1、1摘要平蓟路因为道路等级低，且年久失修，承载能力差，交通运行环境已不能满足日益增多的交通量的要求，严重制约当地经济发展，对原有道路改建很有必要。本毕业设计主要内容就是平蓟路改建设计。该设计通过对原有道路等级、交通量（轴载） 、道路损坏情况进行分析,核心内容包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路面结构设计、附属设施设计(支护挡墙设计)等。平面设计应按照相关规范，结合已知资料初拟线形，并优化得到；纵断面设计也需按照规范，对坡长坡度及竖曲线进行设计；横断面设计是指横断要素的确定及路面超高加宽设计；路面结构设计应先初拟路面结构，再用验算软件对路面结构层厚度进行验算；以上设计均需用计算机辅助设计（
2、AutoCAD）进行成图。这次改建设计提高了道路等级，线形得到优化，承载能力大幅提高，提升交通服务水平，对促进当地经济发展有重要意义。关键词：平面设计 路面结构设计 横断面 纵断面2AbstractDue to the low grade road and disrepair, carrying capacity, Pingji roads traffic environment has been unable to meet the requirements of the increasing amount of traffic, which seriously restrict the d
3、evelopment of local economy, so it is necessary to reconstruct the original road. The main content of this graduation design is the rebuilding design of the flat road.The design through the original grade of road and traffic volume (axle load), road damage were analyzed, the core content including p
4、lane linear design, vertical section design, cross section design, pavement structure design, ancillary facilities design (retaining wall design) etc Graphic design should be in accordance with the relevant regulations, combined with the known data at the beginning of the proposed alignment, and opt
5、imized; longitudinal section design also need in accordance with the norms of slope gradient and slope length and vertical curve design, cross section design is refers to the transverse elements determination and pavement ultra high widening design; pavement structure design should be first proposed
6、 at the beginning of pavement structure, then the calculation software of pavement layer thickness checking; above all the design need to use Computer Aided Design (CAD) for mapping.The reconstruction design improves the road grade, not only the alignment is optimized, the carrying capacity is great
