PAGE摘要本設(shè)計為玉皇山風(fēng)景區(qū)旅游公路的初步設(shè)計。首先根據(jù)遠(yuǎn)景年交通量、所處地區(qū)的自然條件確定公路的技術(shù)等級和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。然后利用緯地軟件在平面圖中選定最優(yōu)的方案，對選定的方案進(jìn)行平面線形、縱斷面豎曲線、橫斷面設(shè)計，并繪制了線路平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖等。同時主要進(jìn)行了線路擋土墻的設(shè)計，擋土墻采用了重力式擋土墻，根據(jù)不同的路段采用路塹墻或路堤式擋土墻。根據(jù)線路道路等級、設(shè)計年限、載重次數(shù)結(jié)合公路所處地區(qū)所屬的自然區(qū)劃選用相應(yīng)的指標(biāo)對路面進(jìn)行了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，本線路采用水泥混凝土路面。最后進(jìn)行了擋土墻和交通安全設(shè)施的設(shè)計。關(guān)鍵詞：線形設(shè)計路面擋土墻安全設(shè)施AbstractThedesignisapreliminarydesignofsecnichignwayforYuHuangshan.First,accordingtothevisionoftrafficlocalnaturalconditionsdeteminetheroadtechnicallevelandthecorrespondingtechnicalspecification.ThenusetheHintCADtoselectthebestprogramoffloorplan.Forselectedprogramwedidthehorizontalalignmentverticalsectionofverticalcurvecross-sectionaldesign.Anddrawalineplan,longitudinalsectioncross-sectionaldiagrams.Mainlyforthelineatthesametimeretainingwalldesign,retainingwallsusingaweightretainingwall,accordingtothedifferentsectionsofthewallbycuttingorembankmentretainingwall.Accordingtolinetheroadlevel,thedesignservicelife,loadtimeswithroadareabelongstothenaturaldivisioninwhichthecorrespondingindicatorsusedforthestructuraldesignoftheroad,theroutetheroadwithasphaltgravelmixture.Finally,Finally,aretainingwallandtrafficsafetyfacilitiesdesign.Keywords:AlignmentDesignPavementRetaningwallSafetyfacilities PAGEIV目錄TOC\o"1-3"\u第1章緒論 11.1概述 11.1.1緒言 11.1.2設(shè)計原始資料 11.2設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 21.3道路等級的確定 21.3.1確定道路技術(shù)等級 21.3.2確定線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 2第2章選線與定線 42.1選線原則 42.1.1總體原則 42.1.2山嶺重丘區(qū)選線 42.2方案擬定 42.2.1方案比選 52.2.2平曲線基本樁號計算 62.2.3土石方計算 7第3章平面設(shè)計 93.1直線 93.1.1直線長度的確定 93.2平面直線設(shè)計原則 93.3平曲線的設(shè)計 93.3.1曲線半徑 93.3.2緩和曲線 103.4曲線的超高 123.4.1超高的作用 123.4.2超高的確定 123.4.3超高的計算 133.4.4超高緩和段 133.5平曲線加寬設(shè)計 153.6平面視距 153.6.1平面視距的檢查方法與原理 163.6.2彎道視距的圖解法檢查 163.7平面線形要素的組合 173.8逐樁坐標(biāo)計算 183.8.1直線上中樁坐標(biāo)的計算 183.8.2設(shè)緩和曲線單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計算 193.9平面設(shè)計成果 20第4章縱斷面設(shè)計 214.1縱斷面設(shè)計的一般要求 214.2縱斷面控制點設(shè)計 214.3設(shè)計高程的確定 214.4縱坡基本參數(shù)確定 224.4.1縱坡設(shè)計的一般要求 224.4.2最大縱坡最小縱坡的確定 224.4.3坡長限制 224.4.4合成坡度 234.5豎曲線設(shè)計 234.5.1豎曲線設(shè)計要求 234.5.2豎曲線要素 234.5.3豎曲線標(biāo)高計算 244.6平縱線形的組合設(shè)計及視覺分析 254.6.1平、縱組合的設(shè)計原則 254.6.2平、縱組合的基本要求 264.6.3視覺分析及平、縱線形組合設(shè)計 264.7繪制縱斷面圖 26第5章橫斷面及路基設(shè)計 275.1概述 275.2路基橫斷面設(shè)計內(nèi)容 275.3道路排水設(shè)計 285.3.1邊溝設(shè)計 285.3.2截水溝設(shè)計 285.3.3排水溝設(shè)計 285.4橫坡 285.5加寬及過渡 295.5.1加寬及作用 295.5.2全加寬值的確定 295.5.3加寬過渡段的確定 305.5.4加寬過渡段的加寬值計算 305.6橫斷面設(shè)計成果 31第6章路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 326.1路面類型的確定 326.1.1路面類型的確定 326.1.2軸載分析 326.1.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取 346.2路面設(shè)計計算 346.2.1擬定路面組合結(jié)構(gòu)形式及材料選取 346.2.2按容許彎沉計算路面厚度 356.2.3石灰土層的確定 356.3路面設(shè)計成果 36第7章?lián)跬翂Φ脑O(shè)計 377.1擋土墻的類型選擇 377.2擋土墻設(shè)計 377.2.1設(shè)計尺寸 377.2.2驗算結(jié)果 38第8章交通安全設(shè)施設(shè)計 428.1概述 428.2規(guī)劃原則 428.3混凝土護(hù)欄 428.4標(biāo)志標(biāo)線 428.5交通安全設(shè)施設(shè)計成果 43參考文獻(xiàn) 44結(jié)論 45致謝 46附錄A外文翻譯資料 47A.1英文 47A.2譯文 52附錄B圖紙及附表 56石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGE39第1章緒論1.1概述玉皇山位于西湖南面，海拔二百多米，史稱“萬山之祖”?！坝窕曙w云”被評為新西湖十景之一。山上自然景觀與人文景觀薈萃，有六十四景之稱。山腰有紫來洞、七星亭以及慈云洞、五代石刻等景點。由于玉皇山是杭州市主要的觀光旅游的景點，每年到玉皇山觀光的游客約為到杭州旅游人數(shù)的四分之一還多，為了適應(yīng)旅游人口不斷增長和緩解交通需要，修建此條道路具有十分重要的政治意義，對杭州市的旅游事業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，此外，玉皇山道路的建成，能夠完善和提高城市道路網(wǎng)的功能，對提高道路的通行能力，緩解交通擁擠起著重要的作用。1.1.1緒言玉皇山頂?shù)闹車撬膫€山脊，沿七星亭東北方向有慈云嶺等四個山峰和三個埡口，而沿線路的航空方向又有山谷，山峰相間，地形起伏較大，山高坡陡，溝深谷窄而在地質(zhì)方面地表僅有50～150cm厚的黃色亞粘土，其下均為石英砂巖，是典型的重丘區(qū)。從閘口水泥廠出來有一條上山的小路，山勢較陡，順山勢做成臺階，便于登攀，沿航空線右側(cè)50m處有景點：七星亭、紫來洞。