道路工程的畢業(yè)設(shè)計模板

.z.摘要本設(shè)計是從信陽到**的*段高速公路的設(shè)計，該段路線總長為3050m。本設(shè)計中設(shè)計車速為120km/h，雙向八車道,路基寬度為45m，設(shè)置中央分隔帶，行車道寬3.75m，硬路肩3m，土路肩0.75m。在平面設(shè)計中，通過方案比選確定最終線路，此線路中有三個平曲線?？v斷面設(shè)計，主要包括三個豎曲線的設(shè)計。橫斷面設(shè)計中，確定路面橫斷面的形式，土石方的數(shù)量的計算和調(diào)配。在路基設(shè)計中，主要是確定路基的橫斷面形式和邊坡的形式。路面設(shè)計中，確定了路面的構(gòu)造層次。專題設(shè)計的主要內(nèi)容包括對蓋板、根底、臺身和洞口建筑的設(shè)計。最后利用工程造價軟件得出比照方案和選定方案的工程預(yù)算。關(guān)鍵詞：高速公路設(shè)計；路基設(shè)計；路面設(shè)計；涵洞；工程預(yù)算ABSTRACTThisdesignisthedesignofasectionofahighwayfrom*inyangto*iangyang.Thesec-tionofrouteis3050m.Inthisdesign,thespeedofdesignis120km/h,two-wayeightlane,subg-gadewidthof45m,settingupthecentralsepartionbelt,lanewidth3.75m,hardshoulder3m,soilshoulder0.75m.Inthegraphicdesign,therearethreehorizontalcurveinthisline,determinedbythesche-mecomparison.Longitudinalsectiondesign,designmainlyincludesthreeverticalcurve.Thecross-sectiondesign,determinetheroadcrosssectionform,calculationandallocationofearth-workquantity.Inthedesignofroadbed,mainlydeterminetheembankmentcross-sectionandtheformoftheslopeform.Thedesignofpavementstructure,pavementwasdetermined.Themaincontentsofdesignprojectincludethedesignofthecover,foudation,abutmentandthebuilding.Finallydrawprojectbudgetofthecomparisonschemeusingtheengineeringcostprojectsoftware.Keywords:highwaydesign;roadbeddesign;pavementdesign;culverts;projectbudget-.z.目錄第一章總論11.1設(shè)計任務(wù)11.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)11.3本次設(shè)計技術(shù)指標(biāo)21.4設(shè)計總體情況3第二章平面設(shè)計42.1沿線地質(zhì)工程條件及評價4地形、地貌及氣候條件4地質(zhì)構(gòu)造42.1.3地質(zhì)水文評價52.1.4筑路材料評價52.2選線62.2.1布線原則62.2.2選線步驟62.2.3選線過程7方案比選72.3平面線形要素及設(shè)計原則8平面線形要素82.3.2設(shè)計原則92.4平面線設(shè)計102.4.1平面線形總體設(shè)計102.4.2平面線形各參數(shù)數(shù)據(jù)112.4.3具體設(shè)計過程112.5平面設(shè)計的整理19第三章縱斷面設(shè)計203.1縱斷面設(shè)計原則203.2縱斷面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)20縱坡設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)203.2.2豎曲線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)213.3平縱組合設(shè)計223.3.1平縱組合設(shè)計原則223.3.2直線與縱斷面的組合223.3.3平曲線與縱斷面的組合223.4縱斷面設(shè)計233.4.1縱斷面設(shè)計過程233.4.2縱斷面具體設(shè)計過程243.4.3豎曲線要素計算253.4.4豎曲線上任意點設(shè)計高程計算253.4.5直線段設(shè)計計算高程263.4.6反算反向曲線間的直線距離263.5縱斷面設(shè)計整理27第四章橫斷面設(shè)計284.1橫斷面構(gòu)造及尺寸284.1.1行車道284.1.2中間帶284.1.3路肩284.1.4路基寬度294.1.5路拱294.1.6路基294.2路基橫斷面294.2.1路堤304.2.2路塹304.2.3填挖結(jié)合路基304.3橫斷面設(shè)計304.3.1橫斷面設(shè)計過程304.3.2橫斷面布置過程314.3.3路基土石方數(shù)量計算354.3.4路基土石方調(diào)配364.4橫斷面設(shè)計整理38第五章路基排水395.1邊坡的設(shè)計395.2邊溝排水405.2.1排水邊溝斷面尺寸確定405.22設(shè)計徑流量40匯流歷時檢驗41第六章路面設(shè)計446.1路面構(gòu)造組合設(shè)計446.2路面構(gòu)造設(shè)計446.3路面構(gòu)造層厚度設(shè)計456.3.1相關(guān)資料和控制指標(biāo)456.3.2具體設(shè)計過程45第七章涵洞設(shè)計527.1蓋板計算527.1.1設(shè)計資料527.1.2外力計算537.1.3內(nèi)力計算及驗算547.2臺身及根底計算577.2.1設(shè)計資料577.2.2臺身驗算577.3基底應(yīng)力驗算617.4洞口建筑63第八章工程預(yù)算648.1預(yù)算概要648.2預(yù)算編制的依據(jù)648.3預(yù)算編制程序658.3.1準(zhǔn)備工程658.3.2公路工程預(yù)算費用組成658.3.3公路工程建立各項費用的計算方式658.3.4公路工程預(yù)算完成的表格67參考文獻(xiàn)68附錄70致71-.z.第一章總論1.1設(shè)計任務(wù)根據(jù)給定的地形圖、沿線的土壤、地質(zhì)、水文資料等，選擇適合路線起終點，結(jié)合公路等級、交通量、路線段地形地貌等，嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展設(shè)計，并盡量滿足"經(jīng)濟(jì)、適用、平安、美觀、環(huán)保〞的設(shè)計宗旨，同時充分考慮沿線環(huán)境保護(hù)，綜合各項指標(biāo)。完成江南高速第一合同段K0+000-K3+050標(biāo)段設(shè)計。設(shè)計應(yīng)包括路線平面設(shè)計、路線縱斷面設(shè)計、路線橫斷面設(shè)計、路基防護(hù)工程及排水設(shè)計、路面構(gòu)造設(shè)計等。為使行車舒適平安，各項指標(biāo)盡量不采用極限值。1.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)路段預(yù)測交通量，結(jié)合工程的功能作用以及沿線地形、地質(zhì)、氣候條件，設(shè)計時全線采用完全控制出入的8車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)(具體計算過程如下)，設(shè)計為車速為120km/h，路基為整體式寬度為45米，路面類型為瀝青混凝土路面。