道路桥梁与渡河工程设计书Word文档下载推荐.docx
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2014年初交通组成及交通量见下表2-1，预测交通量增长率为5.5%。
表2-12014年交通量
车型分类
代表车型
数量（辆/d）
小汽车
桑塔纳2000
12500
中型车
江淮HK6911
1500
丰田FDA110L
1000
大型车
黄海DD680
900
黄河JN253
拖挂车
五十铃EXR181L
500
《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）中规定：
确定道路等级时候交通量换算采用小客车为标准车型，各汽车代表车型和车辆折算系数规定见下表2-2（《公路工程技术标准》）。
表2-2代表车型和车辆折算系数
车型
折算系数
车种说明
小客车
1.0
≤19座客车质量<
2T货车
1.5
≥19座客车和载质量2-7T货车
2.0
载质量7-14T
3.0
载质量≥14T
2.1.2设计交通量计算
设计交通量是指拟建道路到预测年限年时所能达到的年平均日交通量，其值是根据历年交通观测资料预测求得，目前多按年平均增长率计算确定。
（检查全文对齐格式）
（2-1）
式中：
AADT—设计交通量（pcu/d）；
ADT—起始年平均日交通量（pcu/d）；
—年平均增长率（%）；
n—预测年限。
由上式计算得到：
12500+1500×
1.5+1000×
1.5+900×
2.0+1000×
2.0+500×
3.0=21550PCU/d
通车年交通量为:
设计年限交通量为:
2.1.3主要技术标准的确定
高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。
四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆；
六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000～80000辆；
八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000～100000辆/日。
由以上规定结合拟建道路在国家和广西省的公路网的任务及功能，参考当地经济和土地资源情况。
根据《公路工程技术标准》[1]，《公路路线设计规范》[2]道路等级确定为高速公路，项目处于平原微丘区，根据沿线地形、地貌特征，公路等级，交通量以及相关规范，设计速度采用100Km/h，双向4车道，行车道宽度为3.75m。
路基宽度为26m（0.75m+3m+3.75m×
2m+3.5m+3.75m×
2+3m+0.75m）。
公路等级及主要技术标准汇总于下表2-3
表2-3主要技术指标
项目
单位
规范值
公路等级
高速公路
设计速度
km/h
100
路基宽度
m
26
平曲线一般最小半径
一般值
700
极限值
400
不设超高平曲线最小半径
4000
直线长度
最小值
同向曲线间
6V（600）
反向曲线间
2V（200）
停车视距
≥160
最大纵坡
%
4.0
最小坡长
250
凹竖曲线
最小半径
4500
视觉要求
10000
凸竖曲线
16000
最大超高渐变率
1/225
路基设计洪水频率
1/100
2.2选线
2.2.1道路选线一般原则
路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。
影响路线设计除自然条件外尚受诸多社会因素的制约，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）以平面线形为主，合理解决避让、穿越、趋就等问题，穿线过程不考虑纵坡的限制。
2）以设计数据为主导，远景设计为目标，大致控制细部。
3）线形要求短捷、平顺、有美感。
4）正确处理线形与环境的关系“少占田，避拆房，尽量不穿塘”，使路线的设置与周围环境相协调。
5）正确处理路线与城镇的关系：
应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，“靠村不进村，利民不扰民”；
尽量避开重要的电力、电讯设施。
6）处理好路线与桥位的关系。
①一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好在直线上，条件受限时也可设置斜桥或曲线桥。
②小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲，可采取改河措施或改移路线。
7）注意不良地质的处理。
8）正确处理新旧路的关系：
平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，正确布置路线交叉。
2.2.2本次设计中选线
在本设计中,路线的起终点已是确定的,因而在其中的走法有很多种。
我们选线的任务就是在这众多的方案中选出一条符合设计要求的、经济合理的最优方案。
