山西某公路F标线形设计及安全性评价

1、 西安建筑科技大学本科毕业设计（论文）题 目山西某公路F标段设计及安全性评价学生姓名柳奇学 号110220223院（系）土木工程学院专 业交通工程指导教师张娟时 间2015年6月20日 摘 要高速公路作为我国公路网的重要组成部分，在国民经济中发挥着重要的作用。但是，随着交通量的逐年增加，高速公路交通安全问题日益突出。道路安全性评价及优化设计是有效预防和降低交通事故的重要手段之一，是从公路使用者的角度对公路项目中影响行车安全的潜在因素进行分析和评价，及早发现影响行车安全的潜在因素并加以纠正，防患于未然，以期最大程度地减少人员和财产损失。 本文从高速公路的平面线形、纵面线形、平纵线形组合、路基路面

2、、互通立交以及桥隧等方面提出交通安全设计对策，在此基础上总结出高速公路设计交通安全检查清单；预测路段运行速度，进行基于运行速度的路线安全性和视距安全性设计；分析护栏、交通标志标线、隔离设施、防眩设施、视线诱导设施及其他安全设施设置标准和实际设计中存在的问题，针对这些不足之处进行交通安全设施设计，并在此基础上总结出高速公路交通安全设施检查清单。论文通过道路设计及交通工程保障技术等方面的研究，提出了对高速公路道路设施常见的安全隐患进行优化设计的方法，论证了安全性评价的必要性及本文提出的关键指标的合理性。关键词：高速公路，交通安全，设计，交通设施 AbstractHighways,as an imp

3、ortant constitutional part of our nations highway traffic,play an increasingly important role in national economy.However,traffic accidents are also threatening peoples property and life. Safety evaluation and optimal design of highway road infrastructure is one of the important means to prevent eff

4、ectively and reduce the traffic accident. It is in terms of highway users to find the potential factor of the traffic accident in analysing and appraising the project of the highway. Doing it accident can be prevented before it happens, personnel and property loss can be reduced to the greatest exte

5、nt. This paper presents the design of traffic safety strategies from highway horizontal alignment, longitudinal surface linear, flat vertical linear combination, embankment road, interchange and bridges and tunnels, etc., on this basis, summed up the highway traffic safety checklist design; road run

6、ning forecast speed, run-speed route security and safety based on line of sight; analysis guardrails, traffic signs and markings, isolation facilities, glare facilities, sight inducing facilities and other safety facilities set the standard and the actual design problems for for traffic safety facil

7、ities design these deficiencies and concluded that the highway traffic safety facilities checklist on this basis. Thesis research road design and traffic engineering security technology and other aspects of proposed highway road infrastructure safety hazards common to optimize the design method demo

8、nstrates the rationality of the key indicators of the need for safety evaluation and proposed.Key Words:Highway, traffic safety, design, transportation facilities 目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30806 第一部分 设计说明书 页 第一部分 设计说明书第一章 绪论1.1我国公路发展现状及目标纵观当今世界，公路已成为一个国家生产力是否发达的重要标志，也是一个国家实力的重要组成部分。新中国成立到1978

9、年的30年间，我国公路总里程增加到89万公里。自改革开放以来我国的公路建设已取得了巨大的进步，1978年以来，是我国公路事业发展最快、建设规模最大、最具活力的时期。期间我国用1020年的时间走过了发达国家一般需要3040年走完的路程，我国公路建设实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。道路发展的突出成就就是高速公路和快速路的快速发展，高速公路是交通运输现代化的重要标志之一。高速公路的建设带动了沿线经济的发展，快速运输日益显示出巨大的经济效益和社会效益，形成了快速发展的“高速公路产业带”。高速公路不仅技术标准高、线形顺畅、路面平整、沿线设施齐全，而且全立交、全控制出入、双向隔离行驶、无混合交通干

10、扰，为公路运输的安全、快速、高效、便捷和舒适提供了技术保证。尽管我国的公路建设取得了巨大成就，但由于公路交通基础设施薄弱，各地发展不平衡，与发达国家相比尚有较大差距，还不能适应国民经济和社会发展的需要。根据我国国民经济和社会发展的长远规划，中国公路在未来几十年内，将通过“三个发展阶段”实现现代化的奋斗目标：第一阶段：近期达到交通运输紧张状况有效明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。第二阶段：将在2020年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。第三阶段：将在21世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发达国家水平。国家高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由