在選用各項指標(biāo)時，取一般值或大于一般的值，防止取極限值，使設(shè)計在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)上都占優(yōu)，根據(jù)"公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)"〔JTGB01-2003〕"公路路線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)"〔JTJD20-2006〕及"公路路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)"〔JTGD30-2004〕，各項具體指標(biāo)見表1.1：表1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)序號指標(biāo)名稱單位技術(shù)指標(biāo)1公路等級高速公路2設(shè)計行車速度km/h1203平曲線一般最小半徑m10004平曲線極限最小半徑m6505不設(shè)超高平曲線半徑路拱≤2.0%m55006路拱＞2.0%m7507不設(shè)加寬平曲線半徑m>2508豎曲線一般最小半徑凸m170009凹m6000表1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔續(xù)〕序號指標(biāo)名稱單位技術(shù)指標(biāo)10豎曲線極限最小半徑凸m1100011凹m400012豎曲線最小長度〔m〕m10013緩和曲線最小長度m10014平曲線長度m一般值1000最小值20015最小縱坡長度m30016最大縱坡坡度％317最大縱坡長度(縱坡為3%時)m90018路基寬度m4519路基設(shè)計洪水頻率％1/10020路面構(gòu)造瀝青混凝土1.3本次設(shè)計技術(shù)指標(biāo)本設(shè)計標(biāo)段，路線長3050m。具體使用參數(shù)如表1.2，表1.3，表1.4。表1.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路等級高速公路設(shè)計時速〔km/h〕120平面交點數(shù)3縱面變坡點4路基寬度〔m〕45路拱〔%〕2路基設(shè)計洪水頻率1/100路面構(gòu)造瀝青路面表1.3平面線設(shè)計參數(shù)交交點數(shù)據(jù)參數(shù)起點JD1JD2JD3終點坐標(biāo)N(*)3548200.943547635.803546691.093545701.403545239.65左邊E(Y)517902.92517858.83518277.58518403.49518287.3846半徑--1050m1300m1500m--轉(zhuǎn)角值28°21′29.2″16°39′09.5″21°21′51.7″直線長度--134.0967m242.8904m189.0137m25.1559m--表1.3平面線設(shè)計參數(shù)〔續(xù)〕交交點數(shù)據(jù)參數(shù)起點JD1JD2JD3終點切線長--432.754m357.691m450.963m--緩和曲線--330m335m335m--圓曲線--186.6895m43.8362m294.3175m--外距--37.528m17.46m29.624m--表1.4縱斷面設(shè)計參數(shù)變變坡數(shù)據(jù)參數(shù)起點變坡點1〔JD1〕變坡點2〔JD2〕變坡點3〔JD3〕邊坡點4〔JD4〕終點地面高程(m)53.105557.458951.760954.608540.562448.9538豎曲線類型--凸凹凸凹--半徑--16000m7000m13000m10000m--直坡段長(m)--374.432381.590335.831472.035473.362--坡率〔%〕--0.837-0.9820.527-1.81.332--切線長--145.568m52.841m151.328m156.638m--外距--0.662m0.199m0.881m1.227m--1.4設(shè)計總體情況本次設(shè)計路線總長3050m，共設(shè)置12個控制點，3個交點，小橋2座，涵洞5個〔其中混凝土箱涵3個，圓管涵2個〕。縱斷面設(shè)置有4個變坡點。設(shè)置有擋墻以保護(hù)路堤。各個設(shè)計細(xì)節(jié)具體參見以下章節(jié)。-.z.第二章平面設(shè)計2.1沿線地質(zhì)工程條件及評價地形、地貌及氣候條件該標(biāo)段位于信陽市潢川縣內(nèi)，潢川地處大別山測洪積扇向淮北平原過渡地帶，地質(zhì)構(gòu)造屬淮陽古陸邊緣的一局部，地貌為剝蝕類型，地勢南高北低，略向東北傾斜。境內(nèi)淮鳳崗、七里崗、黃寺崗與寨河、潢河、白露河、春河"三崗四河〞相間分布，淮河沿縣北側(cè)東流，將全縣地貌分為三個類型：南部為低山丘陵，面積占11.4%，中北部為壟崗，面積占65.7%，沿河為平原洼地，面積占22.9%。路線經(jīng)過的地方主要為壟崗和平原洼地。潢川位于亞熱帶北部的邊緣，為亞熱帶向暖溫帶過渡的季風(fēng)濕潤氣候。年均日照時數(shù)2092小時，太陽輻射量118.25千卡/平方厘米，無霜期226天，全年平均降雨量1039毫米。潢川縣土壤類型多種多樣，共有三個土類、7個亞類、17個土屬、61個土種，其中水稻土占68%，黃棕壤土占26.4%，潮土占5.6%。2.1.2地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)大地構(gòu)造位于秦嶺緯向構(gòu)造帶東段南支。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，褶皺為次。由于受淮陽山字型構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造在延伸方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，呈北西西向展布。斷裂構(gòu)造具多期性、繼承性、復(fù)合性、等間距性。褶皺構(gòu)造僅發(fā)育太古界與元古界區(qū)域變質(zhì)巖系地層中。褶皺構(gòu)造分布于圖幅南部，為桐柏大別復(fù)背斜，復(fù)背斜翼部發(fā)育一束背斜、向斜相間且軸向相互平行的次級褶皺構(gòu)造。如涂家大灣背斜、李家垅背斜等。斷裂構(gòu)造,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，不同規(guī)模、不同性質(zhì)、不同級別、不同序次、不同構(gòu)造體系的斷裂構(gòu)造均較發(fā)育?，F(xiàn)僅對區(qū)內(nèi)主要代表性斷層分述如下：桐柏－商城斷層,西起桐柏東至商城，是本區(qū)最大的區(qū)域性斷層。它控制著蘇家河群與信陽群的分布，桐商斷層呈280o方向展布，傾向以西南為主，傾角陡。寬度100－1000m不等。糜棱巖化和白云母片理化帶發(fā)育，局部充填粗晶石英，南側(cè)往往伴隨輝長巖。桐商斷層經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，構(gòu)造性質(zhì)具明顯壓性特征。航磁圖上為線性正磁異常，反映了斷層擠壓帶及輝長巖帶的帶狀分布。平行于桐商斷層的次級斷層較為發(fā)育。龜山－梅山斷層,西起龜山東至梅山，呈290o－300o方向展布，傾角55o-65o。斷裂面沿走向和傾向均呈舒緩波狀。斷裂寬數(shù)十米至數(shù)百米，在地貌上呈現(xiàn)明顯陡階。斷裂兩側(cè)形成規(guī)模較大的擠壓片理化帶，構(gòu)造角礫巖帶。