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1、第1章 绪 论1.1 选题的目的及意义本次的嘉（荫）萝（北）公路太平沟至跃进段两阶段初步设计位于嘉荫和萝北之间，嘉荫县位于黑龙江省东北部，小兴安岭北麓，隔黑龙江与俄罗斯与远东隔江相望。边境线长249公里，被国务院批准为国际客货运输口岸、江海联运港口和对外国人开放地区。萝北位于黑龙江省东北部，是亚洲最大的石墨矿床，林木种类繁多，也是我省的口岸城市，对俄贸易繁荣，萝北自然生态景观独特，有名山旅游经济开发区、龙江三峡国家森林公园、望云峰滑雪场等名胜，随着当地经济的飞速发展，和旅游事业的兴旺，原来的公路已经远远不能要求，这两个城市都是重要的边境城市，在很多方面都有广阔的交流空间。一直以来，随着当地经济
2、的飞速发展，和旅游事业的兴旺，原来的公路已经远远不能要求，因此，经过有关部门的研究，决定在此两地间修建一条公路，促进两个城市之间的资源流通，信息共享，共同发展，减小地区经济差异。根据两个城市的经济发展水平，以及沿线自然地形条件，远景交通量，公路建成后所承担的主要任务，拟修建二级公路，此公路的开通，对公路沿线的居民的出行及交通运输和大力发展当地的旅游事业，起着非常重要的作用，有利于当地的经济发展。我国幅员辽阔，公路对我们生活意义非常重要。该路的修建可以提高沿线附近城镇的经济发展，拉动区域间的经济和文化交流。这条路修好之后一定会非常有利于两地之间的发展以及沿线城镇的发展！本次设计是在老师的具体指导
3、下完成嘉（荫）萝（北）公路太平沟至跃进段两阶段初步设计任务，以达到对所学专业知识的巩固、深化与综合应用，使理论与实践相结合，全面提升自己的综合能力和素质。要求掌握路线设计、路基设计、路面设计、路线交叉设计、小桥涵设计以及工程概算设计等有关理论和具体设计方法，并能够运用计算机独立完成全部设计图表。为毕业后适应生产单位的实际工作需要打下坚实的基础。1.2 设计任务及设计依据1.2.1 设计任务依据地形图完成给定路线的初步设计，包括：路线设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计、路线平面交叉设计、应用计算机绘制工程图。1.2.2 设计依据设计本路的主要依据是沿线的自然情况和公路规范。本道路工程属于一般公
4、路建设，具体设计资料如下：地形图，比例尺1：10000；等高距为10米；施工条件：两侧都可以取土，尽量采用机械施工，地形为山岭重丘区，按照中华人民共和国交通部颁布公路工程技术标准2公路路线设计规范3进行设计；设计年限为20年。1.3 本公路的使用任务功能及建设意义本公路主要用于连通嘉荫和萝北两个省内主要边境城市，以及沿线的小镇，带动该地区的经济发展。作为与俄罗斯远东经济交流的窗口，急需发展更完备的基础设施。所以建这条公路可以直接带动两地经济及文化的快速发展，对推动两地的发展能起到非常积极的作用。该公路位于我国的最东北部，对国防建设也有很积极的作用。可以保证人民的安居乐业。1.4 路线概况 本路
5、线设计为二级公路，设计速度为60km/h，路线位于山岭重丘区，所以道路比较曲折，曲线比较多，本次设计的路线共有9个交点，根据交点处的特殊地形分别设置了不同的平曲线，其中包括四个特殊的曲线，一个卵形，两个S形，一个非对称。为了使公路排水通畅，免受水的危害，该路线上设置了十个涵洞，沿线还设了边沟，截水沟和排水沟及渗沟。查公路自然区划标准1路线位于黑龙江省北部地区，属于山岭重丘区，地表植被为人工林和次生林，地势起伏较大。公路自然区划为2区，属寒温带大陆性季风气候区，冬季受极地大陆气团控制，严寒干燥。年平均气温1.5，历年极端最高气温37.7，极端最低气温-34.5，多年平均最大冻深0.82.5m。地
6、貌类型为温润重丘，低山为主，其次为冲击平原和沼泽，地表切割深度大部为200500cm，土质为粉质中液限粘土主要自然灾害为雪害，冻胀，翻浆，水毁。年降水量6001200mm.整个设计所处路段位于山岭重丘区，地表排水畅通，不会形成长期地表积水。地下水位也较低，大多路段的路基不受地下水影响。1.5 公路等级的确定及主要采用技术标准1.5.1 确定公路等级： (1.1)远景设计年平均日交通量（辆/日）；起始年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量；年平均增长率（%）；远景设计年限交通量年平均增长率为7.2%，一般能适应各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交量，=828
