【文章內(nèi)容簡介】 the road, and I am familiar with the calculation contents, steps of the design and method which makes learning theories in university and practice more easily to be put together.Key words: horizontal curve designing。 vertical curve designing。 roadbed and roadway。 revetment。 bridge and culvert. 1 第 1 章 設(shè)計任務(wù)和沿線自然條件 沿線自然條件該線路位于湘中偏北,資江下游,屬山、崗、丘、平原并有的丘陵地。西南、西北多山,東北地勢平坦,平均海拔 200 米。是雪峰山余脈向洞庭湖平原過渡的環(huán)湖丘崗地帶，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，全年日照 小時，降水量 14002022 毫米，平均氣溫 ℃。路基土壤為中液性粘土，地下水位距挖方后地面的最低水位為 米,最高水位為 米多年最大道路凍深為 180 厘米。 道路等級的確定為了滿足經(jīng)濟發(fā)展、規(guī)范交通量、路網(wǎng)建設(shè)和功能的要求，公路必須分等級建設(shè)。公路根據(jù)交通量及其使用功能、性質(zhì)分為五個等級：高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路。其中，一、二級公路的性質(zhì)如下：一級公路 一般能適應(yīng)按各種汽車（包括摩托車）折合成小客車的遠景設(shè)計年限的年平均晝夜交通量為 15000～30000 輛以上，專供汽車分向、分道高速行駛并全部控制出入的公路二級公路 一般能適應(yīng)按各種汽車（包括摩托車）折合成中型載重汽車的遠景設(shè)計年限的年平均晝夜交通量為 3000～7500 輛以上，專供汽車行駛的公路。 表 11 路段初始年交通量 東風(fēng) EQ140黃河JN150 黃河JN253東方SP9250北京BJ130日野KB222桑塔納20221428 124 228 350 1028 569 1728由《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定：交通量換算采用小客車為標準車型。表 12 各汽車代表車型與換算系數(shù)汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 說 明小客車 ≤19 座的客車和載質(zhì)量≤2t 的貨車中型車 ＞19 座的客車和載質(zhì)量＞2t 的貨車大型車 載質(zhì)量＞7t～≤14t 的貨車拖掛車 載質(zhì)量＞14t 的貨車 2 初始年交通量由表 11 和表 12 可得： ?????????aN 先假設(shè)該公路遠景設(shè)計年限為 15 年，則遠景設(shè)計年限交通量 ：1dN 日輛147%)(7)(511 ????nkad再假定該公路遠景設(shè)計年限為 20 年，則遠景設(shè)計年限交通量 ：2d日輛80402022 ?????nadN由上述一、二級公路性質(zhì)得知 、 均滿足要求，由于本路段公路為具有集散1dN2功能的路線，查《公路工程技術(shù)標準》，取該公路遠景設(shè)計年限為 15 年，擬定該公路為二級兩車道公路，設(shè)計車速為 60km/h。 查相關(guān)資料確定主要技術(shù)標準二級公路：三級服務(wù)水平 － 行 車 道 寬 度W－ 左 側(cè) 硬 路 肩 寬 度1L 右 側(cè) 硬 路 肩 寬 度?2L 左 側(cè) 路 緣 帶 寬 度?S 右 側(cè) 路 緣 帶 寬 度S 中H 中M1－ M2（當(dāng) L≤1m 時，E=L；當(dāng) L≥1m 時，E=1m）建 筑 限 界 頂 角 寬 度E3. 路線當(dāng)設(shè)計車速為 60km/h 時，車道寬度為 。表 13 路肩寬度一般值（m） 最小值（m）右側(cè)硬路肩寬度 土路肩寬度 ，當(dāng)通行能力運行安全受到影響時應(yīng)設(shè)置爬坡車道，其寬度為 ；連續(xù)長陡下坡路段，危及運行安全處應(yīng)設(shè)置避險車道。 3 路基寬度（m）：一般值：10 最小值 （雙車道）Ⅰ：各級公路路基寬度為車道寬度與路肩寬度之和，當(dāng)設(shè)有中間帶、加（減）速車道、爬坡車道、緊急停車帶、錯車道等時，應(yīng)計入這些部分的寬度。Ⅱ：確定路基寬度時，中央分隔帶寬度、左側(cè)路緣帶寬度、右側(cè)硬路肩寬度、土路肩寬度等的“一般值”和“最小值”應(yīng)同類項相加。Ⅲ:二級公路因交通量、交通組成等需要設(shè)置慢車道的路段，設(shè)計速度為 80km/h時，其路基寬度可采用 ；設(shè)計速度為 60km/h 時，可采用 ：75m。會車視距：150m。超車視距：350m（m）：一般值：200 極限值 125 不設(shè)超高最小半徑：當(dāng)路拱≤%時為 1500m；當(dāng)路拱＞2%時為 1900m。：6%。