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1、某一级公路设计（第二标段）第一章 道路设计概述第一节 设计题目：某一级公路第二标段第二节 设计要点：21 工程概况本工程某一级公路第二标段，供汽车分向、分车道行驶并可根据需要控制出入的一级公路，设计年限为20年，设计车速为100km/h。 22 工程地点：张家口地区23 设计资料：231 水文地质路线所经区位于河北省西北部，介于内蒙古和华北平原间，属冀西北山间盆地与冀北山地分界地带，地貌类型属剥蚀构造地貌类和剥蚀侵蚀堆积地貌类，沿线地质属第四系地层，土质为粉质中液限粘土与含砾粉质中液限粘土，第四系地层的黄土具有湿陷性。地势由西北向东南倾斜，山谷狭窄，为山岭重丘区地形。地下水可分两类，一为冲积层
2、潜水，另一为基岩裂隙水。水型属重碳酸钙型，饮用、灌溉均为优质水，对工程构造物无侵害作用。年平均气温7，极端最高气温39.4，极端最低气温-26.1，极端冻土深度1.4m，最大风速26.3m/s。232交通组成 经调查预测，建成初期交通组成如下：吉尔130 960辆/日解放CA15 300辆/日东风EQ140 760辆/日依士兹TD50 350辆/日黄河JN150 450辆/日日野KB222 800辆/日太脱拉138 100辆/日大客车CA50 1000辆交通SH141 500辆/日 小轿车 2000辆/日年交通量增长率6%。第三节 主要参考文献：中华人民共和国行业标准公路路线设计规范（JTGD
3、20-2006）公路路基设计规范(JTG D30-2004)公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)公路排水设计规范（JTJ018-97）公路路基施工技术规范（JTG F102006）公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004)公路工程技术标准（JTGB01-2003）道路勘测与设计同济大学出版社路基路面工程人民交通出版社第四节 设计技术标准 41 公路等级：汽车专用一级公路。42 设计年限：20年。43 计算行车速度参照同济大学出版社出版的道路勘测设计第九章，第五节：地形特征划分，平原微丘地形，平原地形指一般平原，山间盆地，高原等地形平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3以内，
4、微丘地形指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20以下，相对高差在100m以下，设线一般不受地形的限制，对于河湾顺适，地形开阔而且有连续的宽缓合地的河谷地形，河床坡度大部分在5以下，地面自然坡度在20以下，沿河舌线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏，也属于平原丘地形。山岭重丘地形：山岭地形指山脊，陡峻山坡，悬崖，峭壁，峡谷，深沟等地形变化复杂。地面自然坡度一般在20以上，路线平，纵面大部分受地形限制，高原地带的深侵蚀沟，以及有明显分水线的延绵较长的高地。地面自然坡度多在20以上，路线平纵面大部分受地形限制。由上述可知，平原，微丘地形和山岭重丘地形的划分以地面坡度20（36.4%）为界。经过设计路线
5、沿线等高线的纸上测算，知地面坡度大部分36.4%，仅有局部地区坡度达40%左右，所以公路沿线地形以平原，微丘地形为主，局部为重丘地形，据规范JTJ011-94,表2.1.2可知,行车速度为120km/h。第五节 路线设计总则：(摘自JTG D20-2006)路线设计应在公路建设项目工程可行性研究报告所选定的路线走向与主要控制点的基础上，先作出总体设计，再结合主要技术指标的运用，进行路线方案对工程造价,自然环境，社会效益等有较大影响时，应做同等深度的多方案技术经济比较，路线设计应根据公路的等级及其在公路网中的作用，合理利用地形,正确运用标准。注意与铁路,航运，空运，管道运输等的配合，协作，并结合
6、地形，地质，水文，筑路材料等自然条件，通过综合分析，认真进行方案研究，合理选用主要技术指标。路线设计对公路的平，纵，横三个方面应进行综合设计，做到平面顺适，纵坡均衡，横面合理。高速公路，一级公路应特别注重线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，在生理和心理上有安全感和舒适感。同时,还应同沿线环境相协调。 采用分期修建方案时，必须作出总体设计方案，并根据近，远期交通量以及资金筹措情况作出分期修建设计。分期修建的设计应使前期工程在后期仍能充分利用，并为后期工程的修建留有余地和创造有利条件。第二章 平面线形设计第一节 说明 根据近远期规划，建设规模和性质，现场勘测，确定路的基本走向和主要
7、控制点。 道路选线是一个涉及面广，影响因素多，设计性强的一项工作。它是由面到片，由片到线，由粗略到细致的过程，选线应注意的以下几点：1）道路选线应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。2）深入调查当地地形，气候，地质水文等情况。3）力求路线短捷及保证行车安全。4）选线要贯彻工程经济与运营经济结合的原则。5）充分利用地形，搞好路线平，纵横三面结合。6）大中桥位应在服从路线总方向的原则下，对路桥和、综合考虑。7）道路应尽量减少交叉次数，合理选用交叉类型，以达到行车安全畅通的目的。8）道路设计应实行远近结合，分期修建，分段定级的原则，以取得投资及用地最。9）应与周围环
