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本科畢業(yè)設(shè)計 平原微丘區(qū)公路設(shè)計（二級） 燕 山 大 學(xué) 2011 年 6 月
本科畢業(yè)設(shè)計 平原微丘區(qū)公路設(shè)計（二級） 學(xué)院（系）：
建筑工程與力學(xué)學(xué)院 專 業(yè)：
土木工程（道橋） 學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
答辯日期：
2011 年 6 月 23 日
燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué)院：
建筑工程與力學(xué)學(xué)院 系級教學(xué)單位：土木工程系 學(xué)號 學(xué)生 姓名 專 業(yè) 班 級 07土木工程（道橋） 題 目 題目名稱 平原微丘區(qū)公路設(shè)計（二級） 題目性質(zhì) 1.理工類：工程設(shè)計 （√ ）；工程技術(shù)實驗研究型（ ）； 理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）。
2.文管類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術(shù)類（ ）。
題目類型 1.畢業(yè)設(shè)計（ √ ） 2.論文（ ） 題目來源 科研課題（ ） 生產(chǎn)實際（ ）自選題目（ √ ） 主 要 內(nèi) 容 (1)該道路建設(shè)的可行性研究 (2)自然情況對道路設(shè)計與施工的影響分析 (3)道路技術(shù)等級的確定 (4)道路設(shè)計中個別技術(shù)指標的研究與確定 (5)初步勘測與初步設(shè)計 (6)詳細技術(shù)測量與技術(shù)設(shè)計（施工圖設(shè)計） 基本 要求 方案合理，計算準確，數(shù)據(jù)詳實，圖紙及圖表清晰規(guī)范。
參 考 資 料 (1)教學(xué)用地形圖，比例尺為 1：，等高線間距為 10m 。
(2)沿線的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況 沿線山體穩(wěn)定，無不良地質(zhì)狀況，地下水 3 米以下 (3)沿線的植被及土壤分布情況 樹木較多，沿線多粘質(zhì)土，山坡上 1m 以下是碎石土。
(4)道路建筑材料及分布情況 沿線有豐富的砂礫，有小型采石場和石灰廠，水泥和瀝青均需外購。
(5)交通量資料 周 次 第 1-2 周 第 3-5 周 第 6-8周 第 9-11 周 第12-13周 第14周 第 15-18周 應(yīng) 完 成 的 內(nèi) 容 準備畢業(yè)設(shè)計相關(guān)資料，初步選線。
1.初步勘測與設(shè)計。
2. 方 案 比選。
1.擴圖描圖。
2.詳細設(shè)計。
1.詳細設(shè)計。
2.路基工程設(shè)計。
3.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。
編制設(shè)計說明書。
畢業(yè)設(shè)計工程概 預(yù)算。
說明書與施工圖修改、打印、裝訂，準備答辯。
指導(dǎo)教師：敬超 職稱：講師 2011 年 6 月 20 日 系級教學(xué)單位審批：
年 月 日
摘要 I 摘要 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，公路起著越來越重要的作用。本文主要講述了公路設(shè)計中的一個完整的過程。本設(shè)計主要分兩個階段：初步設(shè)計階段和詳細設(shè)計階段。
首先，討論道路修建的可行性，從地形，地質(zhì)，氣象，水文條件等自然因素和交通量的增長情況來論述該公路修建的可行性與必要性，為道路修建進行理論研究。
其次，本著合理利用當?shù)刭Y源，綜合考慮地形，地質(zhì)，水文氣象條件等自然因素和當前交通量以及交通量增長情況來確定公路等級，并根據(jù)公路等級來確定道路設(shè)計中的技術(shù)指標。
最后，為了作到路線方案的最優(yōu)，選擇兩條方案分別進行初步設(shè)計。根據(jù)一定的技術(shù)指標來進行方案的比選，選擇合理的路線方案來進行詳細設(shè)計。
關(guān)鍵詞 公路設(shè)計 路基設(shè)計 路面設(shè)計 排水設(shè)計
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 II Abstract As the development with the social economy, the highway plays more and more important role. This design contains the whole stage in the designing course . First of all, discussing the feasibility building in road, at topograph, and the growth situations of volume of traffic come and expoud the fact this feasibility and necessity who highway build meteorological hydrology terms, etc. natural factorses geology. Build the theoretical hydrology research for the road. Secondly, in line with utilizing local resources rationally, Consider and at present and volume of traffic increase traffic situation come and determine highway grade topographies, geologies, hydrometorological termeseses natural factors. At last, come and determine road the technical indicators of design according to highway grade. Moreover, for accomplishing scheme optimum route, choose two schemes to be designed tentatively respectively. Come and carry on to then selecting, choose rational route scheme design in detail scheme according to certain technical indicator. Keywords highway design subgrade design pavement design drainage design
