【文章內(nèi)容簡介】 平面設(shè)計中的基本原則 在路線的平面設(shè)計中所要掌握的基本原則有： （ 1） 平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)； 本設(shè)計地區(qū) 部分 地勢開闊，處于平原微丘區(qū)，路線直捷順適，在平面線形三要素中直線所占比例較大。在設(shè)計路線中間地段，地勢有較大起伏，路線 彎轉(zhuǎn) ，曲線所占比例較大。路線與地形相適應(yīng)，既是美學問題，也是經(jīng)濟 問題和保護生態(tài)環(huán)境的問題。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件，片面強調(diào)路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的比例都是錯誤的。 （ 2） 行駛力學上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速路應(yīng)盡量滿足： 線形設(shè)計 應(yīng) 盡量做到線形連續(xù)、指標均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適，計算行車速度越高，線形設(shè)計所考慮的因素越應(yīng)周全。本路線計算行車速度為80Km/h，在設(shè)計中已經(jīng)考慮到平面線形與縱斷面設(shè)計相適應(yīng)，盡量做到了“平包豎”。 （ 3） 保持平面線形的均衡與連貫； 為使一條公路上的車輛 盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意各線形要素保持連續(xù) 8 性而不出現(xiàn)技術(shù)指標的突變。在長直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標準之間要有過渡。本設(shè)計中未曾出現(xiàn)長直線以及高低標準的過渡。 （ 4） 避免連續(xù)急彎的線形； 連續(xù)急彎的線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。在設(shè)計中可在曲線間插入足夠的直線或回旋線。 （ 5） 平曲線應(yīng)有足夠的長度； 平曲線太短，汽車在曲線上行駛時間過短會使駕駛操縱來不及調(diào)整。緩和曲線的長度不能小于該級公路對其最小長度的規(guī)定； 如果 路線轉(zhuǎn)角過小，即使設(shè)置了較大的半徑也容易把曲線長看成比實際的要短， 造成急轉(zhuǎn)彎的錯覺。這種傾向轉(zhuǎn)角越小越顯著，以致造成駕駛者枉作減速轉(zhuǎn)彎的操作。一般認為，θ≤ 7176。應(yīng)屬小轉(zhuǎn)角彎道。在本設(shè)計中平曲線長度都已符合規(guī)范規(guī)定，也不存在小偏角問題。 線形設(shè)計 路線的平面設(shè)計所確定的幾何元素是以設(shè)計行車速度為主要依據(jù)的。本路段平面線形主要以基本線形和 S 型為主。按直線 — 回旋線 — 圓曲線 — 回旋線 — 直線的順序組合 。為了實現(xiàn)行連續(xù)、協(xié)調(diào)，回旋曲線 — 圓曲線 — 回旋線之比盡量符合 1:1:1。本設(shè)計采用 最小緩和曲線長度 105m。 本 設(shè)計 2km 路段內(nèi) 共有 2 個交點 ， 為提高公路使用性能，在圓曲線半 徑的選擇過程中盡量選取較大的半徑。當?shù)匦蜗拗戚^嚴時方可采用極限。本設(shè)計中偏角均大于 7176。，不存在小偏角問題。 路線縱斷面設(shè)計 縱斷面的設(shè)計主要就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟性等，在變化起伏的空間線中選取合適的組合、搭配，以便達到行車安全迅速、運輸經(jīng)濟合理及乘客感覺舒適的目的。 最大縱坡 根據(jù)公路工程技術(shù)標準（ JTG B01_2021）規(guī)定，二級公路（平原微丘區(qū)）的最大縱坡， 應(yīng)不大于 5%，在長路塹路段，以及其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于 %的縱坡 ?？v坡的長度不小于 200 米。當坡度為 4%時，最大坡長為 900 米；當坡度為 5%時，最大坡長為 700 米。