道路平面线形设计和纵断面设计

第一部分：路线设计1.道路等级的确定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。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15000~30000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3000~7500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1000〜4000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。1.1已知资料路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率6.8%）交通组成（辆/日）解放CA10B189解放CA390283东风EQ140498黄河JN150464黄河JN253456长征XD980158日野ZM440280日野KB222157太拖拉13860轴重小于25KN的车辆3221查《标准》由《公路工程技术标准》规定：高速、一级公路以小客车为折算标准。各汽车代表车型与换算系数如下表所示：汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0<19座的客车和载质量W2t的货车中型车1.5>19座的客车和载质量>2t的货车大型车2.0载质量>7t~<14t的货车拖挂车3.0载质量>14t的货车1.2交通量计算初始年交通量：No=(189+283+498)x1.5+(464+456+158+157+60)x2+280x3+3221x1=8106(辆/日)1.3确定公路等级公路远景设计年限为20年，则远景设计年限交通量N:N=Nx(1+k)n-1=8106x(1+6.8%)2。-1=28292(辆/日)由远景设计年限交通量N=28292(辆/日)，查《公路工程技术标准》拟定该公路为四车道一级公路，设计车速为60km/h。1.3.1查相关资料确定主要技术标准1.3.2服务水平20年后设计小时交通：DDHV=AADTxDxK=28292x60%x14.0%=2377(veh/h)式中：ddhv 单向设计小时交通量(veh/h)；AADT预测年度的年平均日交通量(veh/h)；

