【文章內(nèi)容簡介】 33 路面設計的原則 33 路面類型的選擇與確定 33 路面結構設計與計算 33 第 7 章 橋隧涵設計 40 隧道方案設計 40 橋涵方案設計 40 橋涵設計的 原則 40 橋涵方案設計 40 橋涵位置及尺寸 41 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） V 結論 42 參考文獻 43 致謝 44 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 路線設計 公路技術等級的確定 公路分級 根據(jù)我國現(xiàn)行的《公路工程技術標準》（ JTG B012021），公路按使用任務、功能和適應的交通量分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。 (1)高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路。 四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為 25000～55000 輛。 六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為 45000～80000 輛。 八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為 60000～100000 輛。 (2)一級公路為供汽車分向、分車道行駛 并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。 四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為 15000～30000 輛。 六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為 25000～55000 輛。 (3)二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道二級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為 5000～15000 輛。 (4)三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道三級公路應能適應將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為 2021～6000 輛。 (5)四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。 雙車道四級公路應能適應將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為 2021 輛以下。 單車道四級公路應能適應將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為 400 輛以下。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 2 確定公路等級 (1)已知資料 交通量年平均增長率 7%， 路段 近期交通量如下表： 表 近期交通量 序號 車型 數(shù)量 車輛折算系數(shù) 1 三菱 FR415 250 2 五十鈴 NPR595G 140 3 江淮 HF140A 100 4 江淮 HF150 200 5 東風 KM340 350 6 東風 SP9135B 120 7 五十鈴 EXR181L 110 (2)我國《公路工程技術標準》規(guī)定 ， 標準車型為小客車各汽車代表車型與標準車型換算系數(shù)如下 表 ： 表 各車型折算系數(shù) 序號 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 說明 1 小客車 ≤ 19 座的客車和載質(zhì)量≤ 2t 的貨車 2 中型車 ＞ 19 座的客車和載質(zhì)量＞ 2～ 7t 的貨車 3 大型車 載質(zhì)量＞ 7t～≤ 14t 的貨車 4 托掛車 載質(zhì)量＞ 14t 的貨車 (資料來源：《公路工程技術標準》 (JTG B012021)，表 ) 由交通資料得折算成小汽車的近期交通量： (3)交通量計算 近期折合成小型車交通量按下式計算： 0 1 .5 2 3N N N N N? 小 汽 車 中 型 汽 車 大 型 汽 車 拖 掛 車＋ ＋ ＋ （ ） 式中： 0N — 折算成小汽車的近期交通量； 小汽車N — 小汽車的近期交通量； 中型汽車N — 中型汽車的近期交通量； N大 型 汽 車 — 大型汽車的近期交通量； 拖掛車N — 拖掛車的近期交通量。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 3 則 0 0 =N ? ? ? ? ?（ 250+140+100+135 ） ＋ 200 2+( 120 +11 0) 3 235 0 （ 輛 / 日 ） 遠景設計年平均交通量按下式計算： 1d0(1 )nNN ? ??? （ ） 式中：dN — 遠景年設計年平均日交通量 (輛 /日 )； 0N — 預測初年平均日交通量 (輛 /日 )； ? — 交通量年平均增長率 (%)； n — 遠景設計年限。 則 15 1d 23 50 (1 7% ) = 60 60 (N ?? ? ? 輛 / 日 ） 由《公路工程技術標準》的規(guī)定，當各種汽車折合成小汽車的年平均晝夜交通量為 5000～ 15000 輛時，應選二級公路，本設計為山嶺重丘區(qū)二級公 路，查《公路工程技術標準》可知，作為集散公路，混合交通量較大，平面交叉間距較小，設計行車速度宜采用 60km/h。 選線設計 根據(jù)設計要求，結合實際地形、地物及其沿線條件，并考慮平縱橫三方面的因素，把它有機地安排在地面上，這個過程就是選線。 選線是公路設計的重要環(huán)節(jié)，選線的質(zhì)量直接關系到公路的造價及今后使用的適用性、安全性、可靠性和壽命。選線是一項具有很強技術性、經(jīng)濟性和政策性的綜合工作。而道路選線的主要任務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。 本設計為山嶺重丘區(qū)二級公路設計，山嶺重丘區(qū)基本特征如下： 自然特征：地面起伏、山丘連綿、溝谷與水嶺較深，地面自然坡度 20176。 