1、目 錄一、設計概述21、目的和要求22、基本資料23、總體設計原則3二、平面設計41平面線形組成要素42線形設計一般原則43.直線的特點44直線的運用45圓曲線的運用66圓曲線半徑的選用原則67緩和曲線的應用6三、縱斷面設計71、縱坡設計的一般要求82、最大縱坡83、最小縱坡84、坡長限制95、平、縱組合的設計原則106、平、縱組合的基本要求107、縱面線形設計中應注意避免的組合108、縱斷面設計方法與步驟109、縱坡設計應注意的問題1110、縱斷面圖的繪制1211、豎曲線的設計計算12四、橫斷面設計121、橫斷面設計的要求132、路基橫斷面的繪圖步驟133、平曲線加寬134、平曲線超高135

2、、超高緩和段1419五、設計圖紙及計算說明部分計算說明部分201、計算說明部分（附表）202、圖紙部分（附圖20六、主要參考書目20一、設計概述1、目的和要求 本課程設計是在學生學完道路勘測設計及相關專業后進行的一次綜合性訓練，既有助于鞏固所學的專業知識，培養獨立設計的能力，提高綜合運用知識的能力，也為以后的畢業設計打好基礎。 根據設計所給資料，進行縱、橫斷面設計及其組合處理，完成土石方計算與調配，編制直線、曲線及轉角一覽表，路基設計表，路基土石方數量計算表。 2、基本資料華南某地區改建二級公路。 本設計為改建建二級公路（v=40km/h）公路一階段勘測平、縱、橫設計平面設計從：k110+00

3、0-k111+700止，共1.7公里路線縱斷面設計：從k110+000-k111+700止，共1.7公里路線橫斷面設計：從k110+000-k111+000止，共1.7公里土質屬于含粗砂粘土。設計依據根據廣東交通職業技術學院土木工程學院土木工程專業道橋方向公路勘測設計進行設計。1、 設計資料根據設計任務書要求，本路段按二級公路技術標準勘察、設計。設計車速為40公里/小時，路基雙幅兩車道，寬8.50米。起點樁號k110+000.000，坐標終點樁號k111+700.000；坐標起點高程：56.00米，終點高程：117.38米。有關外業勘測設計資料：2、 設計執行標準設計執行的部頒標準、規范有：公

4、路工程技術標準jtg b01-2003公路路線設計規范jtg d21-2006路線 道路勘測設計教材其它有關教材二、平面設計1平面線形組成要素平面線形主要組成要素為直線、圓曲線、緩和曲線。2線形設計一般原則(1)線形與地形、地物相適應。(2)線形應是連續的，必須避免線形的突變。(3)線形組合的各種技術標準，應符合相應技術等級的有關規定。3.直線的特點 (1) 直線的優點作為平面線形要素之一的直線，在公路和城市道路中的使用最為廣泛，當地勢平坦、地物障礙較少時，定線人員往往首先考慮使用直線線形通過。這是因為兩點之間的連接長度以直線最短；汽車在直線上行駛時受力簡單、方向明確，駕駛操作容易；同時，路線

5、測設簡單、方便。基于直線的上述優點，在各種線形工程中都有著其獨特的地位。(2) 直線的缺點直線線形靈活性差，難以與地形、地物等周圍的環境相協調；過長的直線易使駕駛人員感到單調、疲倦、注意力難以集中；直線路段上難以準確目測車輛之間的距離；長直線上容易導致高速行車，引發交通事故等。因此，在運用直線線形和確定其長度時，需要持謹慎的態度，盡量不采用過多和過長的直線線形。4直線的運用(1)適宜采用直線的路段:1).不受地形、地物限制的平坦地區或山間的開闊谷地； 2).市鎮及其近郊，或規劃方正的農耕區等以直線條為主的地區；3).長大的橋梁、隧道等構造物路段；4).路線交叉點及其前后；5).為雙車道公路提供

6、超車的路段。(2)長直線路段的注意事項1).長直線上縱坡不宜過大，因為長直線與下陡坡相重合的路段更容易導致高速行駛。2).長直線盡頭的平曲線半徑應盡量大一些，以保證線形的連續性，除了保證曲線超高、視距等符合相應的規定外，還必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等必要的安全措施。3).為了緩和長直線帶來的呆板，長直線宜與大半徑凹形豎曲線組合為宜。4).道路兩側地形過于空曠時，宜采取不同的植被條件或設置建筑物、雕塑、廣告牌等各種措施，以改善單調的景觀。(3)直線長度的限制1).直線的最大長度根據德國和日本的規定：直線的最大長度（以m計）為20v（v設計速度, 用 km/h 表示）。2).直線的最小長度

