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1、1第一章 概述 1.1 项目背景张石高速公路是河北省的“五纵六横七条线”公路骨架中“纵五”的组成部分，其保定段涞水至曲阳段，沿途经涞水、易县、定兴、徐水、满城、顺平、唐县、曲阳 8 个县。极大的方便了途经区域群众的生产、生活。尤其突出的是唐县段通车使用，结束了唐县没有高速公路的历史，大大缩短了唐县与省会及周边县市的距离。设计标准为平原微丘区双向六车道，设计车速为 120 公里，道路等级为高速公路。本项目区域位于河北省中东部，全线地处华北平原，地势平坦，地质条件比较简单，路线穿越区属温带大陆性季风少雨气候区，四季特点分明。1.2 设计原始资料1.2.1 地形地貌本项目区域位于河北省中东部，全线地
2、处华北平原，地势由西北向东南缓缓倾斜，最高海拔约 14 米，最低海拔约 8 米，地形平坦开阔，地面稍有起伏，微地貌复杂，普遍存在起伏不大的缓岗，倾斜平地和浅平碟状洼地，排水困难，加上河流多次泛滥改道，以及河床淤积加高，致使古河床形成高地和波形沙地等，全线植被多为农作物和枣林。1.2.2、地质特征本路线途经地区地质条件比较简单，地处华北平原中部，属山前冲洪积平原和河湖相沉积平原。本区第四季堆积物厚度一般为 350550m，其成因类型复杂，以冲击、洪积、湖积及其过度类型为主。冲积洪积加冰渍水沉积或冲洪积：分布在扇形堆积物前缘、扇间或扇上，呈带状或面状分布，主要为砂质粘土加中细砂薄层，沙层厚度较薄，
3、且与砂性土或粘性土互层，具水平或波状层理，砂层以中细砂为主，局部含粗颗粒。冲积湖积：分布在中部平原，呈扇形分布，沉积韵律为厚层砂夹薄层状粘性土，砂层以细砂为主，局部含粗中砂。砂层层位较稳定，分选较好，砂性土厚度比小于 10%,局部含游泥质。冲积：分布在中部平原，呈条带状或环状，沉积韵律一般呈“二元结构” ，有时为细粗细“三元结构” ，见交错层或斜理层。砂层中以中细砂或粉细砂为主，局部含粗砂，砂层厚度较大。多为中厚层状，底部可见被磨圆的钙质结构。局部含游泥质，可见较多的评卷螺等静水环境生物化石。湖积：分布在中部平原，呈面状环状分布，沉积韵律为厚层状粘性土夹薄层中厚2层状砂，具微细、水平波状或斜层
4、理。 砂层以粉细砂为主，局部含粗中砂，有时见半磨圆的粘土块。含多量圆形钙质结核及铁锰质结核，淤泥质含量较高。风积：分布于平原区某些河流的两侧，组成砂丘和砂垅，但面积甚小，分布零星。1.2.3、水文地质条件张石高速公路保定段途径地段的地下水均赋存于第四系松散层中，共有 4 个含水层，前含水层在山前冲洪积扇的边缘地带呈扇形分布，含水层岩性为粉细砂层，呈薄层状多层含水层结构，含水层之间夹有厚度不等的粘性土层，厚度多小于 10m；在中部平原的河道带，浅层含水层以北东东向条带状分布的细砂及粉砂层为主，一般厚度为1030m；河道间含水层不发育，为较为单一的薄层状、多层结构细砂，厚度一般小于10m。潜水水位
5、埋深在山前平原一般为 815m，深者达 2030m，沿流向逐渐变浅。地下水位埋深主要受大气降水和人工开采等因素制约，降水是地下水的主要补给源，其次是河道侧渗和灌溉回归补给。1.2.4、地震基本烈度及大型构造物区域地震基本烈度鉴定情况线路穿越区属于华北地震构造区，为河北省地震活动强烈地区。该地区位于华北平原沉降带中部，自新生代以来构造差异运动强烈，地震活动较为频繁，属于 5.05.9 级地震危险区。1.2.5、气象特征路线穿越区属温带大陆性季风少雨气候区，四季特点分明。冬季寒冷少雪；春季干燥，风沙盛行；夏季炎热多雨；秋季风清气爽，寒暖适中该地区年平均气温约为 12度，极端最高气温 43 度，极端
6、最低气温-24 度。年日照 2823.8-3063 小时，无霜期约为200 天，早霜始于十月中旬，晚霜终于四月上旬。年最大冻深度为 50cm 左右。该地区年平均降水量 570600mm，多集中在七、八月份，约占全年降水量的70%80%。全区水面蒸发作用强烈，以夏季季节为最。本地区地形平坦，气流通畅，冬季受内蒙古高压气流影响，春季多西南风，经常出现 78 级大风，夏季潮湿多雨，冬季盛行西北风。年平均风速 2.33.5m/s，年主导风向为南南西，次为北北东，频率为别为 13.4%和 9.67%，本地区居自然区，温润季冻区。1.2.6、交通量资料（通车后第一年双向平均日交通量，交通量年平均增长率为
