德州市德城至宋官屯道路标段初步设计.doc

德州市德城至宋官屯道路标段初步设计1 绪论1.1 工程概况本设计为德州市德城至宋官屯道路A2标段的一级公路，地处平原地区，地势平缓。路线设计技术指标为：路基宽度为26m，双向四车道，中央分隔带，土路肩为20.75m，硬路肩为23m，行车道为27.5m，中间带宽度2m，路缘带20.75m。设计速度为100km/h，路线总长3323.835m， 起点桩号K0+000.00，终点桩号为K3+323.835。设计路线共设置了1个平曲线，半径为1500m，在缓和曲线内均设置超高，超高值设置为3%，因为半径都大于250m，则不需要加宽。本次纵断面设计设置了4个变坡点。1.2 设计原始资料1.2.1 地形地貌德州市位于山东省的西北部，南与济南市隔黄河相望，西北部与河北省以卫运河、漳卫新河为界，西南与聊城市为邻，东分别与济南、滨州两地市接壤。总面积10356km 2，耕地542 km 2。德州市地处黄泛平原，地势平缓，地形自西南向东北倾斜。地面高程最高处，位于夏津陈公堤高地，海拔32.6m（黄海基面，以下同）；最低处位于庆云东北，海拔5.3m。地面坡降在七千分之一左右。德州属于鲁北平原区，境内河网较密布，地势平坦，自然坡度较小。本设计路段地面高程多在1720m左右，土质主要由褐土(黄土)所组成。1.2.2 气象水文德州市属于暖温带，半湿润季风气候区域，温度适宜，热量丰富，光照充足，四季分明。春季大风多，气温回升快，蒸发量大，降水量少，常有春旱和干热风发生。根据19512000年的50年气象资料统计，全市平均气温在12.313.4C ，南部比北部高 1C多，极端最高气温，全市在40.543.4C，极端最低气温，全市在-21.0C至27.0C。全市无霜期在195225天。全市日照时数一般在26002850小时，比较充足。 全市年最多风向为西南偏南风，唯八月东北或偏北风居多，年平均风速在33.8m/s，年最大风速在 20m/s以上。 德州市地处季风气候区冬夏受季风环流影响，气候特征显著，表现在降水集中，雨水明显。根据19512000年的50年降雨资料统计，全市多年平均降雨量 527.2mm ，仅相当于全市平均蒸发量在19002200mm 的31.527.2%。而四季降雨分配极不均衡，其特点是：夏季雨水集中，冬季雨水稀少，春秋雨水不多，其中春季(35月)降雨占全年降雨量的11.1%，夏季(68月)降雨占全年降雨量的68.5%，秋季(911月)降雨占全年降雨量的17.9%，冬季降雨量占全年降雨量2.5%，所以春季干旱少雨多风沙，夏季炎热雨多湿度大，秋季旱涝不均，冬季严寒干燥雨雪少，形成春旱夏涝，晚秋又旱、旱涝交替的气候特点。1.2.3 土壤德州市历史上为黄河故道经常经过的地方，土壤的成土母质，在地形、地貌、气候等自然条件综合作用下，是由黄河冲积物在潜水的控制与作用下形成。由于黄河不断泛滥和改道沉积物变化极为复杂，所以造成土壤质地在平面分布和垂直分布上也很错综复杂，主要分为三大类：潮土、盐土、风沙土；五个亚类：褐土化潮土、盐化潮土、湿潮土、潮盐土、风沙土。 1.2.4 地下水德州市的地下水赋存于第四系和第三系松散沉积物孔隙内，按含水层的水力特性和埋藏条件可分为：潜水浅层地下水、中深层地下水和深层地下水。潜水一浅层地下水系指埋藏于第一个相对隔水层以上的地下水，在本市指埋藏于060m深度范围内的地下水。水位埋深在市区内南部地区一般为2m左右，北部地区一般34 m ，个别地方大于6m 。1.2.5 地震根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震烈度为度，地震动峰值加速度为0.05g。1.3 交通量资料路线近期交通组成和交通量见下表1-11-1近期交通组成和交通量车型小客车中客车大客车轻型货车中型货车重型货车铰接车交通量（辆/每日）1750200340190590790285交通量增长率6%，柔性路面设计年限15年，刚性路面设计基准期限30年，路面材料参数取规范中的数值，进行柔性或刚性路面设计。1.4 编制依据1 中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTG D30-2004).北京：人民交通出版社，20042 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004).北京：人民交通出版社，20043 中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006).北京：人民交通出版社，20064 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社，20065 中华人民共和国行业标准.公路排水设计规范(JTG/T D33-2012).北京：人民交通出版社，20066 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTGB01-2003).