長安大學(xué)交通土建路橋方向二級公路畢業(yè)設(shè)計論文

1、引言初步設(shè)計是進(jìn)行公路和城市道路設(shè)計施工建設(shè)的必要環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)設(shè)計的好壞直接影響著以后整個工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量。它是通過所給的地形圖在充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚匚飾l件并且結(jié)合各種規(guī)范而進(jìn)行的道路的綜合設(shè)計。它一般包括道路的平縱橫設(shè)計、防護(hù)設(shè)計、排水設(shè)計、路基設(shè)計、路面設(shè)計、交通工程設(shè)施設(shè)計等。本次通過設(shè)計實(shí)例廣西雷江-鳳靈新建二級公路初步設(shè)計,使我們能掌握道路設(shè)計過程的一些基本的原則,了解道路基本設(shè)計的內(nèi)容和程序等。通過此次畢業(yè)設(shè)計,可以使我們在如何進(jìn)行公路施工圖設(shè)計方面進(jìn)行一次全面的、系統(tǒng)的訓(xùn)練,使我們了解公路施工圖設(shè)計所包括的工作內(nèi)容、工作程序、施工圖設(shè)計文件所包括的內(nèi)容及文件的編制辦法等,為今

2、后從事公路工程設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計,既有助于提高我們綜合運(yùn)用知識的能力,同時也有助于以后在工作崗位能很快地適應(yīng)工作環(huán)境。本次設(shè)計中的主要任務(wù)是:1.在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證的基礎(chǔ)上,選定廣西雷江-鳳靈二級公路的路線設(shè)計方案,根據(jù)道路技術(shù)等級和道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),計算確定相關(guān)參數(shù);2、繪制廣西雷江-鳳靈二級公路路線平、縱、橫斷面設(shè)計圖,路基路面結(jié)構(gòu)圖;3、進(jìn)行該道路曲線要素計算、編制相關(guān)計算結(jié)果表。4、路基路面設(shè)計。本畢業(yè)設(shè)計是嚴(yán)格在各種規(guī)范的指導(dǎo)之下進(jìn)行的,內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)、詳細(xì),具有一定的參考價值和實(shí)用價值。2009年6月摘要雷靈二級公路是全國公路往中的一條主要干線,對雷靈地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著

3、很大的作用。本路線途經(jīng)山嶺重丘區(qū),本著安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀的原則,對該路段進(jìn)行施工圖設(shè)計。雷靈公路施工圖設(shè)計是在所在地區(qū)的地形、地質(zhì)、氣候的影響下,按照設(shè)計規(guī)范進(jìn)行的。本次設(shè)計的內(nèi)容有:平面線設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計。平面線設(shè)計包括紙上選線、定線,圓曲線、緩和曲線參數(shù)設(shè)定,直線設(shè)計等;縱斷面設(shè)計包括拉坡、豎曲線設(shè)計等,超高的設(shè)定一滿足了設(shè)計要求的8%之內(nèi),在豎曲線設(shè)計時,應(yīng)注意行車視距和視線誘導(dǎo)問題即滿足“平包縱”,合成坡度也要滿足規(guī)范要求;橫斷面設(shè)計時,使行車更加舒適,為確保道路的使用年限,在路段上還做了防護(hù)和排水設(shè)計。排水設(shè)計包括路基排水和路面排水,路面設(shè)計又有邊溝設(shè)計和截水溝設(shè)計和

4、路拱排水。施工圖是工程的重要組成部分,可以使道路的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性得到更好的保證,同時,也要求道路的美觀性和實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合。關(guān)鍵詞:施工圖;路基設(shè)計;平面;橫斷面;縱斷面;AbstractWorking properly to hope second class highway is the national highway go toward medium of a main trunk line, to work properly the economic development of hope the region to rise very big function.This rou

5、te goes by way of the heavy area of hillock of mountain range, being in the light of the safety, economy, practical, the principle of the beauty, carry on the construction to the roads segment diagram design.Working properly to hope the highway construction diagram design is under the influence of t

6、he geography, geology, weather of the place region, carrying on according to the design norm of.A contents for design have:The flat surface line design, vertical section design, cross section design, block the soil wall design and the engineering quantity calculations and grounds square dispensation

7、.The flat surface line the design includes the paper select line, settle line, a curve, the mitigation curve parameter enactment, straight line design etc.;The vertical section design includes to pull the gradient , Set extremely highly on satisfying 8% of the design request inside the vertical curv

8、e design.etc., at the vertical curve design, at the request of notice to go the car to see to be apart from to induce the problem to satisfy a vertical curve namely with view, synthesize the slope also want satisfy the norm;When the cross section design, considered the extremely high constitution, m

9、ake go the car more comfortable, in order to insure the usage time limit of the road, still did the protection and drain the design on the road segment. Drain the design to include the roadbed catchment and roads to face the catchment, the road faces the design and has the side ditch design and cuts

