整理第二部分道路线形设计.docx
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整理第二部分道路线形设计
第二章道路线形设计
一公路选线原则
平原地区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。
平原地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。
而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增长了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。
选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。
①平原地区公路选线应符合以下原则：
（1）根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。
（2）认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入
调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。
（3）充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面线形短捷顺直，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。
（4）充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济
的发展。
平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧张能，人均耕地0.5~1.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系，常用的方法是利用河堤，利用河堤好处较多，除了节省耕地，不破坏水系外，还有以下一些好处：
①利用老路，这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的，长期的自重作用和车
辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；②可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；③由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，接生了耕地；④可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过10km多为一些低等级砂石
路相连且人口较多，每个乡镇达到4~8万人，当道路等级提高后，可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；⑤有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。
平原二级公路选线方法有多种，主要有视察，初测与初步设计。
实测与施工图设计等
步骤：
1.全面布局2.逐段安排3.具体定线
二平面线形设计
2.1基本线形设计的要求
直线、圆曲线和缓和缓和曲线称为“平面线形三要素”。
1、直线
直线是平面线形中的基本线形，它所具有的线形特征是直线以最短的距离连接两目的地，路线短捷，缩短里程，行车方向明确且线形简单容易测设等优点；但过长的直线，线形呆板，司机容易因为行车单调引起疲劳，也易发生超车和超速行驶等，直接影响行车安全。
因此必须对直线长度加以限制，受地形条件或其它特殊情况限制而采用长直线时，其长直线上纵坡不宜过大，且长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，其余规定应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。
本路
段设计车速为80km/h，根据《公路路线设计规范》JTGD20-2006,两圆曲线间以直线径相连接时，同向圆曲线间最小直线长度以不小于6V=680=480米为宜;反向圆曲线间的最小直线长度以不小于2V=280=160米为宜。
2、圆曲线
在平面线形中，圆曲线是最常用的基本线形，它在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置，能较好的适应地形变化，易与地形、地物、景观等配合协调；但它的视距条件差。
各级公路不论转角大小均应设置圆曲线，它是平曲线的主要组成部分。
（1）、设计标准
圆曲线最小半径：
《公路路线设计规范》JTGD20-2006作了如下规定：
在选用圆曲线半径时，应与设计速度相适应，设计车速80km/h时，圆曲线一般最小半径为400m极限最小半径为250m“一般值”是按计算行车速度行驶的车辆能保证其安全性和舒适性的最小半径，为正常情况下的采用值，“极限值”是按计算行车速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径，为条件受限制时可采用的值。
圆曲线最大半径：
选用大半径曲线可使行车舒适，但圆曲线半径过大，会使圆曲线过长，对测设施工不利，且过大的圆曲线半径其几何性质与直线无多大差异，同时也无谓增加计算和测量的麻烦。
因此《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定圆曲线最大半径不宜超过10000m
平曲线长度：
从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉等方面的要求来考虑，应对平曲线长度加以限制。
《公路路线设计规范》制定的二级公路设计车速为80km/h时平曲线一般长度为400m最小长度为140m
当公路转角小于或等于7°时，曲线长度往往看上去较实际长度短。
因此，为避免造成视觉错误、保证行车安全，在进行平曲线设计时应避免设置小于7°
的转角。
当条件受限时，在转角等于或小于7°处应设置较长的平曲线，其长度
应符合规范规定。
（2）、圆曲线半径的选用原则
圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。
选用半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设计条件。
在确定圆曲线半径时，应注意：
一般情况下以采用极限最小半径的4~8倍或超高为2~4%勺圆曲线半径为宜；当地形条件不受限制时，应尽量采用大于或等于一般最小半径的圆曲线半径为宜；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；应同纵面线形相配合，应避免小半径曲线与陡坡相重叠。
3、缓和曲线
缓和曲线是指在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同圆曲线
之间设置的一种曲率连续变化的曲线。
由于曲率渐变，使公路路线线形顺适美观、线形缓和、有良好的视觉效果和心理作用感，使平面线形布置更加灵活、经济、合理。
当平曲线半径小于不设超高的最小半径时应设置缓和曲线。
缓和曲线可采
用回旋曲线、三次抛物线，高次抛物线等线型。
在我国，多采用旋曲线。
《公路
路线设计规范》规定设计车速为80km/h时，最小缓和曲线长度不小于70m在设置缓和曲线时，缓和曲线的长度应不小于超高缓和段的长度。
各级公路的平曲线，一般情况下应能够设置两段缓和曲线及一段圆曲线，平
曲线一般最小长度按9s行程长度控制，即缓和曲线与圆曲线长度均保证3s的行程，缓和曲线：
圆曲线：
缓和曲线7:
1:
1—1:
2:
1，才能使其线形美观、顺畅。
2.2方案比选
路线方案比选的评价指标较多，主要有技术、经济、政策及国防上的意义，交通网系中的作用及其联系城镇的多少等指标，本设计中只作技术指标的比较。
方案一：
