【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)是長垣至滑縣一級公路第十五標(biāo)段的設(shè)計(jì)。公路全長2995m，設(shè)計(jì)。車速為80km/h，雙向四車道，設(shè)置中央分隔帶。全線共有兩個(gè)變坡點(diǎn)，半徑均為10000m。大部分圖紙使用CAD繪制，部分?jǐn)?shù)據(jù)使用EXCEL計(jì)算。

　　

【正文】 ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?10 / //sin 18 0 = 51 47 71 .2 27 8+ 14 0. 92 2+ 89 6. 56 49 20 0 sin 13 4 04 31 .2 18 0 = 51 41 69 .5 55 5Y Y J T Z H L A? ? ? ? ? ?? 同理可得其他直線樁號坐標(biāo)，詳見逐樁坐標(biāo)表 曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 路線平面設(shè)計(jì) 15 設(shè)緩和曲線的單曲線 緩和曲線上任一點(diǎn)的切線橫距 5 9 1 32 2 4 4 6 6s s sx = l . . . .4 0 R L 3 4 5 6 R L 5 9 9 0 4 0 R Ll l l? ? ? （ ） 式中： l —— 緩和曲線上任意點(diǎn)至 ZH（或 HZ）點(diǎn)的曲線長 Ls—— 緩和曲線長度 ?—— 轉(zhuǎn)角符號，右轉(zhuǎn)為正，左轉(zhuǎn)為負(fù) （ 1） 第一緩和曲線（ ZH~HY）任意點(diǎn)坐標(biāo) 22122130 30/ c os c os30 30/ c os s i nZHssZHssllX X x ARL RLllY Y x ARL RL????????? ? ? ???????? ? ? ????? () 式中： l —— 第一緩和曲線上任意點(diǎn)至 ZH 點(diǎn)的曲線長 （ 2）圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)坐標(biāo) 由 HYYH 時(shí)： ? ?? ?1190902 si n c os90902 si n c ossHYsHYlLlX X R ARRlLlY Y R ARR?????????? ? ? ????????? ? ? ????? () 式中： l —— 圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)至 HY 點(diǎn)的圓曲線長 （ 3） 第二緩和曲線（ HZ， YH）內(nèi)任意點(diǎn)坐標(biāo) 22222230 30/ c os c os 18030 30/ c os s i n 180HZssHZssllX X x ARL RLllY Y x ARL RL????????? ? ? ? ???????? ? ? ? ????? () 式中： l —— 第二緩和曲線上任意點(diǎn)至 HZ 點(diǎn)的曲線長 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 路線平面設(shè)計(jì) 16 例如 : 1HY 點(diǎn)坐標(biāo) 2211220 / //3 0 3 0/ c o s c o s3 0 1 2 0 3 0 1 2 0 = 3 7 2 3 7 0 7 .6 7 5 6 + 1 2 0 / c o s c o s 1 3 4 0 4 3 1 .24 0 0 1 2 0 4 0 0 1 2 0 = 3 7 2 3 6 2 0 .0 8 7ZHssllX X x AR L R L???????? ? ? ?????????????? ? ? ??? 221220 / //3 0 3 0/ c o s sin3 0 1 2 0 3 0 1 2 0 = 5 1 4 6 6 9 .9 8 6 +1 2 0 / c o s sin 1 3 4 0 4 3 1 .24 0 0 1 2 0 4 0 0 1 2 0 =5 1 4 7 5 1 .8 3 6 0ZHssllY Y x AR L R L???????? ? ? ?????????????? ? ? ??? 1QZ 點(diǎn)坐標(biāo) ? ?? ?10 / //90902 sin c os90 19. 597 12090 19. 597 = 372 362 87+ 2 400 sin c os 134 04 31. 2400 400 =3 723 604 .21 1sHYlLlX X R ARR????????? ? ? ??????????? ? ? ??????? ? ?? ?10 / //90902 sin c os90 19. 597 12090 19. 597 =5 147 51. 836 +2 400 sin sin 134 04 31. 2400 400 =5 147 63. 337 8sHYlLlY Y R ARR????????? ? ? ??????????? ? ? ??????? 