通村公路工程设计毕业论文.doc

兰州理工大学毕业设计通村公路工程设计毕业论文第1章 概述1.1设计概要此次毕业设计是甘肃省徽县麻沿乡杜山张湾村通村公路工程，该公路起点位于徽县麻沿乡杜山村，终点至张家湾村，路线全长3.07km。本工程处于山岭重丘区，海拔在10002500m之间，起终点高差达15m左右。本项目公路为乡村等级公路。首先是通过20天左右的外业勘查、实地选线、放线获得道路设计所需要的基本资料，然后再进行内业设计，不过在设计开始之前重要的是要把外业资料整理清楚，其中包括交点线坐标资料、高程资料、横断面资料。设计采用的是海地道路软件，利用该软件可以对所测路段进行平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路基排水设计、支挡防护设计等。1.2设计依据1.甘肃省公路局编制甘肃省农村公路村道工程技术标准；2.甘肃省公路局文件甘公发200729号关于农村公路通达通畅工程设计与审批工作有关事宜的通知； 3.甘肃省公路局文件 （甘公发200729号） 4.甘肃省通村公路设计文件编制要求；5.甘肃省徽县1：10000地形图；6.道路设计资料集 。1.3设计规范 公路路基设计规范 （ JTG D2004 ）公路路线设计规范 （ JTG D2006 ） 公路排水设计规范 （ JTJO01697 ）公路工程技术标准 （ JTJO0197 ）公路桥涵设计通用规范 （ JTG D60-2004 ）公路沥青路面设计规范 （ JTJ 01497 ）道路交通标志与标线 （ GB5768-1999 ）1.4设计标准主要设计标准项 目单位设计标准设 计 年 限年10道 路 宽 度m6.5设计行车速度km/h20车 道 数条2地震烈度9度 1.5 现状评价及沿线自然地理概况1.5.1 道路地理位置此条道路为徽县麻沿乡杜山村张家湾通村公路，拟建处位于徽县北部63公里，起点位于徽县麻沿乡杜山村，终点至张家湾村，路线全长3.07km。 本工程处于山岭重丘区，海拔在10002500米之间，起终点高差可达15米左右。1.5.2 道路现状陇南市位于甘肃省南部，是我省的南部交通要塞，现全区公路以2条国道(G212、G316)和6条省道(S205、S206、S208、S219，S306、S307)为框架，4l条县道和14条专用干线为网络构成，在此基础上，以64条乡道和373条村道为辅，以各个县城为中心，形成小区域网络结构体系。截止2002年底，全地区共有公路4127.277km，其中国道561.779km，省道717.349km，县道1629.102km,乡道994.547km，专用公路224.5km，其中二级公路62.097km，三级公路602.84km，四级公路1417.4km，等外路2044.941km。徽县位于甘肃东南部，总面积2722.9km，公路是徽县主要的运输方式，虽宝成铁路通过县城境内，且有嘉陵、虞关、聂家湾三个火车站，但铁路在县境内只有25km，不能形成主要运输方式。截止2005年底，徽县公路里程达1075.734km，国道1条114.8km，省道1条10km，县道4条97.35km，乡村道路814.88km，其中级公路56km，三级公路47.254km，四级公路19km，等外路814.826km，公路网密度39.51km/100km2。徽县公路网密度虽略高于全省平均水平，但等级公路里程、有路面路里程、晴雨通车里程等主要技术指标均低于全省及陇南市平均水平，且等外路比重高于全省平均水平，这说明徽县公路网仍存在着等级低、质量差、通行能力低下等问题，公路网的整体服务水平还不能满足社会经济发展和人民生活的需要，极需提高和发展。 本条公路为通村等级公路，旧线修建于70年代，技术经济指标较低，又长期缺乏养护，现有路况极差，而张家湾及杜山村拥有极其丰富的矿产资源和农副产品，目前的交通状况严重制约着该地区矿产品开发和工农业的发展。尤其是近十多年来，随着经济的发展，各类机动车辆急剧增加，矿产品资源的整体开发和矿产品加工以及农副产品的产销流通，现有交通状况远不适应经济的发展，为促进当地的经济发展、加快小康建设的步伐发挥着举足轻重的作用。本工程按四级公路标准进行设计，改建路线基本按旧线，主要以降低纵坡，加大平曲线半径，拓宽路基，完善排水设施。1.5.3 远景交通量预测 徽县麻沿乡通村道路的远景交通量包括基础交通量、诱增交通量和转移交通量，其预测按道路全线贯通进行考虑。基础交通量采取观测值乘以增长率系数，诱增交通量指由于该项目的建设，引起区域经济发展而增加的交通量；转移交通量指区域交通条件改善引起相关道路向本项目转 交通量。