长沙理工大学本科毕业设计 (800字)

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班 级：2010级道路桥梁工程技术 学 号：姓 名：指导老师：

万源-达州高速公路施工图设计

（K130+200～K130+900）

学生姓名：学 号：2010KAH06023 班 级： 2010级 指导老师： 完成日期： 2012年4月

中文摘要

本设计是山岭重丘区高速公路方案设计，万源（陕川界）至达州（徐家坝）段高速公路 施工图设计，起讫点桩号为K130+200—K130+900本课程设计采用双向四车道高速公路标准，设计速度80km/h，路基宽度24.5m. 桥涵设计荷载为公路—Ⅰ级，桥路同宽。主要设计内容包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计、防护工程设计（重力式挡土墙）、路基设计，路面设计（沥青混凝土柔性路面）及桥涵设计。同时也给出了各部分内容相关的表格与图纸。

[关键字]：高速公路 施工图设计 路基 路面 挡土墙 桥梁 交通工程

万达高速公路施工图设计目录

第 一 篇

总说明书

总 说 明

1、任务依据

本设计为长沙理工大学继续教育学院2012年交通土建工程专业 专科 毕业设计。设计内容为万达高速公路施工图设计。本课程设计路段起讫点桩号K130+200—K130+700路线全长700米。

任务依据：

（1） 长沙理工大学继续教育学院《毕业设计任务书》； （2） 1：2000平面地形图。

（3） 本路段采用的设计技术标准：设计车速V=80km/h、路基宽度24.5m。 2、

1．中华人民共和国行业标准<<公路工程技术标准>>．北京：人民交通出版社，2004． 2．中华人民共和国行业标准<<公路路线设计规范>>．北京：人民交通出版社，2006． 3．中华人民共和国行业标准<<公路路基设计规范>>．北京：人民交通出版社，2005． 4．中华人民共和国行业标准<<公路沥青路面设计规范>>．北京：人民交通出版社，2007． 5．姚祖康．<<公路设计手册——路面>>．北京：人民交通出版社，2006．

6．交通部第二公路勘察设计院．<<公路设计手册——路基>>．北京：人民交通出版社，2004．7．中华人民共和国交通部．<<路线>>设计手册．北京：人民交通出版社，1994．

8．中华人民共和国国家标准<<道路交通标志标线GB5768-2009>>．北京：中国标准出版社，2009．9．中华人民共和国交通部．<<公路工程基本建设项目设计文件编制办法>>．北京：人民交通出版社，1996．

10．杨少伟．<<道路勘测设计>>．北京：人民交通出版社，2006． 11．邓学钧．<<路基路面工程>>．北京：人民交通出版社，2004． 12．周传林．公路小桥涵设计．北京：人民交通出版社，2009．

13．许金龙，张雨化．《道路勘测设计》毕业设计指导．人民交通出版社 2003 二、沿线工程地质概况

测区主要地质构造为一系列近南北向的平缓褶皱。岩层倾角为5～30°，主要以15～25°倾角

为主，局部地段因受构造干扰，倾角可达45～60°，黄金—普光一带岩层倾角较陡，一般可达40～50°，规模较大的褶皱主要有月儿梁背斜、柳池三河场向斜、周家岩鼻状背斜、曾家场向斜、庄子坪背斜和老君塘背斜。

K92+400～ K112+500附近，路线顺黄金口背斜的东南翼向南行进，路线走向与黄金口背斜的轴线基本平行；K112+500～K121路段，路线横穿周家岩鼻状背斜的西北端，路线走向与周家岩鼻状背斜的轴线近于垂直；K121～K134路段，路线横穿月儿梁背斜的中部，路线走向与月儿梁背斜的轴线近于垂直；K134～K143+780路段，路线顺双五庙背斜的西北翼向南行进，路线走向与双五庙背斜的轴线大致平行。断层比较少。根据万源至达州高速公路工可阶段地质勘察及初勘阶段所取得的勘察资料，将万源至达州高速公路A1合同段分为三个工程地质区。具体如下：