从点（2733.166396783368.31156715开始，到达点（4930.43393572,3834.91662303全线总长2349.248m,该线路高差相对较小，所经区域大部分是农田，土石方工程量相对较小。
转点3个，沿线基本顾及了城镇、经济区、工厂等建筑物，线形顺直短捷，视线良好，而且这里本来就有一条老路，在设计的时候，尽量延着老路走，这样一来就可以利用原来的旧路，节约工程造价；二来在旧路上还有乡村居民，尽量使他们出行方便。
方案二：
从点（3075.151564322392.19309276）开始，到达点（4938.17314681,2987.01902657全线总长2084.071m,,转点2个，沿线只顾及了城镇，没有顾及到经济区、工厂等建筑物，线形没有做到短捷顺直，刻意扭转了线形走向。
相比之下，方案一比方案二较优，故选择方案一。
231纬地系统设计计算结果如下:
交点业榻
曲址里辜值冋
丰经
鞫曲
曲境
忻廈
外距
檢正值
1
2
3
4
5
a
7
fl
3
10
11
12
JTD
27331册够?
336631兀荀
h
3412321816
3808.2S343]
KD4€O3.190
36Q35'38"⑵
侦
10D
212.13£
199,068
387.3815
24933
10.754
理
4O3S.21014?
貯出一？
56⑹
K1+425.609
24°41.
M
950
10D
3D8.221
2600T9
513.询
23.36
6831
JT3
39E4.900731
K1+933.233
37Q漳u萨
⑵
E50
too
234.&21
236.82?
459.画
51..597
13.688
493043393G
3嘲916S23
232平面线形设计指标复核
1直线最大长度
直线的最大长度应有所限制，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。
规范规定，我国对直线的长度无明确规定，建议采取20V即为2400m此设计采用不大于3km应是可以接受的。
2直线的最小长度
同向曲线间的直线最小长度不小于为6V,即480米。
反向曲线间的直线最小长度为不小于2V,即160米。
此设计同向曲线间的直线长度满足规定。
3圆曲线的最小半径
RV2
「127（hh）
最小半径计算：
其中：
R――圆曲线半径
V――设计速度（km/h）
;：
h――路面与轮胎之间的横向摩阻系数
ih超高横坡度
采用一般最小半径，则按\=0.05，h=7%+算得：
设计中所取半径最小R=450均满足要求。
4圆曲线的最大半径
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。
5平曲线的最小长度
公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。
由缓
9s的行驶距离，由缓
和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于
和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。
平曲线内圆曲线的长度
一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。
圆曲线最小长度一般要有3s行程，即Lr=360m，可见都满足要求。
6
缓和曲线长度
（1）、旅客感觉舒适：
（2）、超高渐变率适中:
（3）、行驶时间不过短:
可见，缓和曲线长度符合要求。
图表成果：
直曲转表，逐桩坐标表，道路平面设计图，，平面分图
三纵断面设计
纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题,具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。
纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。
该路地处平原区，土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度，路线纵断面按百年一遇设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态，所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。
此外，所选用的半径还满足行车视距的要求，另外，竖曲线的纵坡最小采用0.3%以保证排水要求。
3.1纵坡设计的一般要求
1纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易使用极限值
2纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡
3纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合
从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意有以下几点：
1在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；
2避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；
3在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜
放缓些；
4纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；
5纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；
6纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.5%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；
7纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方作就近填方，以减少借方和
废方，接生土石方量，降低工程造价；
纵坡设计时，还应结合我过情况，适当照顾当地民间运输工具，农业机械、农田水利等方面的要求。
3.2纵坡设计的方法和步骤：
1准备工作
纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
2标注纵断面控制点
纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
3试坡
试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。
试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。
前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。
以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。
4调坡
调坡主要根据以下两方面进行：
⑴结合选线意图。
将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。
若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。
详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要
注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。
调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基
本相符。
根据横断面图核对纵坡线核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。
如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。