斷裂構(gòu)造充填物為糜棱巖、構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造透鏡體、斷層泥。構(gòu)造性質(zhì)具壓－－壓扭特征。柳河斷層分布于武勝關(guān)至李家寨一線，呈東北向展布。斷層傾向270o－300o,傾角40o－80o，厚度5—10m，長度大于22km。斷層內(nèi)充填物主要是粗中晶石英脈與細(xì)晶石英脈。構(gòu)造構(gòu)造面具鋸齒狀追蹤張的形跡，也具扭性局部特征。它明顯的將東西向或近東西向斷層切斷，扭動方向早期東盤向北扭，晚期向南扭，造成巖體向北錯斷，脈體向南錯開的現(xiàn)象。構(gòu)造性質(zhì)屬于以張為主的張扭性斷層。澀港斷層分布于澀港至三里城一線，呈東北向展布。斷層傾向130o-140o，傾角50o-70o，厚度5—20m，長度大于23km。斷層切斷區(qū)內(nèi)諸地層與巖體。斷層充填物，中粗晶石英脈、硅化碎裂巖、糜按巖。構(gòu)造性質(zhì)為張扭性。派生的次級構(gòu)造頗為發(fā)育。楊店斷層分布于楊店－倒座一線，呈北西向展布。傾向40o－50o，傾角50o－80o，出露寬度5－100m，長度25km。斷層上盤為中元古界信陽群，下盤為燕山晚期侵入體。斷層充填物為蝕變碎裂花崗巖、石英斑巖、花崗巖。斷層白云母片理化帶發(fā)育，構(gòu)造性質(zhì)以壓性為主的壓扭性斷裂。2.1.3地質(zhì)水文評價區(qū)內(nèi)水系主要為淮河水系。路線通過區(qū)域，主要由于溝渠滲漏、農(nóng)田用水及大氣降水形成，分布不均，無統(tǒng)一水位，會造成不良地質(zhì)。2.1.4筑路材料評價沿線花崗巖儲量豐富，開采方便，巖質(zhì)堅硬，料、塊、片石材料非常豐富。此外，淮河及沿線天然河流中，卵碎石和天然砂儲量較豐富，便于采購。砂礫石主要用于混凝土細(xì)骨料和路面底基層，能滿足線路建〔構(gòu)〕筑物要求。水泥，鋼材，木材可在當(dāng)?shù)貐^(qū)縣物資公司采購。筑路材料采挖和采購方便，在沿線的護(hù)坡、擋墻及石拱涵的施工時，可以從沿線就進(jìn)的采石場購置塊石、片石等石材。便于合理利用沿線的材料，也可降低工程費用，節(jié)約資源。2.2選線2.2.1路線位于壟崗和平原洼地，在布線時充分考慮地形地貌因素，進(jìn)展布線。應(yīng)針對路線所經(jīng)地域的生態(tài)環(huán)境、地形和地質(zhì)的特性與差異，按擬定的各控制點，由面到帶，由帶到線，由淺入深，由輪廓到具體，進(jìn)展比擬、優(yōu)化與論證。同一起終點內(nèi)有多個可行方案時，應(yīng)對各個方案進(jìn)展同等深度比擬。影響選擇控制點的因素多且相互關(guān)聯(lián)、又相互制約，應(yīng)根據(jù)公路功能和使用任務(wù)，全面權(quán)衡、分清主次，處理好全局與局部的關(guān)系，并注意由于局部難點的突破而引起的關(guān)系轉(zhuǎn)換給全局帶來的影響。應(yīng)對路線所經(jīng)區(qū)域、走廊帶及其沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)展深入調(diào)查勘測，查清其對公路工程的影響程度。遇到有滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、泥沼等不良工程地質(zhì)的地段應(yīng)慎重對待，視其對路線的影響程度，分別對繞、避、穿等方案進(jìn)展論證比選。當(dāng)必須穿過時，應(yīng)中選擇適宜的位置，縮小穿越范圍，并采取切實可行的工程措施。應(yīng)當(dāng)充分利用建立用地，嚴(yán)格保護(hù)農(nóng)用耕地。國家文物是不可再生的文化資源，路線應(yīng)盡量避讓不可移動的文物。保護(hù)生態(tài)，并同當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)景觀相協(xié)調(diào)。高速公路、具有干線功能的一級公路同作為路線控制點的城鎮(zhèn)相連接時，以接城市環(huán)線或以直線連接為宜，并與城市開展規(guī)劃相協(xié)調(diào)。路線設(shè)計是立體線形設(shè)計，在選線時即考慮平、縱、橫面得相互間組合與合理配合。2.2.選線可采用紙上定線或現(xiàn)場定線的方法。高速公路、一級公路應(yīng)采用紙上定線并現(xiàn)場核定的方法。選線應(yīng)在廣泛收集與路線方案有關(guān)的規(guī)劃、方案、統(tǒng)計資料，相關(guān)部門的個中國地形圖、地質(zhì)、氣象等資料的根底上，深入調(diào)查、勘測，并運用遙感、航測、GPS、數(shù)字技術(shù)等新技術(shù)，確保其勘測工作的廣度、深度和質(zhì)量，以免遺漏有價值的比擬方案。2.2.3選線過程在電子地圖上整體觀察，記住根本的控制點，然后進(jìn)展選線。選好控制點，以備選線時考慮。記住需要繞避的河流，大型廠礦，山丘等。開場選線，根據(jù)預(yù)先選好的控制點根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)展選線。選線好了之后，再從不同的角度考慮，選擇備選路線，以備考慮更改路線。在選好的路線上，設(shè)置平曲線，根據(jù)地形地貌和需要繞避的構(gòu)筑物和自然狀況，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇適宜的曲線半徑和緩和曲線〔盤旋線〕長度。初步選線確定后，再根據(jù)地圖上的地形地貌、地貌作方案修改以到達(dá)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)與地形、地貌相融合。選擇合理的路線，控制造價，節(jié)約資源。2.2.4方案比選該地區(qū)地形起伏不大，設(shè)計車速為120km/h，考慮道路等級和沿線地質(zhì)水文情況，結(jié)合道路線形設(shè)計的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和根本原則進(jìn)展選線。本地區(qū)的池塘、溝渠比擬多，應(yīng)盡量防止，此外還有盡量避開村莊，減少拆遷的費用。因此本次設(shè)計選線的過程主要是處理好路線與沿線建筑物，按照全面布局，逐段安排原則，本設(shè)計總共選用了兩條路線，以便進(jìn)展方案的比選，從而選出最優(yōu)路線。方案一：從點〔3548200.936，5179029.154〕開場，到達(dá)點〔3545239.653，518287.3846〕，線路總長為3050m。該線路高差相對較小，所經(jīng)區(qū)域大局部是農(nóng)田，池塘，土石方工程量相對較小。該線路設(shè)置三條平曲線，第一條平曲線起點〔3548067.244，517892.498〕，終點〔3547240.160，518034.229〕，圓曲線轉(zhuǎn)角為28°21′29.2″，R=1050m，緩和曲線長度為330m；第二條平曲線起點〔3547018.10，518132.645〕，終點〔3546336.258，518322.719〕，圓曲線轉(zhuǎn)角為16°39′09.5″，R=1300m，緩和曲線長度為335m；第三條平曲線起點〔3546148.756，518346.574〕，終點〔3545264.049，518293.518〕，圓曲線轉(zhuǎn)角為21°21′51.7″，R=1500m，緩和曲線長度為335m。方案二：從點〔3548200.936，5179029.154〕開場，到達(dá)點〔3545239.653，518287.3846〕，線路總長為3102.007m。該線路高差相對較小，所經(jīng)區(qū)域大局部是池塘，由于過多的經(jīng)過池塘?xí)哟舐坊幚淼谋惧X，其中經(jīng)過村莊附近時，縱斷面設(shè)計時，由于防止拆遷，不能滿足平豎曲線組合的原則。