Ⅰ为第四系松散岩类工程地质区：该区工程地质条件较差，存在的问题是结构一般较松散，密实度较差，稳定性较差，局部粘性土层具压缩性，因此该类工程地质分区岩性一般不宜直接作为地基基础持力层。本路线的K97+200～K98+100、K100+100～+300、K106+700～K107+950、K123+400～K124+600等均位于此类工程地质区内。分布比较零星。

Ⅱ为低山、丘陵层状软弱～坚硬岩类工程地质区：路线有一半在该区内通过，该区存在的主要工程地质问题是路堑边坡的稳定性及陡坡地段构造物基础型式和持力层的选择问题。K100+300～K106+700、K107+950～K116+300、K123+400～K146+257、K123+400～K124+600、QK103+700～QK106+923等均位于此类工程地质区内。

Ⅲ为中低山、低山层状软弱～坚硬岩类工程地质区：该区存在的主要工程地质问题与Ⅱ类工程地质区相似，同样是路堑边坡稳定性问题，特别是高边坡的稳定性问题较Ⅱ类工程地质区突出，因为该区山坡自然坡度相对来讲更陡。K92+500～K100+100、K116+300～K123+400、QK98+160～QK103+700、RK113+500～RK123+136、SK113+500～SK123+726等位于此类工程地质区内。 三、路线

（1）路线设计

贯彻典型示范工程“安全、环保、舒适、和谐”的方针。经过对本项目的现场踏勘并通过深入分析研究，结合本路段的地理位置、地形地貌以及人文环境特点，认为本项目的路线平、纵设计应贯彻以下的设计思想：

⑴ 在平面设计时，合理运用技术标准，灵活使用曲线以适应地形，避免用直线硬切山梁。注意线形高、低指标的均匀变化，力求线形连续、顺适，加强“安全选线”的设计理念。

⑵ 尽量避让不良地质地段，如顺层易滑段、危岩段，根据地质、地形选线，减少高边坡对自然环境的影响，设计时尽可能降低挖方路基边坡高度。

⑶ 认真做好复杂地形、地貌、连续上下坡段及重点工程路段（如沿中河段、龙洞沟段）的多方案比较。

⑷ 充分考虑环保选线，合理利用有利地形，对平、纵、横进行综合考虑，尽量减少废方。注

重保护生态环境，处理好沿中河段的路线方案，减少水土流失。

⑸ 尽量适应沿线城镇、路网、水利的规划要求，合理控制、协调与沿线城镇（尤其是宣汉县城）的距离关系。综合考虑与区域内其它公路及襄渝铁路衔接的合理性，在满足公路要求的前提下， 合理选择接缝类型，布置接缝位置，确定接缝构造，以提高接缝传荷能力，在混凝土板的自由边边缘和角隅等应力较大处，应配置补强钢筋，必要时，也可在板内布设钢筋网，防止裂缝张开。

5．路面排水设计

适当兼顾地方政府的合理要求。

⑹ 切实贯彻“保护耕地、节约用地、少拆房屋、方便群众、依法保护环境、保护风景区、文物古迹”的原则，尤其是沿线耕地较少，线位布设尽可能少占农田。

2.公路纵断面

不同的设计设计阶段因解决的问题不同，对路线纵断面设计的要求也不同。

可行性研究的路线纵断面，是配合小比例尺路线平面图对坡度和高程进行概略设计，目的在于反映路线方案的纵断面技术条件，提供方案（如起终点、路线走向、越岭垭口、桥位、水库和不良地质等大方案）比选和主要技标准，初步选择和投资估算需要的工程数量及方案评价资料。可行性研究的纵断面设计，横坐标比例尺采用1：10000，纵坐标采用1：1000。

