道路桥梁交通高速公路课程设计.doc

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1、 目 录摘要IAbstractII目 录III1 绪论11.1 课题背景11.1.1 公路运输的功能，特点，地位及作用11.1.2 我国公路现状11.1.3 我国公路发展规划11.1.4 设计背景12 工程及环境概况32.1 项目建设背景32.2 公路修建意义32.3 沿线地形、地质及自然地理特征32.4 公路等级及其主要技术标准的确定42.4.1 原始资料42.4.2 公路等级的确定52.4.3 各项技术标准范围63 沿线方案的拟定及比选74 路线几何设计94.1 平面设计94.1.1 直线94.1.2 圆曲线94.1.4 纵断面设计114.2道路平、纵线形组合设计134.2.1 道路平、纵

2、线形组合设计原则134.2.2 平、纵线形组合的基本要求144.2.3道路线形与景观的协调与配合145 路基设计155.1 路基横断面设计155.2 路基排水设计175.3 路基的防护186 路面设计196.1 路面类型的选择确定196.2 沿线地质概况及材料来源196.3 沥青路面的设计指标196.4 路面等级与类型196.4.1 轴载分析196.4.2 结构组合与材料选取216.4.3 利用弹性三层连续体系的诺谟图进行验算227 道路沿线设施设计257.1 交通安全设施257.1.1 标志与标线257.2 绿化工程258 专题27致谢27参考文献33 1 绪论1.1 课题背景1.1.1 公

3、路运输的功能，特点，地位及作用我国的运输系统是由铁路、公路、水运、航空及管道五种运输方式所组成。随着国家经济的发展，公路运输成为了我国综合运输体系中最活跃的一种运输方式。公路运输分为直达运输、干线运输和短距离集散运输三种形式。因此，公路运输有“通过”运输和“送达”或“集散”的功能。1.1.2 我国高速公路现状改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势。其特点为：1）服务方式多

4、样化 2）运输经营主体多元化3）经营方式单车化1.1.3 我国公路发展规划随着科学技术的发展，尤其是IT产业和智能交通系统的发展，公路运输的发展呈如下趋势： (1) 随着公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务。(2) 随着全国公路网的形成和WTO的加入，促使公路运输企业按规模化要求建立集约化经营的运输企业。 (3) 公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作。(4) 在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统。在发达国家，已普遍采用了车辆运行动态监控系统以及车辆运行自动记录仪。此外，

5、“五纵七横”十二条路线连接重要城市和交通枢纽是现在重点的建设项目。1.1.4 设计背景本次设计中的平面设计、纵断面设计、横断面设计、排水设计等内容主要采用了由中交第一公路勘察设计研究院西安立德公路工程咨询有限公司开发的纬地道路辅助设计系统软件，该软件是一套具有领先技术的工程规划计算机辅助设计系统，主要应用于测绘、道路设计、铁路设计和管道工程领域。纬地道路辅助设计系统将道路设计所需的各种平面线形、纵断面坡度组合、横断面形式、超高方式等设计要素归纳为符合设计者设计习惯和思维的“设计目标”概念，进行目标化设计，而不是单纯的绘制线、点等几何图素。设计者是在三维数据模型中进行平面、纵断面及横断面设计的，

6、其中各种地形信息、中线线位、超高控制、数模数据可互相传递、参考，辅助设计者设计出合理的平、纵、横断面组合。当我们把所需数据输入计算机后，纬地道路辅助设计系统能够自动绘出所需任意比例的平面图、纵断面图、横断面图。2 工程及环境概况2.1 项目建设背景 甘肃凉州地区环境干旱，凉州区属温带大陆干旱气候，具有干旱少雨、日照充足、昼夜温差大的特点。年平均降水量100毫米，年蒸发量2020毫米，主要风向为西北风，静风率26，年平均温度7.7，无霜期150天左右，日照时数2873.4小时，太阳总辐射量139.05千卡/平方厘米，属太阳辐射量高值区，昼夜温差平均7.9。丰富的光热资源和较大的昼夜温差，适宜各类

