1、兰州交通大学毕业设计（论文）11 绪论1.1 工程概况1.1.1 概述敦煌市位于甘肃、青海、新疆三省（区）交汇处，南枕气势雄伟的祁连山，西接浩瀚无垠的塔克拉玛干大沙漠，北靠嶙峋蛇曲的北塞山，东峙峰岩突兀的三危山。面积 3.12 万平方公里，属暖温带气候。人口 18 万多，全市经济主要以农业为主，旅游服务业次之。敦煌至当今山口二级公路是西部开发省际公路通道西宁至库尔勒公路和国家高速公路网规划中柳园至格尔木联络线的重要路段，是甘肃连接新疆、西藏、青海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。敦当二级公路的建设可以给当地群众出行和物资运输提供一个平坦、舒适、快捷的通道，对促进当地经济和旅
2、游业的发展具有深远的意义。本设计为路线第一段，设计段起点桩号 DK0+000，终点桩号 DK8+000，全长 8.0km。1.1.2 沿线自然情况本设计段地形比较复杂，部分地区纵坡起伏较大，地表植被为耕地，间有低洼湿地，村庄及交通便道较多。为了达到高等级公路的规范标准，填挖方较大。本设计本着多挖少填的原则，确保路基的稳定性。1.2 设计依据的规范和标准1.2.1 设计依据的规范本设计为敦当二级公路 DK0+000DK8+000 段，根据沿线地形、地貌等自然条件进行设计，依据的有关规范、规程具体如下：（1）公路工程技术标准（JTG B012003）（2）公路桥涵设计通用规范（JTG D60200
3、4）（3）公路路线设计规范（JTG D202006）（4）公路路基设计规范（JTG D302004）兰州交通大学毕业设计（论文）2（5）公路路基施工技术规范（JTJ F102006）（6）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ063 2007）（7）公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000 ）1.2.2 设计依据的相关技术标准表 1.1 二级公路主要技术指标汇总表公路分类 一般公路公路等级 二级公路地形 平原计算行车速度（km/h） 60行车道宽度（m） 7.0路基宽度（m） 10极限最小半径（m） 125一般最小半径（m） 200不设超高最小半径（m） 1500停车视距（m） 40超车视距（m
4、） 200最大纵坡（%） 6合成坡度（%） 9.5最小坡长（m） 120缓和曲线最小长度（m） 50凸形竖曲线一般最小半径（m ） 2000凸形竖曲线极限最小半径（m ） 1400凹形竖曲线一般最小半径（m ） 1500凹形竖曲线极限最小半径（m ） 1000竖曲线最小长度（m） 50同向曲线 360最小直线长度（m）反向曲线 1201.3 设计任务及要求本毕业设计的任务就是在教师指导下独立完成敦煌至当今山口二级公路DK0+000DK8+000 段的初步设计工作。本设计共分七个阶段来完成。兰州交通大学毕业设计（论文）31.3.1 资料整理与分析（阶段一）设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地
5、分析。首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况、施工条件和相关技术规范等，构成一幅明晰的画面；其次要对资料进行分析、概括和系统整理，从中抽取、确定有关设计数据。1.3.2 设计内容本设计通过纬地道路系统 5.88 数模版，按照二级公路路线设计标准来完成路线设计，主要设计内容包括：阶段二、纬地软件安装与学习；阶段三、初步平面定线，平面设计及直曲转角表；阶段四、纵断面设计及纵坡竖曲线表；阶段五、路基超高加宽表，路基设计表；阶段六、绘制路线平面图、纵断面图以及路基标准横断面图；阶段七、编制设计说明书，整理出图。1.3.3 设计
6、成果完成本设计应提交的设计成果包括：设计说明书一册，路线平面设计图一份，路线纵断面设计图一份，相关计算表格，路基标准横断面图，相关翻译文章一篇。1.4 设计原则1.4.1 平面设计道路为丘岭区二级公路，设计车速为 60km/h，道路全长 8.0km，起点桩号为DK0+000，终点桩号为 DK8+000。本次设计的平面线形中全线共设交点 8 个，平均每公里交点数为 0.969 个，平曲线总长 3004.963m，占路线总长 36.400%，最小平曲线半径 250.000m /1 个，最小圆曲线半径为 250.000m，最大圆曲线半径为 600.000m。最大直线段的长度为 1770.062m。1
7、.4.2 纵断面设计兰州交通大学毕业设计（论文）4在本设计项目中最大纵坡 3.695，910.000m/1 处。最短坡长 450.000m，变坡点共 6 个，平均每公里纵坡的变更次数为 0.606，竖曲线总长 1333.869m，占路线总长16.157，竖曲线的最小半径是凸型竖曲线 8000.000m/1 个。1.4.3 横断面设计此公路为丘岭区二级公路，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。路拱横坡：行车道 2%、土路肩 3%路基边坡：路堤：填筑高度8m 为 1:1.5；超过 8m 部分为 1:1.75路