該線路設(shè)置三條平曲線，第一條平曲線起點〔3547380.307，517984.499〕，終點〔3546817.793，518159.614〕，圓曲線轉(zhuǎn)角為25°45′24.2″，R=1100m，緩和曲線長度為160m；第二條平曲線起點〔3546586.189，518300.946〕，終點〔3546035.056，518463.352〕，圓曲線轉(zhuǎn)角為30°01′49.1″，R=800m，緩和曲線長度為165m；第三條平曲線起點〔3545953.789，518465.343〕，終點〔3545430.700，518367.166〕，圓曲線轉(zhuǎn)角為24°04′05.9″，R=900m，緩和曲線長度為160m。綜合考慮設(shè)計本錢和設(shè)計線性的平安性，方案一為最終選定方案。2.3平面線形要素及設(shè)計原則道路是帶狀的三維空間構(gòu)造實體，一般由線形、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施等組成。為了研究和設(shè)計上的方便，通常把它分解為路線的平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計和橫斷面設(shè)計。三者既需要分別進(jìn)展設(shè)計，又需要綜合考慮。道路平面設(shè)計就是在平面圖上研究確定路中線幾何形狀的原理和方法的工作。直線是最簡單的平面線形。然而從道路的起點到終點之間往往不能用一條直線將其連接起來。由于受到地形、地物等因素的制約，路線在平面上往往出現(xiàn)很多的轉(zhuǎn)折，為了保證行車的平安性喝平穩(wěn)性，在轉(zhuǎn)折處需要用圓曲線加以連接。如果圓曲線的半徑較小，還要進(jìn)展曲率過渡，即加設(shè)緩和曲線。所以，道路的平面線形要素是由直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的，通常稱之為"平面線形三要素〞。直線是曲率為零的線形，圓曲線是曲率為常數(shù)的線形，緩和曲線是曲率逐漸變化餓線形。三要素是道路平面線形最根本得組成，在道路上各要素所占比例難以量化規(guī)定，但只要各要素使用合理、組合得當(dāng)，均可以得到較為理想的平面線形。2.3.1〔1〕直線作為平面線形要素之一的直線，在公路和城市道路中的使用最為廣泛，當(dāng)?shù)貏萜教?、地物障礙較小時，定線人員往往首先考慮使用直線通過。汽車在直線上行駛時受力簡單、方向明確、駕駛操作容易；同時，路線測設(shè)簡單、方便。直線同時具備缺點：直線線形靈活性差，難以與地形、地物等周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)；過長的直線易使人感到單調(diào)、疲倦、注意力難以集中；直線路段上難以目測車輛之間的距離；長直線容易導(dǎo)致高速行車，引發(fā)交通事故等。因此，在運用直線線形和確定其長度時，需要慎重對待，盡量不采用過多過長的直線線形?！?〕圓曲線圓曲線也是道路平面設(shè)計中最常見的線形之一，各級公路和城市道路不管轉(zhuǎn)角大小，在轉(zhuǎn)折處均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平曲線的主要組成局部。圓曲線具有易于與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀、易于測設(shè)等優(yōu)點，故使用十分廣泛?！?〕緩和曲線緩和曲線是道路平面線形要素之一，它設(shè)置在直線與圓曲線之間或兩個圓曲線之間的曲率半徑逐漸變化的線形。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，除四級公路可不設(shè)置緩和曲線外，其余各級公路在半徑小于不設(shè)超高最小半徑時都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。在高速公路和城市道路上，緩和曲線得到了廣泛運用。2.3.2〔1〕直線宜采用直線路段不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地。市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)。長大的橋梁、隧道等構(gòu)造物路段。路線穿插點及其前后。為雙車道公路提供超車的路段。直線路段的考前須知①長直線上的縱坡不宜過大，因為長直線與下陡坡相重合的路段更容易導(dǎo)致高速行駛。②長直線盡頭的平曲線半徑應(yīng)盡量大一些，以保證線形的連續(xù)性，除了保證曲線超高、視距等符合相應(yīng)的規(guī)定外，還必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等必要的平安措施。③為了緩和長直線帶來的呆板，長直線宜與大半徑凹形豎曲線組合為宜。④道路兩側(cè)地形過于空曠時，宜采用不同的植被條件或設(shè)置建筑物雕塑、廣告牌等各種措施，以改善單調(diào)的景觀。直線長度原則①直線的最大長度。我國在道路設(shè)計中參照國外的經(jīng)歷，根據(jù)德國和日本的規(guī)定：直線的最大長度〔單位為20v〕〔v—設(shè)計速度，km/h〕。一般情況下應(yīng)盡量防止追求過長的直線指標(biāo)。②直線的最小長度。為了保證行車平安，相鄰兩曲線間具有一定的直線長度。這個直線長度是指前一曲線的終點〔緩直HZ或圓直YZ〕到后一曲線起點〔直緩ZH或直圓ZY〕之間的長度。對于最小直線長度：JTGD20—2006"公路路線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)"〔以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)〕規(guī)定同：設(shè)計速度大于或等于60km/h時，同向圓曲線的最小長度〔以m計〕以不小于設(shè)計時速〔以km/h計〕的6倍為宜；反向圓曲線間的最小長度〔以m計〕以不小于設(shè)計時速〔以km/h〕的2倍為宜。設(shè)計時速小于或等于40km/h時可參照上述規(guī)定執(zhí)行。〔2〕圓曲線①各級公路平面不管轉(zhuǎn)角大小，均應(yīng)設(shè)置圓曲線。在選用曲線半徑時，應(yīng)與設(shè)計時速相適應(yīng)。②圓曲線半徑應(yīng)按設(shè)計速度規(guī)定來選用。在設(shè)計時速為120km/h時，一般最小半徑為1000m，極限最小半徑為650m。一般值為正常情況下的采用值，極限值是條件受限制時采用的值。③圓曲線半徑不宜超過10000m。〔3〕盤旋線①除四級公路外，各級公路在標(biāo)準(zhǔn)要求不設(shè)超高圓曲線最小半徑接連處，應(yīng)設(shè)置盤旋線。②半徑不同的圓曲線徑相連接處，應(yīng)設(shè)置盤旋線。但符合以下條件時可以不設(shè)置盤旋線：小圓半徑大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時；小圓半徑大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且符合小圓按最小盤旋線長度設(shè)置盤旋線時，大圓與小圓的內(nèi)移值之差小于0.1m，設(shè)計時速大于或等于80km/h，大圓半徑與小圓半徑之比小于1.5，設(shè)計時速小于80km/h，大圓半徑與小圓半徑之比小于2。③盤旋線長度應(yīng)隨圓曲線半徑的增大而增長。圓曲線按規(guī)定需設(shè)置超高時，盤旋線長度還應(yīng)大于設(shè)置超高過度段長度。2.4平面線設(shè)計2.4.1江南高速第一合同段K0+000-K3+050標(biāo)段設(shè)計，全線總長3050m。