某二级公路设计—毕业设计说明书.docx

摘 要为了巩固我们所学的知识，并在各方面得到更进一步的提高， 我们选择了敦煌至当金山口二级公路设计作为毕业设计，这是在毕 业之前对自身学习状况的最后一次检查。我所选择的设计路段是从 DK32+000至DK40+000 段，全长8 km，设计车速为60km/h，路基宽度为10m。本次设计的内容有：平面线设计、纵断面设计、横断面设计。 对交通量进行了分析，查找相应技术规范，确定公路的等级以及设 计需要的各种参数。平面线设计包括纸上选线、定线，圆曲线、缓 和曲线参数设定，直线设计等；纵断面设计包括拉坡、竖曲线设计 等，超高的设定满足了设计要求的8%之内，在竖曲线设计时，应注 意行车视距和视线诱导问题即满足“平包纵”，合成坡度也要满足规 范要求；横断面设计时，使行车更加舒适，为确保道路的使用年限 ，在路段上还做了防护和排水设计；桥涵设计包括桥梁和涵洞的形 式、尺寸的设计；英文翻译。通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤，而且也能熟练的运用Auto CAD 进行制图。关键词：路线 平面 横断面 纵断面 桥涵IThe design is very important to us. Not only because this is our last assignment before graduation, but also it can enhance our ability. This graduation design is the segment of the second class road which starts from dunhuang to dangjinshankou. The road, which is 8 km from DK32+000 to DK40+000. The design speed is 60km/h and the wide of the subgrade is 10 m. The contents for design have: The flat surface line design, vertical section design, cross section design, block the soil wall design and the engineering quantity calculations and grounds square dispensation. Has carried on the analysis to the volume of traffic, search corresponding technical specifications, highway to determine the levelsincludes the paper select line, settle line, a curve, the mitigation curve parameter enactment, straight line design etc.; The vertical section design includes to pull the gradient , Set extremely highly on satisfying 8% of the design request inside the vertical curve design.etc., at the vertical curve design, at the request of notice to go the car to see to be apart fromsynthesize the slope also want satisfy the norm; When the cross section design, considered the extremely high constitution, make go the car more comfortable, in order to insure the usage time limit of the road, still did the protection and drain the design on the road segment; The design of the bridge and culverts which include size and form; Translate an English article into Chinese. This design not only to understand the various roadbuilding steps, but also skilled in the use of Auto CAD.Alignment ; Flat surface design ; Vertical sectiondesign ; Cross section design ; Road surface bridgeII录1 绪论1.1.1 中国公路发展简介 1.1.1.1 公路发展历程1.1.1.2 公路建设评述2.1.1.3 公路建设意义3.1.2 公路设计控制要素3.1.2.1 已知资料3.1.2.2 