在設(shè)計中線路為三級公路的某一段，起點為七星亭，終點為玉皇山頂。在1:2000的平面圖上,量得起始點間距離為640m，兩者間的相對高差為200m，自然坡度為17°21′14″，屬于山嶺重丘區(qū)地形。1.1.2設(shè)計原始資料(1)交通量資料實測交通量資料：玉皇山頂平面寬40m，長為100m，一次可接納游客1000人，每天游覽人次12000人次，主要以步行(30%)，乘車(70%)為主，其中所乘車輛為小客車、貨車、面包車及載重車。(2)工程地質(zhì)情況地層構(gòu)造屬沉積巖類，地層巖石構(gòu)造為石英砂巖，其強度較高，不易風(fēng)化覆蓋層約0.5～1.5m左右，為棕黃色亞粘土，質(zhì)地較純，并夾石英碎屑，向下逐漸過渡為石英砂巖，區(qū)域內(nèi)地層發(fā)育良好。比例1:2000。等高線間距為10m。氣候為溫暖濕潤的亞熱帶季候風(fēng)氣候，全年平均溫度在16℃～19℃，杭州氣溫1月份最低為4℃左右，杭州全年溫和多雨，平均降水量142mm左右。1.2設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)《道路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》(GB50162-92)《公路排水設(shè)計規(guī)范》(JTJ018-97)《公路線路設(shè)計規(guī)范》(JTGD20-2006)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30-2004)《公路自然區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ003-86)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2002)1.3道路等級的確定1.3.1確定道路技術(shù)等級由《規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定:畜力車、人力車、自行車等非機動車在設(shè)計交通量換算中按路側(cè)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(dāng)量。由《標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》中規(guī)定:三級公路設(shè)計交通量按15年預(yù)測。交通當(dāng)量年平均增長率按12%計，以小客車為標(biāo)準(zhǔn)車，小客車載人40人/輛。初始年交通量：年平均日交通量：輛/日設(shè)計遠(yuǎn)景年限交通量：輛/日由規(guī)范可知，該路為三級公路，結(jié)合自然地形條件設(shè)計車速為30km/h。1.3.2確定線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》確定該道路為雙車道三級公路，設(shè)計車速為30km/h。其在山嶺區(qū)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)公路等級三級公路設(shè)計為三級公路。(2)建筑限界設(shè)計數(shù)據(jù)路基寬度：7.5m設(shè)計行車速度：30km/h行車道寬度:3.25m一般最小半徑：65m極限最小半徑：30m緩和曲線最小長度：25m豎曲線最小長度：25m一般最小半徑：400m極限最小半徑:250m一般最小半徑：400m極限最小半徑：250m停車視距:30m會車視距：60m超車視距：150m最大縱坡：8%(3)路線1)三級公路路基寬度7.5m，行車道寬度為3.25m。2)三級公路整體式斷面土路肩寬度為0.5m。第2章選線與定線2.1選線原則2.1.1總體原則(1)針對路線所經(jīng)地域的生態(tài)環(huán)境、地形、地質(zhì)的特性與差異按擬定的各控制點由面到帶由帶到線，由淺到深、由輪廓到具體，進(jìn)行比較優(yōu)化論證。同一起終點的路段內(nèi)有多個可行路線方案時，應(yīng)對各設(shè)計方案進(jìn)行同深度的比較。(2)選線應(yīng)同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，注意盡量地不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或經(jīng)濟林園(如橡膠林、茶林、果園)等。(3)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，并同當(dāng)?shù)刈匀痪坝^相協(xié)調(diào)。(4)路線設(shè)計是立體線性設(shè)計，在選線時應(yīng)考慮平、縱、橫面相互間的組合與合理配合。(5)路線設(shè)計應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，使工程數(shù)量最小、造價低、營運費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不宜輕易采用低限指標(biāo)，也不應(yīng)片面追求高指標(biāo)2.1.2山嶺重丘區(qū)選線山嶺地區(qū)山水相隔，山巒重疊，山高坡陡，谷深流急，地形曲折復(fù)雜，但山脈水系較為清晰，這就給山嶺區(qū)選線指明了方向：不是順山沿水，就是橫越山嶺。按路線通過的部位和地形特征，又可分為越嶺線、沿河(溪)線、山脊線和山坡線(山腰線)。因為山嶺自然坡度大于路線許可的最大縱坡，路線需要克服較大的高差，所以本次設(shè)計采用越嶺線。為了解決高差問題，也可以采用山腰線。因此本次設(shè)計中，起主導(dǎo)作用的是縱斷面設(shè)計，其次是橫斷面和平面。2.2方案擬定由已經(jīng)確定的道路等級和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在原始設(shè)計交通量資料、所在地區(qū)的氣候、土壤、地質(zhì)、水文等資料和現(xiàn)有地形、地物分布圖資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)判斷分析，線路走向如下所述。線路走向：從玉皇宮右下角出發(fā)，沿大車路與河流的中間地帶向上而行，逐漸向大車路靠攏。經(jīng)潛云洞沿等高線盤旋而上，通過七星亭、紫來洞，繼續(xù)上行直至終點玉皇山山頂。2.2.1方案比選(1)方案比選圖方案比選圖見圖2-1圖2-1方案比選圖(2)方案比選比選指標(biāo)有:1、線路長度2、沿途景點3、工程量4、技術(shù)難度具體比選指標(biāo)見表2-1：表2-1方案比選指標(biāo)數(shù)據(jù)表方案序號路線長度(km)沿線景點是否全面土石方量()豎曲線占線路百分比(%)最大縱坡(%)14.937全面200036.5747.74324.810全面200025.3877.637通過比選，方案一線路長度較方案二要長，在沿途景點與工程量方面，兩個方案相同，但是對于技術(shù)難度，方案二顯然要比方案一可取，故而我選取方案二作為最終的方案。2.2.2平曲線基本樁號計算根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》，山嶺重丘區(qū)三級公路當(dāng)設(shè)計車速為30km/h時，取緩和曲線長度為，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。設(shè)計方案：取任取交點進(jìn)行分析計算。根據(jù)處地形地物具體特點，取半徑R=100m，由直曲轉(zhuǎn)角表得出轉(zhuǎn)向角由《道路勘測設(shè)計》知識計算下列各要素。JD處里程K2+408.317，則JD處平曲線各主點要素計算如下：確定各主點的里程：ZH2+228.955++40_________________________________HY2+268.955+21.16_____________________________QZ2+290.155+(+21.16_____________________________YH2+311.275++40_____________________________HZ2+351.2752.2.3土石方計算為簡化計算，將地面視為水平面。