7、4，交通量在500015000之间，所以所选路段为二级公路。该道路为二级公路，设计速度为60Km/h，采用普通水泥混凝土路面，设计基准期为20年，安全等级为三级，目标可靠度85%，目标可靠指标1.04，变异水平为中级，一般能适应各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为8284辆/日，在500015000之间，交通量年平均增长率为7.2%。1.5.2 采用的技术标准表1.1 技术指标选取表序号指 标 名 称单 位（含名山支线）1公路里程Km7.342计算行车速度Km/h603路基宽度m10.04行车道宽度m23.55硬路肩宽度（全幅）m20.756土路肩宽度（全幅）m20.757中央分隔带宽度m
8、08不设超高最小平曲线半径m15009最大纵坡%610最小坡长m15011凸形竖曲线最小半径m300012凹形竖曲线最小半径m300013竖曲线最小长度m9014设计洪水频率1/50第2章 路 线2.1 路线方案的说明和比较2.1.1 路线方案说明本路线总长7.34公里，地形比较复杂，道路比较崎岖，设置的平曲线较多，而且由于地形比较复杂，所以特殊地区采用了一般最小半径。由于路线所处地区处于山岭重丘区，很多地方容易汇水，所以设计了良好的排水设施，共10个涵洞，沿线都设计了边沟，截水沟和排水沟。由于某些路段地质条件不好，所以需要对特殊地基需要进行处理，常见的有基底处理，清草皮，砍挖树根，自然横坡较
9、陡时地面需要挖台阶，湿软地基处理，路基加宽填筑，防护与加固工程等。2.1.2 路线方案的比选如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案比较选择主要考虑下列因素，路线长度；平.纵面线形指标的高低及配合情况；占地面积；工程数量（路基土石工程数量，桥梁涵洞）等。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，选定最优方案。本段路起讫点已定（N=5277830，E=22437000，高程为360米），终点（N=5277700，E=22442550，高程为450），经分析比较，确定两个方案，即方案一，方案二。方案一是沿河线，沿线高程一直增加，途中没有遇到垭口，所以从
10、头到尾都是从低到高得走向。线路虽然比较平缓，但是线性过于普通无法满足特殊线性设计要求，临河一侧受洪水威胁大，需做防护工程。方案二是走一段谷地然后沿山腰经过垭口，再进入谷底平坦地带，全程高程呈先升高后降低再升高，可取到较好的线形和最优的设计，满足特殊线形设计要求，又方案一线路长于方案二，所以选择方案二。2.2 路线平面线形设计2.2.1 定线的原则和方法1、一般原则(1)道路平面位置应按照道路总体规划道路网布设。(2)道路平面线形设计应与地形、地质、水文等结合，并综合考虑公路的平面、纵断面、横断面三者间关系，做到平面顺适、纵断面均衡、横断面合理。(3)路线设计必须贯彻执行加强环境保护和合理利用土
11、地资源的基本国策，在确定路基、路面、桥梁、隧道、交叉、交通工程及沿线设施等人工构造物的结构形式、布设位置、取弃土场、征用土地等设计中，应减少因修建公路给沿线生态带来的影响，并结合绿化或采取相应工程措施，协调、改善人工构造物与沿线自然景观间的配合，提高公路环境质量。(4)平面线形必须与地形、地物、环境、景观等相协调，同时应注意线形的连续与均衡性，并同纵断面相互配合。根据公路路线设计规范3（JTG D202006）规定，应满足直线最小长度的规定，其最小长度为：当计算行车速度60km/h时，同向曲线间最小直线长度不小于行车速度的6倍为宜；反向曲线间最小直线长度不小于行车速度的2倍为宜。对于本路段，计
12、算行车速度为60km/h，同向曲线间最小直线长度不小于360m；反向曲线间最小直线长度不小于120m。2、定线的方法根据给定的起终点，分析其航空（直线）距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，（如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定），然后进行纸上定线。(1)在1：10000的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不
