某地区公路路线(二)的一条三级公路

第1章绪论-1-第1章绪论1.1工程说明本次设计的路线是某地区公路路线（二）的一条三级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为7.5米，双向车道，无中央分隔带，土路肩为0.5米，行车道为2×3.25米。设计速度为30km/h，路线总长2615.401米,起点桩号S点K0+000.00，坐标（X：3106600,Y：503338.1636），终点桩号E点为K2+615.401，坐标（X：3104608.936,Y：503747.172）。设计路线共设置了21个平曲线，弯道处均设置缓和曲线，超高值设置为2%，本次纵断面设计设置了12个变坡点，最大纵坡为4.895%，最长坡长315.4m，最短坡长110m，2个凸形竖曲线，10个凹形竖曲线，本路线设计中没有设置桥梁涵洞。采用沥青混凝土路面，设计年限为8年。1.2沿线自然地理、气候、地质、水文气象等状况此地区地处我国中东部地区，地形起伏变化较大，高程在300～530m之间变化，其自然区划是Ⅳ3。山坡上覆盖1～1.5m的粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，沿线基本无不良地质地段。水田段淤泥厚0.6m，其下为2～4m粘土。此地区属亚热带湿润季风气候特征，四季分明，温差较大，冬冷夏热，冬干夏雨。年气温在7、8月份最高达41.5℃，最低气温在12月份至次年1、2月间达3.4～0.3℃，其间有霜冻和降雪发生,年平均气温16.8℃。区内雨量丰富，降雨多集中在6、7、8月份，年平均降雨量1474.5mm，潮湿系数1.33～1.93。此地区内地下水不发育。谷地、岗地及阶地地下水以孔隙潜水为主，主要补给来源为大气降水，水位埋深一般0.5～3.0m。经水质分析，沿线地表水及地下水对混凝土均无侵蚀性。此区域存在300年左右的地震活动周期，未来100年发生6级以上强震的可能性不大，但存在发生少数5～6级地震的可能。项目全线地震基本烈度为VI度。此区域附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，但沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要筑路材料均需外购，运输不是很方便。施工用水可取自于沿线分布的水渠、河流等，其水质好，水量稳定，且不受季节的影响。此区域设有社会电网，考虑到社会电网保证率及工程局部电网盲区，本项目35％用电采用自发电。1.3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第1章绪论-2-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。为了县乡镇的发展交流，改革开放以来，随着社会主义商品经济和乡镇企业的兴起。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。“村村通”“要想富，先修路”、“公路通，百业兴”反映了人们尤其是山区人们的深切感受。为了加快县级、乡级农村公路建设应大力推广多元化投资的建路新模式。1.4设计原则设计在满足工程经济的前提下符合三级公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价，施工技术条件，地质气候，材料来源等其它影响因素。1.数目增加不大的情况下，尽量采用较高的技术指标，不轻易的采用低指标和极限指标，同时不要不顾及工程量的增加采用高指标。在路线部设时尽量保证行车安全，舒适，快捷的前提下做到工程数量小，造价低，使用成本低，经济效益好的目的。2.处理好道路与农业，农村，农民的关系，注意与农业基本建设的配合，做到少占田地并尽量不要占高产田地和经济作物田地，避免穿越经济林园，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合。3.充分重视水文地质条件和问题，不良地质地貌对道路的稳定性影响较大，同时对特殊地质的处理的工程费用非常大，这将极大的增加工程成本和造价。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流岩溶、沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重的处理一般情况下应尽量绕避，必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围，并采取相应的处理措施。1.5设计的基本要求毕业设计是高等学校学生在校学习专业课的一个重要环节，也是学生综合运用所学的知识解决实际问题和独立钻研的良好机会。毕业设计的基本要求是：1．综合运用所学基础理论、专业知识，并查阅与公路路线设计相关的参考书（资料），独立解决公路路线设计中的基本问题，进一步熟悉、应用和理解各种《标准》、《规范》和《手册》；2.了解公路路线设计的基本过程，掌握公路路线设计的基本方法；3.通过认真分析研究，拟定设计方案，经过必要的计算、分析和对比并作适当的调整修改后，完成全部设计图表，编写计算说明书；4.计算说明书要求内容详细、文字简洁扼要，排版规范并合乎有关规定，各种图纸应制图规范，并整理装订成册，通过毕业设计应加强并提高设计、计算、绘图及编制说明书的基本技能。第2章标题-3-第2章平面设计道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。2.1平面线形设计2.1.1选线由于本次设计是山岭重丘的三级公路设计，考虑到造价及适用等要求，选线时应尽量沿着等高线布线，依山势而走；少占或不占农田与高产区经济林；而且为了便民尽量靠近村庄，但要尽量避免或减少拆迁。若不必要，尽可能不跨河流，从而减少造价。在地形图上选择控制点，进行平面试线，确定路线平面布置，进行方案比选，要重点说明所确定方案的原因。确定方案后，要求确定平曲线半径、缓和曲线长度，计算出平曲线要素、公路里程等。影响路线设计除自然条件外还受诸多社会因素的制约，因此选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：1.在道路设计的各阶段，应运用各种先进的手段对路线方案作深入、细致的研究，多次计较、论证，选定最优方案。2.