1、摘 要本論文主要介紹了順平縣至滿城縣某一標段高速公路的設計過程。根據給定的資料，通過對原始數據的分析,以及該路段的地質、地形、地物、水文等自然條件,依據公路工程技術標準、公路路線設計規范等交通部頒發的相關技術指標,在老師的指導下完成了本次設計任務。該路段所經地區是平原微丘區，依據遠景交通量將路線設計成設計速度為100km/h的雙向四車道高速公路，路線全長7465.739米，路基寬度為26米，共設有4個平曲線，9個豎曲線。路線設計內容包括平面設計、縱斷面設計和橫斷面設計；其后進行了排水設計，采用邊溝、排水溝進行排水，保證路基路面的穩定性；最后進行了路面結構的組合設計等內容。整個設計計算了路線的平

2、、縱曲線要素,設計了路基、路面、橋涵等內容,圓滿完成了順平至滿城段高速公路綜合設計。關鍵詞： 平面設計  縱斷面設計  橫斷面設計  排水設計  路面結構設計ABSTRACTThis paper mainly introduces the design process of a section of ShunPing to ManCheng highway. Based on the information given by the analysis of the raw data, and the section

3、 of geology, topography, terrain, hydrology and other natural conditions, according to "Highway Engineering Technical Standard", "Road Design Standards" issued by the Ministry of Communications and other related technologies indicators, I have finished this task under the teacher

4、's guidance.The area that this highway passes through belongs to plain with micro-hill area. According to the traffic volume in the future, I design this highway into design speed of 100km/h with bi-directional four-lane highway, with route length of 7465.74 meters, embankment width of 26 meters

5、, four horizontal curves, and nine vertical curves. Line design including graphic design, longitudinal design and cross-sectional design; Then I accomplished the pavement drainage design, which uses ditches and drains for drainage to ensure the water stability of roadbed and pavement; at last, a com

6、posite design of pavement structure and other designs are also finished.The whole design have calculated the planar and vertical curve elements of this line, besides roadbed, pavement, bridges and so on. Complete the comprehensive design of the section of ShunPing to ManCheng highway successfully.Ke

7、y words: Graphic design Longitudinal design Cross-sectional design Drainage design Pavement structural design目錄第一章 緒論41.1 公路建設意義41.2 公路沿線自然條件41.3 公路等級及車道數確定6第二章 選線和方案比選92.1 選線92.2 方案比選10第三章 平面設計123.1平面線形設計原則123.2 各項設計參數確定133.3 平曲線計算16第四章 縱斷面設計204.1縱斷面設計原則及要點204.2 各項設計參數確定234.3 豎曲線計算25第五章 橫斷面設計275.1

8、標準橫斷面確定275.2 加寬、超高設計275.2 土石方的計算和調配30第六章 路面設計326.1 基本資料326.2軸載分析326.3 路面等級確定及路面結構組合356.4 各結構層材料設計參數和設計指標的確定356.5 設計層厚度確定37第七章 排水設計407.1 路基排水設計407.2 路面排水40第八章 橋涵及交叉設計428.1 橋梁及涵洞428.2 路線交叉設計42第九章 邊坡防護449.1 防護意義449.2 防護設施44總 結45致 謝47第一章 緒論1.1 公路建設意義1 完善公路網絡保阜高速是國家和省高速路網的重要組成部分，是河北省高速公路“五縱六橫七條線”中的“六橫”之一

9、，途經滿城、順平、望都、唐縣、曲陽、阜平，全長147.21公里，估算總投資114.67億元，路基寬26米，平均設計時速100公里。本項目的實施，提高了整個地區通行能力，緩解附近道路的交通壓力，大大縮短了沿線各地區到保定市的時間，減少交通事故，節約運輸費用，從而滿足交通運輸發展的需要，完善地區公路網結構。使公路運輸快速靈活，加快貨物的周轉速度，提高了當地社會的機動性。2 加快經濟發展保阜高速建成以后，東與保滄高速對接，西與山西省同期建設的忻(州)阜(平)高速公路相連，形成河北省又一條東出西聯的交通大動脈，是連接西北、華北、華東地區的重要走廊，是晉煤東運和河北省農副產品西運的快速通道，將實現保定及

10、西部內陸地區與東南沿海的快速貫通，促進保定西部縣域經濟發展，加快老區脫貧致富，對路線沿途各縣的經濟將會起到很大的帶動作用。3促進旅游發展該高速公路也是山西晉中地區前往京津的快捷通道和京津地區去往五臺山的觀光走廊，對河北省建設沿海經濟社會發展強省具有重要意義。保阜高速公路是橫貫河北省東西的大動脈，是冀中連接西北、華東地區的重要走廊。它對完善河北高速路網，促進華北、東北以至華東地區的經濟建設，加快區域經濟一體化，開發沿線旅游資源，都將發揮重要作用，對國家的政治、經濟、國防建設都有重要戰略意義。該新建公路對于河北省高速公路網的形成，改善路網分布不均衡布局結構，增強路網綜合功能具有十分重要的作用，同時

