贡献武汉大学土木工程道桥方向毕业设计.doc

武汉大学土建学院毕业设计专用纸摘要：湖北省武汉至麻城高速公路起于三里镇长提，止于夏家岗，于规划的武麻高速公路黄冈段对接。本设计选取第一合同段K1+600K4+700段，全长3.1公里。根据施工图设计路线方案，全线采用双向四车道高速公路标准，设计速度100km/h，路基宽度26.0m，桥涵设计荷载为公路1级，桥路同宽。主要设计内容包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计、防护工程设计（重力式挡土墙）、路面设计（沥青混凝土柔性路面）及桥梁设计。 其中，平面设计、纵断面设计、横断面设计、防护工程设计采用手工计算、绘图；路面结构设计、路面厚度计算和面层拉应力验算采用公路路面结构设计系统HSP2000进行设计；桥梁工程采用桥梁结构分析软件BSAS进行设计。关键字：高速公路 路线 路基 路面 挡土墙 桥梁Abstract：The starting point of the express highway design from Wuhan city to Ma city ,Hubei province ，is Changti village, Sanli town ,and the superhighway ends in Xiajiagang village, which connects to Huanggang section of the highway. The section of the highway from K1+600 to K4+700 is selected to design, which is 3.1 kilometers long. According to the route project of construction documents design phase, the whole line adopts superhighway standard of twoway traffic and four lanes. The designed velocity of the highway is 100 km/h, and the roadbed width is 26.0 m, The designed load of the bridge adopts highway-grade,and the width of the bridge is the same as the highway. The main contents of the project include the plain design, the vertical section design, the cross section design, the protection engineering design(the retaining wall of gravity ), the road surface design(Asphalt Concrete Pavement) and bridge design。 Among them, the calculation and painting of flat design, vertical section design, cross section design, the protection engineering design are designed by handicraft .The design of road surface structure ，the calculation of the thickness of the road surface and checking computations of the tensile stress adopt the design system of the highway road surface structure- HSP2000.And the bridge engineering adopts bridge structure analysis software BSAS to design.Keywords: expressway route roadbed road surface retaining wall bridge目 录1绪论 31.1工程概况 31.2地质概况 31.3 技术资料 72路线设计 82.1路线设计方案及比选 82.2平面设计 142.3纵断面设计 222.4横断面设计 313挡土墙设计 373.1挡土墙的布置 373.2重力式挡土墙设计 394路面设计 464.1路面设计资料 464.2路面结构设计 465公路桥涵结构计算 545.1方案简介 555.2本桥主要材料565.3桥梁设计荷载565.4桥梁结构计算566结束语 637参考文献 641.