【正文】 的基于外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的路線(xiàn)與互通式立交設(shè)計(jì)，更可以利用三維電子地形圖，建立三維數(shù)模并直接獲得準(zhǔn)確的縱、橫斷地面線(xiàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行平、縱、橫系統(tǒng)化設(shè)計(jì)；在省去外業(yè)測(cè)量的人馬勞頓和縮短設(shè)計(jì)周期的同時(shí)，更使得大范圍的路線(xiàn)方案深度比選方便快捷。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)熟悉了緯地系統(tǒng)，相信在今后的工作中不斷摸索學(xué)習(xí)，會(huì)對(duì)“ 緯地道路交通輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) ”有一個(gè)更深更全面的認(rèn)識(shí)。學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可鞏固、發(fā)展、提高本專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這一重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)土木工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生正確的理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。因此畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 分析、解決問(wèn)題能力有著重要的意義。在交通安全設(shè)施、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、公路管理、智能運(yùn)輸系統(tǒng)等方面的研究任然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較落后，因此在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，應(yīng)廣泛吸取先進(jìn)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和裝備，通過(guò)必要的研究和攻關(guān)，建立科學(xué)、合理、完善的交通工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，加快新建公路和低等級(jí)公路的改建，并根據(jù)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，編制《“五縱七橫”國(guó)道主干線(xiàn)系統(tǒng)規(guī) 劃》即 5條南北縱線(xiàn)和 7 條東西橫線(xiàn)組成的國(guó)道主干線(xiàn)系統(tǒng)。此規(guī)劃由 7條首都放射線(xiàn)、 9 條南北縱向線(xiàn)和 18條東西橫向線(xiàn)組成，簡(jiǎn)稱(chēng)“ 7918”網(wǎng)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1. 確定公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)規(guī)劃、現(xiàn)狀及未來(lái)交通預(yù)測(cè)資料合理確定公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計(jì)等級(jí)、設(shè)計(jì)車(chē)速、車(chē)道數(shù)、公路紅線(xiàn)寬度范圍等）。 根據(jù)規(guī)劃以及現(xiàn)狀排水系統(tǒng)情況，地下水位高程、路面設(shè)計(jì)要求等，合理確定豎向控制點(diǎn)的標(biāo)高。 4．公路平面設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑物情況、路線(xiàn)控制點(diǎn)情況合理設(shè)計(jì)平曲線(xiàn)，合理確定平面交叉口位置。計(jì)算各樁設(shè)計(jì)高程及填控高度。設(shè)計(jì)超高、加寬方式等。并根據(jù)情況進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)。進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)技術(shù)方案比選，要求，設(shè)計(jì)瀝青路面和水泥路面兩種路面結(jié)構(gòu)，選取一種合理的路面結(jié)構(gòu)組合方案。 本課題設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容及方法 研究?jī)?nèi)容 道路是一種帶狀工程結(jié)構(gòu)物，主要包括路基、路面、橋涵、隧道等工程實(shí)體。幾何設(shè)計(jì)是對(duì)道路空間幾何形狀的研究，屬于本課題研究的范圍，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是對(duì)道路各工程實(shí)體的研究，屬于各相關(guān)課題學(xué)習(xí) 研究的范圍。 