1、第1章緒論1.1 概述高等級公路的建設帶動了沿線經濟的發展， 快速運輸日益顯示出巨大的經濟效益 和社會效益，形成了快速發展的“高速公路產業帶”。高等級公路不僅技術標準高、 線形順暢路面平整沿線設施安全，而且全立交、全控制出入、雙向隔離行駛、無混合 交通干擾，為公路運輸的快速、安全、高效、便捷和舒適提供了技術保障。高等級公 路也因其快速、舒適、安全、便捷的優越性成為我國交通運輸的主要組成部分。盡管我國高速公路建設取得了巨大進展， 但是由于公路交通基礎薄弱，各地發展 極不平衡，因此與國際上發達國家還有很大差距， 還不能完全適應國民經濟和社會發 展的需要，在今后相當長的時期內加快高等級公路建設是我國

2、公路建設的主要任務。1.1.1 緒言常州水陸空交通便利，京滬鐵路、京杭大運河、312國道和滬寧、寧杭、常寧，沿江高速，常澄，錫宜等高速公路，以及江蘇第2大機場，4D級民航常州機場，構成了常州發達的水陸空交通網。此外在建的京滬高速鐵路常州站，滬寧城際軌道常州 站，以及城市高架快速路網和籌建的輕軌 1號線也給常州的交通增添亮色。本設計為常州地區一級公路的某一段，起點為東城，終點為營溪。1.1.2 設計原始資料1.1.2.1 交通量資料實測交通量資料車型交通量(輛/日)特大型貨車178大中型貨車276小型貨車309大中型客車383小型客車1024拖拉機1675摩托車432自行車192531.1.2.

3、2 自然條件(1)地貌性質本段地處長江下游沖積平原， 地勢平坦起伏在12米之間，多屬軟土地區，地溫 較高，地下水一般為12米。(2)氣象氣溫本地區屬亞熱季風區，是我國最熱的地區，年平均氣溫15.3?C,月平均氣溫中以 7月份最高為28.4?C, 1月份最低為2.1?。降雨本地區春夏兩季的梅雨是明顯的季節。具累計年平均降水為1080.0mm,多集中在49月份，已測到的日最大降水量為160.6mm,占該年總降水量的14.6%,使累年 平均值的14.9%。1.1.2.3 工程地質情況本工程所經地區的表層為厚1.52.5m的黃色亞粘土 “硬殼層”，且為該地區唯一 適合作為路堤填料的土。自地表以下2m即

4、為淤泥質灰色粘土或灰色亞粘土，呈極軟塑 一液限狀態，厚約 為2022m,約2035m以下為夾薄層粉砂，地質極差，強度低、高壓縮性，工程地 質極其不良，是產生路堤沉降的主要層次。1.1.2.4 等高線地形圖比例 1:2000。1.2 設計規范標準(5)(GB50162-92)(JTG D20-2006) (JTG B01-2003) (JTGD30-2004)(JTJ003-86)道路工程制圖標準 公路路線設計規范 公路工程技術標準 公路路基設計規范 公路自然區劃標準(6)公路瀝青路面設計規范(JTGD50-2006)公路排水設計規范(JTJ018-97)71.3 道路等級的確定1.3.1 公路

5、工程技術標準要求公路根據交通量及其使用功能、性質分為五個等級：高速公路、一級公路、二級 公路、三級公路和四級公路。根據設計原始交通量資料查得中華人民共和國交通部頒 發的公路工程技術標準JTG B01-2003(以下稱標準)規定：高速、一級公路以 小客車為折算標準。各汽車代表車型與換算系數如表1-1所示：表1-1 各汽車代表車型與車輛折算系數汽車代表車型車輛折算系數說明小型客車1.0w 19座的客車和載質量w 2t的貨車大中型客車及小型貨車1.5>19座的客車和載質量2tw 7t的貨車大中型貨車2.0載質量>7tW 14t的貨車特大型貨車3.0載質量14t的貨車1.3.2 交通量計算

6、由標準中規定：畜力車、人力車、自行車等非機動車在設計交通量換算中按 路側干擾因素計，一、二級公路上行駛的拖拉機按路側干擾因素計。將實測各種車型 的交通量折算成小客車的交通當量。初始年交通量：No=1024M.0+383 1.5+309 1.5+276 2.0+178 3.0=3148卒ffl/日由標準中規定：一級公路設計交通量按20年預測。交通當量年平均增長率按10%計，則20年后道路通行能力為：_ _ 20 119N20 = N0(1 +10%)=(3580)父1.1 =21895輛/日1.3.3 確定線路技術標準根據標準確定該道路為四車道一級公路，設計車速為100km/h。其在平原區主要技

