高速公路说明书-2km~5km高速公路路线设计毕业论文.doc

毕毕 业业 设设 计计 题 目 2km 5km 高速公路路线设计 摘摘 要要 高速公路是我国基础设施建设的重要组成部分 我国大力发展铁路公路等基础设施 建设 不仅是交通运输现代化的重要标志 也是一个国家现代化的重要标志 通过高速 公路毕业设计 可以提高分析问题和将理论应用于工程实际解决问题的能力 培养严谨 求实的科学作风 培养团队工作的能力 同时可以掌握公路设计的一些基本原理 本设 计段为高速公路中的一段 本段的设计桩号为 K2 000 K5 000 根据设计需要 本段的设 计主要以路的设计为主 该路段设计分为 1 平曲线设计及计算 2 竖曲线设计及计 算 3 超高加宽设计及计算 4 路基设计 5 路基排水设计 6 路面结构设计 本设计按 1 公路工程技术标准 S JTG B01 2003 人民交通出版社 2003 2 道路勘测设计 M 人民交通出版社 2004 3 路基路面工程 M 人民交 通出版社 2005 4 公路路线设计规范 S JTG D20 2006 人民交通出版社 2006 5 公路路基设计规范 S JTG D30 2004 人民交通出版社 2004 6 公路交通安全设施设计规范 S JTG D81 2006 人民交通出版社 2006 的有关规范编 写 理论联系实际 有一定的系统性 关键词关键词 高速公路 平曲线 圆曲线 竖曲线 超高 土石方 路面结构 AbstractAbstract The Expressway is our country infrastructural facilities important component our country develops infrastructural facilities vigorously and so on railroad road is not only the transportation modernization important symbol is also a national modernization important symbol through the graduation design of Expressway we can improve the competency of analyze problem and put the theory into reality Training the style of rigorous and pragmatic and also the ability of team work At the same time we can also master the basic principles of Expressway design This section s design station number is K4 000 K7 000 According to the design need this section s design mainly by road s design primarily this road section design divides into 1 plane curve design and computation 2 vertical curve design and computation 3 superelevation broaden design and computation 4 grade location 5 the subgrade drainage designs 6 pavement structure design This design according to 1 Highway engineering Technical standard JTG B01 2003 China Communications Press 2003 2 Road survey and design M China Communications Press 2004 3 Roadbed and pavement engineering M China Communications Press 2005 4 Specification of the highway route design S JTG D20 2006 China Communications Press 2006 5 Code for design of Highway Subgrade S JTG D30 2004 China Communications Press 2004 6 Specification for design of highway safety facilities S JTG D81 2006 China Communications Press 2006 the related standard compilation the apply theory to reality has certain systematic characteristic Keyword Expressway horizontal curve circular curve vertical curve superelevation cubic meter of earth and stone pavement