【文章內(nèi)容簡介】 nJ（）HZ 點坐標： 2TcosAHZJ??（ ） inJ（）設直線上加樁里程為 L,ZH、HZ 表示曲線起、終點里程，則前直線上任意點坐標:)(ZHL? 1X(TZHL)cos(A80)J????（） YinJ（）后直線上任意點坐標( )：L 2(TZ)cosJ???（） HinAJ（） 設緩和曲線單曲線中樁坐標計算曲線上任點的切線橫距：湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）8= x591324640RLs36s50RLslll?????（）式中：：緩和曲線上任意點至 (或 )的曲線長；l ZH：緩和曲線長度。sL（1）第一緩和曲線（ ～ ）任意點坐標：Y 2213030X/coscosARLRLsZHllx???????????????????（） 221/ssinsZHll?????????????（）式中： ：轉角符號，右偏為“+” ，左偏為“” 。?（2）圓曲線內(nèi)任意點坐標：～YH：Y 19090(Ls)X2RsincosARHYll????????????????????（ ） 1()siiHYll?????????????（）式中： ：圓曲線內(nèi)任意點至 HY 點的曲線長；l、 ： 點的坐標。XHY～ ： 29090(Ls)2sincosA18RRYl l????????????????????（） 2()iiYHl l?????????????（）式中： l：圓曲線內(nèi)任意點至 YH 點的曲線長。（3）第二緩和曲線( ～ )內(nèi)任意點的坐標Z 2 223030X/coscosA18RLRLsHl lx????????????????????（） 2 22Y/ssinsHZl l?????????????湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）9（）式中：l：第二緩和曲線內(nèi)任意點至 HZ 點的曲線長。（4）各中樁坐標計算成果詳見《逐樁坐標表》 。第三章 縱斷面設計 概述沿著道路中線豎直剖開然后展開即為道路縱斷面。在縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的折線，它反映了道路中線地面高低起伏的情況；另一條是設計線，反映了道路路線的起伏變化情況。從中可知設計路線的縱向坡度情況，從而可以看出縱向土石方工程的挖填情況。把道路的縱斷面圖與平面圖結合起來，就能完整的表達出道路的空間位置。 縱坡及坡長設計 縱坡設計的一般要求（1）縱面線形應平順、圓滑、視覺連續(xù)，并與地形相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。（2）縱坡設計應考慮填挖平衡，并利用挖方就近作為填方，以減輕對自然地面橫坡與環(huán)境的影響。（3）連續(xù)上坡路段的縱坡設計，除上坡方向應符合平均縱坡、不同縱坡最大坡長規(guī)定的技術指標外，還應考慮下坡方向的行駛安全。凡個別技術指標接近或達到最大湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）10值的路段，應結合前后段各技術指標設置情況，采用運行速度對連續(xù)上坡方向的通行能力與下坡方向的行車安全進行檢驗。（4）相鄰縱坡之代數(shù)差小時，應盡量采用大的豎曲線半徑。（5）路線交叉處前后的縱坡應平緩。（6）位于積雪或冰凍地區(qū)的公路，應避免采用陡坡。 平曲線與豎曲線的組合的一般原則（1）平曲線和豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線，即滿足“平包豎”的原則；（2）平曲線和豎曲線的大小應保持均衡，一條平(豎)曲線不宜設兩個或兩個以上的豎(平)曲線；（3）暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理的、悅目的；（4）平、豎曲線應避免的組合：要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部與反向平曲線的拐點重合；小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊；計算行車速度≥40km/h 的道路，應避免在凸形豎曲線頂部或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線；（5）平、縱面線形組合必須注意與路線所經(jīng)地區(qū)的環(huán)境相配合。對計算行車速度高的公路，線形設計和周圍環(huán)境配合尤為重要。 平、縱線性設計中應注意避免的組合（1）避免豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。