【文章內(nèi)容簡介】 目中最大縱坡 ％， 米 /1 處。最短坡長 ，變坡 點(diǎn)華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 共 8 個(gè)，平均每公里縱坡的變更次數(shù)為 %，豎曲線的最小半徑是 米。豎曲線增長系數(shù) :。 橫斷面設(shè)計(jì) 此公路按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求為山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路，計(jì)算行車速度為 60km/h，路基寬度為 10m，其中行車道寬 ，兩邊土路肩各 ，硬路肩各 。 路拱坡度為 ％，路肩坡度為 ％，詳見道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 行車道 路面結(jié)構(gòu)為： 3cm 細(xì)粒式瀝青混凝土 4cm 中粒式瀝青混凝土 6cm 粗粒式瀝青混凝土 25cm 石灰粉煤灰碎石 25cm 石灰土 路基路面工程 路基路面是道路的主要工程結(jié)構(gòu)物。路基是在天然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線形 (位置 )和設(shè)計(jì)橫斷面（幾何尺寸）的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物，路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。 工程路基主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚匚锖侠淼脑O(shè)計(jì)出路基的類型和構(gòu)造。必須嚴(yán)格保證路基的壓實(shí)。壓實(shí)時(shí)采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)控 制，土方要求分層碾壓，按道路路基施工規(guī)范要求進(jìn)行施工。填方路段路堤在路槽以下 0～ 80cm 深度范圍內(nèi)壓實(shí)度為 95%， 80～150cm 深度范圍內(nèi)壓實(shí)度為 93%，挖方路段路塹在 0～ 30cm 深度范圍內(nèi)壓實(shí)度為 95%。 路面工程主要有瀝青路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，根據(jù)所給的交通資料合理的計(jì)算出路面的結(jié)構(gòu)組成。 第 3 章 道路定線 定線原則 根據(jù)交通部《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTGD30— 20xx）的有關(guān)規(guī)定及河南平原區(qū)交通廳路網(wǎng)改造精神，公路布線遵循經(jīng)濟(jì)合理的原則。盡可能少拆遷，少占用農(nóng)田，少破壞自華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 然環(huán)境，利 用有利地形布線，使公路路線與自然景觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一，并以充分利用舊路改建減少工程投資為目的進(jìn)行選線。 定線的任務(wù)是按照一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在選線布局階段選定的“路線帶”（或叫定線走廊）的范圍內(nèi)，結(jié)合細(xì)部地形、地質(zhì)條件、綜合考慮平、縱、橫三面的合理安排，確定并通常實(shí)地定出道路中線的確切位置。 定線是公路設(shè)計(jì)過程中很關(guān)鍵的一步。它不僅要解決工程、經(jīng)濟(jì)方面的問題，而且對(duì)如何使公路與周圍環(huán)境想配合，以及公路本身線形的美觀等問題都要在定線過程中給予充分的考慮。 定線應(yīng)吸收橋梁、水文、地質(zhì)等專業(yè)人員參加，發(fā)揮各種專業(yè)人員的才能和 智慧，使定線成為各專業(yè)組協(xié)作的共同目標(biāo)。 定線方法 公路定線質(zhì)量還在很大程度上取決于采用的定線方法，常用有直接定線和紙上定線兩種方法。在道路的勘測(cè)設(shè)計(jì)中，一般是先在地形圖上進(jìn)行紙上定線，然后進(jìn)行實(shí)際定線，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高的、地形、地物復(fù)雜的路線必須使用“紙上定線”，然后把紙上路線敷設(shè)在地面上?！