毕业论文-菏泽市至定陶县二级公路设计.docVIP

青岛理工大学毕业设计（论文）第1章 概述1.1 建设概况 定陶县位于山东西部，距菏泽市仅20多公里。定陶县交通运输方便，位于“京九”铁路与欧亚大陆桥的十字交汇处，北依新石铁路，南临陇海铁路，京九铁路纵贯全境。菏泽市至定陶县二级公路的建成对加快当地基础建设，改善区域交通运输条件，促进定陶县经济发展，带动沿线人民群众脱贫致富具有十分重要意义。1.2 设计任务本次设计为菏泽市至定陶县二级公路设计。1.3 工程地质条件影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文、地质、土壤及植被等，这些自然要素主要影响道路的等级和设计速度的选用、路线方案的确定、路线平纵横的几何形状、桥隧等构造物的位置和规模、工程数量和造价等。本路段属微丘地带，地面自然坡度20以下，相对高差在100m以下，因此道路设计的布线一般不受地形的限制。1.4 公路的自然区划区-东部温润季冻区：该区路面结构的突出问题是防止翻浆和冻胀。翻浆的轻重程度取决于路基的潮湿状态，根据不同的路基状态采取措施。但是该区缺乏砂石材料，在采取稳定土基层方面已取得一定的经验。1.5 气候条件设计路段所在地区处于暖温带季风大陆性气候，四季分明，光热资源丰富。同时该地区也是气象灾害天气的多发地区，尤其旱涝最为严重。在路面设计中应注意高温稳定性和低温抗裂性。年降雨量为625mm,年平均气温 13.7，最冷月1月，平均气温-0.9，最热月7月 平均气温 26.8，年无霜期213天，年相对湿度68%，设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。第2章 选线和定线2.1 选线选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细，有轮廓到具体，逐渐深入，分阶段分步骤分析比较，进行多方案必选，才能定出合理的路线。2.1.1 道路选线的一般原则（1）在路线设计的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、必选的基础上，选定最优路线方案。（2）路线设计应在保证行车安全，舒适，快捷的前提下，做到工程量小、造价低，营运费低，效益好，并有利于施工和养护。（3）选线应同农田基本建设相结合，做到少占耕地，并应尽量不占高产田，经济作物田或穿过经济林园。（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观，重视保护原有自然状态和重要历史文物遗址。（5）对严重地质不良路段，一般情况下应设法绕避，如采矿区。（6）经过沿线城镇的路线布置，应结合城镇发展规划，确定其连接方式（穿越、绕行或以支线连接），地点一般距城镇规划区25 km为宜。（7）二级公路的设计可考虑利用老路。（8）除大桥、特大桥桥址作为路线的控制点外，一般中小桥、人行通道服从路线走向较为经济。2.1.2 道路选线时应注意的事项此次选线，路线最后部分基本上是沿河线，路线走向明确，路线纵坡缓，线形好，是比较好的选择方案。该河谷为开阔河谷，地形简单、平缓，河岸与山坡之间有较宽的台地，且多为农田。（1）布设平面线性时，当增加的工程量不大时，应尽量选用较高的指标，避免采用极限半径。连续高填方的路段，必须采用大的平曲线，并采用边坡植树等措施诱导视线，改善景观。（2）直线的选用要得当。根据地形及景观的配合。必须选用直线时，其长度要受到限制。（3）选线步骤主要是控制点的选定，加密控制点。2.1.3 沿河线的选择2.1.3.1 河岸的选择由于河谷两岸情况各有利弊，选线时应比较两岸地形、地质、水文、气候等条件以及农田水利规划等因素，避难就易，充分利用有利的一岸。2.1.3.2 高度的选择沿河线按路线高度与设计洪水位的关系有低线和高线两种。沿河线的线位高低，是根据两岸地形、地质条件以及水文情况，结合路线等级和工程经济选定。沿河线的路肩设计高程既要保证路肩高出规定洪水频率发的设计水位，又要避免路线高悬于山坡之上。路线一般以低线为主，但必须做好洪水位的调查。2.1.3.3 桥位的选择1. 在S形河段腰部跨河，以争取轴线与河流成较大交角。2. 在河湾附近跨河，但应注意河湾水流对桥的影响，应采取防护措施。3. 顺直河段跨河，应处理好桥头引道线形。2.2 定线定线是在选线完成之后，具体标定公路的中心线，是根据上级标准的任务书和踏勘测量中已定的路线走向，主要控制点和技术标准在进行公路详细技术测量时进行的，其中主要任务是在选线布局所规定的路线带范围内，根据既定的技术标准和路线方案，结合地形、地质条件，综合考虑路线的平、纵、横三方面因素，定出中线的合理位置。2.2.1 定线方法1.纸上定线：纸上定线岸操作方法可分为直线形定线法和曲线形定线法。纸上定线是在大比例尺地形图上确定道路中心的具体位置，再将纸上路线通过实地放线敷设到地面上，供详细测量和施工之用。纸上定线的工作对象是地形图，俯视范围大，控制点容易确定，平纵线及其组合可反复试线修改。2. 现场定线：现场定线是设计人员直接在现场定出道路中线的具体位置。现场定线的工作对象是现场实际地形，地形地物、山脉水系线位精度高，不需测大范围大比例尺地形图。3. 