交通土建本科标准公路设计毕业论文.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）交通土建本科标准公路设计毕业论文前言本设计是大学即将毕业之际的一次综合性与运用性学习，是在四年专业知识的学习和几次实习的基础上，依据设计大纲和实际情况，在老师们的知道下，对武汉到上海（东至县至安庆市段）一级公路设计。本设计本着科学、谨慎、认真、务实的原则，依据与本设计相关的各项工程规范进行设计。在设计过程中争取做到符合工程实际，能够指导工程实践，力求做到在技术上先进适用；费用上经济合理；施工上安全可靠，并把理论知识与现场实践相结合，从而达到使设计更加完善的目的。本次毕业设计是交通土建专业在完成全部课程后，依据交通土建专业毕业设计大纲的要求，对实习资料进行整理、分析，并加以认真的思考，听取指导教师的意见编制而成的。在设计中参阅了道路勘测设计、高速公路规划与设计、路基路面工程、公路工程技术标准等专业文献。设计的第一章是关于本次毕业设计所收集原始资料、技术等级和几何标准，阐述了本设计路线的选线与比选的具体过程。第二、三、四章则分别关于平、纵、横三方面的设计，具体介绍了平、纵、横设计几何标准的选定，还有三者综合设计的过程。第五介绍了路基设计的内容。第六章详述了路面结构设计。第七章介绍了关于排水方面的设计。在设计过程中，我和同学一起探讨积极向知道老师请教，认真地完成了老师交给的任务，在本公路设计中比较完全的完成了纵断面、横断面、路面设计、排水设计。力争通过完成本次设计加深自己专业意识，灵活运用所学理论知识，培养理论联系实际的能力，为今后参加工作打下良好基础。 由于本人实际经验与知识含量的欠缺，理论知识掌握不熟练，设计中肯定有错漏之处，恳请各位指导老师予以点评指正，以使设计修改完善。1 原始资料及选线与定线本设计为交通土建专业毕业设计，设计任务是武沪（东至县至安庆市段）一级公路设计，地形图为山岭重丘地区，整个设计主要应遵循山岭地区一级公路的技术标准。主要内容包括：路线方案的拟订和比选、道路平面线形设计、道路纵断面设计、道路横断面设计、路基设计、路面的类型选择及厚度设计、道路排水设计等。本设计原始资料有地形图一幅，比例（1：2000），地形、气候等设计资料以东至县地区为准，其他资料查相关资料取得。具体内容如下：1.1 地形地貌本设计是根据所给比例为（1：2000）的等高线地形图进行的东至县至安庆市段一级公路设计，本设计的图纸地形是山岭地区，地势起伏较大，坡度变化大，少量平地和分散式村庄。1.2 气候水文地质本路段所处于安徽境内，一般夏季降水量较大。沿线土质为粘性土，线路地形地貌变化较多，地形起伏较大，但地质结构简单，无活动断层，区域地壳稳定性较好，无崩塌、滑坡。水文地质条件比较简单，除水塘及低洼地区外，大部分地区地下水位低，地下水对公路的影响较小。1.3 道路设计标准根据技术经济调查，通过道路交通密集及其组成，按所在地区的地形、地貌、气候以及道路的性质、使用交通量，经过技术经济论证，最后确定道路的等级为半封闭式一级公路，现依据道路设计规范，将一级公路的设计指标列出如下：设计车速-80/h年平均日交通量-16000（量/日）圆曲线极限最小半径-250m圆曲线一般最小半径-400m缓和曲线最小长度-70m平曲线最小长度-140m平曲线一般值-700m同向曲线最小长度-6V反向曲线最小长度-2V公路最大纵坡-5最大合成坡度-10.5最短坡长- 200m凸形竖曲线极限最小半径-3000 m 一般最小半径-4500 m凹形竖曲线极限最小半径-2000 m 一般最小半径-3000m停车视距-110m平曲线超高过渡方式-绕中间分割带中心旋转1.4 选线和定线 道路选线与定线，就是根据道路的使用任务、性质、公路的等级和技术标准，在规划的起、终点之间结合地形、地质、水文及其他沿线条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，在实地或纸上选定道路中心线的确切位置，然后进行有关测量工作。选定出的路线是否合理将直接影响到道路的质量、工程造价以及道路使用情况。我们应做到如下几点：1) 本设计中在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。2) 本公路经过两个村庄、三个山岭，设计过程中在保证线形要求的前提下尽量做到道路同农田基本建设相配合，做到少占土地，并应尽量不占高产田、经济作物田。3）重视环境保护，尽量不拆迁房屋。1.5 影响公路选线设计的因素山岭地形对路线限制较多，两控制点间如无不良地质和地物障碍等，则两控制点之间的直接连线是最理想的路线。但一般山岭地区，居民点和农田分散，选线时应根据公路使用要求，进行综合分析。依据本设计的具体情况，现分析选线要点如下：1.合理考虑路线与城镇的关系；布线时需正确处理穿越和绕避的问题，为了提高农村经济该公路又不能离村庄太远。2.正确处理公路与农业的关系；山岭区多为梯田和经济树林，选线时要注意少占梯田或不占梯田。必须占的，应该经过综合考虑后，合理的、经济的选择。3.处理好路线与桥位的关系；在平面地形图上按比例尺计算的渠道宽度确定需要修建中、小桥梁。