8、堑：开挖深度8m 为 1:1.0；超过 8m 部分，每 8m 设 2m 宽碎落平台边沟、排水沟、截水沟尺寸：采用梯形断面，底宽和深度 0.4m边坡：路堤 1:1.5；路堑：内侧 1:1.5、外侧 1:1.0截水沟位置：距路堑上游坡顶 1m1.4.4 路基工程路基工程主要是根据当地的地形、地物合理的设计出路基的类型和构造。必须严格保证路基的压实。压实时采用重型击实标准控制，土方要求分层碾压，按道路路基施工规范要求进行施工。填方路段路堤在路槽以下 080cm 深度范围内压实度大于等于 95%，80 150cm 深度范围内压实度大于等于 94%，150cm 以下深度范围压实度大于等于 92%；零填及
9、挖方路段路堑在 080cm 深度范围内压实度大于等于 95%。1.4.5 桥涵及隧道根据公路工程技术标准（JTG B012003）,本设计计中根据地形地物条件，设有桥梁、涵洞和隧道。桥梁 16 座，均采用简支梁结构，最小跨径 1 跨 20m/1 个，最大跨径为 9 跨 450m/1 个。涵洞通道总计 10 处，为道路交叉或者过水之用，单孔跨径根据规范要求设计有 4.0m、6.0m 不等，结构形式根据作用不同设有钢筋混凝土盖板涵和拱涵两种形式。隧道 DK4+000DK4+880/1 处，全长 880m。1.4.6 本次设计主要技术经济指标兰州交通大学毕业设计（论文）51.2 主要经济技术指标指
10、标 名 称 单 位 数 量 备 注一、基本指标公路等级 级 二级公路计算行车速度km/h 60km/h交通量 辆 /昼夜 远景交通量占用土地 亩拆迁建筑物 m2概算总额 万元平均每公里造价 万元二、路线路线总长 km 8.255路线增长系数 1.050平均每公里交点个数个 0.969个平曲线最小半径 m 250.000m/个 1m/个回头曲线 个回头曲线最小半径 m平曲线占线路总长 m 3004.963% 36.400兰州交通大学毕业设计（论文）6%直线最大长度m 1770.062m最大纵坡 % 3.695m/处 1m/处最短坡长m 450.000m竖曲线占路线总长 m 1333.869% 1
11、6.157%平均每公里纵坡变坡次数次 0.606次竖曲线最小半径凸型 m/个 8000.000/1m/个凹型 m/个 26000.000/1兰州交通大学毕业设计（论文）72 平面设计2.1 概述道路是带状的三维空间结构实体，一般由线形、路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等组成。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。需要设计者在进行充分调查，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、合理而又与自然景观协调的路线来。道路平面设计就是在平面图上研究确定道路中线几何形状的原理和方
12、法的工作。直线是最简单的平面线形，然而从道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，道路的平面线形要素是由直线，圆曲线和缓和曲线构成的，通常称之为“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。三要素是道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。2.2 公路定线2.2.1 定线
13、原则根据交通部公路路线设计规范（JTG D202006）的有关规定及甘肃省交通厅路网改造精神，公路布线遵循经济合理的原则。尽可能少拆迁，少占用农田，利用有利地形布线，使公路路线与自然景观协调统一，并以充分利用旧路改建减少工程投资为目的进行选线。定线的任务是按照一定的技术标准，在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，结合细部地形、地质条件、综合考虑平、纵、横三面的合理安排，确定并通常实地定出道路中线的确切位置。兰州交通大学毕业设计（论文）8定线是公路设计过程中很关键的一步。它不仅要解决工程、经济方面的问题，而且对如何使公路与周围环境相配合，以及公路本身线形的美观等问题都要在定线过
14、程中给予充分的考虑。定线应吸收桥梁、水文、地质等专业人员参加，发挥各种专业人员的才能和智慧，使定线成为各专业组协作的共同目标。2.2.2 定线方法公路定线质量还在很大程度上取决于采用的定线方法，常用有直接定线和纸上定线两种方法。在道路的勘测设计中，一般是先在地形图上进行纸上定线，然后进行实际定线，技术标准高的、地形、地物复杂的路线必须使用“纸上定线”，然后把纸上路线敷设在地面上。“直接定线”省去了纸上定线这一步，所以只适用于标准较低的路线。在本设计中，道路等级为二级，且地形、地物较为复杂，故线路采用“纸上定线”的方法。2.2.3 本设计中的定线原则本项目是公路新建工程，由于地形比较复杂、起伏落
