高速公路毕业设计最终版

中国地质大学（武汉）本科毕业设计目录第一章绪论1第一节道路毕业设计的目的和要求1第二节道路毕业设计主要内容1第三节道路设计的原则1第四节本设计所做工作2第二章设计资料分析与整理3第一节道路建设的意义3第二节自然地理条件3第三节区域地质评价4第四节施工条件6第五节道路等级的确定和技术标准论证6第三章路线设计16第一节选线综合设计16第二节路线方案比选19第三节平面线形设计20第四节纵断面设计23第五节横断面设计27第六节土石方的计算和调配33第四章路基路面设计36第一节路基及排水设计36第二节沥青混凝土路面的设计41第三节水泥混凝土路面的结构层次设计51第四节路面方案确定61第六章结束语62致谢63参考文献64中国地质大学（武汉）本科毕业设计1第一章绪论第一节道路毕业设计的目的和要求111毕业设计的基本目的毕业设计是培养学生综合运用所学知识和技能，分析与解决实际问题的能力，是学生受到工程技术和科学技术的基本训练以及工程技术人员所必需的综合训练，并相应地提高各种能力，如调查研究能力、理论分析、设计计算、绘图、试验、技术经济分析、撰写论文和说明书等，通过毕业设计可使我们初步形成经济、环境、市场、管理等大工程意识，培养我们实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。112道路毕业设计的基本要求公路与城市道路工程专业毕业设计，要求学生在老师的指导下完成某一路段实际工程的全部或部分设计任务，在公路与城市道路的路线方案拟定、路线平纵横设计、桥涵选型与设计、挡土墙等结构物布置、交叉口规划与设计等各个方面都得到锻炼。一、通过毕业设计，进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、结构设计、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力。二、成果要求每位学生应提交设计说明书、计算书和相关图纸。说明书应参照工程设计说明书的格式撰写，力求简明扼要、说明问题、文理通顺、条理清楚。第二节道路毕业设计主要内容道路工程从立项到设计一般包括预可行性研究、工程可行性研究、初步设计和施工图设计等四个阶段。对于初步设计或施工图设计，其内容包括路线、路基路面、桥梁、涵洞、隧道、路线交叉、沿线设施、环境保护、筑路材料、施工方案等。毕业设计阶段由于时间的限制，根据教学的要求，对设计的内容有所侧重或省略。第三节道路设计的原则道路是一种带状的三维空间结构物，包括路面、路基、桥涵、隧道等工程实体。道路设计是从几何和结构两大方面进行研究的。中国地质大学（武汉）本科毕业设计2在几何方面，道路设计内容包括平、纵、横三面几何线形设计。所选线形必须满足平缓要求，使车辆能最大限度发挥速度优势，同时乘客感觉到舒适和快捷。平面上设缓和曲线和超高，纵断面上坡度以及坡长的限制等等都是技术保证。在结构方面，对上述路面、路基、桥涵、隧道这些工程设计的要求是用最小的投资，尽可能少的外来材料以及合理的养护力量，使它们能在自然破坏和汽车行驶所产生的各种力作用下，在设计年限内保持使用质量。第四节本设计所做工作本设计正是基于以上道路设计的基本原则，运用所学的基础理论如道路勘测设计、路基路面设计、桥梁设计，按照任务书的要求完成的。主要工作如下1、道路选线。根据山岭区选线的原则，综合考虑技术标准、国家政策、社会影响、道路美学以及其他制约因素，进行纸上定线。2、路线设计。该部分是核心内容。设计基础是国家路线设计的相关规范，依次对道路平，纵，横三面设计，设计成果体现在图纸和数据表格中，附加内容是土石方的计算和调配。3、路基路面设计。路基路面是道路的主要工程结构物。该项设计必须保证路基路面能满足承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度和表面抗滑性能。该设计的重点在于路基的设计、路面厚度的设计。本设计中分别对沥青混凝土和水泥混凝土进行了厚度选择和承载力验算的设计。中国地质大学（武汉）本科毕业设计3第二章设计资料分析与整理第一节道路建设的意义211孝襄项目概况孝襄高速公路是我国西部大通道之一的银（川）武（汉）大通道的重要组成部分，同在建的襄荆、沪蓉高速公路形成一个覆盖湖北省70GDP的“大三角经济圈”。武汉、十堰、宜昌是湖北省的三个重要工业城市，形成一个“大三角”；武汉、襄樊、荆州这三个城市围成的“小三角”又是湖北省的粮、棉产区和鱼米之乡。无论是“大三角”还是“小三角”，孝襄高速公路都是它们不可缺少的一边。孝襄高速公路把湖北省这些经济最发达的城市和地区“环”起来，形成带动湖北经济繁荣、社会发展的“金三角”。从国家高速公路网布局图来看，孝襄高速公路是连接武汉至西安的最短连接线，必将成为国家高速公路网规划的18条东西纵向线中，福州至银川的主要组成部分。事实上，通往陕西的十漫高速建成后，经由孝襄高速公路，武汉到西安只需要7小时，而目前无论是走公路还是铁路，武汉到西安都要绕道河南，耗时都在15小时以上。