二级公路设计

1.1项目建设的必要性及重要意义

本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。。该项目建设的重要意义在于：新建公路将给当地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及资源的开发,对当地经济发展具有重要意义。 1.2沿线地形地质及自然环境 1.2.1地形地貌

本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好。 1.2.2气象水文

本路段地处中低纬度，属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。多年平均气温21.3℃，最冷1月均温5℃，最热8月均温33.4℃。全年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，3~9月为雨季，其雨量可占全年的65%以上。10月至翌年3月为枯水期，降雨量小于蒸发量。

2.1公路技术等级确定

道路等级的确定应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。 2.1.1设计车辆

设计车辆是指道路设计所采用的具有代表性的车辆。道路上行驶车辆的行驶性能、外廓尺寸以及不同车辆种类的组成对于道路几何设计（如车道宽度，弯道加宽、纵坡大小、行车视距等）有密切关系。因此，选择具有代表性的车辆是必要的。二级公路的设计车辆一般取小客车。其外廓尺寸如下表所示：

表2-1 小客车外廓尺寸（单位：m）

其他种类的车辆都按照一定的折算系数折算为小客车，折算标准如表2-2所示。 2.1.2确定道路等级

公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量并充分考虑项目所在地区的综合运输体系和远期发展等经论证后确定。交通量是确定公路等级的重要依据，公路的交通量是指单位时间内通过公路上某一横断面的往返车辆数。需要通过交通量的调查和交通预测确定。按规范规定，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆

表2-2 车辆换算系数表

设计速度是决定道路几何形状（如曲线半径、超高、视距）的基本依据,同时还影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标。该二级公路交通量不大， 位于浅丘，地形起伏较小，耕地及建筑物较多。经过技术经济论证，决定设计速度40km/h。 2.3最小半径的确定

当汽车在弯道上行使时，会受到离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。此时水平分力可以抵消离心力的作用。

X=F*cosα-G*sinα Y= F*sinα+G*cosα

由于α较小，故可视为sinα=tgα=ih， cosα=1; 所以，X=F-G*ih=G(v2/gR-ih)

设μ=X/G=v/gR-ih= V/127R-ih，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。

式中：R--平曲线半径（m）； μ--横向力系数； V--行车速度（KM/h）; v--行车速度(m/s); ih--横向超高系数。

不产生横向倾覆的最小平曲线半径R≥ V2/[127(b/2hg+Ih)]; 不产生横向滑移的最小平曲线半径R≥ V/[127(φh+ih)]

汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值得大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg,而φh

2

2

2

产生横向滑移，也就保证了横向倾覆稳定性。即半径满足R≥ V/[127(φh+ih)]即可。 2.4圆曲线

圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。

2.4.1圆曲线的最小半径

圆曲线最小包括极限最小半径，一般最小半径和不设超高的最小半径。平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径。当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。

表2－2圆曲线半径 (m)

2.4.2平曲线最小长度

公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。标准规定为最小平曲线长度为140m。 2.5主要技术指标

根据《公路工程技术标准》，山岭浅丘区二级公路各项指标为：

3.1路线平面设计

路线方案是根据指定路线总方向和设计道路的性质、任务以及在公路网中的作用，考虑社会、经济因素和自然条件来拟定路线走向，路线方案是否合理，不但关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要是的影响到路线在公路网中是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，提出合理的推荐方案。

选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。

根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:

1.该地区公路走向既要符合总体规划,又要与沿路建筑规划紧密结合,合理衔接； 2.避让村、建筑及农田等,尽可能减少拆迁民房等建筑物； 3.新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统； 4.坚持技术标准,尽可能缩短行车里程。

在本路线设计中，路线起点至位于山岭区，地势比较平缓，便于展线。但在起始的山岭区路段，由于该地区石质以石灰岩为主，山脚坡度较缓，路线定线中，路线与这种山相遇，尽力避让，如果太过避让会降低线形指标，可进行必要的开挖，以提高路线的线形指标，提高公路的服务质量。故在此路段，本人的设计思路为，选用指标较好的平面线形，进行合理的开挖，提高公路的服务质量。如下图所示：

在其它的路段中，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部分采用了利用原有小径的方法，利用原路已有的挖方来降低工程量。同时保证平面线形指标。但由于资料不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。

由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面设计的任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然

地理条件以及工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度以 便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

在平原区路段，综合考虑了地下水、地表积水的影响，以及设置涵洞的要求，拉坡时，一般保证填土高度在1m以上，以保证路基稳定，但一些地方考虑到工程量不太大以及填挖均衡，出现一些矮路堤。 3.1.1平面线形设计

该地区属山岭浅丘区，二级公路的选线原则是以路线走向和公路的线性指标为主导，结合并有效利用自然地形，正确安排平面线形，合理解决避让、穿越、趋近地物等问题，同时考虑纵坡的限制。

此设计段地形对路线的走向限制很大，布线应在合理有效利用自然地形、避免大填大挖的气体下，着重考虑政治、经济因素，正确处理对地物地质的避让与趋就，找出一条理

综合以上特点，选线时注意以下要点：

1.平面线形应力求直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调 本设计地区大部分地形对路线走线限制很大，路线不能做到直捷，但力求顺适，在平面线形要素中曲线长度所占比例比较大。尤其在设计路线的前面地段，受地形的限制要进行绕山而行，所以有较长的曲线，路线基本上都是曲线。

2.合理考虑路线与城镇村庄的关系

（1）路线尽量避免穿越城镇、较密集的居民点及一些重要单位，例如学校，工厂等，但又要考虑到便利支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，路线不宜离开过远，做到“靠村不进村，利民不扰民”在两者发生严重冲突时，应综合各种因素合理考虑解决。

（2）路线应尽量避开重要的电力、电讯设施和一些重要的建筑物，如果没有办法解决时，可进行少量的拆迁。

3.正确处理与农业的关系。

（1）尽量做到不占或少占高产田。布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面为了追求过高的线性指标而占用大量高产田，也不能片面强调不占哪块田，使路线弯曲，线性指标过低而造成行车条件恶化。