7、ly improved, but also the transportation service level is improved, and it is important to promote the local economic developmentKeywords: plane design pavement structure design cross section longitudinal section1第 1 章 总述1.1 工程概况与背景总述平蓟路位于北京市平谷区城东，全长 15.98km,是一条市级公路。经过上宅及金海湖到北京市与天津市交界，而后经马平线及津围线到天津市
8、蓟县。西接顺平路，东联马平线。分平地、山区两路段。由于该路修建时间早，道路等级较低，且路面老化严重，出现大面积的破损，出网裂，坑槽，沉陷等病害很严重。该路已不能满足当地经济和交通的快速发展。为改善该地区交通环境，进一步完善该地区路网布置，促进道路沿线地区经济发展，该路的改建工作很有必要。本次改建路段设计选取的路段为 K0+000K2+110，全长 2.11km。1.2 主要技术标准设计等级：公路一级设计速度：60km/h标准轴载：BZZ-100路面类型：沥青混凝土路面1.3 设计思路旧路改建项目跟新建道路的最大不同在于道路改建是对原有标准过低的道路和其沿线设施的优化，提升道路等级和交通服务水平
9、。主要思路：首先应调查该道路的技术状况，包括技术等级、弯沉、交通轴载、平纵线形、旧路结构及破损状况。然后按照相应设计规范设计并优化，最后选择最佳方案具体建设程序如图 1-1。2图 1-1 改建设计流程图旧路调查道路现状调查 交通（轴载）调查弯沉 破损率 路面结构 交通量 交通构成 轴载技术标准设计方案设计横断面设计平面设计 纵断面设计 路面结构设计 挡墙设计3第 2 章 道路现状调查2.1 旧路破损状况原有道路等级为公路三级，据已知资料，路面车道宽 78.5 米，路基宽8.510m。经调查得出平蓟路的主要路面病害有网裂，下沉，坑槽，纵横缝等如图2-1、图 2-2。图 2-1 裂缝 图 2-2
10、坑槽（1）路面综合破损率（DR）路面综合破损率 DR 按式 2-1 计算（2-1）/ijDRADKA式中， 路段内的折合破损面积（ 2m） ；路段的路面总面积（ ） ；A第 i 类损坏、 j 类严重程度的实际破损面积（ 2m） ；ij第 i 类损坏、 j 类严重程度的换算系数；K（2）路面状况指数路面状况指数 PCI 的数值范围是 0100。其值越大，路况越好。 PCI 的计算公式为式 2-2。（2-2）0.41215PCIDR将资料所给数据代入式 2-1、式 2-2 得出结果：平蓟路路面破损综合率（DR ）17.567.7% ，且路面状况指数最高为 48，最低为 17，路面状况评价主要为次和
11、差，路面破损较为严重，破损的主要形式是龟裂、网裂、坑槽。现场调查可知，平蓟路路面结构已大面积的龟裂、网裂，不及时修复，会不断出现扩大的坑槽，局部挖补不能彻底根除病害，养护成本加大，对行车安全也带来隐患，所以很有必要进行改建。42.2 现状路面结构分析为了全面分析路面破损的原因，我们对原路面进行了探坑调查，详见图 2-3ai及表 2-1a 探坑 K0+100 b 探坑 K0+300 c 探坑 K0+500d 探坑 K0+700 e 探坑 K1+300 f 探坑 K1+500g 探坑 K1+700 h 探坑 K1+900 i 探坑 K2+900图 2-3 路面探坑调查图从表 2-1 可以看出路面结
12、构主要分为三类：第一类：K0+000K1+430，砂石料基层 20-33cm（大部分为 23cm 左右）+2.5-9cm 沥青混凝土面层（大部分为 5cm） ；第二类：K1+450K2+211，10-22cm 砂石料底基层+8-15cm 无机料基层+2.5-4cm 沥青混凝土面层；第三类：K1+410K1+450，为 15-25cm 无机料基层+5-10cm 沥青混凝土面层。5表 2-1 平蓟路 K0+000K2+110 现有路面结构调查表勘探点号勘探点里程 路面结构总厚度勘探点号勘探点里程 路面结构总厚度1 K0+100 7cm 沥青砼20cm 级配砂砾 27 7 K1+380 9cm 沥青