航测定线：航测定线是利用航测相片、航测影像地形图等航空测量资料，借助航测仪器使之建立立体模型进行定线。航测定线的工作对象是立体模型，可以把大量野外工作搬到室内来做。2.2.2 微丘区定线步骤定导向点：在选线布局确定的控制点之间，根据微丘去路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。试定路线导线：参照导向点，试穿出一系列直线并交出交点，或直接将导向点作为交点，试定出路线导线。初定平曲线：读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距。定线：检查各技术指标是否满足标准要求，以及平曲线线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。第3章 平面设计3.1 直线设计直线作为平面线形要素之一，在公路中使用较多。因为两点之间距离最短，因此一般在选线和定线时，只要地势平坦，无大的地物、地形障碍，选线时应首选考虑使用直线。必须采用长直线时，相应纵坡不应过大；若两侧地形过于空旷时，易采取植树或设置一定建筑物等措施予以改善；定线时应将能引起兴趣的自然风景或建筑物纳入驾驶员得视线范围。在长直线尽头设置的平曲线，除曲线半径、超高、视距等符合规定外，还必须采取设置标志、增大路面抗滑能力等安全保障措施，以确保行车安全。3.1.1 直线的优缺点(1)直线的优点：笔直的道路会形成短捷、直达的美学效果。汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。测设中，直线只需定出两点，就可方便的测定方向和距离。(2)直线的缺点：过长的直线在公路设计中是不利的。在地形起伏较大的地区，直线难与地形相适应，产生高填深挖路基，破坏自然景观。若长度运用不当，会影响线性的连续性。过长的直线会使驾驶员感到单调、疲惫和急躁，易超速行驶，对安全行车不利。所以，在定线中直线的运用、长度的确定，应慎重考虑，不宜采用过长的直线。3.1.2 直线设计的选用平面线性采用直线时应注意线形与地形的关系，并应符合直线的最大长度和最小长度的要求；在运用直线线形并决定其长度时；原则是易直则直、易曲则曲。在下述路段上可采用直线：1）路线完全不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔河谷地带；2）市镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区；3）长大桥梁、隧道等构造物路段；4）路线交叉点及附近；5）双车道公路提供超车的路段。3.1.3 直线的最大长度合理的直线长度应根据驾驶员的心理反应和视觉效果确定，但目前这一问题尚在研究中。各国普遍从经验出发，根据调查结果规定直线的最大长度。我国地域辽阔，地形差异较大，对直线长度很难作出统一规定，且在混合交通的道路上，超车、会车、错车以及避让非机动车和行人的机会甚多，驾驶员的感觉与国外不尽相同。因此，我国未对直线的最大长度作出规定。设计者可根据地形、地物、自然景观以及经验等决定直线的最大长度，既不追求长直线，也不强设平曲线。直线的最大长度，在城镇及其附近或其他景点有变化的地点大于20v是可以接受的，在景观单调的地点最好控制在20v以内，对本次设计既1600m。3.1.4 直线的最小长度3.1.4.1 同向曲线间的直线最小长度同向曲线是指两个转向相同的相邻曲线间以直线形成的平面的线形。其中间的直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的起点之间的长度。当此直线长度很短时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成反弯的错觉，使整个组合线形缺乏连续性，形成所谓的“断背曲线”，规范规定，当设计速度60km/h时，同向曲线直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜，本次设计既480m。对低速道路（V40km/h）可参考执行。3.1.4.2 反向曲线间的直线最小长度反向曲线是指两个转向相反的相邻曲线间以直线形成的平面的线形。由于两弯道转弯方向相反，考虑其超高和加宽缓和的需要以及驾驶员的操作方便，其间的直线最小长度应予以限制。规定规定，当设计速度60km/h时，反向曲线直线最小长度（以km计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜，本次设计既160m。当设计速度40km/h时，可参照上述规定执行。3.2 圆曲线 平面圆曲线是公路设计中的基本线形，它在路线遇到障碍或地形需要路线改变方向时设置。各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的安全性。圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。圆曲线最小半径行驶在曲线上的汽车由于受到离心力的作用，其稳定性受到了影响，离心力的大小又与曲线半径密切相关，半径愈小愈不利，所以在选择曲线半径时应尽可能采用较大的半径值，只有在地形或其他条件受到限制时才可使用较小的曲线半径。