當連續(xù)縱坡大于 5%時，應(yīng)在不大于上述長度處設(shè)置緩和坡段，緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于 3%，且其長度不小于 200 米。平均縱坡一般以接近 %為宜，且任何相連 3Km 路段的平均縱坡不宜大于 %。制定最大縱坡時不僅從設(shè)計車型的爬坡能力考慮，還要考慮汽車在縱坡上能否快速，安全及行車的經(jīng)濟性。設(shè)計時，應(yīng)盡可能選用小于規(guī)定最大縱坡的坡值。 9 最小縱坡 在長路塹地段。設(shè)置邊溝的低填方地段以及其他橫向排水不暢地段， 為滿足排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于 %的縱坡，并做好縱、橫斷面的排水設(shè)計。 坡長 二級公路平原微丘區(qū)最小坡長為 200m. 合成坡度 在有平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向。將合成坡度控制在一定范圍之內(nèi)，目的是盡可能避免急彎和陡坡的不利組合，防止因合成坡度過大而引起的橫向滑移和行車危險，保證車輛在彎道上安全而順適的運行。在設(shè)有超高的平曲線上，超高與縱坡的合成坡度值不得超過 9%。當路線的平面和縱坡設(shè)計基 本完成后，應(yīng)檢查合成坡度 I。如果超過最大允許合成坡度時，可減小縱坡或加大平曲線半徑以減小橫坡，或者兩方面同時減小。 縱面設(shè)計經(jīng) 緯地道路設(shè)計軟件反復(fù)計算 優(yōu)化，挖填基本合理，縱坡均勻平緩，利于排水。 豎曲線半徑盡量采用較大值。本路段線位高程在 1028— 1060 之間，共設(shè)有變坡點 2 處。平縱面組合基本順適，方向明確，組合合理。 縱斷面設(shè)計步驟： 變 坡點的確定主要依據(jù)公路工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，比如：最大縱坡、最大及最小坡長的限制、填挖工程量、經(jīng)濟點、施工要求以及路基穩(wěn)定需要等來確定。最終確定邊坡點高程、樁號、 坡長、坡度以及豎曲線半徑、長度等。傳統(tǒng)做法如下： （ 1）準備工作，從地形圖上依據(jù)平面線形讀取高程數(shù)據(jù)， 然后將路線中線高程數(shù)據(jù)輸入緯地道路系統(tǒng)并存盤。 （ 2）標注控制點，控制點是指影響縱坡設(shè)計的標高控制點。本設(shè)計路段的標高控制點主要為：涵洞的路基控制標高。 （ 3）試坡， 在緯地道路設(shè)計軟件上選定起點，然后進行邊坡點的選定，從而設(shè)計縱坡及坡長。 （ 4） 調(diào)整，將設(shè)計生成的縱坡 坡度對照技術(shù)標準檢查設(shè)計的最大最小縱坡坡長等是否滿足平縱配合。 （ 5）定坡，經(jīng)調(diào)整后，逐段把 縱坡的坡度、坡長 確定下來。 （ 6）設(shè)置豎曲線 縱斷面的縱坡確定之后進行邊坡點的豎曲線設(shè)計，豎曲線的半徑一般取為平曲線半徑的 1020 倍。 10 直線回旋線圓曲線不適當回旋線直線平曲線豎曲線位置虛線為不設(shè)回旋線的情況適當 平、縱線性組合的基本要求 （ 1）直線與直坡線、直線與凹形豎曲線、直線與凸形豎曲線、平曲線與直坡線是常用的組合形式。 （ 2）平曲線與豎曲線宜相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。 這種組合是平曲線和豎曲線對應(yīng)設(shè)置，且能做到“平包豎”。豎曲線的起、終點宜設(shè)置在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，其中任一點都不要設(shè)在緩和曲線以外的直 線上或圓曲線內(nèi)，如下圖所示。若平、豎曲線半徑都很大且坡差較小時 ，則平、豎曲線位置可不受上述限制 ；若做不到平、豎曲線較好的組合，可將二者拉開適當?shù)木嚯x，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。 圖 2 平、豎曲線組合示意圖 （ 3）要保持平曲線與豎曲線大小均衡。 平、豎曲線半徑的均衡研究認為：豎曲線半徑為平曲線半徑的 1020 倍，可獲得視覺上的均衡。 （ 4）要選擇適當?shù)暮铣善露取? 本設(shè)計合成坡度不應(yīng)大于 9%且不小于 %。 