大连理工网络教育土木工程毕业论文(3)

辽宁某一级公路施工图设计

LsLs3切线增长值：q??

2240R2LsLs4内移值： p? ?324R2384R2缓和曲线角：?0?28.6479切线长：T?(R?p)tg曲线长：L?(??2?0)外距：E?(R?p)secLs R?2?q

R?2Ls

?180?2?R

切曲差：J?2T?L 桩号的确定： ZH点里程：JD?T HY点里程：ZH?Ls QZ点里程：ZH?L 2YH点里程：ZH?L?2Ls HZ点里程：YH?Ls JD里程桩：QZ ?J2

3.3 路线曲线要素计算

1、路线设置

路线全长4462.968m，起点桩号K0+000，终点桩号K4+462.968。设计路线工设置了6个平曲线，在缓和曲线内均设置超高，超高值设置为5%，因为半径都大于250m，故不需要加宽。

2、平曲线计算 JD1：K1+054.198

设R=600，Ls=90，α=25°04′05″=25.068，则：

Ls2Ls4902904 p?????0.525m24R2384R324?6002384?903

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LsLs390903 q?????45.625m2240R22240?902

Ls90 ?o?28.6479?28.6479??4.297mR600

?25.068 T?（R?p）tg?q?（600?0.525）?tg?45.625?179.132m22

??L?（??2?o）R?2Ls?（25.068?2?4.297）??600?2?90?352.515m 180180

?25.068E?（R?p）sec?R?（600?0.525）sec?600?15.187m

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J?2T-L?2?179.132?352.515?5.749m

主点里程桩号计算： JD1：K1+054.198

ZH=JD1-T=1054.198-179.132=875.066 HY=ZH+Ls=875.066+90=965.066

YH=HY+（L-2Ls）=965.066+（352.515-2×90）=1137.581 HZ=YH+Ls=1137.581+90=1227.581 QZ=HZ-L/2=1227.581-352.515/2=1051.324 校核：JD1=QZ+J/2=1051.324+5.749/2=1054.198 交点校核无误。

同理可验算其他各交点，详见附件（直线、曲线及转角表）。

3.4 各点桩号的确定

在整个的设计过程中主要用到以上三种线形，在道路全线中，充分考虑了当地的地形、地物和地貌，现对各种比较而得出的。

在地形平面图上初步确定出路线的轮廓，再根据地形具体在纸上放坡定点，插出一系列控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，既为路线的各个转交点（即桩号），并且测量出各个转角点的度数，根据规范规定初拟出半径值和缓和曲线长度，带入平曲线几何要素试算，最终结合平、纵、横三者的关系，确定出整个线形的各个桩号及几何元素。

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4 纵断面设计

道路纵断面主要反映路线起伏、纵坡与原地面的切割等情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的，直线有上坡和下坡，是用高程差和水平长度表示的。直线的长度和坡度影响着汽车的行驶速度和运输的经济及行车安全。在直线的坡度转折处为平顺过渡设置竖曲线。按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。

4.1 纵坡的设计

1、最大纵坡

汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加，必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，很容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。

最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《规范》对设计速度为80km/h的平原微丘区一级公路最大纵坡规定最大纵坡为5%。

2、最小纵坡

公路的纵坡不宜小于0.3%。横向排水不畅的路段或长路堑路段，必须设计平坡（0.0%）或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。

3、最小坡长

如果坡长过短，变坡点增加，形成“锯齿形”路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点。

《规范》规定设计速度为80km/h的平原微丘区一级公路的最小纵坡为200m。 4、最大坡长

汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低档行驶，易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。根据汽车的爬坡能力，对坡度的最大坡长应加以限制。《规范》规定设计速度为80km/h的平原微丘区一级公路最大坡长如下表4.1：

表4.1 一级公路纵坡长度限制

纵坡坡度 % 纵坡长度 m 3 1000 4 800 5 600

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4、平均纵坡

平均纵坡是衡量纵断面设计质量的一个重要指标。对一级公路的平均纵坡，目前尚无规定，股本设计路段长度不受平均纵坡的限制。

4.2 竖曲线

道路纵断面上的设计纵坡线系由许多直线和转折点组成。由于纵坡的凸形限制了驾驶员的视野，而凹形转折因车速加快和行车方向的突然改变。因此，为了使路线顺适，行车安全平稳，路容美观等原因，需要在路线纵坡转折处设置曲线使之缓和，这种曲线称为竖曲线。并按纵断面上转坡是凸形或凹形的不同，分为凸形竖曲线和凹形竖曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。

1、竖曲线最小半径的确定

（1）凸形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 ①缓和冲击

汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，使汽车在凸形竖曲线上重量减小，所以确定竖曲线半径时，对离心力要加以控制。

②经行时间不宜过短

当竖曲线两端直线坡段的坡度差很小时，即使竖曲线半径较大，竖曲线长度也有可能较短，此时汽车在竖曲线行驶，冲击增大，乘客不适。

③满足视距的要求

汽车行驶在凸形竖曲线上，如果竖曲线半径太小，会阻挡司机的视线。为了行车安全，对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。

（2）凹形竖曲线极限最小半径确定考虑因素 ①限制离心加速度

在凹形竖曲线上行驶半径越小，离心力越大，会影响到旅客的舒适性。 ②确保夜间行车视距

对地形起伏较大地区的路段，在夜间行车时，若半径过小，前灯照射距离过短，影响行车安全和速度；

③确保净空有障碍时的视距

在高速公路及城市道路上有许多跨线桥、门式交通标志及广告宣传牌等，如果它们正好处在凹形竖曲线上方，也会影响驾驶员的视线。

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总之，无论是凸形竖曲线还是凹形竖曲线，都要满足《规范》规定，见下表：

表4.2 一级公路竖曲线最小半径及最小长度

设计速度 km/h 凸形竖曲线半径 m 凹形竖曲线半径 m 极限最小半径 一般最小半径 极限最小半径 一般最小半径 80 3000 4500 2000 3000 70 竖曲线最小长度 m 2、竖曲线要素计算

图4.1 竖曲线要素计算图

基本要素计算公式：

??i1?i2

竖曲线长：L?R?

竖曲线切线长：T?L/2?R?/2 竖曲线外距：E?T2/2R 变坡点1（K1+050.000）： （1）竖曲线要素计算

i1?0.789% i2??1.651% R?6000m

??i1?i2?0.00789?（?0.01651）?0.0244（凸形）

L?R??6000?0.0244?146.400m T?L/2?146.400/2?73.200m

E?T2/2R?73.2002?2?6000?0.447m

（2）设计高程计算

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