经综合考虑，徽县麻沿乡通村道路远景交通量见下表1.1：表1.1 徽县麻沿乡通村道路特征年份远景交通量表年份预测交通量2007300201755020271010由以上预测的平均日交通量及地形地质条件等可以确定本条道路为四级公路。1.5.4 自然地理概况1.地形地貌特征徽县位于甘肃省东南部，属秦巴山地中的徽成盆地。地处东经10534至10626，北纬3332至3410之间。东邻陕西，西连成县，北接天水，南通巴蜀，既有北国之雄，又有南国之秀，犹如一颗美丽的明珠，镶嵌在陕、甘、川交界地带，素有“陇上小江南”之称。徽县地处秦岭山脉的西延部分，境内南北两端峰峦叠嶂，峡谷幽深，沟壑纵横，植被葱茏，系高山峡谷区；中部为河谷丘陵盆地，整个地形由北向南呈“凹”字形倾斜。北部山地是北秦岭的南坡，海拔在1600至2300米之间，坡度在20至50度之间。南部深山峡谷区是南秦岭的北麓，海拔在704至2504米之间。介于南北山地之间的浅山丘陵区，海拔在770至1250米之间。境内山脉主体为平行的线状山脉，东西走向，支脉多呈羽状展开。主体山脉南北部各两条，中部1条。由北部和中部3条主要山脉及其支脉所组成的地貌，通常称北秦岭。由南部两条主要山脉及其支脉所组成的地貌，通常称南秦岭。2.水文特征县内河流，东南部有嘉陵江干流经过，西、中、东部有嘉陵江支流的洛河、伏镇河、永宁河等。水流清澈，水质良好。除嘉陵江干流外，其它河流流量变化大，冬季往往枯竭，洪水期流量激增。3.气候及降水特征本县属暖温带大陆性气候，温暖而湿润，冷季短，暖季长。年平均气温12.1。无霜期215天，年平均降水量782mm，但降水主要集中在夏、秋季，占全年降水的80左右。有暴雨灾害。4.自然资源南北山地有天然林和灌丛覆盖。天然林主要树种有松、柏、栎、桦、椴、杨等，在山地低坡，还分布着灌丛和散生各地的核桃、栗子以及棕竹、油桐等亚热带植物。盆地及山地缓坡，被垦为农田，是本县的重要产粮区之一。徽县有丰富的矿产资源。目前探明的矿藏有铅锌、铁、金、铜、汞、硫、石弗石、大理石、石灰石、花岗石、锑、石膏等四大类22种。1.6工程概况1.6.1 工程概述1.路线概述根据甘肃省徽县交通局道路网规划和交通量预测结果对道路进行设计，本条道路起点位于徽县麻沿乡杜山村，终点位于麻沿乡张家湾村，路线全长3.07公里。该道路途经杜山村和张家湾村，张家湾河。把杜山村和张家湾村的村口和村尾，桥梁的起终点，以及须设涵洞的路段作为控制点进行设计。2.工程设计的具体内容及要求（1）道路路线部分1）根据现场选线放线完成道路的多个方案拟定；2）对应公路路线方案，确定路线具体位置，进行平，纵断面设计，进行比选，确定设计方案，完成总体设计。3）要求完成的内容：设计说明书；总体公路平面布置图1：2000；路线平面，纵断面线形设计；路线平面图1：2000；路线纵断面图1：2000；直线、曲线及转角表；纵坡，纵断面设计表（2）路基设计路基设计；路基横断面布置及加宽，超高设计；路基压实标准和压实度的设计；路基路面排水系统；路基标准横断面图；路基一般设计图；超高方式图；路基设计表；路基土石方数量表；其它辅助工作表格。（3）路面方案自然区划和路基干湿类型；采用路面类型；路面结构设计；路面结构设计图；平曲线上的路面加宽表。（4）路基排水方案 绘制边沟，排水沟设计图。（5）挡土墙设计挡土墙构造和布置设计；挡土墙验算；挡土墙平面、纵断面、横断面设计图。（6）涵洞方案设计涵洞类型的选择，洞身的构造，长度和孔径计算，涵洞基础，沉降缝，防水层等内容设计；涵洞平面、纵断面、横断面设计图、沉降缝，防水层设计图。 （7）筑路材料设计 根据对当地道路建筑材料的调查和道路的地质条件，将路面结构层分为3层。根据气候分区，路面表层采用标号为130号的沥青表处；基层采用水泥稳定砂粒，颗粒的最大粒径不应超过37.5mm；垫层采用天然砂粒。 1.6.2 本公路的建设意义1.该项目是徽县农村基础设施建设的重要组成部分，可促进徽县农村的建设和经济的发展；2.该项目的建设，可以满足地区经济发展对运输环境及其条件改变的要求；3.该项目的建设，可改善生态环境、推进科学文化事业的发展，促进国民经济的增长，改善人民生活水平；4.完善了徽县道路网的路网体系，从而增加了其余道路的运输能力。 1.7 计算机辅助设计 本次设计所采用的设计软件为海地道路设计软件，其功能强大，软件设计的具体步骤如下：1. 项目管理（1） 设置项目总体信息：包括项目名称、路线等级、行车速度高程设计线位置、路面宽度及坡度等等基本信息；（2） 图框设置中用户可自定义图框式样；（3） 设置文字形式，包括WINDOWS字体和矢量字体；（4） 参数设置中可定义角度、高程、里程和各种设计参数在计算和出图时的精度即保留小数点的位数。2. 