土木工程专业道路方向课程设计

刖百

公路是国民经济的重要组成部分，对国民经济具有举足轻重的促进与

制约作用，是衡量一个国家经济实力与现代化水平的重要标志。改革开放

以来，我国公路建设得到了持续、快速、健康的发展，取得了举世瞩目的

成就。近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应

用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选

择了姚庄至王里庙二级公路施工图设计这一课题。

本次设计路段位于河南省溪河市境内，属平原微丘区，本次设计包括

拟定路线方案、平面线形设计，纵断面设计，横断面设计，路基设计，路

面设计，桥涵设计，平面交叉设计，书写计算说明书，编制设计文件这几

项任务。

平面线形设计首先应拟定路线方案，根据《公路路线设计规范》JTG

011-2006,赵永平、唐勇主编《道路勘测设计》，根据选线的一般要求，综

合考虑沿线的地形、地物、地质、水文条件等影响因素，按照选线的步骤

选定一条切实、可行的路线方案。纵断面线形设计是根据已经确定的路中

线的位置，结合所经地面的起伏情况，在地面上确定各中桩点的具体位置与

桩号,并用内插法计算出各点的地面高程，然后，据此在坐标纸上点出地面线,

进行拉坡设计与竖曲线设计，计算出各中桩点的设计高程.。参照路线线形设

计

路面结构设计是根据《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2004,《公

路沥青路面施工技术规范》JTG042—2000的要求，参照万德臣主编的

《路基路面工程》，完成累计标准轴次的确定、土基回弹模量的选择、路面

结构层的确定及验算与绘制路面结构大样图等内容。路面结构层采用

HPDS2003A系统进行设计。路面结构层组成材料的设计是根据《公路路

面基层施工技术规范》JTJ034—2000,《公路沥青路面设计规范》JTG

D50-2004,《公路沥青路面施工技术规范》JTG032—2000,完成底基层、

基层与面层（上、下面层）的材料设计。

在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑程序的操作，曾经使我的

设计工作一度陷入僵局，但是在指导老师朱峰教师及本组其他组员的帮助

下，使自己这次的设计得以顺利完成。在此，对教师与同学们表示衷心的

感谢。

由于公路工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力

所限，难免在设计过程中出现错误与暴露一些不足，敬请各位教师给予批

评指正。

1.概述

1.1设计任务依概据及概况

根据公路工程毕业设计任务书，进行本次施工图设计。

本次初步设计为河南省溪河市境内姚庄至王里庙二级公路工程，工程

起点在姚庄，桩号为K0+000.000,终点在王里庙，桩号K4+863.843,

路线4863.843km。本工程全线按二级公路标准设计，根据沿线村镇的分

布情况，并与现有公路与规划路网相结合,在相应的地方道路、机耕路、人

行路上设置平交道口。在排灌沟渠间设置涵洞、桥梁。

1.1.1设计标准

⑴主线设计标准

本工程是按交通部颁发的《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）规

定的二级公路标准设计，计算行车速度60Km/h,其主要技术指标如下：

公路等级:二级公路；

计算行车速度：60公里/小时；

路基宽度：1。米

其中：行车道宽度：2X3.5米

硬路肩：2X0.75

土路肩：2X0.75米

路面宽度：2X3.5米

⑵线形要素标准

平曲线半径：

一般最小半径：200米；

极限最小半径：125米；

不设缓与曲线与超高最小半径：1500米

纵坡：

最大纵坡：6%

最小纵坡：路堑或其他横向排水不畅地段不小于0.3%。

最大坡长：1000米（坡度为4%时）

800米（坡度为5%时）

600米（坡度为6%时）

竖曲线要素：

竖曲线最小半径：凸形一般最小半径/极限最小半径2000/1400

米；

凹形一般最小半径/极限最小半径：1500/1000米;

竖曲线最小长度：50米

⑶桥涵设计标准

桥涵宽度：与路基同宽；

桥涵设计荷载：公路一II级；

⑷路面设计标准

路面设计标准轴载：100KN;

