道路設計標準

1、設計說明書1.1設計任務在給定的圖紙上設計一條二級公路，設計車速為60km/ho其主要內(nèi)弄有路線方案、道路平面、道路縱斷面、道路橫斷面、路基路面設計等。1.2道路設計標準設計車速60km/h圓曲線極限最小半徑（g=0.12）115m圓曲線一般最小半徑200m緩和曲線最小長度60m平曲線最小長度100m同向曲線最小長度>6v反向曲線最小長度>2v公路最大縱坡4%最大合成坡度9.5%最短坡長150m凸形豎曲線極限最小半徑1400m凸形豎曲線一般最小半徑2000m凹形豎曲線極限最小半徑1000m凹形豎曲線一般最小半徑1500m視距要求的最小豎曲線半徑凸形9000凹形2000m2路線方案設

2、計路線方案是路線設計中最根本的問題，根據(jù)所設計道路的等級要求，在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，盡量做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并利于施工和養(yǎng)護，從而確定了圖紙中所示的比較經(jīng)濟合理的路線。3道路平面設計根據(jù)圖紙上的選定路線，得出如下幾點的坐標。起點（360,80）,JD1（254,306）,JD2（314,1184）,終點（208,1342）,Ls1=80,R=600,Ls2=70,R=420。幾何要素計算：僅以交點1的計算過程為例利用公式（3-1）（3-7）進行計算。2交點的計算過程類同，計算結(jié)果見直線一曲線一轉(zhuǎn)角表（見附表）。圓曲線要素示意圖Lsq=2Ls3_802240R

3、2280322406002=40mLs2Ls424R2384R38022460080423846003=0.444mLs800=28.6479=28.64793.820R600L=(1-2飛)T=(RR)tg1q用6000.444tg29.03740=195.492m22R2Ls=(29.037-23.820)600280=384.06m180180R29037E=(R：R)secR-R=(6000.444)sec；-600=18.73D=2T-L=2195.492-384.06=7.824路線轉(zhuǎn)角、交點間距、曲線要素及主點樁計算：設起點坐標為（XJ0,YJ。），第i個交點坐標為JDKXJ,Y

4、J）i=1,2,3n,坐標增量:DX=XJi-XJi4DY=YJi-YJy交點間距:22S=.DXDY象限角:二-arctgDYDX計算方位角A:DX>0,DY>0DX<0,DY>0DX<0,DY<0A=180+0DX>0,DY<0A=3608轉(zhuǎn)角:%=AA，當叫>0時，路線右轉(zhuǎn)；ai<0時，路線左轉(zhuǎn)。下面僅以交點1為例利用公式來進行計算說明其計算過程，其余交點的計算過程類同，其結(jié)果見直線一路線一轉(zhuǎn)角表（見附表）起點(360,80),交點1(254,306)坐標增量：DX=XJ1-XJo=-106DY=YJ1-YJ0=226交點間距:

5、ADX2DY2=.(-63)23002=249.623m象限角:a-arctgDY=64.87DX計算方位角:Ai=115.127交點1(254.,306),交點2(314,1184);坐標增量:dx=xj2-XJ1=60DY=YJ2-YJi=878交點間距:S=J(DX2+(DYf=V(29f+7782=880.047m象限角:1-arctgDYDX=86.09計算方位角:A2=86.09交點1轉(zhuǎn)角:0tl=A2-A1=-29.037所以路線右轉(zhuǎn)交點樁號起點樁號：K0+000.000交點1樁號：K0+000.000+249.624=K0+249.624交點2樁號：K0+249.624+880

6、.047-7.824=K1+121.847直線上中樁坐標計算設交點坐標為JD（XJ,YJ）,交點相鄰直線的方位角分別為A和A2。則zh點坐標:Xzh=XJTcosAi180Yzh=YJTsinA1180HZ（或YZ）點坐標：Xhz=XJTCOSA2Yhz-YJTsinA2設直線加樁里程為L,ZH,HZ表示曲線起，終點里程，則前直線上任意點坐標（LWZH）:X=XJTZH-Lcosa180Y=YJTZH-LsinA180后直線上任意點坐標（L>HZ）:X=XJT-HZLcosA2Y=YJT-HZLsinA23.5單曲線內(nèi)中樁坐標計算設緩和曲線的單曲線上任意點坐標曲線上任意點的切線橫距:l5

7、l9l13x=140R2L：3456R4L；599040R6L；式中：1緩和曲線上任意點至ZH(HZ)點的曲線長;Ls緩和曲線長度。1)第一緩和曲線(ZHHY)任意點坐標:X=XzhcosY-yzh2)圓曲線內(nèi)任意點坐標:301-cosAi二RLscosX30123012Maj'"、I-RIHYYH時,X=Xhy2Rsin四>cos：ANSRJ!901LsY=Yhy2Rsin901、一.sin|A|+-ERJ1901Ls-R式中：1緩和曲線上任意點至HY點的曲線長Ls緩和曲線長度Xhy,Yhy點坐標由YHHY時：901901LsX=Xhy2RsincosA2180-R1