最小縱坡：一般情況下以采用不小于 %為宜：150m 表 14 坡長縱坡坡度（%） 3 4 5最大坡長（m） 1200 1000 800連續(xù)上坡（或下坡）時，應(yīng)在不大于上面所規(guī)定的縱坡長度范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于 3%，其長度應(yīng)符合縱坡長度的規(guī)定。 表 15 豎曲線半徑與長度一般值 2022凸形豎曲線半徑（m）極限值 1400一般值 1500凹形豎曲線半徑（m）極限值 1000豎曲線最小長度（m） 50表 16 設(shè)計洪水頻率設(shè)計車速 60km/h橋梁設(shè)計荷載 公路 Π 級特大橋 1/100大、中橋 1/100設(shè)計洪水頻率小橋、涵洞、路基 1/50 4 第 2 章 線路設(shè)計 公路平面設(shè)計 選線設(shè)計：路線的基本走向必須與道路的主客觀條件相適應(yīng)，在對多方案深入、細致的研究、論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。路線設(shè)計應(yīng)盡量做到工程量少、造價低、營運費用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)標準。選線應(yīng)注意同基本建設(shè)的配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或穿過經(jīng)濟林園；要注意保持原有自然狀態(tài)，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；選線時注意對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測調(diào)查，弄清其對道路的影響；選線應(yīng)綜合考慮路與橋的關(guān)系。2. 選線的步驟和方法：a. 選線 道路選線的目的就是根據(jù)道路的性質(zhì)、任務(wù)、等級和標準，結(jié)合地質(zhì)、地表、地物及其沿線條件，結(jié)合平、縱、橫三方面因素。在紙上選定道路中線的位置，而道路選線的主要任務(wù)是確定道路的具體走向和總體布局，具體定出道路的交點位置和選定道路曲線的要素，通過紙上選線把路線的平面布置下來。b. 全面布局全面布局是解決路線基本走向的全局性工作。就是在起終點以及中間必須通過的據(jù)點間尋找可能通過的路線帶。具體的在方案比選中體現(xiàn)。路線的基本走向與道路的主觀和客觀條件相適應(yīng)，限制和影響道路的走向的因素很多，大門歸納起來主要有主觀和客觀兩類。主觀條件是指設(shè)計任務(wù)書或其他的文件規(guī)定的路線總方向、等級及其在道路網(wǎng)中的任務(wù)和作用。而客觀條件就是指道路所經(jīng)過的地區(qū)原有交通的布局，城鎮(zhèn)以及地形、地質(zhì)，水文、氣象等自然條件。上述主觀條件是道路選線的主要依據(jù)，而客觀條件是道路選線必須考慮的因素。c. 逐段安排在 路 線 基 本 走 向 已 經(jīng) 確 定 的 基 礎(chǔ) 上 ， 根 據(jù) 地 形 平 坦 與 復(fù) 雜 程 度 不 同 ， 可 分 別 采取 現(xiàn) 場 直 接 插 點 定 線 和 放 坡 定 點 的 方 法 ， 插 出 一 系 列 的 控 制 點 ， 然 后 從 這 些 控 制 點中 穿 出 通 過 多 數(shù) 點 (特 別 是 那 些 控 制 較 嚴 的 點 位 )的 直 線 段 ， 延 伸 相 鄰 直 線 的 交 點 ，即 為 路 線 的 轉(zhuǎn) 角 點 。 5 在逐點安排的小控制點間，根據(jù)技術(shù)標準的結(jié)合，自然條件，綜合考慮平、縱、橫三方面的因素。隨后擬定出曲線的半徑，至此定線工作才算基本完成。做好上述工作的關(guān)鍵在于摸清地形的情況，全面考慮前后線形銜接與平、縱、橫綜合關(guān)系，恰當(dāng)?shù)剡x用合適的技術(shù)指標，使整個線形得以連貫順直協(xié)調(diào)。：在 3 公里的路線設(shè)計中有許多路線走向可以選擇，根據(jù)已確定的路線的大概走向，綜合考慮地形狀況和技術(shù)經(jīng)濟指標后，選定了三套方案。在 K43+000K46+000 這一段路線中，整體地勢是左邊低右邊高，左邊 500 米多為良田和河流，地勢平坦，因此這一段采用直線，往右近 2022 米多為山嶺，為減少工程量，在 K44+400K45+500 這一段采用舊路改造，其他路線盡可能采用兩山坡間的山溝地段，最后 500 米地勢較平坦，盡量不占用良田，保持線路的整體協(xié)調(diào)和優(yōu)美即可。表 21 方案比選方案 方案一 方案二 方案三優(yōu)缺點優(yōu)點：線型合理 優(yōu)美 挖填方適中 占用農(nóng)田少 合理利用舊路 工程量小優(yōu)點：合理利用舊路 挖填方少 工程量小 缺點：占用農(nóng)田過多優(yōu)點：線型簡潔優(yōu)美 占用良田少缺點：工程量大綜合比較表 21，最終選定方案一。 平曲線設(shè)計1 平面設(shè)計原則平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順舒，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。除滿足汽車行駛力學(xué)上的基本要求外，還應(yīng)滿足駕駛員和乘客在視覺和心理上的要求。