同理可得其他直線樁號坐標(biāo)，詳見逐樁坐標(biāo)表 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縱斷面設(shè)計(jì) 17 第 三 章 縱斷面設(shè)計(jì) 沿著道路中線豎直剖切然后展開既為路線縱斷面，由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線，縱斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性，道路等級，當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等研究起伏空間線的大小和長度，以便達(dá)到行車安全，迅速，運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的 。基本要求是縱坡均勻平緩，起伏緩和，坡 長和豎曲線長短適當(dāng)，平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，土石方工程填挖平衡。 其設(shè)計(jì)內(nèi)容在本次設(shè)計(jì)中主要包括縱坡設(shè)計(jì)和豎曲線設(shè)計(jì)兩項(xiàng)。 縱斷面設(shè)計(jì)的原則 （ 1） 縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)參照城市規(guī)劃控制標(biāo)高并適應(yīng)臨街建筑立面布置及沿路范圍內(nèi)地面水的排除。 （ 2） 為保證行車安全、舒適、縱坡宜緩順，起伏不宜頻繁。 （ 3） 山城道路及親辟道路的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮土石方平衡，汽車運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益等因素，合理確定路面設(shè)計(jì)標(biāo)高。 （ 4） 機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車混合行駛的車道，宜按非機(jī)動(dòng)車爬坡能力設(shè)計(jì)縱坡度。 （ 5） 山城道路應(yīng)控制平均縱坡度 。越嶺路段的相對高差為 200～ 500m 時(shí)，平均縱坡度宜采用 %；相對高差大于 500m 時(shí)，宜采用 4%，任意連續(xù) 3000m長度范圍內(nèi)的平均縱坡度不宜大于 %。 縱坡設(shè)計(jì) 道路縱坡的大小，直接影響到行車速度和性能，道路建設(shè)投資和運(yùn)輸成本等一系列的問題。最大縱坡的確定，必須保證車輛能以一定的車速在道路上安全行駛，上坡時(shí)順利，下坡時(shí)不致發(fā)生危險(xiǎn)。汽車上坡時(shí)如坡道過長，必須用低排擋行駛，燃料消耗增加，機(jī)件也容易損壞；下坡時(shí)易使制動(dòng)器發(fā)熱失效而發(fā)生交通事故。因此，當(dāng)?shù)缆房v坡度大于 5％時(shí)，為了河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縱斷面設(shè)計(jì) 18 行車安全和便利 ,其坡段長度需要加以限制，并相應(yīng)設(shè)置坡度不大于 2～ 3％的緩和坡段。 縱坡設(shè)計(jì)的要求 ： （ 1） 設(shè)計(jì)必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)范 （ 2） 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，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的短坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。 （ 3） 沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮。 （ 4） 應(yīng)盡量做到添挖平衡，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。 （ 5） 縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外 ，還應(yīng)滿足填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。 （ 6）對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線處、縱坡應(yīng)避免產(chǎn)生突變。 （ 7） 在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。 縱坡設(shè)計(jì)的步驟 （ 1） 準(zhǔn)備工作：在厘米繪圖紙上，按比例標(biāo)注里程樁號和標(biāo)高，點(diǎn)繪地面線。里程樁包括：路線起點(diǎn)樁、終點(diǎn)樁、交點(diǎn)樁、公里樁、百米樁、整樁（ 50m加樁或 20m 加樁）、平曲線控制樁。 （ 2） 標(biāo)注控制點(diǎn)：如路線起、終點(diǎn)，越嶺埡口，重要橋涵，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進(jìn)出口，平面交 叉和立體交叉點(diǎn)，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制標(biāo)高以及受其他因素限制路線必須通過的標(biāo)高控制點(diǎn)等。 （ 3） 試坡：在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，以控制點(diǎn)為依據(jù)，穿插與取直，試定出若干直坡線。