全線共設(shè)置3個平曲線，每個曲線均設(shè)置有緩和曲線。路線設(shè)置4段直線，從起點開場，分別長134.0967m，242.8904m，189.0139m，25.1559m。所設(shè)置的曲線，緩和曲線，前后緩和曲線和后緩和曲線長度設(shè)置一樣，分別為：交點1，半徑1050m，緩和曲線長330m；交點2，半徑1300m，緩和曲線長335m；交點3，半徑1500m，緩和曲線長335m。2.4.直線段1：134.0967m；直線段2：242.8904m；直線段3：189.0137m；直線段4：25.1559m；JD1：；；；；；；JD2：；；；；；；JD2：；；；；；2.4.在選定了選線方案，確定了路線交點后，進(jìn)展曲線要素的計算，本設(shè)計按新建高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，計算行車速度為120km/h，極限最小半徑為650m，一般最小半徑為1000m，根據(jù)實際地形，結(jié)合地質(zhì)條件、規(guī)劃等各方面情況，同時結(jié)合平面路線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，本段共設(shè)了3個交點，取值分別如下：JD1處平曲線半徑為1050米，緩和曲線長330m，平曲線長度為852.689；JD2處平曲線半徑為1300米；緩和曲線長335m，平曲線長度為711.836m，JD3處平曲線半徑為1500米；緩和曲線長335m，平曲線長度為894.318m，均滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。然后在CAD圖上量取兩相鄰交點的直線距離，同時結(jié)合起終點的坐標(biāo)，可算出交點的坐標(biāo)，然后計算各直線的坐標(biāo)方位角，進(jìn)而計算出轉(zhuǎn)點處的轉(zhuǎn)角值，具體如下：具體結(jié)果可由以下公式計算，〔1〕切線角公式：〔2〕曲線要素公式：內(nèi)移值：切線增值：切線長：曲線長：外距：切曲差：〔3〕旋曲線參數(shù)公式〔4〕主點樁號的計算公式：直緩點：緩圓點：圓緩點：緩直點：曲中點：交點(校核)：在方案比選后，已選擇了最正確方案。故此處路線要素校正，只計算最正確方案之路線要素，即方案一之路線要素：〔1〕平曲線條件起點JD0：*=3548200.936Y=517902.9154JD1：*=3547635.798Y=517858.828JD2：*=3546691.089Y=518277.5779JD3：*=3545701.399Y=518403.4876終點JD4：*=3545239.653Y=518287.3846交點間的直線長度：JD0-JD1〔〕：566.851mJD1-JD2〔〕：1033.335mJD2-JD3〔〕：997.667mJD3-JD4〔〕：476.119m〔2〕各交點的轉(zhuǎn)角及其曲線要素的計算:JD1的轉(zhuǎn)角及其曲線要素的計算:①JD1轉(zhuǎn)角的計算由平面圖的幾何關(guān)系可得出JD1的轉(zhuǎn)角左偏取=1050m緩和曲線長度：=1:2:1設(shè)計速度120km/h緩和曲線最小長度100m所以緩和曲線長度取5的整數(shù)倍，緩和曲線可取175m。為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，最終緩和曲線取=330m。②JD1曲線要素的計算：取=330m>=100m，則JD1的曲線要素為：切線長：曲線長：外距：切曲差：③盤旋曲線參數(shù)計算：A==,滿足R/3≤A≤R的關(guān)系④主點樁號計算：JD1樁號：起點樁號+=K0+560.441直緩點：=K0+134.097緩圓點：=K0+467.097圓緩點：=K0+653.786緩直點：=K0+986.786曲中點：QZ=HZ=K0+560.441交點(校核)：JD=QZ+=K0+560.441〔校核無誤〕JD2的轉(zhuǎn)角及其曲線要素的計算:①JD2轉(zhuǎn)角的計算由平面圖的幾何關(guān)系可得出JD1的轉(zhuǎn)角右偏取=1300m緩和曲線長度：=1:2:1設(shè)計速度120km/h緩和曲線最小長度100m所以緩和曲線長度取5的整數(shù)倍，緩和曲線可取125m。為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，最終和緩和曲線取=335m。②JD2曲線要素的計算：取=335m>=100m，則JD2的曲線要素為：切線長：曲線長：外距：切曲差：③盤旋曲線參數(shù)計算：A==,滿足R/3≤A≤R的關(guān)系④主點樁號計算：JD2樁號：起點樁號++-=K1+585.595直緩點：=K1+229.677緩圓點：=K1+563.677圓緩點：=K1+607.513緩直點：=K1+941.513曲中點：QZ=HZ-=K1+585.595交點(校核)：JD=QZ+=K1+585.595〔校核無誤〕JD3的轉(zhuǎn)角及其曲線要素的計算:①JD3轉(zhuǎn)角的計算：由平面圖的幾何關(guān)系可得出JD1的轉(zhuǎn)角左偏取=1500m緩和曲線長度：=1:2:1設(shè)計速度120km/h緩和曲線最小長度100m所以緩和曲線長度取5的整數(shù)倍，緩和曲線可取190m。為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，最終和緩和曲線取=335m。②JD3曲線要素的計算：取=335m>=100m，則JD3的曲線要素為：切線長：曲線長：外距：切曲差：③盤旋曲線參數(shù)計算：A==,滿足R/3≤A≤R的關(guān)系④主點樁號計算：JD3樁號：起點樁號++-=K2+577.685直緩點：=K2+130.527緩圓點：=K2+465.527圓緩點：=K2+689.844緩直點：=K3+024.844曲中點：QZ=HZ-=K1+577.641交點(校核)：JD=QZ+=K2+577.685〔校核無誤〕〔3〕反向曲線之間直線長度的反算過程，交點間的直線長度：JD0-JD1〔〕：566.851mJD1-JD2〔〕：1033.335mJD2-JD3〔〕：997.667mJD3-JD4〔〕：476.119m=432.754m=357.691m=450.963m故：曲線1和曲線2之間的直線長度為：1033.335–432.754–357.691＝242.89m>240m〔2V〕滿足要求。曲線2和曲線3之間的直線長度為：997.667-357.691-450.963>2v滿足要求?！?〕逐樁坐標(biāo)的計算主點樁號：的樁號：的樁號：的樁號：的樁號：的樁號：計算每20米整樁號及特殊點坐標(biāo)①直線段：K0+000～K0+134.097，每20m一個樁號，方位角為。K0+000處坐標(biāo)：(3548200.936，517902.9154)因為：得：K0+020坐標(biāo)為〔3548180.986,517902.7754〕。依例可計算得每20米的樁號坐標(biāo)：。同理相加得其它坐標(biāo)值，得JD1：K0+560.441坐標(biāo)為〔3547635.798,517858.828〕。轉(zhuǎn)角值。得：ZH坐標(biāo)〔3548067.498,517889.0154〕HZ坐標(biāo)〔3547240.458，518034.8449〕前直線上〔LZH〕，以K0+100坐標(biāo)為例計算：K0+600坐標(biāo)〔2853.217,5221.462〕后直線上〔LHZ〕，以K1+100坐標(biāo)為例計算：則K1+100坐標(biāo)〔3547568.731，518111.0806〕②設(shè)緩和曲線的單曲線緩和曲線上任意點的切線橫距：第一緩和曲線任意點坐標(biāo)：ZH樁號K0+134.097，計算K0+300坐標(biāo)l=300-134.097=165.903mR=1050mLs=335m經(jīng)計算*=30.6377m，*=3547901.699，Y=517881.783K0+300坐標(biāo)〔3547901.699，517881.783〕同理可計算其它樁號的坐標(biāo)。