III 目 錄 摘要 ....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題背景 .............................................................................................. 1 公路運輸 ........................................................................................ 1 我國公路現(xiàn)狀 ................................................................................ 1 我國公路發(fā)展規(guī)劃 ............................................................................... 2 第 2 章 道路的可行性研究 ................................................................................ 3 項目建設(shè)背景 ...................................................................................... 3 工程實施可行性論證 .......................................................................... 3 第 3 章 自然情況對道路的影響分析 ................................................................ 4 自然情況對道路選線的影響 .............................................................. 4 自然情況對道路設(shè)計的影響 ............................................................... 4 自然情況對道路施工的影響 .............................................................. 5 第 4 章 道路技術(shù)等級的確定及技術(shù)指標確定 ................................................ 6 第 5 章 技術(shù)指標的研究與確定 ........................................................................ 7 平面設(shè)計技術(shù)指標的確定 .................................................................. 7 直線 ................................................................................................ 7 圓曲線 ............................................................................................ 7 緩和曲線 ........................................................................................ 9 行車視距 ........................................................................................ 9 平面視距的保證 ............................................................................ 9 縱斷面設(shè)計技術(shù)指標的確定 ............................................................ 10 縱坡 .............................................................................................. 10 豎曲線 ........................................................................................... 11
IV 路面要求 ............................................................................................. 12 路面設(shè)計的基本要求 ................................................................... 12 路面等級 ....................................................................................... 13 路拱坡度 ....................................................................................... 13 路面排水 ....................................................................................... 13 第 6 章 初步勘測與初步設(shè)計 ........................................................................... 14 路線設(shè)計 ............................................................................................. 14 選線的一般原則 ............................................................................ 14 平面設(shè)計 ....................................................................................... 14 方案比選 ............................................................................................. 15 影響路線方案選擇的主要因素 ................................................... 15 方案比選 ....................................................................................... 16 第 7 章 詳細設(shè)計 ............................................................................................... 18 平面設(shè)計 ............................................................................................. 