【正文】 修建道路會對自然景觀產生影響，有時會產生一定破壞作用。直線上一次變坡是較好的平、縱組合，從美學觀點講以包括一個凸形豎曲線為好，而包括一個凹形線次之；直線中短距離內二次以上變坡會形成反復凸凹的“駝峰”和“凹陷”，看上去線形既不美觀也不連貫，使駕駛員的視線中斷。此種組合在山區(qū)難以避免，只要坡差不大，矛盾也不很突出。 組合 （ 1)平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線，如下圖。 二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 28 2 平、縱面線形的技術指標應大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持 協(xié)調。行駛過程中，駕駛員所選擇的實際行駛速度，是由他對立體線形的判斷作出的，因此，設計中僅僅滿足平面、縱面線形標準還是不夠的。 2 豎曲線要素的確定 對于凹形豎曲線其最小半徑主要從限制離心力、夜間行車前燈照射的影響以及在跨線橋下的視距三個方面計算分析確定。在有條件的路段， 為獲得平順而連續(xù)且視覺良好的縱面線形，可參照表選擇豎曲線半徑。為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設置的縱向曲線，即為豎曲線。 3 縱坡長 （ 1）最大坡長限制 坡長限制，系根據(jù)汽車動力性能來決定的。 5）縱坡設計為保證路基穩(wěn)定，應盡量減少深路塹和高填方，在設計中應重視縱、橫向填挖的調配利用，爭取填挖平衡，盡量利用挖方作就近填方，以減少借方和廢方，降低工程造價。各級公路的最大縱坡值及陡坡限制坡長，一般不輕易使用，而應當留有余地。 平面線形要素組合計算 交點及圓曲線計算：（ 8JD 對應的平曲線） 1) 導線間偏角計算： 導線間偏角 C＝ 40176。 。 ②設計速度≥ 80km/h 時，大圓半徑（ R1）與小圓半徑（ R2）之比小于 。 （ 4）應同前后線形要素相協(xié)調，使之構成連續(xù)、均衡的曲線線形。 《規(guī)范》規(guī)定： 當設計速度≥ 60km/h 時，反向曲線間直線最小長度（以 m 計）以不小于設計速度（以km/h 計）的 2 倍為宜。只有在以下情況才可考慮長直線： a 路線完全不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的寬闊河谷地帶； b 城鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線為主體進行規(guī)劃的地區(qū)； c 長大橋梁、隧道等構造物路段； d 路線交叉點及其附近； e 雙車道公路提供超車的路段。 (6) 根據(jù)公路網 規(guī)劃， OD 調查資料，相交公路的能、等級，地形和地質條件，社會二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 12 與經濟因素等，確定互通式立體交叉位置及其形式。布線時可分頭從兩個已定控制點向中間進行，逐步減少包括的起伏組數(shù)，直到最后合攏。 在具有較陡橫坡的地帶，兩個已知控制點間，如無地物、地形、地質上的障礙，路線應按均坡線布線；如有障礙，則在障礙處加設中間控制點，相連控制點間仍按均坡線布線。 二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 9 （ 1） 微丘區(qū)選線應充分利用地形，處理好平、縱線形的組合。 二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 8 3）水文及水文地質 水文情況決定著沿線排水結構物的數(shù)量和大小，水文地質情況決定了含水層的厚度和位置、地基或路基巖層滑坍的可能性。以上，路線的平、縱斷面大部分受地形限制。 影響選線的主要因素 （ 1）．自然因素 1）地形 Ⅰ 平原、微丘地形 a 平原地形（是指地形平坦、無明顯起伏、地面自然坡度在 3176。路線設計應該注意立體線性設計中平、縱、橫面的舒順、合理配合。本課題研究的方法是先對平、縱、橫三個基本幾何構成分別進行討論，然后以汽車行駛特性和自然條件為基礎，把它們組合成整體綜合研究，以實現(xiàn)空間實體的幾何設計。 本課題設計研究的內容及方法 研究內容 道路是一種帶狀工程結構物，主要包括路基、路面、橋涵、隧道等工程實體。計算各樁設計高程及填控高度。此規(guī)劃由 7條首都放射線、 9 條南北縱向線和 18條東西橫向線組成，簡稱“ 7918”網。學生通過畢業(yè)設計可鞏固、發(fā)展、提高本專業(yè)理論知識。