北京：人民交通出版社，20037 地形图8 毕业设计任务书1.5 设计总则结合公路路线设计规范（JTG D20-2006）路线设计应在公路建设项目工程可行性研究报告所选定的路线走向与主要控制点的基础上，先做出总体设计，再结合主要技术指标的运用，进行路线方案对工程造价，自然环境，社会效益等有较大影响时，应做同等深度的多方案技术经济比较。1、路线设计对公路的平、纵、横三个方面应进行综合设计，做到平面顺适，纵坡均衡，横断面合理。一级公路应特别注重线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，在生理和心理上有安全感和舒适感。同时，还应同沿线环境相协调。2、路线与桥梁等构造物应组成有一定风格的建筑物群，并利用绿化或工程设施改善它们同沿线地形的配合，消除因修建公路而造成的对自然景观的破坏。一级公路应借助公路透视或三维模型检查线形设计同沿线景观的配合与协调。2 方案比选2.1 路线选择依据 道路选线是一个涉及面广，影响因素多，设计性强的一项工作。它是由面到片，由片到线，由粗略到细致的过程，选线时应注意以下几点：1、道路选线应根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域，发展情况与远景规划。2、根据任务书综合考虑当地地形、气候、地质水文等情况。3、力求路线短捷及保证行车安全。4、选线要贯彻工程经济与运行经济的结合原则。5、充分利用地形，搞好平、纵、横三方面结合。6、要考虑施工条件对定线的影响。7、应与周围环境，景观相协调，同时道路与道路应尽量减少交叉次数，以达到行车安全畅通的目的。德州市地处黄泛平原，地势平缓，地形自西南向东北倾斜。所以选线还应注意以下平原区选线注意点：1、正确处理道路与农业的关系（1）新建公路要占用一部分农田，这是不可避免的，但是要尽量做到不占或少占高产田。（2）路线应与农田水利建设相配合，有利于农田灌溉，尽可能少与水渠相交。（3）当路线靠近村庄或田地通过时，尽量沿河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村、护田之用。2、合理考虑路线与城镇的联系（1）路线选择时，应坚持便民不扰民，靠村不进村的原则；（2）路线应尽量避开重要的电力、电讯设施，尽可能减少拆迁民房，树木，电杆，通讯设施的数量。3、处理好路线与桥位的关系（1）大、中桥位常常是路线的控制点，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；（2）小桥位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况，可采用改河措施或改移路线。4、正确处理新、旧路的关系路线与原有道理相交时，等级较高时需要修建跨线构造物，使之成立体交叉，若为低等级道路相交，可做成平面交叉。5、注意土壤水文条件遇到不良地质地段，如沼泽，塌方，山洪冲刷区域应尽量避开，否则必须经过特殊处理以后才能修建道路。2.2 选线的步骤和方法道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，确定平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。2.3 方案比选图2.1 方案比选图方案比选图如图2.1。方案1：全长3323.835m，不与任何旧路相交，穿过一条小河，不穿过居民区，路段多为苹果园，转角右转402452.2。方案2：全长3416.401m，不与任何旧路相交，穿过一条小河，不穿过居民区，路段多为苹果园，转角右58536.5。两方案优缺点如表2.1。表2.1 方案比选对比表方案优点缺点方案一转角右转402452.2，线形较缓和经过的苹果园比路线二少，地形破坏少路线里程共3323.835m，相对短方案二转角右转58536.5，线形相对较急平曲线长度占总长度比例高，不宜行车路线里程较长，工程量大综合比较，方案一更理想经济，故选择方案一。3 平面线形设计3.1 路线平面设计一般原则1、平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调平面线形以曲线为主。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。2、保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和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。3、平曲线应有足够的长度汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。因此平曲线具有一定的长度是必要的。4、注意与纵断面设计相协调在平面线形设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调。