(5)道路平面交叉标准

平面交叉路线尽可能为直线、并尽量正交。当必须斜交时，交叉角度

应大于45度。平面交叉范围内的纵坡宜设置为平坡，当条件受限制时，纵

坡不大于3%。所有的平面交叉口采取严格的安全措施，设置了警告标志、

指路标志、限速标志等，在主要的交叉口还设置转弯车道。

LL2总体设计原则

本工程为姚庄至王里庙二级公路新建路段，根据《公路工程技术标准》

(JTGB01-2003)的要求，交通量的预测情况及公路的使用功能，确定

总体设计原则如下：

⑴采用的技术标准必须满足公路的使用任务、功能与远景交通量的需

要。

(2)避免不必要的浪费，项目建设时应适当超前考虑。

⑶由于本工程两头都已经进行过改建，必须考虑与这部分道路的连接o

(4)尽量利用老路及山地，以降低造价。

(5)沿线的中小城镇采取“离而不远，近而不进”的原则，通过人口稠

密地区时，在现有详细调查资料基础上，进行了多方案比较，尽可能减

少房屋的拆迁量。除考虑房屋拆迁外，对管线的避让与动迁在初步设计

选线时也进行了重点考虑，并作为线位的重要控制点。

LL3沿线筑路材料、水、电等建设条件及与公路建设的关系

筑路材料主要包括路基填筑材料、路面材料、桥、涵、以及防护工程

等构造物用料。路基填筑材料主要采用石灰粉煤灰等工业废渣、砂卵石、

粘土及砂性土等，路面、桥涵及防护工程等构造物用料主要有石料(碎石、

块片石)、黄砂、水泥、钢材、木材等。

⑴路基填筑材料

挖方路段开挖的土石方可以用于路基填筑需要，不足部分可在公路沿

线征山开采宕渣或征地用土来填筑。

(2)涵洞、桥梁及防护工程等构造物材料

骨料(碎石、块片石)：本工程道路沿线属于平原，所需石料、砂料、

水泥、钢材、木材均由料场提供。

(3)电资源

沿线各乡镇均有自来水及变电系统，大部分路段具备通水、电的条件

1.1.4与周围环境与自然景观协调情况

根据地形图，本工程附近没有风景点、文物保护点，对公路的选线没

有影响。本路段在选线时尽可能避开城镇与居民集中地段，距城镇“离而

不远、近而不进”，尽可能做到与周围环境与自然景观相协调。

设计中尽可能做到土石方填挖平衡，对桥头路基边坡、高填方路基边

坡及挖方边坡部分采取浆砌防护措施，对沿河、沿塘路段全部采用浆砌防

护的办法，防止水土流失。

2.确定公路等级与技术指标

2.1公路等级的确定

⑴根据JTGB01-2003《公路工程技术标准》的规定，一般能适应

将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000-15000辆的公路为二

级公路，其远景设计年限为12年，它是连接政治、经济、中心或大工矿区、

机场等地的专供汽车行驶的公路。

1.计算设计年标准车型的年平均日交通量为电公式为：

NT=ENiKi(l+y)

NT——远景交通量

Ni——某种车型的交通量

Ki——某种车型的折算系数，参见下表(交通量换算采用小客车为

标准车型)

Y——年平均增长率

n——公路使用期末年年份—交通量统计年份

表2.1.各汽车代表车型与车辆折算系数表

车型车辆折算系数说明

W19座的客车与载重量W2t的货

小客车1.0

车

>19座的客车与载重量

中型车1.5

>2t-7t的货车

大型车2.0载重量>2t〜7tW14t的货车

拖挂车3.0载重量＞14t的货车

2.计算远景设计年限年平均昼夜交通量NT

计算说明如下:

金杯SY132NT=139X1X(1+9.13%)1力=562辆/昼

夜

菲亚特50NCANT=180xIX(1+9.13%)17T=728辆/

昼夜

三菱FR415NT=17OX1X(1+9.13%)17T=688辆/

昼夜

华龙SK171ANT=155X1.5X(1+9.13%)】力=941辆

/昼夜

金陵JL6121sNT=105X1.5X(1+9.13%)仄1=637辆

/昼夜

太脱拉81553NT=161X2X(1+9.13%)1F1303辆/

昼夜

跃进NJ131NT=15OX1X(1+9.13%)1力=607辆/

昼夜

黄河JN150NT=16OX2X(1+9.13%)17T=1295辆/

昼夜

远景交通量

NT=562+728+688+941+637+1303+607+1295=6761辆/昼夜

由计算可知，能够满足二级公路的交通量。应选用双车道二级公路,

能适用将各种汽车折合成小客车的年平均交通量5000-15000辆/昼夜,

远景设计年限为12年，计算行车速度为60km/ho

2.2公路技术指标的选用

根据沿线地形与自然条件，确定计算行车速度，选用相应的技术指标,

结果如下:

表2.2车速技术指标

3.线形设计

计路基

极

3.1平算行宽度面线形

限停最

设计行车(m)

公最车大

3.1.1车道桥涵设选线

路地小视纵

1.速宽计车辆选线的

等形变半距坡

依度度荷载据：

级般化径((

(k

((1)

值值(m)%)

道m/m)路选线

m)

