【導(dǎo)讀】陵地貌單元，場地地貌單元大部分為丘陵，剝蝕堆積崗地。主要進(jìn)行公路線形、路基和路面設(shè)計。其中，線形設(shè)計包括選線、方案比選、平面。構(gòu)層設(shè)計、路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計和路面結(jié)構(gòu)層驗算。并且本設(shè)計對方案進(jìn)一步細(xì)化。

　　

【正文】 K1+860 K2+640 K1+880 K2+ K1+900 K2+660 K1+ K2+680 K1+920 K2+700 K1+940 K2+720 K1+960 K2+740 樁 號 坐 標(biāo) 樁 號 坐 標(biāo) N (X) E (Y) N (X) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 18 K2+760 K3+220 K2+780 K3+240 K2+ K3+260 K2+800 K3+280 K2+820 K3+300 K2+840 K3+320 K2+860 K3+340 K2+880 K3+360 K2+900 K3+380 K2+920 K3+400 K2+940 K3+420 K2+960 K3+440 K2+980 K3+460 K3+000 K3+480 K3+020 K3+500 K3+040 K3+520 K3+060 K3+540 K3+060 K3+560 K3+080 K3+580 K3+100 K3+600 K3+120 K3+620 K3+140 K3+640 K3+160 K3+660 K3+180 K3+680 K3+200 K3+ 道路縱斷面設(shè)計 縱斷面設(shè)計原則 縱斷面設(shè)計的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級、沿線的自然地理條件和構(gòu)造物控制標(biāo)高等，確定路線合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長，并設(shè)計豎曲線?；疽笫强v坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當(dāng)、平面與縱斷面組合設(shè)計協(xié)調(diào)、以及填挖經(jīng)濟、平衡?？v坡設(shè)計的一般要求為： 1)縱坡設(shè)計必須滿足 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B01－ 2020） [3]的各項規(guī)定。 2)為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性。起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，和理安 排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。 3)縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線地形、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。 4)一般情況下縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。 5)縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。 6)對連接段縱坡，如大、中橋引道等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。 7)在實地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、水利等方面的要求。 平縱組合設(shè)計 1設(shè)計原則 (1)應(yīng)在視覺上能自然的引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。 (2)注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。 (3)選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全? (4)注意與道路周圍 環(huán)境的配合，它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導(dǎo)視線的作用。 2平曲線與豎曲線的組合 (1)平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于平曲線。 (2)平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡。 3 暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合應(yīng)合理、悅目 。 最小填土高度的確定 由于設(shè)計路段屬一級公路，故路基要求保持干燥狀態(tài)。該區(qū)處于 IV2區(qū)，路基所用填料為粘性土，根據(jù)規(guī)范，路基臨界高度參考值為 H1=～ m，為安全起見，取 ，該區(qū)地下水位埋深為 15～ 20 m，所以本地區(qū)只需考慮最小填土高度即可。根據(jù)規(guī)范要求該地區(qū)的最小填土高度為 ～ m， 同時，需滿足 m 設(shè)計洪水位的要求，所以最小填土高度取 m。 橋梁、通道控制標(biāo)高的確定 道路縱斷面設(shè)計標(biāo)高是指路基頂面邊緣的標(biāo)高，高速公路則是 指中央分隔帶外側(cè)邊緣的標(biāo)高。在本設(shè)計中，路線所穿越的河流沒有通航要求，河流上的橋梁只需滿足路線和洪水的要求，洪水位為 4～ 8 m。 由于該段公路為一級公路，有些路段填方高度較高，故需設(shè)置通道，以避免人、畜影響交通。 道路坡長及坡度確 定 道路最大縱坡和最小縱坡的限制 。 是為滿足行車和排水要求 ， 為使車輛行駛平順，應(yīng)盡量減少縱斷面上的轉(zhuǎn)坡點并設(shè)置大半徑的豎曲線，坡長坡緩宜長，坡陡宜短。 根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 JTGB012020[3]規(guī)定， 丘陵 區(qū)一級公路最大縱坡為 5%，最小坡長為 200m。 縱斷面 設(shè)計時所用圖 如下： 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 T 1 T 2Li 1i 2PEQ 圖 豎曲線要素示意圖 （ 1） 計算豎曲線要素 如圖 所示，1? 和 2? 分別為兩相鄰縱坡坡度， 12 ??? ??， ? 為“ +”時，表示凹形曲線， ? 