11、，其對促進保定地區經濟及旅游事業發展等諸多方面產生了巨大的推動作用。1.2 公路沿線自然條件1 地理位置保定市位于太行山北部東麓，冀中平原西部。北緯38°10-40°00，東經113°40-116°20之間。北鄰北京市和張家口市，東接廊坊市和滄州市，南與石家莊市和衡水市相連，西部與山西省接壤。地處京、津、石三角腹地，市中心北距北京140公里，東距天津145公里，西南距河北省會石家莊125公里，直接可達首都機場、正定機場及天津、秦皇島、黃驊等海港。本次設計路線為保阜高速滿城至順平段某一標段，保阜高速是國家和省高速路網的重要組成部分，是河北省高速公路“五縱六

12、橫七條線”中的“六橫”之一，路線位于東經113°4544115°20，北緯38°493538°5334，處于保定中部地區，途經滿城、順平、望都、唐縣、曲陽、阜平六縣。2 氣候條件河北省保定市氣候屬于溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，四季分明。冬季寒冷干燥、雨雪稀少；春季冷暖多變，干旱多風；夏季炎熱潮濕，雨量集中；秋季風和日麗，涼爽少雨。光照資源豐富，年總輻射量為48545981兆焦/平方米，年日照時數23193077小時；南北熱量差異較大，年平均氣溫為1.814.2，極端最高氣溫43.3，極端最低氣溫-42.9，年無霜凍期81204天。多年平均最高氣溫33

13、，多年平均最低氣溫-3，屬于季凍區，多年最大凍深為680mm。3 水文條件保定地區降水分布不均，全市年降水量為450750毫米，受地形影響，降水量的地區分布差異較大，從東南部到西北部逐漸遞減。全市平均年降雨量為650毫米，春秋兩季降水量均為120130毫米，各占全年降水量的1416%，夏季為全年降水最多季節，降水量為480580毫米，占全年降水量的6165%；冬季為全年降水最少季節，降水量為5060毫米，僅占全年降水量的67%。潮濕系數（K）為0.7左右，地下水埋深約2.5（m）。4 地形地質條件保定市大部分為沖積平原，在西北部地區有小部分山嶺區，中部以及南東部主要以平原為主。平原區域地勢平坦

14、，地面高程起伏變化很小，保阜高速公路沿線的地面高程變化率約為千分之一。本設計標段內跨越一條干河溝渠，其它處均為平地，總體地勢從西北向東南降低。保定地區處于公路自然區劃中4區，中南部平原區土質主要為沉積層土質，表層為粘性土，下層為砂礫，土基強度較好。本設計標段內沒有軟土、粉性土等不良土基出現。1.3 公路等級及車道數確定1 公路等級確定（1）近期交通組成及交通量近期交通量組成及交通量見表1-1，預測交通量增長率為8.5%。預測年限為20年。建設年限為兩年。車型小客車東風EQ-140解放CA10B黃河JN-162日野KB222交通量900700650600700公路工程技術標準（JTG B0120

15、03）中規定：確定道路等級時候交通量換算采用小客車為標準車型，各汽車代表車型和車輛折算系數規定見下表（公路工程技術標準）。汽車代表車型車輛折算系數說明小客車1.019座的客車和載質量2t的貨車中型車1.519座的客車和載質量2t7t的貨車大型車2.0載質量7t14t的貨車拖掛車3.0載質量14t的貨車折算以后的交通量如下表所示：車型交通量（晝夜）折算系數折算后交通量小客車9001.0900東風EQ-1407002.01400解放CA10B6502.01300黃河JN-1626003.01800日野KB2227003.02100（2）設計交通量計算設計交通量是指擬建道路到預測年限時所能達到的年平

16、均日交通量，其值是根據歷年交通觀測資料預測求得，目前多按年平均增長率計算確定。式中：AADT設計交通量（pcu/d）； ADT起始年平均日交通量（pcu/d）； 年平均增長率(%)；n預測年限。由上式計算得到：AADT=4840×1.8521=6430×5.547=41603（輛）（3）等級確定公路工程技術標準（JTG B012003）對于各等級公路適應的交通量規定如下：（一）高速公路：四車道高速公路應能適應將各種汽車折算成小客車的年平均日交通量為2500055000輛；六車道高速公路應能適應將各種汽車折算成小客車的年平均日交通量為4500080000輛；八車道高速公路應能

17、適應將各種汽車折算成小客車的年平均日交通量為60000100000輛。（二）四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通輛2500055000輛；六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通輛4500080000輛；八車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通輛60000100000輛。由以上規定結合擬建道路在國家和河北省的公路網的任務及功能，參考當地經濟和土地資源情況，決定道路等級為高速公路，設計速度定為100KM/小時。2車道數確定（1）設計小時交通量計算設計小時交通量按下式計算：DDHV=AADT×D×KDDHV-主要方向設計

