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1、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
2、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
3、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。 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
4、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0.51.0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：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
5、理时可以节省费用；可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；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；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48万人，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；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
6、.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JTG D20-2006，两圆
7、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=米为宜；反向圆曲线间的最小直线长度以不小于2V=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JTG D20-2006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
8、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JTG D20-2006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
9、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48倍或超高为24%的圆曲线半径为宜；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，
10、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
11、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1：1：11：2：1，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（2733.16639678，3368.31156715）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
12、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（3075.15156432，2392.19309276）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。2.3平面设计 2.3.1纬地系统设计计算结果如下：2
13、.3.2平面线形设计指标复核 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。 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。 圆曲线的最小半径最小半径计算：其中： R圆曲线半径 V设计速度（km/h） 路面与轮胎之间的横向摩阻系数 超高横坡度采用一般最小半径，则按=0.05，=7%计算得：设计中所取半径最小R=450
14、均满足要求。 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。 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。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓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，可见都满足要求。 缓和曲线长度（1）、旅客感觉舒适：（2）、超
15、高渐变率适中：对应于JD1:对应于JD2:（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 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 纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡 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