就h)是根据

路平线的基

二

本原1公路U走向与

603.5——125756

技级微0级术标

准，丘结合当

地的地形、地质、地物及其它沿线条件与施工条件等，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。

⑵选线是道路路线形设计的重要环节，选线的好坏直接影响着道

路的使用质量与工程造价。选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性

与技术性都很强的工作。

2.选线的原则：

⑴在路线设计的各个阶段，应运用先进的手段对路线方案进行深

入、细致地研究，在方案论证、比较的基础上，选定最优的路线方案。

(2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数

量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工与养护。在工程量

增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不宜轻易采用低限指标，但

也不应片面追求高指标。

⑶选线应与农田基本建设相配合，做到少占耕地，注意尽量地不

占高产田、经济作物田或经济林园(如橡胶林、茶林、果园)等。

(4)通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围的环境、景观相

协调，并适当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境与重要的历史文

物遗址。

⑸选线时应对沿线的工程地质与水文地质进行深入的勘探，查清

其对道路工程的影响程度。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软

土、泥沼等严重不良地质地段与沙漠、多年冻土等特殊地区、应慎重对

待。一般情况下，路线应设法绕避；当路线必须穿过时，应选择合适的

位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

(6)选线时应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产

生的影响与污染等问题，具体应注意以下几个方面：

1)路线对自然环境与资源可能产生的影响。

2)占地、房屋拆迁所带来的影响。

3)路线对城镇布局、行政区划、农耕区、水利排灌体系等现有设

施造成分割，而产生的影响。

4)噪声对居民生活的影响。

5)汽车尾气对大气、水源、农田所造成的影响。

6)对自然环境、资源的影响与污染的防治措施及其对政策实施的

可能性。

3.原则性方案比较

路线方案比较可分为质的比较与量的比较两个方面。原则性的方案比

较，主要是质的比较，多采用综合评价的方法，这种方法不是通过详细计

算经济与技术指标进行的比较，而是综合各方面因素进行评比。主要综合

的因素有：

(1)路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任

务、性质的要求，以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻与表达程

度。

(2)路线在铁路、公路、航道等网系中的作用，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、地震等自然条件对道路的影响；要