本次道路设计选择孝襄高速湖北孝感至安陆段，起点为湖北孝感市孝南区，终点为湖北安陆市，根据所提供的交通量和地形图资料自定公路等级分段进行该段公路设计。212项目建设的必要性1、本项工程是现代化新城区建设的需要；2、本项工程是完善城市集成是乡镇间发展规划、落实总体布局的需要；3、本项工程是建设完善道路交通系统的需要；4、本项工程是改善投资环境和市场环境的需要；5、本项工程是地区可持续发展的需要。因此，孝安高速公路工程的建设是十分迫切的，此路线是我国交通发展战略的重要组成部分，对于城市道路网结构的完善，缓解东西向交通压力，促进孝感和安路的经济发展和社会进步，带动沿线经济发展，实现城市战略发展目标，将具有积极的现实意义和深远的历史意义。第二节自然地理条件221地形地貌路线总体呈现出东南低西北高的走势，跨越了两个地貌特征区。孝南、孝昌、云梦及中国地质大学（武汉）本科毕业设计4安陆以东路段位于江汉平原北部边缘，地形开阔平坦，为剥蚀堆积垄岗平原区，地面高程在2080米之间。安陆以西及随州市境路段位于大洪山北部，地势较高，为构造剥蚀低山丘陵区，地面高程稍高，高程在100165米之间。影响勘测区的河流有环水、府河、滚子河等，勘测区内无天然湖泊，但兴建有较多的中小型水库，如清水河水库等。222气象路线所处地区属于亚热带大陆季风性湿热气候，日照充足，降水丰富，四季分明，无霜期长，多年平均降霜日56天，平均结冰日52天，均以一月份出现日数最多，年平均气温1517，极端最低气温172，历年最高气温达41，夏季湿热，冬季干冷，年平均降雨量8451200毫米，最大年降水量为1245毫米，最小年降水量为474毫米，相差263倍，区内洪涝及干旱等灾害均较严重，每年6至8月间多雨时期路线经过区的主要河流及湖泊水势猛涨，其中以襄阳唐白河流域受灾最为严重，本地区年平均风速1533米/秒，最大风速为296米/秒。第三节区域地质评价231区域地质稳定性评价路线区跨越昆仑秦岭区和扬子区两个以及地层区，昆仑秦岭区内主要出露有元古代至下古生代和白垩系上统至第四系的地层，元古代之下古生代的地层构造由混合岩、片麻岩、片岩、千枚岩、板岩及变质基性酸性火山岩组成，尚有大量大理岩、白云岩、灰岩、泥岩、页岩、砂岩、硅质岩和变质砂岩、石英岩等，而白垩系上统至第四系的地层由红层及松散沉积物组成。232不良路段地质情况路线区的不良地质和特殊性岩土主要是膨胀土及岩质边坡的顺层滑动问题。233工程地质评价本路段位于秦岭褶皱系东南部和扬子滩地台北缘中段地区，区内褶皱和断裂均较为发育。构造分区路线自东往西一次经过以下构造分区扬子滩地台两湖断坳江汉断陷区的云应凹陷，秦岭褶皱系南岭冒地槽褶皱带北大巴山随南向斜的随南褶皱束、随州应山复被斜的大狼山褶皱束、襄枣断陷。中国地质大学（武汉）本科毕业设计5云应凹陷是由北西、北北西和北东向三组早期断裂控制的中、新生代断陷盆地，被白垩系上统公安寨组砂岩、砾岩及第四系松散沉积层所填充，并可常见玄武岩夹于公安寨组砂岩、砾岩中；凹陷内地层产状平缓，岩层略有起伏，部分地方形成开阔的向斜和被斜，断裂不甚发育，且规模较小。路线起点对应于该构造分区。随南褶皱束该褶皱束的北界为岩子河李店断裂，南岭为耿集古井深断裂（即襄广断裂），其间广大地区出露着晚元古代早古生代的变质火山沉积岩系，发育一系列北西向的向北倾斜的同斜褶曲与断裂以及基性岩带或岩体，路线经过的主要褶皱河断层有珠宝山倒转被斜、张家畈倒转向斜、柳林倒转被斜、新店倒转向斜、东高庙倒转被斜、大汇角花果尖逆断层、大碑店王家桥逆断层，路线终点对应于改构造分区。区域断裂对路线区影响较大的断裂为襄樊广济断裂及英店青山口断裂，这两条断裂均属于古亚洲断裂体系的秦昆断裂系。襄樊广济断裂是分隔秦岭褶皱系和扬子准地台的规模宏大的区域性大断裂，该断裂走向与路线呈平行状，位于路线西南部，在安陆市东南、云梦县及孝南区等隐伏于白垩第四系之下，且沿断裂岩浆活动迹象明显，在安陆及云梦的白垩系地层中常有玄武岩岩体或岩脉产出。英店青山口断裂是分隔桐柏大别中间隆起和武当随县褶皱带的区域性打断裂，呈北西状分布于路线东北部。234水文地质评价本区域雨量充沛，地表水系发育，水资源丰富，赋有多种类型地下水，主要地下水类型有（1）碎屑岩孔隙裂隙水包括部分河谷平原松散岩孔隙水，含水地层以白垩第三系分布最广，为弱富水区，包括重碳酸钙镁、钙钠型硬水极硬水（德度2035）和重碳酸钙、钙镁型软水（德度48）；（2）和岩浆岩变质岩裂隙水，含水层为元古代下古生代变质岩和岩浆岩，为极弱富水区，属于重碳酸钙、钙镁型软水（德度48）。沿线工程用水便利，水质良好，属于重坦酸行水，矿化度小于05克/升，对混凝土一般不具侵蚀性。235地震本项目路线穿越区域存在300年左右的地震活动周期，未来100年发生6级以上强震的可能性不大，但存在发生少数56级地震的可能。清峰襄樊广济断裂近几年微震较多，但对本测区的影响不明显。另外新构造运动和变形总体表现为大面积抬升与下降，同时兼有被断裂切割的块体的差异活动，中强地震多发生在不同新构造单元的交界带附近，断陷盆地和某些断块的强烈挤压、抬升地段。如丹江水库以河南郑州为基点，平均每年上升1014毫米，以南襄盆地为基点则下降，蓄水后，平均每年下降39毫米，为蓄水前的3倍。