山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路常規(guī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下表的規(guī)定選用。表5－5 路面等級(jí)公路等級(jí)采用路面等級(jí)汽車專用路高速公路、一級(jí)公路高級(jí)二級(jí)公路高級(jí)或次高級(jí)一般公路二級(jí)公路高級(jí)或次高級(jí)三級(jí)公路次高級(jí)或中級(jí)四級(jí)公路中級(jí)或低級(jí) 路拱坡度路拱坡度應(yīng)根據(jù)路面類型和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，按表5－6規(guī)定的數(shù)值采用。土路肩橫向坡度一般應(yīng)較路面橫向坡度大1%－2%。表5－6 各種路面的路拱坡度路面類型路拱坡度（％）瀝青混凝土、水泥混凝土1~2其它黑色路面、整齊石塊~半整齊石塊 、不整齊石塊2~3碎、礫石等礫料路面~低級(jí)路面3~4 路面排水各級(jí)公路，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓c路面的具體情況設(shè)置必要的排水設(shè)施，及時(shí)將降水排出路面，保證行車安全。高速公路與一級(jí)公路的路面排水，一般由路肩排水與中央分隔帶排水組成；二級(jí)以下公路的路面排水，一般由路肩橫坡和邊溝排出。 橋涵公路橋涵應(yīng)根據(jù)所在公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和將來發(fā)展的需要，按照安全、經(jīng)濟(jì)、適用和美觀的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。汽車專用公路上的各類橋涵和一般公路上的小橋與涵洞的線形及其與公路的銜接一般應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。一般公路的特大橋、大、中、橋位，原則上應(yīng)從路線走向，橋路綜合考慮，盡量選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、地質(zhì)良好的河段上。橋上縱坡不宜大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%。《規(guī)范》規(guī)定山嶺重丘區(qū)的涵洞及小型排水構(gòu)造物的設(shè)計(jì)洪水頻率為1/50。5 . 初步勘測(cè)和初步設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)為山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路設(shè)計(jì)，山嶺重丘區(qū)基本特征如下：自然特征：地面起伏，山丘連綿，溝谷與水嶺較深，地面自然坡度在20。以上，地形對(duì)部分路段平，縱線性有約束。丘陵地形山勢(shì)平緩，山形迂回，山丘連綿，地形多變，地物隨地形變化而變化，農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)，土地種植種類繁多，旱地經(jīng)濟(jì)林為主，居民點(diǎn)及建筑群時(shí)有出現(xiàn)。路線特征：路線以平曲線和豎曲線為主體構(gòu)成空間線性；局部方案多，布線靈活，可能的路線走向多；路線平，縱，橫三方面關(guān)系密切，相互影響約束較大；線性指標(biāo)一般高，但指標(biāo)變化幅度大。下面把第5章所確定的山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路在設(shè)計(jì)中需要的一些技術(shù)指標(biāo)匯總成表，見下表所示（表6－1）。