为了行车安全与舒适，我国标准规定了三种圆曲线最小半径，即：一般最小半径、极限最小半径和不设超高最小半径。3.2.1 一般最小半径一般最小半径介于极限最小半径和不设超高最小半径之间。一方面要考虑汽车以设计速度在这种小半径的曲线上行驶时的安全性、稳定性和旅客有充分的舒适性，另一方面也要注意到在地形比较复杂的情况不会过多的增加工程数量。标准规定了“一般最小半径”。确定一般最小半径时，横向力系数和超高横坡度ih 没有取到极限最大值，都留有一定的余地。通常在路线设计时，圆曲线半径应尽量采用大于或等于一般最小半径。3.2.2 极限最小半径极限最小半径是指按设计速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径。它是设计采用的极限值。当和ib都用最大值时。按公式可计算出“极限最小半径”。下面表是我国标准中所制定的极限最小半径，是路线设计中的极限值，是在特殊困难条件下不得已才使用的，一般不能轻易采用。3.2.3 不设超高的最小半径在设计速度一定时，当圆曲线半径较大时，离心力就比较小，此时弯道即使采用与直线相同的双向路拱断面时，离心力对外侧车道上行驶的汽车的影响也很小；因此我国标准制定了“不设超高的最小半径”，不设超高最小半径是判断圆曲线设不设超高的一个界限，当圆曲线半径大于或等于该公路等级对应的不设超高的最小半径时，圆曲线横断面采用与直线相同的双向路拱横面，不必设计超高；反之则采用向内倾斜单向超高横断面形式表。设计速度80（）一般最小半径 400极限最小半径 250不设超高最小半径路拱2500 路拱3350表3.1 圆曲线技术指标3.2.4 圆曲线的选用道路平面设计时，应根据沿线地形、地物等条件，尽量选用较大的半径，以保证行车舒适。在选定半径时既要技术合理，有要经济适用；既不盲目采用高标准（大半径）而过分增加工程量，也不只考虑眼前通行要求而采用低标准。1）选定圆曲线半径应与地形相适用，以采用超高值为2% 4%的圆曲线半径为宜。2）地形条件受限制时，应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径； 在自然条件特殊困难或受其他条件严格限制而不得已时，方可采用极限最小半径。3)在选取圆曲线半径时，应与设计速度相适应，同相衔接路段的平、纵线形要素相协调，构成连续、平衡的圆曲线形。4)选用圆曲线半径时，最大半径值一般不超过10000m。3.3 缓和曲线缓和曲线是道路平曲线要素之一，它是设置在直线与圆曲线间或半径相差较大、转向相同的两圆曲线间的一种曲率连续变化的曲线。（1）缓和曲线在公路设计中的作用1）曲率连续变化，便于车辆遵循；2）离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；3）超高及加宽逐渐变化，行车更加平稳；4）与圆曲线配合，增加线形美观。（2）缓和曲线最小值缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：1）离心加速度变化率不过大;2）控制超高附加纵坡不过陡;3）控制行驶时间不过短;4）符合视觉要求;5）旅客感觉舒适.表3.2二级公路缓和曲线最小长度设计速度（km/h）缓和曲线最小长度（m）一般值最小值8010070（3）缓和曲线的运用规范规定设置缓和曲线的条件为：凡圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，公路等级为三级及以上的公路时，都须在直线与圆曲线之间设置回旋线作为缓和曲线。本次设计中，在直线与圆曲线之间采用了缓和曲线，缓和曲线的采用增加了线路的连续性跟美观性，在视觉跟行车舒适性上起到了良好的效果。直线、圆曲线和缓和曲线的具体设置情况参看路线平面图跟附表（直曲表）。3.4 方案比选本路段为微丘区，选线时应充分利用地形，处理好平、纵线形的组合。不迁就微小地形，导致线形迂回曲折，也不采用长直线，导致纵面线形起伏。路线与地形相适应，避免高填深挖，破坏自然景观。 该路段地形整体呈下坡状，选线时应与路线带相协调。该路段经过城镇村庄，选线时应充分考虑，遵循“靠村不进村”的原则。该地区原有路线网、水系较多，选线时，在保证路线指标的同时，应注意避让。通过布局选线，确定以下两种路线方案：图 3.1 方案一图 3.2 优选方案方案一：较多的考虑了避让地物、原有路线、水系，是选线时经过路线起伏较大，同时增加工程量,但是线路较短。优选方案：在考虑地形地物的同时，吻合了路线带的形状，线形美观大方，整体线性呈下坡状，地面绞平缓，有利于排水，且减少了工程量，综合考虑选定方案二为最终设计方案。第4章 纵断面设计沿道路中线竖直剖切再行展开即为路线纵断面。自然因素的影响及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的技术文件之一。纵断面设计的主要任务是根据汽车的动力特性、道路等级、地形、地物、水文地质，综合考虑路基稳定、排水及工程经济等，研究纵坡的大小、长短、竖曲线半径等。纵断面的设计由直坡线和竖曲线组成。4.1 纵断面设计高程路线纵断面图上的设计高程，即路基设计高程，规范规定如下：1.新建公路的路基设计高程二级公路采用路基边缘高程，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘高程。