11、中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道。高速公路网是由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称“7918网”，包含“五纵七横”在内，总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等约1.7万公里。1.2该公路工程的建设意义长临高速公路是国家“7918”高速公路网青岛至兰州高速公路及山西省高速公路网“三纵十一横十一环”公路主骨架中第九横的重要组成部分，也是我国中西部地区的出海干线公路。公路的开建对于完善全省路网结构、促进区域交流合作、方便群众出行等都具有非常重要的意义。建成通车后对长治、临汾两市经济发展和交通出行将起到重要的推动作用。对于临汾市来说，长临高

12、速公路是临汾市公路交通建设史上投资额较大、线路最长的一条高速公路。随着临吉、临汾北环公路等高速公路的通车，长临高速公路将成为临汾外环高速路网联结的最后一环。该高速公路建成后，临汾外环高速公路将全线闭合，大大改善临汾的交通条件和投资环境。从全省乃至全国来看，长临高速公路对于完善国家及山西省高速公路网，发挥中西部地区资源优势，加强我国东、中、西部地区之间的联系和互补，促进区域经济协调发展都具有十分重要的意义。该项目的建成，将使山西省中南部地区的能源资源向华北、华中地区输送，并且将极大地提高长治、临汾两市的辐射功能，推进沿线经济带的形成。1.3项目概况长治与临汾之间目前有国道相连接，从长治市区到临汾

13、市区需要两个多小时。长临高速公路修通后，这一时间可以大大缩短。长治至临汾高速公路是连接山西省晋东南以及晋南区域的一条长距离高速通道。长临高速公路起点位于长治市屯留县崔邵村，与太长、长邯高速公路相接，途经长治市屯留、长子和临汾市安泽、古县、洪洞、尧都、襄汾共两市七个县区，终点位于临汾市襄汾县北陈，与大运、临吉高速公路相接，全长166.234公里，概算批复总投资为103.0725亿元。本设计选取长临高速公路其中10公里做为设计内容。起点（K0+000）位于山西长治市屯留县崔邵村，终点（K10+132.053）位于山西长治市郊坡底村，全长10.132km，设计速度为120km/h。标段内地形条件较为

14、平缓，主要为平原微丘地区，丘陵地区破碎，东部平原，为上党平原的一部分。丘陵区的地质条件为古生界二迭系页岩、砂岩，底部夹煤层；平川区为新生界第四系细砂、泥灰岩、红色土、黄土及近代冲积层，设计过程中路基主要为填挖为主，无特长、长隧道以及大型桥梁。第二章 路线总体设计2.1道路等级和主要技术指标的论证和确定道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。2.1.1交通量计算及公路等级的选用公

15、路路线设计规范（JTG D20-2006）中规定，公路根据功能和适应的交通量分为以下五个等级。1、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/日。2、一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级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1500030000辆；六车道一级公路应能适应

16、将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000辆。3、二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级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600015000辆。4、三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量20006000辆。5、四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下。道路等级的确定应从公路网规划的全局出发，综合考虑公路的使用任务、性质，根据远景交通量及交通组成，依据地形和其他自然条件共同决定。根据已知的交通组成（表2-1所示）可确定道

17、路等级，计算如下：表2-1 各车型年平均日交通量车型分类代表车型数量（辆/d）小客车桑塔纳20002480中客车江淮AL6600220大客车黄海DD680450轻型货车北京BJ130260中型货车东风EQ140660重型货车黄河JN163868铰接挂车东风SP9250330根据规范，车辆折算系数表如下：表2-2 车辆折算系数表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货车中型车1.519座的客车和载质量为2t7t的货车大型车2.0载质量7t14t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车以小客车为标准车型进行折算， 各汽车车型的车辆折算系数如下表2-3：表2-3 各种车型折算

18、系数表车型分类代表车型折算系数小客车桑塔纳20001.0中客车江淮AL66001.5大客车黄海DD6802.0轻型货车北京BJ1301.5中型货车东风EQ1402.0重型货车黄河JN1633.0铰接挂车东风SP92503.0由上述标准可计算得：远景设计年平均日交通量为： (2.1)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。 初定设计年限为n=20年，预测前五年内的交通量年增长率为8%，五到十年内的增长率为7%，十到二十年内的增长率为5%。则，起始年平均日交通量

