【文章內(nèi)容簡介】 物，綜合考慮平面、橫斷面而設(shè)。設(shè)計縱坡連續(xù)、協(xié)調(diào)、充分利用舊路?？v斷面是道路縱斷面設(shè)計的主要成果，也是道路設(shè)計的重要技術(shù)文件之一，見《縱斷面設(shè)計圖》。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，反映了沿著中線地面的起伏變化情況；另一條是設(shè)計線，它是經(jīng)過技術(shù)上、經(jīng)濟上以及美學(xué)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。縱斷面設(shè)計線是由直線和長度影響著汽車的行駛速度和運輸?shù)慕?jīng)濟以及行車的安全，它們的一些臨界值的確定和必要的限制，是以通行的汽車類型及行駛性能來決定的。在直線的坡度轉(zhuǎn)折處為平順過渡要設(shè)置豎曲線，按坡度轉(zhuǎn)折形式的不同，豎曲線有凹有凸，其大小用半徑和水平長度表示。最大縱坡是指在縱坡設(shè)計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設(shè)計的重要控制指標(biāo)。本次設(shè)計二級公路設(shè)計速度為60km/h，最大縱坡取6%。挖方路段以及其他橫向排水不良的路段所規(guī)定的縱坡最小值稱為最小縱坡。在長路塹以及其他橫向排水不利地段，為了防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，％的最小縱坡，％。％的路段時，邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。（1）最小坡長限制最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設(shè)豎曲線的要求考慮的。本次設(shè)計取150m。（2）最長坡長限制所謂最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛時，當(dāng)車速下降到最低允許速度時所行駛的距離?！兑?guī)定》規(guī)定的最大坡長如下表所示。 各級公路最長坡長見下頁表：設(shè)計速度/(km/h)1201008060403020坡度/％3900100011001200－－－470080090010001100110012005－60070080090090010006－－5006007007008007－－－－5005006008－－－－3003004009－－－－－20030010－－－－－－200，均符合設(shè)計要求。當(dāng)連續(xù)縱坡大于坡長限制時，應(yīng)在不大于規(guī)范所規(guī)定長度處設(shè)緩和坡段，用以恢復(fù)在陡坡上降低的速度和保證安全?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定緩和坡段的縱坡度應(yīng)不大于3％，其長度應(yīng)不小于該級公路相應(yīng)的最短坡長。在必須設(shè)置緩和坡段而地形又困難的地段，可將緩和坡段設(shè)置于半徑較小的平曲線上，但應(yīng)適當(dāng)增加緩和坡段的長度。此時緩和坡段的長度應(yīng)予增加，所增加的長度為該平曲線的半徑值。平均縱坡是指由若干坡段組成的路段所克服的高差與路現(xiàn)長度之比，是衡量線形質(zhì)量的重要指標(biāo)，目的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行駛的限制性指標(biāo)。本公路的相對高差小于200m，顧可以不考慮平均縱坡。合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度，其方向即為流水線方向。合成坡度的計算公式為： （51）式中 I――合成坡度，(％)；――超高橫坡或路拱橫坡，(％)；――路線設(shè)計縱坡坡度，(％)。公路最大合成坡度值規(guī)定如下表：公路等級高速公路 一級公路二級公路三級公路四級公路設(shè)計速度（Km/h）10080604020合成坡度（%） 經(jīng)計算本次設(shè)計的最大合成坡度符合規(guī)范要求 。（規(guī)范規(guī)定二級公路在車速為60Km/%）％。％時，應(yīng)采用綜合排水措施，以保證路面排水暢通。 豎曲線設(shè)計縱斷面上兩個坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車的方便用一段曲線來緩和，稱為豎曲線。豎曲線的形式可采用拋物線型或圓曲線型。由于在縱斷面上只計水平距離和垂直高度，斜線不計角度而計坡度，因此，豎曲線的切線長與曲線長是其在水平面上的投影，切線支距是豎直的高程差，相鄰兩坡度線的交角用坡度差表示。 在xoy坐標(biāo)系中，如下圖所示，設(shè)變坡點相鄰兩縱坡坡度分別為，他們的代數(shù)差用表示，即＝ －，當(dāng)為“＋”時，表示為凹形豎曲線，為“－”時，為凸形豎曲線。豎曲線諸要素計算公式為：豎曲線長度L或豎曲線半徑R： 豎曲線切線長T: 豎曲線上任一點豎距h： 豎曲線外距E： 豎曲線設(shè)計限制因素：在豎曲線設(shè)計時有多個要素限制著豎曲線的要素取值，其中有三個決定著豎曲線的半徑或最小長度。①緩和沖擊：此限制條件限制下的豎曲線半徑和最小長度分別為： ②時間行程不過短：此限制條件限制下汽車在豎曲線上行程時間最短應(yīng)滿足3s行程，即： ③滿足視距要求：汽車行駛在凸形豎曲線上，如果半徑太小，會阻礙司機試線。