15、差变化多，故为了减少填挖方量，达到标准要求，优化线形，采用了沿等高线的走向和农田平原区布线。个别无法避免的一些农用建筑和房屋只能征用拆迁，但以尽量避免，少拆迁为原则。2.3 直线2.3.1 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用直线线形通过。因为两点之间的连接长度以直线最短；汽车在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
16、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，在兰州交通大学毕业设计（论文）9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。2.3.2 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。我国在道路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 20V（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的直线长度。
17、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（JTG D202006）规定同向曲线间地最短直线长度（单位为 m）以不小于 6V（单位 km/h）为宜。另外，对于计算行车速度 V40km/h 的山岭重丘区公路的特殊困难地段，可以适当放宽。对于反向曲线间的最小直线长度：公路路线设计规范（JTG D202006）规定反向曲线间最小直线长度（单位为 m）以不小于 2V（单位为 km/h）为宜。2.4 圆曲线2.4.1 圆曲线几何要素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
18、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”时也可不舍缓和曲线，因而在此类弯道中只有圆曲线。本次公路为二级公路，故应该合理的设置缓和曲线。圆曲线几何要素及公式如下：兰州交通大学毕业设计（论文）10LT21)(sec0.74582tanJRERT式中：T 切线长，m；L曲线长， m；E外距，m；D校核数或是超距，m；转角，（ ）；R圆曲线半径，m。2.4.2 圆曲线
19、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。为了行车的安全，标准规定了圆曲线半径在不同情况下的最小值。（1）圆曲线半径的计算公式与影响因素根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得到 )(27biVR式中：R 圆曲线半径，m；V行车速度，km/h；横向力系数；ib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 ib 的取值范围。 值的采用影响到行车的安全、经济
20、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、式（2.1）式（2.2）式（2.3）式（2.4）式（2.5）兰州交通大学毕业设计（论文）11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： 值最好0.10，最大0.16。（2）超高横坡度 ib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ibmax 时要综合考虑道路所在地区的气候条件、驾驶员和乘客的心理上的安全感。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
21、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。本次设计为二级公路，最大超高为 8%。道路的最小超高横坡度不应小于道路直线段的路拱横坡度，否则不利于道路的排水，因此有ibmin=i1式中：i 1路拱横坡度。（3）圆曲线最小半径的计算圆曲线最小半径包括极限最小半径、一般最小半径和不设超高的的最小半径。极限最小半径是指各级公路对按设计速度行驶的车辆，能保证其行车的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（JTG D202006）规定的极限最小半径值本次设计的二级公路极限最小
