道路桥梁课程设计计算书二级公路的设计

1、攀枝花学院本科课程设计某至某二级（四级）公路学生姓名： 学生学号： 院（系）： 土木工程学院 年级专业： 道路与桥梁专业 指导教师： 二九年十二月攀枝花学院本科课程设计 摘要摘 要本设计为平原微丘区二级公路的设计。设计速度采用60km/h。该设计包括平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面设计、涵洞设计和施工组织设计六部分。并在设计中加入了最新设计理念，采用计算机辅助设计，与时代接轨。本标段路线起点位于k0+000，止于k0+485.870，全长485.870m。全线地质良好，无特别不良地质现象。工程地质条件较好，对路基、桥涵及其它人工构造物较为有利。初步设计中，根据地形图和设计任务书进行选

2、线、定线再根据交通量确定道路等级，然后在1:2000地形图上确定两条备选路线，分别进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，桥涵设置，最后对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。详细设计以最佳方案进行路基路面、小桥涵洞设计和施工组织设计。完成设计所要求的种设计计算书、设计图表和设计总说明，使完成的设计资料达到并符合施工要求。与前期工作比较，初步设计更具体化，而后期设计对路基，路面，排水，涵洞进行了详细设计，重点是纬地软件的运用。关键词 二级公路，纬地道路设计，路基路面设计设计，排水，施工组织设计37攀枝花学院本科课程设计 目录目 录摘 要iabstractii绪论11 公路建设的重要意义12 道

3、路等级的确定32.1 公路等级分级32.2 交通量的确定32.3 公路等级的确定43 技术标准论证53.1 公路横断面技术标准确定53.1.1 车道宽度53.1.2 路基宽度53.1.3 建筑限界53.2 平面路线技术标准确定63.1.1 直线63.1.2 圆曲线73.1.3 缓和曲线83.3 纵断面设计技术指标的确定83.3.1 纵坡83.3.2 最大纵坡83.3.3 最小纵坡93.3.4 最小坡长93.3.5 最大坡长93.3.6 竖曲线93.4 技术标准汇总104 沿线地形、地质、气候等自然条件对公路设计的影响124.1 自然条件对道路选线的影响124.1.1 自然条件对道路路基路面设计

4、的影响134.1.2 自然条件对道路施工的影响135 路线设计及方案比选145.1 选线定线145.1.1 选线原则145.1.2 选线的步骤145.1.3 平原区路线布设要点145.2 方案比选165.2.1 方案比选参数165.2.2 公路比选方案的确定175.3 平面设计175.3.1 平面设计方法185.3.2 直线的最大长度和最小长度185.3.3 圆曲线185.3.4 缓和曲线及其长度的确定205.3.5 逐桩坐标计算215.4 道路纵断面设计265.4.1 纵断面设计的一般原则265.4.2 拉坡265.5 竖曲线设计275.5.1 逐桩高程275.5.2 变坡点设计计算295.

5、6 道路平纵组合设计385.6.1 道路平纵组合设计的一般原则385.6.2 平曲线和竖曲线的组合395.6.3 直线与纵断面的组合395.6.4 平、纵线形组合与景观的协调配合406 参考文献。41目录要重新生成，格式同上。攀枝花学院本科课程设计 绪论绪论1、课题背景公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此，公路运输有通过运输和送达或集散的功能，尤其是送达或集散功能作为其它几种运输方式(管道除外)的终端运输方式是交通运输中不可缺少的组成部分，在综合交通运输体系中发挥着非常重要的作用。随着高速公路向网络规模的发展，利用高速公路的干线运输功能，公路运输作为一种具有功能齐全（通

6、过和送达或集散齐备）的运输体系发挥越来越重要.与其它运输方式比较，公路运输的特点是灵活性，尤其是高速公路建设，信息网络、通信技术以及计算机技术等的发展，又实现着快速性门到门运输和被称为零库存(just in time)的运输特点，促使着公路运输的快速发展。公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件相对宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此，公路运输具有生产点多、面广的特点。2、我国公路现状改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远

7、远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势。目前公路运输存在的主要问题为：(1)公路交通的基础设施水平还较差。截止到2001年底，我国修建各种级别的公路近140万公里，其中高速公路1.9万公里，居世界第二位。然而，路网密度仍然较低，只相当于巴西的1/2，印度的1/5，美国的1/6，日本的1/30。公路质量与发达国家相比差距仍很大，还不能满足国民经济及社会发展的需求公路数量少、等级低、质量差。(2)运输车辆的车型结构不合理，技术性能还较差(3)运输生产的效率，效益较低；(4)运输

