【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平面設(shè)計(jì)中的基本原則 在路線的平面設(shè)計(jì)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(jì)地區(qū) 部分 地勢(shì)開(kāi)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(jì)路線中間地段，地勢(shì)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(xué)問(wèn)題，也是經(jīng)濟(jì) 問(wèn)題和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的問(wèn)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(qiáng)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(cuò)誤的。 （ 2） 行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺(jué)和心理上的要求對(duì)高速路應(yīng)盡量滿足： 線形設(shè)計(jì) 應(yīng) 盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺(jué)良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適，計(jì)算行車速度越高，線形設(shè)計(jì)所考慮的因素越應(yīng)周全。本路線計(jì)算行車速度為80Km/h，在設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮到平面線形與縱斷面設(shè)計(jì)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(biāo)的突變。在長(zhǎng)直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過(guò)渡。本設(shè)計(jì)中未曾出現(xiàn)長(zhǎng)直線以及高低標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)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(lái)不良影響。在設(shè)計(jì)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(zhǎng)度； 平曲線太短，汽車在曲線上行駛時(shí)間過(guò)短會(huì)使駕駛操縱來(lái)不及調(diào)整。緩和曲線的長(zhǎng)度不能小于該級(jí)公路對(duì)其最小長(zhǎng)度的規(guī)定； 如果 路線轉(zhuǎn)角過(guò)小，即使設(shè)置了較大的半徑也容易把曲線長(zhǎng)看成比實(shí)際的要短， 造成急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)覺(jué)。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(rèn)為，θ≤ 7176。應(yīng)屬小轉(zhuǎn)角彎道。在本設(shè)計(jì)中平曲線長(zhǎng)度都已符合規(guī)范規(guī)定，也不存在小偏角問(wèn)題。 線形設(shè)計(jì) 路線的平面設(shè)計(jì)所確定的幾何元素是以設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)采用 最小緩和曲線長(zhǎng)度 105m。 本 設(shè)計(jì) 2km 路段內(nèi) 共有 2 個(gè)交點(diǎn) ， 為提高公路使用性能，在圓曲線半 徑的選擇過(guò)程中盡量選取較大的半徑。當(dāng)?shù)匦蜗拗戚^嚴(yán)時(shí)方可采用極限。本設(shè)計(jì)中偏角均大于 7176。，不存在小偏角問(wèn)題。 路線縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面的設(shè)計(jì)主要就是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，在變化起伏的空間線中選取合適的組合、搭配，以便達(dá)到行車安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺(jué)舒適的目的。 最大縱坡 根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（ JTG B01_2021）規(guī)定，二級(jí)公路（平原微丘區(qū)）的最大縱坡， 應(yīng)不大于 5%，在長(zhǎng)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 。縱坡的長(zhǎng)度不小于 200 米。當(dāng)坡度為 4%時(shí)，最大坡長(zhǎng)為 900 米；當(dāng)坡度為 5%時(shí)，最大坡長(zhǎng)為 700 米。當(dāng)連續(xù)縱坡大于 5%時(shí)，應(yīng)在不大于上述長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)不僅從設(shè)計(jì)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(jì)性。設(shè)計(jì)時(shí)，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(zhǎng)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(jì)。 坡長(zhǎng) 二級(jí)公路平原微丘區(qū)最小坡長(zhǎng)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(guò)大而引起的橫向滑移和行車危險(xiǎn)，保證車輛在彎道上安全而順適的運(yùn)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(guò) 9%。當(dāng)路線的平面和縱坡設(shè)計(jì)基 本完成后，應(yīng)檢查合成坡度 I。如果超過(guò)最大允許合成坡度時(shí)，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(shí)減小。 縱面設(shè)計(jì)經(jīng) 緯地道路設(shè)計(jì)軟件反復(fù)計(jì)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(diǎn) 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(jì)步驟： 變 坡點(diǎn)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(zhǎng)的限制、填挖工程量、經(jīng)濟(jì)點(diǎn)、施工要求以及路基穩(wěn)定需要等來(lái)確定。最終確定邊坡點(diǎn)高程、樁號(hào)、 坡長(zhǎng)、坡度以及豎曲線半徑、長(zhǎng)度等。