但影响选线的因素有很多,这些因素有的互相矛盾,有的又相互制约,各因素在不同情况下的重要程度也不相同,不可能一次就找出理想方案来,所以最有效的方法就是进行反复比选来求最佳方案。
在本设计的地形图上,结合设计资料,我最初拟定了两种可能的路线走向方案（如平面设计面所示）已采用的推荐方案为方案Ⅰ；
未采用的方案为方案Ⅱ。
2.3平面线形设计原则
1．平面线形设计必须满足《标准》和《规范》的要求。
2．平面线形应直捷、流畅，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
平面线形应直捷、流畅，并与地形、地物相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲，这是美学、经济和环保的要求。
3．保持平面线形的均衡和连续。
（1）直线与平曲线变化应连续、均衡，圆曲线半径和长度与相邻直线长度相适应。
直线与平曲线的组合中尽量避免以下不良组合：
长直线尽头接小半径曲线，短直线接大半径的平曲线。
（2）平曲线与平曲线的组合：
相邻平曲线之间的设计指标应均衡、连续，避免突变。
（3）高、低标准之间要有过渡
4.注意与纵断面设计相协调。
应考虑某些道路纵断面设计的特性，为纵断面设计留有余地，以利于平纵线形组合设计。
5．平曲线应有足够的长度。
平曲线长度过短，驾驶员需急转转向盘，高速行驶不安全，离心加速度变化率过大，使乘客感到不舒适。
因此，平曲线应有一定长度。
2.4各项设计参数确定
2.4.1直线
（1）直线最大长度
我国对于直线的长度未作出具体规定，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。
在景色有变化的地点其直线的最大长度（以Km计）可以大于20V（V为设计车速，以Km/h计），在景色单调的地点最好控制在20V以内。
（2）曲线间直线最小长度
同向曲线间的直线最小长度：
同向曲线间若插入短直线，容易把直线和两端的曲线构成反弯的错觉，甚至把两个曲线看成是一个曲线。
这种线形破坏了线形的连续性，容易造成驾驶员操作的失误。
《公路路线设计规范》规定同向曲线的最短直线长度以不小于6V为宜。
在受到条件限制时无论是一级公路还是低速公路都宜在同向曲线间插入大半径曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或者C形曲线。
反向曲线间的直线最小长度：
转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和驾驶人员的转向操作需要，其间直线最小长度应予以限制。
《公路路线设计规范》规定反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以Km/h计）的两倍为宜。
2.4.2圆曲线
（1）圆曲线的最小半径
表2-4半径规定值
设计速度（Km/h）
120
80
60
极限最小半径（m）
650
125
一般最小半径（m）
200
不设超高最小半径（m）
路拱≤2%
5500
2500
路拱﹥2%
7500
5250
3350
1900
我国《公路路线设计规范》对于不同设计速度的公路圆曲线规定了一般最小半径、极限最小半径、不设超高最小半径。
具体规定值如下表2-4所示（《公路路线设计规范》）
（2）圆曲线半径的选用原则：
选用曲线半径时，应尽量根据地形地物等条件，尽量采用较大半径的曲线，必须能保证汽车以一定的速度安全行驶。
具体要求如下：
一般情况下，宜采用极限最小平曲线半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；
地形条件受限时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；
地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；
应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，使路线平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变；
应同纵断面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合，最大半径不宜超过10000米。
本次设计中设计速度为100Km/h，由《公路路线设计规范》中表7.3.2得本设计中公路圆曲线极限最小半径为400米，一般最小半径为700米。
2.4.3缓和曲线
（1）缓和曲线的有关规定：
1．直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线径相连接处，应设置缓和曲线。
2．半径不同的同向圆曲线相连接处，应设置缓和曲线，当符合规范规定的特定条件时可不设缓和曲线。
3．各级公路的缓和曲线长度应满足规范规定的长度值要求。