2.改建公路路基设计高程一般按新建公路的规定设计，也可视具体情况采用行车道中线处的高程。4.2 纵断面设计的原则道路纵断面设计，涉及到纵坡设计，道路纵坡设计也必须讲究其一般原则，在布设各坡段的纵坡时，应按下列要求和规定进行，以求纵坡设计合理： 1、道路纵坡设计必须符合技术标准中的有关纵坡的各项规定。各级公路的最大纵坡值及陡坡限制坡长，一般不轻易采用，而应留有适当余地。只有在越岭线中为争取高度、缩短路线长度或为避免工程艰巨地段等不得已时才采用最大值。2、为保证汽车以一定的速度安全顺利地行驶，设计纵坡应力求连续、平顺、均衡，起伏不宜过大或过于频繁。缓坡宜长，陡坡宜短。在采用较大纵坡的地段应限制其坡长。为使纵坡度均衡，在连续采用极限长度的陡坡之间，不宜夹用短的缓和坡段。在连续升坡或降坡路段，应避免设计反向坡度，以免浪费高程。对连续起伏的路段，坡度要尽量小，避免锯齿形的纵断面。3、道路纵坡设计为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高路堤，在设计中应重视纵、横向填挖的调配利用，力争填挖平衡，尽量减少借方和弃方，节省土石方工程量，降低工程造价。4、在非机动车辆较多的路段，应根据具体条件，将纵坡适当设缓。考虑到自行车的爬坡能力，最大纵坡应不大于3，最小纵坡应满足排水要求。5、确定城市道路纵坡设计线，必须满足城市各种地下管线最小覆土深度的要求。对于旧路改建，如必须降低原标高，则设计标高不宜定得太低，以防损坏路下的各种管线。6、从汽车行驶方便和安全出发，应控制平均纵坡。平均纵坡是指某一路段的起终点高差与水平距离之比()。实况调查表明，不少路段虽然最大纵坡并不长，但由于平均纵坡较大，上坡用低档的时间较长，容易引起汽车水箱开锅；同样，下坡由于较长时间的不断加速，必须频繁地制动，引起制动器发热，甚至烧掉制动片而出事故。因此技术标准中规定：二、三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般以接近5.5(相对高差200500m)和5(相对高差大于500m)为宜，并注意任意相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5。平均纵坡是在宏观上控制路线纵坡。4.3 纵断面设计的内容纵断面设计主要是纵坡设计（也称拉坡）和竖曲线设计。4.3.1 纵断面设计的步骤在所确定的路线上，确定加桩路线的地面高程，其高程值详见纵断面图，绘出地面线。标出里程桩号和平面线形信息。4.3.1.1 确定控制点 控制点包括：路线起终点；越岭垭口高程；大中桥涵；地质不良地段的最小填土高度和最大挖深；与铁路、公路交叉点；重要的电力（杆）管线的净高；重要城镇过道点等。对于山岭区二级公路也要考虑填挖平衡。在这些控制点间穿插，初步定出坡度线。4.3.1.2 调整坡度线。检查各指标是否满足，使道路的平纵线形协调，同时考虑排水和路基设计的基本要求。在完成拉坡的纵断面图上，通过坡度和坡长计算纵断面上的设计高程，所得值详见纵断面图。4.3.2 纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。4.3.2.1 最大纵坡最大纵坡是根据道路等级、自然条件、行车要求等因素所限定的路线纵坡最大值，它是道路纵坡设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。我国标准规定最大纵坡时，对汽车在坡道上行驶情况进行了大量调查、实验，并广泛征求各有关方面特别是驾驶员的意见，也考虑了蓄力车通行状况，确定了最大纵坡值。本次设计设计时速为80km/h，最大纵坡5%。4.3.2.2 最小纵坡最小纵坡是为纵向排水的需要，对横向排水不畅的路段所规定的纵坡最小值。为使道路行车安全、快速和畅通，纵坡小些为好；但在长路堑、低填方和其他横向排水不畅的路段，为保证行车安全和排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，应设置不小于0.3的纵坡（一般以不小于0.5为宜）。对干旱地区，以及横向排水良好、不产生路面积水的路段，也不受最小纵坡的限制。4.3.2.3 平均纵坡平均纵坡是指在一定长度路段两端点的高差与该路段长度的比值，它是衡量纵断面线形质量的一个重要指标。ip=H/L 式中 ip平均纵坡 H相对高差（） L路线长度（）限定平均纵坡是为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长限制的规定，保证车辆安全行驶。标准规定：二级公路越岭线路线连续上坡（或下坡）路段相对高差为200500m时，平均纵坡不应大于5.5%；越岭路线相对高差大于500m时，平均纵坡应不大于5.0%，且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。4.3.2.4 合成纵坡合成坡度是由纵向坡度与横向坡度组合而成的，其坡度值比原路线纵坡或超高坡度大。