求的路线等级与实际可能达到的技术标准及其对路线的使用任务、性质的

影响；路线的长度、筑路材料的来源、施工条件以及工程量、三材(钢材、

木材、水泥)用量、造价、工期、劳动力等情况及其运营、施工、养护的

影响等。

(4)路线与沿线历史文物、革命史迹、旅行风景区等的联系。

影响路线方案选择的因素是多方面的，而各种因素又多是互相联系、

相互影响的。路线在满足使用任务与性质要求的前提下，应综合考虑自然

条件、技术标准与技术指标、工程投资、施工期限与施工设备等因素，精

心选择、反复比较，才能提出合理的推荐方案。

4.选线方法

选定道路中线的位置按具体作法不同可分为实地选线、纸上选线与自

动化选线三种。

(1)实地选线

实地选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘

察测量，经过反复比较，直接选定路线的方法。

该方法的优点是工作简便、符合实际；在实地容易掌握地质、地形、

地物等情况，选出的方案切实可靠；一般情况下不需要大比例尺地形图。

缺点是野外的工作量很大，体力劳动强度高；野外测设工作受气候与季节

的影响大。同时，由于视野的局限性，加上地形、地物的影响，使路线的

整体布局存在一定的片面性与局限性。

适用范围：实地选线往往用于等级较低、方案比较明确的公路。

(2)纸上选线

纸上选线是在已经测得的地形图上，进行路线布局与方案比选，从而

在纸上确定路线，再到实地放线的选线方法。

这种方法的优点是野外工作量较小、测设速度快；测设与定线不受自

然因素干扰；能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质等条件，综合考

虑平、纵、横三方面的因素，使所选定的路线更为合理。缺点是纸上定线

必须要有大比例尺的地形图。地形图的测设需要较大的工作量与较多的设

备。

适用范围：纸上选线多用于等级较高与地形、地物复杂的道路。

(3)自动化选线

随着航测技术与电子计算机技术的迅速发展，产生了将航测与电算相

结合的自动化选线方法。

自动化选线的基本作法是：先用航测方法测得航测图片，再根据地形

信息建立数字地形模型(即数字化的地形资料)，把选线设计的要求转化为

数学模型，将设计数据输入计算机，由计算机按照一定的程序进行自动选

线、分析比较与优化，最后通过自动绘图仪与打印机将全部设计图表输出。

自动化选线用电子计算机与自动绘图仪代替人工去做作大量而又繁重

的计算、绘图、分析比较工作，这样能使选择的路线方案更加合理，而且

节省了人力、物力与时间，成为今后道路选线的发展方向。

5.选线的步骤：

一条路线的选定是一项研究范围由大到小、工作深度由粗到细、工作

方法由轮廓到具体，逐步深入的工作。一般要经过以下三个步骤

(1)全面布局

全面布局是解决路线基本走向的工作。就是根据公路的技术等级、及

其在公路网中的作用，结合地形地物条件，在路线的起、终点及中间必须

通过的控制点间寻找可能通行的“路线带”，并进而确定一些大的控制点，

将其连接起来，即形成路线的基本走向。路线布局是关系到公路质量

的根本性问题。因此，在选线中首先应着眼于总体布局工作，解决好基本

走向问题。全面布局是通过路线视察、经过方案比较来解决的。

⑵逐段安排

逐段安排是在路线基本走向已经确定的基础上，再进一步加密控制点,

解决路线局部方案的工作。即在大控制点间，结合地形、地质、水文、气

候等条件，逐段定出中、小的控制点。逐段安排路线是通过踏勘测量或详

测前的路线察看来解决的。

(3)具体定线

在所有的控制点间，根据技术标准、结合自然条件，综合考虑平、纵、

横三方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置的工作。这是一步更深

入、更细致、更具体的工作。具体定线在详测时完成。

6.丘岭区选线特点：

(1)局部方案多。由于山岭重丘区的山岗、谷地较多路线走向的灵活性

大，可行的布线方案一般比较多，一条路线的最终确定往往需要经过多方

案的比较。

(2)需要路线平、纵、横三方面相互协调、密切配合。由于山岭重丘区

地形的迂回曲折与频繁起伏，平、纵、横三方面相互之间的约束与影响较

大，若三者组合合理，可以提高线形技术标准。

(3)路基形式以半填半挖为主。由于山岭重丘区的地形特点决定了路线

所经地面常有一定的横坡，但是横坡一般并不太陡，路线与农林用地与水

利设施的矛盾较大。为节约耕地，应采用半填半挖为主的路基形式。

山岭重丘区选线应结合地形合理选用技术指标，使平面适当曲折，纵面

略有起伏，横面稳定经济，线形指标的变化幅度较大，限既不象平原区一

般多用高指标，也不象山岭区多用接近低限指标。

7.道路选线与环境协调

道路与交通会对自然景观产生一定的影响，反之，自然景观也对道路

与交通有着重要作用。因此，道路建成后作为环境的一部分，在选线时，

应考虑道路与环境的相互关系，使道路线形与景观恰当地融合起来，既充

实景观又使环境的造型要素对司机的运行状态从心理学与生理学的角度产

生良好的影响，以达到行车快速、安全、舒适的目的。

(1)道路线形的布置与环境相协调。

相协调有两方面的意义：其一是使道路建成后不破坏周围环境的自然

美，同时还要保护环境、减少对环境的不良影响(如噪音、空气污染等)，

特别是城郊与风景区的道路。其二是道路布线要注意合理利用与改造环境,

使行车有较好的景观，为行车安全、舒适服务。

(2)线形设计应考虑美学上的要求。

路线的布设除了考虑地形、地物、地质等方面的因素外，还应考虑环

境因素，这些因素包括两方面。一是自然环境，如水情、森林、农业、野

生生物、特殊生态、土地利用等因素；二是社会环境，如当地的经济发展

情况、噪声、公用设施、文物古迹、游览风景等因素。

由此可见，路线设计不仅是几何形状与位置的问题，还应包括有视觉

效果，心理状态及景观的变化规律等问题。因此，公路除了几何线形设计

外，还应有景观设计。公路景观设计的内容很多，它主要包括：公路的立

体线形与构造物形状及色调；公路与周围景观协调设计两方面。其基本要

求是：通视良好、诱导视线、景观协调、展现建筑风格等。

8.道路与景观协调的要点

为使道路与环境协调，选线时应注意如下问题：

(1)充分利用自然环境，应尽可能少地破坏道路周围的地貌、地形、天

然林木建筑物等。一般情况下应避免高填深挖。设计出与地形与环境相适

应的、顺着地面的优美线形，对于高等级公路必要隧道、挡土墙与高架桥

等办法来减轻道路对自然环境的损害。如图6.6.1为高架桥，较好地避免

大填方、减轻道路对环境影响的实例。

(2)平、纵线形的组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。选线时

注意充分利用周围的景物，以克服行车的单调感。公路周围的景物与艺术

建筑、孤山、湖泊、大树丛、突出建筑物(如水坝、高烟囱、水塔、纪念

碑……)等，以消除景观单调感，较好的调节驾驶员的视线、减少疲劳作

用。

(3)注意道路与水域的协调。靠近水域的道路，应注意保留沿岸的绿化,

并使其与水域有适当的空间，并注意通过细致处理，能在公路上眺望一定

的水域景观。

(4)当道路以挖方穿越山脊或通过林区时，路线应尽量布设成曲线，以

顺应地形的变化与保持自然景观的连续。

(5)应根据技术与景观的要求，合理选定构造物的造型与高度，在有条

件时，放缓边坡或将边坡的边坡地变坡点修整圆滑，让其更加接近于自然

地面，使道路与大自然有机的融为一体。

(6)道路两侧的绿化应避免形式上的单一，应将绿化作为诱导视线、点

缀风景以及改造环境的一种措施与艺术。当道路通过森林区，注意道路与

森林相结合，并应符合森林保护与养护及有关法规的要求，尽量避免直穿;