AADT方向不均匀系数(%)；设计小时交通量系数(％)每车道设计小时交通量：DDHV/4=2377/4=594(veh/h)公路路段的实际通行能力：C=CXfXfXfXfXfrdHVNpjfcr——一级公路路段的实际通行能力［veh/(h*ln)］；七—与实际行驶速度相对应的一级公路路段设计通行能力［veh/(h*ln)］；fHV——交通组成修正系数；fN——车道数修正系数；fp——驾驶者总体特征修正系数；f.——平面交叉修正系数；ff——路侧干扰修正系数1f=— H1+ZP(E-1)11+4x(0.03+0.05+0.09)+6x(0.08+0.08+0.03+0.03+0.01)+9x0.05+0.56x0=0.285C=CxfxfxfxfxfrdHVNpjf=1100x0.285x0.96x0.98x1x1=295pcu/(h*In)查《公路路线设计规范》(JTGD20-2006):设计为一级公路：一级服务水平。1.3.3建筑限界W—W—行车道宽度L2—右侧硬路肩宽度L1一左侧硬路肩宽度S1—左侧路缘带宽度S2一右侧路缘带宽度 H一净空高度C一当设计车速大于100km/h时为0.5m,等于或小于100km/h时为0.25mM1一中间带宽度M2—中央分隔带宽度E—建筑限界顶角宽度（当L<1m时，E=L；当LN1m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）1.3.4车道宽度当设计车速为60km/h时，车道宽度为3.75m采用一级公路整体式断面，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:一般值（m）最小值（m）中央分隔带2.001.00左侧路缘带0.500.50中间带宽度3.002.001.3.5路肩宽度一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度2.51.50土路肩宽度0.750.75一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度为0.5m1.3.6路基宽度路基宽度一般值：23.00米最小值：20.00米（四车道）I：各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加（减）速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。II：确定路基宽度时，中央分隔带宽度、左侧路缘带宽度、右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同类项相加。1.3.7技术指标列表技术指标列表公路等级车道数设计速度（Km/h）服务水平路基宽度车道宽度一级460一级一般值23最小值203.75中央分隔审售宽度（m）左侧路缘宽度（m）中间带宽度（m）路拱坡度一般值2最小值1一般值0.5最小值0.5一般值3最小值22%右侧硬路肩宽度（m）土路肩宽度（m）园曲线半径（m）不设超高（m）一般值2.5最小值1.5一般值0.75最小值0.75一般值200最小值1251500超高值横向力系数洪水频率最大坡度最小坡长最大坡长7.68%0.151/1006%一般值250m600m选线2.1公路路线特点：该路段属于微丘地区，地面高度变化较小，高差都在40米左右，同时期间有水塘、沟渠等.。因此，在该地区选线在追求高技术标准的同时除了考虑地形，水文，工程数量，还应该考虑路线对当地农业生产和居民的正常生产生活的影响.使选定线路发挥最大的潜能和效益，实现可持续发展。2.2选线基本原则及依据（1） .路线设计应在保证行车安全，舒适,迅速的前提下，尽量减少工程量，降低造价。（2） .充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，做好路线与地形的配合，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。（3） .充分利用土地资源，同时尽量少占或不占用农田和经济园林，减少拆迁。线路情况见地形图.（方案A）选择方耕作为推荐方案。平面线形设计3.1平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵两面结合作为主体线形来分析研究。（1）.平曲线与竖曲线的配合应该在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性。（2）.平纵曲线的技术指标大小应该均衡。（3）.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。（4）.注意路线与周围环境的配合。3.2线形与环境的协调（1） .路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。（2） .注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。（3） .对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。（4） .对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路想协调，增加美感。3.3停车视距：75米3.4圆曲线最小半径（米）一般值：200，极限值：125；不设超高最小半径：当路拱＜2.00时为1500米；当路拱＞2%时为1900米。3.5设计的线形示意图由地形图计算出起点、交点、终点的坐标:QD(A):(912792.125,502888.625)JD(B):(912546.206,503627.060)ZD(C):(913075.688,503969.125)路线长、方位角计算：AB段AB=(912546.206-912792.125,503627.060-502888.625)=(-245.919,-738.435)DB=|aB|=J(—245.919)2+(—738.435)2=778.307mBBx1 (-245.919，—738.435)x(1,0)cos9'= = =一0.316BB |BB|x1 778.307x19'=arcos(-0.316)=108.413。9 =360。-108.413。=251.587。=251。34'74"BC段BC=(913075.688-912546.206,504079.068-503603.402)=(529.482,342.065)DC=BC=J(529.482)2+(342.065)2=630.365m■*BCx1 (529.482,342.065)x(1,0)COS9，广…=6^=0.8409'c=arcos(0.840)=32.858。9c=360。-32.858。=327.143。=327。8'33〃（4）转角计算a=9 -9 =327。8'33〃—251。34'74〃=75。33‘19〃(右)（5）路线方位角及转角计算结果汇总:交点编号方位角转角QD(A)251°34，74〃JD(B)75°33，19〃（右）327°8，33〃ZD(C)3.6圆曲线计算（1）JD转角a处已知a=75。33'39.6〃（右）=75.561。，取圆曲线半径R=125m，Ls=40m如下图：a——路线转角 L——曲线长（m） T——切线长（m）E 外矩（m） J 校正数（m） R 曲线半径（m）

L 403q=匕/2--—s一=40/2--40一125-=19.983mpL2L424R 2384R324x125 2384x1253=0.533mp=28.6479虹=28.6479x竺=9.167。。 R 125aT=(R+P)tan—+q2, 75.561。=(125+0.533)xtan +19.9832=117.278mL=(以一2P)——R+2L兀=(75.561。-2x9.167。)x——x125+2x40180=204.836maE=(R+P)sec——R275.561。=(125+0.533)xsec 1252=33.823mJ=2T-L=2x117.278-204.836=29.72m桩号校核： QDABJD-TZH桩号校核： QDABJD-TZHHY+(L-Ls)HZ-LsYH-(L-2L)/2QZ+(2T-L)/2JDK0+000+778.307K0+778.307-117.278K0+661.029+40K0+701.029+164.836K0+865.865-40K0+825.865-62.418K0+763.447+14.86K0+778.307校核无误。（2）平曲线计算结果总汇见表入＜直曲表-王海奎〉纵断面设计4.1最大纵坡：6%4.2最小坡长：一般值250米，最小值150米4.3一级公路纵坡长度限制纵坡坡度（％）3456最大坡长（m）120010008006004.4竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（m）一般值2000极限值1400凹形竖曲线半径（m）一般值1500极限值1000竖曲线最小长度（m）1704.5纵坡设计4.5.1竖曲线1

