【厦蓉高速厦门段段路线设计24000字（论文）】

厦蓉高速厦门段段路线设计摘要本工程是G76厦蓉高速厦门段K5+000-K10+000段路线设计，本次设计是在根据给定的路线原始资料，通过指导老师的指导以及通过对设计原始资料列如路线的工程特点与地形地貌、地质、水文等进行综合分析，依据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）、《公路路线设计规范》（JTGD30-2015）等交通部颁发的规范完成了本次设计。本设计主要部分为道路平面设计、道路纵断面设计、道路横断面设计、路基路面设计、土石方调配等。本次设计路线全长五千米，路线段位于东南丘陵地带，全线采用双向6车道、一级公路标准，公路自然区划为I浙闽沿海山地中湿区，平曲线超高设置为6％，设计速度为100千米每小时，路基宽度为33.5米。桥梁设计荷载为公路-I级，桥路同宽，路面设计为沥青混凝土柔性路面。平面线形由四个反向平曲线组合而成，为非对称基本形曲线。平曲线中的圆曲线半径和缓和曲线长度分别为700米和250米、900米和200米。纵断面线形由三个凹形竖曲线和一个凸形竖曲线组合而成，竖曲线半径都为20000米。纵断面线形总体呈上坡趋势，平均坡度为0.7％。由于路线段所处的地形多为丘陵，因此本次路线设计中由桥梁工程和隧道工程，但没有对桥梁和隧道进行具体的设计和计算。关键词：平面线形设计，纵断面线形设计，横断面设计目录前言 41设计原始资料 51.1设计资料 51.2设计标准 52平面设计 62.1路线导向线的相关数据 62.2直线 82.3平曲线 92.4平曲线计算过程 102.5平曲线加宽和超高 162.7平面设计成果 183纵断面设计 193.1纵断面设计 193.2平纵组合设计 254横断面设计 264.1路基宽度设计 274.2路面坡度设计 284.3路基边坡设计 284.4护坡道及排水构造 294.5路基横断面设计与计算 304.6路面设计 315石方 325.1土石方调配要求 325.2土石方调配方法 336方案比选 347施工组织设计 37结论 39参考文献 411设计原始资料1.1设计资料1）数字地面模型（DigitalTerrainModel，简称数模、DTM）：根据纬地设计软件指导建立数模。2）公路自然区划：IV4浙闽沿海山地中湿区。3）工程地质、水文地质资料：本工程位于东南丘陵地带，地形多为低山丘陵，地势山丘盆谷交错分布，地貌地表被流水侵蚀切割严重。因气候为亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季低温少雨，河流多为外流河，汛期长水量大，含沙量少，无结冰期。4）气候条件：最热7月气温：30~36℃最冷月1月：一月>0℃年降水量：1400~2200毫升地下水埋深：一般＞3,盆地1~3m潮湿系数（K）：1.00~2.005）抗震标准设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g。1.2设计标准公路等级：高速公路。采用高速公路整体式断面标准，其主要技术指标如下：1）计算行车速度（km/h）：1002）车道条数：63）路基宽度（m）：33.54）平曲线一般最小半径（m）：7005）最大纵坡（%）：4%6）桥涵设计荷载：公路-I级7）桥涵设计洪水频率：大、中桥为1/100；小桥、涵洞均为1/1008）：其他资料：设计交通量初年（辆/日）小客车中型车大型车1500084004500小客车各种车型占的比例（％）红旗CA630100中型车各种车型占的比例（%）解放CA10B东风EQ1406733大型车各种车型占的比例（%）黄河JN150沃尔沃N86487426交通设计预测年（年）15设计交通量年平均增长率6.02平面设计在公路设计中，平面线形一般是最先考虑的，大概的顺序是：平面设计→纵断面设计→横断面设计。在全盘考虑到平面、纵断面及横断面三者平衡的前提下，首先确定平面线形。依着这个平面线形的沿线来确定高程和横断面，获得了地质、水文、地形地貌以及其他必要的设计资料后，在以这些设计资料为基础，接着进行纵断面和横断面的设计。平面设计的一般性原则主要有以下几条:平面线形应该直捷、流畅，适应地形和地貌特征，并且应与沿线周边的生态环境相融洽和协调。平面线形应做到均衡和连贯。公路设计中，无论转角大小都要敷设曲线，且曲线半径宜大不宜小，转角较小时，应选用较长的圆曲线来使线形平滑过渡。平面平曲线要有足够的长度，应满足设计需求和规范标准。平面设计注意和纵断面设计相协调。公路平面设计的三种线形要素：直线、圆曲线、缓和曲线。在平面设计中缓和曲线应当采用回旋线。2.1路线导向线的相关数据在地形图上读取路线起、终点及各交点的坐标，见表3.1。表3.1交点坐标BP(4483920.296，498439.217)JD1(4484518.041，497944.488)JD2(4485806.224，498043.573)JD3(4486475.372，497232.950)JD4(4487438.447，496916.693)EP（4488088.238，496175.625）设起点坐标为，第个交点坐标为，则坐标增量，交点间距。象限角，象限角和方位角的推算关系见表3.2。表3.2象限与方位角象限DXDYA象限DXDYAⅡ-+Ⅰ++Ⅲ--Ⅳ+-转角2.1.1BP与JD1之间坐标增量DX=DY=交点间距D=象限角θ=方位角A2.1.2JD1与JD2之间坐标增量DX=XDY=交点间距D=象限角θ=方位角A2.1.3JD2与JD3之间坐标增量DX=DY=交点间距D=象限角θ=方位角A2.1.4JD3与JD4之间坐标增量DX=DY=交点间距D=象限角θ=方位角A2.1.5JD4与EP之间坐标增量DX=X−DY=Y−焦点焦距D=象限角θ=方位角A2.1.6焦点转角各交点的转角计算见表3.3。表3.3交点转角JD1aJD2aJD3aJD4a2.2直线直线作为道路平面线形设计中的要素之一，被广泛使用。因为直线给人一种简单、直捷的良好感受，并且受力简单，驾驶方向一目了然，驾驶轻松。因此，一般在选线中，如果地势良好，地貌平坦，没有较大的地面障碍，首先考虑的便是使用直线通过。所以，直线的运用，直线长度最大值和最小值的确定，都是应该着重考虑的因素。直线设计时应当遵循以下原则：首先，直线的运用应该与地形地貌、周围环境相协调和配合，直线的长短是根据地形，自然景观和经验确定的，我国地域辽阔，各地的地形地貌差异较大，因此，直线和平曲线的最大长度要求不是强制性的。其次，在桥梁、隧道及其他结构特殊的构造物所在的路线段，以及路线交叉控制点前后，应当采用直线线形。最后，路线经过农田、河渠规整的地势平坦地区，以及城镇临近郊区规划等以直线条为主体时，应当使用直线线形。2.2.1直线的最大长度因为直线不宜过长，因此当长直线被采用时应该有条件的加以限制，对于直线的最大长度，由于我国幅员辽阔，地势地貌相差较大，因此我国现行的《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》中都没有直线的最大长度具体规定的数值，一般不超过设计速度的20V.但根据具体的情况，可以适当调整，在景色有变化及城镇附近时直线的最大长度可以大于20V，在景色单调的路段时直线最大长度最好在20V以内。2.2.2直线的最小长度根据《公路路线设计规范》要求，按照本次设计的设计速度为100千米每小时，同向曲线间的直线最小长度应当不小于6V（600m），反向曲线间的直线最小长度应该大于2V（200m），实际设计时，不应小于以上规定的最小长度。在本此设计中，相邻的曲线均互为反向曲线，各曲线之间的直线段长度分别为392.614m、200.059m、306.238m，均满足标准中对于直线的最大长度和最小长度要求的规定。