圓曲線〔HY—YH〕任意點坐標(biāo)：HY坐標(biāo)〔3547550.955，517915.704〕，計算K0+550的坐標(biāo)經(jīng)計算*=9.653m，*=3547652.437，Y=517894.159即K0+550的坐標(biāo)為：〔3547652.437，517894.159〕同理可計算其它樁號的坐標(biāo)。第二緩和曲線〔HZ—YH〕任意點坐標(biāo)：因HZ點〔K0+986.786〕坐標(biāo)為〔3547240.160，518034.230〕計算K0+750的坐標(biāo)：經(jīng)計算：*=116.35，*=3547459.062，Y=517944.131即K0+500的坐標(biāo)為：〔3547459.062，517944.131〕同理可計算其它樁號的坐標(biāo)。2.5平面設(shè)計的整理通過線路初選的比對后，選擇好最正確方案。通過平面線形要素的驗算合格后，用CAD在電子地圖上確定平面線形。-.z.第三章縱斷面設(shè)計3.1縱斷面設(shè)計原則高速公路、一級公路應(yīng)考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。1〕縱斷面線形設(shè)計應(yīng)對地形、地質(zhì)、水文、地下管線、氣候和排水等進(jìn)展綜合考慮，線形應(yīng)平順而圓滑。2〕縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡，并利用挖方就近做填方，以降低造價、節(jié)省用地，減輕對自然地面橫坡與景觀的影響。3〕相鄰縱坡之代數(shù)差較小時，宜采用較大的豎曲線半徑。4〕位于積雪或冰凍地區(qū)的公路，應(yīng)防止采用陡坡。3.2縱斷面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)3.2.1縱坡設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)〔1〕最大縱坡是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)，直接影響路線長短、線形的好壞、使用質(zhì)量的好壞、工程數(shù)量和運輸本錢。制定最大縱坡的依據(jù)是汽車的動力特性、道路等級、自然條件、車輛平安行駛以及工程、運營經(jīng)濟(jì)等因素制定的。設(shè)計車速120km/h，最大縱坡為3％?！?〕最大縱坡長度長距離的陡坡對行車不利，連續(xù)上坡發(fā)動機(jī)過熱影響機(jī)械效率，使行駛條件惡化，下坡則因制動頻繁而危及行車平安，故應(yīng)對縱坡最大長度有所限制。可知可知，在本次設(shè)計車速〔120km/h〕情況下，縱坡為3％時，最大坡長為900m?！?〕最小縱坡長度從汽車行駛平順性要求，如坡長過短，使邊坡點增多，汽車行駛在連續(xù)起伏的路段產(chǎn)生的增重與減重變化頻繁，導(dǎo)致乘客感覺不舒適，車速愈高表現(xiàn)愈明顯；緩坡太短上坡不能保證加速行駛要求，下坡不能減緩制動；從路容美觀、相鄰豎曲線的設(shè)置和縱面視距等也要求坡長應(yīng)有一定最短長度。本設(shè)計車速的最小坡長為300m?！?〕緩和坡段在連續(xù)陡坡長度大于最大坡長限制的規(guī)定時，在不大于最大坡長所規(guī)定的長度處設(shè)置不大于3％的縱坡，稱為緩和坡段，坡長應(yīng)滿足最小坡長的規(guī)定，本次設(shè)計無需設(shè)置緩和坡段?！?〕合成坡度它是指在有超高的路段上，由路線縱坡和超高橫坡或路拱橫坡組合所構(gòu)成的坡度，其值用下式計算：其中，I——為合成坡度%；——為路線縱坡%；——為超高橫坡%本次設(shè)計的最大合成坡度為10.5％。〔6〕最小縱坡為使道路行車平安、快速和暢通，縱坡小一些為好，但在長路塹、低填方和其他橫向排水不暢的路段，為保證行車平安和排水要求，為防止積水滲入路基而影響起穩(wěn)定性，最小縱坡設(shè)為0.3％。一般情況下以不小于0.5%為宜。〔7〕平均縱坡是指由假設(shè)干坡段組成的路段所克制的高差與路線長度之比，是衡量線形質(zhì)量的重要指標(biāo)：式中——連續(xù)陡坡路段的平均縱坡，%——坡度的實際坡長，m3.2.2豎曲線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)〔1〕豎曲線最小半徑豎曲線有凸形和凹形兩種，在本設(shè)計車速下，凸形豎曲線半徑一般最小值為1700m，極限最小值為11000m；凹形豎曲線半徑一般最小值為6000m，極限最小值為4000m。〔2〕豎曲線最小長度規(guī)定汽車在豎曲線上3s的行程時間控制豎曲線最小長度，本設(shè)計車速下，為100m。3.3平縱組合設(shè)計3.3.1平縱組合設(shè)計原則〔1〕應(yīng)保持線形在視覺上連續(xù)性,能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線,使之在高速行駛的情況下,能平安舒適地行車?！?〕注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡，使線形在視覺和心理方面保持協(xié)調(diào)?！?〕選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車平安。?〕注意與道路周圍自然環(huán)境和景觀的配合。3.3.2直線與縱斷面的組合〔1〕平面直線與縱面直線組合從視覺心理分析來看，由于這種線形單調(diào)、枯燥、在行車過程中視景無變化，容易使司機(jī)產(chǎn)生疲勞和超車頻繁，因而在組合時一般應(yīng)防止這種情況。〔2〕平面直線與豎曲線組合要素只要路線有起伏，就不要采用長直線，最好使平面路線隨縱坡的變化略加轉(zhuǎn)折，并把平、豎曲線合理地組合，但要防止駕駛員一眼能看到路線方向轉(zhuǎn)折兩次以上或縱坡起伏三次以上。直線與凹形豎曲線組合具有較好的視距條件，咱應(yīng)防止采用較短凹形豎曲線，一般以采用大于最小豎曲線半徑約3～4倍為宜，以防止產(chǎn)生折點。直線與凸線豎曲線組合線形視距條件差，線形單調(diào)，應(yīng)盡量防止。3.3.3平曲線與縱斷面的組合〔1〕平曲線與縱斷面組合要素只要平曲線半徑選擇適當(dāng)、平面的直線與圓曲線組合恰當(dāng)，在透視圖上顯示的視覺效果應(yīng)是良好的。組合時要注意平曲線半徑過小，直線長度過短等都將在視覺上產(chǎn)生折曲現(xiàn)象?！?〕平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。使平曲線和豎曲線相對應(yīng)，最好使豎曲線的起終點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即"平包豎〞。如果平曲線的中點與豎曲線的頂〔底〕點位置錯開不超過平曲線長度的四分之一時，仍然可以獲得比擬滿意的外觀。平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡，平曲線半徑小于1000m，豎曲線半徑大約為平曲線半徑的10～20倍，便可到達(dá)均衡的目的。選擇適宜的合成坡度最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不宜小于0.5%。平、豎曲線應(yīng)防止組合：①防止凸形豎曲線頂部與凹形豎曲線底部與反向平曲線的拐點重合。