（2）水力建设相配合。尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。路渠方向基本一致时，沿渠堤布线，堤路结合，桥闸结合，以减少占田和便利灌溉。路线必须跨河时，应当尽量减少过多压缩河水过水断面，避免不必要的冲刷。

4.处理好路线与原有道路关系 5.注意土壤水文条件

在路线的平面设计中所要掌握的基本原则有：

1.平面线形应力求直捷，做到连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；

本设计路线要绕山而行，路线弯曲较大，曲线所占比例较大。路线与地形相适应，既是美学问题，也是经济问题和保护生态环境的问题，这一点对于处于旅游区的地区来说特别重要。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件。行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高等级公路应尽量满足；

二级公路应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适，计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素越应周全。本路线计算行车速度为40Km/h，在设计中已经考虑到平面线形与纵断面设计相适应，平曲线应该梢长于竖曲线，尽量做到了“平包竖”。

2.保持平面线形的均衡与连贯；

为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。在长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡。本设计中未曾出现长直线以及高低标准的过渡。

3.避免连续急弯的线形；

连续急弯的线形给驾驶着造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。在设计中可在曲线间插入足够长的直线段或回旋线，如果在两个平曲线之间不能满足长直线的要求，最小也要满足最短直线距离限制，同向曲线之间最短直线为6V=240m，反向曲线间为2V=120m。

4.平曲线应有足够的长度；

平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整。缓和曲线的长度

不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度也最好有大于3s的行程，当条件受限制时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时圆曲线长度为0。路线转角过小，即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。这种倾向转角越小越显著，以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。一般认为，θ≤7°应属小转角弯道。在本设计中平曲线长度都已符合规范规定，也不存在小偏角问题。 3.1.3线形的设计步骤:

平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中：应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力上的要求。

1.交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、美观、工程量小。

2.平曲线要素计算（参考公式如下）：

·切线长 TRtg



2



21)

·曲线外距ER(sec·曲线圆弧长度L

R180

当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定：

（1）.驾驶操作从容，旅客感觉舒适 （2）超高渐变率适中

由于在缓和曲线上设置有超高渐变段，如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。

（3）行驶时间不过短

在本设计中缓和曲线最小值为100m，均满足以上要求。

在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转角表。 3.1.4线形设计

路线的平面设计所确定的几何元素是以设计行车速度为主要依据的。本路段平面线形主要以基本线形为主。按直线—圆曲线—圆曲线—圆曲线—直线的顺序组合 。

由于该路段地形受限，本路线选线的原则主要是根据地形和地势，避开陡坡，尽量利用较平坦地势，在保证线形的前提下，尽量减少对农田的占用，注意了对电力通讯设施的避让。为提高公路使用性能，在圆曲线半径的选择过程中尽量选取较大的半径。在本设计中采用最小半径为202.506m，大于规定所要求的一般最小半径200m。 3.1.5方案比选

根据以上原则，拟定出两条路线走向方案,并对两条路线方案进行利弊分析，比较分析结果，推荐最优方案。现将影响路线方案优劣的主要经济技术指标列表如下所示，以进行路线方案的比选。 路线方案的试算：

1、方案一：计算平曲线要素值

(1)JD1: =1°31′16″ R=1000m 切线长 ： TRtg曲线外距: ER(sec曲线圆弧长度: L

R180



2

= 13.277m



2

1)=0.088m

=26.552m

(2)JD2: =31°59′33″ R=202.506m 切线长 ： TRt= 58.054m

2



曲线外距: ER(sec曲线圆弧长度: L

R180



2

1)=8.157m

=113.075m

(3)JD3: =29°22′47″ R=280m

切线长 ： TRt= 73.404m

2



曲线外距: ER(sec曲线圆弧长度: L

R180



2

1)=9.462m

=143.577m

2、方案二计算平曲线要素值（计算方法同上） （1）JD1：47°21′04″ R= 230m T=100.964m L=190.277m E=21.185m （2）JD2：32°43′34″ R= 300 m

T=88.085 m L=171.354m E=12.664 m 3、 方案比选如下表：

指标 路线长度 转角数 最小半径及

个数 线形优劣 占用农田情

况 拆迁情况

单位 m 个 m 个

方案一 697.446 3 0 0 优 较少 较少

方案二 723.336 2 0 0 劣 较少 较少

方案一和方案二在里程上比较，方案二较方案一稍长，约长25.89m，另外方案二的路线增长系数比方案一大，可见方案一在路线里程上是占优势的。但在平均平面转角数上，方案二比方案一小，可见方案二在平面路线的形状上显得平顺些。在土方数量控制上，方案二的总的开挖数量比方案一大，但是方案二的填挖方接近平衡，在控制上稍显经济，方案一在填挖的总量上比方案二少，但是在填挖平衡上不能平衡，

弃方数量比较大。方案一穿村而过，在运输上来说，对当地的一些工厂，企业能带来方便，但会影响居民生活。而方案二的路线走向大致是围绕城镇，绕而不进，能减少对部分居民的生活干扰。综上所叙，路线总体方案选用方案二。具体的路线走向图见图纸。

校核无误！

具体的各个曲线要素以及桩号见下页表格。

重庆大学网络学院本科生毕业设计

直 线 、 曲 线 及 转 角 表

二级公路设计

14

4.1 道路纵断面设计指标

纵断面的设计主要就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，在变化起伏的空间线中选取合适的组合、搭配，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。 4.1.1 最大纵坡

根据公路工程技术标准（JTG B01_2003）规定，二级公路时速为40km/h的最大纵坡，应不大于6%，在设计时采用了1%、1.5%、2%。平均纵坡1.5%。在制定最大纵坡时不仅要从设计车型的爬坡能力考虑，还要考虑汽车在纵坡上能否快速，安全及行车的经济性。设计时，尽可能选用小于规定最大纵坡的坡值。 4.1.2 最小纵坡

在长路堑地段、设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于1%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。 4.1.3 坡长