2.3平曲线设计平曲线时，应使它具有连续，平滑的特征，并与沿线地形相结合，同时与周边的自然环境相协调。设计时应遵循以下原则：（1）在圆曲线线形设计中应尽量采取大半径，当条件受到限制时，首先考虑选取一般最小半径，尽量避免使用极限最小半径。严格控制圆曲线的半径大于《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》的最小要求。另外，圆曲线最大半径不应当超过10000m，因为当圆曲线半径大于9000m时，视线范围内的300m到600m区间的视觉效果和直线没有差别。（2）缓和曲线的作用主要为使线形曲率变化连续，离心加速度逐渐变化，超高和加宽逐渐变化，圆曲线衔接使线形更加美观、行车更加稳定、乘客乘车舒适。缓和曲线的最小长度应根据设计速度大小而定。当设计速度为100km/h时，缓和曲线最小值为85m。（3）平面线形设计平曲线时应该考虑平曲线最小长度的限制。比如，当设计速度为100km/h时，平曲线最小长度一般值为500m，最小值170m。根据《公路路线设计规范》中的规定，按照本次设计的设计速度100km/h，圆曲线一般最小半径为700m，采用基本型曲线进行设计。比如，第一个圆曲线设计半径为900m，本次尝试选取的超高值，横向力系数μ=0.05，求得最小半径为716m，选取的圆曲线半径900m>716m，符合要求。2.3.1圆曲线半径依据公式（3.1）：R=V2（3.1）式中：V实际行驶速度（设计速度的85%，Km/h）；横向力系数；超高值；注：根据《规范》，、。本次设计是高速公路的初步设计，尝试选取，μ=0.05代入式（3-1）R=V2在本次平面线形设计中，由于规定的圆曲线最小半径一般值为700m，而计算所得的圆曲线最小半径为716m，所以符合要求。结合该地区的地形地貌和环境因素，最终选取圆曲线半径R1=700m、R2=700m、2.3.2缓和曲线长度因为车辆要在缓和曲线上完成不同曲率之间的过渡，所以缓和曲线应该要有足够的长度，能够让驾驶员能够轻松地转动转向盘、使得乘客感觉舒适、让线型美观流畅，使圆曲线上的超高和过渡也能在缓和曲线内平滑完成。所以，应该规定缓和曲线的最小长度。本次设计公路的设计速度为100km/h时，查《公路路线设计规范》得到对应的缓和曲线长度为85m，本次设计中，对应圆曲线选定的缓和曲线长度依次为250m、250m、200m、200m，满足规定的要求。2.3.2平曲线最小长度从线形设计方面考虑，平曲线长度不应过短，选取平曲线长度时，应该其按最小值的5～8倍较适宜。本次设计中，设计速度100km/时，对应的平曲线最小长度为170m。经计算后（计算过程见本章3.4平曲线计算过程）各平曲线的长度分别为787.703m、920.237m、707.084m、680.278m，均满足标准中对于平曲线最小长度的要求的规定。2.4平曲线计算过程图3.1平曲线要素示意图示意图中:ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点，T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，—转角。2.4.1JD1处平曲线按规范选取取圆曲线半径R=700m，缓和曲线长Ls（1）圆曲线内移植pp=（2）切线增长值q=（3）缓和曲线角β（4）切线长T=（5）平曲线长L=Rα满足《公路路线设计规范》（JTGD20-2017），设计时速为100km/h时平曲线最小长度170m的要求。（6）外距E=（7）切曲差D=2T−L=2×349.180−684.447=13.913m从线形的协调性，缓圆比250:287.703:250=1:1.151:1，符合要求；α=35.56°，β=10.23°，满足。缓和曲线参数A=418.3300m，圆曲线半径R=700m，满足。（8）桩号的计算过程：JD1K5+775.923-T349.180ZHK5+426.743+250HYK5+676.743+184.447YHK5+861.19+250HZK6+111.19-/2342.224QZK5+768.966（9）验算超距D=2T−L=2×349.180−684.447=13.913m。所以，由QZ桩号算出JD1的桩号为QZ+D2.4.2JD2处平曲线按规范选取取圆曲线半径R=700m，缓和曲线长Ls（1）圆曲线内移植pp=（2）切线增长值q=（3）缓和曲线角β（4）切线长T=（5）平曲线长L=Rα满足《公路路线设计规范》（JTGD20-2017），设计时速为100km/h时平曲线最小长度170m的要求。（6）外距E=（7）切曲差D=2T−L=2×424.301−813.218=35.384m从线形的协调性，缓圆比250:420.237:250=1:1.681:1，符合要求；α=46.10∘，β=10.23∘，满足。缓和曲线参数A=418.330m，圆曲线半径，满足（8）桩号的计算过程：JD2K7+037.074-T424.301ZHK6+612.773+250HYK6+862.773+313.218YHK7+175.991+250HZK7+425.991-/2406.609QZK7+019.382（9）验算超距D=2T−L=2×424.301−813.218=35.384m。所以，由QZ桩号算出JD2的桩号为QZ+D2.4.3JD3处平曲线按规范选取取圆曲线半径R=900m，缓和曲线长Ls（1）圆曲线内移植pp=（2）切线增长值q=（3）缓和曲线角β（4）切线长T=（5）平曲线长L=Rα满足《公路路线设计规范》，设计时速为100km/h时平曲线最小长度170m的要求。（6）外距E=（7）切曲差D=2T−L=2×362.483−709.880=15.086m从线形的协调性，缓圆比200:307.084:200=1:1.535:1，符合要求；α=32.46∘，β=6.37∘，满足。缓和曲线参数A=424.264m，圆曲线半径R=900m（8）桩号的计算过程：JD3K8+028.231-T362.483ZHK7+665.748+200HYK7+865.748+309.880YHK8+175.628+200HZK8+375.628-/2354.94QZK8+020.688（9）验算超距D=2T−L=2×362.483−709.880=15.086m。所以，由QZ桩号算出JD3的桩号为QZ+D2.4.4JD4处平曲线按规范选取取圆曲线半径R=900m，缓和曲线长Ls（1）圆曲线内移植pp=（2）切线增长值q=（3）缓和曲线角β（4）切线长T=（5）平曲线长L=Rα满足《公路路线设计规范》，设计时速为100km/h时平曲线最小长度170m的要求。（6）外距E=（7）切曲差D=2T−L=2×349.641−686.161=13.121m从线形的协调性，缓圆比200:280.278:200=1:1.401:1，符合要求；α=30.95∘，β=6.37∘，满足。缓和曲线参数A=424.264m，圆曲线半径R=900m（8）桩号的计算过程：JD3K9+027.060-T349.641ZHK8+677.419+200HYK8+877.419+286.161YHK9+163.58+200HZK9+363.58-/2343.081QZK9+020.499（9）验算超距D=2T−L=2×349.641−686.161=13.121m。所以，由QZ桩号算出JD3的桩号为QZ+D2.5平曲线加宽和超高为了平曲线在设计上能满足汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，应该对平曲线进行加宽设计，平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度。