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河南城建学院本科毕业设计（论文） 毕 业 设 计 论 文题目：河南省S231线鲁山段K8+700 至K10+700段施工图设计系 别： 交通工程系专 业： 交通工程姓 名： 王金辉学 号： 022408238指导教师： 吴近勇河南城建学院2012年 5 月 25日河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要本设计方案定为山岭重丘区一级公路设计，设计时速100Km/h，双向六车道。设计部分路段全长2000米，路基宽度为33.5米，其中中央分隔带2.0米、左侧路缘带0.75米、行车道宽度22.5米、硬路基3.0米、右侧路缘带0.75米、土路肩0.75米。本设计共设3个平曲线，平曲线均设置缓和曲线。三个平曲线处均设置超高，超高过渡方式为绕中央分隔带边线旋转,分别为2%、2.5%、2.5%。根据地形条件全线在K8+960.76处设一个竖曲线，变坡前纵坡度为0.5%，坡长1860米，其中在本设计段内的有200米；变坡后纵坡度为1.5%，坡长1740。变坡点前后均无坡长限制。全线设涵洞三处，第一处位于K8+765处，第二处位于K8+900处,第三处位于K8+950处。全线设桥梁四座，分别是K9+156、K9+314、K9+850三处位于挖方路段设置的为方便原旧路而架设的桥梁和K10+100K10+450处为跨越河滩而设的高架桥。本设计对挡土墙进行了设计包括路堤挡土墙和路堑挡土墙，并分别进行挡土墙验算。本设计路基防护，路基填土高度H小于3m时，采用草坪网布防护，路基填土高度H大于3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护。含有深挖路基时，当高度超过6m，需设置护面墙。本设计路拱采用双向坡面，坡面坡度为2%，路肩坡度为3%。本设计的排水分为路基排水和路面排水两部分。其中路基排水设施包括边沟、截水沟、排水沟及相应的涵洞组成，路面排水包括路面表面排水、中央分隔带排水、路面内部排水和边缘排水系统组成。边沟、截水沟、排水沟尺寸深及底宽均取为60cm。路面设计内容包括路面类型的确定和结构厚度设计，本设计路面采用沥青混凝土路面，设计路面结构为5层依次是4cm细粒式沥青混凝土、6cm中粒式沥青混凝土、8cm粗粒式沥青混凝土、25cm水泥稳定碎石、25cm水泥石灰砂砾土，经验证各项指标满足设计要求。 关键字：一级公路，设计，山岭重丘区，沥青路面，挡土墙I河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要 Abstract This design as a highway design of mountainous areas, the design speed of 100Km / h and two-way six lanes. This design of sections of length 2000 m, the roadbed width of 33.5 m, 2.0 m central reserve and curb zone on the left with 0.75 meters, the width of the carriageway of 22.5 meters, 3.0 meters of hard roadbed, the right side of the curb zone with 0.75 meters, the earth shoulder 0.75 meters. This design, a total of three horizontal curve horizontal curve are set to ease the curve. Three flat curve at each equipped with ultra-high.The way of the ultra-high transition edges rotate around the central reserve ,respectively, 2%, 2.5%, 2.5%. Across the board according to the terrain conditions in the K8 +960.76 set up a vertical curve, variable slope of the anterior longitudinal gradient of 0.5%, slope length of 1860 meters and which in this design have200 meters, variable slope of the posterior longitudinal gradient of 1.5%, slope length 1740. No matter how the before and the after the point of gradient change slope the length of the road has no limit. Across the board to set culverts three first place is located in the K8 +760, located in the K8 +900 and located in the K8 +950. Across the board to set up a bridge four, respectively K9 +156, K9 +314, K9 +850 three sections