7、直線長度公路等級一般值（m）低限值（m）二級公路200120三級公路150100四級公路10080為了保證行車安全，相鄰兩曲線之間應具有一定的直線長度。這個直線長度是指前一曲線的終點 （ 緩直 hz 或圓直 yz） 到后一曲線起點 （ 直緩 zh 或直圓 zy） 之間的長度。 5圓曲線的運用(1)各級公路不論轉角大小均應設置圓曲線。在選用圓曲線半徑時應與計算行車速度相適應，并應盡可能選用較大的圓曲線半徑，以提高公路的使用質量。(2)高速公路設計速度為（120km/h）時設計規范規定極限最小半徑為650m，一般最小半徑為1000m，不設超高最小半徑為1000m。(3)當平曲線小于不設超高最小半徑

8、時，應在曲線上設置超高，超高加橫坡度按計算行車速度、半徑大小、結合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定，此路線超高值應不大于8%。(3)根據汽車行駛在曲線上力的平衡式得： 式中：v-行車速度（km/h）; -橫向力系數； -超高橫坡度。6圓曲線半徑的選用原則圓曲線能較好的適應地形的變化，并可以獲得圓滑的線形。確定圓曲線半徑時，應注意以下幾點：（1）在條件許可時，爭取選用不設超高的圓曲線半徑。（2）在一般情況下，宜采用極限最小半徑的48倍或超高橫坡度為（24）%的圓曲線半徑。（3）當地形條件受到限制時，曲線半徑應盡量大于或接近于一般最小半徑。（4）在自然條件特殊困難或受其它條件嚴格限制而不得已

9、時，方可采用圓曲線的極限最小半徑。（5）圓曲線的最大半徑不宜超過10000m 。7緩和曲線的應用緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設置在直線與圓曲線之間或兩個圓曲線之間的曲率半徑逐漸變化的線形。標準規定，除四級公路可不設緩和曲線外，其余各級公路在其半徑小于不設超高的最小半徑時都應設置緩和曲線。在高速公路和城市道路上，緩和曲線均得以廣泛的應用。緩曲線的作用:1）曲率逐漸變化，便于駕駛操作.2）離心加速度逐漸變化，消除了離心力突變。3) 與圓曲線配合得當，美化線形圓曲線與直線徑相連接，在連接處曲率突變，視覺效果差，產生折點和扭曲現象。三、縱斷面設計沿著路中線豎向剖切、再行展開即得到了路線的縱斷面

10、。路線縱斷面一般情況下是一條在豎向上有起伏的空間線形。縱斷面設計的主要任務就是根據汽車的動力特性、道路等級、當地的自然條件以及工程經濟性等，確定縱面線形的豎向位置與形狀， 以便達到行車安全、迅速、經濟與舒適的目的。1、縱坡設計的一般要求(1)縱坡設計必須滿足標準中的各項規定與要求。(2)為保證車輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用規范中的極限縱坡值，并留有一定的余地。 (3)設計應對沿線地形、地質、水文、地下管線、氣候和排水等進行綜合考慮，并根據需要采取適當的技術措施，以保證道路的穩定與通暢。(4)一般情況下縱坡設計應盡量減少土石方及其它

11、工程數量，以降低工程造價和節省用地。(5)山嶺重丘區的縱斷面設計應考慮縱向填、挖平衡，盡量使挖方作為就近路段的填方，以減少借方和廢方；平原微丘區的縱斷面設計應滿足最小填土高度的要求，以保證路基的穩定性。(6)高速公路和一級公路，應考慮通道、農田水利等方面的要求；低等級公路，應注意考慮民間運輸、農業機械等方面的要求。2、最大縱坡(1)概念最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值。(2)最大縱坡的影響因素各級道路允許的最大縱坡是根據汽車的動力特性、道路等級、自然條件、車輛行駛的安全性、以及工程經濟與運營經濟等因素，通過全面考慮，綜合分析而確定的。各級公路最大縱坡的規定見表所4.2.1示

12、：表 4.2.1 各級公路最大縱坡設計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）34567893、最小縱坡挖方路段以及其它橫向排水不良路段所規定的縱坡最小值稱為最小縱坡。各級公路均應設置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當必須設計平坡或縱坡小于0.3%時，邊溝應作縱向排水設計。注：干旱少雨地區的最小縱坡可不受此限制。4、坡長限制根據希望速度v1和容許速度v2，可以得出對應于v1的“理想的最大縱坡”i1和對應于v2的“不限長度的最大縱坡”i2。（1）小于i1 的縱坡稱為緩坡，汽車在緩坡上可以加速行駛；（2）大于i1的縱坡稱之為陡坡。1)當 ii2的縱坡