爸苯佣ň€”省去了紙上定線這一步，所以只適用于標(biāo)準(zhǔn)較低的路線。在本設(shè)計(jì)中，道路等級(jí)為二級(jí)，且地形、地物較為復(fù)雜，故線路采用“紙上定線”的方法。 定線原則 本項(xiàng)目是公路新建工程，由于地形比較復(fù)雜、落差較大， 考慮到為了減少填挖方量，盡量減少拆遷房屋和少占用高產(chǎn)農(nóng)田，控制工程造價(jià)和環(huán)境保護(hù)等方面得問題，優(yōu)化線形，而采用了沿等高線的走向布線。但是個(gè)別無法避免的地方，只好直穿等高線了，但應(yīng)盡量使其交角小。 方案比選 在近兩公里平原地區(qū)的路線設(shè)計(jì)中路線走向基本確定，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(jì)指標(biāo)后，選定了兩套方案。 兩個(gè)方案的總里程前一個(gè)方案較比后一個(gè)方案多了近一百米，但后一方案的填挖方量比較多，同時(shí)，后一個(gè)方案穿過溝谷存在過 水問題，要修橋，大大增加了工程費(fèi)用及工程難度。 綜合比較，最終選定第一方案。選線圖見附圖。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 4 章 平面設(shè)計(jì) 綜述 道路是帶狀的三維空間結(jié)構(gòu)實(shí)體，一般由線形、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施等組成。不論是公路還是城市道路，其路線位置的選定都會(huì)受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)，自然地理和技術(shù)條件等多重因素的制約。需要設(shè)計(jì)者再進(jìn)行充分調(diào)查，掌握大量可靠資料的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?，地質(zhì)和地物等條件，設(shè)計(jì)出一條經(jīng)濟(jì)，合理而又與自然景觀協(xié)調(diào)的路線來。道路平面設(shè)計(jì)就是在平面圖上研究確 定路中線幾何形狀的原理和方法的工作。 直線是最簡單的平面線形，然而從道路的起點(diǎn)到終點(diǎn)之間往往不能用一條直線將其連接起來，由于受地形、地物等因素的制約，路線在平面上往往出現(xiàn)很多轉(zhuǎn)折，為了保證行車的安全性和平穩(wěn)性，在轉(zhuǎn)折處需要用圓曲線加以連接。如果圓曲線半徑較小，還要進(jìn)行曲率過渡，即加設(shè)緩和曲線。因此，道路的平面線形要素是由直線，圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的，通常稱之為“平面線形三要素”。直線是曲率為零的線形；圓曲線是曲率為常數(shù)的線形；緩和曲線是曲率逐漸變化的線形。三要素是道路平面線形最基本的組成，在道路上各要素所 占比例難以量化規(guī)定，但只要各組成要素使用合理，組合得當(dāng)，均可以得到較為理想的平面線形。 直線設(shè)計(jì) 直線的特點(diǎn) 作為平面線形要素之一的直線，在公路和城市道路中的使用最為廣泛，當(dāng)?shù)貏?shì)平坦，地物障礙較小時(shí)，定線人員往往首先考慮使用直線線形通過。這因?yàn)閮牲c(diǎn)之間的連接長度以直線最短；汽車在直線上行駛時(shí)受力簡單，方向明確，駕駛操作容易；同時(shí)，路線測(cè)設(shè)簡單、方便。基于直線的上述優(yōu)點(diǎn)，在個(gè)種線形工程中都有著其獨(dú)特的地位。 當(dāng)然直線線形也有其缺點(diǎn) :直線線形靈活性差，難以與地形，地物等周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)；過長 的直線易使駕駛員感到單調(diào)、疲倦，注意力難以集中；直線路段上難以準(zhǔn)確目測(cè)車輛之間的距離；長直線上容易導(dǎo)致高速行車，引發(fā)交通事故等。因此，在運(yùn)用直線線形和確定其長度時(shí)，需要持謹(jǐn)慎態(tài)度，盡量不采用過多和過長的直線線形。 直線的長度 (1)直線的最大長度： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 我國地域遼闊，各地區(qū)的地形條件差異非常大，很難統(tǒng)一規(guī)定直線的最大長度。