為“－”時，表示凸形豎曲線。 豎曲線長度 L L=Rω () 豎曲線外 距 22 4 8T T LE R ??? ? ? （ ） 豎曲 切 線長 22LRT ??? () 豎曲線上任一點豎距 22xh R? （ ） 式中 L— 豎曲線長度， m； ω— 坡差， %； R— 豎曲線半徑， m； E— 豎曲線外距， m； T— 豎曲線切線長， m。 x —豎曲線上任一點至豎曲線起點的距離 ，即，橫距 對于凸形豎曲線， 設(shè)計高程 H＝ 1H － h 對于凹形豎曲線， 設(shè)計高程 H＝ 1H ＋ h。 2) 豎曲線 幾何元素計算 變坡點樁號為 K0+，高程為 ，兩相鄰路段的縱坡為 1i = % ， 2i =－ %， 豎曲線半徑 R=10000m ① 計算豎曲線要素 21ii???= ? ?? ? 2 .1 2 83 .3 7 1 % 00－ = － ，為 凸 形。 曲線長 ： 0 1 2 4 0 0 0 0 ??? ?RL = 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 21 切線長 ： ?? LT = 外距 ： 100002 22 ??? RTE = ② 求豎曲線起點和終點樁號 豎曲線起點樁號： K0+－ T＝ K0+ 豎曲線終點樁號： K0+＋ T＝ K1+ ③ 豎曲線上各樁號設(shè)計高 程計算 對 K0+ 有： 橫距 x = K0+ – K0+= 豎距 22xh R? = 切線高程 ? ? 101 ????? xTHH = ( –)? (%) = 設(shè)計高程 H＝ 1H － h =+ = 豎曲線上各樁號設(shè)計高 程 見下表 變坡點樁號為 K1+830，高程為 ，兩相鄰路段的縱坡為 1i =－ %， 2i = %， 豎曲線半徑 R=5000m ① 計算豎曲線要素 21ii???= ()=，為 凹 形。 曲線長 ： LR?? =5000? = 設(shè)計高程 H＝ 1H +h =+ = 豎曲線上各樁號設(shè)計高 程 見下表 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 22 表 豎曲線上各樁號設(shè)計高程（豎曲線一） 樁號 切線高程（ m） 標(biāo)高改正值 h（ m） 豎曲線設(shè)計高程（ m） 備注 K0+ 0 起點 K0+880 K0+890 K0+900 K0+910 K0+920 K0+930 K0+940 315 變坡點 K0+950 K0+960 K0+970 K0+980 K0+990 K1+000 K1+ 0 終點 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 23 表 豎曲線上各樁號設(shè)計高程（豎曲線二） 樁號 切線高程 （ m） 標(biāo)高改正值 h（ m） 豎曲線設(shè)計高程 （ m） 備注 K1+ 0 起點 K1+640 K1+650 K1+660 K1+670 K1+680 K1+690 K1+700 K1+710 K1+720 K1+730 K1+740 K1+750 K1+760 K1+770 K1+780 K1+790 K1+800 K1+810 K1+820 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 K1+830 285 變坡 點 K1+840 K1+850 K1+860 K1+870 K1+880 K1+890 K1+900 K1+910 K1+920 K1+930 K1+940 K1+950 K1+960 K1+970 K1+980 K1+990 K2+000 K2+010 K2+020 K2+ 0 終點 外距 ： 3 5 0 0 02 0 1 4 72 22 ???? RTE m ② 求豎曲線起點和終點樁號 豎曲線起點樁號： K2+540－ T＝ K2+ 豎曲線終點樁號： K2+540＋ T＝ K2+ ③ 豎曲線上各樁號設(shè)計高 程計算 對 K2+540 有： 橫距 x =K2+540－ K2+= 豎距 22xh R? = 切線高程 ? ?1 0 1H H T x i? ? ? ? = – ( –)? (%) = 設(shè)計高程 H＝ 1H － h =－ = 豎曲線上各樁號設(shè)計高 程 見下表 道路平、縱線形組合設(shè)計 對于設(shè)計時速大于或等于 60Km/h 的道路，必須注意平、縱的合理組合 ，盡量做到線 形 連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。 (1) 平、縱線形組合的基本要求 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 25 1) 當(dāng)豎曲線與 平曲線 組合時 ，豎曲線 宜包含在平曲線之內(nèi)，且平曲線應(yīng)稍長與豎曲線。其優(yōu)點是 ： 當(dāng)車輛駛?cè)胪剐呜Q曲線的頂點之前，即能清楚地看到平曲線的始端，辨明轉(zhuǎn)彎的方向。若平、豎曲線的半徑都很大，則平、豎曲線的位置不受上述限制。若做不到豎曲線與平曲線較好的配合，且兩者的半徑都小于某限度時，寧可把平、豎曲線拉開相當(dāng)距離，是平曲線位于直坡段上或豎曲線位于直線上。 2) 要保持平曲線與豎曲線大小的均衡 3) 當(dāng)平曲線緩而長 ，縱斷面坡差較小時可不要求平、豎曲線 一一 對應(yīng)，平曲線中可包含多個豎曲線或豎曲線略長與平曲線。 4) 要選擇合適的合成坡度。 (2) 平 、縱線形設(shè)計中應(yīng)注意避免的組合 1) 避免豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。 2) 避免將小半徑的平曲線起、訖點設(shè)在或接近豎曲線的頂部或底部。 3) 避免使豎曲線頂?shù)撞颗c反向平曲線的拐點重合。 4) 避免在長直線上設(shè)置陡坡獲取線長度短、半小的凹形豎曲線。 5) 避免急彎與陡坡的不利組合。 此外，在平、縱、橫組合設(shè)計時不應(yīng)只顧縱坡平緩，而使路線彎曲，平面標(biāo)準(zhǔn)過低；或者 只顧平面直捷，縱面平緩，而造成高填深挖，工程過大；或者只顧經(jīng)濟， 分遷就地形，而使平、縱面過多地采用極限或接近極限的指標(biāo)。 表 豎曲線上各樁號設(shè)計高程（豎曲線三） 樁號 切線高程（ m） 標(biāo)高改正值 h（ m） 豎曲線設(shè)計高 程（ m） 備注 K2+ 0 起點 K2+400 K2+410 K2+420 K2+430 K2+440 K2+450 K2+460 K2+470 K2+480 K2+490 K2+500 K2+510 K2+520 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 26 K2+530 K2+540 316 變坡 點 K2+550 K2+560 K2+570 K2+580 K2+590