山岭区二级公路毕业设计说明书

青岛理工大学毕业设计（论文） 摘 要摘 要本设计为一段山岭区二级公路常规设计，起点高程 180 米，终点高程 150米，地势较为平坦。拟建公路路段为 K0+000 至 K2+371.191 段，全长 2371.191米，采用双向两车道形式，无中央分隔带，设计时速为 60km/h，路面结构采用沥青路面。整个排水系统由边沟、排水沟组成。挡土墙采用重力式挡土墙。本设计分为初步设计和详细设计两个阶段。初步设计中，首先根据交通量确定道路等级，然后在 1:5000 地形图上确定两条备选路线，对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。详细设计从确定方案中进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，前期工作较初步设计更具体化，此外还对路基，路面，排水，进行了详细设计。通 过 这 次 设 计 不 但 了 解 建 设 公 路 的 各 个 步 骤 ， 而 且 也 能 熟 练 的 运 用 AUTOCAD进 行 制 图 。关键词： 路线设计，纵断面设计，平面设计，横断面设计青岛理工大学毕业设计（论文） AbstractIIABSTRACTThis design is about a road of second grad in the hilly area. The elevation of the start point is 180m, the elevation of the end is 150m.Topography are flat. The total length of the proposed highway is 2371.191m, it is a two-lane two-way road, designing speed is 60km/h. This design is made up of primary design and detailed design. In the primary design process, first of all, we should determine the road-grade according to the traffic volume, then, two spare routes are determined in the terrain map with a scale of 1:5000, including the plane design, the vertical section design, the transect design，the setting of the bridges and culverts. At last, there is a compare between the two projects and the better will be adopted.In the detailed design process, horizontal design, vertical design and the cross-sectional design will be conducted from the determined program. The prime task is more concretely than the primary design. Furthermore, the subgrade and pavement have been designed in stress as well. This design not only can make us understand the each step of construction in building roads, and can also make us use AUTOCAD for drawing skilled.KEY WORDS: route selection, vertical design, horizontal design, cross-sectional design青岛理工大学毕业设计（论文） 前 言1目 录摘 要 .IABSTRACT.II前 言 .11 绪论 21.1 选题背景 21.1.1 我国公路现状 21.1.2 我国公路发展规划 31.2 本设计的基本情况 42 选线 52.1 选线步骤 .52.2 定线 .52.2.1 试坡 .52.2.2 定导向线 .62.2.3 平面试线 .62.2.4 修正导向线 .62.2.5 定线 .62.3 方案比选 .63 路线平面设计 83.1 平面设计技术指标的确定 .83.1.1 直线 .83.1.2 圆曲线 .83.1.3 缓和曲线 .83.2 平曲线计算 .93.2.1 导线要素计算 .103.2.2 平曲线要素计算 .113.2.3 主点桩号设置 .164 路线纵断面设计 184.1 纵坡设计要求 .184.1.1 纵坡 .184.1.2 坡长 .184.1.3 缓和坡段 .194.2 竖曲线设计 .194.2.1 竖曲线半径 .194.2.2 竖曲线要素计算 .205 路线横断面设计 .265.1 路基设计 .265.1.1 路基宽度的确定 .265.1.2 路拱坡度 .265.1.3 边坡坡度 .275.1.4 边沟坡度 .275.2 