502808.2 K0+200 3724116.3 502820.3 K0+220 3724100.4 502832.5 K0+240 3724084.6 502844.7

42、 K0+260 3724068.7 502856.9 K0+280 3724052.8 502869.1 K0+300 3724037.0 502881.2 K0+320 3724021.1 502893.4 （3）緩和曲線上任意點坐標(biāo) 緩和曲線上任意點的切線橫距： (4-18) 式中 —緩和曲線上任意點至(或)點的曲線長; Ls—緩和曲線長度。 第一緩和曲線()任意點坐標(biāo) (4-19) 式中 —轉(zhuǎn)角符號，右轉(zhuǎn)為“+”

43、，左轉(zhuǎn)為“-”，下同。 利用上式計算所得的第一緩和曲線上的坐標(biāo)結(jié)果見下表4.4。 表4.4 第一緩和曲線上點的坐標(biāo) 樁號 X Y 樁號 X Y K0+380.3 3723973.3 502930.1 K0+440 3723926.9 502967.7 K0+400 3723957.7 502942.2 K0+460 3723912.3 502981.4 K0+420 3723942.1 502954.7 K0+460.3 3723912.1 502981.6 第二緩和曲線()內(nèi)任意點坐標(biāo) (4-20)

44、 式中 —第二緩和曲線內(nèi)任意點至點的曲線長。 Lc—緩和曲線長度。 利用上式計算所得的第二緩和曲線上的坐標(biāo)結(jié)果見下表4.5。 表4.5 第二緩和曲線上點的坐標(biāo) 樁號 X Y 樁號 X Y K0+529.1 3723869.6 503035.6 K0+580 3723845.8 503080.5 K0+540 3723864.0 503044.9 K0+600 3723837.5 503098.7 K0+560 3723854.6 503062.5 K0+609.1 3723833.8 503107.0 （4）圓曲線內(nèi)任意點坐標(biāo) ①

45、由時 (4-21) 式中 —圓曲線內(nèi)任意點至點的曲線長。 ②由時 (4-22) 式中 —圓曲線內(nèi)任意點至點的曲線長。 利用上式計算結(jié)果見下表4.6。 表4.6 圓曲線上各點坐標(biāo) 樁號 X Y 樁號 X Y K0+460.3 3723912.1 502981.6 K0+500 3723886.1 503011.5 K0+480 3723898.7 502996.0 K0+520 3723874.5 503027.8 K0+494.7 3723889.3 503007.

46、3 K0+529.1 3723869.6 503035.6 4.3.3 主點樁號計算 （1)處平曲線上主點樁號計算 由前面坐標(biāo)計算得知處的樁號為 直緩點： 緩圓點： 圓緩點: 緩直點: 曲中點: 校 正: 說明計算無誤。 （2）、處平曲線上主點樁號計算同上，經(jīng)計算均無誤。 4.4 行車視距 4.4.1 行車視距簡述 行車視距是否充分，直接關(guān)系著行車的安全與速度，它是公路使用質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。行車視距根據(jù)通視要求的不同可分為：停車視距、會車視距、超車視距。《規(guī)范》規(guī)定，高速公路、一級公路的視距采用停車視距，二級公路

47、、三級公路、四級公路設(shè)計視距應(yīng)滿足會車視距的要求，其長度應(yīng)不小于停車視距的兩倍。 我國《標(biāo)準》規(guī)定了二級公路行車視距的要求。具體規(guī)定見表4.7。 表4.7 二級公路行車視距 設(shè)計速度（km/h） 80 60 停車視距/m 110 75 會車視距/m 220 150 超車視距/m 550 350 最小必要超車視距/m 350 250 汽車在平面彎道上行使時，彎道內(nèi)側(cè)行車視線可能被樹木、建筑物、路塹邊坡和其它障礙物所遮擋，因此，在路線設(shè)計時必須檢查平曲線上的視距是否能得到保證，如有遮擋時，則必須清除視距區(qū)段內(nèi)側(cè)橫凈距內(nèi)的障礙物。如下圖4.1所示，從汽車行駛軌跡線

