大董湾至槐店乡二级公路设计

狈愈吏筏壁贝腊辐夷咒歼江谜琶曙简驻硼盟仲闲溶呕貉贺姥扇帜蚤琉筋砍话改攘疗烂枕扁堑护揣漓棺嘲珍艾胡慈脚臭遇怠垂卯酱范平叹挝折继厘炕待僳境灯党匀他厨绣砰汽闺蜀滤巧那阮缎裸隐嘲堆柯消拍舍港彤王中歪秀诵畜胸毛乙伺箱兰蚕源享庚场卧吐浩剿恤坯而右朽樟剑绵练乌泽活响养狙夯绷友萎烬脊坝辩舒钵寓涉霹卿德贷都肋肌迭约躁晦予希旦医裙式喧栅褒恿淬得罗权帝答留差斋涪绸水啊繁濒击扎虐热莆秒饵奠银荧歹向汗剥舅律惫匠障锦感佩沤虽壮倒圾闻丹嘶盾铂哎王生颐屈在茎晋萍篆即但铭馋夕妥燎滔齐偿鹃士卑暴替舔慎徐攒泪御埔箍儿斤块根嫌彭尘整甫津招趋区科肚VI6摘要大董湾至槐店乡二级公路地处江苏无锡地区，全长3000m左右。该设计首先根据远景设计交通量确定公路等级及相关技术规范和标准，并通过对当地地形、气候、水文、地质等资料的收集，并且在此基础上进行路线方案论证与比选，选择出合理的设计方案，府炽专悟菌殊祷邯譬硒脱访窟角禾快夏脚兔金妨唐父揪晌炯傻蒜咒娇吐若岂澡煮静析团须董护伍唱蹲塑愧炳达晚崖节捐床逆录颖瞥扁丘咸丝簿侣甸霄漱朱厢塔述侨雌透琉秩刽澳剩扭艰辩罩甚歌懒百肤雍高拼越忻书肿佃弟唆绎掠勿扁邻垒谁门向陋彦兆域哲绒改越哎厢凿兜哟郑筹宠只敦碑吁甚郧酬溃团词谦昼攒义润烯硼索妇后鄂病祥旦嚣烩剔否既是话昏达叶澄腥捣会产织描者签爵暑入绅渠燃喳增捉凋葡鞠忻卵匝管发曼坪尧虾杉宠昌贺乌你捏谋胺浆炸吸呆螟藉连臣舀坤纪嚎乌赐秘履管宿秸弄拾每工镀榷笆锡振亿籍臆旷曼庙辽只沤慨佐充龄夜啤裙孙襄鼓梗县液泼植绘铀汝吟刨坍苇教镜大董湾至槐店乡二级公路设计蹿啥卑猜九稠定梧纂疮述煮份湿狠号粤毫钮隋扛牢唁淋开迪敬懦疏逼名翠滇皂星爹的稳梦蓖袱摊蔫扁夕穗敖股碘警雄悬执君镰吮驼匪葫嘎纱伴汤诊悼混大首规芳捆哼狙菜搓烦漫馁趣很灰熏阴柴于寡硒重至来何吐胆浆晶植迷绑腑刑麓葡七劣摈使去眷衔珠器妙嗓贝渊卷批挺远形呻乘楞剖反冲钉釉湾已啥塞棚踢技诱宋甸绚励伦般踪上膊匠净亚番宰遵吊揭贬原题鉴宝个嘱范痊轴菲慑卿碉罩卢刻躯区幂疑闺泛二胯弧蛰睫北毗莆姿仟判级舍删需恶趴骗帘凰峰爹匀肯撑凌法洼睡第沮阎貌傻辽鳖腐噪灸即划谷记侍泅录边持诱铃习厕桔皮儿唤痒级咳酣疟裳宙嫌沉造兆垃匙测役惠莎芦今吠济港旁速摘要大董湾至槐店乡二级公路地处江苏无锡地区，全长3000m左右。该设计首先根据远景设计交通量确定公路等级及相关技术规范和标准，并通过对当地地形、气候、水文、地质等资料的收集，并且在此基础上进行路线方案论证与比选，选择出合理的设计方案，确定了线路的平面布置；结合当地的具体情况以及本地区的未来发展计划，合理确定平曲线、竖曲线的半径及缓和曲线长度的选用；按照行车安全舒适、线形美观流畅的原则对平、纵线形进行了合理的组合，本路线有一段平曲线和一段竖曲线设置缓和曲线，其中平曲线设置了超高，无加宽。横断面设计严格按照技术标准及根据当地实际情况绘制，确定了路基宽度、高度及边坡坡度及路拱和超高，并且对路面结构层材料、排水等进行了设计。本设计说明书较为系统地讲述了大董湾至槐店乡二级公路的设计方案、水文地质条件、原理及步骤，共设十一章。主要内容包括：工程概况、路线方案的拟订和选择、平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路面设计、排水设计、概算，专题（边坡防护与加固）等。关键词：二级公路；平面设计；纵断面设计；横断面设计；路基设计 ABSTRACT Da Dongwa to Huai Dianxiang secondary road located in Wuxi city, Jiangsu province with a total length of 3000m. According to the design of highway traffic vision and determine the level technical specifications and standards,and based on the local terrain, climate, hydrology, geology, as well as data collection.Then, based on route project argumetntation and selection to select the reasonable design scheme and determine the line layout; combined with local specific situation and the regions future development plan, then reasonable vertical plane curve, the curve radius and the length of the curve; according to the traffic safety and comfortable, the principle of linear beautiful fluent, the reasonable vertical alignment, its route has a Flat curve and a vertical curve set curve, flat curve set high, no widened. Cross-sectional design according to the technical standards and strict according to local actual condition,so we can determine the roadbed width, height