3.2 平面线形三要素技术参数规定公路平面线形由直线，平曲线组合而成。平曲线又分为圆曲线和缓和曲线。直线、缓和曲线、圆曲线是平面线形有的主要组成要素。其平面线形三要素技术参数参照现行道路设计规范规定如下：1、最大直线长度直线的长度不宜过长。受地形条件或其他特殊情况限制而采用长直线时，应结合沿线具体情况采取相应的措施。2、最小直线长度根据公路路线规范7.2.2规定，当设计速度大于或等于60km/h时，同向曲线间的直线应不小于6v（以m计），反向曲线间的直线不小于2v（以m计）。本路段设计速度为100km/h，故同向曲线间的直线应不小于600m，反向曲线间的直线不小于200m。3、圆曲线线形设计应尽量采取大半径，当受到限制时，可以首先取一般最小半径，避免极限半径。圆曲线最小半径根据表3.2选取。当时速为100km/h时一般最小半径700m，极限最小半径400m，最大半径不超过10000m。4、当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设置缓和曲线。大于等于不设超高的最小圆曲线半径数值时，可不设缓和曲线，直线与圆曲线可直接相连接。缓和曲线的最小长度视设计速度大小而定，根据表3.1选取。当设计速度为100km/h时，缓和曲线最小值为85m。5、当时速为100km/h，平曲线最小长度一般值为500m，最小值140 m。表3.1 缓和曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020圆曲线最小长度（m）1008570503525203.3 圆曲线设计圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。圆曲线能较好的适应地形的变化，并可获得圆滑的线形，圆曲线在适应地形情况下，应尽量选用较大半径，在确定半径时应注意以下几点：1、一般情况宜采用极限最小半径的48倍或超高为2%4%的圆曲线半径；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；3、应同前后先行要素相结合，使之构成连续均衡的曲线线形；4、应同纵断面线形相结合，避免小半径曲线与陡坡相重合；5、每个弯道半径值的确定，应按技术标准根据实际选用。我国公路工程技术标准中所规定的圆曲线最小半径取值，具体规定见下表3.2。公路路线设计规范规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m；为了保证汽车行驶的舒适性和安全性，平曲线应有足够的长度，圆曲线的长度也宜有3s的行程。极限最小半径是指按计算行车速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径。它是设计采用的极限值，当路面横坡和横向力系数最大时，可按计算出极限最小半径，道路曲线为极限最小半径时，设置最大超高。所以在此段公路设计中根据圆曲线半径的选用原则，拟采用圆曲线半径为R=1500m。表3.2 圆曲线半径取值表设计速度(km/h)1201008060极限最小半径(m)650400250125一般最小半径(m)10007004002003.4 缓和曲线设计直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接处，应设置缓和曲线。本设计中圆曲线半径取R=1500m，小于不设超高最小半径R=4000m，所以需要设置超高。由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。公路工程技术标准中规定计算行车速度为100km/h的一级公路中缓和曲线最小长度是85m（见表3.3）。表3.3 缓和曲线最小长度公路等级高速公路一二三四计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020缓和曲线最小长度(m)10085705085150703550253520由于需设超高，缓和曲线的最小长度还应考虑超高渐变率：超高渐变率适中 (3.4.1) 式中：圆曲线半径（m）； 设计车速(km/h)；旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）； 超高坡度与路拱坡度代数差（%）； 超高渐变率，即旋转轴线与行车道外侧边缘线之间的相对坡度，根据表3.4选取。表3.4 公路超高渐变率设计速度（km/h）超高旋转轴位置设计速度（km/h）超高旋转轴位置绕中线旋转绕边缘旋转绕中线旋转绕边缘旋转1201/2501/200401/1501/1001001/2251/175301/1251/75801/2001/150201/1001/50601/1751/125本设计设计速度为100km/h，绕中央分隔带边缘旋转，故取1/225。因此，根据上式得m当取150m时，比较接近视觉要求的缓和角要求，故结合缓和曲线最小长度要求，取缓和曲线m。