路桥勘测设计概论

路桥勘测设计概论第1页，共77页，2023年，2月20日，星期四京津塘

第2页，共77页，2023年，2月20日，星期四西临高速公路公路路段：西安—临潼；所在地：陕西、西安；全长：16公里；第3页，共77页，2023年，2月20日，星期四

泸嘉高速公路公路路段：桃浦—嘉定，所在地：上海，全长：20.5公里

第4页，共77页，2023年，2月20日，星期四沈大高速公路

第5页，共77页，2023年，2月20日，星期四西解放大路立交桥第6页，共77页，2023年，2月20日，星期四公路类别：旅游路,公路路段：怀柔一丰台,所在地：北京、怀柔

第7页，共77页，2023年，2月20日，星期四

彩色沥青混凝土路面的环城公路交通部第一公路工程总公司厦门工程处承建的厦门市环岛路3.4公里彩色沥青路面施工工程,于1998年9月8日完工。第8页，共77页，2023年，2月20日，星期四

新开路立交桥第9页，共77页，2023年，2月20日，星期四第一节：公路平面一、平面线形公路的平面线形：一般由直线、圆曲线、缓和曲线等线形要素构成（一）直线线形第10页，共77页，2023年，2月20日，星期四（一）直线优点：里程短，测设与施工简便，人工构造物等工程量少，汽车费用低。缺点：直线过长，容易造成驾驶员思想麻痹，直线线形呆板缺乏变化，不易于地形和地物相适应，易造成土方量过大且经济上不合理。直线也不宜太短，特别是同向曲线间不设置短曲线，若设置短曲线则成为断背曲线，此种曲线易把直线和两端的曲线看成反向弯曲而产生视线错觉，所以，同向曲线的最小夹直线长度不小于计算行车速度的6倍。反向曲线最小夹直线长度不小于计算行车速度的2倍。目前，直线采用多长为宜，没有公认的数据，但一般不大于计算行车速度的20倍（以m计）第11页，共77页，2023年，2月20日，星期四表2直线最大长度表设计车速(km/h)120100806050最大值线长度（m）24002000160012001000直线最小长度值表3设计车速（km/h)1201008060403020最小值线长度（m)同向曲线间一般值720600480360240180120特殊值————1007550反向曲线间一般值240200160120806040特殊值————352520不设超高和缓和曲线的圆曲线最小半径表4公路等级汽车专用公路一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘圆曲线半径550040002500150040001500250060025006001500350600150第12页，共77页，2023年，2月20日，星期四公路等级汽车专用公路一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘计算行车速度km/h1201008060100608040804060304020行车道宽度(m)2*7..52*7..52*7...52*7.02*7..52*7..08.07.59.07.07.06.03..5路基宽度一般值26.024.52321.524.521.511.09.012.08..58.57..56.5变化值24.523.021.52023.020.09.0-----7.04..5极限最小半径〔m）6504002501254001252506025060125306015停车视距2101601107516075110401104075304020最大纵坡（％）34554657576869桥涵设计荷载汽车-超20级挂车-120汽车-超20级挂车-120汽车-20级挂车-100汽车-20级挂车-100汽车-20级挂车-100汽车-20级挂车-100汽车-10级履带-50各级公路主要技术指标汇总第13页，共77页，2023年，2月20日，星期四（二）圆曲线圆曲线是在路线转弯处为了保证汽车行驶顺畅而设置的。1、圆曲线的半径控制：由于离心力的作用。汽车在弯道上产生不平稳定，有发生侧滑或倾覆的可能。所以应严格控制圆曲线的半径。2、圆曲线的半径：汽车在弯道内侧行驶受力状态如图离心力C=G/g*V2/R=GV2/127R作用在汽车上的横向力:第14页，共77页，2023年，2月20日，星期四（二）圆曲线第15页，共77页，2023年，2月20日，星期四（二）圆曲线X=Ccosa-Gsinaa角很小，可令cosa=1sina=0则X=C-Gi=G(V2/127-i)垂直力:Y=Csina+Gcosa令u=X/Y=V2/127R-iU称为横向力系数，即单位重车所具有的横向力的大小，它是标明汽车稳定程度的系数。R=V2/127R(u+-i)(u+i)取得最大值时，可以得到最小半径值；当(u-i)取最小值时，就可以得到不设超高的最小半径值。第16页，共77页，2023年，2月20日，星期四（二）圆曲线通常情况下，umax=0.10-0.15,umin=0.035;imax=10％或滑冰地区imax=6％.imin=1.5％.在实际设计中，一般不取极限最小半径，只有在万不得已时方可采用。最好采用不设超高的最小半径或规范中规定的一般最小半径。一般最小半径是当u=0.05-0.06、I=6％.时计算得到的.圆曲线的最大半径.一般不超过10000m.圆曲线的最小长度：圆曲线很短，司机操作频繁，易造成操作失误，发生交通事故。另外，需要足够的长度曲线把离心加速度变化率控制在某一数值内，才能使乘客保持良好心态。根据经验，曲线的最小长度最好不小于3s的行程，高速公路不小于6s的行程。第17页，共77页，2023年，2月20日，星期四（二）圆曲线3、圆曲线要素的计算：

