松山公路第二标段设计说明书

松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国1松山公路第二标段设计说明书一、概述此次课程设计的内容为：根据提供的1:2000平原微丘区地形图和起终点范围，按纸上选线要求进行纸上放坡定线，方面综合设计，编制路基设计表，以及进行路基土石方计算。公路等级为二级公路，设计时速60km/h，双车道，路基宽度10.0m，路面宽度8.5m。设计时除了要满足所有的设计标准与规范外，还应尽量满足填挖平衡节省工程造价。（一）总体设计原则1、此次课程设计根据《道路勘测设计课程设计任务书》与《道路勘测设计课程设计指导书》的要求参考《公路工程技术标准》JTGB01—2014、《公路路线设计规范》JTGD20---2006、《道路勘测设计》赵永平编著、《土木工程测量》朱爱民编著等规范资料进行路线的平、纵、横三方面综合设计。2决方案。3流畅。4、注意因地制宜、就地取材、尽量满足填挖平衡特别是低等级公路的土石方数量应尽量少以节省工程造价。5、作好路基防护与排水设计、路拱坡度、超高坡度、纵坡坡度、排水沟、截水沟、边沟等设置都应按规范或实际路面排水充分考虑以及设置。6、在汇水面积大和道路地势低洼出都应合理布设排水涵洞以保证灌溉系统和路网的通畅。方便沿线居民的生产、生活而不致不受到影响。在地势较陡处应考虑滑坡（二）技术标准与技术指标的总体运用情况本设计路段起点为K0+000，终点为K1+328.622，全长1.328622公里。采用2车道二级公路标准，全段设计速度60km/h，路基宽度10.0m，路面宽度8.5m。全线共布设2个平曲线，平均每公里1.5个，平曲线最小半径250m400m，平曲线长度占路线总长的56.29%为564.389m，最短为16.611m。路线纵面共设变坡点3处，平均每公里2.26处，最短坡长160m，1处最大纵坡松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国25.6%，,1处竖曲线最小半径凸形1500m，竖曲线长度占路线总长的35.52%。二、道路选线路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。正如前所述，影响路线设计除自然条件外尚受诸多社会因素的制约，选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：（一）多方案选择在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（二）工程造价与营运、管理、养护费用综合考虑路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。（三）处理好选线与农业的关系选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。（四）路线与周围环境、景观相协调通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。（五）工程地质和水文地质的影响选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。（六）选线应重视环境保护选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染，如（1）路线对自然景观与资源可能产生的影响；（2）占地、拆迁房屋所带来的影响；（3）路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国3割引起的影响；（4）噪音对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及影响（七）对于高速路和一级路，由于其路幅宽，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理利用上下行车道分离的形式设线。三、平面设计（一）平曲线线形设计2个平曲线以绕开中间的几个山包。由于JD1与JD2经过测算两个反向曲线之间的直线长度不能满足大于2V（120m）要求，从而考虑采用“s”型曲线。曲线示意图如下:（二）圆曲线半径设计查上表可知最小圆曲线最小半径为250，考虑到安全性经济性等一系列因素，最终选取R1=250m，R2=400m。（三）缓和曲线设计查如下三个表可以确定：ib=6%B=7.0mP=1/125松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国41、按离心加速度计算缓和曲线长度：求得Ls,min=31.104m2、按驾驶员的反应时间来计算缓和段长度：Ls,min=V/1.2=50m3、按超高渐变率来计算缓和段长度：Ls,min=Bx/p=52.5m4、按视觉条件计算缓和段长度；Ls,min=R/9-R=(27.78-250)m松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国5综合以上计算结合，《标准》最终选取55m作为缓和曲线长度。（四）平曲线计算过程：1、平曲线要素计算：松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国6解得：q=27,489m,p=0.504m,T=94.611m,E=9.341m,L=185.9m.2、主点桩号计算：曲线一：ZH=JD-T=K0+564.389HY=ZH+Ls=KO+619.389QZ=ZH+L/2=K0+657.339HZ=ZH+L=K0+750.289YH=ZH-Ls=K0+695.289曲线二：L1-2=410m，Th2=L1-2-Th1=315.389mR2/R1=1.62，所以满足“s”型曲线要求。令T=315.389，求得Ls=80.037,重新计算切线长T2=315.376ml=0.013,Ls2=80.037-2=80.011m.p2=0.667m,q2=39.992m.“s”型曲线的许用条件验算:A1=√(R1xLs1)=153.795松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国7A2=√(R2xLs2)=178.898A2/A1=1.1631.5,所以满足要求。