13、砼20cm 级配砂砾 292 K0+300 5cm 沥青砼25cm 级配砂砾 30 8 K1+430 5cm 沥青砼25cm 无机料基层 303 K0+550 5cm 沥青砼25cm 级配砂砾 30 9 K1+440 10cm 沥青砼15cm 无机料基层 254 K0+700 5cm 沥青砼22cm 级配砂砾 27 10 K1+5004cm 沥青砼15cm 无机料基层10cm 级配砂砾295 K0+900 7.5cm 沥青砼23cm 级配砂砾 30.5 11 K2+1002.5cm 沥青砼8cm 无机料基层22cm 级配砂砾32.56 K1+100 2.5cm 沥青砼33cm 级配砂砾 35.
14、5由以上资料可知，平蓟路旧路基层结构主要为砂石料，属于柔性基层，其抗压模量远低于沥青混凝土，再加上土基的抗压模量也较低，因此整个结构层的抗剪能力很差，所以在荷载的作用下，面层容易产生裂缝，加上雨水渗入车轮驶过后产生的泵吸作用，基层结构也会发生变化，裂缝逐步扩大、扩散，龟裂、网裂和坑槽日益增多。第二、三类中虽有一层半刚性基层，但太薄，沥青面层也过薄，从目前路面损坏的情况看情况较为严重。所以从旧路结构及厚度分析，应进行改建设计，采取罩面补强或者直接新建道路，提高路面承载能力。2.3 交通量（轴载）调查分析首先应对平蓟路原有交通状况作出评价与预测，根据所给资料路段年平均日交通量统计报表 ，并按照公路
15、工程技术标准 （JTGB01-2003 ）要求，进行交通量换算应以小客车为标准车型。具体换算结果如表 2-1：6表 2-1 平蓟路机动车 2014 年平均日交通量一览表从表 2-1 中可以看出 2014 年该路段主要交通组成为小客车，大货车，小货车，拖拉机，特大货车，中货车，大客车，集装箱及拖挂车。折算成标准车型为 5955 辆/日。对于原有道路等级为三级的旧路，交通量偏大，这也是道路破损严重的重要原因。从附表 1 中可以得到年平均日交通量为 7485 辆/ 日。交通量预测基年为 2014 年，预测年限为 15 年，即预测 2029 年末的交通量。按以年平均增长率 5作为道路年增长率。平蓟路
16、2015 年的交通量为 7485（1+0.05 ）=7860 辆/日平蓟路 2015 年起第 15 年末（2029）预计交通量为：辆/日（标准小客车） ，符合道路等级一级标准。157860.639公路沥青路面设计规范 （JTJ014-97）中规定：路面设计以单轴双轮组轴载100kN 作为标准轴载，用 BZZ100 表示。凡轴载大于 25kN 的各类轴载的作用次数，均应换算成标准轴载 P 的当量作用次数，简称当量轴次。机动车年份 项目小货 中货 大货 特大 货 小客 大客拖挂车和集装箱拖拉机摩托车合计自然车型数量 379 273 102 86 2339 186 68 378 739 4550自然
17、车型比例（）8.33 6.00 2.24 1.89 51.41 4.09 1.49 8.31 16.24 100标准车型折算系数1 1.5 2 3 1 1.5 3 4 0.5 -标准车型数量 379 410 204 258 2339 279 204 1512 370 59552014标准车型比例（）6.22 6.72 16.47 4.23 31.80 4.58 3.35 24.80 6.07 1007累计当量轴次 （2-3）1365teN式中， 代表标准轴载的当量轴次，次/日；0n被换算前车型各级轴载作用次数，次/日；i标准轴载，kN;P被换算车型的各级轴载，kN;i轴数系数；轴间距大于 3m
18、 时， ； ，1C1P13C时按双轴或多轴算， , 为轴数；1.2()m轮组系数；双轮组为 1，单车组为 6.4，四轮组为20.38表 2-2 各类车型轴载换算表车型 位置 C1 C2 Ni Pi（ 25kN） P 当量轴次 n前轴 1 1 2339 11.5 100 0小客 红旗后轴 1 1 2339 23 100 0前轴 1 6.4 186 28.7 100 5.2大客 CA50后轴 1 1 186 68.2 100 35.2前轴 1 6.4 379 25.75 100 6.6小货 吉尔 130后轴 1 1 379 59.5 100 39.6前轴 1 6.4 273 35 100 181.