13、，汽車在其上行駛時，設初速為v1，則終速不會低于v2；2)當 ii2的縱坡，應對其長度進行限制。a.最小坡長限制 最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設豎曲線的要求考慮的。標準,城規規定，各級道路最小坡長應按表 4.2.3 和表中4.2.4選用。注：在平面交叉口、立體交叉的匝道以及過水路面地段，最小坡長可不受此限。表 4.2.3 各級公路最小坡長設計速度（km/h）1201008060403020最短坡長（m）30025020015012010060 b.最大坡長限制 道路縱坡的大小及其坡長對汽車正常行駛的影響很大。縱坡越陡，坡長越長，對行車影響也將越大。所謂最大坡長限制是指控制汽車在坡道

14、上行駛，當車速下降到最低允許速度時所行駛的距離。標準規定的最大坡長見下表4.2.4表 4.2.4 各級公路縱坡長度限制 （m）設計速度（km/h）1201008060403020 坡度%390010001100120047008009001000110011001200560070080090090010006500600700700800750050060083003004009200300102005、平、縱組合的設計原則(1)應保持線形在視覺上連續性，能自然地引導駕駛員的視線，使之在高速行駛的情況下，能安全舒適的行車。(2)保持平、縱線形的技術指標大小均衡，使線形在視覺和心理方面保持協調

15、。在保證有足夠視距的前提下，對于高速公路、一級公路、平原區二級公路，駕駛員在任意點上所能看到前方平面線形彎曲一般不應超過兩個、縱面起伏不應超過三個。(3)選擇組合得當的合成坡度，以利于路面排水和行車安全。設計時要注意縱坡不要接近水平狀態；同時，應避免形成合成坡度過大的線形。(4)注意與道路周圍自然環境和景觀的配合。良好的組合可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度；適宜的景觀設計還能起到誘導視線的作用。6、平、縱組合的基本要求 (1)平包豎 (2)平曲線與豎曲線對應關系曲中點與變坡點相重合最好；錯開不超過平曲線的1/4 時較好，超過其 1/4時很差；豎曲線起終點分別置于兩條緩和曲線上。(3)平、豎曲線半

16、徑均較小時不宜重合。(4)平、豎曲線半徑大小要均勻。(5)選擇適宜的合成坡度，一般最大合成坡度不大于8%，最小坡度不宜小于0.5%。7、縱面線形設計中應注意避免的組合(1)除v40km/h避免凸凹豎曲線插入小半徑平曲線。(2)避免豎曲線與反向平曲線的變曲點相重合(3)在長直線或長平曲線內，盡量設計成直坡線(4)避免片面上的變向點比擬面上變坡點多(5)避免小半徑豎曲線與回旋曲線相重合(6)避免小半徑豎曲線與回旋線相重合的線形。(7)避免在長直線上設置長的下坡凹形曲線路段。8、縱斷面設計方法與步驟(1)準備工作。研究標準規定的有關技術指標和設計任務書的有關規定，同時應收集和熟悉有關資料，并領會設計

17、意圖和要求，做到心中有數。縱坡設計（俗稱拉坡）之前，應在坐標紙上按比例標注里程樁號和標高、點繪地面線、填寫有關內容。(2)標注控制點。控制點是指影響縱坡設計的標高控制點。有以下兩類：1)路線起終點、越嶺埡口、重要橋涵、地質不良地段的最小填土高度、最大挖深、沿溪線的洪水位、隧道進出口、平面交叉和立體交叉點、鐵路道口、城鎮規劃控制標高以及受其它因素限制路線必須通過的標高控制點等。2)山區道路還有根據路基填挖平衡關系控制路中心填挖值的標高點，稱為“經濟點”。(3)試坡。在已標出“控制點”、“經濟點”的縱斷面圖上，根據技術指標、選線意圖，結合地面起伏變化，本著以“控制點”為依據，照顧多數“經濟點”的原

18、則，在這些點位間進行穿插與取直，試定出若干直坡線。對各種可能坡度線方案反復進行比較，最后定出即符合技術標準，且土石方較省的設計線作為初定坡度線，將前后坡度線延長交會出變坡點的初步位置。(4)調坡。將所定坡度與選線時坡度的安排比較，二者應基本相符，若有較大差異時應全面分析，權衡利弊，決定取舍。然后對照技術標準檢查設計的最大縱坡、最小縱坡、坡長限制等是否滿足規定，平縱組合是否得當，以及路線交叉、橋隧和接線等處的縱坡是否合理，若有問題應進行調整。調整方法是對初定坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值。(5)核對。選擇有控制意義的重點橫斷面，檢查是否填挖過大、坡腳落空或過遠、擋土墻工程過大、橋梁過高

