毕业论文龙山至永顺二级公路初步设计11317

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1、 长沙学院毕业设计(论文)摘 要本设计是湖南省龙山至永顺二级公路初步设计，路段地处丘陵区，沿路地形起伏在400600m之间，路线起止桩号从K4+000.000至K7+006，该公路的主要技术指标为路基宽度8.5m，双向双车道，无中央分隔带，设计车速60km/h。本次设计的是二级公路的初步设计，首先进行了地形图的研究，在熟悉地形图之后，查阅了当地相关的地形地质，水文气候条件，拟定了两条路线比选方案，在经过比较技术指标及经济指标后，最终选择最佳方案。在路线的平面设计之后，进行了纵横断组合设计、路基设计、路面设计。在路基路面设计完成之后，路基设计专项中的挡土墙设计以及路基路面排水的设计。挡土墙采用的

2、是重力式挡土墙，排水防护设计进行了边沟、排水沟以及截水沟的组合形式。然后进行了涵洞以及平面交叉设计，本路线需要构造两处涵洞，采用圆管涵形式，交叉口采用加铺转角式。最后对进行了工程的概预算，利用纵横概预算软件计算，概算金额为11439135元。关键词：湖南，龙山，永顺，二级公路，初步设计IABSTRACTThe design of Hunan province Longshan to Yongshun two road sections in the preliminary design, the basin, basin surrounded by mountains surrounded b

3、y, its elevation in 400600 meters between. The two stage highway begins to pile No. K4+000, end pile No. K7+006.The main technical indexes for highway roadbed width 8.5m, a two-way dual carriageway, without the central dividing strip. The design of the speed60km/h. This design is the two highway pre

4、liminary design, first carried out the study on topographical map, in a familiar terrain map, access to the local topography and geology, hydrology and climate conditions. The initial formulation of the two route alternatives, after comparison of technical indicators and the actual engineering situa

5、tion, the final choice of relatively suitable scheme. In the course of graphic design, proceed with the longitudinal design, cross-sectional design, roadbed design, roadbed design is complete, start a pavement design, considering the actual situation of the project, finally decided to take the road

6、design of cement concrete pavement. In the design of roadbed and road surface is completed, a retaining wall and drainage and protection design. The retaining wall is used in gravity retaining wall, drainage and protection design for the side ditch drainage ditches and drainage design. After conduct

7、ing a culvert and the intersection of the plane of the preliminary design, the route need to construct two culverts, using pipe culvert form,Intersection using overlay corner . At the end of the project budget, project budgetary estimate, according to the actual situation, using aspect software over

8、 the budget, budget amount of 11439135 yuan. Keywords:Hunan,Longshan,Yongshun,two highway,preliminary design目 录 摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论1第2章 设计总说明22.1 地质地貌水文状况22.1.1 地形地貌22.1.2 气象水文22.1.3 地层岩性22.1.4 沿线材料供应22.2 工程概况32.3 交通量资料32.4 设计依据3第3章 路线设计53.1 道路等级确定53.1.1初始年交通量的确定53.1.2 设计交通量的计算63.1.3公路等级的确定73.2 路线

9、拟定73.2.1 选线原则73.2.3 选线的步骤83.3 方案比选83.3.1 两方案特点比较9第4章 线形设计114.1平面设计114.1.1路线概念114.1.2 直线114.1.3 圆曲线114.1.4缓和曲线124.1.5 平曲线要素计算 134.2 纵断面设计154.2.1 纵断面设计原则154.2.2 纵坡设计的步骤154.2.3 最大纵坡设计要求164.2.4 坡长限制164.2.5 最小纵坡、平均纵坡以及合成坡度174.2.6 竖曲线半径184.2.7 竖曲线几何要素计算194.3 横断面设计204.3.1 横断面设计的原则204.3.2 行车道宽度204.3.3 路肩204

10、.3.4 平曲线加宽214.3.5 路拱的确定224.3.5 超高224.4 平纵线形组合设计264.4.1 设计原则264.3.2 平、竖线组合的基本要求264.5 横断面绘制26第5章 路基设计285.1 路基概述285.2 路基的设计内容285.2.1路基断面形式285.2.2 路基宽度285.2.3 路基高度295.2.4 路基边坡坡度设计295.3 路基填料305.3.1路基填料选择原则305.4 路基压实标准与压实度315.5 路基防护与加固工程325.5.1 植物防护325.5.2 软基处理32第6章 挡土墙346.1挡土墙定义346.2挡土墙布置346.2.1 挡土墙的纵向布置

