沿海高速盐城至南通段2标初步设计计算书—毕业设计论文.doc

淮阴工学院毕业设计说明书（论文） 第 86 页 共 86 页1 引言沿海高速盐城至南通段起自盐城市南洋镇东，省道313北，经过盐城市亭湖区步凤镇东、大丰市新团镇东、西团镇西、洋心洼东、东台市四灶镇西、富安镇东，南通市海安县大公镇东、西场镇西，如皋市东陈镇西（新长铁路东）、丁堰镇西、林梓镇东，通州市新联镇西、刘桥镇东，终于南通北互通，与南京至启东高速公路相接。沿海高速盐城至南通段系国家高速公路网沈阳至海口高速公路江苏境内的组成部分，也是江苏省“四纵四横四联”高速公路主骨架中“纵一”的一段，建成后将有力地推动苏北沿海地区的经济发展，成为我国东部沿海正式意义上的沿海交通大动脉，对于加快江苏沿海经济开发，共同推进苏北的崛起振兴起到促进作用。本设计路段是沿海高速盐城至南通段2标初步设计，开题之前对高速公路进行资料收集，阅读了有关的公路桥梁设计规范以及标准。了解了该项目的相关背景，对此次设计有了一个大概的掌握。本毕业设计主要内容主要包括路线方案的拟定、平面线形的设计、纵断面设计、横断面设计和路基设计、路面结构设计、道路排水和桥涵方案设计、道路工程量计算。其中重点设计内容为线型设计和路面设计。这是一个对该专业大学四年所学知识的一个汇总。2 工程概况2.1 该公路建设意义沿海高速盐城至南通段系国家高速公路网沈阳至海口高速公路江苏境内的组成部分，也是江苏省“四纵四横四联”高速公路主骨架中“纵一”的一段，建成后将有力地推动苏北沿海地区的经济发展，成为我国东部沿海正式意义上的沿海交通大动脉，对于加快江苏沿海经济开发，共同推进苏北的崛起振兴起到促进作用。2.2 路线及工程概况沿海高速公路盐城至南通段是我省长江以北南北向一条重要的干线公路，是交通部规划的国家重点干线公路网的一部分，也是江苏省规划的“四纵四横四联”的重要组成部分。沿海高速公路盐城至南通段位于盐城、南通两个地级市。路线设计技术指标为：路基宽度为26米，双向4车道，有中央分隔带，设计车速为120km/h，路线总长3815.873米，起点桩号为k0+000，终点桩号为k3+815.873。2.3 沿线气候、水文特征及其与公路的关系2.3.1 地形地貌本路段所经过的地区为平原区，土质和岩性是沿海软土和内陆软土、冲积土；地貌主要是海滨和内陆为平原，冲积平原和三角洲。2.3.2 沿线地质分布和地震 本地区位于地区为第四纪滨海淤积平原微丘，地表植被情况为中等稠密。区域内构造属新华夏系，第四系沉积物较厚，构造带不会对路线产生不良影响。本项目所处地区地层为第四系冲积层（q4al、q3al）组成，厚度在150m以上，未发现不良地质。根据国家地震局颁布的中国地震烈度区划图，1990年，项目区域为度地震烈度区。2.3.3 水文地质条件 本地区地震烈度为度。该地区0.51米为粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩；水田段淤泥0.5米，其下23米粘土。2.3.4 气候条件 地处北亚热带向南暖温带过渡地带，属季风性湿润气候区。季风盛行，四季分明，热量丰富，降水丰沛。年平均气温和降水量分别为14.2和1005.5毫米。2.4 设计的主要内容 路线方案的拟定、平面线形的设计、纵断面设计、横断面设计和路基设计、路面结构设计、道路排水和桥涵方案设计、道路工程量计算。3 平面设计3.1 道路等级确定交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数，其计量单位常用年平均日交通量或小时交通量，是衡量一条道路等级的标准之一。表3-1设计原始交通量车型小汽车北京bj-130黄河jn-163东风eq-140太脱拉138辆/日500046012801210430根据公路工程技术标准（jtg b01-2003）规定：高速公路以小客车为折算标准。折算系数如表3-2所示 表3-2 各级公路车辆折算系数车型编号代表车型换算系数车种说明1小客车1.019座的客车和载重2t的货车2中型车1.519座客车和2t7t的货车3大型车2.0载重7t14t的货车4拖挂车3.0载重14t的货车远景设计年平均日交通量为： nd = n0(1+r)n-1 (3-1)式中：nd 远景设计年平均日交通量(辆/日)； n0起始年平均日交通量(辆/日)，包括现有交通辆和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量； r 年平均增长率(%)； n 远景设计年限。 本设计路段交通量预计年增长率r=7%，本路段远景设计年限为20年。则： n0=50001+4601.5+12802+12102+4303=11960辆/日nd = n0(1+r)n-1=11960（1+7%）20-1=43253辆/日 根据公路工程技术标准（jtg b01-2003）可知高速公路为专供汽车分向分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000 辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量4500080000 辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000100000 辆。