畢業設計-成都至新都一級公路第二標段設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 0 4500 2021 700 400 200 極限 值 11000 6500 3000 1400 450 250 100 凹形豎曲線半徑 (m) 一般值 6000 4500 3000 1500 700 400 200 極限值 4000 3000 2021 1000 450 250 100 豎曲線最小長度 (m) 100 85 70 50 35 25 20 豎曲線設計的一般要求 豎曲線是否平順，在視覺上是否良好，往往是構成縱面線形優劣的主要因素。豎曲線設計應滿足以下要求： 〔 1〕 宜選用較大的豎曲線半徑； 〔 2〕 同向豎曲線應避免“斷背曲線”； 河南理工大學萬方科技學院學士 畢業 論文 20 〔 3〕 反向曲線間由直坡段連接，也可徑向 連接； 〔 4〕 豎曲線設置應滿足排水需要； 〔 5〕 豎曲線半徑的選擇； 選擇豎曲線半徑時本設計考慮以下因素： 〔 1〕 選擇半徑應符合表所規定的豎曲線的最小半徑和最小長度的要求，在不過分增加土石方工程量的情況下，為使行車舒適，宜采用較大的豎曲線半徑。 〔 2〕 結合縱斷面起伏情況和標高控制要求，確定合適的外距值，按外距控制選擇半徑。 〔 3〕 考慮相鄰曲線的連接限制曲線長度，按切線長度選擇半徑。過大的豎曲線半徑將使用豎曲線過長，從施工和排水來看卻是不當的，選擇應注意。 〔 4〕 對夜間行車 交通量較大的路段考慮燈光照射方向的改變，使前燈照射范圍受到限制，選擇半徑時應適當加大，以使其有較長的照射距離。 豎曲線幾何要素計算公式 豎曲線幾何要素計算公式： 用二次拋物線作為豎曲線的基本方程式計算 。 計算公式如下： 曲線長 L LR??? (51) 切線長 T 2LT? (52) 外距 E 22TE R? (53) 成都至新都一級公路第二標段設計 21 豎曲線上任意點縱距 y 的計算 22xy R? (54) 式中： y —— 計算點縱距； x —— 計算點樁號與豎曲線起點的樁號差。 豎曲線上任意點設計標高的計算 計算切線高程 計算公式如下： 10 ()H H T x i? ? ? ? (55) 式中： 0H —— 變坡點標高 m； 1H —— 計算切線高程 m； i —— 縱坡度。 計算設計標高 1H H y?? (56) 式中： H —— 設計標高 m； “ ? ” —— 當為凹形豎曲線時取“＋”，當為凸形豎曲線時取“－”； “ y ” —— 豎曲線上任意點縱距。 其中 該路 段全線共設豎曲線 一 處， 屬于凹形曲線 ，半徑取值均滿足表 規范 的要求。 設計豎曲線要素計算 豎曲線 坡 度： 1i =% 2 %i ? 變坡點樁號： 1 350K ? 河南理工大學萬方科技學院學士 畢業 論文 22 變坡點高程： m 豎曲線半徑： 25000 m 計算豎曲線要素 21 % % %ii? ? ? ? ? ?，為凹形。 曲 線長 25000 150LR ?? ? ? ? (m) 切線長 150 7522LT ? ? ? (m) 外距 2275 0 .1 12 2 5 0 0 0 2TE R? ? ?? (m) 豎曲線起點處： 豎曲線起點樁號 ? ? ? ?1 3 5 0 7 5 1 2 7 5KK? ? ? ? ? 豎曲線起點高程 79 .37 6 05 5 75 78 .96 4? ? ? ?(m) 變坡點樁號 1 350K ? 處： 切線高程 (m) 設計高程 +=(m) 豎曲線終點處： 豎曲線終點樁號 =（ K1+350） +75=K1+425 豎曲線終點高程 =+75=(m) 說明：該豎曲線處其余各樁號設計高程在此不再一一給出計算過程，計算結果見縱斷面設計圖。 合成坡度 合成坡度是指有路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的成都至新都一級公路第二標段設計 23 坡度，其方向即流水線方向。