当必须穿越森林时，应优先选用曲线为主体的线形，平原区一般多用高限

指标，也不像山岭区多用接近低限指标。

9.选择最佳路线方案：

(1)收集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形

图，地形图及水文、地质，气象等资料。

(2)路线总方向与公路等级，先在小比例尺的地形图上，研究各种可能

路线方向，进行各种方案的比选，提出应进行的勘察的方案。

(3)按室内研究提出的方案连同在现场查勘发现的新方案，坚持深入调查

研究。

(4)整理汇总现场勘测成果，为编制或补充修改计划任务书提供依据。

3.1.2定线

1.定线依据：根据已定的技术标准与路线方案，结合有关条件，从平

面、纵断面与横断面综合考虑、具体定出道路中线

2.定线步骤：

(1)分段安排路线：在选线布局定下的控制点间，沿拟订的方向。用试

坡方法粗略定出沿线应穿越、避让的中间控制点，定出路线的轮廓方案。

(2)放坡：纵坡的安排与选择，应考虑《标准》要求，如最大纵坡、合

成坡度、缓坡段等，并力求两控制点间的坡均匀，越岭线不应设反坡，各

段应结合地形选用，尽可能不用极限值，也不应太缓，以接近控制点间平

均坡度为宜。放坡时要估计平曲线的大致位置与曲线半径，以便考虑折减。

(3)修正导向线：坡度点是概略的路基设计标高，线位应放在路基稳定

与经济点上，这就需要按横断要求在实地定出最合适的中线位置并插上标

志。

(4)穿线交点：穿线即在上述坡度点与修正导线线间进行实地穿线，以

满足平面线的要求，因而穿线时应尽可能多地穿过或靠近这些特征点，使

平、纵、横三方面协调配合得当。即穿出与地形想适应的若干直线，相邻

两直线的交点，从而获得整条路线的导线。

(5)设置平曲线：设置平曲线的主要问题是拟定平曲线半径，应根据技

术标准与交点实际情况拟定。一般情况下，应选用大于《标准》所规定的

一般最小半径，只有当受地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一

般最小半径。不要轻易采用极限最小半径，同时还要考虑弯道前后线形标

准的协调。

3.1.3平面线形组成设计

1.平面线形组成要素

平面线形主要组成要素为直线、圆曲线、缓与曲线。路线线形设计理

论要点为线形与地物景观相协调，与交通量相协调，与计算行车速度与实

际行车速度相协调，与平、纵、横面设计相协调，与相邻路段的线形相协

调。

2.线形设计一般原则

(1)线形与地形、地物相适应。

(2)应避免连续急转弯的线形。

(3)曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。

(4)各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量的选用较大的圆曲

线半径。

(5)两同向曲线间应设有足够长的直线，不得以短直线相连。

(6)两反向曲线间加有直线时，已设置不小于最小直线长度的直线段

为宜。

3.直线的特点

(1)直线的优点

作为平面线形要素之一的直线，在公路与城市道路中的使用最为广泛,

当地势平坦、地物障碍较少时，定线人员往往首先考虑使用直线线形通过。

这是因为两点之间的连接长度以直线最短；汽车在直线上行驶时受力简单、

方向明确，驾驶操作容易；同时，路线测设简单、方便。基于直线的上述

优点，在各种线形工程中都有着其独特的地位。

(2)直线的缺点

直线线形灵活性差，难以与地形、地物等周围的环境相协调；过长的

直线易使驾驶人员感到单调、疲倦、注意力难以集中；直线路段上难以准

确目测车辆之间的距离；长直线上容易导致高速行车，引发交通事故等。

因此，在运用直线线形与确定其长度时，需要持谨慎的态度，尽量不采用

过多与过长的直线线形。

4.直线的运用

⑴适宜采用直线的路段

为了更好地与环境相协调、节约耕地与工程造价以及保证必要的视距

条件，通常情况下平面线形适宜采用直线的地段有：

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).长大的桥梁、隧道等构造物路段；

4).路线交叉点及其前后；

5).为双车道公路提供超车的路段。

(2).长直线路段的注意事项

在平面线形设计中，当采用了长直线时，应结合沿线的具体情况采取

相应的技术措施，以弥补景观单调的缺陷，并需要注意以下事项：

1).长直线上纵坡不宜过大，因为长直线与下陡坡相重合的路段更容易

导致高速行驶。

2).长直线尽头的平曲线半径应尽量大一些，以保证线形的连续性，除

了保证曲线超高、视距等符合相应的规定外，还必须采取设置标志、增加

路面抗滑能力等必要的安全措施。

3).为了缓与长直线带来的呆板，长直线宜与大半径凹形竖曲线组合为

宜。

4).道路两侧地形过于空旷时，宜采取不同的植被条件或设置建筑物、

雕塑、广告牌等各种措施，以改善单调的景观。

(3).直线长度的限制

1).直线的最大长度

我国地域辽阔，各地区的地形条件差异非常大，很难统一规定直线的

最大长度。我国在道路设计中参照使用国外的经验值，根据德国与日本的

规定：直线的最大长度(以m计)为20V(V—设计速度，用km/h表示)。

虽然地域不同、环境不同，但一般情况下应尽量地避免追求过长的直线指

标。

2).直线的最小长度

为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定的直线长度。这个直

线长度是指前一曲线的终点（缓直HZ或圆直YZ）到后一曲线起点

（直缓ZH或直圆ZY）之间的长度。

①对于同向曲线间的最小直线长度：《公路路线设计规范》

（JTG011-2006）（简称《规范》）规定同向曲线间的最短直线长度（以

m计）以不小于6V（以km/h计）为宜，如图3.2.la）所示。另外，对于

计算行车速度VW40km/h的山岭重丘区公路的特殊困难地段，可以适当放

宽。

②对于反向曲线间的最小直线长度：《规范》规定反向曲线间最小直

线长度（以m计）以不小于2V（以km/h计）为宜，如图3.1b）所示。

③回头曲线间的最小直线长度:

