【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 緒論 選題意義 公路交通是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志 ， 是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和人民生活必不可少的公共基礎(chǔ)設(shè)施。公路建設(shè)的發(fā)展速度對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 拉動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。 高速公路在中國(guó)內(nèi)地的出現(xiàn)和發(fā)展僅僅走過了 17 年的歷程 ， 在今天 ， 萬多公里的高速公路和總量達(dá) 萬公里的全國(guó)公路網(wǎng)正在為中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展提供著便捷、和 高效率的運(yùn)輸服務(wù) [1]。 中國(guó)公路發(fā)展概況 50 年來 ， 我國(guó)公路建設(shè)已取得巨大成就?；仡櫸覈?guó)公路發(fā)展歷程 ， 對(duì)比世界公路發(fā)展趨勢(shì) ， 可以認(rèn)為 ， 我國(guó)公路交通正處于擴(kuò)大規(guī)模、提高質(zhì)量的快速發(fā)展時(shí)期。但是 ， 由于基礎(chǔ)十分薄弱 ， 我國(guó)公路建設(shè)總體上還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要 ， 與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平相比還有較大差距。 從公路技術(shù)等級(jí)看 ， 在全國(guó)公路總里程中還有近 20 萬公里等外公路 ， 等外公路占公路總里程的比重達(dá)到 ％ ， 西部地區(qū)更高 ， 達(dá)到 ％ ， 技術(shù)等級(jí)仍不理想。 從行政區(qū)劃分布看 ， 由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布的不平 衡 ， 公路發(fā)展在各地區(qū)之間存在著較大差距 ， 總的來看 ， 東部地區(qū)公路密度較大 ， 高等級(jí)公路的比例也較高 ， 明顯高于全國(guó)平均水平 ， 更高于中、西部地區(qū)水平 [2]。 因此 ， 為逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標(biāo) ， 按照道路的使用功能和交通需求 ， 重點(diǎn)提高經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)的公路技術(shù)等級(jí) ， 根據(jù)國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略 ， 大力扶持西部地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) ， 將是本世紀(jì)末以至下世紀(jì)初我國(guó)公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn) [3]。 本文研究 主要內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成東莞 深圳高速公路的設(shè)計(jì)工作 ， 具體內(nèi)容包括真理分 析、平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、公路排水規(guī)劃設(shè)計(jì)及概算 、 設(shè)計(jì)文件的編制和圖紙繪制。 2 設(shè)計(jì)資料是設(shè)計(jì)的客觀依據(jù) ， 必須認(rèn)真客觀地分析。首先要對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的各種資料加以理解和必要的記憶 ， 明確對(duì)設(shè)計(jì)的影響 ， 在頭腦中對(duì)工程要求、自然條件、材料供應(yīng)情況 和施工條件等 ， 構(gòu)成一幅明晰的畫面；其次要對(duì)資料進(jìn)行分析、概括和系統(tǒng)地整理 ， 從中抽取、確定有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)[4]。 、縱斷面及橫斷面設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)文件包括設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算書。說明書交代設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)意圖。計(jì) 算書交代設(shè)計(jì)中的具體計(jì)算方法和過程。 一般要求繪制路線平面圖、縱斷面圖、路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖、橫斷面設(shè)計(jì)圖、路面設(shè)計(jì)圖、路基排水設(shè)計(jì)圖等主要圖紙 ， 編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角表 、路基設(shè)計(jì)表、路基土石方數(shù)量計(jì)算表等表格 ， 其中一部分圖紙需要計(jì)算機(jī)繪圖。 3 第 2 章 總體設(shè)計(jì) 概述 高速公路 是 20 時(shí)機(jī) 30 年代在西方發(fā)達(dá)國(guó)家開始出現(xiàn)的專門為汽車交通服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。