本项目路线所穿越的区域属于华南地震长江中下游地震亚区麻城常德地震带。孝感地区地震震级小于47级，地震烈度小于VI度。另根据湖北地震烈度区划图可知，本项目全线地震基本烈度为VI度。中国地质大学（武汉）本科毕业设计6第四节施工条件241区间交通量、公路功能依据交通量预测结果，本合同段远景交通量（2026年）将达35007辆/日，到2026年本段公路仍能提供二级以上服务水平，具有满足设计年限内需要的公路整体功能。242筑路材料（1）石料路线所经地段为低山丘陵区，石料蕴藏丰富，石质为石灰岩。料场岩石部分裸露，覆盖层厚13米，开采运输方便。沿线路两侧计有大中型料场10余处。大、中型料场有孝南区公路段双峰碎石厂、孝昌县门坎岭花山碎石厂、安陆市烟店镇白兆山、双岭等碎石厂、安陆市孛畈镇潘冲碎石厂、安陆市雷公镇曹城石长等，供应的规格，块、片、碎石均有。但目前产量偏小，可根据需求量扩大生产规模。（2）生石灰本路段可用于生产石灰的石料丰富。目前，基本沿线多个石料厂均有石灰，但产量小，生产工艺简单，质量不十分稳定。（3）砂、砾石沿线砂、砾石储量较为丰富，均在环水、府河沿岸砂料厂采购，河砂较洁净，砂料品质较好。（4）水泥当地水泥厂主要有云梦水泥厂、孝感凤凰水泥厂，葛洲坝水泥厂等，生产各种标号水泥。（5）水本项目工程用水主要取自于沿线湖泊、河中，富水期还可就近取用部分堰塘，水源丰实可供，水区良好，运输也方便。（6）电本项目沿线均设有社会电网，因此工程用电65采用电网电力，单价在社会电价基础上增计了供电站费。考虑到社会电网保证率及工程局部电网盲区，本项目35用电采用自发电。第五节道路等级的确定和技术标准论证251道路等级的确定一、公路分级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。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。中国地质大学（武汉）本科毕业设计72、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500015000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；单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400辆以下。二、等级确定1、交通量组成经交通调查，本路段交通量预测如表21。表21交通量预测表年度20062011201620212026远景交通量辆/日700010099133811690619963表22交通组成表型号前轴载KN后轴载KN后轴数轮组数轴距CM交通量辆/日解放CA10B194060851双390东风E420黄河J130长征XD9803710272652双1220260长征CZ36147629072双1320240北京B340跃进NJ1301623831双390渝510日野KB21147510001双260日野KL4002806601双120依士滋TD504228001双260依士滋TD7045010501双350三菱T653EL2555591双140吉尔1642106151双340依发H3A2224861双230斯蒂尔3802906201双470扶桑FU102N44028502双150中国地质大学（武汉）本科毕业设计8延安SX1615464291252双1350320太脱拉111387027402双1200210太脱拉138514028002双1320280皇冠320辆/日，富康190辆/日，红旗320辆/日，奥迪310辆/日2、根据公路工程技术标准规定高速公路以小客车为折算标准。折算系数如表23所示表23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1019座的客车和载质量2T的货车中型车1519座的客车和载质量2T的货车大型车20载质量7T14T的货车拖挂车30载质量14T的货车3、初始年交通量计算表24各汽车车型交通量统计小客车（辆/日）1,0中型车（辆/日）1,5大型车（辆/日）2,0总计北京BJ130340解放CA10B390黄河JN150130跃进NJ130390东风EQ140420长征XD980260渝州130510日野KL400120长征CZ361240皇冠320三菱T653EL140日野KB211260富康190吉尔164340依士滋TD50260红旗320依发H3A230依士滋TD70350奥迪310斯蒂尔380470扶桑FU102N150延安SX161320太脱拉111210太脱拉138280合计32803165492011365日辆拖挂车大型车中型车交通量小客车交通量/1136530201510ON（21）中国地质大学（武汉）本科毕业设计94、确定公路等级16463355698K假设该公路远景设计年限为20年，则远景设计年限交通量N日辆）（）（/3500712061111365110NKNN（22）由远景设计年限交通量日辆/50073N，所以公路等级可以确定为高速公路或者一级公路。