T=Rtan3、圆曲线要素计算：T=Rtan/2L=R/180E=R(sec/2-1)J=2T-L曲线主点里程桩号的计算：ZY=JD-TYZ=ZY+LQZ=YZ-L/2JD=QZ+J/2第18页，共77页，2023年，2月20日，星期四（三）缓和曲线缓和曲线：是指在直线和圆曲线之间所设置的曲率逐渐变化的过渡曲线1、缓和曲线的作用：(1)汽车从一曲线过渡到另一曲线的形式过程中，缓和曲线是离心加速度逐渐变化；(2)缓和曲线也可作为超高加宽变化的过渡段；缓和曲线通过曲率的逐渐变化，(3)可以适应汽车转向操作行使轨迹及路线的顺畅，以保证构成视觉协调的公路线形。2、缓和曲线方程式:我国采用辐射回旋线（螺旋线)作为缓和曲线。这种回旋线的特点是汽车行使轨迹的半径随其行使距离而递减，即缓和曲线上任一点的半径与其距起点的距离成反比。在缓和曲线的终点处半径等于R、l=L,则R=C/L，取C=A2第19页，共77页，2023年，2月20日，星期四（三）缓和曲线则L*R=A2

其中A≈(0.024/as)1/2V3/23、缓和曲线长度计算以离心加速度变化率计算as=v3/LR(m/s3)as=0.6m/s3

并以V(km/h)表示v(m/s)则L=0.036V3/R以司机反应时间计算：L=v*t=V/3.6*tt=3sL=3V/3.6=0.38V第20页，共77页，2023年，2月20日，星期四二、圆曲线上的超高和加宽（一）圆曲线的超高超高：汽车在弯道上行使时，车重的水平分力与离心加速的水平分力相同，且指向曲线外侧，影响汽车的横向稳定。因此在弯道设计时，当采用的平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应将外侧的车道升高，构成与内侧坡道相同的单坡横断面，将此设置成为超高。1、超高的计算圆曲线的超高与曲线半径R及车速V有密切关系,i=v2/127R-u第21页，共77页，2023年，2月20日，星期四二、圆曲线上的超高和加宽2、超高缓和段：超高缓和段：从直线的双坡路拱断面过渡到圆曲线上具有超高横坡的单坡断面，要有一个逐渐变化的过渡段，这一过渡段称之为超高缓和段。超高缓和段的长度，当有缓和曲线时应与缓和曲线等长；如果不设缓和曲线，则应根据超高构成法来计算。超高构成法有两种：边轴法、中轴法两种方法的应用：第一种方法内侧降低较小，但需要缓和段较长；第二种方法在同样超高坡度下，缓和段比第一种方法要短，但内侧边缘降低较多，在纵坡不大的挖方路段，可能带来排水不力。在公路上采用边缘旋转法较多，绕路中线旋转的方法多用于旧路改建，以便控制路中线标高。设计时应从有利于边沟排水，保证最小填土高度及便于控制构造物标高等因素出发，合理选用。第22页，共77页，2023年，2月20日，星期四超高过渡图第23页，共77页，2023年，2月20日，星期四二、圆曲线上的超高和加宽（二）圆曲线加宽：

1、加宽原因：汽车在平曲线上行使时，因为每一车轮沿着各自独立的轨迹运动，汽车在路上占据的宽度就比直线段大，因而曲线段的路面必须加宽。加宽条件：当半径小于250米有几何关系：单车的加宽量计算