（2）避免將小半徑的平曲線起、訖點設在或接近豎曲線的頂部和底部。（3）避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點重合。（4）避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等使駕駛員視線中斷的線性。（5）避免在長直線上設置陡坡或曲線的長度短、半徑小的凹形豎曲線。（6）避免急彎與陡坡的不利組合。（7）應避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的組合。 相關控制參數(shù)（1） 最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值，它是道路縱斷面設計的重要控制指標。本路段設計為速度 60km/h 的二級公路，最大縱坡為 6%。（2） 最小縱坡在長路塹、低填以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應設置不小于 %的最小縱坡，一般情況下以采用不小于%為宜。（3） 坡長限制湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）11坡長是縱斷面上相鄰兩邊坡點間的長度。最短坡長的限制主要是從汽車行駛平順性的要求考慮的。本路段為設計速度 60km/h 的二級公路，最短坡長為 150m，一般值為 200m。最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛，當車速下降到最低容許速度時所行駛的距離。本路段為設計速度 60km/h 的二級公路，最大坡長限制為：3%—1200m；4%—1000m；5%—800m；6%—600m。（4） 平均縱坡平均縱坡是指一定長度的路段縱向所克服的高差與路線的長度之比，是為了合理運用最大縱坡、坡長及緩和坡長的規(guī)定，以保證車輛安全順利地行使的限制性指標。由于本路段相對高差小，所以不需考慮平均縱坡。 縱坡設計步驟（1）準備工作：拉坡之前在厘米繪圖紙上，按比例標注里程樁號和標高，點繪地面線，填寫有關內(nèi)容。同時應收集和熟悉有關資料，并領會設計意圖和要求；（2）標注控制點：控制點是影響縱坡設計的標高控制點。如路線起、終點，越嶺埡口，重要橋涵，地質不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進出口，平面交叉和立體交叉點及受其它因素限制路線必須通過的標高控制點等；（3）試坡：試坡主要是在已標注“控制點”的縱斷面圖上，根據(jù)技術指標、選線意圖，結合地面起伏變化，本著以“控制點”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟點”的原則，在這些點位間進行穿插與取直，試定出若干直坡線。對各種可能坡度線方案反復比較，最后定出既符合技術標準，又能滿足控制點要求，且土石方較省的設計線作為初定坡度線，將前后坡度線延長交會出變坡點的初步位置；（4）調(diào)整：初定縱坡后，將所定的坡度與選線時坡度的安排比較，二者應基本相符，若有較大差異時應全面分析，權衡利弊，決定取舍。然后對照技術規(guī)范檢查設計的最大、最小縱坡、坡長限制等是否滿足規(guī)定，平、縱組合是否得當，以及路線交叉、橋隧和接線等處的縱坡是否合理；（5）核對：選擇有控制意義的重點橫斷面，如高填深挖、地面橫坡較陡路基、擋土墻等，在縱斷面圖上直接讀出對應樁號的填、挖高度，初畫橫斷面，檢查是否填挖過大、坡角落空或過遠等；（6）定坡：經(jīng)調(diào)整核對無誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號和標高記確定下來；（7）通過反復拉坡比較后，最后確定縱坡設計如表 所示。表 縱坡設計成果表變坡點樁號（m） 變坡點高程（m） 變坡點間距(m) 縱坡值（%）起點: K0+000 640 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）12變坡點 1: K0+640 400 變坡點 2: K1+040 234 終點: K1+ 豎曲線設計豎曲線是設在縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車，起緩和作用的一段曲線。豎曲線的形式可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍二者幾乎沒有差別，但在設計和計算中，拋物線比圓曲線更為方便。因此，本設計采用二次型拋物線型豎曲線。 設計技術規(guī)范（1） 《公路路線線形設計規(guī)范》 （JTG D202022）中規(guī)定的豎曲線一般最小半徑和極限最小半徑見表 。