8、经营组织与管理的手段还比较落后，经营主体结构不合理，建立高效、有序的运输市场缺乏基础。3、我国公路发展规划随着科学技术的发展，尤其是it(intelligent technology)产业和智能交通系统的发展，公路运输的发展呈如下趋势：(1)随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务；(2)随着全国高速公路网的形成和wto的加入，促使公路运输企业按规模化要求建立集约化经营的运输企业；(3)公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作；(4)在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统

9、；(5)运输组织方式按生产力水平分层发展。(6)逐步加强运输规划，使公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来，同时还根据效率与效益原则，把运输服务向纵深推进。4、设计背景本次设计中的平面设计，纵断面设计等内容主要采用了由西安立德公路工程咨询有限公司开发的维地道路设计系统软件，该软件是一套具有领先技术的工程规划计算机辅助设计系统，主要应用于测绘，道路设计，铁路设计和管道工程领域。维地道路设计系统将道路设计所需的各种平面线形，纵断面坡度组合，横断面形式，超高方式等设计要素归纳为符合设计者设计习惯和思维的“设计目标”概念，进行目标化设计，而不是单纯的绘制线，点等几何图素。设计者是在三维

10、数据模型中进行平面，纵断面及横断面设计的，其中各种地形信息，中线线位，超高控制，数模数据可互相传递，参考，辅助设计者设计出合理的平，纵，横断面组合。设计完成后，维地道路设计系统能够自动绘出所需任意比例的平面图，纵断面图，横断面图。攀枝花学院本科课程设计 1 公路建设的重要意义1 公路建设的重要意义要扎实要推进淮阴地区经济发展，为淮阴实现21世纪腾飞奠定基础，关键在于迅速打开交通通道，其中建设淮阴一级公路是关键。淮阴一级公路建成后，不仅以自身的畅达一举改变交通落后面貌，而且将从观念上、经济上、政治上显露出强大的效益优势，对淮阴经济的发展产生跨世纪的深远影响。1促进淮阴经济大发展。淮阴一级公路贯通

11、后，将彻底打通我区南北屏障，使淮安与苏州等经济发达地带连成一体，接受高新发展区的经济辐射，对于加快港口、机场、铁路建设步伐，实现海陆空大联网，充分发挥淮阴地区的资源丰富的优势，对改善山区腹地投资环境具有决定性意义。2促进对外开放。淮阴一级公路的建成，将以其“高速、高效、安全、快捷”的运行和大幅度降低运输成本的新优势，大大提高我区对外开放的竞争力，大大改善我区投资的软硬环境，对于加快招商引资步伐，调整产业结构，引进高新技术，培育新的经济增长点，使我区经济增长方式和质量产生新的飞跃，具有极为重要的意义。3促进观念革命。淮阴由于经济落后、交通不便，受旧有思维定势影响，小农经济意识、小富即安意识、小团

12、体利益意识、小步慢跑意识、小家子气意识、谨小慎微意识严重，一级公路的建设将彻度改变人们的时空观念，促进生活方式变革，牢固树立大开开放、大开发、大让利、大服务、大市场、大胆试、大协作、大发展的观念，人们观念的现代化必为社会经济现代化提供强大的动力。而且高速公路的建成，不仅可以提高本地区的知名度，而且可以使淮阴站在新的高度，重新审视自己的历史方位。4促进经济效益大提高。在交通运输方面，可以减少轮胎、机械磨损，降低燃料消耗，提高车辆使用效率，减少交通事故，在经济发展上，围绕高速公路建设，规划经济发展，促进沿线经济开发区、工业区、经济小区兴起，使建设海上闽东、以港兴市、工业富区蓝图变为现实，高等级公路

13、的建设，还可以带动建材、运输业、饮食、旅游等服务行业的兴起，增加就业机会，促进人民富裕。5.树立文明新形象。这项浩大工程的建设，将进一步密切党群、干群关系，增强各级党组织的凝聚力和战斗力，培养跨世纪的干部。而且通过建设这个浩大工程，可以使闽东锻炼出一流的质量管理水平；一流的施工监理队伍，购置一批设备，促进管理方式改革，提高政府职能和部门工作效率。高速公路必须加强路政、运政、养护、稽征、收费、交通安全等人员的培训，加强对沿线修车、加油、住宿、快餐等经营单位的管理。而且好马配好鞍，一级公路贯通后，将促进运输业革命，各种高等级空凋、卧铺车、旅游车将应运而生，实现“陆上行、空中享受”，货运方面也将促进

