【文章內(nèi)容簡介】 形美觀來看，直線過長線形呆板，會使司機行車單調(diào)引起疲勞，容易使司機超速行駛，難以準確目測車間間距，以及夜間對向行車產(chǎn)生黔武二級公路施工圖設(shè)計 B 段 4 眩光等原因，直接影響行車安全。另外，在山區(qū)、丘陵區(qū)，過長的直線難以與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，會嚴重破壞自然景觀，容易造成大挖大填，經(jīng)濟性差。關(guān)于直線的最大最小長度應(yīng)該有所限制，從理論上求解是非常困難的，主要是根據(jù)駕駛員的視覺反應(yīng)及心理上的承受能力來決定。根據(jù)國外資料介紹，對于設(shè)計車速大于或者等于 60km/h 的公路，最大直線長度為以汽車按設(shè)計車速行駛 70s 左右的距離控制；一般直線路段的最大長度（以 m 計）應(yīng)控制在設(shè)計車速（以 km計）的 20 倍為宜。本路段設(shè)計車速為 60km/h，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準》 JTG B012021 對直線長度作了如下限制： ① 同向曲線間最小長度： 6V=6 60=360m ② 反向曲線間最小長度： 2V=2 60=120m 在定直線過程中，直線的最大、最小值限制以不超出上值為宜。 （ 2） 圓曲線 圓曲線是平面線形中常用的線形要素，各級道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置圓曲線。圓曲線能較好地適應(yīng)地形變化，易與地物、地形、景觀等協(xié)調(diào)配合。圓曲線的設(shè)計主要確定起其半徑值以及超高和加寬。 圓曲線半徑選擇時主要考慮設(shè)計車速。設(shè)計中，設(shè)計時速為 60km/h，按照規(guī)范規(guī)定，其極限最小半徑為 125m，一般最小半徑為 200m。一般還要考慮不設(shè)超高的最小半徑，設(shè)計時速為 60km/h 時不設(shè)超高的最小半徑為 1500m（路拱≤%）、 1900m（路拱 %? ）。同時，半徑不能大于 10000m。 在設(shè)計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用了不需設(shè)加寬的大半徑曲線，因為不設(shè)超高的半徑較大，對于線形漸變率較小，利于行車舒適性和安全性。但是在設(shè)計中，并不能滿足設(shè)置不設(shè)超高的最小半徑的要求。 圓曲線能較好地適應(yīng)地形的變化，并可獲得圓滑的線形，使用范圍較廣且靈活。圓曲線在適應(yīng)地形的條件下，應(yīng)盡量選用較大的半徑。在定半徑時宜遵循以下原則： ①一般情況下以采用極限最小半徑的 48 倍或超高為 24%的圓曲線半徑為宜。 ②當(dāng)?shù)匦螚l件不受限制時，應(yīng)盡量采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑為宜。 ③選擇半徑時應(yīng) 結(jié)合前后線形綜合考慮，以形成連續(xù)的線形。并要考慮平曲線與縱坡的關(guān)系，避免小半徑與大縱坡重合即形成陡坡急彎。 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計 5 ④彎道半徑的選擇，應(yīng)按技術(shù)標(biāo)準根據(jù)實地的地形、地物、人工構(gòu)造物及其它條件的要求，按合理的曲線位置用外距、切線長等控制條件反算。 ⑤小偏角的彎道容易使司機產(chǎn)生錯覺，應(yīng)盡量避免。一般情況下轉(zhuǎn)角不小于7176。為宜。 ⑥當(dāng)同向曲線間插入短直線時，在視覺上容易形成直線與兩端的曲線構(gòu)成反彎的錯覺是整個組織線形缺乏連續(xù)性，形成“斷背曲線”。因此在設(shè)計時應(yīng)予以盡量避免。 （ 3） 緩和曲線 在直線和圓曲線間或半徑不同的圓曲線間設(shè)置曲率半徑連續(xù)變化的曲線即為緩和曲線。其作用是線形緩和、行車緩和及超高加寬緩和。當(dāng)平曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑事應(yīng)設(shè)置緩和曲線。緩和曲線可采用回旋曲線、三次拋物線，高次拋物線等線型。因回旋曲線與汽車由直線進入圓曲線的軌跡完全符合，在我國，《公路路線設(shè)計標(biāo)準》規(guī)定采用回旋曲線?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準》 JTG B012021規(guī)定山嶺重丘區(qū) 二 級路（設(shè)計車速 =60km/h）最小緩和曲線長度不小于 50m。 . 平面設(shè)計步驟 （ 1）選線的目的和任務(wù) 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(biāo)準，結(jié)合地形、地質(zhì)、地物及其他沿線條件，綜合平、縱、橫三方面因素，在實地或紙上選定道路中線平面的位置。 道路選線的主要任務(wù)是：確定道路的走向和總體布局；具體確定道路的交點位置和選定道路曲線的要素，通過紙上或?qū)嵉剡x線，把路線的平面位置確定下來。 （ 2）選線原則 ① 路線的基本走向必須與公路的主客觀條件相適應(yīng)。主觀條件是指設(shè)計任務(wù)書（或其它文件）規(guī)定中的路線總方向，等級及其在公路網(wǎng)中的地位和作用?？陀^存在條件是指公路所在地區(qū)原有交通布局，城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、資源狀 況，土地開發(fā)利用和規(guī)劃的情況以及地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然條件。根據(jù) 1： 2021帶狀地形圖，路線的走向所要解決的問題是在保證公路線形等級標(biāo)準的同時如何避免少拆遷、少占地，減少填挖方數(shù)量以降低和節(jié)約公路造價的問題。 ② 正確掌握和運用技術(shù)標(biāo)準。根據(jù)任務(wù)要求，本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)采用最新的《公路工程技術(shù)標(biāo)準》 JTG B012021，因此，在進行紙上定線時，首先應(yīng)吃透黔武二級公路施工圖設(shè)計 B 段 6 規(guī)范。在定線過程中，如工程量增加不大，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)。 ③ 注意與農(nóng)業(yè)配合，選取線時要處理好公路與農(nóng)業(yè)的關(guān)系。注意與農(nóng)田基本建設(shè)的配合 ，做到少占耕地，并應(yīng)量不占高產(chǎn)田，經(jīng)濟農(nóng)作物田或穿過經(jīng)濟園林等。并注意與修路造田、農(nóng)田水利灌溉、土地規(guī)劃等相結(jié)合。 ④ 重視環(huán)境保護，盡量減少施工對自然環(huán)境和生態(tài)平衡的破壞。 ⑤ 選線時應(yīng)綜合考慮路與橋的關(guān)系。在選線時，個別特殊大橋橋位，一般作為路線總方向的控制點，大中橋位原則上服從路線的總方向。 （ 3）選線步驟 根據(jù)指導(dǎo)老師意見，公路起終點（指導(dǎo)老師給定起終點）位置、高程不變，選線時以這兩個控制點為依據(jù)進行全面布置、逐段安排、具體定線。 用“以點定線、以線交點”的辦法大致定出平面交點，然后反復(fù)試線最后確定出交點。 ① 方案的確定 根據(jù)所給定的起終點這兩個控制點，仔細閱讀平面圖，從起點到終點必須經(jīng)過一條河溝，因此跨河位置的選擇成了控制因素之一。由于所經(jīng)地區(qū)為丘陵地區(qū)，通過的埡口位置選擇也成了重要控制因素。在選定控制點后，根據(jù)平面線形要求在滿足技術(shù)要求的前提下確定交點。 在設(shè)計中，定線是一項比較重要的工作，是整個路線的基礎(chǔ)，對路線的好壞起關(guān)鍵性的作用，不同地點，考慮的因素也不同，如有些以平曲線設(shè)計為主，有些則以經(jīng)濟性為準。 ② 交點位置 ,交 點間距 ,轉(zhuǎn)角的確定 : 方案設(shè)計中 ,在做好導(dǎo)向線 ,確定交點后。按照圖紙的坐標(biāo)，逐點測量出各點的大地坐標(biāo)，然后計算交點的間距，路線的轉(zhuǎn)角，其計算程序如下： 路線的方位角： 根據(jù)公式 β = arctg xy?? =arctg1212 xx yy ?? 式 () 則路線的方位角θ為：第一象限：θ＝β 第二象限：θ =180176。 β 第三象限：θ =180176。 +β 第四象限：θ =360176。 β 式 () 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計 7 路線的轉(zhuǎn)角等于后一方位角減去前一方位角，即 α =θ 2 θ 1 （α是“ +”為右轉(zhuǎn)，α是“ ”為左轉(zhuǎn)） 式 () 交點間距： D= 212212 )()( yyxx ??? 式 () ③ 平曲線設(shè)計及敷設(shè) 緩和曲線長度的確定 二級公路其最短緩和曲線長為 50 米。關(guān)于緩和曲線長度的確定主要考慮下列三點因素： 最小緩和曲線長度： ls≥ 50 米 超高緩和段長度 按 Lc=piib gc )( ?