【文章內(nèi)容簡介】 初 多雨 ，降雨持續(xù)期長；該工程位于平原地區(qū)，經(jīng)過水系發(fā)達(dá)的農(nóng)田。持續(xù)的降雨會(huì)造成路基過濕，影響路基穩(wěn)定，對其他結(jié)構(gòu)物潛在危害更大。 總體設(shè)計(jì)原則 本工程段位于平原地區(qū)，地勢平坦開闊，起伏不 大，沒有高程的障礙，路線走向可以自由選擇，平、縱、橫三方面的幾何線形易達(dá)到較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。平面線形盡量避免采用長直線或小偏角，在避讓局部障礙物時(shí)要注意線形的連續(xù)。 公路等級確定為二級公路。在總體設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮工程造價(jià)、施工技術(shù)、材料來源等因素，還要處理好線路與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)位置、橋位渡口以及原有道路的關(guān)系。 （ 1）路線的布置要與農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)相結(jié)合，不要破壞灌溉系統(tǒng)，布線盡量與干渠平行，減少路線與渠道的相交的次數(shù)。筑路與造田、護(hù)田相結(jié)合，布線要有利于造田、 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 護(hù)田，以支援當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)。 （ 2）在經(jīng)過較多的城鎮(zhèn)、工業(yè) 以及其他設(shè)施的區(qū)域時(shí)，線路應(yīng)以避繞為主，盡量不破壞或少破壞，并采用較高的技術(shù)指標(biāo)通過。在避讓局部障礙時(shí)，應(yīng)注意線形的連續(xù)舒順。 （ 3）中小橋和涵洞的位置應(yīng)服從線路走向，但遇到斜角過大或河溝過于彎曲的情況，可采用改河的措施或改移路線，調(diào)整橋軸線與流向的夾角，以避免增加施工困難和加大工程投資。 （ 4）新建工程為汽車專用干線公路，當(dāng)?shù)卦械牡缆芳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，交通量小，必要時(shí)可將原有的舊路留作輔道供地方交通和農(nóng)用機(jī)車使用。 （ 5）平原地區(qū)水文條件差，取土困難。在低洼地區(qū)，應(yīng)盡可能沿接近分水嶺的地勢較高處布線，以使路基 具有較好的水文條件；在排水不良的地帶布線應(yīng)保證路基的最小填土高度；要盡量避開較大的湖塘、水庫。 （ 6）取土?xí)r應(yīng)根據(jù)取土數(shù)量、用地范圍及運(yùn)距長短，進(jìn)行全面規(guī)劃，可采用大面積集中取土的方法，使梯田取土變農(nóng)田，平田取土不廢田。結(jié)合農(nóng)田水利的需要，采用在附近修渠道取土填筑的方法。路線應(yīng)可能靠近建筑材料用地，以減少施工、養(yǎng)護(hù)材料運(yùn)輸費(fèi)用。 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2章 線形設(shè)計(jì) 公路等級的確定 已知交通量 交通量是單位時(shí)間內(nèi)通過道路某斷面的交通流量（既單位時(shí)間通過道路某斷面的車輛數(shù)目），根據(jù)給 出的交通量如表 所示： 表 本路建成初期每日雙向混合交通量組成及交通量 汽車車型 日交通量（輛 /d） 東風(fēng) EQ140（中貨車） 1087 黃河 JN150（大型車） 520 黃河 JN253（大型車） 283 尼桑 CK20L（ 大型車 ） 257 扶桑 FP101（中 型 車） 1088 日野 KB222（特大車） 326 切貝爾 D420（中 型 車） 553 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型，各車型折算系數(shù)按下表 取值。 表 各汽車代表車型與換算系數(shù) 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 說明 小客車 載質(zhì)量小于 2t的貨車和 19座以下的客車等 中型車 19座以上客車和載質(zhì)量大于 2t小于 7t貨車 大型車 載質(zhì)量在 7t14t之間的貨車 拖掛車 載質(zhì)量大于 14t的貨車 交通量計(jì)算 由表 的交通量及表 的折算系數(shù)，可得初始年交通量： ???????????????N(輛 /日 ) 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 確定公路等級 交通增長率為 5%，遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為 15 年的遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年交通量為 : 14236)(7190115 ??? ?