高速公路的初步設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計根據給定的資料，通過對原始數據的分析,根據該路段的地質、地形、地物、水文等自然條件,依據《公路工程技術標準》 、《公路路線設計規(guī)范》等交通部頒發(fā)的相關技術指標,在老師的指導和同學的幫助下完成的。</p><p>　　設計內業(yè)詳細資料有：路線設計，包括紙上定線（山嶺區(qū)或越嶺線）、繪制路線平面圖、路

2、線縱斷面設計；橋梁設計，隧道設計，路面結構設計。應用計算機繪制工程圖，按設計指標完成的。</p><p>　　整個設計計算了路線的平、縱、橫要素,橋梁，隧道等內容,由此圓滿完成了陜西境西康高速公路的初步設計。</p><p>　　關鍵詞：路線，路面,橋梁，隧道，路面結構設計。</p><p><b>　　Abstract</b></p&g

3、t;<p>　　Data that this design according to give to settle to complition, complete the Threexin forest of Mulin to lianhe highway station segment first design station segment the relevant technique index sign for k

4、ind, geography for second class highway route, from this design learning a lot of knowledge concerning highways, passing analysis primitive dataing, according to the road's segment, characteristics of term nature, su

5、ch as, ground thing, and hydrology etc., Basis highway engineering technique st</p><p>　　The design inside of stage first steps include: Route design,The paper up settles the lines mountain range area, or mo

6、re mountain range line。Bridge design，Tunnel design，The application of computer drawing engineering drawing, the teacher guidance and asked to complete. The design and calculation of the route flat, the longitudinal and l

7、ateral elements, bridge, tunnel, the structure design etc., thus the successful completion of the shaanxi xikang highway on the preliminary design.</p><p>　　Keywords:Route,Roude bredge,Tunndl,The structure d

8、esign</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論IV</b></p><p>　　1.1 選題的背景、目的及意義1</p><p>　　1.2 設計任務1</p><p>　　1.3 路線概況1</p><

9、;p>　　1.4 路線采用的技術經濟指標2</p><p>　　1.5 緯地軟件的應用2</p><p>　　1.5.1路線輔助設計2</p><p>　　1.5.2數據輸入與準備3</p><p>　　1.5.3輸出成果3</p><p><b>　　2 路線設計5</b>&l

10、t;/p><p>　　2.1路線方案的說明和比較5</p><p>　　2.1.1 了解資料5</p><p>　　2.1.2定線的原則5</p><p>　　2.1.3定線具體過程5</p><p>　　2.2 線形設計一般原則6</p><p>　　2.2.1平面線形應與地形、地物相適

11、應，與周圍環(huán)境相協(xié)調6</p><p>　　2.2.2 保持平面線形的均衡與連貫6</p><p>　　2.2.3平曲線應有足夠的長度6</p><p>　　2.2.4 確定各平曲線半徑及緩和曲線長度7</p><p>　　2.3 平面線形要素的組合類型8</p><p>　　2.4平面設計方法8</

12、p><p>　　2.5平曲線設計9</p><p>　　2.6縱坡設計11</p><p>　　2.6.1縱坡設計的一般要求11</p><p>　　2.6.2坡度限制12</p><p>　　2.6.3坡長限制12</p><p>　　2.7 縱斷面設計12</p>&l

13、t;p>　　2.7.1平縱組合設計14</p><p>　　2.7.2 豎曲線設計15</p><p>　　2.7.3縱斷面線性設計的基本要求17</p><p>　　2.7.4縱斷面設計原則17</p><p>　　2.7.5縱斷面設計的基本步驟18</p><p>　　2.8 橫斷面設計18<

14、;/p><p>　　2.8.1 路基寬度的確定19</p><p>　　2.8.2 路堤和路塹邊坡坡度的確定19</p><p>　　2.8.3 路基施工要求及注意事項20</p><p>　　2.8.4路肩20</p><p>　　2.8.5分隔帶的作用及其寬度21</p><p>　　

15、2.8.6路拱及超高21</p><p>　　2.8.7 超高21</p><p>　　2.8.8 超高過渡方式：22</p><p>　　2.9 橋梁設計25</p><p>　　2.9.1 橋涵的布置25</p><p>　　2.9.2橋涵的布置原則25</p><p>　　2.

16、9.3橋涵位置的選擇25</p><p>　　3 路面結構設計26</p><p>　　3.1. 路面結構組成27</p><p>　　3.2 路面類型27</p><p>　　3.3 路面設計原則28</p><p>　　3.4 路面結構設計29</p><p>　　3.5

17、 設計資料32</p><p><b>　　結 論39</b></p><p><b>　　謝 辭40</b></p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>&l

18、t;p>　　1.1 選題的背景、目的及意義</p><p>　　本次畢業(yè)設計是在對《道路勘測設計》、《路基工程》、《路面工程》、及其它有關專業(yè)課程的學習的基礎上，并在教師的指導下，完成一段高速公路的兩階段初步設計任務。</p><p>　　本次設計的目的和意義是應用學過的專業(yè)知識，根據自己專業(yè)的服務去向,在老師的指導下獨立的完成一段公路的初步設計任務。通過此次設計可以培養(yǎng)我們的綜合設

19、計能力,進而把學過的知識加以系統(tǒng)的應用和鞏固，使理論與生產實踐相結合。掌握路線設計、路基設計、路面設計、小橋涵設計理論和具體設計方法，并能夠獨立完成全部設計的圖表。為自己走向工作崗位后適應生產實踐的需要打下堅實的基礎。</p><p><b>　　1.2 設計任務</b></p><p>　　本次設計任務主要包括：</p><p>　　（1）依