此設(shè)計地形為山嶺重丘區(qū)，路基為填方或挖方，設(shè)邊坡為1：1.5，一般路段路基寬度為7.5m，典型填方斷面如圖2-2：圖2-2路基斷面示意圖如果相鄰兩斷面面積大小相近，則可以假定斷面之間為一棱柱，其體積計算公式為：(2-1)式中，——體積，土石方數(shù)量()，——相鄰兩斷面之間的距離，、——分別為相鄰兩斷面的面積。若相鄰兩斷面面積相差較大，則棱臺更為接近，計算公式如下：式中，，其中，土石方計算不再詳述，計算結(jié)果見附錄B附表3第3章平面設(shè)計3.1直線3.1.1直線長度的確定關(guān)于直線的最大長度與最小長度應(yīng)有所限制，從理論上求解是非常困難的，主要應(yīng)根據(jù)駕駛員的視覺反應(yīng)及心理上的承受能力來確定。(1)直線的最大長度據(jù)國外資料介紹，對于設(shè)計速度大于60km/h的公路，最大直線長度為以汽車按設(shè)計速度行駛70s左右的距離控制，一般直線路段的最大長度(以m計)應(yīng)控制在設(shè)計速度(以km/h計)的20倍為宜。本設(shè)計V=30km/h,=20V=600m，本設(shè)計符合要求。(2)直線的最小長度同向曲線間的直線最小長度以不小于設(shè)計速度的6倍為宜，反向曲線間的最小直線長度以不小于設(shè)計速度的2倍為宜。曲線間的直線最小長度還應(yīng)滿足超高漸變段的長度要求。此設(shè)計采用基本型曲線，即曲線兩端設(shè)有緩和曲線，本設(shè)計由于地形比較惡劣，所以有些路線的直線長度小于最小直線長度。3.2平面直線設(shè)計原則(1)首先考慮的不是在平面線形上盡量多采用直線，或者必須是由連續(xù)曲線所構(gòu)成，而是必須采用與自然地形、地物相協(xié)調(diào)的線形。(2)結(jié)合駕駛員視覺、心理，合理設(shè)計線路的直曲線的長度。(3)保持線形的連貫性、美觀性。(4)嚴(yán)格控制設(shè)計數(shù)據(jù)必須在技術(shù)指標(biāo)之內(nèi)。3.3平曲線的設(shè)計3.3.1曲線半徑本設(shè)計給出了圓曲線最小半徑的兩種值，即“一般值”、“極限值”，一般最小半徑為65m，極限最小半徑為30m，公路線形設(shè)計時應(yīng)根據(jù)沿線地形情況盡量使用較大半徑。在不得以情況下方可使用“極限值”，當(dāng)?shù)匦螚l件允許時盡量采用大于圓曲線最小半徑的“一般值”。3.3.2緩和曲線(1)緩和曲線的作用1)曲線連續(xù)變化，符合車輛行駛軌跡汽車在轉(zhuǎn)彎行駛的過程中，存在一條曲率連續(xù)變化的軌跡線，它的形式和長度則隨行駛速度、曲率半徑及司機轉(zhuǎn)動方向盤的快慢而定。在低速行駛時，司機尚可利用路面的富余寬度在一定程度上把汽車保持在車道范圍之內(nèi)，緩和曲線似乎沒有必要。但在高速行駛或曲率急變時，汽車則有可能超越自己的車道駛出一條很長的過渡性的軌跡線。從安全的角度出發(fā)，有必要設(shè)置一條駕駛者易于遵循的路線，使車輛在進(jìn)入或離開圓曲線時不致侵入臨近的車道。2)離心加速度逐漸變化，旅客感覺舒適汽車行駛在曲線上產(chǎn)生離心力，離心力的大小與曲線的曲率成正比。汽車由直線駛?cè)雸A曲線或由圓曲線駛?cè)胫本€，由于曲率的突變會使乘客有不舒適的感覺。所以應(yīng)在曲率不同的兩曲線之間設(shè)置一條過渡性的曲線以緩和離心加速度的變化。3)超高橫坡度和加寬逐漸變化，行車更加平穩(wěn)行車道從直線上的雙坡斷面過渡到圓曲線上的單坡斷面和由直線上的正常寬度過渡到圓曲線上的加寬寬度，一般情況下是在緩和曲線長度內(nèi)完成。為減少車輛顛簸，并保證路容的美觀，設(shè)置一定長度的緩和曲線也是必要的。4)與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀圓曲線與直線徑向連接，在連接處曲率突變，在視覺上有不平順的感覺(2)緩和曲線的長度及計算公式圖3-1基本型平曲線《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:設(shè)計速度為30km/h的三級公路，緩和曲線的最小長度為=30m。我們的設(shè)計符合規(guī)定。帶有緩和曲線的圓曲線如圖3-1所示，設(shè)計路線是基本型平曲線。1)要素計算公式其要素的計算公式如下：(3-1a)(3-1b)(3-1c)(3-1d)(3-1e)(3-1f)(3-1g)(3-1h)式中，——總切線長(m)；——總曲線長(m)；——外距(m)；——校正數(shù)(m)；——主曲線半徑(m)；——路線轉(zhuǎn)角(°)；——緩和曲線終點處的緩和曲線角(°)；——緩和曲線切線增值(m)；——設(shè)緩和曲線后主曲線的內(nèi)移值(m)；——緩和曲線長度(m)；——平曲線中圓曲線長度(m)。2)緩和曲線最小理論長度(3-2)我國采用t=3s，當(dāng)設(shè)計行車速度為30km/h時，緩和曲線最小長度為：取，符合《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTGD20-2006)要求。取緩和曲線的平曲線的計算：已知：ls=30m；α=26.41°；R=100m可求得：β0=8.59；q=15.00m；p=0.38m；Ts=38.54m；Ls=76.10m；Ly=16.10m；Es=3.10m；Js=0.99m3)直線曲線及轉(zhuǎn)角表直線曲線及轉(zhuǎn)角表是路線平面設(shè)計的重要依據(jù)之一，它反映了公路平面線形設(shè)計的成果和數(shù)據(jù)，是施工線和復(fù)測的主要依據(jù)。表中應(yīng)列出交點號，轉(zhuǎn)角曲線各要素值，曲線主點樁號，直線長，計算方位角等。線路直曲轉(zhuǎn)角表見附錄B表1。3.4曲線的超高3.4.1超高的作用由于此次設(shè)計的地段地形惡劣，采用的圓曲線半徑基本上都小于不設(shè)超高的最小半徑。當(dāng)圓曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時，汽車在圓曲線上行駛時受到橫向力可能使汽車產(chǎn)生滑移或傾覆。為了使汽車能安全、穩(wěn)定、滿足設(shè)計速度和經(jīng)濟、舒適地通過圓曲線，必須將圓曲線部分的路面做成向內(nèi)側(cè)傾斜的超高橫坡度。其目的是為了讓汽車在圓曲線上行駛時能獲得一個向圓曲線內(nèi)側(cè)的橫向分力，以克服離心力，減小橫向力。由于從圓曲線起點至圓曲線的終點的半徑不變，所以在30km/h的速度下，其離心力是不變的，所以圓曲線上的超高是個定值，這個定值被稱為該圓曲線的全超高橫坡度。3.4.2超高的確定理論公式：(3-3)式中，V——設(shè)計速度(km/h)；R——圓曲線半徑(m)；——橫向力系數(shù)。根據(jù)調(diào)查研究，車輛的行駛速度是駕駛員根據(jù)路況和環(huán)境情況的判斷而采用的。在現(xiàn)代道路上，85%～90%的車輛低于設(shè)計車速。10%～15%的車輛超出設(shè)計速度。在設(shè)計速度較高的道理上，實際車速低于設(shè)計車速的更多些。因此計算出的超高度往往過大，所以不能只根據(jù)公式計算值確定超高度。因此《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)規(guī)定，高速公路、一級公路的超高橫坡度不應(yīng)大于10%，其它各級公路不應(yīng)大于8%，在積雪冰凍地區(qū)，最大超高橫坡不宜大于6%。當(dāng)超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應(yīng)設(shè)置等于路拱坡度的超高。結(jié)合路段地形特點及規(guī)范要求，該設(shè)計路段最大超高橫坡6%，路拱坡度1.5%。3.4.3超高的計算(1)交點處超高的計算由式(3-2)得：式中，——橫向力系數(shù)取=0.02333.4.4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，有一個逐漸變化的過渡路段，這一逐漸變化的過渡路段稱為超高緩和段。超高緩和段長：(3－4)式中，Lc雙車道公路的超高緩和段長度(m)；B旋轉(zhuǎn)軸至行車道(設(shè)路緣帶時為路緣帶)外側(cè)的寬度(m)；i-超高橫坡與路拱橫坡的代數(shù)差(%)；p超高漸變率。代入數(shù)據(jù)得： =超高緩和段實際計算值應(yīng)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和緩和曲線的長度為40m，因此超高緩和段實際計算值應(yīng)取為40m。