18、交通量（pcu/d）；AADT-設計交通量（pcu/d）；D-方向不均勻系數，一般取D=0.50.6；K-設計交通量系數（%），為選定時位小時交通量與年平均日交通量的比值，可根據氣候分區參照公路路線設計規范中表取值。本設計中D取0.55，K取12.計算得到：DDHV=41603×0.55×0.12=2746（輛）（2）一條車道設計通行能力計算：單車道的設計通行能力按下式計算：CD=CP×（VC）CP=CB×fw×fHV×fPCD- 一條車道的設計通行能力；CP- 一條車道的實際通行能力；CB- 一條車道的基本通行能力；fw- 車道寬度

19、修正系數；fHV- 交通組成及大型車修正系數；fP- 駕駛員條件修正系數。該公路為高速公路，作為主干公路，采用二級服務水平，設計時速為100Km/h，每條車道寬度為3.75m，由高速公路設計中表3-2、3-6、3-7、3-8、及2-3和公式3-4計算得到一條車道的設計通行能力為：CD=2100×1.00×0.98×0.95×0.67=1310（pcu/d）（3）計算車道數車道數N=DDHV/ CD=2.064=2（取整）綜上計算：車道數取雙向四車道。第二章 選線和方案比選2.1 選線1 道路選線一般原則路線是道路的骨架，它的優劣關系到道路本身功能的發揮和

20、在路網中是否能起到應有的作用。影響路線設計除自然條件外尚受諸多社會因素的制約，選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各方面的關系，其基本原則如下：1多方案選擇：在道路設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案作深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優路線方案。  2工程造價與營運、管理、養護費用綜合考慮：路線設計應在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低、營運費用省、效益好，并有利于施工和養護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術指標，不要輕易采用極限指標，也不應不顧工程大小，片面追求高指標。  3處理好選線與農業的關系：

21、選線應注意同農田基本建設相配合，做到少占田地，并應盡量不占高產田、經濟作物田或穿過經濟林園（如橡膠林、茶林、果園）等。  4路線與周圍環境、景觀相協調：通過名勝、風景、古跡地區的道路，應注意保護原有自然狀態，其人工構造物應與周圍環境、景觀相協調，處理好重要歷史文物遺址。  5工程地質和水文地質的影響：選線時應對工程地質和水文地質進行深入勘測調查，弄清它們對道路工程的影響。對嚴重不良地質路段，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼等地段和沙漠、多年凍土等特殊地區，應慎重對待，一般情況下應設法繞避。當必須穿過時，應選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。

22、  6選線應重視環境保護：選線應重視環境保護，注意由于道路修筑，汽車運營所產生的影響和污染。  7對于高速路和一級路，由于其路幅寬，可根據通過地區的地形、地物、自然環境等條件，利用其上下行車道分離的特點，本著因地制宜的原則，合理利用上下行車道分離的形式設線。2 本次設計中選線過程保阜高速本設計標段處于平原區，地形對路線的約束限制不大，路線平、縱、橫三方面的線形很容易達到較高的技術指標，路線布設時，主要考慮了如何繞避當地的村落以及地方道路和經濟作物田和水利電力設施等。選線時，首先在路線的起、終點間，把經過的村落、河流、學校、經濟作物田（桃園、蘋果園、溫室等

23、）、地方道路作為大的控制點；在控制點間，又進一步選擇中間控制點；在中間控制點之間，一般不再設置轉角點。所以本次設計只設置四個交點。這樣安排平面線形，既使路線短捷順直，又避免了過長的直線，同時考慮了轉角的適當，避免了路線的迂回量太大。綜合平原區自然和路線特征，本次設計布線時著重考慮了以下幾點：路線與農業的關系，盡量避開了高產田和經濟作物田以及溫室；路線和橋位的關系，在路線走向確定時，盡量選擇了在界河河岸窄的地方跨河，并且盡量使得其與界河交角接近垂直，使得橋梁跨徑大大減少，減少造價；路線與沿線村落居民點的關系，路線幾乎沒有橫穿村落，只有在涇陽驛村不得已從村落的最窄處穿過，即使得拆遷量少也減少了對當

24、地群眾的生活生產的影響；路線與地方道路的關系，選線時候盡量減少了與地方道路的交叉，盡量不改變原有的道路形態，只有兩處對已有道路作了局部改線處理。同時，布線過程中沒有遷就微小地形變化，因為這樣會使線形變差且增加工程造價和運用費用。3 本設計選線方法根據公路路線設計規范及其它相關的要求，參照相應的選線原則，在1：2000的地形圖上選出控制點并定出導向線、路線交點，初步確定兩個路線方案。本設計標段內主要控制點有界河、西莊村村落、決堤村村落、涇陽驛村落、以及沿線與新建公路相交的地方道路。選線時候盡量避免了路線穿過村莊，同時盡量少了占或者不占經濟作物田（如果園桃園溫室之類）。盡量減少與地方道路的交叉，同