为了避免车辆在平曲线路段上行驶时做离心运动，将路面的外侧做成高于内侧低的单向横坡的形式，称为平曲线超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性。当汽车保持匀速行驶时，汽车在圆曲线上所产生的离心力是常数，超高的横坡度应是与圆曲线半径相适应的全超高。而在缓和曲线上曲率是变化的，其离心力也是变化的，因此，在缓和曲线上应设置逐渐变化的超高。这段从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上单向横坡的路段，称作超高过渡段。2.5.1加宽设计根据《公路路线设计规范》和的相关规定，设计平曲线加宽的条件仅仅只是当二级以及二级以下公路且圆曲线半径小于或等于250m的公路。本次设计的公路为高速公路，圆曲线半径较大，所以，不需要设置加宽。2.5.2超高设计（1）超高值计算根据《公路路线设计规范》规定，因为本次设计的公路等级较高，为了保证行车安全，必须在曲线上设置超高。在设计时速100km/h、路拱时，不设超高圆曲线最小半径为4000m，而本设计中圆曲线半径为700m、900m，所以，需要设超高。对任意半径圆曲线超高值，由式（3.2）确定：iℎ注：是实际行驶速度（设计速度的85%，Km/h）；是圆曲线半径（单位m）；横向力系数，根据《规范》要求选择。本次设计的设计速度为100km/h，根据规定，对应圆曲线最小半径为700m时，取=0.05，经计算，所以本次设计取圆曲线超高值6%。（2）超高缓过渡段长度超高过渡段的长度按式（3.3）计算：Lc=B'根据公式中的符号含义，选择相应的数值代入后计算，Lc=B2.6计算汇总将所有平面计算的数据汇总到表3.4，见下页。表3.4平面计算汇总交点名称BPJD1JD2JD3JD4EP交点间距778.957m1291.989m1051.127m1013.673m985.560方位角139.97°175.33°129.23°161.69°130.74°转角33.68°(Y)49.16°(Z)26.06°(Y)21.34°回旋线参数418.330m418.330m424.264m424.264m切线长度349.180m424.301m362.483m349.641m曲线长度484.447m813.218m709.880m686.161m外距39.013m64.772m39.284m35.776m切曲差13.913m35.384m15.086m13.121m主点桩号ZHK5+426.743K6+612.773K7+665.748K8+677.419HYK5+676.743K6+862.773K7+865.748K9+877.419QZK5+768.966K7+019.382K8+020.688K9+020.499YHK5+861.190K7+175.991K8+175.628K9+163.580HZK6+111.190K7+425.991K8+375.628K9+363.580直线段长度366.653m392.614m200.059m306.238m639.132m2.7平面设计成果根据交通部颁发的《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》规定，路线平面设计的设计成果主要体现在设计图纸和设计表格上。道路平面设计成果应包含以下几部分：设计图纸、设计表格、设计文字说明、设计计算书。2.7.1设计表格直线、曲线及转角表和逐桩坐标表等是反映道路平面线形设计成果的重要表格，以下部分是对这些表格的介绍。（1）直、曲线与转角表作为道路平面线形设计的重要设计成果，直线、曲线及转角表主要反映的是路线平面线形设计的成果、数据等，它是路线施工放线和复测的重要依据。表格中应该列出的表格要素有：交点号及交点桩号、交点转角值和交点坐标、平曲线要素值、曲线的主点桩号、计算方位角等。由于直、曲线及转角表的表格数据在道路纵断面和横断面设计以及其他构造物设计中都会被使用，且适用于城市道路与公路。因此，表格中交点坐标一栏中的具体数值应该根据具体设计时的公路等级与测设情况进行取值。（2）逐桩坐标表逐桩坐标表作为较高等级的公路平面线形设计的重要成果，是道路中线放样的重要资料，由于公路等级较高，线形指标的要求也较高，缓和曲线长度较长、圆曲线半径较大。因此为了保障测量精度，在测设和放样时应当采用坐标法，得到逐桩坐标表。逐桩坐标表中的桩坐标指的是道路中线的各个中桩坐标，它的测量和计算方法是按照从整体到局部的原则进行的。一般是先根据导线点坐标使用全站仪或者GPS测量路线交点坐标，纸上定线时直接在图纸上量取交点坐标，计算交点间距、方位角以及交点转角。根据以上部分的计算结果、采用的圆曲线半径以及缓和曲线的长度为依据，再计算中线上的各中桩坐标。2.7.2设计图平面设计图作为道路路线设计的主要图纸，路线平面设计图主要体现了路线的平面位置、线形和几何尺寸，还反映沿线人工构造物和重要工程设施的布置，及公路与沿线地形、地物和行政区划的关系。平面设计图应包含的要素主要有：道路沿线的地形地势、线位和里程桩号、断链、平曲线的主要桩位等。标注水准点、导线点及坐标网格。列出平曲线要素和交点坐标表等。在较高等级的道路设计文件中，不仅要绘制路线平面设计图，还要绘制公路平面总体设计图。在公路平面总体设计图中，不仅要绘制路线平面图的内容，还要绘制出路基边线、坡顶或坡脚线等。3纵断面设计3.1纵断面设计路线纵断面是道路沿中线竖直地剖切然后展开得到的。在经济性要求和自然因素的影响下，路线纵断面总是一条起起伏伏的空间线，路线纵断面图是纵断面设计的重要成果，也是道路设计的技术文件之一，将平面设计图和纵断面设计图相结合起来，便能准确地得到道路的具体空间位置。纵断面图上主要有两条重要的线：分别是地面线和设计线。地面线主要是沿线各桩点的高程点链接起来的一条不规则的折线，它反映的是道路沿中线实际的地面的高度变化和地势起伏情况。而设计线是设计者在经过技术、经济、美观、环境等多方面统筹兼顾，多次比较后最终确定出的一条有规则的几何线，它反映的是道路路线设计的路线起伏状况。道路纵断面设计线由直线和竖曲线这两种设计要素组成。直线也称为均匀坡度线有上坡和下坡，用坡度和水平长度表示。在直线的坡度转角处为了路线能够平滑地过渡，因此要设置竖曲线，按照坡度的转折方式不同可分为凹形竖曲线和凸形竖曲线。竖曲线的大小用半径和水平长度表示。高速公路的平面设计和纵断面设计是高速公路设计的整体框架。因此平面设计完成后，为了控制合理项目的经济成本以及保证高速公路建成后的质量和安全，对路线纵断面的设计直接提出了要求。汽车特别是大型汽车，例如卡车的行驶速度受纵向坡度的影响很大，不合理的纵坡设置会严重影响道路行车安全，因此要着重注意分析纵断面指标，合理设计纵断面。3.1.1纵断面设计原则道路纵断面设计中要想做到纵坡设计经济合理，就必须在全面掌握道路勘测资料的基础之上，结合确定的路线纵坡安排，经过全面分析、综合考虑、反复比较后定出设计纵坡。设计纵坡的一般性要求是：纵坡设计必须满足符合《标准》的各项规定。为了能够保证车辆以一定的速度安全地、平稳地行驶，纵向坡度应当过渡平滑，不要超伏过大和过于频繁。尽可能地避免使用极限纵坡值，合理地安排缓和坡段，最好不要连续使用极限长度的陡坡夹着最短长度的缓坡。进行纵坡设计时应当综合考虑、反复研究沿线的地形地貌、水文地质、自然气候，生态环境等因素，然后根据具体情况进行处理，保证本高速公路路基的稳定和道路通畅。在地下水位较高或水文地质较差的部分，应该考虑采用适当的路基高度。在保证路基稳定性和强度的前提下，遵循填挖平衡的原则，尽量使挖方运到就近路段填方，以减少借方和废方，力争填挖平衡，节省土石方等工程量，降低工程成本。纵断面设计包括了纵向坡度的最大限制和长度的最大限制。当完成纵向断面计划设计后，对于纵向坡度的设置来说，过分强调填充和挖掘的数量以及填充和挖掘的平衡是不现实的。