7、術指標如下：(1)服務水平一級公路設計采用的服務水平為二級。作為集散公路時，可采用三級服務水平設 計。(2)建筑限界路基寬度：行車道寬度：設計行車速度：圓曲線：一般最小半徑: 極限最小半徑: 緩和曲線最小長度: 豎曲線最小長度： 凸形豎曲線：一般最小半徑: 極限最小半徑:凹形豎曲線： 一般最小半徑： 最小半徑： 停車視距： 超車視距： 最大縱坡： 路面類型：路線24.5m3.75m100km/h700m400m85m85m10000m6500m4500m3000m160m550m4%瀝青混凝土一級公路路基寬度24.5m,行車道寬度為3.75m。一級公路整體式斷面必須設置中間帶，中間帶由兩條左側

8、路緣帶和中央分隔 帶組成。第2章路線方案比選與定線2.1 選線原則公路選線就是根據路線的基本走向和技術標準的要求，結合當地的地形、地質、地物及其它沿線條件和施工條件等， 選定一條技術上可行、經濟上合理，又能符合使 用要求的公路中心線的工作。選線的目的，就是根據國家建設發展的需要，結合自然 條件，選定合理的路線，使筑路費用與使用質量達到統一，且行車迅速安全、經濟舒 適、構造物穩定耐久及易于養護的目的。2.1.1 平原微丘地區選線2.1.1.1 平原區路線布設要點選線時，首先在路線的起、終點問，把經過的城鎮、廠礦、農場及風景文物點作 為大的控制點；在控制點問，通過實地視察根據地形條件和水文條件進一

9、步選擇中間 控制點，一般較大的建筑群、水電設施、跨河橋位、洪水泛濫線以外及其必須繞越的 障礙物均可作為中間控制點；在中間控制點之間，如果沒有充分的理由，一般不再設 置轉角點。在安排平面線形時，既要使路線短捷順直、又要注意避免過長的直線，可能條件 下爭取采用轉角適當、半徑較大的長緩的平曲線線形。綜合平原區自然和路線特征、布線時應著重考慮以下幾點；(1)正確處理好路線與農業的關系修建公路時占地是難以避免的，解決好路線與農田規劃、農業灌溉水利設施的關 系，是平原區選線時的關鍵問題。布設路線時，要注意既不片面要求路線順直而占用 大面積的良田；也不片面要求少占耕地而降低線形標準，甚至惡化行車條件。再者，

10、 應解決好路線與農田水利設施的關系。使路線的布置盡可能地與農業灌溉系統相配 合，少占良田，不占高產田。除較高等級的公路外，一般不要破壞灌溉系統，布線要 注意盡量與干渠相平行，減少路線與渠道的相交次數，最好把路線布置在渠道的上方 非灌溉區一側或者是渠道的尾部。注意筑路與造田、護田相結合。在可能條件下，布 線要有利于造田、護田、以支援農業。路線通過河曲地帶，當水文條件許可時，可考 慮路線直穿，裁彎取直，改移河道，縮短路線，改善線形。(2)處理好路線和橋位的關系大、中橋位往往是路線的控制點，應在服從路線總方向的原則下，路、橋綜合考慮，選擇有利的橋位，布設路線。既要防止只考慮路線順直、不顧橋位條件，增

11、加 橋跨的難度；又要防止片面強調橋位，使路線繞線過長，標準過低。一般情況下，橋 位中線應盡可能與洪水主流流向正交，橋梁和引道都在直線上。橋位應選在水文地質、 跨河條件較好的河段。小橋涵位置原則上應服從路線走向，但遇到斜交過大 (夾角小于45o時)或河溝過 于彎曲時，可考慮采取改溝或改移路線的辦法，調整交角，布線時應比較確定。(3)理好路線與城鎮居民點的關系平原區有較多的城鎮、村莊、工業設施等，路線布設應正確處理好路線與它們的 關系。國防公路與高等級的干道，應采取繞避的方式遠離城鎮，必要時還應考慮采用 支線聯系。較高等級的公路應盡量避免直穿城鎮、工礦區和居民密集區，以減少相互干擾。 但考慮到公路

12、對這些地區的服務性能，路線又不宜相離太遠，往往從城鎮的邊緣經過。 做到近村而不進村，利民而不擾民，既方便運輸、又保證交通安全。這種路線布線時， 要注意與城鎮等的規劃相結合。公路等級較低時，應考慮縣、區、村的溝通，經地方同意可穿越城鎮，但要注 意有足夠的視距和必要的公路寬度以及必要的交通設施，以保證行人和行車的安全。(4)注意土壤、水文條件平原區的水位條件較差，取土較為困難。為了保證路基的穩定性和節約用土， 在 低洼地區，應盡可能沿接近分水嶺的地勢較高處布線，以使路基具有較好的水文條件； 在排水不良的地帶布線時，要注意保證路基最小填土高度；路線要盡量避開較大的湖 塘、水庫、泥沼等，不得已時應選擇

