【正文】 0= 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。 二級(jí)公路對(duì)縱坡的最大值和最小值都有所規(guī)定。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 %。 對(duì)于縱坡的設(shè)計(jì)，一般不用為了放緩縱坡而刻意選擇較小的縱坡坡度，這樣容易造成大填大挖。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。 縱觀本設(shè)計(jì)整個(gè)路段的地形圖，除了最后路線段穿過耕地，地勢(shì)平坦，視線良好，其余路段都比較陡。路線經(jīng)過兩處地勢(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)過一個(gè)小山丘后，就是標(biāo)高較低的水田。因此以 %緩下坡做緩和坡段，為了減小填方高度，然后就接著以 %的坡下坡。緊接著又是較高的山地，為了減少挖方所以選用 %的坡上坡，接下來就是較為平緩的下坡，考慮到其中要經(jīng)過一段小河溝，采取架設(shè)小橋經(jīng)過，于是選擇 %的緩坡下坡。路線后段是地面高程較高的山 地，所以選擇 %的陡坡上坡，由于上坡段長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以中間加入3%的緩和坡段，最后路段是比較平坦的田地路段，整體采用 %的緩坡，均勻提高路線標(biāo)高以達(dá)到終點(diǎn)標(biāo)高。 （ 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。 根據(jù)確定的變坡點(diǎn)位置，即可推知縱坡長(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。根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D202021） 規(guī)定，設(shè)計(jì)車速為 60 km/h 最大坡長(zhǎng)如下表： 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 表 設(shè)計(jì)車速為 60 km/h高速公路的縱坡長(zhǎng)度取值表 縱坡坡度 (%) 3 4 5 6 縱坡長(zhǎng)度 (m) 1200 1000 800 600 而設(shè)計(jì)中總共有八個(gè)縱坡，分別是 %、 %、 %、 %、 %、 %、%、 %，坡長(zhǎng)分別取值為 240m、 500m、 410m、 340m、 600m、 420m、 440m、。 （ 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。 為保證行車安全、舒適以及視距的需要，而在變坡處設(shè)置的縱向曲線，即為豎曲線。 （ 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。豎曲線參數(shù)一般對(duì)其半徑取值有所規(guī)定。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。例如，對(duì)于凹形豎曲線，半徑取值較大時(shí)，能有效的減小汽車行駛過程中的超重現(xiàn)象，同時(shí)，對(duì)于增加行車視距也有很大的幫助。 在選擇豎曲線半徑時(shí)，盡量將切線取較大值。根據(jù)規(guī)范，對(duì)于二級(jí)公路，凸曲線半徑大于 9000m，凹曲線半徑大于 6000m 時(shí)，豎曲線線形較好，凹形豎曲線超重不致過大，而凸形豎曲線的失重現(xiàn)象也將減小。 拿 SJD1 來說，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。由此，從這兩方面綜合考慮， SJD1處豎曲線半徑取值 6000m。 將所取的半徑值與規(guī)范規(guī)定做比較。 《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D202021）規(guī)定在設(shè)計(jì)速度為 60km/h 時(shí)，凹形豎曲線 半徑的一般值為 1500m；極限值為1000m。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。 黔武二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì) B 段 14 . 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(hào)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（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。 （ 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，且土石方較省的設(shè)計(jì)線作為初定試坡線，將坡度線延長(zhǎng)交出變坡點(diǎn)的初步位置。 （ 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)?，若有問題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。 （ 5）核對(duì)：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(duì)無誤后，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。坡度值要求取到 ％，變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到 10m的整樁號(hào)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(hào)處的填挖值：根據(jù)該樁號(hào)處地面標(biāo)高和設(shè)計(jì) 標(biāo)高確定。 縱坡拉坡設(shè)計(jì)見下圖： 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。起點(diǎn)高程為地面高程 ，終點(diǎn)高程為地面高程 ，起終點(diǎn)高差為 ，平均坡度為 %。 . 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）。 例：變坡點(diǎn) 1： (1) 豎曲線要素計(jì)算： 里程和樁號(hào) K0+ i1=% i2= % 取半徑 R=6000m w= i2﹣ i1=%﹣ （ %） =% (凹 形 ) 曲線長(zhǎng) L=Rw=6000 %=234m 切線長(zhǎng) 234 11722LT ? ? ? 