因为现实中存在的险峻的地形，复杂多变的地质，陡峭的斜坡和困难的布线，特别是本项目的某些部分条件受限严重，容易出现视力不良的情况。因此为了满足纵向剖面指标，在设计中加入了构造物。通过架设高架桥和布置隧道来得到良好的线形指标、确保行驶安全舒适、驾驶员视觉连续性和心理协调性，使得路线与沿线自然景观协调一致。3.1.2纵断面指标本项目高速公路的纵坡设计是本项目公路线设计的关键指标之一。本项目部分段为山区高速公路，然而山区高速公路在道路纵断面上设计的重点就是合理设置纵坡，解决道路的高差，最终达到使纵面线形与平面线形相均衡和协调的目的。因此，本项目中无法避免地设置了高架桥、隧道等构造物的布置。目标都是为了使平纵面线形流畅通达、美观、经济、安全的效果。（1）最大纵坡在纵坡设计中各级道路被允许采用的最大坡度值称为最大坡度，在纵断面设计中，最大纵坡是路线技术指标的重要指标，直接影响到路线的长短、使用质量，造价的等。各级道路允许的最大纵坡是根据道路的等级、自然条件、设计指标等因素，经过统筹兼顾、全面考虑、反复比较和验证确定的。本项目设计速度为100km/h，根据标准和规范设定最大纵坡为4%.（2）坡长纵坡坡长和坡度的关系时密不可分的，纵断面上相邻两边坡点间的长度被称作坡长。根据本项目最大纵坡4%的限制，因此，对较陡坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。最小坡长不应当小于相邻竖曲线的切线长，通常规定为按设计速度行驶的9～15S的行程。本项目山区高速公路为了达到解决较大高差的目的，最高效快捷的方法在于设置大坡度短坡长。因此本项目在满足规范的同时，尽可能地设置大坡度。（3）纵断面指标连续、均衡情况路线平均纵坡（%）：0.7最大、最小纵坡度（%/处）：3.38/1,0.2527/2，起终点桩号K5+000～K5+750处，坡长386.7302m，坡度-3.38°，高差25.35m；桩号K5+750～K7+010处，坡长697m，坡度0.2527°，高差3.184m；桩号K7+010～K8+020处，坡长738.0738m，坡度2.25°，高差22.725m。纵坡应不大于最大坡度，设计速度为100(km/h)时，选取最大坡度标准值为4.00%，检查都符合规定。隧道长度大于100米，隧道路段内坡度应小于最大纵坡3.00%，检查都符合规定。连续上坡段桩号为K6+113.270～K10+000，坡长3886.73m，高差59.432m，平均坡度1.529°。当平均坡度＜2.5%，连续坡长和相对高差都为无限长，检查都符合规定。最大、最小纵坡长度（m/处）：738.0738/2,386.7302/1。变坡点1处，起终点桩号为K5+000～K5+750，坡长386.7302m；变坡点2处，起终点桩号为K7+010～K8+020，坡长738.0738m；变坡点3处，起终点桩号为K8+020～K9+040，坡长693.5974m。纵坡坡长应不小于最小标准值，按设计速度选取最小标准值为300.00米，检查都符合规定。纵坡坡长应不大于最大坡长，按设计速度与不同纵坡选取最大坡长标准值，，检查都符合规定。竖曲线长度数据：变坡点1处，起终点桩号为K5+386.730～K6+113.270，竖曲线长度为726.5396m；变坡点2处，起终点桩号为K6+810.270～K7+209.730，竖曲线长度为399.4604m；变坡点3处，起终点桩号为K7+947.804～K8+092.196，竖曲线长度为144.3922m；变坡点4处，起终点桩号为K8+785.794～K9+194.206，竖曲线长度为508.413m。竖曲线长度设计速度为100(km/h)时，选取的竖曲线的最小的长度值为85.00米，检查都符合规定。竖曲线半径数据如下表，最大、最小竖曲线半径（m/处）：20000.00/4,20000.00/2。变坡点1处，起终点桩号为K5+386.730～K6+113.270，竖曲线类型为凹型，半径20000.00(m)；变坡点2处，起终点桩号为K6+810.270～K7+209.730，竖曲线类型为凹型，半径20000.00(m)；变坡点3处，起终点桩号为K7+947.804～K8+092.196，竖曲线类型为凹型，半径20000.00(m)；变坡点4处，起终点桩号为K8+785.794～K9+194.206，竖曲线类型为凸型，半径20000.00(m)。竖曲线（凸型）半径设计速度为100(km/h)时，选取的竖曲线的最小的半径值为20000.00米，检查都符合规定。竖曲线（凹型）半径设计速度为100(km/h)时，选取的竖曲线的最小的半径值为20000.00米，检查都符合规定。3.1.3纵断面线形设计（一）纵断面线形要素（1）坡长的选择结合当地的地势地貌经过综合分析后确定出道路路线的坡长。本项目的路线纵坡应当选取较平缓且坡长均匀的坡长，并且坡段选取较长的长度为优，可以保证车辆在满足行车时速的条件下行驶舒适。但坡段又不能不满足规范的要求，所以要结合规范要求进行拉坡，然后遵循填挖平衡的原则，尽量能够减少填挖土石方量，降低项目的工程造价。（2）竖曲线半径的选择本项目三个变坡点竖曲线为凹曲线，一个变坡点为凸曲线，对于竖曲线来说，竖曲线半径选取的一个规范性要求是主要为了满足驾驶员进行行驶车辆时的行车视距。竖曲线直坡段长度的选择本项目为3个同向竖曲线和1个反向竖曲线，本项目竖曲线直坡段长度控制在2~3倍行车时速。（二）纵断面线性组合的有关问题（1）保持线形在视觉上的连续性本项目四个边坡点均遵循平包竖原则，充分考虑纵断面线形与平曲线的对应关系。（2）保持线形在心理上的均衡性平纵面线形技术指标应大小均衡，本项目竖曲线半径取值均为20000m、，平曲线半径取值分别为700m、900m，分别对应了凹型竖曲线和凸型竖曲线两种不同平纵结合的要求，满足了心理均衡性原则。（3）保持线形与周围景观的协调性在设计道路纵断面时，应注意纵断面线形元素与平面的组合，线形的组合与周围的环境之间的协调性应充分的考虑。3.1.4纵断面设计竖曲线要素计算书（1）变坡点1变坡点桩号：K5+750高程为：479.65m竖曲线类型：凹型前纵坡i1=−3.38%坡差ω=选取的竖曲线半径R=20000m。计算竖曲线基本要素竖曲线长度L=Rω=20000×3.6327%=726.54m切线长T=外距E=竖曲线起点桩号：(K5+750)-363.27=K5+386.73竖曲线终点桩号：(K5+750)+363.27=K6+113.27计算竖曲线上五个桩点的设计高程：K5+386.73竖曲线的起点切线高程：479.65+363.27×3.38%=491.9285m设计高程：491.93mK5+565.130处设计高程：486.694mK5+750竖曲线的中点切线高程：479.65m设计高程：479.65+3.2991=482.9491mK5+940.255处设计高程：480.875mK6+113.27竖曲线的终点切线高程：479.65+363.27×0.2527%=480.5680m设计高程：480.57m（2）变坡点2变坡点桩号K7+010,变坡点的高程482.834m，设计的竖曲线类型为凹型，前纵坡i1=+0.2527%，后纵坡为坡差ω=i选取的竖曲线半径R=20000m。