表6－1 公路主要技術(shù)指標(biāo)匯總公路分類一般公路公路等級(jí)二級(jí)公路地形山嶺重丘計(jì)算行車速度（km/h）60行車道寬度（m）路基寬度（m）10極限最小半徑（m）125一般最小半徑（m）200不設(shè)超高最小半徑（m）1500停車視距（m）40超車視距（m）200最大縱坡（%）6合成坡度（%）10最小坡長(zhǎng)（m）120緩和曲線最小長(zhǎng)度（m）35凸形豎曲線一般最小半徑（m）2000凸形豎曲線極限最小半徑（m）1400凹形豎曲線一般最小半徑（m）1500凹形豎曲線極限最小半徑（m）1000豎曲線最小長(zhǎng)度（m）50最大直線長(zhǎng)度（m）1200最小直線長(zhǎng)度（m）同向曲線360反向曲線120以上為本設(shè)計(jì)所能用到的技術(shù)指標(biāo)，如不全面將在后面的設(shè)計(jì)中給出。 選線和定線選線和定線，就是根據(jù)公路的性質(zhì)，任務(wù)，等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)，在路線起，終點(diǎn)間，結(jié)合地形，地質(zhì)，地物及其他沿線條件，綜合平，縱，橫三方面因素，在實(shí)地或紙上選定中線位置，然后進(jìn)行有關(guān)測(cè)量和設(shè)計(jì)工作。 本設(shè)計(jì)路段起點(diǎn)為新興屯，終點(diǎn)為李家店，地處黑龍江省境內(nèi)，兩點(diǎn)間多山嶺，沿線無不良工程地質(zhì)。 沿河線 特征路線前半部分基本上是沿河線，路線走向明確，路線縱坡緩，線形好，是比較好的選擇方案。但沿線多為開闊的階地，而這些介地是山嶺重丘區(qū)僅有的良田及耕地，修路與占地的矛盾突出，應(yīng)盡量解決好占地問題；二應(yīng)靠近山坡進(jìn)一些，但靠山體過近，路線的線形就會(huì)差一點(diǎn)，同時(shí)易于破壞山體的穩(wěn)定性，要增加山體的坡面防護(hù)措施，需防止山體滑坡，碎石崩塌，山洪沖毀路基的可能性，結(jié)合兩者，選擇線形時(shí)，宜離開山體一段距離。同時(shí)，注意道路的橫向排水。此外，山區(qū)居民多聚居于傍山沿河一帶，城鎮(zhèn)和居民點(diǎn)多，沿河線便于發(fā)展公路的使用效益；沿河線便于施工，養(yǎng)護(hù)和行車使用，另外，路線旁山依河，砂礫石料豐富，水源充足，為施工養(yǎng)護(hù)提供了就地取材的條件。 逐段安排路線(1) 河岸選擇由于河谷兩岸情況各有利弊，選線時(shí)應(yīng)比較兩岸地形、地質(zhì)、水文、氣候等條件以及農(nóng)田水利規(guī)劃等因素，避難就易，充分利用有利的一岸。沿河線路線應(yīng)選擇在地形寬坦，有階地可利用，支溝較少且溝長(zhǎng)較短，水文及地質(zhì)條件較好地一岸。當(dāng)這些有利的條件交替出現(xiàn)在河流的兩岸時(shí)，應(yīng)深入調(diào)查綜合比較，決定取舍或換岸使用。積雪地區(qū)，在不影響路線全面布局的前提下，應(yīng)盡量選擇陽(yáng)坡和迎風(fēng)的一岸，以減少積雪，冰凍等病害。有時(shí)即使陽(yáng)坡工程大些，也應(yīng)當(dāng)從延長(zhǎng)通車時(shí)間和保證行車安全著眼，選擇陽(yáng)坡方案。(2) 跨河換岸地點(diǎn)的選擇沿河線除起終點(diǎn)在同一岸，且里程較短，工程不大時(shí)不考慮跨河外，一般情況下都需考慮是否跨河換岸布線。為了避讓不良地質(zhì)地段；河谷兩岸有利地形條件交替出現(xiàn)時(shí)，為了利用有利地形，避開艱巨工程；為了避讓鐵路、農(nóng)田、大型水利工程、重要建筑設(shè)施等地物障礙；為了縮短里程，提高線形標(biāo)準(zhǔn)等可考慮兩岸交替布線。經(jīng)調(diào)查和分析，此方案無須跨河換岸。 紙上定線(1) 選定控制點(diǎn)方案一K6+640處，方案二K6+740，K6+990處為季節(jié)性河流，要設(shè)置一小橋涵，如可以做到正交，就盡量符合水流方向，盡量正交。方案一K6+830處，方案二K7+040處需設(shè)小型橋梁，方案一可根據(jù)具體情況遷就原橋位。起點(diǎn)至樁號(hào)K2+280段為沿河線，路線及河流均沿等高線走向，地勢(shì)起伏較緩，坡度較小。 