初步设计的路线纵断面，是配合大比例尺路线平面图和地质、水文等资料进行设计的，是主要设计文件之一，是比选确定方案，选定主要技术标准，编制初步设计和概算的主要依据。

施工图阶段的路线纵断面图，是根据定测中桩的平面和高程，有关地质、水文、工程要求等资料设计的。

3. 公路横断面

计算每个横断面方向上的宽度及设计标高。将计算结果填入路基设计表。绘制出标准横断面图，在作为参考绘制路基横断面。横断面图绘制完成后，可以作为依据计算土石方数量，并对土石方进行合理的调配。

水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面的损坏模式包括：断裂、唧泥、错台、拱起、接缝挤碎等。为了防止这些破坏，除了采取结构措施，如设置排水基层，耐冲刷基层和增强接缝传荷能力外，还要加强常规养护管理。混凝土路面除了受车轮荷载外，还因暴露在大气中而受温度周期性变化产生的温度翘曲应力。因此，混凝土路面设计包含以下部分：

1．路基和基层设计

路基必须密实、均匀、稳定；在路基有膨胀土或有冰冻作用时，应加强排水，并根据情况加设垫层，以保证路面具有足够的防冻厚度；基层应平整、坚固，其顶面的当量回弹模量不小于规定数值。

2．混凝土材料组成设计

选择合适的组成材料和配合比，以获得高强、耐磨和抗冻的混凝土路面板。 3．路面板几何尺寸设计

板厚和平面尺寸的确定，应使行车荷载应力和温度翘曲应力的综合作用保持在混凝土弯拉强度的容许范围内。

4．接缝和配筋设计

选择路面内部排水系统的布设方案，确定各项排水设施的构造尺寸材料规格要求。 6．路肩铺面结构组合设计

选择路肩铺面的结构层次、各结构层的类型和厚度。

四、筑路材料来源及运输条件

路线所经地区为四川盆地东北部边缘，大巴山南麓坡前地带，填挖交替频繁是本项目特点，路基填料大部分为开挖的砂岩泥岩碎石土，所经地区和附近地区均可供应本工程所需的大部分筑路材料。设计采集了有关材料样品，分别进行材料和路面结构组合试验，路面上面层用玄武岩和辉绿岩、高标号混凝土用砂的试验资料采用了相邻地区高速公路材料试验资料。

项目区沿线砂岩石料丰富，多有出露，覆盖层薄，开采方便，但由于这些砂岩有钙质胶结的，也有泥质胶结的，甚至有些是过渡性质，单层厚度有限，同一个料场的开采面不大，开采条件不是很好，砂岩的强度、抗风化能力差异较大，且性质不够稳定，只有强度满足要求的微风化钙质胶结砂岩能够用于一般砌体工程，强度不满足要求的砂岩不能用于本高速公路工程。沿线可供开采的石灰岩少，仅新华镇河坝村有，该处的石灰岩呈条带状，开采运输条件较差，需要整修便道，其块片石可用于砌体工程，碎石可用于桥梁混凝土的骨料，还可以用于路面中面层、下面层。项目区沿线缺天然砂和路面上面层用石料，低标号混凝土可采用机制砂，高标号混凝土用石英砂，石英砂从安康远运，路面上面层用石料也要从安康远运。

本项目选定的主要材料特点、用途如下： 4.1 砾石、卵石

主要分布于后河、中河的河漫滩和河心滩上，成份以砂岩、灰岩为主，粒径一般1～40cm，贮量比较丰富，可自采也可以购买，运输条件良好，筛分后的卵砾石可以用于路面基层、底基层。