11、346.2.2 挡土墙的横向布置346.2.3 挡土墙的平面布置356.3 挡土墙的构造356.4 挡土墙的埋置深度356.5 排水设施366.6 沉降缝与伸缩缝366.7 重力式挡土墙设计366.7.1 土壤以及地质情况366.7.2 墙身材料376.7.3 挡土墙自重及其重心计算376.7.4 确定车辆荷载及换算土柱高度386.7.5 土压力计算406.7.6 稳定性验算406.7.7 基底应力及合力偏心距验算416.7.8 墙身截面强度验算43第7章 土石方计算与调配467.1 横断面面积计算467.2 土石方数量计算467.2.1 计算方法467.3 路基土石方调配477.3.1 土石

12、方调配的原则477.3.2 土石方调配方法步骤477.3.3 计算计价土石方47第8章 路面设计498.1 路面设计的原则498.1.1 结构方案设计498.1.2 路面建筑材料设计498.2 路面设计步骤498.3 交通量计算508.4 路面结构方案设计538.4.1 初拟路面结构538.4.2 路面材料参数确定538.4.3 荷载疲劳应力568.4.4 温度疲劳应力578.4.5 检验初拟路面结构588.5 接缝设计598.5.1 纵缝接缝598.5.2 横缝接缝608.6 配筋设计618.6.1边缘补强钢筋618.6.2 角隅钢筋61第9章 路基路面排水设计639.1 路基路面排水目的和

13、意义639.2 路基路面排水设计一般原则639.3 路基排水639.3.1 边沟排水639.3.2 截水沟649.3.3 排水沟设计659.4 路面排水设计669.4.1 路面表面排水669.4.2 路面内部排水66第10章 涵洞选型设计6810.1 涵洞选型设计6810.1.1 涵洞选用原则6810.1.2 涵洞分类6810.1.3 常用的洞口形式6810.1.4 涵洞的布置69第11章 平面交叉设计7011.1 平面交叉设计的内容7011.2 平面交叉设计原则7011.3 平面交叉口的交通分析7011.4 平面交叉的布置类型7111.4.1 加铺转角式7111.4.2 分道转弯式7111.

14、4.3 扩宽路口式7111.5 交叉口的设计依据7111.6 平面交叉的设计步骤72第12章 工程预算7312.1 工程概算的定义7312.2 工程概算的作用7312.3 概算编制依据7312.4 概算各项费用组成7312.5 路线工程概算主要内容74结 论75参考文献76附 录77致 谢78 VII第1章 绪 论 我国已修建的很多公路，但是技术等级不高，路容路况差且安全性较低，这些方面都制约着中国经济的发展和进步。因此，要想经济又快又好的发展，应该大力发展高等级道路的修建。高等级公路的修建大大缩短了两地的行车时间，更加有利于更好促进地区之间的交流，而且新材料、新技术的迅速发展以及机械化的施工

15、工艺也为高等级公路修建提供了便利的条件。龙永二级公路在湘西武陵山地带，南北向纵贯湘西地区，主要位于湘西自治州龙山县和永顺县境内，起点在龙山县甘壁寨村，终点在永顺县泽家镇海洛村。龙永二级公路的建设将大大的加快湘西大开发进程，大大的改善交通运输条件，更加有利于发展我省少数民族地区经济，也能更好的推进湖南省湘西的旅游业整体更好更快的发展，以及促进湘鄂间合作。通过此次设计培养了我的综合设计能力，不仅把学过的知识加以系统的巩固和应用，而且是理论与生产实践的结合。掌握路线设计、路基设计、路面设计、路基路面排水设计、涵洞交叉设计及概算设计理论，并能够独立运用纵横软件完成全部设计的图表，为自己走向工作岗位后适

16、应社会需要打下坚实的基础。 第2章 设计总说明2.1地质地貌水文状况2.1.1 地形地貌路线带位于湖南省西北部的中低山丘陵区，地处于武陵山脉腹地，主要以中低山地貌，地势总体东高西低；地形受岩性和构造控制极为明显，沿线岭谷相间且切割深密；沿线水塘相对比较多，沿路线地形起伏不大。2.1.2 气象水文路线所在区域为亚热带季风湿润性气候，属V3区。全年雨水充沛，四季分明，水，温暖湿润；夏天酷热，冬天严寒，垂直差异悬殊，立体气候特征明显，小气候效应明显；因地势影响，气候层次明显，素有：“一山分四季，十里各不同”之说，雨量集中在春夏，多见秋旱，年降水量13601690mm，年蒸发量110211260mm四