我國在道路遼闊設(shè)計(jì)中參考使用外國的經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)德國和日本的規(guī)定 :直線的最大長度(單位 m)為 20v(v設(shè)計(jì)速度， km/h)。雖然地域不同，環(huán)境不同，但一般情況下應(yīng)盡量地避免追 求過長地直線指標(biāo)。 (2)直線的最小長度： 為了保證行車安全，相鄰兩曲線之間應(yīng)具有一定地直線長度。這個(gè)直線長度是指前一曲線的終點(diǎn) (緩直 HZ 或圓直 YZ)到后一曲線起點(diǎn) (直緩 ZH 或直圓 ZY)之間的長度。 ①對(duì)于同向曲線間的最小直線長度 : JTGD2020xx公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范 (以下簡稱規(guī)范 )規(guī)定同向曲線間地最短直線長度 (單位為 m)以不小于 6v(單位 km/h)為宜。另外，對(duì)于計(jì)算行車速度 V≤ 40km/h 地山嶺重丘區(qū)公路地特殊困難地段，可以適當(dāng)放寬。 ②對(duì)于反向曲線間的最小直線長度 :規(guī)范 規(guī)定 反向曲線間最小直線長度 (單位為 m)以不小于 2V(單位為 km/h)為宜。 圓曲線設(shè)計(jì) 圓曲線幾何要素 各級(jí)公路和城市道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置平曲線，而圓曲線是平曲線中的重要組成部分。路線平面線形中常用的單曲線、復(fù)曲線、雙交點(diǎn)或多交點(diǎn)曲線、虛交點(diǎn)曲線、回頭曲線等中一般均包含了圓曲線。圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循環(huán)好、線形美觀、易于測(cè)設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，使用十分普遍。 四級(jí)公路可以不設(shè)緩和曲線，其他各級(jí)公路當(dāng)曲線半徑大于或等于“不設(shè)緩和曲線的半徑”時(shí)也可不設(shè)緩和曲線，因而在此類彎道中只有圓曲線。本次公 路為二級(jí)公路，故應(yīng)該合理的設(shè)置緩和曲線。 圓曲線幾何要素及公式如下： LTJRERRLR tgT???????2)12( s e c0 1 7 4 1 8 02????? 式中： T— －切線長（ m）； L――曲線長（ m）； 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 E――外距（ m）； R――圓曲線半徑（ m）； α――轉(zhuǎn)角（度）。 圓曲線半徑確定 行駛在曲線上的汽車由于受離心力作用其穩(wěn)定性受到影響，而離心力的大小又與曲線的半徑密切相關(guān)，半徑愈小愈不利，所以在選擇平曲線半徑時(shí)應(yīng)盡可能采用較大的值，只有在地形 或其他條件受到限制時(shí)才可以使用較小的半徑。為了行車的安全，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圓曲線半徑在不同情況下的最小值。 (1)圓曲線半徑的計(jì)算公式與影響因素 根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式得到 )(127 2biVR ?? ? 式中 R――圓曲線半徑， m； V行車速度， km/h； 橫向力系數(shù)；??? bi 超高橫坡度，（％。） 在公路等級(jí)和 地形條件已定時(shí)，設(shè)計(jì)車速 V也就唯一確定了，圓曲線半徑 R的大小取決于橫向力系數(shù) ? 和曲線的超高橫坡度 bi 的取值范圍。 ? 值的采用影響到行車的安全、經(jīng)濟(jì)與舒適度等。在計(jì)算最小平曲線半徑時(shí)，應(yīng)綜合考慮汽車行駛的橫向穩(wěn)定性、駕駛員的駕駛操作、燃料消耗和輪胎磨損以及乘車的舒適性等因素，采用一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?。?jīng)分析得出的 ? 的取值范圍： ? 值最小不小于 ，最大不大于 。 (2)超高橫坡度 bi 超高橫坡度有最大超高橫坡度與最小超高橫坡度之分。在制定最大超高橫坡度 max,bi 時(shí)要綜合考慮道路所在地區(qū)的氣候條件、駕駛員和乘客的心理上的安全感。對(duì)山嶺重丘區(qū)、城市附近、交叉口以及有相當(dāng)數(shù)量非機(jī)動(dòng)車行駛的道路上，最大超高橫坡度比一般道路還要小些。