⑥确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。
所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。
坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。
变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。
变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。
设计纵坡时还应注意以下几点：
1）在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。
2）平竖曲线重合时。
要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。
3）大中桥上不宜设置竖曲线。
如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在
桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。
4）小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。
5）注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。
6）纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形欺负过大，纵坡不够理想，或则土石方工程量过大而育无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。
7计算设计标高
根据已定的纵坡和变坡点的设计标高，则可以计算出未设竖曲线以前各桩号的设计标高。
3.3纵断面设计结果大致如下
-;ET
边坡
占
八、、
1
2
3
竖曲线类型
凸
凹
凸
前纵
坡%
1.5
-1.94
1.07
后纵
坡%
-1.94
1.07
-1.87
竖曲线长
m
447.2
135.29
146.82
边坡点间距m
800
530
570
前直
坡长
m
576.4
238.75
428.94
后直
坡长
m
238.75
428.94
376.58
竖曲线起
占
八、、
K0+576.4
K1+262.35
K1+826.59
竖曲线终
K1+023.6
K1+397.64
K1+973.41
占
八、、
高程
m
24.08
13.80
19.87
竖曲线半径m
13000
4500
5000
3.4纵断面设计指标复核
1最大纵坡
最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《规范》对高速公路最大纵坡规定如下：
平原区二级公路设计速度为80km/h:
最大纵坡为5%。
本设计中设置最大纵坡为1.94%，满足要求。
2最小纵坡
《规范》规定，其最小纵坡应不小于0.3%。
本设计中设置最小纵坡为1.07%,满足要求。
3最小坡长
《标准》规定二级公路设计时速80km/h:
一般值250m,最小值200m
本设计中最小坡长238.75m,满足要求。
4最大坡长
《标准》规定二级公路设计时速80km/h最大坡长如下表：
二级公路坡长限制
纵坡坡度（％）
3
4
5
纵坡长度（m）
1100
900
700
本设计中最大坡长Smax=576.4m,基本满足要求
5凸形竖曲线最小半径和最小长度
凸形竖曲线最小半径和最小长度如下表：
凸形竖曲线最小半径和最小长度
计算行车速度
（km/h）
停车视距
Lmin
竖曲线半径
曲线最小长度
《标准》值
80
110
4500（一般）
3000（极
限）
170（一般
值）
70（极限值）
可见，本设计中凸形竖曲线参数满足要求。
⑥
6凹形竖曲线最小半径和最小长度
凹形竖曲线最小半径和最小长度
计算行车速度
（km/h）
停车视距
L
—min
竖曲线半径
曲线最小长度
《标准》值
80
110
3000（—般）
2000（极限）
170
（一般值）
70（极
限值）
可见，本设计中凹形竖曲线参数满足要求
3.5公路主要技术指标汇总
公路主要技术指标汇总
公路等级
二级公路
地形
海积平原
计算行车速度（km/h）
80
平曲线最小半径（m
450
平曲线最大半径（m
950
停车视距（m）
110
最大纵坡（%
800
最小坡长（m）
238.75
缓和曲线长度（m）
100
凸形竖曲线最小半径（m
5000
凸形竖曲线最大半径（m
13000
凹形竖曲线最小半径（m
4500
凹形竖曲线最大半径（m
4500
竖曲线最小长度（m
135.29
最大直线长度（m）
800
最小直线长度（m同向曲线
238.75
四横断面设计
4.1查规范，得各项技术指标
（1）路基宽度
据任务书知道，公路等级为二级公路，车道数拟定2车道，二级公路路基的标准横断面应由车道、路肩（右侧硬路肩、土路肩）等部分组成。
再查《公路工程技术标准》得二级公路车速为80km/h二车道的路基宽度一般值为12m,最小值为10m,取设计车道宽度为3.75m,得总车道宽度为3.75X2=7.5m，右侧硬路肩宽度为1.5X2=3.0m,土路肩的宽度为0.75X2=1.5m,不设中间带。
（2）路拱坡度
查《公路工程技术标准》得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1~2%
故取路拱坡度为2%路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%故取路肩横向坡度为3%路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。
（3）路基边坡坡度
由《公路路基设计规范》得知，当H<6m（H—路基填土高度）时，路基边坡按1:
1.5设计。
（4）边沟设计
查《公路路基设计规范》得边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为
1:
1.0~1:
1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。
少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1:
2~1:
3,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。
本设计路段地处平原微丘区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m,深0.6m,边坡坡度为1：
1.5。
4.2横断面设计步骤
（1）根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。
（2）根据路线及路资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和基段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。
（3）根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。
（4）绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。
设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。
一般直线上的断面可不示出路拱坡度。
（5）计算横断面面积（含甜、挖方面积），并填于图上。
4．3横断面设计成果
横断面设计绘图路基设计表土石方数量表
五土石方计算和调配
5.1调配要求
（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。
（2）纵向调运的最远距离一般应
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