繞路面內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)各特征點超高值計算式見表3-1。超高過渡方式圖見圖3-2。表3-1繞路面內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)各特征點超高值計算式超高值計算公式備注均與設(shè)計標(biāo)高相比較表中公式各參數(shù)意義如下：——路面寬度；——路肩寬度；——路拱坡度；——超高橫坡度；——路肩坡度；——超高緩和段長度；——路肩坡度由變?yōu)樗枰木嚯x，一般可取1.0m；——與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離；——超高緩和段中任意一點至起點的距離；——路肩外緣最大抬高值；——路中線最大抬高值；——路基內(nèi)線最大降低值；——距離處外緣值；——距離處路中心線抬值；——距離處路基內(nèi)緣降低值；——距離處路面加寬值。方式如圖3-2：圖3-2超高過渡方式設(shè)計路段各樁號的橫斷面上各主要標(biāo)高點計算結(jié)果見路基設(shè)計表附表3。3.5平曲線加寬設(shè)計汽車在曲線路段上行駛時，靠近曲線內(nèi)側(cè)后輪行駛的曲線半徑最小，靠曲線外側(cè)的前輪行駛的曲線半徑最大。為適應(yīng)汽車在平曲線上行駛時后輪軌跡偏向曲線內(nèi)側(cè)的需要，在平曲線內(nèi)側(cè)相應(yīng)增加的路面、路基寬度稱為曲線加寬(又稱彎道加寬)。汽車在曲線上行駛，其行駛的軌跡并不完全與理論行駛軌跡相吻合，而具有一定的擺動偏移，故需要路面加寬彌補，以策安全。加寬的示意圖如圖3-3。圖3-3加寬示意圖《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)規(guī)定，平曲線半徑小于等于250m，應(yīng)在曲線內(nèi)側(cè)加寬。由于本設(shè)計路段多處路段半徑小于250m時，所以需要加寬，加寬值可查《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTGD20-2006)。3.6平面視距《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)規(guī)定公路的設(shè)計視距應(yīng)滿足會車視距的要求，其長度不小于停車視距的兩倍。工程特殊困難或受其它條件限制的地段可采用停車視距，但必須采取分車道行駛措施。此路段的曲線路段在山嶺重丘區(qū)，工程有實際困難，因此我們在設(shè)計時考慮實際困難和工程量的原因取設(shè)計停車視距為S=30m。車輛在彎道上行駛時視點的運動軌跡為：(3-5)式中，R——圓曲線半徑(m)；B——路面寬度(m)。設(shè)駕駛員座位距未加寬時路面內(nèi)邊緣的水平距離為1.5m。3.6.1平面視距的檢查方法與原理首先，計算出保證視距所需的最大橫凈距h，其次，計算實際條件下所提供的通視的橫凈距。當(dāng)h≤h，設(shè)計視距可以得到保證；當(dāng)h>，則應(yīng)清除障礙物，以滿足h≤。3.6.2彎道視距的圖解法檢查汽車在彎道上行駛時，彎道內(nèi)側(cè)樹木、路塹邊坡及建筑物等可能會阻擋行車視線，要保證汽車的平面視距，必須清除彎道內(nèi)側(cè)一定范圍內(nèi)的障礙物。用繪圖方法確定清除障礙物范圍，稱為視距包絡(luò)圖，如3-4圖所示圖3-4視距包絡(luò)圖視距包絡(luò)圖的作圖步驟如下：(1)按比例畫出彎道平面圖，在圖上示出路面兩邊邊緣(包括路面加寬在內(nèi))、路基邊緣線(包括路基加寬在內(nèi))、路中線及距加寬前路面內(nèi)側(cè)邊緣1.5m的行車軌跡線(有緩和曲線時也應(yīng)按緩和曲線形式畫出汽車軌跡線)；(2)由平曲線的起、終點向直線段方向沿軌跡線量取設(shè)計視距S長度，定出O點(或?qū)ΨQO'點)；(3)從O點向平曲線方向沿軌跡線把O至曲線中點的軌跡距離分成若干等份(一般分10等份)，得1、2、3、…各點或?qū)ΨQ1、2、3、…；(4)從0、1、2、3、…分別沿軌跡方向量去設(shè)計視距S，定出各相應(yīng)點0′、1′、2′、3′…，則0—0′；1—1′；2—2′；3—3′…和對稱的0—0′；1—1′；2—2′；3—3′…，都在軌跡線上滿足設(shè)計視距S的要求。(5)用直線分別連對稱的線段，各線段互相交叉。(6)用曲線板內(nèi)切與各交叉的線段，畫出內(nèi)切曲線，這條內(nèi)切曲線就是視距包絡(luò)線。(7)視距包絡(luò)線兩端與障礙線相交，在視距包絡(luò)線與障礙線之間的部分，就是應(yīng)該清除障礙物的范圍。通過對視距的檢查可知本設(shè)計路段視距滿足要求。3.7平面線形要素的組合平面線型由直線、圓曲線和緩和曲線三種基本線型要素，它們可以組成多種形式。就公路平面線型設(shè)計而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和復(fù)合型。本設(shè)計主要采用了基本平面線型?；拘桶粗本€—回旋線—圓曲線—回旋線—直線的順序組合?；拘停喊粗本€—緩和曲線()—圓曲線—緩和曲線()—直線的順序組合而成的形式，兩回旋參數(shù)相等。見圖3-5。即=，成為對稱基本型。A值的選擇使回旋曲線—圓曲線—回旋曲線的長度之比為：150:303:150，滿足要求。并且注意設(shè)置。基本型平曲線的幾何條件圖3-5基本型(3-6)式中，——路線轉(zhuǎn)角；(°)——緩和曲線轉(zhuǎn)角；(°)已知：=；因此，滿足基本型平曲線的幾何條件。3.8逐樁坐標(biāo)計算逐樁坐標(biāo)表是公路平面設(shè)計成果組成之一，是道路中線放樣的重要資料。公路的線形指標(biāo)高，表現(xiàn)在平面上是圓曲線半徑較大，緩和曲線較長，在測設(shè)和放樣時須采用坐標(biāo)法，方能保證其測量精度。逐樁坐標(biāo)即各個中樁坐標(biāo)，其計算和測量方法，是按從整體到局部的原則進(jìn)行的。3.8.1直線上中樁坐標(biāo)的計算如圖3-6所示：設(shè)交點坐標(biāo)為JD(,),交點相鄰直線的方位角分別為和，則ZH點的坐標(biāo)：圖3-6中樁坐標(biāo)示意圖(3-9)(3-10)HZ點坐標(biāo)：(3-11)(3-12)設(shè)直線上加樁里程為L，ZH，HZ表示曲線的起，終點里程，則直線上任意點坐標(biāo)(LZH)：(3-13)(3-14)3.8.2設(shè)緩和曲線單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計算曲線上任意點的切線橫距(3-15)式中，——緩和曲線上任意點至ZH點的曲線長；——緩和曲線長度；R——圓曲線半徑；——轉(zhuǎn)角符號,右偏為“+”左偏為“－”。(1)第一段緩和曲線(ZH—HY)任意點坐標(biāo)(3-16)(3-17)(2)圓曲線內(nèi)任意點坐標(biāo)由HY—YH時：(3-18)(3-19)式中，——圓曲線內(nèi)任意點至YH點的曲線長。(3)第二段緩和曲線(HZ—YH)任意點坐標(biāo)(3-20)(3-21)式中，—第二緩和曲線內(nèi)任意點至HZ點的曲線長。由上面的公式計算得路段(K0+920—K1+083.524)的坐標(biāo)如表3-2所示。表3-2逐樁坐標(biāo)計算結(jié)果表樁號XYK0+92032204.3266524594.56683K0+94032208.2919424574.96386K0+96032212.2572224555.36089K0+975.92032215.4135124539.75731K0+98032216.2211224535.75763K1+00032219.9020724516.10037K1+015.92032222.0302324511.32639K1+02032222.3944724496.26235K1+04032222.9778427476.27920K1+06032221.5633124456.33764K1+08032218.1650124436.63692K1+083.52432212.9060524417.346783.9平面設(shè)計成果(1)直線曲線轉(zhuǎn)角表(見附錄B表1)(2)路基超高加寬表(見附錄B表7)(3)逐樁坐標(biāo)表(見附錄B表2)(4)線路平面設(shè)計圖(見附錄B圖1、2)第4章縱斷面設(shè)計本次縱斷面設(shè)計中采用適宜的縱坡，平均縱坡4%，符合規(guī)范要求。