二级公路时速40km/h的最小坡长为360m. 4.1.4 合成坡度

在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过9.5%。当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度I。如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。 4.1.5 竖曲线的半径

设计时速为40km/h，凹形竖曲线最小半径一般值为700m，采用值为8000m；凸形竖曲线最小半径一般值为700m，极限值为4000m；同时，竖曲线坡段最小长度为150m。

4.2纵断面设计步骤

边坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小

坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。最终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。传统做法如下：

1.准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，然后在厘米图纸上点绘地面线。

2.标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。本设计路段的标高控制点主要由填方和挖方来控制。

3.试坡，在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。初步定出变坡点，变坡点应选在整10米桩上。

4.调整，将所定坡度对照技术标准检查设计的最大最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。

5.定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来，坡度值由两相邻变坡点的高差和坡长之比求得，由于本路段所属浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好；因此，为了满足最大坡度和最长坡长的要求，在满足车辆行驶的情况下选用较大坡度和坡长，以尽量减少挖方和填方。

6.设置竖曲线 4.3竖曲线的设计

由《公路路线设计规范》，纵坡的范围宜在1%～6%之间 根据竖曲线线形设计指标：

则路线K0+000—K0+360、K0+360—K0+660、K0+660—K0+723.336的设计纵坡分别为：-1%、+1.5%、-2%。

竖曲线曲线要素及曲线上个桩号设计高程计算如下： 1.变坡点K0+360，高程为749.4m，i=-1%， i=+1.5%

ωB=i2-i1，i2,i1上坡取正值，下坡取负值ω0，凹型曲线。 ωB=（+1.5%）-（-1%） =+0.025，则凹型竖曲线 曲线长：L=Rω 切线长：T=L/2

外 距：E=T/2R=L/8R=Rω/8

2

2

2

取RB=8000m，则 曲线长LB=RBωB=200m 切线长TB=LB/2=100m 外 距EB=TB2/2RB=0.625 计算竖曲线起终点桩号：

竖曲线起点桩号=（K0+360）-100= K0+260 起点设计高程=749.4+100×1%=750.4m 竖曲线终点桩号=（K0+360）+100= K0+460 终点设计高程=749.4+100×1.5%=750.9m 竖曲线上桩号的设计高程计算如下： K0+280：l=(K0+280)-（K0+260）=20m

h= l/2RB=0.025m

切线高程=750.4-0.01×20=750.2m 设计高程=750.2+0.025=750.225m K0+300：l=(K0+300)-（K0+260）=40m

h= l2/2RB=0.100m

切线高程=750.4-0.01×40=750.0m 设计高程=750.0+0.100=750.1m K0+320：l=(K0+320)-（K0+260）=60m

h= l2/2RB=0.225m

切线高程=750.4-0.01×60=749.8m 设计高程=749.8+0.225=750.025m K0+340：l=(K0+340)-（K0+260）=80m

h= l/2RB=0.400m

切线高程=750.4-0.01×80=749.6m 设计高程=749.6+0.400=750.0m K0+360: 设计高程=749.4m

K0+380：l=(K0+460)-（K0+380）=80m

h= l/2RD=0.325m

222

切线高程=750.9-0.015×80=749.7m 设计高程=749.7+0.325=750.1m K0+400：l=(K0+460)-（K0+400）=60m

h= l2/2RD=0.225m

切线高程=750.9-0.015×60=750.0m 设计高程=750.0+0.225=750.225m K0+420：l=(K0+460)-（K0+420）=40m

h= l2/2RD=0.100

切线高程=750.9-0.015×40=750.300 设计高程=750.300+0.100=750.400 K0+440：l=(K0+460)-（K0+440）=20m

h= l/2RD=0.025

切线高程=750.9-0.015×20=750.60 设计高程=750.60+0.025=750.625

2.变坡点桩号K0+660，高程为754.5m，i1=+1.5%，i2=-2.0%

ωD=i2-i1i2,i1上坡取正值，下坡取负值ω0，凹型曲线。 ωD=（-2.0%）-（1.5%）=-0.035

外 距：E=T2/2R=L2/8R=Rω2/8 取RD为4000m，则： 曲线长LD=RDωD=140m 切线长TD=LD/2=70m 外 距ED=TD/2R=0.6125 计算竖曲线起终点桩号

竖曲线起点桩号=（K0+660）-70= K0+590 起点设计高程=754.6-0.015×70=753.55m 竖曲线终点桩号=（K0+660）+70= K0+720 终点设计高程=754.6-0.02×70=753.200m

2

2

计算竖曲线上桩号的设计高程： K0+600：l=(K0+600)-（K0+590）=10m

h= l2/2RB=0.012m

切线高程=753.55+0.015×10=753.7m 设计高程=753.7-0.012=753.688m K0+620：l=(K0+620)-（K0+590）=30m

h= l2/2RB=0.112m

切线高程=753.55+0.015×30=754.000m 设计高程=754.000-0.112=753.888m K0+640：l=(K0+640)-（K0+590）=60m

h= l2/2RB=0.312m

切线高程=753.55+0.015×60=754.300m 设计高程=754.300-0.312=753.988m K0+660: 设计高程=754.6m

K0+680：l=(K0+730)-（K0+680）=50m

h= l2/2RB=0.388m

切线高程=753.200+0.02×50=754.2m 设计高程=754.200-0.312=753.888m K0+700：l=(K0+730)-（K0+700）=30m

h= l2/2RB=0.588m

切线高程=753.2+0.020×30=753.800m 设计高程=753.8-0.112=753.688m K0+720：l=(K0+730)-（K0+720）=10m

h= l/2RB=0.012m

切线高程=753.200+0.020×10=753.400m 设计高程=753.400-0.012=753.388m K0+723.336：l=(K0+730)-（K0+723.336）=6.664m

h= l2/2RB=0.995m

切线高程=753.200+0.020×6.664=753.333m

2

设计高程=753.333-0.995=752.328m 根据以上计算结果，完成路线纵断面图的绘制。

具体的见设计成果竖曲线表。下表是本设计所有竖曲线要素

重庆大学网络学院本科生毕业设计

纵 坡 、 竖 曲 线 表

××二级公路设计

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重庆大学网络学院本科生毕业设计

横断面设计是路线设计的重要组成部分，它和纵断面设计、平面设计相互影响，所以在设计中应对平、纵、横三个方面结合起来综合考虑，反复比较和调整后，才能达到各元素之间的协调一致，做到组成合理、用地节省、工程经济和有利于环境保护。横断面设计的主要内容是：确定横断面的形式，各组成部分的位置和尺寸以及路基土石方的计算和调配。 5.1横断面的组成