structure 目目 录录 摘摘 要要 IIIIII ABSTRACTABSTRACT IVIV 目目 录录 V V 引引 言言 1 1 工程概况 1 1 1 线路平面设计线路平面设计 3 3 1 1 选线 3 1 1 1 道路选线的一般原则 3 1 1 2 路线选择方案应考虑的因素 4 1 1 3 路线方案选择的做法 4 1 2 平面线形设计 4 1 2 1 直线 4 1 2 2 缓和曲线 5 1 2 3 圆曲线 5 1 2 4 平面线性设计的原则 6 1 2 5 圆曲线设计计算 6 1 3 逐桩坐标的计算 10 2 2 线路纵断面设计线路纵断面设计 1212 2 1 纵断面一般要求 12 2 1 1 最大纵坡 12 2 1 2 最小纵坡 12 2 1 3 最小坡长限制 13 2 1 4 最大坡长限制 13 2 1 5 竖曲线设计 14 2 1 6 竖曲线要素计算公式 14 2 1 7 竖曲线的要素计算 16 3 3 线路横断面的设计线路横断面的设计 2121 3 1 一般路基设计横断面 21 3 2 超高设计 22 3 2 1 绕中分带边缘线旋转的超高计算 23 3 3 土石方的计算和调配 26 3 3 1 调配原则 26 3 3 2 调配方法 26 4 4 路基设计路基设计 2828 4 1 一般路基设计 28 4 2 填方路基 28 4 3 挖方路基 28 4 4 边坡稳定性验算 29 5 5 路基排水防护设计路基排水防护设计 3232 5 1 路基排水的一般规定与原则 32 5 2 排水设施分类 33 5 3 排水设施拉坡 34 5 4 路基防护设计 34 5 4 1 路基防护 35 5 4 2 路基边坡防护设计 35 6 6 路面结构层设计路面结构层设计 3636 6 1 沥青路面设计 36 结结 论论 3939 参考文献参考文献 4040 附附 录录 4141 后后 记记 4242 引 言 工程概况 工程概况 工程性质与内容 工程性质与内容 本工程是国家规划网中的重要组成部分 也是江西省规划高速公路网的主骨架 它的实施对完善国 家高速公路网和加快江西省高速公路网主骨架的形成具有重要意义 对发展江西省区域经济 促进江 西东部地区经济腾飞和加快沿线地区经济发展具有重要意义 由于此高速公路地形复杂 路线方案的 优劣将直接影响到工程量的大小 行车的安全和舒适 对整个工程的造价起到决定性的作用 高速公 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 践证明高速公路作为基础设施对沿线的物流 资源开发 招 商引资 产业结构的调整 横向经济联合起到积极的促进作用 高速公路建设改善了我国高速公路 网结构 促进 了区际和区域各地区的经济联系有效拉动内需 刺激高速公路附近地区的经济 繁荣和 发展 对区域经济发展和空间格局演化具有重要作用 而对于幅员辽阔 山脉江河多样的我国 高速公路必然成为陆路交通的重要组成部分 现代高速公路建设周期长 在高速公路施工中 规模大 技术复杂 分工细 协作面广 占用着成千上万的劳动力 使用着大量的构件 配件 半成品和原材 料 采用越来越多的筑路机械和运输工具 为了保证有节奏地和不间断地施工 按期完成施工任务 且使人力资金材料机械发挥最大效力 就要求我们根据工程特点 自然条件 资源情况 周围环境等 工程进行科学合理地安排 要使得在一定的时间和空间内能有组织 有计划 有秩序地完成施工过程 必须不断改善施工计划和管理的组织工作 这就要求及时整理收集到各种信息 编制施工组织方案和 施工计划 施工组织设计是施工企业在工程施工企业在进行施工组织和指导施工全过程的技术经济文 件 是企业进行科学的施工管理的重要依据 设计标准 设计标准 本路段技术标准为双向四车道高速公路 计算行车速度 120 公里 小时 路基宽度 26 米 大 中 小桥和涵洞设计采用公路 级 本毕业设计为 2km 5km 高速公路路线设计 且此新建公路采用交通部发布的 公路工程技术标准 JTG B01 2003 和其它部颁现行有效标准 规范等规定的设 计标准 采用高速公路技术标准 主要设计技术指标 1 设计行车速度为 120Km h 2 路基宽度为 26m 其中 行车道宽 2 7 5m 内侧路缘带宽 2 0 75m 中央分隔带 宽 2 0m 硬路肩宽 2 3 0m 土路肩宽 2 0 75m 3 设计停车视距为 210m 4 一般平曲线最小半径为 1000m 极限平曲线最小半径为 650m 不设超高的最小 半径为 5500m 路拱 2 5 最大纵坡为 3 6 缓和曲线最小长度为 100m 7 竖曲线一般最小半径 凹型为 17000m 凸型为 6000m 8 竖曲线极限最小半径 凹型为 11000m 凸型为 4000m 9 大 中 小桥和涵洞设计荷载为 采用公路 级 10 大 中桥设计洪水频率为 1 300 小桥和涵洞及路基设计洪水频率为 1 100 1 线路平面设计线路平面设计 1 1 选线选线 选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行 经济上合理 又能符合使 用要求的道路中心线的工作 道路选线又受很多因素的制约 影响道路的自然因素主要 有地形 气候 水文地质 地质 土壤及植物覆盖等 地形决定了选线条件 并在很大 程度上影响了道路的技术标准 按道路布线范围内地形形态 相对高差 倾斜度及平整 度对各类地形特征 可以分为 1 平原 微丘地形 2 山岭 重丘地形 