25、時盡量與界河大角度相交，縮短橋梁跨徑。選線過程考慮原有的水利電力設施，減少對當地居民生產生活的影響。同時也兼顧了線性的要求，基本上做到路線順直，沒有較大的轉角，沒有太多的路線迂回。而且平曲線半徑都比較大，滿足現代高速公路高指標要求。本次設計初步選定兩個路線方案，詳細介紹如下：方案一：從本設計標段起點開始（4296974，497632）路線與界河成69度交角到達西莊村村北一桃園東北處（4297226，499059），在此處設置第一個交點；然后右轉35°2321.8到達西莊村東側一片溫室東南處（4296813，499930）設置第二個交點；接著左轉36°5952.1到達決堤村村

26、北處（4297312，502363）設置第三個交點；接著右轉24°3414.1到達涇陽驛村西側，涇陽驛縣道南側（4296947，503948）設置第四個交點，與涇陽驛縣道成31度交角，最后左轉29°517.7一直到達設計終點（4297236，504947）。方案二：從本設計標段起點開始（4296974，497632）路線與界河成54度交角到達西莊村北溫室南邊（4297340，498956），在此次設置第一個交點；然后右轉46°452.7到達西莊村東側溫室之間（4296837，499785），在此設置第二個交點；接著左轉40°4720.1到達決堤村村北處（

27、4297279，502426）設置第三個交點；接著右轉23°4521.0到達涇陽驛村西側，涇陽驛縣道南側（4296962，503671）設置第四個交點，與涇陽驛縣道成30度交角；最后左轉26°2243.0一直到達設計終點（4297236，504947）。2.2 方案比選將方案一和方案二從路線線型指標、經濟作物田占用、與河及縣道交角及橋梁跨徑、路線迂回情況、與地方道路交叉情況、總里程數進行對比，對比情況如下表所示。方案方案一方案二比較交點數44相同各交點圓曲線半徑1000、1100、2500、2531900、8971500、1500方案一較方案二指標高經濟作物田占用情況占用少

28、量桃園及溫室不占用經濟作物田地方案二較方案一好房屋拆遷情況拆遷少量村民房屋拆遷少量村民房屋相差不大路線轉角及迂回情況轉角小，迂回少轉角大，迂回大方案一較方案二好與界河交角69度54度方案一較方案二好界河橋梁跨徑130米135米方案一較方案二好與縣道交角3028方案一較方案二好跨線橋跨徑1314相差不大與地方道路交叉情況11處11處情況相同總里程數7465.739米7511.294米方案一較短分析上表，考慮到高速公路線型指標為重點因素，結合橋梁跨徑和路線總長對工程造價的影響，路線迂回盡量少的原則。考慮主要矛盾，忽略次要矛盾，經過比較后第一種方案要優于第二種方案。所以采用第一種路線方案。兩種路線方

29、案均在平面圖上畫出草圖。詳見路線平面圖。第三章 平面設計3.1平面線形設計原則1一般原則1.平面線形設計必須滿足標準和規范的要求。2.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。平面線形應直捷、連續、順適，并與地形地物相適應，宜直則直，宜曲則曲，不片面追求直曲，這是美學、經濟和環保的要求。3.保持平面線形的均衡和連續。（1）直線與平曲線的組合中盡量避免以下不良組合：長直線盡頭接小半徑曲線，短直線接大半徑的平曲線。（2）平曲線與平曲線的組合：相鄰平曲線之間的設計指標應均衡、連續，避免突變。（3）高、低標準之間要有過渡4.平曲線應有足夠的長度。2本次平面線形設計過程本設計標段

30、處于平原區，平面線形采用較高的技術標準，盡量避免了采用長直線或小偏角，但是沒有為避免長直線而隨意轉彎。在避讓局部障礙物時注意了線形的連續、舒順。同時，平面線形充分利用了地形處理好平、縱線形的組合，在平面線形設計時候兼顧到了縱斷面的設計，比如在跨越界河時候需要足夠的路面標高來設置橋梁，這里必然需要設置一豎曲線，所以在平面線形設計時候就使第一個交點的直緩點盡量后移，從而避免了在縱斷面設計時候出現豎曲線的頂部設置在緩和曲線內或者靠近直緩點。從而為縱斷面設計打下良好的基礎。同時相鄰曲線組合時優先考慮使用S型反向曲線，從而在兩大半徑圓曲線間盡量避免插入短直線這種不良的組合。所以本次設計中在平面線形設時，