19、6中货 CA390后轴 1 1 273 70.15 100 58.4前轴 1 6.4 102 49 100 29.3大货 JN150后轴 1 1 102 101.6 100 109.3前轴 1 6.4 86 60 100 59.7特大货 日 ZM440后轴 2.2 1 86 100 100 189.2前轴 1 6.4 68 60 100 47.2集装及拖挂 五十铃后轴 2.2 1 68 100 100 149.6前轴 1 6.4 378 28.7 100 10.6拖拉机 时风后轴 2.2 1 378 68.7 100 162.4累计当量轴次 N 1083.9设竣工后第一年的累计当量轴次为 ，1
20、(2-4) 1()则由式 2-4 计算可得 为 1709 次/日。8设计年限内一个车道上 累计当量轴次 Ne 则可以用下式计算，(2-5)1365teN式中， 设计年限内一个车道上累计当量轴次，次；eN路面竣工后一年内双向日平均当量轴次，次/日；1交通量年平均增长率，；设计年限，年；t车道系数，取 0.5。因此，路面设计年限内一个车道累计当量轴次 4481918 次。eN2.4 现状路面弯沉值调查分析由实测弯沉数据，根据相关公式，计算出原来路面计算弯沉值和当量回弹模量。其中计算有关参数取值如式 2-6。（2-3210)(KSZla6）式中，实测弯沉平均值，0lS均方差季节性影响系数，取 1.0
21、1K1K湿度影响系数，取 1.02 2温度影响系数，取 1.03 3三级公路保证率系数 1.3aZaZ原路面当量回弹模量计算公式为 2-7：（2-7）0120pEml式中， 标准轴载车型轮胎接地压强，Mpa p标准轴载单轮传压面当量圆半径，cm轮板对比值， 1.1 原路面当量回弹模量扩大系数， 1.0作为路面厚度计算的主要依据，设计弯沉值一般表征路面整体刚度大小。设计弯沉值可按式 2-8 计算0.26dcbseLAN （2-8 ）1m2 2m19计算结果见附表 2-1平蓟路路面弯沉及分析表 。由附表平蓟路路面弯沉及分析表中结果可得路面结构层损坏严重，结构强度状况等级主要为“次”和“差” ，路面
22、的损坏程度与路面的承载能力有着密切的关系，随着道路被使用，承载能力也逐渐下降，路面的破损程度也随之日益加重，从上表可以看出，平蓟路路面强度指数为差或次，这说明平蓟路土基的承载能力基本已经丧失。所以从路面实测弯沉分析，本次改建时应采取补强、罩面，使路面结构适应交通量的需求。10第 3 章 道路平面设计直线、圆曲线以及缓和曲线被称作平面线形的三要素，三个线性要素可以组成不同平面线形组合。此外，为了保证车辆行驶的平稳性、安全性，行车视距也是一个不可忽视的重要因素。进行线路平面设计优化后的线路应满足公路路线设计规范 、 公路工程技术标准及当地的地形、地貌及地质条件等。3.1 旧路线形拟合将资料所给出的
23、原有道路中线坐标导入 AutoCAD 中，首先把某些明显错误的坐标点去除，然后将其它点按照顺序用多段线拟合，生成中线图形。这时应该把直线拟合出来（在中线上选取两个点，其它多余点即可舍去，这两点定的线应能原有线路大致吻合） ，以此类推，拟合出其它的直线，两相邻的直线的交点即为JD1，JD2 等。3.2 圆曲线设计由已知资料可得原有旧路为公路 3 级标准，JD1 处圆曲线半径为 100m，设计时速为 40km/h。而改建后的道路等级为一级路，据公路路线设计规范 、 公路工程技术标准中的有关规定一级路的一般最小半径为 200m，则曲线段需进行重新设计定线。在考虑新曲线的选取时应考虑如下几个方面：（1
24、）本着尽可能多的利用旧路，尽量减少拆迁征地，线形与旧路尽量保持一致；（2）首先要满足极限最小半径要求，且圆曲线半径一般采用极限最小半径的48 倍，但是根据实际情况，不排除在这个范围之外选取；（3）若地形条件不允许，可大于或等于一般最小半径；（4）平纵线形组合应协调设计。（5）每个弯道半径确定时，应根据当地的地形、地物、建筑物、地质等其他条件的要求，用外距、切线长、曲线长、合成纵坡等控制条件反算，并结合标准综合确定。综合考虑以上条件，初步拟定 JD1 处曲线半径为 400m，则根据两条切线及半径可以拟合出圆曲线，经过多次反复拟合，确定最佳曲线行即为 400m。113.3 缓和曲线设计设置缓和曲线
