【文章內(nèi)容簡介】 在設(shè)計的時候還要注意緩和曲線長度的確定除了滿足最小外還要考慮超高加寬的要求，所選擇的緩和曲線長度還應(yīng)大于或等于超高緩和段和加寬緩和段的長度要求。 線形中的直線段長度不宜過長。受地形條件或其他特殊情況而采用長直線時，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施。兩圓曲線之間以直線連接時，夾直線的長度不宜過短，規(guī)范中有以下規(guī)定： 設(shè)計速度大于或等于 60km/h 時，同向圓曲線之間夾直線最小長度（以 m 計）以不小于設(shè)計速度（以 km/h 計）的 6倍為 宜 。反向圓曲線間的夾直線最小長度（以 m計）以不小于設(shè)計速度（以 km/h 計）的 2 倍為宜。 由于本線路設(shè)計的平面曲線半徑均小于 4000m，因此需要設(shè)置曲線超高。根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》 JTG D202021 曲線超高相關(guān)規(guī)定，各級公路圓曲線部分的最大超高大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 值如表 23。 表 23 各級公路圓曲線最大超高值 公路等級 高速公路、一級公路 二級、三級、四級公路 一般地區(qū)（％） 8或 10 8 積雪冰凍地區(qū)（％） 6 根據(jù)規(guī)定本線路設(shè)計圓曲線最大超高值取 8％，旋轉(zhuǎn)方式為繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，線性漸變方式并且外側(cè)土路肩隨行車道一起超高。 根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》 JTG D202021，當二級公路、三級公路、四級公路的圓曲線半徑小于或等于 250m 時，應(yīng)設(shè)置曲線加寬。本設(shè)計為高速公路，并且最小圓曲 線半徑為 800m，因此不需要曲線加寬設(shè)計。 對于平曲線的主要參數(shù)，根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》 JTG D202021 中相關(guān)規(guī)定，設(shè)計車速為 100km/h 時的平曲線參數(shù)如表 24。 表 24 高速公路主要技術(shù)指標 [2] 設(shè)計速度 100km/h 平曲線 最小半徑一般值 700m 最小半徑極限值 400m 緩和曲線最小長度 85m 不設(shè)超高的最小曲線半徑 路拱≤ 2％ 4000m 路拱 2％ 5250m 最大超高 8％ 曲線加寬 不設(shè)置加寬 本 設(shè)計中公路平曲線半徑的最小的為 800m，緩和曲線最小的長度為 200m，最大超高為 8%，曲線不設(shè)置加寬，經(jīng)設(shè)計向?qū)炞C滿足要求。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 方案比選 （ 1）設(shè)計方案說明 本設(shè)計共設(shè)計了三套方案，詳細圖形參見附錄 4 方案比選圖，其各自特點如下。 方案一：起點位于大河灣東北側(cè)，沿坡底跨越鳴河支流，繞過鎮(zhèn)山山咀，在街鵬村附近設(shè)置轉(zhuǎn)彎曲線。沿平坦河谷地面進入鎮(zhèn)山中部，在傍山處轉(zhuǎn)彎以直線段穿越堂爾上鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經(jīng)過南山山咀到達中點馬家。 方案二：起點同樣位于大河灣東北側(cè)，沿山坡坡底跨越鳴河支流，在鎮(zhèn)山山咀處轉(zhuǎn)彎沿傍山線路進入鎮(zhèn)山中部，在鎮(zhèn)山中部遠河谷線設(shè)置 反向 曲線。線路出來沿傍山線路穿過堂爾上鄉(xiāng)鎮(zhèn)，進入南山山咀并在南山邊緣出轉(zhuǎn)彎進入霍林山到達終點馬家站。 方案三：方案三為遠河谷線路，線路起點位于大河灣西南側(cè)，在祁東山東南部位轉(zhuǎn)彎進入鎮(zhèn)山西南側(cè)，在鎮(zhèn)山中部轉(zhuǎn)彎以直線段穿越堂爾上鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊緣進入南山中部。在南山中部轉(zhuǎn)彎進入霍林山到達終點馬家。 （ 2）方案評價比選 方案一的路線里程短，穿越的地形多為河谷平原，山嶺較少，地勢比較平坦，可以減少填挖方量，降低工程費用。