【正文】 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 表 圓曲線半徑 (m) 技術(shù)指標(biāo) 山區(qū) 一級(jí) 公路 一般最小半徑 400 極限最小半徑 250 不設(shè)超高 最小半徑 路拱 %? 2500 路拱 %? 3350 本設(shè)計(jì)路段的最小圓曲線半徑為 311m，符合規(guī)范規(guī)定。本設(shè)計(jì)路段的最大圓曲線半徑為 ，符合規(guī)范規(guī)定。 [2] 緩和曲線 緩和曲線的最小長度一般應(yīng)滿足以下幾方面： 若考慮旅客感覺舒適度，由經(jīng)驗(yàn)得：以 V(km/h)表示設(shè)計(jì)速度，則最小緩和曲線長度 Ls(min)的計(jì)算公式為： 3(m in ) 0 .0 2 1 4 ( )s sVLmR?? 式中 s? 為離心加速度變化率，我國 在制定緩和曲線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將離心加速度的變化率取值控制在 ～ 3/ms范圍內(nèi)。 2. 超高漸變率適中 《規(guī)范》規(guī)定了適中的超高漸變率，由以下公式計(jì)算 (min)sL = PiB? 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 B旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（ m） i? 超高坡度與路拱坡度代數(shù)差（ %） P超高漸變率 3. 行駛時(shí)間不過短 汽車在緩和曲線上的行駛時(shí)間至少應(yīng)有 3s，于是 (min) () VLm? 設(shè)計(jì)車速 80km/h 的 3 秒行程為 ，本設(shè)計(jì)路段的所有緩和曲線長度均符合要求。為使線形協(xié)調(diào) ,緩和曲線－圓曲線－緩和曲線的長度之比宜為1∶ 1∶ 1～ 1∶ 2∶ 1。行車視距可分為：停車視距、會(huì)車視距、超車視距。 平面視距的保 證 汽車在彎道上行駛時(shí)，彎道內(nèi)側(cè)行車視線可能被樹木、建筑物、路塹邊坡或其他障礙物所遮擋，因此，在路線設(shè)計(jì)時(shí)必須檢查平曲線上的視線是否能得到保證，對(duì)平曲線內(nèi)側(cè)高路塹地段應(yīng)進(jìn)行視距的檢查與計(jì)算，如有遮擋時(shí)，則必須清除視距區(qū)段內(nèi)側(cè)適當(dāng)橫凈距內(nèi)的障礙物。 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 LYHHYsZHLOL0βRαTJDQZEαpsLHZ 平曲線設(shè)計(jì)示例 圖 按回旋線敷設(shè)緩和曲線 對(duì)于實(shí)地定線來說，平曲線設(shè)計(jì)的主要工作是曲線要素的計(jì)算，平曲線要素的計(jì)算范 例，如圖 所示： . 平曲線要素的計(jì)算公式： 360RLs ??? (m) 322 240ssLLq R?? (m) 2432 4 2 3 8 4ssLLp RR?? (m) ?? = ? ?? ( ) ta n 2T R p q?? ? ? (m) 0( 2 ) 2180 sL R L???? ? ? (m) ( ) se c 2E R p R?? ? ? (m) 2J T L?? (m) 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 式中： q緩和曲線切線增值 (m)； sL 緩和曲線長度 (m)； p 設(shè)緩和曲線后圓曲線內(nèi)移值 (m) ?? 緩和曲線終點(diǎn)緩和曲線角 (? )； T 切線長 (m)； R 圓曲線半徑 (m)； L 曲線長 (m)； ? 轉(zhuǎn)角 (? )； E 外距 (m)； J 超距 (m)。在縱斷面設(shè)計(jì)中，首先繪制路線經(jīng)由地帶的 縱斷面地面線，依據(jù)平面選線確定的控制點(diǎn)及其高程、填挖平衡經(jīng)濟(jì)點(diǎn)及與周圍景觀的協(xié)調(diào)，綜合考慮平、縱、橫三方面試定坡度線，在用橫斷面圖檢查、調(diào)整，確定縱坡值，確定豎曲線半徑，計(jì)算設(shè)計(jì)高程及填挖高度。最大縱坡見 : 表 最大縱坡 設(shè)計(jì)速度 （ Km/h） 最大縱坡 （ %） 120 100 80 60 40 30 3 4 5 6 7 8 設(shè)計(jì)速度為 120 （ Km/h）、 100（ Km/h）、 80（ Km/h） 的一級(jí)公路，受地形條件或其他特殊情況限制時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，最大縱坡可增加 1%。 [1] 2. 最小縱坡 本設(shè)計(jì)路在長路塹、低填以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均設(shè)置不小于 %的最小縱坡。 在必須設(shè)計(jì)平坡或縱坡小于 %時(shí)，邊溝做了縱向排水設(shè)計(jì)。 