【正文】 縱坡拉坡設(shè)計(jì)見下圖： 圖 縱坡設(shè)計(jì) 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和前面兩個(gè)小節(jié)得出的結(jié)論，將豎曲線設(shè)計(jì)參數(shù)列于下表： 表 縱坡 技術(shù)取值表 SJD 縱坡（ %） R（ m） T（ m） 坡長（ m） 起點(diǎn) 240 1 6000 117 500 2 6000 144 410 3 2021 111 340 4 3000 600 5 4000 132 420 6 9000 99 440 7 9000 終點(diǎn) 由上表可知，設(shè)計(jì)路段的坡長以及縱坡坡度均滿足規(guī)范要求。 （ 3）試坡：在已標(biāo)出 “ 控制點(diǎn) ” 的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，以控制點(diǎn)為依據(jù)，穿插與取直，試定出若干直坡線。 拿 SJD1 來說，因?yàn)榍捌聻槎钙?，后坡為緩坡，坡度差距較大，選擇豎曲線時(shí)，在滿足坡長限制的同時(shí)盡可能選擇大半徑，值得注意的是 SJD1 位于平曲線上，在選取半徑值時(shí)，不僅要考慮本身豎曲線的線形指標(biāo)，還要考慮平縱組合設(shè)計(jì)，使其滿足“平包豎、豎包圓”的原則。 （ 4）最小坡長 據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D202021） ，設(shè)計(jì)車速 60km/h 時(shí)最小坡長 150m，顯然，八個(gè)縱坡坡長取值滿足規(guī)范規(guī)定的最小縱坡長度。路線經(jīng)過兩處地勢較低的田地，中間又有地勢較高的山地，因此這兩段填方較高，路線起點(diǎn)標(biāo)高較高，以 %的坡下坡，經(jīng)過一個(gè)小山丘后，就是標(biāo)高較低的水田。 01′ ″(Y) 300 100 終點(diǎn) . 曲線參數(shù)和主點(diǎn)樁號計(jì)算 確定各交點(diǎn)的參數(shù)后即可計(jì)算該交點(diǎn)的曲線要素以及主點(diǎn)樁號。 樁位的敷設(shè)：（利用切線支距法） 樁號的敷設(shè)的計(jì)算方法如下： 在回旋曲線上， 22540 lsRllx ?? 3373 3366 lsRlR lsly ?? 式（ ） 在圓曲線上 , mm Rqx ?sin?? )c o s1( mm RRy ????? )2(0 R lsl mmm ???? ??? 式 () 其中： ml 圓曲線上任意點(diǎn) m 到緩和曲線終點(diǎn)的弧長（ m） l 和曲線上的任意點(diǎn)到 ZH 或 HZ 點(diǎn)的長度（ m） 曲線主點(diǎn)樁號計(jì)算： ZH=JDT HY=ZH+lh YH=HY+Ly 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 HZ=YH+lh QZ=HZL/2 式 () JD2=JD1+LABJ1 式 () 其中： lh緩和段長度（ m） Ly圓曲線長（ m） J校正值 (J=2TL) T總切線長（ m） LABJD1 到 JD2 間的距離（ m） 用此方法可以定出各交點(diǎn)對應(yīng)的主點(diǎn)位置，圓曲線用圓規(guī)在地形圖上畫出，而緩和曲線則用曲線板畫，從而定出路中線。關(guān)于緩和曲線長度的確定主要考慮下列三點(diǎn)因素： 最小緩和曲線長度： ls≥ 50 米 超高緩和段長度 按 Lc=piib gc )( ?計(jì)算，式中： 式 () Lc超高緩和段長度 B路面寬度，取 米 Ic最大超高橫坡（ %） Ig路拱橫坡 （ %） ｐ 超高漸變率 且一般應(yīng)滿足 Ls＞ Lc 當(dāng) Lc50 時(shí)取 Ls=50,當(dāng) Ls50 時(shí) ,Ls=Lc。由于所經(jīng)地區(qū)為丘陵地區(qū)，通過的埡口位置選擇也成了重要控制因素。注意與農(nóng)田基本建設(shè)的配合 ，做到少占耕地，并應(yīng)量不占高產(chǎn)田，經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物田或穿過經(jīng)濟(jì)園林等。 （ 2）選線原則 ① 路線的基本走向必須與公路的主客觀條件相適應(yīng)。 （ 3） 緩和曲線 在直線和圓曲線間或半徑不同的圓曲線間設(shè)置曲率半徑連續(xù)變化的曲線即為緩和曲線。 ③選擇半徑時(shí)應(yīng) 結(jié)合前后線形綜合考慮，以形成連續(xù)的線形。%? ）。根據(jù)國外資料介紹，對于設(shè)計(jì)車速大于或者等于 60km/h 的公路，最大直線長度為以汽車按設(shè)計(jì)車速行駛 70s 左右的距離控制；一般直線路段的最大長度（以 m 計(jì)）應(yīng)控制在設(shè)計(jì)車速（以 km計(jì)）的 20 倍為宜。本次設(shè)計(jì)的地形上重要的控制點(diǎn)有兩處：一是在設(shè)計(jì)段內(nèi)有一個(gè)養(yǎng)豬場和水泥廠，路線不能侵占廠區(qū)的地；二是橋梁位置作為路線的控制點(diǎn)。 選線基本原則： 路線的基本走向必須與公路的主客觀條件相適應(yīng)。 本設(shè)計(jì)依據(jù)為給定的任務(wù)書、地形圖資料以及交通部頒布的現(xiàn)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為增加行車舒適性采用瀝青混凝土路面，考慮交通量和設(shè)計(jì)年限，確定合理的路面厚度。 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以使我們在如何進(jìn)行公路施工圖設(shè)計(jì)方面進(jìn)行一次全面的、系統(tǒng)的訓(xùn)練，使我們了解公路施工圖設(shè)計(jì)所包括的工作內(nèi)容、工作程序、施工圖設(shè)計(jì)文件所包括的內(nèi)容及文件的編制辦法等，為今后從事公路工程設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。本次通過設(shè)計(jì)實(shí)例―― 黔武二級公路施工圖設(shè)計(jì) B段 按新建二級公路設(shè)計(jì)，使我們能掌握道路設(shè)計(jì)過程的一些基本的原則，了解道路基本設(shè)計(jì)的內(nèi)容和程序等。在設(shè)計(jì)中考慮實(shí)際地形條件情況下盡量采用大半徑曲線和不過量增加土石方的情況下采用較緩縱坡，同時(shí)考慮平縱組合，盡量使線形合理順直，行車舒適順暢。 本設(shè)計(jì)任務(wù)為 ：公路等級及主要技術(shù)指標(biāo)的確定，紙上選線及方案比選，線路設(shè)計(jì)，路基設(shè)計(jì)，防護(hù)工程設(shè)計(jì)，小橋涵設(shè)計(jì)以及施工圖預(yù)算。 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2章 路 線 平 面 設(shè) 計(jì) 根據(jù)任務(wù)書，本設(shè)計(jì)高速公路，設(shè)計(jì)車速為 60km/h。 平面線形設(shè)計(jì)首先要選取平面控制點(diǎn)，再通過控制點(diǎn)連線以確定交點(diǎn)坐標(biāo)，即所謂的“以點(diǎn)定線，以線交點(diǎn)”的原則。關(guān)于直線的最大最小長度應(yīng)該有所限制，從理論上求解是非常困難的，主要是根據(jù)駕駛員的視覺反應(yīng)及心理上的承受能力來決定。一般還要考慮不設(shè)超高的最小半徑，設(shè)計(jì)時(shí)速為 60km/h 時(shí)不設(shè)超高的最小半徑為 1500m（路拱≤%）、 1900m（路拱 ②當(dāng)?shù)匦螚l件不受限制時(shí)，應(yīng)盡量采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑為宜。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以盡量避免。 道路選線的主要任務(wù)是：確定道路的走向和總體布局；具體確定道路的交點(diǎn)位置和選定道路曲線的要素，通過紙上或?qū)嵉剡x線，把路線的平面位置確定下來。 ③ 注意與農(nóng)業(yè)配合，選取線時(shí)要處理好公路與農(nóng)業(yè)的關(guān)系。 ① 方案的確定 根據(jù)所給定的起終點(diǎn)這兩個(gè)控制點(diǎn)，仔細(xì)閱讀平面圖，從起點(diǎn)到終點(diǎn)必須經(jīng)過一條河溝，因此跨河位置的選擇成了控制因素之一。 β 式 () 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 路線的轉(zhuǎn)角等于后一方位角減去前一方位角，即 α =θ 2 θ 1 （α是“ +”為右轉(zhuǎn)，α是“ ”為左轉(zhuǎn)） 式 () 交點(diǎn)間距： D= 212212 )()( yyxx ??? 式 () ③ 平曲線設(shè)計(jì)及敷設(shè) 緩和曲線長度的確定 二級公路其最短緩和曲線長為 50 米。 本設(shè)計(jì)有 六 個(gè)平曲線，均為基本型曲線。 33′ ″(Z) 800 100 6 44176。 縱觀本設(shè)計(jì)整個(gè)路段的地形圖，除了最后路線段穿過耕地，地勢平坦，視線良好，其余路段都比較陡。根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D202021） 規(guī)定，設(shè)計(jì)車速為 60 km/h 最大坡長如下表： 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 表 設(shè)計(jì)車速為 60 km/h高速公路的縱坡長度取值表 縱坡坡度 (%) 3 4 5 6 縱坡長度 (m) 1200 1000 800 600 而設(shè)計(jì)中總共有八個(gè)縱坡，分別是 %、 %、 %、 %、 %、 %、%、 %，坡長分別取值為 240m、 500m、 410m、 340m、 600m、 420m、 440m、。根據(jù)規(guī)范，對于二級公路，凸曲線半徑大于 9000m，凹曲線半徑大于 6000m 時(shí)，豎曲線線形較好，凹形豎曲線超重不致過大，而凸形豎曲線的失重現(xiàn)象也將減小。 （ 2）標(biāo)注控制點(diǎn)：如路線起、終點(diǎn)，越嶺埡口，重要橋涵，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進(jìn)出口，平面交叉和立體交叉點(diǎn)，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制標(biāo)高以及受其他因素限制路線必須通過的標(biāo)高控制點(diǎn)等。 （ 8）計(jì)算各樁號處的填挖值：根據(jù)該樁號處地面標(biāo)高和設(shè)計(jì) 標(biāo)高確定。 SJD1 處豎曲線為凹形豎曲線，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要保持兩者的均衡。雖然路拱對排水有利，但不利于行車。為適應(yīng)行車要求，圓曲線上必須設(shè)置超高，以消除離心力引起的行車不適。 （ ） 說明： （路基邊緣）之高差 。排水溝渠應(yīng)選擇地形，地質(zhì)較好的地段通過，以節(jié)約加固工程投資。 . 路堤邊坡 沿線山體穩(wěn)定，無不良地質(zhì)狀況，故路堤邊坡坡度。路基排水主要是溝渠排水。 同時(shí)要將排水系統(tǒng)綜合起來考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)需要將水引至低洼處，必要時(shí)添設(shè)涵洞，將水引入路基另一側(cè)，因此涵洞的設(shè)置也會影響邊溝長度。 . 路拱形式的確定 綜合考慮 機(jī)械化施工、排水和養(yǎng)護(hù)， 本設(shè)計(jì)采用直線型路拱，即采用雙向坡面，即路拱兩側(cè)是傾斜直線，拱頂在路面的中心線上 . 取土、棄土設(shè)計(jì)方案 路線經(jīng)過地段均為耕地，土源稀少，原則上挖方就近調(diào)運(yùn)填方。 以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層底拉應(yīng)力， 各級軸載換算采用規(guī)范規(guī)定算式計(jì)算（小于 25kN 的軸載不計(jì)） 。