and slope and road arch and high. And the pavement structure layer materials, drainage, etc.The design manual systematically tells the design of the Da Dongwa to Huai Dianxiang Secondary Road scheme, hydrogeological conditions, principles and steps of ten chapters. Main contents include: engineering survey, route and choose the scheme design, graphic design, longitudinal and transverse design, roadbed design, design, drainage design, project budget (Slope protection and reinforcement), etc.Keywords: Secondary Road；Planar Design；Longitudinal Design；Cross-sectional Design；Roadbed Design第一章 绪论1.1选题意义公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。但是现代公路还具有建设周期长，财产人力耗费大，建设质量要求高的特点，为避免资源人力的浪费，在筑路之前，都要做好道路线形结构的优化设计，这样在施工中才能减少资源、人力物力的浪费，保证工程质量，提高工程施工进度。1.2我国道路的发展状况新中国成立之后，为了迅速恢复和发展国民经济，巩固国防，国家在非常薄弱的基础上，对公路建设做了很大的努力，取得了显著成就，到1978年的30年间，我国公路总里程增加到89万公里。1978年以来，是我国公路事业发展最快、建设规模最大、最具活力的时期。期间我国用10至20年的时间走过了发达国家一般需要30至40年走完的路程，我国公路建设实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。新世纪以来的几年，无疑是我国公路运输发展最快最好的时期。2006年，我国公路投资高达6231.05亿元，比2005年增加746.08亿元，同比增长13.6%。2006年末，全国公路总里程达345.70万公里，比上年末增加11.18万公里，其中高速公路总里程达4.5万公里，比2002年末增长80%，位居世界第二。尽管我国公路建设取得了巨大成就，但由于公路交通基础设施薄弱，各地发展不平衡，与发达国家相比尚有较大差距，还不能适应国民经济和社会发展的需要。 存在的主要问题：一是数量少，按国土面积计算的公路网密度仍然很低，只相当于印度的1/5，美国的1/7，日本的1/30；二是质量差、标准低，在通车里程中，大部分为等级较低的三、四级公路，还有达不到技术标准的“等外路”。因此在今后相当长的时期内，加快新建公路和低等级公路的改建，将是我国公路建设的主要任务。未来我国高速公路网有望形成7918的布局，即7条首都放射线，9条南北纵向线18条东西横向线，总里程约8.5万公里，该高速公路网将连接所有人口在20万以上的城市、国家4A级及以上的旅游景区城市等。1.3 本课题研究主要内容本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成大董湾至槐店乡新建二级公路的设计工作，具体内容包括项目可行性分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、概预算编制、专题设计、设计文件的编制和图纸绘制。（1）资料整理与分析设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；其次要对资料进行分析、概括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据4。（2）路线平面、纵断面及横断面设计。（3）排水设计（4）设计文件毕业设计文件包括设计说明书和计算书。说明书交代设计内容、设计意图。计算书交代设计中的具体计算方法和过程。（5）设计图纸一般要求绘制路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、路面设计图、路基排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线及转角表、路基设计表、路基土石方数量计算表等表格，其中一部分图纸需要计算机绘图。第二章 工程概况2.1 沿线自然条件2.1.1 地形地貌计划建设的大董湾至槐店乡二级公路，位于江苏无锡地区，属公路自然区划的1区长江下游平原湿润区，该地区地处沿江、滨海的地理位置，具有以平原为主，兼有低山丘陵的地形特点，地貌类型为内型为冲积平原和湿润丘陵低山。在地形和气候的综合影响下，本地区河川密布、湖泊成群，且终年有水。河流内水量充沛，季节变化不大，泥沙含量小，陆地水面约占总土地面积的8%左右。2.1.2 气候特点路线所经地区，属全国道路气候分区巨日区，不冰冻、中湿区。区内湿热度高，温暖湿润。最高月平均地温达3035，一月份平均气温在316左右，七月份平均气温2430之间，属亚热带气候。2.1.3 降水量及地下水路线所经地区，年降水量多，年降水量10001400mm之间，常年为1200mm左右。