傳統(tǒng)做法如下： （ 1）準(zhǔn)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(biāo)注控制點(diǎn)，控制點(diǎn)是指影響縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高控制點(diǎn)。本設(shè)計(jì)路段的標(biāo)高控制點(diǎn)主要為：涵洞的路基控制標(biāo)高。 （ 3）試坡， 在緯地道路設(shè)計(jì)軟件上選定起點(diǎn)，然后進(jìn)行邊坡點(diǎn)的選定，從而設(shè)計(jì)縱坡及坡長(zhǎng)。 （ 4） 調(diào)整，將設(shè)計(jì)生成的縱坡 坡度對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的最大最小縱坡坡長(zhǎng)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(zhǎng) 確定下來(lái)。 （ 6）設(shè)置豎曲線 縱斷面的縱坡確定之后進(jìn)行邊坡點(diǎn)的豎曲線設(shè)計(jì)，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(dāng)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(dāng) 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(zhǎng)于豎曲線。 這種組合是平曲線和豎曲線對(duì)應(yīng)設(shè)置，且能做到“平包豎”。豎曲線的起、終點(diǎn)宜設(shè)置在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)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(shí) ，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(kāi)適當(dāng)?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(rèn)為：豎曲線半徑為平曲線半徑的 1020 倍，可獲得視覺(jué)上的均衡。 （ 4）要選擇適當(dāng)?shù)暮铣善露取? 本設(shè)計(jì)合成坡度不應(yīng)大于 9%且不小于 %。 豎曲線基本要素計(jì)算公式 坡度差 21 ii ??? 曲線長(zhǎng) ?RL? 切線長(zhǎng) 2LT? 外距 RTE 22? 豎曲線要素的計(jì)算過(guò)程 已知：豎曲線半徑 mR 20210? ， % ?i ， % ?i ，變坡點(diǎn)樁號(hào) K1+820，變坡點(diǎn)高程 。 ????? ii? ＞ 0，為 凹 形。 11 曲線長(zhǎng)： mRL 2 2 6% 0 0 0 0 ???? ? 切線長(zhǎng)： mLT 11322262 ??? 外距： mRTE 0002 1132 22 ???? 豎曲線起點(diǎn)的樁號(hào)是 TK ??8201 = 1138201 ??K = 7071?K 豎曲線起 點(diǎn)高程為 iT?? = 0 1 3 1 0 5 6 ?? = )(m 豎曲線終點(diǎn)的樁號(hào)是 TK ??8201 = 1138201 ??K = 9331?K 豎曲線終點(diǎn)高程為 iT?? =+113? = )(m 以上以 K1+820 樁號(hào)為例進(jìn)行計(jì)算，詳細(xì)豎曲線要素計(jì)算見(jiàn)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(jì)中小橋涵的多少直接影響工程造價(jià)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(guò)大片梯田影響灌溉時(shí)應(yīng)設(shè)置）。 涵洞型式選擇 （ 1）新建涵洞以采用無(wú)壓力式涵洞為主。為了提高宣泄設(shè)計(jì)流量，在不造成淹沒(méi)上游農(nóng)田、村莊的前提下，允許涵前較大壅水高度時(shí)，可采用壓力式或半壓力式涵洞。 （ 2）設(shè)計(jì)流量在 10m3/s 左右時(shí)，一般宜采用圓管涵。 但 當(dāng)路堤高度過(guò) 低時(shí) ，圓管涵頂填土高度不足時(shí)，宜采用蓋板涵（先考慮采用暗涵，當(dāng)蓋板涵頂填土高度不足時(shí)，再考慮采用明涵）。 涵洞基礎(chǔ)對(duì)涵洞質(zhì)量影響很大。磚管、拱涵都要求有較堅(jiān)實(shí)的地基基礎(chǔ)，其 12 他類型的涵洞也要求基礎(chǔ)不能有過(guò) 大沉陷，而且沉陷必須均勻。 a) 從經(jīng)濟(jì)角度，因地區(qū)不同，造價(jià)往往差異很大。當(dāng)設(shè)計(jì)流量較小時(shí)，選用鋼筋混凝土蓋板涵或 圓管涵 比較經(jīng)濟(jì)。宣泄同樣設(shè)計(jì)流量的圓管涵，單孔比多孔經(jīng)濟(jì)。 b) 涵洞設(shè)計(jì)要方便施工。一段線路上不宜采用過(guò)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(shí)，在較小沖溝處采用涵洞跨越。 經(jīng)計(jì)算，本區(qū)域的設(shè)計(jì)流量小于10m3/s，故采用圓管涵 。且 圓管涵利于施工，又經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，所以大部分形式均采用無(wú)壓力式圓管涵形式， 涵洞詳細(xì)設(shè)計(jì)見(jiàn)附件。 6 路基設(shè)計(jì) 路基應(yīng)根據(jù)其使用要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并結(jié)合施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，既有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟(jì)合理。 影響路基強(qiáng)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(jì)，形成完整的排水系統(tǒng)。修筑路基取土和棄土?xí)r，應(yīng)符合環(huán)保要求，以適當(dāng)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(jì) 本路段為平原微丘地區(qū)二級(jí)公路，車速定為 80 hkm/ ，按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTGD20－ 2021），路基的寬度有 10m 和 12m ，本設(shè)計(jì)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(guò)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(dāng)?shù)刈匀粭l件，本設(shè)計(jì)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(diǎn)，設(shè)置雙向路拱橫坡，主要是為便于機(jī)械化施工、排水和養(yǎng)護(hù)。 平曲線超高設(shè)計(jì) 為抵消或減小車輛在平曲線