【文章內容簡介】 涵的關系，處理好路線與農田的關系。 平面設計 平面設計步驟(1) 全面布局根據路線的起點﹑終點和中間控制點，公路等級及其在公路網中的作用，從所有可能的路線方案中，通過調查分析相關的資料，確定路線的基本走向。(2) 逐段安排即在主要控制點間，結合地形﹑地質﹑水文﹑氣候等自然條件，逐段定出具體的小控制點，它是解決局部路線方案的工作。(3) 具體定線逐段安排路線后確定小控制點，根據自然條件和技術標準，進行路線的平﹑縱﹑橫綜合設計，具體定出公路中線位置。 平面設計成果現初定兩條路線，兩路線概況如下：表61 交點坐標路線路線一路線二交點號坐標起點 JD1 JD2 JD3 JD4JD５JD6終點 方案比選 影響路線方案選擇的主要因素(1) 路線在政治、經濟、國防上的意義，國家或地方建設對路線使用任務、性質的要求，改革開放、綜合利用等重要方針的體現。對于地方公路則宜靠近城鎮(zhèn)和工礦區(qū)，以滿足當地客貨運的需要。(2) 路線在鐵路、公路、水運、航空等綜合交通運輸系統(tǒng)中的作用，與沿線工礦、城鎮(zhèn)等規(guī)劃的關系，以及與沿線農田水利等建設的配合及用地情況。(3) 沿線自然條件的影響。地形、地質、水文、氣象等自然條件，決定了工程難易和運營質量，對選擇路線走向有直接的影響。對于嚴重不良地質的地區(qū)、缺水地區(qū)、高烈度地震區(qū)以及高大山嶺、困難峽谷等自然障礙，選線時宜考慮繞避。(4) 設計道路主要技術標準和施工條件的影響。(5) 其他如與沿線旅游景點、歷史文物、風景名勝的聯系等。 方案比選(1) 在地形、地質、環(huán)境等方面進行比較，比選路線的兩種方案在地形上都有險峻的地段，都克服了很大的高差，但相對而言，方案一地質條件不好，施工較困難，克服高差較大。方案二險峻的地段少，克服的高差相對小些，施工條件稍好。（2）從道路的功能上比較，方案一沿途連接6個村莊，而方案二沿途也連接6個村莊，但方案二經過開闊地的工廠區(qū)?？梢姺桨付梢云鸬阶畲笳{動經濟的作用。（3）從道路路線對環(huán)境的影響上比較，兩方案都基本處在山嶺區(qū)，所以占用農田均較少，不易出現因為凍脹而出現的路面破壞。（4）從工程量上考慮，方案一的填挖多，而方案二的填挖較少。表62 方案指標比選指標單位方案 I方案 II途經村莊數個66路線長度km平曲線數個66最大填挖高度m填挖方總量萬m32618比選結果推薦經過對兩方案進行以上的分析比較，方案二較好。第7章 詳細設計在初步設計選定的方案中，沿路中線兩側各200米的地帶上，將原地形圖放大(比例尺為1：2000)，并進行路線平面、縱斷面詳細設計，路基設計，路面結構設計等。選取初步設計中選定的方案二的路線全線進行詳細設計。 平面設計 平曲線要素的計算 按回旋線敷設緩和曲線 ： (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) 以JD1為例進行計算，已知，，則幾何元素的計算值為：其他交點的幾何元素值的計算可類似算得。 曲線主點樁號的計算以JD1為例，JD1的樁號為K0+，則直緩點樁號ZH== K0+=K0+緩圓點樁號HY=ZH+L= K0++70=K0+曲中點樁號QZ=ZH+L/2= K0+++圓緩點樁號YH=ZH+= K0++=K0+緩直點樁號HZ=ZH+L= K0++=K1+其他交點的主點樁號計算方法跟上述計算方法一樣。 逐樁坐標計算 中樁坐標計算示意圖以交點1，K0+。已知交點1的坐標為：，圓曲線半徑R=400m，緩和曲線長度，交點相鄰直線的方位角分別為，則直緩點K0+： 緩直點K1+： 樁號K0+=，則緩和曲線上所求點的切線橫距為：則坐標為： ，其中為轉角符號，右轉為“+”，左轉為“－”，下同。同理可算得緩圓點K0+ ， 。 圓曲線內曲中點K0++樁號的曲線長為，于是曲中點坐標為： ， 。 其他交點的逐樁坐標可類似算出。 縱斷面設計 縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據中線上各樁號的高層而點繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化的情況；另一條是設計線，它是經過技術上，經濟上以及美學上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況?？