【正文】 .............. 74 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................... 77 致 謝 .......................................................................................................................... 78 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 1 第一章 緒 論 概述 交通運(yùn)輸事業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。 （ 2）受交通設(shè)施限制少，是最廣泛的一種運(yùn)輸方式。 （ 4）投資少，資金周轉(zhuǎn)快，社會(huì)效益顯著。到上世紀(jì) 70年代，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家大多改變了一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)以鐵路運(yùn)輸為中心的局面，公路運(yùn)輸在各種運(yùn)輸方式中起了主導(dǎo)作用，是我國(guó)綜合運(yùn)輸體系中最為活躍的一種運(yùn)輸方式，并顯示出了廣闊的發(fā)展前景。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步培養(yǎng)調(diào)查研究、檢索和閱讀中外文獻(xiàn)資料、綜合分析、設(shè)計(jì)計(jì)算、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、繪圖、撰寫(xiě)論文和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等方面的能力。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 2 設(shè)計(jì)概況 本設(shè)計(jì)為公路新建工程，本工程全線按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，為雙向兩車(chē)道，設(shè) 計(jì)時(shí)速為 80km/h，工程起點(diǎn)樁號(hào)為 K0+000，終點(diǎn)樁號(hào) K3+。 本路段主要是溝通與附近縣之間的一條干線公路，擔(dān)負(fù)為沿線工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及政治、經(jīng)濟(jì)、文化物資交流服務(wù)；本設(shè)計(jì)是在結(jié)合當(dāng)?shù)氐难鼐€地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件下，確定公路的等級(jí)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；本設(shè)計(jì)是在對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的了解和對(duì)交通量的預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn) 行的設(shè)計(jì)，并做方案比選。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 公路技術(shù)等級(jí)的確定 3 第二章 公路技術(shù)等級(jí)的確定 公路技術(shù)等級(jí) 由于每條道路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用不同，自然條件的復(fù)雜程度不同，行車(chē)種類(lèi)、速度和運(yùn)量的不同，在技術(shù)完善程度方面就有著各種不同的要求?！豆仿肪€設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D20— 2021》將公路根據(jù)功能和適用的交通量分為以下五個(gè)等級(jí)： （ 1）高速公路為專(zhuān)供汽車(chē)分向、分車(chē)道行駛并應(yīng)全部控制出入的多車(chē)道公路。 （ 2）一級(jí)公路為供汽車(chē)分向、 分車(chē)道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車(chē)道公路。 （ 3）二級(jí)公路為供汽車(chē)行駛的雙車(chē)道公路。 （ 4）三級(jí)公路為主要供汽車(chē)行駛的雙車(chē)道公路。 （ 5）四級(jí)公路為主要供汽車(chē)行駛 的雙車(chē)道或單車(chē)道公路。 單車(chē)道四級(jí)公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車(chē)折合成小客車(chē)的年平均日交通量 400以下。（注：由于路面設(shè)計(jì)中分段年增長(zhǎng)率分別為 7%、 5%、 3%，故預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景年交通量時(shí)年增長(zhǎng)率取最大值 7%。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給的資料，所獲得的道路交通密度及其組成按所在地區(qū)的地形、道路的性質(zhì)、使用任務(wù)及交通量，經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最后確定道路的技術(shù)等級(jí)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)時(shí)速為 80km/h。 （ 3） 緩和曲線最小長(zhǎng)度： m i n V 6 6 . 