绪论1.1 工程概况武汉市武汉至麻城高速公路起于三里桥镇长堤，起点设三里桥互通与武汉至英山项目顺接，向东北跨三排渠、四排渠、万米长河，在辛集上跨武汉外环高速，并设辛集互通、在任家湾跨过 G318国道，设骆驼互通，在丁家大湾跨京九铁路麻汉联络线和规划的沪汉蓉高速铁路；在永福村过熊许二级公路，设分离式立交桥，止于夏家岗与规划的武麻城高速公路黄冈段对接，推荐全线全长27.891公里。根据施工图设计路线方案，全线采用双向四车道高速公路标准，设计速度100km/h，路基宽度26.0m，桥涵设计荷载为公路1级，桥路同宽。沿线设有三里桥互通、辛集互通、骆驼铺互通。第一合同段起于K0+000，止于K7+900，全长7.9公里，本设计选取K1+600K4+700,全长3.1公里。1.2 地质概况1.2.1 地形、地貌拟建公路第一合同段路基所处地貌单元主要为冲湖积平原、冲积平原、垄岗波状平原及剥蚀垄岗地貌，属多元地貌。微地貌单元有河渠、鱼塘、田间、洼地等，平原路段区地面标高一般在1721m左右；垄岗剥蚀地貌地面标高约在3038m。1.2.2 地表水和地下水(1)地表水沿线K4+700以前河渠、鱼塘较多，主要跨三排渠四排渠万米长河等，水位基本与武湖水位一致，勘察期间河水深约1.02.0m。(2)地下水根据本次勘察情况沿线冲湖平原或岗间湖积洼区地地下水位一般为0.32.3m；垄岗地带地下水位一般为1.03.2m。地下水主要分为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水两类。上层滞水赋存于砂砾石层中，具微略承压性，受侧向迳流补给，水量较大。基岩裂隙水赋存于下部风化泥质砂岩中，受迳流补给，水量与裂隙发育程度有关。(3)水质分析结果根据本次取水样分析结果：SO42- 离子含量为14.9714.00mg/L，Mg2+离子含量为8.722.49mg/L,Cl-离子含量为8.8043.85mg/L,HCO3-离子含量为117.89262.90mg/L，侵蚀性CO2含量为0.0mg/L，PH值60827.12根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）判定，路线沿途地表水均对砼无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀生。1.2.3 路基工程地质分区(1)路基工程地质分区的原则以区域地貌作为工程分区的主要依据将本区路段分为冲湖积平原区、冲洪积波状平原和垄岗剥蚀区。依据岩土体特征，结合水文地质条件、地质构造、不良地质现象、典型地貌和路基稳定性等，进一步在工程地质分区的基础上划分工程地质亚区。(2)路基工程地质分区根据以上分区原则，将路线经过的地段划分为如下工程地质区、亚区。冲湖积平原区（I）：分布于路线起点K2+K3+050、K3+700K4+420路段。软土路基区（I-1）；一般路基区（I-2）； 一般夹软土路基区（I-3）。冲洪积波状垄岗及剥蚀垄岗区（II）：分布于K3+050K3+700、K4+420K4+700路段。老土路基区（II-1）、残积土路基区（II-2）。1.2.4 路基地层条件根据地质调绘、钻探和静力触控，沿线路基地层比较简单，按成因及年代划分有第四系全新冲湖积层，第四系更新统冲、洪积层、第四系残积层，以及白垩元古界风化岩层。从路线起点到终点（自南向北）地层相对由新到老，变化不大，冲湖平原区多为中软土，龙岗区多为中硬土；沿线龙岗上部冲洪积老黏土具弱膨胀趋势。各路段地层条件如下：(1) K2+200K2+270为一般粘性区（I-2）：长70m。属冲湖积平原，地形平坦，地势开阔，沿途一般为水田和旱地，经过一水沟和四排渠。勘察期间地下水埋深1.62.3m。上部为第四系全新统可塑一般粘性土，中部为全新统稍密粉状、细砂土和更新统中密密实状砾砂；下部为白垩系风化泥质砂岩。该路段未发现明显影响路基稳定性的不良地质层。(2) K2+270K3+050为软土路基区（I-1）：长780m。属冲湖积平原，地形平坦，地势开阔，沿途经过大片藕塘、鱼塘。勘察期间地下水埋深0.31.0m浅表层为第四系全新统软流塑状淤泥或淤泥质土，其下为可塑状一般粘性土；中部为全新统稍密状砂土和更新统中密密实状砂砾石土；下部为白垩系风化泥质砂岩。该路段浅表层发育有-1层软土，埋深0.01.1m，厚0.54.6m,多为软流塑状淤泥或淤泥质土，属影响路基稳定的不良地质层。(3) K3+050K3+700为老黏土土路基区（II-1）：长650m。