本課題主要研究汽車(chē)行駛性能與道路各個(gè)幾何元素的關(guān)系，以保證在設(shè)計(jì)時(shí)速、設(shè)計(jì)交通量以及地形和其他自然條件下，行車(chē)安全、快速、經(jīng)濟(jì)、舒適以及美觀。駕駛員的心理和乘客的感覺(jué)、汽車(chē)的行駛軌跡和動(dòng)力性能，交通流量和交通特性以及道路修建和汽車(chē)交通對(duì)環(huán)境的影響等方面都與道路的幾何設(shè)計(jì)有著直接相關(guān)，要做好道路設(shè)計(jì)必須研究這些問(wèn)題。本課題研究的方法是先對(duì)平、縱、橫三個(gè)基本幾何構(gòu)成分別進(jìn)行討論，然后以汽車(chē)行駛特性和自然條件為基礎(chǔ)，把它們組合成整體綜合研究，以實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體的幾何設(shè)計(jì)。 二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 6 2 選線(xiàn)與總體設(shè)計(jì) 概述 選線(xiàn)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)和地物及其沿線(xiàn)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(xiàn)的平面位置，是道路規(guī)劃起點(diǎn)與終點(diǎn)之間選定一條技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，又能滿(mǎn)足使用要求的道路中心線(xiàn)。為達(dá)到此目的，選線(xiàn)必須由粗到細(xì)、由輪廓到具體、逐步深入、分階段分步驟地進(jìn)行，并進(jìn)行多方案的比較，只有這樣才能選定一條理想的路線(xiàn)來(lái)。路線(xiàn)設(shè)計(jì)除了受自然條件影響外，還要受許多因素的制約，妥善處理好各方面的關(guān)系， 其基本原則如下： （ 1）在線(xiàn)路設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，運(yùn)用各種先進(jìn)手段對(duì)路牛線(xiàn)方案做深入、細(xì)致的研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線(xiàn)方案。路線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意立體線(xiàn)性設(shè)計(jì)中平、縱、橫面的舒順、合理配合。 （ 3）選線(xiàn)應(yīng)同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟(jì)作物田和經(jīng)濟(jì)林園（如橡膠林、 茶林、果園）等。 （ 4）通過(guò)名勝、風(fēng)景、古跡地區(qū)的道路，應(yīng)與周?chē)h(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，并適當(dāng)照顧美觀，重視保護(hù)原有自然狀態(tài)和重要?dú)v史文物遺址。對(duì)不良地質(zhì)地段和特殊地區(qū)，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼等地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū)，一般情況下路線(xiàn)應(yīng)設(shè)法繞避；必須穿過(guò)時(shí)，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。 影響選線(xiàn)的主要因素 （ 1）．自然因素 1）地形 Ⅰ 平原、微丘地形 a 平原地形（是指地形平坦、無(wú)明顯起伏、地面自然坡度在 3176。 b 微丘地形（是指地面起伏不大、地面自然坡度在 20176。 c 河灣順適（是指地形開(kāi)闊且有連續(xù)的寬緩臺(tái)地、河床坡度大部分在 5176。以下的河谷地形），沿河設(shè)線(xiàn)一般不受限制，路線(xiàn)縱坡平緩或略有起伏。以上，路線(xiàn)的平、縱斷面大部分受地形限制。地形變化復(fù)雜，地面自然坡度大部分在 20176。 c 高原地帶的深侵蝕溝，以及有明顯分水線(xiàn)的綿延較長(zhǎng)的高地，地面自然坡度一般在 20176。 2）氣候 氣候條件直接或間接地影響到地面水的數(shù)量、地下水位高度、大氣降水量及其強(qiáng)度和時(shí)間分布、路基水溫狀況、泥濘期、冬季積雪和冰凍延續(xù)期 。 二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 8 3）水文及水文地質(zhì) 水文情況決定著沿線(xiàn)排水結(jié)構(gòu)物的數(shù)量和大小，水文地質(zhì)情況決定了含水層的厚度和位置、地基或路基巖層滑坍的可能性。 5）土質(zhì) 土是路基與路面基層的材料，它影響路基形狀和尺寸的設(shè)計(jì)，也影響著路面型式和有關(guān)結(jié)構(gòu)的確定。 (2環(huán)境因素 1）道路與環(huán)境的和諧 公路作為環(huán)境的一部分，線(xiàn)形選擇和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮公路與環(huán)境之間的相互關(guān)系，使公路線(xiàn)形與沿線(xiàn)景觀融為一體，給駕駛員和乘客營(yíng)造 — 個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)又不會(huì)造成由于公路的存在嚴(yán)重影響沿線(xiàn)的整體景觀 。 