超高设计 .275.2.1 超高横坡度 .27青岛理工大学毕业设计（论文） 前 言25.2.2 超高缓和段 .285.2.3 超高值的计算 .305.3 土石方计算与调配 .385.3.1 土石方计算 .385.3.2 土石方调配 .396 路基稳定性设计 .436.1 路基稳定性分析验算 .436.1.1 路堤稳定性分析验算 .436.1.2 路堑稳定性分析验算 .466.2 边坡防护与加固 .476.2.1 路堤边坡防护 .476.2.2 路堑边坡防护 .486.3 挡土墙设计与计算 .486.3.1 重力式挡土墙的布置 .486.3.2 重力式挡土墙的构造 .496.3.3 挡土墙计算 .507 路面设计 .587.1 路面等级与类型 .587.2 设计流程 .587.3 轴载分析 .597.4 结构组合与材料选取 .607.5 设计指标的确定 .617.6 确定石灰土层厚度 .627.7 层底拉应力验算 .638 排水设计 .688.1 路基排水设计 .688.1.1 边沟设计 .688.1.2 排水沟设计 .688.1.3 截水沟设计 .688.2 路面排水设计 .68结 语 70致 谢 71参考文献 .72附 录 73青岛理工大学毕业设计（论文） 前 言1前 言道路是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，道路运输在整个交通运输系统中也处于基础地位。道路运输系统是社会经济和交通运输系统的重要组成部分，社会经济水平和交通运输需求决定着道路交通的发展进程，而道路交通也会影响并制约社会经济和交通运输的发展水平。公路作为一种现代化的公路运输通道在当今社会经济中正在发挥着越来越重要的作用。实践证明公路作为基础设施对沿线的物流、资源开发、招商引资、产业结构的扩大调整、横向经济联合起到积极的促进作用。公路的发展程度直接关系到国家及地区的政治发展、经济进步乃至国防科技的整体提高，对提高综合国力具有十分重要的意义。大学期间我学的是道路桥梁方向专业，在今后的工作当中我将主要从事公路这方面的建设与施工，道路设计的好坏将直接影响到道路建设与施工的质量高低甚至是安全成败等问题。因此公路设计在公路建设中起着举足轻重的作用。毕业设计是实践性教学的重要环节。通过本次接受指导独立完成一般公路的施工图设计以及技术设计，培养收集资料和调查研究的能力，方案必选和论证的能力，理论分析与设计运算能力。强化对基本知识和基本技能的理解和掌握，进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力，把四年来学习的知识应用到实际案例当中，融会贯通，适应和学习这种知识的运用方法。同时通过对二级公路的设计，培养学生综合运用所学知识编制设计书的能力，使我们熟练掌握二级公路的设计过程，掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用，掌握二级公路一般技术指标的确定、路线的布置和计算、路基设计、路面设计、设计方案的选择、成果图的绘制以及设计说明书的编制全过程。另外对培养学生独立思考问题和解决问题的能力，为今后工作做好技术储备，踏上岗位后能够思路清晰，迅速发挥自己的作用。青岛理工大学毕业设计（论文） 1 绪 论21 绪论选题背景公路是国民经济的翅膀，从承担社会总运量的角度计算，公路至少是中国国民经济的一翼，其重要性不仅在本行业内得到了认可，全社会也对公路的发展状况形成集体关注，对其在交通运输行业内的地位日趋认可。交通运输是国民经济的命脉，是联接工农业、城乡、生产和消费的纽带，是推动国民经济发展的“先行官” 。要实现国民经济的现代化，必须首先实现交通运输现代化。要实现交通运输现代化，必须使公路现代化。这是经济建设一个客观规律。我国公路现状对于拥有 13 亿人口和 960 万平方公里国土面积的国家而言，交通对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用。我国政府始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。政府已形成的理念是“经济发展，交通先行” ，老百姓已形成的理念是“要想富，先修路” 。一是我国公路建设规模快速增长。到 2009 年底，全国公路总里程达386.08 万公里，比 2008 年末增加 13.07 万公里。其中，国道 15.85 万公里，省道 26.60 万公里，县道 51.95 万公里，乡道 101.96 万公里，专用公路 6.72 万公里，村道 183.00 万公里。2009 年中国公路建设投资也显著增长。全社会完成公路建设投资 9668.75 亿元，其中公路重点项目完成投资 4321.35 亿元，路网建设完成投资 3214.51 亿元，农村公路建设完成投资 2132.88 亿元。 “十五” （2001 年2005 年）的 5年间，全社会共完成公路交通建设投资 1.98 万亿元，年均增长 18.7%,是“九五”期间的完成投资的 2.2 倍，超过了建国至 2000 年 51 年的总和。 “十一五” 前四年公路建设总投资达 2.85 万亿元，已经超过“十五” 投资总和的 1.44 倍。交通部近日在北京举行了 2011 年交通工作会议。会议发布的统计数据显示，截至 2010 年年底，全国公路网总里程达到 398.4 万公里，五年新增 63.9 万公里。