表3.1回头

曲线间最小直线长度

《规范》规定两回头曲线之间，即一个回需

头曲线的终点至下一个回头曲线的起点的距

二级公路200120

离，最好能满足表3.1的要求:

三级公路150100

5.圆曲线的运用:

四级公路10080

⑴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。

(2)二级公路设计速度为(60km/h)时设计规范规定极限最小半径为

125m,一般最小半径为200m,不设超高最小半径为1500m(路拱42%)。

(3)当平曲线小于不设超高最小半径时，应在曲线上设置超高，超高加

横坡度按计算行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件与车辆组成

等情况确定，此路线超高值应不大于8%。

(4)二级公路设计速度为(60km/h),平曲线半径不大于1500m(路

拱42%),应设置超高。

6.圆曲线半径的选用原则：

圆曲线能较好的适应地形的变化，并可以获得圆滑的线形。在与地形、

地物等条件相适应的前提下，宜尽量采用较大曲线半径，以优化线形与改

善行车条件。

确定圆曲线半径时，应注意以下几点：

(1)在条件许可时，争取选用不设超高的圆曲线半径。

(2)在一般情况下，宜采用极限最小半径的4〜8倍或超高横坡度为

(2〜4)%的圆曲线半径。

(3)当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小

半径。

(4)在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采

用圆曲线的极限最小半径。

(5)圆曲线的最大半径不宜超过10000mo

7.缓与曲线的应用：

缓与曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或

两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。《标准》规定，除四级公路

可不设缓与曲线外，其余各级公路在其半径小于不设超高的最小半径时都

应设置缓与曲线。在高速公路与城市道路上，缓与曲线均得以广泛的应用。

(1)缓与曲线的作用

1)曲率逐渐变化，便于驾驶操作

当汽车从直线进入圆曲线时，司机应逐渐的改变前轮转向角，使其适

应圆曲线的需要，前轮的转向是在进入圆曲线前的路段范围内逐渐完成的。

直线上的曲率半径为无穷大，曲率为零，而圆曲线上的半径为一定值R,曲

率为1/火。若两种线形径向衔接，则在连接处构成了曲率的突变点，尤其

是当半径较小时，这种变化就更加突然与明显。若汽车高速驶过该点附近,

汽车很可能超越原来的车道驶出一条很长的过渡性的轨迹线。从安全与易

于驾驶的角度出发，非常有必要设置一条曲率逐渐变化的曲线，以符合汽

车的行驶轨迹。

2)离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变

汽车行驶在直线段上没有离心力影响，而在圆曲线上需要受到离心力

的作用，并且离心力的大小与曲线的曲率成正比。汽车由直线驶入圆曲或

由圆曲线驶入直线，离心力是突然产生或消失的，这对行车的安全性与舒

适性非常不利。离心力从无到有、从小到大的变化应该是逐渐的，所以应

在直线与圆曲线之间或半径不同的两圆曲线之间设置一条过渡性的曲线以

缓与离心加速度的变化。为设置超高与加宽提供过渡段为了保证线形的顺

畅、避免或减少转折的出现，当弯道上需要设置超高或加宽时，应在缓与

曲线内完成超高或加宽的渐变过程，为此缓与曲线的长度应满足设置超高

或加宽缓与段长度的需要。

3)与圆曲线配合得当，美化线形圆曲线与直线径相连接，在连接处曲

率突变，视觉效果差，产生折点与扭曲现象。加设缓与曲线以后，曲率渐

变，线形连续圆滑，增加线形的美观程度。同时，能产生良好的视觉效果

与心理感受。直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应

设置缓与曲线，缓与曲线采用回旋值。

3.1.4平曲线的计算

1.曲线1计算

JD1的转角为al=57°02'22"。根据实际地形情况，拟定曲线

1的半径R1为300m。

(1)缓与曲线长度计算

抵按离心加速度的变化率计算

4mM)=0036元=0.036x^=25.92(m)

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

V60u，、/\

Lr'=—=—=50(IT1)

121.2

C.按超高渐变率计算

由《标准》图4.0.3可得：B=7m;

由《规范》表7.5.3查得:加=[=0.05;

由《规范》表7.5.4查得：p=l/125o

BAi7x0.05

43.75(m)

