1、 设计总说明书一、概述（一） 、任务依据根据合肥学院工程管理专业道路与桥梁工程方向道路与桥梁工程概论任务书 。（二） 、设计标准1、根据设计任务书要求，该设计路线为微丘区（是指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在 20以下，相对高差在 100以内，设线一般不受地形限制）三级公路。设计速度为40km/h，路基为双幅双车道，宽度 8.5m，车道宽度 3.5m。起终设计高程均为地面高程。2、设计执行的部颁标准、规范有：公路工程技术标准JTGB01-2003公路路线设计规范JTJ011-94 公路路基设计规范JTJ013-95公路沥青路面设计规范JTJ014-97公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2
2、002（三） 、路线起讫点本路段起点 A：K090.00 为所给地形图坐标（6308.6832，6646.0742，205.3） ，终点 B：K01490 为所给地形图坐标（7137.7297,7742.4193,215.4） ，全长 1.4公里。 （四） 、沿线自然地理概况该工程整个地形、地貌特征平坦，地形起伏不大，最高海拔高为 271.8 米，最低海拔高为 205.3 米，总体高差在 66.5 米左右。（五） 、沿线筑路材料等建设条件沿线地方材料有：碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等。其他材料如沥青、水泥、矿粉需到外地采购。二、路 线本路段按三级公路标准测设，设计车速 40KM/h，测设中在满
3、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，以达到视觉和心理上的舒展。路线测设里程全长 1.4 公里，主要技术指标采用情况如下：平曲线个数（个） 3 平均每公里交点个数（个） 1.5平曲线最小半径(米/个） 200/1平曲线占路线长（%） 52 直线最大长(米） 467.439变坡点个数（个） 9 平均每公里变坡次数（次） 2.3最大纵坡（%） 4.15最短坡长（米/处） 200凸型竖曲线最小半径（米/处） 3000凹型竖曲线最小半径（米/处） 2000 三、 横断面设计1、路基横断面布置： 0.75+3.75
4、+3.75+0.75=8.5 米式中数字自左至右分别为：左路肩、行车道、行车道、右路肩。路面横坡设置（不含超高路段）：路肩为 3%，行车道为 2%。2、加宽、超高方式全线加宽采用比例过度，超高方式为绕内边线旋转。路基土石方计算控制标高为土基标高，不含路面厚度。3、路基施工注意事项：路基施工应严格按规范进行，对能作为填方用土的挖方应尽量移挖作填，尽量减少取、弃土场地。取、弃土场地应选择荒山、山地处，不得随意乱弃，堵塞河道，且要做好防护，绿化工作，以免造成水土流失。土基填筑前应进行清表、清淤，耕地填前夯实工作，做好填前排水。（二）排水1、排水：挖方路段路面雨水通过路肩进入边沟，填方路段路面雨水经坡
5、面散排至排水沟。四、本次设计项目1、确定道路技术等级和技术标准2、纸上定线3、平面定线设计4、路线纵断面设计5、路线横断面设计第 1 章 设计说明1.1 工程概况该设计路线为微丘区（是指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在 20以下，相对高差在 100 以内，设线一般不受地形限制）三级公路。设计速度为 40km/h，路基为双幅双车道，宽度 8.5m，车道宽度 3.5m。起终设计高程均为地面高程。1.2 公路技术等级及技术标准1.2.1 公路技术等级设计路段公路等级为三级，适应于将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为 20006000 辆。1.2.2 技术标准(1)、控制要素：、服务水平：三级、设计
6、车速：40km/小时(2)、平面设计技术指标：、圆曲线最小半径：、一般值：100m、极限值：60m、不设超高最小半径：600m、最大半径：10000m、缓和曲线最小长度：35m、平曲线间插直线长度：同向平曲线间插直线长度应大于 6V（240m）为宜，同向平曲线间插直线长度应大于 2V（80m）为宜。、平曲线最小长度：70m(3)、纵断面设计技术指标：、最大纵坡度：7%、最小坡长：120m、不同纵坡度最大坡长：纵坡坡度与最大坡长 表 1-1纵坡坡度(%)最大坡长(m)3 4 11005 9006 7007 500注：当纵坡坡度小于或等于 3%时，最大坡长没有限制。、竖曲线最小半径和最小长度：竖曲