18 平曲線要素的計算 ....................................................................... 18 曲線主點樁號的計算 ................................................................... 19 逐樁坐標計算 ............................................................................... 20 縱斷面設(shè)計 ......................................................................................... 21 概述 ................................................................................................ 21 縱坡設(shè)計的步驟和方法 ............................................................... 22 豎曲線計算 .................................................................................... 23 橫斷面設(shè)計 ......................................................................................... 24 路基寬度的確定 ........................................................................... 24 路堤和路塹邊坡坡度的確定 ....................................................... 25 超高與加寬計算 ........................................................................... 25 第 8 章 排水設(shè)計 ............................................................................................... 29 路基邊坡及溝渠設(shè)計 ......................................................................... 29 邊溝設(shè)計 ....................................................................................... 29 排水溝設(shè)計 ................................................................................... 30
V 邊溝設(shè)計驗算 .............................................................................. 30 路面排水設(shè)計 .................................................................................... 32 涵洞設(shè)計 ............................................................................................ 33 涵洞分類及各種構(gòu)造型式涵洞的適用性和優(yōu)缺點 .................. 33 涵洞選用原則 .............................................................................. 33 第 9 章 路基設(shè)計 .............................................................................................. 34 路基設(shè)計的基本要求 ........................................................................ 34 路基寬度 ...................................................................................... 34 路基高度 ...................................................................................... 34 路基壓實 ...................................................................................... 35 邊坡坡度 ...................................................................................... 35 路基邊坡穩(wěn)定性驗算 ........................................................................ 36 路塹邊坡穩(wěn)定性驗算 ................................................................... 36 路堤邊坡穩(wěn)定性驗算 ................................................................... 37 路基防護 ............................................................................................. 37 第 10 章 路面設(shè)計 ............................................................................................ 39 混凝土路面設(shè)計 ............................................................................... 39 交通分析 ..................................................................................... 39 初擬路面結(jié)構(gòu) ............................................................................ 41 路面厚度及材料設(shè)計 ................................................................ 