平面设计步骤（1） 平面定线；（2） 平面设计即使用交点法设计平曲线；（3） 平曲线检查；（4） 路线超高加宽计算；（5） 生成平面设计图；（6） 生成曲线要素表；（7） 生成直曲表；（8） 生成逐桩坐标表。3. 纵断面设计步骤（1） 输入地面高文件；（2） 地面高文件检查；（3） 打开拉坡控制资料；（4） 交互拉坡；（5） 竖曲线设计；（6） 生成纵断面图；（7） 生成纵坡表；（8） 生成路基设计表；（9） 生成平纵缩图。4. 横断面设计步骤（1） 输入地面线文件；（2） 地面线文件检查；（3） 横断面基本资料输入；（4） 帽子定制；（5） 戴帽子；（6） 交互修改；（7） 横断面布置图；（8） 土石方计算；（9） 水沟、边坡以及挡土墙等防护工程数量表；5. 挡墙设计步骤（1） 基本资料录入；（2） 挡墙设计；（3） 挡墙验算；（4） 挡墙图绘制；（5） 生成挡墙工程数量表。 第2章 道路平面设计2.1 路线方案的选择2.1.1 选线的原则 根据路线性质，为了保护生态环境，少占农田，路线选线中尽量利用原有便道走向，但对路线线性差，弯道太急多发生事故处，应重新修建。对能裁弯取直降坡地段，予以改造，以提高技术标准，并最大限度地利于群众出行，因此选线还应注意以下原则：1.坚持与区域经济发展相结合的原则，以确保本项目在今后相当长时间内能够促进和带动当地经济发展。2.以沿线乡、村为主要控制点，以利于当地群众出行的原则为主。3遵循路线尽量短捷，避免迂回的原则，提高投资效益，减少运输成本。4结合本路段地形、地质、水文条件，以路基稳定为前提，处理好水流对路基的冲刷。5在满足技术标准的前提下，尽量利用既有道路。6重视环境保护，修建道路产生的环境影响必须根据有关法规妥善处理，使影响减少到最小程度。2.1.2 路线选线的过程本次路段是丘陵地区，地质地形条件比较复杂，要选择一条合理的路线比较困难。在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线的轮廓。有了体现路线轮廓的控制点后，还必须根据其细部地形加设一些小控制点，路线方案才具体定下来。2.1.3 路线方案的确定根据当地的地质概况，选线的情况，路线中线基本在原路上。所以道路只在原路的基础上展线和拓宽，既方便了村民出行，又避免了大量拆迁、填挖也小，仅对不合乎技术标准的地段进行设计。2.2道路定线2.2.1 定线的原则公路定线是设计中的很关键的一步。它不仅要解决工程、经济方面的问题，而且对如何使公路与周围环境相配合，以及公路本身线形的美观等问题等都要在定线过程中给与充分的考虑。公路定线质量还在很大程度上取决于采用的定线方法，常用有直接定线和纸上定线两种方法。技术标准高的、地形、地物复杂的路线采用纸上定线，直接定线适用于标准较低的路线。不管是前者还是后者都遵循以下定线原则1. 在满足技术标准的前提下，尽量利用原道路。2. 结合本路段地形、地质、水文条件，以路基稳定，道路通畅为前提，处理护岸工程。3. 在不增大工程量的前提下，尽可能采用较高的技术指标。重视环境，尽量避免大填大挖，以保护原有植被和水系。4. 纵坡线形要符合标准要求，并力求两控制点间坡度均匀，避免设反坡。2.2.2定线的方法及过程本条道路级别比较低，采用的是直接定线的方法。直接定线是设计人员直接在现场定线，定线的指导原则与纸上定线一样，仍须从安排纵坡入手，只是定线条件变了，工作步骤如下：1. 分段安排路线在选线布局定下的主要控制点之间，沿拟定方向用试坡方法粗定出沿线应穿应避的一系列中间控制点，拟定路线轮廓方案。2. 放坡，定导向线放坡是要解决控制点间纵坡合理安排问题，实质上就是现场设计纵坡。纵坡安排和选择坡值应考虑一下几点：（1） 纵坡线形要符合技术标准要求（如坡长限制、设置缓坡、合成坡度等），并力求两控制点间坡度均匀，（缓变，少变），避免反坡。（2） 要结合地形选用坡度，尽可能不用极限坡，但也不应太缓，一般以接近控制点坡度为宜，地形整齐地段可稍大，曲折多处宜稍缓。3. 修正导向线坡度点就是概略的路基设计标高，由于各点的坡度陡缓不一，线位放上放下对路基的稳定和填挖工程量影响很大，故应根据路基设计的要求，在各坡度点的横向方向上选定最合适的中线位置，做好标志。4. 穿线交点修正导向线是具有合理纵坡。横断面上位置最佳的一条折线，穿线要从平面线型要求着眼，尽可能多地靠近或穿过导向线上的特征，截弯取直，使平、纵、横三方面恰当结合，穿出与地形相适应的若干直线，延伸这些直线定出交点，即为路线导线。5. 曲线插设地形曲折复杂的山区路线，曲线在路线总长中占很大比重，且常常在地形困难处，正是需要设置曲线的地方，因此必须选择适当的曲线插设方法。常用的曲线插设方法有：单交点法、虚交点法、曲线起终点法等。2.2.3平面线型设计原则：1.平曲线形应直捷、连续、均衡，并与地形地物相适应，与周围环境相协调。