7 m 7 0 m1 . 2l ? ? ? 取 （ 4） 停車(chē)視距： 8 0 km /h 85% 68km /hV ? ? ? 226 8 2 . 5 6 8 1 0 6 m 1 1 0 m3 . 6 2 5 4 3 . 6 2 5 4 0 . 3 1T zV t VS ? ?? ? ? ? ? ?? 取 （ 5）縱坡最小長(zhǎng)度： 3m i n 109 9 8 0 2 0 0 m3600lV? ? ? ? ? （ 6）豎曲線最小長(zhǎng)度： 80 6 6 . 7 m 7 0 m1 . 2 1 . 2VL ? ? ? ? 取 公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指在一定自然環(huán)境條件下能保持車(chē)輛正常行駛性能所采用的技術(shù)指標(biāo)體系 本路段 按 二級(jí)公路 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)設(shè)，設(shè)計(jì)車(chē)速 80km/h， 測(cè)設(shè)中在滿(mǎn)足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 及 在不增加工程造價(jià)的前提下，充分考慮了平 、 縱、橫三方面的優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，力求平面線型流暢，縱坡均衡，橫斷面合理 ， 以達(dá)到視覺(jué)和心理上的舒展。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 公路技術(shù)等級(jí)的確定 7 （ 2）直線的最 小長(zhǎng)度 由《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》得知：同向曲線間的直線最小長(zhǎng)度為 6V；反向曲線間的直線最小長(zhǎng)度為 2V。 圓曲線 圓曲線是平面線形中常用的線形要素，圓曲線的設(shè)計(jì)主要確定其半徑值以及超高和加寬。不設(shè)超高最小半徑，當(dāng)圓曲線半徑大于一定數(shù)值時(shí)，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置與直線路段相同的路拱橫坡。 圓曲線半徑的選用： 在運(yùn)用平曲線半徑的三個(gè)最小半徑時(shí)，應(yīng)遵循的一般原則是：在地形條件許可時(shí)，應(yīng)力求使半徑盡可能接近不設(shè)超高最小半徑；一般情況下或地形有限河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 公路技術(shù)等級(jí)的確定 8 制時(shí)，應(yīng)盡量大于一般最小半徑；只有地形特別困難時(shí)，方可采用極限最小半徑。 緩和曲線 緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。 緩和曲線的最小長(zhǎng)度一般應(yīng)滿(mǎn)足以下幾方面： （ 1）離心加速度變化率不過(guò)大； （ 2）控制超高附加縱坡不過(guò)陡； （ 3）控制行駛時(shí)間不過(guò)短； （ 4）符合視覺(jué)要求。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 公路技術(shù)等級(jí)的確定 9 表 25 二、三、四級(jí)公路停車(chē)視距、會(huì)車(chē)視距與超車(chē)視距 設(shè)計(jì)速度 80 60 40 30 20 停車(chē)視距 110 75 40 30 20 會(huì)車(chē)視距 220 150 80 60 40 超車(chē)視距 550 350 200 150 100 本設(shè)計(jì)根據(jù)上述條件采用的設(shè) 計(jì)技術(shù)指標(biāo)匯總見(jiàn)表 26。 （ 2）路線設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車(chē)安全、舒適、快捷的前提下，做到工程量小、造價(jià)低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。 （ 3）選線注意同農(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)作物田或穿過(guò)經(jīng)濟(jì)林園等。 （ 5）選線時(shí)應(yīng)對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測(cè)調(diào)查，弄清它們對(duì)道路工程的影響。 平原微丘地區(qū)選線原則 平原 微丘 區(qū)由于地勢(shì)比較平坦，路線受高差和坡度的限制小，平、縱、橫三方面的幾何線形較易達(dá)到較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但往往由于受當(dāng)?shù)刈匀粭l件和地物的阻礙以及 支農(nóng)的需要，選現(xiàn)實(shí)應(yīng)注意多方面的因素。選線時(shí)，首河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 公路平面設(shè)計(jì) 11 先在 起終點(diǎn)及中間必須經(jīng)過(guò)的工廠、農(nóng)場(chǎng)及風(fēng)景區(qū)作為主要控制點(diǎn)，了解農(nóng)田優(yōu)劣及建筑群、水電設(shè)施、跨河橋位等地物的分布，確定避讓方法。 兩個(gè)小控制點(diǎn)之間以?xún)牲c(diǎn)直線連接的路線是最理想的，當(dāng)路線必須轉(zhuǎn)折時(shí)，相鄰曲線間應(yīng)盡量有較長(zhǎng)的直線，以便曲 線之間有充足的過(guò)渡時(shí)間，但不能片面的追求長(zhǎng)直線，平曲線盡量采用大半徑，小偏角，從而保證線形的平順。 