設(shè)計中最大縱坡為7.63%，小于最大縱坡8%，符合規(guī)范要求。路基按25年一遇設(shè)計洪水位的要求，確保路基處于干燥和中濕狀態(tài)。此次設(shè)計最小豎曲線長度為29.7m大于最小豎曲線長度25m，符合規(guī)范要求。此外，所選用的半徑還滿足行車視距的要求，豎曲線的縱坡采用0.3%以保證排水要求。4.1縱斷面設(shè)計的一般要求縱斷面設(shè)計目的是為了保證行車的平順，安全并且要保證路基、路面及其相關(guān)構(gòu)造物的穩(wěn)定性。縱斷面線形設(shè)計應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求:(1)從行車安全角度考慮，縱坡的坡度不宜過陡；(2)從排水角度考慮，縱坡的坡度又不能過緩，以免影響正常排水要求，并且《規(guī)范》對最大坡度、最小坡度、最大坡長與最小坡長都有明確的規(guī)定4.2縱斷面控制點設(shè)計在確定標(biāo)高控制點時，主要考慮了以下幾點：(1)路基最小填土高度的要求，設(shè)計時填土應(yīng)盡可能高于最小填土高度；(2)應(yīng)保證道路有一定的縱坡，以便保證排水的要求，必要時縱坡盡可能的放大些；(3)滿足通道凈空的要求。4.3設(shè)計高程的確定參考“路基臨界高度參考值”表，查得：，，。——路基干燥狀態(tài)下的臨界高度 ——路基中濕狀態(tài)下的臨界高度——路基潮濕狀態(tài)下的臨界高度假定路面的高度=0.6m，根據(jù)自然區(qū)的劃分，設(shè)計中填方最小高度用下式計算(4-1)由式(4-1)求得：4.4縱坡基本參數(shù)確定4.4.1縱坡設(shè)計的一般要求(1)縱坡設(shè)計必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，一般不輕易使用極限值。(2)縱坡應(yīng)力平緩，避免連續(xù)陡坡，過長陡坡和反坡。(3)縱斷面線形應(yīng)連續(xù)、平順、均衡，并重視平縱面線形的組合。4.4.2最大縱坡最小縱坡的確定不同道路等級對設(shè)計速度的要求不同，而汽車所爬行的坡度與行駛速度成反比。為保證各級道路的設(shè)計速度，設(shè)計時應(yīng)提供與道路等級相適應(yīng)的縱坡。(1)最大縱坡8%、9%，適合于設(shè)計速度為30km/h的三級公路和設(shè)計速度為20km/h的四級公路。本設(shè)計為設(shè)計速度為30km/h的三級公路，所以最大縱坡為8%。(2)最小縱坡對于挖方路段、設(shè)置邊溝的低填方路段和橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡。4.4.3坡長限制(1)最大坡長《規(guī)范》規(guī)定，各級公路設(shè)計不同縱坡時最大坡長不同。設(shè)計速度為30km/h，縱坡坡度為5%時，最大坡長為900m；縱坡坡度為6%時，最大坡長為700m；縱坡坡度為7%時，最大坡長為500m；縱坡坡度為8%時，最大坡長300m。(2)最小坡長《規(guī)范》要求，設(shè)計速度為30km/h時，公路最小坡長一般值為130m，最小值是100m。(3)緩和坡長《規(guī)范》要求，當(dāng)連續(xù)的縱坡大于5%，應(yīng)在期間設(shè)置不大于3%的緩和坡段，其長度應(yīng)符合最小坡長要求。4.4.4合成坡度合成坡度是指由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的坡度，其方向為流水線方向。合成坡度用符號I表示，其值可用下式計算(4-2)式中，——合成坡度(%)；——超高橫坡度或路拱橫坡度(%)；——路線設(shè)計縱坡坡度(%)。本設(shè)計最大縱坡8%，超高橫坡5%，按上述公式計算：《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)中規(guī)定的最大合成坡度為：設(shè)計速度為30km/h時，不超過10%。根據(jù)計算結(jié)果得到的合成坡度符合設(shè)計要求。4.5豎曲線設(shè)計4.5.1豎曲線設(shè)計要求(1)宜選用較大的豎曲線半徑。豎曲線設(shè)計，首先確定合適的半徑。在不過分增加工程量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑，一般都應(yīng)采用大于豎曲線一般最小半徑的數(shù)值，特別是前后兩相鄰縱坡的代數(shù)差小時，豎曲線更應(yīng)該采用大半徑，以利于視覺和路容美觀。只有當(dāng)?shù)匦蜗拗苹蚱渌厥饫щy不得已時才允許采用極限最小半徑。(2)同向曲線間應(yīng)避免“斷背曲線”，同向豎曲線，特別是同向凹形豎曲線間如直線坡段不長，應(yīng)合并為單曲線后復(fù)曲線。(3)反向曲線間，一般由直坡段聯(lián)系，亦可以相互直接聯(lián)系。反向豎曲線間設(shè)置一段直坡段，直坡段長度一般小于計算行車速度行駛3s的行程長度。如受條件限制也可相互直接連接，后插入短直線。(4)應(yīng)滿足排水要求。4.5.2豎曲線要素豎曲線是為保證行車舒適平順，安全，視距良好及滿足平豎曲線組合的要求而在變坡點處設(shè)置的曲線。豎曲線要素如圖4-1：變坡角(4-3)曲線長(4-4)豎距(4-5)切線長(4-6)外距(4-7)圖4-1豎曲線要素圖4.5.3豎曲線標(biāo)高計算本設(shè)計路段變坡點里程樁號為K1+630，高程為97.17m，坡度，。《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)規(guī)定，豎曲線最小半徑R=250m，本設(shè)計豎曲線半徑取R=4000m。%所以該豎曲線為凹形豎曲線。曲線長(滿足最小長度要求)切線長外距(1)計算設(shè)計高程：豎曲線起點樁號=豎曲線起點高程豎曲線終點樁號=K2+560.000+T=K2+695.000m豎曲線終點高程=168.188+=178.502m(2)豎曲線任意點高程1)計算切線高程(4-8)式中凸形豎曲線用“－”，凹形用“+”。2)計算設(shè)計高程(4-9)式中凸形豎曲線用“－”，凹形用“+”。豎曲線標(biāo)高計算結(jié)果見表4-1：表4-1豎曲線標(biāo)高計算表樁號切線高程標(biāo)高改正值豎曲線設(shè)計高程備注K4+080.134188.3550.000188.355起點K4+100.000188.7940.027188.821K4+110.000189.6090.223189.832中點K4+120.000190.3270.987191.314K4+139.866191.7550.000191.755終點4.6平縱線形的組合設(shè)計及視覺分析4.6.1平、縱組合的設(shè)計原則(1)平、縱線形的合理組合設(shè)計，應(yīng)保持線形在視覺上的連續(xù)性，能自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，使之在高速行駛情況下，能安全舒適地行車。為此，要避免在視線所及的路段內(nèi)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折、錯位、突變、遮斷等不好的線形。在視覺上能否自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，并保持線形在視覺上的連續(xù)性，是衡量平、縱面線形組合的最基本也是最重要的指標(biāo)。(2)平、縱面線形設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持協(xié)調(diào)。這不僅關(guān)系到線形的順適，而且與工程運營經(jīng)濟也有重要關(guān)系。在保證有足夠視距的前提下，對于高速公路、一級公路和平原微丘區(qū)的二級公路，駕駛員在任一點上所能看到前方平面線形彎曲一般不應(yīng)超過兩個，縱面線形起伏不應(yīng)超過三個。這里指的是在困難地形時的最低要求，如低于這個要求，線形的連續(xù)性、均衡性就會明顯下降。(3)選用恰當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全，這是良好線形的必要條件。設(shè)計時要注意縱坡不要接近水平縱坡(即縱坡在0.3％以下)狀態(tài)，也應(yīng)避免形成合成坡度過大的線形。因為合成坡度過小，路面排水遲緩和滯水，妨礙汽車高速行駛；合成坡度過大，妨礙行車安全和容易發(fā)生事故，特別是在積雪嚴(yán)寒冰凍地區(qū)危險性更大。