20、據地形圖完成給定的初步設計；</p><p>　　（2）路線設計：紙上定線（山嶺區(qū)或越嶺線）；</p><p>　　進行方案比較（局部）；</p><p><b>　　進行路線平面設計；</b></p><p>　　進行路線縱斷面設計；</p><p>　?。?）路面結構設計。</p>

21、<p><b>　　1.3 路線概況</b></p><p>　　本設計路段為陜西省西安市到康定區(qū)的一段高速公路，由于地形復雜多為山嶺區(qū),沿線為乾佑河，沿線基本是緊靠河流的，而且原先沿河有一普通公路，由于本設計是高速公路，所以在選線的時候應該盡量避開原來的公路。</p><p>　　1.4 路線采用的技術經濟指標</p><p>

22、　　路線的起點樁號為K50+000.00 ，終點樁號為K55+300.00，總里程為5.53公里，在路線設計路段上，設置了7座橋梁，3條隧道，設計速度為80km/h。</p><p>　　1.5 緯地軟件的應用</p><p>　　1.5.1路線輔助設計</p><p>　　(1)平面動態(tài)可視化設計與繪圖</p><p>　　系統(tǒng)沿用傳統(tǒng)的導

23、線法(交點法)經典理論，可進行任意組合形式的公路平面線形設計計算和多種模式的反算。我們可在計算機屏幕上交互進行定線及修改設計，在動態(tài)拖動修改交點位置、曲線半徑、切線長度、緩和曲線參數的同時，可以實時監(jiān)控其交點間距、轉角、半徑、外距以及曲線間直線段長度等技術參數。而使用緯地智能布線技術，可以將已確定的直線、圓曲線等控制單元自動銜接為完整的路線，并可以對路線中任一控制單元(均為 CAD 的線元實體)方便地進行平移、旋轉、縮放等操作調整，從而

24、直觀快捷并準確地確定出路線線位。在平面設計完成的同時，系統(tǒng)可自動完成全線樁號的連續(xù)計算和平面繪圖。系統(tǒng)支持基于數字化地形圖(圖像)上的上述功能，同時也可方便地將低等級公路外業(yè)期間已經完成的平面線形導入本系統(tǒng)。</p><p>　　(2)斷面交互式動態(tài)拉坡與繪圖</p><p>　　系統(tǒng)在自動繪制拉坡圖的基礎上，支持動態(tài)交互式完成拉坡與豎曲線設計。我們可實時修改變坡點的位置、標高、豎曲線半徑

25、、切線長、外距等參數；對設計者指定的控制點高程或臨界坡度，受控處系統(tǒng)可自動提示控制情況。系統(tǒng)支持以“樁號區(qū)間”和“批量自動繪圖”兩種方式繪制任意縱、橫比例和精度的縱斷面設計圖及縱面縮圖，自動標注沿線橋、涵等構造物，繪圖欄目也可根據需要自由取舍定制。</p><p>　　(3)超高、加寬過渡處理及路基設計計算</p><p>　　系統(tǒng)支持處理各種加寬、超高方式及其過渡變化，進而完成路基設計與

26、計算、方便、準確地輸出路基設計表，可以自動完成該表中平、豎曲線要素欄目的標注。系統(tǒng)在隨盤安裝的“緯地路線與立交標準設計數據庫”的基礎上，通過“設計向導”功能自動為項目取用超高和加寬參數，并建立控制數據文件。</p><p>　　(4)參數化橫斷面設計與繪圖</p><p>　　系統(tǒng)支持常規(guī)模式和高等級公路溝底縱坡設計模式下的橫斷面戴帽設計，同時準確計算并輸出斷面填挖方面積以及坡口、坡腳距離

27、等數據，并可以根據選擇準確扣除斷面中的路槽面積(包括城市道路的多板塊斷面的路槽)?？扇我舛ㄖ贫嗉壧钔诜竭吰潞筒煌问降倪厹吓潘疁?。新版中提供了橫斷面修改和土方數據聯(lián)動功能。系統(tǒng)直接根據設定自動分幅輸出多種比例的橫斷面設計圖，并可自動在圖中標注斷面信息和斷面各控制點設計高程。</p><p>　　1.5.2數據輸入與準備</p><p>　　緯地系統(tǒng)中所有的平、縱、橫基礎數據錄入均開發(fā)有實用

28、、方便的錄入工具(軟件)，如：平面數據(交點)導入/導出、縱斷面數據輸入、橫斷面數據輸入等，減少了數據輸入錯誤，方便使用。</p><p><b>　　1.5.3輸出成果</b></p><p><b>　　1 .繪圖部分</b></p><p>　　(1)路線平面設計圖；</p><p>　　(2

29、)路線縱斷設計圖</p><p>　　(3)橫斷面設計圖；</p><p>　　(4)公路用地圖(表)；</p><p>　　(5)路線總體布置圖；</p><p>　　(6)路線概略與全景透視圖；</p><p>　　(7)互通式立交平面線位數據圖；</p><p>　　(8)立交連接部設計詳

30、圖；</p><p>　　(9)立交連接部路面標高圖。</p><p>　　緯地系統(tǒng)版可批量、高效輸出路線平、縱、橫等所有相關圖紙，我們可單張、多張或一次性輸出打印所有圖紙。</p><p><b>　　2 .出表部分</b></p><p>　　(1)直線及曲線轉角一覽表；</p><p>&l

31、t;b>　　(2)主點坐標表；</b></p><p><b>　　(3)逐樁坐標表；</b></p><p>　　(4)立交曲線表與路線平面曲線元素表；</p><p>　　(5)縱坡與豎曲線表；</p><p><b>　　(6)路基設計表；</b></p>&l

32、t;p><b>　　(7)超高加寬表；</b></p><p><b>　　(8)路面加寬表；</b></p><p>　　(9)路基排水設計表；</p><p>　　(10)公路用地表；</p><p>　　(11)土石方計算表；</p><p>　　(12)邊溝、排