線路靠近多個村莊，如街鵬村、堂爾上村，方便設(shè)置交通收費站。線路的不足之處是占用了大量農(nóng)田，且穿過了很多戶住宅，這將使得青苗補償費用和住房拆遷費用大大增加，遠超過工程費用。而且穿過多條河流，使得橋涵工程量增加。 方案二的路線現(xiàn)對于方案一稍向里側(cè)移動了些，線路大部分為傍山線路，避免了大量占用農(nóng)田，填挖方量也不是很大。線路僅需設(shè)置兩座橋梁，穿越城鎮(zhèn)的部位，住宅較少，可以減少拆遷補償費用。但是線路在鎮(zhèn)山中部的挖方量大，需要設(shè)置一條 600m 的隧道。 方案三的路線為遠河谷線路，線路多為山嶺線路，地形起伏不大，但是地面高程較大，施工不易，工程量較大。 三個方案的技術(shù)指標比較如表 25 所示。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 表 25 主要技術(shù)指標比較 主要比選指標 方案一 方案二 方案三 平曲線 路線總長（ km） 平均每公里交點數(shù)（個） 平曲線最小半徑（米 /個） 1000/2 1000/2 1000/2 平曲線長占路線總長（ %） 直線最大長度（ m） 豎曲線 最短縱坡長（ m） 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（ m） 最大填土高度（ m） 最小填土高度（ m） 工程量 挖方（立方米） 213561 5684801 8178518 填方（立方米） 208805 1678915 3721112 橋涵（個） 12 10 7 隧道（個） 0 1 2 綜合 以上方面 考慮，確定最優(yōu)方案為方案二。其平面圖詳見附錄 1 路線平面設(shè)計圖。 平曲線幾何要素計算 （ 1） 平面曲線幾何要素計算圖示如圖 22 所示 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 22 對稱 型 平面曲線計算圖 （ 2）理論計算公式 342 238424 RLRLp ss ?? （ ） 232402 RLLq ss ?? （ ） ?? ?18020 sL? （ ） ? ? qpRT ??? 2tan ? （ ） ? ? sLRL 21802 0 ??? ??? （ ） ? ? RpRE ??? 2se c ? （ ） LTD ??2 （ ） sy LLL 2?? （ ） 式中： T總切線長（ m） L總曲線長（ m） 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 E外矢距（ m） D切曲差（ m） R主曲線半徑（ m） ɑ— 路線轉(zhuǎn)角（ 176。 ） β0— 緩和曲線終點處的緩和曲線角 （ 176。 ） q— 緩和曲線切線增值（ m） p— 設(shè)緩和曲線后，主圓曲線的內(nèi)移植（ m） Ls— 緩和曲線長度（ m） Ly— 圓曲線長度（ m） （ 2）計 算示例 以 JD1為例，已知路線轉(zhuǎn)角 ɑ=38176。 49′ ″，圓曲線半徑 R=800m，緩和曲線長為 220m，各要素計算如下： 內(nèi)移 值 ： mRLRLp ss 22080024 220238424342342 ??????? 切線增長值： mRLLq ss 220222024022322 ?????? 緩和曲線角： ??? 22021020 ????? ?? RL s 切線長： ? ? ? ? mqpRT a a n ?????????? ?? 平曲線長： mLRLs ?????????? ????? 外矢距： ? ? ? ? mRpRE e e c ?????????? ?? 切曲差： mLTD ?????? 圓曲線長： mLLL sy ?????? 經(jīng)校核無誤。 （ 2） 主點樁號計算公式 TJDZH ?? （ ） LsZHHY ?? （ ） yLHYYH ?? （ ） 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 sLYHHZ ?? （ ） 2/LHZQZ ?? （ ） （ 4）計算示例 JD1處的樁號為 K0+， 9 5 4 007 6 9 27 1 3 301 ??????? KKTJDZH ??????? KKLZHHY s ??????? KKLHYYH y 0 9 2 00 9 8 30 ??????? KKLYHHZ s ??????? KKLHZQZ 7 2 3 302/3 9 2 2 202/1 ??????? KKDQZJD 經(jīng)校核 JD1處樁號無誤。其他交點圓曲線要素及樁號 詳見附錄 8直曲表。其余樁號見附錄 9逐樁坐標表。 電算確定平曲線要素 本路線包含三個平面曲線，其平面幾何要素如下。 