7、植物进行光全作用和积累养份，并为提高农作物的质量奠定了良好基础。主要灾害性天气有干旱、大风、沙尘暴、霜冻、暴雨等。凉州区内地势呈西南高东北低，地貌类型分祁连山山地、走廊平原绿洲和腾格里沙漠三种，海拔14403263米，在大地构造上位于祁连褶皱系中的走廊过渡带。西南部是祁连山东段冷龙岭的前山地带，为走廊带的毛藏古凸起和莲花山凸起，山势降为中山、低山、丘陵和盆地，主要山峰冬青顶、莲花山、天梯山、第五山，海拔20003200米；东北部是河西走廊平原地东段，为走廊带的凹陷，呈西北东南向延伸，按其成因和形态可分为冲积平原，冲积细土平原，海拔15002000米；东部是腾格里沙漠，海拔1500米以下。2.2

8、 公路修建意义区内地势呈西南高东北低，地貌类型分祁连山山地、走廊平原绿洲和腾格里沙漠三种，海拔14403263米，在大地构造上位于祁连褶皱系中的走廊过渡带。 。本项目建成后既可缓解交通状况，方便百姓出行，又可促进小型厂企的扩产，故而可以充分调动广大群众筑路的积极性，可以通过多种渠道、多形式的筹集资金。此外，它的重要意义还有：1.发展地方工业经济：甘肃凉州资源丰富。区内有油库，可以缓解主干路运输压力。2.方便当地百姓生活，由于常年干旱少雨，气候恶劣，饮水成为大问题，此路可以方便人们取水生活。2.3 沿线地形、地质及自然地理特征1、全区属温带大陆干旱气候，具有干旱少雨、日照充足、昼夜温差大的特点。

9、年平均降水量100毫米，年蒸发量2020毫米，主要风向为西北风，静风率26%，年平均温度7.7，无霜期150天左右，日照时数2873.4小时，太阳总辐射量139.05千卡/平方厘米，属太阳辐射量高值区，昼夜温差平均7.9。丰富的光热资源和较大的昼夜温差，适宜各类植物进行光全作用和积累养份，并为提高农作物的质量奠定了良好基础。主要灾害性天气有干旱、大风、沙尘暴、霜冻、暴雨等。2、自然条件（1）肃省位于祖国西部，地处黄河上游，地域辽阔。介于北纬32114257、东经921310846之间，大部分位于我国地势二级阶梯上。东接陕西，南邻四川，西连青海、新疆，北靠内蒙古、宁夏并与蒙古人民共和国接壤。甘肃

10、地貌复杂多样，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁交错分布。地势自西南向东北倾斜，地形狭长，东西长1655公里，南北宽530公里，大致可分为各具特色的六大区域： 陇南山地：这里重峦叠嶂，山高谷深，植被丰厚，到处清流不息区内地势呈西南高东北低，地貌类型分祁连山山地、走廊平原绿洲和腾格里沙漠三种，海拔14403263米，在大地构造上位于祁连褶皱系中的走廊过渡带。西南部是祁连山东段冷龙岭的前山地带，为走廊带的毛藏古凸起和莲花山凸起，山势降为中山、低山、丘陵和盆地，主要山峰冬青顶、莲花山、天梯山、第五山，海拔20003200米；东北部是河西走廊平原地东段，为走廊带的凹陷，呈西北东南向延伸，按其成因和形态

11、可分为冲积平原，冲积细土平原，海拔15002000米；东部是腾格里沙漠，海拔1500米以下。 (2).水文:全省分属三个流域12个水系，即内陆河流域有疏勒河、黑河、石洋河水系；黄河流域有泊水、洮河、泾河、北洛河、渭河、黄河干流及两侧小支流6个水系；入境水量303.47亿立方米。全省自产地下水资源量为169.49亿立方米。地下水中，与河川径流不重复部分为7.77亿立方米，计入入境水量后的地下水资源量为305.64亿立方米。水资源分布的基本特点是水资源贫乏；时空分布不均；部分地区水质差，难以利用；蒸发量远远大于降水量；水土流失严重；水土不匹配。(3).气候:甘肃气候类型复杂多样，可划分为北亚热带、