19、N0=24801.0+2201.5+4502.0+2601.5+6602.0+8683.0+3303.0=9014（辆/d）=9014(1+8%)(1+7%)(1+5%)=30258.5568（辆/d）根据公路工程技术标准（JTGB01-2003）：按规范规定，高速公路为专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路。根据公路交通量分级可知，四车道高速公路公路一般能适应远景设计年限内按各种汽车折合成小汽车的年平均日交通量为2500055000辆。因此，根据规范可定此公路等级为：双向四车道高速公路。2.1.2主要技术指标技术标准的确定是一项科学性极强、涉及因素广泛的工作，是公路勘察设计的前提条件。技

20、术标准主要依据公路网规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。除考虑这些重要因素外，还要从路线走廊的地形、地质、水文条件和环境保护的要求等方面入手，从实际出发进行全面的分析论证一、技术标准确定依据的主要因素。根据公路工程技术标准(JTG B01-2014)，高速公路各项指标如表2-4所示：表2-4 高速公路各项技术指标计算行车速度120km/h车道数4行车道宽3.75m右侧硬路肩宽3.50m土路肩宽0.75m路基宽28m停车视距210m纵坡最小坡长400m平曲线极限最小半径650m平曲线一般最小半径1000m不设超高最小半径5500m缓和曲线最小长度100m最大纵坡3%最

21、小坡长300m竖曲线极限最小半径11000m（凸）竖曲线一般最小半径17000m（凸）4000m（凹）6000m（凹）凸形竖曲线最小长度一般值250m，极限值100m超高横坡度最大值6%2.2路线平面线形设计2.2.1线形设计一般原则(1) 平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调 在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。(2) 保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。

22、长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。(3)平曲线应有足够的长度 汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。（4）避免连续急弯的线形这种线形给驾驶者造成

23、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回旋线。2.2.2直线设计公路路线设计规范中规定：当设计车速大于60km/h时，同向曲线间的直线最小长度（以km计）以不小于设计速度的6倍为宜，反向曲线间直线最小长度（以km计）以不小于设计速度的2倍为宜。当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S形曲线。在本设计中设计速度为120km/h，采用了S形曲线、反向曲线及同向曲线。同向曲线之间直线最小长度6V=6*120=720 m。反向曲线之间直线最小长度2V=2*120=240 m。直线最大长度一般不超过20倍的设计速度，即20V=20*120=2400m，本设计中最大直

24、线长度为1651.448m2400 m，符合规范。2.2.3圆曲线设计选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径。但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。所以，规范规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。圆曲线的选用要求：（1）一般情况下，宜采用极限最小平曲线半径的48倍或超高为2%4%的圆曲线半径；（2）地形条件受限制时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；（3）地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；（4）应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的

25、曲线线形，使路线平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变。（5）应同纵断面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。公路工程技术标准规定各种车速的圆曲线最小半径见表2-5。表2-5 各种车速圆曲线最小半径设计速度(km/h）1201008060403020圆曲线最小半径(m)一般值10007004002001006530极限值650400250125603015注：“一般值”为正常情况下的采用值；“极限值”为条件受限制时可采用的值。2.2.4缓和曲线设计缓和曲线是道路平面线形要素之一，设置在直线与圆曲线之间或者半径相差较大、转向相同的两圆曲线之间。在本设计中，直线与圆曲线的连接采用了缓和曲线。缓和

26、曲线的作用主要有：1曲率连续变化，便于车辆遵循道路行驶；2离心加速度逐渐变化，让乘客感觉舒适；3超高以及加宽逐渐变化，行车更加平稳；4与圆曲线配合，增加线形美观。公路工程技术标准制定了各级公路缓和曲线的最小长度，对于设计速度为120km/h的高速公路，缓和曲线最小长度为：一般值130 m，最小值100 m。本设计中最小缓和曲线长度为130m，大于规定的一般值，符合标准要求。2.2.5纬地软件平面设计（1）新建项目导入地形图本设计平曲线的主要要素见表2-6。表2-6 本设计中平曲线的主要要素表指标名称单位指标名称单位平曲线极限半径650m平曲线一般半径1000m缓和曲线长度130m圆曲线最小长度

27、160.260m最大转角450517.2最小转角163750.6打开纬地软件，新建项目，将项目文件保存到指定文件夹下。导入地形图后开始平面选线设计。图2-1 纬地主线平面线形设计（2）确定线路起点及交点 经过多次尝试，鉴于起点标高过高或过低对线路坡度的影响过大，最终将起点标高确定为923m。为了满足后期土石方调配填挖平衡的原则，线路走向尽量沿等高线前进。同时为避免线路配曲线后夹直线长度不满足规范要求，两交点之间的距离不小于2400m。（3）选配圆曲线半径及缓和曲线长度在给线路选配曲线半径及缓和曲线长度时，根据规范规定设计时速120Km/h高速公路圆曲线半径不小于1000m，缓和曲线长度不小于1