计算竖曲线基本要素竖曲线长度L=Rω=20000×1.9973%=399.46m切线长T=外距E=竖曲线起点桩号：(K7+010)-199.73=K6+810.27竖曲线终点桩号：(K7+010)+199.73=K7+209.73计算竖曲线上五个桩点的设计高程：K6+810.27竖曲线的起点切线高程：482.834−199.73×0.2527%=482.3293m设计高程：482.33mK6+910.000处至起点的距离横距：x=7010−6910=100m竖矩：y=切线高程：482.834−100×0.2527%=482.5813m设计高程：482.5813+0.25=482.8313mK7+010竖曲线的中点切线高程：482.834m设计高程：482.834+0.9973=483.8313mK7+110处至终点的距离横距：x=110−10=100m竖矩：y=切线高程：482.834+100×2.25%=485.0840m设计高程：485.0840+0.25=484.334mK7+272.8竖曲线的终点切线高程：482.834+199.73×2.25%=487.3279m设计高程：487.33m（3）变坡点3变坡点桩号K8+020,变坡点的高程505.559m，设计的竖曲线类型为凹型，前纵坡i1=+2.25%，后纵坡为坡差ω=i选取的竖曲线半径R=20000m。计算竖曲线基本要素竖曲线长度L=Rω=20000×0.722%=144.4m切线长T=外距E=竖曲线起点桩号：(K8+020)-72.2=K7+947.8竖曲线终点桩号：(K8+020)+72.2=K8+092.2计算竖曲线上五个桩点的设计高程：K7+947.8竖曲线的起点切线高程：505.559−72.2×2.25%=503.9345m设计高程：503.93mK7+970处至起点的距离横距：x=8020−7970=50m竖矩：y=切线高程：505.559−50×2.25%=504.434m设计高程：504.434+0.0625=504.4965mK8+020竖曲线的中点切线高程：505.559m设计高程：505.559+0.1296=505.6886mK8+070处至终点的距离横距：x=70−20=50m竖矩：y=切线高程：505.559+50×2.972%=507.045m设计高程：507.045+0.0625=507.1075mK8+092.2竖曲线的终点切线高程：505.559+72.2×2.972%=507.7048m设计高程：507.70m（4）变坡点4变坡点桩号K9+040,变坡点的高程535.873m，设计的竖曲线类型为凸型，前纵坡i1=+2.972%，后纵坡为坡差ω=i选取的竖曲线半径R=20000m。计算竖曲线基本要素竖曲线长度L=Rω=20000×2.5421%=508.42m切线长T=外距E=竖曲线起点桩号：(K9+040)-254.21=K8+785.79竖曲线终点桩号：(K9+040)+254.21=K9+294.21计算竖曲线上五个桩点的设计高程：K8+785.79竖曲线的起点切线高程：535.873−254.21×2.972%=528.3179m设计高程：528.32mK9+140处至起点的距离横距：x=9040−8940=100m竖矩：y=切线高程：535.873−100×2.972%=532.901m设计高程：532.901−0.25=532.651mK9+040竖曲线的中点切线高程：535.873m设计高程：535.873−1.6156=534.2574mK9+140处至终点的距离横距：x=140−040=100m竖矩：y=切线高程：535.873−100×0.4299%=535.4431m设计高程：535.4431−0.25=535.1931K9+294.21竖曲线的终点切线高程：535.873+254.21×0.4299%=536.9658m设计高程：536.97m3.2平纵组合设计3.2.1公路平纵线形设计的理念平、纵线形组合指的是在符合汽车运动学和动力学要求的前提下，研究怎样满足内心感觉方面和视线上的连续、舒适以及与周围环境相协调、相配合的要求，并且应该有良好的排水条件。虽然平面、纵断面线形设计都是遵循着前面所说的标准进行设计的，但是如果平、纵面线形组合情况不够理想，不仅不能发挥出前面按照设计标准进行设计的平、纵断面设计的优势，反而会加剧结合这两者之间存在的缺点，并且造成更大的不良效果，造成行车上的危险，也因此不能获得最优秀的平、纵线形的组合。本项目的平、纵线形设计是对高速公路立体线形设计综合考虑，反复比较后的结果。平、纵线形组合设计的优秀理念是：在符合规范标准的前提下，让道路工程在与周边环境相协调、相配合的同时尽可能地降低工程造价来提高经济收益。本项目的设计速度指标为100km/h，在满足这个指标的前提下，使本项的平面设计和纵断面设计具有均衡性和协调性，从而使通过本项目良好的线形组合设计下得到的高速公路在建成通车后能够安全舒适地行驶。3.2.2公路平纵组合优化设计的原则（一）对于平、纵线形设计的总要求：设计速度不小于60km/h的公路，必须注意平、纵线形的合理组合，线形组合应做到线形连贯、指标均衡、能够良好的引导视线，融入周围环境，安全舒适。设计速度越高，线形设计应该考虑的指标因素就应更加周全。设计速度不大于40km/h的公路，首先应该在保障行车安全的前提下，合理地运用各种线形要素指标，并且在条件允许的状况下尽可能做到各种线形要素的合理组合，避免和减轻不利的组合。（二）平、纵线形组合设计原则主要有以下几条：（1）视觉上能够做到自然地引导驾驶员的视线，以及保障视觉上的连续性，不要出现任何会导致驾驶员感到迷茫，困惑以及判断失误的线形。判断平、纵线形组合优劣的最基本问题就是能否在视觉上良好的引导驾驶员的视线。（2）应该着重保证平、纵线形设计技术指标大小的均衡。它不仅仅会影响到线形过渡的平滑性，而且也与工程费用息息相关。如果纵断面设计的线形频繁起伏，那么在平面设计上采用高标准的线形将毫无意义，反之亦然。（3）选择组合得当的合成坡度，以便于道路排水和行车安全。（4）注意与道路周围环境的协调，它不仅可以舒缓驾驶员的疲劳和紧张，还能使得道路周边的自然植被自然地起到引导视线的作用。本项目完成了平面设计和纵面设计，这两种设计的技术指标不尽相同但又联系紧密，因此在满足标准规范的前提下，以保障行车安全、驾驶舒适为原则，尽量做到本项目平、纵断面设计的最优组合。使本项目在合理的线形设计组合下，得到的道路线形连贯协调、行车平稳舒适的同时以减小工程规模、降低工程造价的前提，加强景观设计得到与自然融合的靓丽公路风景线。平、纵线形组合的基本要求有：当进行竖曲线与平曲线的组合时，应该将平曲线包含竖曲线也就是平包竖原则，且平曲线的长度应略长于竖曲线；应当保证平曲线与竖曲线大小的均衡，如果平曲线与竖曲线的大小不均衡，就会失去了视觉上的均衡性，使驾驶人产生不愉悦的感觉。根据经验，当平曲线的半径小于1000m时，竖曲线的半径应为平曲线的10～20倍，就可以得到均衡的线形；当平曲线又缓又长、纵断面坡差较小时，可以不严格要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可以有多个竖曲线或者竖曲线略长于平曲线；要适当选择合适的合成坡度，如果合成坡度过大则对行车不利，特别是在冬季结冰期更危险。若合成坡度过小则对排水不利，并且车辆行车时有溅水干扰。虽然《标准》中规定了合成坡度的最大允许值，但是在平、纵断面线形组合时，条件允许的情况下，尽量使得最大合成坡度应小于8％，而最小合成坡度不应小于0.5％。3.2.3平、纵线形设计中应该避免的组合形式（1）尽量避免将小半径的平曲线插在竖曲线的顶部，如果将小半径的平曲线插在凸形竖曲线的顶部，不仅不能引导视线，还会使驾驶员产生错觉急转方向盘致使行车危险。而在凹形竖曲线的底部插上小半径的平曲线，便会出现造成驾驶人出现错觉在急转弯之前加速行驶，同样会导致危险发生。（2）不要在接近竖曲线的顶部或底部设置小半径的平曲线起、止点。如果将小半径平曲线的起点设置在凸形竖曲线的顶部，将会因产生不连续的线形，而失去引导视线的作用。如果将小半径平曲线的起点设置在凹形竖曲线的底部，不仅会出现视觉上的扭曲，还会出现下坡尽头接上急弯的不安全组合。（3）避免出现驼峰、跳跃、暗凹、折曲等导致驾驶员视线中断的线形；不要让竖曲线顶、底部和反向平曲线的拐点重合；避免将陡坡或曲线长度短，半径小的凹形竖曲线设置在长直线上；避免急弯加上陡坡的不合理组合；避免将小半径的竖曲线与缓和曲线重合。