三级公路设计说明书

安康地区三级公路设计说明书一、工程概况1.1路线及工程简介本路线是安康地区的一条三级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为10米，双向两车道，无中央分隔带，土路肩为2×0.75米，行车道为2×4.250米。设计速度为40Km/h，路线总长6240米,起点桩号K0+000.00，终点桩号为K6+239.58。路线平面设计共设置了21个交点，纵断面设计设置了18个变坡点。本次设计内容主要有：首先采用纬地道路设计软件进行了路线设计，包括平面设计、纵断面设计、横断面设计以及土石方调配，接着在路线设计的基础上进行了路基路面设计，包括一般路基设计、路面设计。同时本设计体现绿色环保可持续观念，尽量减少填挖，少占耕地，尽可能避免破坏地表植被，在经济与环保两方面努力寻求一个恰当的平衡点。1.2设计依据⑴水利水电勘测设计研究院提供地形图；⑵《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；⑶《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）；⑷《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）；⑸《公路路线设计规范》（JTGD20-2017）；⑹《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；⑺《公路排水设计规范》（JTGT/TD33-2012）。二、公路总体设计2.1公路设计概况公路等级：三级公路交通量：平均昼夜交通量为2500～4500辆设计年限：10年设计车速：40km/小时2.2公路技术标准的确定本路段按三级公路标准测设，设计车速40Km/h，测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，同时兼顾了环境保护和可持续发展，力求少挖填、少占耕地。结合当地近期交通量资料（表2.1），查《公路工程技术标准》得小客车和中型载重汽车折算系数（表2.2）如下：表2.1交通量资料车型分类代表车型数量(辆/日)小客车桑塔纳30002500中客车东风EQ140500大客车江淮HF352500轻型货车成都CD130400中货车解放CA50500大货车黄河JN150400拖挂车五十铃EXR181500表2.2汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小型车1.0中型车1.5大型车2.0托挂车3.0交通增长率：γ=5%道路必经点：无要求三、公路平面设计3.1平面设计技术指标3.1.1圆曲线半径的选用⑴圆曲线最小半径圆曲线半径要求如表3.1所示：表3.1圆曲线半径要求技术指标平原微丘区三级公路一般最小半径(m)100极限最小半径(m)60不设超高最小半径(m)路拱%0.2600路拱%0.2800平面线形中一般不到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。⑵圆曲线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10000米。3.1.2缓和曲线技术要求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;(4)符合视觉要求;因此，《规范》规定：平原微丘区三级公路缓和曲线最小长度为35m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。本次路线设计中各平曲线均设置了两端等长的缓和曲线，且缓和曲线：圆曲线：缓和曲线≈1:1:1。3.1.3平曲线主要参数平曲线主要参数如下表3.2：表3.2三级公路主要技术指标表设计车速40km/h平曲线一般最小半径100m极限最小半径60m缓和曲线最小长度35m不设超高的圆曲线最小半径路拱≤2.0%600m2.0%800m最大纵坡7%凸曲线一般最小半径700m极限最小半径450m凹曲线一般最小半径700m极限最小半径450m3.2选线设计3.2.1选线的基本原则⑴路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应；⑵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；⑶路线设计应尽量做到工程量少、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标准；⑷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；⑸要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调；⑹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。3.2.2选线的步骤和方法道路选线的目的就是根据道路的性质、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，在纸上选定道路中线的位置；而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。⑴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据点间寻找可能通过的路线带。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大致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、等级及其在道路网中的任务和作用，是由自己规定的。而客观条件就是指道路所经过的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。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。⑵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。⑶具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准，结合自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素，拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。⑷纬地软件操作方法用纬地道路设计软件进行道路平面设计时，关键在于确定出合适位置和数量的转角点，进而确定出平曲线的参数。平曲线参数主要有圆曲线半径、缓和曲线长度、曲线总长、相邻圆曲线间直线长。