41 荷載疲勞應(yīng)力 ............................................................................ 43 初擬路面結(jié)構(gòu)檢驗 .................................................................... 46 接縫設(shè)計 .................................................................................... 47 瀝青路面設(shè)計 ................................................................................... 50 交通分析 ..................................................................................... 50 初擬路面結(jié)構(gòu) ............................................................................ 54 路面設(shè)計彎沉值及層底容許彎拉應(yīng)力計算 ............................ 54 電算結(jié)果 .................................................................................... 55 路面方案選擇 ................................................................................... 57
VI 第 11 章 工程造價 ............................................................................................. 58 結(jié)論 ..................................................................................................................... 63 參考文獻 ............................................................................................................. 64 致謝 ..................................................................................................................... 66
第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 課題背景 公路運輸 公路運輸分為直達運輸、干線運輸和短距離集散運輸三種形式。因此，公路運輸有“通過”運輸和“送達”或“集散”的功能，尤其是“送達”或“集散”功能作為其它幾種運輸方式（管道除外）的終端運輸方式是交通運輸中不可缺少的組成部分，在綜合交通運輸體系中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著高速公路向網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的發(fā)展，利用高速公路的干線運輸功能，公路運輸作為一種具有功能齊全（“通過”和“送達”或“集散”齊備）的運輸體系發(fā)揮越來越重要。
與其它運輸方式比較，公路運輸?shù)奶攸c是靈活性，尤其是高速公路建設(shè)，信息網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)以及計算機技術(shù)等的發(fā)展，又實現(xiàn)著快速性“門到門”運輸和被稱為零庫存(just in time)的運輸特點，促使著公路運輸?shù)目焖侔l(fā)展。
公路運輸?shù)撵`活性和快速性主要表現(xiàn)在批量、運輸條件、時間和服務(wù)上的靈活性以及時間上的快速性。由于公路運輸?shù)呐啃『鸵蟮倪\輸條件相對寬松，所以在運輸時間和服務(wù)水平上容易得到保障。也正因為如此，公路運輸具有生產(chǎn)點多、面廣的特點。
我國公路現(xiàn)狀 改革開放以來，我國公路運輸業(yè)快速發(fā)展。從完成的運量和周轉(zhuǎn)量看，公路客運已成為主要的客運方式，公路貨運量遠遠超過其他運輸方式，周轉(zhuǎn)量也快速增長，這充分說明公路運輸方式在國民經(jīng)濟及社會發(fā)展過程中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。我國公路運輸服務(wù)方式和經(jīng)營主體日益呈現(xiàn)多樣化的趨勢。
目前公路運輸存在的主要問題為：
(1) 公路交通的基礎(chǔ)設(shè)施水平還較差。截止到 2001 年底，我國修建各種級別的公路近 140 萬公里，其中高速公路 萬公里，居世界第二位。然而，路網(wǎng)密度仍然較低，只相當于巴西的 1/2，印度的 1/5，美國的 1/6，日
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 2 本的 1/30。公路質(zhì)量與發(fā)達國家相比差距仍很大，還不能滿足國民經(jīng)濟及社會發(fā)展的需求公路數(shù)量少、等級低、質(zhì)量差； (2) 運輸車輛的車型結(jié)構(gòu)不合理，技術(shù)性能還較差； (3) 運輸生產(chǎn)的效率，效益較低； (4) 運輸經(jīng)營組織與管理的手段還比較落后，經(jīng)營主體結(jié)構(gòu)不合理，建立高效、有序的運輸市場缺乏基礎(chǔ)。
我國公路發(fā)展規(guī)劃 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是 IT(intelligent technology)產(chǎn)業(yè)和智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，公路運輸?shù)陌l(fā)展呈如下趨勢：
(1) 隨著高速公路由單線向跨區(qū)域和全國網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，開展公路快速客、貨運業(yè)務(wù)； (2) 隨著全國高速公路網(wǎng)的形成和 WTO 的加入，促使公路運輸企業(yè)按規(guī)?；蠼⒓s化經(jīng)營的運輸企業(yè)； (3) 公路貨運業(yè)將納入物流服務(wù)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)中，更強調(diào)在專業(yè)化原則上的合作，包括不同運輸方式之間的合作，與服務(wù)對象的合作； (4) 在經(jīng)營管理方面，現(xiàn)在許多運輸企業(yè)都建立并運用了運輸信息管理系統(tǒng)； (5) 運輸組織方式按生產(chǎn)力水平分層發(fā)展。