4横断面设计在道路中线上的各点沿法向的垂直剖面即为道路横断面，它由横断面设计线和地面线组成。横断面设计线包括行车道、分隔带、路肩、护坡道、边沟、截水沟以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。横断面图中的地面线是表示地面地势起伏变化的线，它由现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得。横断面的设计应该以节约用地为原则，结合公路沿线的地形地貌、水文地质，选择合理的横断面形式，在满足必要的通行畅通和安全的前提下、尽力做到节约用地、经济环保、路基稳定、施工方便的要求，使得道路的经济效益和社会效益最大化。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的部分，即两侧路肩外缘之间各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以有时候路线横断面设计也被称为“路幅设计”。横断面设计一般按照以下步骤进行：（1）获得纵断面地面线。（2）根据路线与路基资料，确定出路基设计基础数据（如路基宽度、路面坡度、路基边坡、护坡道、排水构造断面等）。（3）“戴帽子”，即设计横断面设计线。设计线应包括路基边坡，边沟，排水沟，截水沟，护坡等，弯曲处还应显示超高，加宽等，直线上的部分一般不显示道路拱坡。对于特殊情况下的横断面，例如高填方，深基坑，特殊地质，陡坡路堤，淹没路基等，必须根据“路基路面工程”中描述的路基稳定性原理和方法进行特殊设计，并且图纸比例还应根据需要进行调整。（4）计算路基横断面面积（包括填方面积和挖方面积），并标注在图上。4.1路基宽度设计公路路基横断面中各组成部分宽度应根据公路技术等级、交通量与交通组成、横断面各组成部分的功能综合确定，并应符合以下规定：公路路基宽度是车道宽度加上路肩宽度之和。当设有中央分隔带、加或减速车道、超车道、紧急停车道、爬坡道、侧分隔带、非机动车道与人行道等时，应包含以上所述部分的宽度。确定构成道路宽度的各个部分的几何尺寸是横截面设计的主要任务。为了使道路更加实用、协调、优美，在进行设计时，应主要参考设计技术标准、交通量和地形地貌特征。本道路设计中，采用整体式路基断面形式。高速公路的整体式断面由车道、中间带（包含中央分隔带、左侧路缘带）、路肩（包含右侧硬路肩和土路肩）等部分组成。根据相关标准确定出本项目为设计速度100km/h的双向6车道高速公路，车道宽度为3.75m，因此经过计算得出的路基宽度为33.50m。4.1.1中间带根据2017《公路路线设计规范》中的规定，高速公路整体式路基断面必须设置中间带，中间带包括两条左侧路缘带和中央分隔带。在本项目设计中，设计速度为100km/h，所以设计的中间带宽度为3.50m，其中包括2.00m的中央分隔带宽度和两个0.75m左侧路缘带宽度。根据2017《公路路线设计规范》中对于中央分隔带的规定，中央分隔带的开口间距应根据具体工程需求设置，但开口的最小间距应不小于2km。当中分带的宽度不小于3.00m时，开口最好设计成子弹形的形状；而中央分隔带的宽度小于3.00m时，开口端部可以使用半圆形。当开口设置在曲线路段上时，该曲线的超高值最好小于3％。高速公路和一级公路右侧的硬肩宽度小于2.5m，应设置紧急停车安全带。在此设计中，右侧硬路肩的宽度为3m，因此不提供停车带。4.1.2行车道宽度由于本次设计的设计速度为100km/h，因此依据2017《公路路线设计规范》中对于车道宽度的规定，确定出本项目的车道宽度为3.75m。根据规范中对于高速公路的基本车道数的规定，可知高速公路的基本车道数必须不小于4条，具体数量应该依据相应项目的交通量和设计交通能力确定。因此在本项目中，设计速度为100km/h，采用双向6车道。4.1.3路肩根据相关《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》对于路肩的规定，可知高速公路的路肩宽度由右侧硬路肩宽度和土路肩宽度组成，且高速公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带。本次设计速度为100km/h，采用的右侧硬路肩宽度取3.00m（右侧路缘带宽度为0.5m），采用的土路肩宽度为0.75m。4.2路面坡度设计4.2.1路拱坡度与路肩坡度高速公路整体式路基的路拱应采用双向路拱横坡，从路中央向公路两侧倾斜。当路段处于降雨强度适中的地区时，路拱横坡应为2％；当路段位于降雨强度较大的地区时，可以适当增加路拱横坡。不同路面的路拱设计坡度应按照《公路工程技术标准》选用，沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的路拱坡度范围是1.0～2.0。本项目中，拟采用的路面类型为沥青混凝土路面，路拱采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜，路拱横坡坡度采用2.0%。右侧硬路肩的坡度值应与路拱横坡的坡度值相同，本次设计采用2.0%。当路拱横坡度值小于3%时，土路肩的横坡度应比车道或硬路肩的横坡度值大1%或2%，本次设计采用3.0%。4.2.2超高坡度本次设计中采用的超高过渡方式为绕中央分隔带边线旋转，即将两侧行车道分别绕中央分隔带边线旋转，让它们各自成为独立的单向超高断面，且中央分隔带应维持原水平状态。关于超高坡度根据规范中的要求和计算，因此确定出本项目超高坡度采用6.0%。对于硬路肩的超高过渡，硬路肩横坡与超高一般应与行车道保持一致，如有必要，可以采用不同的坡度。但因为当曲线超高大于5％时，硬路肩横坡值不应大于5％且方向相同。所以一般来说，硬路肩横坡值最大取5％即本项目采用的硬路肩横坡值。-4.3路基边坡设计路基边坡坡率的大小，取决于边坡的土质、地质构造（路堑）及水文条件等自然因素和边坡高度。在陡坡或填挖较大的路段，边坡坡率不仅影响到土石方工程最和施工的难易，而且是路基整体稳定性的关键。因此，确定边坡坡率对路基的稳定性和工程的经济合理性至关重要。一般路基的边坡坡率可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值确定。用坡度高度与坡度宽度之比表示来路基边坡的坡率，并以1：n（挖方）或1：m（填方）的形式分别表示挖方路基边坡和填方路基边坡。4.3.1路堤设计当路基的设计标高大于自然地面标高时，需要对其进行填充。这种路基形式称为路堤。根据填筑高度的不同，分为矮路堤，普通路堤和高路堤。一般路堤和矮路堤，的填筑高度较低，在选择边坡坡率时只需满足《规范》要求即可。而对于高路堤，填土高度大于20m，需要做详细的经济技术论证后才可以按《规范》进行设计，由于填土量大，占用的土地量大，为了保证路基的稳定性并使路段的设计经济合理，可以在适当的位置安装挡土墙，也可以建立桥梁。本次设计由于地形特殊，高路堤数量太多，所以在适当的位置设置了桥梁。为了避免水流对路基的侵蚀和边坡的侵蚀，路堤的边坡防护应采取适当的边坡防护措施。本次设计采用的是设置护坡道来保护路堤边坡。可根据填料种类和边坡高度并结合《公路工程技术标准》选用边坡坡率。本次设计计划采用粗粒土和细粒土填筑边坡，边坡形式为一级台阶，上部高度H1=6.00m≤8m，选取路堤边坡坡率为1:1.5。当下部高度H≤12m时，路基边坡坡率按1：1.75设计。4.3.2路堑设计对于开挖深度大于20m的路基，应进行深挖。如果挖掘的数量巨大，将会造成不必要的浪费并破坏自然环境。因此，可以采取隧道开挖的措施。本次设计中，由于连续出现深挖路基，所以设置了隧道。设计路堑边坡时，应首先从地貌和地质结构来判断整体稳定性。