為了行車的安全，應(yīng)該對凸形豎曲線的半徑或最小長度加以限制。同樣在凹形豎曲線上也要對此加以限制?？傊?，無論是凸形豎曲線還是凹形豎曲線都要受到以上三種因素的限制。在進行設(shè)計時，必須明確哪一種限制因素最為不利，這樣才能最為有效的控制。 道路平縱組合設(shè)計（1）應(yīng)在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保證視覺的連續(xù)性。（2）注意保持平縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。（3）選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全。?）注意與道路周圍的環(huán)境的配合。（1）平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。最好是使豎曲線的起終點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平包豎”。（2）平曲線與豎曲線的大小應(yīng)保持均衡。（3）暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合。 縱斷面設(shè)計方法及步驟（1）根據(jù)所給的平面圖，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、地物的實際情況，設(shè)計出一條既符合規(guī)范的，又省土石方的設(shè)計線；（2）結(jié)合坡長限制和半徑限制，合理的定出豎曲線半徑；（3）計算出有關(guān)的豎曲線要素值；（4）繪制縱斷面圖，并注明各要素值。（1）縱坡極限值的運用：一般來講，縱坡緩一些為好，但為了路面和邊溝排水，％～％。（2）最短坡長：坡長是指縱斷面上兩變坡點之間的距離。坡長不宜過短，一般以不小于計算行車速度9s的行程為宜。則此二級公路的最短坡長為9=45m（3）縱坡的設(shè)計：本設(shè)計地形為山嶺重丘地形，所以其縱坡應(yīng)均勻平緩，注意保證最小縱坡的要求。（4）豎曲線半徑的選用：豎曲線半徑應(yīng)以較大為宜，當(dāng)受到限制時可采用一般最小值，特殊困難方可采用極限最小值。、縱斷面圖在CAD圖里面包括上下兩部分內(nèi)容。上部分在本圖里面主要包括地面線和設(shè)計線，以及縱斷面各要素的數(shù)據(jù)。下部分主要包括填挖高度、里程樁號、地面高程、設(shè)計高程、坡長坡度說明、平曲線說明?？v斷面圖詳見附圖。 第6章 道路橫斷面設(shè)計道路的橫斷面是指中線各點的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計線包括行車道、路肩、邊溝邊坡、護坡道、分隔帶、截水溝以及取土坑、棄土坑、環(huán)境保護設(shè)施。橫斷面中的地面線是表征地脈起伏變化的那條線。路線設(shè)計中所涉及的橫斷面設(shè)計只限于與行車道直接有關(guān)的那一部分，即各組成部分的寬度、橫向坡度等問題。 道路橫斷面的組成路幅是指公路路基頂面兩路肩外側(cè)邊緣之間的部分。道路的分隔方式有兩種，一種是用分隔帶分隔（整體式斷面），一種是將上下行車道分別放在不同的平面上加以分隔（分離式斷面）。路幅布置類型包括單幅雙車道、雙幅多車道、單車道三種。設(shè)計時根據(jù)設(shè)計要求合理采用路幅形式。(1) 設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路等級、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設(shè)計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。(2) 路基設(shè)計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度等外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟有效的病害防治措施。(3) 還應(yīng)結(jié)合路線和路面進行設(shè)計。選線時，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。對于地形陡峭、有高填深挖的邊坡，應(yīng)與移改路線位置及設(shè)置防護工程等進行比較，以減少工程數(shù)量，保證路基穩(wěn)定。(4) 沿河及受水浸水淹路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀。（5） 當(dāng)路基設(shè)計標(biāo)高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行換填并壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。（6） 路基設(shè)計還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護等的需要。 行車道及路肩、路拱行車道是道路上供各種車輛行駛部分的總稱,它包括快車道和慢車道,﹑設(shè)計交通量﹑交通組成和汽車行駛速度確定。本次設(shè)計行車道寬7m。（1）加寬值的計算汽車行駛在曲線上,各輪跡半徑不同,其中以后內(nèi)輪軌跡半徑最小,且偏向曲線內(nèi)側(cè),故曲線內(nèi)側(cè)應(yīng)增加路面寬度,以確保曲線上行車的順適與安全。 