毕业设计（论文）一级公路第十五标段的设计

1、河南理工大学本科毕业设计 摘要 摘 要本次设计是长垣至滑县一级公路第十五标段的设计。公路全长2995m，设计车速为80km/h，双向四车道，设置中央分隔带。设计中主要包括以下几个阶段：（1）主线平面设计：全线长2995米，在这段路上选了三个交点，交点半径均为400m。（2）纵断面设计：考虑满足排水的最小纵坡要求进行了路线纵断面设计。全线共有两个变坡点，半径均为10000m。（3）横断面设计：以桩号为基本点，进行了横断面设计、路基设计表设计、土石方计算、排水平面设计等。（4）路面结构设计：采用手工和程序相结合的办法进行了路面结构设计。（5）预算：编制了路线范围内路基和路面部分的预算文件。 大部分

2、图纸使用cad绘制，部分数据使用excel计算。关键词： 主线平面设计、纵断面、横断面、路面结构设计abstractthis design is huaxian to changyuan fifteenth sections of arterial road design. the length of this road which we design is 2995m, the speed is 80km/h, two-way four-lane andset up the central of separation strip.（1）master line plane design: 2.

3、995km long line in this election, three points on the road, intersection radius of 400m（2）longitudinal section design: considered that satisfied draining water the smallest lengthwise grade request to carry on the route longitudinal section design. the entire line altogether has three changes the sl

4、ope spot, radius of 10000m; （3）cross section design: take the station number as the fundamental point, has carried on the cross section design, the grade location table design, the cubic meter of earth and stone computation, the draining water plane design and so on.（4）pavement structure design: use

5、s the means which the handwork and the procedure unify to carry on the pavement structure design.（5）budget: has established in the hole scope the roadbed and the road surface part budget document.the majority of blueprints use the cad plan, the partial data use excel to calculate.key word: master li

6、ne plane design, longitudinal section, cross section, pavement structure design65河南理工大学本科毕业设计 目录目录摘 要i目录iii第一章 绪论11.1 选题的目的和意义11.2沿线地理条件11.3路线气候条件21.4设计的主要内容11.5路线工程概况2第二章 路线平面设计32.1 公路等级的确定32.1.1 已知资料32.1.2 车辆换算系数32.1.3 交通量计算42.1.4 确定公路等级42.2 选线设计52.2.1 选线的基本原则52.2.2 选线的步骤和方法62.2.3方案比选72.3平曲线要素值的确定

7、82.3.1 平面设计原则82.3.2 平曲线要素值的确定92.4路线曲线要素计算112.4.1 路线简介122.4.2坐标计算122.4.3平曲线计算122.5 各点桩号的确定132.5.1直线上中桩坐标计算132.5.2曲线内中桩坐标计算14第三章 纵断面设计173.1纵断面设计的原则173.2纵坡设计173.2.1 纵坡设计的要求183.2.2 纵坡设计的步骤183.3 竖曲线变坡点设计193.4 竖曲线设计193.4.1竖曲线最小半径的确定193.5竖曲线要素计算203.6道路平纵线形组合设计223.6.1平、纵线形组合的一般设计原则223.6.2平曲线和竖曲线的组合23第四章 横断面

8、设计254.1 横断面设计的原则254.2横断面组成254.2.1 横坡的确定264.3弯道的超高和加宽264.3.1平曲线的加宽264.3.2曲线的超高264.4 横断面的绘制294.5.1调配方法304.5.2路基土石方数量计算32第五章 路基设计335.1路基的基本要求335.2 路基横断面布置335.3 路基边坡335.4 路基填料345.5 路基压实345.5.1路基压实的意义355.5.2影响压实效果的主要因素355.6 路基防护36第六章 挡土墙设计(专题)386.1挡土墙的作用及要求386.1.1挡土墙的作用386.1.2挡土墙设计一般要求386.2重力式挡土墙位置的选择386

9、.2.1挡土墙的纵向布置396.2.2挡土墙的横向布置396.2.3挡土墙的埋置深度396.2.4挡土墙的排水设施396.2.5沉降缝与伸缩缝406.3挡土墙设计资料406.4 挡土墙计算416.4.1车辆荷载换算416.4.2主动土压力计算426.4.3稳定性验算436.4.4基底应力与偏心距验算446.4.5墙身截面强度验算45第七章 路基路面排水设计477.1排水目的与任务477.2路基路面排水设计的一般原则477.3 路基排水设计487.4 路面排水设计49第八章 路面结构设计508.1 交通条件508.2集料选择508.3 初步拟定路面组合方案518.4路面结构组合518.4.1.