25、的目的：（1）合理设置缓和曲线保证行驶安全、舒适、平稳。（2）曲率半径及离心率平稳过度，乘客不舒服感减少。（3）超高及加宽也可随之逐渐变化，（4）直缓曲完美衔接，线形更优美。综合考虑以上要求，且按照公路路线设计规范 、 公路工程技术标准中的有关技术设计标准，新建线路为公路一级，需设计缓和曲线，而且缓和曲线一般为回旋线。设计行车速度为 60km/h 缓和曲线的最小长度为 50m，缓和曲线的长度还应考虑以下两方面：在公路设计中，离心加速度 一般0.6 m/ ，且有式 3-1p（3-3vtlR1）又缓和曲的最小长度有式 3-2（3-30.6SVLR2）则代入数据得 =19.14 。SLm按司机反应时
26、间考虑计算，计算方法为式 3-3，（3-3.6SVLt3）又一般要求操作时间不小于 3s,则得式 3-4，（3-0.8SLV4）则代入数据可得 50，所以取最小缓和曲线长度为 50m。SL3.4 直线设计根据拟合后所得路线可得该改建后的道路共有直线段两条，分别为s12k0+000k0+191.884，k0+905.084k2+110。由于两点就可以确定一条直线，直线线形较为简单，容易测设。关于直线的最大最小长度的确定，理论上并没有一个确切的定论，主要是根据驾驶员的视觉反应及心理的承受能力来确定，但据国外资料，行车速度大于或等于 60km/h 的公路，最大直线长度可按计算行车速度 70s 行驶的
27、长度确定。那么改建后道路的最大直线长度为 1167m。大量观测资料证明，行车速度越高，司机的注视点越远， 公路工程技术标准(JTG B012003)中规定数值上大约等于行车速度（以 km/h 计）的 6 倍（以 m 计） 1。经计算得出两条线路均满足要求。3.5 曲线要素计算JD1 处的坐标为（337677.383,499694.333） ，桩号为 k0+653.674,转角 =95，取半径为 400m。（1）缓和曲线长度 ：SL由离心率方面考虑得 30.619.4VmR由司机操作反应时间考虑得 053SLt综上，取缓和曲线长度为 50m。（2）圆曲线内移值2250.644spmR（3）切线总
28、长 T：切线增值 3322504.9674ssLq切线总长 ()tan61.8TRPqm（4）曲线总长度 0(2)(9523.81)4025713.24918sLL m（5）缓和曲线角 0 00 3.8sR13（6）外距 ：hE95()sec(40.26)sec4012.62Rp m（7）切曲差 1.793.1.8JTL满足公路路线设计规范 （JTG D202006）设计时速为 60km/h 时平曲线最小长度为 100m 的要求，其中圆曲线长度为 613.2m（8）主点桩号计算JDTK0+653.674461.80428ZH K0+191.86972+ SL50HY K0+241.86972(
29、)S663.2249HZ K0+905.09462- SL50YH K0+855.094621(2)S306.61245QZ K0+548.48217J105.194JD K0+653.6743.6 视距3.6.1 停车视距公路工程技术标准 （JTG B012003）中规定高速公路和一级公路只需考虑停车视距，而会车视距、超车视距等无需考虑，停车视距就是当汽车行驶时标准情况下（视高为 1.2m 物高为 0.1m） ，驾驶员从看到起障碍物起，直到安全停下所行驶14过的距离。停车视距可分为反应距离、制动距离和安全距离三部分，计算公式为式 3-5。（3-5）123Tss式中， 停车视距，/m； Ts反
30、应距离，/m；1制动距离，/m；2安全距离，/m；3s我国的公路工程技术标准 （JTG B012003）中规定设计时速为 60km/h 的高速公路和一级公路的停车视距为 75m。3.6.2 视距的保证当驾驶人员驾车行驶在弯道处式，他的视线可能被某个范围内的树木、建筑等其它障碍物挡住，容易发生危险，所以视距必须得保证。为了使设计视距得到保证，对视距的检查，首先应计算出保证设计视距所需的最大横净距 ，其次是实际情况Z所能提供的能通视的横净距 ，只有 ，才能满足要求。0Z0假设驾驶员的视线为地面线以上 1.2m,驾驶员位置距未加宽时路面内边缘的水平距离为 1.5m。且取视点为起算点，则车辆在弯道行驶
31、时的视点运动轨迹半径为式 3-6.(3-6)1.52sBR则试点轨迹曲线长 ,且有，L(3-7)80sL代入数据可计算得 398， =660.0m。因为 ，则sRLS(3-8) 2(1cos)1.7SsZmR上述方法算得横净距 是弯道上的一个最大值，仅对该断面进行检查，并不能保证对整个弯道范围内设计视距均能得到满足。因此，必要时应对整个弯道范围内进行检查，最直观的方法是采用视距包络图法。包络图法的的主要步骤：按比例画出弯道平面图，并分别画出路面边缘线、路基边线，道路中线及行车轨迹线等由平曲线的起终点向直线段方向沿轨迹线量取设计视距 S 长度，将轨迹线均分为 10等分 5再分别从这十个等分点沿轨