再通过项目资料可知本公路要作为交通主干线使用，因此公路等级定为高速公路。5、确定公路车道数与设计远景设计年限交通量与车道数和设计时速的选择见下表25表25高速公路能适应的年平均日交通量计算行车速度四车道六车道八车道120KM/H4000055000600008000075000100000以上100KM/H35000500005500070000700009000080KM/H30000450005000065000650008500060KM/H250004000045000600006000080000根据以上图表及计算和设计材料初步拟定设计道路为高速公路（四车道）设计车速为100KM/H。252道路设计的主要技术标准一、设计车速根据规范行车速度为100KM/H。二、服务水平高速公路作为干线公路,采用二级服务水平。三、横断面设计参数的一般规定1、路基宽度一般值26M，最小值235M2、车道宽度375M3、车道数双向四车道4、爬坡车道高速公路在连续上坡路段设置爬坡车道时，其宽度应为35M5、加速减速车道高速公路一级公路的互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理和养护等与主线相衔接处，应设加速减速车道。其宽度应为35M。6、中间带高速公路一级公路整体式路基必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。中国地质大学（武汉）本科毕业设计10表26中间带规范规定参数时速100KM/H中间带宽度一般值最小值中央分隔带宽度（M）2010左侧路缘带宽度（M）07505中间带宽度（M）35207、路肩表27路肩规范规定参数时速100KM/H右侧路肩宽度一般值最小值右侧硬路肩宽度（M）3025土路肩宽度（M）075075高速公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度为050M。8、紧急停车带高速公路的右侧硬路肩宽度小于25M时应设紧急停车带。紧急停车带的间距不宜大于2KM，宽度一般为5M，有效长度一般为50M，并设置100M和150M左右的过渡段。9、路拱坡度高速公路整体式路基的路拱宜采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜。位于位于中等强度降雨地区时，路拱坡度宜为2；位于降雨强度较大地区时，路拱坡度可适当增大。硬路肩、土路肩的横坡取值如下（L）直线路段的硬路肩应设置向外倾斜的横坡，其坡度值应与车道横坡值相同。路线纵坡平缓，且设置拦水带时，其横坡值宜采用34。（2）曲线路段内、外侧硬路肩横坡的横坡值及其方向当曲线超高小于或等于5时，其横坡值和方向应与相邻车道相同；当曲线超高大于5时，其横坡值应不大于5，且方向相同。（3）硬路肩的横坡应随邻近车道的横坡一同过渡，其过渡段的纵向渐变率应控制在小于L/150至大于1/330之间。（4）土路肩的横坡位于直线路段或曲线路段内侧，且车道或硬路肩的横坡值大于或等于3时，土路肩的横坡应与车道或硬路肩横坡值相同；小于3时，土路肩的横坡应比车道或硬路肩的横坡值大1或2。位于曲线路段外侧的土路肩横坡，应采用3或4的反向横坡值。10、公路建筑界限图21公路建筑界限中国地质大学（武汉）本科毕业设计11W行车道宽度；L1一左侧硬路肩宽度；L2一右侧硬路肩宽度；S1一左侧路缘带宽度；S2一右侧路缘带宽度；L侧向宽度高速公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1或L2）；C一当设计速度大于L00KM/H时为05M，等于或小于L00KM/H时为025M；M1一中间带宽度；M2一中央分隔带宽度；E一建筑限界顶角宽度当L1M时，EL；当LLM时，E1M；H一净空高度注一条公路应采用同一净高，高速公路的净高应为500M四、平曲线设计参数的一般规定公路平面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路平面线形应由直线、圆曲线、回旋线三种要素组成。1、直线直线的长度不宜过长，两圆曲线间以直线径相连接时，直线的长度不宜过短。设计速度大于或等于60KM/H时，同向圆曲线间最小直线长度（以M计）以不小于设计速度（以KM/H计）的6倍为宜；反向圆曲线间的最小直线长度（以M计）以不小于设计速度（以KM/H计）的2倍为宜。2、圆曲线各级公路平面不论转角大小，均应设置圆曲线。圆曲线最小半径一般值700M、极限值400M。圆曲线最大半径值不宜超过10000M。3、回旋线高速公路、一级公路、二级公路、三级公路的直线同小于下列条件不设超高的圆曲线最小半径径相连接处，应设置回旋线。不设超高圆曲线最小半径M路拱2R4000路拱2R5250回旋线最小长度ML85M回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增长。圆曲线按规定需设置超高时，回旋线长度还应大于超高过渡段长度。