31、采用了較高的技術標準，圓曲線半徑均大于規范規定的一般值，四個交點的圓曲線半徑依次是1000、1100、2500、2531米。而且緩和曲線長度也盡量和圓曲線大致相同，至少滿足緩-圓-緩的比例為1:1:1-1:2:1之間，使得線形更加平順，利于行車。而且考慮到兩平曲線間的距離太短而不利于線形的平順，所以，在本次設計中四個反向平曲線中交點1、2和交點3、4分別兩兩設置成S型反向曲線，從而避免了兩大半徑曲線中間連接一小段直線的不良組合，交點2、3之間的直線長度為1220米，大大超過了規范規定值，所以點2、3之間沒有設置成S型曲線。同時，平曲線長度也大于規范對于其長度規定一般值。總之，本次設計中的平面線

32、形設計及組合設計滿足高速公路對于平面線形指標的要求。3.2 各項設計參數確定1 直線（1）直線最大長度我國對于直線的長度未作出具體規定，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調之缺陷，應結合沿線具體情況采取相應的措施。在景色有變化的地點其直線的最大長度（以km計）可以大于20V（V為設計車速，以km/h計），在景色單調的地點最好控制在20V以內。（2）曲線間直線最小長度同向曲線間的直線最小長度：同向曲線間若插入短直線，容易把直線和兩端的曲線構成反彎的錯覺，甚至把兩個曲線看成是一個曲線。這種線形破壞了線形的連續性，容易造成駕駛員操作的失誤。公路路線設計規范規定同向曲線的最短直線長度以不小于6V為宜。

33、在受到條件限制時無論是高速公路還是低速公路都宜在同向曲線間插入大半徑曲線或將兩曲線做成復曲線、卵形曲線或者C形曲線。反向曲線間的直線最小長度：轉向相反的兩圓曲線之間，考慮到為設置超高和駕駛人員的轉向操作需要，其間直線最小長度應予以限制。公路路線設計規范規定反向曲線間最小直線長度（以m計）以不小于行車速度（以km/h計）的兩倍為宜。2 圓曲線（1） 圓曲線的最小半徑我國公路路線設計規范對于不同設計速度的公路圓曲線規定了一般最小半徑、極限最小半徑、不設超高最小半徑。具體規定值如下表所示（公路路線設計規范中表7.3.2）設計速度（Km/h）1201008060極限最小半徑（m）65040025012

34、5一般最小半徑（m）1000700400200不設超高最小半徑（m）路拱2%5500400025001500路拱2%7500525033501900（2）圓曲線半徑的選用原則：選用曲線半徑時，應盡量根據地形地物等條件，盡量采用較大半徑的曲線，必須能保證汽車以一定的速度安全行駛。具體要求如下：一般情況下，宜采用極限最小平曲線半徑的4-8倍或超高為2%-4%的圓曲線半徑；地形條件受限時，應采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑；地形條件特殊困難而不得已時，方可采用極限最小半徑；應同前后線形要素相協調，使之構成連續、均衡的曲線線形，使路線平面線形指標逐漸過渡，避免出現突變；應同縱斷面線形相配合，必

35、須避免小半徑曲線與陡坡相重合，最大半徑不宜超過10000米。本次設計中設計速度為100KM/小時，由公路路線設計規范中表7.3.2得本設計中公路圓曲線極限最小半徑為400米，一般最小半徑為700米。3 緩和曲線（1）緩和曲線的有關規定：1直線同半徑小于不設超高最小半徑的圓曲線徑相連接處，應設置緩和曲線。2半徑不同的同向圓曲線相連接處，應設置緩和曲線，當符合規范規定的特定條件時可不設緩和曲線。3各級公路的緩和曲線長度應滿足規范規定的長度值要求。4回旋線長度應隨圓曲線半徑的增大而增大。當圓曲線部分按規定需要設置超高時，緩和曲線長度還應大于超高過渡段長度。（2）最小長度為使駕駛員能從容地打方向盤、乘

36、客感覺舒適、線形美觀流暢，圓曲線上的超高和加寬的過渡也能在緩和曲線內完成，所以應規定緩和曲線的最小長度。從以下幾方面考慮：1）旅客感覺舒適2）超高漸變率適中 3）行駛時間不過短公路路線設計規范中表7.4.3給出了不同設計速度的緩和曲線最小長度如下表所示設計速度（Km/h）1201008060緩和曲線最小長度（m）100857060查照公路路線設計規范中表7.4.3可得本設計緩和曲線最小長度的最小值為85米，一般值為120米。（3）回旋線參數值A回旋線參數應與圓曲線半徑相協調，研究認為：回旋線參數A和與之相連接的圓曲線之間只要保持 ，便可得到視覺上協調而又舒順的線形。當R在100m左右時，通常取