行车道：公路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车行车道和慢车行车道。路肩：位于行车道的外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。

中间带：高速公路和一级公路用于分隔对向车辆的路幅组成部分，通常设置在行车道中间。

图5-1 标准路基图

特殊的道路横断面组成还有：爬坡车道，加减速车道，错车道，紧急停车道，避

险车道。

本设计道路等级是二级，横断面组成：3.5米的行车道，左右两侧各1米的硬路肩和0. 5米的土路肩。

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5.2路拱的确定

为了路面排水顺畅和保证行车安全、平稳。坡度过小则排水不畅，且不利于行驶安全。所以路拱坡度应限制在一定的范围内。根据路面类型和当地自然条件，本设计采用1.5％的路拱横坡。路肩横坡为1.5%。路拱形式采用直线形，以路中线为为基点，设置双向路拱横坡，主要是为便于机械化施工、排水和养护。 5.3超高设计

为抵消车辆在曲线段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此，从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。

V

2

超高值的计算公式： i＋μ= 127R i — 超高横坡度 μ— 横向力系数 V — 行车速度 (km/h) R — 圆曲线半径 (m)

（5-1）

规范规定，二级公路一般地区圆曲线部分最大超高值不大于6%。本设计超高方式为：绕中心设计线旋转，路堤边坡采用1：1.5，路堑边坡采用1：1.具体详见横断面设计图。

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6. 1土石方工程量计算方法

道路工程土石方量一般较大，在计算工程量时应注意如下事项： 1.关于土石方体积计算：在土方挖方计算中按天然密实体积，填方按压实后的体积计算，石方爆破按天然密实体积计算，当以填方压实体积为工程量，采用以天然密实方为计算单位时，在套用定额时应乘以压实方与天然密实方的换算系数，在这里说明一下，压实方与天然密实方间换算系数的含义及应用，路基土石方工程图纸给出的工、石方数量，是按工程的几何尺寸计算出来的压实方，必然存在着天然密实方与压实方之间的量数，它直接影响土方数量计算调配。

由于土石方作业的土壤种类，存在形式、天然密实度各不相同，而且设计要求的填方密实度也不相同，所以压实方与天然密实方间换算系数也不是实值，最好是通过试验分别确定。根据以往的实验数据及有关数据，表列出了压实方与天然密实方间的换算系数。

表6-1 压实方与天然密实方的换算系数表

2.土石方数量计算可采用“平均断面法”：

若相邻两断面均为挖方或填方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为：

V=

(F1F2)L

2

式中：V—体积；

F1、F2—分别为相邻两断面的面积； L—相邻断面之间的距离。

若F1、F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：

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V=(F1+F2)L(1+

3

11m

式中： m

F1F2

，其中F2F1。

本设计的土方设计数据见设计成果：土石方计算表。

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本设计为XX二级公路山岭浅丘的工程设计。路线全长723.336m 。设计车速为40km/h，双向2车道,车道宽3.5m，硬路肩宽1.0m，土路肩0. 5m 。采用1：1.5的路基边坡，边坡防护采用植物防护和工程防护相结合的方法。

全线共有平曲线两处，曲线最大半径为300m，最小半径为230m。平曲线设计除《曲线要素表》外还有《直曲表》和《逐桩坐标表》。纵断面设计中设有变坡点两处，竖曲线基本位于平曲线内，满足“平包纵”的平纵组合原则。

在平面线形图上读取各点高程，绘出了地面线，并定出了纵坡坡度，设计出竖曲线。设计成果有路线纵断面图、纵坡竖曲线表。

对K0+000到K0+723.336的723.336米路面进行了横断面设计， 绘有横断面图，并计算了路基的土石方。

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在这次毕业设计就要完成的时候，我首先特别感谢学院和系里能给我这样一个机会来巩固自己大学两年多的学习成果，能在工作的同时不断充实自己。

感谢郭琴赵老师对我无比认真和耐心的教导，从做设计的第一阶段开始，郭老师就一直关心我的设计情况，耐心的解答我的疑问，督促我的设计进度，一直带着我克服种种困难完成了这次设计。

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1 裴玉龙. 公路勘测设计. 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1997 2 金仲秋. 公路设计技术. 人民交通出版社，2007 3 陈胜营. 公路设计指南. 人民交通出版社，2000

4 张维全. 《道路勘测设计》毕业设计指导. 人民交通出版社，2006 5 邓学钧编著．路基路面工程．北京：人民交通出版社，2001 6 许金良. 道路勘测设计

7 交通部公路局编著．公路工程技术标准．北京：人民交通出版社，1995

8 交通部第一公路勘察设计院编著. 公路路线设计规范．北京：人民交通出版社，

1994

9 中交第二公路勘察设计研究院编著. 公路路基设计规范 . 北京：人民交通出版社

2004

10 交通部公路工程定额站编著．公路基本建设工程概算、预算编制办法．北京：书

目文献出版社，1996

11 中华人民共和国交通部编著．公路工程概算定额．北京：人民交通出版社，1995 12 中华人民共和国交通部编著．公路工程预算定额．北京：人民交通出版社，1995 13 中华人民共和国交通部编著．基价表．北京：人民交通出版社，1996 14 孙家驷．道路设计资料集1（基本资料） .北京：人民交通出版社，2001 15 孙家驷．道路设计资料集2（路线测设） .北京：人民交通出版社，2001 16 孙家驷．道路设计资料集3（路基设计） .北京：人民交通出版社，2001 17 孙家驷．道路设计资料集4（路面设计） .北京：人民交通出版社，2001 18 吴夯 张颖． （道路勘测设计）CARD/1应用教程 . 兰州大学出版社 .2000