10、路面结构组合设计518.4.2.确定路面等级及面层类型538.4.3.确定土基的回弹模量538.5.新建路面结构厚度计算538.6对两种方案的比选578.7 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算57第九章 施工概预算609.1 概预算的作用609.2 概预算的编制依据609.3 概预算项目的主要内容609.4 概预算文件的编制步骤629.5 该公路单位分析相关条件63参 考 文 献64致谢65河南理工大学本科毕业设计 第一章 绪论第一章 绪论1.1 选题的目的和意义长滑一级公路从长垣至滑县，全长共计42.8千米，是连接两地的主要交通运输通道。长滑公路加强了两地在经济合作和资源互补之间的联系与沟通，改

11、善运输条件和投资环境使丰富的资源得到开发利用，对两地的经济发展用极其重要的意义，是连接两地的主要交通运输通道。修建此一级公路有助于解决“三农”问，可以加强县域沟通，促进了农村剩余劳动力互相转移。把蕴藏的土地、矿产、森林等资源优势转化为经济优势对两地的经济发展用极其重要的意义。1.2沿线地理条件此拟建公路地区海拔高度在700-800米等高线之间，土基为黏性土。西侧为山岭区，地势较陡，东侧为平原微丘区，地面高差不大，有大量耕地，沿线有很多村庄，水量随季节变化不是很大。河（沟）内为含砾石，大于60mm的砾石含量占50左右，砾石成份主要为花岗岩，个别砾石的最大粒径达45cm。1.3沿线气候条件新乡在全

12、国气候区划中，属于暖温带大陆性季风气候类型，年最高气温30；年平均降水量为400mm左右。属全国道路气候分区的5区，季节冰冻，中湿区。地区同时受冷热气流的影响较大，属暖温带大陆性气候，历年平均气温14。7月最热，平均27.3°c，1月最冷，平均0.2°c 。年平均降水量573.4毫米。1.4设计的主要内容（1）公路路线设计在1：2000的地形图上，进行路线平面、纵段面、横段面设计，完成相应的图、表以及有关的计算书、说明书等工作。（2）路基路面设计在路线设计的基础上，完成路基设计、排水、防护、支挡工程、特殊路基等设计；路面工程设计（进行沥青路面结构组合设计、厚度计算与方案比较

13、）。（3）挡土墙设计拟定挡土墙尺寸、形式，并对挡土墙的稳定性、基地应力及偏心距、墙身截面强度进行验算。（4）概预算设计根据所提供的数据资料，完成工程概预算及相关说明。1.5路线工程概况本路线是平原区的一条一级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为21.5米，双向四车道，中央分隔带，土路肩为2×0.75米，硬路肩为2×1.5，行车道为4×3.75米，中间带宽度2米。设计速度为80km/h，路线总长2994.873米,起点桩号k0+000.00，终点桩号为k2+994.873。设计路线共设置了3个平曲线，半径均为400米，在缓和曲线内均设置超高，超高值设置为6%，因为半

14、径基本都大于等于250米，则不需要加宽。本次纵断面设计设置了2个变坡点。河南理工大学本科毕业设计 第二章 路线平面设计第二章 路线平面设计道路为带状构造物，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，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。2.1 公路等级的确定2.1.1 已知资料起始年交通组成及数量如下表：表21 交通量调查表型号前轴载(kn)后轴载(kn)后轴数轮组数轴距(cm)交通量(辆/日)三菱t653b29.348.01双-650黄河jn15049.0101.61

15、双-450江淮hf15045.1101.51双-400解放ca5028.768.21双-450湘江hqp4023.173.22双>3m550东风eq14023.769.21双600东风eq15526.556.72双<3m500长征xd98037.172.652双<3m500预测年平均增长率：7.3 。（3）初定设计年限：15 年。2.1.2 车辆换算系数表2-2各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2.1.3 交通量计算初始年交通量：n=(辆/