13、受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点）。(2)山岭区地形的选线步骤a 试坡由道路勘测设计10198定导向线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选5%5.5%之间）按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡) (2.1)式中：相邻等高线间平距山岭重丘区二级公路平均纵坡为5%地形图上的等高距为10m所以，=10/0.05=20m，在1：10000的地形图上，=2cm。将各点连成折线，即均坡线。b 定导向线分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵
14、坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。c 平面试线穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平、纵、横配合，满足线形设计和公路路线设计规范3的规定和要求，综合分析地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。d 修正导向线纵断面控制：在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线，（可用分规直接在图纸上量距，确定地面标高），进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核：根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图
15、（如地面横坡陡或工程地质不良地段等），根据路基横断面的情况修平面线形。 e 定线经过几次修正后，最终确定出满足公路路线设计规范3要求，平纵线型都比较合适的路线导线（最终定出交点位置）。根据公路路线设计规范3规定，二级公路山岭重丘区最大纵坡为6%，最小坡长限制为150m，最大坡长视其具体坡度而定。二级公路山岭重丘区最大容许合成坡度为9%。当陡坡于与小半径平曲线重迭时，在条件允许的情况下，宜采用较小的合成坡度，特别是在冬季路面有积雪结冰的地区，其合成坡度必须小于8%。为保证路面排水迅速，各级公路的最小合成坡度不宜小于0.5%，在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为零。任意连续3000m路段范围内的
16、平均纵坡不宜大于5.5%。根据以上规定，结合路线起讫点，桥涵等控制点的高程，兼顾平、纵线形的协调和经济进行拉坡。(3) 确定各平曲线半径及缓和曲线长度圆曲线能够较好地适应地形的变化，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，宜尽可能采用较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件,确定圆曲线半径时，应注意以下几点。a 在条件许可时，争取选用不设超高的圆曲线半径。b 在一般情况下，宜采用极限最小半径的4至6倍或超高横坡度为2%至4%的圆曲线半径。c 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。d 在自然条件特殊困难或受其他条件严格限制而不得已时，方可采用圆曲线的极限最
17、小半径。e 圆曲线的最大半径不宜超过10000m。缓和曲线的作用是：曲率逐渐变化，便于驾驶操作；离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变；为设置超高和加宽提供过度段；与圆曲线配合得当，美化线形。缓和曲线一般采用回旋线。(4)基本型曲线计算由道路勘测设计1070中公式，平曲线各要素曲线主点桩号以确定平曲线各要素以计算例如对于交点(JD7K75+094.532) =94.4301，=150m，=300m. 图2.1 基本型 曲线内移值=3.125m (2.2)切线增值75m (2.3)切线长=404.167m (2.4)曲线总长=645.685m (2.5)外距=147.477m (2.6)校正值=1