33、水溝設計表；</p><p>　　(13)總里程及斷鏈樁號表；</p><p>　　(14)主要經濟技術指標表；</p><p><b>　　(15)水準點表。</b></p><p><b>　　2 路線設計</b></p><p>　　2.1路線方案的說明和比較</

34、p><p>　　2.1.1 了解資料</p><p>　　首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。</p><p>　　2.1.2定線的原則</p><p>　　根據給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路

35、線方案，應進行比較確定），然后進行紙上定線。</p><p>　　1.在1:2000的小比例尺地形圖上在起，終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據相鄰控制點間的地形、地貌、地質、農田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。</p><p>　　2.對于山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主導；對于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶

36、，選線以路線平面線形為主導。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。</p><p>　　2.1.3定線具體過程</p><p><b>　　（1）試坡：</b></p><p>　　定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一般選5%-5.5%）按計算得等高線間平均長度a(a=等高距/平均縱坡)進行試坡（用

37、分規(guī)卡等高線），將各點連成折線，即均坡線。</p><p><b>　?。?）定導向線：</b></p><p>　　分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質的避讓情況。如有不合理之處，應選擇出須避讓的中間控制點，調整平均縱坡，重新試坡。經過調整后得出的折線，稱為導向線。</p><p><b>　　（3）平面試線：</b

38、></p><p>　　穿直線：按照“照顧多數，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設計的要求，穿線交點，初定路線導線（初定出交點）。敷設曲線：按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平﹑縱﹑橫配合，滿足線形設計和《標準》的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。</p><p><b>　?。?）修正導向線：</b&g

39、t;</p><p>　　縱斷面控制：在平面試線的基礎上點繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標高），進行初步縱坡設計，并根據縱坡設計情況修正平面線形。</p><p>　　橫斷面較核：根據初步縱坡設計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質不良地段等），根據路基橫斷面的情況修平面線形。

40、 </p><p><b>　?。?）定線：</b></p><p&g

41、t;　　經過幾次修正后，最終確定出滿足《標準》要求，平縱線型都比較合適的路線導線，最終定出交點位置（一般由交點坐標控制）</p><p>　　2.2 線形設計一般原則</p><p>　　2.2.1平面線形應與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調</p><p>　　在地勢平坦的平原微丘區(qū)，路線以方向為主導，平面線形三要素中以直線為主；在地勢起伏很大的山嶺重丘區(qū)，路線

42、以高程為主導，為適應地形，曲線所占比例較大。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，不要片面強調路線以直線為主或曲線為主。</p><p>　　2.2.2 保持平面線形的均衡與連貫</p><p>　?。?）長直線盡頭不能接以小半徑曲線。長直線和大半徑曲線會導致較高的車速，若突然出現小半徑曲線，會因減速不及而造成事故。</p><p>　　高

43、、低標準之間要有過渡。同一等級的道路由于地形的變化在指標的采用上會有變（2）化，同一條道路按不同設計速度的各設計路段之間也會形成技術標準的變化。</p><p>　　2.2.3平曲線應有足夠的長度</p><p>　　汽車在曲線路段上行駛，如果曲線過短，司機就必須很快的轉動方向盤，這樣在高速行駛的情況下是非常危險的。同時，如不設置足夠長度的緩和曲線，使離心加速度變化率小于一定數值，從乘客的

44、心理和生理感受來看也是不好的。當道路轉角很小時，曲線長度就顯得比實際短，容易引起曲線很小的錯覺。因此，平曲線具有一定的長度是必要的。</p><p>　　為了解決上述問題，最小平曲線長度一般應考率下述條件確定：</p><p>　　（1）車駕駛員在操縱方向盤時不感到困難</p><p>　　一般按6 s的通過時間來設置最小平曲線長度，當設計車速為80km/h時，平曲

45、線一般值取200m，最小值取125m。</p><p>　　（2）小偏角的平曲線長度</p><p>　　當路線轉角α≤7°時稱為小偏角。設計計算時，當轉角等于7°時，平曲線按6 s行程考慮；當轉角小于7°時，曲線長度與α成反比增加；當轉角小于2°時，按α＝2°計。</p><p>　　2.2.4 確定各平曲線半徑及

46、緩和曲線長度</p><p>　　《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）規(guī)定：當平曲線半徑小于等于250m時應設置加寬；當平曲線半徑大于等于1500m時可以不設置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計算由行車速度、半徑大小、結合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級最大超高不應大于8%，在積雪地區(qū)不宜大于6%。當超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應當設等于路拱坡度的超高值。</p><p

47、>　　高速公路的規(guī)范見表2.1。</p><p>　　表2.1 平曲線規(guī)范規(guī)定匯總表</p><p>　　2.3 平面線形要素的組合類型</p><p>　　平面線形的幾何要素為直線、圓曲線和緩和曲線，這三種基本線形要素可以組合得到很多種平面線形的形式。就公路平面線形設計而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和復合型六種。</p><p

48、><b>　　2.4平面設計方法</b></p><p>　　（1）平面設計的重點</p><p>　　公路平面設計的重點是選線和定線，在滿足技術標準的前提下，路線距離短，挖方量少，土石方平衡時公路平面的主要內容。</p><p>　　（2）平面設計的具體步驟：</p><p>　　資料收集 現場踏勘

49、選線與定線 校核與審核</p><p>　?。?）平面線形設計的基本原則包括：</p><p>　　①平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應，與周圍境相協(xié)調；本設計地區(qū)部分地勢開闊，處于平原微丘區(qū)，路線直捷順適，在面線形三要素中直線所占比例較大。在設計路線中間地段，地勢有較大起伏，路線多彎，曲線所占比例較大。路線與地形相適應，既是美學問題，也是經濟問題和保護生態(tài)環(huán)境的問題，這

