【導(dǎo)讀】躍農(nóng)村經(jīng)濟,加速地方經(jīng)濟發(fā)展,特規(guī)劃改建綿陽至瀘州三級公路。至瀘州K0+000～K5+000段三級公路進行改建，地處山嶺區(qū)，公路全長約5公里。公路設(shè)計中，第一步是結(jié)合已知資料，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，計算交通量并確定公路等級。第二步是按照選線的原則和依據(jù)擬定設(shè)計路線，與原有路線對比確定最終路線。橫斷面設(shè)計，要達到平縱橫組合恰當(dāng)，簡要計算土石方量。構(gòu)形式，說明路基處理情況和路面結(jié)構(gòu)材料，并進行排水設(shè)計。由于公路所經(jīng)路段巖。石堅硬，地質(zhì)良好，可以不進行擋土墻設(shè)計。

　　

【正文】 圖 52 圓曲線計算圖 A 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 16 1? — 路線轉(zhuǎn)角 L1— 曲線長 （ m） T1— 切線長 （ m） E1— 外矩 （ m） J1— 校正數(shù) （ m） R1— 曲線半徑 （ m） 曲線的內(nèi)移值 ρ= 24s3=24 2384sLLRR= 切線增長值 q= 33s2234 34 = = 16 .9 6 m2 24 0 2 24 0 x 80SLL R 緩和曲線角 0s 39。1180= = = 14 59 33 .5 42L Rβ απ 切線長 T=（ R+P） +q=2tgα （ 54） s1 1 10= + = 0 . 0 1 7 4 5 + 3 4 = 9 3 . 7 3 ( )180L R L R mπ α α （ 55） 39。1 5 2 3 9 4 2 . 0 6= ( + P ) s ec R = 6 5 + 0 . 7 4 s ec 6 5 = 8 . 3 5 ( )22E R mα （ ）（ 56） 1 1 1=2 = 9 2 7 7 .4 0 ( )J T L m （ 57） （ 2） BCD 段 圖 53 圓曲線計算圖 B 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 17 2? — 路線轉(zhuǎn)角 L2— 曲線長（ m） T2— 切 線長（ m） E2—外矩（ m） J2— 校正數(shù)（ m） R2— 曲線半徑（ m） 已知 39。2 =30 56 ，取圓曲線半徑 2=110Rm，如上圖： 內(nèi)移值 ρ= 24s3 = 5 m2 4 2 3 8 4sLLRR 切線增長值 q= 3s2 = 240 SLL mR 緩和曲線角 0s 39。180= = 20 17 2L Rβ π 39。22 5 8 2 7 2 5 . 2 7= + + q = 6 5 + 1 . 3 5 + 2 3 = 5 5 . 8 4 ( )22T R P tg tg mα（ ） （ ） s2 2 2 2 2= + L = 0 . 0 1 7 4 5 + 4 6 = 1 1 2 . 2 8 ( )180L R R mπ α α 39。222 58 27 25 .2 7= (s ec 1 )= 65 (s ec 1 )= 9. 49 ( )22E R mα 2 2 2=2 = 1 2 5 3 9 .4 3 ( )J T L m 縱斷面設(shè)計 縱斷面線形設(shè)計主要是解決公路線形在縱斷面上的位置，形狀和尺寸問題，具體內(nèi)容包括縱坡設(shè)計和豎曲線設(shè)計兩項。 縱斷面線形設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路的性質(zhì)、任務(wù)、等級和地形、地質(zhì)、水文等因素，考慮路基穩(wěn)定，排水及工程量等的要求對縱坡的大小，長短，前后的縱坡情況，豎曲線半徑大小及與平面線形的組合關(guān)系等進行組合設(shè)計，從而設(shè)計出縱坡合理，線形平順圓滑的最優(yōu)線形，以達到行車安全、快速、舒適，工程造價 低，運營費用較少的目的。 