28、00m，给线路选配圆曲线及缓和曲线。将上述工作完以后，对平面选线数据进行存盘。纬地主线平面线形设计如上图2-1 所示。综上所述，通过纬地软件进行设计，平曲线用“交点设计法”，采用常规通用计算方式（S1+Rc+S2），生成平面图，平曲线设计图见附图平面图001至015。各交点要素见附表1直曲表，各桩点坐标见附表2逐桩坐标表。最终得到图2-2路线纬地平面设计图和起始点及高程：起点桩号：K0+000 ，地面线高程：923.500m。终点桩号：K10+132.053，地面线高程：901.048m。图2-2 路线纬地平面设计图2.3纵断面设计沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面，它反映了道路中线地

29、面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整的表达出道路的空间位置。2.3.1纵断面设计原则（1）纵坡的设计必须满足相关的各项规定。（2）纵坡应有一定的平顺性，起伏不宜过于频繁。（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，保证道路的稳定和通畅，尤其平直线注意排水。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少废方和借方，降低造价和节省用地。（5）平原微丘地区地下水埋深较浅，或池塘、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。

30、 （6）对连接纵坡，如大中桥等，纵坡应和缓，避免产生突变，交叉处前后的纵坡应缓一些。 （7）在实地调查的基础上，充分考虑通道和农田水利等方面的要求。2.3.2相关技术指标凸形竖曲线最小半径：一般值17000m，极限值11000m。凸形竖曲线最小长度：一般值250m，极限值100m。凹形竖曲线最小半径：一般值6000m，极限值4000m。最小坡长：一般值400m，极限值300m。最大纵坡为3%。最大坡长：坡度3%为900m，4%为700m。最大合成坡度：10.0%。2.3.3竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使

31、用范围二者几乎没有差别。竖曲线诸要素的计算：如图2-3所示，i1和i2分别为两相邻两纵坡坡度，= i2- i1，为“+”时，表示凹形竖曲线；为“-”时，表示凸形竖曲线。图2-3竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R：或 竖曲线切线长T： 竖曲线任意一点竖距h： 竖曲线外距E： 或 2.3.4纬地软件纵断面设计纵断面设计方法和步骤： 准备工作；标注控制点；试坡；调整；核对；定坡；设置竖曲线。操作过程：（1）利用纬地软件进行三维建模，建好模型画出三角构网，再用数模进行纵断面数据插值，生成纵断面数据文件。（2）利用“纵断面设计”，画出纵断面地面线。进行拉坡，初拟变坡点。（3）利用纬地软件，综合各

32、技术要素，进行多次拉坡试算，最终得出图2-4纬地纵断面拉坡设计图。具体设计结果见附表3竖曲线表。图2-4 纬地纵断面拉坡设计图2.4平纵组合设计2.4.1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。 2.4.2一般要求： （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

33、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。实时修改调整上一步所生成的纵断面图，最后得出成果，即竖曲线表。2.5横断面设计2.5.1横断面设计原则公路横断面设计是根据行车对公路的要求，结合当地的地形、地质、气候、水文等自然因素，确定横断面的形式、各组成部分的位置和尺寸。设计的目的是保证足够的断面尺寸、强度和稳定性，使之经济合理，同时为路基土石方工程量的计算，公路施工和养护提供依据。2.5.2相关技术指标（1）路基标准横断面图路基横断面的形式及其横断布置、构造尺寸（主要包括路幅尺

34、寸、坡度值、变坡高度、护坡道宽度、边沟尺寸、排水沟尺寸、截水沟位置与尺寸、挖台阶的宽度等）和选用条件均要参考路基标准横断面图进行设计和绘制，所以应先绘制路基标准横断面图。如下图2-5所示，标准横断面图中应包括路基横断面中各种可能的形式及有关的支挡防护形式。例如路基横断面中出现了填方、挖方、半填半挖三种形式，则绘制标准横断面图中就应包括上述的三种横断面的形式。本设计详细标准横断面图见附录。图2-5 路基标准横断面本设计中的设计年限20年，各种车辆折合成小客车的交通量合计为30258.5568辆/d，公路等级为高速公路双向四车道。设计车速为120km/h,四车道的路基宽度28m，取设计车道宽度3.