表3-3 高速公路能适应的年平均日交通量计算行车速度 四车道六车道八车道120km/h 4000055000600008000075000100000以上100km/h 3500050000 5500070000 7000090000 80km/h300004500050000650006500085000 60km/h 250004000045000600006000080000 根据以上图表及计算和设计材料初步拟定设计道路为高速公路四车道，设计车速为120km/h。表3-4 高速公路几何指标汇总表计算行车速度（km/h）120纵坡不小于（%）0.3行车道宽度（m）27.5最大纵坡（%）3车道数4最小纵坡（%）0.30.5中间带中央分隔带宽度（m）一般值3.00纵坡坡度（%）坡长限值（m）3900极限值1.004700 左侧路缘带宽度（m）一般值0.75缓和坡段坡度不大于（%）3极限值0.75合成坡度（%）10.0中间带宽度（m）一般值4.50竖曲线凸形竖曲线半径（m）极限最小值11000极限值2.50一般最小值17000硬路肩宽度（m）一般值3.00或3.50凹形竖曲线半径（m）极限最小值4000极限值3.00一般最小值6000视距停车视距（m）210竖曲线最小长度（m）100行车视距（m）210视觉所需最小竖曲线半径值（m）凸形16000公路用地不小于（m）3凹形10000平曲线极限最小半径（m）650v60km/h同向曲线间最小直线长度（m）6v一般最小半径（m）1000反向曲线间最小直线长度（m）2v不设超高的最小半径（m）5500路基宽度（m）一般值26.0最大半径不应大于（m）10000变化值24.0最小长度（m）220最小坡长（m）300平曲线超高横坡不大于（%）10缓和曲线最小长度（m）100路拱横坡（%）2.03.2 路线方案设计3.2.1 选线方案考虑原则 平原地区农田成片,且分布有各种建筑设施,居民点较密;在天然河网湖区,还具有湖泊水塘河叉多等特点。虽然平原区地势平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术指标，但往往受制于受当地自然条件和地物，因此选线时应综合考虑多方面的因素。 综合考虑平原区的特点，布线时应注意以下几点： 1）正确处理道路和农业的关系 平原区一般多为耕地，渠道纵横交错，选线应尽量避免减少耕地。 2）合理考虑路线和城镇的关系 平原区有较多的城镇村庄工业及其他设施，选线应以绕避为主，尽量不破坏或少破坏，并采用较高的技术指标通过。 3）处理好路线和桥位的关系 一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好在直线上，条件受限时也可设置斜桥或曲线桥。小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲，可采取改河措施或改移路线。 4）注意土壤水文条件 平原区的水文土壤条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘泥沼和洼地时，一般应绕避；如要穿越时，应选着最窄最浅和基底坡面平缓的地方通过，并采取措施保证路基的稳定。 5）正确处理新旧路关系 平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，正确布置通道、平面交叉和立体交叉。3.2.2 方案比选本设计图纸比例为1：2000。地形总体上是平坦的，障碍物较少，属于平原微丘。整个地段，左侧布满大小不等的水塘，右侧稻田较多，穿插着大量河流。结合考虑地形情况及所在地的经济和社会效益等因素，在路线设计时，选取控制点重点应注意以下几个要点：1)全面布局，总体规划，初步确定路线的基本走向。由于路线的起终点尚未确定，因而在其中的走法有很多种，尽量选出一条符合设计要求的、经济合理的最优方案 。 2)抓住重点，根据自然条件和技术标准，在有利路带内进行路线设计，平原区地形对路线的限制不大，路线的基本线形应是短捷顺直，选线应避让大塘，尽量避开中小塘，尽量避开居民区、城镇，但应保持一定的距离。 3)逐段安排，进一步加密控制点，解决局部性路线方案的工作，注意细部的控制和处理，尽量避免长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯。 4)具体定线，在逐段安排的小控制点间，定出中线的最终位置。5)长远考虑，初步验算，有意识的对平、纵、横进行综合设计。影响选线的因素有很多, 这些因素有的互相矛盾, 有的又相互制约, 各因素在不同情况下的重要程度也不相同, 不可能一次就找出理想方案来, 所以最有效的方法就是在这众多的方案中进行反复比选寻求最佳方案。在本设计的地形图上, 结合设计资料, 初步拟定了两种路线走向方案。已采用的方案为方案一，未采用的方案为方案二。（方案比选图见图3-1）图3-1方案比选图方案的比选方案一：由于此段地区有很多的河流，故本套方案拟定了两个交点，尽量避开河流，居民点，由于绕行，使得路线长度有所增加，总体来说，平面线形结合比较完美，纵坡平缓，所克服高差较小，顺应地形的要求。方案二：此方案设了三个交点，转角比较小，起终点距离更长，靠近居民点，沿线河流较少。