10、 the drain design and the road arch catchments.The construction diagram is the importance of the engineering to constitute the part, can make the function and economy of the road get the better assurance, at the same time, also request the beauty and function, economy of the road to combine together

11、.Keywords: Diagram design;Road design;Flat surface design;Vertical section design; Cross section design.目錄引言 . I 摘要 . I I ABSTRACT . III 目錄 . I1 依據(jù)、設(shè)計規(guī)范 (12 工程概況 (22.1工程簡介 (22.1.1工程名稱 (22.1.2設(shè)計內(nèi)容 (22.1.3工程特點(diǎn) (22.2設(shè)計原則 (22.2.1平面設(shè)計 (22.2.2縱斷面設(shè)計 (22.2.3橫斷面設(shè)計 (32.2.4路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 (32.3路基路面工程 (33 道路定線 (43.1定線原則

12、 (43.2定線方法 (43.3本施工設(shè)計中的定線原則 (44 平面設(shè)計 (54.1概述 (54.2直線 (54.2.1直線的特點(diǎn) (54.2.2直線長度的限制 (64.3圓曲線: (64.3.1圓曲線幾何要素 (64.3.2圓曲線半徑 (74.4緩和曲線 (84.4.1緩和曲線的作用 (94.4.2有緩和曲線的平曲線的曲線要素的計算 (94.4.3緩和曲線的最小長度 (104.5平面線形設(shè)計 (104.5.1平面線形設(shè)計的一般原則 (104.5.2平曲線的最小長度 (105 縱斷面設(shè)計 (115.1縱坡及坡長設(shè)計 (115.1.1概述 (115.1.2最大縱坡 (115.1.3最小縱坡 (1

13、15.1.4坡長限制 (125.1.5緩和坡段 (125.1.6平均縱坡 (135.1.7合成坡度 (135.2豎曲線 (135.2.2豎曲線最小半徑 (145.3道路平縱組合 (155.3.1平縱組合的設(shè)計原則 (155.3.2平曲線與豎曲線的組合 (155.4縱斷面設(shè)計方法及步驟 (165.4.1縱斷面設(shè)計要點(diǎn) (165.4.2縱斷面設(shè)計步驟 (165.4.3縱斷面圖的繪制 (176 道路橫斷面設(shè)計 (186.1道路橫斷面的組成 (186.1.1路幅的構(gòu)成 (186.1.2路幅布置類型 (186.2行車道及路肩、路拱 (186.2.1行車道寬度的確定 (186.2.2平曲線加寬及其過渡 (

14、186.2.3路肩 (196.2.4路拱及超高 (196.3橫斷面設(shè)計 (216.3.1公路橫斷面的設(shè)計方法 (216.4路基土石方計算及調(diào)配 (226.4.1土石方數(shù)量計算 (226.4.2路基土石方調(diào)配 (227 路基工程 (247.1路基類型與構(gòu)造 (247.1.1 路塹 (247.1.2路堤 (257.1.3半天半挖路基 (257.2路基設(shè)計 (267.2.1路基寬度 (267.2.2路基高度 (267.2.3路基邊坡坡度 (267.2.4路基壓實(shí) (267.3路基附屬設(shè)施 (277.4擋土墻設(shè)計 (287.5路基防護(hù)與加固 (287.5.1坡面防護(hù) (287.5.2地基加固 (297

15、.6排水設(shè)計 (297.6.1地面排水設(shè)備 (298 路面工程 (318.1路面基層設(shè)計 (318.2瀝青路面設(shè)計 (318.2.1 面層材料要求 (328.2.2透層與封層 (328.2.3瀝青混凝土的配合比設(shè)計 (338.2.4接縫的設(shè)計處理 (338.3新建瀝青路面的結(jié)構(gòu)厚度計算 (338.3.1原始設(shè)計資料 (338.3.2新建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 (348.3.3 計算過程中的用到的一些理論知識 (348.3.4 本此二級公路的路面設(shè)計計算過程 (378.4路基路面施工方法及注意事項 (418.3.1路基施注意事項 (418.3.2路面施工方法及注意事項 (419 交通工程及沿線設(shè)施

16、設(shè)計 (449.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù) (449.1.1公路等級及地形類別 (449.1.2設(shè)計行車速度 (449.1.3設(shè)計荷載 (449.1.4設(shè)計依據(jù) (449.2交通工程及沿線設(shè)施 (449.2.1交通標(biāo)志 (449.2.2交通標(biāo)線 (469.2.3安全設(shè)施 (46結(jié)論 (47致謝 (48參考文獻(xiàn): (49附錄1 HARD2006系統(tǒng)簡介 (50附錄2 HARD2006總體流程 (511. 依據(jù)、設(shè)計規(guī)范本段公路進(jìn)行施工圖設(shè)計的編制依據(jù)和設(shè)計規(guī)范有:1 公路路線設(shè)計規(guī)范(JTGD20-20062 公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTGD50-20043 公路路基設(shè)計規(guī)范(JTGD3020044 公路路