汽车代表车型与换算系数4.1.2.3 交通量计算4.1.3 公路等级的确定4.1.4 设计行车速度的确定4.1.5 服务水平4.2 工程概况5.2.1 工程简介5.2.1.1 工程名称5.2.1.2 设计内容5.2.1.3 工程特点5.2.2 设计原则5.5.2.2.1 横断面设计5.2.2.2 桥涵设计5.2.3 设计目的及任务6.2.3.1 设计目的6.2.3.2 本次设计的主要任务6.3 公路选线7.3.1 公路选线的一般原则7.3.2 选线的步骤和方法7.3.3 平原地区选线8.3.4 方案比选8.4 平面设计4.1 公路平面线形概述4.1.1 路线4.1.2 平面线形要素4.2 直线1.1.4.2.1 直线的特点1.1.4.2.2 直线长度的限制1.1.4.3 圆曲线4.3.1 圆曲线最小半径4.3.2 圆曲线最大半径4.4缓和曲线4.4.2缓和曲线长度4.5 平曲线4.5.1 平曲线长度4.5.2 平曲线超高及其过渡4.5.3 平曲线加宽及其过渡4.6 行车视距4.7 公路平面线形的设计方法及设计成果 4.7.1 平面线形设计的一般原则4.7.2 平面线形要素的组合类型4.7.3 公路平面设计成果5 纵断面设计5.1 概述5.2 2纵坡5.2.1 最大纵坡5.2.2 最小纵坡5.2.3 平均纵坡5.2.4 坡长5.2.5 合成坡度5.2.6 纵坡表5.3 竖曲线5.3.1 竖曲线最小半径及最小长度5.4公路平、纵线形组合设计5.4.1 公路平、纵线形组合的基本原则 5.4.2 平曲线与竖曲线的组合5.5 纵断面设计方法及设计成果5.5.1 纵断面设计要求5.5.2 纵断面设计的步骤5.5.3 纵坡设计时应注意的问题5.6 纵断面图6 横断面设计6.1 横断面组成6.1.1 路幅的构成6.1.2 路幅布置类型6.2 行车道宽度6.3 路拱、路肩、中间带、边沟及截水沟 6.3.1 路拱 6.3.2 路肩6.3.3 中间带6.3.4 边沟6.3.5 截水沟6.3.6 碎落平台6.3.7护坡道6.4.1 公路建筑限界6.4.2 公路用地范围6.5公路横断面设计方法及横断面图 6.5.1 公路横断面组成6.5.2 公路标准横断面6.5.3 横断面设计的原则6.5.4 横断面设计的要求6.5.5 横断面设计步骤6.5.6 路基设计表6.5.7 横断面图7 桥涵设计7.1 设计概述7.2 涵洞设计7.2.1 涵洞分类及其适用性和优缺点 7.2.2 涵洞选用原则7.2.3 确定桥涵位置、类型、孔径和数量 结论致谢参考文献1.1 中国公路发展简介纵观当今世界，经济发达的强国，无一不是公路发达的国家。 公路已成为一个国家生产力是否发达的重要标志，也是一个国家实 力的重要组成部分。1.1.1 公路发展历程(1)年全国公路通车里程仅8.07万公里，公路密度仅0.8公里百平方公里。建国初期，公路交通经历一段时期的恢复后开始获得长足发展，1952年公路里程达到12.67万公里。50年代中后期，为适应经济发 展和开发边疆的需要，我国开始大规模建设通往边疆和山区的公路 ，相继修建了川藏公路、青藏公路，并在东南沿海、东北和西南地 区修建国防公路，公路里程迅速增长，1959年达到50多万公里。60 年代，我国在继续大力兴建公路的同时，加强了公路技术改造，有 路面公路里程及其高级、次高级路面比重显著提高。70年代中期我 国开始对青藏公路进行技术改造，80年代全面完成，建成了世界上 海拔最高的沥青路面公路。随着公路事业的发展，公路桥梁建设也 得到发展，建成了一批具有中国特色的石拱桥、双曲拱桥、钢筋混 凝土拱桥以及各式混凝土和预应力梁式桥。在 19491978年的30年间，尽管国民经济发展公路曲折，但全国公路里程仍 保持持续增长，到1978年底达到89万公里，平均每年增加约3万公里 ，公路密度达到93公里百平方公里。(2)改革开放后，国民经济持续高速发展，公路运输需求强劲增 长，公路基础设施建设开始发生了历史性转变，其主要表现在：公 路建设得到中央和地方各级政府的重视，“要想富、先修路”，公路 建设的重要性逐步为全社会所认识；在统一规划的基础上，开始了 有计划的全国公路基础设施建设，80年代初和80年代末国家干线公 路网和国道主干线系统规划先后制定并实施，使公路建设有了明确点加强了质量水平的提高，高速公路及其他高等级公路的迅速发展 ，改变了我国公路事业的落后面貌；公路建设筹资渠道走向多元化 ，逐步扭转了公路建设资金短缺的状况，尤其 年底国务院决定 提高养路费征收标准、开征车辆购置附加费、允许高等级公路收费 还贷，1985年起国家陆续颁布有关法规，使公路建设有了稳定的资 金来源。从统计数字看，1999年，到全国公路里程达到135万公里， 公路密度达到141公里百平方公里，为1978年的1.5倍。二级以上 公路占全国公路总里程的比重由1979年的1.3提高到1999年的12.5 ，主要城市之间的公路交通条件显著改善，公路交通紧张状况初 步缓解。同时，县、乡公路里程快速增长，质量也有很大提高，有 的省份已实现全部县道铺筑沥青路面乃至达到二级技术标准，全国 实现了100的县、98的乡和89的行政村通公路。总体而言、一 个干支衔接、布局合理、四通八达的全国公路网已初步形成。特别 值得一提的是我国高速公路的建设是改革开放后我国公路事业取得 的突出成就。1988年，我国第一条高速公路沪嘉高速公路（18.5公 里）建成通车。