高速公路选线设计毕业设计.docx

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1、目 录第一章 绪论11.1课题的背景及意义11.2高速公路发展现状21.3工程概况31.4设计依据4第二章 平面设计52.1公路等级的确定52.1.1交通量计算52.1.2确定公路等级62.2路线设计原则和方法62.2.1 选线原则62.2.2山区选线的步骤和方法72.3 地形图分析72.4平面设计82.4.1平面设计原则82.4.2平面要素的确定82.4.3方案比选102.4.4平曲线几何要素计算112.4.5电算确定平曲线要素142.4.6设计向导的设定16第三章 纵断面设计193.1纵断面设计的原则193.2纵坡设计的要求193.3纵坡设计步骤203.4纵断面设计213.4.1竖曲线主要

2、参数213.4.2拉坡与竖曲线设计223.4.3竖曲线几何要素计算22第四章 横断面设计254.1横断面设计原则254.2路基宽度254.3行车道超高值确定264.3.1理论计算公式264.3.2超高值的确定274.4行车视距284.5横断面图的绘制29第五章 路面结构设计305.1路面设计的内容和原则305.1.1路面设计内容和方法305.1.2沥青路面结构设计原则305.2沥青路面当量轴载换算315.2.1当量轴载换算公式315.2.2设计年限内累计当量轴次325.3路面方案设计335.3.1基本资料335.3.2交通分析345.3.3初拟结构组合和材料选取355.3.4电算确定待设计层厚

3、度365.3.5经济技术比选37第六章 挡土墙设计406.1挡土墙布置406.1.1挡土墙位置的选定406.1.2挡土墙的各向布置416.3重力式挡土墙设计426.3.1基本参数426.3.2土压力计算436.4悬臂式挡土墙设计456.4.1 基本参数456.4.2 土压力计算46结 论51致 谢52参考文献53附 录54第一章 绪论1.1课题的背景及意义本设计是在我国交通运输日益发达的大背景之下完成对线路的各方面设计 。我国国土面积辽阔，内陆城市居多，因此交通运输的方式中，公路运输和铁路运输占有很大的比重。相对于铁路运输，公路运输主要优点是灵活性强，投资较低，公路建设期短，易于因地制宜，对收

4、到站设施要求不高。可以采取“门到门”运输形式，即从发货者门口直到收货者门口，而不需转运或反复装卸搬运。公路运输也可作为其他运输方式的衔接手段。具体地说，公路运输一般具有以下优点: （1）可以直接把货物从发货处送到收货处，实行门对门一条龙服务。（2）容易装车，适于近距离运输，而且近距离运输费用较低。（3）适应性强，可作为其他运输方式的衔接手段。易于衔接铁路、水路运输以及航空运输，有利于疏通商品，是综合运输体系的重要组成部分，是物资集散的有效工具。公路运输的不足之处是不适宜大批量运输。公路运输的经济半径，一般在200公里以内，因为长距离运输运费相对昂贵。此外，公路运输容易污染环境，发生交通事故。本

5、次课题设计的目的是满足当地交通出行和工厂产品的运输需求，根据交通量需求，综合当地地形复杂、地势险峻，修建高速公路能够很好的满足设计要求。高速公路产生于20世纪30年代西方一些国家，60年代以来世界各国高速公路发展迅速。它是经济发展到一定程度的必然产物。其原因大致有两个方面：第一，高速公路适应工业化和城市化的发展。城市是产业与人口的集聚地，其汽车的增长远比乡村快的多，成为汽车的集聚中心，因此高速公路的建设多从城市的环路，辐射路和交通繁忙路段开始，逐步成为以高速公路为骨干的城市交通。第二，汽车技术的发展，对高速公路建设提出客观要求。目前汽车已成为人类社会必不可少的交通工具，因此需要高速公路等基础设