两方案相比之下，方案二虽然沿线河流相对较少，但桥梁与河道中心线的夹角过大，施工难度高，到了离居民点较近，会在一定程度上影响居民的生活，而方案一虽然沿线河流相对较多，但是路线较短，避开了居民点。为了保证车辆在公路上的顺畅通行，综合经济、技术指标比较之下，我选取了方案一。3.3 平曲线要素计算3.3.1 平曲线要素 直线、圆曲线、缓和曲线称为平面线形三要素。 实践证明：在平面设计中，在直线和圆曲线之间设置缓和曲线，可以使平面线形在视觉上更加平顺，能更好的引导驾驶员的视线，路线也更容易被驾驶员跟踪。三者可以组合成不同的线形，这次设计中主要用到的组合是按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。3.3.2 平面设计要求 平面设计中，交点处的平曲线设计应使平面线形直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围的环境相协调，尽量保证平面线形的均衡和连贯；长直线尽头不能接以小半径曲线；高低标准之间要有过渡；避免连续转弯；平曲线应有足够的长度。平曲线应有足够的长度；注意与纵断面线形的组合；考虑施工上的因素。公路路线设计规范（jtg d20-2006）规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最小长度，时速120km规定平曲线最小值为200m，一般值为600m。3.3.3 直线直线作为平面线形要素之一，在公路和城市道路中使用较多，采用直线线形时应特别注意它同地形的关系。 （1）直线的最大长度在运用直线线形并决定其长度时，必须持谨慎态度，并不宜采用长直线。直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施并注意下述问题： 在长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度； 长直线与大半径凹型竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和； 道路两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观；长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全设施。一般规定直线的最大长度（以m计）不超过20v（v为设计速度，以km/h计），156920v=2400m，满足要求考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两曲线之间应有一定的直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点（缓直或直圆或圆直）到后一曲线起点（直缓）之间的长度。 （2）直线的最小长度 同向曲线间的直线最小长度公路路线设计规范（jtg d20-2006）推荐同向曲线的最短直线长度以不小于6v为宜，在受到条件限制时，无论是高速路还是低速路都宜将在同向曲线间插入的大半径曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或c形曲线。 反向曲线间的直线最小长度 转向相反的两圆曲线之间，考虑到设置超高和加宽缓和段的需要以及驾驶人员转向操作的需要如无缓和曲线时，宜设置一定长度的直线。公路路线设计规范（jtg d20-2006）规定反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的两倍为宜。本设计中为583m2120=240m，满足要求。若两反向曲线已设缓和曲线，在受到限制的地点也可将两反向缓和曲线首尾相接，但被连接的两缓和曲线和圆曲线宜满足一定的条件。3.3.4 圆曲线设计圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。圆曲线能较好的适应地形的变化，并可获得圆滑的线形,圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用较大半径。我国规范中所规定的圆曲线最小半径取值，具体规定见下表3-5。规范规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m；为了保证汽车行驶的舒适性和安全性，平曲线应有足够的长度，圆曲线的长度也宜有3s的行程。表3-5 圆曲线最小半径设计速度（km/h）1201008060403020一般值（m）10007004002001006530极限值（m）650400250125603015不设超高的最小半径(m)路拱2.0%5500400025001500600 350 150路拱2.0%7500525033501900800 450 200 极限最小半径是指按计算行车速度行驶的车辆,能保证其安全行驶的最小半径。它是设计采用的极限值，当路面横坡和横向力系数最大时,可按式(3-1)计算出极限最小半径，道路曲线为极限最小半径时,设置最大超高。一般最小半径对按计算速度行驶的车辆能保证安全和舒适性，它是通常情况下推荐采用的最小半径。它介于极限最小半径与不设超高最小半径之间。因此根据汽车转弯的横向稳定分析： (3-2)式中：横向力系数； 路面横坡，无超高时为路拱横坡。 