v斷面設計線是由直線和豎曲線組成。直線(即均勻坡度線)有上坡和下坡，是用高差和水平長度表示的。在直線的坡度轉折處為平順過渡要設置豎曲線，按坡度轉折形式的不同，豎曲線有凸有凹，其大小用半徑和水平長度表示。 縱坡設計的步驟和方法(1) 準備工作縱坡設計之前應在方格坐標紙上，按比例標注里程樁號和標高，點繪地面線，填寫有關內容。同時應收集和熟悉有關資料，并領會設計意圖和要求。(2) 標高控制點控制點是指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，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制用地范圍與標高以及受其他因素限制路線必須通過的標高控制點等。山區(qū)道路還有根據路基填挖平衡關系控制路中心填挖值的標高點，成為“經濟點”。平原區(qū)道路一般無經濟點問題。(3) 試坡在已標出“控制點”、“經濟點”的縱斷面圖上，根據技術指標、選線意圖，結合地面起伏變化，本著以“控制點”為依據，照顧多數“經濟點”的原則，在這些點位之間進行穿插與取直，試定出若干直坡線段。對各種可能的坡度線方案反復比較，最后定出既符合技術標準，又滿足控制點要求，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) 調整將所定坡度與選線時坡度的安排比較，二者應基本符合，若有較大差異時應全面分析，權衡利弊，決定取舍。然后對照技術標準檢查設計的縱坡是否合理，若有問題應進行調整。調整方法是對初定坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值等。(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、重要橋涵以及其他重要控制點等，在縱斷面圖上直接讀出對應樁號的填、挖高度，用“模板”在橫斷面圖上“戴帽子”，檢查是否填挖過大、坡腳落空或過遠、擋土墻工程過大、橋梁過高或過低、涵洞過長等情況，若有問題應及時調整縱坡、在橫坡陡峻地段核對更顯重要。(6) 定坡經調整核對無誤后，逐段把直線的坡度值、變坡點樁號和標高確定下來。坡度值可用三角板推平行線法確定，要求取值到千分之一，%。變坡點一般要調整到10米的整樁號上，相鄰變坡點樁號之差為坡長。變坡點標高由縱坡度和坡長依次推算而得。(7) 設置豎曲線根據技術標準、平縱組合均衡等要求確定豎曲線半徑，計算豎曲線要素。 豎曲線要素示意圖 設變坡點相鄰兩直線段坡度分別為和，代數差為。當為“+”時，表示凹形豎曲線；為“－”，表示凸形豎曲線。各元素計算公式如下： (78) (79) (710) 以變坡點K1+140為例，，則，為凹形曲線。則切線長，外距。 其他豎曲線要素可類似算得。 橫斷面設計公路的橫斷面，是指公路中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線所構成的。其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護坡道以及隔離柵、環(huán)境保護等設施。公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據設計交通量、交通組成、設計車速、地形條件等因素。在保證必要的通行能力和交通安全與通暢前提下，盡量做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大經濟效益與社會效益。道路橫斷面的布置及幾何尺寸應能滿足交通、環(huán)境、城市面貌等要求，橫斷面設計應滿足以下一些要求：(1) 設計應符合公路建設的基本原則和現行《公路工程技術標準》規(guī)定的具體要求。(2) 設計時應兼顧當地農田基本建設的需要，盡可能與之相配合，不得任意減、并農田排灌溝渠。(3) 路基穿過耕種地區(qū)，為了節(jié)約用地，如當地石料方便，可修建石砌邊坡。(4) 沿河線的橫斷面設計，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。 