4(min)P'125

d.按视觉条件计算

L=4=222=33.33(m)

in99'，

综合以上各项，与实际地形情况等相结合，为使线型更加协调取

Ls=100mo

(2)曲线要素的计算

I_1001004

1.387(m)

24R2384内-24x3002384x30()3

/_1001(X)3

(m)

240相一光--240x30)2

a57040

7；=(H+〃)tan]+q=(300+1.387)tan广+49.954=213.728

(m)

L=a—R+L=57.040°x—x300+100=398.507(m)(满足

h180s180

要求)

E=(R+p)sec^-R=(300+1.387)x5740

hsec-Q°_300=430x(m)

(满足要求)

Jh=27；-^=2x213.728-398.507=28.949(m)

交点1处：Rl=250m、4=100”各项指标都满足规范要

求所以进行桩号计算。

(3)曲线1的主点桩号计算如下：

ZH=JD-Th=K1+478.054-213.728=K1+264.326

HY=ZH+LS=Kl+264.326+100=Kl+364.326

YH=HY+(L„-2LS)=K1+364.326+(398.507-2x100)=

Kl+562.833HZ=YH+L=Kl+562.833

+100=Kl+662.833

QZ=HZ-&=Kl+662.833-398,507=Kl+463.5795

22

JD=QZ+"Kl+463.5795+^1^=Kl+478.054(计算

无误)

2.曲线2计算

JD2处的转角为a2=72°17'31.6"。根据JD2处地形实际情

况及周围情况可拟定R2=350mo

(1)缓与曲线长度计算

a.按离心加速度的变化率计算

w33

L,=0.036——=0.036x-=22.2(m)

,(mmmin)R350

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

L=上=四=50(m)

s.m,nl2l2

C.按超高渐变率计算

由《标准》图4.0.3可得：B=7m;

由《规范》表7.5.3查得：M=ih=0.05；

由《规范》表7.5.4查得：P=%25°

,BM7x0.05、

4mm)=——=丁—=43-75(m)

P%25

d.按视觉条件计算

乙=£=型=

s,inin9938.89('m)f

综合以上各项，与实际地形情况以及为使线型更加

协调可取Ls=100m。

(2)曲线要素的计算

2

4

100100=1.189(m)

247?2384H324x3502384x35()3

L、L：1001003me/\

q---------------r=---------------------r=49.966(m)

2240*2240x3502

a7229/

〃)

Th=(R+tani+q=(350+1.189)tan+49.966=306.490

(m)

L,=a—R+L=72.292x2x350+100=541.383(m)(满足要

h1805180

求)

a72292°

纥=(R+〃)sec,—R=(350+1.189)xsec———350=84.900(m)

(满足要求)

Jh=2Th-Lh=2x306.490-541.383=71.597m)

交点2处：区2=350111、4=100111各项指标都满足规范要求所以进行

桩号计算。

(3)曲线2的主点桩号计算如下：

ZH=孙-1\=K2+337.157-306.490=K2+30.667

HY=ZH+L=K2+30.667+100=K2+130.667

YH=HY+(Lh-2Ls)=K2+130.667+(541.383-2x100)=

K2+472.05HZ=YH+L=K2+472.05

+100=K2+572.05

541383

QZ=HZ-^=K2+572.05-=K2+301.3583

22

JD=QZ3=K2+301.3583+^^=K2+337.157(计算无

22

误)

3.平曲线3计算：

JD3处的转角为a3=ll°48'15.9"。根据JD3处的地形及周

围的实际情况可拟定R3=700mo

(1)缓与曲线长度计算

抵按离心加速度的变化率计算

0.036——=0.036x^—=11.1(m)

"mm)R700

b.按驾驶员的操作及反应时间计算

Amin=—=—=50(m)

"m，n1.21.2

C.按超高渐变率计算

由《标准》图4.0.3可得：8=7m;

由《规范》表7.5.3查得：△i=z[=0.03;

由《规范》表7.5.4查得：“=1/125o

,BM7x0.03\

4(min)=-=-J/—=26.25(m)

d.按视觉条件计算

,R700\

Amin=可==77.78(m)

综合以上各项，与实际地形情况等相结合，为使线型更加协调取

Ls=100mo

(2)曲线要素的计算

以1001004

p=0.595(m)

24R2384H3-24x7002384x70()3

L、L：1001003।/、

c1----------------=---------------------=49.991(m)

2240R22240x7002

a118()44°

〃

Th=(R+)tan5+q=(700+0.595)tan——+49.991=122.418

(m)

L=a—R+L.=11.8044°x—x700+100=244.145(m)(满足

h1805180

要求)

〃

Eh=(R+)secA=(700+0.595)xsec^^^—700=4.329(m)

(满足要求)

=24一右，=2x122.418—244.145=0.691(m)