13、最窄、最淺和基底坡面較平緩的地方通過，并采 取措施保證路基穩定。(5)注意利用老路，并與鐵路、航道及已有公路運輸相配合。在平原區路線布設 時，若有老路與新布路線相距較近、而且走向一致時，在條件許可時，應盡量地將其 改造后加以利用，以減少耕地的占用和提高路基的穩定性。(6)注意就地取材和利用工業廢料。修建公路需要消耗大量的筑路材料，為節省 工程造價，應充分利用當地的材料，特別是地方上的工業廢料。2.2 方案比選方案比較是選線中確定路線總體布局的有效方法，在可能布局的多種方案中，通過方案比較和取舍，選擇技術合理、費用經濟、切實可行的最優方案。路線方案的取 舍是路線設計中的重要問題，方案是否合理，不

14、僅關系到公路本身的工程投資和運輸 效率，更重要的是影響到路線在公路網中的作用， 直接關系到是否滿足國家政治、 經 濟及國防的要求和長遠利益。根據方案比較的深度上的不同，可分為原則性方案比較和詳細的方案比較兩種。2.2.1 路線方案的擬定由已確定的道路等級和主要技術標準指標， 在原始設計交通量資料、所在地區的 氣候、土壤、地質、水文等資料和現有地形、地物分布圖資料的基礎上，經審查判斷 分析，初步選定了兩個方案，線路走向如下所述。方案一：路線以東城為起點，經小片沖溝地帶并過部分柑樹果園與支渠相接， 中 間跨越兩個小橋，從大瀝村與舊莊之間穿越后直至終點營溪。方案二：路線從東城出發，向東南方向延伸，穿

15、越細瀝村至大瀝村正東方折向右， 經過一條河路線偏向南，繼續延伸過渡渠即到達終點營溪。兩方案比選路線如圖2-2, 2-3圖2-2路線方案一圖2-3路線方案二2.2.2 初步定線根據公路路線設計規范，平原區一級公路當設計車速為 100km/h時，取緩和 曲線長度均為1s=120m,符合標準規定。萬案1:直線部分：JD1處平曲線由于受地形地物限制，取半徑 R=700m,測得轉向角 a 46 °21136。由道路勘測設計知識計算下列各要素。設起始點里程為K0+000.000, 則JD1處平曲線各主點要素計算如下：(1)由原始資料等高線地形圖計算出起點、交點、終點的坐標25A:(25670.5

16、326,59730.6831);JD1(C):(25114.9532,59570.9241)B:(24649.2368,58680.2206)(2)路線長計算、方位角校核AC段L AC= . (25114.9532 -25670.5326)2 (59570.9241 -59730.6831)2 .578.093(m)-AC =arctg(59570.9241-59730.6831)(25114.9532-25670.5326)= 160234.1因為圖在第二象限里，故Uac =180；-160234.1" =163；5725.9CB段Lcb - /(25114.9532 -24649

17、.2368)2 (59570.9241 -58680.2206)2 =1005.109 (m)=arctg(59570.9241-58680.2206)(25114.9532-24649.2368)=622347.7因為圖在第二象限里，故抬 二180；-6212347.7” = 117，?3612.3(3)轉角計算3=%B -Bac =11703612.3" -1635725.9" =4621'13.6"(左)(校核)平曲線部分：已知設定的圓曲線半徑R=700m,緩和曲線長度ls=150m和轉向角a46°21'13.6,計算JD1(C)處

18、平曲線各主點要素：ls 180- 0 二 2R 二 2 700 二“磔=6-lsP 二24R150224 700= 1.339(m)3ls ls150m = 一 2 =一2 240R21503240 7002= 74.971(m)p C00 T =250.334611八.廣切線長：T = R P tan- m = 700 1.339 tan 74.971 =375.231(m)曲線長:L =岳 2ls=R ：- -2 '-0 - 21s =700 46卜2 2 二、0.3 2 150=180180716.3182(m)外失距:切曲差:E° hR P sec - - R = 6

19、2.91(m) q =2T -L =34.143(m)圓曲線:Lo =L 2ls =416.3182(m)確定該平曲線各主點的里程:ZH+ lsHY+ 9s起點:ZHK0 000.000=K0 202.862+202.862+150+352.862+208.1591QZ+561.021+ '-ls)+208.159112JYH+769.181+ ls+150HZ+919.181終點：K1 549.059校核：ZH+202.862+2T750.462953.324-q34.143919.181方案2:按上述規范兩平曲線半徑 R1=550m, R2 =391.058m,緩和曲線ls = 1

20、20m, 轉向角 =32/科.5"，*=34處而H ,同理得曲線各要素如下：Ti = 218.714mT2 =1 8 2. 66 m Li = 428.4965mL2 = 3 56. 93 1 7 mE0i=23.4966m E02 = 20.2627mq1=8. 93 1mq2 = 8. 3 88 m則各主點里程為：起點：K0 000.000ZH= K 0 + 02 3. 1ZH+23.186+ ls+120HY+143.186L1 + 一2-ls+94.2484QZ+237.434L1 + 2-Is+94.2484YH+ ls+331.683+120HZ患ZH +2T1久占A 八