此后，又相继建成全长375公里的沈大高速公路和14 3公里的京津塘高速公路。进入90年代，在国道主干线总体规划指导 下，我国高速公路建设步伐加快，每年建成的高速公路由几十公里 上升到一千公里以上。到1999年底，全国高速公路通车里程已达116 05公里。短短10年间，我国高速公路就走过了发达国家高速公路一 般需要40年完成的发展历程。高速公路及其他高等级公路的建设，同时也大大缩短了我国同发达国家之间的差距。高等级公路的快 速发展对公路桥梁、隧道建设提出了较高要求，推动了公路桥梁、 隧道数量的增加和技术水平的提高。我国先后在主要江河和一些海 峡建设了一批深水基础、大跨径、施工难度很高的桥梁，如黄石长 江大桥（我国交通部门自行设计和建设的第一座跨长江特大型桥梁 ）、万县长江大桥、铜陵长江大桥、江阴长江大桥（跨径列中国第 一、世界第四的钢悬索桥）、南京第二长江大桥，风陵渡黄河大桥 、济南第二黄河大桥，广东虎门大桥、山东女姑山跨海大桥、厦门 海沧大桥等。这些工程标志着我国深水基础、大跨径桥梁建设已进 入世界先进行列。到年底，全国公路桥梁已达到23万座，总延长8006公里；隧道1257座，总延长407公里。我国公路隧道建设是在 几乎空白的基础上得到发展的。1986年我国第一座设施先进的现代 化大型公路隧道 鼓山双洞隧道在福州-马尾一级公路上建成。之后，又相继建设了中梁山、缙云山、六盘 山、八达岭等一批具有现代化水平的大型公路隧道工程。公路建设评述50年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历 程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大 规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国 公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国 家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看，在全国公路万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到 15.1，西部地区更高，达到21.8，技术等级构成仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发 展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距， 总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明 显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。因此，为逐步实 现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照公路的使用功能和交 通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西 部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪 末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点。公路建设意义交通运输是国民经济的基础产业之一，是国民经济的大动脉， 它把国民经济各领域和各地区联系起来，在社物质财富生产和分配 过程中，在广大人民的生活中起着极为重要的作用。改革开放以来 ，随着社会主义商品经济和乡镇企业的兴起，尤其是近年来西部大 开发战略的实施，加之现在的中部沦陷地区的崛起政策。公路运输 已经显示出了其它交通方式所不能具有的巨大优势。要想富，先修 路”、“公路通，百业兴”反映了人们尤其是偏远山区人们的深切感受。随着高速公路的迅速发展，作为干线公路网支撑的农村公路受 到了国家的日益重视。农村公路在社会，经济文化中也发挥着重要 作用。主要有三点：一是解决“三农”问题的必然要求，加强了城乡 沟通，促进了农村剩余劳动力向小城镇转移；二是加快全面建设小重、最艰巨的任务在农村；三是实现交通新的跨越式发展的必然要 求，作为干线公路网支撑的农村公路发展相对滞后，就不可能实现 交通新的跨越式发展。目前国家加快了农村公路发展的步伐，全国 范围内农村公路建设正在如火如荼地开展。国家的发展目标是：到 十五”末，全国农村公路的通达深度和服务水平有明显提高，力争使 全国乡镇通公路率达到 ，高级、次高级路面铺装率达到80%以 上；行政村通公路率达到96%，高级、次高级路面铺装率达到50% 以上。公路设计控制要素1.2.1已知资料路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率7.2%）见表1.1。表1.1小汽车解放CA15东风 EQ140黄河JN162吉尔130沃尔沃 N864813006004102003601801.2.2汽车代表车型与换算系数汽车代表车型与换算系数见表1.2。