以上，地形對部分路段平，縱線性有約束。丘陵地形山勢平緩、山形迂回、山丘連綿、地形多變，地物隨地形變化而變化，農(nóng)業(yè)較發(fā)達，土地種植種類繁多，旱地經(jīng)濟林為主，居民點及建筑群時有出現(xiàn)。 路線特征：路線以平曲線和豎曲線為主體構成空間線性；局部方案多、布線靈活，可能的路線走向多；路線平、縱、橫三方面關系密切，相互影響約束較大；線性指標一般高，但指標變化幅度大。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 4 下面把山嶺重丘區(qū)二級 公路在設計中需要的一些技術指標匯總成表，如下表所示： 表 主要技術指標匯總 序號 指標名稱 規(guī)范值 序號 指標名稱 規(guī)范值 1 公路等級 二級公路 13 設計高程 路基邊緣高程 2 汽車荷載等級 公路 — II 級 14 超高 繞內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn) 3 設計車速 60km/h 15 設計年限 15 年 4 路基寬度 10m 16 設計 洪水頻率 路基 (1/50) 5 平曲線 極限最小半徑 125m 小橋 (1/50)、涵洞 (1/50) 一般最小半徑 200m 長隧道 (1/50) 6 不設超高 最小半徑 (路拱 ≤ 2%) 1500m 17 最小縱坡 %(一般 %) 7 平曲線最小長度 100m 最大縱坡 6% 8 緩和曲線最小長度 50m 18 最小坡長 150m 9 凸形 豎曲線 極限最小半徑 1400m 最大坡長 3%(1200m)、 4%(1000m) 一般最小半徑 2021m 5%(800m)、 6%(600m) 10 凹形 豎曲線 極限最小半徑 1000m 19 最小直線長度 同向曲線 (360m) 一般最小半徑 2021m 反向曲線 (120m) 11 最小豎曲線長度 50m 最大直線長度 1200m 12 會車視距 150m 20 超車視距 350m (資料來源：歐陽建湘：《道路課程設計》，人民交通出版社， 2021.) 選線的一般原則 選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各種因素的關系，其一般原則： (1)路線的基本走向必須與道路的主客觀條件相適應。 (2)在路線設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案做深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優(yōu)路線方案。 (3)路線設計應在保證行車安全、舒適、快速的前提下，做到工程量小、 造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術指標，不要輕易采用極限指標，也不應片面追求高指標。 (4)選線時要處理好道路與農(nóng)業(yè)的關系。注意與農(nóng)業(yè)基本建設的配合，做到少占田地，并應盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或穿過經(jīng)濟林圓等。 (5)選線時應重視水文、地質(zhì)問題、不良地段等對道路的影響。 (6)選線時要應重視環(huán)境保護，保持 生態(tài)平衡 ，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 5 選線的步驟與方法 一條路線的起終點確定以后，在起終點間有多種方案選擇，選線的任務就是在眾多方案中選出一條符 合要求、經(jīng)濟合理的最優(yōu)方案。選線的范圍由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進而到線的過程來實現(xiàn)的，一般要經(jīng)過以下三個步驟： 全面布局是解決路線基本走向的全局性工作。就是在起訖點及中間必須通過的據(jù)點尋找可能通行的“路線帶”，并確定一些大的控制點，連接起來即形成路線的基本走向。在選線中，首先應著眼于總體布局工作，解決好基本走向問題。 在路線基本走向已經(jīng)確定的基礎上，插出一系列的控制點，這是在路線基本走向已經(jīng)確定的基礎上，進一步加密控制點，解決路線局部方案的工作。即是在大控制 點間，結合地形、地質(zhì)、水文、氣候等條件，逐段定出小控制點。 在逐段安排的小控制點間，根據(jù)技術標準的結合，自然條件，綜合考慮平、縱、橫三方面的因素，反復穿線插點，具體定出路線位置。隨后擬定出曲線的半徑，至此定線工作才算基本完成。 公路選線按具體做法不有：實地選線、紙上選線、自動化選線等。 (1)實地選線 實地選線是根據(jù)設計要求，在實地現(xiàn)場進行勘察測量，經(jīng)過反復比較，直接選定路線的方法。其特點簡便、切合實際；容易掌握地形、地物等情況，作出的方案比較可靠；但此方法野外工作量很大，受氣候季節(jié)影 響大；同時，由于實地視野與地形、地物局限性的限制，使路線的整體布局有一定的片面性和局限性。實地選線適用于一般等級較低、方案比較明確的公路。 (2)紙上選線 在地形圖上確定路線，然后再將路線再放到實地的選線方法。其特點是野外工作量較小，工作時不受自然因素干擾；能在室內(nèi)縱觀全局，結合地形、地物等條件，綜合平縱橫平衡因素，所選定的路線更為合理。 本設計中采用紙上選線進行選線 。 (3)自動化選線 將航測或數(shù)字化地形圖按選線的設計要求轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型，通過計算機按一定的要求進行自動選線、分析比較、優(yōu)化，最后通過輸出設備將 設計成果表輸出。自動化選線用計算機代替人工進行大量的計算、繪圖、分析比較工作，這樣，能使選線方案更為合理、省工省時，已成為今后公路選線的發(fā)展方向。 湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文） 6 第 2 章 平縱橫設計 為了保證汽車行使的安全與舒適，應把道路平、縱、橫三面結合作為主體線形來分析研究，平面與縱面線形的協(xié)調(diào)組合將能在視覺上自然地誘導司機的視線，并保持視覺的連續(xù)性，山嶺重丘區(qū)地勢陡峭，選線以縱斷面以考慮為主，豎曲線半徑選擇要適當，而平曲線在選線時一般要考慮大橋橋位與河流正交，以減少構造物的工程量及設計施工難度，節(jié)約經(jīng)費，減少造價。