路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、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公路工程技术标准。不要轻易采用极限指标，也不应该不顾工程的大小，片面的追求工指标。3.选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田、经济作物田或经济园林等。4.通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调。处理好重要历史文物遗址。5.选线时应对工程地质与水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、坍塌、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应谨慎对待，一般情况下应设法避免。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。6.选线应重视保护环境，注意由于道路修建，汽车运营所产生的影响和污染，如：第2章标题-4-（1）路线对自然景观与资源可能产生的影响；（2）占地、拆迁房屋所带来的影响;（3）路线对城镇布局、行政规划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割引起的影响;（4）噪音对居民已经汽车对大气、水源、农田所造成的污染和影响。2.2平曲线的组合与衔接1.直线与平曲线的组合路线的行车平顺性要求直线与曲线彼此协调而偶比例的交替。路线直曲的变化缓和均顺，平曲线的半径、长度与相邻的直线长度相适宜，过长的直线段会司机感到疲劳，同时也是肇事的原因之一只有在道路所指方向地平线处有明显目标时才允许使用长直线段。长直线顶端应避免小半径曲线，同向曲线间的短直线可用大半径的曲线来代替，反向曲线间应有适当长度的直线。只要直线与曲线的搭配适当，就可以提高线形的行车质量。2.线的组合曲线间的组合应使线形连续均匀，没有急剧的突变。(1)同向曲线，同向曲线是指转向相同的两相邻曲线。两同向曲线间以短直线相连而成的曲线称为断背曲线，它破坏了平曲线的连续性，应当避免。本设计中没有同向曲线;(2)反向曲线，反向曲线是指转向相反的两相邻曲线。两反向曲线间的最小长度应大于或等于两倍的计算行车速度。本设计中为60m;(3)复曲线，复曲线是指两同向曲线直接相连、组合而成的曲线。本设计中未采用，不于考虑。2.3路线平面设计1.平面设计原则路线的平面反映了道路平面的弯曲状况，所以为了满足道路的圆顺及流畅，设计中需设置圆曲线和缓和曲线，在设计地形中，若一片区域比较平坦，可以选择用直线，因为直线是汽车在行驶中视觉最好，距离最短，运营最经济，最容易选定的线形；若地形比较复杂，如山、池塘、河流等，这时就需要设置曲线了，依据规范，三级公路圆曲线一般最小半径为65m，极限最小半径为30m,曲线间最小直线长度为180m（同向曲线一般值）圆曲线最大半径不宜超过10000m；实际设计中：在适应地形的情况下应选用较大半径，线形在前后衔接上要协调，使之连续、均衡。2.平面设计步骤（1）全面布局第2章标题-5-解决路线的基本走向，即在路线总方向间寻找出最合理的通过点作为大控制点，这些大控制点的连线即为路线基本走向;（2）逐段安排解决局部性路线方案，即在路线基本走向的基础上根据地形地质等情况定出一些小控制点选定能提高路线标准值、降低工程造价的有利路线;（3）具体定线最终确定公路中线的具体线位，并进行路线的平纵组合，定出中线的最终位置。2.4设计标准所设计的公路为三级公路，设计速度为30km/h。相应技术标准如下。1.圆曲线最小半径表2.1设超高的圆曲线半径圆曲线最小半径（m）极限值一般值3065不设超高最小半径表2.2各不设超高最小半径不设超高最小半径（m）路拱2%350路拱2%4503.最大超高为8%4.路基宽度7.5m，右侧土路肩，其宽度为0.5m5.缓和曲线最小长度表2.3缓和曲线最小长度缓和曲线最小长度（m）一般值30最小值256.停车视距30m，下坡段货车停车视距35m,超车一般视距150m，最小值为100m。7.最大纵坡8%，最大合成坡度10%，最小坡长100m。8.不同纵坡最大长度表2.4纵坡最大长度45678第2章标题-6-坡长（m）1100900700500300注：连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡长度的规定。9.竖曲线最小半径与曲线长度表2.5竖曲线最小半径与曲线长度凸形竖曲线最小半径（m）凹形竖曲线最小半径（m）竖曲线长度（m）一般值极限值一般值极限值一般值最小值400250400250602510.设计的线形大致如下图所示：图2.1路线设计图2.5计算说明1.圆曲线计算（取JD1加以计算）（1）ZH（K0+59.546）～HZ（K0+135.534）段已知=38°44ˊ57.5，圆曲线半径R=68m，Ls=30m如下图图2.2基本型曲线计算图082.39574.0682tanRTm第2章标题-7-989.75681805.574438180’RLm666.4125.574438sec6812secERmD=2T-L=2×39.082-75.989=2.176m式中:T——切线长（m）；L——曲线长（m）；E——外距（m）；D——校正系数或称超距（m）；R——圆曲线半径（m）；——转角（度）。特征点桩号校核：JD1－）TK0+98.62839.082ZH+）LsK0+59.54630HY+（L－Ls）K0+89.54639.082-30HZ－)LsK0+135.53430YH－)1/2(L－2Ls)K0+105.5341/2（39.082－2*30）QZK0+576.755校正值D=2T－L=2.176m，所以由QZ桩号算出的JD1桩号为K0+97.54+3.267/2=K0+98.628，与原来的JD1桩号相同，校核无误。其他交点的计算同上。2.缓和曲线第2章标题-8-缓和曲线即在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线。缓和曲线作为道路线形中的高级曲线而被广泛采用于各级道路，尤其是高等级道路。《公路路线设计规范》（JTG-D20-2006）规定：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路的直线同小于不