（輛 /日 ） 我國公路的技術(shù)等級如表 ： 表 我國公路的技術(shù)等級 等級 高速 一級 二級 三級 四級 設(shè)計(jì)交通量預(yù)測年限 20年 20年 15年 15年 15年 服務(wù)水平 二級 二級 三級 三級 — 適應(yīng)交通量 AADT（ pcu/d） 八車道 60000100000 — — — — 六車道 4500080000 2500055000 — — — 四車道 2500055000 1500030000 — — — 二車道 — — 500015000 20206000 2020 單車道 — — — — 400 出入口 完全控制 部分控制 部分控制 — — 查表 可知： 二級公路的設(shè)計(jì)年限為 15 年，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，二級公路所適應(yīng)的年平均晝夜交通量為 5000～ 15000 輛。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，應(yīng)建二級公路，為主要供汽車行駛的雙向兩車道公路。 確定公路行車速度 二級公路部分技術(shù)等級如表 ： 表 二級公路部分技術(shù)等級 設(shè)計(jì)時(shí)速 /（ km/h） 80 60 車道數(shù) 2 2 車道寬度 /m 路基寬度 /m 一般值 最小值 本次設(shè)計(jì)的二級公路位與帶狀的平原地區(qū)上，地形狹窄彎曲，土地證收費(fèi)用昂貴。依據(jù) 表 ，設(shè)計(jì)行車速度宜采用 60km/h。 路線方案比選 根據(jù)《道路勘察設(shè)計(jì)》，路線方案是根據(jù)指定的路線總方向和道路的使用任務(wù)、性質(zhì)及其在道路網(wǎng)中的作用，綜合考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活等各方面因素和復(fù)雜的自然條件 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 等擬定的路線走向。路線方案的選擇是路線設(shè)計(jì)中最根本的問題。方案是否合理，不但直接關(guān)系 到道路本身的工程投資和運(yùn)輸效率，更重要的是影響線路在道路網(wǎng)中能否起到應(yīng)有的作用。 路線方案的比選就是在路線的起、終點(diǎn)及中間必須經(jīng)過的城鎮(zhèn)或地點(diǎn)間的各種可能的路線方案中，在深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，綜合考慮各方面因素，通過比選，最終確定最合理的路線方案。 在黃橋大道二級公路初步設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)路線的大概走向、地形地貌情況、水文地質(zhì)條件以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活等各方面因素，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后，選定了兩組比選方案，如下圖 : 圖 當(dāng)?shù)氐匦我赞r(nóng)田為主，水系豐富，且已形成等級較低的鄉(xiāng)村道路網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)選線的基 本原則，選定的兩套方案都無可避免的占用農(nóng)田，跨越河流以及與當(dāng)?shù)氐脑械缆废嘟?。根?jù)《 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)高等級公路跨越低等級公路時(shí)，交角小于 70o時(shí)應(yīng)采用立交。 方案一：為了減少與原有村級公路與當(dāng)?shù)厮档募m纏，路線設(shè)在地形圖西側(cè)路網(wǎng)較少的區(qū)域，減少了與原有村級公路的交叉；在與當(dāng)?shù)氐缆方徊鏁r(shí)，絕大部分采用平交的方案，使得相交的角度為正交或交角大于 700，大大減少了立交橋的修筑。方案一在選線的同時(shí)也避免了從水系豐富的地段經(jīng)過，當(dāng)無可避免的需要闖過河流水系時(shí)，路線選擇從河道較窄或支流經(jīng)過，減少了橋梁和涵洞的建造。相比于方案二，方案一的跨線橋梁、涵洞大大減小，工程量與造價(jià)得以降低。 方案二：相比較方案一，方案二路線與原有村級公路以及水系相交頻繁，使得涵洞多，跨線橋梁多，橋梁跨徑大，造價(jià)增加，并且會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，浪費(fèi)農(nóng)田；方案二的路線與當(dāng)?shù)卦械缆废嘟徊鏁r(shí)交角較小，使得道路立交的形式比方案一多，使得造價(jià)大大增加。 方案比選主要技術(shù)指標(biāo)對比如表 ： 表 主要技術(shù)指標(biāo)對比 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 方案一 方案二 平曲線 路線總長（ km） 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 續(xù)表 平均每公里 交點(diǎn)數(shù) (個(gè) ) 平曲線最小半徑 (米 /個(gè) ) 平曲線長占路線總長 (%) 直線最大長度 (米 ) 豎曲線 最短縱坡長 (米 ) 豎曲線占路線長 (%) 平均每公里縱坡變更次數(shù) (次 ) 豎曲線增長系數(shù) 路基 平均填土高度 (米 ) 最大填土高度 (米 ) 最小填土高度 (米 ) 工程數(shù)量 挖方（立方米） 447 3136 填方（立方米） 42590 108917 涵洞（道） 5 4 橋梁（米 /座） 4 9 隧道 (米 /座 ) 0 0 通過對兩個(gè)方案的工程量、造價(jià)、線形指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素的綜合對比，最終確定方案一為設(shè)計(jì)方案。 