坡度： I= i2+ih2 式中 I合成坡度（）； i路线纵坡（）； ih超高值（）；4.3.2.5 最大坡长限制最大坡长限制是指汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在：行驶速度显著下降，甚至要换低排挡克服坡度阻力；易使水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡行驶制动次数频繁，易使制动器发热失效，甚至造成车祸；影响通行能力和服务水平。因此对坡长必须加以限制。标准及城规规定最大坡长如表：表 4.1 设计时速为80km/h时二级公路的纵坡长度限制纵坡坡度(%)345纵坡长度(m)11009007004.3.2.6 最小坡长限制从汽车行驶平顺性要求，如果坡长过短,变坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的增重与减重变化频繁，导致乘客感觉不舒适，车速越高表现越明显；缓坡太短上坡不能保证加速行驶要求，下坡不能减缓制动；从路容美观、相邻竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定最短长度。从而影响公路的服务水平，影响了行车安全，减小公路的使用寿命。最小坡长规定汽车以设计速度9s15s的行程为宜，标准和城规规定了道路的最小坡长：二级公路当设计时速为80km/h时最小坡长的一般值为250m，最小值为200m。4.3.3 竖曲线竖曲线的作用是为满足行车舒适平顺、安全、视距的需要。竖曲线的线形可采用圆曲线或抛物线，在适用范围内二者差别不大，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线方便，一般采用二次抛物线作为竖曲线。竖曲线最小半径竖曲线的最小半径或最小长度的三个限制因素:缓和冲击、行驶时间不过短、满足视距的要求。标准规定的一般最小半径为极限最小半径的1.52倍，在条件允许时可尽量采用大于一般最小半径的竖曲线为宜。竖曲线最小长度相当于各级公路设计速度3s行程。4.3.3.1 凹形竖曲线最小半径对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证保证跨线桥下行车有足够的视距等。4.3.3.2 凸形竖曲线最小半径确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。表 4.2 竖曲线最小半径和最小长度设 计 速 度 km/h凸 形竖曲线半径m凹 形竖曲线半径 m竖曲线最小长度m一般值极限值一般值极限值804500300030002000704.3.4 行车视距行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。4.3.4.1 行车视距的分类停车视距、错车视距、会车视距、超车视距。4.3.4.2 平面视距的保证汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视线是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能构成行车空间时，则可予以保留。4.4 平、纵线形组合设计 平、纵线形组合设计的原则如下： 1）在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性 2）保持线形技术指标在视觉和心理上的大小均衡； 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)注意与道路周围环境和配合。4.4.1 平面直线与纵断面直线组合这种线形组合单调、呆板，行驶过程中路线视景不变，容易使司机产生疲劳感。尤其在高速行车时，容易导致交通事故。在交通比较复杂的路段，这种线形组合是有利的。设计中可采取措施来弥补景观单调的不足。4.4.2 平面直线与纵断面凹形曲线组合在设计中应该注意：(1) 避免插入较短的凹形竖曲线，或插入小半径曲线（一般应大于最小半径的34倍），以免产生折点。(2) 两个凹形竖曲线间不要插入短直线，此时宜将两个凹曲线合并成一个凹曲线，可改善视觉条件。(3) 长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。4.4.3 平面直线与纵断面凸形曲线组合这种组合视距条件差、线形单调，使司机对前方道路情况无法做出判断，应尽量避免。使用这种组合应注意采用大半径曲线，以保证视距。当连续出现凹形和凸形竖曲线时，会造成不良视觉效果，一般应尽量避免。4.4.4 平面曲线与纵断面直线组合如果平曲线半径选择适当，这种组合效果良好，汽车在这种线形上行驶，可获得良好的景观效果。如果平曲线与直线组合不当，曲线半径过小，或直线长度过短，平曲线半径与纵坡不协调，都会导致线形折曲。这种组合还应满足合成坡度的要求，尤其应避免急转陡坡组合。4.4.5 平面曲线与纵面曲线组合如果曲线半径适宜，平纵线形要素均衡，可以获得视觉舒适、诱导效果良好的空间曲线。4.4.5.1 平竖组合应注意问题：(1) 一般情况下，当平竖曲线半径较大时，宜将平竖曲线半径顶点对应。若两者不能很好的配合，两者的半径都小于某一限度时，宜将平竖曲线拉开相当距离。(2) 平曲线与竖曲线的大小保持均衡(3) 竖曲线的顶部或底部，不得与反向平曲线的拐点重合，尤其是凸形竖曲线，容易造成判断失误。