根据圆曲线半径的选用原则，拟采用圆曲线半径为r=2000m圆曲线半径取值的一般值1000m，所以满足汽车转弯时的横向稳定性要求。对于平原微丘地区，行车速度为v=120km/h，双向四车道的高速公路，缓和曲线最小长度为100m，平曲线最小长度为200m。结合地形、地貌，结合道路的具体情况和公路路线设计规范（jtg d20-2006）最大限度的满足行车舒适需要，综合各种因素，该段线路设两段平曲线，设置圆曲线半径分别为r1=2000m、r2=2000m。3.3.5 缓和曲线设计 缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。公路路线设计规范（jtg d20-2006）规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接处，应设置缓和曲线。本设计中圆曲线半径取r=2000m,小于不设超高最小半径r=4000m，需设置缓和曲线，由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。表3-6 缓和曲线最小长度公路等级高速公路一二三四计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020缓和曲线最小长度(m)10085705085150703550253520缓和曲线的最小长度，一般从以下几个方面考虑：（1） 旅客感觉舒适 (3-3)（2）超高渐变率适中 (3-4)（3） 行驶时间不过短 (3-5)式中：圆曲线半径（m）； 设计车速(km/h)；旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）； 超高坡度与路拱坡度代数差（%）； 超高渐变率，即旋转轴线与行车道外侧边缘线之间的相对坡度，取1/200。因此，根据上式(3-3)、(3-4)、(3-5)得 =0.0361203/2000 =31（m） =8.750.06/(1/200) =99（m） （m）综上所述，选择缓和曲线长度为200m。本设计段分别取200m、200m。3.3.6 以jd1 为例计算及校核平曲线桩号内移值：切线增值：缓和曲线角：切线长：曲线长：圆曲线长：外距： 切曲差：j=2tl jd k1+925.826 t 356.734 zh k1+569.092 ls +200.000 hy k1+769.092 (l2ls)/2 +(710.48152200)/2 qz k1+924.332 (l2ls)/2 +(710.48152200)/2 yh k2+079.573 ls +200.000 hz k2+279.573 tj 356.734+2.987 jd k1+925.826jd2 的计算同上，计算结果见附表一：直曲表。4 纵断面设计 纵断面线形设计的主要内容是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制高程等，确定路线合适的高程、各坡段的纵坡和坡长，并设计竖曲线。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，地形，地物，水文地质，综合考虑路基稳定，排水及工程经济等，研究纵坡的大小，坡长等要素。4.1 纵断面设计的原则 （1）根据工程地质情况，按照规范要求进行设计 地形图是设计的基础，按照要求，满足纵坡及竖曲线的各项规定，以及相关高程控制点和构造物设计对纵断面的要求。 （2）平纵横相结合设计有意识的将平面，纵断面，横断面结合起来设计，可以少做无用功。 （3）考虑桥梁，涵洞，通道的位置对纵断面设计的影响 （4）满足路面排水的要求 （5）填挖平衡，降低造价，节约用地4.2 纵坡设计4.2.1 纵坡设计的要求 (1)纵坡设计必须满足公路路线设计规范（jtg d20-2006）的各项规定。(2)纵坡起伏不宜过大，应具有一定的平顺性，以保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶。(3)平原微丘区地下水埋深较浅，池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。 (4)充分考虑通道、农田水利、排水等方面的要求。4.2.2 最大纵坡最大纵坡是公路纵断面设计的重要指标，在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。公路路线设计规范（jtg d20-2006）中规定：当设计速度为 120km/h时，最大纵坡为3%。表4-1 各级公路最大纵坡设计速度(km/h)12010080最大纵坡（%）3454.2.3 最小纵坡最小纵坡是纵向排水的需要，对横向排水不畅的路段所规定的纵坡最小值。为使道路行车安全、快速和通畅，纵坡小一些为好；但在长路堑、低填方和其它横向排水不通畅的路段，为保证行车安全和排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，应设置不小于0.3%的纵坡（一般以不小于0.5%为宜）。当必须设计成平坡或小于0.3%的纵坡时，设边沟路段应作纵向排水设计。