17、面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034-20005 瀝青路面施工及驗收規(guī)范(GBJ50092-966 給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范(GB50268-20087 國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集2002年8 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40-20049 公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTG F10200610 乳化瀝青路面施工及驗收規(guī)程(CJJ429111 公路橋涵通用規(guī)范(JTGD60200412 公路排水設(shè)計規(guī)范(JTJ018-9713 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034-200014 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)道路交通標(biāo)志和標(biāo)線(GB5768-19992. 工程概況2.1 工程簡介2.1.1工程

18、名稱廣西雷江-鳳靈二級公路建設(shè)工程初步設(shè)計。2.1.2設(shè)計內(nèi)容K00+0.000K03+340.954范圍內(nèi)的道路平縱橫設(shè)計、路基路面設(shè)計。2.1.3工程特點(diǎn)廣西雷江-鳳靈二級公路是南寧府城至雷江二級公路的重要組成部分,是通往大明山景區(qū)最快捷、最重要的高等級公路。雷江-鳳靈區(qū)段地形比較復(fù)雜、地勢起伏較大。本次設(shè)計地形為山嶺重丘區(qū)。為了達(dá)到高等級公路的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),填挖方較大。本設(shè)計本著多挖少填的原則,確保路基的穩(wěn)定性。2.2 設(shè)計原則2.2.1平面設(shè)計道路為山嶺重丘區(qū)二級公路,設(shè)計車速為60km/h,道路全長3340.954m,起點(diǎn)樁號為K00+0.000,終點(diǎn)樁號為K03+340.954。本次設(shè)

19、計的平面線形中全線共設(shè)交點(diǎn)3個,平均每公里交點(diǎn)數(shù)為1.497個,平曲線占路線總長26.397%,最小平曲線半徑200米/2處,最小圓曲線半徑為200m,最大圓曲線半徑為320m。最大直線段的長度為1110.572m。2.2.2縱斷面設(shè)計在本設(shè)計項目中最大縱坡5.978%,420.026米/1處。最短坡長151.385,變坡點(diǎn)共8個,平均每公里縱坡的變更次數(shù)為2.993%,豎曲線占路線總長36.143%,豎曲線的最小半徑是2000.000米。豎曲線增長系數(shù):1.03079。2.2.3橫斷面設(shè)計此公路為山嶺重丘區(qū)二級公路,計算行車速度為60km/h,路基寬度為10m,其中行車道寬7.0m,兩邊土路

20、肩各0.75m,硬路肩各0.75m。路拱坡度為1.5%,路肩坡度為1.5%,詳見道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。2.2.4路面結(jié)構(gòu)設(shè)計行車道路面結(jié)構(gòu)為:4cm 中粒式瀝青混凝土6cm 粗粒式瀝青混凝土1cm 瀝青透油層22cm 水泥穩(wěn)定碎石(水泥劑量5.5%18cm 級配碎石2.3 路基路面工程工程路基主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚匚锖侠淼脑O(shè)計出路基的類型和構(gòu)造。必須嚴(yán)格保證路基的壓實(shí)。壓實(shí)時采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)控制,土方要求分層碾壓,按道路路基施工規(guī)范要求進(jìn)行施工。填方路段路堤在路槽以下080cm深度范圍內(nèi)壓實(shí)度為95%, 80150cm深度范圍內(nèi)壓實(shí)度為93%,挖方路段路塹在030cm深度范圍內(nèi)壓實(shí)度為95%。路面工

21、程主要有瀝青路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計,根據(jù)所給的交通資料合理的計算出路面的結(jié)構(gòu)組成。3. 道路定線3.1 定線原則根據(jù)交通部公路路線設(shè)計規(guī)范(JTGD302004的有關(guān)規(guī)定及廣西區(qū)交通廳路網(wǎng)改造精神,公路布線遵循經(jīng)濟(jì)合理的原則。盡可能少拆遷,少占用農(nóng)田,利用有利地形布線,使公路路線與自然景觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一,并以充分利用舊路改建減少工程投資為目的進(jìn)行選線。定線的任務(wù)是按照一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在選線布局階段選定的“路線帶”(或叫定線走廊的范圍內(nèi),結(jié)合細(xì)部地形、地質(zhì)條件、綜合考慮平、縱、橫三面的合理安排,確定并通常實(shí)地定出道路中線的確切位置。定線是公路設(shè)計過程中很關(guān)鍵的一步。它不僅要解決工程、經(jīng)濟(jì)方面的問題,而且對如