(4) 避免转角小于7的平曲线与坡度角较大的凹形竖曲线组合。(5) 缓和曲线不得与小半径竖曲线重叠。(6) 不宜将小半径平曲线设置在竖曲线的底部或顶部。4.4.5.2 平竖曲线对应重叠的优点：(1) 利于诱导视线(2) 有利于行车安全(3) 线形舒适美观第5章 横断面及路基设计5.1 横断面的组成及类型道路的横断面是指中线上一点的法向向切面，它是由横断面设计线和地面线所组成的。其中设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。在保证公路通行能力、交通安全与通畅的前提下，尽量做到用地省、投资少，使公路发挥其最大经济效益与社会效益。5.1.1 路肩的作用位于行车道外缘至路基边缘具有一定宽度的带状部分称为路肩。其作用是：1.保护和支撑路面结构。2.供临时停车之用。3.作为侧向余宽的一部分，能增加驾驶的安全和舒适感，尤其在挖方路段，可增加弯道视距，减少行车事故。4.提供道路养护作业、埋设地下管线的场地。5.对未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。5.1.2 路拱的确定为利于路面横向排水顺畅，将路面做成中央高于两侧具有一定横坡的拱起形状，称为路拱。路拱对排水有力，但对行车不利。为此，对路拱大小及形状的设计应兼顾两方面的影响。不同类型的路面因其表面平整度和透水性不同，根据当地自然条件可选用不同的路拱横坡度。本次设计采用2.0的路拱横坡；路拱形式采用直线形，以路中线为为基点，设置双向路拱横坡，主要是为便于机械化施工、排水和养护。硬路肩采用了与路面坡度相同的2.0%；土路肩为了能迅速排出路面上的水，路拱坡度为3.0。5.1.3 路缘石路缘石是设在路面与其他结构物之间的标石。同时，路缘石用于分隔行车区域与其他交通方式运行区域，或分隔其他用途的区域；可标示出路面边缘的轮廓线，并起到支撑路面或露肩边缘的作用，且有利于纵向排水。路缘石的形状有立式、斜式和平试等。路缘石宜高出路面1020cm，路缘石的宽度宜为1015cm。5.2 路基设计的基本要求路基应根据其使用要求和自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方法进行设计，既要有足够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定性的地面水和地下水，必须采取将其拦截或排出路基以外。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑。修筑路基取土坑和弃土堆时，应尽量将取土坑、弃土堆平整成可耕地和减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道，通过特殊地质、水文条件下的路基，应做好调查研究，并结合当地实际经验，进行个别设计。5.2.1 路基宽度的确定路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。本设计路段为微丘区二级公路，车速定为80km/h，按照公路工程技术标准（JTG B012003），将路基宽度选定为12米， 其中行车道宽度为23.75m，硬路肩宽为21.5m，土路肩为20.75 米。5.2.2 路基高度路基的高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基高度有中心高度和边坡高度之分。中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。路基高度的设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时要考虑的地下水毛细水和冰冻的作用,不致影响路基的强度和稳定性。5.2.3 路基压实公路路基的压实度应符合表51的要求：表列数值系重型击实试验求得的最大干密度的压实度。特殊干旱或特殊潮湿地区，表内压实数值可减少2%3%。表 5.1 路基压实度表填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（）零填方及挖方00.309600.8096填方路基00.80960.801.50961.50935.3 路基断面图图 5.1 路堑标准断面图图 5.2 路堤标准断面图5.4 路基土石方调配土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方土的去向，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与利用问题，从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下以挖作填，尽量减少路外借土和弃土，少占用耕地以求降低公路造价。 5.4.1 平均运距 土方调配的运距，是从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见，这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算，称平均距离。 