14、车辆更新换代，高速公路显露出大载重车辆的威力，集装箱式运输将普及，对树立闽东文明形象具有重要意义。淮阴一级公路的建设，将象一只巨大的神笔，抹去淮阴交通的艰难，又象一条巨龙，拓展着苏中经济奋飞的羽翼，淮阴人民只有紧紧把握住这一历史性机遇，才能奠定二十一世纪经济腾飞的基础。攀枝花学院本科课程设计 2 道路等级的确定2 道路等级的确定2.1 公路等级分级公路根据交通量及其使用功能、性质分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。高速公路 一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为25000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路

15、。一级公路 一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为1500030000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路二级公路 一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为30007500辆以上，专供汽车行驶的公路。三级公路 一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为10004000辆以上的公路。四级公路 一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量双车道1500辆以下，单车道200辆以下。根据交通量计算确定公路等级2.2

16、 交通量的确定1已知资料路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率8%）表2.1 汽车型号参数表小汽车解放ca15东风eq140黄河jn16210008004008002查标准由公路工程技术标准规定：高速、一级公路以小汽车为折算标准。表2.1 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2t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3交通量计算初始年交通量：n0=1000+8001.5+8002.0+4003.0=5000辆/日2.3 公路等级的确定任务书初定设计年限20年，则远景设

17、计年限交通量n：n= n0=5000=21578.5辆/日由远景设计年限交通量n=21578.5辆/日，查公路工程技术标准，拟定该公路为一级公路四车道。攀枝花学院本科课程设计 3 技术标准的确定3 技术标准论证本设计为平原微丘区一级公路，查公路工程技术标准可知，作为干线功能公路，混合交通量较大，平面交叉间距较小，设计行车速度宜采用100km/h。3.1 公路横断面技术标准确定3.1.1 车道宽度当设计车速为100km /h时，单车道宽度为3.75米。一级公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合： 表3.1 中央分隔带一般值（m）最小值(m)中央分

18、隔带宽度2.002.00左侧路缘带宽度0.750.50中间带宽度宽度3.503.00表3.2 路肩宽度一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度3.502.50土路肩宽度0.750.75根据标准，左侧硬路肩宽度采用3.00米，土路肩宽度采用0.75米，一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，采用0.50米。一级公路的连续上坡路段，当通行能力运行安全受到影响时应设置爬坡车道，其宽度为3.50m；连续长陡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道。3.1.2 路基宽度一级公路四车道路基宽度取一般值26.00米。3.1.3 建筑限界w行车道宽度 l1左侧硬路肩宽度 l2右侧硬路肩宽度 s1左侧路缘带宽度s

19、2右侧路缘带宽度 h净空高度 c当设计车速大于100km/h时为0.5m，等于或小于100km/h时为0.25m m1中间带宽度 m2中央分隔带宽度 e建筑限界顶角宽度（当l1m时，e=l；当l1m时，e=1m） (注：一条公路应采用同一净高，一级公路的净高应为5.00m)3.2 平面路线技术标准确定3.1.1 直线（1）直线的适用条件：a、路线完全不受地形，地物限制得平原区或山区得开阔谷底；b、市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区；c、为缩短构造物长度，便于施工，创造有利的引道条件；d、平面交叉点附近，为争取较好的行车和通视条件；e、双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以

20、提供较好的超车路段。（2）直线的最大长度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措施。按规范规定，公路直线的最大长度为米。（3）直线的最小长度为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定的直线长度。a、同向曲线间的直线最小长度为6v，即600米。b、反向曲线间的直线最小长度为2v，即200米。3.1.2 圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。(1)、圆曲线的最小半径表3.3 圆曲线半径 (m)技术指标平原微丘区一级公路一般最小半径 700极限最小半径 400不设超高最小半径路拱4000路拱5

21、250当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。(2)圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。(3)平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。表3.4 平面线长度