当遇到工程地质或水文地质条件较差的地层时，应尽量避免走该路线；对于稳定的地层，应考虑开挖后支护减少和边坡风化增加是否会引起失稳。为了收集和排除路基范围内的地表径流，本次设计在挖方坡度的脚部设置了一个边沟。为了拦截和排除流向路基的地表径流，在挖沟上方还设置了一个截水沟。应根据坡度的高低，土壤的密实度，地下水和地表水的状况，土壤的成因和年代等因素选择土壤质量（包括粗粒土）的土质路堑边坡。如黏上、粉质黏土、塑性指数大于3的粉土，边坡坡率为1:1；中密以上的中砂、粗砂、砾砂，边坡坡率为1:1.5。由于路线所经过的地形主要为山地丘陵地带，路基土多为中密以上的中砂、粗砂、砾砂，而且地下水较深，综合上述，选取的路堑边坡坡率为1:1.5，采用的边坡形式为一级台阶，下部高度H1=6.00m。4.3.3填挖结合设计填筑和开挖相结合的路基同时兼有路堤和路堑的特点，因此，以上论述中对路堤和路堑的要求都应该满足。4.4护坡道及排水构造路基地表排水设施包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、蒸发池、油水分离池、排水泵站等，应结合地形和天然水系进行布设，并做好进出口的位置选择和处理，防止产生堵塞、溢流、渗漏、淤积、冲刷和冻结。4.4.1护坡道当路堤较高时，为了确保斜坡的稳定性，加宽边坡的横向距离，减少边坡的平均坡度，要在边坡上护坡道。边坡防护越宽，边坡稳定性越好，但至少为1m。通常护坡道宽度D与边坡高度H有关，当H≥3m时，D=1m；H=3～6m，D=2m；H=6～12m，D=2～4m。本次设计的边坡高度H=6.00m，护坡道宽度D=3.00m。4.4.2边沟边沟是指在开挖路基的路肩外侧和低填方路基坡脚外侧设置的纵向人工沟渠，用于收集路面的地表水，排除路基拦截道路上方的斜坡水，并迅速收集并顺利地将它们引入城市的排水渠中，通过桥梁和涵洞将其排出道路。根据《公路路基设计规范》，边沟底部的纵向坡度应与路径的纵向坡度一致，且不应小于0.3％。在困难的情况下，可以降低到0.1％。对于高速公路和一级高速公路的开挖段的矩形侧沟，建议增加带排水孔的道路侧护栏。本设计路段地处山区丘陵地带，故采用边沟断面形式为矩形边沟，沟底宽H=0.6m，W=0.6m。4.4.3截水沟截水沟是指为拦截山坡上流向路基的水，在路堑坡顶以外设置的水沟。截水沟设计应符合下列要求：（1）截水沟应根据地形条件及汇水面积等进行设置。挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口5m以外，并宜结合地形进行布设。填方地段斜坡上方的路堤截水沟距路堤坡脚的距离，应不小于2m。（2）截水沟断面形式及尺寸应结合设置位置、排水量、地形及边坡情况确定，沟底纵坡不宜小于0.3%。（3）截水沟的水流应排至路界之外，不宜引入路堑边沟。（4）截水沟应进行防渗加固。4.4.5排水沟排水沟指的是引导边沟、截水沟和路基附近、农田、房屋建筑附近低洼处汇集的水至路基、庄稼地、住宅地以外的水沟。排水沟设计应符合下列要求:（1）排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端，用以排除截水沟不能容纳的地表径流。排水沟的终端连接蓄水池或天然排水道。（2）排水沟断面形式应结合地形、地质条件确定，沟底纵坡不宜小于0.3%，与其他排水设施的连接应顺畅。易受水流冲刷的排水沟应视实际情况采取防护、加固措施。在本设计中，采用的排水沟断面形式为矩形边沟，沟底宽H=0.6m，W=0.6m，内侧边坡坡率为1:1。4.5路基横断面设计与计算公路的横断面组成部分不仅包括和行车有关的路幅，还与路基工程、环保工程、排水工程等各种有关设施，应在横断面设计中体现出这些设施的位置和尺寸。首先在设计各个横断面之前，应该确定出路基的标准横断面或者是典型横断面。在标准横断面图中，一般要包括路堤、路堑、半填半挖、护坡路基、挡土墙路基等断面。4.5.1横断面设计方法应用计算机进行设计绘图时，按路基标准横断面输入各组成部分尺寸、分段起止桩号，显示设计横断面，注意检查、修改设计断面，绘制路基横断面设计图，输出路基设计表、土石方工程数量表等，设计与计算过程均由计算机自动完成。4.5.2绘制横断面设计图修改完设计断面后，按照任务要求进行设计控制、土方控制、绘图控制的选择与设定，之后计算机可以自动出图。成果图见附表3横断面设计图。4.5.3路基计算表“路基设计表”是路线设计和路基设计成果的体现，它是平、纵、横等主要测设资料的综合，在道路设计文件中占有重要地位。4.6路面设计轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴组数交通量1解放CA10B19.460.851双轮组56282东风EQ14023.769.21双轮组27723黄河JN15049101.61双轮组33304沃洛沃N8648551201双轮组11705红旗CA63019.327.91双轮组15000设计年限为15年，车道系数为0.4序号分段时间（年）交通量年增长率167256345当设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时：路面竣工后第一年日平均当量轴次：9070设计年限内一个车道上累计当量轴次：3.181873E+07当进行半刚性基层层底拉应力验算时：路面竣工后第一年日平均当量轴次：9451设计年限内一个车道累计当量轴次：3.315533E+07公路等级为高速公路，公路等级系数为1、面层类型系数为1、基层类型系数为1。路面设计弯沉值：19（0.01mm）。层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）1细粒式沥青混凝土1.40.352中粒式沥青混凝土10.253粗粒式沥青混凝土0.80.184石灰粉煤灰0.60.265石灰土0.250.085石方作为道路工程的一项主要工程量，路基土石方在设计和路线方案比选中是衡量道路设计和测量的主要经济指标之一。土石方数量计算与调配的主要任务由计算路基土石方工程数量、合理进行土石方调配、计算土石方运量等部分组成。给编制施工组织、施工计量、施工概预算提供了充分依据。由于实际的地面形状复杂多样，所以填挖方不是理论计算上规则的几何体。因此土石方数量计算只能是近似拟合的，计算数据的精度取决于中桩间距、测绘横断面时的采点密度和计算公式与实际的接近程度等。本设计中采用的计算方法是平均断面法，计算机会自动完成。下面主要论述土石方调配。5.1土石方调配要求土石方调配是指路基挖方合理移作填筑路堤，以及适当地布置取土坑及弃土坑的土石方调运量计算工作。土石方调配的目的是为确定填方用途的来源，挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量等。通过调配，合理地解决各路段土石方平衡和利用，使从路堑挖出的土石方，在经济调运条件下移挖作填，避免不必要的路外借土和弃土，以减少耕地占用，降低道路造价，减少对环境的破坏。（一）土石方调配原则(1)在半填半挖断面中，首先应考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，再作纵向调配，以减少总的运输量。(2)土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般不跨越深沟调运,尽可能避免和减少上坡运土。(3)为使调配合理，必须根据地形和施工条件，选用适当的运输方式，采用合理经济运距，以确定工程用土是调运还是外借。(4)土方调配“移挖作填"要考虑经济运距，综合考虑弃方或借方占地、赔偿青苗损失及对农业生产的影响等。有时移挖作填虽运距超出一-些，运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影响农业生产，综合考虑是有利的。