17、到八月为雨季，十二月到次年一月降水量最少。本地区年平均气温17左右，一月份最冷，七月份最热，全年平均气温在-1.0至29之间，全年的主导风向为偏北风；沿线主要为冲沟中的溪流，水面窄，水位受大气降水影响比较大：暴雨时，水位抬升很快；而旱季水量较少，水源的主经补给来源为大气降水和地下暗河。2.1.3 地层岩性路线地带大部分有基岩露出表面，露地层从老到新依次有：寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、第四系等地层，其中以志留系、奥陶系最为发育，其次为寒武系地层，第四系为冲洪积层和残坡积层，岩性主要有粘砂土以及砂砾石层及碎石土，沿线均有分布，厚度变化较大。2.1.4 沿线材料供应本区土质多系碳酸盐类岩

18、石风化形，结构稳定，强度较好，山地多石料丰富，有利于在设计中就地取材。路线所经处没有河流，但是地下水资源异常丰富，并且对混凝土无侵蚀性，可以直接作为工程用水。2.2工程概况本路线是丘陵区的一条二级公路，根据本区的相关条件及规范要求，所设计道路的具体情况如下：路基宽度为8.5m，单幅双车道，无中央分隔带，路肩宽度为20.75m，行车道为23.5m，设计车速为60km/h。本路线起点桩号K4+000.00，终点桩号为K7+006，路线总长3006m。2.3交通量资料 表1.1 本路建成初期交通量汽车车型日交通量（辆/d）东风EQ140540黄河JN150300解放390605五十铃NPR595G1

19、45三菱T653B120江淮HF150170日野KB222110东风SP9135B152轴重小于25KN的车辆18002.4 设计依据根据批准的设计任务书、地质勘测报告以及公路设计施工的公路工程技术标准（JTG B01-2003），得到相关设计依据。1吕军等.贯彻节约理念实行因地制宜龙永告诉公路优化设计的探索与实践.湖南交通科技.2011.2 交通部行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003). 北京:人民交通出版社,2004.3杨少伟等编著.道路勘测设计. 北京:人民交通出版社,2009.6. 4邓学钧编著.路基路面工程. 北京:人民交通出版社,2008.4.5交通部行业标准.公路

20、路线设计规范(JTJ 014-94). 北京:人民交通出版社,1995.6中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTG D30-2004). 北京:人民交通出版社,2004.7 中华人民共和国行业标准.公路路基施工技术规范(JTJ F10-2006). 北京:人民交通出版社,2006.8 中华人民共和国行业标准. 公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002）. 北京:人民交通出版社,2002.9 JTJ018-04，公路排水设计规范S 北京：人民交通出版社，2004.10JTG D61-2005, 公路圬工桥涵设计规范S 北京：人民交通出版社，2005.10 赵一飞. 公路平面交

21、叉口CAD系统的研究与开发. 长安大学硕士论文. 2002. 第3章 路线设计3.1 道路等级确定3.1.1初始年交通量的确定交通量是单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目），根据任务书中给定下表3.1路段初始年交通量。表3.1 路段初始年交通量汽车车型日交通量（辆/d）东风EQ140540黄河JN150300解放390605五十铃NPR595G145三菱T653B120江淮HF150170日野KB222110东风SP9135B152轴重小于25KN的车辆1800根据公路工程技术标准2（JTG B012003）关于车型分类以及车辆折算系数的规定，结合公路交通实际

22、情况，并对公路交通情况调查车型分类以及对车辆得折算系数进行调整，参照下表3.2各汽车代表车型与换算系数，进行初始交通量换算。表3.2 各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.019座的客车和载质量2t的货车中型车1.519座的客车和载质量2t7t的货车大型车2.0载质量7t14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车通量换算采用小客车为标准车型。各类型汽车代表和车辆折算系数规定查阅公路工程技术标准得下表3.3。表3.3 换算交通量汽车车型日交通量（辆/d）载重力（kn）换算系数换算交通量东风EQ1405401.5810黄河JN1503001.5450解放3906051.59

23、07.5 五十铃NPR595G1452290三菱T653B1202240江淮HF1501702340日野KB2221102220东风SP9135B1522304轴重小于25KN的车辆180011800换算交通量总量5361.5其中预计年平均交通量增长率为6。3.1.2 设计交通量的计算设计交通量是指修建道路开始运行到预测年限时所能达到的年平均日交通量，根据历年交通观测资料预测求得，本设计按年平均增长率计算，根据上表折算后交通总量计算远景设计年限平均日交通量由公式（3.1）3。 (3.1)式中：由上式计算得到：（辆）3.1.3公路等级的确定公路工程技术标准2（JTG B012003）对于各等级公