L02+(R-e1)2=R2e=2e1e=2〔R-(R2-L02)1/2〕第24页，共77页，2023年，2月20日，星期四园曲线加宽、超高图第25页，共77页，2023年，2月20日，星期四二、圆曲线上的超高和加宽

e2/4值与R相比甚小，可略去不计，因此

e=L02/R

半挂车加宽计算e=L12/R+L22/R2、加宽缓和段圆曲线内的全加宽，一般情况下设置在曲线内侧，当地形条件不允许时可将加宽量的一半设置在曲线外侧。

第26页，共77页，2023年，2月20日，星期四三、行车视距行车视距：为了保证行车安全，司机应能随时看到前方一定距离的公路上的障碍物或迎面的来车，以便及时刹车或绕过。汽车在这段时间里行驶的必要安全距离，就是行车视距。在设计中无论在道路的平面上或纵断面上，都应保持这一距离。行车视距分停车视距、会车视距、超车视距三种。常用的是停车视距。(一）停车视距停车视距：汽车在单车道或有明显分割带的双车道行驶时，如前方障碍物或路面破坏处，不可能驶入邻近车道绕行时，采取制动汽车的方法，使汽车完全停止，以保证安全。因此，距地面1.2米高司机看到障碍物后，便采取制动措施，以便使汽车在障碍物前安全停下来，这一必须保持的最短视距，称为停车视距。ST=S1+SZ+S0ST=V/3+KV2/254(φ+-i)+S0φ纵向摩阻系数K制动系数i路段纵坡度第27页，共77页，2023年，2月20日，星期四停车视距第28页，共77页，2023年，2月20日，星期四（二）会车视距会车视距：是双方同时制动所必需的最短距离，一般采用两倍停车视距。（三）超车视距超车视距：对象行驶的双车道，根据需要应结合地形设置具有超车视距的路段，它是汽车行驶时为超越前车所必需的视距全超车视距：Sc=S1+S2+S3+S4最小必要超车视距Sc=（2/3）S2+S3+S4（四）弯道上的视距保证汽车在弯道上行驶，弯道内侧的行车视距可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此为保证曲线上的视距长度，如有遮挡时，必须清除。Z称为横净距，使清除遮挡物的最大宽度。第29页，共77页，2023年，2月20日，星期四

超车视距图第30页，共77页，2023年，2月20日，星期四弯道上的视距保证图第31页，共77页，2023年，2月20日，星期四四、路线平面设计成果一、直线、曲线、转角一览表他是通过测角、丈量中线和设置曲线后获得的成果，反映了平面先行设计的直线、曲线要素及数据，实施工恢复定线的主要依据.二、路线平面图根据公路设计编制办法要求;路线平面图一般应是出地形、地物、路线位置、里程及百米桩、断链、水准点和大中桥位置、隧道位置，以及省、市、自治区、县分界线，并食出平曲线要素。比例尺1：2000，按A3图纸700米一张图纸。平原微丘区可以1：5000三、其它设计成果1、逐桩坐标表（高等级公路编制）；2、总里程及断链桩号表3、路线固定表4、纸上移线图第32页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计一、解决问题：公路纵断面设计主要解决公路线性在纵断面上的位置、形状和尺寸的问题。具体内容包括综坡设计和竖曲线设计两项。二、设计考虑的内容：应根据公路的性质、任务、等级和地形、地物、地址、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线性的组合关系等进行组合设计。从而设计出纵坡合理、线性平顺圆滑的最有线形，以达到行车安全、快速、舒适、工程造价较省、运营费用较少的目的。三、纵坡设计标准：1、设计标高及路基设计洪水频率1）设计标高的规定：纵断面的设计标高，即路基设计标高，规定如下第33页，共77页，2023年，2月20日，星期四纵断面设计图第34页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计A)新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路采用路基边缘标高。在设置超高、加宽地段为设超高、加宽之前该处的标高。B）改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用中央分隔带或行车道中线标高。2）路基设计洪水频率沿河机手水淹没的路线，路基设计便告一般应高出设计洪水频率的计算水位以上0.5m,《标准》规定的设计洪水频率如下表公路等级汽车专用公路一般公路高速公路一二二三四设计洪水频率1/1001/1001/501/501/25按具体情况确定第35页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计

四、最大纵坡：1）最大纵坡的重要性：最大纵坡，是公路纵坡设计的极限值，是纵断设计的的一项重要指标。纵[坡的大小直接影响路线的长短、使用质量的好坏、行车安全以及运输成本和工程经济性2）制定最大纵坡的依据（1）车辆类型（2）计算车速:汽车的爬坡能力与行驶速度成反比。（3）自然条件：地形、海拔高度、气候条件。3）最大纵坡的标准制定（1）计算法：主要依据上坡行驶为准，规定爬坡的计算车型、计算车速和汽车荷载，依据等速爬坡原理的动力特性计算确定。