JD2=HZ+T2=K1+056.678ZH=JD-T=K0+750.289HY=ZH+Ls=KO+830.30QZ=ZH+L/2=K1+031.15HZ=ZH+L=K1+312.011YH=ZH-Ls=K1+232.00E=86.172,J=2T-L=69.056,L=561.722ZD=K1+328.622四、纵断面设计（一）设计要素竖曲线1—设计半径1500米；竖曲线2—设计半径2000米。最大纵坡—2.7%。竖曲线设计依据：1）符合规范对于竖曲线最小半径规定；2）从满足驾驶员视觉要求方面考虑，在对工程施工影响不大的前提下尽量选用大半径竖曲线（10~20倍的平曲线半径），以保证整体线形的协调；3）平、纵组合设计搭配原则——平曲线包竖曲线。（二）纵断面设计原则1.纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。2.纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。3.平面与纵断面组合设计应满足。4.视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。（三）纵断面拉坡松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国81.纵坡设计要求：(1)设计必须满足《标准》的各项规范。(2)纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。(3)沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。(4)应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。2.纵断面拉坡步骤：(1)标注控制点：确定路线起、终点以及越岭垭口，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深等线路必须经过的标高控制点。(2)试坡：在已标出的“控制点”纵断面图上，根据各技术指标和选线意图，结合地面线的起伏变化，以控制点为依据，在其间穿插取值，同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国9不要放在圆弧段之内。由此试定出若干坡线。(3)调整并核对：对试坡时所定出的各种坡线进行比较，排除不符工程技术标准的坡线，在剩下的坡线中选取填挖方量最小又比较平衡的坡线。在选取的坡线上选择有控制意义的重点横断面，从纵断面图上读出其对应桩号的填挖高度，检查该点横断面填挖是否满足各项工程指标。如果不满足，则应对所选坡线进行调整。（四）竖曲线要素计算W1=i2-i1=9.8%;W2=i3-i2=-7.5%;W3=i4-i3=3.5%L=RW,T=L/2,R1=1500m,R2=2000m,R3=5000m求得：竖曲线一：L1=147m，T1=73.5m，H（BPD）=127.00m，BPD1=K0+300.00起点桩号=BPD1-T1=K0+226.50;高程：127-i1xT1=130.09m终点桩号=BPD1+T1=K0+373.50；高程：127+i2xT1=131.12m竖曲线二：L2=150m，T2=75m，H（BPD）=136.00m，BPD2=K0+460.00松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国10起点桩号=BPD2-T2=K0+385.00;高程：136-i2xT2=131.80m终点桩号=BPD1+T1=K0+373.50；高程：136+i2xT2=134.53m竖曲线三：L3=175m，T3=87.5m，H（BPD）=127.00m，BPD3=K0+920.00起点桩号=BPD3-T3=K0+832.50;高程：136-i3xT3=128.71m终点桩号=BPD3+T3=K1+007.50；高程：136+i3xT3=128.39m（五）纵断面设计成果表由前面的计算即可确定出各直线段坡线上所对应的中桩标高，再由公式：h=x2/2R算出竖曲线内各点的竖距，凸形竖曲线的曲线上中桩标高即为对应直线坡线标高减去竖距h，凹形竖曲线的曲线上中桩标高即为对应直线坡线标高加上竖距h。由此即可确定纵断面线上各中桩的标高，也就可算出各中桩的填、挖高度。五、横断面设计（一）路幅断面尺寸拟定根据道路设计有关规范的要求二级公路按双车道设计，车道宽3.50米，硬路肩宽0.75米，土路肩宽0.75米。因此路幅的断面尺寸为10.0米。（二）路基边坡与断面形状设计路基边坡的陡与缓直接影响路基的稳定性及其工程经济合理性。路基边坡坡度应根据边坡土质的物理力学性质、边坡高度、行车荷载和工程地质条件等确定。边坡坡度一般以坡段的竖直投影和水平投影之比表示。本次设计挖方坡度为1:1，填方坡度为1:1.5。路基横断面垂直于线路中心线截取的路基断面。依其所处的地形条件不同有各种断面形式，以下两种为本设计路基横断面与线路平纵面的几何关系图。松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国11（三）超高与加宽设计设置超高是为抵消车辆在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力，保证汽车能安全、稳定、满足设计速度和经济、舒适地通过圆侧高于内侧的单向横坡。最大超高容许值为6%250半径均大于250m，既不用考虑加宽。（四）横断面绘制方法填写路基设计表，根据表中数据，在方格坐标纸上采用1:200比例尺绘制地面线，设计线，边沟，边坡等结构物。（五）横断面面积计算及土石方数量计算与调配在图中通过数出方格个数的方法求填挖面积，填挖分开来算。并记录坡脚到中桩的水平距离。填挖体积等于两相邻桩号之间距离与其平均填挖面积的乘积，在土松山公路第二标段设计说明书湖北理工学院曹志国12参考文献1.交通部·《公路工程技术标准》》（JTGB01-2014），北京:人民交通出版社，2014年2.交通部·《公路路线设计规范》(JTGD20—2006)，北京:人民交通出版社，2006年3.交通部·《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)，北京:人民交通出版社，2015年4.交通部·《