set in the excavation for the convenience of the old road and erection of bridges and K10 +100- +450 at the K10 across the floodplain and the viaduct . This design of retaining walls design includes a retaining wall of the embankment retaining walls and cutting retaining walls, and retaining walls checking. The design of embankment protection, embankment height H is less than 3m, lawn mesh protection, embankment height H greater than 3m, the protective lining arch mortar rubble containing ferret out the roadbed, when the height of more than 6m need to set the retaining wall. Road humps of this design using two-way slope, slope gradient of 2%, the shoulder slope of 3%. The drainage of this design is divided into two parts of the subgrade drainage and road drainage. Subgrade drainage facilities including ditches, drainage ditches, drains and culverts, road drainage of the road surface drainage, central reserve drainage, pavement, drainage and edge of the drainage system. Ditches, drainage ditches, drains size, depth and bottom width are taken as 60cm. Pavement design including pavement type determination and structural thickness design, the design of the road with asphalt concrete pavement design pavement structure layer followed by a the 4cm fine asphalt concrete, 6cm in grain-type asphalt concrete, the 8cm coarse asphalt concrete, 25cm of cement stabilized crushed stone, cement and lime gravel soil 25cm indicators to meet the design requirements. II河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要Keywords: a road design, mountainous areas, asphalt pavement, retaining walls III河南城建学院本科毕业设计（论文）目录目 录前 言1第1章 绪论21.1 设计的目的21.2设计原始资料及依据21.2.1某山岭重丘区地形图1份，比例1:200021.2.2道路所在地区的气象资料21.2.3沿线的工程地质及水文地质情况21.2.4沿线的植被及土壤分布情况21.2.5道路建筑材料及分布情况21.2.6交通量资料21.3技术标准31.4设计依据3第2章 路线平面设计52.1道路选线52.1.1道路选线的原则52.1.2道路选线的方法62.2平面设计技术指标的确定62.2.1直线的最大长度62.2.2 直线最小长度62.2.3圆曲线72.2.4 缓和曲线的最小长度及参数82.2.5平曲线最小长度102.2.6 行车视距102.3平面线形设计102.3.1平曲线计算11第3章 路线纵断面设计14 3.1 道路纵断面设计概述143.1.1 纵断面设计的一般要求143.1.2纵断面设计的方法和步骤15 3.2 纵断面设计技术指标的确定153.2.1 最大纵坡153.2.2 最小纵坡、平均纵坡、合成坡度163.2.3 最大坡长173.2.4 最小坡长173.2.5 竖曲线183.3 道路平、纵线形组合203.3.1 道路平纵组合的设计原则203.3.2 平曲线与竖曲线的组合203.3.3平、竖曲线应避免的组合20第4章 路线横断面设计22 4.1 横断面设计技术指标的确定224.1.1 路基宽度224.1.2 路肩224.1.3 路拱横坡234.1.4 护坡道与碎落台234.1.5边沟234.1.6 截水沟244.2 平曲线超高与加宽设计254.2.1 超高的计算264.2.2 加宽的计算28第5章 路基设计295.1 路基路面设计的一般规定295.2 路基设计内容295.2.1 路基横断面布置及宽度设计295.2.2 路基压实305.2.3 路基边坡设计315.2.4路基边坡稳定性验算325.3 路基施工一般规定325.3.1 填方路基的施工335.3.2 