48、上的不同位置（圖中的1、2、3…各點）引出一系列視線（圖中的1-1′、2-2′、3-3′…），它們的弧長都等于視距S，于這些線相切的曲線（包絡(luò)線）稱為視距曲線。在視距曲線與軌跡線之間的空間范圍，適應(yīng)保證通視的區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)如有障礙物則要予以清除。 圖4.1 圓曲線視距包絡(luò)圖 4.4.2 最大橫凈距計算 橫凈距，即在彎道各點的橫斷面上，汽車軌跡線與視距曲線之間的距離，用h表示。 查《規(guī)范》得知設(shè)計速度為60m/h時，視距S為75m。該設(shè)計的平曲線處，視距長度小于圓曲線長度，橫凈距計算公式為： (4-23) 式

49、中 ---最大橫凈距，； ---沿內(nèi)側(cè)行車道行駛的駕駛員視點軌跡半徑，； ----視距長度S所對應(yīng)的圓心角，。 根據(jù)公式(4-22)計算橫凈距： 平曲線1： 行車線到路基邊緣的距離 。 平曲線2：經(jīng)計算也滿足設(shè)計要求。 路線內(nèi)外沒有影響司機視線的暗彎，視距能滿足要求，無需開挖視距臺。 第五章 縱斷面設(shè)計 第五章 縱斷面設(shè)計 5.1 縱斷面設(shè)計原則 （1）應(yīng)滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長

50、限制、岥段最小長度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長度等）。 （2）縱坡應(yīng)均勻平順。 （3）設(shè)計標(biāo)高的確定應(yīng)結(jié)合沿線自然條件，如地形、土壤、水文、氣候等因素綜合考慮；沿河線路標(biāo)高應(yīng)在設(shè)計洪水位0.5m以上，并計入并計入涌水高度及浪高的影響；越嶺線應(yīng)盡量避免反坡段。 （4）縱斷面設(shè)計應(yīng)與平面線性和周圍地形景觀相協(xié)調(diào)，應(yīng)考慮人體視覺心理上的要求，按照平豎曲線相協(xié)調(diào)及半徑的均衡來確定縱面的設(shè)計線。 （5）應(yīng)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(zhì)要求，適當(dāng)照顧當(dāng)?shù)孛耖g運輸工具、農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)田水利等方面的要求。 為使縱坡實際經(jīng)

51、濟合理，必須在全面掌握勘測基礎(chǔ)上，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過綜和分析定出實際縱坡。 5.2 縱斷面設(shè)計方法與步驟 （1）拉坡前的準備工作。在厘米繪圖紙上按比例標(biāo)注里程樁號和高程，點繪地面線，填寫有關(guān)內(nèi)容。 （2）標(biāo)注控制點位置。 （3）試坡。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，本著以“控制點”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟點”的原則，試定出若干直坡線。對多種可能坡度線方案反復(fù)初定坡度線，將前后坡度線延長交匯處邊坡點的初步位置。 （4）調(diào)整。調(diào)整方法是對初步坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值。 （5）核對。 （6）定坡。經(jīng)調(diào)整核對無誤后，逐

52、段把直坡線的坡度值、變坡點樁號和高程確定下來。 5.3 縱坡及坡長設(shè)計 5.3.1 縱坡 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(wù)水平，行車質(zhì)量和運營成本，也關(guān)系到工程是否經(jīng)濟、適用，因此設(shè)計中必須對縱坡、坡長及其相互組合進行合理安排?？v坡用符號表示，其值按下式計算： (5-1) 式中 ---坡度，按路線前進方向，上坡為正，下坡為負，%； ，---按路線前進方向為序的坡線兩端點的高程，m； ---坡線兩端點間的水平距離，稱坡線長度，簡稱坡長。 （1）最大縱坡

53、汽車沿縱坡向上行駛時，升坡阻力增加,必然導(dǎo)致行車速度降低。一般坡度越大，車速降低越大，這樣在較長的陡坡上，將出現(xiàn)發(fā)動機水箱開鍋、氣阻、熄火等現(xiàn)象，導(dǎo)致行車條件惡化，汽車沿陡坡下行時，司機頻繁剎車，制動次數(shù)增加，容易升溫發(fā)熱導(dǎo)致失效，駕駛員心里緊張、操作頻繁，容易引起交通事故。尤其當(dāng)遇到冰滑、泥濘道路條件時將更加嚴重。因而，應(yīng)對最大縱坡進行限制。 最大縱坡值應(yīng)從汽車的爬坡能力、汽車在縱坡段上行駛的安全、公路等級、自然條件等方面綜合考慮，《規(guī)范》規(guī)定各級公路最大縱坡見表5.1。 表5.1 各級公路最大縱坡 設(shè)計速度/(km/h) 120 100 80 60 40 30 20