35、75m，得总车道宽度为3.75415m。采用高速路基标准横断面型式，路基宽度28m，行车道为4*3.75m，路缘带2*0.75m，中央分隔带为3m，硬路肩3.50m，土路肩0.75m。路拱、边坡及边沟的设定为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高两边低的直线型路拱。其倾斜的大小用百分率表示。路拱横坡的形式有抛物线形、直线形、直线接抛物线形、折线形等。行车道和硬路肩横坡度取2.0%，土路肩横坡度取3.0%。路拱的形式采用折线形。路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。路基边坡坡度的大小，取决去边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡高度。拟建高速公路边坡较为

36、稳定，只设置一级边破，路堤边坡采用1:1.5，路堑边坡采用1:0.5。边沟是路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填路段，路面和边坡水汇集到边沟后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排出路基。设计路线的边沟的断面形式依据公路路线设计规范（JTG D202006）采用矩形。边沟底宽为0.6m。超高及加宽设计为了抵消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超高形式。合理的超高限制，可全部和部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性和舒适性。根据规范，本设计超高坡度采用6%。超高过渡方式采用绕车道中心旋转。超高值计算公式(2.2)如下：

37、(2.2)其中：R圆曲线半径 横向力系数 v汽车行驶速度具体超高值见附表4路基超高加宽表。汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中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和安全，同时在道路内侧加宽工程量较小，且有利于路容美观。平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽。本项目最小圆曲线半径为1000m，大于规范中所述需要考虑加宽的半径250m，故全线无加宽设计。本设计不设路基加宽值。2.5.3纬地软件横断面设计（1）数据准备开始横断面设计以前必须输入横断面地面线数据文件。通过“数据”“横断面数据输入”可查看插值所得横断面地面线数据，如图2-6所示。图2-6

38、（2）路基设计计算通过“设计”“路基设计计算”，纬地系统将自动完成本设计中的路基设计计算。设计窗口如图2-7所示。路基设计计算包括每个横断面方向上的宽度及设计标高的计算（即路基加宽和超高计算），并将计算结果填入路基设计表。路基设计表是公路设计文件中的主要技术文件之一，它是综合路线平、纵、横设计资料汇编而成的，在表中填有公路平面线形、纵断面设计资料以及路基加宽、超高等数据。它是路基横断面设计的基本依据，也是施工放样、检查校核及竣工验收的依据。本设计路基设计计算表见附表5路基设计表。图2-7（3）纬地横断面绘图点选“设计”“横断面设计绘图”，打开横断面绘图窗口，如图2-8所示。图2-8在设计控制、

39、土方控制和绘图控制栏中进行绘图设置。勾选土方数据文件，将土方文件保存到指定文件夹。在起始桩号和终止桩号中输入要绘制横断面图的桩号。点击设计绘图，纬地自动进行横断面戴帽，输出横断面设计图。本线路横断面设计图见附图1至图20，路基超高及加宽值见附表4路基超高加宽表，路基设计见附表5路基设计表，边坡及排水沟设计见附表6 边沟排水沟设计表，逐桩占地宽度见附表7用地表，路基土石方计算表见附表8土方计算表。第三章 路面结构组合设计本设计路面结构采用沥青路面结构组合设计。由于沥青路面使用沥青结合料，因而增强了矿料间的黏结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比

40、，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因而获得越来越广泛的应用。沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。路面结构组合设计根据道路的交通等级与气象、水文等自然因素，合理选择与安排路面结构各个层次，确保在设计试用期内，承受行车荷载与自然因素的共同作用，充分发挥各结构层的最大效能，使整个路面结构满足技术经济合理的要求。沥青路面结构设计的目标是要求路面结构在设计年限内满足预测交通量累计标准轴载通行时，具有快速、安全、稳定的服务功能，路面结构具有相应的承载能力，结构层的应力应变应满足材料容许的标准。我国沥青路面设计

41、方法采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论，以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性及刚性材料基层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。设计完成后，路面结构的路表弯沉与各结构层的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。3.1设计轴载路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。轴载小于40KN的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。由于不同力学参数的疲劳等级效应不同，则本次当量轴载换算分以下情况进行。（1）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时，按式（3.1）进行轴载当量换算： (3.1)式中：N标准轴载的当量轴次（次/日）；被换算车辆的各级轴载作用次数（次/日