7、6.8%）设计预测年限为 20 年。3解放 CA-10B2630 辆/日长征 XD-160245 辆/日黄河 JN-150210 辆/日解放 CA-30A395 辆/日跃进 NJ-1301520 辆/日交通 SH-141320 辆/日根据我国常用汽车路面设计参数：表 1.1 常用汽车路面设计参数车型总重（KN）载重（KN）前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数轮组数解放 CA-10B80.2540.0019.4060.851双黄河 JN-150150.6082.6049.00101.601双跃进 NJ-13053.6025.0015.3038.301双长征 XD-160213.00120.0042
8、.60285.202双解放 CA-30A99.9046.5026.50236.702双交通 SH-14180.6543.2525.5555.101双交通量换算采用小客车为标准车型，按公路工程技术标准 （JTG B01-2003）5 页中各汽车代表车型与车辆折算系数（表 1.2）换算。表 1.2 各汽车代表车型与车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.019 座的客车和载质量2t 的货车中型车1.519 座的客车和载质量2t7t 的货车大型车2.0载质量7t14t 的货车拖挂车3.0载质量14t 的货车根据公式： 1)1 (trNoNi式中： N0设计初始年平均日交通量； r设计年限内
9、交通量年平均增长率；t设计年限（一级公路一般为 15 年） ；Ni设计年限内累计日交通量。4N0=1.52630+2210+1.51520+2245+1.5395+1.5320=8207.5(辆/日)Ni=8207.5（1+0.068）20-1=28646(辆/日)由远景设计年限交通量 N=28646 辆/日。1.3 编制依据 1 杨少伟， 道路勘测设计 ，人民交通出版社，2004；2 许娅娅， 测量学 ，人民交通出版社，2004；3 邓学钧， 路基路面工程 ，人民交通出版社，2000；4 交通部行业标准， 公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ，人民交通出版社，2004；5 交通部
10、行业标准， 公路路线设计规范 （JTG D20-2006） ，人民交通出版社，1994；6 交通部行业标准， 公路勘测规范 （JTG C10-2007） ，人民交通出版社，2007；7 交通部行业标准， 公路路基设计规范 （JTG D30-2004） ，人民交通出版社，2005；8 交通部行业标准， 公路沥青路面设计规范 （JTG D50-2006） ，人民交通出版社，20061.4 工程技术标准工程采用双向六车道高速公路标准设计，其主要技术指标如下：道路等级：高速公路设计行车速度：120km/h路面结构：沥青混凝土路面路基横断面：路基宽度为 34.5m,取设计车道宽度为 3.75m,总宽为
11、3.756=22.5m。硬路肩 32=6m,土路肩 0.752=1.5m，中间带宽度为 4.50m（其中中央分隔带宽度为 3m,路缘带宽度为 0.752=1.5m） 。行车道、硬路肩横坡 2%、土路肩横坡度 3%。5第二章 路线设计2.1 平原地区公路路线特点平原地区地形平坦，坡度平缓，除草原、戈壁外，一般人烟稠密，农业发达。村镇、农田、河流、湖泊、水塘、沼泽、盐渍土等为平原地区较长遇到的自然障碍。所以，平原地区选线的主要特征是克服平面障碍。平原区地形对路线的限制不大，路线的基本线性应是短捷顺直。两控制点之间，如无地物、地质等障碍和应趋就的风景、文物及居民点等，则两点间直接连线是最理想的。而在