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)里面給定的交通量進(jìn)行軸載分析。因此選用標(biāo)準(zhǔn)矩形斷面作為邊溝的斷面形式。 因?yàn)檫厹喜挥眠M(jìn)行水文計(jì)算，因此，為了保證其內(nèi)坡穩(wěn)定，一般選用標(biāo)準(zhǔn)斷面。 . 路塹邊坡 路塹邊坡一般相鄰兩級臺階中上一級臺階坡度較下一級臺階平緩。路基邊坡坡度表示邊坡高度與邊坡寬度的比值。 本路 段 位于重慶西南地區(qū)，為中山丘陵盆地地貌類型，屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，雨量充沛，多年平均降雨量 1085～ 1142mm。本設(shè)計(jì)為繞行車道內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)。 路肩的設(shè)置則為硬路肩采用了與路面坡度相同的 %，而土路肩，為了能迅速排出路面上的降水， 規(guī)范規(guī)定其橫坡度一般較路拱橫坡增加 1%～ 2%。并且兩者組合時(shí)，不僅考慮前面所說的 “平包豎、豎包圓” ，還要使平豎曲線保持均衡， 可以獲得視覺舒適、誘導(dǎo)效果良好的空間曲線。 例：變坡點(diǎn) 1： (1) 豎曲線要素計(jì)算： 里程和樁號 K0+ i1=% i2= % 取半徑 R=6000m w= i2﹣ i1=%﹣ （ %） =% (凹 形 ) 曲線長 L=Rw=6000 %=234m 切線長 234 11722LT ? ? ? 外距 22117 1 .1 4 12 2 6 0 0 0TJmR? ? ?? 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號 =(K0+)﹣ 117=K0+123 豎曲線起點(diǎn)高程 =+117 %） = 豎曲線終點(diǎn)樁號 =( K0+) +117= K0+357 豎曲線終點(diǎn)高程 = 117 %= 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)速度大于或等于 60km/h 的公路，應(yīng)注重路線平、縱組合設(shè)計(jì)，不僅要滿足汽車運(yùn)動學(xué)和力學(xué)要求，而且還應(yīng)充分考慮駕駛者在視覺上和心理上的要求，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。 （ 5）核對：選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖，作橫斷面設(shè)計(jì)圖，檢查是否出現(xiàn)填挖過大、坡腳落空或過遠(yuǎn)、擋土墻工程過大等情況，若有問題應(yīng)調(diào)整。 《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D202021）規(guī)定在設(shè)計(jì)速度為 60km/h 時(shí)，凹形豎曲線 半徑的一般值為 1500m；極限值為1000m。豎曲線參數(shù)一般對其半徑取值有所規(guī)定。路線后段是地面高程較高的山 地，所以選擇 %的陡坡上坡，由于上坡段長度較長，所以中間加入3%的緩和坡段，最后路段是比較平坦的田地路段，整體采用 %的緩坡，均勻提高路線標(biāo)高以達(dá)到終點(diǎn)標(biāo)高。 二級公路對縱坡的最大值和最小值都有所規(guī)定。 42′ ″(Y) 300 100 2 33176。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮以上因素，最終確定緩和曲線的長度。 ② 交點(diǎn)位置 ,交 點(diǎn)間距 ,轉(zhuǎn)角的確定 : 方案設(shè)計(jì)中 ,在做好導(dǎo)向線 ,確定交點(diǎn)后。 ⑤ 選線時(shí)應(yīng)綜合考慮路與橋的關(guān)系。根據(jù) 1： 2021帶狀地形圖，路線的走向所要解決的問題是在保證公路線形等級標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)如何避免少拆遷、少占地，減少填挖方數(shù)量以降低和節(jié)約公路造價(jià)的問題。緩和曲線可采用回