22、(m)设计速度（km/h）1201008060403020平面线长度(m)一般值600500400300200150100最小值200170140100705040故淮阴一级公路的平面线最小长度为170米。(4)关于小偏角的曲线长规范规定：山岭重丘区转角等于或小于7时，平曲线长度一般值是1200/m。3.1.3 缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：（1）离心加速度变化率不过大:（2）控制超高附加纵坡不过陡: （3）控制行驶时间不过短:表3.5 缓和曲线最小长度(m)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1201008010080608060403020缓和曲线最小

23、长度10085708570507050352520故淮阴一级公路的缓和曲线最小长度为85米。3.3 纵断面设计技术指标的确定3.3.1 纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。3.3.2 最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅 、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁

24、，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，规范对一级公路最大纵坡规定如下：表3.6 最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3456789故淮阴一级公路的最大纵坡3%。3.3.3 最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。最好不小于0.5%。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。3.3.4 最小坡长如果坡长过短,变坡点增多，

25、形成”锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间，满足行车舒适和插入竖曲线的要求。表3.7 最小坡长（m）设计速度（km/h）1201008060403020最小坡长（m）30025020015012010060故淮阴一级公路的最小坡长250米。3.3.5 最大坡长汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。一般汽车的爬坡能力以末速度

26、约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限。标准规定淮阴一级公路最大坡长如下表：表3.8 淮阴一级公路的纵坡长度限制纵坡坡度(%)345纵坡长度(m)10008006003.3.6 竖曲线为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。(1) 竖曲线最小半径表3.9 竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线最小长度（m）1003.4 技术标准汇总表3.10 一级公路技术指标汇总表计算行车速度（km/h）100纵坡不小于（%）0.3行车道宽度（m）43.75最

27、大纵坡（%）4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2.00坡长限值（m）纵坡坡度（%）10003极限值1.508004左侧路缘带宽度（m）一般值0.50缓和坡段坡长不小于（m）85极限值0.25合成坡度（%）10.0中间带宽度（m）一般值3.50竖曲线凸形竖曲线半径（m）极限最小值6500极限值3.00一般最小值10000土路肩宽度（m）一般值0.75凹形竖曲线半径（m）极限最小值3000极限值0.75一般最小值4500视距停车视距（m）160竖曲线最小长度（m）85行车视距（m）160视觉所需最小竖曲线半径值（m）凸形16000公路用地不小于（m）3m凹形100

28、00平曲线极限最小半径（m）400v60km/h同向曲线间最小直线长度（m）6v一般最小半径（m）700反向曲线间最小直线长度（m）2v不设超高的最小半径（m）4000路基宽度（m）一般值26.0最大半径不应大于（m）10000最小值24.5最小长度（m）170最小坡长（m）250平曲线超高横坡不大于（%）10缓和曲线最小长度m85路拱横坡（%）1.52.0攀枝花学院本科课程设计 4 沿线地形、地质、气候等对公路设计的影响4 沿线地形、地质、气候等自然条件对公路设计的影响4.1 自然条件对道路选线的影响本案位于苏南地区，地势平坦，偶有微丘，为平原微丘区；该地区雨量充沛集中，雨型季节性较强，暴雨

29、多，水毁、冲刷较多，为2区；经过调查，该地区经济发展较迅速，正在融入长三角经济区，未来交通量增长趋势较为明显，本着从长远角度考虑的观点，本路段按平原微丘区一级公路标准设计，计算行车速度v=100km/h，设计年限为20年。（1)平原区选线原则平原区选线，因地形限制不大，而线型应在基本符合路线走向的前提下，正确处理对地物、地质的避让与超越，找出一条理想的路线。平原区农田成片，渠道纵横交错，布线应从支援农业着眼，尽量做到少占和不占高产田，从各项费用上综合考虑放线，不能片面求直，而占用大片良田，也不能片面强调不占某块田而使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。路线应与农田水利建设相结合，有利于农田灌溉，尽

30、可能少于灌溉渠道相交把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。当路线靠近河边低洼或村庄，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼做保调不占某块田而使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。合理考虑路线与城镇的关系，尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，尽量避开重要的电力、电讯设施。通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。注意土壤水文条件，当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避，如需穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的稳定。路线设计应在保持行车安全、舒适、迅速的前提下，