12、暖温带、中温带等气候类型。除高山阴湿地区外，大部分地区具有气候干燥，气温年、日差较大，大陆性气候显著，光照充足，雨热同季，水热条件由东南向西北递减等气候特征，气候的地域差别大。3.资源状况甘肃土地资源总量大，有较大面积的荒山、荒沟及戈壁、沙漠、盐碱地、沼泽地、高山寒漠等未利用或目前难利用的土地，土地的深度开发、广度开发都有很大潜力。甘肃省水资源缺乏，加之水低地高、土地分散等因素，利用难度大，大部分地区面临不同程度的缺水局面。全省人均水资源量居全国第24位，干旱缺水成为制约甘肃经济和社会发展的主要因素。据测算，到2010年，全省缺水8.6913亿立方米。甘肃有极为丰富的矿产资源，目前已探明并编入

13、甘肃省矿产储量表的84种产中，有32种矿产的保有储量居全国前五位，有56种矿产的保有储量居全国前十位，潜在价值为7983.80亿元。截至1997年底，甘肃已发现各类矿产173种(含亚矿种)，矿产地415处(不含伴生矿产)。从全省探明储量来看，能源矿产资源丰富。已发现12个油田，含面积达478平方公里，探明可采储量为2.72亿吨，集中分布在玉门和长庆两个油区。煤炭主要分布在东部的华亭、中部的靖远和窑街、西部的西大窑，已探明矿区162个，保有储量达92.65亿吨。全省水能资源十分丰富，理论蕴藏量1724.15万千瓦，居全国第十位，可开发容量1068.89万千瓦，年发电量492.98亿千瓦时。有色金

14、属矿产储量高度集中，矿石品位高，选冶性能好，共伴生有益组份多，综合利用价值高。其中镍、钴、铂族金属、硒矿的保有储量居全国第1位，锌矿居全国第3位，铜、铅矿居全国第4位，锑矿居全国第5位。此外，还控明了一定储量的镁、钨、锡、饿、钼、汞矿。黑色金属矿产主要有铁、锰、铬、钒矿。非金属矿产储量丰富，铸型粘土、饰面蛇纹岩储量居全国第1位，水泥用红（黄）土、伴生硫、重晶石、冶金硅石及菱镁矿等位居全国前5位。2.4 公路等级及其主要技术标准的确定2.4.1 原始资料地形图：甘肃凉州地区地形图，比例1：2000据调查交通量与车辆组成见表2.1：表2.1 交通量资料车型数量车辆折算系数小汽车35001解放CA1

15、0B9001.5东风EQ1406301.5黄河JN1508102日野KB2228902交通量年平均增长率为7.3%初步设计年限：20年2.4.2 公路等级的确定根据远景设计年平均日交通量 (2.1) 式中：远景设计年平均日交通量（辆/日）；起始年平均交通量（辆/日）包括现有交通量和道路建成后从其他道路吸引过来的交通量； 年平均增长率远景设计年限交通量计算：=35001+6301.5+9001.5+8102+8902=9195辆/日=（1+）=4000（1+7.3%）=35069辆/日查公路工程技术标准可知，高速公路的设计年限均为20年。高速公路一般能适应各种车辆折合成小汽车的远景设计年限年平均

16、日交通量为25000555000辆2。故根据标准，应建高速公路，为主要供汽车行驶的双向四车道公路，该地区为高山多丘陵区，故采用计算行车速度为100km/h。2.4.3 各项技术标准范围由于该地区为高山多丘陵区，采用高山多丘陵区设计标准【3】。高山多丘陵区高速公路主要技术指标，见表2.2：设计年限20年计算行车速度100km/h车道数：4 表2.2 各项技术指标行车道宽度3.754m公路路基宽度35直线段最小长度反向2V120m平曲线最小半径 （一般值）400m平曲线最小长度 （一般值）500m平曲线最小长度 （极限值）125m缓和曲线最小长度 （一般值）85m最大纵坡6%竖曲线中凸曲线最小半径