高速公路由“ 十五” 期末的 4.1 万公里发展到 7.4 万公里，新增 3.3 万公里。而2010 年全年新增高速公路 9200 公里左右，创下历史新高，同比增长近一倍。青岛理工大学毕业设计（论文） 1 绪 论3二是高速公路从无到有，发展迅速。从 1988 年第一条高速公路沪嘉高速公路建成通车，到 2010 年底，我国高速公路通车里程达 7.4 万公里，稳居世界第二。三是农村公路建设稳步推进。改革开放初期，我国农村公路只有 59 万公里，到 2010 年底，全国农村公路通车里程达 345 万公里。全国乡镇通沥青（水泥）路率达到 92.7%，东中部地区建制村通沥青（水泥）路率达到 94%，西部地区建制村通公路率达到 98%。四是桥隧建设举世瞩目。我国相继建成一批深水基础、大跨径、施工难度高的大桥或特大桥。2007 年，又有两座世界一流的桥梁建成通车，一座是 36 公里长的杭州湾跨海大桥，一座是世界上首座跨径超过 1000 米的斜拉桥苏通长江公路大桥，这标志着我国桥梁建设已由桥梁大国步入桥梁强国。在隧道建设方面，我国相继建成了中梁山、六盘山等一批（特）长隧道。2007 年，总长 18 公里秦岭终南山隧道建成，是世界上建设规模最大的高速公路隧道。我国公路发展规划根据我国国民经济和社会发展的长远规划，中国公路在未来几十年内，将通过“三个发展阶段 ”实现现代化的奋斗目标。第一阶段：近期达到交通运输紧张状况有明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。第二阶段：在 2020 年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。第三阶段：在本世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发达国家水平。按照这一宏伟目标，2007 年要全面建成“五纵七横” 国道主干线。2010 年前，全国公路通车里程将达到 210230 万公里，高速公路总里程达到 5 万公里，基本建成西部 8 条省际通道，东部地区基本形成高速公路网，同时，加强县际和农村公路建设，所有具备通车条件的乡镇和行政村通公路。根据公路交通发展的长远规划，到 2020 年，全国公路总里程将达到 260300 万公里，高速公路通车里程达到 7 万公里以上，基本形成国家高速公路网，并建成比较完善的全国快速客货运输网络，基本实现通公路的行政村通班车。青岛理工大学毕业设计（论文） 1 绪 论4本设计的基本情况本路线是山岭重丘区的一条二级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为8.5 米，双向车道，无中央分隔带，土路肩为 20.5 米，硬路肩为 20.25，行车道为 23.50 米。设计速度为 60Km/h，路线总长 2371.191 米,起点桩号K0+000.00，终点桩号为 K2+371.191。起点高程 180 米，终点高程 150 米。设计路线共设置了三个平曲线，半径均分别为 700 米、600 米和 400 米。弯道处均设置缓和曲线，第一个弯道前后缓长均为 70 米；第二个弯道前缓长 90 米，后缓长 80 米；第三个弯道前缓长 70 米，后缓长 80 米。在缓和曲线内均设置超高，第一个和第二个弯道超高值设置为 3%，第三个弯道超高值设置为 4%。因为半径都大于 250 米，则不需要加宽。本次纵断面设计设置了 5 个变坡点，最大纵坡为-3.51% ，最小纵坡为-0.76% ，最大坡长 333.888 米，最小坡长 179.731米。3 个凸形竖曲线， 2 个凹形竖曲线。青岛理工大学毕业设计（论文） 2 选 线52 选线2.1 选线步骤山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现，本设计经过以下三个步骤:1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局。3）本设计本着方便出入,少占田地,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。2.2 定线本设计路线大致走向为由南向北。设计范围为：K0+000.000K2+371.191。根据给定的起终点，分析其直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，（如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定），然后进行纸上定线。在 1:5000 的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点）。2.2.1 试坡定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路青岛理工大学毕业设计（论文） 2 选 线6线高差大小，一般选 5%-5.5%）按计算得等高线间平均长度 a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线） ，本设计中 a 取 4cm，将各点连成折线，即均坡线。2.2.2 定导向线分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。本设计地势较为简单，无不良地质，所选的中间控制点均满足要求。