22、半径为 125m。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的推荐采用的最小半径。对此，我国的公路路线设计规范（JTG D202006）也做了相应的规定，本次设计取 200m。当平曲线半径较大时，根据情况可以不设超高。此时我国的公路路线设计规范（JTG D202006）所制定的 “不设超高的最小半径 ”是取 0.035，i bmin=-0.015，由半径计算公式计算得出。因而在本次设计中，对于不设超高的最大半径： 140.5)127(0.36)127(b iVR即当圆曲线半径大于 1400m 时，就可以不设置超高。对于本次设计中所有交点的半径均小于 1
23、400m,故每个交点都应设置合理的超高，以确保行车的安全、稳定。公路路线设计规范（JTG D202006）规定的最小圆曲线半径如表 2.1 所示式（2.6）式（2.7）兰州交通大学毕业设计（论文）12表 2.1 最小圆曲线半径设计速度（ km/h） 120 100 80 60 40 30 20一般值 1000 700 400 200 100 65 30圆曲线最小半径（m） 极限值 650 400 250 125 60 30 15（4）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
24、的失误，因此，公路路线设计规范（JTG D202006）规定了圆曲线的最大半径不宜超过 10000m。2.5 缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间的或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。公路工程技术标准（JTG B012003）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。2.5.1 缓和曲线的作用（1）曲率逐渐变化，便于驾驶操作；（2）离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变；（3）为设置超高和加宽提供过渡段；（4）与圆曲线配合得当，美化线形。2.5.2 缓和曲线长度的确定汽车在缓和曲线上要完成不同曲率的过渡
25、行驶，为了车辆能平稳的完成曲率的过渡与变化，保证线形顺适美观，同时为在圆曲线上设置的超高和加宽提供过渡段，以使驾驶员有足够的时间来操作转方向盘，对于缓和曲线的长度有如下规定。（1）考虑离心加速度的变化率 s在公路设计中，我们一般取 （m/s 3），则缓和曲线的最小长度为：6.0RVL.s式（2.8）兰州交通大学毕业设计（论文）13式中：V设计速度，km/h。（2）保证驾驶员的操作反应时间 tVtvL3.6s缓和曲线长度应使驾驶员操作从容，不能过于匆忙，一般情况下以 3s 行程控制，则有： 1.23.6sL（3）满足视觉要求根据视觉条件和实践研究可知： RLs9选择这样的缓和曲线半径，可使线形舒
26、顺协调。综合以上考虑，我国公路路线设计规范（JTG D202006）规定了各级公路缓和曲线最小长度值，如表 2.2 所示： 表 2.2 各级公路缓和曲线最小长度设计速度（ km/h） 120 100 80 60 40 3 20缓和曲线最小长度（m） 100 85 70 50 35 25 202.5.3 有缓和曲线的平曲线曲线要素计算道路平面线形三要素的基本组成是：直线回旋线圆曲线回旋线直线。图 2.1 所示的组合形式是最常见的在直线与圆曲线之间假设缓和曲线后的形式。 ZHTpqYLsoBaQZRHEJDZ图 2.1“基本型”平曲线式（2.9）式（2.10）式（2.11）兰州交通大学毕业设计（论
27、文）14（1）曲线要素计算公式hSssssLTDRpRELRxqqTLRLRyp2sec)(218040inta)p(224co230000hhh式中：q缓和曲线起点到圆曲线原起点的距离，也称为切线增值，m ；P设缓和曲线后圆曲线内移值，m； 0缓和曲线终点缓和曲线角，rad；Ls缓和曲线长，m；R圆曲线半径，m； 偏角，（）；Th设置缓和曲线的曲线切线长，m；Lh设置缓和曲线的曲线长，m；Eh设置缓和曲线的外距，m；Dh设置缓和曲线的超距，m。（2）加缓和曲线的平曲线要素计算示例以本设计中的 JD1 和 JD8 为例，计算如下：JD1：半径 R=600.0m，转角 = 315716.6 =0
28、.557（rad ）。缓和曲线长度的确定： 6.7 0 096 521.396.1203033RLVLss式（2.12）式（2.13）式（2.14）式（2.15）式（2.16）式（2.17）式（2.18）兰州交通大学毕业设计（论文）15所以取缓和曲线长度为 75m；曲线要素计算： 16.92524sec)(68.09804537sin9.20ta)p(065.23906.4cos2000 20hh sh sshssLTDRpRELRxqqTLRLRyp曲线五个主点里程桩号：JD DK1+153.988-）T h 209.397ZH DK0+944.591+）L s 75HY DK1+019.5