17、一般值2000竖曲线中凹曲线最小半径一般值1000竖曲线极限最小长度50最小坡长2003 沿线方案的拟定及比选路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。当增加的工程量不大时，应尽量选用较高的指标。我所选择路线的依据是：1、由地形图可见，设计路段地形为高山多丘陵区，地势不平坦，因此路线有起伏，由地图可见有三丘陵位于路线走向上，在绕避此地形前提下选择较平缓线形，选择从两高山间的平缓地段穿越两高山地形。因地势不够平坦，路线走向应注意尽量走长直线。2、由地形图可见道路走向上多为高山，选线应注意同高山相配合，做到少走高山，并应尽量不穿过经济林园。由地形图可见，该地

18、段地形复杂，坟地,丘陵，草地，高山等，在路线选择中，我综合考虑线形的合理与路线走向所占用土地的经济、合理、环保特点，选择线形。3、路线中遇到高压线，应优先选择绕避，条件限制的情况下，应合理安排道路与高压线的位置。本设计中因高压线横贯于道路中心线上，所以选择两高压线桩之间穿越，尽量避免路基于高压线桩相交。4、所选路线经过沿线城镇的路线布置，应结合城镇发展规划，确定其连接方式（穿越、绕行或以支线连接）。与其他等级公路相交，我采用立体方式穿越。在设计中遇到多条乡道，在考虑到经济、合理的条件下，由于高速路交通量大，我决定直接与乡道立体交叉穿过，这样才不会影响相互通行。 5、路线选择地质稳定、地形条件较

19、好的地方通过，尽量避免穿过不良地质地段，地图中有高山、陡坎 峡谷；当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采用必要的工程措施。6、路线与环境保护相结合，诸如：路线对自然景观与资源的影响、噪声、汽车废气的影响，路线对经济林、城镇布局等影响，以“靠而不近”的宗旨选择路线。7、靠近名胜风景、古迹地区的公路，应保护历史文物遗址，线性与构造物应与周围景观、环境相协调。8、 路线应保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用低、效益好，并有利于施工和养护,由于公路位于山林地带有些要求不能满足尽可能采取安全、舒适、快捷等条件。9、 本设计采用四个个方案比较：正选方案为起点（4659

20、990.32159328,481640.59511552）和终点（4659949.6471927,486740.105435772）之间设,三个方案都采用直线，缓和曲线，圆曲线相结合的办法。均符合平曲线设计要求。下面就从各个方面来比较，选出最优方案。设计路段起点为0.00，终点为5291.105，地处甘肃凉州境内，两点间多高山，等高线较密，沿线共有一条河流、多条乡道,国道横越地图，无法避开；故合理处理各类地形、地物与道路的关系，从而选择合适的道路路线。三个方案的对比如下：方案一、二,三,都为了绕避两座高山丘陵，以合适位置穿越河流。 一,方案较二方案比较相同但是在平曲线与竖曲线组合上较差.三方案

21、较二方案交点多且填挖量相差不多与高压线交叉多1、线形更趋于平缓，由图可见在绕避高山丘陵的情况下，方案二所选路线中两曲线半径更大，路线更趋于平缓。2、 少占用良田，3、 方案二路线是绕避三座高山丘陵。3、以更大角度穿越国道，两方案都会穿越河流。4、两交点间距更满足两反向曲线最短距离，因地形受限，两交点间距应满足最短直线长度，所选方案二的直线长度更适合反向曲线间的直线长度要求。综上所述，综合三个方案案的利弊确定选用方案二为正选方案。表2.4 主要技术指标表公路等级高速公路设计速度（km/h）100路线总长（km）5291.105平曲线一般最小半径（m）700平曲线极限最小半径（m）400不设超高最

22、小半径（m）4000缓和曲线最小长度（m）85最大纵坡（）4最小坡长（m）250凸曲线最小半径极限值（m）10000/6500凹曲线最小半径极限值（m）4500/3000竖曲线最小长度（m）85直线段最小长度（m）同向曲线段间6V=600反向曲线段间2V=200路线长与高压线交角及数量拆迁量桥梁及涵洞个数填挖量管涵个数第一方案5253.9862个,73 52.84房屋30栋坟地一处桥4涵洞12 15处第二方案5291.1052个 58.72 57.57房屋30栋无坟地桥3涵洞1010处第三方案5395.6433个 58.72 55.59 66.14房屋25栋有林区无坟地桥4涵洞1212处方案1