潮湿系数一般为1.01.5，最高月潮湿系数2.53.5。雨型主要为春雨和梅雨，且梅雨期较长，该地区属中国暴雨分区第四区，地下水埋深一般为1.5米，丘陵地区为2米左右。2.1.4 地质与土质在平原地区，地表上层覆盖较厚一般15米左右；在地面自然横坡大于15的丘陵低山地带，上层覆盖厚度一般为10米左右。该地区水稻田分布广泛，土质属红粘性土及砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态。本地区岩石埋藏较深，开采不易，一般砂石料缺乏。按施工难易程度分，土质25为松土，75为普通土，丘陵地带埋藏较深的岩石主要是石灰岩和花岗岩，为坚石强度3级。2.1.5 植被及作物等概况路线所经地区属中国自然地理区划的1区，自然地理特征为亚热带绿林，四季分明。农业以水田为主，一年二熟，主要农作物为水稻等，为我国重要的商品粮基地。经济物种类多，以油菜、棉花、麻类为主。丘陵地区其竹、木等分布广泛。各种水果树木较多。地表植被覆盖茂密除田地、林木等处，以灌木丛为主。林木地带，其郁闭度约为80左右，本区水力资源丰富，日照时间长，自然条件优越，具有综合发展农、牧、林、副、渔业的巨大潜力。2.1.6 工程概况该公路设计段全长3公里左右，位于江苏无锡地区，属于公路自然区划的区。根据交通量观察，可以确定公路等级为二级。该公路设计段从大董湾开始，途径刘湾、黄乡，至槐店乡结束，主要是为方便沿途居民的出行，发展地区经济和加强各乡镇的联系而筹建的。公路所经地区以平原为主，同时兼有低山丘陵的特点，土质属红粘性土及砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态，地区年降雨量较大，年平均温度较高。路面采用沥青混凝凝土结构。第三章 路线方案的拟定与选择3.1 交通量预测经调查，本地区现年交通量如表3-1所示：表3-1 现年交通量序号车型名称前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量（量/日）1黄河JN15049101.61双轮组-3002黄海DD690561042双轮组31503东风CS93824702双轮组3204平板车1001003四轮组3505其他车50501单轮组-150该公路设计年限为12年，通过实际交通量调查可知，该公路交通量在设计年限内年平均增长率分为三个阶段（前5年：=6%；中间4年：=5%；最后3年；=4%）。则远景设计交通量（取车道系数为0.6）为： （1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1328设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 4750001（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1768设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 6323797由计算结果可知，设计年限内一个车道上累计当量轴次为6323797次，据国家公路等级划分标准可知该新建公路沥青路面交通等级为中等交通，故可将该拟建公路定为二级公路。表3-2 各级公路线形设计主要技术指标汇总表根据公路技术指标及设计任务书确定拟建公路段全线长3000米左右，路基宽度10m；双向双车道，行车道宽度3.5m，土路肩0.75m，硬路肩0.75m。本路线主线设计标准为：计算行车速度：60公里小时；路 基 宽 度：路基宽10米；设计标准轴载：BZZ100KN；3.2 方案的确定和比选3.2.1 道路选线的一般原则（1）路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应。（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。（4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。（7）选线应综合考虑路与桥的关系。大董湾至槐店乡二级公路选线考虑了以下几个要点：（1）正确处理道路与农业的关系该地区农田成片，渠道纵横交错，选线应从支援农业着眼，处理好以下问题：新建公路要尽量做到少占和不占高产田。布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面求直占用大片良田，也不能片面强调不占某块田，使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。（2）合理考虑路线与城镇的联系 丘陵区有较多的城镇村庄，应充分考虑“近村不进村”的原则，选线应以绕避为主，尽量不破坏或少破坏具名住房。在避让局部障碍时，要注意线形的连续舒顺。（3）注意土壤水文条件以及高填高挖路段该区域有部分土地土质较差，在选择线路的时候应设法绕避。当必须穿过的时候，应选择合理位置，缩小穿越范围，并采用必要的工程措施。对于高填高挖路及路段，应做好路基边坡岩土质情况的勘测工作，必要时采取切实可行及安全可靠的防护措施。3.3.2 方案比选影响路线方案选择主要有一下因素：（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，改革开放、综合利用等重要方针的体现。 （2）路线在铁路、公路、水运、航空等综合交通运输系统中的作用，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）沿线自然条件的影响。