21、、+451.683K0+451.683校核：+23.186+437.428-q1460.6148.931451.683起點：K0+451.683ZH= K0 + 45 1. 6ZH+451.683+ Is+120HY+571.683L2十萬一 s+58.466QZ+630.148+ :ls+58.466YH+688.614+ ls+120HZ+808.614終點：K1+503.271校核:ZH+451.683+2T+364.322816.015-q8.388807.6272.2.3 土石方計算本設計地形為平原微丘區，路基均為填方，以粘性土作為填方材料，設邊坡為1:1.5,路基寬度采用24.5m

22、,典型填方斷面圖如右圖:圖2-1 路基斷面圖土石方計算由軟件生成，不再詳述，計算結果見附錄B表1-4。2.2.4 方案主要技術指標比較匯總及方案選定表2-1兩方案主要經濟技術指標比較表第力菜路線長度km1549.0591503.271工土后方103m3169497.92120330.301路面km237951.9536830.14量橋梁座1大橋2小橋比較結果由上表所列主要技術指標，結合當地實際情考慮如下因素:方案二經過的地區人口較多，與村莊距離較近，能夠帶動當地經濟發展，有利于 提高人們出行。從設計施工方面，此工程需要設計建造橋涵穿越兩條溝渠，為小橋， 造價低，設計施工難度小，而且填方量小，工

23、程造價低。方案一所經過的村鎮較少，不能夠有效帶動當地經濟發展，具設計一座大橋，工 程造價高且施工時間長，對工程的進度產生影響，而且其填方量大，增加工程造價。因此方案比選最后確定推薦方案二。第3章平面設計3.1 平面線形設計的基本要求平面線形應直捷，連續，順適，并與地形，地物相適應，與周圍環境相協調；(2)除滿足汽車行駛力學上的基本要求外，還應滿足駕駛員和乘客在視覺和心理上的要求；(3)保持平面線形的均衡與連貫；長直線盡頭不能接以小半徑曲線。高，低標準之間要有過渡。(4)應避免連續急彎的線形；(5)平曲線應有足夠的長度。3.2 平曲線的設計3.2.1 曲線半徑的選定根據標準段選定設計路段樁號 K

24、0+143.186K0+331.683的曲線半徑為550m3.2.2 直線(1)直線的最大長度我國目前的標準和規范中均未對直線的最大長度規定具體數值。日本和 德國，以設計車速(km/h )的20倍數字為最大長度限值。當V=80km/h時，lmax =20V = 1600m ,本設計符合要求。(2)直線的最小長度規范推薦同向曲線間最短直線長度以不 小于6V為宜，反向曲線間最短直線以不小于 2V 為宜。本設計采用基本型曲線，即直線兩端設有 緩和曲線，本設計符合要求。3.2.3 緩和曲線的長度及計算公式公路工程技術標準規定：設計速度為圖3-1基本型平曲線100km/h的一級公路，緩和曲線的最小長度為

25、ls=85m。設計時，我們取緩和曲線長度均為ls=120m,符合標準規定帶有緩和曲線的圓曲線如圖3-1 ,其要素的計算公式如下：(3-1a)(3-1b)2424 R 2384 R3ls2ls4lsls3q二二一 Q2 240R3(3-1c)Ts =(R R)tg 二 q 2(3-1d)(3-1e)(3-1f)(3-1g)(3-1h);二 R ,Lsls180Ly = Ls - 2lsaEs =(R R)sec- - RJs=2TsLs式中，Ts總切線長（m）;Ls一總曲線長（m）;Es外距（m）;Js一校正數（m）;R一主曲線半徑（m）;口一路線轉角（度）；PO 一緩和曲線終點處的緩和曲線角（

26、度）； q緩和曲線切線增值（m）;朱一設緩和曲線后主曲線的內移值（m）; ls一緩和曲線長度（m）;Ly一平曲線中圓曲線長度（m）。平曲線的基本要素已在上一章方案比選處完成計算。3.3 曲線的超高3.3.1 超高的作用為抵消車輛在曲線路段上所產生的離心 力，將路面做成外側高于內側的單向橫坡， 這就是曲線上的超高。合理地設置超高，可 以全部或部分地抵消離心力，提高汽車行駛 的穩定性與舒適性。當汽車等速行駛時，在 園曲線上所產生的離心力是常數；而在回旋 線上行駛時，由于回旋線曲率是變化的，具 離心力也是變化的。因此，超高橫坡度在園 曲線上應是全超高，在緩和曲線上應是逐漸變化的超高。3.3.2 超高