16、日)2.1.4 确定公路等级假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量nd : 交通量为：nd=n0（1+）n-1 =6650×（1+7.3%）14=17833（辆/日） 式中：nd 设计年平均日交通量（辆/日）；n0 年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路修建后从其他道路吸引过来的交通量（辆/日）； 平均增长率；n 设计年限。根据规范：高速公路：一般能适应按折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上。一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1500030000辆。二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量500015000

17、辆。由远景交通量可知本次设计道路等级为一级公路。所以根据给定的条件，本次设计路线为平原区一级公路，设计速度定为80km/h，双向四车道，路幅宽度21.5米。2.2 选线设计2.2.1 选线的基本原则在平原微丘区选线时应注意一下几点：（1）正确处理道路与农业的关系新建公路要占用一部分农田，这是不可避免的，但是要尽量做到不占或少占高产田；路线应与农田水利建设相配合，有利于农田灌溉，尽可能少与水渠相交；当路线靠近村庄或田地通过时，尽量沿河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村、护田之用。（2）合理考虑路线与城镇的联系路线选择时，应坚持便民不扰民，靠村不进村的原则；路线应尽量避开重要的电力、电讯设施，尽

18、可能减少拆迁民房，树木，电杆，通讯设施的数量。（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，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；小桥位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况，可采用改河措施或改移路线。（4）正确处理新、旧路的关系路线与原有道理相交时，等级较高时需要修建跨线构造物，使之成立体交叉，若为低等级道路相交，可做成平面交叉。（5）当地景区较多，道路路线经过风景区时，其线形要与当地风景协调一致，路线如果与当地历史古迹相冲突时，必须改线避绕。（6）注意土壤水文条件遇到不良地质地段，如沼泽，塌方，山洪冲刷区域应尽量避开，否则必须经过特殊处理以后

19、才能修建道路。2.2.2 选线的步骤和方法道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。（1）全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线

20、总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。（2）逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。（3）具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至

21、此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。2.2.3方案比选路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，根据公路网规划要求、布线原则并结合地形图，初步拟定出两个可行方案，并对两条方案进行利弊分析，比较分析结

22、果，推荐优选方案。方案一 路线总长2995m，路线中设置三条平曲线，曲线具体参数见表2-3。表2-3 方案一曲线参数表曲线序号交点桩号转角圆曲线半径（m）缓和曲线长（m）曲线k1+037.48722°4810.7400120曲线k1+525.76533°2523.7400120曲线k2+20219°0823.9400120该路线靠近村庄，临近乾佑河布线，全线地质条件良好，平面线性指标高，行车舒适性好，且地形比较平坦，高边坡数量少，填挖工程量较小，视线良好。该路线线形流畅，有利于行车，拆迁工程不是很大，靠近居民区，方便居民出行，且路线靠近沿线的大棚区，有利于沿线经济

23、的发展，促进经济的增长，有利于提高当地的经济和居民生活水平。但此线路由于较靠近村落，所以占用耕地的数量也较多。方案二 路线全长3254.2m，路线中设置三条平曲线，曲线参数见表2-4。表2-4 方案二曲线参数表曲线序号交点桩号转角圆曲线半径（m）缓和曲线长（m）曲线k0+449.24641°4506.7500120曲线k1+432.66639°2438.8500120曲线k2+361.43813°3931600120该路线沿线靠近山地，对以后城镇沿公路两侧规划发展不利，且跨越三次河流，造桥工程量大，该路线沿线所跨越地区地势较高，行车条件亦不好，地质条件较差，需要病

24、害处治的地方较多，线路填挖方比较大。在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，由于所设计为一级公路，要充分考虑线路的线性要求，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。经过反复勘察，对以上两个方案进行技术经济指标的对比，最后确定方案一作为优选方案。2.3平曲线要素值的确定2.3.1 平面设计原则（1）平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形相适应，与周围环境相协调。（2）除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。（3）保持平面线形均衡与连贯，线形要素保持连续出现技术指标的突变。（4）应避免连续

25、急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。（5）平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度。（6）平曲线应注意线形的美观及与途径山体等构造物的协调。2.3.2 平曲线要素值的确定：平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：（1）基本形曲线几何元素及其公式：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。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设