1 1 1 道路选线的一般原则道路选线的一般原则 在道路设计的各个阶段 应运用各种先进手段对道路方案做深入 细致的研究 在 多方面论证 选线的基础上 选定最优路线方案 1 路线设计应保证行车安全 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 并有利于施工养护 在工程量增加不大时 应尽量采用较高的技术指标 不要轻易采用极限指标 也不应不顾工程大小 片面追求高指标 2 选线应注意同农田基本建设相配合 做到少占农田 应尽量不占高产田 机警作物 田或穿过经济园林 如橡胶林 茶林 果园 等 3 通过名胜 风景 古迹地区的道路 应注意保护原有自然状态 其人工构造物应与 周围环境 景观相协 处理好重要文物遗址 4 选线时应对工程地质和水文地质情况进行深入勘测调查 弄清楚他们对道路工程的 影响 对严重不良地质路段 如滑坡 崩塌泥石流 岩溶 泥沼等地段和沙漠 多年冻 土等待特殊地区 应慎重对待 一般情况下应设法绕避 当必需穿过时 应选择合适位 置 缩小穿越范围 并采取必要的工程措施 5 选线应重视环境保护 注意由于道路修筑 汽车运营所产生的影响和污染 6 环境等条件 利用其上下行车道分离的特点 本着应地制宜的原则 合理采用上下 行车道分离的形式设线 7 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 涵洞服从道路走 向为经济 路线起 终点和指定必须相连接的城镇等为路线基本走向的控制点 指定的 特大桥 特长隧道的位置 亦为路线基本走向的控制点 大桥 隧道 互通式立体交叉 铁路交叉等的位置 原则上应服从路线基本走向 一般作为路线走向的控制点 一般构 造物及中小桥涵的位置应服从路线走向 1 1 2 路线选择方案应考虑的因素路线选择方案应考虑的因素 1 路线在政治 经济 国防上的意义或地方建设对路线使用任务 性质的要求 改革 开放 综合利用等 重要方针 2 路线在铁路 公路 航道 空运 等交通网系中的作用 与沿线工矿 城镇等规划 的关系 以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况 3 沿线地形 地质 水文 气象 地震等自然条件的影响 要求的路线技术等级与实 际可能达到的技术标准及其路线对路线使用任务 性质的影响 路线长度 筑路材料来 源 施工条件以及工程量 三材 钢筋 水泥 木材 用量 造价 工期 劳动力等情 况及其对运营 施工 养护等方面的影响 4 其他如与沿线旅游景点 历史文物 风景名胜的联系等 根据图纸 看等高线可以 知道此地段 相对高差 自然坡度 可知此地形是一个山岭重丘陵 1 1 3 路线方案选择的做法路线方案选择的做法 1 收集资料 包括各种地形图 卫星像片 交通量调查资料 线路行径地区的地质 水文 气候等自然条件相关资料 2 根据确定的路线总方向和公路等级结合收集资料 初步研究各种可能的路线走向 3 按室内初步研究提出的方案进行实地调查 4 编写可行性研究报告 编制设计任务书 山岭重丘陵地区选线 因地形限制 布线 要尽量符合线路走向 线路纵断面将会起伏较大 路线必将是以曲线为主 布线原则 充分利用地形条件 处理好平纵线型结合 减少工程量 尽量少占用耕地 本段设计范 围 K2 000 K5 000 1 2 平面线形设计平面线形设计 在道路选线时 我们要明确道路线形的组成 道路组成的三要素是 直线 缓和曲线 圆曲线 组成 在本段我采用的是基本型的线形 即直线 缓和曲线 和圆曲线 1 布置平面线形时 当增加的工程量不大时应尽选用较高的指标 避免采用极限半径 连续高填的路段 必须采用大的平曲线 并适当采用边坡植树等措施诱导视线 改善景 观 2 在山岭重丘陵区的公路 易产生小的转角若曲率大 曲线短 则易使驾驶员看成比 实际曲率小的错觉 为此要求小转角要设置尽量大的曲线 3 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 1 2 1 直线直线 德国和日本规定直线的对大长度 以米计 为 20V V 是计算行车速度 用 Km h 表 示 本段设计车速为 120Km h 行车速度大于 60 所以在本段上的最大直线长度为 2400m 同是 规范 又规定同向曲线间的最短直线长度以不小于 6V 为宜 反向曲线尖 最小长度以不小于行车速度的 2V 为宜 即大于 240m 1 2 2 缓和曲线缓和曲线 缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个同向的圆曲线之间的一 种连续变化的曲线 缓和曲线的作用 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 超高横坡度逐渐变化 行车更加平稳 4 与圆曲线配合得当 增加 线形美观 在本段的设计当中 我所设计到的范围内 有交点两个 交点桩号为 K2 953 089 缓和曲线的长度设值为 Ls 100m 曲线半径 1000 米 K3 912 119 缓和曲线的长度设值为 Ls 100m 曲线半径 1000 米 各级公路的缓和曲线长度的规范见下表 各级公路缓和曲线最小长度 表表 1 1 公路等级高速公路一二三四 设计车速 km h 1201008010080608060403020 缓和曲线最小长度 m10085708570507050352520 1 2 3 圆曲线圆曲线 