路基寬度的確定路基寬度是指公路路幅頂面的寬度，即兩路肩外緣之間的寬度，公路路基寬度為行車到與路肩寬度之和。根據規(guī)范，二級公路采用單幅路形式，行車道寬2，硬路肩寬度：2，土路肩寬度：2。路基寬：7++=10m，路拱坡度2%。 路堤和路塹邊坡坡度的確定由《公路路基設計規(guī)范》，結合實際的工程地質條件綜合考慮：路堤邊坡坡度取為1：～1：；路塹邊坡取為1：～1：。 超高與加寬計算為了滿足行車速度和安全的要求，就需要把路面的外側提高，使曲線上的路面向內側形成一個傾斜面，這就叫作超高。汽車行駛在曲線上所產生的離心加速度由路面超高和橫向系數來抗衡，即，要計算的值首先需要明確和各分配多少才是合理的。根據設計要求路面超高不能夠完全抗衡橫向力，所以考慮適當調整值。超高和曲率成曲線關系。一般新建公路采用繞內邊線旋轉超高過渡方式計算。本公路采用繞內邊線旋轉超高過渡方式計算。計算公式見下表74。表74 繞內邊線旋轉超高值計算公式 超高位置計算公式注；：：圓曲線上外緣中線內緣過渡段上外緣中線內緣表中 ——路面寬度；——路肩寬度；——路拱坡度；——路肩坡度；——超高橫坡度；——超高過渡段長度(或緩和曲線長度)；——與路拱同坡度的單向超高點到超高過渡段起點的距離； ——超高過渡段中任一點至起點的距離；——路肩外緣最大抬高值；——路中線最大抬高值；——路基內緣最大降低值；——距離處路基外緣抬高值；——距離處路基中線抬高值；——距離處路基內緣降低值； ——圓曲線加寬值；——距離處路基加寬值。JD1處超高計算示例：(1) 計算參數路拱坡度,路肩坡度，超高坡度，行車道寬度，路肩寬度，超高緩和長度。因為JD1處半徑R=400m。以該段加寬為例，以緩和曲線長為加寬過渡段，即為70m，選用比例加寬K0+。(2) 樁號超高計算1)過渡段上：樁號K0+： 2) 圓曲線上：3) 過渡段上：樁號 K1+000 處： 樁號K1+： 其他樁號加寬值可類似算出。第8章 排水設計 路基邊坡及溝渠設計 路基邊坡設計主要是合理的確定路基邊坡坡度。路基邊坡坡度可用邊坡高度H與邊坡寬度之比表示。設置在挖方路基的路肩外側以及填土高度較低的路堤坡腳外側的縱向人工溝渠，稱之為邊溝，其主要功能在于匯集和排除路基范圍內和流向路基的少量地面水。挖方路段及高度小于邊溝深度的填方路段應設置邊溝。邊溝橫斷面采用梯形，梯形邊溝內側邊坡為1：1，外側邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。邊溝縱坡與路線縱坡一致，%。在特殊情況下，%，此時邊溝出口間距應減短。設置在挖方路基邊坡以外的山頂或者是山坡路堤的上方的適當位置，用以攔截路基上方流向路基的地面水，用來減輕邊溝的壓力。設置截水溝是為了匯集并排除路基邊坡上側的地表徑流。挖方路基的截水溝應設置在坡頂5m以外。填方路基上側的截水溝距填方坡腳的距離不應小于2m。截水溝橫斷面采用梯形，邊坡采用1：1，%。應盡量使截水溝中的水流匯入截水溝所在山坡一側的自然溝中，或直接引入橋涵進口處，以免在山坡上自流造成沖刷。 邊溝設計挖方路基及填土高度低于路基設計要求的臨界高度的路堤，在路肩外緣均應設計縱向人工溝渠，稱之為邊溝，其主要功能在于排泄路基用地范圍內地面水。邊溝內側邊坡坡度按土質類別采用1：～1：；。邊溝的縱坡度應盡量與路線縱坡保持一致。當路線縱坡坡度小于溝底所必需的最小縱坡坡度時，邊溝應采用溝底最小縱坡坡度，并縮短邊溝出水口的間距。邊溝出水口的間距，一般地區(qū)不宜超過500m,多雨地區(qū)不宜超過300m。邊溝出水口的排放應結合地形、地質條件及橋涵水道位置，引排到路基范圍外，使之不沖刷路堤坡腳。設計計流量的確定采用公式 (81)式中 ——設計流量 ()；——設計重現期和降雨歷時內的平均降雨強度 ()；——徑流系數；——匯水面積 ()。 排水溝設計排水溝主要用于排泄來至邊溝、截水溝或其他水源的水流，以形成整個排水系統(tǒng)。排水溝的平面布置，取決于排水要求與當地地形。排水溝的布置，必須結合地形自然條件，因勢利導，平面上力求短捷平順，以直線為宜，必須轉向時，盡量采用較大半徑(10～20m以上)，徐緩改變方向，保證水流舒暢；縱面上控制最大和最小縱坡，以1%～3%為宜，縱坡大于3%，需要加固，大于7%，則應改用急流槽。(1) 排水溝斷面形式：排水溝一般為梯形斷面，其大小應根據流量確