四級公路和山嶺、重丘區(qū)的三級公路采用第一類加寬值；其余的各級公路采用第三類加寬值。對不經(jīng)常通行集裝箱運輸半掛車的公路，可采用第二類加寬值。對于R250m的圓曲線，由于其加寬值比較小，可以不加寬。對于本次工程來說，三處交點的半徑均大于250m，均不設(shè)置加寬。（2）加寬的過渡加寬的過渡方式有比例過渡、高次拋物線過渡、回旋線過渡和插入二次拋物線過渡。一般采用的是比例過渡方式。計算公式如下： （61）式中 ――任意點距緩和段坡點的距離（m）； L――加寬緩和段長（m）； b－－圓曲線上的全加寬（m）。比例過渡簡單易于操作，但經(jīng)過加寬以后的路面內(nèi)側(cè)與行車軌跡不符，緩和段的起終點出現(xiàn)破折，于路容也不美觀。這種方法一般可用于二、三、四級公路。各級公路都要設(shè)置路肩。路肩對于一條道路來說有很重要的作用。從構(gòu)造上來說，路肩分為土路肩和硬路肩。硬路肩是經(jīng)過了鋪裝的路肩。在體那方路段，為了使路肩能匯集路面積水，在路肩邊緣應(yīng)設(shè)置路緣石。土路肩是指不經(jīng)過任何鋪裝的路肩，它其保護路面和路基的作用，并能提供側(cè)向余寬。（1）路拱及路肩的橫坡度 　　為了利于路面橫向排水，將路面做成由中央向兩側(cè)傾斜的拱形，稱路拱。其傾斜大小以百分率表示。對于不同類型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件選用不同的路拱坡度。 高速公路和一級公路由于其路面較寬，迅速排除路面降水尤為重要，所以此種公路處于降雨強度較大的地區(qū)時應(yīng)采用高值，在降雨強度很大的地區(qū)，路拱坡度可適當(dāng)增大。 　　 土路肩的排水性遠(yuǎn)低于路面，其橫坡度較路面宜增大1．0％～2．0％，硬路肩視具體情況（材料、寬度）可與路面同一橫坡，也可稍大于路面。 本次設(shè)計中采用的是瀝青混凝土路面，％?！　。?）超高 　　為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。合理地設(shè)置超高，可以全部或部分地抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性和舒適性。 　　超高橫坡度由直線段的雙坡路拱，過渡到與圓曲線半徑相適應(yīng)的單向橫坡的路段，稱作超高緩和段或超高過渡段。①超高橫坡度的計算確定 　　超高橫坡度可由平曲線最小半徑公式： 　 　 得出 （62）　　對此，我國現(xiàn)行的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：凡半徑小于不設(shè)超高的最小半徑的平曲線均應(yīng)設(shè)置超高。超高的橫坡度按設(shè)計速度、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。高速公路、一級公路的超高橫坡度不應(yīng)大于10％，其他各級公路不應(yīng)大于8％。 　　在本次設(shè)計中，由上面的計算得知當(dāng)圓曲線半徑大于1400m時，可以不設(shè)置超高。 ②超高的過渡超高的過渡分為無中間帶道路和有中間帶道路的過渡，本次設(shè)計采用的無中間帶道路的超高過渡方式。下面介紹一下此種過渡方式。無中間帶的道路行車道,無論是雙車道還是單車道,外側(cè)須逐漸抬高,在抬高過程中,行車道外側(cè)是繞中線旋轉(zhuǎn)的。 當(dāng)超高坡度大于路供坡度時,可分別采用以下三種過渡方式:,待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后,將整過再繞未加寬前的內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度值,如圖61a所示。:先將外側(cè)車道繞路中線旋轉(zhuǎn),待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡度后,整個斷面繞中線旋轉(zhuǎn),－1b所示。:先將外側(cè)車道繞外邊緣旋轉(zhuǎn),與此同時,內(nèi)側(cè)車道隨中線的降低而相應(yīng)降低,待到達(dá)單向橫坡度后,整個斷面仍繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn),直至超高橫坡度。此設(shè)計二級公路是無中間分隔帶的，在直線路段的橫斷面均以中線為脊向兩側(cè)傾斜的路拱。在曲線路段路面由雙向傾斜的路拱形式過渡到具有超高的單向傾斜的超高形式，外側(cè)須逐漸抬高，在抬高過程中，若超高橫坡度等于路拱坡度，則行車道外側(cè)繞中線旋轉(zhuǎn)，直至與內(nèi)側(cè)橫坡度相等為止。當(dāng)超高坡度大于路拱坡度時，先將外側(cè)車道繞外邊緣旋轉(zhuǎn)，與此同時，內(nèi)側(cè)車道隨中線的降低而相應(yīng)降低，待達(dá)到單向橫坡后，整個斷面仍繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡度。繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)超高值計算公式超高位置計算公式注X≦X0X≧X0圓曲線上外緣hcbJ iJ＋( bJ＋B) ih1．計算結(jié)果均為與設(shè)計高之高差2．臨界斷面距緩和段起點：X= iG Lc/ ih3．X距離處的加寬值：bx=Xb/ Lc中線h′ cbJ iJ ＋ Bih/2內(nèi)緣h