6、施的配合汽车的轻型化和载重化是两大发展趋势，前者要求速度保障后者要求承载力，而高速公路恰能使二者有机结合。本设计的高速公路的建设，将为当地的交通运输及出行带来极大的便利，有利于缓解现有的交通压力，促进沿线资源优势转化为经济优势，带动贫困地区尽快脱贫致富的需要，使当地的物产资源能够及时有效地输出，对提高沿线地区居民的生活质量。本线路的建设在很大程度上带动了当地旅游业的发展，极大程度开发本地区鸣河河滩，山谷的旅游资源，并且带动餐饮，住宿等一系列旅游服务行业的发展，对促进当地的经济发展有着重大意义。1.2高速公路发展现状目前全世界已有80多个国家和地区拥有高速公路，通车总里程超过了23万公里。国外高

7、速公路比较发达的是美国，美国于1937年开始修筑宾夕法尼亚州收税高速公路，长257公里。目前，美国拥有约10万多公里高速公路，已完成以州际为核心的高速公路网，其总里程约占世界高速公路总里程的一半，连接了所有5万人以上的城镇。美国的高速公路建设，有一套评估、规划立项、投融资以及维护管理的机制，每个项目的认证至少要两年时间。高速公路建设资金投入的比例为州政府19.6%，地方县市77.4%，联邦政府3%，平时维护费用主要由州政府负责。中国地域辽阔，地形地貌差别极大，给高速公路的建设带来很大的挑战性。初期，高速公路的建设从经济发达同时修建难度比较小的地区开始建设，随着国家主干道计划(五纵七横规划)的逐

8、步而实施，为实现成网的要求，建设重点也向地形复杂的地区转移，长大隧道及高跨、长跨桥梁占的比例也起来越大，同时高速公路的平均造价也大幅度提高。从上世纪九十年代开始，中国进入了公路建设快速发展的时期，尤其是1998年中国实施积极的财政政策以来，中国公路建设投资数量大、开工项目多。1992年，中华人民共和国交通部制定了五纵七横国道主干线规划，计划建设一个省际高速公路体系，它包括12条关键性的交通走廊五纵七横(5条南北走向，7条东西走向)，长达3.5万公里，全部由二级公路以上的高等级公路组成，其中高速2.5万公里。中国政府计划2010年前建成五纵七横高速公路网(其中两纵两横三个重要路段计划在2002年

9、年基本完成)，建成后将贯通首都北京和直辖市及各省(自治区)省会城市，将人口在100万以上的所有特大城市和人口在50万以上大城市中的93%连接起来，使贯通和连接的城市总数超过200个，覆盖的人口约6亿，占全国总人口的50%左右。1984年6月7日，沈大高速公路开工，全长375公里。这条公路在建设初期是按一级汽车专用公路标准实施的。同年12月21日，沪嘉高速公路(上海至嘉定)开工。1987年12月，京津塘高速公路动工，长142.69公里。该路是中国利用世界银行贷款进行国际公开招标建设的第一条高速公路。1988年10月31日，沪嘉高速公路正式通车，成为中国大陆首条建成的高速公路。沪嘉高速公路有四车道

10、，全长20.4公里。1998年全年新增高速公路1741公里，通车总里程达8733公里，居世界第六;在建高速公路总里程达1.26万公里。2001年中国大陆高速公路通车里程达到1.9万公里，跃居世界第二。2003年3月21日，沈大高速公路进行全线封闭改造，这是中国第一条八车道高速公路。当年新修4600公里高速公路，高速公路通车总里程达到2.98万公里。2010年中国高速公路通车里程为74113km(不含港、澳、台地区),比2009年底增长了13.92%。河南省高速通车总里程首次突破5000公里整数大关，已连续5年位居全国高速通车总里程首位。2013年河南高速再创新高，达到5830公里，通达河南的所

11、有省辖市，通车里程连续7年保持全国第一，形成了以郑州为中心，纵贯南北、连接东西、辐射八方的高速公路网络，河南，也成为全国率先实现县县通高速的省份，108个县城，20分钟就可上高速，3小时能通达所有省辖市。同年，全中国高速公路通车总里程达到10.4万公里，超过美国居世界第一。截至目前，据2017年3月份发改委宣布，我国高速公路运营里程达到13万公里，居世界第一。1.3工程概况本设计的公路地处祁东山和霍林山之间，一侧傍水，一侧靠山，为典型的丘陵河谷区，总体地势为西北低，东南高。主要山脊走向呈西北东南向，最高山峰为霍林山，海拔1753米，最底点位于镇山中部附近的大河湾与鸣河的谷地，海拔1500米，相