表 計算行車速度 V=60km/h 的豎曲線的最小半徑豎 曲 線 半 徑 凸 形 凹 形一般最小值 2022 m 1500m極限最小值 1400m 1000m（2）選擇豎曲線半徑時應考慮以下因素：①選擇半徑應符合《公路路線線形設計規(guī)范》 （JTG D202022)一般最小半徑和極限半徑的要求。②在不過分增大土石方數(shù)量的情況下，為使行車舒適，應采用較大的半徑。③過大的豎曲線半徑將使豎曲線過長，從施工和排水來看，都是不利的，選擇半徑時應考慮。④夜間行車交通量較大的路段應考慮燈光照射的方向，使前燈照射范圍受到限制，選擇半徑時應適當放大，以使其有較長的照射距離。（3）綜合考慮后本路段豎曲線半徑變坡點 1 取 5000m,變坡點 2 取 4000m。湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）13 豎曲線要素計算 oyQxPhExLT122圖 豎曲線要素示意圖如上圖 31 所示，設變坡點相鄰兩縱坡坡度分別為 和 ，它們的代數(shù)差用 表示，1i2?即 ，當 為“＋”時，表示凹形豎曲線； 為“－”時，表示凸形豎曲線。12i????（1）用二次拋物線作為豎曲線的基本方程式：或 （）xiLy12???xiRy12??式中：——坡差（%） ；?L——豎曲線長度(m)；R——豎曲線半徑(m)。（2）豎曲線要素計算公式：豎曲線長度 L 或豎曲線半徑 R或 （）?L?L豎曲線切線長 T( T＝T1≈T2): （）2豎曲線上任一點豎距 h因為 ，xiRyPQ1?????則 （）Rxh2豎曲線外距 E 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）14 或 （）RTE2?482?TL?（3）豎曲線計算變坡點 1：K0+640，高程為 ① 算豎曲線要素由于 ＝%， ＝% ，R＝5000m，故 ,為凸形。1i2i %??i?曲線長: )(????切線長:外 距: )(?②計算設計高程豎曲線起點樁號：K0+=K0+豎曲線起點高程： )(%??計算豎曲線上 20m 整樁的設計高程,以樁號 K0+560 為例：橫距：x=(K0+560)(K0+)=(m)豎距：)(???切線高程： ?設計高程：=(m) 變坡點 2：K1+040，高程為 ① 算豎曲線要素由于 ＝%， ＝%，R＝4000m，故 ，為凹形。2i3i %??i?曲線長： )(%????切線長：)(外 距：? ②計算設計高程豎曲線起點樁號： K1+=K1+豎曲線起點高程： )(%??計算豎曲線上 20m 整樁的設計高程，以樁號 K1+020 為例：橫距： x=(K1+020)(K0+)=(m)湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）15豎距：)(???切線高程： %9.?設計高程：=(m)路線上其余各個整樁的設計高程計算原理同上，各樁號設計高程詳見《路基設計表》 。湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）16第四章 路基設計 概述公路路基是路面的基礎，它承受著本身土體的自重和路面結構的重量，同時還承受由路面?zhèn)鬟f下來的行車荷載，是公路的承重主體。 路基的類型和構造由于填挖情況的不同，路基橫斷面的典型形式，可歸納為路堤、路塹和填挖結合等三種類型。路堤是指全部用巖土填筑而成的路基，按路堤的填土高度不同，劃分為矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于 ~ 者，屬于矮路堤；填土高度大于 18m（土質）或 20m（石質）的路基屬于高路堤；填土高度在 ~18m 范圍內(nèi)的路堤為一般路堤。路塹是指全部在天然地面開挖而成的路基，常用的橫斷面形式有全挖路基、臺口式路基及半山洞路基。當天然地面橫坡大，且路基較寬，需要一側開挖而另一側填筑時，為半填半挖路基，在丘陵或山區(qū)公路上，填挖結合是路基橫斷面的主要形式。 一般路基設計內(nèi)容（1）選擇路基斷面形式，確定路基寬度與路基高度；（2）選擇路堤填料與壓實標準；（3）確定邊坡形狀與坡度；（4）路基排水系統(tǒng)布置和排水結構設計；（5）坡面防護與加固設計；（6）附屬設施設計。 路基設計的一般要求（1）路基設計應符合公路建設的基本原則和現(xiàn)行《標準》的具體要求。（2）路基設計應兼顧當?shù)剞r(nóng)田基本建設的需要，盡量少占農(nóng)田。（3）沿河線的路基設計，應保證路基不被洪水淹沒或沖毀。（4）必須穿過耕種地區(qū)的路基，必要時可進行邊坡加固或修建矮墻，以防邊坡坍塌，并盡量節(jié)約用地，原有的梯田，因筑路受到破壞，應給予修復。（5） 橫坡陡于 1：5 的坡地上的填方路基