2.2.3 平面试线穿直线：按照“ 照顾多数，保证重点 ”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平纵横配合，满足线形设计和标准的规定和要求，综合分析地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。本设计结合山岭区地形，考虑了平、纵、横线形的配合，共敷设了 3 条圆曲线，经验证均符合规范要求。2.2.4 修正导向线纵断面控制：本设计在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线， （用分规直接在图纸上量距，确定地面标高） ，进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核：根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图（如地面横坡陡或工程地质不良地段等） ，根据路基横断面的情况修平面线形。 2.2.5 定线经过几次修正后，最终确定出满足标准要求，平纵线型都比较合适的路线导线，最终定出交点位置（由交点坐标控制） 。2.3 方案比选路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平青岛理工大学毕业设计（论文） 2 选 线7面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案：方案一：从起点（556.50，1118.91）到终点（1693.11,3028.23） ，路线总长2371.191 米，设置 3 条平曲线。方案二：从起点（556.50，1118.91）到终点（1693.11,3028.23） ，路线总长2580.798 米，设置 5 条平曲线。具体方案比选过程见下表：表 2-1 方案比选表比较项目 方案一 方案二路线长度 2371.191 米 2580.798 米线型（比较平曲线、竖曲线）平均圆曲线半径小，路线比方案二更适应地形的变化；竖曲线方面差不多。平均圆曲线半径大，路线比方案一顺适，但填挖大；竖曲线方面差不多。交点数目 5 7平曲线最小半径 400m 250m最大纵坡 3.51% 3.46%最小纵坡 0.76% 1.02%变坡点数目 5 个 4 个视觉评价 较好 较差安全评价 安全 安全路基土石方 高填深挖不多，土石方总量=216830.72m3，比方案二少。 高填深挖不多，土石方总量=342234.26m3，比方案一多。方案优点1.不用架桥、挖隧道，施工技术比较简单；2.工程土石方比较少。线形指标符合要求1.路线曲线半径虽小，但是适应地形，填挖较少；2.沟壑少。综合考虑以上各种因素,最终选择方案一为最终设计方案。青岛理工大学毕业设计（论文） 2 选 线8青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 93 路线平面设计 3.1 平面设计技术指标的确定3.1.1 直线公路平面设计中直线的运用一般规定如下：1）直线的长度不应太长，最大长度不宜大于 20V（V 为设计时速，设计时速 60km 时为 1200m） 。2）同向圆曲线间最小直线长度应不小于设计时速的 6 倍（以 m 计） ，如设计时速 60km 时为 360m。否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线。3）反向圆曲线间最小直线长度应不小于设计时速的 2 倍（以 m 计） ，如设计时速 60km 时为 120m。 ，否则应调整线形或运用回旋线而组合成 S 形曲线。本设计中 JD1 到 JD2 的直线为同向圆曲线间直线，长度为390.599m360m；JD2 到 JD3 的直线为反向圆曲线间直线，长度为163.976120m。均符合规定要求。本设计中考虑直线与曲线的组合，采用的半径最小为 400m，避免了长直线与小半径曲线、小偏角相接的情况。3.1.2 圆曲线各级公路平面不论转角大小，均设置圆曲线，在选用圆曲线半径时应与设计速度相适应；圆曲线最小半径按设计速度规定如下表：表 3-1 圆曲线最小半径设计速度（/h） 120 100 80 60一般值 1000 700 400 200圆曲线最小半径m 极限值 650 400 250 125本设计总体地形较为平坦，考虑了与其他线形相接的配合，以及行驶舒畅及视觉舒适性，JD1 圆曲线半径为 700m，JD2 圆曲线半径为 600m，JD3 圆曲线半径为 400m，由上表知所选半径均符合规定要求。3.1.3 缓和曲线在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 10为缓和曲线。其作用是线形缓和、行车缓和及超高加宽缓和。当平曲线半径小于不设超高的最小半径事应设置缓和曲线。表 3-2 不设超高的最小半径设计速度（/h） 120 100 80 60路拱2% 5500 4000 2500 1500缓和曲线可采用回旋曲线、三次拋物线，高次拋物线等线型。因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合，在我国， 公路路线设计规范规定采用回旋曲线。 公路工程技术标准JTG B01-2003 规定山岭重丘区二级路（设计车速=60km/h ）最小缓和曲线长度不小于 50m。