(6) 逐步加強運輸規(guī)劃，使公路建設(shè)及運輸站場設(shè)施的配置與客貨流規(guī)律更好地協(xié)調(diào)起來，同時還根據(jù)效率與效益原則，把運輸服務(wù)向縱深推進。
第 2 章 道路設(shè)計的可行性研究 3 第 2 章 道路的可行性研究 項目建設(shè)背景 黑龍江省位于我國的東北部，盛產(chǎn)木材、煤炭、石油，是國家重點商品糧、老工業(yè)基地。公路交通比較發(fā)達。特別是“九五”時期，公路交通事業(yè)有了飛速的發(fā)展，基本形成了以省會哈爾濱為中心，區(qū)域中心城市為樞紐，高等級城市為主骨架、四通八達的公路網(wǎng)，徹底改變了公路交通制約地方經(jīng)濟發(fā)展的狀況。為全省經(jīng)濟建設(shè)的騰飛和投資環(huán)境的改善創(chuàng)造了較好的條件。
小嶺鎮(zhèn)地處黑龍江省牡丹江地區(qū)，礦產(chǎn)資源十分豐富，其中鉬礦和砷礦為全國稀有和儲量最大。地下蘊藏大量各類礦藏，大力開發(fā)各種礦產(chǎn)品是小嶺鎮(zhèn)大力發(fā)展經(jīng)濟的必由之路。近萬頃的林地和宜林荒地，為農(nóng)民搞養(yǎng)殖和采集山產(chǎn)品提供了廣闊的空間，經(jīng)濟發(fā)展較快，地區(qū)資源有待開發(fā)。通過交通量的調(diào)查，該地區(qū)交通繁忙，年均增長達 5%，隨著城市化進程的加快，國民經(jīng)濟的發(fā)展，特別是沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟的發(fā)展，公路現(xiàn)狀與快速增長的交通量之間的矛盾日益明顯，在新興屯至李家店之間有一條路，但只是等外路，不適合行車，而且繞行較遠，已經(jīng)不能適應(yīng)該地區(qū)交通量增長的需要。
工程實施可行性論證 該地區(qū)地面起伏，山丘連綿，屬于平原微丘區(qū)，僅靠等外路不利于城鎮(zhèn)居民交往及對外發(fā)展，沿線砂石材料豐富，有小型的采石場和石灰廠，提供了良好的基層材料，施工時可因地制宜，就地取材；本項目是小嶺鎮(zhèn)主要交通干道，建成后既可緩解交通狀況，開發(fā)區(qū)域經(jīng)濟，又可促進小型廠企的投產(chǎn)擴產(chǎn)，故而可以充分調(diào)動廣大群眾筑路的積極性，通過多種渠道，多形式的籌集資金，因此，為了達到方便快捷，促進經(jīng)濟的發(fā)展的要求，有必要，有能力在兩地間修一條等級較高的公路。
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第 3 章 自然情況對道路的影響分析 自然情況對道路選線的影響 本設(shè)計的路段所在地區(qū)處于黑龍江省北部，途經(jīng)當?shù)刂匾r(nóng)業(yè)區(qū)，選線時應(yīng)盡量不占或少占農(nóng)田。冬季盛行風向為西南風，路線走向應(yīng)盡量與信風方向一致，避免正交。該地區(qū)屬于平原微丘區(qū)，地勢起伏較大，地形錯綜復(fù)雜，應(yīng)綜合考慮平、縱、橫三者的關(guān)系，適當?shù)恼莆諛藴?，提高線形質(zhì)量。
自然情況對道路設(shè)計的影響 路基路面裸露在大氣中，其穩(wěn)定性在很大程度上由當?shù)刈匀粭l件所決定。因此，應(yīng)深入調(diào)查公路沿線的自然條件，從總體到局部，從大區(qū)域到具體路段，分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以確保路基路面具有足夠的強度和穩(wěn)定性。設(shè)計中路基路面的排水設(shè)計至關(guān)重要，否則會導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。
(1) 地質(zhì)條件 沿線山體穩(wěn)定，無不良地質(zhì)狀況，山坡上 1m 以下是碎石土，山頂多有碎落現(xiàn)象，在碎落地區(qū)設(shè)置碎落臺，以堆積碎落巖屑和土石，便于養(yǎng)護時清理。
(2) 氣候條件 該路段所在地區(qū)處于東部溫潤季凍區(qū)，氣候寒冷，主要的病害有凍脹、翻漿、水毀和積雪等。冬季氣溫很低，路面結(jié)冰會嚴重影響行車安全，春融期又可能發(fā)生凍脹、翻漿等病害，降雨量為 ,夏季水量暴漲會沖毀路堤，這些都會對公路交通構(gòu)成嚴重威脅；冬季氣溫最低為–38℃，夏季最高氣溫為 ℃，夏冬溫差較大，路面設(shè)計應(yīng)注意高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性；最大凍深為 ，設(shè)計路面的總厚度時要考慮這個因素，保證最小防凍厚度。主風向為西南風。
(3) 水文和水文地質(zhì)條件 山坡地下水 3 米以下，洼地地下水 以下，新興屯附近有河流經(jīng)過，
第 3 章 自然狀況對道路的影響分析 5 陸家屯與李家店之間地段有兩條河流橫穿（一為季節(jié)性河流，另一為非季節(jié)性河流），道路沿線應(yīng)做好排水工作，以免水毀路基。
(4) 植被及土壤分布多丘陵和山地，山崗處樹木較多，農(nóng)田處有灌木區(qū)，農(nóng)田多旱地。沿線多粘質(zhì)土，山坡上 1m 以下是碎石土。
(5) 建筑材料分布 沿線有豐富的砂礫，有小型采石場和石灰廠，水泥和瀝青均需外購。故設(shè)計混凝土路面與瀝青路面均可，基層和墊層材料應(yīng)該注意就地取材，節(jié)約工程費用。
(6) 深路塹應(yīng)加強邊坡防護和防排水設(shè)計，高路堤應(yīng)注意邊坡穩(wěn)定。
自然情況對道路施工的影響 該路段地處冰凍地區(qū)，無霜期為 125 天，冬季無法進行路基和路面施工。因此應(yīng)考慮到對施工工期的影響。合理安排施工組織設(shè)計。
道路作為帶狀結(jié)構(gòu)物，其施工面受地形的限制很大，應(yīng)該注意在不同的地形條件下選擇不同的施工機具及施工方法。
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 6 第 4 章 道路技術(shù)等級的確定及技術(shù)指標確定 經(jīng)調(diào)查該地區(qū)近期交通量資料如下：
表 4-1 交通量資料 車型 軸重/ kN 交通組成/輛·日 -1 三湘CK6560 前軸 900 后軸 23 900 貴州GZ661A 前軸 1000 后軸 1000 會客JT6912 前軸 31 1250 后軸 64 1250 北京BJ130 前軸 1200 后軸 1200 解放CA50 前軸 800 后軸 800 黃河JN150 前軸 49 400 后軸 400 交通增長率：γ=5% 交通量計算：
d / pcu 7475 2 400 5 . 1 ) 800 1250 1000 ( 1 ) 1200 900 ( N 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 遠景設(shè)計年限為 15 年的年平均晝夜交通量為：
d / pcu ) 05 . 0 1 ( 7475 ) 1 ( N N14 1 n1 15? ? ? ? ? ? ? ?? 查《公路工程技術(shù)標準》可知，一級公路的設(shè)計年限為 20 年，二級公路的設(shè)計年限為 15 年。一級公路一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的遠景設(shè)計年限年平均日交通量為 ~ 輛（四車道）或 ~ 輛（六車道），二級公路一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的遠景設(shè)計年限年平均日交通量為 5000~ 輛。