42、）；P标准轴载(KN)；各种被换算车型的轴载(KN)；K被换算车辆的类型数；轴载系数；轮组系数，双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，此时轴数系数为1；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴系数按式（3.2）计算： （3.2）式中：m轴数。（2）当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，按式（3.3）完成轴载当量换算： (3.3)式中：轴数系数； 轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。 轴间距的划分同式（3.2），对于轴间距小于3m的双轴及多轴的轴系数按式（3.4）计算： （3.4） 式中：m轴数。 （3）设计年限累计当量

43、标准轴载数设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次数Ne 按式（3.5）计算： （3.5）式中： 设计年限内一个车道通过的累计标准当量轴次（次）； t设计年限（年）； 设计年限内交通量的年平均增长率（）； 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）； 与车道数有关的车辆横向分布系数，简称车道系数。根据以上计算方法，可得出累计轴次计算结果见表3-1。表3-1 轴载换算与累计轴载汽车车型前轴重（KN)后轴重（KN)后轴数后轴轮组数后轴距（m）日交通量（辆/d）江淮AL660017.026.5120220黄海DD68049.091.5120450北京BJ13013.427.4120260东风EQ14

44、023.669.3120660黄河JN16358.6114.0120868东风SP925050.7113.3324330换算方法弯沉及沥青层拉应力指标半刚性层拉应力指标累计交通轴次2098万次2673万次路面结构在设计年限内承担交通荷载的繁重程度以交通等级来划分。我国沥青路面按承担交通荷载的轻重划分为轻交通、中等交通、重交通和特重交通四级。交通等级的划分标准件表3-2。表3-2 沥青路面交通等级交通等级BZZ-100累计标准轴次Ne（次/车道）大客车及中型以上各种货车交通量Nn（辆/d/车道）轻交通3000本设计为高速公路，前五年内的交通量年增长率为8%，五到十年内的增长率为7%，十到二十年内

45、的增长率为5%，沥青混凝土路面累计标准轴次设计年限取15年。查规范得双向四车道系数是0.4-0.5。计算得到，当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne为2098万次，属重交通等级；当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne为2673万次，属特重交通等级。3.2路面结构厚度设计3.2.1结构设计原则沥青路面承载能力主要依靠基层,所以不同地区的路面结构主要通过改变基层的材料以及厚度来实现；沥青面层的变化主要考虑交通等级的影响。因此,可以得出沥青路面各结构层变化基本原则如下：(1)在路面结构设计中不仅需要满足整体刚

46、度的要求，又要满足路面和基层层底拉应力的要求，确保路面不发生结构性破坏。(2)交通荷载直接作用于面层，面层再将荷载传递至基层，所以要求面层必须具有足够的强度和稳定性，并具有抗车辙、耐磨耗和防止开裂等功能。(3)基层作为主要承重层，不仅要求其有足够的强度和刚度，而且要具有良好的水稳定性。(4)路面结构应与交通等级相适应。并不是交通量大的路面交通等级就一定高,关键在于其中重型车的比例。(5)路面设计应综合考虑工程造价和机械化施工等因素，充分借鉴国外最新研究成果，推荐出经济、合理并且满足使用性能要求的路面结构组合方案。3.2.2结构组合设计结构组合设计最主要的目的在于使得路面在使用年限期间，既能承受

47、复杂的环境和反复行车荷载，又能最大程度地发挥各结构层的效能，使路面结构满足技术和经济多方面要求。不同路面结构组合在经济和使用性能上均有不同效果，所以需要充分考虑自然环境对材料的影响、行车荷载的应力分布以及当地施工工艺要求等因素。结构组合设计主要内容包括:面层材料组合、基层材料选择、面层最小厚度确定、基层最小厚度确定等。基本原则有以下几方面：(1)充分利用当地材料。在进行基垫层材料选择时，尽量选择当地使用经验较丰富、效果较好的材料，以降低工程费用。(2)各结构层材料均具有各自的特性，在结构组合设计时要注意相邻结构层之间的影响，尽量使结构之间过渡缓和。(3)充分考虑路表水对结构的影响。考虑到路表水