表1.2汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.019座的客车和载质量2t的货车中型车1.5>19座的客车和载质量>2t的货车载质量7t 的货车拖挂车4.0载质量14t的货车交通量计算初始年交通量N0=1300+600×1.5+410×1.5+200×2+360×1.5+180×2 =4115辆/日1.3 公路等级的确定该公路的设计交通量按15年预测，则年平均日交通量N：N= N0×(1+k)n-1=4115×(1+7.2%)15-1=11675辆/日由年平均日交通量N=11675辆/日，查公路工程技术标准(JT G B-2003)，二级公路为专供汽车行驶的双车道公路，双车道二级公路应 能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量500015000辆。 拟定本次设计的公路为二级公路。1.4 设计行车速度的确定“设计车速”是在气候正常，交通密度小，汽车运行只受公路本身 条件(几何要素、路面、附属设施等)的影响时，一般驾驶员能保 持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。依据公路工程技术标准 从工程难易程度，工程量大小及技术经济合理的角度考虑，本次设 计的二级公路设计车速定为60 km/h。各级公路设计速度见表1.3。表1.3各级公路设计速度公路等级高速公路一级公路二级 公路三级公 路四级 公路设计速度 (km/h)1201008010080608060403020本次设计的二级公路的服务水平为：三级服务水平2 工程概况2.1 工程简介2.1.1 工程名称敦煌至当金山口二级公路初步设计。2.1.2 设计内容敦当二级公路DK32+000DK40+000范围内的公路平、纵、横设 计。2.1.3 工程特点设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏不大，地表植被为 树林，间有河流。沿线所出自然区划为区，属西北干旱区，地下 水位很低，雨量较小，冲刷、滑坡是道路的主要病害，土基干燥， 夏季较热。全线地质条件良好，土壤为砂砾土，局部有黄土。本设 计本着多挖少填的原则，确保路基的稳定性。2.2 设计原则2.2.1 平面设计此公路为平原微丘区二级公路，设计车速为60km/h，公路全长8 km，起点桩号为DK32+000，终点桩号为DK40+000。本次设计的平 面线形中全线共设交点5个，平均每公里交点数为1.656个，最小平处，最小圆曲线半径为500m，最大圆曲线半径为10 00m。最大直线段的长度为1450.383m。纵断面设计本次设计二级公路最大纵坡5.598。最短坡长155.282m，变坡 点共12个，平均每公里纵坡的变更次数为0.690个，竖曲线的最小半 径是4000.000 m。2.2.3 横断面设计此公路为二级公路，计算行车速度为60km/h，路基宽度为10.0m ，其中行车道宽7.0m，两边土路肩各0.75m，硬路肩各0.75m。路拱 坡度为2.0，路肩坡度为3.0。2.2.4 桥涵设计本次设计二级公路中共设2处小桥，1处中桥，25处涵洞。2.3 设计目的及任务敦煌至当金山口二级公路是西部通道西宁至库尔勒公路的重要 路段，是国家高速公路网柳园至格尔木的联络线，是甘肃省公路主 骨架公路之一。该条线路北接瓜州至敦煌公路，南接当金山口至黄 瓜梁公路，是连接新疆、西藏、青海、甘肃的重要公路运输通道， 在国家和区域公路网中具有重要地位。项目起自敦煌七里镇，与已 经建成的瓜州至敦煌公路和国道215线相接，经阿克塞县城，止于当 金山口，与青海省当金山口至黄瓜梁公路相接。2.3.1 设计目的（1）巩固和加深学生的基本理论和专业知识。）培养学生独力工作、解决实际问题的能力。了解设计任务 和熟悉给定资料的基础上，学会查找规范、手册、技术文献等参考 资料及前人的经验，结合工程实际，在教师指导下独立进行工程设 计。（3）训练学生的基本技能。工程计算、编制或应用相关电算程 序、文字表达能力和CAD绘图等，图纸所表示内容规范、符合行业标准；设计说明书符合学 校的要求；外文参考资料翻译准确。（4）培养学生认真负责，实事求是和刻苦钻研的工作作风。（5）能够把相邻城市、县、镇等连接起来，促进国民经济发展 ，能尽快适应交通量迅速增长的需要。满足行车舒适的要求，要尽 量达到以人为本，与自然和谐，服务于百姓。本次设计的主要任务初步设计是进行公路和城市道路设计施工建设的必要环节，此 环节设计的好坏直接影响着以后整个工程的施工进度和质量。它是 通过所给的地形图在充分考虑当地的地形地物条件并且结合各种规 范而进行的公路的综合设计。它一般包括公路的平纵横设计、防护 设计、排水设计、路基设计、路面设计、交通工程设施设计等。（1）在进行技术经济分析论证的基础上，选定敦煌当金山口二级公路的路线设计方案，根据公路技术等级和公路技术标准，计算确定相关参数；（2）绘制敦煌当金山口二级公路路线平、纵、横断面设计图；）进行该公路曲线要素计算、编制相关计算结果表；（4）桥涵设计，包括桥梁、涵洞的平面位置，类型、孔数、孔 径设计。公路选线3.1 公路选线的一般原则选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理 路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全 ，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认 真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、 路面、桥涵等，最后选出合适的路线。