計算，式中： 式 () Lc超高緩和段長度 B路面寬度，取 米 Ic最大超高橫坡（ %） Ig路拱橫坡 （ %） ｐ 超高漸變率 且一般應(yīng)滿足 Ls＞ Lc 當(dāng) Lc50 時取 Ls=50,當(dāng) Ls50 時 ,Ls=Lc。 另外，對控制條件較嚴的路段進行驗算，看是否滿足要求，確有把握后才把R和 Ls 定下來，在進行曲線驗算時特別要注意抓住主要矛盾，確定好控制條件。一般同向、反向曲線較近時，或橋頭引線段宜用切線長為控制條件：小偏角宜用曲線長控制；大偏角及彎道內(nèi)側(cè)有地形、地物限制時，宜用外距控制；陡坡急彎段宜用合成縱坡控制；當(dāng)線位在曲線上時，宜用曲線上任意點控制。 設(shè)計時應(yīng)綜合考慮以上因素，最終確定緩和曲線的長度。 (2)平曲線設(shè)計 平曲線的設(shè)計有多種組合型式，如：簡單型、基本型、Ｓ型、Ｃ型、凸型、卵型及復(fù)曲線等，常用型式有簡單型、基 本型及Ｓ型。其計算公式各有不同，下面就基本型曲線計算公式分列如下： 基本型曲線： T=(R+p) tg2? +q (m) 黔武二級公路施工圖設(shè)計 B 段 8 L=180? (α 2β ) R+2ls =180?α R+ Ls (m) E=(R+P) sec2?R (m) J=2TL q=ls/2+Ls3/(240R2) P=ls2/(24R)Ls4/(2384R3) β 0=RLs90?? 式 () 二級公路的極限最小半徑為 125米，一般最小半徑為 200 米，設(shè)計時，應(yīng)盡量采用大半徑圓曲線。平曲線設(shè)計最主要的是確定圓曲線的半徑，園曲線的半徑確定具有多種控制條件，本路段共有三種情況： （放坡定線時以Ls:Ly:Ls=1:1:1～ 1:2:1 為佳）； ； （在反向曲線處采用）。 本設(shè)計有 六 個平曲線，均為基本型曲線。 樁位的敷設(shè)：（利用切線支距法） 樁號的敷設(shè)的計算方法如下： 在回旋曲線上， 22540 lsRllx ?? 3373 3366 lsRlR lsly ?? 式（ ） 在圓曲線上 , mm Rqx ?sin?? )c o s1( mm RRy ????? )2(0 R lsl mmm ???? ??? 式 () 其中： ml 圓曲線上任意點 m 到緩和曲線終點的弧長（ m） l 和曲線上的任意點到 ZH 或 HZ 點的長度（ m） 曲線主點樁號計算： ZH=JDT HY=ZH+lh YH=HY+Ly 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計 9 HZ=YH+lh QZ=HZL/2 式 () JD2=JD1+LABJ1 式 () 其中： lh緩和段長度（ m） Ly圓曲線長（ m） J校正值 (J=2TL) T總切線長（ m） LABJD1 到 JD2 間的距離（ m） 用此方法可以定出各交點對應(yīng)的主點位置，圓曲線用圓規(guī)在地形圖上畫出，而緩和曲線則用曲線板畫，從而定出路中線。 平面設(shè)計成果 如下圖： J D 1J D 2J D 3J D 4J D 5J D 6 圖 平面設(shè)計圖（旋轉(zhuǎn)后圖紙） 兩交點半徑取值見前述， 緩和曲線長度滿足前述長度標(biāo)注即可。 黔武二級公路施工圖設(shè)計 B 段 10 現(xiàn)將各技術(shù)指標(biāo)取值列于下表： 表 平曲線交點技術(shù)指標(biāo)取值表 JD α R（ m） Ls（ m） 直線長（ m） 起點 1 52176。 42′ ″(Y) 300 100 2 33176。 13′ ″(Z) 400 100 3 36176。 24′ ″(Y) 350 90 4 20176。 11′ ″(Z) 620 85 5 18176。 33′ ″(Z) 800 100 6 44176。 01′ ″(Y) 300 100 終點 . 曲線參數(shù)和主點樁號計算 確定各交點的參數(shù)后即可計算該交點的曲線要素以及主點樁號。在設(shè)計時，將起點樁號定為 K0+000。曲線要素和主點樁號計算過程如下： 基本型曲線：2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計 11 圖 按回旋曲線敷設(shè)緩和曲線 JD1 曲線要素和主點樁號計算 曲線要素計算： mRllq ss 23 ??? mRlRlR ss 824 342 ???? mqRRT 422t a n)( ????? ? mlRL s 46180 ??? ?? mlLL sy ??? mRRRE 52s e c)( ????? ? m2 2 .5 3 8L 2TJ ?? 主點樁號計算： mJD 2 5 9 .3 8 2+K0)(1 ?樁號 0 6 0 . 1 4 0 m+K