属冲冲积垄岗平原，地形较平坦，地势开阔，沿途经过大片藕塘、鱼塘。勘察期间地下水埋深1.4m。上部为第四系更新新统硬塑状老粘土，中部为稍密状砾砂和中密状砾石，局部为白垩系风化泥质砂岩。该路段上部老黏土具有弱膨胀潜势，属影响路基稳定性的不良地质层。(4) K3+700K4+420为一般粘性土夹软黏土路基区（I-3）：长720m。属冲积平原，地形较平坦，地势开阔，沿途一般为水田，局部跨鱼塘和水沟。勘察期间地下水埋深0.41.2m。上部为第四系全新统可塑状一般粘性土和松散-稍密状粉砂或垩砂土，局部表层为淤泥；中部为更新统硬塑状粘性土夹中密状粗砾砂层；下部为白垩系风化泥质砂岩。该路段表层发育有-1层软土，埋深0.0m，厚0.9m,多为流塑状淤泥，属影响路基稳定的不良地质层。(5) K4+420K4+700为老黏土路基区（II-1）：长450m。属冲积垄岗平原，地形较平坦，地势开阔，沿途为水田。勘察期间地下水埋深1.5m。上部为第四系更新统硬塑状老粘土，中部为稍密状砾或中密状砾石，下部为白垩系风化泥质砂岩。该路段上部老黏土具有弱膨胀潜势，属影响路基稳定的不良地质层。勘察期间地下水埋深约0.51.5。上部为37m厚的第四系硬可塑状残积粘性土，之前为白垩系风化泥质砂岩，之后为元古界风化片岩。该路段未发现影响路基稳定的不良地质层，但一般残积土遇水后特性易变差。详细情况见该合同段工程地质平面图、工程地质纵断面图及勘探孔柱状图。1.2.5 软土工程地质评价(1)软土特征本线路多为灰色、深灰色夹灰黑色等，由淤泥或淤泥质土组成，与三里桥互通区相比较软土分布范围明显变少，软土取样较少，但从成因、年代、试验结果等方面看具有和三里桥互通软土相同的特点，故在此借用三里桥互通区统计的软土部分物理力学指标平均值结果。(2)软土分布路段沿线软土分布路段较为多，软土其厚度变化较大局部地段很厚，且发育有双层软土。沿线软土分布情况详见下表二。表1-1 软土分布情况表路段长度软土特征K2+270K3+050780-1层软土，埋深0.0-1.1m，层厚约1.2-4.4m,软-流塑状。K3+780K3+900120-1层软土，埋深0.0m,层厚约0.49m,-流塑状。累计长900(3)软土路基稳定性评价上表中显示路段均浅表层发育有软土，物理力学性质差，会引起路堤不均匀沉降等。1.2.6 膨胀土工程地质评价(1)膨胀土特征沿线膨胀土主要是指-1层老粘土（为黄褐、褐黄、紫红、灰褐、棕红等颜色，含铁锰质结核和高岭土团块，局部含少量矿石，一般具有弱的膨胀潜势。从初勘对沿线15个取土场的试验资料可以看出，地基土的自由膨胀率试验值为3264%，多具弱膨胀性。本次详勘针对其土层分布特点结合路线走向进行重点调查，得出结果如下：K3+700K4+700路段冲洪积垄岗地段老粘土层较厚，属弱膨胀土，具弱膨胀潜势；膨缩总率为1%左右。(2)大气影响深度根据武汉市气象统计资料，按降水量、蒸发量与大气影响深度的关系式计划，大气影响深度为3m，急剧影响深度为1.35m。(3)膨胀土路基稳定性评价膨胀土易产生周期性膨胀与收缩易导致地基强度变化，造成路基和构造物基础的变形、开裂或边坡失稳。1.2.7 路基处理方案建议沿线公路软土路段较多，且厚度一般较大易产生路基不均匀沉降等；其次局部路段老粘土具膨胀性，易发生周期性胀缩变形，两者对路基稳定性影响都比较大，均必须进行改良处理。(1)软土路基软土路基区工程地质条件较差，在这些地段，建议对局部浅部薄层软土采用清淤换填、抛填土石挤密等方法进行处理；对于局部较厚软土路段可采用粉喷桩、碎石桩、CFG桩等方法进行复合地基加固处理。(2)一般粘性土路基一般粘性路基区工程地质条件较好，仅需清表、压实。(3)膨胀土路基膨胀土路基区工程地质条件较差，需进行以下处理：根据承载比试验结果，可采用晾晒、掺灰方法先进处理。做好路基防水、排水、保温、防风化等工作，严防路堤浸水，并可采用预制网格植草或从字骨架网格植方式进行防护，地基土要切实做好夯实工作。(4)残积土路基残积土路基区工程地质条件一般，但需注意做好路基防水、排水、保温、防风化等工作，严防路堤浸水，并对边坡进行适当支护。(5)路堤沿线填方路堤，根据本次勘察结果，建议填方路段两边土体的边坡率可设为1：1.5，对路基填土应做晾晒、压实工作处理，坡面采取人字骨架植草型式护坡，同时做好防排水工作。1.3 技术资料 1. 中华人民共和国交通部规准，JTJ001-97公路工程技术标准 2. 中华人民共和国交通部规准，JTJ00386公路自然区划标准 3. 中华人民共和国交通部规准，JTJ011-94公路路线设计规范 4. 中华人民共和国行业标准，JTGD40-2002公路水泥混凝土路面设计规范 5. 中华人民共和国交通部标准，JTJ01394公路路基设计规范6. 中华人民共和国交通部标准，JTJ014公路沥青路面设计规范7. 