4.2 机制砂

利用后河、中河的卵砾石加工成筛洗成机制砂，主要用于砌体及一般构造物的低标号混凝土。 4.3 块片石、料石、以及基层底基层用碎石

沿线都有钙质胶结砂岩，储量丰富，可以就近开采加工，块片石、料石可以用于挡墙等构造物，碎石可以用于基层、底基层。

4.4 石灰岩块片石、碎石

料场位于新华镇河坝村，开采的片、块石可以用于挡墙等构造物，碎石用于混凝土骨料和路面中、下面层骨料。

4.5 路面上面层用碎石

本次初步设计拟定了三个料场：一个是位于陕西省安康市紫阳县高滩镇的辉绿岩，一个是位于

四川省峨嵋山市九里镇的二叠系峨嵋山玄武岩，一个是重庆华蓥市阳和镇彪水岩老店子的玄武岩，它们的质量都符合要求，储量都丰富，都在其他高速公路上应用过。峨嵋山料场最远，运距约660km，用接近原地貌的坡率。

挖方边坡：

运输成本太高；陕西安康市紫阳县高滩镇料场最近，运距约187km，但公路路况差；华蓥市阳和镇料场比较近，运距约200km，路况好，运输比较快捷，走高速公路，运输成本有所增加，三个料场的材料都通过铁路运输才比较划算。但重庆市华蓥山正在申请国家地质公园，目前限制开采，在将来本项目施工时极有可能禁止开采。综合比较，推荐采用陕西省安康市紫阳县高滩镇的辉绿岩。其运输先通过铁路运至宣汉县的石柱槽货运火车站，再用汽车运至工地，运输比较便利。

4.6 钢材、水泥、木材、沥青：钢材、水泥

就近从质量合格的的厂家购买或招标采购，木材可在当地签订协议购买，沥青材料宜采用优质进口沥青，可直接或通过代理商招标外购。

4.7 工程用水

沿线地表水系发达，工程用水可就近取用。 4.8 运输条件

项目区内各建材多需从达州、宣汉或万源市购入，运距较远，其它材料可就近取材（汽车或拖拉机运输）。沿线老路（210国道）及乡村（镇）道路给各种材料运输提供了便利条件。由于乡村道路路况很差，要将各建材沿乡村道路直接运至工地存在困难，大多数乡村道路需要加宽整修。

五、路基路面 5.5.1 路基工程 （1）设计原则

根据公路沿线地形、地貌等环境特点，结合沿线的工程地质条件，参照已建高速公路路基设计和以往施工经验，本着因地制宜、结合实际的原则，以 “安全、环保、舒适、和谐”的设计理念为指导方针，综合分析沿线地形、地貌特征和地质构造、水文、气象等自然条件，选择合理的贴近自然的路基横断面形式和边坡坡率，减少对路基两侧自然环境的破坏，尽量保护原有的自然风貌，从工程技术和生态保护两方面综合考虑，采取切实有效的防治措施等，避免各种不利因素对路基的危害及水土流失，在确保路基具有足够的强度、稳定性和耐久性的基础上，最大限度地使公路与自然相协调。

（2）一般路基

路基边坡、护坡道及碎落台：

路基边坡灵活自然、因地制宜、顺势而为，不采用单一边坡，坡口、坡脚均取消折角，采用贴切自然的圆弧过渡；低填路段放缓边坡，与原地貌融为一体。

一般路基主线填方路基坡脚外设2.0m护坡道，连接线填方坡脚外设1.0m护坡道；挖方路段边沟外设2.0m碎落台。

填方边坡：

农田、村镇段和路基边坡高度大于2.0m时，路基边坡坡率采用1:1.5，其余段落尽量放缓，采

挖方路堑边坡根据岩体工程地质特性和生态保护两方面综合考虑，边坡坡率按高度、岩性及自然环境的不同分别采用不同的坡率。土质及土石混合路堑边坡坡率1：0.75～1：3；石方段落碎落台加宽1m，边坡坡率1：0.3～0.5；膨胀土、高液限粘土段路堑边坡根据稳定性验算采用1:1.25～1:2的坡率。

（3）特殊路基设计

本项目所经地带地基稳定，路线经过的水田及山谷低洼处，存在少量软土，对路基稳定有一定影响。对于分布范围不大且厚度小的路段，一般可采用清淤换填等方法进行处理；对于厚度较大的路段，采用预压、复合地基等方式进行综合处理。