24、路适应的交通量规定如下：二级公路：为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通辆500015000辆2。二级公路作为干线公路，可选用80km/h; 作为城乡结合部混合交通量大的集散公路，其设计速度宜采用60km/h；位于地形复杂的山区，经论证局部可采用40km/h；本设计拟定该条道路为双向双车道的二级公路，参照下表3.4各级公路设计速度取设计车速为60km/h。表3.4 各级公路设计速度公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度（km/h）12010080100806080604030203.2 路线拟定3.2.1 选线原则1) 在道路设计的

25、各个阶段，应运用各种手段对路线方案做比选的基础上，选定最优路线方案；2) 路线设计应在保证行车安全、舒适的前提下做到工程量小、造价低、经济适用的原则以及做到少占田地和经济作物田；3) 选线时应了解当地的地质水文状况，还应注意环境的保护；4) 路线设计在选线时即应考虑平面、纵断面、横段面的相互间组合以及合理配合。3.2.3 选线的步骤本设计为龙山至永顺二级公路，选线方法采用纸上选线，根据1:2000的地形图并结合当地地质、水文资料，初步拟订线路。定线具体步骤如下：1) 路线带选择本路段大部分在落差不是很大的丘陵区穿行，并于路线主要穿过农田和旱地，在经过水田和水塘的的时候需要进行适当的软地基处理，

26、在该丘陵区地形中心地带地形起伏均在50m以内，公路设计中要求应尽量少占农田和经济作物田。本路段为丘陵区地形，在路线布置中自然要尽量避开水稻田和经济作物林。2) 具体定线通过上面的工作，路线的雏形基本已经勾画出来。再根据技术标准地形及路线方案，尽量做到减少工程量，避免高填深挖，同时又尽量缩短路线长度的原则。为了符合线形设计规范以及路线长度的要求，尽量把线形控制在有利的路线带内进行平面、纵断面、横断面的组合设计，最后定出了道路的中线。 3.3 方案比选 本路段设计时，根据地形地貌等情况，经过筛选后得到两个方案，经过进一步方案比选后，选择方案1为最后设计方案。方案比选图见图3.1 3.1 路线方案比

27、选图3.3.1 两方案特点比较 方案1优点：因为方案1主要经过丘陵平缓地区，路线挖方、填方量相差不大，借弃方量也少；不用设置隧道，涵洞数量也不多；路线穿越池塘的一次，软基处理相对较少，可减少道路施工的工程量同时方便以后的维护，提高道路的使用寿命。方案1缺点：拆迁量相对比较大，施工过程中不太利于人们的生活，路线有部分与乡道重叠，须让乡道改道以保证设计路线能够实施；路线所经地所拆迁的建筑物较方案2要多。方案2优点：路线是从村庄旁边穿过，拆迁量比方案1要少，可以减少拆迁的费用。方案2缺点：与路线1相比,路线带处有大量高填高挖地段，使路线占用农田多，也不利于当地农业长远的发展，且也不利于边坡的稳定，挖

28、填方量大、总运量相对于方案1来说较大，花费比较大。 两方案均符合平、竖曲线设计要求，比选见表3.1表3.1 平面选线方案比选指标 单位方案1方案2路线总长km3.0063.082 平曲线最小半径 m/个300/1200/2直线最大长度m666.710509.284最大纵坡%/米/处5.429/240.976/15.512/290.276/1最短纵坡长米224.875262.976竖曲线最小半径m4900/40002600/2700平均填土高度m3.6765.117最大填土高度m12.16612.26最小填土高度m0.0650.033涵洞数量个22小桥梁数量个10路基土石方挖方数量9747718

29、3515路基土石方填方数量82724138390路基土石方借方数量00路基土石方弃方数量152722976路基土石方总运量35285104125根据综合比选，并且考虑工程造价、技术标准、线形、行车舒适程度以及考虑二级公路的使用任务等诸多因素对路线区的民经济发展与远景规划的长远利益影响。本设计综合考虑以上各种因素,最终选择方案1作为最终设计方案。 第4章 线形设计4.1平面设计4.1.1路线概念道路是一条带状三维空间的实体，是由路基、路面、桥涵、隧道以及一些沿线附属设施组成。路线在水平面上的投影线称为道路的平面线，而沿中线竖直剖切再沿着道路里程展开的立面投影成为道路的纵断面线3。4.1.2 直线