中华人民共和国交通部标准，JTJ018-97公路排水设计规范8. 中华人民共和国行业标准，JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范9. 中华人民共和国交通部标准，JTG D60-2005公路圬工桥涵设计规范10. 中华人民共和国交通部标准，JTJ02385公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范11. 中华人民共和国交通部标准，JTJ024-85公路桥涵地基与基础设计规范12. 中华人民共和国交通部标准，JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范13. 中华人民共和国交通部标准，JTJ033-95公路路基施工技术规范2 路线设计2.1路线方案设计及比选2.1.1路线方案选择的原则：路线基本走向的选择是道路设计中最基本问题，它不但影响公路本身，而且还影响国家的政治、经济，国防的要求。具体涉及以下几个方面。（1）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进的手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、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、快捷的前提下，是工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高技术指标。（3）选线应同农田基本建设相配和，少占田地，并尽量不占高产田、经济作物或经济林园等。（4）通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有自然状态和重要历史文化遗址。（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入的勘测，查清其对公路工程的影响。对于滑坡、崩塌、泥石流、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。路线应设法绕避。当必须穿过时，应小组合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。（6）选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响和污染等问题，具体应注意以下几个方面：路线对自然景观与资源可能产生的影响； 占地、拆迁房屋所带来的影响；路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等有设施造成分割而产生的影响；噪音对局民的影响； 汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染和影响；对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对策实施的可能性。2.1.2 路线方案评价路线方案比选的评价指标较多，主要有技术、经济、政策及国防上的意义、交通网系中的作用及联系城镇的多少等指标。其中： （1）技术指标：路线长度及其增长系数。路线的增长系数按下式计算：式中 ：路线增长系数 L路线实际长度 P路线起终点间的距离初步比选时，有时可只计算路线方案各主要控制点间直线距离之和。而不计算路线实际长度，这时计算出的系数叫做路线技术延长系数，其值一般在1.051.2之间，视地形条件而异。转角数。可分为全线的转角数和每公里的转角数。转向角是反映路线曲折变化的一项指标。转角总和与转角平均度数。转角值是体现路线顺直程度的一种技术指标。转角平均度数按下式计算： 式中：转角平均度数。_任一转角的度数。转角的个数。最小平曲线半径及个数。 回头曲线个数。与原有公路及铁路交叉数目（包括平面交叉和立体交叉）。限制设计速度的路段长度（指居住区、小半径转弯处、交叉点及陡坡路段）（2）经济指标：桥涵工程数量（分为大桥、中桥、小桥涵的座数、类型和长度）。路面工程数量。特殊工程构造物数量（包括挡土墙、隧道、护坡和地质不良地段的加固工程等）。工程总造价。 投资回收期。 效益费用比。 净现值。 内部收益率。2.1.3 路线方案比选2.1.3.1影响路线控制点的因素 选取本路线各控制点主要考虑的因素有：(1)起终点位置的确定。本路线属于武汉至麻城高速公路武汉段第一合同段，起于武汉至英山高速公路武汉谌家矶周铺段三里桥阵长堤，终点与第二合同段连接，位置由此大致已确定。(2)地形地貌的影响。