合成坡度的計算公式如下： 22hI i i?? (57) 式中： I —— 合成坡度 %； hi —— 超高橫坡或路拱橫坡 %； i —— 路線設計縱坡坡度 %。 在有平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向，即矢量和方向或合成坡度方向。將合成坡度控制在一定范圍內，目的是盡可能地避免急彎和陡坡的不利組合，防止因合成坡度過大而引起的橫向滑移和行車危險，保證車輛在彎道上安全 而順適地運行。 對于最大允許合成坡度，《公路工程技術標準》規定值按表 54選用。 表 54 各級公路最大允許合成坡度 設計車速 /(km/h) 120 100 80 60 40 30 20 合成坡度 /% 本設計路段的最大合成坡度計算如下： 超高橫坡： 6% 路線設計縱坡： % 2 2 2 2hi 6 1 .1 5 6 .1 4 1 0 .5Ii? ? ? ? ? ? 故 滿足標準規定要求。 道路平、縱線形組合設計 平、縱組合的設計原則 河南理工大學萬方科技學院學士 畢業 論文 24 應在視學上能自然地引導駕駛員的視線，并保持視學的連續性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線形，必須盡力避免。平、縱線形的技術指標大小應保持平衡。如果不平衡，會給人以不愉快的感覺，失去了視覺上的均衡性。選擇組合得當的合成坡度，以安全利于路面排水和行車安全。注意與道路周圍環境的配合，它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導視線的作用。 平豎組合的設計原則 〔 1〕 平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線 〔 2〕 平曲線與豎曲線大小應保持均衡 〔 3〕 暗、明彎與凸、凹豎曲線的搭配要合理 〔 4〕 要避免使凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的試問與反向平曲線的拐點重合。 〔 5〕 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重疊。 〔 6〕 計算行車速度 ≥40km/h的道路，應避免在凸形豎曲線頂總或凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線，后者會出現汽車高速行駛時急轉彎，行車不安全。 “平包豎”組合設計 本道路的設計在滿足上述各技術參數及設計要求的前提下，通過拉坡盡量控制填土高度以減少工程量。豎曲線半徑盡可能取大值，并盡量減少豎曲線個數，使路線不致頻繁起伏。考慮平曲線與豎曲線的組合，本 段設計做到了“平包豎”，平曲線與豎曲線相互重合，且平曲線稍長于豎曲線，豎曲線的起始點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內。平曲線與豎曲線大小保持均衡，滿足美學要求，使得平縱面技術指標均衡，組合合理，在視覺上也能自然誘導駕駛員的視線，保證了視覺連續，線形成都至新都一級公路第二標段設計 25 平順而圓滑。平曲線與豎曲線的組合表示如圖 53。 直線 回旋線 圓曲線 回旋線 直線平曲線豎曲線組合不當組合得當(不 設回旋線時為虛線) 圖 53 平、豎曲線的組合關系 本設計在縱斷面設計中 的 豎曲線， K1+350 處的豎曲線符 合 平、豎曲線的組合 原則，組合得當，線形美觀。 河南理工大學萬方科技學院學士 畢業 論文 26 6 道路橫斷面設計 道路的橫斷面是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計線和地面線所構成的。其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護坡道以及取土坑、棄土堆、環境保護等設施。道路橫斷面設計，應根據其交通性質、交通量、行車速度、結合地形、氣候、土壤等條件進行道路行車道、分隔帶、人行道、路肩等的布置，以確定其橫向幾何尺寸，并進行必要的結構設計，以確保它們的強度和穩定性。 