2.不论转角大小均应敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径。转角过小时，应设法调整平曲线形，当不得已而设置小于7的转角时，则必须设置足够长的曲线。3.两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连，否则应调整线型使之成为一个单曲线或复合曲线或运用回旋线组合呈卵形、凸型、复合形等曲线。4.两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线为宜，否则应调整线形或运用回旋线而组合成S形曲线。5.四级公路两相邻反向曲线无超高、加宽时可径向衔接；无超高有加宽时，中间应设置有长度不小于10m的加宽缓和段。6.道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标。7.道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理的设置缓和曲线、超高、加宽等。8.平曲线形标准需分期实施的，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废弃工程。2.2.4 平曲线计算1.圆曲线半径的确定四级公路平面线形应由直线和圆曲线两种要素组成，所以不设缓和曲线，在弯道的平曲线中只有圆曲线，其几何元素见图 （2.1） （2.2） （2.3）式中： T切线长 （m）； L曲线长 （m）； E外距 （m）； R圆曲线半径 （m）；转角 （度）。 图2.1 圆曲线几何要素（1） 在实际设计中确定三要素方法甚多，常见一种是偏角法。首先通过全站仪等仪器测得交点处的偏角，然后假定一个外距E，通过上面的公式（2.3）算得半径R。 （2）通过海地软件确定圆曲线半径就简单多了，只需要在外业测量交点坐标时大概估计一个外距E，然后在海地软件的平面设计-交点法里输入E值，点取生成键就可以得出半径R。如果感觉R不合适你可反复试几次，直到感觉线形美观且合乎规范。特别是虚交利用软件设计时，它很快就根据输入的参数生成合适的圆曲线。在本次设计的路线中总共由26个圆曲线，JD21和JD25处圆曲线半径最小为15m,JD8处最大半径为350m,所有R均必须满足以下最小平曲线半径的要求，见下表2.1所示。表2.1 最小平曲线半径设计速度（km/h）2010极限最小半径（m）1510一般最小半径（m）3015不设超高最小半径（m）150100在JD1（即桩号K0+045.250）处，对照上表取半径R=30，经量取确定JD1的左偏角84838”则 JD2、JD3 等处平曲线的计算方法与JD1类似，在此在不细述。 2.平曲线超高当平曲线半径小于表2.1规定的不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。超高的横坡度按设计速度、半径大小，结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。村道的超高横坡度不应大于8%。在积雪冰冻地区，最大超高横坡度不宜大于6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应设置等于路拱坡度超高。在本次所设计的路段内JD1（即桩号K0+045.250）处，圆曲线半径为30m,超高值采取7%， 在JD2（K0+104.287）处，圆曲线半径为20m,则超高值取8%，在JD8（K0+738.865）、JD17（K1+776.757）处，圆曲线半径为350和160均大于不设超高的半径，所以就不设超高。其它圆曲线处的超高值均可参照表4.1得知。3.平曲线加宽平曲线半径等于或小于150m时，应在平曲线内侧加宽。双车道路面的加宽值规定见下表2.2所示；单车道路面的加宽值按表列数值得二分之一采用；四级道路采用第一类加宽。表2.2 平曲线加宽加 宽类 型平曲线半径（m）15010010070705050303025252020101加宽值（m）0.81.01.21.41.82.22.52加宽值（m）0.91.21.52.02.52.52.5圆曲线上的路面加宽应设置在圆曲线的内侧，路面加宽后，路基也应相应加宽。本次设计的道路为四级路加宽值一般取第一类，行车道宽6m,又为双车道无需加宽值减半。JD4（K0+378.346）处半径为20m,加宽值就取2.5m; JD6（K0+506.672）处半径为25m,加宽值取为2.2m。在JD8（K0+738.865）、JD17（K1+776.757）处，半径大于150m在不计算加宽值。