8、二RY=YHY+2Rsin'也)/n+化。/)RR)2nR式中：1緩和曲線上任意點至YH點的曲線長不設緩和曲線的單曲線上任意點坐標X=XZY2TcosAi.鮑-R90lY=YZH2Rsinsin二R90ll圓曲線內(nèi)任意點至ZY點的曲線長;R曲線園半徑;轉(zhuǎn)角符號，右偏為“+”左偏為“-”第二緩和曲線（HZ-YH）內(nèi)任意點坐標:X=XZHx一.一；-cosA2+180-330l21Icos一二RLs2、蘆30lY=Yzhcosx2而30la2+180Y3012”二Lsl第二緩和曲線上任意點至HZ點的曲線長3）方向角計算緩和曲線上坐標方向角290l.二RLs%=A+J,i=i,2n轉(zhuǎn)角符號，

9、第一緩和曲線右偏為“+”左偏為“-”第二緩和曲線右偏為“-”左偏為“+”l緩和曲線上任意點至ZH（HZ）點的曲線長Ls緩和曲線長度圓曲線上坐標方向角c90"k_)i=i,2-n二RLs-轉(zhuǎn)角符號，右偏為“+”左偏為“-”現(xiàn)舉例說明計算過程，利用公式進行計算:第一平曲線ZH點坐標:XZH=XJ1Tcos(A180)=254.000195.492cos(115.127180)=337.011YZH=YJ1Tsin(A1180)=306.000195.492sin(115.127180)=129.01HZ點坐標：XHZ=XJ1TcosA2=254.000195.492cos(86.09)=

10、267.33YHZ=YJiTsinA2-306.000195.492sin(86.09)-501.04前直線上任意點坐標(LMzH):樁號K0+100.000坐標：X=XJ1(TZH-L)cos(A180)=254.000(195.49254.16-100)cos(115.127180)=317.55Y=YJ1(TZH-L)sin(A1180)=306.000(195.49254.16-100)sin(115.127180)=170.51后直線上任意點坐標(LHZ)樁號K0+400.000坐標：X=XJ1(TL-HZ)cosA2=254.000(195.492400-438.213)cos(8

11、6.09)=264.73Y=YJi(TL-HZ)sinA2=306.000(195.492400-438.213)sin(86.09)=462.91第一緩和曲線上任意點坐標（ZH-HY）:樁號K0+100.000坐標:=100-54.136=45.864一廣2240RLsl9l13_44_663456RLs599040RLs=45.864cosxcos30l30l2nLsRJ=317.55Y=Yzhx30l2cos.-RLs121，30lsinA1十%*RJ=170.51圓曲線內(nèi)任意點坐標（HY-YH）樁號K0+200.000坐標:l=200-134.136=65.864X=Xhy2RsinK

12、cosA1901Ls284.143Y-YZH2Rsin30l2社sRJ=264.715第二緩和曲線上任意點坐標（YH-HZ）:樁號K0+400.000坐標:l=438.213-400=38.213x二40R2L2l9l133456R4L；599040R6L；=38.213X=Xhzcosxcos30lA2180I30l2'【LsR/=264.916Y-Yhzcosx30l2-sin!1802.30l2二LsR=462.896nRLs,4縱斷面設計縱斷面設計的主要任務就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級，當?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟性等,研究起伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長度，以便達到行車安全

13、迅速，運輸經(jīng)濟合理及乘客感覺舒適的目的。標準中規(guī)定汽車專用高速公路山嶺地區(qū)的最大縱坡:4%,本設計最大縱坡為1.612%滿足要求。為0.3%的最小縱坡，本設計的最小縱坡保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應設置不小于為0.370%滿足規(guī)定要求。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，其方向即流水線方向。合成坡度的計算公式為:I=,i；i2式中：I一合成坡度（）;i一超高橫坡度或路拱橫坡度（）;ih一路線設計縱坡坡度（）對于最大允許合成坡度，標準考慮了實際使用經(jīng)驗后規(guī)定的，規(guī)定了最大允許合成坡度為：9.5%利用公式對本設計的合成坡度進行驗算:所以本設計的設計縱坡

14、滿足最大允許合成坡度的要求。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍二者幾乎沒有差別，本設計采用拋物線。1）豎曲線要素的計算如上圖-在圖示坐標下，以二次拋物線作為豎曲線的一般方程式為:12xix2k其豎曲線的諸要素計算公式如下:豎曲線長度L或豎曲線半徑R:L=Ro或r=LR0豎曲線切線長T:豎曲線上任意一點豎距h：2R豎曲線外距E:o2R式中：0一坡差（%）；L一豎曲線長度（m）;R一豎曲線半徑（m）。2）豎曲線的最小半徑標準規(guī)定了豎曲線的最小半徑和最小長度如下:凸形豎曲線:計算行車速度在60km/h時：極限最小半徑為1400m；一般最小半徑為2000m；豎曲線最小長度為50m凹形豎曲線：