(4)平、縱組合設(shè)計應(yīng)注意線形與自然環(huán)境和景觀的配合與協(xié)調(diào)。優(yōu)美的線形景觀，可以起到賞心悅目的作用，減輕調(diào)整駕駛的疲勞感，合理的景觀設(shè)計還能起誘導(dǎo)視線的作用。4.6.2平、縱組合的基本要求(1)平曲線與豎曲線重合時，平曲線應(yīng)稍長于豎曲線，即“平包豎”。(2)平曲線與豎曲線的頂點對應(yīng)關(guān)系，最理想的是頂點重合，如果平曲線與豎曲線的頂點錯開不超過四分之一時，還可以得到較理想的線形，如果超過四分之一時，就會出現(xiàn)配合得很差的線形。(3)平曲線和豎曲線半徑大小應(yīng)保持均衡，可使線形順滑優(yōu)美，視覺上獲得美學(xué)上的滿足，且行車安全舒適，這是平、縱線形組合設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。平曲線半徑大時，豎曲線半徑也要相應(yīng)的大；平曲線長時，豎曲線也須相應(yīng)的長，這樣就可以達(dá)到兩者均衡。(4)選擇適宜的合成坡度，有條件時，一般最大合成坡度不宜大于8%，最小合成坡度不小于0.5%，應(yīng)避免急彎與陡坡相重合的線形。4.6.3視覺分析及平、縱線形組合設(shè)計為保證汽車行駛的安全與舒適，應(yīng)把道路平、縱、橫三面結(jié)合作為立體線形來分析研究。平面與縱面線形的協(xié)調(diào)組合將能在視覺上自然地誘導(dǎo)司機的視線，并保持視覺的連續(xù)性。當(dāng)計算行車速度大于或等于60km小時，必須注重平、縱的合理組合。本設(shè)計，符合平曲線包含豎曲線的原則，平縱曲線組合比較得當(dāng)。平、縱線形組合透視圖見附錄B設(shè)計成果圖表圖號08。4.7繪制縱斷面圖(1)縱斷面設(shè)計圖(見附錄B圖號3、4)(2)透視圖(見附錄B圖號8)(3)豎曲線表(見附錄B附表8)第5章橫斷面及路基設(shè)計5.1概述公路中線的法向方向剖面圖成為公路橫斷面圖，簡稱橫斷面。橫斷面設(shè)計的主要內(nèi)容是：確定橫斷面的形式，各組成部分的位置和尺寸以及路基土石方的計算和調(diào)配。橫斷面設(shè)計線主要包括：行車道、中間帶、路肩、邊坡、邊溝、截水溝、護(hù)坡道以及專門設(shè)計的取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。5.2路基橫斷面設(shè)計內(nèi)容公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)公路的功能、公路等級、交通量、服務(wù)水平、設(shè)計速度、地形條件等因素確定。路幅的構(gòu)成根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》可知，三級公路路基寬度為7.5m，其中路面跨度為6.5m，土路肩寬度為0.52=1m，路面橫坡為3%，土路肩橫坡為4%。由地質(zhì)條件可知，干燥路基的最小填土高度為0.3～0.7m。路堤邊坡坡度的大小取決于邊坡的高度和土壤的性質(zhì)，且與當(dāng)?shù)氐臍夂?、水文地質(zhì)等自然因素有關(guān)，選擇時必須全面考慮，力求合理。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》要求，當(dāng)邊坡高度大于20m時，必須進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。本設(shè)計路段由于邊坡填土高度都未達(dá)到20m，所以可以一次填土或挖方到設(shè)計所需的高度，取邊坡坡度1:1.5，不需進(jìn)行穩(wěn)定性分析，屬于一般路基，可套用標(biāo)準(zhǔn)圖。路基橫斷面示意圖如圖5-1。圖5-1路基橫斷面5.3道路排水設(shè)計5.3.1邊溝設(shè)計邊溝主要用來匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水，以確保路基與邊坡的穩(wěn)定。邊溝橫斷面形式采用梯形，邊溝坡度1:1.5，底寬與深度根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定取0.6m。邊溝的縱坡始終與路線的縱坡保持一致。圖5-2邊溝圖5.3.2截水溝設(shè)計截水溝又稱天溝，一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，用于攔截并排除路基土石方流向路基的地面水，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。截水溝的橫斷面形式采用梯形，溝的邊坡坡度采用1:1.5底寬和深度采用0.6m。為保證迅速排除地面水，溝底縱坡不應(yīng)小于0.5%。5.3.3排水溝設(shè)計排水溝的主要用途在于將路基范圍內(nèi)各種水源(如邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水)，引至橋涵或路基范圍以外的指定地點。排水溝的橫斷面采用矩形，底寬與深度采用0.6m，土溝的邊坡坡度為1:1.5。5.4橫坡此設(shè)計路段考慮行車道寬、路面類型及設(shè)計地區(qū)的降水量等方面的要求，設(shè)路拱橫坡為1.5%。設(shè)置路拱，可保證行車的安全，并符合排水要求。土路肩由于其排水性能遠(yuǎn)低于路面，為了迅速排除路面水，土路肩橫坡采用2.5%。本設(shè)計路段考慮行車道寬、路面類型及設(shè)計地區(qū)的降雨量等方面的要求，采用修正的三次拋物線形式。其計算式為：(5-1)式中，——距路中心線的橫向距離(m)；——相應(yīng)于各點的豎向距離(m)；——路面總寬度(m)；——路拱高度(m)；——路面平均橫坡(%)。為了便于路面橫向排水，將路面做成中間高兩邊低的拱形，稱為路拱。本設(shè)計采用路拱橫坡度取為。見圖5-3。圖5-3拋物線形路拱將，，代入上述式(5-1)得：計算結(jié)果見表5-1：表5-1路拱大樣坐標(biāo)表X(m)Y(m)0010.008220.020630.04145.5加寬及過渡5.5.1加寬及作用汽車在曲線上行駛時，其四個車輪軌跡半徑不同，其中前軸外輪半徑最大，后軸內(nèi)輪半徑最小，因而需要比直線上更大的寬度。此外，汽車在曲線上行駛，其行駛軌跡并不完全與理論行駛軌跡相吻合，而是有一定的擺動偏移，故需要加寬路面來彌補，以保證行車安全。這種在曲線上適當(dāng)拓寬路面的形式成為曲線加寬。5.5.2全加寬值的確定我國《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，當(dāng)平曲線半徑小于或等于250m時，應(yīng)在曲線內(nèi)側(cè)設(shè)置加寬。本設(shè)計平曲線半徑基本上都小于250m，所以要設(shè)計曲線加寬。本次設(shè)計時山嶺重丘區(qū)的三級公路采用第Ⅰ類加寬值。處半徑取80m，根據(jù)規(guī)范知，圓曲線部分全加寬值為1.0m。5.5.3加寬過渡段的確定加寬過渡段和超高過渡段均可在回旋線范圍內(nèi)完成。由于加寬過渡段主要考慮平面線形順適的要求，故對其要求不高。(1)設(shè)置回旋線或超高過渡段時，加寬過渡段長度應(yīng)采用回旋線或與超高過渡段長度相同的數(shù)值。(2)不設(shè)回旋線或超高過渡段時，加寬過渡段長度應(yīng)按漸變率為1:15且長度不小于10m的要求設(shè)置。本次設(shè)計中設(shè)置了回旋線，=30m和超高過渡段=20m。取加寬過渡段長度為30m。5.5.4加寬過渡段的加寬值計算(1)計算公式(5-2)式中，——加寬過渡段上任一點的加寬值，(m)；——距加寬過渡段起點的距離，(m)；——加寬過渡段的全長，(m)；——圓曲線部分的全加寬值，(m)。(2)加寬值的計算曲線各主點的加寬值如表5-2所示表5-2加寬值計算表樁號X(m)內(nèi)側(cè)加寬值(m)K1+072.99300K1+080.0007.0070.234K1+100.00027.0070.900K1+102.993圓曲線1.000K1+110.820圓曲線1.000K1+118.647圓曲線1.000K1+120.00028.6470.955K1+140.0008.6470.288K1+148.647005.6橫斷面設(shè)計成果(1)路基橫斷面設(shè)計圖(見附錄B圖5、6)(2)路基設(shè)計表(見附錄B表4)(3)邊溝排水設(shè)計表(見附表B表6)第6章路面結(jié)構(gòu)設(shè)計路面是指用各種筑路混合材料在路基上按一定的寬度和厚度鋪筑成的層狀結(jié)構(gòu)物，直接承受車輛荷載和自然因素的影響，是公路的重要組成部分。