4.2.4 最大坡长限制 最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在使行车速度显著下降，长时间使用低速档会使发动机发热过分而使效率降低，水箱沸腾，行驶乏力。而下坡时，则因坡度过陡，坡段过长而使刹车频繁，影响行车安全。因此，为保证行驶质量和行车安全，对陡坡的坡长应加以限制。各级公路不同纵坡的最大坡长规定如表4-2所示。表4-2 各级公路纵坡长度限制高速公路一二三四计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020纵坡坡度(%)390010001100120010001100470080090010008001000900110010001100110012005600700800800700900800900900100065006006007006007007007008007500500600830040092004.2.5 最小坡长限制 从汽车行驶平顺性的要求考虑，如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的增重与减重的变化频繁，导致乘客感觉不舒适，车速越高表现越明显；缓坡太短上坡不能保证加速行驶要求，下坡不能减缓制动；从路容美观、相邻竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定最短长度。在高速路上，最小坡长以设计速度9s的行程为宜，可满足行车及几何线布设的要求，公路路线设计规范（jtg d20-2006）中规定公路最短坡长应按表4-3选用。表4-3 最小坡长设计速度（km/h）12010080最小坡长(m)3002502004.3 竖曲线设计要求 竖曲线是指在道路纵坡的变坡处设置的竖向曲线。竖曲线的作用是为满足行车平顺、舒适及视距的需要。竖曲线的线形可采用圆曲线或抛物线，在使用范围内二者差别不大，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线方便，一般采用二次抛物线作为竖曲线。(1) 缓和冲击 汽车行驶在竖曲线上时，会产生径向离心力，这个力在凹形竖曲线上是增重，在凸形竖曲线上是减重。这张增重与减重达到某种程度时，旅客就有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利影响，所以确定竖曲线半径时，对离心加速度应加以控制。(2) 行驶时间不过短 汽车从直坡线行驶到竖曲线上，若坡差较小时，竖曲线长度很短，让驾驶员产生变坡很急的错觉，旅客也感觉到不适，因此，应限制汽车在竖曲线上的行驶时间不过短。(3) 满足视距的要求 汽车行驶在竖曲线上，若为凸形竖曲线，如半径过小，会阻挡驾驶员的视线。若为凹形竖曲线，对地形起伏较大地区的道路，在夜间行车时，若是曲线半径过小，前灯照射距离近，影响行车速度和安全；高速公路及城市道路跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，若位于凹形竖曲线上方，会影响驾驶员的视线。为保证行车安全，对竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。(4)满足排水要求4.4 竖曲线设计根据公路路线设计规范（jtg d20-2006）的规定，按照缓和冲击、时间行程、视距要求三个限制性因素合理选择竖曲线半径。表4-4 公路竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度km/m1201008060403020凸形竖曲线半径极限最小值(m)11000650030001400450250100一般最小值(m)170001000045002000700400100凹形竖曲线半径极限最小值(m)4000300020001000450250100一般最小值(m)6000450030001500700400200竖曲线最小长度(m)100857050352520表4-5 视觉要求的最小竖曲线半径计算行车速度km/m1201008040竖曲线凸形(m)200016000120003000凹形(m)120001000080002000 竖曲线要素的计算公式如下： l=rw （4-1） t=l/2 （4-2） e=t2/2r （4-3） （4-4）式中：竖曲线半径(m)； 坡差(%)，为“+”时表示凹形竖曲线，为“-”时表示凸形竖曲线； 竖曲线长度(m)； 竖曲线切线长(m)； 计算点至起算点的距离(m)； y竖曲线上任一点竖距(m)； 竖曲线外距(m)。4.5 利用纬地进行纵断面设计4.5.1 读取纵断面沿线高程并进行设计 （1）读取地面线数据，初步设计 1）初拟变坡点，进行拉坡： 分析：本设计为高速公路，所处为平原微丘，前段是一片低洼沟塘，需要较多的填方。因此在设计中，除主要要考虑平纵配合外，还应该注意顺应地形，保证填挖平衡。由于路线所经地段河流较多，同时涉及乡村小路，因而还得考虑桥梁、涵洞的架设。又因起终点位置的限制，该纵断面拉坡设计时还应考虑如何合理地克服局部地段的高程急剧升高，同时又不会引起过分的路基的填挖工程量。 