18、62.649m (2.7)计算出个主点里程桩号主点里程桩号计算 (2.8) (2.9) (2.10) (2.11) (2.12) (2.13) 校正后的交点应与原来的交点相符(5)坐标计算完成路线平面设计以后，按照要求及时绘制各种图纸和表格，填写直线曲线及转角表，逐桩坐标表。导线坐标按导线测量的方法，首先计算各交点坐标，依次推算各直线点坐标，曲线坐标按曲线坐标公式计算，由道路勘测设计9170坐标公式如下：图2.2 中桩坐标计算示意图设交点坐标为JD(XJ，TJ)，交点相邻方位角分别为A1和A2，则：ZH(或ZY)点坐标： (2.14) (2.15)HZ(或YZ)点坐标： (2.16) (2.1
19、7)设直线上加桩里程为L，ZH、HZ表示曲线起、终点里程，则前直线上任一点坐标(LZH) (2.18) (2.19)后直线上任点坐标： (2.20) (2.21)单曲线内中桩坐标计算：曲线上任意点的切线横距： (2.22)式中：l缓和曲线上任意点至ZH或HZ的曲线长。第一缓和曲线上任意点坐标： (2.23) (2.24)圆曲线上任意点坐标：由HYYH时： (2.25) (2.26)由YHHY时： (2.27) (2.28)第二缓和曲线上任意点坐标： (2.29) (2.30)(6) 弯道视距的检查对于曲线内侧受建筑物树木路堑边坡等限制较严的弯道应进行视距检查，对于需要进行工程处理来保持视距的弯
20、道绘出视距包络图。2.2.2定线具体过程1、定均坡线用2cm的长度在图纸上卡线，然后将各个点连接成折线。本设计中卡出了两条路线，即两种方案。2、初定导向线按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。方案一共交出了9个交点。3、粗略设计大略先设计一下各个交点处应该设计的平曲线的半径。下面以方案一为例，具体说明一下这个过程。本设计的方案一中：交点1处半径采用一般最小半径200m，主要是考虑到交点2与交点3是一个S型曲线，所以交点1与交点2之间要保持2倍速度的距离即120m，所以采用了一般最小半径。交点2与交点3形成S型曲线，交点2与交点3形成S
21、型曲线可以使线路很好的跨越河流。交点4做非对称基本型，与前后两交点较远，只考虑与水沟的距离，所以选用300米的半径。交点5和交点6之间距离较近，又距离前后交点很远，有交点5转角较小，适宜做较大半径曲线，所以交点5与交点6可以做成卵形曲线。交点7在平坦的谷地，做成一般基本型曲线。交点8和交点9处在谷底，等高线比较稀疏，而且地形比较开阔，所以设计成S型曲线，有利与跨河。4、点绘纵断面将设计好的路线粗略点绘在纵断面图上（直线五十米一个桩曲线二十五米一个桩），然后按照要求进行拉坡设计，检查出大填大挖的地方然后在平面图上进行修正，方法是将路线抬高一个等高线或降低一个等高线。经矢量化后从新精确点绘地面线，
22、同时将涵洞的设计考虑了进去，发现K72+825处有一跨水沟处需要设涵，为设涵采用了6%的极限坡度，为保持线性垭口处采用了2.15%的坡度，垭口处进行了大挖。2.2.3 特殊线形设计方法 在特殊的地段，由于地形比较复杂，需要设计一些特殊的线形，比如卵形，S形，非对称形等等，具体设置哪种线形需要根据具体地形具体情况来定，下面就逐一列举一些本设计中出现的特殊线形。1、卵型曲线 两个不同半径的的圆曲线，当半径相差较大时，按设计规范要求，应在两曲线之间加入一段缓和曲线以使曲率渐变。这样在圆曲线两端和中间均设缓和曲线的时构成卵型曲线。 由道路勘测设计1068卵型曲线使用条件： (2.31) (2.32)
23、(2.33)图2.3 卵型曲线例如本设计中JD5，JD6构成卵型交点桩号为K73+821.474，偏角为右230957交点桩号为K74+188.216，偏角为右623826设 拟取m =150 m(与后曲线相接)=1.339m=75m=143.746m (2.34)由=366.74m=366.74-143.746=222.994m (2.35) (2.36) (2.37)m=75mm (2.38)0.00339在0.0030.03之间，满足要求。m (2.39)m (2.40)，满足要求。m (2.41)m (2.42)m (2.43)=218.746m (2.44)=298.174m (2.
