【正文】 時(shí)使道路與沿線周圍環(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)的道路立體線形，從而達(dá)到安全、舒適、快速和經(jīng)濟(jì)的目的。 . 豎曲線計(jì)算 豎曲線基本要素計(jì)算公式： 黔武二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì) B 段 16 T 1 T 2Li 1i 2PEQ 圖 豎曲線要素示意圖 12 ii ??? （ ） ???RL （ ） 2T L? （ ） RT2E2? （ ） Rx2y 2? （ ） 式中： R—— 豎曲線半徑（ m）； T—— 切線長(zhǎng)度 （ m）； L—— 豎曲線長(zhǎng)度（ m）； E—— 豎曲線變坡點(diǎn)的外距（ m）； x—— 豎曲線上任意一點(diǎn) P距豎曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)的水平距離； y—— 豎曲線上任意一點(diǎn) P距豎曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)的縱距（ m）。 縱坡拉坡設(shè)計(jì)見(jiàn)下圖： 圖 縱坡設(shè)計(jì) 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和前面兩個(gè)小節(jié)得出的結(jié)論，將豎曲線設(shè)計(jì)參數(shù)列于下表： 表 縱坡 技術(shù)取值表 SJD 縱坡（ %） R（ m） T（ m） 坡長(zhǎng)（ m） 起點(diǎn) 240 1 6000 117 500 2 6000 144 410 3 2021 111 340 4 3000 600 5 4000 132 420 6 9000 99 440 7 9000 終點(diǎn) 由上表可知，設(shè)計(jì)路段的坡長(zhǎng)以及縱坡坡度均滿足規(guī)范要求。 （ 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。 （ 6）定坡：經(jīng)調(diào)整核對(duì)無(wú)誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和標(biāo)高確定下來(lái)。 （ 4）調(diào)整：對(duì)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(zhǎng)限制等是否滿足規(guī)定，平、縱組合是否適當(dāng)?shù)?，若有?wèn)題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。 （ 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。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（如直緩或直圓、緩圓、曲中、圓緩、緩直或圓直、公切點(diǎn)等），橋涵或直線控制樁、斷鏈樁等。設(shè)計(jì)中采用 6000m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范規(guī)定的最小半徑值，所以該半徑取值是滿足規(guī)范并且合理可行的。 將所取的半徑值與規(guī)范規(guī)定做比較。 拿 SJD1 來(lái)說(shuō)，因?yàn)榍捌聻槎钙?，后坡為緩坡，坡度差距較大，選擇豎曲線時(shí)，在滿足坡長(zhǎng)限制的同時(shí)盡可能選擇大半徑，值得注意的是 SJD1 位于平曲線上，在選取半徑值時(shí)，不僅要考慮本身豎曲線的線形指標(biāo)，還要考慮平縱組合設(shè)計(jì)，使其滿足“平包豎、豎包圓”的原則。 在選擇豎曲線半徑時(shí)，盡量將切線取較大值。原則上是豎曲線半徑越大越好使得線形變化率小，利于行車。 （ 1）豎曲線最小半徑 由前面可知，在整個(gè)路線中，共有兩個(gè)變坡點(diǎn)，因此需設(shè)置兩條縱向豎曲線。 （ 4）最小坡長(zhǎng) 據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D202021） ，設(shè)計(jì)車速 60km/h 時(shí)最小坡長(zhǎng) 150m，顯然，八個(gè)縱坡坡長(zhǎng)取值滿足規(guī)范規(guī)定的最小縱坡長(zhǎng)度。由于設(shè)計(jì)中各縱坡坡度均較小，因此，坡長(zhǎng)可取較大值。 （ 3）最大坡長(zhǎng) 由前面設(shè)置的縱坡可推知邊坡點(diǎn)的位置，也可知曉縱坡長(zhǎng)度。緊接著又是較高的山地，為了減少挖方所以選用 %的坡上坡，接下來(lái)就是較為平緩的下坡，考慮到其中要經(jīng)過(guò)一段小河溝，采取架設(shè)小橋經(jīng)過(guò)，于是選擇 %的緩坡下坡。路線經(jīng)過(guò)兩處地勢(shì)較低的田地，中間又有地勢(shì)較高的山地，因此這兩段填方較高，路線起點(diǎn)標(biāo)高較高，以 %的坡下坡，經(jīng)過(guò)一個(gè)小山丘后，就是標(biāo)高較低的水田。也不用為了遷就地形而不考慮縱坡的影響，這樣縱坡會(huì)起伏不斷，行車舒適性大大 降低。當(dāng)設(shè)計(jì)車速為 60 km/h 最大縱坡 6%，而最小縱坡則從排水的角度考慮，為了能將挖方路段和低填方路段的邊溝水及時(shí)排出，因此縱坡最小取值 %。