為了保證行車的安全性和舒適性，路面必須滿足以下要求：(1)具有足夠的強度和剛度；(2)具有足夠的穩(wěn)定性；(3)具有足夠的平整度；(4)具有足夠的抗滑性；(5)具有足夠的耐久性。6.1路面類型的確定6.1.1路面類型的確定本段公路為山嶺重丘區(qū)三級公路，但此公路是旅游公路，公路路面等級略高，決定采用次高級路面的標(biāo)準(zhǔn)，采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。6.1.2軸載分析(1)路面設(shè)計以雙軸組單軸載100KN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及驗算混凝土層層底拉應(yīng)力的累計當(dāng)量軸次。1)軸載換算軸載換算采用如下計算公式：軸載換算系數(shù)=(6-1)式中，——標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)；——各種被換算車型的各級軸載(kN)；——軸數(shù)系數(shù)；——輪組系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38；——被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日。2)累計當(dāng)量軸次計算根據(jù)設(shè)計規(guī)范，三級公路混凝土路面的設(shè)計年限為8年，二車道的車道系數(shù)是0.6～0.7取0.7，=12%，累計當(dāng)量軸次：(次)表6-1交通組成表車型前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量(次/日)北京BJ13013.5527.201雙0300解放CA34022.1056．601雙0200東風(fēng)EQ24025.5025.902雙2200三湘CK656013.0025.601雙0500黃海DD64032．0070.001雙0200黃海DD69056.00104.002雙480軸載換算結(jié)果如表6-2所示，表6-2軸載換算結(jié)果車型北京BJ130后軸27.20113001.04解放CA340后軸56.601120016.82東風(fēng)EQ240前軸后軸25.5025.9012.2112002000.521.23三湘CK6560后軸25.60115001.33黃海DD640前軸后軸32．0070.0012112002001.4142.39黃海DD690前軸后軸56．00104.00121180806.42189.77N=289.33注載軸小于25kN的載軸作用不計。(2)驗算驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計當(dāng)量軸次1)軸載換算驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為：(6-2)式中：——軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距小于3m時，——輪阻系數(shù)，單輪組為1.85，雙輪組為1，四輪組為0.09。計算結(jié)果如表6-3所示：表6-3軸載換算結(jié)果車型解放CA340后軸56.60112001.06黃海DD640后軸70.001120011.53黃海DD690前軸后軸56.00104.00221180801.55218.97234.72注：軸載小于50kN的軸載作用不計。2)累計當(dāng)量軸次計算各參數(shù)值同上，三級公路水泥路面的設(shè)計年限為8年，二車道的車道系數(shù)是0.6-0.7取0.6，，累計當(dāng)量軸次(次)6.1.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面的計算可得到設(shè)計年限內(nèi)一個行車道上的，累計標(biāo)準(zhǔn)軸次約為120萬次左右，根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)水文條件選擇路面結(jié)構(gòu)為面層水泥混凝土，基層為水泥穩(wěn)定碎石，底基層為石灰粉煤灰土。6.2路面設(shè)計計算6.2.1擬定路面組合結(jié)構(gòu)形式及材料選取根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》推薦結(jié)構(gòu)，考慮本路段的交通量、路基水溫狀況及材料供應(yīng)等具體情況，擬定該路段路面結(jié)構(gòu)方案如表6-4所示：表6-4路面結(jié)構(gòu)設(shè)計路面厚度材料=22cm水泥混凝土路面厚度材料=18cm水泥穩(wěn)定碎石=？石灰粉煤灰土土基表6-5各層厚度、抗壓回彈模量層次材料名稱各層厚度(cm)抗壓回彈模量20C(Mpa)1水泥混凝土22165.52石灰碎石2513003石灰土？600土基306.2.2按容許彎沉計算路面厚度計算彎沉：45.5(0.01mm)(6-3)設(shè)計年限內(nèi)，一個車道上的累計當(dāng)量軸次——公路等級系數(shù)，面層類型系數(shù)，基層類型系數(shù)由式(6-3)得：由于是三級公路，所以不需要計算各層材料的容許層底拉應(yīng)力。.6.2.3石灰土層的確定通過計算設(shè)計得到，石灰土的厚度為15cm，實際路面結(jié)構(gòu)的路表實測彎沉值為表6-6路面結(jié)構(gòu)設(shè)計成果表材料名稱h(cm)水泥混凝土22水泥穩(wěn)定碎石18石灰粉煤灰土15土基27.80(0.01mm)。設(shè)計彎沉值為27.80(0.01mm)，結(jié)果如表6-6。6.3路面設(shè)計成果路面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖(見附錄B圖7)第7章?lián)跬翂Φ脑O(shè)計7.1擋土墻的類型選擇擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。重力式擋土墻依靠墻身自重支撐土壓力來維持穩(wěn)定。重力式擋土墻圬工量較大，但其形式簡單，施工方便，可就地取材，適應(yīng)性較強，故被廣泛采用。本設(shè)計采用重力式擋土墻，結(jié)構(gòu)采用片石(塊)砌筑。7.2擋土墻設(shè)計7.2.1設(shè)計尺寸設(shè)計尺寸如圖7-1所示：圖7-1擋土墻尺寸圖(單位：m)(1)墻身尺寸：墻身總高:10.000(m)上墻高:3.000(m)墻頂寬:1.000(m)臺寬:1.500(m)面坡傾斜坡度:1:0.150上墻背坡傾斜坡度:1:0.596下墻背坡傾斜坡度:1:-0.200采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階:0.200(m)墻趾臺階:0.300(m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.200:1下墻土壓力計算方法:力多邊形法(2)物理參數(shù)圬工砌體容重：23.000(kN/m3)圬工之間摩擦系數(shù)：0.400地基土摩擦系數(shù)：0.500砌體種類：塊石砌體砂漿標(biāo)號：7.5石料強度：25擋土墻類型：一般式擋土墻墻后填土內(nèi)摩擦角：35.000(°)墻后填土粘聚力：0.000(Kpa)墻后填土容重：19.000(kN/)修正后與墻后填土摩擦角：0.550(°)低級土容重：18.000(kN/)修正后地基土容許承載力:500.000(kPa)墻底摩擦系數(shù):0.500地基土類型:巖石地基地基土內(nèi)摩擦角:30.000(°)坡線土柱：坡面線段數(shù)：2折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m)換算土柱數(shù)13.0002.000025.0000.0000地面橫坡角度：20.000(°)墻頂標(biāo)高：0.000(m)擋墻分段長度：10.000(m)7.2.2驗算結(jié)果[土壓力計算]：計算高度為10.125(m)處的庫侖主動土壓力計算上墻土壓力按假想墻背計算得到：第1破裂角：44.720(