交通土木工程系论文.doc

湘潭大学毕业设计说明书题 目：益阳市桃江至马迹塘公路设计k43+000k46+000路段学 院：土木工程与力学学院专 业：土木工程（交通土建）学 号：2006800228姓 名：李跃新指导教师：刘正才完成日期 2010.05.302006级土木工程专业毕业设计任务书（道路工程方向）一、毕业设计目的与要求 目的：毕业设计是实现工科学生培养目标的重要的实践性、综合性教学环节。它是对学生所学知识的综合训练，也是对知识转化为能力的实际测试；对培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，全面提高毕业生的素质，使之能较快地适应工程实践的需要起着极其重要的作用。要求：在老师的指导下，在毕业设计时间内，要求每个学生独立完成设计任务。二、毕业设计题目：益阳市桃江至马迹塘公路设计设计者按指导教师指定的路线起终点，起点桩号自拟路名，根据地形、地质等条件选择一条符合技术标准及要求的路线进行相关内容的设计和计算，设计里程不小于3km。三、开题报告开题报告的要求:1) 课题设计现状和发展趋势；2) 本设计的目的和指导思想；3) 本设计的目标和基本内容；4) 本设计的重点与难点，拟采用的途径；5) 设计规划与进度安排；6) 字数不少于3000；7) 要求手写。四、技术标准本设计一律执行：1) 公路工程技术标准（jtg b012003）2) 公路路线设计规范(jtg d20-2006) 3) 公路路基设计规范(jtg d30-2004)4) 公路水泥混凝土路面设计规范(jtg d40-2005)5) 公路沥青混凝土路面设计规范(jtg d50-2007)6) 公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）7) 公路工程预算定额（jtg/tb06-02-2007）五、相关资料1) 路线所经地区1：2000航测地形图（详见电子地形图附件1）；2) 路线为益阳市桃江至马迹塘之间的某段公路；3) 路基土壤为中液限粘土，地下水位距挖方后地面的最低水位为3.45米，最高水位为0.8米，多年最大道路冻深为180cm；4) 有关当地的地质、水文、气象查阅相关文献资料；5) 沿线地方材料有碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等，其他沥青、水泥、矿粉等需外购；6) 土基回弹模量和路面材料回弹模量及材料强度试验资料如下：土基回弹模量：用d=30cm刚性承载板测得弯沉值（已考虑影响量）：p(mpa)0.050.100.150.200.250.30t(0.01mm)287295120165沥青路面材料抗压回弹模量：材料名称20抗压回弹模量(mpa)15抗压回弹模量(mpa)15劈裂强度(mpa)epep细粒式沥青混凝土 182818027283201.2中粒式沥青混凝土14289021281701.0粗粒式沥青混凝土928601428700.8基（垫）层材料抗压回弹模量：材料名称抗压回弹模量(mpa)劈裂强度(mpa)ep水泥稳定砂砾25282200.5水泥稳定碎石30287600.6水泥石灰砂砾土15282400.4二灰稳定砂砾26287000.7二灰稳定碎石27286000.6水泥混凝土抗折强度：水泥混凝土标准试件抗折强度实验最大破坏压力（kn）分别为：39. 80; 41.20; 40.65; 41.78; 42.05; 41.877) 材料预算单价及机械台班费用查相应定额。8) 交通组成：本路建成初期每日双向混合交通量组成及交通量汽车车型日交通量（辆/d）东风eq1401428黄河jn150124黄河jn253228东风sp9250350北京bj1301028日野kb222569桑塔那20001728预计年平均交通量增长率为5；六、设计内容主要设计内容如下表：序号设计项目要求备注1技术等级及标准的确定按照公路工程技术标准选定，要求对技术指标分析论证。2纸上定线在地形图上选择路线至少2个方案并简述理由；进行路线方案比较并提出推荐方案。交手稿3路线平面设计（选定路线）进行交点坐标和导线方位角设计；平曲线设计；里程桩号的详细推算；路线平面图的绘制。4路线纵断面设计（选定路线）转坡点位置的确定；坡度和坡长设计；竖曲线设计；纵断面图的绘制。5排水设施设计排水沟、截水沟、盲沟等沟渠设计选典型沟渠进行水力计算6路基横断面设计路幅设计（宽度和路拱横坡）；超高和加宽设计；边坡设计；路基设计表；视距检查，路基土石方计算及调配；路基横断面图的绘制。每20m取一断面7路基稳定性验算 高路堤、深路堑需进行边坡稳定性验算及软土地基稳定性验算并提出加固措施8典型挡土墙设计和计算完成某段挡土墙设计和计算及全线挡土墙设计一览表及其工程数量9典型涵洞设计和计算选择某典型断面的涵洞进行设计和计算及全线涵洞设置一览表10交叉口设计如有路线交叉，需绘交叉口平、纵、横断面图11路面结构设计及计算设计沥青路面和水泥混凝土路面两者比选12选定路线工程预算计算工程量和材料用量并完成工程预算注.沥青路面设计内容包括：1）进行轴载换算，确定路面设计弯沉值；2）拟定路面结构组合方案，进行方案比较；3）确定路基路面结构层设计参数；4）按三层体系简化法或设计程序确定路面结构层尺寸；5）按三层体系简化法或设计程序验算结构层底面拉应力和表面剪应力；6）各结构层材料组成设计；7）提出各结构层的施工技术要求及质量标准；8）计算工程量和材料用量。水泥混凝土路面设计内容包括：1）进行轴载换算，推算设计年限内标准轴载累计作用次数；2）进行路面结构组合设计；3）确定路面结构层设计参数；4）确定混凝土板的平面尺寸和厚度；5）进行接缝构造、配筋设计；6）各结构层材料组成设计；7）提出各结构层的施工技术要求及质量标准；8）计算工程量和材料用量。