12、对高差250多米。因受构造活动和水流侵蚀，地形切割十分剧烈，河谷发育，沟壑纵横。依据成因类型、形态和组成物质三者的不同组合，将本区内发育的地貌单元划分为河流侵蚀堆积河谷平原、侵蚀剥蚀小起伏中山、侵蚀剥蚀大起伏中山三个大地貌单元。根据含水介质及水动力条件将区内分为以下两种种类型：（1）第四系孔隙潜水主要分布在吕吕河、鸣河与兑子沟、后子沟、小松子沟的分流阶地。第四系孔隙水主要赋存于河流漫滩、阶地及斜坡堆积层。含水岩性为砂类土及碎石类土。漫滩及较宽阔的一级阶地因良好的赋存条件，一般富水性强，水质好，地下水位变化大；斜坡堆积层基本不含水，在厚度大地形平坦处可能存在少量上层滞水，但分布非常有限。孔隙潜水

13、主要受大气降水补给，蒸发排泄或排给河水。高阶地和斜坡堆积层因粘性土雨季时常在局部滞流成湿地或渗水成溪流，水量不大也储存不均匀，但却是引起斜坡小型溜塌或浅层滑动的主要因素。（2）碎屑岩裂隙水主要分布基岩中低山区。含水层岩性为石炭、二叠、三叠、侏罗系的砂岩及节理裂隙发育的包括风化裂隙、构造节理及断裂构造带，因受岩性影响分布很不均匀，一般软质岩如泥岩、页岩等多为风化裂隙微含水，硬质岩则为构造裂隙含水，如砂岩等，其含水性也很弱，很少见地下水露头。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好。沿线有多个石灰厂，产量大、质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富。工程所需的部分材料可以就地取材，节约工程费用，其他材

14、料如沥青等均需向外采购。本项目区域多为河谷丘陵，山地处树木植被较多，并且有国家级保护动植物，河谷漫滩地段，多为农田梯田和鱼塘。沿线多粘质土，河谷地段为堆积土，山坡1米以下是碎石土。本线路设计考虑了道路对自然条件的影响，尽可能多的避免对农田的破坏，减少对自然景观的破坏。对于施工造成的取土坑、弃土区填方及挖方采用完善的排水系统和必要的防护措施。边坡防护大多数采用植被防护。本线路起点位于大河湾附近，终点至马家。经过河流丘陵地貌，路线所经地形呈西北部略低东南部略高趋势，其间穿过两条河流两条沟渠，道路沿线属于河谷漫滩低丘陵坡地及山间盆地地貌单元。所设计的道路线具体情况如下：主线为双向六车道高速公路标准建

15、设，路幅宽度33.5m，中央分隔带2m，行车道212m、路槽深度0.6m，硬路肩23m、路槽深度0.3m，土路肩20.75m，设计车速为100km/h。路线总长度为4736.996m，起点桩号K0+000.0,终点桩号为K4+736.996。1.4设计依据 1.依据资料（1）本公路工程可行性研究报告及勘察设计合同文件。（2）大河湾至马家标段1:2000平面地形图。 2.设计标准及主要技术参数参考的主要设计规范如下。 （1）公路工程技术标准（JTG B01-2014） （2）公路路线设计规范（JTG D20-2006) （3）路基路面工程 （4）沥青路面设计规范(JTG D50-2015) （5

16、）公路路基设计规范(JTG D30-2016) （6）高速公路规划与设计 （7）公路环境保护设计规范(JTG B04-2010) （8）公路隧道设计规范（JTG D70/2-2014） （9）公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)第二章 平面设计线路的平面设计是指参照相关规定，结合当地的地形地貌，在公路规划地区范围的起点、行经地点及终点之间，确定一条技术上可行，经济上合理，而又能符合使用要求的平面公路中心线，并计算平面路线中相关的曲线要素。2.1公路等级的确定2.1.1交通量计算交通量是单位时间内通过道路断面的交通流量（即单位时间内通过道路某断面的车辆数目），预测该路竣工后第一年的交