7、线最小半径和最小长度 表 1-2一般值 700凸形竖曲线半径(m)极限值 450一般值 700凹形竖曲线半径(m)极限值 450竖曲线最小长度(m) 35、纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值：10%(4)、路基横断面技术指标：、行车道宽度：23.5m、土路肩宽度：20.75m、路基总宽度：8.5m、视距保证：、停车视距：40m、会车视距：80m、超车视距：200m、双车道路面加宽值： 设计路段采用第 3 类加宽值，不同圆曲线半径、下的路基全加宽值如下表：圆曲线半径(m)加宽值(m)圆曲线半径(m)加宽值(m)250200 0.8 10070 2.0200150 1.0 7050 2.51501
8、00 1.5、路拱及土路肩横坡度：路拱横坡度取用 2%，土路肩横坡度取用 3%。、不同圆曲线半径的超高值：圆曲线半径与超高 表 1-3圆曲线半径(m) 超高值(%)600390 1390270 2270200 3200150 4150120 512090 69060 7注：当圆曲线半径大于 600m 时，可不设超高。第 2 章 平面选线及定线2.1 平面选线2.1.1 平面选线的原则(1)、在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。(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、运营费用省、效
9、益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽可能的采用较高的技术指标。不轻易采用极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过分增大。(3)、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。(4)、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。2.1.2 选线过程(1)、控制点的选定(2)、加密控制点(3)、确定路线
10、走向：在前面各项工作的基础上，顺着等高线，避免初定的路线尽量少的切割等高线，把各个控制点连结起来，定出路线的走向。考虑到路线在各控制点间的不同连结方式，初步定出甲、乙、两条路线方案。(4)、方案比选：分别对甲、乙两条路线方案作进一步的研究，得出各个方案的主要技经济指标，如表 2-1 所示：各路线方案主要技术经济指标比较表 表 2-1指标 单位 方案甲 方案乙路线总长 km 623 715通过村庄个 0 0回头弯 个 0 0线形 好 中土石方量中 较多挡土墙 少 中总造价 较低 较高比较结果推荐通过上表的比较发现，乙方案的各项技术经济指标都较平均，造价较高，还难以满足平曲线间插直线长度要求。相比
11、之下，甲方案的综合指标比乙都好，所以推荐甲方案。2.2 纸上定线设计路段为微丘区三级公路，地形较复杂，横坡陡峻，路线平、纵，横面所受的限制较严，定线时应尽可能的克服高程。2.2.1 定导向线：(1)、首先在 1:2000 的地形图上，仔细研究路线选线阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形，拟定路线走法。(2)、地形图上的等高线间距为 10m，选用 5.0%的平均自然坡度，按式 2-1 算出等高线间平距： (式 2-1)hai均由式 2-1 得：102m.5a使两脚规的开度等于 （按图上的比例尺为 10cm） ，从路线起点 A 开始，拟定的路线走法在等高线上依次截取各点，直到最后一
12、点的位置和标高按近路线终点 B 为止。(3)、连接各点，分析该折线在利用地形和避让地物，以及工程艰巨的情况，从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点，并重新连接各点。2.2.2 确定路线位置第 3 章 线路平面设计3.1 确定平面设计所需数据3.1.1 确定交点坐标(1)、根据地形图上所定出的路线位置，通过地形上的等高线推算各交点的坐标。(2)、按上述方法推算出的各交点坐标如表 3-1。 交点坐标表 表 3-1交点 X（N） Y（E）起点 6308.68326646.0742JD16462.16406775.3479JD26560.66066949.4123JD36606.76067144.02
13、68终点 7137.72977742.41933.1.2 初拟平曲线半径及缓和曲线长纸上定线时所初定的各交点处平曲线半径及缓和曲线长如表 3-2。半径及缓和曲线长 表 3-2交点 半径(m)缓和曲线长(m)JD1 300 25JD2 300 25JD3 300 253.2 平面设计计算3.2.1 平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为 ，第 个交点坐标为),(0YXJDi，则：niYXJDi ,3 2,1 ),(122 : (3-2) () iiXYL坐 标 增 量 式交 点 间 距 式象 限 : arctg(-4) 0 , : 180XXYfw