27、的確定由汽車行駛在曲線上的力平衡方程式得V2(3-2)127R式中：R一平曲線半徑（m）;以一橫向力系數，單位車重的橫向力；V一行車速度（km/h）;i一橫向超高坡度。規定規定，超高橫坡度按設計速度，半徑大小，結合路面的類型，自然條件 和車輛的組成情況確定。一級公路的超高橫坡度不超過10%。3.3.3 超高的計算交點JDi處超高的計算:120由式(3-2)得：iy=-0.12=8.6%127 550式中，u橫向力系數取，u廣0.12。本設計路段選定的超高值為：0.255m。3.3.4 超高緩和段從直線的路拱雙坡斷面到圓曲線上具有超高橫坡度的單坡斷面，有一各逐漸變 化的過渡路段，這一逐漸變化的過

28、渡路段成為超高緩和段。3.3.4.1 超高緩和段長度為了行車的安全舒適、路容的美觀和排水的通暢，必須設置一定長度的超高緩 和段，超高過渡則是在超高緩和段全長范圍內進行的。雙車道公路超高緩和段長度 可按下式計算：二 iLc = -L(3-3)P式中：L超高緩和段長(m);B 旋轉軸至行車道外側邊緣的寬度(m);4一超高坡度與路拱坡度的代數差();p超高漸變率。本設計路段超高緩和段長度值為：120m。3.3.4.2超高緩和段實際計算取值超高緩和段實際計算值應取下列三項中的最大值：(1)曲線加寬段長度；(2)超高緩和段的理論計算值；(3)緩和曲線的長度。此路段沒有加寬，超高緩和段的理論計算值為40m

29、和緩和曲線的長度為80m,因此超高緩和段實際計算值應取為 180m。繞路中央分隔帶邊緣旋轉各特征點超高值計算式見表3-1 o超高過度方式圖見圖3-3。表3-1繞中央分隔帶邊緣旋轉各特征點超高值計算式超高位置計算公式x距離處行車道橫坡值備注外側 C（b）+B+b2）ix.iG+1.1.計算結果為與設計高之差；ix - -'x -'I GqLc2.設計高程為中央分隔帶外側邊緣程;3.本設計不設加寬，bx=0；內側 D0ih -iGtix一Gx + iG 4.當* =匕時，為圓曲線上的超高。C - n B bx b2 ixLc式中， B 左側（右側）行車道寬度（m）;bi 左側路緣帶

30、寬度（m）;b2 右側路緣帶寬度（m）;bx x距離處路基加寬值（m）;ih 超高橫坡度（%）;Ig 路拱橫坡度（%）；x 超高緩和段中任意一點至超高緩和段起點的距離（m）。圖3-3超高過度方式圖交點JDi有緩和曲線的平曲線處繞中央分隔帶邊緣旋轉各特征點超高值計算:如上所述，旋轉方式按中央分隔帶邊緣旋轉，路拱橫坡Ig=2% ,超高橫坡ih =8.6%。 則超高緩和段長度：B =0.5 2 3.75 0.75 = 8.75（m）i =iy iz =8.6% 2% =0.106確定緩和段長度 LcLc8.75 0.106=139.125(m)取5的整倍數，Lc = 140m緩和曲線Ls=120m

31、< L-Ls -Lc =140 -120 = 20m即從緩和曲線后退20m的直線段上開始設置超高緩和 段。計算各樁號的超高超高起點為K0+3.186,由直線段的硬路肩坡度與行車道相同，為 2%, 土路肩為 4%。圓曲線內側的土路肩、內外側的硬路肩坡度與行車道的坡度相同，均為 4%,外 側的土路肩坡度為-4%,內側土路肩坡度的過渡段的長度為：4% -2%0.75=1.95m150取I。=2m ,內側土路肩坡度在超高緩和段起點之前， 即從(K0+3.186 K0+5.186 ) 段內完成路肩的過渡，變成-4%,與路拱橫坡相同。分別計算各樁號的橫斷面上中央分隔帶邊緣(A3)、行車道外側邊緣(A

32、2)和硬路肩外緣(A1)的超高值，計算結果見表3-2。表3-2 JD處平曲線超高值計算結果X(m)左側(m)右側(m)AiAAA3A2AiK0+8.186直線段-0.375-0.23100-0.175-0.257K0+23.186(ZH)15-0.423-0.38100-0.032-0.028K0+143.186(HY)120-0.463-0.379000.0140.037K0+242.832(QZ)圓曲線-0.463-0.379000.3750.472K0+331.683(YH)圓曲線-0.463-0.379000.3750.4721K0+451.683(HZ)120-0.423-0.381

33、000.5280.6833.4 平面線型要素的組合本設計主要采用了基本型平面線型。基本型按直線 -回旋線-圓曲線-回旋線-直線的順序組合圖3-4 基本型平曲線圖3.5 平面視距的保證標準規定一級公路的設計視距應滿足會車視距的要求，其長度不小于停車視 距的兩倍。此路段的曲線路段在平原微丘區，因此我們在設計時考慮實際困難和工程 量的原因取設計視距為S=200m。對平面視距的檢查，首先應計算出保證設計視距所需要的最大橫凈距 乙 其次是 計算實際條件下所提供的能通視的橫凈距Z芯Z <Zo,設計視距可以保證，若Z>Z則應清除障礙物，以滿足Z <Z 口的要求。本設計實際條件下所能提供的能