5.4.2 免费运距土石方作业包括挖、装、运、卸等工序，在某一特定距离内，只按土、石方数量计价而不计运费，这一特定的距离称为免费运距。施工方法的不同，其免费运距也不同，如人工运输的免费运距为20m,铲运机运输的免费运距为100m。在纵向调配时，当其平均运距超过定额规定的免费运距，应按其超运运距计算土石方运量。 5.4.3 经济运距 填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土。一般情况用路堑挖方调去填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长，以至运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此，采用“借”还是“调”，有个限度距离问题，这个限度距离既所谓“经济运距”，其值按下式计算：经济运距： L经 = + L免式中：B 借土单价（元/m3）；T 远运运费单价（元/m3km）；L 免费运距（km）。经济运距是确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。5.4.4 运量土石方运量为平均超运运距单位与土石方调配数量的乘积。在生产中，例如工程定额是将人工运输免费运距20m，平均每增运距10 m 划为一个运输单位，称之为“级”，当实际的平均运距为40m ，则超远运距20m 时，则 为两个运输单位，称为二级；在路基土石方数量计算表中记作；总运量= 调配（土石方）数量n n = （L - L免）/ A式中：n 平均超运运距单位，（四舍五入取整数）L土石方调配平均运距（m）L免免费运距（m）A超远运距单位（m）（例如人工运输A=10 m，铲运机运输A=50m；） 5.计价土石方数量在土石方计算与调配中，所有挖方均应予计价，但填方则应按土的来源决定是否计价，如是路外就近借土就应计价，如是移“挖”作“填”的纵向调配利用方，则不应再计价，否则形成双重计价。即计价土石方数量为： V计 = V挖 + V借式中：V计计价土石方数量（m3）V挖挖方数量（m3）V借借方数量（m3）5.4.5 土石方调配原则1.在半填半挖的断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，多余的土石方再作纵向调配，以减少总的运量。2.一般大沟不作跨越运输，同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土。3.为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。4.土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方和借方的占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时路堑的挖方纵调作路堤的填方，虽然运距超出一些，运输费用可能高一些，但如能少占地、少影响农业生产，这样，对整体来说未必是不经济的。 5.不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。6.位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上下线的土方竖向调运。7.土方调配对于借土和弃土事先同地方商量，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，损害农田。5.4.6 土石方调配方法 土石方调配方法，目前生产上采用土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法简单，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是： 1.土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡大沟等注明在表旁，供调配时参考。2.计算并填写表中“本桩利用”、“填缺”、“挖余”各栏。当以石作填土时，石方数应填入“本桩利用”的“土”一栏，并以符号区别。然后按填挖方分别进行闭合核算，其核算式为：填方= 本桩利用 + 填缺挖方= 本桩利用+ 挖余3.在作纵向调配前，根据“填缺”、“挖余”的分布情况，选择适当施工方法及可采用的运输方式定出合理的经济运距，供土方调配时参考。4.根据填缺、挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济少占用农田的原则，具体拟定调配方案。将相邻路段的挖余就近纵向调配到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头表明在纵向调配栏中。5.经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后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.调配完成后，应分页进行闭合核算，核算式为填缺=远运利用+借方挖余=远运利用+废方7.本公里调配完毕，应进行本公里合计，总闭合核算除上述外，尚有：（跨公里调入方）+挖方+借方=（跨公里调出方）+填方+废方8.