挖方路基的施工335.4路基排水设计345.4.1路基排水设计一般原则345.4.2 路基排水设备构造与布置345.5路基防护与加固385.6挡土墙设计与计算405.6.1挡土墙的作用及适用范围405.6.2挡土墙的设计原则415.6.3挡土墙计算415.6.4挡土墙排水465.7土石方计算和调配475.7.1 调配要求475.7.2 调配方式48第6章 路面设计496.1路面结构分层496.1.1面层496.1.2基层506.1.3垫层506.2路面结构设计506.2.1新建沥青路面结构设计步骤506.2.2基本资料516.2.3标准轴载及轴载当量换算516.2.4设计年限累计当量标准轴载数和设计弯沉值526.2.5初拟路面结构536.2.6路面材料配合比设计与参数的确定546.2.7路面结构层厚度确定556.3路面排水设计586.3.1路面表面排水586.3.2中央分隔带排水596.3.3路面内部排水606.3.4边缘排水系统606.3.5排水系统选择61总结语62致谢63参考文献641河南城建学院本科毕业设计（论文）前言前 言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，拉动其它产业的发展具有重要的意义。本设计的任务是在指导老师的指导下完成某山岭重丘区二级公路的设计工作，具体内容包括资料分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、排水设计、设计文件编制和图纸的绘制。（1）资料整理与分析；（2）路线平面、纵断面及横断面设计；（3）排水设计；（4）设计文件，包括说明书和计算书；设计图纸，包括设计图纸包括路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图等重要图纸、路基土石方数量计算表，其由计算机计算。河南城建学院本科毕业设计（论文）第1章 绪论第1章 绪论1.1 设计的目的毕业设计是本专业最主要的教学环节之一，是交通工程专业教学的最后的一个环节，也是最重要的环节。要求学生综合运用所学基础理论、专业理论和基本技能，按照任务书的要求，对具体工作进行合理的工程规划设计，提供完整的设计文件。通过毕业设计掌握道路工程设计的基本方法，提高分析和解决工程问题的能力，培养独立工作能力和组织能力，以及认真负责的工作态度。通过本次设计，对所学专业知识进行一次全面的系统的综合运用。通过本次设计锻炼学生将所学专业知识综合应用于工程设计的能力，使其能够独立进行一般公路设计，达到通过设计对对所学专业知识进行巩固和灵活运用的目的。1.2设计原始资料及依据1.2.1某山岭重丘区地形图1份，比例1:20001.2.2道路所在地区的气象资料路线经过地区属亚热带山地季风性湿润气候，冬少严寒，夏无酷暑，春迟秋早，雾多湿重，雨量充沛，四季分明。年平均温度7.8-17.4之间，年日照11601600小时，常年降雨量900-1200毫米。当地多年平均最大冻深为1.0米。1.2.3沿线的工程地质及水文地质情况沿线山体稳定，无不良地质状况，沿线土质为粉质亚粘土，地下水位大于2.6米，地标无积水。1.2.4沿线的植被及土壤分布情况树木较多，沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。1.2.5道路建筑材料及分布情况沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。有小型采石场和石灰厂，水泥、钢材均需外购。1.2.6交通量资料 近期交通量如下表1-1。表1-1近期交通量资料表序号车 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1北京BJ13013.5527.21双轮组3602东风EQ14023.769.21双轮组8603三菱FV413JDL541002双轮组35404黄海DD6804991.51双轮组4505黄海DD690561042双轮组38206江淮HK691128.369.31双轮组220交通增长率：7%。1.3技术标准公路等级：一级公路车道数：双向六车道路基宽度：33.5 m行车道宽度：3.75 m中央分隔带：2.0 m 左侧路缘带：0.75 m路肩宽度：硬路肩3.0 m，土路肩0.75m设计行车速度：100km/h最大纵坡：1.5%路拱横坡：路面2%，土路肩3%平曲线半径：R1=800m R2=500m R3=650m竖曲线要素：半径16000m，曲线长160m，切线长80m路基设计标高位置：中央分隔带外侧边缘高程超高过渡方式:绕中央分隔带边线旋转超高：2%，2.5%，2.5% 本设计无加宽设置设计标准荷载：B22-100路面类型:沥青混凝土路面1.4设计依据（1）公路工程设计规范 JTGB01-2003,人民交通出版社。 （2）公路路线设计规范 JTGD20-2006,人民交通出版社。 （3）公路路基设计规范 JTGD30-2004,人民交通出版社。 （4）公路沥青路面设计规范 JTGD14-2006,人民交通出版社。 （5）公路路基施工技术规范 JTJD33-2006,人民交通出版社。 （6）公路排水设计规范 JTGB18-1997,人民交通出版社。 （7）路基路面工程 邓学均 2002,人民交通出版社。 （8）路面设计手册 北京 2005,人民交通出版社。65河南城建学院本科毕业设计（论文）第2章 路线平面设计第2章 路线平面设计2.1道路选线2.1.1道路选线的原则路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。