26、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。缓和曲线的曲率连续变化，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。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，产生良好的行车和视觉效果。平曲线主要参数的规定表2-5一级公路主要技术指标表设计车速80km/h平曲线一般最小半径400m极限最小半径250m缓和曲线最小长度60m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 1500m路拱>2.0% 1900m最大纵坡6%凸曲线一般最小半径2000m极限最小半径1400m凹曲线一般最小半径1500m极限最小半径1000m本设计公路平曲线半径分别为半径、缓和曲

27、线长度及竖曲线半径均满足要求。交点间距计算公式为 （2.2）导线方位角计算公式为象限角 （2.3） 方位角 a dx>0, dy<0, a= dx<0, dy<0, dx<0, dy<0, a= dx>0, dy<0, a= （2.4）交点偏角计算公式为： （2.5）（2）有缓和曲线的圆曲线要素计算公式在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：图2-1按回旋曲线敷设缓和曲线 （2.6） （2.7） （2.8） （2.9） （2.10） （2.11） （2.12） （2.13）式中： 总切

28、线长，（）；总曲线长，（）； 外距，（）；校正数，（）；主曲线半径,（）；路线转角，（°）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（°）；缓和曲线切线增值，（）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；缓和曲线长度，（）；圆曲线长度，（）。2）主点桩号计算 （2.13） （2.14） （2.15） （2.16） （2.17） （2.18）2.4路线曲线要素计算2.4.1 路线简介路线总长2994.873米,起点桩号k0+000.00，终点桩号为k2+994.873。设计路线共设置了3个平曲线，半径均为3和400米，桩号分别为k1+037.487、k1+525.765、k2+202，在缓

29、和曲线内均设置超高，超高值设置为6%，因为半径基本都大于等于250米，则不需要加宽。2.4.2坐标计算jd1(3724331.329,514025.8703) jd2(3723609.65,514771.2278)同理可得 2.4.3平曲线计算jd1：k1+037.487设=400m，=120m ，= 则曲线要素计算如下： 主点里程桩号计算：jd1：k1+037.487zh=jd-t=1037.487-140.922=896.565hy=zh+= 896.565+120=1016.565yh=hy+(l-2)= 1016.565+39.1948=1055.760hz=yh+=1055.760+

30、120=1175.760qz=hz-l/2=1175.760+120=1036.162校核: jd=qz+j/2=1036.162+2.65/2=1037.487交点校核无误。同理可验算jd2、jd3，在此不一一计算。其它交点的计算结果见“直线、曲线及转角表”。2.5 各点桩号的确定在整个的设计过程中就主要用到了以上的三种线形，在三公里的路长中，充分考虑了当地的地形，地物和地貌，相对各种相比较而得出的。在地形平面图上初步确定出路线的轮廓，再根据地形具体在纸上放坡定点，插出一系列控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，既为路线的各个转角点（既桩号），并且测量出各个转

31、角点的度数，再根据公路工程技术标准jtg b012003的规定，初拟出曲线半径值和缓和曲线长度，代入平曲线几何元素中试算，最终结合平、纵、横三者的协调制约关系，确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素。各个桩号及几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表。2.5.1直线上中桩坐标计算 jd（xj，yj） zh点坐标： (2.19)hz点坐标: (2.20)设直线上加桩里程为l，zh、hz表示曲线起、终点里程，则前直线上任一点坐标(l<zh): (2.21)后直线上任一点坐标（l>hz）: (2.22)例如： 当l=200时：同理可得其他直线桩号坐标，详见逐桩坐标表

32、2.5.2曲线内中桩坐标计算设缓和曲线的单曲线缓和曲线上任一点的切线横距 （2.23）式中：缓和曲线上任意点至zh（或hz）点的曲线长 ls缓和曲线长度 转角符号，右转为正，左转为负 （1）第一缓和曲线（zhhy）任意点坐标 (2.24)式中：第一缓和曲线上任意点至zh点的曲线长 （2）圆曲线内任意点坐标由hy-yh时： (2.25)式中：圆曲线内任意点至hy点的圆曲线长（3）第二缓和曲线（hz，yh）内任意点坐标 (2.26)式中：第二缓和曲线上任意点至hz点的曲线长例如: 点坐标 点坐标 同理可得其他直线桩号坐标，详见逐桩坐标表。河南理工大学本科毕业设计 第三章 纵断面设计第三章 纵断面设