4、圆曲线最大超高值高速公路一般地区（）X8或105、平曲线平曲线最小长度（M）一般值500，最小值170当路线转角等于或小于7时，应设置较长的平曲线。其值为1200/为路线转角值（）6、视距停车视距160高速公路、一级公路以及大型车比例高的二级公路、三级公路的下坡路段，应采用下坡段货车停车视距对相关路段进行检验。五、纵断面设计参数的一般规定新建公路的路基设计标高高速公路和一级公路宜采用中央分隔带的外侧边缘标高1、纵坡最大纵坡4设计速度为120KM/H、100KM/H、80KM/H的高速公路，受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡可增加1。公路的纵坡不宜小于03。横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡（0）或小于03的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。中国地质大学（武汉）本科毕业设计122、坡长最小坡长（M）250不同纵坡最大坡长（M）见表28表28纵坡规范规定参数纵坡坡度（）345最大坡长（M）1000800600公路连续上坡或下坡时，应在不大于上表规定的纵坡长度之间设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3，其长度应符合最小坡长的规定。3、合成坡度最大合成坡度为104、竖曲线公路纵坡变更处应设置竖曲线，竖曲线宜采用圆曲线。表29路肩规范规定参数凸形竖曲线最小径M一般值10000极限值6500凹形竖曲线最小半径M一般值4500极限值3000竖曲线长度M一般值210最小值85六、平面线形设计的一般规定1、公路线形是三维立体线形。线形设计应做好公路平面、纵断面、横断面三者间的组合，并同自然环境相协调。线形设计除应符合行驶力学要求外，还应考虑用路者的视觉、心理与生理方面的要求，以提高汽车行驶的安全性、舒适性与经济性线形设计的要求与内容应随公路功能和设计速度的不同而各有侧重。高速公路和具干线功能的一、二级公路，应注重立体线形设计，做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。设计速度愈高，线形设计组合所考虑的因素应愈周全，以提供高的服务质量。立体交叉前后的线形应选用较高的平纵技术指标，使之具有较好的通视条件。2、平面线形设计一般规定（L）平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形相适应，与周围环境相协调。（2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并宜选用较大的圆曲线半径。转角过小时，应调整平面线形。当不得已而设置小于7的转角时，则必须按规定设置足够长的曲线。（3）两同向圆曲线间应设有足够长度的直线，否则应调整线形设置为单曲线或复曲线。（4）两反向圆曲线间不应设置短直线段，否则应调整线形设置为S形曲线。3、直线的运用（1）直线的运用应注意同地形、环境的协调与配合。采用直线线形时，其长度不宜过长。（2）农田、河渠规整的平坦地区、城镇近郊规划等以直线条为主体时，宜采用直线线形。（3）特长、长隧道或结构特殊的桥梁等构造物所处的路段，以及路线交叉点前后的路中国地质大学（武汉）本科毕业设计13段宜采用直线线形。4、圆曲线的运用（L）设置圆曲线时应与地形相适应，以采用超高为24的圆曲线半径为宜。（2）条件受限制时，可采用大于或接近于圆曲线最小半径的“一般值”；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用圆曲线最小半径的“极限值”。（3）设置圆曲线时，应同相衔接路段的平、纵线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，并避免小半径圆曲线与陡坡相重合的线形。5、回旋线的运用（L）设计速度大于或等于60KM/H时，回旋线应作为线形要素之一加以运用。回旋线圆曲线一回旋线的长度以大致接近为宜。两个回旋线的参数值亦可以根据地形条件设计成非对称的曲线，但A1A2不应大于20。（2）回旋线参数宜依据地形条件及线形要求确定，并与圆曲线半径相协调。当R小于100M时，A宜大于或等于R。当R接近于L00M时，A宜等于R。当R较大或接近于3000M时，A宜等于R/3。当R大于3000M时，A宜小于R/3。（3）两反向圆曲线径相衔接或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两反向圆曲线连接组合为S形曲线。S形曲线的两回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的回旋线参数时，AL与A2之比应小于20，有条件时以小于15为宜。当A2200时，A1与A2之比应小于15。两圆曲线半径之比不宜过大，以R1/R22为宜（R1为大圆曲线半径；R2为小圆曲线半径）。