50、一點對于該地區(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，片面強調路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的比例都是錯誤的。</p><p>　?、诰€性設計要滿足行駛力學上的要求，同時視覺和心理上的要求我們也要盡量保證。設計時盡量做到線形連續(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60Km/h，在設計中已

51、經考慮到平面線形與縱斷面設計相適應，盡量做到了“平包豎”。</p><p>　?、?保持平面線形的均衡與連貫，故我們要注意各線形要素保持連續(xù)性而不出現技術指標的突變。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。本設計中未曾出現長直線以及高低標準的過渡。</p><p>　?、鼙苊膺B續(xù)急彎的線形，連續(xù)急彎的線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。故在設計中可在曲線間插入足

52、夠的直線或回旋線來避免這一現象的發(fā)生。</p><p>　?、轁M足平曲線長度的要求，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

53、顯著，以致造成駕駛者枉作減速轉彎的操作。一般認為，θ≤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，也不存在小偏角問題。</p><p><b>　　2.5平曲線設計</b></p><p>　　本段線路的主要技術指標見表2.2</p><p>　　表2.2 本路段主要技術指標表</p><p>

54、　　根據本段路線所處路段，綜合全路段的路線走向及線形要求，本路段共有六個交點。</p><p><b>　　平曲線要素計算：</b></p><p>　　取JD1作為算例，具體計算如下：</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　JD1處：</b>

55、;</p><p>　　取圓曲線半徑R=300m，緩和曲線長度確定如下：</p><p><b>　　，，取</b></p><p>　　因此曲線的幾何要素為：偏角α＝63°25′43″，半徑R＝300m，</p><p><b>　　切線長</b></p><p>

56、;<b>　　曲線長</b></p><p><b>　　外矢距</b></p><p><b>　　校正數</b></p><p><b>　　其中 ，，</b></p><p><b>　　主點樁號計算如下：</b></p&

57、gt;<p>　　JD1樁號為K50+370.842， </p><p>　　直緩點樁號：ZH=JD1-347.6=K50+23.242</p><p>　　緩圓點樁號：HY=ZH+200=K50+223.242</p><p>　　曲中點樁號：QZ=ZH+644.2/2=K50+322.1</p><p>　　圓緩點樁號：YH

58、=HZ-200=K50+467.442</p><p>　　緩直點樁號：HZ=ZH+644.2=K50+667.442</p><p>　　以此方法計算 、、，具體結果見設計圖紙《直線、曲線及轉角表》。</p><p><b>　　2.6縱坡設計</b></p><p>　　2.6.1縱坡設計的一般要求</p>

59、;<p>　　(1)在短距離內應避免線形起伏，易使縱斷面線形發(fā)生中斷，視覺不良；</p><p>　　(2)避免“凹陷”路段，若線形發(fā)生凹陷出現隱蔽路段，使駕駛員視覺不適，產生莫測感，影響行車速度和安全；</p><p>　　(3)在較大的連續(xù)上坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近頂部的縱坡宜放緩些；</p><p>　　(4)縱坡變化小的，宜采用較大

60、的豎曲線半徑；</p><p>　　(5)縱斷面線形設計應注意與平面線形的關系，汽車專用公路應設計平、縱面配合良好協(xié)調的立體線形；</p><p>　　(6)縱坡設計應結合沿線自然條件綜合考慮，為利于路面和邊溝排水，一般情況下最小縱坡以不小于0.5%為宜，在受洪水影響的沿河路線及平原區(qū)低速路段應保證路線的最低標高，以免遭受洪水沖刷，而確保路基的穩(wěn)定；</p><p>

61、;　　(7)縱坡設計應爭取填、挖平衡，盡量利用挖方作就近填方，以減少借方和廢方，接生土石方量，降低工程造價；</p><p>　　縱坡設計時，還應結合我過情況，適當照顧當地民間運輸工具，農業(yè)機械、農田水利等方面的要求。</p><p>　　2.6.2坡度限制 </p><p><b>　　（1）最少坡長</b></p><p

62、>　　各級公路的路塹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，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。本設計中最少坡長為0.81%，完全符合規(guī)范。</p><p><b>　?。?）最大坡長</b></p><p>　　汽車沿縱坡向上行駛時，升坡阻力及其他阻力增加,必然導致行車速度降低

63、。一般坡度越大，車速降低越大，這樣在較長的陡坡上，將出現發(fā)動機水箱開鍋 、氣阻、熄火等現象，導致行車條件惡化等現象，為避免此類現象的發(fā)生標準規(guī)定二級公路的最大坡長不能超過6%。本設計中最大坡長為1.58%，完全符合規(guī)范。</p><p>　　2.6.3坡長限制 </p><p>　　在縱坡設計中，坡長過短會使得變坡點增多，形成”鋸齒形”的路段，容易造成行車起伏頻繁，影響公路的服務水平，

64、減小公路的使用壽命。同時如果汽車沿長距離的陡坡上坡時，因需長時間低擋行駛，易引起發(fā)動機效率降低。故為了使汽車能在安全、舒適中進行行駛《公路工程技術標準》規(guī)定坡長限制見表2.3。</p><p>　　表2.3 坡長限制表</p><p><b>　　2.7 縱斷面設計</b></p><p>　　沿著道路中線豎直剖開然后展開即為道路縱斷面，它反映

65、了道路中線地面高低起伏的情況及設計路線的縱向坡度情況，從而可以看出縱向土石方工程的挖填情況。把道路的縱斷面圖與平面圖結合起來，就能完整的表達出道路的空間位置。 </p><p>　　2.7.1 縱坡設計的方法和步驟</p><p><b>　?。?）準備工作</b></p><p>　　縱坡設計前，應先根據中樁和水準記錄點，繪出路線縱斷面圖的