本设计路线的三个平曲线弯道处均设置缓和曲线，第一个弯道前后缓长均为 70 米；第二个弯道前缓长 90 米，后缓长 80 米；第三个弯道前缓长 70 米，后缓长 80 米。在缓和曲线内均设置超高，第一个和第二个弯道超高值设置为 3%，第三个弯道超高值设置为 4%。因为半径都大于 250 米，则不需要加宽。3.2 平曲线计算平曲线主要技术指标汇总如下表：表 3-3 平曲线主要指标汇总表设计车速 60km/h一般最小半径 200m平曲线极限最小半径 125m缓和曲线最小长度 50m不设超高的圆曲线最小半径路拱2.0% 1500m2.0% 1900m最大纵坡 6%经验证，本设计参数均符合以上标准。青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 113.2.1 导线要素计算图 3-1 平曲线设计图1.交点间距计算交点间距计算公式为 （3-1）2121YXL交点坐标如下：JD0：(556.49747， 1118.90773) JD1：(993.49367，1369.00751) JD2：(1352.00400，2132.36955) JD3：(1318.44874，2729.58591)JD4：(1693.11152，3028.22971)由公式 3 -1 得出各交点间距如下 ： JD0JD1=503.5033m JD1JD2=843.3571m JD2JD3=598.1583m JD3JD4=479.1245m 2.导线方位角计算导线方位角计算公式为：（3-12arctn|YX)90(青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 122）（3-12180arctn|YX )1809(3）（1）JD1 交点桩号 K0+503.50310=369.0751-8.9073arctn=24659.46 （2）JD2 交点桩号 K1+332.79721=32.9513.07arctn64503.04（3）JD3 交点桩号 K1+924.49032= 279.5812.918arctn=31257.0434304 （4）JD4 交点桩号 K2+371.19143= 0.2971.5891arctn.963473.2.2 平曲线要素计算 ZHTpqYLsoBaQRHEJDZ青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 13图 3 - 2 对称基本型曲线计算图示1.对称基本型计算公式如下：切线增长值： （3-4） 3240SLqR内移值： （3-38SSp5） 缓和曲线角： （3-012sLR6） 切线长： （3-()Tptgq7）平曲线长： （3-8）0(2)18LRLs外距： （3-secEp9）切曲差： （3-2JTL10）式中： 转角(度)；Ls缓和曲线长(m)；R圆曲线半径(m)。对 JD1 进行平曲线要素计算。拟定 , , , , 70msL350.6“0.315872tgsec1.0487232274.97()4ssq mR23 300.216()88ssLp青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 140187018253.42sLR()(.96)0.18734.908256.()Tptgq m22180(35.6“53.4)702498.37()18sLL)sec(7.96).0.2ERp m56.04304(JTLm图 3 - 3 非对称基本型曲线计算图示2.非对称基本型曲线计算公式如下：第一切线长 （3-11）1211tan2sipTRpq第二切线长 （3-12）2 n平曲线长 （3-13）1280sLL式中： 第一缓和曲线长度（m）1s青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 15第二缓和曲线长度（m）2sL 对应的曲线内移值（m） ，采用式（3-5）计算1p1s 对应的曲线内移值（m） ，采用式（3-5）计算22s 对应的切线增长值（m） ，采用式（3-4）计算1q1sL 对应的切线增长值（m） ，采用式（3-4）计算s因两边切线不等长，曲中点可取圆曲线中点或全曲线中点。为计算和测设方便，可取交点和圆心的连线与圆曲线的交点作为曲线中点（QZ） ，其要素按下式计算：（3-14）11=arctnRpTq（3-15）22rt（3-16）10sinRpE式中： 、 圆心和交点的连线与前后导线边的交角（）12非对称形单曲线外距（m）0（1）对 JD2 进行平曲线要素计算拟定 , ， , , , 6R1=9sL280s=2 0.25786tgsec.0345224113 30.5627()8608ssLp mR242423 3.()ss21290.906()446ssLq mR青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 1632228039.26()446ssLq mR1211tansi0.56237.46=60.52370.864.9=19.57()pTpq m 12222tansin0.56237.46=60.4360.57839. =192.0()pTRpq 12 98= .81sLL m 11 60.5237=arctnarctn=501.946RpTq22 .rtrt 43.891060.537601.