23、总数量总面积总距离平均高度填方9151316.61918946.2222388.46挖方1056976.10429009.3529679.78方案2填方2691315.95345015.735289115.571挖方952107.68725653.529240010.689方案3填方挖方4 路线几何设计道路的几何设计就是确定路线的空间位置和各部分几何尺寸，具体包括平面设计， 纵断面设计、横断面设计等。本设计的路段所在地区处于甘肃凉州，途经当地高山丘陵，选线时应尽量避绕，路线要尽量走高山边缘，以避免过多的填挖。该地区属于高山丘陵区，陡坎较多，地势起伏比较大，还有很多山沙地，地形错综复杂，应综合考

24、虑平、纵、横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。4.1 平面设计现代道路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的，称之为平面线形三要素。道路平面线形设计就是从线形的角度去研究三个要素的选用和相互间的组合等问题。4.1.1 直线直线的最大长度作为高山丘陵线形要素之一的直线，在道路设计使用最为广泛。在设计可见到地形图上极易设计出若干长直线，但是，过长的直线并不好。一般规定直线的最大长度不超过20v(v为设计车速，以km/h计)，即1200m。 但是由于是高山丘陵地区,道路两侧景色变化较大而且设计公路是高速路可以不考虑此条件.4.1.2 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

25、确定起其半径值。我国标准对于不同等级的公路规定了极限最小半径，一般最小半径和不设超高的最小半径。1.圆曲线的最小半径(1) 极限最小半径 极限最小半径是在线路设计中的极限值，是在特殊困难情况下不得已才使用的，一般不轻易采用。(2) 一般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。我所设计地形受限较大，但也可以采用一般最小半径。2.圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000m。3.圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，我采用了较大半径曲

26、线，最大半径为650、700m，极限最小半径及一般最小半径均未采用。 4.平曲线的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；根据规范平曲线的最小长度极限值为100m一般值500m，因两丘陵之间距离限制，曲线一采用的一般值，曲线二采用的一般值。4.1.3 缓和曲线1、缓和曲线的形式，如图4图4.1 按回旋线敷设缓和曲线切线增长值 (m) (4.1)圆曲线内移值 (m) (4.2)缓和曲线角 () (4.3)切线长 (m) (4.4)曲线长 (m) (4.5)外距 (m) (4.6)切曲差 (m) (4.7)各要素的值通过上述的公式计算的出。其中，是

27、利用坐标求出各点之间的距离，利用余玄定理求得。主点里程桩号：JD1=K+425.2698ZH=JD1= K1+425.2698370= K1+055.2698HY=ZH+= K1+055.2698+200=K1+255.2698YH=HY+2= K1+235.2698+702.42200=K1+557.6698HZ=YH+= K1+537.6698+200=K1+737.6698QZ=HZ= K1+717.6698702.4/2=K1+386.4698根据此计算过程,计算其它交点.JD2ZH=K2+120.396HY=K2+320.396QZ=K2+485.645YH=K2+650.894HZ

28、=K2+850.894方案一JD1里程桩号ZH=K0+720.757HY=K0+920.757QZ=K1+033.756YH=K1+146.756HZ=K1+346.756JD12程桩号ZH=K3+058.300HY=K3+258.300QZ=K3+403.967YH=K3+549.633HZ=K3+749.633方案三JD1里程桩号ZH=K1+059.622HY=K1+259.622QZ=K1+410.979YH=K1+562.355HZ=K1+762.355JD2里程桩号ZH=K2+168.029HY=K2+368.029QZ=K2+492.424YH=k2+616.819HZ=K2+81

29、6.819JD3里程桩号ZH=K4+308.284HY=K4+508.284QZ=K4+643.926YH=K4+779.568HZ=K4+979.568方案四JD1里程桩号ZH=K2+129.933HY=K2+269.933QZ=K2+343.641YH=K2+417.349HZ=K2+557.349 2、缓和和曲线的最小长度缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短，过短会使驾驶员操作不便，甚至造成驾驶操纵的紧张和慌忙。缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1) 离心加速度变化率不过大;(2) 控制超高附加纵坡不过陡;(3) 控制行驶时间不过短; 一般认为汽车在缓和