高速公路在運(yùn)輸能力、速度和安全性方面具有突出優(yōu)勢(shì) ，對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)土均衡開發(fā)、建立統(tǒng)一的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系、提高現(xiàn)代物流效率和公眾生活質(zhì)量等具有重要作用 [5]。 總體設(shè)計(jì)除了路線方案做出選擇外 ， 還需要對(duì)公路設(shè)計(jì)中的一些重大原則問題做出確定 [6]。 設(shè)計(jì)要素 確定 路線方案 確定 在本設(shè)計(jì)中 ， 地形復(fù)雜、地區(qū)范圍很廣 ， 路線方案的選擇首先是在 1:5000的航測(cè)地形圖上從較大面積范圍內(nèi)選定一些細(xì)部控制點(diǎn) ， 連接這些控制點(diǎn) ，形成路線布局 ， 此時(shí)路線雛形已經(jīng)明顯勾畫出來。 主要技術(shù)指標(biāo) 確定 已知交通量 N=56000 輛 /日 ， 查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 ， 擬定該公路為高速公路六車道 ， 設(shè)計(jì)車速為 100km/h。 (1)計(jì)算行車速 度 :100km/h (2)車道數(shù) :6 (3)行車道寬度 :2 (4)路基寬度 : (5)中間帶寬度 : 高速公路整體式斷面必須設(shè)置中間帶 ， 中間帶由兩條左側(cè)路緣帶和中央分隔帶組成 ， 其各部分寬度應(yīng)符合 : 高速公路應(yīng)在左（右）側(cè)硬路肩寬度內(nèi)設(shè)左（右）側(cè)路緣帶 ， 其寬度為。 (6)停車視距 :160m (7)圓曲線最小半徑 : 一般值 :700m 極限值 :400m 4 表 2— 1 中間帶寬度表 一般值（ m） 最小值 (m) 中央分隔帶 左側(cè)路緣帶 中間帶寬度 (8)路肩寬度 : 表 2— 2 路肩寬度表 一般值（ m） 最小值（ m） 右側(cè)硬路肩寬度 土路肩寬度 高速公路應(yīng)在左（右）側(cè)硬路肩寬度內(nèi)設(shè)左（右）側(cè)路緣帶 ， 其寬度為。 (9)停車視距 :160m (10)圓曲線最小半徑 : 一般值 :700m 極限值 :400m (11)不設(shè)超高最小半徑 : 當(dāng)路拱≤ %時(shí)為 4000m；當(dāng)路拱＞ 2%時(shí)為 5250m。 (12)最大縱坡 :4% (13)最小坡 長(zhǎng) :250m (14)最大坡長(zhǎng) :如 表 2— 3 表 2— 3 縱坡最大坡長(zhǎng)表 縱坡坡度（ %） 3 4 5 最大坡長(zhǎng)（ m） 1000 800 600 連續(xù)上坡（或下坡）時(shí) ， 應(yīng)在不大于上面所規(guī)定的縱坡長(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)符合縱坡長(zhǎng)度的規(guī)定。 (15)豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度 (如表 24) (16)限最小半徑 :250m (17)停車視距 :110m (18)計(jì)算荷載 :公路 Ⅰ 級(jí) 5 表 2— 4 豎曲線最小長(zhǎng)度和最小半徑表 凸形豎曲線半徑（ m） 一般值 10000 極限值 6500 凹形豎曲線半徑（ m） 一般值 4500 極限值 3000 豎曲線最小長(zhǎng)度（ m） 一般值 210 極限值 85 6 第 3 章 路線設(shè)計(jì) 選線步驟 由于設(shè)計(jì)的是高速公路因此應(yīng)采用 紙上 定 線 。 可見路線平面設(shè)計(jì)圖 L1。 一條道路路線的選定是經(jīng)過由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進(jìn)而到線的過程來實(shí)現(xiàn)的 ， 一般要經(jīng)過以下三個(gè)步驟 : (1) 全面布局 (2) 逐段安排 (3) 具體定線 [7] 平面線形設(shè)計(jì) 線形 （如圖 31 所示） 圖 31 線形 圖 由量角器在圖上量出 : 1259 。 35??? ? ? ? 帶緩和曲線的圓曲線計(jì)算 段 已知 1 59???取圓曲線半徑 1 750Rm? ， 如圖 32 7 圖 32 ABC 段曲線圖 1? — 路線轉(zhuǎn)角 L1— 曲線長(zhǎng)（ m） T1— 切線長(zhǎng)（ m） E1— 外矩（ m） J1— 校正數(shù)（ m） R1— 曲線半徑（ m） yl — 緩和曲線（ m） hl — 圓曲線（ m） (1) 計(jì)算緩和曲線長(zhǎng)度 : 設(shè) : : 1:1:1h y hl l l ? 則有公式 ? ?1 0 12 2 3180 hhL R l l???? ? ? ? 1111 8 0 1 8 0hhllRR??????? ? 取 300mhl ? 為了滿足線形舒順和美觀的要求 ， 回旋曲線參數(shù) A 應(yīng)滿足 : 113R AR?? 8 即 1113 hR l R R??? 11 8 3 .3 3 m 7 5 0 m9 hhR l R l? ? ? ? ?。 所以 取 300mhl ? 滿足要求。 緩和曲線上離心加速度的變化率為 : 3 9447s hVa Rl?? (2) 曲線幾何元素的計(jì)算 : 321 1 4 9 .8 m2 2 4 0hhllq R? ? ? 24311 5 .0 m2 4 2 3 8 4hhllR RR? ? ? 0 190 1 1 .4 7hlR? ? ?? ? ? ? ? 11 ta n 5 7 7 . 1 3 m2T R R ?? ? ? ? 1 1 1 1 0 7 1 . 7 9 m180 hL R l? ?? ? ?? 