66、地面線繪出平面直線，曲線示意圖，寫出每個中樁的樁號和地面標高以及土壤地質說明資料，并熟悉和掌握全線有關勘測設計資料，領會設計意圖和要求。</p><p>　　（2）標注縱斷面控制點</p><p>　　縱面控制點主要有路線起終點，重要橋梁及特殊涵洞，隧道的控制標高，路線交叉點，地質不良地段的最小填土和最大控梁標高，沿溪河線的控制標高，重要城鎮(zhèn)通過位置的標高及受其它因素限制路線中須通過的控制

67、點、標高等。</p><p><b>　　（3）試坡</b></p><p>　　試坡主要是在已標出“控制點”的縱斷面圖上，根據技術和標準，選線意圖，考慮各經濟點和控制點的要求以及地形變化情況，初步定出縱坡設計線的工作。試坡的要點，可歸納為“前面照顧，以點定線，反復比較，以線交點”幾句話。</p><p>　　前后照顧就是說要前后坡段統(tǒng)盤考慮，

68、不能只局限于某一段坡段上。以點定線就是按照縱面技術標準的要求，滿足“控制點”，參考“經濟點”，初步定出坡度線，然后用三角板推平行線的辦法，移動坡度線，反復試坡，對各種可能的坡度線方案進行比較，最后確定既符合標準，又保證控制點要求，而且土石方量最省的坡度線，將其延長交出變坡點初步位置。</p><p><b>　?。?）調坡</b></p><p>　　調坡主要根據以下

69、兩方面進行：⑴結合選線意圖。將試坡線與選線時所考慮的坡度進行比較，兩者應基本相符。若有脫離實際情況或考慮不周現象，則應全面分析，找出原因，權衡利弊，決定取舍；⑵對照技術標準。詳細檢查設計最大縱坡、坡長限制、縱坡折減以及平縱線形組合是否符合技術標準的要求，特別要注意陡坡與平曲線、豎曲線與平曲線、橋頭接線、路線交叉、隧道及渡口碼頭等地方的坡度是否合理，發(fā)現問題及時調整修正。</p><p>　　調整坡度線的方法有抬高

70、、降低、延長、縮短、縱坡線和加大、減小縱坡度等。調整時應以少脫離控制點、少變動填挖為原則，以便調整后的縱坡與試定縱坡基本相符。</p><p>　　（5）根據橫斷面圖核對縱坡線</p><p>　　核對主要在有控制意義的特殊橫斷面圖上進行。如選擇高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構造物以及其它重要控制點的斷面等。</p><p><b>　?。?）確定縱坡線

71、</b></p><p>　　經調整核對后，即可確定縱坡線。所謂定坡就是把坡度值、變坡點位置（樁號）和高程確定下來。坡度值一般是用三角板推平行線法，直接讀厘米格子得出，要求取值到千分之一。變坡點位置直接從圖上讀出，一般要調整到整10樁位上。變坡點的高程是根據路線起點的設計標高由已定的坡度、坡長依次推算而來。</p><p>　　設計縱坡時還應注意以下幾點：</p>

72、<p>　?。?）在回頭曲線地段設計縱坡，應先按回頭曲線的標準要求確定回頭曲線部分的縱坡，然后向兩端接坡，同時注意回頭曲線地段不宜設豎曲線。</p><p>　　（2）平豎曲線重合時。要注意保持技術指標均衡，位置組合合理適當，盡量避免不良組合情況。</p><p>　?。?）大中橋上不宜設置豎曲線。如橋頭路線設有豎曲線，其起（終）點應在橋頭兩端10m以外，并注意橋上線形與橋頭

73、線形變化均勻，不宜突變。</p><p>　?。?）小橋涵上允許設計豎曲線，為保證路線縱面平順，應盡量避免出現急變“駝峰式縱坡”。</p><p>　?。?）注意交叉口、橋梁及引道、隧道、城鎮(zhèn)附近、陡坡急變處縱坡特殊要求。</p><p>　?。?）縱坡設計時，如受控制點約束導致縱面線形欺負過大，縱坡不夠理想，或則土石方工程量過大而育無法調整時，可用紙上移線的辦法修

74、改平面線形，從而改善縱面線形。</p><p><b>　　（7）計算設計標高</b></p><p>　　根據已定的縱坡和變坡點的設計標高，則可以計算出未設豎曲線以前各樁號的設計標高。</p><p>　　2.7.2平縱組合設計</p><p><b>　?。?）設計原則</b></p>

75、;<p>　　①應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。</p><p>　　②注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡。</p><p>　?、圻x擇組合得當的合成坡度，以利于路面排水和行車安全。</p><p>　?、茏⒁馀c道路周圍環(huán)境的配合，它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導視線的作用。</p><p&

76、gt;　　（2）平曲線與豎曲線的組合</p><p>　?、倨角€與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于平曲線。</p><p>　?、谄角€與豎曲線大小應保持平衡。</p><p>　?。?）明彎與凸、凹豎曲線的組合應合理、悅目。</p><p>　　2.7.3豎曲線設計</p><p>　　豎曲線是設在縱斷面上兩個坡

77、段的轉折處，為了便于行車，起緩和作用的一段曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍二者幾乎沒有差別。 </p><p>　　2.7.2.1豎曲線設計要求</p><p>　　（1）宜選用較大的豎曲線半徑。豎曲線設計，首先確定合適的半徑。在不過分增加工程數量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑，一般都應采用大于豎曲線一般最小半徑的數值，特別是前后兩相鄰縱坡的代數差小時，