4．回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增大。
当圆曲线部分按规定需要设置超高时，缓和曲线长度还应大于超高过渡段长度。
（2）最小长度
为使驾驶员能从容地打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅，圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线内完成，所以应规定缓和曲线的最小长度。
从以下几方面考虑：
1．旅客感觉舒适
2．超高渐变率适中
3．行驶时间不过短
《公路路线设计规范》中给出了不同设计速度的缓和曲线最小长度如下表2-5所示
表2-5缓和曲线最小长度
缓和曲线最小长度（m）
85
70
查照《公路路线设计规范》中表7.4.3可得本设计缓和曲线最小长度的最小值为85米，一般值为120米。
（3）回旋线参数值A
回旋线参数应与圆曲线半径相协调，研究认为：
回旋线参数A和与之相连接的圆曲线之间只要保持，便可得到视觉上协调而又舒顺的线形。
当R在100m左右时，通常取A=R；
如果R＜100m，则选择A=R或大于R。
反之，在圆曲线半径较大时，可以选择A在左右，如果R超过了3000m，即使A小于，在视觉上也是没有问题的。
2.4.4平曲线长度
汽车在道路的曲线段上行驶时如果平曲线太短，驾驶员需要急转转向盘，高速行驶时候是不安全的，乘客也会因为离心力太大而感到不舒服。
另外驾驶操纵来不及调整。
所以《公路路线设计规范》规定了平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）最小长度如下表2-6。
表2-6平曲线长度
40
30
20
一般值（m）
850
350
最小值（m）
170
140
50
查照《公路路线设计规范》中7.8.1可得本设计中平曲线的最小长度的一般值为500米，最小值为170米。
2.4.5本设计中各参数规定值
综上叙述：
本次设计中（设计速度为100Km/h）各参数的规范规定值如下表2-7所示。
表2-7参数规定值
参数
极限最小值
同向圆曲线间直线最小长度
600
—
反向圆曲线间直线最小长度
圆曲线最小半径
缓和曲线最小长度
平曲线最小长度
2.4.6本次平面线形设计过程
本设计标段处于山岭区，地势起伏较大，河流水塘众多，应考虑的控制点较多，因而平面线形的设计应综合考虑路线总体布置而设计。
尽量避免采用最小圆曲线半径，但是没有为避免使用一般最小圆曲线而特意增加工程量。
在避让局部障碍物时注意了线形的连续、舒顺。
同时，平面线形充分利用了地形处理好平、纵线形的组合，在平面线形设计时候兼顾到了纵断面的设计。
本次设计中在平面线形设时，均合理使用了《规范》所规定的各种指标，圆曲线半径均大于规范规定的一般值。
而且缓和曲线长度也尽量和圆曲线长度大致相等，满足缓-圆-缓的比例为1:
1:
1-1:
2:
1之间，使得线形更加平顺，利于行车。
同时，平曲线长度也大于规范对于其长度规定一般值。
总之，本次设计中的平面线形设计及组合设计满足一级公路对于平面线形指标的要求。
2.3平曲线计算
2.3.1基本型曲线设计与计算
对称基本型曲线计算图式3.1
（1）曲线元素计算公式如下：
（m）（2-2）
（m）（2-3）
=
（2-4）
（m）（2-5）
（m）（2-6）
（m）（2-7）
（m）（2-8）
-----设缓和曲线后圆曲线内移值（m）；
q-----缓和曲线切线增长值（m）；
-----缓和曲线长度（m）；
------缓和曲线终点缓和曲线角（
）；
------切线长（m）；
------圆曲线半径（m）；
-----曲线长（m）；
-------转角（
-------外距（m）；
-------切曲差（m）。
（2）主点桩里程计算公式如下：
ZH=JD-TZH—第一缓和曲线起点（直缓点）
HY=ZH+
HY—第一缓和曲线终点（缓圆点）
YH=HY+-2
YH—第二缓和曲线终点（圆缓点）
HZ=YH+
HZ—第二缓和曲线起点（缓直点）
QZ=HZ-
QZ—圆曲线中点
JD=QZ+
由于本次设计中未采用非对称型基本曲线，所以非对称型基本曲线的计算图式及公式不再赘述。
2.3.2计算实例
以本设计中JD1为例计算平曲线要素，计算过程如下：
（1）平曲线要素计算
交点桩号K2+162.472，曲线半径R=2000m，前后缓和曲线长度
=400m。
=5.730（o）
内移值:
=3.332（m）
切线增值:
=199.93（m）
切线长:
=600.541（m）
曲线长:
=1189.469（m）
圆曲线长:
=389.469（m）
外距:
=42.994（m）
切曲差:
=11.613（m）
（2）计算主点桩里程
JD1K2+162.472
-T600.541
ZHK1+561.931
+LS400
HYK1+961.931
+L-2LS389.469
YHK2+351.400
+LS400
HZK2+751.400
-594.734
QZK2+156.666
+5.806
2.3.3本设计中平面设计方法