靠山腳布線，路線沿高階地布設(shè)，雖略有增長(zhǎng)，縱面會(huì)有起伏，但可不占或少占農(nóng)田，不受洪水威脅，路基強(qiáng)度高。沿河岸布線，路線線形較好，坡度均勻、平緩、但臨河一側(cè)受洪水威脅大，需做防護(hù)工程。直穿田間，線形標(biāo)準(zhǔn)高，但占用農(nóng)田最多，路基穩(wěn)定性差，有時(shí)還需換土，一般不采用。考慮該路段為重要農(nóng)業(yè)區(qū)，選線時(shí)應(yīng)盡量少占用農(nóng)田，因此方案一采用靠山腳布線。樁號(hào)K4+300附近有一埡口。(2) 試坡a=h/i平均 （61）式中a——相鄰等高線間平距i平均——山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路最大縱坡為 6%h——地形圖上的等高距為10m所以，a=10/=，在1：10000的地形圖上，a=。(3) 平面試線結(jié)合地形，確定必須通過的點(diǎn)（如控制點(diǎn)），適當(dāng)照顧的點(diǎn)（如試坡后的點(diǎn)）和可以不考慮的點(diǎn)，然后將點(diǎn)連成線，并定出交點(diǎn)。 具體的路線走向見平面圖。 越嶺線 特征方案后半部分主要為越嶺線，途中穿越一埡口，因地形較為復(fù)雜，路線的平、縱、橫三方面應(yīng)考慮多一些。(1) 埡口地選擇埡口選擇應(yīng)在符合路線基本走向的前提下，從可能通過的埡口中根據(jù)其位置、標(biāo)高、地形條件、地質(zhì)情況及發(fā)展條件總和比較確定，埡口海拔高低及其與山下控制點(diǎn)的高差，對(duì)路線長(zhǎng)短、工程量大小和營(yíng)運(yùn)條件有直接的影響。由越嶺線長(zhǎng)度、縱坡和高度三者之間的關(guān)系可知，當(dāng)平均縱坡一定時(shí)，降低相對(duì)高差，可使路線長(zhǎng)度減短，故選線時(shí)應(yīng)選擇標(biāo)高較低的埡口。選擇埡口不僅要低，而且位置要符合路線的走向，即路線通過不需無效延長(zhǎng)路線就能和前后控制點(diǎn)銜接。選擇埡口必須和山坡展線條件一起考慮。如遇有地質(zhì)較好、地形平緩、利于展線降坡的山坡，即使埡口位置略偏或略高，也應(yīng)比較，不要輕易放棄。此外還要考慮埡口的地質(zhì)條件。(2) 越嶺標(biāo)高的確定埡口選定后，過嶺標(biāo)高就直接關(guān)系到越嶺方式、路線的長(zhǎng)短、兩側(cè)展線方案及工程數(shù)量的大小。因此過嶺標(biāo)高應(yīng)綜合考慮公路等級(jí)，越嶺路段的地形、地質(zhì)等自然條件經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。從地形條件來看,一般啞口寬而厚、地質(zhì)條件差的不宜多切，而宜采用淺挖低填過嶺，過嶺標(biāo)高基本上就是埡口標(biāo)高；山脊瘦、地質(zhì)條件好的埡口可以多切，切深以不危及路基穩(wěn)定為度。最大切深根據(jù)巖石類星河構(gòu)造情況而異。當(dāng)挖深在25m－30m以上時(shí)，則應(yīng)與隧道方案進(jìn)行比較。 定線原則(1) 選擇控制點(diǎn)兩方案均采用靠山腳布線，(2) 試坡a=，根據(jù)此平距，采用圓規(guī)在地形圖上對(duì)越嶺線部分定點(diǎn)。(3) 平面試線 方案一著重考慮如何靠近陸家屯定線，方案二重點(diǎn)考慮盡量沿山腳定線以保持路基穩(wěn)定。線位選擇均在1：10000地形圖上進(jìn)行。然后利用CARD/1軟件進(jìn)行具體定線并對(duì)紙上定線進(jìn)行修正。 路線的勘測(cè)設(shè)計(jì) 路線交點(diǎn)坐標(biāo)與路線轉(zhuǎn)角的確定 導(dǎo)線的確定：在1：10000的地形圖上初步定線后，利用CARD/1軟件進(jìn)行詳細(xì)定位，確定路線各要素坐標(biāo)，詳細(xì)結(jié)果見附表Ⅰ－1“直線及曲線一覽表”。 