首先点击“拖动”按钮，拖动出一段较合适的圆曲线，圆曲线半径要满足规范要求，同时要设置为整数以便于施工。然后尝试着设置前后缓和曲线长度，长度不得小于35米。反复调整圆曲线半径和缓和曲线长度值并进行试算，使得缓和曲线：圆曲线：缓和曲线≈1:1:1。注意两转角点不能相距过近，否则两平曲线间直线段过短甚至不足，无法通过试算。若需要设置“S形”曲线或回头曲线等组合曲线，则需要运用程序的反算功能，反复调整得到最优化的线形。四、路线纵断面设计4.1纵断面设计的原则⑴纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。⑵纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。⑶视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。⑷平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。⑸合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。⑹与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。4.2纵坡设计的一般要求(1)纵坡设计必须满足《标准》中的各项规定与要求。(2)为保证车辆能以一定速度安全、顺适地行驶，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《规范》中的极限纵坡值，并留有一定的余地。(3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑，并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定与通畅。(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量，以降低工程造价和节省用地。(5)山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡，尽量使挖方作为就近路段的填方，以减少借方和废方；平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求，以保证路基的稳定性。(6)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。(7)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。(8)在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。4.3纵坡设计的步骤⑴标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。⑵试坡：在已标出“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，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。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定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。⑶调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。⑷核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，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，若有问题应调整。⑸定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1％，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。⑹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，计算竖曲线要素。4.4竖曲线设计竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。《标准》规定：表4.1竖曲线指标设计车速（km/h）40最大纵坡（％）7%最小纵坡（％）0.3%凸形竖曲线半径（m）一般值700极限值450凹形竖曲线半径（m）一般值700极限值450竖曲线最小长度（m）35五、路线方案比选5.1沿河布线（既定方案）5.1.1主线平面线形图5.1沿河布线方案平面线形5.1.2既定方案优点⑴沿河自然布线，通过村庄，但基本不占用居民区，同时也尽量避免占用农田和破坏植被，路线走向明确。⑵基本避开了山丘高差大的地区而沿河走，所以减少了大量的挖方量。⑶路线行进地区地势平坦，视野开阔，视线通畅，驾驶时视觉感受较好。⑷路线行进方向高差较小，有利于设置标准较高的纵断面，有利于行车；⑸线形好。纵坡一般小于5%，线形平缓、顺直，可达到较高的标准。⑹材料来源方便。⑺联系居民点多，服务性好。⑻由于路堤的加高和加固，可以阻挡由于雨季产生的河流水位升高引发的洪水灾害，起到防洪导洪、保护村庄和农田的作用。⑼纵断面较平缓，地面起伏不大，有利于纵坡的设置，纵曲线也较为缓和，可以引导司机视线，不易使司机视觉疲劳。5.1.3既定方案缺点因为经过的是水田，需解决可能发生道路路基进水导致的稳定性下降的问题，故不宜以低填方通过，为了保持路基填土最小安全高度，不可避免的会有大的填方量；较高路基占用的水田面积较大。同时通过管线，需要设置相应的防治破坏措施，从而加大了造价和施工的难度。5.2全线沿南侧山脚（比选方案1）5.2.1主线平面线形图5.2比选方案1平面线形5.2.2比选方案1优点路线沿等高线布置，线形流畅，直线段较长。同时对环境破坏比较小，有利于保护沿线动植物资源。5.2.3比选方案1缺点⑴穿过重丘区，起伏严重，施工难度大。⑵占用太多良田，路线太长，而土石方量也太大。⑶地形复杂，施工不便，施工速度较慢。⑷路线沿线地面高差较大，道路坡度较大，纵断面不理想。⑸路线在较长挖方段中通过时，容易出现视距不够、视觉压抑等问题。⑹较大的挖方量和较高的挖方高度，容易出现难以预料的工程地质危害。⑺纵断面局部地区有隆起的小山包，大挖大填在局部偶有出现，造价和施工难度提高。5.3过河沿北山（比选方案2）5.3.1主线平面线形图5.3比选方案2平面线形5.3.2比选方案2优点该方案前段沿南侧山脚，全线三分之一处穿越河流，随后继续沿北侧山脚布线，中间连接多个村庄，充分利用了两侧地形优势，线形流畅性好，与地形地貌结合良好，与村庄联系紧密，方便居民出入。路线总长度短，施工周期较短。同时全线紧贴山脚线，占用农田较少。5.3.3比选方案