中桥桥位原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求，桥路综合考虑。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流方向正交，桥梁和引道最好都在直线上。位于直线上的桥梁，如两端引道必须设置曲线时，应在桥两端以外保持一定的直线段，并尽量采用较大平曲线半径。当条件受限制时，也可设置斜桥或曲线桥。要注意防止两种偏向：一种是单纯强调桥位，造成路线过多迂绕，或过分强调正交桥位，出现桥头急弯影响行车安全；另一种只顾线形顺直，不顾桥位，造成桥位不合适或斜交过大，增加建桥困难。4. 注意土壤水文条件。山岭地带地质情况复杂， 常有滑坍、岩堆、泥石流等病害存在。布线时要注意避让该地区，必须穿越时要做好防护措施。山区河流，平时流量不大，但一遇暴雨，山洪暴发，洪流常夹带泥沙、砾石、树木等急速下泄，冲刷河岸，毁坏桥涵，淹没田园，危害甚大。选线前要对沿线的最大洪水水位做了解，公路高程应该在水位以上。1.6 方案比选方案一，占用农田最少，但远离村庄，且直线距离较长，容易发生视觉疲劳，造成事故。方案二，靠近村庄，但占用农田最多，且造价较高靠近高压电线，造成施工困难。方案三，离村庄较近，尽量少占用农田，虽然开凿隧道，但总体造价要低于深挖高填的造价。并且远离高压电线。所以综上所述选取方案三作为设计方案1.7 本设计的定线定线方法有纸上定线和直接定线两种，本设计采用纸上定线。山岭区纸上定线步骤1） 定导向点，确定路线走向。2） 定导向线，按规定的技术标准，结合导向点，试穿出一系列直线，延长直线交出交点，作为初定的路线导向线。3） 初定平曲线，读取交点坐标计算或直接量测得到交点处路线转角和交点间距，定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素及曲线里程桩号。4） 定线，检查各技术指标是否满足公路工程技术标准（JTGB01-2003）要求，及平曲线位置是否合适，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。 本设计充分考虑各控制点所在位置的必要性和重要性，在满足各项规范的前提下，不断在小范围内进行调整，并且为后面的纵断面设计做好铺垫。同时能经得起验证。2 道路平面设计 平面设计的是根据汽车行驶的性能，结合当地的地形条件，按照道路设计规范在平面上布置出一条通顺、舒畅的线形来设计的。本设计中设计道路总长2876.596米，设有2个转折点。2.1 平面线形设计的基本要求1) 直线下述路段可采用直线：1.不受地形，地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；2.市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；3.路线交叉点及其前后。直线的最小长度：同向曲线间的直线最小长度以不小于6V为宜；反向曲线间的直线最小长度以不小于2V为宜。本设计的曲线均为反向曲线，曲线间最小长度均大于2V，即都大于160米。满足要求。2) 曲线的曲率为常数，它具有与地形相适应，可循性好，线形美观，易于测设等优点，使用十分普遍。标准在考虑了具体要求并结合我国的具体情况规定了汽车专用一级公路最小、最大以及极限半径的大小：一般最小半径：400米；极限最小半径：250米；圆曲线的最大半径不宜超过10000米。本设计的圆曲线半径分别为800米和900米，均满足最小半径要求。3)标准规定了汽车专用公路设计时速为80km/h时缓和曲线的最小长度为：70米。本设计的缓和曲线长度为130和170米，均满足标准要求。道路平面线形设计，是根据汽车形式的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均匀性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。2.2 平面线形设计的一般原则1.平面设计必须满足标准和规范的要求。标准和规范是平面设计的指导性文件，平面设计中，圆曲线半径、缓和曲线长度的取值必须满足其相应的规定。在此基础上，应根据设计条件尽量选用较高的技术指标，不应轻易选用指标中的最大（最小）值，并保持各种线形要素的均衡性、连续性。2.平面线形应直捷、连续、顺畅，并与地形地物相适应，与周围环境相协调。3.保持平面现形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。设计时应注意：长直线尽头不能接以小半径曲线。长的直线和长的大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故，特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限，小半径曲线难避免时，中间应插入中等曲率的过度性曲线，并使纵坡不要过大。4.行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高等级公路应尽量满足。5.