拟定结果：由上面的分析，初步拟定如下变坡点：表4-6变坡点的桩号及高程变坡点0123456桩号04559601724249832723815.873标高（m）4.42563.03684.186111.42267.50923.95125.5843 2）竖曲线要素确定及相关计算 拟定竖曲线半径如下：表4-7竖曲线半径变坡点 12345竖曲线形状凹凸凹凸凹拟定半径12000200001200020000120003）进行综合指标校验，确定是否要调整，并最后确定纵断面设计线。以变坡点k0+960为例进行验算：i1=1.661% i2=-0.928% r=20000mw=-0.928-1.661=-2.589（凸）l=rw=200000.02589=517.8m t=l/2=517.8/2=258.9m e=t2/2r=258.92/40000=1.675m 计算变坡点k0+960处设计高程竖曲线起点桩号=(k0+960)-258.9=k0+701.1竖曲线起点高程=11.4226-258.90.01661=7.122m桩号k0+1000处横距x=(k1+000)-(k0+701.1)=298.9m 竖距y=x2/2r=0.007m切线高程=7.122-298.90.01661=2.157m设计高程=2.157-0.007=2.15m 经过检查，可知上述设计符合要求，不需要再进行大的调整，局部是不是要调整，将在下一步的平纵组合设计中进行分析。 （3）输入数据，利用纬地出图，计算结果见附表二：竖曲线表。4.5.2 平纵组合设计 （1）设计原则： 1）在视觉上应能自然地诱导视线，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应均衡。 3）选择组合等到的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 4）注意与道路周围环境的配合。 （2）一般要求： 1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡。 3）注意明、暗弯与凹、凸竖曲线之间的配合：一般暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的。 4）平、竖曲线应避免不利组合： 使凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部与反向平曲线拐点重合。 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重合。 应避免凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。5 横断面设计5.1 横断面设计原则 横断面设计必须结合地形、地质、水文等条件，本着节约用地的原则选用合理的断面形式，以满足行车舒适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。5.2 横断面几何尺寸 路基宽度按双向四车道高速公路标准设置，为26.00m。中央分隔带宽3.50m，两边行车道各宽7.50m，两边硬路肩各为3.00m，土路肩0.75m，硬路肩横坡与路拱横坡相同都为2.0%，硬路肩与行车道采用相同的结构，作紧急停车带使用，并利于以后加宽。土路肩横坡为3%，见图5-1。 图5-1 路基横断面图（单位：cm） (1)边坡坡度取11.5； (2)护坡道宽度一律取1.0m； 3 (3)边沟采用矩形状的边沟。5.3 绘制标准横断面图，见图纸5.4 路基土石方计算本路段处于平原微丘地区，地基处理全为填方。5.4.1 调配要求 （1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。 （2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。 （3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。 （4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。5.4.2 调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用，表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算惊醒复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。（2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。（3）纵向调运确定经济运距：根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距：调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距（4）计算借方数量、废方数量和总运量 借方数量=填缺纵向调入本桩的数量 废方数量=挖余纵向调出本桩的数量 总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量（5）复核 横向调运复核 填方=本桩利用+填缺 挖方=本桩利用+挖余 纵向调运复核 填缺=纵向调运方+借方 挖余+纵向调运方+废方 总调运量复核 挖方+借方=填方+借方 以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。 （6）计算计价土石方 计价土石方=挖方数量+借方数量5.5 路基施工横断面（见图纸：路基横断面图）5.6 平纵横综合设计5.6.1 平纵线形的协调 为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合高速公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。 （1）长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，要满足0.3%的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果。 （2）平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好。5.6.2 线形与环境的协调（1）定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。（2）路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。（3）注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。（4）对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。（5）对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路想协调，增加美感。（6）纵断面线性与景观、城镇规划的结合（7）利用老路时的平、纵、横综合设计（8）远近期结合的平、纵、横综合设计6 路基和路面结构设计6.1 路基设计6.1.1 路基横断面布置由横断面设计（查公路工程技术标准（jtgb012003）部分可知，路基宽度可设计为26m，中间带宽度为3.5m，其中中央分隔带宽度为2m，路缘带宽度为0.752=1.5m，硬路肩厚度为32=6m，土路肩宽度为0.752=1.5m。路面横坡为2%，土路肩横坡为3%。本路段全线采用全封闭、全立交式双向四车道高速公路标准，路基全宽26米，设计行车速度120公里/小时。6.1.2 路基边坡由横断面设计可知（查公路路基设计规范（jtg d30-2004）本公路路基边坡由于路基填土高度均小于6m，且采用1:1.5的坡度，护坡道为1.0m，且由于该段公路非高填土，故不需要进行边坡稳定性验算。6.1.3 路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合公路工程技术标准（jtgb012003）表6-1的要求:表6-1路基压实度填挖类别路床顶面以下深度 （m）路基压实度（高速公路、一级公路）零填即挖方00.3000.8096填方00.800.801.50.50969493路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。6.1.4 公路用地宽度根据路基不止形式，填土高度及边坡形式计算路基用地范围，公路路线设计规范（jtg d20-2006）要求的公路用地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以外不小于1m范围内的土地；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，此处设置为1m。6.1.5 路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表6-2的规定，砂类土填筑。表6-2路基填料最小强度和最大粒径要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小度（cbr）（%）填料最大粒径（m）高速公路填方路基上路床030810下路床3080510上路堤 80150415下路堤 150以下315零填及路堑路床030810注：当路床填料cbr值达到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理 粗粒土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/36.1.6 路基处理 (1) 一般路基处理原则：路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0-80cm采用7%石灰土处理；路基高度2.0m路段，清除耕植后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用掺7%石灰土处理；路基高度2.0m的路段，路床顶面以下0-60cm采用7%石灰土处理层,立即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。 (2) 路床处理（公路路基设计规范（jtg d30-2004）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。挖方地段的路床为岩石或土基良好时