22、何使公路與周圍環(huán)境想配合,以及公路本身線形的美觀等問題都要在定線過程中給予充分的考慮。定線應(yīng)吸收橋梁、水文、地質(zhì)等專業(yè)人員參加,發(fā)揮各種專業(yè)人員的才能和智慧,使定線成為各專業(yè)組協(xié)作的共同目標(biāo)。3.2 定線方法公路定線質(zhì)量還在很大程度上取決于采用的定線方法,常用有直接定線和紙上定線兩種方法。在道路的勘測設(shè)計中,一般是先在地形圖上進(jìn)行紙上定線,然后進(jìn)行實(shí)際定線,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高的、地形、地物復(fù)雜的路線必須使用“紙上定線”,然后把紙上路線敷設(shè)在地面上?！爸苯佣ň€”省去了紙上定線這一步,所以只適用于標(biāo)準(zhǔn)較低的路線。在本設(shè)計中,道路等級為二級,且地形、地物較為復(fù)雜,故線路采用“紙上定線”的方法。3.3 本施工

23、設(shè)計中的定線原則本項目是公路新建工程,由于地形比較復(fù)雜、落差較大,故為了減少填挖方量,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,優(yōu)化線形,采用了沿等高線的走向布線。個別無法避免的地方,只好直穿等高線了,但盡量使其交角小。4. 平面設(shè)計4.1 概述道路是帶狀的三維空間結(jié)構(gòu)實(shí)體,一般由線形、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施等組成。不論是公路還是城市道路,其路線位置的選定都會受到社會經(jīng)濟(jì),自然地理和技術(shù)條件等多重因素的制約。需要設(shè)計者再進(jìn)行充分調(diào)查,掌握大量可靠資料的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范,結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?地質(zhì)和地物等條件,設(shè)計出一條經(jīng)濟(jì),合理而又與自然景觀協(xié)調(diào)的路線來。道路平面設(shè)計就是在平面圖上研究確定路

24、中線幾何形狀的原理和方法的工作。直線是最簡單的平面線形,然而從道路的起點(diǎn)到終點(diǎn)之間往往不能用一條直線將其連接起來,由于受地形、地物等因素的制約,路線在平面上往往出現(xiàn)很多轉(zhuǎn)折,為了保證行車的安全性和平穩(wěn)性,在轉(zhuǎn)折處需要用圓曲線加以連接。如果圓曲線半徑較小,還要進(jìn)行曲率過渡,即加設(shè)緩和曲線。因此,道路的平面線形要素是由直線,圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的,通常稱之為“平面線形三要素”。直線是曲率為零的線形;圓曲線是曲率為常數(shù)的線形;緩和曲線是曲率逐漸變化的線形。三要素是道路平面線形最基本的組成,在道路上各要素所占比例難以量化規(guī)定,但只要各組成要素使用合理,組合得當(dāng),均可以得到較為理想的平面線形。4.2 直

25、線4.2.1直線的特點(diǎn)作為平面線形要素之一的直線,在公路和城市道路中的使用最為廣泛,當(dāng)?shù)貏萜教?地物障礙較小時,定線人員往往首先考慮使用直線線形通過。這因為兩點(diǎn)之間的連接長度以直線最短;汽車在直線上行駛時受力簡單,方向明確,駕駛操作容易;同時,路線測設(shè)簡單、方便?；谥本€的上述優(yōu)點(diǎn),在個種線形工程中都有著其獨(dú)特的地位。當(dāng)然直線線形也有其缺點(diǎn):直線線形靈活性差,難以與地形,地物等周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào);過長的直線易使駕駛員感到單調(diào)、疲倦,注意力難以集中;直線路段上難以準(zhǔn)確目測車輛之間的距離;長直線上容易導(dǎo)致高速行車,引發(fā)交通事故等。因此,在運(yùn)用直線線形和確定其長度時,需要持謹(jǐn)慎態(tài)度,盡量不采用過多和過

26、長的直線線形。4.2.2直線長度的限制(1直線的最大長度:我國地域遼闊,各地區(qū)的地形條件差異非常大,很難統(tǒng)一規(guī)定直線的最大長度。我國在道路遼闊設(shè)計中參考使用外國的經(jīng)驗值,根據(jù)德國和日本的規(guī)定:直線的最大長度(單位m為20v(v-設(shè)計速度,km/h。雖然地域不同,環(huán)境不同,但一般情況下應(yīng)盡量地避免追求過長地直線指標(biāo)。(2直線的最小長度:為了保證行車安全,相鄰兩曲線之間應(yīng)具有一定地直線長度。這個直線長度是指前一曲線的終點(diǎn)(緩直HZ或圓直YZ到后一曲線起點(diǎn)(直緩ZH或直圓ZY之間的長度。對于同向曲線間的最小直線長度: JTGD20-2006(以下簡稱規(guī)定同向曲線間地最短直線長度(單位為m以不小于6v

27、(單位km/h為宜。另外,對于計算行車速度V40km/h地山嶺重丘區(qū)公路地特殊困難地段,可以適當(dāng)放寬。對于反向曲線間的最小直線長度:規(guī)定反向曲線間最小直線長度(單位為m以不小于2V(單位為km/h為宜。4.3 圓曲線:4.3.1圓曲線幾何要素各級公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線,而圓曲線是平曲線中的重要組成部分。路線平面線形中常用的單曲線、復(fù)曲線、雙交點(diǎn)或多交點(diǎn)曲線、虛交點(diǎn)曲線、回頭曲線等中一般均包含了圓曲線。圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循環(huán)好、線形美觀、易于測設(shè)等優(yōu)點(diǎn),使用十分普遍。四級公路可以不設(shè)緩和曲線,其他各級公路當(dāng)曲線半徑大于或等于“不設(shè)緩和曲線的半徑”時也可不舍緩和曲線,因