34、同 時的橫凈距Z 口為15m。在帶有緩和曲線的平曲線的交點JDi處，,、B由式：rs=r_ +1.5 求得 538.5m 2視點軌跡圓曲線長為:L =180Rs(： 2)(3-4)式中，L視點軌跡圓曲線長（不包括緩和曲線m）;Rs 車輛在彎道上行駛時視點的運動軌跡（m）;0 一路線轉角（度）；P一緩和曲線終點處的緩和曲線角（度）。由式（3-4）求得：31q 31coL=RS(： -2：)= 538.5 (46 二二,-2 6 15 1.6 ) =376.73(m) 180180此路段設置緩和曲線因為視點軌跡圓曲線長 L大于設計視距S,可用下式求最大 橫凈距：Z =Rs(1 -(3-5)rc o

35、-s2由式（3-5）求得:RS2Z =Rs(1-cos-)：-28 RS20028 538.5= 9.29 (m)由Z=9.29m, Z=15m,滿足Z <Z%視距滿足通視要求3.6 平面設計成果逐樁坐標表（見附錄B表5）直線曲線轉角表（見附錄B表6）（3）平面設計圖（見附錄B圖冊圖號01, 02, 03）第4章縱斷面設計4.1 縱斷面設計目的縱斷面設計主要任務就是根據汽車的動力特性、 道路等級、當地的自然地理條件 以及工程經濟性等，研究起伏空間線的幾何構成與要素， 以便達到行車安全迅速、運 輸經濟合理及乘客舒適的目的。4.2 縱斷面設計的一般要求為使縱坡設計經濟合理，必須在全面掌握勘測

36、資料的基礎上，經過綜合分析、反 復比較定出設計縱坡。縱坡設計的一般要求為：1縱坡設計必須滿足標準的各項規定；2應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。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，起伏不宜過大或過于頻繁。3縱坡設計應對沿線的地形、地下管線、地質、水文、氣候、排水等方面綜合 考慮，視具體情況妥善處理，以保證道路的穩定與暢通。4縱坡設計應考慮填挖平衡，減少借方和廢方，以降低工程造價和節省用地。5平原微丘地區地下水埋藏較淺，池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足最小坡 度要求外，還應滿足最小填土高度的要求，以保證路基穩定。6對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端引線

37、等，縱坡應小些，避免產生 突變。路線交叉處前后的縱坡也應平緩一些。7在實地調查的基礎上，充分考慮通道、農田水利等方面的要求。4.3 縱坡基本參數確定4.3.1 最大縱坡最小縱坡的確定(1)最大縱坡的確定標準規定，設計速度為100km/h時，公路最大縱坡為4%。結合設計路段定的是 0.9376765%=(2)最小縱坡的確定各級公路的路塹以及其它橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基， 應采用不小于0.3%的縱坡。當必須設計平坡或小于 0.3%的縱坡時，其邊溝應作縱向 的排水設計。結合設計路段定的是 0.3441622%=(3)最大坡長最小坡長限制標準規定，各級公路設計不同縱坡時最大坡長不

38、同。設計速度為100km/h ,縱坡坡度為3%時，最大坡長為1000m；縱坡坡度為4%時，最大坡長為800m；縱坡 坡度為5%時，最大坡長為600m。標準規定，設計速度為100km/h時，公路最小 坡長為250m。結合設計路段最大坡長定的是 741.44m,最小坡長定的是257.35m。4.3.2 緩和坡長的要求緩和坡長可以改善汽車連續在陡坡上行使的緊張狀況，避免汽車長時間低速行駛 或汽車下坡產生不安全因素。規范要求，當連續的縱坡大于5%,應在期間設置不 大于3%的緩和坡段，其長度不大于100m。結合設計本路段不設緩和坡長。4.4 豎曲線設計縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車用一段曲線來緩

39、和，稱為豎曲線。4.4.1 豎曲線要素變坡角- f T(4-1)豎曲線長度L=Rcd(4-2)豎曲線半徑R= L/(4-3)lR T - T1 : T2 -22豎曲線切線長(4-4)豎曲線上任意一點P的豎距： 22xxh - PQ - yP - yQix - i1x 一24 2R2R(4-5)(5)豎曲線外距2R 884(4-6)豎曲線要素計算示意如圖4-1344.4.2 豎曲線標高計算本設計路段第一變坡點里程樁號為K0+340,高程為16.18m,坡度i1=0.938% ,i2=-0.344%。標準規定，豎曲線最小半徑R=4500m,本設計豎曲線半徑取R=10000m。(1)豎曲線要素計算：

40、w= i2-i1 二-0.344%-0.938%= -0.01282當w為“+”時，表示凹形曲線，缶為“-"時為凸形曲線。所以該豎曲線為凸形 豎曲線。曲線長 L=Rw 0000 0. 0 1 28 2 1 2 8(滿足最小長度要求)L 128.2切線長 T = - = = 6 4.1 ( m )22T264.12外距 E0.2048(m)2R 2 10000(2)計算設計高程：豎曲線起點樁號=K0+340-T=K0+275.9(m)豎曲線起點高程 =12.0-T i1=11.40(m)豎曲線終點樁號=K0+340+T=K0+404.1(m)豎曲線終點高程 =12.0-T i1=11.