37、A=R；如果R100m，則選擇A=R或大于R。反之，在圓曲線半徑較大時，可以選擇A在R/3左右，如果R超過了3000m,即使A小于R/3，在視覺上也是沒有問題的。4平曲線長度汽車在道路的曲線段上行駛時如果平曲線太短，駕駛員需要急轉轉向盤，高速行駛時候是不安全的，乘客也會因為離心力太大而感到不舒服。另外駕駛操縱來不及調整。所以公路路線設計規范規定了平曲線（包括圓曲線及其兩端的緩和曲線）最小長度如下表。設計速度（Km/h）1201008060403020一般值（m）1000850700500350250200最小值（m）200170140100705040查照公路路線設計規范中7.8.1可得本設計

38、中平曲線的最小長度的一般值為500米，最小值為170米。5 本設計中各參數規定值綜上敘述：本次設計中（設計速度為100KM/小時）各參數的規范規定值如下表所示。參數規范最小值規范一般值同向圓曲線間直線最小長度600反向圓曲線間直線最小長度200圓曲線最小半徑400700緩和曲線最小長度85120平曲線最小長度1708503.3 平曲線計算1 基本型曲線設計與計算 對稱基本型曲線計算圖式(1)曲線元素計算公式如下： (m) (m)= (m) (m) (m) (m)式中：-設緩和曲線后圓曲線內移值(m)；q-緩和曲線切線增長值(m)； -緩和曲線長度(m)； -緩和曲線終點緩和曲線角()； -切線

39、長(m)； -圓曲線半徑(m)；-曲線長(m)； -轉角()； -外距(m)； -切曲差(m)。(2)主點樁里程計算公式如下：ZH=JD-T ZH第一緩和曲線起點（直緩點）HY=ZH+ HY第一緩和曲線終點（緩圓點）YH=HY+ -2 YH第二緩和曲線終點（圓緩點）HZ=YH+ HZ第二緩和曲線起點（緩直點）QZ=HZ- QZ圓曲線中點JD=QZ+ 由于本次設計中未采用非對稱型基本曲線，所以非對稱型基本曲線的計算圖式及公式不再贅述。2 S型曲線設計計算S型曲線計算時，先根據前交點的T長以及交點間距算出本交點的T長，通過導線轉角 以、根據緩和曲線要求試定的 以及T長來反算半徑。對于反算出的半徑R

40、根據控制切線長T取整，當T為最大控制時，R向小取整；T為最小控制時，R向大取整。取整后再由基本型曲線設計與計算公式來計算各曲線要素以及主點樁號。切線T反算半徑R的計算公式如下：3 計算實例以本設計中交點1、2為例計算平曲線要素，計算過程如下：交點1（1）平曲線要素計算=124.352 (m)=2.604 (m)=7.162 (o)=444.804 (m)=876.661 (m)=52.393 (m) =10.973 (m)（2）計算主點樁里程JD1 K1+448.877-T 444.804ZH K1+004.073+Ls 250HY K1+254.073+L-2Ls 376.661YH K1+

41、621.734+Ls 250 HZ K1+871.734-L/2 438.330 QZ K1+437.904+J/2 10.973 JD1 K1+448.877交點2由于交點1、2設置成了S型反向曲線，所以交點2的半徑應該由切線來反算。（1）計算T長反算R。交點2切線長T2=交點間距（1,2）-交點1的切線長T1.=963.698-444.877=518.821利用切線反算半徑公式計算得到R=1100。然后利用平曲線計算公式進行曲線要素計算，和交點1類似。在此不再贅述。4 本設計中平面設計方法本次設計主要是利用計算機輔助定線。將選定的路線的起點、終點和四個交點輸入緯地三維道路CAD系統后，利用

42、緯地三維道路CAD軟件和人工進行平面線的動態交互設計，最后由緯地系統進行曲線要素、主點樁里程的計算和相關成果圖表的生成。相關成果詳見圖表文件部分。第四章 縱斷面設計4.1縱斷面設計原則及要點1一般原則縱斷面設計的主要內容是根據道路等級、沿線的自然地理條件和構造物控制標高等，確定路線合適的標高、各坡段的縱坡度和坡長，并設計豎曲線。基本要求是縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當、平面與縱斷面組合設計協調、以及填挖經濟、平衡。（1）一般要求為：1設計必須滿足公路工程技術標準（JTG B012003）的各項規定。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

43、頻繁。3盡量避免采用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。連續上坡或下坡路段，應避免設置反坡段。4一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節省用地。5縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩定。6對連接段縱坡，如大、中橋引道等，縱坡應和緩、避免產生突變。7在實地調查基礎上，充分考慮通道、水利等方面的要求。（2）組合設計原則1)應在視覺上能自然的引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續性。2)注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡。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