应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶造成不便，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回旋线。本设计中没有连续急弯。6.曲线间直线最小长度的要求。考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两直线之间应有一定的直线长度，这个直线长度是指前一曲线的终点（缓直点HZ）到后一曲线起点（直缓点ZH）之间的长度。公路路线设计规范2推荐同向曲线间的最小直线长度以不小于6V为宜，反向曲线间最小直线长度以不小于2V为宜（V为计算行车速度以km/h计，直线长度以m计）。7.平曲线应有足够的长度。(1) 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，故平曲线长度应满足公路路线设计规范要求。(2) 公路弯道在一般情况下由两段缓和曲线（或超高段）和一段圆曲线组成。缓和曲线的长度不小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度也大于3s的行程，线型采用的是基本型组合，即回旋线圆曲线回旋线的组合形式。(3) 直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线。(4) 缓和曲线长度需根据公路路线设计规范，和设计采用的基本型曲线组合类型中回旋线与圆曲线之长度比例1:1:11:2:1而选用。1).曲率连续变化，便于车辆遵循，便于司机驾控方向。2).离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适，消除离心率突变。3).超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳，完成超高和加宽的过渡。4).与圆曲线配合，增加线形美观。2.3 平曲线要素的组合类型平曲线要素组合的类型有基本型、S型、卵型、凸型、复合型和C型，本设计采用基本型： 平曲线要素的计算公式如下: (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-7)2.4 停车视距停车视距是为了保证行车安全，驾驶人员能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞的最短距离行车视距。 我国公路工程技术标准（JTGB01-2003）规定设计车速为80km/h时停车视距为110米。停车视距的计算公式： (m) （2-8）式中：V汽车行驶速度，设计速度为12080km/h时，采用设计速度的85%； 路面与轮胎之间的附着系数，查表得设计速度为80km/h时为0.25 t司机反应时间，取2.5s（判断时间1.5s、运用时间1.0s）。 现利用公式（2-8）对本设计的停车视距的最危险点进行检验，查得沥青路面，路面类型为潮湿的附着系数取0.25。 m路段的各点均满足停车视距要求。2.5 本设计中平面线形设计参考以上平面线形设计中的各项要求，本设计具体设计内容如下：2.5.1 平曲线要素的设置：本设计的两个控制点的基础上，结合实际图纸上的地形情况，初步定出线形的大致走向。已知起点QD（382，142）、JD1（306，1038）、JD2（664，2891）,ZD（612，3595），=170m，=800m，=130m，=900m令处转角，处转角，起点QD里程为K0+000.000m。路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算： 设起点坐标为JD0（XJ0，YJ0），第个交点坐标为 =1，2，3n，坐标增量： (2-9)交点间距： (2-10)象限角： (2-11)计算方位角A：0 ，0 (2-12) 0 ，0 (2-13)0 ，0 (2-14) 0， 0 (2-15)转角 当0时，路线右转；0时，路线左转。利用公式(2-9)(2-11)来进行计算说明其计算过程，其结果见直线路线转角表（见附表）。起点（686，-134），交点1（170，-1105）坐标增量：DX=XJ1-XJ0=-516 DY=YJ1-YJ0=-971交点间距： = 象限角： =62.01 计算方位角： A1=180+62.01=242.013交点1（170，-1105），交点2（130，-2090）；坐标增量：DX=XJ2-XJ1=-40 DY=YJ2-YJ1=-985交点间距： =象限角：=87.67计算方位角：A2=180+87.67=267.67交点1转角： =25.66 所以路线右转交点2（130，-2090），终点（-150，-2840）；坐标增量：DX=XJ3-XJ2=-280 DY=YJ3-YJ2=-750交点间距： =象限角：=69.53计算方位角：A3=180+69.53=249.53交点2转角： = 249.53-267.56=-18.03 所以路线左转2.5.2 几何要素计算：交点的计算过程为例利用公式(2-1)(2-7)进行计算。计算结果见直线曲线转角表(见附表)。 