平原 微丘 區(qū)路基一般以低路堤為主，但必須做好排水設(shè)計(jì)，以確保路基的穩(wěn)定和堅(jiān)固，同時(shí)還應(yīng)考慮縱坡和排灌渠位及其高度的配合。全面分析比較，使路線既不片面求直而占用大量良田，也不片面強(qiáng)調(diào)不占用良田而使路線彎曲較多，造成行車(chē)條件惡化。路線應(yīng)盡量避開(kāi)供灌溉用的水塘，必須穿過(guò)時(shí)，路線最好布設(shè)在水塘的一側(cè)，并拓寬水塘，取土筑路，解決借土問(wèn)題。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 公路平面設(shè)計(jì) 12 高等級(jí)公路原則上不宜穿過(guò)城鎮(zhèn)、工礦區(qū)及密集的居民點(diǎn)，以減少相互干擾確保安全。 （ 5）路線與橋渡的配合 平原 微丘 區(qū)河流湖泊較多，橋涵工程大，路線在跨越水道應(yīng)盡可能的保證路線的平順性。 大中橋橋位原則上應(yīng)服從路線的總方向，但常常作為路線方案的控制點(diǎn)，在選定橋位時(shí)，應(yīng)將路、橋綜合考慮。一般情況下，橋位中線應(yīng)盡可能與洪水的主流向正交，橋梁和引道應(yīng)盡量在直線上。 （ 6）注意土壤水文條件 平原 微丘 區(qū)土壤和水文條件較差，特別是河網(wǎng)湖區(qū)，地勢(shì)低平，地下水位高，容易影響路基的穩(wěn)定性。 當(dāng)路線遇到面積較大的水庫(kù)或湖泊時(shí)，一般應(yīng)避繞，難以避繞時(shí) ，應(yīng)選擇最窄最淺和基地坡面平緩的位置，借土填堤通過(guò)。 （ 7）充分利用舊路 平原 微丘 區(qū)，通常有較寬的人行大路，新建公路應(yīng)盡可能利用舊路，但要注意從公路的遠(yuǎn)期發(fā)展考慮，根據(jù)該路在路網(wǎng)中的地位和作用，嚴(yán)格按照技術(shù)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 公路平面設(shè)計(jì) 13 標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)舊路進(jìn)行改造，不能利用的可恢復(fù)成為耕田或改為通行農(nóng)業(yè)機(jī)械的道路。取土應(yīng)進(jìn)行全面規(guī)劃，采用大面積集中取土的方法， 使梯田取土變平田。 選線方法及步驟 公路選線一般可分為三種方法，其中有實(shí)地選線，紙上選線及自動(dòng)化選線，根據(jù)實(shí)際情況，在本公路設(shè)計(jì)中，采用紙上定線法。其特點(diǎn)是野外工作量較小，定線不受自然因素干擾，能在室內(nèi)縱觀全局，結(jié)合地形、地物、地質(zhì)條件，綜合平衡平、縱、橫三方面因素．所 選定的路線更為合理。紙上選線的地形圖若用航空攝影成圖可大大縮短成圖時(shí)間。 （ 2）按地形、地質(zhì)、水文等自然條件選定一些細(xì)部點(diǎn)，如沿線房屋、農(nóng)田等地點(diǎn)要重點(diǎn)控制 ,然后連接控制點(diǎn)，初步完成路線布局。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 公路平面設(shè)計(jì) 14 方案的擬定與初步比選 根據(jù)地形圖，按照選線的方法和原則，擬定出兩條路線走向方案見(jiàn)平面線形圖。平原區(qū)新建公路占用一些農(nóng)田是不可避免的，本設(shè)計(jì)在可能的條件下做到盡量 少占或不占高產(chǎn)田。 （ 2）在路線布設(shè)時(shí)做到緊密與農(nóng)田水利建設(shè)相結(jié)合，仔細(xì)觀察地形圖，充分了解灌溉渠道的分布情況，使路線盡量與干渠平行，盡可能避免相交。 （ 3）平原 微丘 區(qū)有較多的城鎮(zhèn)、村莊、工業(yè)區(qū)及其它公用設(shè)施，布線時(shí)結(jié)合工路性質(zhì)正確處理穿越與避繞、拆遷和保留的關(guān)系。但考慮到方便運(yùn)輸，便利群眾，充分發(fā)揮 公路服務(wù)性能，路線設(shè)計(jì)又沒(méi)有離開(kāi)城鎮(zhèn)過(guò)遠(yuǎn)，做到“靠城不進(jìn)城，利民不擾民”。方案二轉(zhuǎn)點(diǎn)稍多，線形不夠平順，圓曲線半徑較小，會(huì)影響行車(chē)速度。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 公路平面設(shè)計(jì) 15 平面線形設(shè)計(jì) 線形要素的計(jì)算 線形 線形見(jiàn)圖 31，如下： JD1(B)JD2(C)JD3(D)AEα 1α 2α 3 圖 31 線形圖 轉(zhuǎn)角值分別為 : ?????? 32。54 321 ??? 帶緩和曲線的圓曲線計(jì)算 （ 1） ABC 段 圓曲線半徑 R ，如圖 32 圖 32 ABC段曲線圖 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 公路平面設(shè)計(jì) 16 其中： hL — 曲線長(zhǎng)（ m） hT — 切線長(zhǎng)（ m） hE — 外矩（ m） R — 曲線半徑（ m） Ls — 緩和曲線（ m） L — 圓曲線（ m） 帶有緩和曲線的平曲線計(jì)算公式 切線 長(zhǎng)： h =( + )ta n +2TpR q? 31（ ） 曲線： h= 180L R Ls??? 32（ ） 外 距： h = ( + )se c 2RREp ? ? 33（ ） 切曲差： h h h=2J T L? 34（ ） 內(nèi)移值： 24SS324 2384LLp RR?? 35（ ） 切線增值： 3S2s2 240L Lq R?? 36（ ） （ 2）從地形圖上確定公路平曲線，讀出控制點(diǎn)坐標(biāo) 起點(diǎn)： JD0 ? ?32 43 .7, 47