(2)调查法：通过对汽车在坡道上行驶情况调查、试验，考虑以下三方面因素:汽车行驶的下坡安全、拖挂车的要求、兽力车及滑冰时汽车上下行驶的要求第36页，共77页，2023年，2月20日，星期四综合考虑以上各因素《标准》规定最大纵坡如下表公路等级汽车专用线一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘最大纵坡%3454657576869《标准》规定.汽车专用公路受地形或其他条件限制时，经技术京津论证，最大纵坡可增加1%。《标准》还规定，在海拔2000m以上或严寒地区的山岭、重丘区四级公路，最大纵坡不应大于8%。五、坡长限制第二节：公路纵断面线性设计第37页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计1）最大坡长限制限制理由：汽车上坡时为发挥更大的牵引力，多用低速挡。如坡长过长，长时间使用低速会使发动机过热使效率降低、水箱沸腾、行驶无力。而下坡时，则因坡度过陡、坡度过长而使刹车频繁，影响行车安全。因此，要限制坡长。2）最大坡长限制的确定方法：计算法调查法六、最小纵坡：1）限制理由：最小坡长是指纵面线性上两个变坡点之间的最小长度。若其长度太短，从几何构成来看不能设置两端的竖曲线，从行车来看变坡频繁，纵面起伏大，行车顺适性差。因此，考虑上述因素，为使纵断面线形不致因起伏频繁而成锯齿形的状态，且使平面线形的合理布设，应对最小坡长加以限制。2）确定最小坡长值：最小坡长通常以行车速度行驶9-15s的行程作为规定值。各级公路最小坡长的最小值见下表！第38页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计公路等级汽车专用线一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘最小坡长（m)30025020015025015020012020012015010012080第39页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计七、最小纵坡：最小纵坡的要求：各级公路在长路堑地段以及其他横向排水不畅的路段，为了保证排水，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况以不小于0.5%

为宜

八、桥上及桥头路线纵坡：

1）大中桥上的纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；

2）位于城镇及其附近混合交通繁忙的地段，桥上及桥头引道纵坡均不得大于3%；

3)紧接大中桥桥头引道不短于10m范围内的桥头引道纵坡应与桥上纵坡相同。山岭重丘可减至5m.4)小桥涵处的纵坡按规定进行设计。九、隧道路线纵坡：

1）隧道内纵坡不应大于3%，并不小于0.3%;2)紧接隧道洞口的路线纵坡应与隧道内纵坡相同；

3）明洞和长度小于50m的隧道，其纵坡可不受以上两点的限制。第40页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计十、平面交叉口：一般应设置在水平地段。紧接水平地段的纵坡，一般不应大于3%，困难地段也不应大于5%。十一、合成坡度1)合成坡度是指在设有超高的平曲线上，路线纵坡与超高横坡所组成的坡度。它的计算公式是2)最大合成坡度我国《标准》规定各级公路最大容许坡度