本路线所处地貌单元主要为冲湖积平原、冲积平原、垄岗波状平原及剥蚀垄岗地貌，属多元地貌。微地貌单元有河渠、鱼塘、田间、洼地等。所以在选择路线控制点时主要考虑避开农田，鱼塘等，既考虑到经济因素，又考虑到不良路基的影响。(3)地下水位的影响。本地段地下水丰富，上层滞水赋存于砂砾石层中，具微略承压性，受侧向迳流补给，水量较大。基岩裂隙水赋存于下部风化泥质砂岩中，受迳流补给，水量与裂隙发育程度有关。所以路线选择时，尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，以使路基具有较好的水文条件。(4)沿路居民点的影响。本段路线沿路经过蔡家冲，协家咀，庙湾，罗家巷，肖家湾，肖李湾等几个小村落。考虑到本路属高等级公路，对这些地区不具有服务性，且考虑到将来公路运营后所带来的噪音和空气污染，所以应采取绕避的方式远离村落。2.1.3.2 备选方案的选择共有A，B两条备选路线，具体走向可参见图纸。A线全长大致8611米，B线全长大致8699米，长度基本相同。路线方案比较表见下表21所示：两条路线走向大致也相同，现只对几处不同段分别进行比较： K0段附近 此段经过蔡家冲，两线路均经过此镇，但B线比A线经过的房屋较多，即拆迁的房屋较多，且B线出镇须经过一鱼塘，两者经济上相比，A线优于B线。K1+200段附近 此段经过三排渠，两路线与其交角大致相同，A线28，B线25。渠道左右边是大片农田，无法避绕，两路线均选择直接穿过。但B线在此处的转角较A线大，所以路线比A线稍长，占用农田更多。另外，A线的曲线半径大于B线，从线形上考虑A更合理。 表2-1 路线方案比较表指标单位方案A方案B通过村庄个66路线长度m92349354路线增长系数1.1341.146平曲线个数个1010最小平曲线半径m/个992/1837/1总转角数个55转角总和度140153转角平均度数度2830.6平原、微丘区Km86118699用地亩工程数量中、小桥m/座382/6382/6隧道m/座鱼塘填埋个1216房屋拆迁间1230劳动力万工日总造价万元比较结果推荐A方案K3+600段附近 B线在此处穿过了2个鱼塘，A线稍微偏上，开了2个鱼塘，但传过了小块农田，两者相比，A线优于B线。K6+600段附近 此处接连分布有肖家下湾、肖家中湾、肖家上湾，B线从村中传过，需要拆除多处房屋，影响村民正常生活。A线从村边经过，虽也有影响，但比之B线要小的多。肖家上湾过去会经过大片农田，A线所占面积比B线稍大，但A线所在地势很高，利于排水，B线地势稍低。2.1.3.3拟定路线方案 经上述可以看出A路线与B路线相比，平面线形更好，农田、鱼塘占用少、避免房屋拆迁，有利于排水，路线总长也稍短。所以最后决定选用A路线方案。2.1.4 选定路线的效果评价2.1.4.1 经济评价高速公路的经济评价分为国民经济评价和财务评价两部分，国民经济评价是在合理配置国家资源的前提下，从国家整体的角度研究项目对国民经济的净贡献，以判断项目的经济合理性。财务评价是在国家现行财税制度和价格体系下，从财务的角度，分析和测算项目的财务盈利能力和清偿能力，对项目的财物可行性进行评价。 (1) 国民经济评价国民经济评价是从国民经济全局出发，估算其投入产出对国民经济和全社会的作用与贡献，分析项目的宏观可行性。 评价期为项目建设期和项目建成后20年使用期。评价基年为项目开工第一年。对项目各方案国民经济及财务盈利能力进行比较，以及对三个方案进行费用、收益分析，得出三方案的具体国民经济评价指标(2) 财务评价财务评价是根据国家现行财税制度和价格体系，分析计算公路直接发生的财务效益和费用，编制报表，计算评价指标，考察公路建设的盈利能力、清偿 能力等财务状况，据此判别其财务可行性。财务评价的指标有： 财务净现值 （FNPV） 财务净现值是按财务基准折现率，将各年收费收入折现到建设期初的现值总和减去各年费用的现值总和，其计算式为：式中：Bt一第t年的收费收入 （万元）； Ct一第t年的费用 （万元）： i 一财务基准折现率； n一评价计算期 （建设期加预测年限）。财务净现值大于或等于零是可以采纳的。 财务内部收益率 （FIRR） 财务内部收益率是各年收费收入现值总和等于各年费用现值总和时的折现率，由下式求出： 式中有关符号意义同前。当财务内部收益率大于或等于财务基准折现率时，在财务上是可行的。财务效益成本比 （FBCR） 财务效益成本比是各年收费收入现值总和与各年费和现值总和之比，其计算公式为：式中有关符号意义相同。财务效益成本比大于 1时，是可行的。财务投资回收期 （FN） 财务投资回收期是指以各年净收益（收费收入减去相应费用）抵偿建设投资所需的时间，以年表示。投资回收期一般从建设开始年算起，其计算式为：=0式中有关符号的意义同前。