32、迹方向量取设计视距 S，得到对应的 10 个对应15点，再分别将等分点与对应点连成直线，用一条曲线分别与各条直线段内切，则这条内切曲线即为视距包络线，需要清除障碍物的范围就是视距包络线与障碍线之间的部分 5。至此，道路平面设计已完成，平面设计成果见附图 SJ-1“平面设计图” 。16第 4 章 纵断面设计纵断面设计要求是通过对道路等级的变化、构造物标高及沿线自然情况分析，来确定出路线适合的标高、每个坡段的坡度和坡长，以及设计出合适的竖曲线。简单来说就是达到纵坡均匀平顺、坡度及竖曲线长短适当、平纵组合设计协调统一、填挖经济适用的设计目的。4.1 旧路纵断线形拟合将已给资料中的所有里程点的高程导入
33、 AutoCAD 中，然后观察并选择其中一些特殊的偏出线性之外的特殊点删除，点绘得到的一条不规则折线就是一条道路中线纵断面地形图（地面线图） 。并以此地面线图拟合出道路纵断面图。拟合出道路纵断面图的要点在于以下几个方面：（1）道路原有线形尽量与地面线线形大致吻合（2）应符合原有道路等级标准的要求，包括纵坡坡长、坡度、竖曲线等要素。4.2 纵坡及坡长设计4.2.1 纵坡设计一般要求在设计纵坡时，必须满足公路工程技术标准 （JTG B012003）和城市道路设计规范中的有关规定。应对沿线的地形地貌、气候、地质、水文、地上建筑物、地下管线等进行综合合理思考。应具有一定的平顺连续性，起伏变化不宜过大，
34、不应采用极限最大纵坡，缓和坡段设置应合理，不应采用连续极限纵坡。道路路基的填挖方设计应考虑平衡且经济适用的原则。平原微丘地带地下水位较高，水系丰富，应满足最小填土高度和最小纵坡要求以保证路基强度与稳定性。4.2.2 纵坡设计最大纵坡是道路纵断面设计的重要控制指标，是指公路在进行纵坡设计时所允17许采用的最大坡度值，设计时应综合充分考虑该地区哥代表车型、自然环境、道路等级、交通状况等因素影响。我国公路工程技术标准 （JTG B012003）规定设计时速为 60km/h 一级公路的最大纵坡为 5%。为保障行车快速安全，一般会把纵坡设计的小一些，但是为保证排水要求，会设置不小于 0.3%的道路纵坡,
35、但一般以不小于 0.5%为宜。由附表纵断面设计图中可以得出平蓟路该路段共有 3 个变坡点，四段坡，坡度分别为 1.43、2.92、5、0.58，均满足公路纵坡设计的坡度要求。4.2.3 坡长限制（1）最短坡长限制坡长的最短值限制因素主要是汽车行驶的平顺性方面，若坡长过短，则变坡点相应增多，汽车在地形起伏过大的地段行驶会引起增重与减重的频繁变化，会使乘客感到不适，另外视觉效果、路容美观和纵面视距等因素也需要保证最短长度 7。我国公路工程技术标准 （JTG B012003）规定一级公路设计时速 60km/h 的最短坡长为 150m，大约为行车速度 9s 的行程 1。（2）最大坡长限制不同设计时速、
36、不同纵坡坡度公路最大坡长规定如表 4-1表 4-1 公路纵坡坡长限制表设计速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 203 900 1000 1100 12004 700 800 900 1000 1100 1100 12005 600 700 800 900 900 10006 500 600 700 700 8007 500 500 6008 300 300 4009 200 300纵坡坡度（ %）10 200经计算可得出纵坡的坡长分别为 840m、480m、280m、510m,且坡长均满足规范要求。4.3 竖曲线设计竖曲线设计主要内容就是选取合适的竖曲线半径，然后进行再进
37、行竖曲线要素、桩号计算。184.3.1 竖曲线要素计算竖曲线要素的计算公式为式 4-1、4-2、4-3 及 4-4，（4-1）LR（4-2）2T（4-3）ER（4-4）2ly式中， 竖曲线半径，m；R切线长，m；T竖曲线长，m；L外矢距，m；E竖曲线上任意一点到曲线起点或中点的水平距离， 0， ；l lT竖曲线上对应的点到坡度线的高差，也称修正值或竖距，m。y设计时速为 60km/h 的平蓟路的变坡点 BP1 桩号为 K0+840，变坡点高程为 40m,且两相邻纵坡分别为 =-1.43%， =2.92%，则 =-0.043450，应设置凹形竖1i2i12i曲线。而原有旧路竖曲线半径为 3000