8、境,景观相协调,同时道路与道路或道路与铁路尽量减少交叉次数,以达到行车安全畅通的目的。10）要考虑施工条件对选定路线的影响。本课程设计根据地形图上路线的起始点，定出了三个中间控制点（即四条导向线）JD1，JD2,JD3。公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。因此，直线，圆曲线，缓和曲线是平面线形的主要组成要素。第二节 路线平面设计21 平面线形设计一般原则 (1)平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。平面线形以曲
9、线为主。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。(2)保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。(3)平曲线应有足够的长度 汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和
10、生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。 为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：汽车驾驶员在操纵从容、旅客感觉舒适要求的平曲线最小长度一般按6 s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为100km/h时，平曲线一般值取850m，最小值取170m。小偏角的平曲线长度当路线转角7时称为小偏角。设计计算时，当转角小于7时，应设置较长的平曲线，当时速为100km/h，长度应大于1200/.当2时,按=2计算.（4）注意与纵断面设计相协调在平面线性设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调
11、。（5）视距有：停车视距，会车视距，超车视距。公路路线设计规范JTG D20-2006规定了不同设计速度的行车视距。( 6 )(2003)规定的不设超高的最小半径值是按路面泥泞或结冰的不利情况,并考虑线形的舒畅协调,参照横向力系数u0.04,路拱外侧横坡-0.2%,按表4-7确定超高为5%。22 平面线形要素设计原则公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和缓和曲线。直线、缓和曲线、圆曲线是平面线形的主要组成要素。设计时应遵循以下原则：1)平面线形应与地形，地物，景观相协调，并注意线形的连续与均衡。2)直线路段应根据地形等因素合理选择，一般直线长度应控制在20v，同向曲线间的直线
12、应不小于6v（以米计），反向曲线间的直线不小于2v（以米计）。（v是设计速度，以km/h计）。3)圆曲线线形设计应尽量采取大半径，当受到限制时，可以首先取一般最小半径，避免极限半径，对于设计速度为100km/h一般最小半径700m。极限最小半径400m.4)当平曲线半径小于不设超高最小半径时，应设置缓和曲线。大于等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径数值时，可不设缓和曲线，直线与圆曲线可径相连接。缓和曲线的最小长度视设计速度大小而定。当设计速度为100km/h时，缓和曲线最小值为85m。5)设计速度为100km/h的平曲线最小长度一般值为500 m，最小值170 m。第三节 平曲线要素设计根据本段路
13、线所处路段，综合全路段的路线走向及线形要求，本路段共有三个交点。本公路拟取圆曲线半径为700m。满足规范要求。31 缓和曲线计算本路段为一级公路，设计速度100km/h，地面起伏大，为山区地形，根据规范规定，除四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。缓和曲线长度LS旅客感觉舒适得：行驶时间不过短得根据规定，缓和曲线经验算后取整为5或10的倍数确定采用值，设计速度为100km/h时，缓和曲线最小值为85m。所以缓和曲线LS=100m。3 2圆曲线几何要素计算 图 1-2 圆曲线几何要素ZH直线与缓和曲线的交点HY缓和曲线和圆曲线的交点QZ圆曲线中点YH圆曲线和缓和曲线的交点HZ缓
14、和曲线和圆曲线的交点JD1处：转角=15o，圆曲线半径R=700m，缓和曲线=100m1）圆曲线的内移值：2）切线增长值q: 3）缓和曲线角:4）切线长：5）平曲线长： 6）外距：7）切曲差：m满足公路路线设计规范一级公路山岭区平曲线最小长度170米的要求。8）五个基本桩号的确定如下T：切线长。：缓和曲线长。R：圆曲线半径。：转角。ZH：直线与缓和曲线的交点。HY：缓和曲线和圆曲线的交点，QZ:圆曲线中点。YH:圆曲线和缓和曲线的交点，HZ:缓和曲线和直线的交点。计算过程如下所示：JD1 K0+972-)T 142.225 ZH K0+829.775 + 100.00 HY K0+929.775 +(L-2) 83