78、豎曲線更應采用大半徑，以利于視覺和路容美觀。只有當地形限制或其他特殊困難不得已時才允許采用極限最小半徑。</p><p>　?。?）同向曲線間應避免“斷背曲線”。同向豎曲線，特別是同向凹形豎曲線間如直線坡段不長，應合并為單曲線后復曲線。</p><p>　?。?）反向曲線間，一般由直坡段連續(xù)，亦可以相互直接連接。反向豎曲線間設置一段直坡段，直坡段長度一般不小于計算行車速度行駛3s的行程長度

79、。如受條件限制也可相互直接連接，后插入短直線。</p><p>　?。?）滿足排水要求。</p><p>　　2.7.2 .2豎曲線的限制</p><p>　　為保證行車舒適平順、安全、視距良好及滿足平、豎曲線組合的要求，根據《公路工程設計標準》制定公路工程豎曲線限制見表2.4。</p><p>　　表2.4豎曲線限制表</p>

80、<p>　　豎曲線是設在縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車，起緩和作用的一段曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍二者幾乎沒有差別。 豎曲線的最小半徑和長度。</p><p>　　縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車用一段曲線來緩和，稱為豎曲線。</p><p>　　豎曲線的形式可采用拋物線和圓曲線，在使用范圍上二者幾乎沒有差別，但在設計和計算上，拋物線比圓曲

81、線更為方便。本次設計中采用的是二次拋物線。</p><p>　?。?）凸形豎曲線的最小半徑和最小長度</p><p>　　在縱斷面設計中豎曲線的設計要受眾多因素的限制，其中有三個限制因素決定著豎曲線的最小半徑或長度。分別為：緩和沖擊、行駛時間不過短、滿足視距的要求。根據以上三個限制因素，可計算出個設計速度時的凸形豎曲線最小半徑和最小長度。豎曲線最小長度相當于各級公路設計速度的3S行程。&l

82、t;/p><p>　?。?）凹形豎曲線的最小半徑和最小長度</p><p>　　凹形豎曲線的最小長度，應滿足兩種視距的要求：一是保證夜間行車安全，前燈照明應有足夠的距離；二是保證跨線橋下行車有足夠的視距。根據影響豎曲線 最小半徑的三個限制因素，可計算出凹形豎曲線最小半徑，《標準》規(guī)定的一般最小半徑為極限最小半徑的1.5~2.0倍凹形豎曲線的最小長度同凸形豎曲線。</p><

83、p>　　2.7.2.3 豎曲線諸要素的計算：</p><p>　　(1) 計算豎曲線要素</p><p>　　如圖2.2所示，i1和i2分別為兩相鄰兩縱坡坡度，ω= i2- i1，ω為“+”時，表示凹形豎曲線；ω為“-”時，表示凸形豎曲線。</p><p>　　圖2.2 豎曲線要素示意圖</p><p>　　豎曲線長度L或豎曲線半徑R：

84、</p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　豎曲線切線長T：</b></p><p>　　豎曲線任意一點豎距h： </p><p><b>　　豎曲線外距E：</b></p><p>　　或 &l

85、t;/p><p>　　2.7.3縱斷面線性設計的基本要求</p><p>　　縱斷面的設計主要就是根據汽車的動力特性、道路等級、當地的自然地理條件以及工程經濟性等，在變化起伏的空間線中選取合適的組合、搭配，以便達到行車安全迅速、運輸經濟合理及乘客感覺舒適的目的。</p><p>　　2.7.4縱斷面設計原則</p><p>　　縱斷面設計的主要內

86、容是根據道路等級、沿線的自然地理條件和構造物控制標高等，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?；疽笫强v坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當、平面與縱斷面組合設計協(xié)調、以及填挖經濟、平衡?？v坡設計的一般要求為：</p><p>　　(1)縱坡設計必須滿足《公路工程技術標準》（JTG B01－2003）的各項規(guī)定。</p><p>　　(2)為保證車輛能以一定速度安

87、全順適地行駛，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，和理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應避免設置反坡段。</p><p>　　(3)縱坡設計應對沿線地形、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。</p><p>　　(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

88、近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。</p><p>　　(5)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。</p><p>　　(6)對連接段縱坡，如大、中橋引道等，縱坡應和緩、避免產生突變。</p><p>　　(7)在實地調查基礎上，充分考慮通道、水利等方面的要求。</p><p>　　(8)設置回

89、頭曲線地段，拉坡時應按回頭曲線技術標準先定出該地段的縱坡，然后從兩端接坡，應注意在回頭曲線地段不宜設豎曲線。</p><p>　　(9)大、中橋上不宜設置豎曲線，橋頭兩端豎曲線的起、終點應設在橋頭10m以外。</p><p>　　(10)小橋涵允許設在斜坡地段或豎曲線上，為保證行車平順，應盡量避免在小橋涵處出現“駝峰式”縱坡。</p><p>　　(11)注意平面交

90、叉口縱坡及兩端接線要求。道路與道路交叉時，一般宜設在水平地段，其長度應不小于最短坡長規(guī)定。兩端接線縱坡應不大于3%，山區(qū)工程艱巨地段不大于5%。</p><p>　　(12)拉坡時如受“控制點”或“經濟點”制約，導致縱坡起伏過大，或土石方工程量太大，經調整仍難以解決時，可用紙上移線的方法修改原定縱坡線。</p><p>　　2.7.5縱斷面設計的基本步驟</p><p&

91、gt;　　（1）在所確定的路線上，確定加樁路線的地面高程，其高程值詳見縱斷面圖，繪出地面線。標出里程樁號和平面線形信息。</p><p>　?。?）確定控制點。控制點包括：路線起終點；大中橋涵；地質不良地段的最小填土高度和最大挖深；對于二級公路同時也要考慮到填挖平衡。</p><p>　?。?）在這些控制點間穿插，初步定出坡度線。</p><p>　　（4）調整坡度