保持平面線形的均衡與連貫。為使一條公路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意使線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標的突變。應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形。這種線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。設(shè)計時可在曲線間插入足夠長的直線或緩和曲線。2 平曲線要素值的確定平面線形主要由直線、圓曲線、緩和曲線三種線形組合而成的。當(dāng)然三個也可以組合成不同的線形。在做這次設(shè)計中主要用到的組合有以下幾種：按直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線的順序組合而成的曲線。這種線形是經(jīng)常采用的。例如設(shè)計中的大多數(shù)點都是應(yīng)用這個的。如下圖一。緩和曲線是道路平面要素之一，它是設(shè)置在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個轉(zhuǎn)向相 6 同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線?！稑藴省芬?guī)定，除四級路可以不設(shè)緩和曲線外，其余各級都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。它的曲率連續(xù)變化，便于車輛遵循；旅客感覺舒適；行車更加穩(wěn)定；增加線形美觀等功能。設(shè)計是要注意和圓曲線相協(xié)調(diào)、配合，在線形組合和線形美觀上產(chǎn)生良好的行車和視覺效果，宜將直線、緩和曲線、圓曲線之長度比設(shè)計成 1：1：1。在設(shè)計的時候要注意一下緩和曲線長度確定除應(yīng)滿足最小，外還要考慮超高和加寬的要求，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。圖 平面曲線計算圖示緩和曲線切線增值（21）2340RLsq??圓曲線的 內(nèi)移值（22）切線長（23）qPRT???2tan)(?平曲線長度（24）sL180?外距（25）RPE???2ec)(?校正值 7 （26）LTJ??2平曲線主要參數(shù)的規(guī)定根據(jù)《公路工程技術(shù)標準 JTG B01—2022》的規(guī)定表 22 路線限值公路等級 二級地形 微丘圓曲線一般最小半徑（m） 200圓曲線極限最小半徑（m） 125平曲線最小長度（m） 100緩和曲線最小長度（m） 60平曲線計算（以第一個交點為例）圖 22 平曲線簡圖如圖，已知 =36176。26′″，取圓曲線半徑 R=600m， =120m。? sL : ?????Rlh?)(?qPT????hlL??.6hyl 8 )(????RpE? 9 : 在地形圖上 JD1 為起點，JD1 與 JD2 之間距離為 ，即得 JD1=K43+000, JD2=K43+。則 ??????ZQ 6KJJD由此可見計算過程完全正確。其它交點要素見表 23。表 23 各交點要素交點 JD 圓曲線半徑(m)前緩和曲線長度(m)后緩和曲線長度(m)圓曲線長度(m)外距(m)前切線(m)后切線(m)1 600 120 120 2 380 80 80 3 1500 0 0 在整個的設(shè)計過程中就主要用到了以上的三種線形，在三公里的路長中，充分考慮了當(dāng)?shù)氐牡匦?，地物和地貌，相對各種相比較而得出的。在地形平面圖上初步確定出路線的輪廓，再根據(jù)地形的平坦與復(fù)雜程度，具體在紙上放坡定點，插出一系列控制點，然后從這些控制點中穿出通過多數(shù)點的直線段，延伸相鄰直線的交點，既為路線的各個轉(zhuǎn)角點（既樁號），并且測量出各個轉(zhuǎn)角點的度數(shù)，再根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》的規(guī)定，初擬出曲線半徑值和緩和曲線長度，代入平曲線幾何元素中試算，最終結(jié)合平、縱、橫三者的協(xié)調(diào)制約關(guān)系，確定出使整個線形連貫順直協(xié)調(diào)且符合技術(shù)指標的各個樁號及幾何元素。各個樁號及幾何元素的計算結(jié)果見直線、曲線及轉(zhuǎn)角表。 縱斷面設(shè)計 概述沿著道路中線豎直剖切然后展開既為路線縱斷面，由于自然因素的影響以及經(jīng)濟性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線，縱斷面設(shè)計的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動力特性，道路等級，當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟性等研究起伏空間線的大小和長度，以便達到行車安全，迅速，運輸經(jīng)濟合理及乘客感覺舒適的目的。 縱斷面設(shè)計的原則 10 ，線形設(shè)計應(yīng)平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全。、起伏和