24、45)=830.842m (2.46)m (2.47)m (2.48)m (2.49)2、S型曲线 两个反向圆曲线用回旋线连接的组合，两个曲线间插的距离不宜太长，两个圆的半径差别也不能太大，小圆半径与大圆半径之比应在11/3之间。S型曲线一般设计在反向圆曲线间所夹的直线长度无法满足规范要求时。图2.4 S型曲线例如JD8，JD9组成S型交点桩号为K76+100.567，偏角为左440907交点桩号为K76+654.099，偏角为右471748交点间距L=572.713mR2=400m Ls2 =200m(1)设计曲线2的半径和缓和曲线长度1.042m=100m =263.24m309.473m
25、拟R1=500 mR1/R2=400/500=0.8在1到1/3之间=Ls1/2-1/2405002/24500 由上两式解得取整Ls1 =170m(2)验算曲线1的缓和曲线长度分别按离心加速度的变化率、驾驶员的操作及反应时间、超高渐变率及视觉条件等进行验算，可知Ls1=170m均满足要求（演算过程略）。(3)S型平曲线使用条件验算A2=( R2Ls2 ) 1/2=(400200) 1/2=282.843 (2.50) A1=( R1 Ls1 ) 1/2=(500170) 1/2=291.548 (2.51) A1/A2=291.548/282.843=1.031.5，满足要求。170/2=8
26、5m=2.408m =（500+2.408）tan(471748/2) + 85=305m =14.36m各项验算满足要求。 因此，m和m是符合要求的一组解。若想使，即两曲线首尾相接（），可根据缓和曲线长度的增减约为切线长度增减的1/2的关系，令m则两曲线径相连接。3、非对称型平曲线在公路平曲线设计中，一般情况下圆曲线两端的缓和曲线长度相等，但由于地形条件的限制或线形设计的需要，圆曲线两端的缓和曲线也可以长度不相等，称为非对称型平曲线。图2.5 非对称型曲线例如本设计JD4构成非对称型：交点桩号为K72+794.492，偏角为左951038 R=300，m，m。=51517 (2.52)=64
27、116 (2.53)过圆心O分别做两切线平行线OD和OE。 (2.54)根据几何关系得： (2.55)m,m (2.56) (2.57)本设计中交点4处采用了非对称型平曲线2.2.4 路线布设中遇到的主要问题和处理措施由于本路线位于山岭重丘区，其特征是宽脊低岭，山岭连绵，分水岭多，垭口不高，常存在路路可通的情况。丘陵区选线，一般按地形大势来确定它的走线，合理的方案往往不是最直最短的路线。因为丘陵区路线平、纵、横三方面制约较严，短路线会造成高填深切，工程量大，占田过多，破坏自然景观和生态平衡。但也不是随地形变化而变化，不填不切过分曲折起伏频繁的路线，从而使行车条件恶化，达不到公路使用性质和任务的
28、要求。在本设计中遇到的主要问题是，特殊线形的布设，特别是S型曲线和卵型曲线半径的取值。满足线形的限制条件。必须反复调整。过河沟时为跨河可采用特殊线形，所以在线路的开始和结束的谷地采用了S型曲线。2.3 纵断面设计2.3.1 纵断面设计的原则和方法1、纵断面设计的原则(1)纵坡设计必须满足公路路线设计规范3中的各项规定。(2)为保证汽车能在一定的车速安全的行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。丘陵区地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏大。山区的越岭线应避免采用极限纵坡，缓和坡段应自然的配合地形设置，在连续采用极限长度的陡坡之间，不宜插入最短的缓和坡段，以争取较均匀的纵坡。(3)纵坡
29、设计时，应对沿线的地形、地质、水文、气候等自然条件综合考虑，根据不同的具体情况妥善处理，以保证公路的通畅和稳定。(4)纵坡设计应考虑填挖平衡，并尽量利用挖方运作就近路段填方，以降低工程造价.2、纵断面设计的方法 (1)点绘地面线根据各里程桩号及对应的地面高程，横向比例尺为1:2000，纵向1:200，点绘路线纵断面图的地面线。(2)拉坡调坡定坡确定设计高程时，应根据技术标准规定公路的最大纵坡、限制坡长、纵坡折减、合成坡等，并结合路线起点、桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和经济点的高程，确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术标准，又尽可能照顾平、纵在线形的协调。同时还是最经