29、91+）（L h-2Ls） 259.628YH DK1+279.219+）L s 75HZ DK1+354.219-）L h/2 204.814QZ DK1+149.405+）D h/2 4.583JD DK1+153.988JD8：半径 R=250m，转角 = 641350=1.120（rad）。缓和曲线长度确定：兰州交通大学毕业设计（论文）16 25078. 2509 16.63104.30303RLVLss所以取缓和曲线长度为 50m；曲线要素计算： 083.4265sec)(28.19402sin17.8ta)p(1.024167.02cos03000hh sh sshssLTDRpR
30、ELRxqqTLRLRyp曲线五个主点里程桩号：JD DK7+814.216-）T h 182.171ZH DK7+632.045+）L s 50HY DK7+682.045+）（L h-2Ls） 230.2586YH DK7+912.303+）L s 50HZ DK7+962.303-）L h/2 165.1293QZ DK7+797.174+）D h/2 17.0415兰州交通大学毕业设计（论文）17JD DK7+814.216根据此计算过程，本设计所有直曲线数据如表 2.3 和表 2.4 所示表 2.3 曲线要素曲线要素值（m ）交点半径 缓和曲线 长度 缓和曲线参数 切线长度 曲线长度
31、 外距 校正值JD1 600 75 212.132 209.397 409.628 24.515 9.166JD2 300 55 128.452 160.04 304.3114 28.361 15.769JD3 350 55 138.744 170.296 325.9202 28.344 14.672JD4 400 60 154.919 163.545 317.5659 22.061 9.542JD5 300 50 122.475 153.77 300.0407 26.793 14.513JD6 400 55 148.324 160.512 311.6411 21.836 9.383JD7 4
32、00 75 173.205 154.834 302.9684 17.419 6.699JD8 250 50 111.803 182.171 330.2586 45.658 34.083表 2.4 曲线主点桩号主点桩号交点ZH HY QZ YH HZJD1 DK0+944.591 DK1+019.591 DK1+149.405 DK1+279.219 DK1+354.219JD2 DK1+746.411 DK1+801.411 DK1+898.566 DK1+995.722 DK2+050.722JD3 DK2+188.250 DK2+243.250 DK2+351.210 DK2+459.17
33、1 DK2+514.171JD4 DK3+836.713 DK3+896.713 DK3+995.496 DK4+094.279 DK4+154.279JD5 DK4+448.121 DK4+498.121 DK4+594.641 DK4+691.162 DK4+741.162JD6 DK5+048.715 DK5+103.715 DK5+204.536 DK5+305.356 DK5+360.356JD7 DK7+130.418 DK7+205.418 DK7+281.902 DK7+358.386 DK7+433.386JD8 DK7+632.045 DK7+682.045 DK7+797
34、.174 DK7+912.303 DK7+962.3032.6 线形设计2.6.1 平面线形设计的一般原则兰州交通大学毕业设计（论文）18（1）平面线形应直接、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。（2）各级公路不论转角大小均应敷设直线，并尽量地选用较大地圆曲线半径。当公路转角过小时，应设法调整平面线形，当不得已而设置了小于 7的转角时，必须设置足够长的平曲线。（3）两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连。否则，应调整线形，使之成为一条单曲线或复曲线，也可以运用回旋线组合成卵形、C 型、复合型等曲线。（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜
35、。否则，应调整线形或运用回旋线而组合成 S 型平曲线。（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。（6）应避免连续急转弯的线形。2.6.2 平曲线的最小长度（1）平曲线的极限最小长度现行的公路路线设计规范（JTG D202006）规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最小长度，本次设计的二级公路最小长度取 100m。（2）平曲线的一般最小长度公路弯道在一般情况下是由两段缓和曲线和一段圆曲线组合而成的，中间圆曲线的长度也不宜小于 3s 行程。公路路线设计规范（JTG D202006）规定的平曲线最小长度如表 2.5 所示表 2.5 平曲线最小长度设计速度（km/h） 120 100