投资回收期小于或等于部门或行业的基准投资回收期时，表明公路建设能在规定的时间内收回投资，是可行的。2.1.4.2 环境评价公路建设项目对周围环境的影响可分为两大类：一类是自然环境的破坏。由于公路项目的开发，在一定程度上对其沿线周围的自然地理环境和资源的破坏，引起一系列环境问题，如水土流失、生态平衡的失调，气候变异等等。另一类是环境污染。主要是汽车交通噪声、废气和尘埃注入环境，使人类生存的自然环境质量下降，以致危害人体健康，损害生物资源，影响工农业的生产。因此，公路建设项目环境的影响评价主要是针对路线方案的选定、设计及施工各环节对环境的影响及公路上行驶的车辆污染进行的。(1)建设期对环境的影响工程建设对环境的影响主要包括路基工程、桥梁工程对自然环境的影响、及施工期的大气噪声污染四项。高速公路路基工程线长面广，需要大量的土石方，特别是部分地区取土困难，线路两侧局部范围已有的植被容易遭到破坏，使土圾疏松，这种微地貌的改变，降雨集中季节在雨水冲刷作用下，不可避免地造成一定程度的水土流失。同时，由于工程施工土地征用，使路线经过地区耕地及植被面积有所减少，机械碾压、人员踩踏，使土壤结构发生改变，从而导制临时占地在施工结束后较长时间不能恢复其肥力，非耕地的植被自然恢复也在比较长的时期内才能恢复。施工期间的大气、噪声污染主要是对施工人员及200米内区域居民有影响，通过对施工方案采取切实可行的措施使施工造成的环境污染降低到最小程度。(2)运营期对环境的影响 公路建成交付运营后，随着各项防护工程及环境保护措施的日益完善，沿线自然生态环境得到新的平衡，交通噪声、振动、废气排放带来的环境 污染，成为运营后的主要环境问题。 2.2平面设计2.2.1平曲线几何要素设计2.2.1.1 直线（1）直线的最大长度国家标准规定：直线的最大长度（单位为m）为20V（V设计速度，km/h） 此路段设计速度为100km/h，故最大直线长度为2000m （2）为了保证行车安全，相邻曲线之间应具有一定的直线长度。这个直线的长度是指前一曲线的终点到后一曲线的起点之间的长度。 对于同向曲线间的最小直线长度：JTJ 01194 公路路线设计规范（以下简称规范）规定同向曲线之间的直线最小长度不宜小于6V。即此路段同向曲线之间的直线最短长度为 600m。 对于反向曲线间的最小直线长度：规范规定反向曲线间的最小直线长度以不小于2V为宜。即此路段反向曲线间的最短直线长度为200m。2.2.1.2 圆曲线（1）圆曲线最小半径 一般最小半径是指通常情况下各级公路对按设计速度行驶的车辆，能保证其安全性和舒适性的推荐采用的最小半径。此路段设计行车速度为100km/h, 查现行规范，得出其横向力系数=0.05，最大超高横坡度=0.06。根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得到式中 R圆曲线半径，m; V行车速度，km/h; 横向力系数； 超高横坡度，。代入相关数据，得出圆曲线一般最小半径R=716m，取计算值为720m。（2）圆曲线的最大半径 选用圆曲线半径时，在地形、地物等条件允许时，应尽量采用较大曲线半径。但是，当半径大到一定程度时，其几何性质与直线区别不大，而且容易给驾驶员造成判断上的失误，带来不良后果。因此，规范规定圆曲线的最大半径不宜超过10 000m。2.2.1.3 缓和曲线为了车辆在缓和曲线上平稳地完成曲率的过渡与变化，保证线性顺适美观，同时为在圆曲线上设置的超高和加宽提供过渡段，规范从以下几个方面考虑来确定缓和曲线的最小长度。 (1)JD2处的缓和曲线长度: 按离心加速度的变化率计算由标准表2.0.5查得V=100km/h,则按驾驶员的操作和反应时间计算按超高渐变率计算由标准表3.0.2查得：由规范表7.5.3查得：。由规范表7.5.4查得：p=1/150，则按视觉条件计算综合以上各项得：，最终取5的整数倍得到,为使线形流畅取。按照回旋线圆曲线回旋线的长度比1：1：1设计，圆曲线长度L=200m。(2)JD2处的缓和曲线长度: 同JD1(3)JD3处的缓和曲线长度按离心加速度的变化里率计算由标准表2.0.5查得V=100km/h,则按驾驶员的操作和反应时间计算按超高渐变率计算由标准表3.0.2查得：由规范表7.5.3查得：。由规范表7.5.4查得：p=1/175，则按视觉条件计算综合以上各项得：，最终取5的整数倍得到。为使线形流畅取。按照回旋线圆曲线回旋线的长度比1：1：1设计，圆曲线长度L=270m。(4)JD4处的缓和曲线长度按离心加速度的变化 率计算由标准表2.0.5查得V=100km/h,则按驾驶员的操作和反应时间计算按超高渐变率计算由标准表3.0.2查得：由规范表7.5.3查得：。由规范表7.5.4查得：p=1/175，则按视觉条件计算综合以上各项得：，最终取5的整数倍得到。