17、通组成如表2-1。表2-1 预测交通量车型名称交通量黄河JN1501342东风AS141DL414太湖XQ641301黄海DD690526长征XD160805红岩CQ30290656交通量换算采用小客车为标准车型。各汽车代表车型及车辆折算系数规定如表2-2。表2-2 各汽车代表车型及车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0座位19座的客车和载重量2t的货车中型车1.5座位19的客车和2t载质量7t的货车大型车2.57t20t的货车由表2-1的交通量和表2-2的折算系数，可以得到初始年交通量。辆/日2.1.2确定公路等级预计通车后公路沿线年交通量平均增长率=3%，高速公路设计交通量预

18、测年限为20年。计算公式为 （2.1）由公式得 辆/日依据公路工程技术标准JTG B01-2014可知：高速公路为专供汽车分方向、分车道行驶，全部控制出入的多车道公路。高速公路的年平均日设交通量宜在15000辆小客车以上。综合各个方面考虑，本高速公路设计采用双向6车道，设计速度采用100km/h。2.2路线设计原则和方法选线是根据线路基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。这是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，

19、必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤分析比较，进行多个设计方案的比选，才能定处合理的路线。2.2.1 选线原则（1） 应针对路线所经地域的生态环境、地形、地质的特性和差异，按拟定的各控制点由面到带、由带到线、由浅入深、由轮廓到具体，进行比较、优化与论证。同一起、终点的路段内有多个可行的方案时，应对各设计方案进行同等深度的比较。（2） 影响选择控制点的因素多且相互关联又相互制约，应根据公路功能和使用任务，全面权衡、分清主次，处理好全局和局部的关系，并注意由于局部难点的突破而引起的关系转换给全局带来的影响。（3） 应对路线所经区域、走廊带及其沿线的工程地质和水文地质进行深入

20、调查、勘察，查清其对公路工程的影响程度。遇有滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等不良工程地质的地段应慎重对待，视其对线路的影响程度，分别对绕、避、穿等方案进行论证比选。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取切实可行的工程措施。（4） 应充分利用工程建设用地，严格保护农用耕地。（5） 国家文物是不可再生的文化资源，路线应尽量避让不可移文物。（6） 保护生态环境，并同当地的自然景观相协调。（7） 高速公路、具有干线功能的一级公路同作为路线控制点的城镇相衔接时，以接城市环线或以支线连接为宜，并与城市发展规划相协调。（8） 路线设计是立体线性设计，在选线时即应考虑平、纵、横面的相

21、互间组合与合理配合。 本设计所在区域为山岭河谷平原地形，在山岭部分要注意限制坡度的影响，要用足坡度，在河谷平原地段坡度限制不大，主要是进行障碍物的绕避。当地自然景观较多，因此要格外注意保护耕田和生态环境，并与城市规划相协调。2.2.2山区选线的步骤和方法本设计所处的地形多为山脉丘陵，一部分河滩，因此选线设计应该按照山区选线的方法进行。山区选线一般按工作内容分三步进行。具体如下：（1） 路线方案选择路线方案选择主要是解决起、终点间线路基本走向的问题。（2） 路线带选择在路线基本走向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，即构成路线带，也称路线布局。（3） 具体定线定线是根

22、据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的路线带内进行平纵横综合设计，具体定出道路中线的工作。2.3 地形图分析要想设计出最为合理的线路，充分的前期工作是完成整个工作的基础。正常的工程建设要先进行地形勘测，由于毕业设计采用的地形图已经由设计单位勘测设计完毕，因此需要详细的解读地形图。为了进一步的识读地形图，需要知道每个图层的含义，基本图层注释如下：DMTZ地貌特征、DLSS道路设施、ASSIST骨架线、DLDW独立地物、KZD控制点、ZBTZ植被特征、DGX等高线、GCD高程点、GXYZ管线设施、JJ境界、JMD居民地、JZD界址点、SXSS水系设施、TK图廓等等。本设计的地形图在起终点界线范