（4）两同向圆曲线径相衔接或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两同向圆曲线连接组合为卵形曲线。卵形曲线的回旋线参数宜选R2/2AR2（R2为小圆曲线半径）。两圆曲线半径之比，以R2/R10208为宜。两圆曲线的间距，以D/R20003003为宜（D为两圆曲线间的最小间距）。（5）受地形条件限制时，可将两同向回旋线在曲率相同处径相衔接而组合为凸形曲线。凸形曲线只有在路线严格受地形限制，且对接点的曲率半径相当大时方可采用。形曲线的回旋线参数及其对接点的曲率半径，应分别符合容许最小回旋参数和圆曲线最小半径的规定。对接点附近的03V（以M计；其中V为设计速度，按KM/H计）长度范围内，应保持以对接点的曲率半径确定的路拱横坡度。（6）受地形条件限制时，大半径圆曲线与小半径圆曲线相衔接处，可采用两个或两个以上同向回旋线在曲率相同处径相连接而组合为复合曲线。复合曲线的两个回旋线参数之比以小于15为宜。复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉的匝道设计中可采用。（7）受地形条件或其他特殊情况限制时，可将两同向圆曲线的回旋线曲率为零处径相衔接而组合为C形曲线。中国地质大学（武汉）本科毕业设计14C形曲线仅限于地形条件特殊困难，路线严格受限制时方可采用。七、纵断面线形设计一般规定1、纵面线形应平顺、圆滑、视觉连续，并与地形相适应，与周围环境相协调。2、纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与环境的影响。3、相邻纵坡之代数差小时，应采用大的竖曲线半径。4、连续上坡路段的纵坡设计，除上坡方向应符合平均纵坡、不同纵坡最大坡长规定的技术指标外，还应考虑下坡方向的行驶安全。5、路线交叉处前后的纵坡应平缓。6、纵坡以平、缓为宜，但最小纵坡不宜小于03。采用平坡（0）或小于03的纵坡路段，应作专门的排水设计。7、纵坡设计的要求（L）平原地形的纵坡应均匀、平缓。（2）丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。（3）越岭线的纵坡应力求均匀，不应采用最大值或接近最大值的坡度，更不宜连续采用不同纵坡最大坡长值的陡坡夹短距离缓坡的纵坡线形。（4）山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下应采用平缓的纵坡。8、竖曲线设计的要求设计速度大于或等于60KM/H的公路，竖曲线设计宜采用长的竖曲线和长直线坡段的组合。9、视觉所需要的最小竖曲线半径值（M）凸形16000，凹形1000010、竖曲线应选用较大的半径。当条件受限制时，宜采用大于或接近于竖曲线最小半径的“一般值”；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用竖曲线最小半径的“极限值”。11、同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段接近或达到最小坡长时，宜合并设置为单曲线或复曲线。八、横断面设计的一般规定公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时，应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等。整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。公路横断面设计应注重路侧安全和运用宽容设计理念，作好中间带、加（减）速车道、路肩以及渠化、左（右）转弯车道、交通岛等各组成部分的细节设计，清除有碍行车安全的障碍物，提供足够宽的无阻碍的路侧安全区。公路横断面范围内的排水设计除应自成体系、满足功能要求外，设置在紧靠车道的边沟，其断面宜采用浅碟形或漫流等方式，否则应加盖板。中国地质大学（武汉）本科毕业设计15九、线形组合设计的一般规定1、线形组合设计中，各技术指标除应分别符合平面、纵断面规定值外，还应考虑横断面对线形组合与行驶安全的影响。应避免平面、纵断面、横断面的最不利值的相互组合的设计。2、在确定平面、纵断面的各相对独立技术指标时，各自除应相对均衡、连续外，应考虑与之相邻路段的各技术指标值的均衡、连续。3、条件受限制时选用平面、纵断面的各接近或最大（最小）值及其组合时，应考虑前后地形、技术指标运用等对实际行驶速度的影响，其运行速度与设计速度之差不应大于20KM/H。4、线形组合设计除应保持各要素间内部的相对均衡与变化节奏的协调外，还应注意同公路外部沿线自然景观的适应和地质条件等的配合。5、路线线形应能自然地诱导驾驶者的视线，并保持视觉的连续性。6、线形组合设计原则（L）平、纵线形组合设计原则为宜相互对应。当平、竖曲线半径均较小时，其相互对应程度应较严格；随着平、竖曲线半径的同时增大，其对应程度可适当放宽；当平、竖曲线半径均大时，可不严格相互对应。（2）长直线不宜与坡陡或半径小且长度短的竖曲线组合。