（1）路线的走向必须与道路的主客观条件相适应。（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选 定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、运营费用省，效 益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较 高的技术标准。（4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应 尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄 清其对道路的影响。（7）选线应综合考虑路与桥的关系。公路选线的目的就是根据公路的性质、任务、等级和标准，结 合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。 在纸上选定公路中线的位置，而公路选线的主要任务是确定公路的 具体走向和总体布局，具体定出公路的交点位置和选定公路曲线的 要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。（1）全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以 及中间必须通过的控制点间寻找可能通过的路线带，具体的在方案 比选中体现。路线的基本走向与公路的主观和客观条件相适应，限 制和影响公路的走向的因素很多，大的归纳起来主要有主观和客观 两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、 等级及其在公路网中的任务和作用。而客观条件就是指公路所经过 地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条 件。主观条件是公路选线的主要依据，而客观条件是公路选线必须 考虑的因素。（2）逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度 不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系 列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点（特别是那些控制 较严的点位）的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。（3）具体定线综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此 定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况 ，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适 的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。平原地区选线平原微丘地区地面高度变化微小，有时轻微的起伏和倾斜，平 原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地 ，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘 、河叉、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦 ，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准； 另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设 需要的限制选线要考虑各方面的因素。平原微丘地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺 直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的 风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最 理想的，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。而在一般 地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民 点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的 需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增加了 距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内 所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一 系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直线的基础上作适当 的调整，使路线的平纵断面配合好。