曲線要素和主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算過(guò)程如下： 基本型曲線：2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 按回旋曲線敷設(shè)緩和曲線 JD1 曲線要素和主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 曲線要素計(jì)算： mRllq ss 23 ??? mRlRlR ss 824 342 ???? mqRRT 422t a n)( ????? ? mlRL s 46180 ??? ?? mlLL sy ??? mRRRE 52s e c)( ????? ? m2 2 .5 3 8L 2TJ ?? 主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算： mJD 2 5 9 .3 8 2+K0)(1 ?樁號(hào) 0 6 0 . 1 4 0 m+K0= TJD=)Z H ( ）樁號(hào)（樁號(hào) (( ???? KLZHHY h樁號(hào)）樁號(hào)） (( ??? KLHZQZ 樁號(hào)）樁號(hào)） 黔武二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì) B 段 12 (( ???? KLHYYH y樁號(hào)）樁號(hào)） (( ???? KLYHHZ y樁號(hào)）樁號(hào)） . 縱斷面技術(shù)指標(biāo)確定 縱坡的大小與坡段的長(zhǎng)度反映了公路的起伏程度 ,直接影響公路的服務(wù)水平，行車質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)成本，也關(guān)系到工程是否經(jīng)濟(jì)、適用，因此設(shè)計(jì)中必須對(duì)縱坡、坡長(zhǎng)及其相互組合進(jìn)行合理安排。 01′ ″(Y) 300 100 終點(diǎn) . 曲線參數(shù)和主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 確定各交點(diǎn)的參數(shù)后即可計(jì)算該交點(diǎn)的曲線要素以及主點(diǎn)樁號(hào)。 11′ ″(Z) 620 85 5 18176。 13′ ″(Z) 400 100 3 36176。 黔武二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì) B 段 10 現(xiàn)將各技術(shù)指標(biāo)取值列于下表： 表 平曲線交點(diǎn)技術(shù)指標(biāo)取值表 JD α R（ m） Ls（ m） 直線長(zhǎng)（ m） 起點(diǎn) 1 52176。 樁位的敷設(shè)：（利用切線支距法） 樁號(hào)的敷設(shè)的計(jì)算方法如下： 在回旋曲線上， 22540 lsRllx ?? 3373 3366 lsRlR lsly ?? 式（ ） 在圓曲線上 , mm Rqx ?sin?? )c o s1( mm RRy ????? )2(0 R lsl mmm ???? ??? 式 () 其中： ml 圓曲線上任意點(diǎn) m 到緩和曲線終點(diǎn)的弧長(zhǎng)（ m） l 和曲線上的任意點(diǎn)到 ZH 或 HZ 點(diǎn)的長(zhǎng)度（ m） 曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算： ZH=JDT HY=ZH+lh YH=HY+Ly 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 HZ=YH+lh QZ=HZL/2 式 () JD2=JD1+LABJ1 式 () 其中： lh緩和段長(zhǎng)度（ m） Ly圓曲線長(zhǎng)（ m） J校正值 (J=2TL) T總切線長(zhǎng)（ m） LABJD1 到 JD2 間的距離（ m） 用此方法可以定出各交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主點(diǎn)位置，圓曲線用圓規(guī)在地形圖上畫(huà)出，而緩和曲線則用曲線板畫(huà)，從而定出路中線。平曲線設(shè)計(jì)最主要的是確定圓曲線的半徑，園曲線的半徑確定具有多種控制條件，本路段共有三種情況： （放坡定線時(shí)以Ls:Ly:Ls=1:1:1～ 1:2:1 為佳）； ； （在反向曲線處采用）。 (2)平曲線設(shè)計(jì) 平曲線的設(shè)計(jì)有多種組合型式，如：簡(jiǎn)單型、基本型、Ｓ型、Ｃ型、凸型、卵型及復(fù)曲線等，常用型式有簡(jiǎn)單型、基 本型及Ｓ型。一般同向、反向曲線較近時(shí)，或橋頭引線段宜用切線長(zhǎng)為控制條件：小偏角宜用曲線長(zhǎng)控制；大偏角及彎道內(nèi)側(cè)有地形、地物限制時(shí)，宜用外距控制；陡坡急彎段宜用合成縱坡控制；當(dāng)線位在曲線上時(shí)，宜用曲線上任意點(diǎn)控制。關(guān)于緩和曲線長(zhǎng)度的確定主要考慮下列三點(diǎn)因素： 最小緩和曲線長(zhǎng)度： ls≥ 50 米 超高緩和段長(zhǎng)度 按 Lc=piib gc )( ?計(jì)算，式中： 式 () Lc超高緩和段長(zhǎng)度 B路面寬度，取 米 Ic最大超高橫坡（ %） Ig路拱橫坡 （ %） ｐ 超高漸變率 且一般應(yīng)滿足 Ls＞ Lc 當(dāng) Lc50 時(shí)取 Ls=50,當(dāng) Ls50 時(shí) ,Ls=Lc。 +β 第四象限：θ =360176。按照?qǐng)D紙的坐標(biāo)，逐點(diǎn)測(cè)量出各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，然后計(jì)算交點(diǎn)的間距，路線的轉(zhuǎn)角，其計(jì)算程序如下： 路線的方位角： 根據(jù)公式 β = arctg xy?? =arctg1212 xx yy ?? 