92、線。檢查各指標是否滿足，使道路的平縱線形協(xié)調，同時考慮排水和路基設計的基本要求。 </p><p>　?。?）在完成拉坡的縱斷面圖上，通過坡度和坡長計算縱斷面上的設計高程。</p><p><b>　　2.8 橫斷面設計</b></p><p>　　2.8.1橫斷面設計步驟</p><p>　　(1)根據外業(yè)橫斷面測量

93、資料點繪橫斷地面線。</p><p>　　(2)根據路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關資料（如路基寬度、加寬值、超高橫坡、緩和段長度、平曲線半徑等）抄于相應樁號的斷面上。</p><p>　　(3)根據地質調查資料，示出土石界限、設計邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸。</p><p>　　(4)繪橫斷面設計線，又叫“戴帽子”。設計線應包括路基邊溝、邊坡、截水溝、加固

94、及防護工程、護坡道、碎落臺、視距臺等，在彎道上的斷面還應示出超高、加寬等。一般直線上的斷面可不示出路拱坡度。</p><p>　　(5)計算橫斷面面積（含填、挖方面積），并填于圖上。</p><p>　　由圖計算并填寫逐樁占地寬度表、路基設計表、路基土石方計算表及公里路基土石方數量匯總表。</p><p>　　2.8.2一般路基設計</p><p

95、>　　路基設計的一般規(guī)定有下面幾種：</p><p>　　(1)路基設計之前，應做好全面調查研究，充分收集沿線地質、水文、地形、地貌、氣象、地震等設計資料。</p><p>　　(2)路基設計應根據當地自然條件和工程地質條件，選擇適當的路基橫斷面形式和邊坡坡度。</p><p>　　(3)沿河路基邊緣標高，應不低于路基設計洪水頻率的水位加雍水高、波浪侵襲高，以

96、及0.5 m的安全高度；并根據沖刷情況，設置必要的防護設施。沿河路基廢方應妥善處理，以免造成河床堵塞、河流改道或沖毀沿線構造物、房屋等不良后果。</p><p>　　公路的橫斷面，是指公路中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線所構成的。其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護坡道以及隔離柵、環(huán)境保護等設施。</p><p>　　公路橫斷面的組成和各部分的尺寸

97、要根據設計交通量、交通組成、設計車速、地形條件等因素。在保證必要的通行能力和交通安全與通暢前提下，盡量做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大經濟效益與社會效益。</p><p>　　2.8.3 路堤和路塹邊坡坡度的確定</p><p>　　由《公路路基設計規(guī)范》，結合實際的工程地質條件綜合考慮：路堤邊坡坡度取為1：1.5～1：1.75；路塹邊坡取為1：0.5～1：0.75。</p>

98、;<p>　　設計時需要滿足以下一些要求：</p><p>　?。?）設計應符合公路建設的基本原則和現行《公路工程技術標準》規(guī)定的具體要求。</p><p>　　（2）設計時應兼顧當地農田基本建設的需要，盡可能與之相配合，不得任意減、并農田排灌溝渠。</p><p>　?。?）路基穿過耕種地區(qū)，為了節(jié)約用地，如當地石料方便，可修建石砌邊坡。</p

99、><p>　　（4）沿河線的橫斷面設計，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。</p><p><b>　　2.8.4路肩</b></p><p><b>　?。?）路肩的作用</b></p><p><b>　?、僦踝饔?；</b></p><p>　?、诠┡R時停

100、車或堆料；</p><p>　?、墼黾佑行熊嚨缹挾?；</p><p>　?、芴峁┑缆佛B(yǎng)護作業(yè)、埋設地下管線的場地；</p><p>　?、菥酿B(yǎng)護的路肩，能增加公路的美觀。</p><p><b>　?。?）路肩的構成</b></p><p>　　硬路肩：有路面鋪裝的路肩。</p>

101、<p>　　土路肩：加固路肩；粒料改善土；混凝土預制塊鋪裝。</p><p><b>　?。?）路肩的寬度 </b></p><p>　　我國現行的《公路工程技術標準》匯總了各省市的情況，明確規(guī)定了各級公路的路肩寬度，見表2.5。</p><p>　　2.5各級公路路肩寬度</p><p>　　本設計中路肩寬

102、度采用0.75m的土質路肩和2m的硬質路肩。</p><p>　　2.8.5分隔帶的作用及其寬度</p><p>　?。?）中間帶的作用：</p><p>　?、賹⑸?、下行車流分開。</p><p>　?、谧髟O置公路標志牌及其它交通管理沒施的場地，也可作為行人的安全島使用。</p><p>　?、鄯指魩ХN植花草灌木或設

103、置防眩網，可防止對向車輛燈光眩目，還可起到美化路容和環(huán)境的作用。</p><p>　?、苈肪墡Э梢龑я{駛員視線。</p><p>　?。?）中間帶的寬度見表2.6。</p><p>　　表2.6 中間帶寬度</p><p>　　2.8.6路拱及超高</p><p>　?。?）路拱及路肩的橫坡度</p>&

104、lt;p>　?、俾饭皺M坡度：對于不同類型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考慮當地的自然條件選用不同的路拱坡度。</p><p>　?、?路拱的形式：拋物線形；直線接拋物線形；折線形。 </p><p><b>　?、勐芳鐧M坡度：</b></p><p>　　土路肩：橫坡度較路面宜增大1.0％～2.0％；</p>&l

105、t;p>　　硬路肩：一般情況下橫坡度與行車道橫坡度相同。</p><p><b>　　2.8.7 超高</b></p><p><b>　?。?）超高設計</b></p><p><b>　　一般組成：</b></p><p>　?、傩熊嚨溃汗飞瞎└鞣N車輛行駛總稱，有快