28、而在此類彎道中只有圓曲線。本次公路為二級公路,故應(yīng)該合理的設(shè)置緩和曲線。圓曲線幾何要素及公式如下:LT J R E RR L RtgT -=-=212(sec 01745.01802 (4-1 式中:T -切線長(m ;L 曲線長(m ;E 外距(m ;R 圓曲線半徑(m ;轉(zhuǎn)角(度。4.3.2圓曲線半徑行駛在曲線上的汽車由于受離心力作用其穩(wěn)定性受到影響,而離心力的大小又與曲線的半徑密切相關(guān),半徑愈小愈不利,所以在選擇平曲線半徑時應(yīng)盡可能采用較大的值,只有在地形或其他條件受到限制時才可以使用較小的半徑。為了行車的安全,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圓曲線半徑在不同情況下的最小值。(1圓曲線半徑的計算公式與影響因素

29、根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式得到 (1272b i V R = (4-2 式中 R 圓曲線半徑,m ;V-行車速度,km/h ;橫向力系數(shù);-b i -超高橫坡度,%。在公路等級和地形條件已定時,設(shè)計車速V 也就唯一確定了,圓曲線半徑R 的大小取決于橫向力系數(shù)和曲線的超高橫坡度b i 的取值范圍。值的采用影響到行車的安全、經(jīng)濟(jì)與舒適度等。在計算最小平曲線半徑時,應(yīng)綜合考慮汽車行駛的橫向穩(wěn)定性、駕駛員的駕駛操作、燃料消耗和輪胎磨損以及乘車的舒適性等因素,采用一個適當(dāng)?shù)闹?。?jīng)分析得出的的取值范圍:值最好0.10,最大0.16。(2超高橫坡度b i超高橫坡度有最大超高橫坡度與最小超高橫坡度之分。在

30、制定最大超高橫坡度max ,b i 要綜合考慮道路所在地區(qū)的氣候條件、駕駛員和乘客的心理上的安全感。對山嶺重丘區(qū)、城市附近、交叉口以及有相當(dāng)數(shù)量非機(jī)動車行駛的道路上,最大超高橫坡度比一般道路還要小些。超高值的大小與設(shè)計速度、半徑、路面類型、當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等因素有關(guān),設(shè)計時可根據(jù)半徑大小等條件確定具體超高的采用值。本次設(shè)計為二級公路最大超高為8%。道路的最小超高橫坡度不應(yīng)小于道路直線段的路拱橫坡度,否則不利于道路的排水,因此有1min ,i ib = (4-3 式中 1i 路拱橫坡度。(3圓曲線最小半徑的計算圓曲線最小半徑包括極限最小半徑、一般最小半徑和不設(shè)超高的的最小半徑。 極限最小半徑是指各

31、級公路對按設(shè)計速度行駛的車輛,能保證其行車的安全的最小允許半徑。它是圓曲線半徑允許采用的極限最小值,只有當(dāng)?shù)匦螚l件特殊困難或受其他條件嚴(yán)格限制時,方可采用。根據(jù)我國規(guī)范規(guī)定的極限最小半徑值本次設(shè)計的二級公路極限最小半徑為125m 。一般最小半徑是指通常情況下各級公路對按設(shè)計速度行駛的車輛,能保證其安全性和舒適性行車的推薦采用的最小半徑。對此,我國的規(guī)范也做了相應(yīng)的規(guī)定,本次設(shè)計取200m 。當(dāng)平曲線半徑較大時,根據(jù)情況可以不設(shè)超高。此時我國的規(guī)范所制定的“不設(shè)超高的最小半徑”是取=0.035,015.0(max-=h i ,由半徑計算公式計算得出。因而在本次設(shè)計中,對于不設(shè)超高的最大半徑140

32、0015.0035.0(1273600(1272=-=b i V R ,即當(dāng)圓曲線半徑大于1400m 時,就可以不設(shè)置超高。對于本次設(shè)計中所有交點(diǎn)的半徑均小于1400m,故每個交點(diǎn)都應(yīng)設(shè)置合理的超高,以確保行車的安全、穩(wěn)定。(4圓曲線最大半徑選用圓曲線半徑時,在地形、地物等條件允許時,應(yīng)盡量采用較大曲線半徑。但是,當(dāng)半徑大到一定程度時,其幾何性質(zhì)與直線區(qū)別不大,而且容易給駕駛員造成判斷上的失誤,因此,規(guī)范規(guī)定了圓曲線的最大半徑不宜超過10000m 。4.4 緩和曲線緩和曲線是道路平面線形要素之一,它是設(shè)置在直線和圓曲線之間的或兩個圓曲線之間的曲率半徑逐漸變化的線形。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,除四級公路可以不設(shè)