36、80 60 40 30 20一般值 600 500 400 300 200 150 100平曲线最小长度（m） 最小值 200 170 140 100 70 50 402.7 超高加宽设计2.7.1公路路线设计规范（JTG D202006）对超高的相关规定兰州交通大学毕业设计（论文）19表 2.6 不设超高的圆曲线最小半径设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20路拱2% 5500 4000 2500 1500 600 350 150不设超高的圆曲线最小半径（m） 路拱2% 7500 5250 3350 1900 800 450 200表 2.7 各级公路圆曲线最大超高
37、值公路等级 高速公路、一级公路 二级公路、三级公路、四级公路一般地区（%） 8 或 10 8积雪冰冻地区（%） 62.7.2公路路线设计规范（JTG D202006）规定超高加宽值二级公路圆曲线半径小于或等于 250m 时，应设置加宽，双车道公路路面加宽值规定如表 2.8。表 2.8 双车道路面加宽值加宽类别圆曲线半径（ m）25020020015015010010070705050303025252020151 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.8 2.2 2.52 0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 3加宽值（ m）0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 根据
38、现行公路路线设计规范（JTG D202006）规定，平曲线半径等于或小于250m 时，公路曲线部分的路面根据圆曲线的半径、交通组成等情况设置响应的加宽。由于本设计路段的曲线最小半径为 250m，所以应设置加宽，采用三类加宽。因为圆曲线半径小于不设超高最小半径（1500m），应设置超高。2.8 纬地软件平面设计2.8.1 平面主线设计点击“设计” “主线平面设计”如图 2.2 所示。点击“拾取”，选择线路的起点，再依次插入各个交点。在交点处拖动鼠标，把圆曲线拉出来，然后根据计算给出圆曲线半径和缓和曲线半径，试算直至符合规范要求，设计完成后点击“存盘”。兰州交通大学毕业设计（论文）20图 2.2
39、平面设计2.8.2 设计向导纬地设计向导启动后，程序自动从项目中提取“项目名称”、“平面线形文件”以及“项目路径”等数据。需选择项目类型为“公路主线”，并且指定设置本项目设计起终点范围进行最终设计出图的有效范围，该范围可能等于平面线形设计的全长，也可以是其中的某一部分。在其它设置栏中可以输入本项目的桩号标识（如输入 A，则所有图表的桩号前均冠以字母 A）和桩号精度（桩号小数的保留位数）。单击“下一步”进入本项目第一个分段的设置。项目分段 1 第一步：首先输入本项目第一段的分段终点桩号，系统默认为平面设计的终点桩号。如果整个项目不分段，即只有一个项目分段，则不修改此桩号。其次选择“公路等级”为“
40、二级公路”，根据公路等级程序自动从数据库中提出其对应的计算车速，选择计算车速为“60”。单击“下一步”进入项目分段 1 第二步的设置。项目分段 1 第二步：设计向导提示出对应的典型路基横断面型式和具体尺寸组成，直接根据本设计依据的标准修改并调整路幅总宽。选择完成后单击“下一步”进入项目分段 1 第三步。兰州交通大学毕业设计（论文）21项目分段 1 第三步、第四步引导完成项目典型填、挖方边坡的控制参数设置。根据本设计设置处理高填与深挖断面的多级边坡台阶。项目分段 1 第五步、第六步引导进行路基两侧边沟、排水沟形式及典型尺寸设置，根据本设计设置边沟、排水沟、截水沟型式及尺寸（要求均为梯形，底宽和深
41、度均为0.4m；边坡路堤为 1:1.5，路堑内侧为 1:1.5 外侧为 1:1.0）如图 2.3 所示图 2.3 边沟设置项目分段第七步提示选择确定该项目分段路基设计所采用的超高和加宽类型、超高旋转、超高渐变方式及外侧土路肩超高方式、曲线加宽位置及加宽渐变方式。点击“下一步”则开始项目的第二个分段的设置，如此循环直到所有项目分段设置完成，则进入纬地设计向导最后一步自动计算超高和加宽过渡段。如果只有一个项目分段，点击“下一步”，则直接进入纬地设计向导最后一步。纬地设计向导最后一步：点击“自动计算超高加宽”按钮，系统根据前面所有项目分段的设置结合项目的平面线形文件自动计算出每个交点曲线的超高和加宽
42、过渡段。对于过渡段长度不够或曲线半径太小的线元，系统以红色显示，便于进行检查。我们可以展开每一个曲线单元查看其超高和加宽设置，并且可以修改超高和加宽过渡段的位置和长度。兰州交通大学毕业设计（论文）22纬地设计向导结束对话框如图 2.4 所示。设定逐桩桩号间距（20m），程序将以此间距自动生成桩号序列文件，并增加所有曲线要素桩。程序把将要自动生成的四个数据文件列于对话框中，修改所输出数据文件的名称为自己想设置的名称。点击“完成”按钮，系统即自动计算生成路幅宽度文件（*.wid）、超高设置文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）和桩号序列文件（*.sta ），并自动将这四个数据文件添加到