44、與道路周圍環境的配合，它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導視線的作用。（3）平縱線形組合的要求1)平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線。2)平曲線與豎曲線大小應保持平衡。3)要選擇合適的合成坡度。2 本次設計縱斷面設計難點本設計標段處于平原區，由于平原區地勢平坦，溝渠縱橫，河道及地方道路眾多，同時平原地區經濟發達，路網也相應發達，故需要修建的構造物較多。而且平原區往往雨量充沛，對土基最小填土高度也要求較高。所以，平原區高速公路在縱斷面設計時十分復雜，困難也比較多。國內近年來很多高速公路在縱斷設計上采用了高填路堤方案，特別是在平原地區為了滿足農村和地方上大量頻繁的地方交通，

45、通道和小河航航道下穿凈高的要求，縱坡始終降不下來，將路堤填土高度大大高于地面，平原、微丘區的高速公路就宛如一條土堆的“長龍”，在自然地形中顯著凸出，阻隔著人們的視線，破壞地形地物，嚴重影響自然景觀，不能不說是一大遺憾，而且這種遺憾恐怕是永久性的。縱坡變換頻繁，坡長過短，則汽車加速、減速時換檔頻繁，不僅增加了駕駛員的精神負擔，誘發交通事故，而且還會造成環境污染。另外由于高填方路堤自身荷載很大，而且其作用在地基上的時間持久，可能會導致地基(尤其是軟土地基)的變形和沉降，使路基失穩；路基的變形和沉降會導致路面出現反射裂縫，使路面喪失一定的使用性能，降低其服務水平。3本次縱斷面設計要點本次縱斷面設計的

46、關鍵技術是有效降低填土高度。因為平原區高速公路沿線的溝壑、路網、地方道路以及農耕道路分布眾多，所以平原區高速公路的控制高程由路堤最小臨界填土高度和結構物(通道、涵洞、橋梁等)標高兩部分進行控制。所以如何合理的確定有關構造物的類型、控制標高和數量是有效降低填土高度的關鍵技術。本次設計中在下面三個方面進行探討了和論證。第一，構造物類型的選擇。關于被交路上跨或下穿的選擇，不僅對縱斷面線形設計的工程造價有著舉足輕重的作用，還對線形設計效果及其使用質量的優劣有著重要影響。分離式立體交叉設置時, 必須充分利用地形有利條件結合高速公路的填土高度, 合理確定被交路上跨或下穿方案。上跨主線的分離式立交橋, 往往

47、存在縱坡較大、接線處理難等缺點，所以一般宜采用主線上跨方案。高速與地方道路及農耕道路相交時可以考慮設置天橋和通道兩種情況，選擇天橋縱斷上不必設置豎曲線，同時可以降低路基填筑高度，節約占地；選擇設置通道時，該處需要設置豎曲線，路基填筑高度相對的將要提高。僅就天橋與通道相比，天橋造價為通道造價的13-2倍，但是天橋可以使路基填高由4 m降至2 m，則每公里可以節約土方近74萬m 。通道雖然比天橋造價低，但是由于通道標高低，在降水量大的季節可能會積水影響交通，需要相應的排水設施，從而增加使用費用。通道和天橋的選擇需作經濟、技術比較。如果節約的土方費用能滿足其他工程處理的費用，則應選擇設置天橋或主線下

48、穿方案，這種方案的選擇在降低路基高度的同時，增加了視覺舒適性，也就增加了線形的安全性，而且少占用農田，減少由于取土而增加的環保費用，具有良好的經濟效益和環境效益。當選擇通道時，為了在設置大半徑豎曲線提高線形視覺舒適性的同時，降低路基填筑高度，可以降低通道標高，采用鋼筋混凝土通道，必要時輔以配套的排水設施；由于降低了構造物標高，該區段縱斷起伏不大，也可以適當減少土方量。第二，天橋和通道的數量確定。天橋和通道的數目是確定適當坡度的關鍵，數目越多則填筑工程量越大，數目太少則影響高速公路兩側的居民出行、生物的分布。高速公路作為地區交通大動脈, 首先應該服務于區中心城市, 促進大范圍的經濟發展。在此前提

49、下, 應充分考慮沿線鄉鎮群眾的生產和生活, 保持群眾間的生活交往, 更好地促進當地經濟進一步發展。若高速公路與地方道路相交就設置通道, 那么有的通道會利用率很低而失去了它應有的意義, 因而應根據地方道路的性質適當取舍或歸并。對于因設某一通道而影響整個縱斷面, 造成填土高度大幅度提高時。要研究改移道路使其從較高路堤下通過的可能性, 另外還應充分利用跨河橋邊孔及排水箱涵作通道, 這是綜合利用橋涵設施, 減少單建通道、降低填土高度的有效措施。通道的設置間距, 要掌握因地制宜的原則, 一般來說在經濟發達、人口稠密地區以每公里設置2-3座通道是適宜的。第三，通道的凈空標準。對于通道凈空的確定, 設計時一