已知：变坡点桩号K0+740,已知：变坡点桩号K0+740,i]=4.76%,i2=-4.64%,w]=i2—，1=9.40%,为凸曲线，拟定竖曲线半径夫i=6000m,则:竖曲线长度：L=Rp=6000x9.4%=564m切线长度：T=~1=282m2竖曲线变坡点纵距：E=二=6.627m1 2R1竖曲线起点桩号：k0+740-匕=K0+4582竖曲线终点桩号：k0+740+匕=K1+222起点高程：h-"T=180-4.76%x282=起点高程：h-"T竖曲线内桩号的高程计算，已知变坡点k0+740的高程为180m，计算公式为:x2x2H=H+xi-—苴中.x.iqi1 2R•i曲线上任意点到曲线起点的水平距离。桩号起点高程xih=x「2/2R切线高程设计高程K0+458166.5800166.580166.580K0+460166.5820.000166.6752166.675K0+480166.58220.040167.6272167.587K0+500166.58420.147168.5792168.432K0+520166.58620.320169.5312169.211K0+540166.58820.560170.4832169.923K0+560166.581020.867171.4352170.568K0+580166.581221.240172.3872171.147K0+600166.581421.680173.3392171.659K0+620166.581622.187174.2912172.104K0+640166.581822.760175.2432172.483K0+660166.582023.400176.1952172.795K0+680166.582224.107177.1472173.040K0+700166.582424.880178.0992173.219K0+720166.582625.720179.0512173.331K0+740166.582826.627180.0032173.376K0+760166.583027.600180.9552173.355K0+780166.583228.640181.9072173.267K0+800166.583429.747182.8592173.112K0+820166.5836210.920183.8112172.891K0+840166.5838212.160184.7632172.603K0+860166.5840213.467185.7152172.248K0+880166.5842214.840186.6672171.827K0+900166.5844216.280187.6192171.339K0+920166.5846217.787188.5712170.784K0+940166.5848219.360189.5232170.163K0+960166.5850221.000190.4752169.475K0+980166.5852222.707191.4272168.720K0+1000166.5854224.480192.3792167.899K1+020166.5856226.320193.3312167.0114.5.2竖曲线2

已知：变坡点桩号K1+180,i]=-4.55%,i2=0%,w1=i2—"=4.55%,为凹曲线，拟定竖曲线半径R[=7000m,贝U：竖曲线长度：L=R3.=7000x4.55%=318m切线长度：T=L=159m1 2竖曲线变坡点纵距:二=1..81m竖曲线变坡点纵距:2R1竖曲线起点桩号:K1+180-匕=K1+0212竖曲线终点桩号:K1+180+L=K1+339竖曲线终点桩号:2起点高程：h-i.=160-(-4.55%)x159=起点高程：h-i.竖曲线内桩号的高程计算，已知变坡点k1+180的高程为160m，计算公式为:x2H=H―x.\+席其中：Xi一曲线上任意点到曲线起点的水平距离。iqi12R i桩号起点高程xih=x「2/2R切线高程设计高程K1+040167.23190.026166.366166.391k1+060167.23390.109165.456165.564K1+080167.23590.249164.546164.794K1+100167.23790.446163.636164.081K1+120167.23990.700162.726163.426K1+140167.231191.012161.816162.827K1+160167.231391.380160.906162.286K1+180167.231591.806159.996161.801K1+200167.231792.289159.086161.374K1+220167.231992.829158.176161.004K1+240167.232193.426157.266160.691K1+260167.232394.080156.356160.436K1+280167.232594.792155.446160.237K1+300167.232795.560154.536160.096K1+320167.232996.386153.626160.0114.6竖曲线计算结果汇总:全线路桩号高程桩号设计高程桩号设计高程桩号设计高程K0+000160.000K0+480167.587K0+940170.163K0+020160.000K0+500168.432K0+960169.475K0+040160.000K0+520169.211K0+980168.720K0+060160.000K0+540169.923K1+000167.899K0+080160.000K0+560170.568K1+020167.011K0+100160.000K0+580171.147K1+040166.391K0+120160