該路地處山嶺區(qū)，地形、地勢比較復(fù)雜，三級公路縱斷面設(shè)計采用最小縱坡，有較大起伏與該區(qū)域環(huán)境相結(jié)合，盡量降低路堤高度，路線縱斷面按百年一遇，設(shè)計洪水位的要求和確保路基處于干燥和中濕狀態(tài)，所需的最小填筑高度來控制標(biāo)高線形設(shè)計上避免出現(xiàn)斷背曲線，反向豎曲線之間直線長度不足 3 米行程的則加大豎曲線半徑，使豎曲線首尾相接。此外，所選用的半徑還滿足行車視距的要求，另外，豎曲線的縱坡最小采用 %以保證排水要求。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 18 縱坡設(shè)計 縱坡設(shè)計的一般要求： （ 1） 縱坡設(shè)計必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的 有關(guān)規(guī)定，一般不輕易使用極限值 （ 2） 縱坡應(yīng)力求平緩，避免連續(xù)陡坡，過長陡坡和反坡 （ 3） 縱斷面線形應(yīng)連續(xù)，平順，均衡，并重視平縱面線形的組合 從行車安全，舒適和視覺良好的要求來看，要求縱斷面線形注意有以下幾點： （ 1） 在短距離內(nèi)應(yīng)避免線形起伏，易使縱斷面線形發(fā)生中斷，視覺不良； （ 2） 避免“凹陷”路段，若線形發(fā)生凹陷出現(xiàn)隱蔽路段，使駕駛員視覺不適，產(chǎn)生莫測感，影響行車速度和安全； （ 3） 在較大的連續(xù)上坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，接近頂部的縱坡宜放緩些； （ 4） 縱坡變化小的，宜采用較大的豎曲線半徑； （ 5） 縱斷面線形設(shè)計應(yīng)注意與平面線形的關(guān)系，汽車專用公路應(yīng)設(shè)計平、縱面配合良好協(xié)調(diào)的立體線形； （ 6） 縱坡設(shè)計應(yīng)結(jié)合沿線自然條件綜合考慮，為利于路面和邊溝排水，一般情況下最小縱坡以不小于 %為宜，在受洪水影響的沿河路線及平原區(qū)低速路段應(yīng)保證路線的最低標(biāo)高，以免遭受洪水沖刷，而確保路基的穩(wěn)定； （ 7） 縱坡設(shè)計應(yīng)爭取填、挖平衡，盡量利用挖方作就近填方，以減少借方和廢方，降低工程造價； （ 8） 縱坡設(shè)計時，還應(yīng)結(jié)合路線情況，適當(dāng)照顧當(dāng)?shù)孛耖g運輸工具，農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)田水利等方面的要求。 縱坡設(shè)計的方 法和步驟 縱坡設(shè)計的方法 （ 1） 準(zhǔn)備工作 縱坡設(shè)計前，應(yīng)先根據(jù)中樁和水準(zhǔn)記錄點，繪出路線縱斷面圖的地面線繪出平面直線，曲線示意圖，寫出每個中樁的樁號和地面標(biāo)高以及土壤地質(zhì)說明資料，并熟悉和掌握全線有關(guān)勘測設(shè)計資料，領(lǐng)會設(shè)計意圖和要求。 （ 2） 標(biāo)注縱斷面控制點 縱面控制點主要有路線起終點，重要橋梁及特殊涵洞，隧道的控制標(biāo)高，路線交叉點，地質(zhì)不良地段的最小填土和最大控梁標(biāo)高，沿溪河線的控制標(biāo)高，重要城鎮(zhèn)通過位置的標(biāo)高及受其它因素限制路線中須通過的控制點、標(biāo)高等。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 （ 3） 試坡 試坡主要是在已標(biāo)出“控制點”的縱 斷面圖上，根據(jù)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，選線意圖，考慮各經(jīng)濟點和控制點的要求以及地形變化情況，初步定出縱坡設(shè)計線的工作。