为使线形流畅取。按照回旋线圆曲线回旋线的长度比1：1：1设计，圆曲线长度L=200m。(5) JD5处的缓和曲线长度按离心加速度的变化里率计算由标准表2.0.5查得V=100km/h,则按驾驶员的操作和反应时间计算按超高渐变率计算由标准表3.0.2查得：由规范表7.5.3查得：。由规范表7.5.4查得：p=1/175，则按视觉条件计算综合以上各项得：，最终取5的整数倍得到。为使线形流畅取。按照回旋线圆曲线回旋线的长度比1：1：1设计，圆曲线长度L=200m。2.2.1.4主点里程桩计算（1）JD1：根据公式：推出 转角 曲线要素的计算： 主点桩号计算 （2）JD2: 转角与曲线要素同JD1 主点桩号计算 (3) JD3：根据公式：推出 转角 曲线要素的计算： 主点桩号计算 (4)JD4：根据公式：推出 转角 曲线要素的计算： 主点桩号计算 (5) JD5：根据公式：推出 转角 曲线要素的计算： 主点桩号计算 （6）终点里程桩号 K8+311.242.3纵断面设计2.3.1 概述沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面线总是一条有起伏的空间线形。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、当地的自然地理条件以及工程经济性等，确定起伏空间线的位置，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的地面高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上经济上以及美学上等多方面比较后定出的由直坡线和竖曲线组成的一条具有规则形状的几何线，反映了道路曲线的起伏变化情况。它是由中线上各桩点的设计高程点绘出来的。直坡线有上坡和下坡，其坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全。坡线的坡度即路线纵向坡度，简称纵坡，用符号i表示，其值按下式计算： 式中： i纵坡，按路线前进方向，上坡为正、下坡为负。； 按线路前进方向为序的坡线两端电的高程，m； L坡线两端点间的水平距离，称坡线长度，简称坡长。2.3.2 纵坡及坡长设计2.3.2.1纵坡设计的一般要求 为使纵坡设计技术上满足要求，经济上合理，纵坡设计应满足的一般要求：(1) 纵坡设计必须满足标准的各项规定。(2) 为保证车辆能以一定速度安全顺利地行驶，纵线应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁；尽量避免采用规范中的极限纵坡值，留有一点的余地。(3) 设计应对沿线地形地质水文地下管线气候和排水等综合考虑，并根据需要采用适当的技术措施，以保证道路的稳定与畅通。(4) 一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方和其他工程数量，以降低造价和节省用地。(5) 山岭重丘区地形纵坡设计应考虑纵线挖填平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方（简称填挖平衡设计）。平原微丘区应尽量满足最小填土高度要求，以保证路基稳定（称包线设计）。(6) 高速公路一级公路应考虑通道农田水利等反面的要求；低等级公路应注意考虑民间运输农业机械等方面的要求。2.3.2.2最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计师各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆安全行驶以及工程、运输经济等因素，通过综合分析全面考虑，合理确定的。此段高速公路设速为100km/h，查标准知最大纵坡为4。当高速公路受地形条件或其他特殊条件限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可增加1。最大纵坡设计时不可轻易采用，应留有余地。在受限制较严，如越岭线为争取高度缩短路线长度或避开艰巨工程等，才有条件地采用。2.3.2.3最小纵坡挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。从汽车运营的角度出发，希望道路纵坡设计得小些为好。但是，在长路堑以及其他横向排水不通畅地段，为防止积水渗入路基影响其稳定性，各级公路均应设置不小于0.3的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5为宜。当必须设计平坡或纵坡小于0.3的路段时，边沟应作纵向排水设计。