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 以提高公路的使用质量 当采用圆曲线最小 半径时 应采用大于或等于下表所列最小半径值 当地形条件或其他特殊情况限制时 方可采用所列的极限最小半径值 圆曲线最大半径 选用圆曲线半径时 在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半 径 但圆曲线最大半径不宜超过 10000m 公路圆曲线最小半径值 表表 1 2 设计速度 km h 1201008060403020 一般值 m10007004002001006530 极限值 m650400250125603015 不设 超高 路拱 2 0 5500400025001500600350150 的最 小半 价 m 路拱 2 0 7500525033501900800450200 1 2 4 平面线性设计的原则 平面线性设计的原则 1 平面线性应直捷 连续 顺适 并与地形相适应 与周围环境相协调 2 行驶力学上的要求是基本的 视觉和心理上的要求对一级公路应尽量满足 3 保持平面线性的均衡与连贯 4 应避免连续急弯的线性 5 平曲线应有足够的长度 平曲线太短 汽车在曲线上行驶时间过短会驶驾驶操纵来不 及调整 所以 规范 规定了平曲线最小长度如下 公路弯道在一般情况下是由两段缓 和曲线和一段圆曲线组成 缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定 中 间圆曲线的长度也宜大于 3 秒的行程 各级公路平曲线最小长度 表表 1 3 公 路 等 级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路 设计速度 km h 1201008010080608060403020 平曲线最小长 度 m 200170140170140100140100705040 公路转角等于或小于公路转角等于或小于 7 时的平曲线长度时的平曲线长度 表表 1 4 公 路 等 级 高速公路一级公路二级公路三级公路四级 公路 设计速度 km h 1201008010080608060403020 一般 值 140 0 1200 1000 1200 1000 700 1000 700 500 350 280 平曲 线最 小长 度 m 低限 值 200170140170140100140100705040 1 2 5 圆曲线设计计算 圆曲线设计计算 在本段的设计中 设计段为 K2 000 K5 000 有交点两个即 JD1 和 JD2 结合本段 的设计 进行的计算内容如下 JD1 桩号为 K2 953 089 根据路线的选线结果和 公路设计规范 等资料拟平曲线 的半径 R 1000m Ls 100m 右 44 187 则计算步骤如下 图图 1 1 JD1 基本型曲线 曲线要素计算 m 996 49 1000240 100 2 100 2402 2 3 2 3 R LL q ss m 417 0 10002384 100 100024 100 238424 3 42 3 42 R L R L p SS 865 2 90 0 R Ls m 087 456996 49 2 187 44 417 0 1000 2 tgqtgPRT m 187 8711002 180 1000 865 2 2187 442 180 2 0 s LRL m 187 6712 sy LLL m 693 791000 2 187 44 sec417 0 1000 2 sec RPRE m 969 40187 871087 45622 LTJ q 缓和曲线切线增值 m R 设缓和曲线后 主圆曲线的内移值 m 0 缓和曲线终点处的缓和曲线角 T 切线长 m L 曲线长 指曲线的起点至终点之间的弧线长度 m E 外距 指交点至曲线中点的距离 m J 校正值 m 曲线要素计算校核 JD K2 953 089 T 456 087 ZH K2 497 002 Ls 100 HY K2 597 002 Ly 671 187 YH K3 268 189 Ls 100 HZ K3 368 189 L 2 435 5935 QZ K2 932 5955 J 2 20 4845 JD K2 953 08 校核无误 平曲线交点的桩号分别为 ZH K2 497 002 HY K2 597 002 QZ K2 932 5955 YH K3 268 189 HZ K3 368 189 各要素计算的结果见下表 见附表 1 JD2 的桩号为 K3 912 119 根据路线的选线结果和 公路设计规范 等资料拟平曲 线的半径 R 1000m Ls 100m 左 29 235 则计算步骤如下 图图 1 2 JD2 基本型曲线 m 996 49 1000240 100 2 100 2402 2 3 2 3 R LL q ss m 417 0 10002384 100 100024 100 238424 3 42 3 42 R L R L p SS 865 2 90 0 R Ls m 915 310996 49 2 235 29 417 0 1000 2 tgqtgPRT m 253 6101002 180 1000 865 2 2235 292 180 2 0 s LRL m 253 4102 sy LLL m 882 331000 2 235 29 