【正文】 設(shè)的投資大幅增加，國家公路網(wǎng)也在逐 步完善中。隨著人們對效率的看重，對時(shí)間的珍惜，對能夠高速安全行駛的公路的需求也逐漸增大。隨著社會發(fā)展，公路由原來的官道馬路，發(fā)展為現(xiàn)代公路。在時(shí)間和效率的優(yōu)勢上，市場對高速公路的需求大幅上升，高速公路近年來得到飛速的發(fā)展。在設(shè)計(jì)過程中參考了大量文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)遵循相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。具體使用參數(shù)如表 12，表 13，表 14. 表 12 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 公路等級 高速公路 設(shè)計(jì)時(shí)速（ km/h） 80 平面交點(diǎn)數(shù) 3 縱面變坡點(diǎn) 3 路基寬度（ m） 路拱（ %） 2 路基設(shè)計(jì)洪水頻率 1/100 路面結(jié)構(gòu) 瀝青混凝土 表 13 平面線設(shè)計(jì)參數(shù) 起點(diǎn) JD1 JD2 JD3 終點(diǎn) 坐標(biāo) N(X) 左邊 E(Y) 半徑 900m 600m 750m 轉(zhuǎn)角值 16176。沿線膨脹土分布廣泛，路線位于安寧河中段，主要為侵蝕堆積河谷平原地貌和侵蝕構(gòu)造隴裝中山地貌，可分為峽谷區(qū)和寬谷區(qū)。 前震旦系晉寧期花崗巖（γ 21），褐黃色、褐紅色、褐灰～灰白色，中～粗粒自形～半自形結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)。 地質(zhì)水文評價(jià) 區(qū)內(nèi)水系主要為安寧河水系，屬金沙江的二級支流，自北向南徑流。便于合理利用沿線的材料，也可降低工程費(fèi)用，節(jié)約資源。 （ 4） 應(yīng)當(dāng)充分利用建設(shè)用地，嚴(yán)格保護(hù)農(nóng)用耕地。 選線過程 選線整體思路 在電子地圖上整體觀察，記住基本的控制點(diǎn)，然后進(jìn)行選線。 比選方案 該地區(qū)為 山嶺重丘區(qū)，設(shè)計(jì)車速為 80km/h，考慮道路等級和沿線地質(zhì)水文情況，結(jié)合道路線形設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基本原則進(jìn)行選線。 路線經(jīng)過 的最大高程為 1787， 高程起伏突變較小 ， 挖方量相對較小。然而從道路的起點(diǎn)到終點(diǎn)之間往往不能用一條直線將其連接起來。 直線同時(shí)具備缺點(diǎn)：直線線形靈活性差，難以與地形、地物等周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)；過長的直線易使人感到單調(diào)、疲倦、注意力難以集中；直線路段上難以目測車輛之間的距離；長直線容易導(dǎo)致高速行車，引發(fā)交通事故等。 B． 市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)。我國在道路設(shè)計(jì)中參照國外的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)德國和日本的規(guī)定：直線的最大長度（單位為 20v）（ v— 設(shè)計(jì)速度， km/h）。在選用曲線半徑時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)時(shí)速相適應(yīng)。 C．回旋線長度規(guī)定如規(guī)范表 。然后在 CAD圖上量取兩相鄰交點(diǎn)的直線距離，同時(shí)結(jié)合起終點(diǎn)的坐標(biāo)，可算出交點(diǎn)的坐標(biāo)，然后計(jì)算各直線的坐標(biāo)方位角，進(jìn)而計(jì)算出轉(zhuǎn)點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角值，具體如下： 具體結(jié)果可由下列公式計(jì)算， （ 1）切線角公式： （ 2）曲線要素公式：內(nèi)移值： 切線增值： 切線長： 曲線長： 外距： 切曲差： hhh LTJ ?? 2 （ 47） )14( ?342 238424 RLRLp ss ?? )24( ?232402 RLLq ss ?? )34( ?? ? qpRTh ??? 2tan ? )44( ?sh LRL ?? 18 0??)54( ?? ? RpRE h ??? 2s e c ? )64( ? 西南科技大學(xué)本科生畢 業(yè)論文 14 （ 3）旋曲線參數(shù)公式 A= RLs? = （ 48） （ 4）主點(diǎn)樁號的計(jì)算公式： 直緩點(diǎn)： hTJDZH ?? （ 49） 緩圓點(diǎn)： sLZHHY ?? （ 410） 圓緩點(diǎn)： )2( sh LLHYYH ??? （ 411） 緩直點(diǎn)： SLYHHZ ?? （ 412） 曲中點(diǎn)： 交點(diǎn) (校核 )： 由在第三章選線中，在方案比選后，已選擇了最佳方案。 （ 2） JD2 曲線要素的計(jì) 算： 取 sL =160m minL =70m ，則 JD2的曲線要素為： = = 切線長： = 曲線長： = 外距： = 切曲差： hhh LTJ ?? 