31、做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。选线应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响路线与农田水利建设相配合，有利农田灌溉,尽可能少和灌溉渠道相交；当路线必须跨水塘时，可考虑设在水塘的一侧,并拓宽水塘取土填筑路堤，使水塘面积不致缩水；尽量避免穿越城镇，工矿区及较密集的居民区，但又要考虑到便利支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，路线不宜离开太远。4.1.1 自然条件对道路路基路面设计的影响路基路面裸露在大气中，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此，

32、应深入调查公路沿线的自然条件，从总体到局部，从大区域到具体路段，分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。设计中路基路面的排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象。(1)地质条件沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡上1米以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落带地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。(2)气候条件该路段所在地区处属于东部温润季区，气候寒冷，主要的病害有冻胀、翻浆、水毁和积雪等。冬季气温很低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害，降雨量为648.2mm,夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都会对公路交通构

33、成严重威胁；冬季气温最低为38，夏季最高气温为36.5，夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性；最大冻深为1.91m，设计路面的总厚度时要考虑这个因素，保证最小防冻厚度。主风向为西南风。(3)植被及土壤分布多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木区，农田多旱地。沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。(4)建筑材料分布沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。4.1.2 自然条件对道路施工的影响该路段地处无冰冻、雨量充沛集中地区，雨季无法进行路基和路面施工。因此应考虑到对施工工期的影响。

34、合理安排施工组织设计。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。攀枝花学院本科课程设计 5 路线设计5 路线设计5.1 选线定线5.1.1 选线原则 选线就是在地形图或地面上选定路线的方向并确定路线的空间位置的过程。公路沿线分布大量的建筑物和设施，如桥涵、隧道、排水、安全设施等。公路路线的位置决定了各种建筑物的配置和设备的位置，反之有一些建筑物的配置也会影响路线的位置。路线的位置不仅对工程数量和工程费用有巨大的影响，而且对运行安全和运输效率产生深远的影响。因此公路修建之前必须定好路线的位置，才能进行各种建筑物的具体设计。公路选线是公路

35、勘测设计中决定全局的重要工作，内容应从粗到细、从整体到局部，工作过程是从面到带、从带到线，同时使路线位置设计有步骤地从较多的方案中经过多次选优，最终达到最佳的空间位置。 5.1.2 选线的步骤 （1）全面布局，解决路线基本走向；（2）逐段安排，在路线基本走向已经确定的基础上，进一步加密控制点； （3）具体定线，在逐段安排的小控制点间，根据计算标准结合自然条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置工作。 5.1.3 平原区路线布设要点 （1）正确处理道路与农业的关系 平原区农田成片，渠道纵横交错，布线时应从支援农业着眼，处理好以下问题： 平原区新建公路要占用一些农田，这是

36、不可避免的，但要尽量做到少占和不占高产田。布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面要求占用大片良田，也不能片面强调不占某块田，使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。 路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。当渠道方向基本一致时，可沿渠（河）堤布线，堤路结合，桥闸结合，以减少占田和便利灌溉。路线必须跨水塘时，可考虑设在水塘的一侧，并拓宽水塘取土填筑路堤，使水塘面积不致缩小。 当路线靠近河边低洼的村庄或田地通过时，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村之用

37、。 （2）合理考虑路线与城镇的联系 国防公路和高等级公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。但又要考虑到便利支农运输，便利与工矿的联系，路线不宜离开太远，必要时还可修建支线联系，做到“靠村不进村，利民不扰民”，既方便运输又保证安全。 一般沟通县、乡、村直接为农业运输服务的公路，经地方同意也可穿越城镇，但应有足够的路基宽和行车视距，以保证行人、行车的安全。 路线应尽量避开重要的电力、电讯设施。当必须靠近或穿越时，应保持足够的距离和净空，尽量不拆或少拆各种电力，电讯设施。 （3）处理好路线与桥位的关系 大中桥位常常是路线的控制点，但原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求，桥路综合考虑

38、。 小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大（一般在桥轴线与洪水流向的夹角小于45时）或河沟过于弯曲的情况，可采取改河措施或改移路线，调整桥轴线与流向的夹角，以免过分增加施工困难和加大工程投资，选线时应全面比较确定。 路线跨河修建渡口时，应在路线走向基本确定后选择渡口的位置。渡口要避开浅滩、暗礁等不良地段，两岸地形应适宜修建码头.。（4）注意土壤水文条件 平原地区的土壤水文条件较差，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的鱼塘、泥沼和洼地时，一般应绕避；如需穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效