图2-1 圆曲线要素示意图Fig.2-1circle curve main factor sketch map交点1 交点2 2.5.3控制点桩号起点桩号： K0+000.000 交点1桩号：K0+000.000+1099.59=K1+099.59 交点2桩号：K1+099.59+985.82-6.707=K2+079.668 终点桩号： K2+079.668+800.56-1.813=K2+876.5962.5.4 直线上中桩坐标计算设交点坐标为，交点相邻直线的方位角分别为和。则ZH点坐标： (2-16) （或）点坐标： (2-17)设直线加桩里程为L，ZH，HZ表示曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标（LZH）： (2-18) 后直线上任意点坐标（LHZ）： (2-19) 2.5.5 单曲线内中桩坐标计算设缓和曲线的单曲线上任意点坐标曲线上任意点的切线横距： (2-20) 式中： 缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长；缓和曲线长度。1) 第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标： (2-21) 2) 圆曲线内任意点坐标：在HYYH时， (2-23) 式中：缓和曲线上任意点至HY点的曲线长缓和曲线长度点坐标在YHHY时： (2-24) 式中：缓和曲线上任意点至YH点的曲线长不设缓和曲线的单曲线上任意点坐标 (2-25)式中: 圆曲线内任意点至ZY点的曲线长；R曲线园半径；转角符号，右偏为“+”左偏为“-”。第二缓和曲线（HZYH）内任意点坐标： (2-26) 式中：第二缓和曲线上任意点至HZ点的曲线长3) 方向角计算缓和曲线上坐标方向角， =1，2 (2-27) 转角符号，第一缓和曲线右偏为“+”左偏为“-” 第二缓和曲线右偏为“-”左偏为“+”缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长缓和曲线长度圆曲线上坐标方向角， =1，2 (2-28) 转角符号，右偏为“+”左偏为“-”现举例说明计算过程，利用公式进行计算：ZH点坐标：HZ点坐标：前直线上任意点坐标（LZH）:桩号K0+800.000坐标： 310.587=-840.445后直线上任意点坐标（LHZ）桩号K1+500.000坐标： 第一缓和曲线上任意点坐标（ZH-HY）:桩号K0+900.000坐标： =900-832.074=67.926圆曲线内任意点坐标（HY-YH）:桩号K1+100.000坐标：=1100-1002.074=97.926第二缓和曲线上任意点坐标（YH-HZ）:桩号K1+300.000坐标：=1360.074-1300=60.0742.5.6 路线平面图的绘制用普通图纸描绘，常用比例1：2000，带状路线两侧各100米范围内勾绘地面线。(见附图)。3 纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开即为道路纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求，道路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，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，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。3.1 纵断面技术标准的确定3.1.1 本设计的纵坡设计概述1)本设计的纵坡设计满足规范的各项要求。2)在设计中为了保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡设计具有一定平缓性没有使用起伏较大的曲线。 3)本设计纵坡对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等进行了综合考虑。4)纵坡设计还考虑了填挖平衡，尽量做到挖方运作就近路段填方，减少了借方和废方，降低造价和节省用地。5)本设计地段属于山岭重丘区因此地下水埋深较深，纵坡除满足了最小纵坡要求，但挖深填高较大，对路基的稳定性要求较高，对此处理措施要满足稳定性要求，保证路基稳定。6)在实地调查基础上，我还充分考虑了地形图中的农田，村庄，山岭线等方面的要求。3.1.2 最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值，是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。我国公路工程技术标准中规定一级公路设计车速80km/h的最大纵坡：5%，本设计最大纵坡为4.5%满足要求。3.1.3 最小纵坡为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，本设计的最小纵坡为0.707%满足规定要求。