故根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》，應(yīng)建二級公路，為雙車道公路。
第 5 章 技術(shù)指標的研究與確定 7 第 5 章 技術(shù)指標的研究與確定 本設(shè)計為平原微丘區(qū)二級公路，查《公路工程技術(shù)標準》可知，作為集散公路，混合交通量較大，平面交叉間距較小，設(shè)計行車速度宜采用 60km/h。
平面設(shè)計技術(shù)指標的確定 直線 直線的適用條件 (1) 路線完全不受地形，地物限制得平原區(qū)或山區(qū)得開闊谷底； (2) 市鎮(zhèn)及其近郊或規(guī)劃方正得農(nóng)耕區(qū)等以直線為主體的地區(qū)； (3) 為縮短構(gòu)造物長度，便于施工，創(chuàng)造有利的引道條件； (4) 平面交叉點附近，為爭取較好的行車和通視條件； (5) 雙車道公路在適當間隔內(nèi)設(shè)置一定長度的直線，以提供較好的超車路段。
直線的最大長度 直線的最大長度應(yīng)有所限制，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的措施。規(guī)范規(guī)定，平原微丘區(qū)二級公路最大直線長度為 1200m，本設(shè)計速度不大于 60km/h 故無最大長度限制。
直線的最小長度 規(guī)定二級公路同向曲線間的直線最小長度為 6V，即 360m。反向曲線間的直線最小長度為 2V，即 120m。當直線兩端沒有緩和曲線時，可直接相連,構(gòu)成 S 形曲線。本設(shè)計中采用大半徑曲線相連或曲線間通過緩和曲線構(gòu)成 S型曲線。
圓曲線 圓曲線是平面線形中常用的線形要素，圓曲線的設(shè)計主要確定起其半徑值以及超高和加寬。
圓曲線的最小半徑 (1) 極限最小半徑
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 8 (2) 一般最小半徑 平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)范》規(guī)定了一般最小半徑。
(3) 不設(shè)超高最小半徑 當圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置與直線路段相同的路拱橫坡。
表 5-1 圓曲線半徑 設(shè)計速度/ km·h -1 120 100 80 60 40 30 圓曲線最小半徑 / m 一般值 1000 700 400 200 100 65 極限值 650 400 250 125 60 30 圓曲線的最大半徑 選用圓曲線半徑時，在地形條件允許的條件下，應(yīng)盡量采用大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設(shè)不利，所以圓曲線半徑不可大于m。
圓曲線半徑的選用 在設(shè)計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用了不需設(shè)超高的大半徑曲線，最大半徑為 4000m，極限最小半徑及一般最小半徑均未采用，設(shè)置曲線最小半徑為 600m。
平曲線的最小長度 公路的平曲線一般情況下應(yīng)具有設(shè)置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；平曲線的最小長度一般不應(yīng)小于 2 倍的緩和曲線的長度。由緩和曲線和圓曲線組成的平曲線，其平曲線的長度不應(yīng)短于 9s 的行駛距離，由緩和曲線組成的平曲線要求其長度不短于 6s 的行駛距離。平曲線內(nèi)圓曲線的長度一般不應(yīng)短于車輛在 3s 內(nèi)的行駛距離。
平曲線的最小長度：70m 平曲線中圓曲線的最小長度取：35m 關(guān)于小偏角的曲線長
第 5 章 技術(shù)指標的研究與確定 9 《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：平原微丘區(qū)轉(zhuǎn)角等于或小于 7°時，平曲線長度一般值是 500m，低限值是 70m。
緩和曲線 緩和曲線的最小長度一般應(yīng)滿足以下幾方面：
(1) 離心加速度變化率不過大； (2) 控制超高附加縱坡不過陡； (3) 控制行駛時間不過短； (4) 符合視覺要求。
因此，《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：平原微丘區(qū)二級公路緩和曲線最小長度為 35m。一般情況下，在直線與圓曲線之間，當圓曲線半徑大于或等于不設(shè)超高圓曲線最小半徑時，可不設(shè)緩和曲線。
行車視距 行車視距是否充分，直接關(guān)系著行車的安全與速度，它是公路使用質(zhì)量的重要指標之一。
行車視距可分為：停車視距、會車視距、超車視距。
《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，二級公路設(shè)計視距應(yīng)滿足會車視距的要求，其長度應(yīng)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，但必須采取分道行駛措施。
對于平原微丘區(qū)二級公路，停車視距 St 取 40 m，超車視距 Sc 一般值取200m，低限值取 150m。
平面視距的保證 汽車在彎道上行駛時，彎道內(nèi)側(cè)行車視線可能被樹木、建筑物、路塹邊坡或其他障礙物所遮擋，因此，在路線設(shè)計時必須檢查平曲線上的視線是否能得到保證，如有遮擋時，則必須清除視距區(qū)段內(nèi)側(cè)適當橫凈距內(nèi)的障礙物。當視野內(nèi)有稀疏的成行樹木，單棵樹木或灌木，對視線的妨礙不大并可引導(dǎo)行車或能構(gòu)成行車空間時，則可予以保留。
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 10 縱斷面設(shè)計技術(shù)指標的確定 縱坡 縱坡的大小與坡段的長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)量和運營成本，也關(guān)系到工程是否經(jīng)濟、適用，因此設(shè)計中必須對縱坡、坡長及其相互組合進行合理安排。
最大縱坡 汽車沿縱坡向上行駛時，升坡阻力及其他阻力增加,必然導(dǎo)致行車速度降低。一般坡度越大，車速降低越大，這樣在較長的陡坡上，將出現(xiàn)發(fā)動機水箱開鍋 、氣阻、熄火等現(xiàn)象，導(dǎo)致行車條件惡化，汽車沿陡坡下行時，司機頻繁剎車，制動次數(shù)增加，制動容易升溫發(fā)熱導(dǎo)致失效，駕駛員心里緊張、操作頻繁，容易引起交通事故。尤其當遇到冰滑、泥濘道路條件時將更加嚴重。因而，應(yīng)對最大縱坡進行限制。
最大縱坡值應(yīng)從汽車的爬坡能力、汽車在縱坡段上行駛的安全、公路等級、自然條件等方面綜合考慮，《公路路線設(shè)計規(guī)范》對二級公路最大縱坡規(guī)定如下：
二級公路最大縱坡為 7%。