54、最大縱坡/% 3 4 5 6 7 8 9 該二級公路設(shè)置的最大縱坡為1.12％，符合規(guī)定。 （2）最小縱坡 挖方路段以及其他橫向排水不良的路段所規(guī)定的縱坡最小值稱為最小縱坡。從汽車運營角度出發(fā)，希望道路縱坡設(shè)計的小一些為好。但是，在長路塹以及其他橫向排水不通暢地段，為防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，各級公路應(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。本設(shè)計中，因考慮到各方面的因素，最小縱坡為0.47％，所以也滿足不小于0.3%的最小縱坡要求。 （3）合成縱坡 合成縱坡的計算公式為

55、 (5-2) 式中 ---合成坡度，％； ---超高橫坡度或路拱橫坡度，％； ---路線設(shè)計縱坡度，％。 在平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向。查規(guī)范得知二級公路合成坡度必須小于10％。各級道路最小合成坡度不宜小于0.3％。 本條公路的最大合成縱坡為，滿足要求。 5.3.2 坡長限制 （1）最小坡長 《標(biāo)準》規(guī)定，各級道路最小坡長應(yīng)按表5.2設(shè)計。 表5.2 各級公路最小坡長 設(shè)計速度/(km/h) 120 100 80 60

56、40 30 20 最短坡長/m 300 250 200 150 120 100 60 （2）最大坡長 《標(biāo)準》規(guī)定的最大坡長見表5.3。 表5.3 各級公路縱坡長度限制(m) 設(shè)計速度/(km/h) 120 100 80 60 40 30 20 坡 度 / ％ 3 900 1000 1100 1200 — — — 4 700 800 900 1000 1100 1100 1200 5 — 600 700 800 900 900 1000 6 — — 500 600 70

57、0 700 800 7 — — — — 500 500 600 8 — — — — 300 300 400 9 — — — — — 200 300 根據(jù)計算得出本設(shè)計最大坡長為1180.3m，符合上述要求。 5.4 平、縱組合設(shè)計 5.4.1 平、縱組合設(shè)計原則 （1）應(yīng)在視覺上能自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視線的連續(xù)性。任何使駕駛員感到迷惑和判斷失誤的線形都有可能導(dǎo)致操作失誤，最終導(dǎo)致交通事故。 （2）注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小均衡。它不僅影響線形的平順性，而且與工程費用密切相關(guān),任何單一提高某方面的技術(shù)

58、指標(biāo)都是毫無意義的。 （3）為保證路面排水和行車安全，必須選擇適合的合成坡度?！? （4）注意和周圍環(huán)境的配合，以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度。特別是在路塹地段，要注意路塹邊坡的美化設(shè)計。 5.4.2 平曲線與縱斷面組合的基本要求 （1）當(dāng)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(yīng)稍長于豎曲線，如下圖5.1所示。 圖5.1 平縱組合 這種組合是使平曲線和豎曲線相互對應(yīng)，豎曲線的起終點落在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即“平包豎”。這種立體線形不僅能起到誘導(dǎo)視線的作用，而且可以取得平順而流暢的效果。但在實際生產(chǎn)中往往不能完全做到這一點，如果平、豎曲

59、線的頂點錯開不超過曲線長度的四分之一，即可取得較好的視覺效果。 （2）平、豎曲線大小應(yīng)保持均衡 平、豎曲線的線形，其中一方大而平緩時，另一方切忌不能形成多而小。一個長的平曲線內(nèi)有兩個以上的豎曲線，或一個長的豎曲線內(nèi)含有兩個以上的平曲線，從視覺上都會形成扭曲的形狀。 （3）當(dāng)平曲線緩而長、縱斷面坡差較小時，課不要求平、豎曲線一一對應(yīng)，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(dāng)?shù)暮铣善露取? （5）避免的組合 對于平、豎曲線的組合設(shè)計能夠滿足上述要求是最好的，但有時往往受各種條件的限制難以滿足，這時應(yīng)避免如下組合的出現(xiàn)。 ①避免

60、豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。 ②避免將小半徑的平曲線起、訖點設(shè)在或接近豎曲線的頂部或底部。 ③避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點重合。 ④避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等使駕駛員視線中斷的線形。 ⑤避免在長直線上設(shè)置陡坡或曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。 ⑥避免急彎越陡坡的不利組合。 ⑦應(yīng)避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的重合。 在本次設(shè)計中，采用的是下面四種組合方式： ①平面上為直線，縱面也是直線----構(gòu)成具有恒等坡度的直線; ②平面上為直線，縱面上是凹形豎曲線----構(gòu)成凹下去的直線； ③平面上位直線，縱面上是凸形豎曲線----構(gòu)成