30、曲线上的行驶时间至少应有3s,于是 (m) (4.8)(4) 符合视觉要求;标准规定了各级公路缓和曲线的最小长度，我设计的路线高速公路100KM/h所采用的缓和曲线最小长度（一般值）为85m，极限值为60m。 实际用的缓和曲线最小长度为200m5纵断面设计5.1纵坡设计的一般要求1、设计必须满足公路工程技术标准的各项规范。2、纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调。3、沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。4、应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节

31、省用地。5、在平原微丘区，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。6、对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。7、在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；8、避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；9、在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；10、纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；11、纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；12、纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和

32、边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.3%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；13、纵坡设计时，还应结合实际情况，适当照顾当地民间运输工具，农业机械、农田水利等方面的要求。15.2纵坡5.2.1最大纵坡 最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值，它是道路纵断面设计的重要控制指标。各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特征、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。表5.1 最大纵坡设计速度（Km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3456789设计速度为120（

33、Km/h）、100（Km/h）、 80（Km/h）的高速公路，受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%。本设计中，设计速度为100（Km/h），最大纵坡值为2.066，符合标准规定。5.2.2最小纵坡在挖方路段、设置边沟的低填方路段和其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡（一般情况下以不小于0.5%为宜）。当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。当然，对于干旱地区，以及横向排水良好、不产生路面积水的路段，也可不受最小纵坡的限制。本设计中，设计速度为100（Km/h），最小纵坡值0.34

34、7，符合规范要求。5. 3坡长限制坡长是纵坡面上相邻两变坡点间的长度。坡长限制，主要是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。5.3.1最小坡长最小坡长通常规定汽车以不小于设计速度行驶9-15s的行程为宜，在高速公路上，9s已经满足行车及几何线形布设要求，在低速路上，为满足行车和布线的要求方可取大值。公路工程技术标准规定公路最短坡长应按表5.2选用。表5.2最小坡长设 计 速 度(km/h)1201008060403020最 小 坡 长(m)一般值40035025020016013080最小值30025020015012010060本设计中最小坡长为2500m，大于350m，符合设计

35、要求。5.3.2最大坡长坡长太短对行车不利，而长距离的陡坡对汽车行驶也不很利，特别是当纵坡为5%以上时，汽车上坡时克服坡度阻力，采用低速挡行驶，坡长过长，长时间使用低挡行驶，使发动机过热，水箱沸腾，行驶无力，而下坡时，则因坡度过陡，坡段过长频繁制动，影响行驶安全。公路路线设计规范规定：设计车速为100km/h纵坡坡度分别为3%，4%，5%，时的最大坡长分别为：1000m，800m，600m。本设计路段共二个变坡点，坡度分别为0.347%，2.066%，0.39%，对应的坡长分别为2500m ，1210m，1581m，由于对纵坡坡度小于3%不作最大坡长要求，可以视为符合规范规定的最大坡长限制。公

36、路路线设计规范规定了最大坡长如表5.3。表5.3 各级公路纵坡长度限制（m）设计车速（Km/h）1201008060403020纵坡坡度（%）39001000110012004700800900100011001100120056007008009009001000650060070070080075005006008300300400920030010200高速公路和一级公路纵坡及坡长的选用应充分考虑车辆运行质量的要求。对高速公路，即使纵坡为2%，其坡长也不宜过长。5.4竖曲线纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全、舒适以及视距的需要用一段曲线缓和，称为竖曲线。5.4.1竖曲线设计要求（1）

37、设计速度大于或等于60km/h的公路，竖曲线设计宜采用长的竖曲线和长直线坡段组合。有条件宜采用表大于或等于表5.4所列视觉的所需要的竖曲线半径值。（2）竖曲线应选用较大半径。当条件受限制时应采用大于或等于竖曲线最小半径的“一般值”地形条件特殊困难不得已时，竖曲线最小半径的“极限值”。（3）同向竖曲线间，特别是同向凹型竖曲线间，如直线坡段达到或接近最小坡长时宜合并设置为单曲线或复曲线。5.3.2竖线最小半径在纵断面设计中，竖曲线的设计受众多因素的影响和限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线最小半径或最小长度：a. 缓和冲击b. 时间行程不过短c. 满足视距要求根据公路工程技术标准规定，高速公路竖曲