106、、慢車道。</p><p>　　②路肩：位于行車道外緣，具有一定寬度的帶狀結構部分。</p><p>　?、圻吰拢簽楸ＷC路基穩(wěn)定，在路基兩側做成的坡面。</p><p>　?、苓厹希簽閰R集、排除路面、路肩及邊坡的流水，在路基內側設的縱向水溝。</p><p>　?、葜虚g帶：高速公路及一級路中用于分隔對向車輛的組成部分。</p>

107、<p>　　圖2.3標準橫斷面圖</p><p>　　高速公路設計時速為80km/h時，當平曲線半徑小于2500m時為讓汽車在曲線上行駛時能夠獲得一個指向曲線圓心的橫向分力，以克服離心力對行車的影響應設置超高。</p><p><b>　?。?）曲線超高</b></p><p>　　本設計中超高的設置方法采用的是繞中央分隔帶邊線旋轉的

108、方法，超高的形成過程包括提肩階段、雙坡階段和旋轉階段。</p><p>　　2.8.8 超高過渡方式</p><p>　　（1）無中間帶道路的超高過渡 </p><p>　　繞路面內邊緣旋轉：一般用于新建工程。</p><p>　　繞路中線旋轉：一般用于改建工程。</p><p>　　繞路面外邊緣旋轉：可在特殊設計時采

109、用。</p><p>　?。?）有中間帶公路的超高過渡</p><p>　　①繞中間帶的中心線旋轉：中間帶寬度較窄（≤4.5m）的公路可采用；</p><p>　　先將外側行車道繞中央分隔帶邊緣旋轉，待達到與內側行車道構成單向橫坡后，整個斷面一同繞中心線旋轉，直至超高橫坡度值。此時中央分隔帶呈傾斜狀。中間帶寬度較窄（≤4.5m），中等超高率時可采用。</p&g

110、t;<p>　　② 繞中央分隔帶邊緣旋轉：各種寬度中間帶的均可采用；</p><p>　　將兩側行車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉，使之各自成為獨立的單向超高斷面，此時中央分隔帶維持原水平狀態(tài)。各種寬度的中間帶都可以用。</p><p>　?、劾@各自行車道中線旋轉：車道數大于4條的公路可采用；</p><p>　　將兩側行車道分別繞各自的中心線旋轉，使之各

111、自成為獨立的單向超高斷面，此時中央分隔帶兩邊緣分別升高與降低而成為傾斜斷面,對于車道數大于4條的公路可采用。</p><p><b>　　2.8.9超高計算</b></p><p>　　路基設計調和一般是指路肩邊緣的高程，在超高設置段路基及中線的填、挖高度內改變，因此在該段應對超高值進行計算。</p><p>　　(1)最大超高和最小超高<

112、;/p><p>　　超高橫坡度ih應按計算行車速度、半徑大小、結合路面種類、自然條件和車輛組成等情況確定。</p><p>　　我國2004年實施的《公路工程技術標準》對橫向力系數及超高值的推薦值見表2.7。</p><p>　　表2.7圓曲線最小半徑橫向力系數及超高值</p><p>　　本設計采用6%為超高值。 </p>&l

113、t;p>　　最小超高：等于路面拱度。</p><p>　　(2)超高橫坡度計算公式：</p><p>　　得出 </p><p>　　下面是計算各超高緩和段上各斷面的超高值，公式摘錄如表2.8：</p><p>　　表2.8中線旋轉超高值計

114、算公式</p><p><b>　　以樁號JD1為例：</b></p><p>　　LS=150m ， V=80km/h ， R=300m ， 查得ib=6.0%</p><p>　　， LC< LS ，取</p><p><b>　　—路面寬度；</b></p><p&g

115、t;<b>　　—路肩寬度；</b></p><p><b>　　—路拱坡度；</b></p><p><b>　　—路肩坡度；</b></p><p><b>　　—超高橫坡度；</b></p><p><b>　　—超高緩和段長度；</

116、b></p><p>　　—路基坡度由變?yōu)樗枰木嚯x，一般可取1.0m；</p><p>　　—與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離；</p><p>　　— 超高緩和段中任一點至起點的距離；</p><p>　　—路肩外緣最大抬高值；</p><p>　　—路中線最大抬高值；</p>

117、<p>　　—路基內緣最大降低值；</p><p>　　—X距離處路基外緣抬高值；</p><p>　　—X距離處路中線抬高值；</p><p>　　—X距離處路基內緣降低值；</p><p><b>　　—圓曲線加寬值；</b></p><p>　　—距離處路基加寬值；</p&g

118、t;<p>　　以上長度單位均為m。</p><p><b>　　2.9 橋梁設計</b></p><p>　　2.9.1 橋涵的布置</p><p>　　橋涵應根據公路功能、等級、通行能力及抗洪防災要求，結合水文、地質、通航、環(huán)境等條件進行綜合設計。</p><p>　　2.9.2橋涵的布置原則 &

119、lt;/p><p>　?。?）橋涵設計應遵循適用、經濟、安全和適當美觀的原則，并使小橋涵與公路等級、任務、使用性質和規(guī)范的需要相適應。</p><p>　?。?）因地制宜，就地取材和便于施工養(yǎng)護。</p><p>　　（3）與農田水利密切配合。</p><p>　　2.9.3橋涵位置的選擇</p><p>　?。?）天然河

120、流與路線相交處（上游匯水面積大于0.1km2時應設置）。</p><p>　　（2）農田灌溉區(qū)與路線相交處（包括通過大片梯田影響灌溉時應設置）。</p><p>　　由于本段線路多沿河道，山區(qū)，所以線路中設計了很多的橋梁隧道。并且有特大橋和特長隧道。</p><p>　　根據以上條件本段的橋設計里程 如表2.9。</p><p><b&