1.1项目建设的必要性及重要意义

本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。。该项目建设的重要意义在于：新建公路将给当地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及资源的开发,对当地经济发展具有重要意义。 1.2沿线地形地质及自然环境 1.2.1地形地貌

本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好。 1.2.2气象水文

本路段地处中低纬度，属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。多年平均气温21.3℃，最冷1月均温5℃，最热8月均温33.4℃。全年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，3~9月为雨季，其雨量可占全年的65%以上。10月至翌年3月为枯水期，降雨量小于蒸发量。

2.1公路技术等级确定

道路等级的确定应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。 2.1.1设计车辆

设计车辆是指道路设计所采用的具有代表性的车辆。道路上行驶车辆的行驶性能、外廓尺寸以及不同车辆种类的组成对于道路几何设计（如车道宽度，弯道加宽、纵坡大小、行车视距等）有密切关系。因此，选择具有代表性的车辆是必要的。二级公路的设计车辆一般取小客车。其外廓尺寸如下表所示：

表2-1 小客车外廓尺寸（单位：m）

其他种类的车辆都按照一定的折算系数折算为小客车，折算标准如表2-2所示。 2.1.2确定道路等级

公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量并充分考虑项目所在地区的综合运输体系和远期发展等经论证后确定。交通量是确定公路等级的重要依据，公路的交通量是指单位时间内通过公路上某一横断面的往返车辆数。需要通过交通量的调查和交通预测确定。按规范规定，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆

表2-2 车辆换算系数表

设计速度是决定道路几何形状（如曲线半径、超高、视距）的基本依据,同时还影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标。该二级公路交通量不大， 位于浅丘，地形起伏较小，耕地及建筑物较多。经过技术经济论证，决定设计速度40km/h。 2.3最小半径的确定

当汽车在弯道上行使时，会受到离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。此时水平分力可以抵消离心力的作用。

X=F*cosα-G*sinα Y= F*sinα+G*cosα

由于α较小，故可视为sinα=tgα=ih， cosα=1; 所以，X=F-G*ih=G(v2/gR-ih)

设μ=X/G=v/gR-ih= V/127R-ih，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。

式中：R--平曲线半径（m）； μ--横向力系数； V--行车速度（KM/h）; v--行车速度(m/s); ih--横向超高系数。

不产生横向倾覆的最小平曲线半径R≥ V2/[127(b/2hg+Ih)]; 不产生横向滑移的最小平曲线半径R≥ V/[127(φh+ih)]

汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值得大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg,而φh

2

2

2

产生横向滑移，也就保证了横向倾覆稳定性。即半径满足R≥ V/[127(φh+ih)]即可。 2.4圆曲线

圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。

2.4.1圆曲线的最小半径

圆曲线最小包括极限最小半径，一般最小半径和不设超高的最小半径。平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径。当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。

表2－2圆曲线半径 (m)

2.4.2平曲线最小长度

公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。标准规定为最小平曲线长度为140m。 2.5主要技术指标

根据《公路工程技术标准》，山岭浅丘区二级公路各项指标为：

3.1路线平面设计

路线方案是根据指定路线总方向和设计道路的性质、任务以及在公路网中的作用，考虑社会、经济因素和自然条件来拟定路线走向，路线方案是否合理，不但关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要是的影响到路线在公路网中是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，提出合理的推荐方案。

选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。

根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:

1.该地区公路走向既要符合总体规划,又要与沿路建筑规划紧密结合,合理衔接； 2.避让村、建筑及农田等,尽可能减少拆迁民房等建筑物； 3.新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统； 4.坚持技术标准,尽可能缩短行车里程。

在本路线设计中，路线起点至位于山岭区，地势比较平缓，便于展线。但在起始的山岭区路段，由于该地区石质以石灰岩为主，山脚坡度较缓，路线定线中，路线与这种山相遇，尽力避让，如果太过避让会降低线形指标，可进行必要的开挖，以提高路线的线形指标，提高公路的服务质量。故在此路段，本人的设计思路为，选用指标较好的平面线形，进行合理的开挖，提高公路的服务质量。如下图所示：

在其它的路段中，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部分采用了利用原有小径的方法，利用原路已有的挖方来降低工程量。同时保证平面线形指标。但由于资料不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。

由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面设计的任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然

地理条件以及工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度以 便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

在平原区路段，综合考虑了地下水、地表积水的影响，以及设置涵洞的要求，拉坡时，一般保证填土高度在1m以上，以保证路基稳定，但一些地方考虑到工程量不太大以及填挖均衡，出现一些矮路堤。 3.1.1平面线形设计

该地区属山岭浅丘区，二级公路的选线原则是以路线走向和公路的线性指标为主导，结合并有效利用自然地形，正确安排平面线形，合理解决避让、穿越、趋近地物等问题，同时考虑纵坡的限制。

此设计段地形对路线的走向限制很大，布线应在合理有效利用自然地形、避免大填大挖的气体下，着重考虑政治、经济因素，正确处理对地物地质的避让与趋就，找出一条理

综合以上特点，选线时注意以下要点：

1.平面线形应力求直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调 本设计地区大部分地形对路线走线限制很大，路线不能做到直捷，但力求顺适，在平面线形要素中曲线长度所占比例比较大。尤其在设计路线的前面地段，受地形的限制要进行绕山而行，所以有较长的曲线，路线基本上都是曲线。

2.合理考虑路线与城镇村庄的关系

（1）路线尽量避免穿越城镇、较密集的居民点及一些重要单位，例如学校，工厂等，但又要考虑到便利支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，路线不宜离开过远，做到“靠村不进村，利民不扰民”在两者发生严重冲突时，应综合各种因素合理考虑解决。