公路等级汽车专用线一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘合成坡度%10.010.010.510.510.010.59.010.09.09.59.510.09.510.0第41页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计十二、最小合成坡度：为了保证路面排水，《规范》规定合成纵坡的最小值不以小于0.5%。特别是在超高过渡段，合成纵坡不应设计为0%，当纵坡小于0.5%时，应采取综合排水设施，以保证排水通畅。十三、纵坡设计（一）纵坡设计的一般要求1、纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易取极限值2、纵坡应力求平缓，避免连续陡坡、过长陡[坡和反坡。3、纵面线形应连续、平顺、均衡。并重视纵面线形的组合。第42页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计从行车安全、舒适和视觉良好的要求来看，要求纵面线形注意以下几点：（1）在短距离内应避免线形起伏过于频繁，由于线形的连续起伏，是纵断面线形发生中断，。视觉不良。（2）避免凹陷路段（3）在较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡一放缓些。（4）纵坡变化小时，宜采用较大的竖曲线半径。（5）纵面设计应注意与平面线形的关系。（6）纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑。（7）纵坡设计应争取填挖平衡第43页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计十四、纵断面设计的方法和步骤：1、准备工作:应根据中桩和水准记录点绘出路线的纵断面的地面线，绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以上土壤抵制说明资料，并熟悉和掌握全县有关勘察设计资料，领会设计意图和要求。2、标注纵断面控制点3、试坡4、调坡1）结合选线意图、2）对照技术标准5、根据横断面图核对纵坡线6、确定纵坡线7、纵坡设计是应注意以下几点：1)在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡。同时注意回头曲线地段不宜设置竖曲线。第44页，共77页，2023年，2月20日，星期四2）平竖曲线重合时，要注意保持技术指标的均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。3）大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外。并注意桥上线形与桥头现行变化均匀，不宜突变。4）小桥涵上允许设置竖曲线，为保证路线纵断面平顺，应尽量避免出现急变得“驼峰式纵坡”。5）注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急弯处纵坡的特殊要求。6）纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形起伏过大，纵坡不够理想，或者土石方量过大而无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。8、计算设计标高：根据一定的纵坡和变坡点的设计标高，则可计算出未设竖曲线以前的各桩号的设计标高。第二节：公路纵断面线性设计第45页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计十五、竖曲线设计：1、竖曲线设计的必要性：纵断面上两相邻纵坡线的交点为变坡点。为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而在变坡点处应设置竖曲线。2、竖曲线设置的主要作用:第一缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击作用；第二确保公路纵向行车视距；第三讲述区县与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。（一）竖曲线设计标准竖曲线设计的主要标准有：凹形竖曲线极限最小半径；凸形竖曲线极限最小半径；竖曲线一般最小半径；竖曲线最小长度。1、凹形竖曲线极限最小半径第46页，共77页，2023年，2月20日，星期四1)从限制离心力不致过大考虑F=G/g*v2/R=GV2/127R(N)R=V2/127(F/G)(m)F/G是单位车重受到的离心力，根据日本资料限制为F/G=0.028,Rmin=V2/(127×0.028)=V2/3.62)考虑对夜间行车前灯的影响当凹形竖曲线半径较小时，夜间行车前灯受照射角限制，只能照到一定范围，若照射距离小于要求的视距长度，则无法保证行车安全。按此控制条件即可推导出凹形竖曲线最小半径公式。第二节：公路纵断面线性设计第47页，共77页，2023年，2月20日，星期四BC≈S2/2R(竖曲线计算公式）BC=h+S*tgδ两式联立解得：R=S2/2(h+stgδ)(m）Rmin=s2/1.5+0.0349s3)考虑对跨线桥下视距的影响当凹形竖曲线处于跨线桥下时，司机视线还要受到桥跨上部构造的阻挡，桥下净空按桥下最小净高度要求控制，司机视线长度按视距长度控制，可推出最小凹形竖曲线半径公式：当视线长度＜竖曲线长度时Rmin=s2/26.93(m)当视线长度＞竖曲线长度时Rmin=2R/ω-13.5/ω(m)《标准》规定，凹形竖曲线极限最小半径如下表:第二节：公路纵断面线性设计第48页，共77页，2023年，2月20日，星期四公路等级汽车专用线一般公路高速公路一二二三四地形平原微丘重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘竖曲线半径凸形极限最小值1100065003000140065001400300045030004501400250450100一般最小值170001000045002000100002000450070045007002000400700200竖曲线半径凹形极限最小值400030002000100030001000200045020004501000250450100一般最小值600045003000150045001500300070030007001500400700200竖曲线最小长度10085705085507035703550253520第49页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计2、竖曲线的最小半径：主要从限制失重不致过大和保证纵面行车视距两个方面计算分析确定：1）从失重不致过大考虑R=V22)从保证纵面行车视距考虑Rmin=s2/3.98Rmin=2s/ω-3.98/ω23、竖曲线一般最小半径:取极限最小半径的1.5-2倍4、竖曲线最小长度：与平曲线相似，当竖曲线坡度很小时，即使采用较大的半径，竖曲线的也很短，这样易使司机产生变坡很急的错觉。因此竖曲线最小长度按3s行程时间计算。第50页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计1、宜选用较大的竖曲线半径。2、同向竖曲线间应避免“断背曲线”。3、反向曲线间，一般有直坡段连接，也可相互直接连接。4、竖曲线设置应满足排水需要。十七、竖曲线设计1、半径选择竖曲线半径的选择主要考虑以下因素：1）满足最小半径和最小长度要求2）不增加工程量的情况下，应采用较大半径。3）结合纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合适的外距值，按外距控制选择半径。R=8E/ω2第51页，共77页，2023年，2月20日，星期四第二节：公路纵断面线性设计4)考虑相邻竖曲线的连接（即保证最小值坡长度或不发生重叠）限制曲线长度，按且线长度选择半径。5）过大的竖曲线半径将是竖曲线过长，从施工和排水来看不利。6）夜间行车交通量较大的路段考虑灯光照射方向的改变，是前灯照射范围受到限制，选择半径是应适当加大，以使其有较长的照射距离。2、几何要素计算：ω、L、T、E计算公式3、计算竖曲线上任一点的纵距4、计算竖曲线后各桩号处的设计高程5、点绘竖曲线6、计算施工高度、填绘有关资料，整理，完成纵断面设计图。第52页，共77页，2023年，2月20日，星期四十八、路线纵断面图纵断面图：采用直角坐标，横坐标表示水平距离，纵坐标表示垂直高程。横坐标比例尺与平面图一致，纵坐标比例尺为1：200或1：500。纵断面图设计内容：1）里程桩号，地面高程与地面线，设计高程与设计线，施工填挖。