土石方调配一般在本公里内进行，必要时也可跨公里调配，但需将调配的方向及数量分别注明，以免混淆。9.每公里土石方数量计算与调配完成后，须汇总列入“路基每公里土石方表”，并进行全线总计与核算。至此完成全部土石方计算与调配工作。第6章 路面结构设计路面是道路的重要组成部分，它直接承受车辆荷载的作用，因此路面结构应选用良好的材料，以满足行车要求。 进行路面设计时，首先选择路面类型，即沥青混凝土路面和水泥混凝土路面。然后进行路面结构设计，包括轴载分析，路面各层材料的选择等。6.1 路面类型的选择确定路面结构设计的目的是提供在特定的使用期限内同所处环境相适应并能承受与其交通荷载适用的路面结构，同时设计路面结构，便于改变道路行驶条件，提高服务水平，满足汽车运输的要求，因此路面应起码具备三个方面的使用要求：平整、抗滑、承载能力。6.1.1 沿线地质概况及材料来源沿线有小型石灰厂，水泥、砂石与沥青均需外运。考虑到与水泥路面相比，沥青混凝土路面表面平整、无接缝、行车舒适，便于机械化施工，能加快施工进度；当破坏后，沥青混凝土路面易于修补。故本设计采用沥青混凝土路面。采用贯入式路面。6.1.2 路面等级与类型二级公路采用沥青混凝土路面，根据设计年限内累计当量标准轴载作用次数多少选用路面，设计年限为12年；6.2 标准轴载及轴载换算路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ100表示。标准轴载计算参数如表61所示。表 6.1 标准轴载计算参数 标准轴载BZZ100 标准轴载BZZ100 标准轴载P(KN) 100单轮传压面当量圆直径d（cm） 21.3 轮胎接地压强P(Mpa） 0.7 两轮中心距（cm） 1.5d当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时，凡是轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）P1的作用次数n1，均应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。 （61） 式中 N标准轴载的当量轴次n1被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）P标准轴载P1换算车型的各级轴载C1轴数系数，C1=1+1.2(m1), m是轴数。当轴间距大于3米时,按单独的一个轴载计算；当轴间距小于3米时,应考虑轴数系数。C2轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38.由已知交通量资料，可得路面设计所需的交通个参数，如下表:表6.2 路面设计交通参数表序号车 型 名 称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量黄河JN15049101.61双轮组800跃进NJ13120.238.21双轮组200东风CS93824702双轮组3300解放CA34022.156.61双轮组400其他车50501单轮组5006.3 累计当量轴次设计年限内一个车道的累计当量轴次Ne （62）式中 Ne设计年限内一个车道的累计当量轴次t 设计年限 Nt 设计竣工后第一年双向日平均当量轴次 设计年限内的交通量平均增长率 车道系数由已知材料，可知t=12年，5. %,道路为双车道无分隔形式，由沥青混凝土路面设计规范，可知在0.6与0.7之间，本设计取0.7，则用程序计算一个车道的累计当量轴次：Ne656.4039万次当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡是轴载大于50KN底各级轴载（包括车辆底前、后轴）P1的作用次数n1均应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N （63）式中轴数系数，当轴间距大于3米时,按单独的一个轴载计算,则C1=1m,当轴间距小于3m时,按双轴或多轴计算, C1=1+2(m-1)m轴数 轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1,四轮组为0.09所以， 程序计算的Ne44.6087万次。6.4 沥青面层设计为了给汽车提供安全、舒适、快速的行车条件，沥青路面应具有坚实、平整、抗滑和耐久的品质，同时，还应具有高温抗车辙、低温抗开裂，抗水损害及雨水渗入基层的功能。二级公路一般选用两层沥青面层结构。沥青面层由沥青混合料组成，上面层为中粒式沥青混凝土，下面层为粗粒式沥青混凝土用来防止雨水下渗。6.4.1 集料的技术要求各种沥青面层的粗集料、细集料、填料应符合公路沥青路面施工技术规范的有关规定。6.4.2 基层、底基层1、基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区应具有一定的抗冻性。拟选用水泥稳定碎石为基层。石灰煤渣土为底基层6.4.3 路面设计弯沉值的计算路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是路面设计