39、措施，保证路基的稳定。 （5）正确处理新、旧路的关系 平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，当设计交通量很大，需要修建汽车专用公路时，应分情况处理好新、旧路的关系。 现有一般二级公路由于交通量很大需建汽车专用二级公路时，宜利用、改造原路，并另建辅道供非汽车交通行驶。 现有公路等级低于一般二级公路标准，宜新建汽车专用路，原有公路留作辅道供非汽车交通行驶。 （6）尽量靠近建筑材料产地平原地区一般缺乏砂石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工，养护材料运输费用。 5.3 平面设计 本设计公路位于江苏南部。起点桩号为k0+000，终点桩号为k2+710.768，全长2.710768

40、km。 本标段共设置2个转点，其圆曲线半径均为r=1200m。 平面线形指标均满足规范要求，全线两平曲线处均设置了超高。5.3.1 平面设计方法 道路是一个带状构造物。它的中线是一条空间曲线。中线在水平面上的投影称为路线的平面。道路的平面线形当受到各种自然条件（主要是地质、地形、地物）的限制而发生转折时，为消除道路的突然转折，使汽车安全顺适的通过，在转折处就应设置曲线。曲线一般为圆曲线、缓和曲线及其组合。因此直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的组成要素。 5.3.2 直线的最大长度和最小长度 根据公路工程技术标准（jtg b01-2003），关于直线的最大与最小长度应有所限制，从理论上求解是非常

41、困难的，主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定，根据国外资料介绍，对于设计速度大于或等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制；一般直线路段的最大长度（以m计）应控制在设计速度（以km/h计）的20倍为宜；别外，同向曲线之间的最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜；反向曲线之间的最小长度（以m计）以不小于设计速度（以计）的2倍为宜。设计速度小于等于40km/h的公路可参照上述做法。因此，在实际工作中，设计人员应根据地形、地物、自然景观以及经验等来判断。 5.3.3 圆曲线各级公路与城市道路不论转角大小均应设置圆曲线，曲线上任

42、意一点的曲率半径r为常数，测设简单，每一点都在不断的改变方向，较大半径的圆曲线线形美观顺适。 （1）圆曲线半径 半径是圆曲线的重要几何元素，半径一旦确定，则其的大小及曲率也就确定，平曲线半径计算公式为： 式中： i路面横坡，有超高时为路拱横坡，有超高时为超高横坡 横向力系数，其值受汽车行驶的稳定性、乘客舒适性和运营经济等因素的影响。 （2）圆曲线最小半径 圆曲线最小半径包括极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径。公路工程技术标准的规定值为下表（jtg b01-2003） 表5.3 圆曲线最小半径极限值 设计速度（km/h）1201008060403020i=10%57036022011

43、5503015i=8%650400250125553015i=6%710440270135603515表5.4 圆曲线最小半径“一般值”的横向力系数和和超高值设计速度（km/h）1201008060403020横向力系数0.050.050.060.060.050.050.05超高值（%）0.060.060.070.080.070.060.06圆曲线最小半径 一般值（m）10007004002001006530表5.5 不设超高圆曲线最小半径（m）设计速度（km/h）1201008060403020i路拱 2.0%0.0350.0405500400025001500600350150i路拱 2.

44、0%0.0400.0457550525033501900850450200极限最小半径是指各级公路在允许最大超高和允许的横向摩阻系数的情况下，能保证汽车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r=v2/127(i)计算出极限最小半径。道路曲线半径为极限最小半径时,设置最大超高。 一般最小半径是指各级公路在允许的超高和横向摩阻系数时，能保证汽车以设计速度安全、舒适行驶的最小半径。它介于极限最小半径与不设超高最小半径之间,其超高按半径增大而按比例减小。 不设超高最小半径是指不必设置超高就能满足行驶稳定性的最小半径。当曲线半径较大，离心力较小,靠轮胎与路面间的摩阻

45、力就足以保证汽车安全稳定行驶,这时路面可以不设超高。此时对行驶在曲线外侧车道上的车辆,其i值为负值,大小等于路拱横坡。从舒适性角度考虑,此时取的值比极限最小半径所采取的值小得多。我国标准规定不设超高最小半径是取=0.035，i=-0.015 。（3）圆曲线最大半径 选用圆曲线半径时,在与地形地形图条件容许的情况下,应尽量采用大半径曲线,使行车舒适，但半径过大，使曲线太长，对测设和施工都不利，且过大的半径，其几 何性质和直线无多大差异。因此，公路规范规定,圆曲线最大半径以不超过 10000m 为宜。（4）圆曲线半径的确定 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,