sec417 0 1000 2 sec RPRE m 576 11253 610915 31022 LTJ q 缓和曲线切线增值 m R 设缓和曲线后 主圆曲线的内移值 m 0 缓和曲线终点处的缓和曲线角 T 切线长 m L 曲线长 指曲线的起点至终点之间的弧线长度 m E 外距 指交点至曲线中点的距离 m J 校正值 m 曲线要素计算校核 JD K3 912 119 T 310 915 ZH K3 601 204 Ls 100 000 HY K3 701 204 Ly 410 253 YH K4 111 457 Ls 100 000 HZ K4 211 457 L 2 305 1265 QZ K3 906 3305 J 2 5 788 JD K3 912 119 校核无误 平曲线交点的桩号分别为 ZH K3 601 204 HY K3 701 204 QZ K3 906 3305 YH K4 111 457 HZ K4 211 457 各要素计算的结果见下表 见附表 1 1 3 逐桩坐标的计算 逐桩坐标的计算 在进行逐桩坐标的计算过程中 采用国家坐标系统 根据路线地理位置和几何关系 计算出道路中线上各桩号的统一坐标 编制逐桩坐标表 1 直线上中桩坐标计算 图图 1 3 由起点开始 每隔 20 米一个桩号 设交点坐标为 JD XJ YJ 交点相邻直线的方位角分别为 A1 和 A2 则 ZH 或 ZY 点坐标 XzH XJ Tcos A1 180 YzH YJ Tsin A1 180 则 HZ 或 YZ 点坐标 XzH XJ Tcos A2 YzH YJ Tsin A2 其中 XJD 为交点的横坐标 YJD 为交点的纵坐标 A1 为 ZH 点所在直线的方向角 A2 为 HZ 点所在直线的方向角 T 为切线长 设直线上加桩号里程为 L ZH HZ 表示曲线起 终点里程 则前直线上任意点坐标 X XZH DcosA1 Y YZH DsinA1 则后直线上任意点坐标 X XHZ DcosA2 Y YHZ DsinA2 其中 D 为任意一点距 ZH HZ 点的距离 缓和曲线上的单曲线上坐标计算曲线上任意点的切线横距 X L 式中 L 缓和曲 22 5 40LsR L 线上任意点至 ZH 或 HZ 点的曲线长 Ls 缓和曲线长度 1 第一缓和曲线 ZH HY 任意点坐标 X XZH x cos 30l2 A1 RLs cos 30l2 RLs Y YZH x sin 30l2 A1 RLs cos 30l2 RLs 式中 转角符号 右偏为 左偏 2 圆曲线 HY YH 内任意点坐标 X XHY 2R cos A1 90 l Ls R cos 90l R Y YHY 2R sin A1 90 l Ls R sin 90l R 式中 l 圆曲线内任意点至 HY 点的曲线长 XHY YHY HY 点的坐标 由 1 求得 3 第二缓和曲线 HY ZH 内任意点坐标计算 X XHZ x cos A2 180 30l2 R Ls cos 30l2 R Ls Y YHZ x sin A2 180 30l2 R Ls cos 30l2 R Ls 式中 l 第二缓和曲线内任意点至 HZ 点的曲线长则本段内的逐桩坐标见 见附表 2 平面设计成果 平面图 附图 1 直曲表 附表 1 逐桩坐标表 附表 2 2 2 线路纵断面设计线路纵断面设计 道路中线的剖面即为纵断面 在纵断面图上有两条主要的线 一条是地面线 另一 条是设计线 纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的 直线有上坡和下坡 是用高差和水平长度 表示的 在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线 按坡度转折形式不同 竖曲线有凹 有凸 其大小用半径和水平长度表示 2 1 纵断面一般要求纵断面一般要求 1 必须满足 标准 公路路线设计规范 各项规定 2 纵坡应具有一定顺性性 起伏不宜过大和过于频繁 不宜连续采用极限长度 陡坡 夹最短长度的缓坡 连续上坡或下坡路线应避免设置反坡段 3 纵坡设计应考虑各种情况 如涵洞 通道等 以保证道路稳定和通畅 4 应考虑填挖平衡 尽量使挖方运作就近路段填方 降低造价或节省用地 5 纵坡应满足最小填土高度要求 保证路基稳定 6 对连接段纵坡 如大中桥引道两端接线等 纵坡和缓 避免产生冲突 7 在实地调查基础上 充分考虑通道 农田水利等方面的要求 2 1 1 最大纵坡最大纵坡 根据 公路工程技术标准 规定 设计车速为 120Km h 时 最大纵坡为 3 制定 最大纵坡不仅从设计车型的爬坡性能考虑 还要考虑汽车在纵坡上行使能否快速 安全 及行车的经济性 设计时 应尽可能选用小于规定最大纵坡的坡值 此地段不进行纵坡 折减 各级公路最大纵坡 表表 2 1 公路等级高速公路一二三四 设计行车速度 km h 120100806010060804060304020 最大纵坡 345546576869 2 1 2 最小纵坡最小纵坡 在长路堑地段设置边沟的低填方地段以及其它横向排水不畅地段 为满足排水要求 防止积水渗入路基而影响其稳定性 均应设置不小于 0 3 的纵坡 并做好纵 横段面的 排水设计 当必须设计水平坡或小于 0 3 的纵坡时 边沟排水设计应与纵坡设计一起综 合考虑 其边沟应作纵向排水设计 2 1 3 最小坡长限制最小坡长限制 最小坡长是指相邻两个变坡点之间的最小长度 