30、济的设计。(3)确定纵坡度变坡点的位置高程纵断面设计线不宜太碎，应保证最小坡长要求，变坡点高程精确到小数点后三位，中桩精度小数点后三位。坡度值为0.00%。(4)纵断面图的详细设计选取各变坡点处竖曲线半径：计算各竖曲线要素。根据设计资料绘制出路线中桩点的地面线，并写出纵断面设计图的地质土壤情况，地面标高里程桩号，桥涵位置，孔径，结构类型；水准点的高程和位置坡度，填挖高度，与公路交叉的位置。纵坡设计应考虑汽车的性能。有利于安全、提高车速、减少大气污染。应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度。(5)平竖曲线的组合公路路线设计规范3规定计算行车速度60Km/h的公路，必须注重平、纵线形的合理组
31、合。不仅应满足汽车运动学和力学的要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。基本要求如下：a 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，即“平包纵”。b 合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，一般最大合成坡度不宜大于8%，冰雪严寒地区不宜大于6%，最小合成坡度不小于0.5%。c 计算行车速度40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。d 直线段内不能插入短的竖曲线。e 小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重迭。f 避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。全线设计基本满足平、纵配合的要求.在平曲线处，满足“平包纵”的要求。(6)
32、设计竖曲线在纵坡变更处设竖曲线，竖曲线采用抛物线形式。由公路路线设计规范3查的主要技术经济指标。公路路线设计规范3规定，级公路山岭重丘区凸形竖曲线最小半径为2000m。极限最小半径为1400m；凹形竖曲线最小半径为1500m，极限最小半径为1000m。竖曲线最小长度为50m。竖曲线设计完成之后，应计算其竖曲线要素，具体数值见路线纵断面图。现将计算公式摘录如下所示： (2.58) (2.59) (2.60) (2.61)式中：竖曲线半径；m竖曲线切线长；m外距；m前段坡线坡度后段坡线坡度 当时为凹型竖曲线；时为凸型竖曲线。 例： 变坡点桩号 变坡点高程 K70+700 376 5000 204.
33、5 102.25 1.05竖曲线起点高程=变坡点高程 注：起点位于上坡段取负；起点位于下坡段取正切线高程=竖曲线起点高程设计高程=切线高程填挖高度=设计点高程-地面高程 注：凹型竖曲线取正；凸型竖曲线取负；计算点到竖曲线起点距离坡线的中纵坡度；上坡取正；下坡取负；竖曲线上任意点的距离2.3.2 纵断面设计的具体过程K70+000.00K70+700.00之间，K70+000地面高成为360m，K70+700处地面高成为370m，平均纵坡为1.43，设计中采用0.91的坡。K70+700.00K71+500.00之间，地面线的平均纵坡是5.13，设计中采用5.00%的坡。K71+500.00K7
34、2+400.00之间，由于前800m采用了较大的纵坡，所以这900m设置缓和坡段，地面线的平均纵坡是3.48%，设计中采用3.00%的坡。K72+400.00K73+000.00之间，地面线的平均纵坡为6.13，但在K72+825处有一涵洞，为了满足涵洞的填土要求，在这600m设置6.00%的纵坡。K73+000.00K73+820.00之间，由于前一段采用6.00%的极限纵坡，所以要接一缓和坡段，此段经过垭口所以可以进行大挖，所以在此820m采用-2.15%的纵坡。K73+820.00K74+500.00之间，地面线比较陡，为了尽量减少填挖方，此680m采用-5.47的坡度。K74+500.
35、00K75+000.00之间，前一个坡为5.47%，所以此500m采用-2.80%的坡。K75+000.00K76+100.00之间，谷地比较平坦，所以在此600m范围内采用1.44%的纵坡。K76+100.00K77+341.51之间，地势比较平坦，此路段内采用2.18的纵坡。在各个变坡点处设置合理的竖曲线，计算出竖曲线的各个要素。在设计竖曲线的时候主要考虑填挖方的问题以及与相邻变坡点处竖曲线的衔接问题。2.3.3 纵断面设计中遇到的主要问题及解决方法纵断面设计中遇到的主要问题是地面线坡度太陡，必须采用极限纵坡。平纵组合不易满足，但对本设计而言，由于设计速度为60Km/h，处于一个临界状态，