槽下处理：为保证路槽基底的压实度，并使路槽下土基尽量处于干燥、中湿状态，对挖方及低填路段进行槽下处理，即挖除槽下80cm范围内土方，换填透水粒料，以确保路基稳定。

水田段路基处理：对于水田和湿地，采取清除腐殖土或淤泥，回填透水性粒料的方法进行处理。 积水段路基处理：对于积水路段采用以下方法进行处理：采用抛石挤淤的方法进行处理，并根据实际情况计入一部分的沉降土方。

其他：当地面横坡陡于1:5时，为满足路基压实的需要，原地面挖台阶处理，台阶底宽不小于2.0m，并有3％的内倾横坡。当地面横坡陡于1:2.5时，为保证路基的稳定应进行稳定性验算，并进行工点设计。为保证路基边部的压实度，路基两侧超宽填筑30cm。对于填方路基清除30cm的表层土，清除的表土用于路堤边坡绿化用土；挖方路堑范围内30cm表土保留，用于路堑边坡绿化。

（4）路基边坡防护

挖方路段：对于土质和土石混合边坡，采用植草防护、三维网植草防护、预制块植草防护、人字形骨架防护植草防护、衬砌拱植草防护；对于土石混合和石方边坡采用TBS植草防护；对于挖方较深的边坡采用桩板墙、抗滑桩等防护形式，减少路基开挖对自然环境的破坏，同时，加强边坡的绿化，减少人工开挖的痕迹，使公路更好地融入自然。

填方路段，采用植草防护、三维网植草防护、预制块植草防护、衬砌拱植草防护。 5.5.2路面工程 （1）设计原则

路面设计遵循的原则是：因地制宜、就地取材、技术可行、施工方便、可大规模机械化施工、造价低、利于养护、社会效益好、保证使用年限，最大限度的提高行车的舒适性。以充分体现“舒适”的理念。

根据公路等级、交通量，结合沿线气候、土质、筑路材料等情况，推荐主线路面结构采用如比较表所示Ⅰ-1方案，结构总厚度为73cm。

对沿线筑路材料进行更详细的调查和试验，并根据沿线筑路材料的分布情况和材料试验结果，结合本项目的公路等级、交通量、气候、地质特点，对路面结构组成做进一步的计算分析、论证和比选。

5.5.3路基、路面排水

项目区域降雨量丰富，应设置较为完善的路基排水、路面排水及中央分隔带排水设施。公路路基排水设施拟采用边沟、排水沟、跌水、急流槽等设施与桥涵协调一致，充分利用地形和天然水系将路界范围内地表径流引入自然沟中，组成完善的综合排水系统，并注意进、出水口的工程处理，造物，与道路设计的协调和一致，贴近自然，与环境协调。布设原则如下：

桥位选择原则上服从路线走向，结合桥位处水文、地形、地质、农田水利等条件，部分桥孔兼跨地方道路，尽量注意桥路配合。

桥涵结构以安全、经济、适用、美观为原则，与周围景观相协调。

使各项设施配合合理，确保排水通畅，防治水土流失，保护路基稳定。

路基排水：

挖方路段设置与路线纵坡一致并不小于5‰的边沟。根据坡面的汇水等情况边沟采用不同尺寸的矩形断面，避免采用单一的断面尺寸，造成不必要的浪费，上设盖板；对于汇水面积不大，路段不长的挖方段，采用宽浅的碟形边沟，以利于行车安全。挖方路段较高一侧山坡距坡口不小于5m处及填方路段较高一侧山坡的坡脚不小于2m处设置截水沟，边沟及截水沟的水由排水沟或急流槽引至桥涵下或天然沟谷内。截水沟的设置应遵循隐蔽的原则，设置在隐蔽的位置或通过植树的方式进行遮挡。