23、围内，整个地形呈西北至东南走向，右上侧河流水系比较发育，左下侧多为山岭。从左至右分别是祁东山、镇山、南山、霍林山。地形图中部平坦部分为乡镇村落，中部有街鹏村、堂尔上村，并且附近河流繁多，河流周边农用耕地占地面积大。2.4平面设计2.4.1平面设计原则（1） 平面线形应与地形、地物和环境相适应，保持线形的连续性和均衡性，并于纵断面设计相协调。（2） 平面线形应直捷、流畅，并与地形、地物相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲，这是美学、经济和环境保护的要求。（3） 为使一条道路上的车辆尽量以均匀速度行驶，应注意各线形要素保持连续均衡，避免出现技术指标的突变。（4） 注意与纵断面设计相协调。在平

24、面线形设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调。（5） 平曲线应该有足够的长度。汽车在道路的曲线路段上行驶时，若平曲线长度过短，驾驶员需要急转方向盘，在高速行驶时是不安全的，也会使离心加速度变化率过大，使乘客感到不适；当道路转角很小时，容易产生曲线半径很小的错觉。因此，平曲线应有一定的长度。本设计为山区高速公路选线设计，因此在平面设计中应该充分重视圆曲线的半径选取，跨越河流等地桥位的选取，需要开挖隧道时，隧道洞口的选取等等。2.4.2平面要素的确定平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。有平面线形的三要素可以得到很多种平面线形的组合形式。对道路平面线形设计，主要有基本

25、型、S形、C形、卵形、凸形、复合型和回头型曲线等。在设计的时候还要注意缓和曲线长度的确定除了满足最小外还要考虑超高加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。线形中的直线段长度不宜过长。受地形条件或其他特殊情况而采用长直线时，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。两圆曲线之间以直线连接时，夹直线的长度不宜过短，规范中有以下规定：设计速度大于或等于60km/h时，同向圆曲线之间夹直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜;反向圆曲线间的夹直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜。 由于本线路设计的平面曲线半径均小于

26、4000m，因此需要设置曲线超高。根据公路路线设计规范 JTG D20-2006曲线超高相关规定，各级公路圆曲线部分的最大超高值如表2-3。表2-3 各级公路圆曲线最大超高值公路等级高速公路、一级公路二级、三级、四级公路一般地区（）8或108积雪冰冻地区（）6根据规定本线路设计圆曲线最大超高值取8，旋转方式为绕中央分隔带边缘旋转，线性渐变方式并且外侧土路肩随行车道一起超高。根据公路路线设计规范 JTG D20-2006，当二级公路、三级公路、四级公路的圆曲线半径小于或等于250m时，应设置曲线加宽。本设计为高速公路，并且最小圆曲 线半径为800m，因此不需要曲线加宽设计。对于平曲线的主要参数，

27、根据公路路线设计规范 JTG D20-2006 中相关规定，设计车速为100km/h时的平曲线参数如表2-4。表2-4 高速公路主要技术指标2设计速度100km/h平曲线最小半径一般值700m最小半径极限值400m缓和曲线最小长度85m不设超高的最小曲线半径路拱2 4000m路拱2 5250m最大超高8曲线加宽不设置加宽本设计中公路平曲线半径的最小的为800m，缓和曲线最小的长度为200m，最大超高为8%，曲线不设置加宽，经设计向导验证满足要求。2.4.3方案比选（1）设计方案说明本设计共设计了三套方案，详细图形参见附录4方案比选图，其各自特点如下。方案一：起点位于大河湾东北侧，沿坡底跨越鸣河