30、在道路平面设计时，一般应根据沿线地形、地物条件以及驾驶员的视觉心理感受及保证行车安全等因素，合理布设直线路段。直线的运用主要需要注意以下几点内容：1) 在长直线上纵坡不宜过大，直线段也不易过长，不然容易造成驾驶疲劳；2) 长直线与大半径凹形竖曲线组合适宜；3) 直线的最大长度应满足不大于20v（1200m），最小长度满足同向曲线间直线大于6v（360m），反向曲线间直线大于2v（120m)3。 本设计所有曲线都是反向曲线，其中起点至交点1曲线间直线长度175.458m，交点1到交点2曲线间直线长666.710，交点2到交点3曲线间直线长度，直线长度为162.196、交点3到交点4曲线间终点直线

31、长140.640m，交点4到终点曲线间直线长627.597m。其中最小直线长度为140.640m，最大直线长度为627.597m，均满足规范要求。4.1.3 圆曲线4.1.3.1圆曲线的特点1) 圆曲线上的任何点速度都在不断地改变，容易容易适应地形变化；2) 汽车在圆曲线上行驶，由于受到离心力的作用，对行车的安全性和舒适性产生不利影响；并且当圆曲线的半径越小或者行驶的速度越快，越不利于行车安全；3) 汽车在圆曲线上转弯行驶时比在直线上行驶多占用路面宽度；4) 汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差，视线容易受到障碍物的阻拦，易发生交通事故3。4.1.3.2圆曲线的一般规定1) 设置圆曲线

32、半径时应该喝地形相配合，宜采用超高为2%至4%之间的圆曲线半径；2) 如果条件受限制，可采用近于圆曲线一般最小半径的；地形条件特殊时，可采用圆曲线的极限最小半径；3) 圆曲线半径最大半径值一般不超过10000m。根据公路工程技术标准2（JTG B012003）不同的值，对不同的道路等级公路规定了极限最小半径、一般最小半径以及不设超高的最小半径参照表4.1。表4.1 二级公路主要技术指标表设计车速60km/h平曲线一般最小半径200m极限最小半径125m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 1500m路拱2.0% 1900m本设计中4个交点处均采用圆曲线，长度分别为300m,1000m,320m

33、,320m，其中最小圆曲线半径为300m，最大圆曲线半径为1000m，满足规范要求。4.1.4缓和曲线4.1.4.1 缓和曲线作用1) 汽车行驶过程中离心加速度逐渐变化，使旅客感觉舒适；2) 道路的超高及加宽逐渐变化，使行车过程中更加的平稳；3) 缓和曲线与圆曲线配合，能增加线形的美观。4.1.4.2 回旋线一般规定1) 当设计速度60km/h时，应该运用回旋线应作为线形要素之一设计。回旋线：圆曲线：回旋线的长度接近1:1:11:2:1为宜；52) 回旋线长度要与地形条件、线形要求及圆曲线半径相协调，并且要满足最小缓和曲线长度要求；3) 当两反向圆曲线径相之间的直线长度不足时，可用回旋线将两反

34、向圆曲线组合成为S形曲线；4) 当地形受限制时，大半径圆曲线R1与小半径圆曲线R2相衔接处，可采用两个或两个以上同向回旋线在曲率相同处径相连接而组合成为复合曲线。5复合曲线的两个回旋线参数之比即R1:R21.5为宜。本设计路线采用对称基本型曲线，且回旋线：圆曲线：回旋线比值分别为0.913、0.896、0.940、0.940，都满足在1：1：11:2：1之间，符合规范的要求。4.1.5 平曲线要素计算 图4.1平曲线几何元素图 4.1.5.1 要素计算1） 各要素计算公式 （4.1） （4.2） （4.3） （4.4） （4.5） （4.6） （4.7） （4.8）式中：2）取JD2（K5+3

35、38.396)进行平面要素设计计算拟定, , , , 同理，交点3、4、5运用此方法进行平曲线要素设计计算。4.1.5.2主点桩号计算1)主桩号点计算公式 3 （4.9） （4.10） （4.11） （4.12） （4.13） 式中：3. JD2（K5+338.396）为例计算主桩点桩号 经校核JD2处桩号无误。同理，交点3、4、5运用此方法进行主桩点桩号计算。 4.2纵断面设计4.2.1 纵断面设计原则1) 纵坡应均匀平顺、起伏缓和以及满足坡长、坡度以及竖曲线长度的要求；2) 平面、纵断面以及横断面组合设计应满足要求；3) 应该考虑路面排水以及填挖量均衡；4) 视觉上自然地引导驾驶员的视线，