2）设计线的纵坡及坡长3)竖曲线及其要素，直线及平曲线4)沿线桥涵及人工构造物5)渝铁路交叉的桩号及路名6）沿线跨越河流的现有水位、设计洪水位，影响路基的地下水位。7）水准点位置8）沿线土壤、地质分布情况9）断链桩位置及长短链。第二节：公路纵断面线性设计第53页，共77页，2023年，2月20日，星期四第四节公路横断面一、横断面组成横断面：是中线上的点的法向切面，他由横断面设计线与地面线构成。路基横断面组成包括：行车道、路肩、边坡、边沟、截水沟、护坡道、中间带以及专门设计的取土坑、弃土堆、植树带和其他特殊设施等。二、路基宽度路基宽度是指公路路幅顶面宽度，即两路肩外缘之间的宽度。1、路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，应该包括这些部分的宽度。2、路基宽度规定我国《标准》规定路基宽度如表7-1表中‘一般值‘是指一般情况下采用，“变化值”是在地形受限制及其他特殊原因需增减时的采用值。第54页，共77页，2023年，2月20日，星期四表7-1公路路基、行车道、中间带、路肩宽度表公路等级汽车专用线一般公路高速公路一二二三四地形平原重丘山岭平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘平原微丘山岭重丘行车道宽度m2*7.52*7.52*7.52*7.02*7.52*7.08.07.59.07.07.06.03.53.5中间带宽度4.50（3.00）3.00（2.00）2.50（2.0）3.00（2.00）2.50（2.00）路基宽度m一般值26.024.523.021.524.521.511.09.012.08.58.57.56.56.5变化值24.523.021.520.023.020.012.07.04.5路肩宽度m硬路肩≥2.5≥2.5(2.25)≥2.5(1.75)≥2.0(1.5)≥2.5(2.25)≥2.0(1.50)土路肩≥0.75≥0.75≥0.5≥0.75≥0.51.500.751.500.750.750.750.5或1.5第55页，共77页，2023年，2月20日，星期四3、路基标准横断面路基标准横断面：是指路幅宽度范围的各组成部分的布置及尺寸各级路基标准横断面如图：第56页，共77页，2023年，2月20日，星期四三、行车道宽度1、行车道：是公路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快行车道和慢车车道。行车道直接影响公路的通行能力、行车安全、行车速度、工程造价。行车道宽度必须满足对向车辆错车、超车或并列行驶以及车辆与路肩所必须的余宽。2、影响行车道宽度的因素：汽车宽度、汽车行驶速度、交通量、交通组成等因素有关。其宽度由车辆的几何宽度和余宽两部分组成。我国设计车辆宽度规定为2.5m.余宽分同向车之间余宽、对向车余宽、和车辆与行车道边缘余宽三种情况，根据行车调查及测定资料确定，一般采用1-1.25m。设计车速大于等于100km/h时，车道宽度应为3.75m，设计车速小于100km/h时为3.5m.我国《标准》规定各级公路行车道宽度如表7-1。还规定：当高速公路的交通量超过四个车道的容量时，其行车道宽度可按双数增加；车辆组成中大中型车辆比重大的平原、微丘区汽车专用二级公路，其行车道宽度可采用9m；平原、微丘区的四级公路，当交通量较大时，行车道宽度可采用6m。第57页，共77页，2023年，2月20日，星期四四、路肩1、组成及作用路肩是位于行车道外缘之路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。路肩包括右侧路缘带、硬路肩和土路肩三部分组成。路肩的作用：1）增加路幅的富裕宽度，共临时停车、错车或堆放养路材料用。2）为填方地段通车后的路基提供宽度损失。3)现示行车道的边缘线，有利于司机的视线诱导。开阔视野，增加行车的舒适感和安全感。4）为公路的其他设施提供场地（护栏、护墙、绿化、电杆、地下管线）5）为公路养护操作及避车提供空间。2、路肩宽度:0.5m,1.5m.第58页，共77页，2023年，2月20日，星期四五、中间带1、组成及作用中间带是指在两个不同方向行车道之间的地带。中间带有两条左侧路缘带及中央分隔带组成。作用：1)分割往返车流，防止对向车辆互撞，减少事故，保证车速。2）杜绝车辆在路上随意调头，防止交通混乱。3)减少夜间对向车灯产生的眩光。4)为设置沿线设施如交通标志、护栏、放眩网和绿化提供用地。5）为公路分期改建提供储备用地。6）显示行车道位置，起视线诱导作用。7）宽分隔带可供障碍车辆临时停放及检修之用。2、中间带的宽度：左侧路缘带0.25-0.75m.设施带宽0.25-2m。第59页，共77页，2023年，2月20日，星期四六、路基横断面其他组成部分1、紧急停车带：是指高速及一级公路行车道右侧，当右侧路肩的宽度小于2.25m时，为紧急刹车，将硬路肩局部加宽的地段。2、爬坡车道和变速车道:是指设置在上坡路段供慢速上坡车辆行驶专用的车道。3、错车道：是指单车道的公路可通视的一定距离内，供车辆交错避让用的一段加宽车道。第60页，共77页，2023年，2月20日，星期四七、路拱横坡路拱横坡：为使路面上的雨水及时排除，路面表面做成中间高两边低的拱形。不同路面的路拱横坡路面类型路拱横坡(％)沥青混凝土、水泥混凝土1.0-2.0其他黑色路面、整齐石块1.5-2.5半整齐石块、不整齐石块2.0-3.0碎、砾石等粒料路面2.5-3.5低级路面3.0-4.0第61页，共77页，2023年，2月20日，星期四八、超高、加宽1、最大超高坡度的确定:结合国内外设计经验及我国车辆组成情况，规定高速公路、一级公路最大超高值为10％，其他公路为8％，在积雪严寒地区，由于汽车启动、刹车时会产生大化现象，因此规定各级公路的最大超高不宜大于6％。2、当公路通过失真或市镇连接作为城市街道使用，按标准有困难，且市区车速受限时，可根据实际情况酌量较少超高坡度值。3、超高坡度的确定：位于曲线上的行车道、中间带和路肩，以及爬坡车道、加减速车道，均应根据圆曲线半径的大小、自然条件和公路等级按表7-4的规定设置超高设计车速km/h8060、5040、30、20最大超高值%642第62页，共77页，2023年，2月20日，星期四4、加宽：汽车在曲线路段上行驶时，后轮轨级偏向曲线内侧，为适应行车需要，弯道内侧相应增加路面、路基宽度。5、《标准》规定的加宽值平曲线加宽值加宽类别平曲线加宽值汽车轴距加前悬250-200<200-150<150-100<100-70<70-50<50-30<30-25<25-20<20-15150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0---35.2+8.80.81.01.52.02.5----《标准》规定，平曲线半径等于会小于250时，应在平曲线内侧加宽。四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第一类加宽值，其余各级公路采用3类加宽值，对不经常通行集装箱运输的半挂车的公路，可采用第二类加宽值。单车道公路曲线加宽采用表规定值折半。第63页，共77页，2023年，2月20日，星期四九、路基横断面设计1、基本要求:1）路基横断面：是中线上各中桩点位的法向剖面，它是横断面设计线与横断面地面线围成的面所组成。路基横断面设计就是在各桩位的横断面地面线的基础上，确定横断面设计形状、尺寸、结构的工作。其主要目的是:第一、为路基施工提供资料数据第二、为路基土石方提供面积资料。2)路基设计的基本要求:A)路基的结构设计应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工条件进行设计。B)路基的横断面形式和尺寸应根据公路的等级、设计标准和设计任务的规定以及公路的使用要求，结合具体条件确定。一般路基参照典型横断面图设计。特殊路基则应进行单独设计。C)路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。第64页，共77页，2023年，2月20日，星期四二、横断面设计步骤：1、根据外业横断测量资料绘制地面线（一般在现场与测量同时进行）2、根据路线记录及资料，将横断面的填挖值及有关资料（路基宽度、加宽值、超高坡度、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。3、根据地质调查资料，示出土石界限，设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。4、绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基、边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。5、计算横断面面积。第65页，共77页，2023年，2月20日，星期四三、横断面设计成果