豎曲線基本要素計算公式 坡度差 21 ii ??? 曲線長 ?RL? 切線長 2LT? 外距 RTE 22? 豎曲線要素的計算過程 已知：豎曲線半徑 mR 20210? ， % ?i ， % ?i ，變坡點樁號 K1+820，變坡點高程 。 ????? ii? ＞ 0，為 凹 形。 11 曲線長： mRL 2 2 6% 0 0 0 0 ???? ? 切線長： mLT 11322262 ??? 外距： mRTE 0002 1132 22 ???? 豎曲線起點的樁號是 TK ??8201 = 1138201 ??K = 7071?K 豎曲線起 點高程為 iT?? = 0 1 3 1 0 5 6 ?? = )(m 豎曲線終點的樁號是 TK ??8201 = 1138201 ??K = 9331?K 豎曲線終點高程為 iT?? =+113? = )(m 以上以 K1+820 樁號為例進行計算，詳細豎曲線要素計算見附件。 5 涵洞 小橋涵施工是公路排水的主要構(gòu)造物，在本路段設(shè)計中小橋涵的多少直接影響工程造價和使用效果。 橋涵位置的選擇 的一般原則 （ 1）天然河流與路線相交處（上游匯水面積大于 ）。 （ 2）農(nóng)田灌溉區(qū)與路線相交處（包括通過大片梯田影響灌溉時應(yīng)設(shè)置）。 涵洞型式選擇 （ 1）新建涵洞以采用無壓力式涵洞為主。為了提高宣泄設(shè)計流量，在不造成淹沒上游農(nóng)田、村莊的前提下，允許涵前較大壅水高度時，可采用壓力式或半壓力式涵洞。 （ 2）設(shè)計流量在 10m3/s 左右時，一般宜采用圓管涵。 但 當路堤高度過 低時 ，圓管涵頂填土高度不足時，宜采用蓋板涵（先考慮采用暗涵，當蓋板涵頂填土高度不足時，再考慮采用明涵）。 涵洞基礎(chǔ)對涵洞質(zhì)量影響很大。磚管、拱涵都要求有較堅實的地基基礎(chǔ)，其 12 他類型的涵洞也要求基礎(chǔ)不能有過 大沉陷，而且沉陷必須均勻。 a) 從經(jīng)濟角度，因地區(qū)不同，造價往往差異很大。當設(shè)計流量較小時，選用鋼筋混凝土蓋板涵或 圓管涵 比較經(jīng)濟。宣泄同樣設(shè)計流量的圓管涵，單孔比多孔經(jīng)濟。 b) 涵洞設(shè)計要方便施工。一段線路上不宜采用過多的涵洞類型，應(yīng)盡可能定型化，便于集中預(yù)制，以節(jié)省模板和保證質(zhì)量。 涵洞 型 式 的確定 由于該地區(qū)降水量 少 。年降水量 為 410mm， 由于降雨量少， 故在考慮采用橋涵跨越時，在較小沖溝處采用涵洞跨越。 經(jīng)計算，本區(qū)域的設(shè)計流量小于10m3/s，故采用圓管涵 。且 圓管涵利于施工，又經(jīng)濟簡便，所以大部分形式均采用無壓力式圓管涵形式， 涵洞詳細設(shè)計見附件。 6 路基設(shè)計 路基應(yīng)根據(jù)其使用要求和當?shù)刈匀粭l件，并結(jié)合施工方案進行設(shè)計，既有足夠的強度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟合理。 影響路基強度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必須采取攔截或排出路基以外的措施，并結(jié)合路面排水，綜合排水設(shè)計，形成完整的排水系統(tǒng)。修筑路基取土和棄土時，應(yīng)符合環(huán)保要求，以適當處理，減少棄土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。 路基寬度設(shè)計 本路段為平原微丘地區(qū)二級公路，車速定為 80 hkm/ ，按照《公路工程技術(shù)標準》（ JTGD20－ 2021），路基的寬度有 10m 和 12m ，本設(shè)計取了一般地區(qū)的一般值為 12m 。行車道寬度為 ，硬路肩寬取 ，土路肩寬取 。 路拱的確定 為了路面排水順暢和保證行 車安全、平穩(wěn)。坡度過小則排水不暢，且不利于行駛安全。所以路拱坡度應(yīng)限制在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)路面類型和當?shù)刈匀粭l件，本設(shè)計采用 % 的路拱橫坡 ， 路 肩 坡度為 % 。 路拱形式采用直線形，以路中線為為基點，設(shè)置雙向路拱橫坡，主要是為便于機械化施工、排水和養(yǎng)護。 平曲線超高設(shè)計 為抵消或減小車輛在平曲線