②小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。③防止在凸形豎曲線頂部與凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。④在長平曲線內(nèi)，要盡量設(shè)計成直坡線，防止設(shè)置短的、半徑小的豎曲線。防止在一個平曲線上連續(xù)出現(xiàn)多個凹、凸豎曲線。防止出現(xiàn)"暗凹〞，"跳躍〞等不良現(xiàn)象。⑤平、豎曲線半徑都很小時不宜重合，此時應(yīng)將兩者分開，把二者拉開相當(dāng)距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。3.4縱斷面設(shè)計縱斷面線形設(shè)計應(yīng)根據(jù)道路登記、沿線自然條件和構(gòu)造物控制高程等，確定路線適宜的高程等，確定路線適宜的高程、變坡點、各坡段的縱坡和坡長設(shè)計豎曲線及與平面線形的組合。3.4.1縱斷面設(shè)計過程〔1〕根據(jù)平面地形圖上的等高線，每隔20m確定各個里程樁的地面高程?！?〕繪制完地面線后，繪出平面直線，平曲線，以便之后的平縱的組合設(shè)計，結(jié)合區(qū)域內(nèi)實際地形地貌，在路線縱斷面圖上選擇控制點?！?〕根據(jù)已選的控制點，結(jié)合縱斷面技術(shù)指標(biāo)、選線意圖、結(jié)合地面起伏變化及平曲線形，在縱斷面圖上補(bǔ)充添加控制點，初步定出變坡點位置?！?〕結(jié)合地面的起伏狀況，本著填挖平衡的原則，在小范圍內(nèi)調(diào)整各個變坡點及控制點的樁號、高程及坡度等。填方地段應(yīng)盡量選設(shè)凹形曲線的變坡點；挖方地段應(yīng)盡量選設(shè)凸形曲線的變坡點，并結(jié)合平曲線的起始點，注意滿足"平包豎〞。變坡點一般要調(diào)整到10m整樁號上。〔5〕根據(jù)各設(shè)計變坡點的樁號和地面高程，需設(shè)橋梁的路段，應(yīng)使橋梁設(shè)在豎曲線起終點10m之外，小橋涵允許設(shè)在斜坡地段或豎曲線上，為保證行車平順，應(yīng)盡量防止在小橋涵處出現(xiàn)駝峰式縱坡。根據(jù)以下公式計算縱坡坡度：ii＝〔Yi+1-Yi〕/*ωi＝ii+1-ii式中：ii——第i縱坡坡度，上坡為正，下坡為負(fù)；Yi——第i變坡點高程;*——第i～i+1變坡點之間坡長；ωi——變坡角當(dāng)ωi為"+〞時，表示凹形豎曲線，當(dāng)ωi為"-〞時，表示凸形豎曲線?！?〕結(jié)合地形、地貌，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，并結(jié)合平豎曲線匹配的原則，選定適當(dāng)?shù)呢Q曲線半徑，然后利用如下公式計算豎曲線的幾何要素，同時檢查豎曲線設(shè)計是否與平曲線發(fā)生沖突。L＝RωT＝L/2式中：L——豎曲線長〔m〕；T——豎曲線切線長〔m〕；E——豎曲線的外距長〔m〕；ω——坡度差?！?〕在路線縱斷面圖上，描繪出設(shè)計線路；然后計算對應(yīng)樁號的設(shè)計高程和填挖高度，在縱斷面圖上繪制豎曲線及其要素，加以標(biāo)注，完成縱斷面設(shè)計。3.4.2縱斷面具體設(shè)計過程本路全線共設(shè)變坡點4個，第一個變坡點在K0+520處，第二個變坡點在K1+100處，第三個變坡點在K1+640處，第四個變坡點在K2+420處。從起點到第一變坡點坡長為520m，滿足坡長要求，縱坡0.837%；從第一變坡點到第二變坡點縱坡坡長為580m，滿足坡長要求，縱坡為-0.982%；從第二變坡點到第三變坡點縱坡坡長為540m，滿足坡長要求，縱坡為0.527%；從第三變坡點到第四變坡點縱坡坡長780m，滿足坡長要求，縱坡為-1.801%，從第四變坡點到終點縱坡坡長630m，滿足坡長要求，縱坡為1.332%。第一變坡點處為凸形豎曲線，半徑為16000m，起點為K0+374.432，終點為K0+665.568，對應(yīng)平曲線起終點為K0+134.097，K0+986.786，滿足平包縱的要求；第二變坡點處為凹形豎曲線，半徑為7000m，起點為K1+4047.159，終點為K1+152.841，對應(yīng)平面為直線，滿足組合設(shè)計要求；第三變坡點處為凸形豎曲線，半徑為13000m,起點為K1+488.673，終點為K1+791.328，對應(yīng)平曲線起終點為K1+229.677，K1+941.513；第四變坡點處為凹形豎曲線，半徑為10000m，起點為K2+4263.362，終點為K2+576.638，對應(yīng)平曲線起終點為K2+130.527，K3+024.844，滿足平包縱的要求。3.4.3豎曲線要素計算〔1〕第一變坡點豎曲線要素計算：R=16000m=0.837%=-0.982%ω=i2-i1＝-1.819%,L=Rω=291.04mT＝L/2＝145.52mE=Tω/4=0.66m〔2〕第二變坡點豎曲線要素計算：R=7000m=-0.982%=0.527%ω=i2-i1＝1.509%,L=Rω=105.63mT＝L/2＝52.815mE=Tω/4=0.2m〔3〕第三變坡點豎曲線要素計算：R=13000m=0.527%=-1.801%ω=i2-i1＝-2.328%,L=Rω=302.64mT＝L/2＝151.32mE=Tω/4=0.88m〔4〕第三變坡點豎曲線要素計算：R=10000m=-1.801%=1.332%ω=i2-i1＝3.133%,L=Rω=313.3mT＝L/2＝156.65mE=Tω/4=1.22m3.4.4豎曲線上任意點設(shè)計高程計算豎曲線上任意點設(shè)計高程計算用下式計算：切線高程=變坡點標(biāo)高－〔豎曲線切線長T－*〕×i設(shè)計高程=切線高程±Y式中：i為縱坡度,帶正負(fù)號計算Y為豎曲線上計算點距切線〔即坡度線〕的縱距Y=*2/2R*＝計算點樁號-豎曲線起點樁號豎曲線起點樁號＝變坡點樁號-T〔1〕第一變坡點處曲線設(shè)計高程計算：變坡點高程：57.4589m前切點高程：57.4589-145.52×0.837％＝56.2409m后切點高程：×0.982％＝56.0299m其余的每隔20m公式3-8，3-9計算設(shè)計高程?！?〕第二變坡點處曲線設(shè)計高程計算：變坡點高程：51.7609m前切點高程：51.7609+52.815×0.982％＝52.2795m后切點高程：51.7609+52.815×0.527％＝52.0392m其余的每隔20m公式3-8，3-9計算設(shè)計高程?！?〕第三變坡點處曲線設(shè)計高程計算：變坡點高程：54.6085m前切點高程：×0.527％＝53.811m后切點高程：54.6085-151.32×1.801％＝51.8832m其余的每隔20m公式3-8，3-9計算設(shè)計高程?！?〕第四變坡點處曲線設(shè)計高程計算：變坡點高程：40.5624m前切點高程：40.5624+156.65×1.801％＝43.3837m后切點高程：40.5624+156.65×1.332％＝42.649m其余的每隔20m公式3-8，3-9計算設(shè)計高程。3.4.5直線段設(shè)計計算高程直線段上的設(shè)計高程里可通過切點高程，根據(jù)坡度，每隔20m，依次遞減或遞增就可以得到各里程樁號的高程。3.4.6反算反向曲線間的直線距離反向豎曲線間宜插入直線坡段，直線坡段應(yīng)大于等于3s設(shè)計速度行程，本次設(shè)計車速120km/h，即140m長的距離，反算如下：，交點間的直線長度：0-1:520m1-2:580m2-3:540m3-4:780m4-5:630mT1=145.52m,T2=52.815m,T3=151.32m，T4=156.65m故：曲線1和曲線2之間的直線長度為：580-145.52-52.815＝381.665m>140m曲線2和曲線3之間的直線長度為：540-52.815-151.32＝335.865m>140m曲線3和曲線4之間的直線長度為：780-151.32-156.65＝472.03m>140m滿足要求。