其它平曲线处的加宽值均可参照上表2.2取用。4.超高加宽缓和段村道可不设缓和曲线，用直线径向连接。但应设超高加宽缓和段，其长度规定见下表2.3所示。2.3村道超高加宽缓和段最小长度设计速度（km/h）2010缓和段最小长度（m）2010本次道路的设计车速为20m/h,所以缓和段最小长度为10m。超高渐变率为1/100，路拱坡度取为3%，（注：路拱上坡为正，下坡为否），行车道宽B=3m。 在JD1（即桩号K0+045.250）处，=4%-（-3%）=% =1/100则超高加宽缓和段 在JD14（即桩号K1+501.200）处，=4%-（-3%）=7% =1/100则超高加宽缓和段 其它平曲线处的超高加宽缓和段长均按以上方法计算。5. 回头曲线村道回头曲线各部分的极限指标规定见下表2.4所示。表2.4 回头曲线极限指标主曲线最小半径（m）设计速度（kmh）缓和段最小长度（m）超高横坡度、（m）单车道路面加宽值（m）最大纵坡（m）10101562.55.520152062.55.5 在本次设计的道路中不存在回头曲线，所以也无需要对其进行计算。第3章 道路纵断面设计3.1 设计原则纵断面线形由平坡线、坡线、竖曲线等三个几何要素组成，设计时通常是在平曲线形初定之后，结合地形、地物、环境和土石方工程量等条件，将几何要素进行合理组合，满足行车安全、舒适、与环境协调、工程经济的要求。设计中应遵守的一般原则有：1.纵断面线形与地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形，避免在短短距离内出现频繁起伏。2.应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之地形。3.较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。4.相邻纵坡只代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。5.交叉处前后的纵坡应平缓。6.在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。3.2 设计要点及方法3.2.1设计的要点1.纵坡设计的要求（1）纵坡设计必须满足标准的各项规定。（2）为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，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缓坡。（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量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。（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。交叉处前后的纵坡应平缓一些。（6）在实地调查基础上，充分考虑农田水利等方面的要求。本次设计的道路为四级村道，村道的最大纵坡，要求不大于表3.1的规定。表3.1 村道最大纵坡设计速度（kmh）2010最大纵坡（%）1012村道的长路堑、低填以及其它横向排水不通畅路段，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，一般情况下以不小于0.5%为宜。依据以上村道的纵坡设计要求，本次所设计的道路最大纵坡为6.4994%在桩号K0+140K0+500之间，最小纵坡为0.3515%在桩号K0+625K3+069.985之间。2.纵坡坡长 （1）村道的最小坡长规定见下表3.2所示。表 3.2 村道最小坡长设计速度（kmh）2010最小坡长（m）6040（2）村道不同纵坡的最大坡长规定见下表3.3所示。表 3.3 村道纵坡长度限制设计速度 最大纵坡纵坡坡度20104120014005100011006800900760070084005009300350102002501118012150依据纵坡坡长的要求，本次设计的徽县麻沿乡通村道路的最大坡长为925m,在桩号K1+000K1+925之间，最小坡长为140m,在桩号K0+000K0+140之间。3.平均纵坡平均纵坡是指一定长度的路段纵向克服的高差与路线长度之比，是为合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。村道连续坡段的平均纵坡大于6%时，应在不长于2km处，设置缓和坡段，缓和坡段纵坡不大于3%，其长度不应小于40km。本次设计的徽县麻沿乡通村道路的平均纵坡小于6%，所以不需要设置纵坡缓和段。