最小縱坡 各級公路的路塹以及其他橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，規(guī)定采用不小于 %的縱坡。當必須設(shè)計平坡(%)或小于 %的坡度時，其邊溝應(yīng)做縱向排水設(shè)計。
最小坡長 如果坡長過短,變坡點增多，形成“鋸齒”的路段，容易造成行車起伏頻繁，影響公路的服務(wù)水平，減小公路的使用壽命。為提高公路的平順性，應(yīng)減少縱坡上的轉(zhuǎn)折點；兩凸形豎曲線變坡點間的間距應(yīng)滿足行車視距的要求，同時也應(yīng)保證在換檔行駛時司機有足夠的反應(yīng)時間和換檔時間，通常汽車以計算行車速度行駛9s~15s的行程可滿足行車舒適和插入豎曲線的要求。各級公路最小坡長，見下表。
第 5 章 技術(shù)指標的研究與確定 11 表 5-2 各級公路最小坡長 設(shè)計速度/km·h -1 120 100 80 60 40 30 20 最小坡長 一般值 400 350 250 200 160 130 80 最小值 300 250 200 150 120 100 60 最大坡長 汽車沿長距離的陡坡上坡時，因需長時間低擋行駛，易引起發(fā)動機效率降低。下坡時，由于頻繁剎車將縮短制動系統(tǒng)的使用壽命，影響行車安全。一般汽車的爬坡能力以末速度約降低至設(shè)計車速的一半考慮，對坡度的最大坡長應(yīng)加以限?！稑藴省芬?guī)定平原微丘區(qū)二級公路最大坡長如下表：
表 5-3 設(shè)計速度為 60km/h 二級公路的縱坡長度限制 縱坡坡度/% 3 4 5 6 縱坡長度/m 1200 1000 800 600 平均縱坡 平均縱坡是衡量縱斷面線形設(shè)計質(zhì)量的一個重要指標。
為了合理運用最大縱坡、緩和坡段及坡長，應(yīng)控制路線總長度內(nèi)的平均縱坡，《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定二級公路越嶺路線的平均縱坡以接近 %（相對高差為 200~500m）和 5%（相對高差大于 500m）為宜。并注意連續(xù)3000m 路段范圍內(nèi)的平均縱坡不宜大于 %。
LHi p ? (5-1) 式中：i p —— 平均縱坡； H —— 相對高差； L —— 路線長度。
豎曲線 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，在變坡點處均應(yīng)設(shè)置豎曲線。
豎曲線最小半徑
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 12 (1) 凹形豎曲線最小半徑 對凹形豎曲線最小半徑的確定主要考慮：限制離心力不過大、汽車在跨線橋下行車視距的保證和夜間行車視距的保證和夜間行車前燈照射范圍內(nèi)的視距保證等三個方面。
《公路路線設(shè)計規(guī)范》建議在條件許可的情況下二級公路取R min =6000m 的要求設(shè)計豎曲線。
設(shè)計中設(shè)置的凹曲線最小半徑為 m。
(2) 凸形豎曲線最小半徑 確定凸形豎曲線最小半徑主要考慮保證汽車行駛視距和汽車能夠安全行駛通過曲線段。通常當汽車行駛在凸形豎曲線變坡點附近時，由于變坡角的影響在司機的視線范圍內(nèi)將產(chǎn)生盲區(qū)。此時司機的視距與變坡角的大小及視線高度有密切關(guān)系。當變坡角較小時，不設(shè)豎曲線也能保證視距，但變坡角較大時，必須設(shè)豎曲線以滿足行車視距的要求。
《公路路線設(shè)計規(guī)范》建議在條件許可的情況下二級公路取R min =9000m 的要求設(shè)計豎曲線。設(shè)計中設(shè)置的凸曲線最小半徑為 7000m。
一般最小半徑和極限最小半徑 在條件許可的條件下，應(yīng)盡量滿足上述凹、凸豎曲線的視距要求，但上述的最小半徑，在條件較差時，并不是設(shè)計豎曲線所必須的最小值要求?！豆饭こ碳夹g(shù)標準》規(guī)定在設(shè)計速度為 60km/h 時，凹形豎曲線半徑的一般值為 2000m；極限值為 1400m； 凸形豎曲線半徑的一般值為 1500m，極限值為 1000m ，豎曲線最小長度為 35m。當然通常采用大于或等于上述一般最小半徑值，當受地形條件及其它特殊情況限制時方可采用上述極限最小半徑值。
路面要求 路面設(shè)計的基本要求 各級公路的行車道、路緣帶、變速車道、爬坡車道、硬路肩和緊急停車帶均應(yīng)鋪筑路面。公路路面應(yīng)根據(jù)交通量及其組成情況和公路等級、使用任
第 5 章 技術(shù)指標的研究與確定 13 務(wù)、性質(zhì)、當?shù)夭牧霞白匀粭l件，結(jié)合路基進行綜合設(shè)計。路面應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強度，其表面應(yīng)達到平整、密實和抗滑的要求。各級公路路面可根據(jù)交通量發(fā)展需要一次建成或分期建成。
路面等級 路面等級一般按下表的規(guī)定選用。
表 5-4 路面等級 路面等級 面層類型 所使用公路等級 高級 水泥混凝土、瀝青混凝土、廠拌瀝青碎石 高速、一級、二級 次高級 瀝青貫入式碎石、路拌瀝青碎石、瀝青表面處治 二級、三級 中級 泥結(jié)或級配碎石、水結(jié)碎石、其他粒料 三級、四級 低級 各種粒料或當?shù)夭牧细纳仆?四級 路拱坡度 路拱坡度應(yīng)根據(jù)路面類型和當?shù)刈匀粭l件，按表 5-5 規(guī)定的數(shù)值采用。土路肩橫向坡度一般應(yīng)較路面橫向坡度大 1%~2%。
表 5-5 各種路面的路拱坡度 路面類型 路拱坡度/ % 瀝青混凝土、水泥混凝土 1~2 其它黑色路面、整齊石塊 ~ 半整齊石塊 、不整齊石塊 2~3 碎、礫石等礫料路面 ~ 低級路面 3~4 路面排水 各級公路，應(yīng)根據(jù)當?shù)亟邓c路面的具體情況設(shè)置必要的排水設(shè)施，及時將降水排出路面，保證行車安全。高速公路與一級公路的路面排水，一般由路肩排水與中央分隔帶排水組成；二級以下公路的路面排水，一般由路肩橫坡和邊溝排出。
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 14 第 6 章 初步勘測與初步設(shè)計 路線設(shè)計 選線的一般原則 (1) 路線的基本走向必須與道路的主客觀條件相適應(yīng)。
(2) 正確掌握和運用技術(shù)標準。
(3) 注意與農(nóng)業(yè)配合。選線時要處理好道路與農(nóng)業(yè)的關(guān)系。
(4) 選線應(yīng)重視水文、地質(zhì)問題。不良地質(zhì)地和地貌對道路的穩(wěn)定影響極大，選線時應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘測調(diào)查，弄清它們對道路的影響。對于滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、泥沼等嚴重地質(zhì)不良地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū)的路線，應(yīng)慎重處理。
(5) 重視環(huán)境保護工作。加強環(huán)保工作，重視生態(tài)平衡，為人類創(chuàng)造良好的生活環(huán)境，是我國的基本國策。在選線時應(yīng)綜合考慮由道路修建、汽車交通運行所引起的環(huán)境保護問題。