試坡的要點，可歸納為“前面照顧，以點定線，反復(fù)比較，以線交點”幾句話。 前后照顧就是說要前后坡段統(tǒng)盤考慮，不能只局限于某一段坡段上。以點定線就是按照縱面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足“控制點”，參考“經(jīng)濟點”，初步定出坡度線，然后用三角板推平行線的辦法，移動坡度線，反復(fù)試坡，對各種可能的坡度線方案進行比較，最后確定既符合標(biāo)準(zhǔn)，又保證控制點要求，而且土石方量最省的坡度線，將其延長交出變坡點初步位置。 （ 4） 調(diào)坡 調(diào) 坡主要根據(jù)以下兩方面進行： ① 結(jié)合選線意圖。將試坡線與選線時所考慮的坡度進行比較，兩者應(yīng)和三級相符。若有脫離實際情況或考慮不周現(xiàn)象，則應(yīng)全面分析，找出原因，權(quán)衡利弊，決定取舍； ② 對照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。詳細檢查設(shè)計最大縱坡、坡長限制、縱坡折減以及平縱線形組合是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別要注意陡坡與平曲線、豎曲線與平曲線、橋頭接線、路線交叉、隧道及渡口碼頭等地方的坡度是否合理，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整修正。 調(diào)整坡度線的方法有抬高、降低、延長、縮短、縱坡線和加大、減小縱坡度等。調(diào)整時應(yīng)以少脫離控制點、少變動填挖為原則，以便調(diào)整后 的縱坡與試定縱坡和三級相符。 （ 5） 根據(jù)橫斷面圖核對縱坡線 核對主要在有控制意義的特殊橫斷面圖上進行。如選擇高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構(gòu)造物以及其它重要控制點的斷面等。 （ 6） 確定縱坡線 經(jīng)調(diào)整核對后，即可確定縱坡線。所謂定坡就是把坡度值、變坡點位置（樁號）和高程確定下來。坡度值一般是用三角板推平行線法，直接讀厘米格子得出，要求取值到千分之一。變坡點位置直接從圖上讀出，一般要調(diào)整到整 10 樁位上。變坡點的高程是根據(jù)路線起點的設(shè)計標(biāo)高由已定的坡度、坡長依次推算而來。 設(shè)計縱坡時還應(yīng)注意以下幾點： （ 1） 在回頭曲線地段設(shè)計縱坡，應(yīng)先按回頭曲線的標(biāo)準(zhǔn)要求確定回頭曲線部分的縱坡，然后向兩端接坡，同時注意回頭曲線地段不宜設(shè)豎曲線。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 （ 2） 平豎曲線重合時。要注意保持技術(shù)指標(biāo)均衡，位置組合合理適當(dāng)，盡量避免不良組合情況。 （ 3） 大中橋上不宜設(shè)置豎曲線。如橋頭路線設(shè)有豎曲線，其起（終）點應(yīng)在橋頭兩端 10m以外，并注意橋上線形與橋頭線形變化均勻，不宜突變。 （ 4） 小橋涵上允許設(shè)計豎曲線，為保證路線縱面平順，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)急變“駝峰式縱坡”。 （ 5） 注意交叉口、橋梁及引道、隧道、城鎮(zhèn)附近、陡坡急變處縱坡特殊要求。 （ 6） 縱坡設(shè)計時，如受控制點約束導(dǎo)致縱面線形傾覆過大，縱坡不夠理想，或則土石方工程量過大而無法調(diào)整時，可用紙上移線的辦法修改平面線形，從而改善縱面線形。 （ 7） 計算設(shè)計標(biāo)高 根據(jù)已定的縱坡和變坡點的設(shè)計標(biāo)高，則可以計算出未設(shè)豎曲線以前各樁號的設(shè)計標(biāo)高。 