【正文】 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第四章 平面設(shè)計第三章 路線方案擬定和比選 選線原則與步驟 選線的一般原則（1）在道路設(shè)計的各個階段，應(yīng)運用各種先進手段對路線方案作深入、細致地研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。 公路技術(shù)標準根據(jù)二級公路的技術(shù)標準是有各項技術(shù)指標來體現(xiàn)的，主要技術(shù)指標見下表23。 （21）式中 ——預(yù)測年的年平均日交通量，輛/d； ——初始年平均日交通量，輛/d； ——年平均增長率，%； ——預(yù)測年限。 交通量統(tǒng)計（1）現(xiàn)有交通量統(tǒng)計 根據(jù)資料統(tǒng)計，現(xiàn)有交通量見下表21。雙車道三級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000～6000輛。六車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000～55000輛。六車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小汽車的年平均日交通量45000～80000輛。該設(shè)計路段設(shè)計年限為15年，設(shè)計速度為80km/h。地域內(nèi)盛產(chǎn)毛竹，素以竹海著稱。降水量年內(nèi)分配也不均勻，每年4～9月，受暖濕的夏季風的影響，降水多而集中，各月平均降水量為100～160mm，6個月的降水量占全年的70%以上，這期間的降水包括初夏的梅雨和夏秋的臺風雨；10月到次年3月，受干冷的冬季風影響，降水很少，各月平均降水量為40～85mm。 水文條件本地區(qū)多年平均降水量在1100mm左右，降水日數(shù)平均每年達130天。 地質(zhì)條件該地區(qū)以砂性土和粘性土并存。設(shè)計完成后，緯地能夠根據(jù)需要繪出任意比例的平面圖，縱斷面圖，橫斷面圖。（9）設(shè)計圖紙，要求繪制路線平面圖、縱斷面圖、路基標準橫斷面圖、橫斷面設(shè)計圖、路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計圖等主要圖紙，編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角表、路基設(shè)計表、路基土石方數(shù)量計算表等表格，其中一部分圖紙需要計算機繪圖。（6）路基綜合排水設(shè)計。（2）公路技術(shù)等級的確定。從1988年上海至嘉定高速公路建成通車至今17年間，在“國道主干線系統(tǒng)規(guī)劃”的指導(dǎo)下，中國高速公路總體上實現(xiàn)了持續(xù)、快速和有序的發(fā)展，特別是1998年以來，國家實施積極的財政政策，高速公路得到快速發(fā)展，年均通車里程超過了4000公里，到2004年底，繼續(xù)保持世界第二。例如，美國在全國公路網(wǎng)的建設(shè)和完善中，對于交通繁忙、汽車載重量較大或增大的道路，更多的選自建造水泥混凝土路面。本公路的建設(shè)將大大加強地區(qū)與地區(qū)之間，地區(qū)與外界之間的聯(lián)系，解決道路通行能力低的問題，促進該地區(qū)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，常州到無錫這條二級公路是連接兩地的主要交通運輸通道，加強了兩地在經(jīng)濟合作和資源互補之間的聯(lián)系與溝通，改善運輸條件和投資環(huán)境使豐富的資源得到開發(fā)利用，把蘊藏的土地、漁業(yè)等資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢對兩地的經(jīng)濟發(fā)展用極其重要的意義。公路建設(shè)的發(fā)展速度對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展，拉動其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 緒論常州市至江蘇無錫市某二級公路設(shè)計第一章 緒論 緒言 選題的意義交通運輸事業(yè)具有重要的意義，對國家而言，促進了文化交流，促進了國家、社會的團結(jié)與統(tǒng)一，對國防和軍事具有重要作用。本次設(shè)計的公路是江蘇常州市至江蘇無錫市二級公路。 現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃世界上無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，對水泥混凝土路面建造技術(shù)都一直在進行研究和總結(jié)，使得水泥混凝土路面在技術(shù)上日勤完善。