平曲線的計(jì)算 平 面線形主要由直線、圓曲線、緩和曲線三種線形組合而成的。由平面線形的三要素可得到多種平面線形的組合形式。對道路平面線形設(shè)計(jì)，主要有基本型、 S 形、 C 形、卵形、凸形、復(fù)合型和回頭型曲線等。 平曲線設(shè)計(jì)的原則 （ 1）平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、均衡，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；本線路平曲線與直線搭配合理、線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、路線的走向與地形圖相一致，與地形地貌相得益彰。 （ 2）各級公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)敷設(shè)曲線，并盡量選用較大的圓曲線半徑；本線路設(shè)計(jì)時(shí)在轉(zhuǎn)角處均應(yīng)敷設(shè)曲線，圓曲線半徑分別為： 2020m、 500m、 800m、 572m,滿足《 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的一般最小半徑為 200m的要求。 （ 3）兩同向曲線應(yīng)設(shè)有足夠長度的直線，不得以短直線相連。否則，應(yīng)調(diào)整線形，使之成為一條單曲線或復(fù)曲線，也可以運(yùn)用回旋線組合成卵型、 C 型、復(fù)合型等曲線；本線路共設(shè)計(jì)了 1 條同向曲線，之間的直線長度為 ，滿足《 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的同向曲線間的直線段大于 6V的要求。 （ 4）兩反向曲線夾有直線段時(shí)，以設(shè)置不小于最小直線長度的直線段為宜。否則， 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 應(yīng)調(diào)整線形或運(yùn)用回旋線組合成 S 型平曲線；本線路共設(shè)計(jì)了 2 條同 向曲線，之間的直線長度分別為 、 ，滿足《 公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的反向曲線間的直線段大于 2V的要求。 （ 5）曲線線形應(yīng)特別注意技術(shù)指標(biāo)的均衡性與連續(xù)性；本線路共設(shè)計(jì)了 4 條平曲線，21 SyS LLL ：：分別為 :1:、 :1:、 :1:、 :1:， 線形指標(biāo)滿足均衡性與連續(xù)性。 （ 6）應(yīng)避免連續(xù)急轉(zhuǎn)彎的線形；本線路設(shè)計(jì)過程中無連續(xù)急轉(zhuǎn)彎的線形。 平曲線要素的計(jì)算 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中平曲線主要參數(shù)如下表 ： 表 平曲線主要參數(shù)表 設(shè)計(jì)車速 60km/h 平曲線 一般最小半徑 200m 極限最小半徑 125m 緩和曲線最小長度 50m 不設(shè)超高的圓曲線最小半徑 路拱 ≤% 1500m 路拱 ＞ % 1900m 本工程平面曲線設(shè)計(jì)部分采用對稱基本型曲線，對于對稱基本型曲線各要素計(jì)算公式如下： 342 238424 RLRLp SS ?? （ ） 232402 RLLq SS ?? （ ） ?? （ ） qtgpRT ??? 2)( ? （ ） SLRL 2180)2( 0 ??? ??? （ ） RpRE ??? 2s e c)( ? （ ） LTJ ??2 （ ） Sy LLL 2?? （ ） 式中： T —— 總切線長（ m）； 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 L —— 總曲線長（ m）； sE —— 外距（ m）； D —— 切曲差（ m）； R —— 曲線半徑（ m）； ? —— 曲線轉(zhuǎn)角（o）； 0? —— 緩和曲線終點(diǎn)處緩和曲線角（o）； q —— 緩和曲線切線增值 （ m）； p —— 設(shè)置緩和曲線后，主圓曲線的內(nèi)移值（ m）； sL —— 緩和曲線長度（ m）； yL —— 圓曲線長度（ m）。 該設(shè)計(jì)路段為湖南省長沙市黃橋大道 K0+000 至 K3+011 段，平面線形設(shè)有四個(gè)交點(diǎn)，設(shè)計(jì)速度為 60Km/h。 （ 1）已知： 1JD圓曲線半徑mR 2020?,轉(zhuǎn)角39。39。5105 ‘o??（右），緩 和曲線長度 mL SS 12021 ??； 參照公式 ，計(jì)算： 內(nèi)移值 ；mRLRLp SS 120202024 120238424 342342 ??????? 切線增長值 ；mRLLq SS 12021202402 2323 ????? 切線長 ；mqpRT o )(2tan)(1 ??????? ? 曲線總長 ；mLRL ooSo ??????? ??? 外距 ；mRpRE o )(2sec)(1 ??????? ? 切曲差 。mLTD 111 ?????? （ 2） 已知： 2JD圓曲線半徑mR 500?,轉(zhuǎn)角39。39。263424 ‘o??（左），緩和曲線長度 mLL SS 8021 ?； 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)