3.1.4 坡长限制1) 最短坡长限制最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的，如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生的超重与失重的频繁变化，导致乘客感觉不舒适，车速越高越突出。公路工程技术标准规定，一级公路设计时速为80km/h时，最短坡长为200米，本设计坡长分别为283.750、251.607、1166.677和375.412米，满足标准要求。2) 最大坡长限制道路纵坡越陡，坡长越长，使行车速度显著下降，甚至要换较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。由公路工程技术标准可知，本设计的坡度为不大于5，所以不受上述要求的最大坡长限制。3) 合成坡度合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。合成坡度的计算公式为： (3-1)式中：合成坡度()；超高横坡度或路拱横坡度()；路线设计纵坡坡度()。对于最大允许合成坡度，标准考虑了实际使用经验后规定的，规定了最大允许合成坡度为：10.5%。利用公式（4-1）对本设计的合成坡度进行验算： 所以本设计的设计纵坡满足最大允许合成坡度的要求。3.2 竖曲线的设计竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别，本设计采用抛物线。1)竖曲线要素的计算 图3-1 竖曲线要素示意图Fig.31 Vertical curve element diagram如图3-1，在图示坐标下，以二次抛物线作为竖曲线的一般方程式为： (3-2) 其竖曲线的诸要素计算公式如下：竖曲线长度L或竖曲线半径R：L=R或R= (3-3)竖曲线切线长T： (3-4) 竖曲线上任意一点竖距h： (3-5) 竖曲线外距E： 或 (3-6) 式中：坡差()；L竖曲线长度(m)；R竖曲线半径(m)。2) 竖曲线的最小半径标准规定了竖曲线的最小半径和最小长度如下：凸形竖曲线：计算行车速度在80km/h时：极限最小半径为3000m； 一般最小半径为4500m； 竖曲线最小长度为70m 。 凹形竖曲线：计算行车速度在80km/h时：极限最小半径2000m； 一般最小半径3000m 。 本设计的竖曲线半径取4500m、6000m ,满足半径的要求。3.3 道路平、纵组合设计公路立体线性是由公路平面、纵断面及横断面组合而成，如果平面线形要素与纵断面线性要素的搭配不恰当，即使平、纵面线形指标都很高，也不会得到良好的线性。道路的平面与纵断面设计应该协调，在满足各自的技术指标前提下确定道路的平纵组合，使平、纵面线形技术指标均匀，使道路的线形在视觉与心理上都能保持协调。考虑平曲线与竖曲线的组合(1) 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线；本设计中平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线长于竖曲线。(2) 平曲线与竖曲线大小应保持均衡；本设计基本保持平衡；(3) 暗、明弯与凸、凹竖曲线暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的、悦目的；(4) 平、竖曲线应避免的组合要避免是凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点相重合，设计中没有反向平曲线；小半径竖曲线不与缓和曲线相重合，本设计中没有小半径竖曲线；计算行车速度40km/h的道路，应该避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线，这种组合是使平曲线与竖曲线对应，最好使竖曲线的起终点分别方在平曲线的两个缓和线内，即所谓的“平包竖”，本设计涉及这些。4.直线与纵断面的组合只要路线有起有伏，就不要采用长直线，最好使平面路线随纵坡的变化略加转折，并把平、竖曲线合理的组合，但要避免驾驶员一眼能看到路线方向转折两次以上或纵坡起伏三次以上。平面的长直线与纵面的直坡线配合，对双车道道路超车方便，在平坦地区与地形相适应，但行车单调乏味，易疲劳。直线上一次变坡是很好的平纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好，而包括一个凹形竖曲线次之；直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”，看上去线形有起伏，就不用采用长直线。本设计在长直线段上设计了一个大半径的凹形竖曲线，是比较好的组合。5.平、纵线形组合与景观的协调配合(1) 应在道路规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。我建议做些广告牌等；(2) 尽量少破坏沿线自然景观，避免深挖高填；本设计地形图中，道路附近没有自然景观，填挖量也很小;(3) 应提供视野的多样性，力求与周围的风景自然的融为一体；(4) 不得已时，可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救；(5) 应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化，将绿化视作引导视线、点缀风景以及改造环境的一种技术措施进行专门设计。