交点3处：R3=700m、4=100，〃各项指标都满足规范要

求所以进行桩号计算。

(3)曲线3的主点桩号计算如下：

ZH=JD-Th=K3+391.670-122.418=K3+269.252

HY=ZH+L，=K3+269.252+100=K3+369.252

YH=HY+(Lh-2Lx)=K3+369.252+(244.145-2x100)=

K3+413.397HZ=YH+L=K3+413.397

+100=K3+513.397

QZ=HZ上=K3+513.397-244--5=K3+391.3245

22

JD=QZ+h-=K3+391.3245+^^=K3+391.670(计算无

误）

3.2纵断面设计

沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面。路线纵断面

一般情况下是一条在竖向上有起伏的空间线形。

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

自然条件以及工程经济性等，确定纵面线形的竖向位置与形状，以便达到

行车安全、迅速、经济与舒适的目的

3.2.1纵断面设计的要求及注意事项

1、纵坡设计的一般要求

(1)纵坡设计必须满足《标准》中的各项规定与要求。

(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，起伏不宜过大与过于频繁。尽量避免采用《规范》中的极限纵坡值,

并留有一定的余地。

(3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候与排水等进行综

合考虑，并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定与通畅。

(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量，以降低工

程造价与节省用地。

(5)山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡，尽量使挖方作为

就近路段的填方，以减少借方与废方；平原微丘区的纵断面设计应满足最

小填土高度的要求，以保证路基的稳定性。

(6)高速公路与一级公路，应考虑通道、农田水利等方面的要求；低等

级公路，应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。

2、最大纵坡

⑴概念

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。

它是道路纵断面设计的重要控制指标。在丘岭区，它直接影响着路线

的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量与运输成本等。

(2)最大纵坡的影响因素

各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、

车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素，通过全面考虑，综

合分析而确定的.

表3.2各级公路最大纵坡

设计速度1201008060403020

(km/h)

最大纵坡(％)3456789

3、最小纵坡

挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值称为最小纵

坡。各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%

为宜。

当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。

注：干旱少雨地区的最小纵坡可不受此限制。

4、坡长限制

根据希望速度匕与容许速度玄，可以得出对应于％的“理想的最大纵

坡”L与对应于％的“不限长度的最大纵坡”l2o

(1)小于的纵坡称为缓坡，汽车在缓坡上可以加速行驶;

(2)大于L的纵坡称之为陡坡。

1)当的纵坡,汽车在其上行驶时，设初速为％,则终速不会低

于弘；

2)当，＞12的纵坡,应对其长度进行限制。

a.最小坡长限制

最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性与布设竖曲线的要求考虑

的。《标准》，《城规》规定，各级道路最小坡长应按表3.3与表中3.4选

用。

注：在平面交叉口、立体交叉的匝道以及过水路面地段，最小坡长可

不受此限。

各级公路最小坡长如下：

表3.3各级公路最小坡长

设计速度12108060403020

(km/h)00

最短坡长(m)30252015121060

000000

b.最大坡长限制

道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶的影响很大。纵坡越陡，坡

长越长，对行车影响也将越大。

所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低允

许速度时所行驶的距离。

《标准》规定的最大坡长见下表3.4

表3.4各级公路纵坡长度限制(m)

设计速1201008060403020

度

(km/h

)

3900100110120——————

000

坡4700800900100110110120

度0000

/5——600700800900900100

%0

6————500600700700800

7———————500500600

8————————300300400

9————————200300

10————————————200

5、平、纵组合的设计原则

(1).应保持线形在视觉上连续性，能自然地引导驾驶员的视线，使之

在高速行驶的情况下，能安全舒适的行车。道路线形不应使驾驶员感到茫

然、迷惑或判断失误。为此，要避免在视线所及的路段内，出现转折、错

位、突变、遮断等不好的线形。

(2).保持平、纵线形的技术指标大小均衡，使线形在视觉与心理方面

保持协调。

在保证有足够视距的前提下，对于高速公路、一级公路、平原区二级公路,

驾驶员在任意点上所能看到前方平面线形弯曲一般不应超过两个、纵面起

伏不应超过三个。

(3).选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水与行车安全。设计时

要注意纵坡不要接近水平状态；同时，应避免形成合成坡度过大的线形。

(4).注意与道路周围自然环境与景观的配合。

良好的组合可以减轻驾驶员的疲劳与紧张程度；适宜的景观设计还能

起到诱导视线的作用。

6、平、纵组合的基本要求

(1)平包竖

(2)平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好；错开不超过

平曲线的1/4时较好，超过其1/4时很差；竖曲线起终点分别置于两条

缓与曲线上。

(3)平、竖曲线半径均较小时不宜重合。

(4)平、竖曲线半径大小要均匀。

(5)选择适宜的合成坡度，，一般最大合成坡度不大于8%,最小坡度不

宜小于0.5%。

7.纵面线形设计中应注意避免的组合：

⑴除V〈40km/h避免凸凹竖曲线插入小半径平曲线。

⑵避免竖曲线与反向平曲线的变曲点相重合

⑶在长直线或长平曲线内，尽量设计成直坡线

(4)避免片面上的变向点比拟面上变坡点多

(5)避免小半径竖曲线与回旋曲线相重