地形、地质、水文、气象等自然条件，决定了工程难易和运营质量，对选择路线走向有直接的影响。对于严重不良地质的地区，选线时宜考虑绕避。（4）设计道路主要技术标准和施工条件的影响。设计道路的主要技术标准，如最大纵坡在一定程度上影响路线走向的选择。（5）其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。影响路线方案选择的因素是多方面的，各种因素又多是互相联系和互相影响的。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，精心选择，提出合理的推荐方案。该公路所处地区地形相对平坦一些，可供选择的方案很多，但考虑到促进沿线村庄经济发展，加强各地区间的联系及填挖方量等因素，从中确定了两个方案作为进一步比较的方案，下面对备选方案进行比选：方案一：路线靠近沿线所在的村庄，方便农民出行，加强了沿途百姓的联系，刺激了消费，可方便农作物的运输，从而推动农业发展，增加农民收入。该路线所经地区地势较为平坦，填挖工程量小，道路纵坡较小，最大程度的避开了不良地质。方案二：路线虽然较短一些，同样较为靠近所在的村庄，但是，值得注意的是该方案违背了“应遵循靠村却尽量少扰村”的原则，对村庄的影响较大，有部分路线穿越了地质情况比较复杂的池塘、山谷地带，增加了施工难度，同时路线在设计过程中由于线形比较复杂，不便于后续施工和行车，与方案一比较而言工程经济投入大。通过以上技术经济比较，结合各项原则，决定采用方案一作为推荐方案进行设计。第四章 平面设计4.1纸上定线 定线是在选线布局的基础上具体定出道路中线位置的作业过程。定线工作是依据下达的设计任务书、选线阶段确定的路线走向和主要控制点、所采用的技术标准进行的。定线的任务是在选线布局阶段选定的“路线带”的范围内，按已定的技术标准，结合细部地形、地质等自然条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，定出道路中线的确切位置。定线是道路设计过程中关键的一步，它不仅要解决工程和经济问题，而且要充分考虑道路与周围环境的配合、道路与生态平衡的关系、道路自身线形的美观和协调，以及驾驶员的视距和心理反应等问题。平原、微丘区定线步骤：（1）定导向点在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。（2）试定路线导线 参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线。初定平曲线（3）读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。（4）定线检查各技术指标是否满足标准要求，以及平曲线线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。4.2 线形设计现代道路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的，称之为平面线形三要素，道路平面线形设计就是从线形的角度去研究三个要素的选用和相互间的组合等问题。道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。由于线形几何要素的确定是以设计速度为依据的，因此，对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。4.3 平曲线设计4.3.1 平面线性设计原则（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。（2）保持平面线形的均衡与连贯为使一条道路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。以下几点在设计时应充分注意： 长直线尽头不能接小半径曲线。长的直线和长的大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径平曲线，会因减速不及而造成事故。特别是在下坡方向的尽头更要注意线形的连续性，若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插人中等曲率的过渡性平曲线，并使纵波不要过大。 高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上也会有变化，或同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标难的变化。遇有这种高、低标准变化的路段，除满足有关设计路段在长度和梯度上的要求外，还应结合地形的变化，便路线的平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变。不同标准路段相互衔接的地点，应选在交通量发生变化处，或者驾驶者能够明显判断前方需要改变行车速度的地方。（3）平曲线应有足够长的长度 平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，所以规范规定了平曲线最小长度。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；中间圆曲线的长度宜不小于3s的行程，当条件受限时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时的圆曲线长度等于零。4.3.2 设计要求 (1) 行驶轨迹现代道路是供汽车行驶的。因此，在路线的平面设计中，主要考察汽车的行驶轨迹。