方案比选在八公里的路线设计中有许多路线走向可以选择，根据已确定 的路线的大概走向，综合考虑地形状况和技术经济指标后，选定了 两套方案。此地形为平原区，路线的前一公里出就有一条河，根据 此处的地形，布线应为沿溪流线布置，因为溪流线的走向明确，线 形、施工、运营、养护条件较好，旁山隐蔽，有利于国防。方案一 走河流的左侧，方案二走河流的右侧。方案二为躲避河流左岸的两 个转弯，跨河利用右岸的较好地形，但经过一段路后，右岸就有一 个较大的湖泊，这里不利于架桥通过，路线又必须跨回左岸。方案 一就一直走左岸，虽然经过两个转弯，但比建桥经济。若用方案二 在经过山脊时也不好布越岭线，方案二中需要深挖垭口才可顺山势 布线，但工程量就大大增加，还不如在此处建隧道。但修建隧道要 求地质条件非常好，且工期长，施工技术也复杂，所以此方案不够 理想。方案一采用自然展线的方法，以适当的坡度，顺着自然地形 ，绕山咀侧沟来延伸距离，克服高差。综合比较后最后选择第一套方案。4.1.1路线公路是依附于大地表面，供汽车行驶的三维带状空间结构物， 一般由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线附属设施所组成。公 路工程设计包括结构设计和几何设计两部分，结构设计指公路构造 物的计算、设计，如桥梁、涵洞、挡土墙及路基、路面结构等；几 何设计指除构造物以及地质水文条件的利用、改造以外的公路全部 造型设计，也就是通常的路线线形设计，即公路的平、纵、横三维 定位设计。公路路线的几何线形构成公路的空间骨架。在公路的几何设计中，为便于分析，首先将带状公路浓缩为空 间曲线，分析曲线的空间状态。路线就是指公路中线的空间形态， 路线在水平面上的投影线形称作公路的平面线形。而沿中线竖直剖 切再沿公路里程展开的立面投影线形则称为公路的纵断面线形。中 线上任意一桩号的法向切面是公路在该桩号的横断面。公路就是由 平、纵、横组成的三维结构物。路线设计是指合理确定路线空间位 置和各部分几何尺寸的工作。为了设计和研究工作的方便，通常把 路线设计分解为路线平面设计、路线纵断面设计和公路横断面设计 ，三者分别进行，但相互联系，其设计效果需要通过透视图来检验。 不论是公路还是城市道路，其路线位置的选定都会受到社会经济， 自然地理和技术条件等多重因素的制约。需要设计者再进行充分调 查，掌握大量可靠资料的基础上，利用现行的技术标准和设计规范 ，结合当地的地形，地质和地物等条件，设计出一条经济，合理而纵、横断面平衡的前提下先定平面，沿这个平面线形进行高程测量 和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其他必要的资料后，再 设计纵断面和横断面。为求得线形的均衡和土石方数量的节省，必 要时再修改平面，这样经过几次反复，可望得到一个满意的结果。 路线设计的范围，只限于路线的几何性质，不涉及结构。平面线形要素平面设计就是在平面图上研究确定公路中线几何形状的原理和 方法的工作。直线是最简单的平面线形，然而从公路的起点到终点 之间往往不能用一条直线将其连接起来，由于受地形、地物等因素 的制约，路线在平面上往往出现很多转折，为了保证行车的安全性 和平稳性，在转折处需要用圆曲线加以连接。如果圆曲线半径较小 ，还要进行曲率过渡，即加设缓和曲线。因此，公路的平面线形要 素是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的，通常称为平面线形三要素 ”。直线是曲率为零的线形；圆曲线是曲率为常数的线形；缓和曲线 是曲率逐渐变化的线形。三要素是公路平面线形最基本的组成，在 道路上各要素所占比例难以量化规定，但只要各组成要素使用合理 ，组合得当，均可以得到较为理想的平面线形。4.2直线4.2.1 直线的特点作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中的使用最为广泛，当地势平坦，地物障碍较小时，定线人员往往首先考虑使直线上行驶时受力简单，方向明确，驾驶操作容易；同时，路线测 设简单、方便。基于直线的上述优点，在个种线形工程中都有着其 独特的地位。当然直线线形也有其缺点：直线线形灵活性差，难以 与地形，地物等周围的环境相协调；过长的直线易使驾驶员感到单 调、疲倦，注意力难以集中；直线路段上难以准确目测车辆之间的 距离；长直线上容易导致高速行车，引发交通事故等。因此，在运 用直线线形和确定其长度时，需要持谨慎态度，尽量不采用过多和 过长的直线线形。直线长度的限制（1）直线的最大长度：我国地域辽阔，各地区的地形条件差异 非常大，很难统一规定直线的最大长度。我国在公路辽阔设计中参 考使用外国的经验值，根据德国和日本的规定：直线的最大长度（单 位m）为20 （V设计速度，km/h）。虽然地域不同，环境不同，但一般情况下应尽量 地避免追求过长的直线指标。（2）直线的最小长度：为了保证行车安全，相邻两曲线之间应 具有一定地直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点（缓直HZ 或圆直YZ）到后一曲线起点（直缓ZH或直圆ZY）之间的长度。