七、应提交的设计文件1、开题报告2、设计说明书设计说明书中应包括如下内容：中英文摘要第1章 设计任务和沿线自然条件第2章 纸上选（定）线第3章 线路设计1）平曲线设计（第一个曲线完整列出计算过程，其它以表格体现） 2）竖曲线设计（第一个曲线完整列出计算过程，其它以表格体现） 3）横断面设计（第一个曲线完整列出计算过程：超高、加宽、视距检查）4）路基设计（路基设计表）5）路基土石方计算与调配第4章 路基工程设计1）排水设计2）路基稳定性验算3）挡土墙设计4）涵洞设计第5章 路线交叉设计（若有）第6章 路面设计第7章 工程预算第8章 设计总结（包括展望与致谢）参考文献3、图纸内容比例要求补充说明路线平面设计图1：2000a3机绘图分段打印需提交纸上选（定）线手绘图路线纵断面设计图1：200300（纵）1：2000（横）a3机绘图分段打印路基标准横断面图、1km逐桩横断面图（典型地段）1：200a3机绘图路基排水沟渠大样图设计1：1050a3机绘图挡土墙设计详图1：100a3机绘图涵洞设计详图1：100a3机绘图沥青路面结构设计图1：1001：1050（详图）a3机绘图，对于水泥混凝土路面需绘接缝构造图水泥混凝土路面结构设计图八、毕业设计进度安排阶 段内 容备 注第一阶段毕业实习2010年3月1日3月5日毕业实习及撰写开题报告（1周）毕业实习动员（时间3月1日）第二阶段毕业设计成果撰写过程2010年3月8日3月21日纸上定线及公路平面设计（2周） 集中辅导1次（指导老师4月5日提交线路设计部分成绩）2010年3月22日3月26日公路纵断面设计（1周）2010年3月29日4月2日公路横断面设计（1周）2010年4月5日4月9日路基排水设计（1周） 集中辅导3次（指导老师5月6日提交路基路面设计部分成绩）2010年4月12日4月23日挡土墙及涵洞设计（2周）2010年4月26日5月7日路面设计（2周）2010年5月10日5月21日工程预算（2周）（指导老师5月24日提交工程预算部分成绩）第三阶段毕业设计答辩2010年5月24日5月28日修改、完善所有毕业设计成果，准备毕业设计答辩指导老师5月28日提交参加第一次答辩学生名单。不参加第一次答辩者需提交书面申请。2010年5月31日6月2日第一次毕业设计答辩指导老师审查合格并同意参加答辩者方可参加答辩。2010年6月9日6月10日第二次毕业设计答辩第二次答辩通过者，成绩一律评为“及格”并在毕业设计鉴定表上注明： “该生第二次答辩合格”。九、毕业设计的管理与成绩评定要求1、 在学校规定的上课时间应在规定的教室做设计，外出者必须事先向指导老师说明情况并按学校规定办理请假手续。点名缺勤达到30%者（含请假、迟到、早退），取消毕业设计答辩资格。 2、本毕业设计分为三个阶段：毕业实习、毕业设计成果撰写、毕业设计答辩。毕业设计成果撰写阶段分为四个过程：路线设计、路基部分设计、路面部分设计、工程预算，在这四个过程中，需提交四次阶段性成果。3、学生毕业设计最终总成绩由毕业设计成果撰写过程中的阶段性成绩和毕业设计答辩成绩综合评定。4、上述四个阶段性成绩，有两次以上（含两次）成绩评为不及格者，该学生的毕业设计最终总成绩评为不及格。- 61 -毕业论文（设计）评阅表学号 2006800228 姓名 李跃新 专业 土木工程（交通土建方向） 毕业论文（设计）题目：益阳桃江至马迹塘二级公路k43+000k46+000设计评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价该毕业设计选题符合培养目标，能较好地体现土木工程学科、专业特点和教学计划的基本要求，能达到综合训练的目的，难度适中。体现了一定的查阅文献、综合归纳资料、综合运用知识的能力；具备一定的设计、计算、分析与计算机应用能力。图表较完整，图面较清洁，文字较通顺。工作量较饱满，计算书、图纸达到规定要求。评阅人：刘 正 才2010年5月30日 湘 潭 大 学 毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2006800228 姓名： 李跃新 专业：土木工程（交通土建方向）毕业论文（设计说明书） 72 页 图 表 51 张论文（设计）题目：益阳桃江至马迹塘公路设计k43+000k46+000路段内容提要：本次设计任务是益阳桃江至马迹塘某段3公里长二级公路，所要完成的设计有：选择路线线形、平曲线要素计算、竖曲线要素计算，横断面设计（主要是超高和视距检查）及绘制路线平面设计图、纵断面设计图、做土石方调配、路线超高计算、挡土墙设 计、设计路面结构包括（混凝土路面和沥青路面）、路面防护工程设计、小桥涵设计和路线交叉设计。根据当地地势情况设置路线并要满足二级公路的线型要求，在设置竖曲线时考虑到平纵结合，做到“平包竖”，竖曲线的起终点在缓和曲线的两个缓和曲线范围内，而且要考虑到填挖平衡，尽量减少远距离的土石方运输。为了不影响当地农业灌溉和合理设置路基排水，本设计设置了4个钢筋混凝土圆管涵。在设计路基的同时，为了保证路基及边坡的稳定性，设置了7.0米高的挡土墙，挡土墙型式采用了常见的自重式，挡土墙在抗滑、抗倾覆等方面经验算，完全符合要求。通过这次设计，我从整体上对所学的知识进行了一次系统的梳理，对所学的知识有了更深刻的了解，这对我以后的工作将大有裨益。设计过程本身就是一个不断学习的过程，翻阅了大量的设计规范和参考书籍，了解和掌握了许多规范中规定的东西。此次设计，让我了解了许多新的设计理论、方法和思想。认识到做设计必须依标准规范而行，不能存在半点马虎侥幸心理。