(5)不同的土方和石方应根据工程需要分别调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。(6)位于山坡的回头曲线路段，优先考虑上下线的土方竖向调运。(7)土方调配对借土和弃土应事先同地方协商，妥善处理。借土应结合地形农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田、整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。5.2土石方调配方法土石方调配方法有土石方计算表调配法、调配图法及累积曲线法等，由于土石方计算表调配法不需要绘制累积曲线图和调配图，并且可以直接在土石方表上实施调配，这种方法的优点是简单便捷、清晰明了、符合精度要求，所以目前在生产上得到了广泛地采用。土石方计算表调配法又可以细分为逐桩调运法与分段调运法。本次设计采用分段调运法，分配过程都在计算机上自动完成，分配时的首要原则是优先使用土方。土石方计算表调配法的应用是按以下步骤进行的：(1)土石方调配是在土石方数量计算与复核后进行，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等标注在表旁，供调配时参考。(2)掌握各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，确定利用填缺与挖余数量。(3)在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采用的运输方式定出合理经济运距,供土石方调配时参考。(4)根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟订调配方案。方法是逐桩逐段将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内利用，并将具体调运方向和数量用箭头标注在纵向利用调配栏中。(5)经纵向调配，如仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。(6)土石方调配后，应按下式复核检查:横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+借方=填方+弃方以上检查是按照逐页进行复核的，如有跨页调配，须将其数量考虑在内，复核可以发现调配过程与计算过程是否有误，经过校核无误后，即可以分别进行计价土石方数量、运量和运距等，为编制施工预算提供土石方工程数量。6方案比选本项目厦蓉高速公路K5+000～K10+000段路线，路线整体地势为前低后高，且路线依山傍水，一路要过河架桥、开山凿隧。因此在经过综合分析、反复研究后，给出了四个方案进行比较。方案一从路线右侧下行穿过白家庄后，一共四次架桥穿越横河，两次经过隧道。方案二从路线中侧经过白家庄左侧后，同样经过横河穿山经过三百多米的隧道再经过横河后，经过隧道后第三次经过横河后爬坡上山，第四次架桥穿过横河接直线进入长隧道直到路线终点K10+000。方案三从路线左侧沿山布线，穿过横河架桥后经过山嘴上行再经过横河一路爬坡后，穿山进入较长的隧道后第三次经过横河沿后直行沿着半山腰爬坡，第四次架桥过横河后同样直行一段距离后进入长度为一千五百米左右的长隧道到达路线终点。方案4从路线左侧缓慢爬坡穿山进入隧道后架桥避开横河，在经过一段直线后再次穿山进入隧道爬坡，架桥穿过横河沿着半山腰逐渐爬升，第二次经过架桥横河直行后接方案3到达路线终点。路线布设方案一先从高程为523米的半山腰起点处一路下坡然后经一段直线到达高程为460米左右的地势较平坦地区，且到达控制点一。通过第一个平曲线，然后逐渐向上爬升第一次架桥通过横河，控制高程在460米以上穿山行经第一个隧道，隧道长约三百五十米左右。第二次架桥经过横河，穿过居民建筑物和梯田后处于直线段逐渐爬升到达第二个控制点，控制点高程为485米左右，前方为山脊。通过第二个平曲线，沿着半山腰缓慢爬坡第三次架桥经过横河，此时控制高程在490米以上。沿着山脚一路向上到达第三个控制点，控制点高程为478.5米，通过第三个平曲线后接着架桥第四次通过横河，此时路线标高控制在505米以上。通过横河后接着一个长隧道到达路线终点。方案二样从相同起点出发沿山势缓慢下坡达到控制点一，控制点高程为467.4米，处于山脊附近。通过第一个平曲线后逐渐上坡，第一次通过架桥穿山。由于这座山的地势走向为前后高、中间低，此时路线标高控制在475米左右，因+路线前半段经过的山脊的最高点的高程为488米左右，因此可以采用深挖的方式达到路线标高。而路线后半段经过的山脊最高点的高程为507米左右，超出了道路填挖的最大限制，因此只能采用布设隧道的方式通过。但与方案一相比，本方案的隧道长度较短，所以更加经济合理。路线隧道后第二次架桥通过横河并且缓慢爬升，经过一段长直线，穿过居民建筑物河梯田到达第二个控制点，控制点高程为483米。通过第二个平曲线的图纸进入隧道后，第三次架桥通过横河且逐渐爬坡，路线标高控制在490米以上。通过横河后经过山脊一侧开始穿山进入隧道，第四次架桥通过横河后再次进入长隧道到达路线终点。方案三起点开始沿着山脉经直线缓慢下坡，到达第一个控制点，控制点高程为469米左右。通过第一个平曲线开始逐渐爬升第一次通过横河后，路线切着山嘴通过的最高点高程为477.5米左右，而此时的路线控制标高为475米以上。因此采用浅挖方式通过并第二次架桥穿过横河，过河后经过一段直线上坡进入第二个平曲线和隧道，隧道标高控制在500米以上。通过隧道后架桥通过横河并且沿着山脚向山腰逐渐爬升到达第三个控制点，控制点高程为498.7米左右。切着等高线通过第三个平曲线后，在直线段上第四次架桥穿越横河。过河后经过一段直线在进入最后一个平曲线中的缓圆点后开始穿山进入长隧道直接到达路线终点。方案四始通过一段较长直线先下坡再爬升到达第一个控制点，控制点高程在545米左右，并且开始穿山进入隧道通过第一个平曲线，此时路线控制标高在485米以上。虽然不用穿过横河，但是由于河岸和控制点一高程差距过大无法拉坡，因此还是要架桥通过这段河岸。经过河岸后通过隧道进入第二个平曲线，此时隧道高程控制在490米以上。出隧道第一次架桥通过横河并且从山脚向山顶逐渐爬升穿山进入较长隧道。此时路线标高控制在500米以上，出隧道后第二次架桥通过横河，且桥梁控制高程应在520米以上。过桥后经过直线段后在进入最后一个平曲线后穿山进入长隧道直到终点。地形、地质条件方案一路线前段地势较平坦，架桥通过一个U形河道以及挖隧道穿过一座山。但由于高程较低与路线后半段的高差过大，导致拉坡时难以符合最大纵坡限制的要求，必须在路线前半段提高路线标准高程，所以只能通过在路线前段设置高架桥来达到提高标准高程的目的。而方案一的路线中段主要是沿着山脉的山脚布设路线，由于路线后端主要处于山脉，因此采用长隧道贯穿通行。方案二路线前段比方案一地势起伏较大，但整体比方案一的高程较高，因此与路线中段和后段的高差可以满足纵断面拉坡时的最大纵坡限制的要求。但方案二的路线中段先经过一个段隧道再穿过横河从山脚向山顶爬升，最后从山顶通过，高程比方案一从山脚通过的高程高很多。因此超过了填挖高度的最大限制，只能设置隧道通过。后段同方案一大部分位于山脉，因此采用长隧道通过，但隧道比方案一的长度短。方案三路线前段大部分处于丘陵地区，地势总体起伏不大，前面高、后面低。穿过一个U形河道以及山嘴，高程比方案二更高且与路线中段高程衔接的更好。路线中段先经过一段隧道再穿越横河从山脚向半山腰逐渐爬升。路线后端同样大部分处于山脉，因此再架桥通过横河后直行爬升一段距离后进入长隧道，隧道比方案二的长度更短。方案四路线前段同样处于山丘地带，