33、緩和曲線外,其余各級公路在其半徑不小于不設(shè)超高的最小半徑時都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。4.4.1緩和曲線的作用(1曲率逐漸變化,便于駕駛操作;(2離心加速度逐漸變化,消除了離心力突變; (2為設(shè)置超高和加寬提供過渡段; (4與圓曲線配合得當(dāng),美化線形。4.4.2有緩和曲線的平曲線的曲線要素的計算道路平面線形三要素的基本組成是:直線回旋線圓曲線回旋線直線。圖3.2所示的組合形式是最常見的在直線與圓曲線之間假設(shè)緩和曲線后的形式。 圖3.2 基本型平曲線(1曲線要素計算公式Rp R E L RL R L qR T h S S h -+=+=+-=+=2sec(18021802(2tan p (0外距:曲線長:

34、切線長: (4-4h 2L Th Jh -=切曲差:4.4.3緩和曲線的最小長度為了車輛在緩和曲線上平穩(wěn)的完成曲率的過渡與變化,保證線形順適美觀,同時為在圓曲線上設(shè)置的超高和加寬提供過渡段,應(yīng)規(guī)定緩和曲線的最小長度。通過考慮了離心加速度的變化率、駕駛員的操作反應(yīng)時間、超高漸變率和視覺條件,我國規(guī)范規(guī)定了各級公路緩和曲線最小長度值,本次設(shè)計為二級公路,設(shè)計速度為60km/h,取緩和曲線最小長度50m。4.5 平面線形設(shè)計4.5.1平面線形設(shè)計的一般原則(1平面線形應(yīng)直接、連續(xù)、均衡,并與地形、地物相適應(yīng),與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。(2各級公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)敷設(shè)直線,并盡量地選用較大地圓曲線半徑。當(dāng)公路

35、轉(zhuǎn)角過小時,應(yīng)設(shè)法調(diào)整平面線形,當(dāng)不得已而設(shè)置了小于7的轉(zhuǎn)角時,必須設(shè)置足夠長的平曲線。(3兩同向曲線間應(yīng)設(shè)有足夠長度的直線,不得已短直線相連。否則,應(yīng)調(diào)整線形,使之成為一條單曲線或復(fù)曲線,也可以運(yùn)用回旋線組合成卵形、C型、復(fù)合型等曲線。(4兩反向曲線間夾有直線段時,以設(shè)置不小于最小直線長度的直線段為宜。否則,應(yīng)調(diào)整線形或運(yùn)用回旋線而組合成S型平曲線。(5曲線線形應(yīng)特別注意技術(shù)指標(biāo)的均衡性與連續(xù)性。(6應(yīng)避免連續(xù)急轉(zhuǎn)彎的線形。4.5.2平曲線的最小長度(1平曲線的極限最小長度現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)定了平曲線(包括圓曲線及其兩端的緩和曲線最小長度,本次設(shè)計的二級公路最小長度取100m。(2平曲線的一般最小

36、長度公路彎道在一般情況下是由兩段緩和曲線和一段圓曲線組合而成的,中間圓曲線的長度也不宜小于3s行程。5. 縱斷面設(shè)計沿著道路中線豎直剖切然后展開得到的斷面即為路線縱斷面?？v斷面設(shè)計的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等,確定起伏空間線的位置,以便達(dá)到行車安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理以及乘客感覺舒適的目的。5.1 縱坡及坡長設(shè)計5.1.1概述沿著道路中線豎直剖切然后展開即為路線縱斷面。由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性的要求,路線縱斷面總是一條有起伏的空間線?？v斷面設(shè)計根據(jù)地形、地質(zhì)、水文、地物,綜合考慮平面、橫斷面而設(shè)。設(shè)計縱坡連續(xù)、協(xié)調(diào)、充分利用舊路?？v斷面是道路

37、縱斷面設(shè)計的主要成果,也是道路設(shè)計的重要技術(shù)文件之一,見縱斷面設(shè)計圖。在縱斷面圖上有兩條主要的線:一條是地面線,它是根據(jù)中線上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線,反映了沿著中線地面的起伏變化情況;另一條是設(shè)計線,它是經(jīng)過技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線,反映了道路路線的起伏變化情況?？v斷面設(shè)計線是由直線和長度影響著汽車的行駛速度和運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)以及行車的安全,它們的一些臨界值的確定和必要的限制,是以通行的汽車類型及行駛性能來決定的。在直線的坡度轉(zhuǎn)折處為平順過渡要設(shè)置豎曲線,按坡度轉(zhuǎn)折形式的不同,豎曲線有凹有凸,其大小用半徑和水平長度表示。5.1.2最大縱坡最大