这些都将是我第一次接触这么一个相对较大的设计课题，还是不能够全面照顾， 统筹安排，经常是顾此失彼。另外，通过这次设计，深刻体会到了计算机作为辅助设计工具的重要作用。它把我们从繁重、枯燥的计算中解放出来，从而有更多的时间和精力投入专业知识的学习及规范的熟悉中。总而言之，通过此次毕业设计，让我为以后的工程部工作打下了一个坚实的基础。指导教师评语该生能按照毕业设计任务书的要求，独立完成毕业设计任务，体现了一定的设计、计算与绘图能力。建筑设计方案、结构选型与结构布置、施工组织设计方案较合理，结构概念基本清楚，计算过程正确，图面较整洁，毕业设计成果达到规定要求。该生设计态度端正，基本能按照设计进度如期完成各阶段的设计任务，设计中遵守纪律，勤学好问。但计算中和图纸上存在少量错误，制图有不规范的地方。同意其参加答辩，建议成绩评定为中。指导教师： 刘 正 才 2010年 6月3 日 答辩简要情况及评语方案设计、结构布置较合理，计算过程较正确，图面较整洁，设计成果达到规定的要求。答辩汇报较清楚，有一定的表达能力，回答问题较准确，同意通过毕业设计答辩。答辩成绩评定为中。答辩小组组长： 刘 正 才 2010年6月8日答辩委员会意见答辩委员会主任 年 月 日目 录2006级土木工程专业毕业设计任务书i毕业论文（设计）评阅表vi毕业论文（设计）鉴定意见vii第1章 设计任务和沿线自然条件- 1 -1.1沿线自然条件- 1 -1.2道路等级的确定- 1 -1.3查相关资料确定主要技术标准- 2 -第2章 线路设计- 4 -2.1 公路平面设计- 4 -2.2 纵断面设计- 8 -2.3 横断面设计- 12 -2.4 视距检查- 16 -2.5公路路基设计- 17 -2.6 路基土石方的计算与调配- 19 -2.7路线交叉设计- 21 -第3章公路排水设计- 23 -3.1路基排水设计- 23 -3.2边沟设计- 23 -3.3 截水沟设计- 24 -3.4排水沟设计- 26 -第4章 挡土墙设计- 27 -4.1概述- 27 -4.2挡土墙的计算与验算- 28 -4.3边坡稳定性分析- 33 -第5章 涵洞设计- 35 -5.1涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点- 35 -5.2涵洞的布置与计算- 35 -5.3涵洞选用原则- 35 -第6章 路面结构设计- 40 -6.1概述- 40 -6.2水泥混凝土路面设计- 40 -6.3沥青混凝土路面设计- 46 -6.4水泥混凝土路面与沥青混凝土路面比选- 53 -第7章 工程概算- 54 -7.1概预算的作用及文件组成- 54 -7.2概预算文件的编制步骤- 54 -7.3设计成果- 55 -第八章 设计总结- 58 -益阳桃江至马迹塘公路设计摘 要本设计的主要内容为桃江至马迹塘（k43+000k46+000)二级公路设计。设计的目的是在所提供的地形图上，采用纸上定线的方法，并根据交通量数据、地形情况等其他资料确定设计的公路等级，做出相应的设计，以此加深对公路设计原理和方法的认识。本设计包涵工程概况、主要设计技术指标、路线设计（包括选线、平曲线设计和竖曲线设计）、路基设计、路面设计、排水设计、挡土墙设计及涵洞设计通过本次设计，加深了我对道路设计基本理论和重要概念的理解，熟悉具体设计的计算内容、步骤和方法，使大学期间所学的理论知识与实践较好地结合起来。关键词： 平曲线设计；竖曲线设计；排水设计；路基路面；挡土墙；桥涵abstractthe main contents of this design is thetaojiang to the majitang (k43+000k46+000)segment. the purpose of this design is on a providing geography diagram, settle the linear method on the adoption paper, and make sure the highway grade design according to traffic volume and geography circumstance ,etc. doing the homologous design, so as to deepen the knowing of the principle of the highway design and method.this design includes the engineering general situation, main design technique index sign, route design( includes choosing the lane, horizontal curve designing and vertical curve designing), roadbed design, roadway design, drainage design and revetment design,and revetment protection design.through this designing course, i have a deeper comprehension of the basic theories and the important concept of the road, and i am familiar with the calculation contents, steps of the design and method which makes learning theories in university and practice more easily to be put together.key words: horizontal curve designing; vertical curve designing; roadbed and roadway; revetment; bridge and culvert.