12、一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错，城镇、工业区较多，居民点也较稠密。按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近，有的需要绕避，从而产生了路线的转折，虽增长了距离，但这是必要的。因此，平原区选线方法，先把路线总方向内所规定经过的地点如城市、工厂、农场和乡镇以及文物风景地点作为大控制点；然后在大控制点之间进行实地勘察，了解农田优劣及地物分布情况，确定可穿越的、该饶避、应趋就的点，从而建立起一系列中间控制点。路线一般应由一个控制点直达另一个控制点，不做任意的扭曲。平原区路线要充分考虑近期和远期相结合，在平、纵面线形上要尽量采用较高标准，以便将来提高道路等级时能充分利用原路基、桥涵等工程。2.2 平
13、原高速公路选线原则本设计全线地处华北平原，地势平缓，地面起伏不大，地质条件简单。平原线形应采用较高的技术标准，尽量避免采用长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯，在避让局部障碍物时要注意线形连续、舒顺。纵断面线形应结合桥涵、通道、交叉等构造物的布局，合理确定路基设计高度、纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。（1）正确处理道路与农业的关系平原区大多数为农业区，农田密布、灌溉渠道纵横交错，布线时要密切注意和农业水利相结合，尽量少占高产田，但也不能片面强调不占某块田，从而降低指标，造成行车条件恶化。6（2）合理考虑路线与城镇的联系平原区有较多城镇、村庄、工厂及其他设施，布线时应分别情况，正确处理
14、穿越和绕避问题。对于干线公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，但要考虑到便利支农运输，便利群众，路线不宜离开太远且用支线连接，既方便运输又保证行车安全。一般沟通县、乡、村直接为农业运输服务的公路，经地方同意可穿越城镇，但应有足够的路基宽度和行车视距以保证行人和行车安全。（3）处理好路线与桥位的关系大、中桥位常常是路线的控制点，但原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求，桥路综合考虑，桥位中线尽可能与洪水主流线正交，桥梁和引道最好设在直线上，当条件受限制时，也可设置斜桥或曲线桥。要注意防止两种极端：一种是单纯强调桥位，造成路线过多的迂越，或过分强调正交桥位，出现桥头急弯影响行车安全
15、；另一种是只顾线形顺直，不顾桥位，造成桥位不适合或斜交过大，增加建桥困难。（4）注意土壤水文条件平原地区的土壤水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避；如需要穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的确定。（5）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，当设计交通量很大，需要修建汽车专用公路时，应分别情况处理好新、旧路的关系（6）尽量靠近建筑材料产地平原地区一般缺乏砂石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工，
16、养护材料运输费用。2.3 平原高速公路设计要求本设计是平原高速公路选线，虽然地形简单，地势平缓，地质不复杂，但仍然需要严格设计，达到设计的最优化，因此有如下要求：（1）选线，应严格根据平原区选线的原则选定最优的方案，使农田占有量、拆迁数量达到最小化，并且保护环境，有利于促进当地经济发展。（2）平面线形设计，线形设计是高速公路设计的关键。根据道路设计规范选择并计算平面线形各要素，合理选用圆曲线和缓和曲线的组合方法。7（3）纵断面设计，纵断面的几何线形由坡度线和竖曲线组成。纵坡度、坡长和竖曲线的半径都与汽车的行驶速度以及运输的经济和安全相关。高速公路是专供汽车分到行驶的公路，因此，就需要从保证汽车行驶安全、迅速、舒适与经济的角度来研究高速公路纵断面线形的诸要素。同时，在确定每一纵坡转折点高程时，也应按照一定的原则和方法，考虑工程经济，地形、地质、水文等自然条件，以及从通行能力、社会情况、安全和环境等多方面综合考虑。（4）横断面