正如前所述，影响路线设计除自然条件外尚受诸多社会因素的制约，选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：（1）在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。 （2）路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、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指标，不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。 （3）选线应注意同农田基本建设相配合，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（如橡胶林、茶林、果园）等。 （4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。 （5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。 （6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染。（7）对于高速路和一级路，由于其路幅宽，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理利用上下行车道分离的形式设线。本设计的选线对工程地质和水文地质进行深入勘察，弄清了他们对道路工程影响，因不涉及严重不良地质路段，固无考虑。本设计选线遵循了环境保护的原则，考虑了由于道路修筑，汽车营运产生的影响和要求，并尽量少的改变地貌和当地生态环境。如在K10+100K10+450处由于道路占用了大部分的河道，如果采用高填路堤的话，会堵塞河道，不利于河道的正常排水。综合考虑各方面因素，本设计采用了高架桥的方案，一尽量少的减少对河道的影响。2.1.2道路选线的方法在道路选线过程中，影响选线的因素很多，这些因素有的互相矛盾，有的又相互制约，各因素在不同场合的重要程度也不相同，不可能一次就找出理想方案来。最有效的作法是通过分阶段，由粗到细反复比选来求最佳解，选线一般按工作内容分三步进行。（1）路线方案选择路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。此项工作通常是先在小比例尺（1：2.5-1：10万）地形图上从较大面积范围内找出各种可能的方案，收集各可能方案的有关资料，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案。然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最佳方案来，当没有地形图时，可采用调查或踏勘方法现场收集资料，进行方案评选。当地形复杂或地区范围很大时，可以通过航空视察，或用遥感与航摄资料进行选线。（2）路线带选择在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带，也称路线布局。这些细部控制点的取舍，自然仍是通过比选的办法来确定的。路线布局一般应该在1：1000-1：5000比例尺的地形图上进行。只有在地形简单，方案明确的路段，才可以现场直接选定。（3）具体定线经过上述两步的工作，路线雏形已经明显勾画出来，定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。2.2平面设计技术指标的确定2.2.1直线的最大长度合理的直线长度应根据驾驶员的心理反应和视觉效果确定，规范规定直线的最大长度以小于20V为宜，对于本设计最大直线长度以不小于2000米为宜。2.2.2 直线最小长度 公路路线设计规范（JTG D202006）规定：当设计速度60km/h时，同向圆曲线间的直线最小长度（以km计）以不小于设计速度（以km计）的6倍为宜；图2-1反向曲线示意图当设计速度60km/h时，反向曲线间直线最小长度（以km计）一不小于设计速度的2倍为宜。当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S行曲线。图2-2同向曲线示意图2.2.3圆曲线圆曲线是平面设计中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。道路平面设计时，应根据沿线地形、地物等条件，尽量选用较大的半径，以保证行车安全舒适。 半径时既要技术合理，又要经济适用；既不盲目采用高标准(大半径)而过分增加工程量，也不只考虑眼前通行要求而采用低标准。选定圆曲线半径应与地形相适应，以采用超高值为2%4%的圆曲线半径为宜；地形条件限制时，可采用大于或接近圆曲线一般最小半径；地形条件特殊困难不得已时，方可采用圆曲线极限最小半径；在选用圆曲线半径时，应与设计速度相适应，同相衔接路段的平、纵线行要素相协调，构成连续、均衡的曲线线行；选用圆曲线半径时，最大半径值一般不宜超过10000m。圆曲线最小半径见下表2-1。表2-1 圆曲线的最小半径技术指标山岭重丘一级公路一般最小半径700m极限最小半径400m不设超高最小半径路拱2.0%4000m路拱2.0%5250m本设计圆曲线半径的选用，根据设计的实际地形考虑三处圆曲线半径分别为800m、500m、650m，均大于最小圆曲线半径。2.2.4 缓和曲线的最小长度及参数缓和曲线的最小长度以旅客感觉舒适为主。我国在制定缓和曲线设计标准时，将离心加速度的变化率取值一般控制在0.5-0.6m/范围内。则最小缓和曲线长度Ls（min）的计算公式为： 式中：Ls（min）最小缓和曲线长度； V设计时速； R曲率半径； 离心加速度变化率。