一级公路易采用此点。3.4 本设计纵断面的设计本设计设三个变坡点，第一变坡点桩号K0+450.000米，设计高程45.000米 ，利用公式进行计算： R=24000(m) 故为凹形。 曲线长： 切线长： 外 距： 竖曲线起点桩号=(K0+450.000)-166.253= K 0+283.747m竖曲线起点高程=45+2.889%166.253=49.803m桩号K0+400.000（在凸形竖曲线上）处：横距 ：(K0+400.000)-(K0+283.747)=116.253m 竖距 ： 切线高程 =45+（166.253-116.253）0.02889 =46.4m 设计高程=45+2.946=47.946m 纵坡的竖曲线要素见表3-1 表31竖曲线要素表Table.3-1 Vertical curve elements序号桩号高程（m）凹凸R（m）T（m）E（m）变坡点间距（m）直线坡长（m0坡度（%）1K0+000.00058.000450.000283.750-2.8892K0+450.00045.000凹4500.000166.2503.071600.000251.6074.5003K1+050.00072.000凸6000.000182.1432.7651400.0001166.677-1.5714K2+450.00050.000凹45000.00051.1800.291426.596375.4160.7035K2+876.59653.000 3.5 纵断面的绘制纵断面采用直角坐标，以横坐标表示里程桩号，纵坐标表示高程，为了明显的反映沿着中线地面起伏形状，采用纵坐标1：100，横坐标1：2000，纵断面图见附图。本设计在K1300K1500处和K1700K1900处设置隧道，纵坡坡度符合隧道设计要求。在K1500K1700处设置简支梁桥。桥长200M米,每20米为一跨4 横断面设计道路的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所构成的，其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟，护坡道以及取土坑，弃土堆，环境保护等设施。4.1 路基横断面尺寸的确定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。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济效益和社会效益。4.1.1 路幅的确定路幅是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分，根据标准规定和实际情况，道路等级为高速公路，时速为80km/h，由交通量16000辆/r，因此路幅采用整体式双幅四车道，中间采用分隔带将上下车道分开。本设计车道宽度采用3.75m，中央分割带宽度采用2m，左侧路缘带采用0.5m，右侧硬路肩采用2.5m土路肩采用0.75m，路基总宽度为24.5m。（具体断面组成如下图）图4-1公路横断面示意图Fig.41 Road cross section diagram4.1.2 加宽值的确定 因为汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，所以曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的安全。公路工程技术标准规定：对于R250m的圆曲线，由于加宽值甚小，可以不加宽。本设计中两处圆曲线半径分别为800m，900m均大于250m, 因此本设计不采用加宽。4.2 路拱、超高和中间带的确定1) 路拱为了利用路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱。路拱对排水有利但对行车不利，路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不平稳。同时，给乘客以不舒适的感觉。规范规定：路面类型为沥青混凝土路面时路拱横坡度取1.0%2.0%，本设计取2.0%，以利于横向排水。2）中间带中间带由两条左侧路缘带和中央 分隔带组成，将上、下行车流分开，从而提高通行能力，设置一定宽度的中间带并种植花草灌木或设置防眩网，可防止对车辆灯光炫目，还可以起到美化路容和环境的作用。本设计中央分隔带宽度为2.00m，左侧路缘带宽度为0.5m，中间带宽度一共为3 m。 为了便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反方向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口部。本设计每隔0.5km设置一开口部，由于中间带宽度小于4.5m，中央分隔带表面形式采用凸行，中间带种植灌木。