2 4 7 1 .7 9 myhL L l? ? ? ? ? 11 1 1se c 1 1 7 .5 m2E R R R?? ? ? ? ? 112 7 mJ T L? ? ? (3) 曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 : 在地形圖上用直尺量得 835mABl ? ， 即得 1 24 335JD K?? 則 1 1 1 K 2 3 + 7 5 7 .8 7Z H J D T? ? ? 11 K24+ Z H l? ? ? 9 11 K 24+ H H Y l? ? ? 11 K 2 4 + 8 2 9 .6 6hH Z Y H l? ? ? 1 1 1 / 2 K 24+ 293 .77Q Z H Z L? ? ? 1 1 1 / 2 2 4 3 3 5J D Q Z J K? ? ? ? 段 圖 33 BCD 段曲線圖 2? — 路線轉(zhuǎn)角 L2— 曲線長(zhǎng)（ m） T2— 切線長(zhǎng)（ m） E2— 外矩（ m） J2— 校正數(shù)（ m） R2— 曲線半徑（ m） yl — 緩和曲線（ m） hl — 圓曲線（ m） (1) 計(jì)算緩和曲線長(zhǎng)度 : 10 設(shè) : : 1:1:1h y hl l l ? 則有公式 ? ?2 0 22 2 3180 hhL R l l???? ? ? ? 2221 8 0 1 8 0hhllRR??????? 274mhl ? 取 270mhl ? 為了滿足線形舒順和美觀的要求 ， 回旋曲線參數(shù) A 應(yīng)滿足 : 2 23R AR?? ， 即 2 223 hR l R R??? 2 2 1 0 0 m 9 0 0 m9 hhR l R l? ? ? ? ?。 所以 取 270mhl ? 滿足要求。 緩和曲線上離心加速度的變化率為 : 32 0 .0 8 847s hVa Rl?? (2)曲線幾何元素的計(jì)算 : 322 1 3 4 .9 m2 2 4 0hhllq R? ? ? 24322 3 .3 7 m2 4 2 3 8 4hhllR RR? ? ? 0 290 ? ??? ? ? ? ? 222 ta n 4 1 9 . 7 3 m2T R R ?? ? ? ? 2 2 2 8 1 9 .4 6 m180 hL R l? ?? ? ?? 1 2 2 7 9 .4 6 myhL L l? ? ? 11 ? ? 22 2 2s e c 4 8 . 5 4 m2E R R R?? ? ? ? ? 2 2 22 20 mJ T L? ? ? (3)曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 : 在地形圖上用直尺量得 1795mBCl ? ， 即得 : 2 1 1 26 130BCJ D J D l J K? ? ? ? ? 則 2 2 2 K 2 5 + 7 1 0 .2 7Z H J D T? ? ? 22 K 2 5 + 9 8 0 .2 7hH Y Z H l? ? ? 22 K 2 6 + 2 5 9 .7 3yY H H Y l? ? ? 22 K 2 6 + 5 2 9 .7 3hH Z Y H l? ? ? 2 2 2 / 2 K 2 6 + 1 2 0Q Z H Z L? ? ? 2 2 2 / 2 2 6 1 3 0J D Q Z J K? ? ? ? 縱斷面設(shè)計(jì) 根據(jù)道路的等級(jí)、沿線自然條件和構(gòu)造物控制標(biāo)高，確定路線合適 的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長(zhǎng)，并設(shè)計(jì)豎曲線。 具體路段設(shè)計(jì) 可見縱斷面設(shè)計(jì)圖 L－ 2。 縱斷面設(shè)計(jì) 原則 ， 線形設(shè)計(jì)應(yīng)平順、圓滑、視覺連續(xù) ， 保證行駛安全。 、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線長(zhǎng)短適當(dāng)、以及填挖平衡。 : ， 并保持視覺的連續(xù)性。 12 縱坡設(shè)計(jì) 要求 《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)范 。 ， 起伏不宜過大和過于頻繁。連續(xù)上坡或下坡路段 ， 應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。 、 地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮。 ， 使挖方運(yùn)作就近路段填方 ， 以減少借方和廢方 ，降低造價(jià)和節(jié)省用地。 豎曲線設(shè)計(jì) 豎曲線是縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處 ， 為了便于行車而設(shè)置的一段緩和曲線。設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合縱斷面設(shè)計(jì)原則和要求 ， 并依據(jù)規(guī)范的規(guī)定合理的選擇了半徑。 豎曲線元素可見圖 34。 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定 :如 表 3— 1 和表 3— 2。 圖 34 豎曲線幾何元素 表 3— 1 凸形豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度 計(jì)算行車速度(km/h) 視距要求 緩和沖擊 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定值 ? Lmin=V2w/(m) 極限最小半徑Rmin(m) 一般最小半徑值 (m) 豎曲線最小長(zhǎng)度 (m) 100 6450 2780 6500 10000 85