莱阳至海阳二级公路初步设计毕业设计(编辑修改稿)

莱阳至海阳二级公路初步设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

横断面设计 横断面组成 （ 1）行车道：公路上供各种车辆行驶车道，有快、慢车道。 （ 2）路肩：位于行车道外缘，具有一定宽度的带状结构部分。 （ 3）中间带：高速公路及一级路中用于分隔对向车辆的组成部分本公路不做设湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 11 计。 行车道宽度 行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。 行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。 行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四 车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度。 具体尺寸见下表 212. 公路等级 二、三、四级公路 设计速度 80 60 40 30 20 车道数 2 2 2 2 1 或 2 车道宽度 或 3 行车道宽度 7 7 或 本道路为二级公路根据设计车道数和设计速度，行车道宽度采用 2 路肩 行车道外缘至路基边缘之间的带状部分成为路肩。 其作用在于： ①保护支撑路面结构。 ②供临时停车之用。 ③作为侧向余宽一部分，增加驾 驶的安全和舒适感。 这对保证设计车速是必要的。 尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减少行车事故。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 12 ④提供道路养护作业、埋设地下管线的场地 ⑤对未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。 本公路属于二级公路硬路肩和土路肩均取。 路拱 为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高两边低的直线型路拱。 其倾斜的大小用百分率表示。 路拱横坡的形式有抛物线形、直线形、直线接抛物线形、折线形等。 沥青混凝土路面及硬路肩路拱横坡为 2%，土路肩路拱横坡为 3%。 边沟 边沟是路基两侧布置的纵向排水沟。 设 置于挖方和低填路段，路面和边坡水汇集到边沟后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排出路基。 设计路线的边沟的断面形式依据《公路路线设计规范》（ JTG D20— 20xx）采用矩形。 边沟底宽与深度都为。 边坡 路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。 路基边坡坡度的大小，取决去边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡高度。 拟建公路地处地势崎岖的山岭地区，边坡较为稳定，只设置一级边破，路堤边坡采用 1： ，路堑边坡采用 1： . 超高 （ 1）为了抵消曲线路段上行驶时所产生的离心力 ,将路面做成 外侧高于内侧的单向横坡 的 超高 形式。 合理的超高限制，可全部和部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性和舒适性。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 13 （ 2）当设计时速 60Km/h，路线设计中平曲线的半径 R1500m（即不设超高最小半径）时，必须设置超高段。 设计中 JD JD JD3 处半径均小于 2500m，所以均要设置超高。 超高值计算公式如下： 其中： R—— 圆曲线半径 181。 —— 横向力系数 v—— 汽车行驶速度 具体超高值见超高加 宽表。 （ 3）超高过渡方式分有中间带和无中间带两种 有中间带道路的超高过渡： 绕中间带的中心线旋转 、 绕中央分隔带边缘旋转 、绕各自车道中线旋转。 无中间带的超高过渡： 绕车道内侧边缘旋转 、 绕路中线旋转 、 绕车道外侧边缘旋转。 本道路为二级公路，无中间带，采用绕中线旋转的超高过渡方式。 （ 4）超高缓和段 由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面，其间必设超高缓和段 ,公路超高缓和段长度按下式计算： 式中： Lc— 超高缓和段长度 (m)； Bˊ — 旋转轴至行车道 (设路缘带时为路缘带 )外侧边缘的宽度。 本设计湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 14 中取 ； △ i— 超高坡度与路拱坡度代数差 (%)； p— 超高渐变率，采用 1/175； 超高缓和段长度确定主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越 长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好。 确定缓和段长度 Lc 时应考虑一下几点： ①一般情况下，取 Lc=Ls(缓和曲线长度），即超高过渡段在缓和曲线全长范围内进行。 ②若 Ls＜ Lc，应修改平面线性，使 Ls≥ Lc。 当平面线性无法修改时，可将超高过渡段起点前移，超高过渡段起点可以设置在缓和曲线前的直线段处。 ③若 Ls＞ Lc，但只要横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率 P≥ 1/330,仍取 Lc=Ls。 绕中线旋转超高值计算公式 超高 位置 计算公式 备 注 圆曲线 外缘 1．计算结果均为与设计高之高差 2．临界断面距超高缓和段起点： 3．加宽值 按加宽计算公式计算。 中线 内 缘 过 渡 段 外 缘 中 线 内 缘 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 15 （ 5） S 型曲线间的超高过渡 对于两个反向的曲线，并且曲线间的直线距离很小或为零时的超高过渡与单曲线的超高不同。 由一个曲线的全超高过渡到另一个曲线的 方向全超高，中间的过渡应是面到面的过渡，在过渡中只出现一次零坡断面，并且在整个过渡过程中，横断面始终是单坡断面，并且超高过渡过程中没有固定旋转轴。 当超高渐变率 P1（或 P2）≥ 1/330 时，反向曲线间的超高过渡采用如图 67 b)所示的超高过渡方式，当超高渐变率 P1（或 P2）＜ 1/330 时，采用如图 67 c)所示的超高过渡方式，即采用不同的渐变率分段超高，其中零坡断面附近的超高渐变率为 1/330， LL 的长度根据超高缓和段长度计算公式计算。 下面介绍第一种情况下的超高值计算。 