48、对沥青路面的影响，在结构组合设计中，应对特殊路段路面结构设置水稳定性好的基层和不透水的半刚性基层。(4)要求路面结构厚度和层数合理适中。充分考虑材料的规格和施工机具的功能，从利于施工等因素出发,规定结构层有最小厚度，而且为了便于施工，结构层数不宜过多。半刚性基层的最小厚度是从长期工程实践和科研中总结出来的。从施工方面考虑，半刚性基层的最小厚度取15cm，适宜厚度为18一20cm，在有特重型压实设备并经过实测能保证压实度的条件下可适当增加厚度。综上，基于上述要求和原则，应用“路面设计系统HPDS2011”经过多次试算和比选，最终确定出以下路面结构方案见表3-3。表3-3新建路面结构厚度计算表公路

49、等级：高速公路标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉：20.60（0.01mm）新建路面层数：5路面设计层层位：5设计层最小厚度：20（cm）层位结构层材料名称厚度（mm）20平均抗压模量（MPa）标准差（MPa）15平均抗压模量（MPa）标准差（MPa）容许应力（MPa）1细粒式沥青混凝土40199120126803440.332中粒式沥青混凝土80142510521751870.273密级配沥青碎石150124811617151560.164水泥稳定碎石？261723426172340.275级配碎石300350035006新建路基36按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 20.6 (0.0

50、1mm)H( 4 )= 200 mm，LS= 21.4 (0.01mm)H( 4 )= 250 mm，LS= 19.2 (0.01mm)H( 4 )= 218 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 4 )= 218 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 218 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 218 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 218 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 218 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 218 mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度 :路面

51、最小防冻厚度为500 mm验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:细粒式沥青混凝土 4cm中粒式沥青混凝土 8cm 沥青面层总厚度27cm密级配沥青碎石 15cm水泥稳定碎石 22cm 基层总厚度22cm级配碎石 30cm 垫层总厚度30cm土基路面结构总厚度为79cm。第二部分 安全性评价报告第一章 概述近年来我国高速公路建设飞速发展,展现出我国综合国力的迅速提升。目前我国高速公路通车里程已跃居世界第二位,随着高速公路里程的增加,高速公路交通安全的形势越来越严峻。在影响交通安全的诸多因素中,公路设计本身存

52、在的一些问题是诱发交通事故的一个重要原因,已通车的高速公路中普遍存在的事故多发点或路段就足以证明这一点。高速公路安全性评价为有效预防交通事故的发生提供了一个非常有效的手段,体现了“安全、环保、舒适、和谐的新理念,对提升我国高速公路的设计水平具有一定的指导作用。影响公路运营安全的因素是多元化的，但是设计阶段对交通安全的影响是不容忽视的一个重要环节。研究表明，交通事故与道路条件有直接或间接的关系。因此有必要对高速公路进行安全评价，采取各种措施予以改善，提高道路交通安全性。道路安全评价是运用安全系统工程的原理和方法，对拟建或已有道路可能存在的危险性及可能产生的后果进行综合评价及预测，并根据可能导致的

53、事故风险的大小，提出相应的安全对策措施，以达到系统安全的目的。道路安全评价应贯穿于道路设计、建设、运营等整个生命周期的各个阶段。 良好的道路设计可以有效消除安全隐患，提高道路安全性。因此，有必要针对高速公路设计安全性评价开展研究，建立适用于高速公路的设计安全性评价方法，对影响西部高速公路行车安全的重点路段等进行分析和评价。在高速公路设计阶段引入安全性评价，具有以下重要意义： （1）在改善道路交通安全的诸多措施中，对道路施工图设计的安全评价，是有效提高道路安全性的事前改善措施，可避免建设资金的浪费； （2）建立高速公路设计安全性评价方法，可发现道路设计中存在的安全问题，寻找存在的安全隐患，从而在

54、公路设计中把握安全尺度； （3）在高速公路设计安全性评价的基础上，针对薄弱环节，提出改善措施，可以有效完善山区高速公路设计方案，消除设计存在的安全隐患； （4）对高速公路设计安全性进行评价，修改设计方案，提高道路安全水平和通行能力，减少交通事故造成的人身财产损失和不良的社会影响。 公路项目安全性评价指南作为公路工程行业推荐性指标,在公路行业内自愿采用。本指南在大量数理统计分析的基础上,对交通事故与公路几何指标、交通事故与运行车速、公路几何指标与运行车速等的关系进行了深入研究,初步提出了对我国高速公路和一级公路安全性评价的内容、方法和标准。结合新的设计理念及在实际设计工作的理论计算与经验总结,本