若其长度过短 就会使变坡点个数增 加 行车时颠簸频繁 当坡度差较大时还容易造成视觉的中断 视距不良 从而影响到 行车的平顺性和安全性 另外 从线形的几何构成来看 纵断面是由一系列的直坡段和 竖曲线所构成 若坡长过短 则不能满足设置最短竖曲线这一几何条件的要求 为使纵 断面线形不至因起伏频繁而呈锯齿形的状况 便于平面线形的合理布设 故应对纵坡的最 小长度做出限制 公路最小坡长 表表 2 2 设计车速 km h 1201008060403020 坡段最小长度 m30025020015012010060 2 1 4 最大坡长限制最大坡长限制 坡长限制 系根据汽车动力性能来决定长距离的陡坡对汽车行驶不利 道路纵坡越 陡 坡长越长速度显著下降 甚至要换低排档克服坡度阻力 易使水箱 开锅 导致汽车 爬坡无力 甚至熄火 连续上坡发动机过热 影响机械效率 从而使行驶条件恶化 下 坡行驶制动次数频繁 易使制动器发热而失效 甚至造成车祸 所谓最大坡长限制是指 控制汽车在坡道上行驶 当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离 具体应用时 高 速公里路和一级公路纵坡及坡长限制的选用应充分考虑车辆运行质量的要求 对高速公 路来讲 即使是 2 的纵坡 坡长也不易过长 为了改善汽车在较陡坡道上行驶的不利状 况 避免长时间使用抵挡爬坡 减轻汽车机件负荷减少下坡汽车刹车次数 降低制动器 过高的温度 使行车缓和 各级公路当连续纵坡较大时 应在不大于下表所规定的长度 两端设缓和段 标准 对陡坡的最大坡长限制见下表 设计车速 km h 1201008060403020 3900100011001200 47008009001000110011001200 纵 坡 坡 度 5 6007008009009001000 公路纵坡长度限制 m 表表 2 3 本段设计的最大纵坡为 0 786 又因为规范中规定 当纵坡为 3 时最大坡长为 900m 所以在本设计段采用最大的坡长为 900m 在设计纵坡拉坡前 2 1 5 竖曲线设计竖曲线设计 纵断面上相邻两个不同坡度线的交点称为变坡点 为使行车安全 舒适以及视距的 需要求 而在变坡处设置的纵向曲线 即为竖曲线 相邻两坡度线的交角用坡度差 表示 坡度角一般较小 可近似地用两个坡段坡度的代数差表示 即 式 12 ii 中别表示相邻两坡段的坡度值 上坡为正 下坡为负 1 i 2 i 1 2 3 凸形竖曲线 凹形竖曲线 2 6 500600700700800 7 500500600 8 300300400 9 200300 10 200 计算行车速度 km h 凹形竖曲线半径 m凸形竖曲线半径 m 1202000012000 1001600010000 80120008000 6090006000 4030002000 图图 2 1 公路竖曲线最小半径 表 2 4 2 1 6 竖曲线要素计算公式竖曲线要素计算公式 T1T2 L i1 i2 P E Q 图图 2 2 竖曲线要素示意图 L R T L 2 E T2 2R L 竖曲线长度 m R 竖曲线半径 m 坡差 其值 i i 1 T 竖曲线切线长 m E 竖曲线外距 m 经过综合分析 技术标准以限制凹形竖曲线离心力条件为依据 制定出凹形竖曲线极限最 小半径的规定值 竖曲线设计还要从视觉上满足竖曲线的要求 一般要选用较大的半径 见下表 从视觉观点所需的竖曲线最小半径 表表 2 5 纵断面上两个坡段的转折处 为了便于行车用异端曲线来缓和 称为竖曲线 根据 设计车速 km h 1201008060403020 一般值17000100004500020000700400200 凸形竖曲线半径 m 极限值11000650030001400450250100 一般值600045000300015000700400200 凹形竖曲线半径 m 极限值4000300020001000450250100 竖曲线最小长度 m100857050352520 地面线进行纵坡拉坡可得出设计线 拉坡得到本段有两个变坡点 竖曲线设计的限制因 素 1 缓和冲击 2 时间行程不过短 3 满足视距要求 凹型竖曲线最小半径和最小长度要求 当设计车速为 120Km h 1 公路工程技术标准 规定 凸行竖曲线最小半径 R 17000m 凹行竖曲线最小半 径 R 6000m 2 视觉要求竖曲线最小半径为 凹曲线 R 一般取 12000m 一般取 20000m 2 1 7 竖曲线的要素计算竖曲线的要素计算 图图 2 3 变坡点的桩号为 K2 970 设计高程为 176 368m 设计半径为 R 284390 381m i1 0 462 i2 0 737 275 0 462 0 737 0 12 ii m 074 782 275 0 381 284390 RL m 037 391 2 074 782 2 L T m 268 0 381 2843902 037 391 2 22 R T E 起点桩号 变坡点桩号 切线长 终点桩号 变坡点桩号 切线长 设计高程 h 切线高程 则可得到起点桩号为 K2 970 391 037 K2 578 963 终点桩号为 K2 970 391 037 K3 361 037 竖曲线高程计算竖曲线高程计算 桩号XiYi Xi2 2R切线高程设计高程 K2 5801 0370174 5662174 5662 60021 0370 028174 6586174 6866 