图为 S 型曲线超高过渡方式图 ① 超高渐变率为： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 16 式中： —— 曲线 1 圆曲线路面外缘最大抬高值 (m)； —— 曲线 1 圆曲线路面内缘最大降低值 (m)； —— 曲线 2 圆曲线路面外缘最大抬高值 (m)； —— 曲线 2 圆曲线路面外缘最大降低值 (m)； —— 超高过渡段长度， ； 为反向曲线间的直线长度。 —— 曲线 1 内侧（曲线 2 外侧）的超高渐变率； —— 曲线 2 内侧（曲线 1 外侧）的超高渐变率。 ② 零坡断面 位置计算 式中： —— 零坡断面距曲线 1 的 YH 点的距离 (m)； 其余同前。 ③ 任意点超高值计算 S 型曲线间超 高过渡超高值计算公式 表 617 超高位置 超 高 值 行车道横坡（ ） 备 注 内侧（ ） 1． ； 为 x 处的加宽值； 2． x 为距曲线 1 YH 点的距离； 3． B 为未加宽前的路面宽度。 4．计算结果为与设计高之高差。 5． 中线（ ） 外侧（ ） 表中符号同前。 （ 6）超高计算 示例 以正线 JD1 为例进行计算。 R=150m， Ls=80m, ZH= K0+,路拱坡度 2%，湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 17 土路肩横坡 3%。 (D 道路中线， C 右侧路缘带外缘， B 硬路肩外缘， A 土路肩外缘） ① 计算超高值 ② 确定超高缓和段长度 缓和曲线 Ls=80m＞ Lc=。 取 Lc=80m 时，横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时的超高渐变率： 所以超高过渡段长度取 80m. ③ 过渡段上取桩号 K0+140，圆曲线上取桩 K0+220，作为计算示例： 缓和段上桩号 K0+140： 外缘抬高值： 中线抬高值为零 内缘降低值： 圆曲线上桩号 K0+220 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 18 外缘抬高值： 中线抬高值为零 内缘降低值： 行车视距的验算 行车视距定义：汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。 二级公路采用停车视距，停车视距可分为反应距离、制动距离、安全距离三部分。 时速 60km/h 的停车视距为 75 米。 视距计算中需确定目高和物高。 目高（视线高）：是指驾驶人员眼睛距地面的高度，规定以车体较低的小客车为标准，采用。 物高：路面上障碍物的高度。 对纵断面的凸形竖曲线，在规定竖曲线最小半径时已经考虑， 只要满足规定的竖曲线半径，亦满足了竖曲线视距的要求。 下穿式立体交叉凹形竖曲线的视距本公路没有涉及。 所以，在视距检查中，应重点检查路线平面上的“暗弯”，即平曲线内侧有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员视线的平曲线。 视距曲线是指驾驶员视点轨迹线每隔一定间隔绘出一系列与视线相切的外边缘线。 在视距曲线与轨迹线之间的空间范围，应保持通视，如有障碍物则要予以清除。 在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距，用 h 表示。 本公路平曲线设计三个交点都设置缓和曲线，其中 JD JD2 圆曲线长度 (L180。 )大于停 车视距， JD3 停车视距大于圆曲线长度 (L180。 )，小于曲线长度 (L)。 计算示例中取 JD2 与 JD3 作为范例。 JD2 计算图示： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 19 设置缓和曲线 L180。 ﹥ S 岩石路堑边坡坡度为 1:，离路面高度 处（驾驶员视点离地面 加上物高 ），边坡离坡脚的水平距离为 =；坡脚离路基边缘有 的边沟；土路肩宽度为 所以 +++=﹥ ,能保证视距要求，不用特意开挖视距台。 JD3 计算图示 : L† 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 20 由于 JD JD3 为左转弯，左边地面高度明显低于右边视线开阔，所以肯定满足视距要求。 填挖方计算 路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方数量的多少是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一。 地面形状是很复杂的，填、挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时采点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。 计算时一般应按工程的要求，在保证使用精度的前提下力求简化。 （ 1）横断面面积计算： 路基的填挖断面面积，是指断面图中原 地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算。 通常采用积距法和坐标法。 ：如图 44 将断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形，每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积： Ai=b hi 则横断面面积： A =b h1+b h2 +b h3 +… +b hn =b∑ hi 当 b = 1m 时，则 A 在数值上就等于各小条块平均高度之和 ∑ hi。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 21 标法：如图 45 已知断面图上各转折点坐标（ xi,yi） , 则断面面积为： A = [∑（ xi yi+1xi+1yi ) ] 1/2 坐标法的计算精度较高，适宜用计算机计算。 （ 2） 土石方数量计算 ： 路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的。 在工程上通常采用近似计算。 即假定相邻断面间为一棱柱体，则其体积为： 式中： V — 体积，即土石方数量（ m3）； A A2 — 分别为相邻两断面的面积（ m2）； L —相邻断面之间的距离（ m）。 此种方法称为平均断面法，如图。 用平均断面法计算土石方体积简便、实用，是公路上常采用的方法。 但其精度较差，只有当 A A2 相差不大时才较准确。 当A A2 相差较大时，则按棱台体公式计算更为接近，其公式如下： 式中： m = A1 / A2 ，其中 A1 ＜ A2。 第二种的方法精度较高，应尽量采用，特别适用计算机计算。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 2。