()sin92RpE m12.1.8.9.463JTL（2）对 JD3 进行平曲线要素计算拟定 , ， , , , 40Rm1=70s2sL527 0.51674tgsec1.5632424113 30.5129()808ssLp mR242423 3.68()ss21270.972()44ssLq mR322283.8()ss青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 171211tan2si0.51293.682=40.5930.6743.9874=4.156()7pTRpq m 12222tansin0.51293.682=40.63980.5674839. =4.9()7pTpq 12 78=24.()sLLR m 11 40.9=arctnarctn=635.253pTq22 .8rtrt 419.71040.51293405.()sin86RpE m12.8123.4JTL3.2.3 主点桩号设置JD1 处：JD1 K0+503.503-) T 256.200 ZH K0+247.303+) L0 70.000 HY K0+317.303+) (L/2 L0) 179.168QZ K0+496.471+) (L/2 L0) 145.565YH K0+675.640+) L0 70.000 HZ K0+745.640青岛理工大学毕业设计（论文） 3 路线平面设计 18JD2 处：JD2 K1+332.797-) T1 196.557 ZH K1+136.240+) L1 90.000 HY K1+226.240+) (L L1 L2)/2 106.059 QZ K1+332.299+) (L L1 L2)/2 106.059 YH K1+438.358+) L2 80.000 HZ K1+518.358JD3 处：JD3 K1+924.490-) T1 242.156 ZH K1+682.334+) L1 70.000 HY K1+752.334+) (L L1 L2)/2 153.291QZ K1+905.625+) (L L1 L2)/2 153.291YH K2+058.916+) L2 80.000HZ K2+138.916青岛理工大学毕业设计（论文） 4 路线纵段面设计194 路线纵断面设计4.1 纵坡设计要求4.1.1 纵坡（1）公路最大纵坡按下表控制：表 4-1 最大纵坡表设计时速（km/h） 120 100 80 60 40 30 20最大纵坡（%） 3 4 5 6 7 8 9（2） 最小纵坡：路堑段最小纵坡不应小于 0.3%，路堤段最小纵坡不小于0.2%。（3） 大、中桥上的纵坡不应大于 4%，引道紧接桥头部分纵面线形应与桥上线形相配合，其长度不应小于 3 秒设计时速的行程长度。（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。考虑到纵坡以平、缓为宜，山岭越岭线纵坡应力求均匀，本设计采取的最大纵坡为 3.51%,最小纵坡为 0.76%，经验证均小于规定的最大纵坡。4.1.2 坡长各级公路的最小坡长应不小于下表规定。表 4-2 最小坡长表设计速度（km/h） 120 100 8060 40 30 20高速公路（m） 400 350 250其他公路（m） 300 250 200 150 120 100 60各级公路的最大限制坡长如下表。表 4-3 最大坡长表设计速度（km/h） 120 100 8060 40 30 203 900 1000 11000 12004 700 800 900 1000 1100 1100 12005 600 700 800 900 900 10006 500 600 700 700 8007 500 500 600纵坡（%）8 300 300 400青岛理工大学毕业设计（论文） 4 路线纵段面设计209 200 30010 200本设计中最大坡长 333.888 米，最小坡长 179.731 米。查上表可知均满足技术要求4.1.3 缓和坡段公路连续上坡或下坡，当纵坡等于或大于 3%时，应在不大于上述规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡：高速公路应不大于 2.5%，其长度应不小于 350 米；其他等级公路应不大于 3.0%，其长度应不小于最小坡长表中的长度。4.2 竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车舒适，起缓和作用的一段曲线。4.2.1 竖曲线半径设计中采用的竖曲线半径一般情况下应大于表列一般最小值，若于一般最小值，则应进行停车视距检验；有条件时宜采用等于或大于表推荐值。表 4-4 竖曲线半径表设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20一般值 17000 10000 4500 2000 700 400 200推荐值 20000 16000 12000凸形竖曲线最小半径（m）极限值 11000 6500 3000 1400 450 250 100一般值 6000 45000 3000 1500 700 400 200推荐值 12000 10000 8000凹形竖曲线最小半径（m）极限值 4000 3000 2000 1000 450 250 100推荐值 250 210 170 120 90 60 50竖曲线长度（m） 最小值 100 85 70 50 35 25 20综上，本设计共设了 5 个边坡点，选用的半径依次为7000m、9000m、4500m、12000m 和 11000m。