38、縱坡是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。本次設(shè)計二級公路設(shè)計速度為60km/h,最大縱坡取6%。5.1.3最小縱坡挖方路段以及其他橫向排水不良的路段所規(guī)定的縱坡最小值稱為最小縱坡。在長路塹以及其他橫向排水不利地段,為了防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性,各級公路均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡,一般情況不小于0.5%。當(dāng)必須設(shè)計平坡或縱坡小于0.3%的路段時,邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。5.1.4坡長限制(1最小坡長限制最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設(shè)豎曲線的要求考慮的。本次設(shè)計取150m 。(2最長坡長限制所謂最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛時

39、,當(dāng)車速下降到最低允許速度時所行駛的距離。規(guī)定規(guī)定的最大坡長如表5.1所示。表5.1 各級公路最長坡長本次設(shè)計中的最大坡長為630.583m ,最小坡長為151.385m ,均符合設(shè)計要求。5.1.5緩和坡段當(dāng)連續(xù)縱坡大于坡長限制時,應(yīng)在不大于表5.3所規(guī)定長度處設(shè)緩和坡段,用以恢復(fù)在陡坡上降低的速度和保證安全。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和坡段的縱坡度應(yīng)不大于3%,其長度應(yīng)不小于該級公路相應(yīng)的最短坡長。在必須設(shè)置緩和坡段而地形又困難的地段,可將緩和坡段設(shè)置于半徑較小的平曲線上,但應(yīng)適當(dāng)增加緩和坡段的長度。此時緩和坡段的長度應(yīng)予增加,所增加的長度為該平曲線的半徑值。設(shè)計速度/(km/h1201008060403

40、020坡 度 / %3 900 1000 1100 1200 - - -4 700 800 900 1000 1100 1100 12005 - 600 700 800 900 900 10006 - - 500 600 700 700 8007 - - - - 500 500 6008 - - - - 300 300 4009 - - - - - 200 300 10-2005.1.6平均縱坡平均縱坡是指由若干坡段組成的路段所克服的高差與路現(xiàn)長度之比,是衡量線形質(zhì)量的重要指標(biāo),目的是為了合理運(yùn)用最大縱坡、坡長及緩和坡長的規(guī)定,以保證車輛安全順利地行駛的限制性指標(biāo)。本公路的相對高差小于200m

41、 ,顧可以不考慮平均縱坡。5.1.7合成坡度合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度,其方向即為流水線方向。合成坡度的計算公式為:22i i I h += (5-1式中 I 合成坡度,%;h i 超高橫坡或路拱橫坡,%;i 路線設(shè)計縱坡坡度,%。各級公路最大允許合成坡度值的規(guī)定如表5.4所示。本次設(shè)計中最大合成坡度為:%25.904636.008.0Im 2222=+=+=i i ax h ,9.25%250m的圓曲線,由于其加寬值比較小,可以不加寬。對于本次工程來說,只有 JD1處的半徑大于 250,不設(shè)置加寬;其它四處均設(shè)置 合理的加寬。(2加寬的過渡加寬的過渡方式有比

42、例過渡、高次拋物線過渡、回旋線過渡和插入二次拋物 線過渡。本次設(shè)計中采用的是比例過渡方式。計算公式如下:b LL b x x (6-1 式中 X L 任意點(diǎn)距緩和段坡點(diǎn)的距離(m ;L加寬緩和段長(m ;b-圓曲線上的全加寬(m 。比例過渡簡單易于操作, 但經(jīng)過加寬以后的路面內(nèi)側(cè)與行車軌跡不符, 緩和段的 起終點(diǎn)出現(xiàn)破折,于路容也不美觀。這種方法一般可用于二、三、四級公路。加寬如 6.2.3路肩各級公路都要設(shè)置路肩。 路肩對于一條道路來說有很重要的作用。 從構(gòu)造上來說, 路肩分為土路肩和硬路肩。 硬路肩是經(jīng)過了鋪裝的路肩。 在體那方路段, 為了使路肩 能匯集路面積水, 在路肩邊緣應(yīng)設(shè)置路緣石。

43、 土路肩是指不經(jīng)過任何鋪裝的路肩, 它 其保護(hù)路面和路基的作用,并能提供側(cè)向余寬。路肩的最小寬度為 0.5m 。本次路肩 為 1.5m 寬的土路肩和 1.5m 的硬路肩。6.2.4路拱及超高(1路拱及路肩的橫坡度為了利于路面橫向排水, 將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形, 稱路拱。 其傾斜 大小以百分率表示。 對于不同類型的路面由于其表面的平整度和透水性不同, 再考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件選用不同的路拱坡度。高速公路和一級公路由于其路面較寬,迅速排除路面降水尤為重要,所以此種公 路處于降雨強(qiáng)度較大的地區(qū)時應(yīng)采用高值, 在降雨強(qiáng)度很大的地區(qū), 路拱坡度可適當(dāng) 增大。土路肩的排水性遠(yuǎn)低于路面,其橫坡度較路面