36、而且，本段路线的地形比较复杂，而且是属于山岭重丘区，在本设计中，采用的极限纵坡比较多，这就导致在陡坡后要接缓和段，所以在垭口处采用了大挖，设置了-2.15%缓坡使纵断面合理。2.4 本章小结通过认真了解和学习规范和书本知识，结合公路CAD线形辅助设计软件和纬地5.83版软件完成平纵面的设计。本路线处于山岭重丘区，地形比较复杂崎岖，路线也比较复杂曲折。作为线形组的成员，在平面设计这块考虑的东西最多，既要考虑平曲线之间的衔接问题还要设计出自己有自己特色的卵型曲线和S型曲线。纵断面设计方面，虽然我的设计速度为60Km/h，理应考虑平纵组合的问题。公路的平面线形，由于其位置受社会经济，自然地理和技术条
37、件等因素的制约，公路从起点到终点在平面上不可能是一条直线，而是由多段直线和曲线段组合而成。既要保证汽车在公路上能安全，顺适的行驶，还要使得线形与地形地物地貌结合好。公路的纵断面设计受地形，地物，地质，水文等自然因素的影响以及满足经济性的要求，公路路线在纵断面上不可能是一条水平线，而是一条起伏的空间曲线。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力性能，公路的等级和性质，当地的自然地理条件以及工程经济等，来研究这条空间路线的纵坡大小及其长度，这是公路设计的重要内容之一，而且将之间影响到行车的安全和迅速，工程造价，运营费用和乘客的舒适程度。 第3章 路基路面及排水路基是公路的重要组成部分，它是按照路线位
38、置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，中期设计在公路设计中占有重要的地位。3.1 路基设计3.1.1 路基横断面布置及加宽超高方案1、路基横断面布置由于路基填挖情况不同，路基横断面的典型形式可以归纳为路堤，路堑和半填半挖等三种类型。路堤是指原地面上全部用土填筑而成的路基；路堑在原地面上开挖而成的路基，当天然地面横坡度较大、且路基较宽时，需要另一侧开挖另一侧填筑时，为填挖结合路基。在丘陵或山区公路上，填挖结合是路基横断面的主要形式。路基的附属设施有取土坑，弃土堆，护坡道，碎落台，堆料坪及错车道等，这些设施是路基设计的组成部分，为了确保路
39、基的强度，稳定性，和行车安全，正确合理地设置是十分重要的。2、加宽方案根据规范要求，当半径小于等于250m时，为了保证车的安全，曲线段上的正常宽度应做适当的加宽，半径大于250m时不加宽。一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。加宽的过分三种：按比例加宽，高等级公路加宽缓和段，回旋线过渡，插入二次抛物线过渡。本设计采用按比例加宽方式。公式如下： (3.1) (3.2)式中：加宽缓和段任意一点的加宽值m；b圆曲线全加宽值；m加宽缓和段任意一点到缓和段起点的距离；m加宽缓和段长度；m3、超高方案二级公路，当平曲线半径小于1500m时为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线圆心的横向分力，以克服离心
40、力对行车的影响应设置超高。(1) 本设计中超高的设置方法采用的是绕未加宽的内侧车道边缘旋转的方法，超高的形成过程包括提肩阶段、双坡阶段和旋转阶段。其计算例如下：圆曲线上 过度段上 (3.6) (3.7) (3.8)式中：路肩宽度路面宽度 路肩横坡路拱横坡 超高横坡(2) 超高设计图的绘制a按比例绘制一条水平基线，代表中心线，并认为基线路面横披是为零。b绘制两侧路面边缘线，路边缘线离开基线的距离，代表横披度的大小。c标注路面路肩横披度，向前进方向右侧斜的路拱横向坡度为正，向左倾斜为负。3.1.2 路基横断面形状及尺寸拟定1、路基的横断面形状有三种，全填，全挖和半填半挖。2、根据公路工程技术标准2
41、JTGB01-2003 规定二级公路，山岭区的有关技术标准表3.1 技术标准2路基宽度（m）路基边坡坡度路面宽度 (m)边沟坡度路肩宽度(m)101：1.51：1.758.51：11：1.50.753、路基高度的确定路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时综合考虑路线纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素确定。从路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界告度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路基的最小填土高度。3.1.3 路基横断面面积及路基土石方的计算方法1、横断面面积路基填挖的断面积，是指断面图中原地面线和路基设计线所包围的面积。高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分开算。常用的方法有以下几种：(1)积距法(2)坐标法(3)块分法2、路基土石方的计算方法填挖面积的计算方法包括积距法、几何图形法、混合法、求积仪法。土石方数量一般可采用平均断面法。 (3.9)式中：