國際上各國在發(fā)展水泥混凝土路面技術(shù)上的一個重要特征是密切集合本國實際和資源約束條件，起直接影響因素是本國水泥和瀝青資源供給和價格情況，美國是典型的黑白兩種路面幾乎均等”“黑白并舉”的國家。高速公路的發(fā)展，極大提高了中國公路網(wǎng)的整體技術(shù)水平，優(yōu)化了交通運輸結(jié)構(gòu)，對緩解交通運輸?shù)摹捌款i”制約發(fā)揮了重要作用，有力地促進了中國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步。（3）方案擬定和比選。（7）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。 項目設(shè)計背景本次設(shè)計中的平面設(shè)計，縱斷面設(shè)計，橫斷面設(shè)計，土方調(diào)配等內(nèi)容主要采用了由道路工程師專門為工程師自己開發(fā)的緯地軟件，該軟件是一套具有領(lǐng)先技術(shù)的工程規(guī)劃計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，主要應(yīng)用于道路設(shè)計。 沿線自然條件 地理條件本設(shè)計的路段地處長江下游三角洲蘇南平原，常州地貌類型屬沖積平原，境內(nèi)地形復(fù)雜，山區(qū)平圩兼有。粘性土含粘土較多，透水性較小，壓實后水穩(wěn)定性好；砂性土無塑性，透水性強，但是它的粘結(jié)性較小，易于松散，壓實困難。降水量年際變化較大，最大年降水量為1554 氣候條件該地區(qū)屬于江蘇省南部，屬于長江下游地區(qū)，北靠長江，南臨太湖，距海僅有一步之遙，屬于北亞熱帶海洋性氣候，常年氣候溫和，雨量充沛，四季分明。本章小結(jié)本章主要介紹了選擇該課題的意義、我國公路發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃以及此題研究的主要內(nèi)容，還提供了本地區(qū)的地理、地質(zhì)、水文和氣候條件，這對于分析當?shù)氐淖匀磺闆r是十分方便的，它不僅為該條道路的選線、方案擬定和比選及平面設(shè)計提供了依據(jù)，而且為將來道路的路面建設(shè)提供設(shè)計依據(jù)。 公路分級交通部2004年1月頒布的國家行業(yè)標準JTGB01—2003《公路工程技術(shù)標準》將公路根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量分為五個等級，即高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。八車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小汽車的年平均日交通量60000～100000輛。（3）二級公路：二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。（5）四級公路：四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。表21 現(xiàn)有交通組成與交通量車型小客車黃河JN360解放CA15解放CA50解放CA10B東風EQ140黃河QD351載重（kN）1815050504010070換算后載質(zhì)量（t）15554107交通量50080200250400250200（2）交通量換算《標準》規(guī)定交通量換算采用小客車為標準車型。通過上式計算設(shè)計交通量： 確定道路等級根據(jù)本路段的功能主要是該地區(qū)之間交通運輸?shù)募⒁?，擔負為沿線工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及政治、經(jīng)濟、文化物資服務(wù)。表23 主要技術(shù)指標表二級公路設(shè)計指標設(shè)計速度V80km/h行車道寬度（m）2=7行車道數(shù)2路基寬度（m）10表23 主要技術(shù)指標表 （續(xù)）二級公路設(shè)計指標直線的最大長度（m）20V=1600直線的最小長度（同向曲線間）（m）6V=480直線的最小長度（反向曲線間）（m）2V=160最大縱坡6%最小縱坡%最大合成縱坡10%凸形豎曲線一般最小半徑/長度（m）2000/50凹形豎曲線一般最小半徑/長度（m）1500/50行車視距（m）110本章小結(jié)本章主要講述了確定道路等級的一般方法。（2）路線設(shè)計應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低、營運費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。（4）通過名勝、風景、古跡地區(qū)的道路，應(yīng)注意保護原有自然狀態(tài)，其人工構(gòu)造物應(yīng)與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，處理好重要歷史文物遺址。