以超高渐变率适中为主：规范规定了适用的超高渐变率，由此导出过渡段最小长度的公式： 式中：B旋转轴至行车道处外侧边缘的宽度（m）；超高坡度与路拱坡度代数差（%）；P超高渐变率。以行驶时间不过短为主： 一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s，于是： Ls（min）=V/1.2(m)考虑上述影响缓和曲线长度的各项因素，标准制定了各级公路缓和曲线的最小长度，见下表2-2。表2-2 各级公路缓和曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020缓和曲线最小长度（m）一般值13012010080504025最小值100857060403020（1）缓和曲线参数A值缓和曲线参数A值决定了回旋线曲率变化的缓急程度。经验认为：使用回旋线作为缓和曲线时，回旋线A与它连接的圆曲线之间只要保持R/3AR，便可得到视觉上协调而又舒顺的线形。本设计所用到的三个缓和曲线参数A均满足要求。（2）缓和曲线的形式回旋线是曲率随着曲线长度成比例变化的曲线。这一性质与驾员以匀速转动方向盘，汽车由直线驶入直线的轨迹相符。基本图式见下图2-3。图2-3 按回旋线敷设缓和曲线其主点里程参数计算公式如下：ZH里程=JD里程-THY里程=ZH里程+LsYH里程=H Y里程+L-2LsHZ里程=YH里程LsQZ里程=HZ里程-L/2几何元素的计算公式如下：2.2.5平曲线最小长度平曲线的最小半径一般不应小于2倍的缓和曲线长度，在缓和曲线还和圆曲线组成的平曲线中平曲线长度不应短于9s的行车距离。由缓和曲线组成的平曲线，平曲线最小长度不应小于6s的行车距离。平曲线内的圆曲线的最小长度不小于3s的行车距离。本设计中平曲线最小长度：520.05m，平曲线中圆曲线最小长度：1209.67m。均满足规范要求。2.2.6 行车视距本设计为速度100km/h的一级公路行车视距只有停车视距，无会车视距、错车视距及超车视距。规范规定的各级公路停车视距如表2-3。表2-3各级公路停车视距设计速度（km/h）1201008060403020停车视距（m）210160110754030202.3平面线形设计本设计各转点参数如下：各交点桩号：JD1：K8+964 各转角度数：1=26.5 JD2：K9+770 2=57 JD3：K10+797 3=79设计线形图如下图2-4。图2-4:设计线形图2.3.1平曲线计算平曲线各要素计算：（1）平曲线1，取圆曲线半径R1=800m，缓和曲线长Ls=150m，1=26.5内移值:，增长值:，缓和曲线角:切长线: 曲长线: 外矢距 : 切曲差 : ZH点里程 HY点里程 YH点里程 HZ点里程 QZ点里程 桩号检验：。检验符合（2）平曲线2：取圆曲线半径R2=:500m，缓和曲线长Ls=120m，2=57内移值: ，增长值: ，缓和曲线角:切长线: 曲长线: 外矢距 : 切曲差 : ZH点里程 HY点里程 YH点里程 HZ点里程 QZ点里程 桩号检验：。检验符合（3）平曲线3：取圆曲线半径R3=:500m，缓和曲线长Ls=150m，3=79内移值: ，增长值: ，缓和曲线角: 切长线: 曲长线: 外矢距 : 切曲差 : ZH点里程 HY点里程 YH点里程 HZ点里程 QZ点里程 桩号检验：。检验符合由以上计算数据可绘制直线、曲线及转角表。河南城建学院本科毕业设计（论文）第3章 路线纵断面设计第3章 路线纵断面设计3.1 道路纵断面设计概述用一曲面沿道路中线竖直部分切线展开成的平面称为道路的纵断面，反应路线在纵断面上的起伏形状，位置及尺寸的图形称为路线纵断面图。因自然因素的影响及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。路线纵断面图是道路设计的重要图表之一，它反映了路线所经地区中线的地面起伏情况与设计标高之间的关系，它与平面图、横断面图结合起来，就能完整地表达道路的空间位置和立体线形。在纵断面线上有两条主要线：一条是地面线它是根据中线上各桩点的高程而绘的一条不规则的折线，反映了沿中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是设计者经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较厚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坡线盒竖曲线组成。直坡线（即均匀坡度线）有上坡和下坡，其大小用纵坡和坡长表示，纵断面上同一坡锻两点间的高差与水平距离（即坡长）的比值称为纵坡，以百分数表示。不同纵坡转折处称为变坡点，为平顺过渡要设置竖曲线，按转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。纵断面线形设计就是根据道路的性质、任务、等级和地形、地质及水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况，竖曲线半径大小与平面线形的组合关系等进行综合设计，从而设计出纵坡合理线形平顺圆滑的理想线形，以达到行车安全舒适、快速、工程费用省、运费较少的目的。3.1.1 纵断面设计的一般要求(1)纵断面线形的连续、平顺、均衡，并重视平纵面线形的组合。(2)线形应力求平缓，避免连续陡坡、过长坡和反坡。(3)纵坡设计必须满足标准有关规定，一般不轻易选用极限值。从行车安全舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意以下几点：在较短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶端的纵坡宜放缓慢，纵坡变化小时，宜采用较大的竖曲线半径；纵坡设计时，应争取填挖平衡，尽量利用挖方就近填方以减少借方和节省土石方量，降低工程造价；纵坡设计还应结合我国情况，适当照顾当地民间的交通工具，农业机械，农田水利等方面的要求。