从功能、安全和景观等方面考虑，填方路基排水沟形式采用碟形排水沟，有两种形式，一是水泥混凝土预制的碟形排水沟，一是宽2.0m的浅碟形排水沟，沟内采用植草防护，起到防止水流冲刷及生物过滤的作用。

路面排水：

根据本地区气候降雨量的特点，参考已建高速公路的路面排水的成功经验，结合边坡防护形式，路面排水采用漫流散排方式。

路面边部排水，主要排除路面及路肩渗水，在路面边缘设纵向碎石盲沟，并每隔5m设置一道横向软式透水管，将渗水排除。

中央分隔带排水：

中央分隔带内设置碎石盲沟和纵向透水软管，汇集中央分隔带内的下渗水，并通过横向PVC硬塑管将透水软管内的水排出路基至排水沟。挖方和潮湿路段利用路面碎石层和在碎石层下面设置的横向排水管及纵向碎石盲沟将水排除路基外。

超高路段，在超高侧中央分隔带边缘设置纵向缝隙式排水沟，汇集超高侧的路面水，并通过每隔一定间距设置的集水井和横向排水管排离路基。

5.5.4取、弃土方案

采用以挖作填和沿线取土坑相结合的方案，力求保护生态平衡，降低工程造价。路基挖方段应尽量减少弃方。结合地形、地貌、地质特征，必要位置设置敞开式路基取土场，一方面使得路基变狭长的路堑为景观平台，另一方面解决取土问题，从而达到保护环境、改造景观的目的。设计中应注意取、弃土坑的水土保持，做好排水和防护，并进行必要的绿化和复垦。

六、桥梁涵洞

1.设计原则

投标阶段结合新的设计理念，在桥涵布设以及结构形式的选择上，充分考虑了桥涵作为道路构

桥涵设计原则上不降低原有河道、沟渠功能，尽量不破坏原有水系和排灌网络，满足水利配套和农灌的需要，尽量与自然地面平顺衔接。

桥型结构尽可能标准化、装配化，以方便施工、缩短工期、降低工程投资。 台后填土高度尽可能控制在8m以内，尽量减少因桥头沉降引起的跳车。

大桥引道路基在条件允许的情况下，尽量采用零填挖，使桥涵工程与环境相融合。

涵洞等小型构造物的设置根据所在位置的地形、地质条件和排灌要求，并结合就地取材的原则，选用钢筋混凝土盖板涵和圆管涵等型式。

2.特殊大桥

桥型方案选择是在桥位基本确定以后，本着因地制宜，结合地形、地质、水文、施工条件、景观协调和造价经济合理等因素综合比较进行的，其主要原则：

（1）在满足桥梁使用功能要求下，力求桥梁造型新颖，布局合理，使大桥与周围景观协调，反映现代建桥的新水平，充分体现桥梁建设“安全、适用、经济、美观”的技术方针。

（2）选用技术成熟，施工快速简便的桥型方案，保证大桥顺利、及早投入使用。

（3）在造价适中的情况下，注意选用结构整体性好，高速行车安全性好，承载潜力大，后期维护工作量少，费用低的桥梁。

七、新材料、新设备、新工艺的采用

1、导线测量引入GPS（全球定位系统）测量技术，确保了控制测量成果的精度。

2、采用航空摄影技术测绘完成1:2000带状地形图，充分保证了选线定线及方案优化的需要。3、本项目在地形测量、导线测量、路线控制测量过程中，及时引进先进设备，广泛使用了GPS（全球定位系统）、全站仪、自动安平水准仪进行测量，测设成果准确可靠。

4、本项目设计广泛吸收了公路工程中最新出现的新材料、新技术、新工艺，如土工格栅、PVC材料广泛运用到路基防护、地基处理之中，FYT桥面防水层等。

5、本项目防护工程在运用传统防护手段外，还采用了一些如路堑三维网植草护坡、挂网喷混植草护坡、岩石边坡TBS植草护坡等较新型防护方法。

6、充分利用新的计算机硬件、软件进行计算分析和绘图，如采用集路线设计、DTM（数字地面模型）技术、三维几何设计与景观显示于一体的新型路线CAD系统；采用设计、计算、绘图功能强的桥梁CAD系统等。使得设计质量与效率大幅提高。