2）環(huán)境保護(hù)的要求 環(huán)境保護(hù)要求選線(xiàn)時(shí)應(yīng)合理解決下列問(wèn)題 （ 1）合理利用土地資源 （ 2）保護(hù)水資源 （ 3）保護(hù)礦產(chǎn)資源 （ 4）控制布線(xiàn)走向 （ 5）控制路線(xiàn)設(shè)計(jì)高程 （ 6）路線(xiàn)的防護(hù)工程設(shè)計(jì) （ 7）路線(xiàn)綠化工程的設(shè)計(jì) （ 8）筑路材料的取用及廢棄土石方的處理 丘陵區(qū)選線(xiàn) 本次設(shè)計(jì)中的地質(zhì)地貌屬于丘陵區(qū)，應(yīng)按照丘陵選線(xiàn)的原則要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 9 （ 1） 微丘區(qū)選線(xiàn)應(yīng)充分利用地形，處理好平、縱線(xiàn)形的組合。 （ 2）重丘區(qū)選線(xiàn)應(yīng)注要以下幾點(diǎn)。具體可概括為三類(lèi)地形地帶和相應(yīng)三種布線(xiàn)方式。如其間無(wú)地物、地質(zhì)障礙 ，或應(yīng)趨就的風(fēng)景、文物以及居民點(diǎn)等，路線(xiàn)應(yīng)走直線(xiàn)，其布線(xiàn)方法與平原區(qū)相同；如有障礙，或應(yīng)趨就的地點(diǎn)，則應(yīng)加設(shè)中間控制點(diǎn)，相鄰控制點(diǎn)間仍以直線(xiàn)相連，在轉(zhuǎn)折出設(shè)置圓曲線(xiàn)及緩和曲線(xiàn)。 在具有較陡橫坡的地帶，兩個(gè)已知控制點(diǎn)間，如無(wú)地物、地形、地質(zhì)上的障礙，路線(xiàn)應(yīng)按均坡線(xiàn)布線(xiàn)；如有障礙，則在障礙處加設(shè)中間控制點(diǎn)，相連控制點(diǎn)間仍按均坡線(xiàn)布線(xiàn)。在這種地形上布設(shè)路線(xiàn)，如沿直線(xiàn)走，二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 10 路線(xiàn)最短，但起伏很大，為了減緩起伏，勢(shì)必出現(xiàn)高填深挖，增大工程量；如沿均坡線(xiàn)走，坡度最好，但路線(xiàn)迂繞太長(zhǎng)。 如果路線(xiàn)走在直線(xiàn)與均坡線(xiàn)之間，比直線(xiàn)起伏小、比均坡線(xiàn)的距離短，將使路線(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)有所提高，工程造價(jià)有所降低。 圖 22a 較小起伏丘陵地帶路線(xiàn)方案圖 圖 22b 較大起伏丘陵地帶路線(xiàn)方案圖 2）兩已定控制點(diǎn)間有多組起伏時(shí) 兩已定控制點(diǎn)間有多組起伏時(shí)，需要在每個(gè)梁頂（或每個(gè)谷底）都定出控制點(diǎn)，然后按上述方法處理各組起伏。布線(xiàn)時(shí)可分頭從兩個(gè)已定控制點(diǎn)向中間進(jìn)行，逐步減少包括的起伏組數(shù)，直到最后合攏。 本次設(shè)計(jì)的具體選線(xiàn)形式見(jiàn)平面圖。 (2) 路線(xiàn)起、終點(diǎn)除必須符合路網(wǎng)規(guī)劃要求外，對(duì)起、終點(diǎn)前后一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的線(xiàn)形必須做出接線(xiàn)方案和近期實(shí)施的具體設(shè)計(jì)。 (4) 根據(jù)設(shè)計(jì)交通量論證并確定車(chē)道數(shù)，以及全線(xiàn)（各路段）路基、橋梁、隧道等標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度。 (6) 根據(jù)公路網(wǎng) 規(guī)劃， OD 調(diào)查資料，相交公路的能、等級(jí)，地形和地質(zhì)條件，社會(huì)二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 12 與經(jīng)濟(jì)因素等，確定互通式立體交叉位置及其形式。必要時(shí)應(yīng)對(duì)建隧、架橋的方案進(jìn)行比較，選擇合理、可行的方案。 (9) 根據(jù)公路的功能、等級(jí)、交通量，確定交通工程及沿線(xiàn)設(shè)施等級(jí)及其各項(xiàng)設(shè)施的配置標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)模。 3 平面 平面設(shè)計(jì) 平面線(xiàn)形三要素有直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)和緩和曲線(xiàn)。只有在以下情況才可考慮長(zhǎng)直線(xiàn)： a 路線(xiàn)完全不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的寬闊河谷地帶； b 城鎮(zhèn)及其近郊道路，或以直線(xiàn)為主體進(jìn)行規(guī)劃的地區(qū)； c 長(zhǎng)大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段； d 路線(xiàn)交叉點(diǎn)及其附近； e 雙車(chē)道公路提供超車(chē)的路段。 