36、并保持视觉的连续性。4.2.2纵坡设计的步骤本设计的纵断面设计运用海地道路软件完成，一下是纵断面设计的具体的步骤。 1) 拉坡前准备工作 拉坡，即在海地道路软件中打开地形图，然后构造DTM，最后在纵断面中由DTM切纵横断面值得到纵断面，并且要熟悉相关资料。 2) 确定标高控制点 根据纵断面设计的原则和要求进行标高控制点的选取。如路线起点和终点的高程、重要桥涵、平面交叉点和立体交叉点、不良地质段最小填土高度的要求、以及受其它因素限制必须通过的标高控制点等。本设计主要是丘陵区道路根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点，成为“经济点” 3。 3) 试坡在已标出“控制点”、“经济点”的纵断面图上

37、，根据技术指标以及选线意图，结合地形情况，以“控制点”为高程控制点，尽量照顾多的“经济点”的原则，试定出若干直坡线段。再对对各种可能的坡度线方案反复比较修正，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较相对均衡的路线，设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。 4) 调整将初定坡度与选线时的坡度安排进行比较，二者应基本相符，调整应以少脱离控制点、少变动填挖值为原则，若有较大差异时应进行全面分析，权衡利弊，决定取舍。 5) 核对选择有控制意义的重点横断面，主要检查是否填挖过大、挡土过长过大、桥梁过高或过低、涵洞过长、坡脚落空等情况，若有问题应及时调整纵坡纵坡、在横坡陡

38、峻地段核对更显重要，主要核对路线高程，纵坡大小，纵坡长度等。 6) 定坡经调整核对无误后可定坡，即逐段将直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。 7) 设置竖曲线根据技术标准、平纵组合均衡原则确定竖曲线半径，并计算各竖曲线要素。4.2.3 最大纵坡设计要求最大纵坡是指在纵坡设计时各级公路允许采用的最大坡度值。在地形起伏较大地区，直接影响道路的使用质量、运输成本造价以及行车的安全。各级道路允许的最大纵坡是根据当前具有代表性标准车型的汽车动力特性、道路等级、自然条件以及运营经济等因素，通过综合分析、全面考虑并且合理确定的。5各级公路最大纵坡的规定见表4.3。 表4.3 各级公路最大纵坡计算行车速

39、度1201008060最大纵坡（%）34564.2.4 坡长限制1）最小坡长最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的，如果坡长过短，使道路纵向变坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的超重与失重的变化频繁，导致乘客感觉不舒适。纵坡变换频繁，尤其是过短的起伏纵坡，使驾驶员频繁换挡，会加剧驾驶员的劳累反应。也会加大换挡引起能量以及油料和时间的损失，加速齿轮，离合器和轮胎的磨损。为满足汽车行驶力学的要求，保证车辆行驶安全性和司乘人员在视觉和心理两方面的连续性，舒适性，公路路线设计规范JTG D20-2006）规定了各级公路最小坡长。表4.4 各级公路最小坡长设计速度（Km/h）12010080

40、60最小坡长 （m）3002502001504.2.5 最小纵坡、平均纵坡以及合成坡度 4.2.5.1 最小纵坡为使道路上行车安全、快速，希望道路纵坡小一些为好，但在横向排水不畅通的路段，为保证排水要求，防止积水渗入路基破坏其其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下不小于 0.5%。4.2.5.1 平均纵坡平均纵坡是指一定长度的路段纵向所能克服的高差与路线长度之比。公路工程技术标准(JTG B01-2003)规定：二、三、四级公路越岭路线的平均坡度，一般以接近5.5（相对高差为200500m）和5.0（相对高差大于500m）为宜，并注意相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5。4.

41、2.5.1 合成坡度根据公路路线设计规范（JTG D20-2006）中，丘陵区二级公路的最大容许合成坡度为=9.5%，且最小合成坡度不宜小于0.5%，在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。合成纵坡计算公式为： （4.14）式中: 本设计中路面横坡为2%；纵坡为和2%；圆曲线上超高坡度为3%。 所以在本设计中，上坡的合成坡度在限界以内，满足规范的要求。 所以在本设计中，下坡的合成坡度也在限界以内，满足规范的要求。4.2.6 竖曲线半径在纵断面设计中，竖曲线的设计要受到许多因素的限制，其中有三个因素决定着竖曲线的最小半径，即最小半径须满足缓和冲击、行驶时间不过短（不少于3s）和行驶视距的要求

42、。根据公路路线设计规范（JTG D202006）得：当设计车速为时，凸形竖曲线极限最小半径为1400m，一般值为2000m；凹形竖曲线极限最小半径为1000m，一般值为1500m，竖曲线最小长度为50m。见下表4.5竖曲线最小半径与竖曲线长度。 全线共设7个竖曲线。其中3个凹形竖曲线，分别为5000,6700,4000m，5个凸形竖曲线分别为8800，9200,11900,3000,4900m，符合规范要求。表4.5 竖曲线最小半径与竖曲线长度设计速度(km/h)1201008060403020凸形竖曲线最小半径(m)一般值17 00010 0004 5002 000700400200极限值1