38、m，满足标准规定最小半径 1500m 的要求。曲线长度 （竖曲线最小长度要求）50LRm切线长度 30.56.72T外矢距2.1.8E4.3.2 竖曲线起终点桩号高程计算竖曲线起点桩号： K084065.175K0774.825 m竖曲线起点高程： 400.0142865.17540.931竖曲线终点桩号： K084065.175K0905.175竖曲线起点高程： 400.029265.17541.901同理，可得其它变坡点处竖曲线的要素计算结果如表 4-2，19表 4-2 变坡点竖曲线要素计算表竖曲线 半径 R曲线长L切线长T外矢距 E起点桩号 起点高程 终点桩号终点高程1 4000 160
39、.4 80.2 0.804 K0+719.8 41.717 K0+834.5 42.6412 3500 277.2 138.6 2.744 K1+181.4 49.958 K1+458.6 47.0713 3000 167.4 83.7 1.168 K1+516.3 44.342 K1+683.7 40.643由表 4-2 中可得原有旧路的竖曲线的半径、坡长、坡度等要素均满足我国公路工程技术标准 （JTG B012003）中有关最小半径、极限坡长的的要求,所以保留原有线路纵断线形。4.4 视觉分析及平纵线形组合4.4.1 视觉分析视觉分析从驾驶员的视觉心理出发，通过对道路周边景观、建筑构造物以
40、及道路的空间线形进行分析，这样不仅保持了视觉的连续性，还使道路使用者有足够的安全感与舒适感。控制公路线形的两个主要因素：（1）汽车动力学与行驶力学要求；（2）视觉和心理上感觉舒适、安全。4.4.2 平纵线形组合设计平纵线形组合设计是指既要满足汽车运动学和运动力学，又要满足视觉和心理上上的舒适、安全，以及具备良好的排水条件、与周围环境的协调。平纵线形设计的基本要求：（1）平竖曲线大致应相互重合，竖曲线应比平曲线稍短，这就是所谓的“平包纵” 。且竖曲线的起终点最好位于平曲线的两个缓和曲线内，若做不好较好满足平纵组合，平曲线最好位于竖曲线直坡段或竖曲线位于平面线形的直线段上。经检验竖曲线 1 位于平
41、曲线里，满足要求 7。（2）保持平竖曲线大小均衡。当平曲线半径在 1000m 以下时，竖曲线半径应为平曲线的 1020 倍，当平曲线缓而长，纵断面坡差较小时，平纵曲线可不一一对应。经检验竖曲线半径 1（4000m）是平曲线半径（ 400m）的 10 倍，满足要求。 7（3）选择合适的合成纵坡，过大对行车不利，过小不利排水。合成坡度一般不小于 0.5%。20（4）应避免的组合避免竖曲线的顶底部插入小半径平曲线避免将小半径的平曲线起终点设在或接近竖曲线的底部或顶部避免出现竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。避免小半径的竖曲线与平曲线缓和曲线段重合避免出现驾驶员视线中断的线形，如跳跃、驼峰、暗凹等
42、。 7经以上分析与设计，成果见附图 SJ-2-1、SJ-2-2、SJ-2-3“平蓟路纵断面设计图” 。21第 5 章 横断面设计5.1 横断面组成一级公路的标准横断面组成主要包括：行车道、中间带、路缘石、路肩、边坡、排水设施（边沟、排水沟、截水沟等）等，根据需要，可能需要布置紧急停车带、变速车道、护坡道等。5.2 横断面要素确定在实际横断面设计中，应充分考虑公路等级、自然环境以及交通量大小等，根据公路工程技术标准 （JTG B012003）和公路路线设计规范 （JTG B202006）的有关规定拟设平蓟路基为整体式路基，平蓟路的横断面要素设定如下：（1）路基宽度 23.00m，双向 4 车道，
43、车道宽 3.5m，中间带宽度 3.00m，中央分隔带宽度 2.00m，中间带内两条左侧路缘带分别为 0.5m。（2）取右侧硬路肩的宽度为 2.5m，土路肩宽度为 0.5m，且在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，宽度为 0.5m。（3）路拱及横坡度路拱坡度一般采用双向坡面，由路中央向两边倾斜，取该路基标准横断面的路拱横坡度为 1.5%。（4）路肩横坡度直线段硬路肩横坡度一般与行车道横坡相同，取坡度值为 3%；圆曲线段的硬路肩横坡，曲线内外坡度的方向及横坡度应与相邻车道相同。5一级公路土路肩的横坡，直线路段或位于曲线较低一侧土路肩横坡度，应与行车道横坡相同或大于 1%2%，取 4%；曲线或过渡段较高一