62041 0370 028174 751174 779 64061 0370 028174 8434174 8714 66081 0370 028174 9358174 9638 680101 0370 028175 0282175 0562 700121 0370 028175 1206175 1486 720141 0370 028175 213175 241 740161 0370 028175 3054175 3334 760181 0370 028175 3978175 4258 780201 0370 028175 4902175 5182 800221 0370 028175 5826175 6106 820241 0370 028175 675175 703 840261 0370 028175 7674175 7954 860281 0370 028175 8598175 8878 880301 0370 028175 9522175 9802 900321 0370 028176 0446176 0726 920341 0370 028176 137176 165 940361 0370 028176 2294176 2574 960381 0370 028176 3218176 3498 980401 0370 028176 4417176 4697 K3 000421 0370 028176 5891176 6171 20441 0370 028176 7365176 7645 40461 0370 028176 8839176 9119 60481 0370 028177 0313177 0593 80501 0370 028177 1787177 2067 100521 0370 028177 3261177 3541 120541 0370 028177 4735177 5015 140561 0370 028177 6209177 6489 160581 0370 028177 7683177 7963 180601 0370 028177 9157177 9437 200621 0370 028178 0631178 0911 220641 0370 028178 2105178 2385 240661 0370 028178 3579178 3859 260681 0370 028178 5053178 5333 280701 0370 028178 6527178 6807 300721 0370 028178 8001178 8281 320741 0370 028178 9475178 9755 340761 0370 028179 0949179 1229 360781 0370 028179 2423179 2703 图图 2 4 变坡点的桩号为 K3 870 设计高程为 183 000m 设计半径为 R 33607 644m i1 0 737 i2 0 785 522 1 737 0 787 0 12 ii m 508 511 522 1 644 33607 RL m 754 255 2 508 511 2 L T m 973 0 644 336072 754 255 2 22 R T E 起点桩号 变坡点桩号 切线长 终点桩号 变坡点桩号 切线长 设计高程 h 切线高程 则可得到起点桩号为 K3 870 255 754 K3 614 246 终点桩号为 K3 870 255 754 K4 125 754 竖曲线高程计算 表表 2 7 桩号XiYi Xi2 2R切线高程设计高程 K3 6205 7540 000493181 1575181 157 64025 7540 009868181 3049181 295 66045 7540 031145181 4523181 4212 68065 7540 064324181 5997181 5354 70085 7540 109406181 7471181 6377 720105 7540 166389181 8945181 7281 740125 7540 235275182 0419181 8066 760145 7540 316062182 1893181 8732 780165 7540 408752182 3367181 9279 800185 7540 513344182 4841181 9708 820205 7540 629837182 6315182 0017 840225 7540 758233182 7789182 0207 860245 7540 898531182 9263182 0278 880265 7541 050731182 9215181 8708 900285 7541 214833182 7645181 5497 920305 7541 390837182 6075181 2167 940325 7541 578743182 4505180 8718 960345 7541 778551182 2935180 5149 980365 7541 990261182 1365180 1462 K4 000 385 7542 213874181 9795179 7656 20405 7542 449388181 8225179 3731 40425 7542 696804181 6655178 9687 60445 