第1章 设计任务和沿线自然条件1.1沿线自然条件该线路位于湘中偏北,资江下游,属山、岗、丘、平原并有的丘陵地。西南、西北多山,东北地势平坦,平均海拔200米。是雪峰山余脉向洞庭湖平原过渡的环湖丘岗地带，属亚热带季风性湿润气候，全年日照1579.6小时，降水量1400-2000毫米，平均气温16.6。路基土壤为中液性粘土，地下水位距挖方后地面的最低水位为3.45米,最高水位为0.8米多年最大道路冻深为180厘米。1.2道路等级的确定为了满足经济发展、规范交通量、路网建设和功能的要求，公路必须分等级建设。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。其中，一、二级公路的性质如下：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1500030000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30007500辆以上，专供汽车行驶的公路。1.由标准及资料 表1-1 路段初始年交通量 东风eq140黄河jn150 黄河jn253东方sp9250北京bj130日野kb222桑塔纳2000142812422835010285691728由公路工程技术标准规定：交通量换算采用小客车为标准车型。表1-2 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的货车拖挂车3.0载质量14t的货车2.交通量计算 初始年交通量由表1-1和表1-2可得：3.确定公路等级 先假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量： 再假定该公路远景设计年限为20年，则远景设计年限交通量：由上述一、二级公路性质得知、均满足要求，由于本路段公路为具有集散功能的路线，查公路工程技术标准，取该公路远景设计年限为15年，拟定该公路为二级两车道公路，设计车速为60km/h。1.3查相关资料确定主要技术标准1.服务水平二级公路：三级服务水平2.建筑限界 （当l1m时，e=l；当l1m时，e=1m）3. 路线a.车道宽度当设计车速为60km/h时，车道宽度为3.5m。b.二级公路无中间带c.路肩宽度值表1-3 路肩宽度一般值（m）最小值（m）右侧硬路肩宽度0.750.25土路肩宽度0.750.5d.二级公路的连续上坡路段，当通行能力运行安全受到影响时应设置爬坡车道，其宽度为3.50m；连续长陡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道。e.路基宽度路基宽度（m）：一般值：10 最小值8.5（双车道）：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。：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。:二级公路因交通量、交通组成等需要设置慢车道的路段，设计速度为80km/h时，其路基宽度可采用15.0m；设计速度为60km/h时，可采用12.0mf.停车视距：75m;会车视距：150m;超车视距：350mg.圆曲线最小半径（m）：一般值：200 极限值125 不设超高最小半径：当路拱2.00%时为1500m；当路拱2%时为1900m。h.最大纵坡：6%;最小纵坡：一般情况下以采用不小于0.3%为宜j.最小坡长：150m 表1-4 坡长纵坡坡度（%）345最大坡长（m）12001000800连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡长度的规定。 k.竖曲线最小半径和最小长度 表1-5 竖曲线半径与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）50l.设计洪水频率取值表1-6 设计洪水频率设计车速60km/h桥梁设计荷载公路级设计洪水频率特大桥1/100大、中桥1/100小桥、涵洞、路基1/50第2章 线路设计2.1 公路平面设计2.1.1 选线设计1.选线的基本原则：路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应，在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。选线应注意同基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园；要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调；选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响；选线应综合考虑路与桥的关系。2. 选线的步骤和方法：a. 选线 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。b. 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总方向、等级及其在道路网中的任务和作用。