道路建筑界限及用地 道路建筑界限是指為保證車輛、行人安全、對道路和橋面上以及隧道中規定的高度和寬度范 圍類不允許有任何障礙物的空間界限，又稱建筑凈空。建筑界限由凈高和凈寬兩部分組成。在道路橫斷面設計中，道路標志、護欄、照明燈柱、電桿、行道樹以及跨線橋的橋臺、橋墩等的任何部分不得侵入建筑界限之內。 道路用地是指修建、養護道路及其沿線設施，依照國家規定所征用的地幅。對新建公路路堤兩側排水溝外邊緣以外，或路塹坡頂截水溝外邊緣以外不少于 1m的土地為公路用地范圍， 在有條件地段，一級、高速 公 路不小于 3m，二級 公 路不小于 2m。 橫斷面的組成 車道數的確定 由《公路工程技術標準》的規定一級公路四車道適 應的按各種汽車成都至新都一級公路第二標段設計 27 折合成小客車的遠景設計年限平均交通量為 15000～ 30000 輛，則確定該公路為四車道一級公路；且又為平原地區，所以計算行車速度選為80km/h。根據交通量和設計車速確定該公路為四車道雙向行駛一級公路。 車道寬度的確定 根據調查研究及參考國外資料 ,設計車速 ≥80km/h時 ,車道寬度應為 ， 設計車速 ≤80km/h時 ,車道寬為 。 考慮我國貨載汽車占比例較大 ,車型、車速不一 ， 低等級道路均為混合交通道路，車道要求較寬，當設計車速 ＞ 40km/h 時 ,采用 ,反之采用 。 本設計取用 米為車道寬度。 路肩寬度的確定 路肩由右側路緣帶 (高速公路及一級公路設 )、硬路肩、土路肩三部分組成。 由于我國土地緊張，因而確定路肩寬度應在滿足路肩功能要求的條件下，盡量采用較窄寬度的原則確定。高速公路、一級公路的路肩寬度應考慮發生故障時車輛隨時都可在路肩上停靠所需的寬度。具體按表 61給定的值選用。 河南理工大學萬方科技學院學士 畢業 論文 28 表 61 各級公路路肩寬度 設計速度 (km/h) 高速公路、一級公路 二級公路、三級公路、四級公路 120 100 80 60 80 60 40 30 20 右側硬路肩寬度 (m) 一般值 或 — — — 最小值 土路肩寬度 (m) 一般值 (雙 ) (單 ) 最小值 注：“一般值”為正常情況下所采用值；“最小值”為條件受限制時可采用的值。 根據設計車速取右側 硬路肩寬度為 米，土路肩寬度為 米。 中間帶寬度的確定 四條和四條以上車道的公路應設置中間帶。 由兩條左側路緣帶及中央分隔帶組成 。一般高速公路、一級公路設中間帶。寬度值按表 62 選用。 成都至新都一級公路第二標段設計 29 表 62 各級公路中間帶寬度 設計速度 (km/h) 120 100 80 60 中央分隔帶寬度 (m) 一般值 最小值 左側路緣帶寬度 (m) 一般值 最小值 中間帶寬度 (m) 一般值 最小值 注：“一般值”為正常情況下所采用值；“最小值”為條件受限制時可采用的值。 根據設計車速取中央分隔帶寬度為 2 米，左側路緣帶寬度為 米。 路基寬度的確定 路基寬度按規范 一般值選用 ,根據設計車速和車道數量取路基寬度為 米。一級公路整體式標準橫斷面如圖 61: 硬路肩 行車道 中央分隔帶硬路肩行車道 土路肩 土路肩2%2% 3%3%路緣帶路緣帶路緣帶 路緣帶 圖 61 一級公 路整體式標準橫斷面圖 超高加寬的計算 為抵消車輛在曲線段上行駛時所產生的離心力，將路面作成外側高于內側的單向橫坡的形式稱為超高。合理的設置超高，可以全部或部分抵消離心力，從而提高汽車行駛在曲線上的穩定性與舒適性 .此外超高河南理工大學萬方科技學院學士 畢業 論文 30 通常能改變路面排水，有助于減小車輛雨天行駛產生漂移的危險。 超高值的取用 超高的橫坡坡度應按設計車速，平曲線半徑 ， 路面類型，自然條件和車輛組成情況確定 .其中設計車速，超高和平曲線半徑之間的關系如表 66。根據圓曲線半徑及設計車速等確定該公路的超高為 6%。 最大 超高和最小超高 各級公路的圓曲線部分的最小超高值是該道路直線部分的路拱坡度之值 ， 對最大超高的規定如表 63。 表 63 各級公路的圓曲線部分的最大超高值 公路等級 汽車專用公路 一般公路 高速公路 一 二 三