3.5縱斷面設(shè)計整理縱斷面設(shè)計整理資料見附錄縱坡、豎曲線表。-.z.第四章橫斷面設(shè)計4.1橫斷面構(gòu)造及尺寸高速公路橫斷面一般由行車道、中間帶、路肩三個局部組成，下面分別介紹橫斷面的構(gòu)造及尺寸。4.1.1行車道行車道是道路上供各種車輛行駛局部的總稱，高速公路有四條以上的車道，以中央分隔帶將上下行車輛分開，行車道寬度直接影響公路的通行能力、行車速度、行車平安，其寬度必須有能滿足對向車輛錯車、超車或并列行駛以及車輛與路肩之間所必須的余寬。高速公路的車道數(shù)應(yīng)根據(jù)預(yù)測交通量、效勞水平等確定車道數(shù)，對本次設(shè)計車速為120km/h的高速公路，單條車道寬度為3.75m。此次設(shè)計，單條車道寬度采用3.75m。4.1.2中間帶高速公路為保證行車平安必須設(shè)置中間帶，它是由中央分隔帶和兩條左側(cè)路緣帶組成，中央分隔帶是用來分隔往返車流，防止因快車駛?cè)雽ο蜍嚨蓝斐蓢?yán)重的交通事故，路緣帶既能引導(dǎo)駕駛員視線，又增加行車所必須的側(cè)向余寬，從而提高行車的平安性和舒適性。中間帶的寬度有一般值和極限值，正常情況下采用一般值，遇到特殊情況下采用極限值。一般情況下，對于120km/h的設(shè)計車速，中間帶寬度為4.5m，其中中央分隔帶為3.0m，左側(cè)路緣帶為0.75m，條件受限時，中間帶寬度為3.5m，其中中央分隔帶為2.0m，左側(cè)路緣帶為0.75m。此次設(shè)計采用的參數(shù)是：中間帶寬度為4.5m，其中中央分隔帶為3.0m，左側(cè)路緣帶為0.75m。4.1.3路肩高速公路路肩通常由右側(cè)路緣帶、硬路肩、土路肩三局部組成，其主要作用是增加路幅的充裕寬度，供臨時停車及錯車之用，同時為填方路段通車后的路基提供寬度損失。路肩寬度確實定應(yīng)在滿足路肩功能要求的條件下，盡量采用較窄的寬度，對本次設(shè)計車速為120m/h的高速公路，硬路肩寬度一般值為3.5m，最小值為3m，土路肩寬度為0.75m，右側(cè)路緣帶寬度一般為0.5m。此次設(shè)計采用參數(shù)為：右側(cè)硬路肩寬度3.0m；土路肩寬度0.75m；在右側(cè)硬路肩內(nèi)設(shè)右側(cè)路緣帶，寬度0.5m。4.1.4路基寬度路基寬度即是設(shè)置的車道寬度、中間帶寬度、路肩寬度的總和，對于8車道整體式的路基寬，其寬度一般值取45m。此次設(shè)計路基采用整體式路基，寬度為45m。4.1.5路拱為了利于路面排水，將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，稱為路拱。路拱有拋物線形、直線型、折線形、雙曲線拱四種形式，其傾斜的大小用百分率表示。路拱坡度值確實定應(yīng)有利于行車平安和路面排水，其大小與當(dāng)?shù)刈匀粭l件、設(shè)計路面類型等因素有關(guān)。路拱一般采用直線型，對本次設(shè)計的瀝青混凝土路面，路拱坡度大小其大小為1％～2％之間，由于土路肩的排水性遠(yuǎn)低于路面，其橫向坡度一般比路面坡度大1％～2％。直線段的硬路肩橫坡度與行車道橫坡度一樣。綜合考慮，此次設(shè)計路拱直線段采用2%的坡率，硬路肩采用2%的坡率，土路肩采用3%的坡率，在有超高漸變的路段路拱按超高漸變要求設(shè)計，根據(jù)平曲線半徑采用2%~5%的超高漸變過程。4.1.6路基路基高度指路基設(shè)計標(biāo)高與路中線原地面標(biāo)高之差，即路堤的填筑厚度或路塹的開挖深度。但對路基邊坡高度來說，則指填方坡腳或挖方坡頂標(biāo)高與路基設(shè)計標(biāo)高之差。路基高度是在縱坡設(shè)計時就已經(jīng)確定了的。在設(shè)計中，要注意路基最小填土高度，其必須保證路基不因地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響而降低其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。4.2路基橫斷面路基的典型橫斷面形式有：路堤，路塹和填挖結(jié)合三種。4.2.1路堤按其填土高度可劃分為矮路堤，高路堤和一般路堤。填土高度在1～1.5m的屬于矮路堤；填土高度大于18m〔土質(zhì)〕或20m〔石質(zhì)〕的屬于高路堤；介于兩者之間的屬于一般路堤。4.2.2路塹路塹開挖后，在一定范圍內(nèi)改變了原地層的自然平衡狀態(tài)，其穩(wěn)定性主要取決于地質(zhì)與水文條件以及邊坡的高度及陡度上。一般說的路塹，是指挖方深度小于30m〔巖質(zhì)〕和高度小于20m〔土質(zhì)〕條件下的路塹，超過上述界限則屬于挖方高邊坡，需要特殊處理。4.2.3填挖結(jié)合路基填挖結(jié)合路基兼有路堤和路塹兩者的特點，此種形式位于山坡的路基，通常取路中心的標(biāo)高接近于原地面標(biāo)高，目的是為了減少土石方數(shù)量，保持土石方數(shù)量的橫向填挖平衡。假設(shè)處理得當(dāng)，路基穩(wěn)定可靠，是比擬經(jīng)濟(jì)的路基橫斷面形式。4.3橫斷面設(shè)計4.3.1橫斷面設(shè)計過程〔1〕在所擬路線上任選1km路段進(jìn)展設(shè)計，對路中線上的點每隔20m進(jìn)展一次橫斷面量測，左右各量測大約30m〔高填、挖方路段延伸到50m〕，平曲線上特殊點需讀出來?！脖驹O(shè)計選取K2+000~K3+000〕〔2〕點繪橫斷面的橫向地面線?！?〕根據(jù)路線、路基資料，填寫路基設(shè)計表，根據(jù)路基設(shè)計表的成果，將橫斷面的填挖值及有關(guān)資料抄于相應(yīng)樁號的斷面上?！?〕在路基寬度確定的后，按照排水要求，確定邊溝、截水溝的形狀及尺寸〔5〕繪制橫斷面的設(shè)計線，俗稱"戴帽子〞?！?〕計算橫斷面的填挖面積?！?〕土石方計算及調(diào)配，完成路基土石方工程數(shù)量表。4.3.2橫斷面布置過程〔1〕橫斷面布置在設(shè)計車速為120km/h的高速公路下，此次設(shè)計取8車道路基寬度為45m，單條車道寬度為3.75m，路面寬度為15.00m，中間帶4.5m(包括兩側(cè)左側(cè)路緣帶各0.75m在內(nèi)),路肩寬度為3.75m，其中硬路肩為3.0m〔包括右側(cè)路緣帶0.50m在內(nèi)〕，土路肩為0.75米，采用的路拱橫坡為2%，硬路肩橫坡為2%，土路肩橫坡為3%〔2〕加寬當(dāng)平曲線半徑小于或等于250米時，應(yīng)在平曲線內(nèi)側(cè)加寬。在設(shè)計中平曲線半徑都遠(yuǎn)大于250m〔3〕超高值的計算對于各種中間帶寬度，都可繞中央分隔帶的邊緣旋轉(zhuǎn)；對于車道數(shù)大于4條的公路可繞各自行車道中線旋轉(zhuǎn)。本次設(shè)計采用繞中央分隔帶旋轉(zhuǎn)。路拱橫坡≦2.0%時，不設(shè)超高的半徑為5500m，本次選取所選路段橫斷面設(shè)計中圓曲線半徑為JD3〔此處設(shè)計詳細(xì)說明，其余設(shè)計見表4.1〕，R=1300m，小于5500m，要設(shè)超高。該平曲線上的圓曲線上全超高橫坡分別為5％，在超高緩和段上要逐漸過渡到全超高，設(shè)計車速為120km/h超高漸變率為1/250。因為在確定緩和曲線長度時已經(jīng)考慮了超高緩和段的長度，所以一般情況下超高緩和段的長度與緩和曲線的長度相等。所以?。篖c=335m，Lc滿足5的倍數(shù)。在全緩和曲線范圍內(nèi)設(shè)超高。Lc第一緩和曲線從K2+130.527處設(shè)為超高緩和段起點，終點完畢于K2+465.527，全長335m；第二緩和曲線從K2+689.844開場設(shè)緩和段，終點完畢于K3+024.844，全長335m。然后利用下表公式計算