33、计沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，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，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，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。基本要求是纵坡均匀平缓，起伏缓和，坡长和竖曲线长短适当，平面与纵断面组合设计协调，土石方工程填挖平衡。其设计内容在本次设计中主要包括纵坡设计和竖曲线设计两项。3.1纵断面设计的原则（1） 纵断面设计应参照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。（2） 为保证行车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起

34、伏不宜频繁。（3） 山城道路及亲辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。（4） 机动车与非机动车混合行驶的车道，宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。（5） 山城道路应控制平均纵坡度。越岭路段的相对高差为200500m时，平均纵坡度宜采用4.5%；相对高差大于500m时，宜采用4%，任意连续3000m长度范围内的平均纵坡度不宜大于4.5%。3.2纵坡设计道路纵坡的大小，直接影响到行车速度和性能，道路建设投资和运输成本等一系列的问题。最大纵坡的确定，必须保证车辆能以一定的车速在道路上安全行驶，上坡时顺利，下坡时不致发生危险。汽车上坡时如坡道过长，必须用低排

35、挡行驶，燃料消耗增加，机件也容易损坏；下坡时易使制动器发热失效而发生交通事故。因此，当道路纵坡度大于5时，为了行车安全和便利,其坡段长度需要加以限制，并相应设置坡度不大于23的缓和坡段。3.2.1 纵坡设计的要求：（1） 设计必须满足标准的各项规范（2） 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。（3） 沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。（4） 应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（5） 纵坡除应

36、满足最小纵坡要求外，还应满足填土高度要求，保证路基稳定。（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线处、纵坡应避免产生突变。（7） 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。3.2.2 纵坡设计的步骤（1） 准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩。（2） 标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制

37、点等。（3） 试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。（4） 调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。（5） 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。（6） 定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变

38、坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。（7） 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素（8） 计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。3.3 竖曲线变坡点设计本次纵断面设计设置了2个变坡点。分别为 k0+700 、k1+880，1个凹曲线，1个凸曲线，半径均为10000m，纵坡值分别为+0.35655714%， -1.1167542%，-0.3100891%。3.4 竖曲线设计道路纵断面上的设计纵坡线系由许多直线和转折点组成。由于纵坡的凸形限制了驾驶员的视野，而凹形转折因车速加快和行车方向的突然改变。因

39、此，为了使路线顺适，行车安全平稳，路容美观等原因，需要在路线纵坡转折处设置曲线使之缓和，这种曲线称为竖曲线。并按纵断面上转坡是凸形或凹形的不同，分为凸形竖曲线和凹形竖曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。 3.4.1竖曲线最小半径的确定（1）凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素缓和冲击 汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。经行时间不宜过短 当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时，即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线行驶，冲击增大，乘客不适。满足视距的要求汽车行驶在凸

40、形竖曲线上，如果竖曲线半径太小，会阻挡司机的视线。为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。（2）凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素限制离心加速度 在凹形竖曲线上行驶半径越小，离心力越大，会影响到旅客的舒适性，确保夜间行车视距 对地形起伏较大地区的路段，在夜间行车时，若半径过小，前灯照射距离过短，影响行车安全和速度；确保净空有障碍时的视距 在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。3.5竖曲线要素计算：图3-1 竖曲线要素计算图竖曲线基本要素计算公式： (3.1) l = (3.2) t = (3.3)

41、 e = (3.4)式中： 坡度差， l曲线长，（m）；t切线长，（m）；e 外距（m）；变坡点1： （1）竖曲线要素计算里程和桩号k0+700i1=+0.356555714% i2= -1.1167542% 取半径r=10000m (凸形) （2）设计高程计算竖曲线起点桩号=(k0+700.000)73.66557= k0+626.334竖曲线起点高程= 734.6691-73.66557×（+0.356555714%）=734.4064m竖曲线终点桩号=( k0+700) +73.66557= k0+773.666竖曲线终点高程=734.6691+ 73.66557×（