14、角 式计 算 方 位 角 当 时 当 时1 (3-5) , : 36: iiifA式当 时当 时转 角 (-6) “i 式当 为 时 路 线 右 偏 ,当 为 时 路 线 左 偏(2)、曲线要素计算：2243 (m) (3-7)0 868() tg () (3-9)sssssLqRpTqLyR式式式 102 (-)()ec32 EpJT式式式 (-1)式3.2.2 平面设计计算过程一、起终点及交点坐标：1: 6308.6832 , 6646.07422: 6462.1640 , 6775.34793: 6560.6606 , 6949.41234: 6606.7606 , 7144.02685
15、: 7137.7297 ， 7742.4193二、半径及缓和曲线长：2: 300 25.0003: 300 25.0004: 300 25.000三、方位角和交点间距：fw( 1- 2) : 40.1067L( 1- 2) : 200 fw( 2- 3) : 60.4961L( 2- 3) : 200 fw( 3- 4) : 76.6735L( 3- 4) : 200fw( 4- 5) : 48.4165L( 4- 5) : 800四、 转角：由公式（3-6）得 2 右 = 2- 1=202256 3 右 = 3- 2=161044 4 左 = 3- 4=281542 五、 曲线要素：对于 J
16、D1 处的曲线取 R=300mR 一般 min=100mLS=40m35m 2 右 =202256由公式（3-7）-（3-13）得q1= 40/2-403/(240*3002)=20.00mp1= 402/(24*300)-404/(2384*3002)=0.22m 1=28.6479*40/300=34910.99 2 左 /2T1=(300+0.22)tg(202256/2)+20.00=73.99 mL1=(202256-2*34910.99)*300/180+2*40=146.74m70mE1=(300+0.22)sec(202256/2)-300=5.04mJ1=2* T1- L1=
17、2*73.99-146.74=1.24m则圆曲线长度 L1= L1-2* LS=66.74m35m满足要求，初步可以按此方案设定曲线。同理，接下来的 JD2、JD3、JD4 处的曲线元素可以如下设置（考虑反向曲线间直线的长度要大于 80m，同向的要大于 240m）R2=300m LS2=40mq2=20.00m p2=0.22m 2=34910.99 T 2=62.67mL2=124.69m E2=3.24mJ2=0.65mR3=300m LS3=40mq3=20.00m p3=0.22m 3=34910.99 T 3=95.57mL3=187.91m E3=7.85mJ3=3.23m六、平曲
18、线间插直线长度：L( 2- 3) : 124.69120 L( 3- 4) : 187.91120 满足曲线最小插直线段要求七 交点桩号：由公式（3-3）得起点与 JD2 之间的距离为：D1=200mD2=200mD3=200mD4=800m起点桩号： K0+90.00jd( 1) : K0+290jd( 2) : K0+490jd( 3) : K0+690八、各曲线要素点桩号：起点桩号：K0+90.00对于 JD2 处的曲线：JD2：K0+90.00+200= K0+290ZH2=JD2-T1=K0+216.01HY2=ZH2+LS1=K0+256.01QZ2=ZH2+L1/2=K0+289
19、.38HZ2=ZH2+L1=K0+362.75YH2=HZ2- LS1=K0+322.75校核：JD2+ T 1=K0+290+73.99=K0+363.99HZ2+ J1= K0+362.75+1.24=K0+363.99两者相等，故以上桩号即为所求。同理，计算其它曲线处桩号可得以下数据：JD3=HZ2+S=K0+362.75+200-73.99=K0+488.76ZH3=K0+426.09 HY3=K0+466.09QZ3=K0+488.435 HZ3=K0+550.78YH3=KO+510.78JD4=K0+688.11ZH4=K0+592.54 HY4=K0+632.54QZ4=K0+
20、686.495 HZ4=K0+780.45YH4=K0+740.45九、逐桩坐标表： 桩号 X 坐标 Y 坐标 方向角JD1 6462.1640 6775.3479 2 右 =202256JD2 6560.6606 6949.4123 3 右 =161044JD3 6606.7606 7144.0268 4 左 =2815423.3 平面设计成果3.3.1 绘制平面图根据直线、曲线及转角表和逐桩坐标表在地形图绘制线路平面图，具体见附表一。第 4 章 路基纵断面设计4.1 竖曲线计算根据平纵组合原则以及纵断面设计有各项工程技术标准，按公式 确定各变坡点处所取用的竖曲线半径，以及定/LR坡时在 C