°)Ea=335.103Ex=43.030Ey=332.329(kN)作用點高度Zy=1.097(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角=16.220(°)第1破裂角=36.950(°)Ea=122.015Ex=76.422Ey=95.118(kN)作用點高度Zy=1.490(m)計算下墻土壓力按力多邊形法計算得到:破裂角：37.449(o)Ea=365.804Ex=359.372Ey=-68.293(kN)作用點高度Zy=3.392(m)墻身截面積=40.382(m2)重量=928.786kN衡重臺上填料重=142.530(kN)重心坐標(biāo)(2.747,-0.985)(相對于墻面坡上角點)滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.500采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=11.310(°)Wn=1050.512(kN)En=111.770(kN)Wt=210.102(kN)Et=422.070(kN)滑移力=211.968(kN)抗滑力=581.141(kN)滑移驗算滿足:=2.742>1.300地基土摩擦系數(shù)=0.500地基土層水平向:滑移力=435.794(kN)抗滑力=566.586(kN)地基土層水平向:滑移驗算滿足:=1.303>1.300(1)傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾,墻身重力的力臂Zw=2.943(m)相對于墻趾,上墻Ey的力臂Zx=5.555(m)相對于墻趾,上墻Ex的力臂Zy=8.490(m)相對于墻趾,下墻Ey的力臂=5.090(m)相對于墻趾,下墻Ex的力臂=2.510(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=1550.673(kN·m)抗傾覆力矩=3548.003(kN·m)傾覆驗算滿足:=2.288>1.600(2)地基應(yīng)力及偏心距驗算基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=1162.282(kN)總彎矩=1997.330(kN·m)基礎(chǔ)底面寬度B=4.499(m)偏心距e=0.531(m)基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn=1.718(m)基底壓應(yīng)力:趾部=441.301踵部=75.394(kPa)作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=0.531≤0.200×4.499=0.900(m)地基平均承載力驗算滿足:最大壓應(yīng)力=441.301≤500.000(kPa)(3)基礎(chǔ)強度驗算基礎(chǔ)為天然地基，不做強度驗算(4)上墻截面強度驗算上墻重力Ws=146.211(kN)上墻墻背處的Ex=76.422(kN)上墻墻背處的Ey=45.547(kN)相對于上墻墻趾，上墻重力的力臂Zw=1.343(m)相對于上墻墻趾，上墻Ex的力臂Zy=1.490(m)相對于上墻墻趾，上墻Ey的力臂Zx=2.350(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:相對于上墻墻趾，合力作用力臂Zn=0.989(m)截面寬度B=3.238(m)偏心距=0.630(m)截面上偏心距驗算滿足:=0.630≤0.300×3.238=0.971(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=128.365背坡=-9.923(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足:計算值=128.365≤130.000(kPa)拉應(yīng)力驗算滿足:計算值=9.923≤130.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=-0.087≤90.000(kPa)斜截面剪應(yīng)力檢算：斜剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=31.385≤90.000(kPa)(5)墻底截面強度驗算[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于截面總豎向力=1051.588(kN)總彎矩=1937.159(kN·m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.842(m)截面寬度B=4.588(m)偏心距=0.435(m)截面上偏心距驗算滿足:=0.4520.300×4.588=1.376(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=364.650背坡=93.758(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足:計算值=364.650≤1600.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=3.304≤90.000(kPa)(6)頂截面強度驗算[土壓力計算]計算高度為9.700(m)處的庫侖主動土壓力計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角：44.720(°)Ea=335.103Ex=43.030Ey=332.329(kN)作用點高度Zy=1.097(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角=16.220(°)第1破裂角=36.950(°)Ea=122.015Ex=76.422Ey=95.118kN)作用點高度Zy=1.490(m)計算下墻土壓力按力多邊形法計算得到:破裂角：37.426(°)Ea=291.583Ex=286.456Ey=-54.437(kN)作用點高度Zy=2.927(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于截面總豎向力=1033.736(kN)總彎矩=1679.585(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.625(m)截面寬度B=4.403(m)偏心距=0.577(m)截面上偏心距驗算滿足:=0.577≤0.300×4.403=1.321(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=419.296背坡=50.263(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足:計算值=419.296≤1600.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=-11.496≤90.000(kPa)第8章交通安全設(shè)施設(shè)計8.1概述交通安全設(shè)施設(shè)計主要包括：護(hù)欄、交通標(biāo)志標(biāo)線、隔離柵、橋梁護(hù)網(wǎng)、防眩設(shè)施、標(biāo)和活動護(hù)欄。本設(shè)計主要進(jìn)行了護(hù)欄和標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)計。設(shè)置安全設(shè)施的目的主要為：提高行車安全性，提高道路通行能力；保障車輛連續(xù)運行；創(chuàng)造良好的交通環(huán)境。8.2規(guī)劃原則應(yīng)在公路工程總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)服務(wù)水平、車道數(shù)以及路段、交叉、橋梁、隧道等所處的地理位置、路側(cè)自然環(huán)境、平縱技術(shù)指標(biāo)、路基橫斷面形式等科學(xué)技術(shù)確定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模。應(yīng)從最大限度上發(fā)揮公路快速、安全、經(jīng)濟、舒適的優(yōu)點，提高充分的系統(tǒng)可靠性和安全性。8.3混凝土護(hù)欄混凝土護(hù)欄防止車輛出道路的效果好，適用于窄的中