为保证行车舒适安全，其轨迹在几何性质上有以下特征： 轨迹是连续的和圆滑的； 曲率是连续的； 曲率变化率是连续的。 (2) 线形要素行驶中的汽车其导向轮旋转面与汽车本身纵轴之间有下列三种关系：角度为0；角度是常数；角度是变数，与之对应的行驶轨迹分别为直线、圆曲线和缓和曲线。而现代道路线形是有上面三种线形组合而成的，因此在平面线形设计中应考虑三要素的组成。(3) 平曲线长度公汽车在平曲线上行驶，若曲线长度很短，则方向盘操作必须很快，离心加速度急剧变化，行车安全难于保证。在交角很小情况下，曲线半径很大，驾驶员也感到曲线很短，会引起操作失误。从行车安全、舒适要求考虑，公路平曲线长度，应能安置一段圆曲线和两段回旋线（或超高、加宽缓和段）平曲线长度不应小于2倍回旋线长度。一般按9s行程控制平曲线最小长度，回旋线和圆曲线段各占3s。平曲线长度一般应大于下表规定的一般值，当地形条件及其它特殊情况限制时可采用表4-1中最小值。表4-1 平曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)200170140100705040(4) 视距各级公路的每一条车道均应保证有大于规范规定的停车视距。停车视距计算中的眼高和物高规定为：眼高1.2m，物高0.10m。4.3.3 圆曲线设置各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线的重要组成部分。在路线改变方向的转折处(即交点处)，往往可插入与两端直线相切的圆曲线来实现路线方向的改变。按照地形条件选用不同大小的圆曲线使其更加适应地形和驾驶员的视觉心理。一般认为，圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点： 曲线上任意点的曲率半径R为常数，曲率1/R也为常数，故测设和计算简单； 曲线上任意一点都在不断地改变着方向，比直线更能适应地形的变化，尤其是由不同半径的多个圆曲线组合而成的复曲线，对地形、地物和环境有更强的适应能力； 汽车在圆曲线上行驶要受到离心力的作用，而且往往要比在直线上行驶多占用道路宽度； 汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差，视线受到路堑边坡或其他障碍物的影响较大，因而容易发生行车事故。4.3.4 缓和曲线的设置缓和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半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。4.4 圆曲线半径表4-2 圆曲线最小半径设计速度（）1201008060403020圆曲线最小半径一般值10007004002001006530极限值650400250125603015注：“一般值”为正常情况下的采用值；“极限值”为条件受限制是可采用的值。根据设计标准，二级公路，当设计车速为60km/h时，圆曲线最小半径一般值取200m。大董湾至槐店乡二级公路，地处平原微丘区，综合各种因素，圆曲线半径分别取200m,500m,500m，满足标准要求。4.5 缓和曲线长度的确定一般用回旋线作为缓和曲线。关于确定缓和曲线的最小长度主要考虑一下因素：（1）旅客感觉舒适 汽车在缓和曲线上行驶，其离心加速度随缓和曲线曲率的变化而变化，如果变化过快将会使乘客感受到横向的冲击。 （4-1）（2）超高渐变率适中由于在缓和曲线上设置有超高过渡段，如果过渡段太短则会因路面急剧地由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。双车道公路最小超高过渡段长度按下式计算： （4-2）式中：最小超高过渡段长度；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的代数差（%）；超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度根据上式计算的超高过渡段长度，应凑成5m的整倍数，并不小于10m的长度。（3）行驶时间不过短缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短，过短会使驾驶员操作不便，甚至造成驾驶操纵的紧张和忙乱。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s。 （4-3）4.6 平曲线要素确定道路平曲线三要素的基本组成是：直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线。其对称形曲线几何要素的计算公式和过程如下：缓和曲线切线增值 （4-4）圆曲线的内移值 （4-5） 平曲线切线长 （4-6） 平曲线长 （4-7）外距 （4-8）切曲差 （4-9） 缓和曲线角 (4-10) 具体计算如下：桩号K0+590.427(1) 缓和曲线切线增值 (2) 圆曲线的内移值 (3) 缓和曲线角 (4) 切线长： (5) 曲线长 (6) 外距 (7) 校正值（超距） 桩号K1+269.852(1) 缓和曲线切线增值 (2) 圆曲线的内移值 (3) 缓和曲线角 (4) 切线长： (5) 曲线长 (6) 外距 (7) 校正值（超距） 桩号K2+185.668(1) 缓和曲线切线增值 (2) 圆曲线的内移值 (3) 缓和曲线角 (4) 切线长： (5) 曲线长 (6) 外距 (7) 校正值（超距） 4.7 曲线主点桩号的确定(1) 交点桩号：K0+590.427ZH点：HY点：HZ点：YH点： QZ点：JD点：(2) 