50、定要實事求是, 堅持設計的科學性和公證性, 不遷就地方政過高的要求, 以免增加填土高度、增加工程造價。通道路面標高應結合排水考慮, 一般應高于原地面, 原則上不下挖, 便于雨水自排；少數通道根據地勢, 若能有效地解決自排水問題,也可適當下挖, 不能只為了追求降低填土高度, 而盲目下挖, 尤其在南方多雨和地基潮濕地區更應提起注意, 否則通道內易積水, 影響使用功能。在確定跨越形式的基礎上，采用建筑高度低、輕巧的跨線橋結構型式，并精細設計縱斷面，使交叉凈空既滿足使用要求又不浪費。第四，平縱面線形的組合設計時候平曲線與豎曲線一一對應, 變坡點對應于平曲線中點, 這是最理想的組合。設計中,必須充分考慮

51、縱面線形與平面線形的對應關系。但是實際上平原微丘區高速公路往往平曲線半徑很大, 平曲線長一般在1-2KM，有的達3-4KM。要想做到l:l的對應關系, 不但增加大量的土石方數量, 而且也難以滿足各種構造物標高要求。實踐證明, 在縱坡很緩時, 縱面多次起伏并不影響駕駛員行駛中視覺上的連續性。實際應用時, 應靈活掌握, 有條件時應盡力做到一一對應, 確有困難時, 一般以一個長平曲線包3個豎曲線為宜, 最多不能超過5個，設計過程中盡量作到一個長平曲線包住幾個豎曲線，由于縱坡平緩坡差不大, 并采用大半徑豎曲線, 線形仍然舒順流暢,視覺良好。但是應注意平縱面線形的技術指標應大小均衡, 平曲線內的豎曲線半

52、徑一般取平曲線半徑的10-20倍；同時,若一個平曲線內包了幾個豎曲線, 則幾個豎曲線的半徑、及豎曲線長度也應保持均衡。4本次設計縱斷面設計優化方法第一，在構造物類型的選擇上進行了充分的論證比選，在與地方道路相交的地方，主要機耕道路設置成了涵洞，而行人道路和小路則設置為天橋。比如在K2+345 KM和K5+470 KM里程處，這兩條道路只有行人通行，所以設置成了天橋。第二，天橋和通道的數量確定的時候進行了充分的優化，在盡量考慮了當地群眾通行的情況下能少用則少用，在布置通道的時候一般沒有輕易增加通道。第三，在通道凈空的確定時候完全實事求是的進行設計,不追求過高的要求, 以免增加填土高度、增加工程造

53、價。在縱斷面設計過程中，沒有一味把通道的高程作物必須的控制標高，在縱斷面設計特殊困難地區，為了避免個別通道的高程而影響局部路線的縱斷面設計，經過充分的論證考慮后對原有路面適當下挖，降低路面高程來設置通道。在K1+514KM、 K1+968 KM、 K3+671、 KM K6+892 KM 這四個通道處，采取了降低路面高程的做法。第四，在平面和縱斷面組合設計過程中力爭平曲線與豎曲線一一對應,但是沒有拘泥于規范，而是根據實際情況靈活處理，在滿足視覺的連續性的情況下在一個平曲線內設置了多個豎曲線，同時盡量采用半徑大的豎曲線。使得線形仍然舒順流暢,視覺良好。比如在交點2和交點3的平曲線內分布設置了兩個

54、豎曲線。4.2 各項設計參數確定1 坡度(1) 最大坡度最大縱坡是公路縱斷面設計中的重要控制指標。在地形起伏較大的地區，直接影響路線的長短、使用質量、運輸成本及造價。確定最大縱坡時，不僅考慮汽車的動力特性、道路等級、自然條件，還要考慮工程和運營的安全與經濟等。我國公路工程技術標準對各級公路最大縱坡值給出了具體的規定。本次設計速度為100KM/小時，查照公路工程技術標準中表3.0.16可得本設計的最大縱坡為4%。（2）最小縱坡我國公路工程技術標準規定在長路塹、低填設邊溝路段以及其他橫向排水不通暢的路段，為保證排水通暢，防止積水滲入路基而影響其穩定性，均采用不小于0.3%的縱坡。在干旱地區，以及橫

55、向排水良好不產生路面積水的路段如直坡段的路堤填段，可不受最小縱坡限制。由于高速公路的路面排水一般采用集中排水的方式，其直坡段或半徑大于不設超高最小半徑路堤路段的最小縱坡仍應不小于0.3%。本次設計中最小縱坡限制為0.3%。2 坡長（1）最小坡長最短坡長的限制主要是從汽車行駛平順性的要求考慮的。最小坡長規定汽車以設計速度9-15s的行程為宜，高速公路以設計速度9s的行程即可。我國公路工程技術標準中對各級公路的最小坡長作了具體的規定。本次設計速度為100KM/小時，查照公路工程技術標準中表3.0.17-1可得本設計的最小坡長為250。（2）最大坡長查照公路工程技術標準中表3.0.17-2可得本設計速度下的不同縱坡值的最大坡長限制如下表所示。縱坡坡度（%）345