42、1.1167542%）=733.809 m 其他变坡点算法一致，详细数据见竖曲线表。变坡点2： （1）竖曲线要素计算：里程和桩号k1+880 i2= -1.1167542% i3=-0.3100891%。 取半径r=10000m (凹形) （2）设计高程计算：竖曲线起点桩号=(k1+880)= k1+839.667竖曲线起点高程= 721.4914-×（-1.1167542%）=721.9623m竖曲线终点桩号=(k1+880)+= k1+920.333竖曲线终点高程=721.4914+ ×（1.1167542%）=721.0205 m 3.6道路平纵线形组合设计道路的线形

43、状况是指道路的平面和纵断面所组成的立体形状。线形设计首先从路线规划开始，然后按照选线、平面线形设计、纵断面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终展现在驾驶员面前的平、纵、横三者组合的立体线形，特别是平、纵线形的组合对立体线形的优劣起着至关重要的作用。 平、纵线形组合设计是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。特别在高等级公路的设计中必须注重平、纵线形的合理组合。 3.6.1平、纵线形组合的一般设计原则 （1）在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视线上的连续性。任何使驾驶员感到迷惑和判断失误的线形都有可能导致操作的

44、失误，从而最终导致交通事故。（2）保持平、纵线形的技术指标大小均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用密切相关，任何单一提高某方面的技术指标都是毫无意义的。（3）为保证路面排水和行车安全，必须选择适合的合成坡度。（4）注意和周围环境的配合，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度。特别是在路堑地段，要注意路堑边坡的美化设计。3.6.2平曲线和竖曲线的组合 （1）平曲线和竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线 这种组合是使平曲线和竖曲线相互对应，竖曲线的起终点落在平曲线的两个缓和曲线内，即“平包竖”。（2）平、竖曲线大小应保持均衡 平、竖曲线的线形，其中一方大而平缓时，另一方切忌不能形成多而小。一个长

45、的平曲线内有两个以上的竖曲线，或一个长的竖曲线内含有两个以上的平曲线，从视觉上都会形成扭曲的形状。 （3）明、暗弯与凹、凸竖曲线的组合 明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合是合理的，比较符合驾驶员的心理反应和视觉反应。对于明弯与凹形竖曲线及暗弯与凸形竖曲线的组合，当坡差较大时，一般给人留下舍坦坡、近路不走，而故意爬坡、绕弯的感觉。搞山区公路设计，有时难以避免这种情况，但只要坡差不大，对行车的影响也不是太大。（4）避免的组合 对于平、竖曲线的组合设计能够满足上述要求是最好的，但有时往往受各种条件的限制难以满足，这时应避免如下组合的出现。要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的

46、拐点重合。二者都存在不同程度的扭曲外观；前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者虽无视线诱导问题，但路面排水困难，易产生积水。小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。对凸形竖曲线诱导性差，事故率较高；对凹形竖曲线路面排水不良。计算行车速度大于40kmh的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。前者失去诱导视线的作用，驾驶员须接近坡顶才发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车极不安全。河南理工大学本科毕业设计 第四章 横断面设计 第四章 横断面设计首先，道路横断面，是指中线上各点沿法向德垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线组成的。其中横断面

47、设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道、取土坑、弃土堆及环境保护等设施构成的。4.1 横断面设计的原则（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。（2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。（3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。（4）沿河及受水浸水

48、淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。（5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。（6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。（7）横断面设计应考虑超高加宽和缓和曲线的协调。公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面。4.2横断面组成本公路路基宽度为21.5米，双向四车道，中央分隔带，土路肩为2×0.75米，硬路肩为2×1.5，行车道为4×3.75米，中间带宽度2米。如图所示路肩车道中间带行

49、车道车道硬路肩土路肩路基2m3.75m3.75m1.5m1：1.50.75m2%2%图4-1 公路横断面4.2.1 横坡的确定（1）横向坡度的确定根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，利于排水，但也增加行车的不平稳性，所以路拱坡度选择要考虑两方面因素，该项目采用2%，路肩采用3%的坡度。（2）路肩坡度超高的方式路肩跟随行车道一起超高变化。4.3弯道的超高和加宽4.3.1平曲线的加宽汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。由于本线路平曲线所选半径均大于250m，满足不设置加宽的要求，所以

50、选择不设置加宽过渡。4.3.2曲线的超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。长滑一级公路设计中采用绕中央分隔带边缘旋转的方法进行曲线的超高过度。先将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高横断面，此时中央分隔带维持原水平状态。绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水。表4-1 绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注：x距离处行车道横