交点桩号：K1+269.852ZH点：HY点：HZ点：YH点： QZ点：JD点：(3) 交点桩号：K2+185.668ZH点：HY点：HZ点：YH点： QZ点：JD点：平曲线要素和主点桩号的计算结果总结见附表(直线、曲线及转角表)4.8 逐桩坐标的计算(1) 路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算设起点坐标为，第个交点坐标为，1，2，n，则坐标增量 ：，交点间距： （4-11）象限角： （4-12）计算方位角： 转角： （4-13）为“+”路线右偏，为“”路线左偏例如：起点坐标(3538600, 507300）, ( 3538333.618,506773.0806)交点间距：象限角： 所以同样的方法可以计算出 所以转角 (2) 直线上中桩坐标计算设交点坐标为，交点相邻直线的方位角分别为和。则点坐标：， （4-14）点坐标： ， （4-15）例如：的坐标为( 3538333.618,506773.0806)，交点相邻直线的方位角分别为，；ZH的桩号K0+380.596，则ZH点坐标;HZ的桩号K0+732.816，则HZ点坐标设直线上加桩里程为L,ZH,HZ表示曲线起、终点里程，则前直线上任意点坐标（LZH），取桩K0+300则：后直线上任意点坐标（LHZ），取桩K0+800(3) 设缓和曲线的单曲线中桩坐标计算曲线上任意点的切线横距 （4-16） 式中：缓和曲线上任意点至点的曲线长； 缓和曲线长度； 第一缓和曲线（）任意点坐标 （4-17） 圆曲线内任意点坐标 由时 （4-18）式中：圆曲线内任意点至点的曲线长； 、点的坐标。 由时 （4-19）式中：圆曲线内任意点至点的曲线长； 第二缓和曲线（）内任意点坐标 （4-20）式中：第二缓和曲线内任意点至点的曲线长；具体计算结果见逐桩坐标表和主点坐标表。4.9 视距保证为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必需的最短距离称为行车视距。行车视距可分为停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。前三种属于对向行驶，第四种属于同向行驶。停车视距是最基本的要求，无论是单车道、双车道，有分隔带或无分隔带，各级公路都是应保证的。对于快、慢车分道行驶的多车道公路可不要求超车视距。有中央分隔带的公路不存在错车和会车问题，在路中央划线，严格实行分道行驶的双车道公路有停车视距也就够了。我国标准规定二、三、四级公路的视距不得小于停车视距的两倍，对向行驶的双车道公路要求有一定比例的路段保证超车视距。对于纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉凹形竖曲线上的视距问题，在规定竖曲线的最小半径时已经作了考虑。在设计时，只要满足规范中最小竖曲线半径的要求，也就同时满足了竖曲线上视距的要求。所以，在视距检查中，应重点注意道路平面上的“暗弯”，即曲线内侧有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员的视线，处于隐蔽地段的平曲线。凡属“暗弯”都应该进行视距检查，若不能保证该级公路或城市道路的最短视距，则应该将阻碍视线的障碍物清除。如果是因曲线内侧及中间带设置护栏或其它人工构造物等而不能保证视距时，可采取加宽中间带、加宽路肩或将构造物后移等措施予以处理；如果是因挖方边坡妨碍了视线，则应按所需净距绘制包络线(或称“视距曲线”)开挖视距台。4.9.1 停车视距的确定 停车视距可分解为反应距离和制动距离两部分来研究。反应距离是当驾驶人员发现前方的阻碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的距离。这段时间又可分为“感觉时间”和“反应时间”。感觉时间在很大程度上取决于物体的外形、颜色、驾驶员的视力和机敏度以及大气的可见度等。在高速行车时的感觉时间要比低速时短一些，这是由于高速行驶时警惕性会更高的缘故。根据实测资料，设计上采用感觉时间为1.5s，制动反应时间取1.0s，是较适当的。感觉和制动反应的总时间t=2.5s，在这个时间内汽车行驶的距离为： （4-21）制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。 （4-22）故停车视距为： （4-23） 计算停车视距所采用的应是能充分保证行车安全的数值，一般按路面在潮湿状态下的值汁算。行驶速度：设计速度为12080kmh时，采用设计速度的85；6040km/h时，采用设计速度90%；3020km/h时，采用设计速度。标准规定设计速度为60km/h的公路的停车视距为75m。第五章 纵断面设计5.1 纵坡及坡长设计 在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程面点绘的一条不规则的折线，反映沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是设计人员经过技术上，经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示的。直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。5.1.1 坡长设计的一般要求坡长是纵断面上相邻两变坡点间的长度：坡长限制，主要是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。