19、或過低、涵洞過長等情況，若有問題應及時調整縱坡。(6)定坡。經調整核對無誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號和標高確定下來。變坡點標高是由縱坡度和坡長依次推算而得。(7)設置豎曲線。拉坡時已考慮了平縱組合問題，在此應根據技術標準、平縱組合等確定豎曲線半徑，計算豎曲線要素。(8)標高計算。1)坡線標高計算： 坡線標高=變坡點標高2)豎曲線標高計算：設計標高=坡線標高y3)施工標高計算：施工標高=設計標高地面標高9、縱坡設計應注意的問題(1) 設置回頭曲線地段，拉坡時應按回頭曲線技術標準先定出該路段的縱坡，然后從兩端接坡，應注意在回頭曲線地段不宜設豎曲線。(2) 大中橋上不宜設置豎曲線，橋頭兩端

20、豎曲線的起終點應設在橋頭10m以外.(3) 小橋涵允許設在斜坡地段或豎曲線上，為保證行車平順，應盡量避免在小橋涵處出現駝峰式縱坡。(4) 注意平面交叉口縱坡及兩端接線要求。道路與道路交叉時，一般宜設在水平坡段，其長度應不小于最短坡長規定。兩端接線縱坡應不大于3%，山區工程艱巨地段不大于5%。(5) 拉坡時如受“控制點”或“經濟點”制約，導致縱坡起伏過大，或土石方工程量太大，經調整仍難以解決時，可用紙上移線的方法修改原定縱坡線。(6) 連接段的縱坡應和緩、避免產生突變。10、縱斷面圖的繪制 縱斷面設計圖是道路設計重要文件之一，也是縱斷面設計的最后成果。 縱斷面采用直角坐標，以橫坐標表示里程樁號，

21、縱坐標表示高程。為了明顯地反映沿著中線地面起伏形狀，通常橫坐標比例尺采用1:2000（城市道路采用1:5001:1000），縱坐標采用1:200（城市道路為1:501:100）。 縱斷面圖是由上下兩部分內容組成的。（1）上部主要用來繪制地面線和縱坡設計線；（2） 下部主要用來填寫有關內容，自下而上分別填寫：超高方式：直線及平曲線；里程樁號；地面標高；設計標高；填、挖高度；土壤地質說明；其坡度、距離、標高。四、橫斷面設計橫斷面設計主要任務是根據公路等級，結合當地自然條件，綜合考慮交通安全、路基穩定，公路排水、節省用地和工程經濟等的要求，確定能夠公路橫斷面的組成部分及其幾何尺寸。橫斷面設計本著經濟

22、，避免大填大挖，填挖平衡的原則。本次設計中橫斷面的比例尺為1:200。1、橫斷面設計的要求1) 設計施工前須做好工程地質、水文等有關的自然條件的勘察工作。2) 設計應符合公路工程技術標準的規定要求。3) 設計應兼顧當地農田基本建設等的需要，盡可能少占耕地。4) 應使路基具有足夠的穩定性。2、路基橫斷面的繪圖步驟1) 根據平縱橫上的設計成果，取1km，在各樁號的地面橫斷面圖上，逐樁號標注填挖高路基寬度。平曲線半徑小于等于125米，在平曲線內側須加寬。2) 按土地質資料示出各斷面的覆蓋層厚度或土石層的分界線、土石成分，所應采取的邊坡坡度。3) 逐樁繪制各橫斷面。3、平曲線加寬我國規范規定。平曲線的

23、半徑等于或小于125米時，應在平曲線內側加寬。4、平曲線超高 對于二級公路 ，當平曲線半徑小于不設超高的最小半徑2500米時，應在曲線上設超高 。超高橫坡度按計算行車速度，半徑大小，結合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級公路的超高橫坡度不應大于8%。當超高橫坡度的計算值小于路拱時應設置等于路拱坡度的超高。設置超高的目的是為讓汽車在曲線上行使時能夠獲得一個指向曲線內側的橫向分力，以克服離心力對行車的影響。（1）設置超高的方法。超高橫坡度的確定超高橫坡度應按計算行車速度、半徑大小，結合路面種類、自然條件和車輛組成等情況綜合確定。一般來說，平曲線半徑小，超高坡度就應大一些，反之，超高坡度就可小一些。而當平曲線半徑大于或等于不設超高最小半徑時就可以不設超高。在路面由積雪或結冰的地區，超高坡度應比一般地區的小一些，以防止出現汽車向內側滑動的危險。在非機動車通行較多的公路，超高坡度也應適當減小。當公路通過市鎮，作為街道使用的公路按規定設置超高有困難，且市區對車速有限制時，可根據實際情況酌量減小超高坡度值。設置超高的方法設置超高的方式應根據地形情況、車道數、中間帶寬度、超高橫坡度大小， 從有利于路面排水、路面