28、支流，绕过镇山山咀，在街鹏村附近设置转弯曲线。沿平坦河谷地面进入镇山中部，在傍山处转弯以直线段穿越堂尔上乡镇，经过南山山咀到达中点马家。方案二：起点同样位于大河湾东北侧，沿山坡坡底跨越鸣河支流，在镇山山咀处转弯沿傍山线路进入镇山中部，在镇山中部远河谷线设置反向曲线。线路出来沿傍山线路穿过堂尔上乡镇，进入南山山咀并在南山边缘出转弯进入霍林山到达终点马家站。方案三：方案三为远河谷线路，线路起点位于大河湾西南侧，在祁东山东南部位转弯进入镇山西南侧，在镇山中部转弯以直线段穿越堂尔上乡镇边缘进入南山中部。在南山中部转弯进入霍林山到达终点马家。（2）方案评价比选方案一的路线里程短，穿越的地形多为河谷平原，

29、山岭较少，地势比较平坦，可以减少填挖方量，降低工程费用。线路靠近多个村庄，如街鹏村、堂尔上村，方便设置交通收费站。线路的不足之处是占用了大量农田，且穿过了很多户住宅，这将使得青苗补偿费用和住房拆迁费用大大增加，远超过工程费用。而且穿过多条河流，使得桥涵工程量增加。方案二的路线现对于方案一稍向里侧移动了些，线路大部分为傍山线路，避免了大量占用农田，填挖方量也不是很大。线路仅需设置两座桥梁，穿越城镇的部位，住宅较少，可以减少拆迁补偿费用。但是线路在镇山中部的挖方量大，需要设置一条600m的隧道。方案三的路线为远河谷线路，线路多为山岭线路，地形起伏不大，但是地面高程较大，施工不易，工程量较大。三个方

30、案的技术指标比较如表2-5所示。表2-5 主要技术指标比较主要比选指标方案一方案二方案三平曲线路线总长（km）4.7214.7374.825平均每公里交点数（个）0.6350.6330.622平曲线最小半径（米/个）1000/21000/21000/2平曲线长占路线总长（%）46.342.548.6直线最大长度（m）1442.9191526.2981327.15竖曲线最短纵坡长（m）201.490336.966462.308平均每公里纵坡变更次数（次）1.9061.4771.658竖曲线增长系数1.009631.002411.0121路基平均填土高度（m）3.2317.2648.628最大填土

31、高度（m）5.4621.4028.27最小填土高度（m）0.250.040.61工程量挖方（立方米）21356156848018178518填方（立方米）20880516789153721112桥涵（个）12107隧道（个）012综合以上方面考虑，确定最优方案为方案二。其平面图详见附录1路线平面设计图。2.4.4平曲线几何要素计算（1） 平面曲线几何要素计算图示如图2-2所示图2-2 对称型平面曲线计算图 （2）理论计算公式 （2.2） （2.3） （2.4） （2.5） （2.6） （2.7） （2.8） （2.9）式中： T-总切线长（m） L-总曲线长（m） E-外矢距（m） D-切曲差

32、（m） R-主曲线半径（m） 路线转角（） 0缓和曲线终点处的缓和曲线角（） q缓和曲线切线增值（m） p设缓和曲线后，主圆曲线的内移植（m） Ls缓和曲线长度（m） Ly圆曲线长度（m） （2）计算示例以JD1为例，已知路线转角=384942.6，圆曲线半径R=800m，缓和曲线长为220m，各要素计算如下：内移值：切线增长值：缓和曲线角：切线长：平曲线长：外矢距：切曲差：圆曲线长：经校核无误。（2） 主点桩号计算公式 （2.10） （2.11） （2.12） （2.13） （2.14） （4）计算示例 JD1处的桩号为K0+633.718， 经校核JD1处桩号无误。其他交点圆曲线要素及桩号

33、详见附录8直曲表。其余桩号见附录9逐桩坐标表。2.4.5电算确定平曲线要素本路线包含三个平面曲线，其平面几何要素如下。平曲线1的几何要素如图2-3所示。图2-3 曲线1几何要素平曲线2的几何要素如图2-4所示。图2-4 曲线2几何要素平曲线3几何要素如图2-5所示。图2-5 曲线3几何要素2.4.6设计向导的设定在完成平面线形设计之后，要进行设计向导的设置，这是完成整个线路平纵横设计的核心步骤，也是检验各个设计阶段所进行的设计是否符合规范、是否合理的重要方法。设计向导的设定如下：（1） 路线基本信息如图2-6。图2-6 路线基本信息（2）路幅与断面形式如图2-7。图2-7 路幅与断面形式其中左