（2）路线应尽量避开重要的电力、电讯设施和一些重要的建筑物，如果没有办法解决时，可进行少量的拆迁。

3.正确处理与农业的关系。

（1）尽量做到不占或少占高产田。布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面为了追求过高的线性指标而占用大量高产田，也不能片面强调不占哪块田，使路线弯曲，线性指标过低而造成行车条件恶化。

（2）水力建设相配合。尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。路渠方向基本一致时，沿渠堤布线，堤路结合，桥闸结合，以减少占田和便利灌溉。路线必须跨河时，应当尽量减少过多压缩河水过水断面，避免不必要的冲刷。

4.处理好路线与原有道路关系 5.注意土壤水文条件

在路线的平面设计中所要掌握的基本原则有：

1.平面线形应力求直捷，做到连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；

本设计路线要绕山而行，路线弯曲较大，曲线所占比例较大。路线与地形相适应，既是美学问题，也是经济问题和保护生态环境的问题，这一点对于处于旅游区的地区来说特别重要。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件。行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高等级公路应尽量满足；

二级公路应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适，计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素越应周全。本路线计算行车速度为40Km/h，在设计中已经考虑到平面线形与纵断面设计相适应，平曲线应该梢长于竖曲线，尽量做到了“平包竖”。

2.保持平面线形的均衡与连贯；

为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。在长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡。本设计中未曾出现长直线以及高低标准的过渡。

3.避免连续急弯的线形；

连续急弯的线形给驾驶着造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。在设计中可在曲线间插入足够长的直线段或回旋线，如果在两个平曲线之间不能满足长直线的要求，最小也要满足最短直线距离限制，同向曲线之间最短直线为6V=240m，反向曲线间为2V=120m。

4.平曲线应有足够的长度；

平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整。缓和曲线的长度

不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度也最好有大于3s的行程，当条件受限制时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时圆曲线长度为0。路线转角过小，即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。这种倾向转角越小越显著，以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。一般认为，θ≤7°应属小转角弯道。在本设计中平曲线长度都已符合规范规定，也不存在小偏角问题。 3.1.3线形的设计步骤:

平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中：应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力上的要求。

1.交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、美观、工程量小。

2.平曲线要素计算（参考公式如下）：

·切线长 TRtg



2



21)

·曲线外距ER(sec·曲线圆弧长度L

R180

当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定：

（1）.驾驶操作从容，旅客感觉舒适 （2）超高渐变率适中

由于在缓和曲线上设置有超高渐变段，如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。

（3）行驶时间不过短

在本设计中缓和曲线最小值为100m，均满足以上要求。

在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转角表。 3.1.4线形设计

路线的平面设计所确定的几何元素是以设计行车速度为主要依据的。本路段平面线形主要以基本线形为主。按直线—圆曲线—圆曲线—圆曲线—直线的顺序组合 。

由于该路段地形受限，本路线选线的原则主要是根据地形和地势，避开陡坡，尽量利用较平坦地势，在保证线形的前提下，尽量减少对农田的占用，注意了对电力通讯设施的避让。为提高公路使用性能，在圆曲线半径的选择过程中尽量选取较大的半径。在本设计中采用最小半径为202.506m，大于规定所要求的一般最小半径200m。 3.1.5方案比选

根据以上原则，拟定出两条路线走向方案,并对两条路线方案进行利弊分析，比较分析结果，推荐最优方案。现将影响路线方案优劣的主要经济技术指标列表如下所示，以进行路线方案的比选。 路线方案的试算：

1、方案一：计算平曲线要素值

(1)JD1: =1°31′16″ R=1000m 切线长 ： TRtg曲线外距: ER(sec曲线圆弧长度: L

R180



2

= 13.277m



2

1)=0.088m

=26.552m

(2)JD2: =31°59′33″ R=202.506m 切线长 ： TRt= 58.054m

2



曲线外距: ER(sec曲线圆弧长度: L

R180



2

1)=8.157m

=113.075m

(3)JD3: =29°22′47″ R=280m

切线长 ： TRt= 73.404m

2



曲线外距: ER(sec曲线圆弧长度: L

R180



2

1)=9.462m

=143.577m

2、方案二计算平曲线要素值（计算方法同上） （1）JD1：47°21′04″ R= 230m T=100.964m L=190.277m E=21.185m （2）JD2：32°43′34″ R= 300 m

T=88.085 m L=171.354m E=12.664 m 3、 方案比选如下表：

指标 路线长度 转角数 最小半径及

个数 线形优劣 占用农田情

况 拆迁情况

单位 m 个 m 个

方案一 697.446 3 0 0 优 较少 较少

方案二 723.336 2 0 0 劣 较少 较少

方案一和方案二在里程上比较，方案二较方案一稍长，约长25.89m，另外方案二的路线增长系数比方案一大，可见方案一在路线里程上是占优势的。但在平均平面转角数上，方案二比方案一小，可见方案二在平面路线的形状上显得平顺些。在土方数量控制上，方案二的总的开挖数量比方案一大，但是方案二的填挖方接近平衡，在控制上稍显经济，方案一在填挖的总量上比方案二少，但是在填挖平衡上不能平衡，

弃方数量比较大。方案一穿村而过，在运输上来说，对当地的一些工厂，企业能带来方便，但会影响居民生活。而方案二的路线走向大致是围绕城镇，绕而不进，能减少对部分居民的生活干扰。综上所叙，路线总体方案选用方案二。具体的路线走向图见图纸。

校核无误！

具体的各个曲线要素以及桩号见下页表格。

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直 线 、 曲 线 及 转 角 表

二级公路设计

14

4.1 道路纵断面设计指标

纵断面的设计主要就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，在变化起伏的空间线中选取合适的组合、搭配，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。 4.1.1 最大纵坡

根据公路工程技术标准（JTG B01_2003）规定，二级公路时速为40km/h的最大纵坡，应不大于6%，在设计时采用了1%、1.5%、2%。平均纵坡1.5%。在制定最大纵坡时不仅要从设计车型的爬坡能力考虑，还要考虑汽车在纵坡上能否快速，安全及行车的经济性。设计时，尽可能选用小于规定最大纵坡的坡值。 4.1.2 最小纵坡