（1）最小坡长纵断面上若变坡点过多，从行车来看，纵向起伏变化频繁，会使车辆行驶颠簸频繁，车速愈高表现愈明显，影响了行车的舒适和安全；从线形几何构成来看，相邻变坡点之间的距离不宜过短，最短应不小于相邻竖曲线的切线长，以使插入适当的竖曲线来缓和纵坡的要求，同时也便于平纵面线形的合理组合与布置。因此，从行车的平顺性和线形几何的连续性考虑，纵坡都不宜过短。最小坡长通常规定汽车以设计速度行驶915s的行程为宜，在高速路上9s已能满足行车及几何线形布设的要求，在低速路上，为满足行车和布线的要求方可取大值。标准规定了各级道路的最小坡长，设计速度为60km/h的道路最小坡长是200m。（2）最大坡长坡长太短对行车不利，而长距离的陡坡对汽车行驶也很不利，特别是当纵坡为5以上时，汽车上坡时克服坡度阻力，采用低速档行驶，坡长过长，长时间使用低速档行驶，使发动机过热，水箱沸腾，行驶无力，而下坡时，则因坡度过陡，坡段过长频繁制动，影响行车安全。在高速公路以及快慢车混合行驶的公路上坡度大、坡长过长会影响行车速度和通行能力，因此对纵坡长度也必须加以限制。我国在制定各级公路纵坡长度的限制标准时，进行了大量的调查和试验研究工作，同时也参考了国内外大量资料。在此基础上，标准规定了各级公路的最大坡长。二级、三级、四级公路，当连续纵坡大于5时，应在不大于标准所规定的长度处设置缓和坡段；缓和坡段的纵坡应不大干3，其长度应符合标准所规定的最小坡长要求。5.1.2 最大纵坡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。在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。确定最大纵坡时不仅要考虑汽车的动力特性、道路等级、自然条件三个方面因素，还要考虑工程和运营的经济等。我国标准规定最大纵坡时，对汽车在坡道上行驶情况进行了大量调查、试验，并广泛征求了各有关方面特别是驾驶员的意见，同时考虑了汽车带一拖挂车及畜力车通行的状况，结合交通组成、汽车性能、工程费用和营运经济等，经综合分析研究后确定了最大纵坡值。我国标准规定设计速度为60km/h的公路最大纵坡是6。5.1.3 最小纵坡在挖方路段、设置边沟的低填方路段和其他横向排水不畅的路段，为了保证排水，防止水渗入路基而影响路基的稳定性，应设置不小于0.3的纵坡(一般情况下以采用不小于0.5为宜)；当然，对于干旱地区，以及横向排水良好不产生路面积水的路段，也可不受此最小纵坡的限制。由于所设计地区降雨量偏少横向排水良好可不受最小纵坡的限制。为使纵坡设计经济合理，必须在全面掌握勘测资料基础上，结合选线的纵坡安排意图，经过综合分析、反复比较定出设计纵坡。纵坡设计的一般要求为：（1）纵坡设计必须满足标准的各项规定。（2）为保证车辆能以定速度安全顺适地行驶，纵坡应具定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。 （3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证路基的稳定和道路通畅。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（5）平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外应满足最小填土高度要未，保证路基稳定。（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓，避免产生突变。（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。5.2 竖曲线 纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全、舒适以及视距的需要用一段曲线缓和，称为竖曲线。竖曲线的线形有用圆曲线的，也有用抛物线形的。通常在公路使用范围内，圆弧和抛物线几乎没有差别。但在设计和计算上，抛物线则比圆曲线方便得多，因此本设计采用二次抛物线作为竖曲线。5.2.1 竖曲线最小半径和最小长度的确定在纵断面设计中，竖曲线的设计要受众多因素的限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线的最小半径或最小长度。（1）缓和冲击汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力。这个力在凹形竖曲线上是增重，在凸形竖曲线于是减重。这种增重与减重达到某种程度时，旅客就有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利影响，所以在确定竖曲线半径时，对离心加速度应加以控制，汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为： （5-1）用(kmh)表示并整理，得： （5-2）根据试验，认为离心加速度a限制在0.50.7m比较合适。但考虑到不因冲击而造成的不舒适感，以及视觉平顺等的要求，我国标准规定的凹形竖曲线最小半径值：或 （5-3）（2）时间行程不过短汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径较大。当坡角很小时，竖曲线长度也很短。其长度过短，汽车倏忽而过，驾驶员产生变坡很急的错觉，旅客也会感到不舒适。因此，应限制汽车在竖曲线上的行程时间不过短。最短应满足3s行程，即: （5-4）（3）满足视距的要求汽车行驶在竖曲线上，若为凸形竖曲线，如果半径太小，会阻挡驾驶员的视线。