反復(fù)比較各種可能的方案，最后定出既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿足控制點(diǎn)要求，且河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縱斷面設(shè)計(jì) 19 土石方較省的設(shè)計(jì)線作為初定試坡線，將坡度線延長交出變坡點(diǎn)的初步位置。 （ 4） 調(diào)整：對照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的最大縱坡、最小縱坡、坡長限制等是否滿足規(guī)定，平、縱組合是否適當(dāng)?shù)?，若有問題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。 （ 5） 核對：選擇有控制意 義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖，作橫斷面設(shè)計(jì)圖，檢查是否出現(xiàn)填挖過大、坡腳落空或過遠(yuǎn)、擋土墻工程過大等情況，若有問題應(yīng)調(diào)整。 （ 6） 定坡：經(jīng)調(diào)整核對無誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號和標(biāo)高確定下來。坡度值要求取到 ％，變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到 10m 的整樁號上。 （ 7） 設(shè)置豎曲線：根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等確定豎曲線半徑，計(jì)算豎曲線要素 （ 8） 計(jì)算各樁號處的填挖值：根據(jù)該樁號處地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高確定。 豎曲線變坡點(diǎn)設(shè)計(jì) 本次縱斷面設(shè)計(jì)設(shè)置了 2 個(gè)變坡點(diǎn) 。 分別為 K0+700 、 K1+880， 1 個(gè) 凹曲線， 1 個(gè)凸曲線，半徑均為 10000m，縱坡值分別為 +%， %，%。 豎曲線設(shè)計(jì) 道路縱斷面上的設(shè)計(jì)縱坡線系由許多直線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)組成。由于縱坡的凸 形限制了駕駛員的視野，而凹形轉(zhuǎn)折因車速加快和行車方向的突然改變 。因此，為了使路線順適，行車安全平穩(wěn)，路容美觀等原因，需要在路線縱坡轉(zhuǎn)折處設(shè)置曲線使之緩和，這種曲線稱為豎曲線。并按縱斷面上轉(zhuǎn)坡是凸形或凹形的不同，分為凸形豎曲線和凹形豎曲線 。 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。 豎曲線最小半徑的確定 （ 1） 凸形豎曲線極限最小半徑確定考慮因素 ① 緩和沖擊 汽車行駛在豎曲線上時(shí)，產(chǎn)生徑向離心力，使汽車在凸形豎曲線上重量減小，河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縱斷面設(shè)計(jì) 20 所以確定豎曲線半徑時(shí)，對離心力要加以控制。 ② 經(jīng)行時(shí)間不宜過短 當(dāng)豎曲線兩端直線坡段的坡度差很小時(shí)，即使豎曲線半徑較大，豎曲線長度也有可能較短，此時(shí)汽車在豎曲線 行駛 ，沖擊增大，乘客不適。 ③ 滿足視距的要求 汽車行駛在凸形豎曲線上，如果豎曲線半徑太小，會阻擋司機(jī)的視線。為了行車安全，對凸形豎曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)加以限制。 （ 2） 凹形豎曲線極限最小半徑確定考慮因素 ① 限制離心加速度 在凹形豎曲線上行駛 半徑越小，離心力越大 ， 會影響到旅客的舒適性， ② 確保夜間行車視距 對地形起伏較大地區(qū)的路段，在夜間行車時(shí)，若半徑過小，前燈照射距離過短，影響行車安全和速度； ③ 確保凈空有障礙時(shí)的視距 在高速公路及城市道路上有許多跨線橋、門式交通標(biāo)志及廣告宣傳牌等，如果它們正好處在凹形豎曲線上方，也會影響駕駛員的視線。 豎曲線要素計(jì)算 ： 圖 31 豎曲線要素計(jì)算圖 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縱斷面設(shè)計(jì) 21 豎曲線基本要素計(jì)算公式： 12 ??? ?? () L = ?R () T =2L () E = RT22 () 式中： ? —— 坡度差， L—— 曲線長，（ m） ； T—— 切線長，（ m） ； E —— 外距（ m） ； 變坡點(diǎn) 1： （ 1） 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號 K0+700 i1=+% i2= % 取半徑 R=10000m 21w = i i = 1 . 116 754 2% ( +0 .35 655 571 4% ) = 1. 47331134% (凸形 ) 1 0 0 0 0 | 1 .4 7 3 3 1 1 3 4 % | 1 4 7 .3 3 1 1 3 4L R w m? ? ? ? ?曲 線 長 1 4 7 .3 3 1 1 3 4 7 3 .6 6 5 5 722LTm? ? ?切 線 長 227 3 . 6 6 5 5 7E 0 .