平曲線 1的幾何要素如圖 23所示。 圖 23 曲線 1幾何要素 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 平曲 線 2的幾何要素如圖 24所示。 圖 24 曲線 2幾何要素 平曲線 3幾何要素如圖 25 所示。 圖 25 曲線 3幾何要素 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 設(shè)計向?qū)У脑O(shè)定 在完成平面線形設(shè)計之后，要進行設(shè)計向?qū)У脑O(shè)置，這是完成整個線路平縱橫設(shè)計的核心步驟，也是檢驗 各 個設(shè)計階段所進行的設(shè)計是否符合規(guī)范、是否合理的 重要方法。 設(shè)計向?qū)У脑O(shè)定如下： （ 1） 路線基本信息如圖 26。 圖 26 路線基本信息 （ 2）路幅與斷面形式如圖 27。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 27 路幅與斷面形式 其中左側(cè)中分帶橫坡為 0，寬度為 1m，高度為 。 左側(cè)行車道橫坡為 2％ ，寬度為 34m，路槽深度為 。 左側(cè)硬路肩橫坡為 2％ ，寬度為 3m，路槽深度為 。 左側(cè)土路肩橫坡為 3％，寬度為 ，路槽深度為 0。 右側(cè)各部分數(shù)據(jù)與左側(cè)相同。 （ 3）填挖方設(shè)置如圖 28。 圖 28 填挖方設(shè)置 （ 4） 邊溝及排水溝設(shè)計如圖 29。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 29 邊溝及排水溝設(shè)置 （ 5） 超高加寬設(shè)置如圖 210。 圖 210 超高加寬設(shè)置 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第三章 縱斷面設(shè)計 線路的縱斷面是指沿線路的中線數(shù)值剖切在進行展開得到的平面圖，路線的縱斷面是一條有起伏的空間線?？v斷面圖是通過縱斷面設(shè)計得到的成果，也是道路設(shè)計的重要的一部分。將道路的平面圖和縱斷面圖結(jié)合起來就能夠準確地定位出路線的空間位置。 （ 1） 縱斷面線形設(shè)計應(yīng)根據(jù)設(shè)計速度，在適應(yīng)地形和環(huán)境的條件下，對縱坡的大小、長短及前后坡段協(xié)調(diào)的情況，豎曲線半徑及其與平面線形的組合等進行綜合全面的研究。通過不斷的調(diào)整修改，最終設(shè)計出平順、連續(xù)的縱斷面線形。 （ 2） 應(yīng)滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定，以及相關(guān)高程控制點和構(gòu)造物設(shè)計對縱斷面的要求。 （ 3） 平面上直線路段不宜在短距離內(nèi)出現(xiàn)凹凸起伏頻繁的縱斷面線形，因為突起的部分容易遮擋視線，凹下去的部分容易形成視野盲區(qū)，導(dǎo)致駕駛員產(chǎn)生茫然感，導(dǎo)致視線中斷，使線形失去連續(xù)性，影響行車安全。 （ 4） 長下坡的直線坡段端部不應(yīng)設(shè)計小半徑凹形豎曲線，以保證行車安全。 （ 5） 連續(xù)上坡路段，應(yīng)符合平均縱坡的規(guī)定，并采用運行速度對通行能力與行車安全進行檢驗。 （ 6） 縱斷面設(shè)計應(yīng)考慮路面排水的要求。 （ 7） 在回頭曲線路段，路線縱坡有特殊規(guī)定，應(yīng)先定出回頭曲線的部分的縱坡，再從兩端接坡。在回頭曲線的主曲線內(nèi)不易設(shè)豎曲線。 （ 8） 應(yīng)爭取縱向填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方數(shù)量，降低工程造價。 本設(shè)計線路多為山區(qū)線路，在縱斷面設(shè)計時，要注意用足坡度，適應(yīng)地形的起伏，減少填挖高度，降低工程費用。還應(yīng)注意豎曲線半徑的選取，除條件困難的情況外，豎曲線半徑盡量選取大半徑，并保證線路的平順。 （ 1） 設(shè)計需滿足《公路工程技術(shù)標準》中的各項標準。 （ 2） 縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡及最短長度的短坡。連續(xù)上坡或下坡段，應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 （ 3） 沿線地形、