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。c. 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。d.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。e.方案比选：在3公里的路线设计中有许多路线走向可以选择，根据已确定的路线的大概走向，综合考虑地形状况和技术经济指标后，选定了三套方案。在k43+000-k46+000这一段路线中，整体地势是左边低右边高，左边500米多为良田和河流，地势平坦，因此这一段采用直线，往右近2000米多为山岭，为减少工程量，在k44+400-k45+500这一段采用旧路改造，其他路线尽可能采用两山坡间的山沟地段，最后500米地势较平坦，尽量不占用良田，保持线路的整体协调和优美即可。表2-1 方案比选方案方案一方案二方案三优缺点优点：线型合理 优美 挖填方适中 占用农田少 合理利用旧路 工程量小优点：合理利用旧路 挖填方少 工程量小 缺点：占用农田过多优点：线型简洁优美 占用良田少缺点：工程量大综合比较表2-1，最终选定方案一。2.1.2平曲线设计1平面设计原则平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。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。保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。应避免连续急弯的线形。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。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：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。这种线形是经常采用的。例如设计中的大多数点都是应用这个的。如下图一。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设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。标准规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，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，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。在设计的时候要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。图2.1 平面曲线计算图示缓和曲线切线增值（2-1）圆曲线的内移值（2-2）切线长（2-3）平曲线长度（2-4）外距（2-5）校正值 （2-6）平曲线主要参数的规定根据公路工程技术标准jtg b012003的规定表2-2 路线限值公路等级二级地形微丘圆曲线一般最小半径（m）200圆曲线极限最小半径（m）125平曲线最小长度（m）100缓和曲线最小长度（m）60平曲线计算（以第一个交点为例）图2-2 平曲线简图如图，已知=362614.6，取圆曲线半径r=600m，=120m。a.曲线几何元素的计算:b.曲线主点桩号计算及校正: 在地形图上jd1为起点，jd1与jd2之间距离为807.386m，即得jd1=k43+000, jd2=k43+807.386。则 由此可见计算过程完全正确。其它交点要素见表2-3。表2-3 各交点要素交点jd圆曲线半径(m)前缓和曲线长度(m)后缓和曲线长度(m)圆曲线长度(m)外距(m)前切线(m)后切线(m)1600120120261.57132.718257.796257.79623808080355.20972.962285.425285.4253150000504.08221.427254.440254.440c.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，再根据地形的平坦与复杂程度，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），并且测量出各个转角点的度数，再根据公路工程技术标准的规定，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。 2.2 纵断面设计2.2.1概述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。2.2.2 纵断面设计的原则1.纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。2.纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。3.平面与纵断面组合设计应满足：a.视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。b.平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。c.平、纵线形的技术指标大小应均衡。2.2.3 纵坡设计的要求设计必须满足标准的各项规范1.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。