【文章內(nèi)容簡介】 基工程》、《路面工程》、《橋梁工程》及其它有關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，并在教師的指導(dǎo)下，完成一段公路的兩階段初步設(shè)計任務(wù)。 本次設(shè)計的目的和意義是應(yīng)用學(xué)過的專業(yè)知識，根據(jù)自己專業(yè)的服務(wù)去向 ,在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立的完成一段公路的初步設(shè)計任務(wù)。通過此次設(shè)計可以培養(yǎng)我們的綜合設(shè)計能力 ,進(jìn)而把學(xué)過的知識加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。掌握路線設(shè)計、路基設(shè)計、路面設(shè)計、小橋涵設(shè)計及施工組織設(shè)計，并能夠獨(dú)立完成全部設(shè)計的圖表。為自己走向工作崗位后適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)踐的需要打下堅實(shí)的 基礎(chǔ)。 設(shè)計任務(wù) 依據(jù)地形圖完成給定的初步設(shè)計 路線設(shè)計： 紙上定線（山嶺區(qū)或越嶺線） 進(jìn)行方案比較（局部） 進(jìn)行路線平面設(shè)計 進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計。 路基設(shè)計： 完成 2km 路基橫斷面設(shè)計，土石方計算及路基排水設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，邊坡設(shè)計。 路面設(shè)計： 水泥混凝土路面設(shè)計（詳細(xì)設(shè)計）。 小橋涵設(shè)計：結(jié)合自身設(shè)計，擬完成一項(xiàng)涵洞設(shè)計。 路線平面交叉設(shè)計：完成一處路線平面交叉設(shè)計。 初步施工組織設(shè)計。 專項(xiàng) 設(shè)計 ：線型設(shè)計 。 路線概況 七（臺河）依（蘭）公路 是黑龍江省公路網(wǎng)建設(shè)中的重要組成部分，其中 大四路至雙河段沿線為：沿線為第四紀(jì)沖積和洪積層以及中生代晚期形成的巖漿巖。平坦及低洼地區(qū) 04m 表層土壤為粉質(zhì)中液限粘土； 中層 5~12m為沖積形成的砂礫、圓礫； 底層 10~25m為侏羅紀(jì)的砂巖。山區(qū)表層 2~4m為植被層； 1~3m為風(fēng)化土層； 3~6m為半風(fēng)化黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 層； 6m以下為未風(fēng)化的砂巖層。砂礫、圓礫，土壤滲透性較好 , 巖層比較穩(wěn)定。 路線位于東經(jīng) 129176。 29′ 36″～ 129176。 38′ 43″北緯 48176。 26′ 36″～ 48176。 29′17″之間 , 地勢變化情況為東南高，西北低 ；地表植被為 天然次生林和 人工林 ；地質(zhì)年代為第四紀(jì)沖積和洪積層以及中生代晚期形成的巖漿巖；土壤狀況為粉質(zhì)中液限粘土；沿線所處自然區(qū)劃為Ⅱ 2區(qū)；氣候：①年平均氣溫 ℃ ,②降雨量 549 ㎜ 。③冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂? ④年平均風(fēng)速為 ／ s ⑤最大凍深為 195cm。水文情況：地表排水為良好，地下水位為 2m；沿線公路 主要病害為雪害、凍脹、翻漿、水毀。 公路等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 確定公路等級： 10 )1( ??? nd rNN （ 11） dN —遠(yuǎn)景設(shè)計年平均日交通量（輛 /日）； 0N —起始年平均日交通量（輛 /日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量； r—設(shè)計 交通量 年平均增長率（ %）； n—設(shè)計交通量預(yù)測 年限 交通量年平均 增長率為 %，一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的年平均晝夜交量 0N ， 0N =小型車 + 中型車 +2 大型車 = 0N =1760+790? +430? =3805 量 ，dN =3805179。 （ 1+%） 120? = 量 ，交通量在 5000～ 15000 之間，所以所選路段為二級公路 。 表 技術(shù)指標(biāo)選取表 計 計 速度（ km/h） 行車道寬度（ m） 路基寬度(m) 最大縱坡(%) 平曲線最小半徑 (m) 會車 視距 橋涵設(shè)計載重 80 12 5 極限 250 一般 400 220 公路 Ⅱ 級 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 路線采用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 路線的起點(diǎn)樁號為 K69+000，終點(diǎn)樁號為 K76+，總里程為 ，在路線設(shè)計路段上，設(shè)置了 5 個圓管涵洞 和 1 個箱涵 ， 5 條平曲線， 設(shè)計速度為 80km/h，路基寬度 為 12m， 平曲線最小半徑采用值為 400 m，最大縱坡度為 %， 會車視距為 220m， 路面寬度為 m。