5. 高原纵坡在海拔2000m以上的高原地区，村道的最大纵坡应按下表3.4的规定折减。表 3.4 高原纵坡折减值海拔高度（m）2000300030014000400150005000以上折减值（%）23456. 合成坡度在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过表3.5的规定。冬季路面有积雪或结冰的地区、自然横坡较陡的傍山路段、非汽车交通比率高的路段，这些特殊地区的村道其合成坡度必须小于8%。在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。当合成坡度小于0.5%时，应采取综合排水措施，保证路面排水畅通。表 3.5 合成坡度设计速度（kmh）2010合成坡度值（%）10.010.5本次设计的徽县麻沿乡通村道路在设有超高的平曲线地段，超高与纵坡的的合成坡度均小于10%。3.2.2设计的方法1.计算机辅助设计的方法如果用海地软件进行纵断面设计，必须遵循技术标准。在设计前首先通过外业资料输入地面高文件，在进行地面高文件检查，输入拉坡控制资料，然后进行交互拉坡，在拉坡时应注意坡度坡长限制，填挖平衡等，还有应注意在项目管理里输入拉坡控制资料；此后就该进行竖曲线设计，此时命令行给你几种设计方法，给你半径R反算外距E和切线长T，也可给定切线长T反算半径R和外距E或给定外距E反算半径R和切线长T；竖曲线设计完毕后进行竖曲线检查，发现有不合乎规范的在竖曲线设计中进行修改直到满足规范要求。纵断面图上要填写的比例，地质概况、里程桩号、设计标高等都可以在在出图时加入。2.传统设计方法（1）准备工作：纵坡设计前在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，绘地面线，填写有关内容。（2）标注控制点：控制点是影响纵坡设计的标高控制点。如路线起终点、重要桥涵、地质不良地段的最小填土高度，沿溪线的洪水位等。（3）试坡：在已标出的控制点、经济点的纵断面图上。根据技术指标在这些点位间进行穿插取直，试定出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复比较，定出符合规范技术标准的坡度线。（4）调整：将所拉的纵坡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范，平、纵组合是否适当，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，如填挖高、挡土墙、桥涵等，检查是否填挖过大、挡土墙工程过大、涵洞过长等情况，若有问题及时调整纵坡。（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。（7）设置竖曲线：根据技术标准确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。3.3竖曲线计算本次村道的竖曲线的最小和最小长度规定见下表3.6所示。表3.6 村道竖曲线最小半径和最小长度设计速度（kmh）2010凸形竖曲线半径（m）极限最小值10075一般最小值200150凹形竖曲线半径（m）极限最小值10075一般最小值200150竖曲线最小长度（m）2015竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围上二者几乎没有区别，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线更为方便。在此设计中采用二次抛物线型竖曲线。竖曲线诸要素的计算公式：设变坡点相邻两纵坡坡度分别为和，它们的代数差用表示，即-，当为“+”时，表示凹形竖曲线；当为“-”时，凸形竖曲线。竖曲线长度L： 竖曲线半径R： 竖曲线切线长T：因为，则 竖曲线上任一点竖距h:因为则 竖曲线外距E： 或 本次设计的徽县麻沿乡通村道路中总共有6个竖曲线，其中凹型曲线3个，凸型曲线3个，竖起线最大半径为10300m,在变坡点K2+625处，竖起线最小半径为1000m,在变坡点K0+140处。在应用海地软件设计竖曲线时，参照表3.3和表3.6任意取个T值，可以生成竖曲线半径R和E值，或任意取半径R或E也会生成T值。竖曲线设计图如下： 图3.1 竖曲线设计图在上图变坡点K0+140处凹曲线的切线长T=46.45， 则半径R=1000，E=1.079，符合规范要求。在变坡点K0+500处凸曲线的切线长T=59.964， 则半径R=1400，E=1.284，符合规范要求。在变坡点K1+000处凹曲线的切线长T=127.091，则半径R=7600，E=1.063符合规范要求。