2.沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。3.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。4.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。5.对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。 2.2.4 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（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。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。2.2.5 竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。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。标准规定如表2-4。表2-4 竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)停车视距st(m)缓和冲击lmin=v2w/3.6视距要求lmin=s2tw/4采用值lmin标准规定值极限最小半径rmin一般最小半径竖曲线最小长度60751000w1406w1000w2000140050凹形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)停车视距st(m)缓和冲击lmin=v2w/3.6夜间行车照明桥下视距采用值lmin标准规定值极限最小半径rmin一般最小半径60751000w1036w209w1000w10001500选第二个竖曲线为例计算图2-3 竖曲线简图a根据设计得知: （为负说明是凸形曲线）拟定r=10000m，变坡点2的桩号为k44+510,高程为82.6922m。几何要素计算:竖曲线长度：切线长：竖曲线外距：b设计高程计算：竖曲线起点桩号为(k44+510)-t=k44+332.6高程为竖曲线终点桩号为(k44+510)+t=k44+687.4高程为c竖曲线上纵距h的计算:此处是凸形曲线，设计高程为切线1的高程减去标高改进差切线高程=曲线起点高程+表2-5 竖曲线纵距计算桩号标高改进切线1高程（m）=78.945设计高程（m）k44+332.60078.94578.945k44+36027.40.03753879.523715479.4861774k44+39057.40.16473880.157345479.9926074k44+42087.40.38193880.790975480.4090374k44+450117.40.68913881.424605480.7354674k44+480147.41.08633882.058235480.9718974k44+510177.41.57353882.691865481.1183274k44+540207.42.15073883.325495481.1747574k44+570237.42.81793883.959125481.1411874k44+600267.43.57513884.592755481.0176174k44+630297.44.42233885.226385480.8040474k44+660327.45.35953885.860015480.5004774k44+687.4354.86.29415286.438730880.1445788同时求得其他竖曲线曲线要素为表2-6：表2-6竖曲线要素表交点交点高程（m)起点高程（m)终点高程（m)曲线半径(m)竖曲线长(m)切线长(m)外距(m)159.881462.25463.0166000222.636111.3181.0326372.066873.455671.613520000193.434496.71720.23392.3 横断面设计2.3.1 概述 道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、边沟边坡、截水沟等设施构成的。2.3.2 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。2.3.3 横断面设计指标查规范，得各项技术指标a路基宽度本段道路为二级公路双车道，设计车速为。查公路工程技术标准p15表 3.0.11查得本公路车道的路基宽度一般值为10m,最小值为8.5m，取设计车道宽度为3.5m，由p14 表3.0.5-1知本设计公路的右侧硬路肩宽度为0.752=1.5m，土路肩的宽度为0.752=1.5m，则路基宽度=m。b路拱坡度查（jtj00197）公路工程技术标准p25的表5.0.5得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1%2%，故取路拱坡度为2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。c路基边坡坡度由公路路基设计规范得知，填土路段路基边坡按1：1.5设计；挖土路段路基边坡按1:0.5设计。d平曲线加宽及其过渡对于r250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽，本设计公路r均大于250m，所以不考虑加宽。2.3.4 平曲线超高计