在弯道超高横坡渐变段上，为使行车道外侧边缘不出现反破，设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率。干旱少雨地区最小纵坡可不受上述影响。高速公路的路面排水一般采用集中排水的方式，其直坡段或半径大于不设超高最小半径的路堤路段的最小纵坡仍应不小于0.3。在弯道超高渐变段上，当行车道外侧边缘的纵坡与超高附加坡度（即超高渐变率p）方向相反时，设计最小纵坡不宜小于（p+0.3%）。2.3.2.4 平均纵坡平均纵坡是指一定长度的路堤连续上坡或下坡路段纵线所克服的高差与路线长度之比。是为了合理运用最大纵坡坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶地限制性指标。2.3.2.5最短坡长限制最短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，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减重的变化频率，导致乘客感觉不舒服，车速越高越感突出。从路容美观、视觉效果、相邻两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。最短坡长以不小于计算行车速度9s的行程为宜，此段高速公路设速为100km/h，查标准知公路最短坡长为250m。2.3.2.6 最长坡长限制公路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。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渐低，长时间使用低速档会使发动机发热过分而使效率减低，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。2.3.2.7合成坡度合成坡度是指路面上的纵向坡度与横线坡度组合而成的坡度，其方向即流水线方向。将合成坡度控制在一定范围内，目的是控制急弯和陡坡的组合，防止车辆在弯道上行驶时由于合成坡度过大而引起的不适合危险。合成坡度的计算公式为 式中： 平面上允许的最大纵坡度，； 最大允许合成坡度，； 超高横坡度或路拱横坡度，。当路线的平面和纵坡设计基本完成后，可用上式检查合成坡度。如果超过最大允许合成坡度时，可减少纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或两者同时减小。在应用最大允许合成坡度时，用规定值如10来控制合成坡度时，并不意味着横坡为10的弯道上就完全不允许有纵坡。不论是纵坡或是横坡中任何一方采用最大值时，允许另一方采用缓一些的坡度，一般以不大于2为宜。合成坡度不能过大，但也不能过小。合成坡度过小，会导致路面排水不畅，影响行车安全。各级公路最小合成坡度不宜小于0.5；当合成坡度小于0.5，应采用综合路面排水措施，以保证路面排水。2.3.3 竖曲线计算2.3.3.1 竖曲线要素的计算竖曲线的形式为二次抛物线，其要素主要包括竖曲线长度L切线长度T和外距E。由于在纵断面上只计水平距离和竖直高度，斜线不计角度而记坡度，因此，竖曲线的切线长与曲线长是其在水平面上的投影，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差来表示。设变坡点相邻两纵坡坡度分别为和，它们的代数差用表示，即。当为“”时，表示为凹形竖曲线；为“”时，表示为凸形竖曲线。竖曲线诸要素的计算公式为：竖曲线长度L： 竖曲线切线长T： 竖曲线外距E： 竖曲线上任一点竖距h： 式中：竖曲线上任一点至竖曲线起点的距离。对于凸形竖曲线，设计标高切线高程h。对于凹形竖曲线，设计标高切线高程h。2.3.3.2 竖曲线半径的选用各级公路在纵坡变更处均应设置竖曲线，竖曲线半径应大于我国标准中规定的竖曲线的最小半径和最小长度。当竖曲线的起终点位置受到诸如平纵配合终平曲线的位置大中桥位等因素影响时，其竖曲线半径可以根据限制的曲线或切线长度来确定。2.3.3.3 相邻竖曲线的衔接相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线，这样要求对行车有利。相邻反向竖曲线之间，中间最好插入一段直坡段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为计算行车速度的3s行驶。当半径比较大时，亦可直接连接。2.3.3.4 竖曲线设计(1) 变坡点桩号为K2+300.00，高程为14.15m，两相邻路段的纵坡为，竖曲线半径R=20000m 计算竖曲线要素 ，为凹形。 曲线长 切线长 外距 求竖曲线起点和终点桩号 竖曲