豎曲線設(shè)計要求： （ 1） 宜選用較大的豎曲線半徑。豎曲線設(shè)計，首先確定合適的半徑。在不過分增加工程數(shù)量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑，一般都應(yīng)采用大于豎曲線一般最小半徑的數(shù)值，特別是前后兩相鄰縱坡的代數(shù)差小時，豎曲線更應(yīng)采用大半徑，以利于視覺和路容美觀。只有當(dāng) 地形限制或其他特殊困難不得已時才允許采用極限最小半徑。 （ 2） 同向曲線間應(yīng)避免“斷背曲線”。同向豎曲線，特別是同向凹形豎曲線間如直線坡段不長，應(yīng)合并為單曲線后復(fù)曲線。 （ 3） 反向曲線間，一般由直坡段連續(xù)，亦可以相互直接連接。反向豎曲線間設(shè)置一段直坡段，直坡段長度一般不小于計算行車速度行駛 2v的行程長度 ,按米計算。如受條件限制也可相互直接連接，后插入短直線。 （ 4） 應(yīng)滿足排水要求。 縱段面設(shè)計步驟 （ 1） 根據(jù)地形圖上的高程， 以 50m 一點算出道路上各點的原地面高程，將各點高程對應(yīng)地標(biāo)于縱斷面每格紙上，然后用 直線連接各點，注意港口、河的標(biāo)法，畫出道路縱向的原地面圖。 （ 2） 確定最小填土高度 由于路基要保證處于干燥或中濕狀態(tài)以上，所以查表得粉性土?xí)r路槽底至地下水西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 21 的臨界高度為 ~，由于地下水平均埋深為 ，路面厚度一般為 60~80cm,所以算出最小填土高度為 。 （ 3） 拉坡 首先是試坡，試坡以“控制點”為依據(jù)，考慮平縱結(jié)合、挖方、填方以及排水溝設(shè)置等眾多因素初步擬訂坡度線。然后進行計算，看拉的坡滿不滿足控制點的高程，滿不滿足規(guī)范要求，如不滿足就進行調(diào)坡。調(diào)坡時應(yīng)結(jié)合選線意圖，對照標(biāo) 準(zhǔn)所規(guī)定的最大縱坡、坡長限制以及考慮平縱線形組合是否得當(dāng)進行調(diào)坡。在縱斷面設(shè)計時，由于港口較多，再加上平面設(shè)計時沒有注意平縱組合，在港口附近設(shè)置平曲線，所以在拉坡時不能做到“平包豎”，在線形上存在不足，但經(jīng)計算，其他方面都滿足標(biāo)準(zhǔn)。豎曲線各項指標(biāo) ： 表 51 公路豎曲線最小半徑和最小長度 設(shè)計車速（ km/h） 30 最大縱坡（ ％ ） 8% 最小坡長（ m） 100 凸形豎曲線半徑（ m） 一般值 400 極限值 250 凹形豎曲線半徑（ m） 一般值 400 極限值 250 豎曲線最小長度（ m） 25 （ 4） 豎曲線計算 根據(jù)設(shè)計得知： 1 2 1 2 2= 2 . 9 8 1 2 % , = 1 . 3 6 1 2 % , = = 1 . 6 2 %i i i iω 擬定 R=4000，則： 1 1 1= = 4 0 0 0 ? 1 . 6 2 % = 6 4 . 8L R m豎 曲 線 長 度 ： ω （ 58） 11 = = 3 2 .42LTm切 線 長 ： 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 外距 E= 2232 .4= = 0. 13 m2 2 * 40 00T R （ 59） 211 1 = = 0 . 1 32TEmR豎 曲 線 變 坡 點 縱 距 ： （ 510） （ 5） 豎曲線內(nèi)樁號的高程計算 已知 K2+ 的高程為 豎曲線起點樁號 =(K2+110)=K2+ 豎曲線的起點高程 == 豎曲線終點樁號 =(K2+110)+=K2+ 豎曲線的終點高程 == 豎曲線中點高程 =+E= 任意點的高程計算與變坡點的計算過程一致 . 計算公式為： 右半部分： 222 12 iii xH H L i R= +