2 = （ 3） 回旋曲線參數(shù)計(jì)算 ： 1803 ?? RLs ??342 268824 RLRLp ss ??232402 RLLq ss ??? ? qpRTh ??? 2tan ?sh LRL ?? 18 0??? ? RpRE h ??? 2s e c ? 西南科技大學(xué)本科生畢 業(yè)論文 17 A= RLs? = 600160? =, 滿足 R/3≤ A≤ R 的關(guān)系 （ 4） 主點(diǎn)樁號計(jì)算 已知 JD2樁號：起點(diǎn)樁號 +1l +2l hJ = K2+ 直緩點(diǎn)： hTJDZH ?? = K2+ 緩圓點(diǎn)： sLZHHY ?? = K2+ 圓緩點(diǎn)： )2( sh LLHYYH ??? = K2+ 緩直點(diǎn)： SLYHHZ ?? = K2+ 曲中點(diǎn)： = K2+ 交點(diǎn) (校核 )： （校核無誤） JD3的轉(zhuǎn)角及其曲線要素的計(jì)算 : （ 1） JD3轉(zhuǎn)角的計(jì)算 由平面圖的幾何關(guān)系可得出 JD1 的轉(zhuǎn)角 ? 1 =20176。 縱斷面線形設(shè)計(jì)應(yīng)對地形、地質(zhì)、水文、地下管線、氣候和排水等進(jìn)行綜合考慮，線形應(yīng)平順而圓滑。由文獻(xiàn) [1]可知，設(shè)計(jì)車速 80km/h，最大縱坡為 5％；設(shè)計(jì)車速在 120Km/h， 100Km/h， 80Km/h 的高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證合理，最大縱坡可增大 1％；越嶺路線連續(xù)上坡（或下坡）路段，相對高差為 200～ 500m 時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于%，相對高差大于 500m時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于 5%。一般情況下以不小于 %為宜。 直線與縱斷面的組合 平面直線與縱面直線組合 從視覺心理分析來看，由于這種線形單調(diào)、枯燥、在行車過程中視景無變化，容易使司機(jī)產(chǎn)生疲勞和超車頻繁，因而在組合時(shí)一般應(yīng)避免這種情況。如果平曲線的中點(diǎn)與豎曲線的頂（底）點(diǎn)位置錯(cuò)開不超過平曲 西南科技大學(xué)本科生畢 業(yè)論文 23 線長度的四分之一時(shí)，仍然可以獲得比較滿意的外觀。避免出現(xiàn)“暗凹”，“跳躍”等不良現(xiàn)象。變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到 10m整樁號上。從起點(diǎn)到第一變坡點(diǎn)坡長為 1690m，滿足坡長要求，縱坡 %；從第一變坡點(diǎn)到第二變坡點(diǎn)縱坡坡長為 970m，滿足坡長要求，縱坡為%；從第二變坡點(diǎn)到第三變坡點(diǎn)縱坡坡長為 1110m，滿足坡長要求，縱坡為 %；從第三 變坡點(diǎn)到終點(diǎn)縱坡坡長 ，滿足坡長要 求，縱坡為 %。 結(jié)合地形、地貌，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，并結(jié)合平豎曲線匹配的原則，選定適當(dāng)?shù)呢Q曲線半徑，然后利用如下公式計(jì)算豎曲線的幾何要素，同時(shí)檢查豎曲線設(shè)計(jì)是否與平曲線發(fā)生沖突。 繪制完地面線后，繪出平面直線，平曲線，以便之后的平縱的組合設(shè)計(jì)，結(jié)合區(qū)域內(nèi)實(shí)際地形地貌，在路線縱斷面圖上選擇控制點(diǎn)。 （ 2）小半徑豎曲線不宜與緩和曲 線相重疊。 平曲線與縱斷面的組合 平曲線與縱斷面組合要素 只要平曲線半徑選擇適當(dāng)、平面的直線與圓曲線組合恰當(dāng)，在透視圖上顯示的視覺效果應(yīng)是良好的。 平縱組合設(shè)計(jì) 平縱組合設(shè)計(jì)原則 應(yīng)保持線形在視覺上連續(xù)性 ,能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線 ,使之在高速行駛的情況下 ,能安全舒適地行車。 西南科技大學(xué)本科生畢 業(yè)論文 21 最小縱坡長度 由文獻(xiàn) [1]可知，本設(shè)計(jì)車速的最小坡長為 200m。 路線交叉處前后的縱坡應(yīng)平緩。 曲線 2和曲線 3 之間的直線長度為： = 滿足要求。為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，最終和緩和曲線取 sL =120m。 全線共設(shè)置 3個(gè)平曲線，每個(gè)曲線均設(shè)置有緩和曲線。 C．圓曲線半徑不宜超過 10000m。這個(gè)直線長度是指前一曲線的終點(diǎn) （緩直 HZ或圓直 YZ）到后一曲線起點(diǎn)（直緩 ZH或直圓 ZY）之間的長度。 直線路段的注意事項(xiàng) A． 長直線上的縱坡不宜過大，因?yàn)殚L直線與下陡坡相重合的路段更容易導(dǎo)致高速行駛 B．長直線盡頭的平曲線半徑應(yīng)盡量大一些，以保證線形的連續(xù)性，除了保證曲線超高、視距等符合相應(yīng)的規(guī)定外，還必須采取設(shè)置標(biāo)志、增加路面抗滑能力等必要的安全措施。 （ 3） 緩和曲線 西南科技大學(xué)本科生畢 業(yè)論文 11 緩和曲線是道路平面線形要素之一，它設(shè)置在直線與圓曲線之間或兩個(gè)圓曲線之間的曲率半徑逐漸變化的線形。直線是曲率為零的線形，圓曲線是曲率為常數(shù)的線形，緩和曲線是曲率逐漸變化餓線形。為了研究和設(shè)計(jì)上的方便，通常把它分解為路線的平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)計(jì)。 方案一： 路線 部分地段需要占 一個(gè)采石場 。 （ 4） 選線好了之后，再從不同的角度考慮，選擇備選路線 ，以備考慮更改路線。 （ 8） 路線設(shè)計(jì)是立體線形設(shè)計(jì)，在選線時(shí)即考慮平、縱、橫面得相互間組合與合理配合。 （ 2） 影響選擇控制點(diǎn)的因素多且相互關(guān)聯(lián)、又相互制約，應(yīng)根據(jù)公路功能和使用任務(wù)，全面權(quán)衡、分清主次，處理好全局與局部的關(guān)系，并注意由于局部難點(diǎn)的突破而引起的關(guān)系轉(zhuǎn)換給全局帶來的影響。此外，安寧河及沿線天然河流中，卵碎石和天然砂儲量較豐 富，便于采購。 第四系全新統(tǒng)崩坡積層（ Q4c+dl） :多分布在斜坡坡腳地帶，厚薄不均，土性以快碎石土為主，結(jié)構(gòu)松散 ~稍密。測區(qū)內(nèi)降雨多以暴雨或陣雨為特征、地域性強(qiáng)、中心集中、易發(fā)生洪水、泥石流、滑坡、崩塌等自然地質(zhì)災(zāi)害。 縱斷面設(shè)置有 3 個(gè)變坡點(diǎn)。設(shè)計(jì)應(yīng)包括路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)、路線橫斷面設(shè)計(jì)、路基防護(hù)工程及排水設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。并盡量滿足“經(jīng)濟(jì)、適用、安全、美觀、環(huán)保”的設(shè)計(jì)宗旨。公路工程項(xiàng)目的建設(shè)，直接為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供技術(shù)物質(zhì)服務(wù)設(shè)施的關(guān)聯(lián)，在促進(jìn)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮了巨大的作用。公路運(yùn)輸本身具有機(jī)動靈活、迅速方便及建設(shè)投資少、周期短、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)包括路面平面設(shè)計(jì)、路面在縱斷面設(shè)計(jì)、路線橫斷面設(shè)計(jì) 、有關(guān)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)（橋涵橫、縱斷面設(shè)計(jì)）、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防護(hù)工程及排水設(shè)計(jì)。為使行車舒適安全，各項(xiàng)指標(biāo)盡量不采用極限值。設(shè)置有擋墻以保護(hù)路堤。全年平均氣溫 ~℃，無霜期 294 天；春早，夏熱，秋短，冬溫，氣候溫和，熱量充沛。 地震狀況： 路線通過的地震帶為龍門山地震帶，此區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造斷裂縱橫分布，大多數(shù)現(xiàn)今仍有活動跡象。砂礫石主要用于混凝土細(xì)骨料和路面底基層，能滿足線路建（構(gòu)）筑物要求。 （ 3） 應(yīng)對路線所經(jīng)區(qū)域、走廊帶及其沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入調(diào)查勘測，查清其對公路工程的影響程度。 選線步驟 （ 1） 選線可采用紙上定線或現(xiàn)場定線的方法。 （ 5） 在選好的路線上，設(shè)置平曲線，根據(jù)地形地貌和需要繞避的構(gòu)筑物和自然狀況，根據(jù)規(guī)范選擇合適的曲線半徑和緩和曲線（回旋線）長度。 路線經(jīng)過 的最大高程達(dá)到了 1788， 高程起伏突變較大， 挖方量相對較大。三者既需要分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，又需要綜合考慮 。三要素是道路平面線形最基本得組成，在道路上各要素 所占比例難以量化規(guī)定，但只要各要素使用合理、組合得當(dāng)，均可以得到較為理想的平面線形。《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，除四級公路可不設(shè)置緩和曲線外，其余各級公路在半徑小于不設(shè)超高最小半徑時(shí)都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。 C．為了緩和長直線帶來的呆板 ，長直線宜與大半徑凹形豎曲線組合為宜。 對于最小 直線長度： JTG D20— 2020 《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱規(guī)范）規(guī)定同 ：設(shè)計(jì)速度大于或 等于 60km/h 時(shí)， 同向圓曲線的最小長度（以 m