41、40(m)豎曲線任意點高程計算切線高程H切=Ho 士(T x)ii(4-7)計算設計高程(4-8)H =H切士h4.5 平縱線形的組合設計4.5.1 組合原則(1)保持視覺的連續性。應在視覺上自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連 續性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線形都應避免。(2)保持平、縱線形的技術指標大小應均衡。對縱面線形不斷起伏，而在平面上 卻采用高標準的線形是無意義的。反之，在平面上線形迂回前進、彎道較多，而在縱 斷面設計上采用高標準也同樣沒有意義。(3)選擇組合得當的合成坡度，以利于路面排水和行車安全。(4)注意與周圍環境相配合，可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到

42、引導 視線的作用。4.5.2 組合方式(1)平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線這種組合是使平曲線與豎曲線對應，最好使豎曲線的起點和終點分別放在平曲線 的兩個緩和曲線內，即所謂的“平包豎”。(2)平曲線與豎曲線大小應保持均衡平曲線與豎曲線其中一方大而平緩，那么另一方就不要形成多而小。(3)暗、明彎與凸、凹豎曲線暗彎與凸形豎曲線組合，以及明彎與凹形豎曲線組合較為合理， 且給人一種平順 舒適的感覺。(4)平、豎曲線應避免的組合平曲線與豎曲線重合是一種理想的組合， 但由于地形等條件限制，這種組合并不 是總能爭取得到的。如果平曲線的中點與豎曲線的頂 (底)點位置錯開距離不超過平曲線長度的四

43、分之一時，效果仍然令人滿意。通過用緯地軟件所進行設計平縱線形組合，對其形成的透視圖檢驗，設計路段線形質量良好。（透視圖見圖05）4.6 縱斷面設計成果豎曲線計算表（見附錄B表7）縱斷面設計圖（見圖冊圖號04,05,06）透視圖（見圖冊圖號07）第5章橫斷面及路基設計5.1 概述道路的橫斷面是指中線上各點的法向切面， 它是由橫斷面設計線和地面線所構成 的。其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、護坡道以及取土坑、 棄土堆、環境保護等設施。高速公路和一級公路上還有變速車道、爬坡車道等。5.2 路基橫斷面組成路肩（3. £5， 行車道（7. 50） 中間帶（生叩） 行車道（7.

44、 501MC3.25 >0.75士路肩TO 右1RI1路窿帶O,5 車道753 匚！-車道T3* - 中央分隔帶00“3 -ga1 車道753車道753 右側略暗帶5圖5-1高等級道路橫斷面組成及各部分寬度路幅的構成根據標準可知，一級公路路基寬度為24.5m,其中路面跨度為15.0m,中間帶寬度為3.0m,其中中央分隔帶寬度為2.0m,左側路緣帶寬度為0.5X 2=1.0m,硬路肩看度為2.0X2=4.0m, 土路肩寬度為0.75X2=1.5m,路面橫坡為2%, 土路肩橫坡為4%05.3 路拱橫坡為了迅速排除路面上的雨水，4三路面表面做成中間高、兩邊1圖5-2葉斤線型路拱I低的拱形，稱之

45、為路拱。路拱對排水有利，但對白車不利條墀栩I所產生的水平分 力增加了行車的不穩定性，同時也給乘客帶來遙52勺盤/峭舊在有冰、雪、水或潮濕路面上制動時，還會增加側向滑移的危險。為此，對路拱的橫向坡度在滿足橫 向排水的要求下，應盡量采用低值。本設計路段考慮行車道寬、路面類型及設計地區 的降雨量等方面的要求，設路拱橫坡為 2%,如圖5-2折線型。5.4 平曲線加寬及其過渡為保證曲線段行車的順適與安全，曲線段路面寬度應適當增加。如圖5-3圖5-3彎道加寬示意圖由標準規定，平曲線半徑等于或小于 250m時，應在平曲線內側加寬。本設 計中平曲線半徑為500m大于250m的規定值，所以可以不設曲線加寬。為了