7542 956123181 5085178 5524 80465 7543 227343181 3515178 1242 100485 7543 510465181 1945177 684 120505 7543 80549181 0375177 232 爬坡车道和变速车道 公路工程技术标准 规定高速公路和高速级公路 当纵坡 大于 4 时 可设爬坡车道 其宽度一般为 3 5m 因为此段的最大纵坡为 3 所以不需 设置爬坡车道 道路平 纵线形组合设计 1 线与平曲线组合时 竖曲线宜包含在平曲线之内 且平曲线应稍长于竖曲线 2 竖曲线的顶部凹形竖曲线的底部 应避免插入小半径平曲线或将这些顶点作为反向 曲线的转向点且不得与反向平曲线的拐点重合 3 上的纵面线形应避免出现驼峰 暗凹 跳跃等使驾驶者视觉中断的线形 直线段 内不能插入短的竖曲线 4 径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠 避免在长直线上设置坡陡及曲线长度短 半 径小的凹形竖曲线 5 的平曲线内 如必须设置几个起伏的纵坡时 需用透视图法检验 平 纵配合的设 计原则 应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线 并保持视觉的连续性 平 纵面线形 的技术指标应大小均衡 使线形在视觉上 心理上保持协调 合成坡度应组合得当 以 利于路面排水和行车安全 直线 回旋线圆曲线回旋线直线 组合 得当 组合 不当 平曲线与竖曲线的组合 图图 2 5 平竖曲线半径的均衡 表表 2 8 平曲线半径 m竖曲线半径 m平曲线半径 m竖曲线半径 m 50010000110030000 70012000120040000 80016000150060000 900200002000100000 10025000 纵断面设计成果 1 纵断面图 见附图 2 2 竖曲表 见附表 3 3 超高方式图 见附表 4 3 3 线路横断面的设计线路横断面的设计 3 1 一般路基设计横断面一般路基设计横断面 道路横断面是指中线上各点的法向切线 他是由横断面设计线和地面线所构成的 其中横断面的设计包括行车道 路肩 分隔带 截水沟 护坡道 以及取土坑 等的设 计 根据资料 路基宽度为 26m 设计车速 120Km h 双向四车道 中央分隔带为整体 式 根据规范可知道本段道路的横断面的组成如下 图图 3 1 各级公路中间带宽度一般规定如表 中间带宽度 表表 3 1 设计车速 km h 1201008060 一般值3 002 002 002 00 中央分隔带宽度 m 最小值2 002 001 001 00 一般值0 750 750 500 50 左侧路缘带宽度 m 最小值0 750 500 500 50 一般值4 503 503 003 00 中间带宽度 m 最小值3 503 002 002 00 高速公路 一级公路二 三 四级公路 设计车速 km h 12010080608060403020 右侧硬路肩 宽度 m 一般 值 3 或 3 5 3 002 502 501 500 75 路肩带行车道 路肩带行车道 0 753 007 500 75 3 007 50 路 缘 带 中 央 分 隔 带 路 缘 带 0 752 000 75 中间带 路基26 00 最小 值 3 002 501 501 500 750 25 一般 值 0 750 750 750 500 750 75 0 25 双车 道 0 50 0 7 5 0 5 0 0 5 单车土路肩宽度 m最小 值 0 750 750 750 500 50 道 各级公路路拱坡度如下表 路拱坡度 表表 3 3 路面类型路拱坡度 沥青混凝土 水泥混凝土1 2 其他沥青路面1 5 2 5 半整齐石块2 3 碎石 砾石等粒料路面2 5 3 5 低级路面 3 4 其中路肩分硬路肩和土路肩 硬路肩在本段内的宽度为 3m 土路肩的宽度为 0 75m 路基的设计标高为中央分隔带外侧边缘的高度 在设置超高路段为设置超高前的路基边 缘标高 路肩 与行车道连接部分应设路肩 但设置中间带或停车带时不受此限 本段采用的数 据为 硬路肩宽 3 0m 土路肩 0 75m 中间带 四车道或以上的公路应设中间带 中间 带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成 中间带作用如下 1 减少车祸和减少交通阻力 2 可作设置公路牌和管理场地 3 种植草 树可防止眩目 也作美化环境 4 分隔带的路缘带 由于有一定的宽度且颜色醒目 可引导视线又增加行车安全和舒 适 标准 规定的最小中间带宽度为 2 50 4 50m 间 中间带一般保持等宽 中央分隔带表面形式分凹形和凸形两种形状 前者用于宽度 4 5m 的中间带 后者用于宽 度 4 5m 的中间带 中央分隔带表面处理可采用植草皮或采用铺面封闭等方式 一般情况 下 宽度 4 5m 的中间带植草皮 栽灌木 宽度 4 5m 的中间带采用铺面封闭 中央分隔 带开口 一般情况下以每 2Km 设一处为宜 中央分隔带开口应射在通视良好的路段 若 开口位于曲线路段 其平曲线半径宜大雨 700m 中央分隔带开口端部形状 视中央分隔 带宽度而定 当其宽度小于 3m 时可以采用半圆形 当宽度大于等于 3 0m 时则采用弹头 形 本段设计的中间带为 路缘带 0 75 2m 中央分隔带 2m 3 5m 所以本段中的中央分隔带的端部