3.1.2纵断面设计的方法和步骤（1） 准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关设计资料，领会设计意图和要求。（2）标注断面控制点纵断面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，重要城镇通过位置的标高及收其他因素限制路线中线须通过的控制点标高等。（3） 试坡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，选线路图，考虑各经济点和控制点的要求及地形的变化情况，涉及定出纵坡设计线的工作，前后照顾就是说明前后坡段统盘考虑，不能只在意坡段上，以点定线就是按照纵断面设计技术标准的要求，满足“控制点”要求。（4） 调坡调坡主要根据以下两方面进行：结合选线意图，将试坡线与选线时考虑的坡度进行比较，两者应基本相等，若有脱离实际情况或考虑不周全现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；对照技术标准，调整坡度线的方法，以少脱离控制点，少变动填挖的原则，以便调整后的纵坡与试运纵坡相等。（5）根据横断面校对纵坡线校对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行，如选择高填深挖，挡土墙，重要桥涵及人工构造物和其他重要控制点的断面等。（6）确定纵坡线经调整校对后，即可确定纵坡线，所谓定坡就是把坡度值，变坡点位置（桩号）和高程确定下来。3.2 纵断面设计技术指标的确定3.2.1 最大纵坡最大纵坡是在纵坡设计时根据道路等级、自然条件、行车要求等因素所限定的路线纵坡最大值，它是道路纵断面设计的重要控制指标。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、自然条件以及工程和运营经济等因素，通过综合分析，最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，规范对一级公路最大纵坡规范如表3-1。 表3-1各级公路最大纵坡 设计速度1201008060403020最大坡度3455789本设计为山岭重丘区速度为100km/h的一级公路，规范规定一级公路最大纵坡为:4%。本设计中综合考虑以上因素，最大纵坡定为1.5%。3.2.2 最小纵坡、平均纵坡、合成坡度 （1）最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。一般采用0.5%。本设计采用纵坡0.5%，满足最小纵坡要求。(2)平均纵坡平均纵坡是指一定长路段两端点的高差与该路段长度的比值，它是衡量纵断面线形质量的一个重要指标。式中：H相对高差（m） L路线长度（m）限定平均纵坡是为合理运用最大纵坡、坡长限制及缓和坡段的规定，保证车辆安全顺适行驶。规范规定：二级、三级、四级公路越岭线连续上坡(或下坡)路段相对高差为200-500时，平均纵坡不应大于5.5%；越岭路线相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5.0%，且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。对于高速公路、一级公路的平均纵坡，目前尚无规定。(3)合成坡度合成坡度是指道路纵坡和横坡的矢量和，计算式如下：式中：I合成坡度（%）； 路线纵坡（%）；超高值（%）。当纵坡较大而圆曲线半径较小时，合成坡度较大，使汽车重心发生偏移，给汽车行驶带来危险。所以，在有平曲线的坡道上，应将合成坡度控制在一定范围内，可避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起该方向滑移，保证行车安全。规范规定：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下标规定；在积雪或冰冻地区，合成坡度值不应大于8%。规范规定各级公路的合成坡度值如下表3-2。表3-2各级公路的合成坡度值公路等级一级公路设计速度（km/h）1008060合成坡度（%）10.010.510.5本设计三段平曲线设置超高处均满足合成坡度值的要求。3.2.3 最大坡长最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。最低容许速度对应的纵坡为不限长度最大纵坡，凡是大于的纵坡起长度都应加以限制。规范规定各级公路最大坡长如下表3-3。表3-3各级公路最大坡长设计速度（km/m）1201008060403020纵坡坡度（%）39001000110012004700800900100011001100120056007008009009001000650060070070080075005006008300300400本设计设计速度100km/h的一级公路，设计最大纵坡为1.5%，故无最大坡长限制。3.2.4 最小坡长从汽车行驶平顺性要求，如果坡长过短，使变坡点增多，形成“锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，从路容美观、相邻竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定的最短长度。最小坡长规定骑车一设计速度9-15s行程为宜，在高速路上，9s可满足行车及几何线形布设的要求，在低速路上应取大值。规范规定各级公路最小坡长如下表3-4。