1、标准横断面图:一条公路在全县范围内应选择有代表性的典型横断面，作出路基标准横断面图。图中应注明用地界、绿化、护栏、防护网位置、路堤和路堑边坡以及横断面组成部分的详细尺寸和布置，作为施工的标准图式。其比例一般为1;100或1：200。2、路基横断面图:路基横断面图是每一个中桩位置的法向剖面图，它反映每个桩位处横断面的尺寸及结构，是路基施工及横断面面积计算的依据。图中应绘出地面线和设计线（包括边沟、边坡、开挖台阶、视距台等）。并注明地界，挡土墙、驳岸、护坡、护脚等构造物。并注明起讫桩号、圬工种类及断面尺寸。3、特殊路基设计图：对于特殊路基（高填挖深路基、浸河路基、不良地质地段路基等）4、超高方式图及其他大样图:对于高等级公路还应绘制超高方式，详细示出超高方式、布置及主要尺寸。设有中间分隔带的公路还应绘出中间分隔带设计图，图中应示出缘石大样、中央分隔带开口设计图等。第66页，共77页，2023年，2月20日，星期四四、路基土石方计算及调配路基土石方调配是公路工程的主要工程项目，在公路工程量中占有很大的比例。土石方量由是公路方案评价何比选的主要技术经济指标。土石方计算与调配的主要任务是：计算路基土石方量，合理进行土石方调配，并计算土石方的运量。为编制公路工程概预算、公路施工组织、施工计量支付提供依据。1、计算公式：平均断面法棱柱体V=1/2(A1+A2)L