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 表 最小坡長 設(shè) 計(jì) 速 度 (km/h) 120 100 80 60 40 30 20 最 小 坡 長 (m) 一般值 400 350 250 200 160 130 80 最小值 300 250 200 150 120 100 60 本設(shè)計(jì)最小坡長 。 豎曲線 1. 豎曲線最小半徑 在縱斷面設(shè)計(jì)中，豎曲線的設(shè)計(jì)受眾多因素的影響和限制，其中有三個(gè)限制因素決定著豎曲線最小半徑或最小長度： (1) 緩和沖擊 (2) 時(shí)間行程不過短 (3) 滿足 視距要求 另外本設(shè)計(jì)還考慮到豎曲線要滿足視距要求。 其中 ， 7 為凹曲線， 6 為凸曲線。 7條豎曲線均能滿足一般值要求， 7均能滿足視距要求； 2 處需做輔助設(shè)施以滿足視距要求，保證行車安 全。 豎曲線要素計(jì)算 1. 設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算公式 坡線標(biāo)高 =變坡點(diǎn)標(biāo)高 +xi 或坡線標(biāo)高 =變 坡點(diǎn)標(biāo)高 xi 式中： x —— 計(jì)算點(diǎn)到變坡點(diǎn)的距離， m； i—— 坡線的縱坡， %；升坡段取正，降坡段取負(fù)。/2R1=178。如圖 所示： 直線回旋線圓曲線不適當(dāng)回旋線直線平曲線豎曲線位置虛線為不設(shè)回旋線的情況適當(dāng)圖 平、豎曲線的組合原則 本設(shè)計(jì)中平曲線共設(shè) 6個(gè)交點(diǎn)，豎曲線 7 個(gè)變坡點(diǎn)。 該設(shè)計(jì) 地區(qū)位于 山嶺重丘 區(qū) ，路線經(jīng)過地區(qū) 河流、埡口、山坡 等 ,以它們作為縱面設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)來進(jìn)行拉坡。路基穿過耕地時(shí)，為了節(jié)約用地，如 當(dāng)?shù)厥戏奖?，可修建石砌邊坡，或修筑擋墻。設(shè)計(jì)排水設(shè)施時(shí)，應(yīng)保證水流排泄暢通，并結(jié)合附近農(nóng)田灌溉，綜合考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2. 按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)車速 80km/h，雙向 4 車道的一級(jí)公路。路基寬：15+5++3=。 [2] 2. 路肩的設(shè)置：本設(shè)計(jì)硬路肩采用了與路面坡度相同 的 %，為了能迅速排出路面上的降水，土路肩路拱坡度取 ％。 《公路工程技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)》規(guī)定： 各級(jí)公路圓曲線最大超高值見表 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 22 表 各級(jí)公路圓曲線最大超高值 公路等級(jí) 高速公路、一級(jí)公路 二、三、四級(jí)公路 一般地區(qū) （ %） 8 或 10 8 積雪冰凍地區(qū)（ %） 6 根據(jù)表 規(guī)定，本設(shè)計(jì)曲線上超高橫坡度均取 6% 。 本設(shè)計(jì)中平曲線的半徑均大于 250m，所以不設(shè)加寬。設(shè)有中央分隔帶的一級(jí)公路，其路基設(shè)計(jì)標(biāo)高為中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高。并與填土的高度和施工技術(shù)有關(guān)。根據(jù)《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》本設(shè)計(jì)采用粗粒土作為填料。特殊干旱或特殊潮 濕地區(qū)，表內(nèi)壓實(shí)數(shù)值可減少 2%－ 3%。本設(shè)計(jì)采用的是繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)。 本設(shè)計(jì)中，圓曲線半徑均不大，因此都設(shè)置了超高過渡段 ,又因?yàn)槭?繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，查《規(guī)范》超高漸變率取 2251?p ， 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 24 本設(shè)計(jì)采用 ％的路拱橫坡，以 JD1 為例計(jì)算 超高過渡段長度。 超高值的計(jì)算 有中間帶的公路的超高方式有三種：繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)；繞各自行車道中心旋 轉(zhuǎn)；繞中間帶中心旋轉(zhuǎn)。 