式 () 則路線的方位角θ為：第一象限：θ＝β 第二象限：θ =180176。 在設(shè)計(jì)中，定線是一項(xiàng)比較重要的工作，是整個(gè)路線的基礎(chǔ)，對(duì)路線的好壞起關(guān)鍵性的作用，不同地點(diǎn)，考慮的因素也不同，如有些以平曲線設(shè)計(jì)為主，有些則以經(jīng)濟(jì)性為準(zhǔn)。由于所經(jīng)地區(qū)為丘陵地區(qū)，通過(guò)的埡口位置選擇也成了重要控制因素。 用“以點(diǎn)定線、以線交點(diǎn)”的辦法大致定出平面交點(diǎn)，然后反復(fù)試線最后確定出交點(diǎn)。在選線時(shí)，個(gè)別特殊大橋橋位，一般作為路線總方向的控制點(diǎn)，大中橋位原則上服從路線的總方向。 ④ 重視環(huán)境保護(hù)，盡量減少施工對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)平衡的破壞。注意與農(nóng)田基本建設(shè)的配合 ，做到少占耕地，并應(yīng)量不占高產(chǎn)田，經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物田或穿過(guò)經(jīng)濟(jì)園林等。在定線過(guò)程中，如工程量增加不大，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)。 ② 正確掌握和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?？陀^存在條件是指公路所在地區(qū)原有交通布局，城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、資源狀 況，土地開(kāi)發(fā)利用和規(guī)劃的情況以及地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然條件。 （ 2）選線原則 ① 路線的基本走向必須與公路的主客觀條件相適應(yīng)。 . 平面設(shè)計(jì)步驟 （ 1）選線的目的和任務(wù) 道路選線的目的，就是根據(jù)道路的性質(zhì)、任務(wù)、等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地形、地質(zhì)、地物及其他沿線條件，綜合平、縱、橫三方面因素，在實(shí)地或紙上選定道路中線平面的位置。因回旋曲線與汽車由直線進(jìn)入圓曲線的軌跡完全符合，在我國(guó)，《公路路線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定采用回旋曲線。當(dāng)平曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑事應(yīng)設(shè)置緩和曲線。 （ 3） 緩和曲線 在直線和圓曲線間或半徑不同的圓曲線間設(shè)置曲率半徑連續(xù)變化的曲線即為緩和曲線。 ⑥當(dāng)同向曲線間插入短直線時(shí)，在視覺(jué)上容易形成直線與兩端的曲線構(gòu)成反彎的錯(cuò)覺(jué)是整個(gè)組織線形缺乏連續(xù)性，形成“斷背曲線”。一般情況下轉(zhuǎn)角不小于7176。 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 ④彎道半徑的選擇，應(yīng)按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)地的地形、地物、人工構(gòu)造物及其它條件的要求，按合理的曲線位置用外距、切線長(zhǎng)等控制條件反算。 ③選擇半徑時(shí)應(yīng) 結(jié)合前后線形綜合考慮，以形成連續(xù)的線形。在定半徑時(shí)宜遵循以下原則： ①一般情況下以采用極限最小半徑的 48 倍或超高為 24%的圓曲線半徑為宜。 圓曲線能較好地適應(yīng)地形的變化，并可獲得圓滑的線形，使用范圍較廣且靈活。 在設(shè)計(jì)公路平面線形時(shí)，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用了不需設(shè)加寬的大半徑曲線，因?yàn)椴辉O(shè)超高的半徑較大，對(duì)于線形漸變率較小，利于行車舒適性和安全性。%? ）。設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)時(shí)速為 60km/h，按照規(guī)范規(guī)定，其極限最小半徑為 125m，一般最小半徑為 200m。圓曲線的設(shè)計(jì)主要確定起其半徑值以及超高和加寬。 （ 2） 圓曲線 圓曲線是平面線形中常用的線形要素，各級(jí)道路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置圓曲線。根據(jù)國(guó)外資料介紹，對(duì)于設(shè)計(jì)車速大于或者等于 60km/h 的公路，最大直線長(zhǎng)度為以汽車按設(shè)計(jì)車速行駛 70s 左右的距離控制；一般直線路段的最大長(zhǎng)度（以 m 計(jì)）應(yīng)控制在設(shè)計(jì)車速（以 km計(jì)）的 20 倍為宜。另外，在山區(qū)、丘陵區(qū)，過(guò)長(zhǎng)的直線難以與地形及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，會(huì)嚴(yán)重破壞自然景觀，容易造成大挖大填，經(jīng)濟(jì)性差。直線以最短的距離連接兩目的地，具有線形短捷、縮短里程和汽車行車方向明確、視距良好、行 車快速、駕駛操作簡(jiǎn)單的特