系統(tǒng)具有專業(yè)性強，與實際工程設計結合緊密、符合國人習慣、實用靈活等特點。依據(jù)工程地質勘測數(shù)據(jù)、相關設計規(guī)范，進行公路平、縱、橫組合設計，路基、邊坡防護、重力式擋土墻、路面設計及綜合排水設計及說明。本設計主要采用緯地 道路輔助設計軟件進行道路的路線和路基路面的綜合設計。 因此，正是由于緯地系統(tǒng)對如今及將來的道 路勘察設計起著至關重要的地位和作用，本次畢業(yè)設計才選取緯地計算機輔助設計作為此次設計的主要方式。 改革開放以來，國家把交通作為國民經濟發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一，而就我國公路建設與發(fā)達國家相比尚有較大的差距：密度低、質量差、標準低。 3．公路標準橫斷面設計 根據(jù)公路性質、公路規(guī)劃、預測交通量等合理確定機動車道數(shù)及機動車道寬度、 綠化分隔帶、路肩、等寬度。 9．路面結構設計 根據(jù)交通量資料、路面設計規(guī)范及沿線所給的土質情況，確定路面結構層次及厚 度。因此，本課題要涉及的是人、車、路、環(huán)境的相互關系。 選線一般原則 路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣影響道路功能的發(fā)揮和在路網中的作用。 （ 5）應對工程地質和水文地質進行深入勘測，查清其對道路工程的影響。以下、地面自然坡度在 20176。以上，其路線的平、縱、橫斷面大部分受地形限制。 一條設計良好的公路線形，除了滿足技術和經濟的基本要求外，還應達到美學上的要求，因而路線的布設，除了考慮地形、地物、地質、水文等因素外，還應考 慮環(huán)境因素。 (1) 平坦地帶――走直線 在兩個已知控制點之間，若地勢平坦，應按平原區(qū)以方向為主導的原則進行布線。因此，對于起伏地帶應在直線與均坡線之間尋找最理想的路線方案。 (3) 合理劃定設計路線長度，恰當選擇不同設計路段的銜接地點，處理好銜接處前后一定長度范圍內的線形設計。 本次 二級公路的總體設計相關指標為：設計時速 80km/h，雙向兩車道，無中間分隔帶，道路橫斷面型式為兩側各 + +，總共 12m。 （ a）同向曲線間的直線最小長度 同向曲線：是指兩個轉向相同的相鄰曲線之間連以直線而形成的平面線形。 b 在確定圓曲線半徑時，應注意 ： （ 1）一般情況下宜采用最小平曲線半徑的 4～ 8倍，或超高為 2%～ 4%的圓曲線半徑。 因此，本次設計采用回旋線作為緩和曲線。17625o 1000 100 8 （左） 39。 本次平面線形組合設計采用基本型組合曲線。 4 縱斷面 縱斷面設計 用一曲面沿道路中線豎直剖切，展開成平面稱道路的縱斷面。 4）縱坡設計應結合自然條件綜合考慮。 根據(jù)上述因素，考慮到工程經濟及我國車輛的具體情況，《標準》對我國公路道路二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 21 的最大縱坡作出了如下規(guī)定。故應對縱坡的最小長度做出限制。在不過分增加工程量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑。如受條件限制也可互相連接或插入短的直坡段。 18 3. 65 。這樣可以使駕駛員及時和準確地判斷路線的變化情況，不致因錯覺而發(fā)生事故。在進行平縱組合設計時，如條件可能，一般最大合成坡度不宜大于 8％，最小合成坡度不宜小于 ％。德國的具體經驗列于下表，可作設計參考。的平曲線不宜與坡度角較大的凹形豎曲線組合在一起。 4） 在長直線上設置坡陡及曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。否則，即使線形組合滿足了有關規(guī)定，也不一定是良好設計。 2） 直線上短距離內多次變坡。 3)小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊。 （ 2)平曲線與豎曲線大小應保持均衡 所謂均衡，是指平、豎曲線幾何要素要大體平衡、勻稱、協(xié)調，不要把過緩與過急、過長與過短的平曲線和豎曲線組合在一起。 3 合成坡度應組合得當，以利于路面排水和行車安全。 道路平面線形和縱面線形的組合設計，就是要得到一個既滿足汽車行駛安全、舒適的要求，能 使工程造價及運營費用經濟，能在司機視覺和心理狀態(tài)方面引起良好反映，同時使道路與沿線周圍環(huán)境和景觀相協(xié)調的道路立體線形，從而達到安全、舒適、快速和經濟的目的。 依據(jù)高等級公路按視 覺效果要求的最小半徑，對應于二級公路行車速度80 /sV km h? 。 3)反向曲線間，一般由直坡段連接，也可徑相連接。