46、使路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上的加寬寬度，需設置加寬緩和段 在加寬緩和段上，路面具有逐漸變化的寬度。5.5 軟土地基軟土地基主要是指天然含水量過大，脹縮性高，具有濕陷性，承載力低，在荷載 作用下容易產生滑動或固結沉降的土質地基，如軟土、泥沼、泥碳、濕陷性黃土、人 為垃圾、松散雜填土、膨脹土、海（湖）相沉積土等。路基直接填筑在這些地基上，往 往會因地基承載力不足，或在自然因素作用下產生過大的變形。因此，土木工程中， 地基加固極為重要，常是各種建筑物成敗關鍵。5.5.1 極限高度的計算本設計處于富饒的長江三角洲平原，土地資源珍貴，路基的高低對降低公路造價有著十分突出的意義。所以必須對填筑最大

47、高度有所限制。本設計路段有1.5m2.5m的亞粘土 “硬殼層”，當硬殼層厚度大于1.5m時，考慮其應力擴散，提高承載力，減 少地基沉降的效應。軟土的 Cu=12kPa ,設計中路堤邊坡采用 1:1.5,填土為黃色亞 粘土 r=19kN/m3,此時，路堤的極限高度可按下式計算：Hc=NsCk 0.5H（5-1）c sr式中，He一極限高度（m）;Ck一軟土的快剪黏聚力（kPa）； r 填土的容重（kN/m 3）;心一穩定因數，與邊坡角和深度因數nd =*立（式中H為填土高度，Hd為軟土厚度）有關。則路堤極限高度：e12Hc = Ns90.5H =5.6 0.5 1.5= 4.28 （m） r19

48、設安全系數取1.5時，最佳填土高度為2.9m,因考慮到實際困難，則可確定2.5m 為最佳填土高度。5.5.2 對地基處理的方法濕軟地基加固，規模大，造價高，應注重技術和經濟兩方面。同時，地基加固是 路基主體工程的一部分，要結合路基標高、斷面形式等方面綜合處治。高壓旋噴法 是利用高壓（2025MPa）射流的強度使漿液與土混和，從而在射流 影響的有效范圍內使土體速凝成一圓柱形的樁，樁徑達0.51.0m。本設計中主要采用的是旋噴水泥土樁處理方法。 樁徑取D=50cm,間距B=150cm, 且樁與樁之間的布置都是按照三角形的方式布置的。布樁時，一律采用15m樁長，樁徑、樁間距不變。5.6 橫斷面設計成

49、果路基設計表（見附錄B表8, 9, 10, 11）一般與超高路基橫斷面設計圖（見附錄圖冊圖號為08,09,10）軟土地基布置圖（見附錄圖冊圖號為11）第6章路面結構設計6.1 路面類型的確定6.1.1 路面類型的確定由于瀝青路面使用瀝青結合料，因而增強了礦料間的粘結力，提高了混合料的強 度和穩定性，使路面的使用質量和耐久性都得到提高。 與水泥混凝土路面相比，瀝青 路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養護維 修簡便、適宜于分期修建等優點，因而獲得越來越廣泛的應用。本段公路是高等級道 路，結合實際情況，選用瀝青混凝土路面。6.1.2 確定路基潮濕類型及土基回彈模量根

50、據公路自然區劃標準該地區屬于東南濕熱區，路基臨界高度參考值可知此 區是粘性土中濕狀態，臨界高度 H2 =1.21.3m,故土基屬中濕狀態，相對含水量 WX =0.6,取土基回彈模量 E0=30MPa。6.1.3 軸載分析表6-1交通組成表(m)紅巖 CQ30290621192雙輪組<3178日野KF300D40.75792雙輪組<3276解放CA34022.156.61雙輪組309黃海DD690561042雙輪組>3383東風CS93824702雙輪組>31024解放CA10B19.460.851雙輪組1675(1)路面設計以雙軸組單軸載100KN作為標準軸載，以設計彎

51、沉值為指標及驗算 瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次。軸載換算軸載換算采用如下計算公式：k 丁435軸載換算系數N = £ C1C2n1 't- I(6-1)u IP J式中，p一標準軸載，kN ;P一被換算車型的各級軸載，kN ；Ci 一軸載系數；C2一輪組系數；小一被換算車輛的各級軸載作用次數，次/日 軸載換算結果下表所示，表6-2軸載換算結果車型PiGC2Hi/ Pi、4.35 GC2Hi(-p)東風CS938后軸70.001130034.566前軸62.0016.4540155.212紅巖 CQ30290后軸119.0011540578.604前軸40.7516.412

52、083.238日野KF300D后軸79.002.21120399.634前軸56.0016.415053.084黃海DD690后軸104.002.21150125.013解放CA10B后軸56.601124025.082前軸22.1016.418019.709解放CA340后軸56.601118054.552N =CGNi尸 、4.33El1532.894<PJ注：軸載小于25kN的軸載作用不計。累計當量軸次計算根據設計規范，一級公路瀝青路面的設計年限為15年，四車道的車道系數 ”是(2)驗0.40.5取0.45,產8%,累計當量軸次：1（1 +' j -1 1 黑 3651（1 +0.1 15 -11父 365 黑 1532.9 父 0.45N e = -NF = - 7999638（次）0.1半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次軸載換算驗算半剛性基層層底拉應力的軸