本次设计主要是利用计算机辅助定线。
将选定的路线的起点、终点和两个交点输入纬地三维道路CAD系统后，利用纬地三维道路CAD软件和人工进行平面线的动态交互设计，最后由纬地系统进行曲线要素、主点桩里程的计算和相关成果图表的生成。
相关成果详见图表文件部分。
第三章纵断面设计
3.1纵断面设计原则及要点
3.1.1一般原则
纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。
基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。
（1）一般要求为：
1．设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）的各项规定。
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。
3．尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。
连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。
4．一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。
5．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。
6．对连接段纵坡，如大、中桥引道等，纵坡应和缓、避免产生突变。
7．在实地调查基础上，充分考虑通道、水利等方面的要求。
（2）组合设计原则
1．应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
2．注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。
3．选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。
4．注意与道路周围环境的配合，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。
（3）平纵线形组合的要求
1．平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。
2．平曲线与竖曲线大小应保持平衡。
3．要选择合适的合成坡度。
3.1.2本次设计纵断面设计难点
本设计标段处于平原微丘区，由于地势起伏大，农田水塘分布较广；
而且本地区雨量充沛，对土基最小填土高度也要求较高；
对于需要穿越的丘陵地段，挖方量较大，对超过20m的挖方地段，需要进行稳定性分析,填挖大的地方需要修筑隧道。
所以，本设计标段在纵断面设计时十分复杂，困难也比较多。
国内近年来很多高速公路在纵断设计上采用了高填路堤方案，特别是在地势较为平坦的地段，为了满足农村和地方上大量频繁的地方交通，通道和小河航航道下穿净高的要求，纵坡始终降不下来，将路堤填土高度大大高于地面，平原、微丘区的一级公路就宛如一条土堆的“长龙”，在自然地形中显著凸出，阻隔着人们的视线，破坏地形地物，严重影响自然景观，不能不说是一大遗憾，而且这种遗憾恐怕是永久性的。
纵坡变换频繁，坡长过短，则汽车加速、减速时换档频繁，不仅增加了驾驶员的精神负担，诱发交通事故，而且还会造成环境污染。
另外由于高填方路堤自身荷载很大，而且其作用在地基上的时间持久，可能会导致地基（尤其是软土地基）的变形和沉降，使路基失稳；
路基的变形和沉降会导致路面出现反射裂缝，使路面丧失一定的使用性能，降低其服务水平。
3.1.3本次纵断面设计要点
本次纵断面设计的关键技术是有效减少填挖方量，考虑隧道位置。
因为本公路沿线的地方道路较多，所以本设计路段公路的控制高程由路堤最小临界填土高度和结构物（通道、涵洞等）标高两部分进行控制。
所以如何合理的确定有关构造物的类型、控制标高和数量是有效降低填挖方量与桥墩高度的关键技术。
本次设计中在下面三个方面进行探讨了和论证。
第一，构造物类型的选择。
关于被交路上跨或下穿的选择，不仅对纵断面线形设计的工程造价有着举足轻重的作用，还对线形设计效果及其使用质量的优劣有着重要影响。
分离式立体交叉设置时，必须充分利用地形有利条件结合高速公路的填土高度，合理确定被交路上跨或下穿方案。
上跨主线的分离式立交桥，往往存在纵坡较大、接线处理难等缺点，所以一般宜采用主线下跨方案。
高速公路与地方道路、农耕道路及人行通道相交时可以考虑设置天桥和通道两种情况，选择天桥纵断面上不必设置竖曲线，同时可以降低路基填筑高度，节约占地；
选择设置通道时，该处需要设置竖曲线，路基填筑高度相对的将要提高。
仅就天桥与通道相比，天桥造价为通道造价的1．3-2倍，但是天桥可以使路基填高降低，则每公里可以节约大量土方。
通道虽然比天桥造价低，但是由于通道标高低，在降水量大的季节可能会积
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