43、纬地项目管理器中。图 2.4 设计向导（结束）如此即完成了平面选线及平曲线等平面设计内容，可以进行下一步纵断面相关设计。平面设计图如图 2.5 所示。兰州交通大学毕业设计（论文）23图 2.5 部分路线平面图兰州交通大学毕业设计（论文）243 纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，确定起伏空间线的位置，以便达到行车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的目的。3.1 二级公路纵断面设计的一般规定3.1.1 纵断面上的设计标高纵断面上的设计标高，即路基设计标高规定如下：（1）公路纵
44、断面由直线和竖曲线两种线形组成，直线的上坡和下坡用坡度和水平长度表示。在直线的坡度转折处应设置竖曲线，竖曲线线形可采用圆曲线或二次抛物线。（2）公路纵断面设计线上应标注设计标高，设计标高的基准位置规定如下：新建公路：高速公路和一级公路宜采用中央分隔带的外侧边缘位置；二级、三级、四级公路宜采用路基边缘位置；在设置超高或加宽的路段应为设置超高或加宽前该处边缘位置。改建公路：宜按新建公路的规定执行，也可视具体情况采用中央分隔带中线或行车道中线位置。3.1.2 二级公路纵断面设计标准本设计设计车速为 60km/h，纵断面相关设计标准规定如下：（1）最大坡度为 6%，长路堑以及横向排水不畅的路段采用不小
45、于 0.3%的纵坡，当采用平坡（0%）或小于 0.3%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。（2）最小坡长：150m。（3）最大坡长规定： 6%600m，5%800m，4%1000m ，3%1200m（4）最小竖曲线半径：凸形竖曲线一般值为 2000m，极限值为 1400m；凹形竖曲线最小值为 1500m，极限值为 1000m。兰州交通大学毕业设计（论文）25（5）竖曲线最小长度：一般值为 120m，极限值为 50m。（6）最大合成坡度 9.5%，最小合成坡度为 0.5%（7）平均纵坡：不应大于 5.5%3.1.3 纵断面设计原则（1）纵面线形与地形相结合，组成视觉连续,平顺而圆滑的线形，避免在短
46、距离内出现频繁起伏。（2）纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与环境的影响。（3）应避免出现能看见近处很远处而看不见凹处的线形。（4）在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。（5）平原微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。（6）计算行车速度60km/h 的公路必须注重平纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求。（7）平、纵配合的视觉应在视觉能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性。（8）平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调。（9）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线略
47、大于竖曲线，即满足“平包竖”的要求。（10）平、纵面线形组合视觉应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。（11）在直线段内不能插入短的竖曲线。3.2 纵坡坡度设计3.2.1 概述沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。 纵断面设计根据地形、地质、水文、地物，综合考虑平面、横断面而设。设计纵坡连续、协调、充分利用旧路。兰州交通大学毕业设计（论文）26纵断面是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一，见附录纵断面设计图。在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折
48、线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。3.2.2 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。公路路线设计规范（JTG D202006）规定的公路最大纵坡如表 3.1 所示。表.3.1 最大纵坡设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20最大纵坡（%） 3 4 5 6 7 8 9（1）设计速度为 120km/