3.5 主点桩号的计算1、曲线几何元素的计算公式如下： 内移值： (3.5.1) 切线增值： (3.5.2) 缓和曲线角： (3.5.3) 切线长： (3.5.4) 曲线长： (3.5.5) 超距：D=2TL (3.5.6)2、JD1处的桩号为K1+550.030，右转角402452.2=40.41，R=1500m，m。（1）圆曲线内移植m（2）总切线长mm（3）曲线总长度m故平曲线总长为1208.049m，大于公路路线设计规范设计时速为100km/h时平曲线一般值最小长度500m。（4）五个基本桩号图3.1 平曲线要素图中： T切线长，缓和曲线长，R圆曲线半径，转角，ZH直线与缓和曲线的交点，HY缓和曲线和圆曲线的交点，QZ圆曲线中点，YH圆曲线和缓和曲线的交点，HZ缓和曲线和圆曲线的交点。计算过程如下所示：JD K1+550.030- T 627.332ZH K0+922.698+ Ls 150 HY K1+072.698+ (L-2Ls) 908.049YH K1+980.747+ Ls 150 HZ K2+130.747- L/2 604.025QZ K1+526.722超距D=2TL=2627.332-1208.049=46.615 故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+= K1+526.722+=K1+550.03，为原曲线的JD的桩号，故计算无误。3.6 平面线要素汇总表表3.5 平面线要素汇总表交点号交点桩号转角值曲线要素值半径（m）缓和曲线长度（m）曲线总长（m）切线长（m）JD1K1+550.030右转402452.215001503.7 中桩坐标计算本次路线设计的逐桩坐标计算采用坐标法（以下计算缺省单位m），且本路线设有一个控制交点，JD坐标为（4166504.254，39446292.937），右转402452.2，起点坐标（4166885.09892，39444790.42299）。=75.77=104.23=40.41+104.23=144.641、直线上桩坐标计算 设交点坐标为JD1（XJ、YJ），直线的方位角为A1、A2。则ZH点坐标： XZH = XJ + Tcos(A1 + 180) （3.7.1）YZH = YJ + Tsin(A1 + 180) （3.7.2）设直线上加桩里程为L，曲线起点里程为ZH，曲线终点里程为HZ，则前直线上任意点的坐标： X = XJ + (T + ZHL)cos(A1 + 180) （3.7.3） Y = YJ + (T + ZHL)sin(A1 + 180) （3.7.4）后直线上任意点的坐标（LHZ）：X = XJ + (TZH + L)cos A2 （3.7.5） Y = YJ + (TZH + L)sin A2 （3.7.6） ZH（K0+922.698）点坐标计算：XZH = XJ + Tcos(A1 + 180) =4166504.254+627.274cos（104.23+180） =4166658.40YZH = YJ + Tsin(A1 + 180) =39446292.937+627.274sin（104.23+180） =39445684.86故ZH（K0+922.698）点坐标为（4166658.40，39445684.86）前直线上点桩号K0+600处坐标计算：X = XJ + (T + ZHL)cos(A1 + 180)=4166504.254+（627.274+922.698-600）cos(104.23+180)=4166737.69Y = YJ + (T + ZHL)sin(A1 + 180) =39446292.937+(627.274+922.698-600) sin(104.23+180) =39445372.04故K0+600处坐标为（4166737.69，39445372.04）后直线上点桩号K2+500处坐标计算：X = XJ + (TZH + L)cos A2 = 4166504.254+ (627.274922.698+ 2500)cos 144.64 =4165691.57Y = YJ + (TZH + L)sin A2 = 39446292.937+ (627.274922.698+ 2500)sin144.64 =39446869.73故K2+500处坐标为（4165691.57，39446869.73） 2、设缓和曲线的单曲线曲线上任意点的切线横距 （3.7.7）式中：缓和曲线上任意点至ZH（或HZ）点的曲线长；缓和曲线长度。3、第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标 （3.7.8） （3.7.9）第一缓和曲线上点桩号K1+000处坐标计算：=1000-922.698=77.302 =77.302-=77.302-0.00545+1.11-4.53=77.297 =4166658.40+77.297/coscos =4166639.08 =39445684.86+77.297/cossin =39445759.69故K1+000处坐标为（4165691.57，39446869.73） 4、圆曲线内任意点坐标由HYYH时 （3.7.10） （3.7.11）式中：圆曲线内任意点至HY点的曲线长； XHY、YHYHY点的坐标。