34、侧中分带横坡为0，宽度为1m，高度为0.2m。 左侧行车道横坡为2，宽度为34m，路槽深度为0.6m。 左侧硬路肩横坡为2，宽度为3m，路槽深度为0.3m。 左侧土路肩横坡为3，宽度为0.75m，路槽深度为0。 右侧各部分数据与左侧相同。（3）填挖方设置如图2-8。图2-8 填挖方设置（4） 边沟及排水沟设计如图2-9。图2-9 边沟及排水沟设置（5） 超高加宽设置如图2-10。图2-10 超高加宽设置第三章 纵断面设计线路的纵断面是指沿线路的中线数值剖切在进行展开得到的平面图，路线的纵断面是一条有起伏的空间线。纵断面图是通过纵断面设计得到的成果，也是道路设计的重要的一部分。将道路的平面图和纵

35、断面图结合起来就能够准确地定位出路线的空间位置。3.1纵断面设计的原则（1） 纵断面线形设计应根据设计速度，在适应地形和环境的条件下，对纵坡的大小、长短及前后坡段协调的情况，竖曲线半径及其与平面线形的组合等进行综合全面的研究。通过不断的调整修改，最终设计出平顺、连续的纵断面线形。（2） 应满足纵坡及竖曲线的各项规定，以及相关高程控制点和构造物设计对纵断面的要求。（3） 平面上直线路段不宜在短距离内出现凹凸起伏频繁的纵断面线形，因为突起的部分容易遮挡视线，凹下去的部分容易形成视野盲区，导致驾驶员产生茫然感，导致视线中断，使线形失去连续性，影响行车安全。（4） 长下坡的直线坡段端部不应设计小半径凹

36、形竖曲线，以保证行车安全。（5） 连续上坡路段，应符合平均纵坡的规定，并采用运行速度对通行能力与行车安全进行检验。（6） 纵断面设计应考虑路面排水的要求。（7） 在回头曲线路段，路线纵坡有特殊规定，应先定出回头曲线的部分的纵坡，再从两端接坡。在回头曲线的主曲线内不易设竖曲线。（8） 应争取纵向填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方数量，降低工程造价。本设计线路多为山区线路，在纵断面设计时，要注意用足坡度，适应地形的起伏，减少填挖高度，降低工程费用。还应注意竖曲线半径的选取，除条件困难的情况外，竖曲线半径尽量选取大半径，并保证线路的平顺。3.2纵坡设计的要求（1） 设计需满足公路工程技术标准中的各

37、项标准。（2） 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡及最短长度的短坡。连续上坡或下坡段，应避免反复设置反坡段。（3） 沿线地形、地下管线、水文地质条件、气候和排水等均需综合考虑。（4） 应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和弃方，降低工程费用和节省用地。（5） 纵坡除了要满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度的要求，以保证路基稳定。（6） 对连接段的纵坡，如大、中引桥及隧道两端的接线等，纵坡应缓和，避免产生突变。（7） 在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。3.3纵坡设计步骤纵

38、断面的设计同平面设计类似，也可以分为手绘拉坡定线和计算机辅助确定。1. 手绘确定纵断面线 （1）准备工作：在厘米绘图纸上，按照比例标注里程桩号和标高，绘制地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、公里桩、百米桩、整桩（50米加桩或20米加桩）、平面线控制桩（如直缓、缓圆、曲中、圆缓、缓直公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。 （2）标注控制点：如线路起、终点，越岭垭口、重要桥涵、不良地质段的最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、铁路道口等。 （3）试坡：在已经标出“控制点”的纵断面图上，根据规范要求、技术指标及选线的意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直

39、线坡段。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初试定坡线。 （4）调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡段长度的限制值是否满足规定，平、纵组合是否合理等，发现问题应及时调整。 （5）核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作为横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，发现问题及时调整。 （6）定坡：经调整核对无误后，逐段把直线坡段的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1%，变坡点一般要求要调整到10m的整桩号上。 （7）设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计