（3）长的平曲线内不宜包含多个短的竖曲线；短的平曲线不宜与短的竖曲线组合。（4）半径小的圆曲线起、讫点，不宜接近或设在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部。（5）长的竖曲线内不宜设置半径小的平曲线。（6）凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不宜同反向平曲线的拐点重合。（7）复曲线、S形曲线中的左转圆曲线不设超高时，应采用运行速度对其安全性予以验算。（8）设计速度大于或等于60KM/H的公路，应注重路线平、纵线形组合设计。中国地质大学（武汉）本科毕业设计16第三章路线设计第一节选线综合设计311平原地区公路路线特点平原地区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、河叉、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。平原地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增长了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。312平原高速公路设计要求及特点平原地区高速公路工程技术标准应为汽车专用公路，工程技术标准要求较高，要求设计行车速度达到100KM/H；平曲线不设超高最小半径4000M，一般最小半径700M，极限最小半径400M；竖曲线最大纵坡不大于4，坡段最小长度不小于250M，凸形竖曲线极限最小半径6500M，一般最小半径10000M，凹形竖曲线极限最小半径3000，一般最小半径4500M，竖曲线最小长度85M；路基顶宽不小于235M；设计洪水频率为百年一遇，要达到这样高的技术标准，是比较困难的，因为设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。中国地质大学（武汉）本科毕业设计17313平原高速公路选线原则及依据选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。一、平原地区公路选线应符合以下基本原则路线的走向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。选线应注意同农田基本建设的配合，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二、平原高速公路选线的依据1高速公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，实测和预测交通量，地形图，同时地方政府以及建设单位下发的文件，会议纪要，设计任务书等，它们是路线设计不可缺少的资料；2实测和预测交通量；3地形图比例为110000150000，用于路线的方案的选择；314平原高速公路选线方法和步骤高速公路、一级公路应采用纸上定线并现场核定的方法。选线应在广泛搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料，相关部门的各种地形图、地质、气象等资料的基础上，深入调查、勘察，并运用遥感、航测、GPS、数字技术等新技术，确保其勘察工作的广度、深度和质量，以免遗漏有价值的比较方案。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。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，中国地质大学（武汉）本科毕业设计18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。老师给了我们两个控制点。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。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。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。315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、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合二级公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。1、平曲线与竖曲线的配合，尽量保证“平包竖”即竖曲线起点应落在平曲线缓和曲线内，这一点尤为重要。2、长直线上设置竖曲线，平原区平面上设置长直线较为常见纵断面设计无论如何避免不了在直线段设置竖曲线，资料显示小坡差多处变坡视觉稍有感知。但直线段坡差较大竖曲线给驾驶员的不良刺激较强烈，同时要满足05的排水纵坡，设计时采用较大的竖曲线半径方法，以获得较好的视觉和行车效果。