由YHHY时 （3.7.12） （3.7.13）式中：圆曲线内任意点至YH点的曲线长。HY桩号K1+072.698处坐标计算(按第一缓和曲线上点方法计算)：=1072.698-922.698=150 =150-=150-0.0375+4.34-2.5=149.963 =4166658.40+149.963/coscos =4166619.13 =39445684.86+149.963/cossin =39445829.61故HY桩号K1+072.698处坐标为（4166619.13，39445829.61）圆曲线上桩号K1+500处坐标计算：=1500-1072.698=427.302 =4166619.13+21500sincos =4166437.49=39445829.61+21500sincos=39446214.785、第二缓和曲线（HZYH）内任意点坐标 （3.7.14） （3.7.15）式中：第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。故前直线上桩号K0+600、ZH桩号K0+922.698、第一缓和曲线上桩号K1+000、HY桩号K1+072.698、圆曲线上桩号K1+500、后直线上桩号K2+500的坐标如下表3.6，其他桩号坐标详见附录1逐桩坐标表。表3.6 代表性桩坐标表桩号坐标(m)N（X）E（Y）K0+6004166737.6939445372.04K0+922.6984166658.4039445684.86K1+0004166639.0839445759.69K1+072.6984166619.1339445829.61K1+5004166437.4939446214.78K2+5004165691.5739446869.734 纵断面设计4.1 纵断面设计概况通过道路中线的竖向剖面，它是道路设计的重要设计因素之一，它主要反映路线的起伏和地面的情况，把道路的纵断面与平面图组合起来，就能够完整的表达道路的空间位置和立体线形。在任一横断面上设计标高与地面标高之差称为该处的施工高度，施工高度的大小即决定了路堤的高度或路堑的深度。纵断面设计主要包含纵坡设计和竖曲线设计。针对该课题为平原区一级公路，路线起终点之间地面起伏高程较小，纵断面设计主要考虑最小填土高度要求，其纵坡设计主要以坡度和坡长为控制指标，在坡度和坡长确定后即变坡点位置确定后根据竖曲线的凹凸性选择合理的竖曲线半径。4.2 纵断面设计原则1、新建一级公路的路基设计标高采用中央分隔带的外侧边缘标高，在设有超高加宽的地段，其设计标高为设超高加宽前该处的边缘标高。2、最大纵坡根据表4.1规定选取，设计时速为100km/h时，最大纵坡为4%。各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不畅的路段应采用不小于0.3%的纵坡。3、最小坡长根据表4.2规定选取，设计时速为100km/h时，其最小坡长250m。设计时速为100km/h时，最大坡长限制根据纵坡坡度的不同有不同的要求，3%时为1000m，4%时为800m。4、变坡点处应设置竖曲线，形式为二次抛物线。因为在应用范围内和圆形几乎没有差别，所以竖曲线半径均为圆曲线半径表示。5、设计时速为100km/h时，凸型竖曲线半径一般最小值10000m，极限最小值6500m；凹型竖曲线半径一般最小值4500m，极限最小值3000m，竖曲线最小长度一般值210m，极限值85m。6、纵断面设计应满足最小填土高度的要求。表4.1 各级公路最大纵坡设计速度/（km/h）120100806040最大纵坡/%34567表 4.2 公路最小坡长设计速度/（km/h）120100806040最小坡长/m3002502001501204.3 纵坡设计过程1、准备工作纵坡设计前，运用数模系统绘出路线纵断面的地面高程。2、标注控制点位置本设计纵断面控制点主要有路线起终点，重要桥梁，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。3、试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡时，注意前后坡度必须满足最大、最小纵坡要求，并且坡长必须在250800m之间，在桥梁上方需设立一个变坡点，注意变坡点不能设置在缓和曲线上。 4、调坡调坡主要根据以下两方面进行：（1）结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；（2）对照技术标准。详细设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。5、根据纵断面图核对纵坡线核对主要在有特殊意义的横断面图上进行。