40、算竖曲线要素。 （8）计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处的地面高程和设计高程确定。 2.计算机辅助确定 计算机确定纵断面线相比于人工手绘纵断面线少了一些工作，但是也有 相应的步骤一步步进行。（1） 纵断面插值：平面线形设计完之后，会生成相应的平面交点文件，依据平面交点的数据，添加事先建立好的数模组文件进行纵断面插值。（2） 生成纵断面图：在纵断面插值完成之后，点击软件设计栏纵断面设计选项，计算显示可以得到纵断面地面线。（3） 纵断面优化拟合：根据显示的地面线，平纵组合控制文件及相应的规范软件自动计设计出10个方案，并计算相应的填挖方量，最后综合评价给出最优方案，点击保存最优方案数据。（4） 拉

41、坡调整：再次点击纵断面设计中计算显示选项建，界面实时刷新出根据最优方案得到的纵断面设计，根据相关规定，可以实时修改、删减及增加变坡点，修改竖曲线半径等，最终得到既符合技术标准，又满足控制点要求，且填挖均衡的纵断面线形。（5） 控制数据输入：根据平面地形，在河流，沟谷、高山及现有设施等出的里程处设计相应的桥梁、涵洞和隧道等，并记录存盘。3.4纵断面设计3.4.1竖曲线主要参数根据公路工程技术标准竖曲线主要参数的规定，竖曲线相关指标如表3-1所示：表3-1 竖曲线指标1设计车速（km/h）100最大纵坡（%）4最小纵坡（%）0.3凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹型竖曲线半径（m

42、）一般值4500极限值3000竖曲线最小长度（m）853.4.2拉坡与竖曲线设计纵断面拉坡设计的起点桩号K0+000，终点桩号K4+736.966。K0+660为第一个变坡点，高程为1574.134m，为保证填挖均衡，将起点高程拔高，从起点到第一个变坡点纵坡坡度为2.5%，纵坡长度为660m。结合平面地形，在K0+320K0+350的地段为鸣河的一条水域宽阔的支流，在此设计一条长度30m的简支梁桥，跨径分布为3*10，桥名为鸣河桥。变坡点为缓和坡度差采用凹形竖曲线，曲线半径为20000m，曲线长225.75m。从K0+660至K1+230为一个纵坡，坡段坡度为3.6%，坡段长度为570m。第二

43、个变坡点高程为1594.708m，凸形竖曲线半径为22400m，曲线长412.429m。K1+300K1+900在平面地形图上为镇山中部，此处地势陡峭，地面高程较高，挖方范围从13m至58m，考虑在此设计一条长度为600m的隧道，单向坡坡度为1.7%。第三个变坡点桩号为K2+080，高程为1609.737m，凸形竖曲线半径15000m， 曲线长639.619m。在桩号K2+150和K2+580处分别设有一个涵洞，前者为盖板涵，为低级公路通车行人而设计，后者为达到排水要求设计成圆管涵。第四个变坡点桩号为K2+800，高程1591.767m，凹形竖曲线半径8000m，曲线长473.322m。第三和

44、第四变坡点之间纵坡坡度为-2.5%，坡段长度720m。桩号K3+230处设有一盖板涵，其后K3+510是第五个变坡点，此处为凸形竖曲线，曲线半径20000m，曲线长344.298m。第四、五变坡点之间纵坡坡度3.4%，坡段长度710m。其后坡段坡度为1.7%，坡段长度890m。在桩号K4+040至K4+060处为兑子沟桥，桥梁类型是简支梁桥，跨径分布2*10。最后一个变坡点桩号为K4+400，高程1631.175m，凸形竖曲线半径10000m，曲线长409.216m。其后坡段坡度-2.4%，坡段长度336.966m。本设计的高速公路线路全长4736.996m，全线共设置6个竖曲线，其中4个凸曲线，2个凹曲线。凸曲线的最小半径为15000m，凹曲线最小半径为8000m，最大纵坡坡度为3.4%，最小纵坡坡度为1.7%，最大坡段长度为890m，最小坡段长度336.966m，均满足设计要求。全线共