（6）選線應(yīng)重視環(huán)境保護，注意由于道路修筑，汽車運營所產(chǎn)生的影響和污染，如：① 路線對自然景觀與資源可能產(chǎn)生的影響；② 占地、拆遷房屋所帶來的影響；③ 路線對城鎮(zhèn)布局、行政區(qū)劃、農(nóng)業(yè)耕作區(qū)、水利排灌體系等現(xiàn)有設(shè)施造成分割引起的影響；④ 噪音對居民以及汽車尾氣對大氣、水源、農(nóng)田所造成的污染及影響。 選線的步驟路線的基本走向與道路的主觀和客觀條件相適應(yīng)，限制和影響道路的走向的因素很多，大門歸納起來主要有主觀和客觀兩類。一條路線的起、終點確定以后，它們之間有很多走法。選線一般按工作內(nèi)容分三步進行：（1）路線方案選擇路線方案選擇主要是解決起、終點間路線基本走向問題。當?shù)匦螐?fù)雜或地區(qū)范圍很大時，可以通過航空視察，或用遙感與航攝資料進行選線。方案明確的路段，才可以現(xiàn)場直接選定。 選線的要點選線一般應(yīng)注意以下幾點：（1）路線設(shè)計應(yīng)充分考慮隨地形的變化而變化，在注意路線平、縱面線選擇的同時，應(yīng)注意橫向填挖的平衡。經(jīng)過的地區(qū)多為沙地，此外，沿途的電力、電訊設(shè)施完備。但造價較高。本章小結(jié)本章主要是路線方案的確定。（2）各級公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)敷設(shè)曲線，并盡量地選用較大的圓曲線半徑?！兑?guī)范》推薦同向曲線間的最短直線長度以不小于行車速度V（單位為km/h）的6倍（單位為m）為宜。在設(shè)計時應(yīng)注意長直線的盡頭不能接小半徑曲線。因此，在路線的平面設(shè)計中，主要考察汽車的行駛軌跡。而現(xiàn)代道路線形是由上面三種線形組合而成的，因此在平面線形設(shè)計中應(yīng)考慮三要素的組成。汽車在直線上行駛受力簡單，方向明確，駕駛操作簡易。在地形有較大起伏的地區(qū)，直線線形大多難于與地形相協(xié)調(diào)，易產(chǎn)生高填深挖路基，破壞自然景觀，若長度運用不恰當，不僅破壞了線形的連續(xù)性，也不便達到線形設(shè)計自身的協(xié)調(diào)。當不得已而采用了長直線時，應(yīng)注意其對應(yīng)的縱坡不宜過大；若兩側(cè)地形過于空曠時，宜采取植不同樹種或設(shè)置一定建筑物等技術(shù)措施予以改善；定線時應(yīng)注意把能引起興趣的自然風景或建筑物納入駕駛員的視線范圍之內(nèi)。② 直線的最小長度由《公路路線設(shè)計規(guī)范》2006 P35得知：同向曲線間的直線最小長度為6V，即360m；反向曲線間的直線最小長度為2V，即120m。圓曲線的設(shè)計主要取決于其半徑值以及超高和加寬。（4）圓曲線的最小長度在平面設(shè)計中，公路平曲線一般由前后緩和曲線和中間圓曲線三段曲線組成。 但小于不設(shè)超高的最小半徑，所以應(yīng)該設(shè)超高。表42 各級公路緩和曲線最小長度公路等級高速公路一二三四設(shè)計速度（km/h）1201008010080608060403020緩和曲線最小長度/m10085708570507050352520按照以上標準，本設(shè)計的兩處緩和曲線段長度都設(shè)為80m。兩回旋線參數(shù)可以相等，也可以根據(jù)地形條件設(shè)計成不等的非對稱型曲線。（3）卵型其是用一個回旋線連接兩個同向圓曲線的組合。凸型曲線盡管在銜接處的曲率是連續(xù)的，但因中間圓曲線的長度為0，對駕駛操縱亦造成一些不利因素，所以，只有在線路嚴格受地形、地物限制處方可采用凸型。 平面線形要素計算 曲線要素計算（1）處曲線要素計算已知該處緩和曲線長度取=150m，曲線半徑R=300m，由坐標計算所得的轉(zhuǎn)角，設(shè)計速度V=60km/h。 切線內(nèi)移值 （49）切線角 （410）判斷能否設(shè)置緩和曲線，即能否成立。試計算各曲線要素。通過計算所得： 按公式（410）計算、之間的長度得 、之間的長度為、之間的長度為、之間的長度為按公式（411）計算象限角因為所以方位角同理因為所以方位角同理因為所以方位角同理因為所以方位角按公式（413）計算兩轉(zhuǎn)角的角度（2）直線上中樁坐標計算利用已知坐標，交點相鄰直線的方位角，則(或)點坐標： （414）（或)點坐標： （415）設(shè)直線上加樁里程距的距離為，已知，則加樁坐標為可以有下式計算。利用上式計算所得的緩和曲線上的坐標結(jié)果見下表44。利用上式計算結(jié)果見下表45。（4）處平曲線上主點樁號計算由前面坐標計算得知處的樁號為直緩點緩圓點圓緩點緩直點曲中點校 正 說明計算無誤。我國《標準》規(guī)定了二級公路行車視距的要求。在視距曲線與軌跡線之間的空間范圍，適應(yīng)保證通視的區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)如有障礙物則要予以清除。根據(jù)公式（422）計算橫凈距。本章小結(jié)本章主要講述道路平面設(shè)計。