46、应尽量选用较大半径,在确定半径时应注意以下几点:一般情况宜采用极限最小半径的 4-8 倍或超高为 2%-4%的圆曲线半径；地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；应同前后先行要素相结合,使之构成连续均衡的曲线线形；应同纵断面线形相结合,避免小半径曲线与陡坡相重合；每个弯道半径值的确定,应按技术标准根据实际选用。5.3.4 缓和曲线及其长度的确定 缓和曲线是指在直线与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设置的一种曲率连续变化的曲线。在直线上,曲率半径为无穷大，而在圆曲线上,曲率为 1/r,半径为 r,如两种线形相连接,则在连线出会产生突变点，加入缓和曲线,则 曲

47、率渐变,线形较佳。汽车轮的转向角从 0开始逐渐变化,有利于驾驶员操纵。为适应 汽车转弯,公路在圆曲线上设超高加宽时也需要缓和过渡段。缓和曲线必须有足够的长度,不致使离心加速度增长过快和驾驶员转动转向盘过 急, 从而使行车安全、舒适、线形圆滑顺适。（1）从控制方向操作的最短时间考虑 缓和曲线长度太短,使驾驶员操作不便,所以应保证驾驶员在缓和曲线上操作有一定的时间，一般采用3s 行程。 缓和曲线的最小长度 为:式中： v设计车速(km/h).（2）从离心加速度变化率考虑缓和曲线提供汽车离心加速度由直线上的零过渡到圆曲线上的最大值，若离心加速度过快，将会使旅客有不舒适的感觉，因此应使离心加速度的变化

48、率控制在一定的范围内。离心加速度变化率可表达为：通常离心加速度变化率 取为 0.6 m / s 2 ,并以v (km / h) 代替 v (m / s)于是有：（3）超高渐变率不宜过大缓和曲线长度在实际采用时，常取上述计算值之大者，取 5m 的倍数。标准规定各级公路缓和曲线最小长度。（见下表）表 5.6 缓和曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020一般值（m）1008570503525205.3.5 逐桩坐标计算（1）计算交点和特征点的桩号图5.1 主线平面图根据公路工程技术标准（jtg b01-2003）第 68 页，圆曲线最小半径“一般值” 的横向力系数和超高值表得

49、：一级公路的行车速度 100km/h 所对应的横向力系数=0.05，圆曲线最小半径“一般值”取 r=1200m 。根据“各级公路缓和曲线最小长度表”,取缓和曲线长度为 ls =115m 。、jd1平曲线设计设计数据：转角=，圆曲线半径r=1200m,缓和曲线长度=115m，交点桩号jd1桩k0+880.557m，计算曲线要素及主点桩号。缓和曲线内移值：缓和曲线切垂距：总切线长： 总曲线长： 外距： 校正距： 、jd2平曲线设计设计数据：转角=，圆曲线半径取1200m, 缓和曲线长度=135m，交点桩号jd1桩k1+944.364m，计算曲线要素及主点桩号。缓和曲线内移值：缓和曲线切垂距：总切线

50、长： 总曲线长： 外距： 校正距： （2）逐桩坐标计算、坐标及方位角5.7 坐标转角表交点号xy起点（a）468.000082.00001158.0000918.00002418.00001976.00003106.00002692.0000起点的坐标为（468.000,82.000）, 起点到 jd1 的距离为 880.557m.起点到jd1的方位角：=90632jd1到jd2的方位角：=883532jd2到jd3的方位角：=1133243 、偏角的计算公式：jd1的转角：88353290632=2290（左偏） jd2的转角：1133243883532=445712（右偏） （3）任意点坐标计算以交点坐标计算路线上任意点的坐标，设支点里程桩号为.其坐标为（）。直线段上任一点m（里程为）且m位于的前导线边上的坐标计算方法。式中直线段上任一点m到的距离，(注意)。直线段上任一点m的里程桩号。直线段上任一点m的计算方位角。单曲线上任意一点q的坐标计算方法计算方位角：上半支缓和曲线：下半支缓和曲线：上半支圆曲线：下半支圆曲线：式中 平曲线上任一点q的x坐标；平曲线上任一点q的y坐标；平曲线上任一点q的计算方位角；到q点的计算方位