該路設(shè)計基準(zhǔn)期為 20 年，路面采用水泥混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)為面層（水泥混凝土），基層（水泥水穩(wěn) 碎石 ），底基層（ 級配碎石 ），墊層（天然砂礫）。 路線設(shè)計起訖點(diǎn)及設(shè)計高程 起點(diǎn)坐標(biāo) N5368000 E22545000 起點(diǎn)高程 終點(diǎn)坐標(biāo) N5373000 E22548700 終點(diǎn)高程 本章小結(jié) 本章 介紹了 七（臺河）依（蘭）公路大四站至雙河 段 的設(shè)計任務(wù)和整個路段的自然地理狀況，為整個路段的設(shè)計提供了良好的依據(jù)。設(shè)計路段前應(yīng)先確定路線的等級及路線采用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此，本章還介紹了公路等級及路線等級的技術(shù)指標(biāo)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第 2 章 路線線形設(shè)計 路線方案的說明和比較 了解資料 首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、耕地、建筑物等的分布情況。 定線的原則 根據(jù)給定的起終點(diǎn)，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點(diǎn)。在路線各種可能的走向中，初步擬定可 行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進(jìn)行比較確定），然后進(jìn)行紙上定線。 1．在 1:10000 的小比例尺地形圖上在起，終控制點(diǎn)間研究路線的總體布局，找出中間控制點(diǎn)。根據(jù)相鄰控制點(diǎn)間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。 ，定線時應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點(diǎn)）。 定線具體過程 ： 定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據(jù)等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一般選 5%%）按計算得等高線間平均距 a(a=等高距 /平均縱坡 )進(jìn)行試坡（用分規(guī)卡等高線），本設(shè)計中 a取 2cm，將各點(diǎn)連成折線，即均坡線。 ： 分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質(zhì)的避讓情況。如有不合理之處，應(yīng)選擇出須避讓的中間控制點(diǎn)，調(diào)整平均縱坡，重新試坡。經(jīng)過調(diào)整后得出的折線，稱為導(dǎo)向線。 ： 穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點(diǎn)”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計的要求，穿線交點(diǎn)，初定路線 導(dǎo)線（初定出交點(diǎn)）。敷設(shè)曲線：按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平﹑縱﹑橫配合，滿足線形設(shè)計和《標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 ： 縱斷面控制：在平面試線的基礎(chǔ)上點(diǎn)繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標(biāo)高），進(jìn)行初步縱坡設(shè)計，并根據(jù)縱坡設(shè)計情況修正平面線形。 橫斷面較核：根據(jù)初步縱坡設(shè)計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質(zhì)不良地段等），根據(jù)路基橫斷面 的情況修平面線形。 ： 經(jīng)過幾次修正后，最終確定出滿足《標(biāo)準(zhǔn)》要求，平縱線型都比較合適的路線導(dǎo)線，最終定出交點(diǎn)位置（一般由交點(diǎn)坐標(biāo)控制） 。 路線方案的比選 如有路線局部方案，應(yīng)分別進(jìn)行定線設(shè)計，經(jīng)論證比較定出推薦方案，路線方案比較選擇主要考慮下列因素：（ 1）路線長度；（ 2）平、縱面線形指標(biāo)的高低及配合情況；（ 3）占地面積；（ 4）工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；（ 5）造價等。 路線平面設(shè)計 根據(jù)路線幾何線形設(shè)計要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應(yīng)與地、地物相適應(yīng)，與道路所經(jīng)地帶的地形、地物、環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。 