如选择大填挖、重要桥涵以及其它重要控制点的纵断面等。（6）确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置和高程确定下来。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。本设计综合考虑上述要素，最终确定了纵断面坡长、坡度，满足公路路线设计规范要求。4.4 竖曲线最小半径的确定道路纵断面上的设计纵坡线系由许多直线和转折点组成。由于纵坡的凸型限制了驾驶员的视野，而凹型转折因车速加快和行车方向的突然改变。因此，为了使路线顺适，行车安全平稳，路容美观等原因，需要在路线纵坡转折处设置曲线使之缓和，这种曲线称为竖曲线。并按纵断面上转坡是凸型或凹型的不同，分为凸型竖曲线和凹型竖曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。凹凸曲线半径的选择需满足从视觉观点所需的竖曲线最小半径要求，当设计速度为100km/h时，凸型竖曲线最小半径为16000m，凹型竖曲线最小半径为10000m。4.5 竖曲线变坡点设计本次纵断面设计设置了4个变坡点。分别为 K0+340 、K1+120、K1+900、K2+610，2个凹曲线，2个凸曲线，半径分别为11000m、17000m、13000m、18000m，坡度分别为-0.326%、+ 0.500%、-0.326%、+0.340%、-0.349%。4.6 桩号标高计算图4.1 竖曲线要素计算图竖曲线基本要素计算公式： (4.6.1) L = (4.6.2) T = (4.6.3) E = (4.6.4)式中： 坡度差， L曲线长，（m）；T切线长，（m）；E 外距（m）；1、变坡点1变坡点桩号为K0+340.000，设一凹型竖曲线，变坡点标高为19.891m，两相邻路段纵坡为，取竖曲线半径R=11000m。（1）计算竖曲线基本要素竖曲线长度： L=R=110000.826%=90.872m切线长： T=45.436m外距： E=0.094m竖曲线起点桩号： (K0+340)45.436=K0+294.564竖曲线终点桩号： (K0+340)+ 45.436=K0+385.436（2）竖曲线起点、终点和中点处的设计标高K0+294.564 竖曲线起点处： 切线标高： 19.891+45.436=20.039m设计标高： 20.039mK0+340.000 竖曲线中点处：切线标高： 19.891m设计标高： 19.891+0.094=19.985mK0+385.436 竖曲线终点处：切线标高： 19.891+45.436=20.118m设计标高： 20.118m （3）求特殊点桩号的设计标高 K0+320 至竖曲线起点距离： X=320-294.564=25.436m 切线标高： 20.039-25.436=19.956m竖距： y=0.029m设计标高： 19.956+0.029=19.985mK0+360 至竖曲线终点距离： X=385.436-360=25.436m 切线标高： 19.891+20=19.991m竖距： y=0.029m设计标高： 19.991+0.029=20.020m2、变坡点2变坡点桩号为K1+120，设一凸型竖曲线，变坡点标高为23.789m，两相邻路段纵坡为，取竖曲线半径R=17000m。（1）计算竖曲线基本要素竖曲线长度： L=R=170000.826%=140.302m切线长： T=70.151m外距： E=0.145m竖曲线起点桩号： (K1+110)70.151=K1+049.849竖曲线终点桩号： (K1+110)+ 70.151=K1+190.151（2）竖曲线起点、终点和中点处的设计标高 K1+049.849 竖曲线起点处： 切线标高： 23.78970.1510.500%=23.438m设计标高： 23.438mK1+120 竖曲线中点处：切线标高： 23.789m设计标高： 23.7890.145=23.644mK1+190.151 竖曲线终点处：切线标高： 23.78970.1510.326%=23.560m设计标高： 23.560m （3）特殊点桩号的设计标高 K1+080 至竖曲线起点距离： X=10801049.849=30.151m 切线标高： 23.438+30.1510.500%=23.589m竖距： y=0.027m设计标高： 23.5890.027=23.562mK1+160 至竖曲线终点距离： X=1190.151-1160=30.151m 切线标高： 23.560+400.326%=23.659m竖距： y=0.027m 设计标高： 23.6590.027=23.632m3、变坡点3变坡点桩号为K1+900，设一凹型竖曲线，变坡点标高为21.250m，两相邻路段纵坡为，取竖曲线半径R=13000m。