最大長(zhǎng)度主要應(yīng)根據(jù)駕駛員的視覺(jué)反應(yīng)及心理 上的承受能力來(lái)確定。 （ 2）直線(xiàn)的最小長(zhǎng)度 相鄰兩曲線(xiàn)之間應(yīng)有一定長(zhǎng)度的直線(xiàn)，這個(gè)直線(xiàn)是指前一曲線(xiàn)的終點(diǎn)（ HZ或 YZ）到后一曲線(xiàn)的起點(diǎn)（ ZH 或 ZY）之間的長(zhǎng)度。 《規(guī)范》規(guī)定： 當(dāng)設(shè)計(jì)速度≥ 60km/h 時(shí)，同向曲線(xiàn)間的直線(xiàn)最小長(zhǎng)度（以 m 計(jì)）以不小于設(shè)計(jì) 速度（以 km/h 計(jì)）的 6倍為宜；當(dāng)?shù)匦螚l件及其它特殊情況限制時(shí)，最小直線(xiàn)長(zhǎng)度不得小于設(shè)計(jì)速度 (以 km/h 計(jì) )的 3倍。 《規(guī)范》規(guī)定： 當(dāng)設(shè)計(jì)速度≥ 60km/h 時(shí)，反向曲線(xiàn)間直線(xiàn)最小長(zhǎng)度（以 m 計(jì)）以不小于設(shè)計(jì)速度（以km/h 計(jì)）的 2 倍為宜。 因此： a 一般最小半徑 :按下式計(jì)算： 2127( )hVR i?? ? 式中： V－行車(chē)速度（ km/m）， V=80km/h； ? －橫向力系數(shù)； hi －超高橫向坡度。 2 圓曲線(xiàn)半徑的運(yùn)用 a 在適應(yīng)地形的情況下應(yīng)選用較大的曲線(xiàn)半徑。 （ 2）地形條件受限制時(shí)，應(yīng)采用大于或接近于圓曲線(xiàn)最小半徑的 “ 一般值 ” 。 （ 4）應(yīng)同前后線(xiàn)形要素相協(xié)調(diào)，使之構(gòu)成連續(xù)、均衡的曲線(xiàn)線(xiàn)形。 （ 6）選用曲線(xiàn)半徑時(shí)，最大半徑值一般不應(yīng)超過(guò) 10000m 為宜。 我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》推薦的緩和曲線(xiàn)是回旋線(xiàn) 。 2 緩和曲線(xiàn)的長(zhǎng)度及參數(shù) a 緩和曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度 .旅客感覺(jué)舒適 超高漸變率適中 設(shè)計(jì)速度（ km/h） 120 100 80 60 40 30 20 極限最小半徑(m) 650 400 250 125 60 30 15 一般最小半徑(m) 1000 700 400 200 100 65 30 不是超高的 最小半徑 路拱 ? 2% 5500 4000 2500 1500 600 350 150 路拱 2% 7500 5250 3350 1900 800 450 200 3(m in ) 0 .0 2 1 4s sVL R??(min)s BiL p??二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 16 行駛時(shí)間不 過(guò)短 由此的，得： 表 32 各級(jí)公路緩和曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)速度（ km/h） 120 100 80 60 40 30 20 緩和曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度(m) 一般值 130 120 100 80 50 40 25 最小值 100 85 70 60 40 30 20 b 緩和曲線(xiàn)參數(shù) A值 緩和曲線(xiàn)參數(shù) A值可按下式得： sA RL? 視覺(jué)要求 A與 R的關(guān)系 —— R/3≤ A≤ R 當(dāng) R接近 100m 時(shí)，取 A等于 R； 當(dāng) R小于 100m 時(shí)， 則取 A等于或大于 R； 在圓曲線(xiàn)較大時(shí)，可選擇 A在 R/3 左右； 如 R超過(guò)了 3000m，可取 A小于 R/3。 ②設(shè)計(jì)速度≥ 80km/h 時(shí)，大圓半徑（ R1）與小圓半徑（ R2）之比小于 。 綜上所述 ， 1) 本次設(shè)計(jì)路段（ K6+000~K8+000）平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)已完全確定。 ′″ ) R (m) A LS (m) T (m) L (m) (min) VL ?二級(jí)公路工程初步設(shè)計(jì)（ K6+000~K8+000）段 17 7 （右） 39。 600 300 150 9 （右） 73139。 。 。 表 34 各級(jí)公路平曲線(xiàn)最小長(zhǎng)度表 設(shè)計(jì)速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20 一般值 (m) 1000 850 700 500 350 250 200 最小值 (m) 200 170 140 100 70 50 40 平面線(xiàn)形要素組合 平面線(xiàn)形的三要素組合型式主要有基本型、 S形、卵形、凸形、 C 形、復(fù)合型和回頭 形曲線(xiàn)等幾種。 其定義：當(dāng)按直線(xiàn) — 回旋線(xiàn)（ A1）