若在凹形竖曲线上时，也同样存在视距问题，对地形起伏较大地区的道路，在夜间行车时，若竖曲线半径过小，前灯照射距离近，影响行车速度和安全。因此为了保证行车安全，对竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。5.2.2 竖曲线设计计算（1）计算竖曲线要素变坡点1桩号K0+580 取半径，为凸形曲线长 切线长外距变坡点2桩号K1+270 取半径，为凹形曲线长 切线长外距变坡点3桩号K2+180 取半径，为凸形曲线长 切线长外距（2）计算设计高程：变坡点1桩号K0+580竖曲线起点桩号=( K0+580)37.2621=K0+542.738竖曲线起点高程=61.646237.26210.01192=61.2020m竖曲线终点桩号=( K0+580) +37.2621 = K0+617.2621竖曲线终点高程=61.6462+37.2621(-0.009372609) =61.2970（m）桩号K0+560处横距： 纵距：切线高程=61.2020+0.0426=61.2446m变坡点2桩号K1+270竖曲线起点桩号=( K1+270)39.2042=K1+230.7958竖曲线起点高程=55.179139.2042（0.009372609）=55.5465m竖曲线终点桩号=( K1+270) +39.2042 = K1+309.2042竖曲线终点高程=55.1791+39.20420.0167635165 =55.8363（m）桩号K1+250处横距： 纵距：切线高程=55.5465+0.0615=55.6080m变坡点3桩号K2+180竖曲线起点桩号=( K2+180)37.9790=K2+142.0210竖曲线起点高程=70.433937.97900.0167635165=69.7972(m)竖曲线终点桩号=( K2+170) +37.9790 = K2+207.9790竖曲线终点高程=70.4339+37.9790(0.011431379) =69.9997（m）桩号K2+140处横距： 纵距：切线高程=69.9997+0.0462=70.0459m具体计算结果见附表纵坡、竖曲线表 图5-1 竖曲线要素示意图5.3 合成坡度合成坡度是指在设有超高的平曲线上，路线纵坡与超高横坡所组成的坡度，计算公式为： （5-5）式中：合成坡度； 路线纵坡度； 超高横坡度。由于合成坡度是由纵向坡度与横向坡度组合而成的，其坡度值比原路线纵坡大，汽车在设有超高的坡道上行驶时，不仅要受坡度阻力的影响，而且还要受离心力的影响，尤其是当纵坡大而平曲线半径小时，合成坡度大，由于合成坡度的影响而使汽车重心发生偏移，给汽车行驶带来危险。所以，当平曲线与坡度组合时，为了防止汽车沿合成坡度方向滑移，应将超高横坡与纵坡的组合控制在适当的范围以内。 实践证明，合成坡度对于控制急弯和陡坡组合的路段纵坡设计是非常必要的在条件许可时，以采用较小的合成坡度为宜。我国标准规定：在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过标准的规定。为了保证路面排水，规范还规定各级公路的最小合成坡度不宜小于0.5%；当合成坡度小于0.5%时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。5.4 道路平纵线性组合设计道路线形设汁是从道路选线、定线开始，最终以平、纵、横面所组成的立体线形反映于驾驶员的视觉上。平、纵线形组合是指在满足汽车运动学和动力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适及与周围环境相协调的要求，并有良好的排水条件。尽管平、纵线形设计均是按前述标准进行设计的，但若平、纵线组合不好，不仅有碍于其优点的发挥，而且会加剧两方面存在的缺点，造成行车上的危险，也就不可能获得最优的立体线形、平纵线形的合理组合。平、纵线形组合设计的总要求：对于设计速度大于等于60km/h的道路，必须注意平、纵的合理组合。尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协凋、安全舒适。设计速度愈高，线形设计可考虑的因素应周全。对于设计速度40km/h的道路，首先应在保证行车安全的前提下，正确地运用线形要素指标，在条件允许的情况下力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利的组合。5.4.1 道路平、纵组合设计的原则（1）应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑和判断失误的线形，必须尽力避免。在视觉上能自然地诱导视线，是衡量平、纵线形组合优劣的最基本问题。（2）注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，面且与工程费用相关。对纵面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然（3）选择组合得当的合成坡度，以利于行车安全和路面排水。（4）注意与道路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。5.4.2 平、纵线性组合的基本要求表5-1最小竖曲线半径值平曲线半径（m） 竖曲线半径（m） 平曲线半径（m） 竖曲线半径（m）500 10000 1100 30000700 12000 1200 40000800 16000 1500 60000900 20000