15、計算行車速度在60km/h時：極限最小半徑1000m；一般最小半徑1500m。本設計的豎曲線半徑取18000m，滿足半徑的要求。道路的平面與縱斷面設計應該協(xié)調(diào)，在滿足各自的技術(shù)指標前提下確定道路的平縱組合。使平、縱面線形技術(shù)指標均勻，使道路的線形在視覺與心理上都能保持協(xié)調(diào)。在本設計總平曲線與豎曲線應相互重合，平曲線一般都長于豎曲線，豎曲線的起終點都在平曲線的緩和曲線內(nèi)做到了“平包豎”。本設計設一個縱坡,第一變坡點樁號K1+120.000米，設計高程904米，利用公式進行計算:12=904-9081120-0=-0.357%12=898-9041302.241-1120三3.293%R=1000

16、0(m).=i2-i1=-3.293%0.357%=-2.936%故為凸形曲線長：L=R&=100000.01068=293.6m切線長:293.62=146.8m外距:T22R146.82210000=1.078m豎曲線起點樁號=(K1+120.000)-146.8=K0+973.200m豎曲線起點高程=908-0.357%X973.2=871.505m樁號K1+000.000（在凸形豎曲線上）處:橫距：X1=(K1+000.000)-(K0+973.240)=26.76m22豎距：h1-=.=0.0358m2R210000切線高程=904-(1120-1000)X(-0.00357

17、)=903.572m設計高程=903.572-0.0358=903.536m5橫斷面設計道路的橫斷面，是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線所構(gòu)成的，其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝，護坡道以及取土坑，棄土堆，環(huán)境保護等設施。根據(jù)標準規(guī)定和實際情況，取道路等級為汽車專用二級公路，時速為60km/h,由交通量35007500輛/r,因此路幅采用單幅雙車道。本設計車道寬度采用3.5m,左側(cè)硬路肩寬度0.75m土路肩0.50m,右側(cè)與左側(cè)相同，路基總寬度為10m。（具體斷面組成如下圖）路基0.753卜一I卜2X3.7507520.752X3.75I-*1t26

18、30.75-r公路橫斷面示意圖本設計平曲線半徑均大于250m,由標準可知本設計不用加寬路拱和超高的設計確定路拱及路肩橫坡度:為了利于路面橫向排水，應在路面橫向設置路拱。按工程技術(shù)標準，采用折線形路拱，路拱橫坡度為2%由于土路肩的排水性遠低于路面，其橫坡度一般應比路面大1%2%故土路肩橫坡度取3%超高橫坡度的確定:擬建公路為山嶺重丘區(qū)二級公路，設計行車速度為60km/小時。根據(jù)曲線段圓曲線的半徑值，本設計中交點1處超高取2%交點2處取超高為4%超高過渡采用繞中線旋轉(zhuǎn)。平曲線上超高緩和段長度的確定：雙車道公路超高緩和段長計算公式如下:L金lc一PLc超局緩和段長（m；B旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設路緣帶時為

19、路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（m）;超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差（%;p超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間的相對坡度，設計時速為60km/h時，p為1/175。5.4、超高值計算公式超高過渡采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)式，計算公式如下表：繞中軸旋轉(zhuǎn)超高值計算公式超局位置計算公式注X<X0X>X0圓曲線上外緣h"ca(ijig)+(a+.)(ig+ij.計算結(jié)果均為與設計高之高差.臨界斷面距緩和段點：y-gXoLcic.x距離處的加寬值B=B。jX。jLc中線hec,b.aij十5ic內(nèi)緣hcaij+2ig-(a+2+Bj)ic過渡段上外緣hc中線hc.

20、b.aij+21g內(nèi)緣h"caij-(a+Bjx)igaij+big-(ab-+Bjx)(ic+ig)-ig22Lc式中：b路面寬度（m）；a路肩寬度（m）；ig路拱橫坡度；gij路肩橫坡度；ic超高橫坡度；Lc超高緩和段長度；cX0與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離（m）；X超高緩和段中任意點至超高緩和段起點的距離（m）；BjX路基加寬值；BjXX距離處的路基加寬值（m）；5.5、各平曲線處的超高值計算:1、父點1：R=600m,Ls=80m,查表取ic=4%,P=,iq=2%1754.75(4%-2%)=1/175=50m取Lc=Ls=80mcs驗證超高漸變率：4.7

21、50.06八igp=0.036>1/330,符合要求；x0=Lc=40m80icc圓曲線上的超高為bhc=a(ij-ig)(a-)(igic)外緣：=1.5(0.03-0.02)(1.57)(0.020.04)=0.455m,.b.中線：hc=aij-ic=1.50.031.50.04=0.3m內(nèi)緣：".b.,br、.77c、hcaij21g-(a-，Bj)1c=1.50.03?0.02-(1.5-0)0.04-0.11m超高緩和段起點為：K0+54.136外緣：幾=0.000中線：h=a"(ab)ic=3.50.03(3.53.5)0.04=0.385m內(nèi)緣：hc=0.000超高緩和段內(nèi)的超高為：K0+100.000處，x=10054.136=45.864>x0bxhc=a(ij-ig)(a-)(igic)2Lc兒出45.864外緣=3.5(0.03-0.02)(3.53.5)(0.020.04)80=0.276m中線：R=aijbi。=3.50.033.50.02=0.175mcj2