对于 同向曲线间的最小直线长度：公路路线设计规范规定同向曲线 间地最短直线长度（单位m）以不小于6V（单位km/h）为宜。另外，对于 计算行车速度V40km/h山岭重丘地区公路地特殊困难地段，可以适。对于反向曲 线间的最小直线长度：公路路线设计规范规定反向曲线间最小 直线长度（单位m）以不小于2 （单位km/h）为宜。本次设计的二级公路 最小直线长度取120m。圆曲线各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线 是平曲线中的重要组成部分。路线平面线形中常用的单曲线、复曲 线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含 了圆曲线。圆曲线具有易与地形相适应、可循环好、线形美观、易 于测设等优点，使用十分普遍。四级公路可以不设缓和曲线，其他 各级公路当曲线半径大于或等于不设缓和曲线的半径”时也可不设 缓和曲线，因而在此类弯道中只有圆曲线。本次设计的公路为二级 公路，故应该合理的设置缓和曲线。4.3.1圆曲线最小半径行驶在曲线上的汽车由于受离心力作用其稳定性受到影响，而 离心力的大小又与曲线的半径密切相关，半径愈小愈不利，所以在 选择平曲线半径时应尽可能采用较大的值，只有在地形或其他条件 受到限制时才可以使用较小的半径。（1）圆曲线最小半径的计算公式与影响因素127（"根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得到式圆曲线半径， ；V行车速度，km/h；横向力系数；ih超高横坡度，。在公路等级和地形条件已定时，设计车速V也就唯一确定了，圆 曲线半径R的大小取决于横向力系数和曲线的超高横坡度ih的取值 范围。横向力系数值的采用影响到行车的安全、经济与舒适度等。 在计算最小平曲线半径时，应综合考虑汽车行驶的横向稳定性、驾 驶员的驾驶操作、燃料消耗和轮胎磨损以及乘车的舒适性等因素， 采用一个适当的值。经分析得出的的取值范围：值由0.11到0.16随 行车速度而变化。超高横坡度有最大超高横坡度与最小超高横坡度之分。在制 定最大超高横坡度ih(max)，要综合考虑公路所在地区的气候条件、 驾驶员和乘客心理上的安全感。对山岭重丘区、城市附近、交叉口 以及有相当数量非机动车行驶的道路上，最大超高横坡度比一般道 路还要小些。超高值的大小与设计速度、半径、路面类型、当地的 自然条件等因素有关，设计时可根据半径大小等条件确定具体超高 的采用值。本次设计的二级公路最大超高横坡度为8%。公路的最小 超高横坡度不应小于公路直线段的路拱横坡度，否则不利于公路的 排水。(2)圆曲线最小半径最小半径。极限最小半径是指各级公路对按设计速度行驶的车辆， 能保证其行车安全的最小允许半径。它是圆曲线半径允许采用的极 限最小值，只有当地形条件特殊困难或受其他条件严格限制时，方可采用。根据我国公路路线设计规范规定的极限最小半径值， 本次设计的二级公路极限最小半径为 。一般最小半径是指通常情况下各级公路对按设计速度行驶的车辆，能保证其安全性和舒适 性行车推荐采用的最小半径。本次设计的二级公路圆曲线最小半径 取200m。当平曲线半径较大时，根据情况可以不设超高。公路路 线设计规范所制定的不设超高的最小半径”是取 0.035，ih (max)0.015，按式(4.1)计算取整得来的。根据公路路线设计规范 规定的不设超高的最小半径值，本次设计的二级公路不设超高的最 小半径为1500m，即当圆曲线半径大于1500m时，就可以不设置超高。对于本次设计的中所有交点的半径均小于1500m，故每个交点都 应设置合理的超高，以确保行车的安全、稳定。公路工程技术标准规定了各级公路的圆曲线最小半径见表4.1。表 公路圆曲线最小半径设计速度(km/h)1201008060403020一般值(m)10007004002001006530650400250125603015路拱550400250150631不设超高最小半径%0000005050(m)路拱2.0750525335190842%0000005000以上三种圆曲线最小半径在具体应用时，应考虑以下几方面的要求：一般情况下尽量选用大于或等于一般最小半径，只有受地形 限制及其他特殊困难时，才可采用极限最小半径；桥位处两端设置圆曲线时，一般大于一般最小半径； 隧道内必须设置圆曲线时，应大于不设超高的最小半径； 长直线或陡坡尽头，不得采用小半径圆曲线； 不论偏角大小，均应设置圆曲线； 半径过大也无实际意义，故一般宜小于10000m。圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形、地物等条件允许时，应尽量采用 较大曲线半径。但是，当半径大到一定程度时，其几何性质与直线 区别不大，而且容易给驾驶员造成判断上的失误，因此，公路路 线设计规范规定了圆曲线的最大半径不宜超过10000m。4.4缓和曲线缓和曲线是平面线形要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间线形。公路工程技术标准规定，除四级公路可以不设缓和曲线 外，其余各级公路在其半径不小于不设超高的最小半径时都应设置 缓和曲线。缓和曲线的作用（1）缓和曲线通过其曲率逐渐变化，可更好的适应汽车转向的 行驶轨迹；（2）汽车从一个曲线过渡到另一个曲线的行驶过程中