主要技术标准

设计方案比选

第

线 二 篇路

平面设计说明：

2.1平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三个几何要素组成。平面线形设计就是按照地形、地物和沿线环境条件，设计速度为100?/h时的圆曲线半径限制的技术指标见表4-1。

表4－1 圆曲线半径(m)

对三个几何要素进行合理的组合，满足行车安全、舒适、美观和工程经济的要求。设计中的一般原则有：

（1）平面线形应直截、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境协调。 （2）行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足。 （3）保持平面线形的均衡和连贯。 （4）应避免连续急弯的线形。 （5）平曲线应有足够的长度。

2.1.1 直线

2.1.1.1 直线的适用条件

（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地。 （2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区。 （3）长大桥梁、隧道等构造物路段。 （4）路线交叉点及其前后。 （5）双车道公路提供超车的路段。 2.1.1.2 直线的最大长度

直线的最大长度应有所限制。当采用长直线时，为弥补景观单调的缺陷，应结合沿线具体情况采取相应措施，并注意下述问题：

在长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度。 长直线与大半径凹形竖曲线结合为宜，这样可以使呆板的直线得到一些缓和。

直线的最大长度，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的；在景色单调的地点最好控制在20V以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理，若做某种限制看来是不现实的。

本设计直线最大长度为2273.991米，满足要求。 2.1.1.3 直线的最小长度

《规范》规定山岭重丘区高速公路，同向曲线间的直线最小长度为6V，即240米，反向曲线间的直线最小长度为2V，即80米。

本设计同向曲线间没设直线，反向曲线间设的情况下，最小长度为170.048米。故满足规范要求。

2.1.2 圆曲线

圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。圆曲线有最小半径与最大半径的限制。最小半径分为一般最小半径和极限最小半径。

选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径，但半径达到一定程度时，其几何性质与行车条件和直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量

上的麻烦。所以《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000米。

2.1.3 缓和曲线

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线和与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。 2.1.3.1 缓和曲线的作用

（1）曲率连续变化，符合车辆行驶轨迹。 （2）离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。 （3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳。 （4）与圆曲线配合得当，增加线形美观。 2.1.3.2 缓和曲线的最小长度

缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面： （1）旅客感觉舒适； （2）超高渐变率适中； （3）行驶时间不过短。

因此，《规范》规定：山岭重丘区高速公路缓和曲线最小长度为35m.。 本设计缓和曲线长度最小为35米，满足规范要求。

2.1.4平面线形组合

本设计主要采用S型、C型。其中JD1、JD2，JD3、JD4；JD6、JD7；JD7、JD8采用S型；JD2、JD3，JD5、JD6采用C型。

①S型：对于S型曲线应由两个反向交点组成，在此称之为JD1和JD2，那么对于JD1我们可以使

用“对称型”当然也可以使用“非对称型”进行设计；而对于JD2的设计我们将给定LZ1=0，也就是给定JD2的前直线为0，使得两个交点之间的直线间距为0，并给定LS1，LS2或A1，A2的值；而曲线半径R值则由系统反算得出。这样由JD1和JD2共同组合的曲线形式即为S型。

②C型：与S型做法相同，不同之处为S型两交点反方向而C型为两交点同方向。

Ls2Ls4

= p??

24R2384R3

图4—1回旋线图示

2.1.5 平曲线要素计算

LsLs3

= q??

2240R2

?0?28.6479

Ls

=

切线长 曲线长 外距 校正值 R

T?(R?p)tg

?

2

?q= L?(??2?0?180

R?L2s=1 E?(R?p)sec

?