其中 3 个凸形竖曲线， 2 个凹形竖曲线。经验证，均满足了规定要求。考虑到竖曲线与平面圆曲线的配合，5 个纵坡点均设在圆曲线或直线段上，避免了事故率较高的线形组合。青岛理工大学毕业设计（论文） 4 路线纵段面设计214.2.2 竖曲线要素计算 T12LPQxhEyo图 4 - 1 竖曲线要素示意图取 xoy 坐标系如图 4-1 所示，设变坡点相邻两直坡线纵坡分别为 和 ，它1i2们的代数差称为坡差，用 表示，即 。当 为“+”时，表示凹形竖曲线；21i当 为“”时，表示凸形竖曲线。竖曲线要素计算公式如下：坡差： （4-21-i1）曲线长： （4-LR2）切线长： （4-2T3）外距： （4-2ER4）竖曲线任意一点竖距： （4-2xh5）1变坡点 1 处：桩号：K0+370，高程青岛理工大学毕业设计（论文） 4 路线纵段面设计22187.718m， ， ，R=7000m12.086%i2.359i坡差： 为凸型1-.08620.4389i 曲线长： 741.7LRm切线长： 3.5.32T外距： 21.6.740E竖曲线起点桩号=(K0+370) 155.36=K0+214.64竖曲线起点高程=187.718-155.360.02086=184.48m竖曲线终点桩号=( K0+370) +155.36= K0+525.36竖曲线终点高程=187.718+ 155.36 （-0.023529）=184.06m 2变坡点 2桩号：K0+800，高程 177.601m ， ，R=9000m12.359%i2-3.5067i坡差： 为凸型21-0.3567(0).18i曲线长： 9.84LRm切线长： .841.2T外距： 25.0.9E竖曲线起点桩号=(K0+800) 51.921=K0+748.079竖曲线起点高程=177.601-51.9210.023529=176.38m竖曲线终点桩号=( K0+800) +51.921= K0+851.921竖曲线终点高程=177.601+ 51.921 （-0.035067）=175.78m3变坡点 3桩号：K1+090，高程 167.431m ， ，R=4500m1-3.5067%i2-0.9135i坡差： 为凹型21-0.9.i（ ）曲线长： 45294LRm青岛理工大学毕业设计（论文） 4 路线纵段面设计23切线长： 16.9458.372LTm外距： 2.0.ER竖曲线起点桩号=(K1+090) 58.347=K1+031.653竖曲线起点高程=167.431+58.3470.035067=169.477m竖曲线终点桩号=( K1+090) +58.347= K1+148.347竖曲线终点高程=167.431+ 58.3470.009135=167.963m4变坡点 4桩号：K1+570，高程 163.046m ， ，R=12000m1-0.935%i2-.376i坡差： 为凸型21-0.3762(.14i）曲线长： .47LRm切线长： 5.8T外距： 227.60.391E竖曲线起点桩号=(K1+570)87.76=K1+482.24竖曲线起点高程=163.046-87.760.009135=162.244m竖曲线终点桩号=( K1+570) +87.76= K1+657.76竖曲线终点高程=163.046-87.760.023762=160.961m5变坡点 5桩号：K2+000，高程152.828m， ， ，R=11000m1-2.376%i20.761i坡差： 为凹型1-.-320.16i （ ）曲线长： .LRm切线长： 7.862T外距： 2.50.391E青岛理工大学毕业设计（论文） 4 路线纵段面设计24竖曲线起点桩号=(K2+000)88.886=K1+911.114竖曲线起点高程=152.828+88.8860.023762=154.940m竖曲线终点桩号=( K2+000) +88.886= K2+088.886竖曲线终点高程=152.828+ 88.8860.007601=153.504m设计高程=变坡点高程-(本桩号-变坡点桩号) ；i地面高程由直线内插法在平面设计图上算得填挖高度=设计高程-地面高程。各桩纵断面设计如表 4-5 所示。表 4-5 各桩纵断面设计表桩 号 地面高程 设计高程 填挖高度K0+000 180.000 180.000 0.000 K0+050 179.800 181.040 1.240 K0+100 178.060 182.090 4.030 K0+150 181.092 183.130 2.040 K0+200 190.010 184.170 -5.840 K0+247.303 202.043 185.080 -16.960 K0+250 203.400 185.130 -18.270 K0+300 206.450 185.740 -20.710 K0+317.303 208.035 185.870 -22.170 K0+350 208.000 185.990 -22.010 K0+400 205.800 185.890 -19.910 K0+450 203