表 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算式 超高位置 計(jì)算公式 行車道橫坡值 外側(cè) C xibBb )( 21 ?? GC hGx ixL iii ??? D 0 內(nèi)側(cè) D 0 GC Ghx ixL iii ??? C xx ibbBb )( 21 ???? 式中： B—— 行車道寬度； 1b —— 內(nèi)側(cè)路緣帶； 2b —— 外側(cè)路緣帶； xb —— 路基加寬值，因?yàn)楸竟窡o加寬所以為 0； zi —— 路拱橫坡度； 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 25 yi —— 圓曲線超高橫坡度。 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 26 表 路堤邊坡坡度 填料類型 邊坡最大高度 （ m） 坡度 全部高度 上部高度 下部高度 全 部高度 上部坡度 下部坡度 粘性土、砂性土、粉性土 20 8 12 － 1： 1： 礫石土、粗砂、中砂 12 － － 1： － － 碎石、卵石 20 8 8 － 1： 1： 不易風(fēng)化的石塊 20 12 12 － 1： 1： 根據(jù)沿線的工程地質(zhì)及水文狀況，本設(shè)計(jì)地區(qū)又屬粘性土，采用 1: 的路堤邊坡。 在坡底 修建 的碎落臺(tái)，起到一定的攔擋上邊坡剝落下墜的小石（土）塊 作用 。坡面防護(hù)主要有植物防護(hù)和工程防護(hù)兩類。鋪砌的坡面應(yīng)預(yù)先整平，坑洼處應(yīng)填平夯實(shí)。對(duì)于沖刷防護(hù)，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段，可在沿河路基邊坡設(shè)砌石護(hù)坡、石籠和混凝土預(yù)制板等。路基填土較高但無須設(shè)置擋墻邊坡以及填土不高的路堤 均采用方格網(wǎng)植草護(hù)坡。土質(zhì)挖方路段，邊坡高度小于 米采用方格網(wǎng)植草皮防護(hù)。 長 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 28 7 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 路面結(jié)構(gòu)組成 路面結(jié)構(gòu)一般由面層、基層、墊層組成。直接承受行車荷載的垂直力、水平力，同時(shí)受到降雨和氣溫變化的不利影響更大，是直接反 應(yīng)路面使用性能的結(jié)構(gòu)層次。 2. 基層 基層主要承受面層傳遞的車輪荷載垂直力的作用，并將它擴(kuò)散到墊層或土基，基層還可能承受面層滲水以及地下水的侵蝕。 3. 墊層 墊層介于土基與基層之間，并非所有的路面結(jié)構(gòu)都需要設(shè)置墊層，只有在土基處于不良狀態(tài)，如潮濕地帶，軟濕土基，北方地區(qū)的凍脹土基等。 路面建筑材料與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 路面建筑材料設(shè)計(jì) 路面建筑材料設(shè)計(jì)往往是路面設(shè)計(jì)中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設(shè)計(jì)僅僅依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)擬定的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運(yùn)用規(guī)范建議的設(shè)計(jì)理論和方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算。 路面設(shè)計(jì)步驟 本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土， 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下四步 : 1. 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求 :進(jìn)行交通量分析，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。 3. 確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)，抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度等。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。本路段位于 信陽與隨州交界 地區(qū)，屬于 Ⅳ 2區(qū)，土質(zhì)為黏性土。標(biāo)準(zhǔn) 軸載的計(jì)算參數(shù)按表 確定。 (1）軸載換算 軸載換算采用如下的計(jì)算公式： 1 1 )( ppnccN iiki??? 式中： N—— 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次 /d）； in —— 被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次