43、1 0006 5003 0001 400450250100凹形竖曲线最小半径(m)一般值6 0004 5003 0001 500700400200极限值4 0003 0002 0001 000450250100竖曲线长度(m)一般值250210170120906050最小值1008570503525204.2.7 竖曲线几何要素计算竖曲线即在道路纵坡变坡处设置的竖向曲线。当为正时，表示凹形竖曲线，为负时，表示凸行竖曲线。竖曲线要素示意图如下4.2所示。 图4.2 竖曲线要素示意图4.2.7.1各要素计算公式 坡度差： 3 （4.15）曲线长： （4.16）切线长： （4.17）外距： （4.1

44、8）式中: 以变坡点2（K0+410.839,517.910）为例计算其中 =2.899% =4.943% R=33600 ，为凹形。曲线长： 切线长： 外 距： 4.2.7.2 计算设计高程竖曲线起点桩号 = K0+410.839-T =K0+359.739竖曲线起点高程=517.910-51.12.899%=516.429竖曲线终点桩号 = K0+410.839+T =K0+761.939竖曲线起点高程=517.910+51.14.943%=520.436同理，其他变坡点也运用此方法进行平曲线要素设计计算。4.3 横断面设计道路的横断面，是指道路中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地

45、面线所构成的。其中横断面设计线主要包括行车道、路肩（土路肩和硬路肩）、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道等组成。3横断面中的地面线是表示地面起伏变化，它一般通过现场实测、航测像片、数字地面模型等途径获得。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接相关的那一部分。4.3.1横断面设计的原则1) 设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和实用等情况；2) 路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置排水设施以及防护加固工程；4.3.2行车道宽度机动车道宽度是根据设计车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度确定。本设计公路是二级双车道公路，则由公路工程技术标

46、准（JTG B01-2003）规定并结合当地的实际情况，选取行车道总宽度为23.5m，路肩宽度采用20.75m。4.3.3路肩4.3.3.1路肩的作用位于行车道外缘到路基边缘具有一定宽度的带状部分称为路肩，各级公路都要设置路肩，其作用是：1) 保护支挡作用;2) 临时停车或者是堆料;3) 增加有效行车道宽度，有利于行车的安全; 4) 是道路养护作业、埋设地下管线的场地；5) 增加道路的整体美观性。路肩分为硬路肩和土路肩。硬路肩是指进行了铺设的路肩，可以承受汽车荷载的作用力。5在填方路段，如采用集中方式，应该在路肩边缘应设缘石，是为了使路肩能汇集路面排水。土路肩是指不加铺的土质路肩，起保护路面和

47、路基的作用，并提供侧向余宽，有利于行车的安全。4.3.3.2路肩的宽度道路一般应设右路肩。根据公路路线设计规范(JTJ 014-94)各级公路的路肩宽度根据条件可采用2.25m、2.0m、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m、0.50m。本设计由于受地形地物的影响，取右路肩宽度为0.75m。4.3.4平曲线加宽1) 平曲线加宽原因1) 汽车在曲线上行驶时，前后轮轨迹不重合，使得汽车占路面宽度大；2) 由于横向力影响，使得汽车出现横向摆动，不利于行车安全；3) 汽车行驶在曲线上，由于各轮迹半径不同，其中以后内轮轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，因此曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的

48、顺适与安全。32) 平曲线加宽值的确定根据公路工程技术标准（JTG B012003）规定，对于二级公路，见下表4.6双车道圆曲线加宽值，当圆曲线半径大250m圆曲线不需设加宽。 表4.6双车道圆曲线加宽值加宽类别 圆曲线半径 加宽值(m) (m) 汽车轴距加前悬(m)2502002001501501001007070505030302525202015150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.035.2+8.80.81.01.52.02.5本设计圆曲线半径分别为300m,1000m,320m,320m,其中最小最小圆曲线半径为300m，故不

49、需设置加宽。4.3.5路拱的确定路拱是为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形。根据公路水泥路面设计规范（JTG 014-07）规定，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的路拱横坡度12% 。本设计中采用行车道采用2%的横坡度；土路肩的排水性远低于路面，其横坡度取用3%。4.3.5 超高4.3.5.1超高定义及其作用超高是为了抵消或减少在曲线路段上车辆行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，称为平曲线超高。3超高横坡度在圆曲线上应设置和圆曲线半径相适应的全程超高，而在缓和曲线上应该设置变化的超高。因此从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和