在变坡点K1+925处凸曲线的外距E=1.605， 则半径R=2900，T=76.489符合规范要求。在变坡点K2+140处凸曲线的外距E=0.840， 则半径R=1800，T=55.006符合规范要求。在上图变坡点K2+625处凸曲线的外距E=0.019， 则半径R=10300，T=19.752符合规范要求。第4章 路基设计4.1 一般路基设计的原则1.路基设计应根据当地自然条件和工程工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。河谷地段不宜侵占河床，可视具体情况设置其他结构物和防护工程。2.陡坡上的半填半挖路基，可根据地形、地质条件，采用护肩、砌石或挡土墙；当山坡高陡或稳定性差，不宜多挖时，可采用桥梁，悬处路台等构造物。3.路基设计宜避免高路堤与深路堑。当路基中心填挖高度超过20m时、中心挖方深度超过30m时，宜结合路线方案与桥梁、隧道等构造物或分离式路基作方案比选。本次的设计的村道，其路基应根据使用要求和当地自然条件（包括地质、水文和材料情况等）并结合施工方案进行设计，应既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，宜将取土坑、弃土坑加以处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤赛河道。通过特殊地质、水文条件地带的路基，结合当地实践经验，进行特别设计。4.2 路基横断面的布置在本次设计中，所选的路段为山岭重丘区四级公路，由填挖情况的不同，路基横断面的形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。具体见下面的标准横断面图。图 4.1 图 4.2 图 4.34.3 道路加宽、超高设计计算1.平曲线路段的加宽依据设计平曲线的半径值，查前面的表2.2得出村道的每个圆曲线对应的的最大加宽值，对于R150m圆曲线可以不设加宽，各级公路路面加宽后，路基也相应加宽。本次设计中采用的加宽方式为比例过渡方式，即在加宽段内按其长度比例逐渐加宽，加宽缓和段内任意一点的加宽值： （4.1）式中： 任意点距缓和段起点的距离； 加宽缓和段长； 圆曲线上的全加宽值。此种加宽方式简单易作，但经加宽以后的路面内侧与行车轨迹不符，缓和段起终点出现破折，于路容也不美观。因为本次设计的道路为村道，级别低，所以选用此法。2.曲线段路基超高的设计当平曲线半径小于不设超高的平曲线最小半径时，应在曲线上设置超高。这段从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，就是超高缓和段。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。在本次设计中，超高横坡度与圆曲线半径的关系见下表4.1表4.1 圆曲线半径与超高值设 计速 度（kmh）最 大超 高设 计 采 用 超 高 （%）23456789圆 曲 线 半 径20一 般情 况8%1501051057070555540403030202015积 雪冰 冻6%150959560604040252515本次设计中的超高过渡为无中间带的道路的超高过渡形式，该工程为改扩建工程，过度方式是绕中线旋转，具体操作是在渐变段之前将路肩横坡逐渐变为路拱横坡，再将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面一同绕路中线旋转，直至超高横坡值，见图4.4所示。本次设计中每个曲线段都设置超高，具体见下表4.2所示。表4.2 各桩号对应的超高值桩号超 高 值（%）K0+045.2508K0+104.2877K0+228.4238K0+378.3468K0+431.9337K0+506.6725K0+546.086K1+056.079K1+272.3495K1+383.2648K1+501.2004K1+630.3818K1+698.3478K1+838.6117K1+934.197K1+966.4037K2+030.333K2+406.6838K2+633.4643K2+767.6183K2+820.6666K2+892.116图4.4 绕中线旋转图超高缓和段长度按下式计算： （4.2）式中： 超高缓和段长 （m） 旋转轴至行车道外侧边缘的宽度 （m）超高坡度与路拱坡度的代数差 （%）超高渐变率，即旋转轴线与行车道外侧边缘之间的相对坡度，其值如下表4.3。