55、文结合山西省某高速公路自身特点,主要对安全性评价指标在路线设计阶段的指导意义做简单论述和分析。1.1工作依据（1）公路项目安全性评价指南（JTG/T B052004）（以下简称指南）（2）公路工程技术标准（JTG B012003）（以下简称标准）（3）公路路线设计规范（JTG D202006）（以下简称规范）（4）道路交通标志和标线（GB 57681999）（5）公路交通安全设施设计技术规范（JTG D81-2006）（6）公路交通安全设施设计技术细则（JTG/TD81-2006）（7）公路安全保障工程实施技术指南（试行），2004；（8）公路路基设计规范（JTG30-2004）,2004；（

56、9）公路沥青路面设计规范（JTJ014-1997）,1997；（10）高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范（JTG D80-2006），2006； （11）道路交通标志和标线（GB756-1999），2006； （12）公路工程基本建设项目设计文件编制办法交公路发2007358号(简称办法）（13）交通部2000年度公路建设标准规范计划项目一高速公路运行速度设计方法与标准研究报告成果（14）山西某公路路线初测基础资料、初步设计成果资料和图表1.2工作过程分析评价工作过程如下:(1)首先根据初步设计的设计方案和相应数据、资料对照规范、标准,对路线采用的技术指标进行设计符合性检查,找出需评价路段

57、中不符合标准和规范规定的局部路段。(2)利用高速公路运行速度分析软件,对该段进行运行速度测算。(3)根据指南提出的评价方法和指导要求,结合本项目工程实际,对运行速度测算结果进行具体分析。(4)找出运行速度发生突变的安全性不良局部路段和运行速度与设计速度差异较大的待安全检验局部路段。(5)对安全性不良局部路段有针对性地提出调整和优化的具体意见。(6)对运行速度与设计速度差异较大路段(即运行速度与设计指标不匹配路段)通过详细的安全性检查和验算,提出技术指标、线形组合调整的方法和手段;对视距、爬坡车道、紧急避险车道的设置,路侧安全净空区、重大工点(互通式立交)、交通工程及沿线设施的设计进行安全性评价

58、并提出必要的意见。1.3主要结论通过对运行速度测算与相应线形指标的分析研究,总体评价结论如下:(1)设计符合性评价本项目全线总体设计采用的平、纵、横指标均满足现行规范、标准的规定要求。(2)运行速度协调性评价本项目全线运行速度协调性评价均合格,线形连续,指标比较均衡。运行速度协调性较好。(3)运行速度与设计速度协调性评价检验全段小客车运行速度与设计速度的差值是否大于20Km/h,根据指南要求,对该段的平纵面线形指标、横断面组成、视距、超高、大型工点等进行安全性验算。第二章 工程概况2.1项目的地理位置长治至临汾高速公路是连接山西省晋东南以及晋南区域的一条长距离高速通道。长临高速公路起点位于长治

59、市屯留县崔邵村，与太长、长邯高速公路相接，途经长治市屯留、长子和临汾市安泽、古县、洪洞、尧都、襄汾共两市七个县区，终点位于临汾市襄汾县北陈，与大运、临吉高速公路相接。2.2路线起讫点及主要控制点本设计选取长临高速公路其中10公里做为设计内容。起点（K0+000）位于山西长治市屯留县崔邵村，终点（K10+132.053）位于山西长治市郊坡底村，全长10.132km，设计速度为120km/h。标段内地形条件较为平缓，主要为平原微丘地区，丘陵地区破碎，东部平原，为上党平原的一部分。丘陵区的地质条件为古生界二迭系页岩、砂岩，底部夹煤层；平川区为新生界第四系细砂、泥灰岩、红色土、黄土及近代冲积层，设计过

60、程中路基主要为填挖为主，无特长、长隧道以及大型桥梁。路线经过的主要控制点有：208国道，旧208国道，裕达煤矿，贡村分离式立交，漳河大桥。2.3建设规模本项目路线总长10.132km，全线设有完善的交通安全设施。2.4主要技术指标本项目全线推荐采用全封闭、全立交控制出入的双向四车道高速公路标准,采用设计速度为120Km/h、路基宽度28米、桥涵设计荷载采用公路一I级;设计洪水频率：路基1/100。宽度与路基同宽。交通工程及沿线设施A级,其余技术指标按交通部颁公路工程技术标准规定执行。主要技术指标见下表2-1。表2-1 主要技术指标表序号项 目技术标准1公路等级高速公路2车道数四3设计速度120