在长路堑地段、设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于1%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。 4.1.3 坡长

二级公路时速40km/h的最小坡长为360m. 4.1.4 合成坡度

在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过9.5%。当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度I。如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。 4.1.5 竖曲线的半径

设计时速为40km/h，凹形竖曲线最小半径一般值为700m，采用值为8000m；凸形竖曲线最小半径一般值为700m，极限值为4000m；同时，竖曲线坡段最小长度为150m。

4.2纵断面设计步骤

边坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小

坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。最终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。传统做法如下：

1.准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，然后在厘米图纸上点绘地面线。

2.标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。本设计路段的标高控制点主要由填方和挖方来控制。

3.试坡，在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。初步定出变坡点，变坡点应选在整10米桩上。

4.调整，将所定坡度对照技术标准检查设计的最大最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。

5.定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来，坡度值由两相邻变坡点的高差和坡长之比求得，由于本路段所属浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好；因此，为了满足最大坡度和最长坡长的要求，在满足车辆行驶的情况下选用较大坡度和坡长，以尽量减少挖方和填方。

6.设置竖曲线 4.3竖曲线的设计

由《公路路线设计规范》，纵坡的范围宜在1%～6%之间 根据竖曲线线形设计指标：

则路线K0+000—K0+360、K0+360—K0+660、K0+660—K0+723.336的设计纵坡分别为：-1%、+1.5%、-2%。

竖曲线曲线要素及曲线上个桩号设计高程计算如下： 1.变坡点K0+360，高程为749.4m，i=-1%， i=+1.5%

ωB=i2-i1，i2,i1上坡取正值，下坡取负值ω0，凹型曲线。 ωB=（+1.5%）-（-1%） =+0.025，则凹型竖曲线 曲线长：L=Rω 切线长：T=L/2

外 距：E=T/2R=L/8R=Rω/8

2

2

2

取RB=8000m，则 曲线长LB=RBωB=200m 切线长TB=LB/2=100m 外 距EB=TB2/2RB=0.625 计算竖曲线起终点桩号：

竖曲线起点桩号=（K0+360）-100= K0+260 起点设计高程=749.4+100×1%=750.4m 竖曲线终点桩号=（K0+360）+100= K0+460 终点设计高程=749.4+100×1.5%=750.9m 竖曲线上桩号的设计高程计算如下： K0+280：l=(K0+280)-（K0+260）=20m

h= l/2RB=0.025m

切线高程=750.4-0.01×20=750.2m 设计高程=750.2+0.025=750.225m K0+300：l=(K0+300)-（K0+260）=40m

h= l2/2RB=0.100m

切线高程=750.4-0.01×40=750.0m 设计高程=750.0+0.100=750.1m K0+320：l=(K0+320)-（K0+260）=60m

h= l2/2RB=0.225m

切线高程=750.4-0.01×60=749.8m 设计高程=749.8+0.225=750.025m K0+340：l=(K0+340)-（K0+260）=80m

h= l/2RB=0.400m

切线高程=750.4-0.01×80=749.6m 设计高程=749.6+0.400=750.0m K0+360: 设计高程=749.4m

K0+380：l=(K0+460)-（K0+380）=80m

h= l/2RD=0.325m

222

切线高程=750.9-0.015×80=749.7m 设计高程=749.7+0.325=750.1m K0+400：l=(K0+460)-（K0+400）=60m

h= l2/2RD=0.225m

切线高程=750.9-0.015×60=750.0m 设计高程=750.0+0.225=750.225m K0+420：l=(K0+460)-（K0+420）=40m

h= l2/2RD=0.100

切线高程=750.9-0.015×40=750.300 设计高程=750.300+0.100=750.400 K0+440：l=(K0+460)-（K0+440）=20m

h= l/2RD=0.025

切线高程=750.9-0.015×20=750.60 设计高程=750.60+0.025=750.625

2.变坡点桩号K0+660，高程为754.5m，i1=+1.5%，i2=-2.0%

ωD=i2-i1i2,i1上坡取正值，下坡取负值ω0，凹型曲线。 ωD=（-2.0%）-（1.5%）=-0.035

外 距：E=T2/2R=L2/8R=Rω2/8 取RD为4000m，则： 曲线长LD=RDωD=140m 切线长TD=LD/2=70m 外 距ED=TD/2R=0.6125 计算竖曲线起终点桩号

竖曲线起点桩号=（K0+660）-70= K0+590 起点设计高程=754.6-0.015×70=753.55m 竖曲线终点桩号=（K0+660）+70= K0+720 终点设计高程=754.6-0.02×70=753.200m

2

2

计算竖曲线上桩号的设计高程： K0+600：l=(K0+600)-（K0+590）=10m

h= l2/2RB=0.012m

切线高程=753.55+0.015×10=753.7m 设计高程=753.7-0.012=753.688m K0+620：l=(K0+620)-（K0+590）=30m

h= l2/2RB=0.112m

切线高程=753.55+0.015×30=754.000m 设计高程=754.000-0.112=753.888m K0+640：l=(K0+640)-（K0+590）=60m

h= l2/2RB=0.312m

切线高程=753.55+0.015×60=754.300m 设计高程=754.300-0.312=753.988m K0+660: 设计高程=754.6m

K0+680：l=(K0+730)-（K0+680）=50m

h= l2/2RB=0.388m

切线高程=753.200+0.02×50=754.2m 设计高程=754.200-0.312=753.888m K0+700：l=(K0+730)-（K0+700）=30m

h= l2/2RB=0.588m

切线高程=753.2+0.020×30=753.800m 设计高程=753.8-0.112=753.688m K0+720：l=(K0+730)-（K0+720）=10m

h= l/2RB=0.012m

切线高程=753.200+0.020×10=753.400m 设计高程=753.400-0.012=753.388m K0+723.336：l=(K0+730)-（K0+723.336）=6.664m

h= l2/2RB=0.995m

切线高程=753.200+0.020×6.664=753.333m

2

设计高程=753.333-0.995=752.328m 根据以上计算结果，完成路线纵断面图的绘制。

具体的见设计成果竖曲线表。下表是本设计所有竖曲线要素

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纵 坡 、 竖 曲 线 表

××二级公路设计

21

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横断面设计是路线设计的重要组成部分，它和纵断面设计、平面设计相互影响，所以在设计中应对平、纵、横三个方面结合起来综合考虑，反复比较和调整后，才能达到各元素之间的协调一致，做到组成合理、用地节省、工程经济和有利于环境保护。横断面设计的主要内容是：确定横断面的形式，各组成部分的位置和尺寸以及路基土石方的计算和调配。 5.1横断面的组成