表3-4各级公路最小坡长设计速度（km/h）1201008060最小坡长（km/h）一般值400350250200最小值300250200150如上表规范规定设计速度为100km/h的一级公路最小坡长为250m，本设计最小坡长均满足要求。3.2.5 竖曲线竖曲线是指在道路纵坡的变坡处设置的竖向曲线。竖曲线的作用是为满足行车平顺、舒适及视距的需要。竖曲线的线性课采用圆曲线或抛物线，在适用范围内差别不大，但在计算上，抛物线比圆曲线方便，一般采用二次抛物线作为竖曲线。（1）竖曲线半径纵断面设计中，竖曲线的设计受众多因素的限制，其中缓和冲击，时间行程不过短，满足视距要求三个限制因素决定着竖曲线的最小半径或最小长度。标准规定的一般最小半径为极限最小半径的1.5-2.0倍，在条件许可时以尽量采用大于一般最小半径的竖曲线为宜。竖曲线最小半径和最小长度见下表3-5。表3-5竖曲线最小半径和最小长度设计速度（km/m）1201008060403020凸形竖曲线（m）一般值170001000045002000700400200极限值11000650030001400450250100凹形竖曲线（m）一般值6000450030001500700400200极限值4000300020001000450250100竖曲线最小长度（m）100857050352520 本设计只在K8+960处设置一个变坡点，且为凹形竖曲线。本设计不涉及凸形竖曲线。（2）竖曲线几何要素计算图 3-1 竖曲线要素示意图本次设计共设有一个竖曲线，其中 i1 =0.5% ，i2 = 1.5% ，变坡点里程K8+960，为满足视距要求取R=16000m10000m。满足视距要求。计算竖曲线要素：W= i1- i2=1.5%-0.5%=1.0% 为凹形竖曲线曲线长 L=RW=160000.01%=160m切线长 T=L/2=80m外距 E=/2R=0.2m计算设计高程：竖曲线起点桩号=（K8+960）-80=K8+880竖曲线终点桩号=（K8+960）+80=K9+40竖曲线起点设计高程2157.9mK8+920处 横距=40m K8+920处竖曲线切线高程为2158.1mK8+920处竖曲线设计高程为2158.1+0.05=2158.15mK8+960处 横距=80m K8+960处竖曲线切线高程为2158.3mK8+960处竖曲线设计高程为2158.3+0.2=2158.5mK9+0.00处 横距=120m K9+0.00处竖曲线切线高程为2158.5mK9+0.00处竖曲线设计高程为2158.5+0.45=2158.95mK9+40处 横距=160m K9+40处竖曲线切线高程为2158.7mK9+40处竖曲线设计高程为2158.7+0.8=2159.5m3.3 道路平、纵线形组合3.3.1 道路平纵组合的设计原则（1）应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保证视觉的连续性。（2）注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。（3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。（4）注意与道路周围的环境的配合。3.3.2 平曲线与竖曲线的组合（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。最好是使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。（2）平曲线与竖曲线的大小应保持均衡。（3）暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合。为了便于实际运用，把平曲线与竖曲线的组合形象的表示为图3-2所示。图3-2平曲线与竖曲线的组合3.3.3平、竖曲线应避免的组合（1）要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。 （2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 （3）计算行车速度40km/h 的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。 （4）平面转角小于7的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起 （5）在完全通视的条件下，长上（下）坡路段的平面线性多次转向形成蛇形的组合线形，应极力避免。河南城建学院本科毕业设计（论文）第4章 路线横断面设计第4章 路线横断面设计4.1 横断面设计技术指标的确定道路横断面是指中线上任意一点的法相切面，它是有横断面设计线和地面线组成。其中设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。地面线是表征地面起伏变化的线，它通过现场实测或由大比例尺地形图、航测相片、数字地面模型等途径获得。路线设计研究的横断面设计只限于与行车直接有关的路福部分，即两侧路肩外缘之间各组成部分的宽度、横向坡度等问题。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计速度、地形条件等要素确定。在保证公路通行能力、交通安全与通畅的前提下，尽量做到用地省、投资少，使公路发挥其最大的经济效益与社会效益。4.1.1 路基宽度查公路工程技术标准得，山岭重丘区一级公路，当设计时速为100km/h时，拟定双向六车道，设计车道宽度为3.75m，硬路肩的宽度为3.0m，土路肩的宽度为0.75m，中央分隔带宽度2.0m，左侧路缘带宽度0.75，路基总宽度33.5m。