外距 22117 1 .1 4 12 2 6 0 0 0TJmR? ? ?? 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) =(K0+)﹣ 117=K0+123 豎曲線起點(diǎn)高程 =+117 %） = 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào) =( K0+) +117= K0+357 豎曲線終點(diǎn)高程 = 117 %= 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)速度大于或等于 60km/h 的公路，應(yīng)注重路線平、縱組合設(shè)計(jì)，不僅要滿足汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)要求，而且還應(yīng)充分考慮駕駛者在視覺上和心理上的要求，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。道路平面線形和縱面線形的組合設(shè)計(jì)，就是要得到一個(gè)既滿足汽車行駛安全、舒適的要求，能使工程造價(jià)及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、能再司機(jī)視覺和心理狀態(tài)方面引起良好反映，同時(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。 設(shè)計(jì)中 SJD1 位于平曲線上，因此要考慮平縱組合設(shè)計(jì)。在組合時(shí)，避免將線形組合成單調(diào)、呆板的設(shè)計(jì)。 SJD1 處豎曲線為凹形豎曲線，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要保持兩者的均衡。而且，在選擇豎曲線半徑時(shí)也考慮過“平包豎、豎包圓”即豎曲線要在平曲線內(nèi)，圓曲線要在豎曲線內(nèi)。 而豎曲線要滿足該項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，主要是由豎曲線半徑和變坡點(diǎn)位置決定。由前述可知，變坡點(diǎn)位置已經(jīng)大致確定，選擇豎曲線半徑時(shí)盡量選擇較大值，使豎曲線起終點(diǎn)位于平曲線的緩和段上。并且兩者組合時(shí)，不僅考慮前面所說的 “平包豎、豎包圓” ，還要使平豎曲線保持均衡， 可以獲得視覺舒適、誘導(dǎo)效果良好的空間曲線。 . 橫斷面組成 本設(shè)計(jì)路基橫斷面由行車道、路肩（右側(cè)硬路肩、土路肩 ）等部分組成。 本設(shè)計(jì)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度 60km/h，雙向二車道，按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》路基寬度 10m，其中行車帶寬度 2 ， 硬路肩寬為 2 ，土路肩為 2 米。 黔武二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì) B 段 18 . 路拱的確定 路拱是為了迅速排除路面上的雨水，將路面做成中間向兩邊傾斜的拱形。雖然路拱對(duì)排水有利，但不利于行車。因此在選擇路拱大小與形狀時(shí)，應(yīng)該在保證在排水的情況下，兼顧到行車的要求，對(duì)于不同的路面類型和行車道寬度，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，將于強(qiáng)度等采用不同的路拱坡度。 本設(shè)計(jì)中，公路等級(jí)為二公路、路面采用瀝青混凝土以及《沿線自然地理概況》中的資料顯示，該地區(qū)降雨量較為充沛，屬于中等強(qiáng)度降雨區(qū)這些因素。規(guī)范規(guī)定瀝青混凝土路面路拱橫坡為 1%～ 2%，而位于中等降雨強(qiáng)度時(shí)，路拱宜采用高值，因此將路拱坡度定為 2%。 路肩的設(shè)置則為硬路肩采用了與路面坡度相同的 %，而土路肩，為了能迅速排出路面上的降水， 規(guī)范規(guī)定其橫坡度一般較路拱橫坡增加 1%～ 2%。本路線土路肩只增加 1%可以滿足迅速排水需要，則 路拱坡度為 ％ 。 路拱形式采用直線形，以路中線為 基點(diǎn)，設(shè)置雙向路拱橫坡，主要是為便于機(jī)械化施工、排水和養(yǎng)護(hù)。 . 彎道超高和加寬 在平曲線范圍內(nèi)，為抵消車輛在曲線路段行使時(shí)產(chǎn)生的離心力，應(yīng)設(shè)置超高，提高行車的安全性和舒適性。為適應(yīng)行車要求，圓曲線上必須設(shè)置超高，以消除離心力引起的行車不適。超高緩和段上各斷面處的路基外緣和內(nèi)緣與路基設(shè)計(jì)標(biāo)高之差 hc叫超高值。計(jì)算超高值后即可根據(jù)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算標(biāo)高計(jì)算路基內(nèi)外邊緣的設(shè)計(jì)標(biāo)高。這些高程是彎道施工的依據(jù)。本設(shè)計(jì)為繞行車道內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)。 2021屆土木工程（公路與城市道路）畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 表 繞邊線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式 超高 位置 計(jì) 算 公 式 0xx? 0xx? 注 圓曲 線上 外緣 ch hjjj ibbib )( ?? 計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之高差 臨界斷面距緩和段起點(diǎn)：chG Liix ?0 x 距離處的加寬值： bLxb cx ? 中緣 ,ch hjj iBib 2? 內(nèi)緣 ,ch hjjj ibbib )( ?? 過渡段上 外緣 cxh chjGjGjj lxiBbibiib ])([)( ???? 中緣 ,cxh Gjj iBib 2? hcjj iLxBib ?? 2 內(nèi)緣 ,cxh Gxjjj ibbib )( ?? hcxjjj iLxbbib )( ?? 說明： （路基邊緣）之高差 。 ccg Liix ?0 。 （ ） jcjx BLxB ?。 （ ） 說明： （路基邊緣）之高差 。 ccg Liix ?0 。 （ ） jcjx BLxB ?。 （ ） 黔武二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì) B 段 20 第 3章