兩方案平面設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)在初步階段仍采用軟件設(shè)計(jì)，運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算不是重點(diǎn)，故省去了以往設(shè)計(jì)時(shí)大量煩瑣的手算過程，提高了初步設(shè)計(jì)的精確性，因此對(duì)以下平面設(shè)計(jì)中的公式計(jì)算部分僅做簡(jiǎn)單涉及。具體計(jì)算可參見有關(guān)手冊(cè)的相關(guān)章節(jié)。（如《公路勘測(cè)設(shè)計(jì)》，第三章，裴玉龍主編，黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社） 平曲線要素的確定(1) 圓曲線要素及其計(jì)算 略(2) 主點(diǎn)樁號(hào)的計(jì)算 略 緩和曲線設(shè)計(jì)(1) 緩和曲線的作用a) 使汽車從一個(gè)曲線過渡到另一個(gè)曲線的行駛過程中的離心加速度逐漸變化。b) 緩和曲線作為超高和加寬變化的過渡段。c) 緩和曲線通過其曲率的逐漸變化，可適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向操作的行駛軌跡及路線的順暢，以構(gòu)成美觀及視覺協(xié)調(diào)的最佳線形。(2) 緩和曲線要素的計(jì)算 a) 帶有緩和曲線的平曲線要素的計(jì)算b) 主點(diǎn)樁號(hào)的計(jì)算當(dāng)曲線半徑小于不設(shè)超高的圓曲線最小半徑1500米時(shí)，要設(shè)緩和曲線，根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，緩和曲線的長(zhǎng)度不能小于35米，同時(shí)，在該路段上要設(shè)超高和加寬，超高的詳細(xì)設(shè)計(jì)見后面的詳細(xì)設(shè)計(jì)部分。 初步設(shè)計(jì)的平曲線加樁在路線選定和曲線計(jì)算完成之后，要將路線加樁，直線段為100米加樁，曲線段為50米加樁。由于采用軟件進(jìn)行上述工作，本設(shè)計(jì)為10米加樁。 曲線主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算計(jì)算結(jié)果詳見附表Ⅰ－1“直線及曲線曲線一覽表”。 縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面線形設(shè)計(jì)的一般要求對(duì)于新建公路路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，二級(jí)公路采用路基邊緣標(biāo)高，縱斷面線形主要由縱坡和豎曲線組成，縱坡的大小與坡度的長(zhǎng)度反映了公路的起伏程度，直接影響公路服務(wù)水平和運(yùn)營(yíng)成本，也反應(yīng)了公路是否經(jīng)濟(jì)、適用，因此，設(shè)計(jì)中必須對(duì)坡度、坡長(zhǎng)及其相互組合進(jìn)行合理安排。凹曲線的邊坡頂點(diǎn)不要設(shè)在兩邊都是挖方路段，這樣排水不利，使路基受到水的浸泡，降低路的壽命和使用質(zhì)量。同時(shí)更應(yīng)注意，當(dāng)連續(xù)縱坡大于5％時(shí)，要設(shè)置小于3％的緩和坡段，其距離要大于120米。相鄰縱坡的代數(shù)差小時(shí)，應(yīng)盡量采用大的豎曲線半徑。縱斷面設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)的確定，詳細(xì)情況見第5章所述。縱斷面設(shè)計(jì) 注意平縱配合 平面直線與縱斷面直線組合這種線形組合單調(diào)、呆板，行駛過程中路線視景不變，容易使司機(jī)產(chǎn)生疲勞感。尤其在高速行車時(shí)，容易導(dǎo)致交通事故。在交通比較復(fù)雜的路段，這種線形組合是有利的。設(shè)計(jì)中可采取措施來彌補(bǔ)景觀單調(diào)的不足。 