50、段或超高过渡段。4.3.5.2超高参数计算1) 超高值的确定对任意半径圆曲线超高的确定，由汽车在圆曲线上行驶时力的平衡方程式得 （4.19） （4.20） 式中： 取JD1处桩号曲线的超高横坡度计算，已知设计速度，圆曲线半径，则计算横向力值=0.03975圆曲线超高横坡：=5.47%2) 超高过渡方式无中间带道路的超高过渡，当超高值大于路拱横坡值时，可采用下列三种过渡形式： 1) 绕路面内边缘旋转：一般用于新建工程； 2) 绕路中线旋转：一般用于改建工程； 3) 绕路面外边缘旋转：可在特殊设计时采用。本设计路线是新建二级公路，故采用绕路面内边缘旋转方式过渡。3) 超高过渡段长度为行车舒适、路容

51、美观和排水通畅，必须设置一定长度的超高过渡段，超高过渡是在超高过渡段全长范围内进行。双车道公路最小超高过渡段长度按式计算 （4.21） 其中：取=7m =0.0547 p=1/125，则4) 横断面超高值计算本设计是无中间带道路且超高采用绕内边线分隔带边线旋转绕，绕内边线旋转超高值计算公式如下表4.6。表4.6绕内边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备 注XX0XX0圆曲线上外缘 1计算结果均为与设计高之高差 2临界断面距缓和段起点:xo= 3X距离处的加宽值:bx= 4.内外侧变线降低和抬高值是在内按线性过渡，路容有要求时可采用高次抛物线过渡中线 内缘过渡段上外缘中线内缘-(bx) 式中：

52、路面宽度；路肩宽度；路拱坡度；路肩坡度； 超高横坡度；超高缓和段长度；路基坡度由变为所需要的距离，一般可取1.0m；与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离； 超高缓和段中任一点至起点的距离；路肩外缘最大抬高值；路中线最大抬高值； 路基内缘最大降低值；X距离处路基外缘抬高值；X距离处路中线抬高值；X距离处路基内缘降低值；圆曲线加宽值；距离处路基加宽值；以上长度单位均为米(m)。5) 超高手算实例 取交点1即JD1（k4+369.866）分析计算,其中 =0.75,=7,=0.0547，=0.03， =0.02 =120m。 圆曲线上超高计算：(1) 外缘 (2) 中线(3) 内缘过渡段超

53、高计算（假设距起点50m处）：在确定缓和曲线长度的时候，已考虑超高过渡段需的最短长度，故应取超高过渡段与缓和曲线长相等，即,以缓和曲线中点和处为例计算。50,则 (1) 外缘(2) 中线(3) 内缘4.4平纵线形组合设计平纵线形组合设计是指在满足汽车运动学以及力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心里方面的连续、舒适并且与周围环境想协调、具有良好的排水效果。当设计速度60km/h时，必须注重平、纵的合理组合设计；当设计速度40km/h时，避免和减轻不利组合。4.4.1设计原则1) 应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；2) 注意保持平纵线形的技术指标大小均衡；3) 选择组合得当

54、的合成坡度，以有利于路面排水和行车安全；4) 线性组合设计应该注意与道路周围环境的配合，要起到减轻驾驶员的疲劳和紧张程度和可起到引导视线的作用。 4.3.2 平、竖线组合的基本要求1) 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线，这种组合是平曲线和竖曲线对应设置,且做到“平包竖”竖曲线的起终点适宜设在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要设在缓和曲线以外的直线上或圆曲线内；2) 平曲线与竖曲线大小应保持平衡，研究表明，竖曲线的半径为平曲线半径的1020倍，可以获得视觉上的均衡；3）凸、凹竖曲线的组合应合理。4.5横断面绘制道路横断面的布置及几何尺寸，应能满足交通、环境以及用地经济等要求，并应保证路基的稳定性。具体绘制步骤如下：1) 绘制横断面的地面线；2) 从“路基设计表”中抄入“路基中心填挖高度”、“左高”、“右高”、“左宽”、“右宽”等数据；3) 根据路线实际的“岩质土质、地质地貌、水文”参照“标准横断面”，画出路幅宽度、填或挖的边坡坡线，在需要设置防护工程的地方画出次防护工程的断面示意图；4) 根据综合排水设计，画出路基边沟、排水沟、截水沟等构造物的位置以及断面尺寸。本次设计中横断面图是按照每40m为一个横断面来绘制，并且利用海地道路软件自动生成。第5章 路基设计5.1 路基概