棱台体V=1/3(A1+A2)L[1+m1/2/(1+m)]m=A1/A22、断面面积计算：积距法、几何图形法、求积仪法、坐标方格法。第67页，共77页，2023年，2月20日，星期四3、土石方调配：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。经济运距Lj=B/T+LmB-借方单价（元/m3)T-远运运费单价（元/m3.km)Lm-免费运距。（km)3）土石方调运的方向应考虑桥涵为之和路线纵坡对施工运输的影响。4）借方、弃方应与借土还田、整地建田相结合。5）不同性质的土方应分别调配。6）回头曲线路段的土石方调运，要优先考虑上下线的竖向调运。第68页，共77页，2023年，2月20日，星期四第六节、公路选线的基本概念1、选线的具体任务：路线方案确定后，根据公路等级，合理利用地形，正确运用技术标准，综合考虑公路的平、纵、横三个方面，选定具体线位，即称之为选线。2、公路选线部设的种类：公路选线，按其线路的布设位置，有不同的选定方法。主要有沿溪县的选定，越岭线的选定、山脊线的和山坡线的选定。一、选线的基本原则1）公路路线的选定与公路线性设计有密切的关系。线性设计是公路路线平、纵、横面设计的一种综合设计。选线工作是线性设计的先导，因此，必须遵守公路线性设计的基本原则—经济、安全、迅速和尽量可能考虑美观。2）路线基本走向的选择，应根据制定的路线总方向（路线起、终点和中间控制点），考虑公路等级及在公路网中的作用，并结合铁路、航道、航空、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况以及水文、气象、地质、地形等自然条件，从大面积着手，由面到线，从中选出可能的路线方案中，通过调查、分析、比较，最后选定一条最优路线方案。第69页，共77页，2023年，2月20日，星期四3)在工程量增加不大时，应尽可能采用较高的技术指标。路线设计应在保证行车安全、迅速的前提下，做到工程量小、造价低，运营省、收效快，并有利于施工和养护。4）选线应注意与农田基本建设的[配合，做到少占耕田，并应尽量不占高产田和经济作物，尽量不穿过经济林园。5)通过古迹、名胜、风景地区的公路，应注意与周围环境、自然景观相协调，并适当照顾美观，更不得损坏重要历史文物。6)选线时，应综合考虑和处理路与桥的关系。注意桥涵对路线的控制作用；个别大桥作为路线总方向的控制点；大中桥桥位原则上应服从路线的总方向，一般作为路线走向的主要控制点；小桥涵位置应服从路线走向。7）选线时，对严重的不良地质地段应慎重对待，尽量绕避，当必须穿越时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。二、影响公路选线的主要因素主要有：地形、地质、气候、水文、土壤及植物覆盖等因素。第70页，共77页，2023年，2月20日，星期四1）地形：在地质良好的情况下，地形是影响路线形、技术标准和工程造价的主要因素。2）地质条件：地质条件与公路关系十分密切。地貌、地质构造直接影响路基及人工构造物的的稳定。土石的性质决定了土石方施工的难度和筑路材料的来源。不良地质现象比地形对路线的影响更大，保证路基稳定的措施更复杂。3）气候状况：气候状况影响地面水的状况、地下水位的高度、气温的高低、路基水温状况以及冬季积雪、冰冻延续期和路面泥泞程度等。这些因素影响公路的路线布置、路基高低和路基的稳定性等，也影响施工期限和施工方法。4）水文地质：水文地质反映了地下水的活动规律，决定了含水层的厚度和位置，直接影响路基病害和桥涵地基的稳定性。水文情况对桥位选择及路线线形有很大影响，并且是决定排水系统、桥涵孔径和防护工程等的决定性因素。5）地面的植物覆盖：地面的植物覆盖影响暴雨径流和水土流失程度，故它是影响桥涵和排水设计的因素之一。第71页，共77页，2023年，2月20日，星期四三、选线的一般步骤一条公路的起点、终点和中间控制点确定后，可用多种方式把它们连接起来，例如，山领区路线是沿河线还是越岭线，沿河走右岸还是走左岸；越岭线是隧道穿越还是展线穿过，是走上方线位还是走下方线位；在平原