(6) 選線應(yīng)綜合考慮路與橋的關(guān)系。在選線中，個別特殊大橋橋位，一般作為路線總方向的控制點；大中橋位原則上應(yīng)服從路線的總方向，一般作為路線走向的主要控制點，小橋涵位置應(yīng)服從路線走向。
選線不但直接關(guān)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(wǎng)中是否起到應(yīng)有的作用，即是否滿足國家的政治﹑經(jīng)濟﹑國防上的要求和長遠利益。
路線選擇的原則和方法如上所述，但結(jié)合實際的地形特點還應(yīng)注意如下問題：正確考慮路線和城鎮(zhèn)的關(guān)系，處理好路線與橋涵的關(guān)系，處理好路線與農(nóng)田的關(guān)系。
平面設(shè)計 平面設(shè)計步驟 (1) 全面布局 根據(jù)路線的起點﹑終點和中間控制點，公路等級及其在公路網(wǎng)中的作用，從所有可能的路線方案中，通過調(diào)查分析相關(guān)的資料，確定路線的基本走向。
第 6 章 初步勘測與初步設(shè)計 15 (2) 逐段安排 即在主要控制點間，結(jié)合地形﹑地質(zhì)﹑水文﹑氣候等自然條件，逐段定出具體的小控制點，它是解決局部路線方案的工作。
(3) 具體定線 逐段安排路線后確定小控制點，根據(jù)自然條件和技術(shù)標準，進行路線的平﹑縱﹑橫綜合設(shè)計，具體定出公路中線位置。
平面設(shè)計成果 現(xiàn)初定兩條路線，兩路線概況如下：
表 6-1 交點坐標 路線 路線一 路線二 交點號 坐標 起點 - -.550 - JD 1 - -.173 - JD 2 - -.303 - JD 3 - -.128 - .803 JD4 -.800 終點 - 方案比選 影響路線方案選擇的主要因素 (1) 路線在政治、經(jīng)濟、國防上的意義，國家或地方建設(shè)對路線使用任務(wù)、性質(zhì)的要求，改革開放、綜合利用等重要方針的體現(xiàn)。對于地方公路則宜靠近城鎮(zhèn)和工礦區(qū)，以滿足當?shù)乜拓涍\的需要。
(2) 路線在鐵路、公路、水運、航空等綜合交通運輸系統(tǒng)中的作用，與沿線工礦、城鎮(zhèn)等規(guī)劃的關(guān)系，以及與沿線農(nóng)田水利等建設(shè)的配合及用地情況。
(3) 沿線自然條件的影響。地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件，決定了工程難易和運營質(zhì)量，對選擇路線走向有直接的影響。對于嚴重不良地質(zhì)的地區(qū)、缺水地區(qū)、高烈度地震區(qū)以及高大山嶺、困難峽谷等自然障礙，選線時宜考慮繞避。
(4) 設(shè)計道路主要技術(shù)標準和施工條件的影響。
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 16 (5) 其他如與沿線旅游景點、歷史文物、風景名勝的聯(lián)系等。
方案比選 現(xiàn)初定兩種方案，方案一是從新興屯途經(jīng)要七里半、陸家屯到李家店。方案二是從新興屯經(jīng)前七里半，再沿祖龍東溝向上至馬家店，到達李家店。下面對兩方案從以下兩個方面進行比選。
(1) 通過地形、地質(zhì)、環(huán)境等方面比選路線方案 兩方案在地形上都有險峻的地段，都克服了很大的高差，但相對而言，方案一整體高差較小。線形方面，方案二線形較好，所采用半徑均較大，轉(zhuǎn)角也合理，直線段較少，較短，路線比起方案二也不過于單調(diào)。填挖工程方面，方案一工程量較小，沿線的各種干擾也比較少。在自然條件、建筑材料等方面，兩方案差別不大，基本相同。方案一路線距城鎮(zhèn)較近，能更好的解決其繁重的客貨運輸。另外，方案二祖龍東溝段地質(zhì)條件不良，需要對土基進行特殊處理，工程較大。
(2) 通過具體要素指標比選路線方案 表 6-2 方案指標比選 指標 單位 方案 I 方案 II 途經(jīng)村莊數(shù) 個 2 1 路線長度 km 土石方（填方） m 3 29 27 土石方（挖方） m 3 11 11 用地 畝 --- --- 最大縱坡 % 路面 1000m 2 50 46 涵洞 道 21 13 平曲線數(shù) 個 2 3 豎曲線數(shù) 個 10 8 克服高程 m 132 155
第 6 章 初步勘測與初步設(shè)計 17 續(xù)表 6-2 與原有公路的交叉數(shù)目 個 2 0 最小平曲線半徑及個數(shù) m/個 550/1 500/1 豎曲線最小半徑 m 9700 1200 比選結(jié)果 推薦 經(jīng)過對兩方案進行以上的分析比較，方案一均優(yōu)于方案一，故選方案一。
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 18 第 7 章 詳細設(shè)計 選取初步設(shè)計中選定的方案一的路線的 K0+000~K3+200 這段進行詳細設(shè)計。
平面設(shè)計 平曲線要素的計算 圖 按回旋線敷設(shè)緩和曲線 圖 的幾何元素的計算公式如下：
23sR 240L2Lsq ? ? (7-1) 34s2sR 2384LR 24Lp ? ? (7-2)
第 7 章 詳細設(shè)計 19 RL6479 . 28s0? ? (7-3) ? ? q p R T ? ? ?2tan? (7-4) ? ?s 0L 2 R1802 L ??? ? ? ? (7-5) ? ? R2sec p R E ??? ? (7-6) L T 2 J ? ? (7-7) 以 JD 1 為例進行計算，已知 m 150 L s ? ， m 700 R ? ，?25 ? ? ，則幾何元素的計算值為：
m 000 . R 240L2Lsq2323s??? ? ? ? m 339 . 1700 R 2384LR 24Lp34 234s2s????? ? ? ?139 . . 28RL6479 . 28s0? ? ? ? ? ? ? ? ? tan 339 . 1 700 q2tan p R T ? ? ? ? ??? ?? m 8 7 3 . 2 3 1 ? ? ? ? ? . 6 2 25 L 2 R1802 Ls 0??? ? ? ? ??? ? ? ?? ? m 4 2 9 . 4 5 5 1 5 0 2 ? ? ? ? ? ? ? m 367 . 18 7002sec 339 . 1 700 R2sec p R E ? ??? ? ??? ? m 537 . 5 429 . 455 483 . 230 2 L T 2 J ? ? ? ? ? ? 其他交點的幾何元素值的計算可類似算得，見附表《直線、曲線及轉(zhuǎn)角表》。
曲線主點樁號的計算 以 JD 1 為例，JD 1 的樁號為 K1+，則 直緩點樁號 ZH= T JD 1 ? =K1+ 873 . 231 0? =K1+ 緩圓點樁號 HY=ZH+L S =K1++150=K1+ 曲中點樁號 QZ=ZH+L/2=K1++/2=K1+
燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 20 圓緩點樁號 YH=ZH+sL L? =K0++ 25 3? =K0+ 緩直點樁號 HZ=ZH+L= K1++=K1+ 其他交點的主點樁號計算可類似算出，見附表《直線、曲線及轉(zhuǎn)角表》。
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