44、侧，采用 3%4%的反向横坡度。 5（5）路缘石路缘石一般设置在分隔带与行车道，人行道与路面线之间，选择斜式路缘石，宽和高分别为 12cm、10cm，高出路面 10cm。（6）边坡路堤的边坡设计应充分考虑填料、气候、基底及水文地质来进行选定，边坡设22计一般采用直线型，高度设为 10m， ，边坡坡度设为 1:1.5。（7）加宽计算公路工程技术标准 （JTG B012003）中规定“平曲线半径小于等于 250m时，需设置加宽” ， 1而此次设计平曲线半径为 400m，所以不用设置加宽。（8）超高设计超高设置的必要性为抵消车辆在弯道处产生的离心力，需在弯道外侧设置超高，即外侧高于内侧的单向横坡，从
45、而提高车辆的稳定性与安全性。圆曲线超高横坡度横坡度的确定应充分考虑当地自然条件、道路等级、圆曲线半径，并结合交通组成和路面结构等，然后需查阅公路路线设计规范得其最大值最小值分别为10%、 3%，选取 4%作为超高横坡度。（9）超高缓和段设计超高缓和段过渡形式选择“绕中央分隔带边缘旋转” ， 5此时中央分隔带保持水平。超高缓和段最适长度确定：一是缓和段长度越长，舒适性越好；二是缓和坡度越短，越有利于排水。超高缓和段长度按式 6-1 计算：（5-1）式中： 超高缓和段长度（m） ；cL旋转轴到路缘带外侧的宽度（m） ；B路拱高度与旋转轴外侧超高的代数差；i设计时速 60km/h 超高旋转轴位置为中
46、央分隔带边缘线的超高渐变p率为 1/125；绕中央分隔带边缘旋转： （5-12,iyzBb2）式中： 半幅行车道宽度（m） ；B左侧路缘带宽度（m） ；1b右侧路缘带宽度（m） ；2超高横坡度；yi路拱横坡度。zicBLp23代入数据得 81.5%4)2icBLmp超高缓和段长度一般为 5 的倍数，取 ，又因为 ，5cL504ScLm且 ，因此 。4(%1.)165730p0s（10）超高值的计算绕中央分隔带边缘旋转就是指将两侧行车道分别绕中央分隔带旋转，独立成超高断面，中央分隔带一直保持原有水平状态，两侧超高均从超高缓和段起点开始。其超高值计算公式如表 5-1表 5-1 绕中央分隔带边缘旋转
47、超高值计算公式超高位置 计算公式 行车道横坡值 备注C 12()xbBi外侧D 0C 0内侧D 12()xbBi计算结果为与设计高之差，设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程，x=Lc 时为圆曲线超高对于硬路肩外侧边缘、路基边缘的超高值，可根据路肩横坡和宽度从行车道外边缘推算即可。曲线 1，计算其各桩号处的超高值：因为不设超高时的半径为 1500m，此点距 ZH 点的距离为：240513.1ALm所以超高起点为 K0+205.203（K0+891.667 ） 。直线段的硬路肩与行车道同为3%；直线段土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道相同均为 4%；圆曲线内侧和外侧的土路肩分别为 4%、-3%；。分
48、别计算出各桩号距离超高起点的 x 值，然后代入超高值计算结果表 5-2 中。表中 点距中央分隔带边缘的宽度分别为 10.5m，10m ，8m ，0m。,ABCD横断面设计图及超高设计图见附图 SJ-3-1、SJ-3-2。zyxzciiLyzxcii24表 5-2 超高值计算结果表内侧（左侧） 外侧（右侧）桩号 ()Am()B()Cm()D()Cm()B()A0192()KZH-0.158 -0.15 -0.12 0 0 -0.12 -0.15 -0.1575-0.286 -0.265 -0.218 0 0 -0.218 -0.265 -0.2864()Y-0.42 -0.4 -0.32 0 0 0.32 0.4 0.42058.()KQZ-0.42 -0.4 -0.32 0 0 0.32 0.4 0.42()YH-0.42 -0.4 -0.32 0 0 0.32 0.4 0.42095Z-0