確定各平曲線半徑及緩和曲 線長度 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 JTGB012021 規(guī)定：當(dāng)平曲線半徑小于等于 250m 時應(yīng)設(shè)置加寬；當(dāng)平曲線半徑大于等于 1500m時可以不設(shè)置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計算由行車速度、半徑大小、結(jié)合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級最大超高不應(yīng)大于 8%，在積雪地區(qū)不宜大于 6%。當(dāng)超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應(yīng)當(dāng)設(shè)等于路拱坡度的超高值。 極限最小半徑： miVR )(127 280)(127 2 ?????? ? （規(guī)范值 250m） 一般最小半徑： miVR )(127 280)(127 2 ?????? ? （規(guī)范值 400m） 不設(shè)超高最小半徑： miVR )(127 280)(127 2 ?????? ? （規(guī)范值2500m） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 平曲線極限最小長度按 6秒行程設(shè)計計算： mL 7568080 1 00 080 ????? （規(guī)范值 100m） 平曲線一般最小長度按 3倍極限長度計算： mL 7503250 ??? （規(guī)范值 300m） 緩和曲線最小長度按 3秒計算極限長度： mL 1 0 0 080 ????? （規(guī)范值 50m） 同向曲線間為了防止出現(xiàn)組合出現(xiàn)斷臂曲線宜在兩同向曲線間設(shè)置不小于 6V的直線段。 反向曲線間為了設(shè)置適當(dāng)長度距離改變行車方向宜在兩同向曲線間設(shè)置不小于2V的直線段。 表 平曲線規(guī)范規(guī)定匯總表 序號 名稱 取值 說明 1 平曲線一般最小半徑 400m 在一般情況下應(yīng)盡量使用大于一般最小 半徑的曲線半徑（規(guī)范規(guī)定，原曲線半徑不宜超過 10000m），只有在地形條件限制時采用。 2 平曲線極限半徑 250m 只有當(dāng)?shù)匦螚l件特殊困難或受其它條件嚴(yán)格限制時方可采用。 3 不設(shè)超高最小半徑 2500m 路拱 =2% 4 平曲線一般最小長度 750m 9s行程計 5 平曲線極限最小長度 75m 6s行程計 6 同向曲線間最小直線長度 6V 480m 按照實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)在山區(qū)工程可以在一般困難地區(qū)保證 4V=240m，在工程十分艱巨困難處可以采用3V=180m。但在采用低值時應(yīng)避免在直線上設(shè)置凹形豎曲線 7 反向曲線間最小直線長度為 2V 160m 按照實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)山區(qū)公路此指標(biāo)比較容易滿足。 8 緩和曲線最小長度 70m 3秒行程。 9 最大超高 5% 越嶺段縱坡較大將最大超高值由 8%減小至 6%可以減小合成坡度，保證車輛在雨天，冰雪天氣的行車安全。 10 超高漸變率 1/150 邊線，線性超高 11 原曲線加寬 第三類 線性加寬 12 會車視距 220m 兩倍停車視距 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 設(shè)計確定平曲線的原則 （ R10000m）。 徑的 4～ 8 倍或超高為 2～ 4%的原曲線半徑值，即 390～1500m 為宜。 ，曲線長度按最小值 5～ 8 倍。 。 ，緩和曲線長度與平曲線半徑間應(yīng)有如下關(guān)系 9sR LR??。 1： 1： 1，當(dāng)曲線半徑較大，平曲線較長時 也可以為 1 ： 2： 1。 7..盡量保證全線指標(biāo)均衡 。 根據(jù)設(shè)計資料，本次設(shè)計段路為二級路，設(shè)計速度為 80Km/h，設(shè)計年限 20 年，全線共設(shè) 5 條平曲線，其中包含基本型曲線和 S 形曲線。 特殊線形設(shè)計方法 1. 基本型 ： 按直線－回旋線－圓曲線－回旋線－直線的順序組合，為了使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，宜將回旋線－圓曲線－回旋線的長度比設(shè)計成 1:1:1；當(dāng)半徑較大，平曲線較長時，也可以將回旋線－圓曲線－回旋線的長度比設(shè)計成 1:2:1等組合形式。 計算例如對于交點(diǎn) (JD1 K70+) ， α=88176。40′″， Ls=120m ， R=800m 1) 曲線內(nèi)移值 P P= RLs242 = （ 22） 2) 總切線長 T q= 2Ls －23240RLs = （ 23） T=(R+P)tg2? +q= （ 24） 3) 曲線總長 Lh= R? 180? +Ls= （ 25） 4) 外距 E E=(R+P) sec 2? － R= （ 26） 5) 校正值 J 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 J=2TL= (27) 6) 計算出個主點(diǎn)里程樁號 JD K70+ － T ZH K69+ +Ls 120 HY K69+ +Lh–2LS YH K70+ +LS 120 HZ K71+