21、AD 上算出的各直线段坡度和桩号、坡长如表 4-1所示：变坡点数据表 表 4-1变坡点竖曲线半径(m)坡度(%) 桩号 坡长(m)起点 / / K0+90.00 /变坡点 1 700 0.286 K0+290.00200变坡点 2 700 0.286 K0+490.0 2000边坡点 3 700 0.286 K0+690.00200终点 / / K0+1490.00/4.2 竖曲线要素计算竖曲线要素设计公式为： 21 (4-1)i式“+“-式 中 :当 为 时 表 示 凹 形 竖 曲 线 ,当 为 时 表 示 凸 形 竖 曲 线: (-2)42LRT竖 曲 线 长 度 式竖 曲 线 切 线 长
22、 式 3: (-)E竖 曲 线 外 距 式根据前面确定的竖曲线半径及坡度值，计算各变坡点处的竖曲线要素如下：(1)、变坡点 1：( )m0Rm 170.245.8 1 83.6. )( 052872RTELi凸 形(2)、变坡点 2：(R=750m)m 90.75281.36 628.73.75)( 091012RTELi凸 形4.3 纵断面设计成果表由前面的计算即可确定出各直线段坡线上所对应的中桩标高，再由公式 算出竖曲线内各点的竖距，凸形竖Rxh2/曲线的曲线上中桩标高即为对应直线坡线标高减去竖距 ，h凹形竖曲线的曲线上中桩标高即为对应直线坡线标高加上竖距 。由此即可确定纵断面线上各中桩的
23、标高，也就可以h算出各中桩的填、挖高度。4.4 绘制路基纵断面图根据纵断面设计成果表绘制纵断面图。纵断面图一般采用横向 1:2000，纵向 1:200 的比例尺绘制，由上、下两部分内容组成。上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线，并标注竖曲线及其要素，以及沿线人工构造物的位置结构类型、孔数和孔径等。下部主要用来填写线路纵坡的有关数值。至上而下分别填写：坡长及坡度，设计标高，地面标高，填挖高度，直线及平曲线，超高。纵断面图见附图二纵断面设计图 。 第 5 章 路基横断面设计5.1 超高计算(1)、确定路拱及路肩横坡度：为了利于路面横向排水，应在路面横向设置路拱。按工程技术标准，采用折线形路拱，路拱横
24、坡度为 2%。由于土路肩的排水性远低于路面，其横坡度一般应比路面大 1%2%，故土路肩横坡度取 3%。(2)、超高横坡度的确定：为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，当平曲线半径小于不设高的最小半径值时，应在路面上设置超高，而当平曲线半径大于不设超高时的最小半径时，即可不设超高。拟建公路为山岭重丘区三级公路，设计行车速度为 40km/小时。按各平曲线所采用的半径不同，对应的超高值如表 5-11：圆曲线半径与超高 表 5-11圆曲线半径(m)超高值(%)圆曲线半径(m)超高值(%)600390 1 150120 5390270 2 12090 6270200 3 9060 7200150
25、4当按平曲线半径查表 5-11 所得超高值小于路拱横坡度值（2%）时，取 2%。(3)、缓和段长度计算：超高缓和段长度按下式计算：(式 5-3)PBLci式中： 超高缓和段长度(m)；c旋转轴至行车道外侧边缘的 (m)； B旋转轴外侧的超高与路拱横坡度的代数差；i超高渐变率，根据设计行车速度 40km/小P时，若超高旋转轴为路线中时，取 1/150，若为边线则取 1/100。根据上式计算所得的超高缓和段长度应取成 5m 的整数倍，并不小于 10m 的长度。拟建公路为无中间带的三级公路，则上式中各参数的取值如下：绕行车道中心旋转： (式 5-4)zyiBi ,2绕边线旋转： (式 5-5)yi
26、,式中： 行车道宽度(m)； B超高横坡度； yi路拱横坡度。 z（4） 、各平曲线处的超高值计算：交点 1： ，查表取 m25 ,3.96sLR，% ,0 ,5zyiPi i49 50 mc csBLP取014.286mzcyixL用公式计算，所得结果如表 5-13：交点 1 超高计算表 表 5-13交 点桩 号加 宽(m)x(m)外侧超高(m)中线超高(m)内侧超高(m)K0+90.0000.000 0 0 0 0K0+190.000.000 10 0.126 0.09 0.08K0+216.010.000 20 0.13 0.11 0.09JD1K0+256.010.000 25 0.3 0.27 0.15K0+289.380.000 30 0.4 0.3 0.25K0+362.75 0.000 50 0.5 0.4 0.36.编制路基设计表7.绘制路基横断面图见附图