各级公路车到宽度见下表4-1。表4-1各级公路行车道宽度公路等级高速公路、一级公路设计速度（km/h）120、1008060车道数864644行车道宽度（m）215.0211.2527.5211.2527.527.0公路等级二、三、四级公路设计速度（km/h）8060403020车道数22221或2行车道宽度（m）7.57.07.06.53.5或64.1.2 路肩行车道处外缘至路基边缘之间的带状部分称为路肩，其具有保护及支撑路面结构的作用。供发生故障的车辆临时停放之用，有利于防止交通事故和避免交通紊乱等作用。路肩从构造上分为硬路肩和土路肩。硬路肩是指进行了铺装的路肩，可承受汽车荷载的作用力。土路肩是指不加铺装的土质路肩，起保护路面和路基的作用，并提供侧向余宽。道路一般设右路肩，高速公路、一级公路当采用分离式断面时，行车道左侧应设左路肩，有条件时宜采用2.50m的硬路肩。当右侧硬路肩的宽度小于2.50m时，应设紧急停车带。其他各项公路的路肩宽度根据条件可采用2.25m、2.0m、1.75m、1.50m、1.00m、0.75m，最窄不能小于0.50m。本次设计采用3.00m的硬路肩，0.75m的土路肩，其中右侧路缘带包含在硬路肩内。4.1.3 路拱横坡为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形称为路拱，其倾斜大小以百分率表示。对于不同类型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考虑当地的自然条件可选用不同的路拱坡度，查公路工程技术标准得，沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1-2%，本设计取路拱坡度为2%；土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%-2%，本设计取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向横坡，由路中线向两侧倾斜。路拱的形式有抛物线形、直线形、直线接抛物线形、折线形等。根据路面宽度及类型，地等级公路可采用抛物线形路拱，高等级公路一般采用直线形或直线形接抛物线形路拱。本设计为设计速度100km/h的双向六车道一级公路，路拱形式采用直线形。4.1.4 护坡道与碎落台护坡道是保护路基边坡稳定的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度。护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，但最少为1.0m。 碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。查公路工程技术标准得知，当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡角位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高于2m时，应设置1m的护坡道。本设计有高填土路段设置2.0m护坡道，也有挖方路段，设置1.0m碎落台。4.1.5边沟边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟不宜过长，边沟的纵坡一般与路线纵坡一致.平坡路段，边沟保持不小于0.5%的纵坡。边沟的横断面形式有梯形、矩形、三角形及流线型等。梯形边沟内侧边坡为1:1.0-1:1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。梯形边沟的底宽与深度约0.4-0.6m，水流少的地区或路段，取低限或更小，但不宜小于0.3m；降水量集中或地势偏低的路段，取高限或更大一些。本次设计采用梯形边沟，内外侧边坡为1:1.0，底宽为0.6m，深度为0.6m。边沟示意图如下图4-1。图4-1边沟示意图4.1.6 截水沟截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟示意图如下图4-2。 图4-2 截水沟示意图图中距离d一般应大于5.0m，地质不良地段可采用10.0m或更大。截水沟下方一侧，可堆置挖沟的土方，做成顶部向沟倾斜2%的土台。山坡填方路段可能遭到土方水流的破坏作用，此时必须设置截水沟，一拦截山坡水流保护路堤。截水沟的横断面形式，一般为梯形沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用1:1.01:1.5，沟底宽度不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不小于0.5m。 截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时，应增大边沟横断面，并进行防护。沟底应具有0.3%以上的纵坡。截水沟的长度以200500m为宜。4.2 平曲线超高与加宽设计为抵消或减少车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面将路面做成外侧高内地的单坡形式，称为平曲线超高。合理设置超高，可全部或部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性与舒适性。从直线段的双向路拱横坡渐变到圆曲线段具有单向横坡的路段，称作超高过渡段。超高过渡方式分无中间带道路的超高过度和有中间带的超高过度。本设计有中间带。其中有中间带道路的超过过度形式又分为绕中央分隔带中线旋转、绕中央分隔带边线旋转、绕各自行车道中线旋转。