2

?R=

J?2T?L=

。

2.2 纵断面设计

2.2.1 纵坡设计的一般要求

为使纵坡设计经济合理，必须在全面掌握勘测资料基础上，结合选线纵坡安排意图，经过综合分析、反复比较定出设计纵坡。纵坡设计的一般要求如下。

（1）纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。

（2）为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。 （3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。

（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。

（5）对连接段纵坡，如大中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。

（6）在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。

2.2.2 最大纵坡

最大纵坡是指在纵坡设计时各级公路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在山岭地区，它直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及工程造价。

最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《规范》规定山岭重丘区高速公路最大纵坡为7%。

2.2.3 最小纵坡

为使道路上行车快、安全和顺畅，道路纵坡设计小些为好。但考虑，在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅路段，为保证排水和路基稳定，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况以不小于0.5%为宜。

本设计纵坡最大为6%，最小为1.2%，均满足规范最大、最小纵坡要求。

2.2.4 最短坡长

最短坡长限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的。如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减重的变化频率，导致乘客感觉不舒适，车速越高，感觉越突出。因此，车速越高，最短坡长要求越长。

《标准》规定山岭重丘区高速公路的最短坡长为1200米。

2.2.5 最大坡长

纵坡越陡，坡长越长，对行车影响越大，主要表现为：重车、轻车和小车的速差大，降低了道路的通行能力；

汽车上坡速度速度下降，要换较低档克服坡度阻力，易使水箱“开锅”，汽车爬坡屋里，甚至熄火；下坡行驶制动次数增加，易使制动器发热而失效。《标准》规定山岭重丘区高速公路最大坡长如表4-2：

表4－2 山岭重丘区高速公路的纵坡长度限制

本设计坡长最大值为796.543米，对应纵坡坡度为2.5948%，满足要求。

2.2.6 平均纵坡

平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差与路线长度之比，是为了合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利的行驶的限制性指标。

《标准》规定：一、二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200～500m）和5%（相对高差大于500m）为宜，并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。

本设计平均纵坡满足规范要求。

2.2.7 竖曲线设计及计算

2.2.7.1概述

纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，称为竖曲线。设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1

和i2，它们的代数差用?表示，即?=i2?i1，当?为“+”时，表示凹形竖曲线；当?为“?”时，表示凸形竖曲线。

规范规定车速为80?/h的竖曲线一般最小半径为700米，极限最小半径为450米。

2.2.7.2竖曲线要素计算

竖曲线要素计算由计算机自动完成，下面以变坡点1为例进行验算。

对于变坡点1，桩号为k0+796.812,高程为398.049，i1=2.5948%，i2=?2.0696%，竖曲线半径R=2300m,验算过程如下：

?=i2?i1?0.025948???0.020396??0.046344，为凹形。

曲线长 L=R?=2300?0.046344=107.282m 切线长 T?

L2?107.282

2

?53.641m 外距 E?

T22R?53.64122?2300

?0.626m 2.2.8 平、纵线形的组合

公路线形设计，必须注重平、纵面的合理组合。 2.2.8.1 平、纵配合的设计原则

2.2.8.3 平、纵线形组合形式

为了便于实际应用，把平曲线与竖曲线的组合形式表示为图所示

（1）应使线形在视觉上能自然地诱导驾驶者的视线，并保持视觉的连续性。 （2）平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。 （3）合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。 2.2.8.2 平、纵组合的基本要求

（1）平曲线宜与竖曲线相互对应。

（2）合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，最大合成坡度不宜大于8%,最小合成坡度不小于0.5%。 （3）平、纵面线形组合设计应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。

（4）平曲线缓而长、竖曲线坡差小于1%时，可不要求平竖曲线相位的对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲

线略长于平曲线。

（5）竖曲线半径宜大于平曲线半径的10～20倍以上。随着平曲线半径的增大，竖曲线半径的放大倍数也宜增大。

虚线为不设回旋线的情况

不适当

竖

曲线位置

适当

平曲线直线回旋线圆曲线回旋线直线

坐标表

第 三 篇

路基、路面及排水