3) 超高为抵消车辆在曲线路段上行使时所产生的离心力，将路面做成外侧高与内侧低的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高，合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。超高横坡在圆曲线上是与圆曲线半径相适宜功能的全超高。在缓和曲线上逐渐变化的超高，是从双向坡度过渡到单向坡度的路段。 公路工程技术标准（JTGB01-2003）规定了山岭重丘地区一级公路设计时速为80km/h时最大超高为8%，最小超高为该道路所采用的路拱坡度之值。本设计取用超高5%。有中间带的道路超高的过渡有三种方法：绕中间带的中心线旋转；绕中央分割带边缘旋转；绕各自行车道中线旋转。本设计采用绕中间带的中心线旋转。图4-1绕中间带中心线旋转Fig.4-1Revolve the middle part by the center line2) 平曲线上超高缓和段长度的确定为了行车的舒适、路容的美丽和排水的通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高的过渡则是在超高缓和段全长范围内进行的。在确定缓和曲线最小长度时，已经考虑了超高缓和段所需要的最短长度，因为是双向四车道所以系数去1.5 并且取整 所以L=100m L=L=170m和130m4.3 横断面上超高值的计算本设计采用的数据为：行车道宽度，路面宽度，硬路肩宽度土路肩宽度，中间带宽度为3.0m，路缘带宽度为0.5m，中央分隔带为2.00m，超高横坡度=5%，路拱横坡度，路肩横坡度，路基宽度为24.5m。绕中间带中心线旋转的超高计算公式：圆曲线上：外缘： (4-1) 中线： (4-2)内缘： (4-3) 过渡段上：外缘： (4-4) 中线： (4-5) 内缘： (4-6) (4-7) 式中：b路面宽度路肩的宽度 路拱坡度路肩坡度超高横坡度缓和曲线长路基坡度由变为，所需的距离，一般取1.0m与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离超高缓和段中任一点至起点的距离路肩外缘最大抬高值路中线最大抬高值路基内缘最大降低值x距离处路基外缘抬高值x距离处中线抬高值x距离距路基内缘降低值圆曲线上的超高为 例如K1+100.000处外缘：m中线：=m内缘：= m超高缓和段起点为：K0832.074处,外缘：中线：=m内缘：=超高缓和段内的超高为：K1+000.000处，=97.1m外缘=m中线：=m内缘：=超高缓和段内的超高为：K0+900.000处，外缘：=中线：=m内缘：=m超高缓和段内的超高为：K1300.000处外缘：=m中线：=m内缘：=m超高缓和段内的超高为：K1200.000处，外缘：=m中线：=内缘：=m超高缓和段终点为：K1360.372处外缘：中线：=m内缘：=交点2处的超高计算同理4.4 路基土石方数量计算及调配4.4.1 横断面面积计算本设计采用积距法计算如图4-1，将断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块每个小条块的近似面积为： (4-8) 则横断面面积： (4-9)计算方法如图所示： 图4-1横断面面积计算图Fig.4-3 computation of the sectional area具体计算结果见土石方计算表。4.4.2 土石方调配原则(1) 半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量；(2) 石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运，同时尚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，还要综合考虑弃方或借方占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些，运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影响农业生产，这样，对整体来说也未必是不经济的；(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) 土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，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。土石方调配后，应按下式进行复核检查: 横向调运+纵向调运+借方=填方 (4-10)横向调运+纵向调运+弃方=挖方 (4-11) 挖方+借方=填方+弃方 (4-12) 2.关于调配计算的几个问题(1) 经济运距当纵向调运距离过长时，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。经济运距： (4-13)式中：B 借土单价（元/m3）；T 远运运费单价（元/m3km）；L免 免费运距（km）。(2) 平均运距土方调配的运距，是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距