44、宜增大 1. 0%2. 0%,硬路肩視 具體情況(材料、寬度可與路面同一橫坡,也可稍大于路面。本次設(shè)計中采用的是瀝青混凝土路面,路拱坡度采用 1.5%。(2超高為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力, 將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單 向橫坡的形式, 這就是曲線上的超高。 合理地設(shè)置超高, 可以全部或部分地抵消離心 力,提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性和舒適性。超高橫坡度由直線段的雙坡路拱,過渡到與圓曲線半徑相適應(yīng)的單向橫坡的路段,稱作超高緩和段或超高過渡段。超高橫坡度的計算確定超高橫坡度可由平曲線最小半徑公式: 得出 (6-2對此,我國現(xiàn)行的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:凡半徑小于不設(shè)超高的最小半 徑的

45、平曲線均應(yīng)設(shè)置超高。超高的橫坡度按設(shè)計速度、半徑大小,結(jié)合路面類型、自 然條件和車輛組成等情況確定。高速公路、一級公路的超高橫坡度不應(yīng)大于 10%, 其他各級公路不應(yīng)大于 8%。在本次設(shè)計中, 由上面的計算得知當(dāng)圓曲線半徑大于 1400m 時, 可以不設(shè)置超高。 超高的過渡超高的過渡分為無中間帶道路和有中間帶道路的過渡, 本次設(shè)計采用的無中間帶 道路的超高過渡方式。下面介紹一下此種過渡方式。無中間帶的道路行車道 , 無論是雙車道還是單車道 , 在直線路段的橫斷面均以中 線為脊向兩傾斜的路供 . 路面要由雙向傾斜的路段形式過渡到具有超高的單向傾斜的 超高形式 , 外側(cè)須逐漸抬高 , 在抬高過程中

46、 , 行車道外側(cè)是繞中線旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)超高坡度大于路供坡度時 , 可分別采用以下三種過渡方式 :a. 先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn) , 待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后 , 將整過再繞 未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn) , 直至超高橫坡度值 , 如圖 6-1a 所示。b. 繞中線旋轉(zhuǎn) :先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn) , 待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡度后 , 整個斷面繞中線旋轉(zhuǎn) , 直至超高橫坡度 . 如圖 6-1b 所示。c. 繞外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn) :先將外側(cè)車道繞外邊緣旋轉(zhuǎn) , 與此同時 , 內(nèi)側(cè)車道隨中線的降 低而相應(yīng)降低 , 待到達(dá)單向橫坡度后 , 整個斷面仍繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn) , 直至超高橫坡 度 , 如圖 6

47、-1c 所示。本次設(shè)計采用的是圖 6-1b 中的繞路基中線旋轉(zhuǎn)的超高方式。 6.3 橫斷面設(shè)計路面橫斷面的形式是隨著道路的等級的不同而有所, 可選擇不同的形式, 通常分 為槽式橫斷面和全鋪式橫斷面。 對于槽式橫斷面它與全鋪式橫斷面的最大一個不同點(diǎn) 是槽式橫斷面中路面結(jié)構(gòu)層是等厚的, 而全鋪式中是非等厚的。 本次設(shè)計所采用的是 槽式橫斷面。6.3.1公路橫斷面的設(shè)計方法(1公路橫斷面設(shè)計要求橫斷面設(shè)計,必須結(jié)合地形、地質(zhì)、水文等條件,本著節(jié)約用地的原則,選用合 理的斷面形式,以滿足行車順適、工程經(jīng)濟(jì)、路基穩(wěn)定且便于施工和養(yǎng)護(hù)的要求。 (2路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面在具體設(shè)計每個橫斷面之前,先確定路基的標(biāo)準(zhǔn)橫

48、斷面(或稱“典型橫斷面” 。在標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖中,一般要包括:路堤、路塹、半堤半塹、砌石路基等,斷面中的邊 坡坡率、邊溝尺寸、擋墻斷面等,必須按現(xiàn)行公路路基設(shè)計規(guī)范的規(guī)定處理。對 于高填、深挖、特殊地質(zhì)、浸水路堤等應(yīng)單獨(dú)設(shè)計。路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見“路基標(biāo)準(zhǔn)橫 斷面圖” 。6.4 路基土石方計算及調(diào)配6.4.1土石方數(shù)量計算平均斷面法 :若相鄰兩斷面均為填方或均為挖方且面積大小相近 , 則可假定兩斷 面之間為一棱柱體 , 其體積的計算公式為 :V=(F1+F2L/2 (6-4其中 : V-體積 , 即土石方數(shù)量 (m3F1,F2-分別為相鄰兩斷面的面積 (m2L-相鄰斷面之間的距離 (m6.4.2路基土石方調(diào)配土石方調(diào)配的目的是為確定填方用土的來源、 挖方棄土的去向, 以及計價土石方 的數(shù)量和運(yùn)量等。 通過調(diào)配合理地解決路段土石方平衡與利用問題, 使從路塹挖