表 4.3 超高渐变率计算行车速度（kmh）超高旋转轴位置中线边线1201/2501/2001001/2251/175801/2001/150601/1751/125401/1501/100301/1251/75201/1001/50根据上式计算得超高缓和段长度，应凑成5m的整倍数，并不小于10m长度。桩号K0+045.250处，行车道宽 B=3m =8%-（-3%）=11%由表4.3查的 =1/100则 桩号K2+633.464处=3%-（-3%）=6%由表4.3查的 =1/100则 依次例类推可以算出不同桩号处圆曲线半径对应的超高缓和段的长。4.4 路基设计一般路基是修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基，其直接可以结合当地的地形、地质情况，直接选用典型横断面图或设计规定。对于高填方路堤，深挖方路堑等特殊地段需要进行个别论证和验算。4.4.1.路基宽度公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。路面宽度根据通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度为3.53.75m，本次设计的为四级路，其路基宽度分为双车道6.5m和单车道4.5m，四级公路路肩宽度不得小于0.5m，否则应加宽路基。当需要采用4.5m宽的路基时，需在适当距离（一般为200500m）内设置错车道。对于设置墙式护栏（护墙）路段的路基宽度，应留足墙式护栏（护墙）的内侧边缘至路面边缘的距离：四级公路应不小于50。4.4.2.路基高度路基高度是指填方路基的填挖高度和挖方路基的开挖深度，即路基设计标高与地面标高之差。由于原地面沿横断面方向往往是倾斜的，因此在路基宽度范围内，两侧的高差会有差别，路基高度有中心高度和边坡高度之分。路基高度是指路基中心线处设计标高与原地面之差。而路基两侧边坡的高度是指填方坡脚或挖方破订于路基边缘的相对高差。路基设计标高，无中央分隔带的公路，一般为路基边缘高度，在设置超高加宽路段，则为设置加宽前的路基边缘高度。路基设计标高是综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性要求和工程经济要求等因素确定的。根据路基强度和稳定性的要求，路基高度的设计，应保证路基处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合沿线具体情况和排水及防护措施确定路基的最小填土高度。路堤填土的高矮和路堑挖方的深浅，按公路路基设计规范的规定，通常将大于18m的土路堤和大于20m的石质路堤市委高路堤，将大于20的路堑视为深路堑。高路堤和深路堑的土石方数量大，占地多，施工困难，边坡稳定性差，应尽量避免。沿河及受水浸淹的路基设计标高。应高出设计洪水频率的计算水位0.5m以上。注意村道一般路基设计洪水频率为1/50。在本次设计中最大填方高度出现在桩号K1+510.121处为3.417m，最小填方高度出现在桩号K0+859.795处为0.004m。最大挖方高度出现在桩号K0+385.410处为3.03m，最小挖方高度出现在桩号K0+000处为0.002m。4.4.3.路基边坡坡度路基边坡坡度对路基稳定是十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。路基边坡坡度可用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，通常用1:n（路堑）1:m（路堤）表示其边坡坡率。1.填方路基的边坡坡度，应根据填料的物理性质、气候条件、边坡高度以及基底的工程地质和水文地质条件进行合理的选择。（1）填土路堤边坡如果路堤基底良好，边坡坡度可参照表4.4选用。对边坡高度超过表中所列的总高度时，应按高路堤另行设计。表4.4 填方路基边坡坡度填 料 种 类边 坡 高 度（m）边 坡 坡 度全部高度上部高度下部高度全部坡度上部坡度下部坡度粘质土、粉质土、砂类土208121：1.51：1.75砾石土、粗砂、中砂121：1.5漂（块）石土、卵石土、砾类土、碎石土201281：1.51：1.75不宜分化的石块208121：1.31：1.5填方边坡高时，可在边坡中部每隔810m设边坡平台一道，平台宽度13 m，用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护。边坡平台设排水沟时，平台应做成2%5%向内侧倾斜的排水坡度；当不设排水沟时，平台应设坡度为2%5%向外侧倾斜的缓坡。受水淹没的路基边坡坡度 ，在设计水位以下视填料情况可采用1：1.751：2.0，在常水位以下部分可采用1：2.01：3.0。如用渗水性好的土填筑或设边坡防