超高值的大小與設(shè)計(jì)速度、半徑、路面類型、當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等因素有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)半徑大小等條件確定具 體超高的采用值。本次設(shè)計(jì)為二級(jí)公路最大超高為 8%。 道路的最小超高橫坡度不應(yīng)小于道路直線段的路拱橫坡度，否則不利于道路的排水，因此有 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 1min, iib ? 式中 1i ――路拱橫坡度。 (3)圓曲線最小半徑的計(jì)算 圓曲線最小半徑包括極限最小半徑、一般最小半徑和不設(shè)超高的的最小半徑。 極限最小半徑是指各級(jí)公路對(duì)按設(shè)計(jì)速度行駛的車輛， 能保證其行車的安全的最小允許半徑。它是圓曲線半徑允許采用的極限最小值，只有當(dāng)?shù)匦螚l件特殊困難或受其他條件嚴(yán)格限制時(shí)，方可采用。根據(jù)我國《規(guī)范》規(guī)定的極限最小半徑值本次設(shè)計(jì)的二級(jí)公路極限最小半徑為 125m。 一般最小半徑是指通常情況下各級(jí)公路對(duì)按設(shè)計(jì)速度行駛的車輛，能保證其安全性和舒適性行車的推薦采用的最小半徑。對(duì)此，我國的《規(guī)范》也做了相應(yīng)的規(guī)定，本次設(shè)計(jì)取 200m。 當(dāng)平曲線半徑較大時(shí)，根據(jù)情況可以不設(shè)超高。此時(shí)我國的《規(guī)范》所制定的“不設(shè)超高的最小半徑”是取 ? ＝ ， (max) ??hi ，由半徑計(jì)算公式計(jì)算得出。因而在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)于不設(shè)超高的最大半徑 14 00)01 (12 7 36 00)(12 7 2 ?????biVR ? ，即當(dāng)圓曲線半徑大于 1400m 時(shí)，就可以不設(shè)置超高。對(duì)于本次設(shè)計(jì)中所有交點(diǎn)的半徑均小于 1400m,故每個(gè)交點(diǎn)都應(yīng)設(shè)置合理的超高，以確保行車的安全、穩(wěn)定。 (4)圓曲線最大半徑 選用圓曲線半徑時(shí)，在地形、地物等條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用較大曲線半徑。但是，當(dāng)半徑大到一定程度時(shí)，其幾何性質(zhì)與直線區(qū)別不大，而且容易給駕駛員造成判斷上的失誤，因此，《 規(guī)范》規(guī)定了圓曲線的最大半徑不宜超過 10000m。 緩和曲線設(shè)計(jì) 緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線和圓曲線之間的或兩個(gè)圓曲線之間的曲率半徑逐漸變化的線形?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，除四級(jí)公路可以不設(shè)緩和曲線外，其余各級(jí)公路在其半徑不小于不設(shè)超高的最小半徑時(shí)都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。 緩和曲線的作用 （ 1）曲率逐漸變化，便于車輛遵循； （ 2）離心加速度逐漸變化，消除了離心力突變，旅客感覺舒適； （ 3）為設(shè)置超高和加寬提供過渡段，行車更加平穩(wěn)； （ 4）與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 有 緩和曲線的平曲線的曲線要素的計(jì)算 道路平面線形三要素的基本組成是：直線――回旋線――圓曲線――回旋線――直線。下圖所示的組合形式是最常見的在直線與圓曲線之間假設(shè)緩和曲線后的形式。 (1)曲線要素計(jì)算公式 RpRELRLRLqRThSSh???????????2s e c)(1 8 021 8 0)2(2t a n)p(0???????外距：曲線長：切線長： h2 LThJh ??切曲差： 緩和曲線的最小長度 為了車輛在緩和曲線上平穩(wěn)的完成曲率的過渡與變化，保證線形順適美觀，同時(shí)為在圓曲線上設(shè)置的超高和 加寬提供過渡段，應(yīng)規(guī)定緩和曲線的最小長度。通過考慮了離心加速度的變化率、駕駛員的操作反應(yīng)時(shí)間、