3、透视图的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好。316线形与环境的协调1、定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。中国地质大学（武汉）本科毕业设计192、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。3、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。4、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。5、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。317其他设计原则1、路线线形与景观、城镇规划的结合在路线穿过村庄时，要根据设计要求，充分考虑原有交通网络的格局。尽量在原有路网上进行改造，利用既有的交通规划区域，能节约土地，特别是耕地。2、利用老路时的平、纵、横综合设计实际设计应尽量采用旧路改造的方式，平曲线设计时注意了尽量将新路面分布在旧路的同一侧，就是将新旧路面结合处设计在旧路面的同一侧，处理结合工作就会简单些。第二节路线方案比选321路线方案概况一、正线方案路线自K00000至K5214957如图所示正选方案，共5214957M二、比选方案路线自K00000至K5131543如图所示比选方案，共5131543M推荐方案及比选方案路线走向示意，详图请见附图表集图1图22推荐方案及比选方案路线走向示意中国地质大学（武汉）本科毕业设计20332方案比选意见一、正线方案1、优点能够正确处理路线与农业的关系，表现为尽量占用旱地、地产地。联系性和服务性好，正确处理了穿越和绕避的问题，做到了“近村不进村，利民不扰民”的原则，有利于促进地方经济的发展，路线避开了重要的电力、电讯设施，靠近原料产地，可以减少施工养护材料运输的费用。2、缺点路线里程长，工程量大，靠近居民区，行车干扰大，安全隐患多。二、比选方案1、优点线形极好，交点数少，圆曲线半径R3000M2500M，不需设置缓和曲线，改建成为更高技术等级公路条件优越，路线远离村镇，行车速度快，干扰小，路基全部为新建，不存在新旧路基结合的问题。2、缺点沿线无旧路可供通行，材料运输不便，利用旧路少，新增占地多，沿线联系村镇少，服务性差，拆除电力、电讯设施较多，建设造价高。两方案均有优点有缺点，但从本项目建设的目的看，正线方案较符合建设宗旨，因此推荐正线方案。第三节平面线形设计331平面设计原则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。平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度332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1基本形曲线几何元素及其公式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。缓和曲线是道路平面要素之中国地质大学（武汉）本科毕业设计21一，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111。在设计的时候还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31“基本型”平曲线缓和曲线切线增值QLS/2LS3/240R2M（31）圆曲线的内移值PLS2/24RLS4/2688R3M（32）切线长TRPTGA/2QM（33）平曲线长度L（A2。）R/1802LSM（34）外距ERPSECA/2RM（35）校正值J2TLM（36）1平曲线主要参数的规定根据公路工程技术标准JTGB012006的规定如表表31规范规定公路等级高速设计车速100KM/H地形平原圆曲线一般最小半径（M）700圆曲线极限最小半径（M）400中国地质大学（武汉）本科毕业设计22平曲线最小长度（M）500缓和曲线最小长度（M）85设计所采用的平曲线主要参数如表32表32参数选用表交点参数JD1JD2JD3圆曲线半径（M曲线长度（M）38295536934645417466缓和曲线长度（M）100100100主要几何元素的计算设计行车速度V100KM/H，根据一般最小半径、IH取值表，010,IH010RV2/127（IH）394M例如桩号JD11平曲线几何元素计算对JD1进行验算如下右A1228152R1300MLS100M缓和曲线切线增值QLS/2LS3/240R2100/21003/2401300250M圆曲线的内移值PLS2/24RLS4/2688R31002/241300904/26884503032M缓和曲线角。286479LS/R286479100/130022切线长TRPTGA/2Q1300032TG1228152/25019379M平曲线长度L（A2。）