行车道：公路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车行车道和慢车行车道。路肩：位于行车道的外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。

中间带：高速公路和一级公路用于分隔对向车辆的路幅组成部分，通常设置在行车道中间。

图5-1 标准路基图

特殊的道路横断面组成还有：爬坡车道，加减速车道，错车道，紧急停车道，避

险车道。

本设计道路等级是二级，横断面组成：3.5米的行车道，左右两侧各1米的硬路肩和0. 5米的土路肩。

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5.2路拱的确定

为了路面排水顺畅和保证行车安全、平稳。坡度过小则排水不畅，且不利于行驶安全。所以路拱坡度应限制在一定的范围内。根据路面类型和当地自然条件，本设计采用1.5％的路拱横坡。路肩横坡为1.5%。路拱形式采用直线形，以路中线为为基点，设置双向路拱横坡，主要是为便于机械化施工、排水和养护。 5.3超高设计

为抵消车辆在曲线段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此，从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。

V

2

超高值的计算公式： i＋μ= 127R i — 超高横坡度 μ— 横向力系数 V — 行车速度 (km/h) R — 圆曲线半径 (m)

（5-1）

规范规定，二级公路一般地区圆曲线部分最大超高值不大于6%。本设计超高方式为：绕中心设计线旋转，路堤边坡采用1：1.5，路堑边坡采用1：1.具体详见横断面设计图。

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6. 1土石方工程量计算方法

道路工程土石方量一般较大，在计算工程量时应注意如下事项： 1.关于土石方体积计算：在土方挖方计算中按天然密实体积，填方按压实后的体积计算，石方爆破按天然密实体积计算，当以填方压实体积为工程量，采用以天然密实方为计算单位时，在套用定额时应乘以压实方与天然密实方的换算系数，在这里说明一下，压实方与天然密实方间换算系数的含义及应用，路基土石方工程图纸给出的工、石方数量，是按工程的几何尺寸计算出来的压实方，必然存在着天然密实方与压实方之间的量数，它直接影响土方数量计算调配。

由于土石方作业的土壤种类，存在形式、天然密实度各不相同，而且设计要求的填方密实度也不相同，所以压实方与天然密实方间换算系数也不是实值，最好是通过试验分别确定。根据以往的实验数据及有关数据，表列出了压实方与天然密实方间的换算系数。

表6-1 压实方与天然密实方的换算系数表

2.土石方数量计算可采用“平均断面法”：

若相邻两断面均为挖方或填方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为：

V=

(F1F2)L

2

式中：V—体积；

F1、F2—分别为相邻两断面的面积； L—相邻断面之间的距离。

若F1、F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：

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V=(F1+F2)L(1+

3

11m

式中： m

F1F2

，其中F2F1。

本设计的土方设计数据见设计成果：土石方计算表。

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本设计为XX二级公路山岭浅丘的工程设计。路线全长723.336m 。设计车速为40km/h，双向2车道,车道宽3.5m，硬路肩宽1.0m，土路肩0. 5m 。采用1：1.5的路基边坡，边坡防护采用植物防护和工程防护相结合的方法。

全线共有平曲线两处，曲线最大半径为300m，最小半径为230m。平曲线设计除《曲线要素表》外还有《直曲表》和《逐桩坐标表》。纵断面设计中设有变坡点两处，竖曲线基本位于平曲线内，满足“平包纵”的平纵组合原则。

在平面线形图上读取各点高程，绘出了地面线，并定出了纵坡坡度，设计出竖曲线。设计成果有路线纵断面图、纵坡竖曲线表。

对K0+000到K0+723.336的723.336米路面进行了横断面设计， 绘有横断面图，并计算了路基的土石方。

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在这次毕业设计就要完成的时候，我首先特别感谢学院和系里能给我这样一个机会来巩固自己大学两年多的学习成果，能在工作的同时不断充实自己。

感谢郭琴赵老师对我无比认真和耐心的教导，从做设计的第一阶段开始，郭老师就一直关心我的设计情况，耐心的解答我的疑问，督促我的设计进度，一直带着我克服种种困难完成了这次设计。

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1 裴玉龙. 公路勘测设计. 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1997 2 金仲秋. 公路设计技术. 人民交通出版社，2007 3 陈胜营. 公路设计指南. 人民交通出版社，2000

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8 交通部第一公路勘察设计院编著. 公路路线设计规范．北京：人民交通出版社，

1994

9 中交第二公路勘察设计研究院编著. 公路路基设计规范 . 北京：人民交通出版社

2004

10 交通部公路工程定额站编著．公路基本建设工程概算、预算编制办法．北京：书

目文献出版社，1996

11 中华人民共和国交通部编著．公路工程概算定额．北京：人民交通出版社，1995 12 中华人民共和国交通部编著．公路工程预算定额．北京：人民交通出版社，1995 13 中华人民共和国交通部编著．基价表．北京：人民交通出版社，1996 14 孙家驷．道路设计资料集1（基本资料） .北京：人民交通出版社，2001 15 孙家驷．道路设计资料集2（路线测设） .北京：人民交通出版社，2001 16 孙家驷．道路设计资料集3（路基设计） .北京：人民交通出版社，2001 17 孙家驷．道路设计资料集4（路面设计） .北京：人民交通出版社，2001 18 吴夯 张颖． （道路勘测设计）CARD/1应用教程 . 兰州大学出版社 .2000