61、凸起的直線; ④平面上為曲線，縱面上為直線----構(gòu)成具有恒等坡度的平曲線。 5.4.3 豎曲線 （1）豎曲線的作用 ①緩沖作用。以平緩的曲線取代折線可消除汽車在邊坡點處的沖擊。 ②保證公路縱向的行車視距。凸形豎曲線可減少縱坡變化產(chǎn)生的盲區(qū)，凹形豎曲線可增加下穿路線的視距。 ③將豎曲線與平曲線恰當(dāng)組合，有利于路面排水和改善行車的視線誘導(dǎo)和舒適感。 （2）要素計算 豎曲線長度 (5-3) 豎曲線切線長

62、 (5-4) 外距 (5-5) （3）豎曲線上設(shè)計高程 設(shè)計高程 (5-6) 式中 ---起點高程或已知的設(shè)計高程； ---坡長，未知點到已知點的坡長； ---兩點之間的坡度，上坡為正，下坡為負。 根據(jù)設(shè)計得知，起、終點及邊坡點樁號和高程如下表5.4。 表5.4 特殊點樁號及

63、設(shè)計高程 樁號 設(shè)計標(biāo)高 K0+000 740.5 K0+850 736.5 K1+750 726.4 K2+961.4 720.5 通過上表計算可得： 其中“-”表示坡度是下降的。 變坡角 (5-7) 當(dāng)變坡角為負時，轉(zhuǎn)坡點在豎曲線的上方，該豎曲線稱凸形豎曲線。 當(dāng)變坡角為正時，轉(zhuǎn)坡點在豎曲線的下方，該豎曲線稱凹形豎曲線。 第一個變坡點要素計

64、算如下： 1）計算豎曲線要素 變坡角，該豎曲線為凸形豎曲線。 曲線長 切線長 外 距 2）計算起終點樁號及高程 豎曲線起點樁號= (K0+850)-48.75=K0+801.2m 豎曲線起點高程=736.5-48.750.47%=736.3m 豎曲線終點樁號= (K0+850)+48.85=K0+898.9m 豎曲線終點高程=736.5-48.751.12%=736.0m 第二個變坡點要素計算同第一個變坡點方法相同。詳見豎曲線表。 第六章 橫斷面設(shè)計 第六章 橫斷面設(shè)計 6.1 橫斷面設(shè)計原則 （1）設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路等級、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜

65、合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設(shè)計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。 （2）路基設(shè)計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟有效的病害防治措施。 （3）還應(yīng)結(jié)合路線和路面進行設(shè)計。選線時，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。 （4）沿河及受到水浸水淹的路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀。 （5）當(dāng)路基設(shè)計標(biāo)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(yīng)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(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。 （6）路基設(shè)計還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)?/p>

66、農(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護等的需要。 6.2 各項技術(shù)指標(biāo) 二級公路采用整體式斷面不必設(shè)置中間帶，各部分寬度應(yīng)符合表6.1。 表6.1路肩寬度表 路肩 一般值（m） 最小值（m） 右側(cè)硬路肩寬度 1.5 0.75 右側(cè)土路肩寬度 0.75 0.5 （1）查規(guī)范得各項技術(shù)指標(biāo) 路基寬度設(shè)計年限15年，公路等級為二級，車道擬定雙車道。車速為80km/h。雙車道的路基寬度一值為12m,車道寬度為3.75m，得總車道寬度為3.752＝7.5m。兩側(cè)硬路肩寬度為1.52=3m，土路肩的寬度為0.752=1.5m，具體見圖6.1。 圖6.1 公路橫斷面組成 （2）路拱坡度 取路肩橫向坡度為3%，路拱坡度采用2%雙向坡面，由路中央向兩側(cè)傾斜。 （3）路基邊坡坡度 路基邊坡按1:1.5設(shè)計。在路塹段路基邊坡采用1:1.0。 （4）邊溝設(shè)計 采用梯形邊溝，且底寬為0.6m，深0.6m，內(nèi)側(cè)邊坡坡度為1:1.0。 6.4 超高設(shè)計 6.4.1 超高確定 設(shè)置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所