平面直線與縱斷面凹形曲線組合這種組合具有較好的視距。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：(1) 避免插入較短的凹形豎曲線，或插入小半徑曲線（一般應(yīng)大于最小半徑的3－4倍），以免產(chǎn)生折點(diǎn)。(2) 兩個(gè)凹形豎曲線間不要插入短直線，此時(shí)宜將兩個(gè)凹曲線合并成一個(gè)凹曲線，可改善視覺條件。(3) 長(zhǎng)直線的末端不宜插入小半徑凹形豎曲線。 平面直線與縱斷面凸形曲線組合這種組合視距條件差、線形單調(diào)，使司機(jī)對(duì)前方道路情況無法做出判斷，應(yīng)盡量避免。使用這種組合應(yīng)注意采用大半徑曲線，以保證視距。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)凹形和凸形豎曲線時(shí)，會(huì)造成不良視覺效果，一般應(yīng)盡量避免。 平面曲線與縱斷面直線組合如果平曲線半徑選擇適當(dāng)，這種組合效果良好，汽車在這種線形上行駛，可獲得良好的景觀效果。如果平曲線與直線組合不當(dāng)，曲線半徑過小，或直線長(zhǎng)度過短，平曲線半徑與縱坡不協(xié)調(diào)，都會(huì)導(dǎo)致線形折曲。這種組合還應(yīng)滿足合成坡度的要求，尤其應(yīng)避免急轉(zhuǎn)陡坡組合。 平面曲線與縱面曲線組合這兩種組合形式很常見，但比較復(fù)雜，如果曲線半徑適宜，平縱線形要素均衡，可以獲得視覺舒適、誘導(dǎo)效果良好的空間曲線。此種組合應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1) 一般情況下，當(dāng)平豎曲線半徑較大時(shí)，宜將平豎曲線半徑頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)。若兩者不能很好的配合，兩者的半徑都小于某一限度時(shí)，宜將平豎曲線拉開相當(dāng)距離。(2) 平曲線與豎曲線的大小保持均衡(3) 豎曲線的頂部或底部，不得與反向平曲線的拐點(diǎn)重合，尤其是凸形豎曲線，容易造成判斷失誤。(4) 避免轉(zhuǎn)角小于7176。的平曲線與坡度角較大的凹形豎曲線組合。(5) 緩和曲線不得與小半徑豎曲線重疊。(6) 不宜將小半徑平曲線設(shè)置在豎曲線的底部或頂部。平豎曲線對(duì)應(yīng)重疊有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 利于誘導(dǎo)視線(2) 有利于行車安全(3) 線形舒適美觀平曲線與豎曲線的各種組合見下圖6－3。圖6－3 平曲線與豎曲線的各種組合 縱斷面設(shè)計(jì)的步驟此圖中縱向比例為1：1000，橫向比例為1：10000。(1) 在所確定的路線上，確定加樁路線的地面高程，其高程值詳見縱斷面圖，繪出地面線。標(biāo)出里程樁號(hào)和平面線形信息。(2) 確定控制點(diǎn)。控制點(diǎn)包括：路線起終點(diǎn)；越嶺埡口高程；大中橋涵；地質(zhì)不良地段的最小填土高度和最大挖深；與鐵路、公路交叉點(diǎn)；重要的電力（桿）管線的凈高；重要城鎮(zhèn)過道點(diǎn)等。對(duì)于山嶺區(qū)二級(jí)公路也要考慮填挖平衡。(3) 在這些控制點(diǎn)間穿插，初步定出坡度線。(4) 調(diào)整坡度線。檢查各指標(biāo)是否滿足，使道路的平縱線形協(xié)調(diào)，同時(shí)考慮排水和路基設(shè)計(jì)的基本要求，其坡度值見縱斷面圖。(5) 在完成拉坡的縱斷面圖上，通過坡度和坡長(zhǎng)計(jì)算縱斷面上的設(shè)計(jì)高程，所得值詳見縱斷面圖。 縱斷面的豎曲線設(shè)計(jì)為了提高行車的平順性，相鄰變坡點(diǎn)之間的距離應(yīng)不小于兩豎曲線間的切線長(zhǎng)，以便插入適當(dāng)?shù)呢Q曲線。豎曲線有凹形豎曲線和凸形豎曲線兩種。 豎曲線要素計(jì)算初步設(shè)計(jì)中只確定了豎曲線的半徑、切線長(zhǎng)和外矢距三個(gè)要素