由于在其應用范圍內，圓曲線與拋物線幾乎沒有差別，因此，豎曲線通常表示成圓曲線的形式，用圓曲線半徑 R來表示豎曲線的曲率半徑?！稑藴省穼Χ钙碌淖畲笃麻L限制見下表 表 42 各級公路縱坡長度限制 （ m） 公 路 等 級 高 速 公 路 一 二 三 四 計算行車速 度 （ km∕ h） 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20 縱 坡 坡 度 （ %） 3 900 1000 1100 1200 1000 1200 1100 4 700 800 900 1000 800 1000 900 1100 1000 1100 1100 1200 5 600 700 800 800 700 900 800 900 900 1000 6 500 600 600 700 600 700 700 800 7 500 500 600 8 300 400 9 200 得最大坡長： max 700Lm? （ 2）最小坡長限制 二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 22 最小坡長是指相鄰兩個變坡點之間的最小長度。最大縱坡的大小將直接影響路線的長短、使用質量、行車安全以及運營成本和工程的經濟性。 3）縱面線形應與地形相適應，設計成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形，并重 視平縱面線形的組合。 JD8所對應的圓曲線的半徑分別為： 圖 33 JD8 平曲線圖 圖 33 平曲線示意圖 8 600R? 小于不設超高的圓曲線最小半徑： min 2500Rm? 。至少滿足 9s行程。沿線設計有三個平曲線，分別對應于 JD JD JD9，其平曲線要素見下表： 表 33 平曲線要素表 JD △ (176。 緩和曲線 1 緩和曲線形式 緩和曲線的形式有回旋線、三次拋物線、雙紐線、 n 次拋物線、正弦形曲線。 查《標準》取 ? ＝ ， hi ＝ ，得： 280 4 5 8 . 1 2 51 2 7 ( 0 . 0 5 0 . 0 6 )Rm??? 二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 15 b 不設超高的圓曲線最小半徑：取 ? ＝ ， hi ＝ ，得： 280 2 5 1 9 . 6 8 51 2 7 ( 0 . 0 3 5 0 . 0 1 5 )Rm??? 因本路段處于平原微丘區(qū)，查下表可知： 表 31 各級公路圓曲線最小半徑表 圓曲線一般最小半徑： min 400Rm? ，極限最小半徑： min 250Rm? 。 一般認為：直線的最大長度在城鎮(zhèn)附近或其他景色有變化的地點大于 20V 是可以接受的；在景色單調的地點最好控制在 20V以內；而在特殊的地理條件下應特殊處理。 (8) 調查沿線重大工程地質病害的情況，了解工程地質病害的范圍、分布、程度，論證并確定繞避或整治原則。 二級公路工程初步設計（ K6+000~K8+000）段 11 圖 23 選線平面圖 總體設計 總體設計 的原則 (1) 堅持圍繞生態(tài)環(huán)境保護這一主題進行路線方案多方案論證比選的原則 (2) 堅持技術指標與地形條件相互協(xié)調的原則 (3) 堅持按地質條件選線的原則 (4) 堅持對典型工程方案進行綜合比選的原則 (5) 正確處理公路建設與自然景觀、人文景觀的關系 (6) 正確處理公路建設占地、拆遷的關系 (7) 綜合考慮路線與水源地、水利設施的關系 (8) 合理利用路線走廊資源，充分進行分期修建的論證 (9) 綜合考慮鐵路、管線、公路等的交叉處理 (10) 減少土石方數(shù)量，做好土地復墾、棄方造地和恢復植被的設 計 總體設計的要點 (1) 根據(jù)公路功能、等級、交通量，沿線地形與自然條件等，論證并確定設計速度。這種 “ 硬拉直線 ” 或 “ 彎曲求平 ” 的做法，都是不正確的。 1）注意利用有利地形減少工程量， 2）注意平、縱組合合理設計， 3）注意少占耕地不占良田， 路線布設方式 丘陵區(qū)地形復雜，布線方式應隨路線行經地帶的具體地形而采用不同的布線方式。 6）植被 情況 地面的植物覆蓋直接影響到沿線暴雨徑流的形成、水土流失程度的判定，地面已有經濟種植物對征地費用的影響在一定程度上也會影響到路線的走向。以上，路線的平、縱、橫地面大部分受地形限制。以下，相對高差在 100m 以下的丘陵）選線一般不受地形限制。對沿線必須占用的田地，應按國家有關法規(guī)，做好造地還田等規(guī)劃和必要的設計。選線工作面對的是一個十分復雜的自然環(huán)境和社會經濟條件，需要考慮多方面的因素。結構方面的設計是以幾何設計為基礎的，而幾何設計又要考慮各結構方面的要求，