38、线半径见表5.4。表5.4 高速公路竖曲线半径竖曲线半径(m)计算车速(km/h)12010080凸形凹形一般最小值17000100004500极限最小值1100065003000一般最小值600045003000极限最小值400030002000竖曲线最小半径分为“一般值”和“极限值”。“极限值”是汽车在纵坡变更时，为了缓和冲击和保证视距所需的最小半径的计算值。该值受地形等特殊情况约束时方可采用。“一般值”是竖曲线最小半径的“极限值”的1.52.0倍。竖曲线应以选用较大半径为宜，在满足规定要求的竖曲线半径的前提下，还要满足视距要求。公路工程技术规范中规定了高速公路满足视距要求的最小竖曲线半径

39、,见表5.5。表5.5 高速公路满足视距要求的最小竖曲线半径设计速度(km/h)12010080竖曲线半径(m)12000100008000本设计综合考虑各种因素，最终确定了三条纵坡，二个变坡点。第一个为凹曲线，第二个也为凸曲线。根据规范初步拟定凸曲线半径R1=13000m、凹曲线半径R2=20000m5.4.3竖曲线长度 公路工程技术标准规定了高速公路不同设计速度下的竖曲线最小长度，见表5.6。表5.6 竖曲线最小长度 (m)设计速度(km/h)12010080竖曲线长度(m)一般值250210170最小值1008570本次设计的竖曲线长度分别为223.4532m, 491.2368m，符合

40、要求。5.4.4竖曲线要素计算1、 设计标高计算公式坡线标高=变坡点标高+或坡线标高=变坡点标高-式中：计算点到变坡点的距离m；i坡线的纵坡，%；升坡段取正，降坡段取负。2、竖曲线要素的计算公式： （5.1） T=L/2 =R/2 （5.2） （5.3） （5.4）式中：R竖曲线半径(m) L竖曲线的曲线长(m) T竖曲线的切线长(m)E竖曲线的外距(m)两相邻纵坡的代数差，以小数计h竖曲线上任意点到切线的纵距x竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离(m)以变坡点1为例图5.1 竖曲线要素示意图变坡点桩号为K2+500，高程为194.8636 i1=0.347%， i2=2.066% R1=13

41、000m各变坡点竖曲线要素计算过程如下：= i2 -i1 =2.066%0.347%=1.719% 因为10 为凹曲线故：竖曲线长度 L1=R11=130001.719%=223.45170m切线长度 T1=L/2=305.8223.45/2=111.7m外距 E1=T1/2R1=111/（213000）=0.473m曲线顶点设计高程=141.2632+0.7562=142.019设计高程的计算：竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T1=（K0+680）-122.976= K0+557.024竖曲线起点高程141.263122.9761.282%139.686（m）竖曲线终点桩号=变坡点桩号+ T1=

42、（K0+680）+122.976= k0+802.976竖曲线起点高程141.263+122.9761.776%143.447（m）下面以桩号K0+670处为例：桩号K0+670处：横距：x= （K0+670）（K0+557.024）=112.976(m)竖距：h=x 2/2R=112.9762/210000=0.638(m) 切线上高程=143.447+112.9760.0128=144.89（m）设计高程=144.89-0.638=144.26(m)5.5道路平、纵线性组合设计道路线形设计是从道路选线、定线开始，最终以平、纵、横断面所组成的立体线形反映于驾驶员的视觉上。平，纵线形组合是指在满足汽车运动学和动力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适及周围环境相协调的要求，并有良好的排水条件。尽管平、纵线形设计均是前述标准进行设计的，但若平、纵线形组合不好，不仅有碍于其优点的发挥，而且会加剧两方面存在的缺点，造成行车上的危险，也就不可能获得最优的立体线形、平纵线形的合理组合。平、纵线形组合设计的总要求：对于设计速度60km/h的道路，必须注意平，纵的合理组合，尽量做到线形连续、指标均衡