（1）计算竖曲线基本要素竖曲线长度： L=R=130000.666%=86.464m切线长： T=43.232m外距： E=0.072m竖曲线起点桩号： (K1+900)43.232=K1+856.768竖曲线终点桩号： (K1+900)+ 43.232=K1+943.232（2）竖曲线起点、终点和中点处的设计标高 K1+856.768 竖曲线起点处： 切线标高： 21.250+43.2320.326%=21.391m设计标高： 21.391mK1+900 竖曲线中点处：切线标高： 21.250m设计标高： 21.250+0.072=21.322mK1+943.232 竖曲线终点处：切线标高： 21.25+43.2320.340%=21.397m设计标高： 21.397m （3）特殊点桩号的设计标高 K1+880 至竖曲线起点距离： X=1880-1856.768=23.232m 切线标高： 21.391-23.2320.326%=21.315m竖距： y=0.021m设计标高： 21.315+0.021=21.336mK1+920 至竖曲线终点距离： X=1943.232-920=23.232m 切线标高： 21.397-23.2320.340%=21.318m竖距： y=0.021m设计标高： 21.318+0.021=21.339m4、变坡点4变坡点桩号为K2+610，设一凸型竖曲线，变坡点标高为23.662m，两相邻路段纵坡为，取竖曲线半径R=18000m。（1）计算竖曲线基本要素竖曲线长度： L=R=180000.689%=123.588m切线长： T=61.974m 外距： E=0.107m竖曲线起点桩号： (K2+610)61.974=K2+548.025竖曲线终点桩号： (K2+610)+ 61.974=K2+671.975（2）竖曲线起点、终点和中点处的设计标高 K2+548.025 竖曲线起点处： 切线标高： 23.66261.9740.340%=23.451m设计标高： 23.451mK2+610 竖曲线中点处：切线标高： 23.662m设计标高： 23.6620.107=23.555mK2+671.975 竖曲线终点处：切线标高： 23.66261.9740.349%=23.446m设计标高： 23.446m （3）特殊点桩号的设计标高 K2+580至竖曲线起点距离： X=2580-2548.025=31.975m 切线标高： 23.451+31.9750.340%=23.560m竖距： y=0.028m设计标高： 23.5600.028=23.532mK2+640至竖曲线终点距离： X=2671.975-640=31.975m 切线标高： 23.446+300.349%=23.557m竖距： y=0.028m设计标高： 23.5570.028=23.529m故各点的标高如表4.3表4.3 计算点标高汇总桩号切线高程设计高程桩号切线高程设计高程K0+294.56420.03920.039K1+856.76821.39121.391K0+340.00019.89119.985K1+90021.25021.322K0+385.43620.11820.118K1+943.23221.39721.397K0+32019.95619.985K1+88021.31521.336K0+36019.99120.020K1+92021.31821.339K1+049.84923.43823.438K2+548.02523.45123.451K1+12023.78923.644K2+61023.66223.555K1+190.15123.56023.560K2+671.97523.44623.446K1+08023.58923.562K2+58023.56023.532K1+16023.65923.632K2+64023.55723.5294.7 平纵组合设计 从获得良好行车条件的目的出发，协调平、纵、横三方面的线形使之成为连续圆滑顺适美观的空间曲线，满足驾驶员和乘客视觉和心理上的要求，并有良好的排水条件。 公路路线设计规范中关于平面线形配合规定：设计车速超过60km/h的公路，必须注意平纵面的合理组合，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。由于本设计的设计速度为100km/h，因此必须进行平纵组合的设计。 平纵组合的设计原则： 1、平曲线和竖曲线的技术指标应大小均衡，使得线形顺滑优美，行车安全舒适； 2、平、竖重合时，应满足平包竖的原则：(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。(2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡。(3)暗弯与凸型竖曲线及明弯与凹型竖曲线的组合是合理的、悦目的。(4)平、竖曲线应避免的组合：1）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。2）计算行车速度40km/h 的道路，应避免在凸型竖曲线顶部或凹型竖曲线底部插入小半径的平曲线。