发布时间 : 星期二 文章二级公路线形设计毕业设计说明书（长安大学）更新完毕开始阅读3afe5f774afe04a1b171de4b
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第一章 设计技术标准的确定
1.1 该公路的设计意义
山西大同地区资源丰富，特别是煤炭储量大，煤质优良，是重要的动力煤产地。丰富的煤炭储量，促进了大同地区煤炭工业迅速发展，每年煤开采量非常大，由于矿山铁路运输已饱和，现有公路等级低，线形差，行驶速度低。公路上车辆拥挤不堪，交通事故频繁。汽车通过量极低，严重影响了煤炭运输，堆积如山的优质煤由于风吹雨淋，煤炭流失严重，不仅严重污染了周围环境，而且每年给国家造成了巨大的损失，同时也阻碍了该地区的加速开发和周围经济的发展。因此，该公路的修建迫在眉睫。
1.2 沿线地貌，地形，地质，及自然地理特征
1.2.1 气候特点
该地区属于公路自然区划III1a区。
路线所经过的地区位于全国道路气候的季节冰冻、半旱半湿润地区。处在我国中南部湿热地区与北部干寒地间的过度地带。大陆性气候较显著，四季分明，具有春旱多风，夏热多雨，冬季干寒的特点。冬季一月份平均气温在-10度以下，多年平均最大冻深在1.0—1.4mm之间，最大冻深在1.55米左右。夏季受东南风影响，降水较多。气温高，七月份平均气温在22度—30度之间，最高月气温在25度—30度之间。
1.2.2 降水量及地下水埋深
路线所经过的地区属于中国暴雨分区14区，年降水量约为400—600mm。全年降水量分布时间不匀，年内及季间变化大。春季降水量一般仅占全年总量的10%左右，冬季只有少量降雪，夏季降水占全年的3/4，属于我国夏季降水量集中的地区。由于水土保持不良或排水不畅等原因，往往会引起水土流失和洪涝等灾害。地下埋深一般在3米左右，河谷，低洼地方为2米左右。 1.2.3 地形与地貌
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所经过的地区属于我国著名的黄土高原东半部，即山西高原，四面山势陡峻，地面横坡最大达60%以上，山坡坡面曲折，河川，沟交错，冲沟较多。海拔高度一般在800-1500米之间，黃土高原地势较高的地区，也是黃河泥沙的主要发源地区之一，地形类型属湿润中山，沟间地和沟谷地均有分布。 1.2.4 地质与土质
路线的经地区属大同盆地，恒山以北的丘陵山地。该地区土质优良，其成因特征为沉积和风积，具有土质较均匀，大孔隙和节理，分布于山坡与山的顶部。该地区位于黃河中游黃土分布区划的北端（北端区北端），类型为坡积新黃土Ｑ４。土层多为砂性土、马兰黃土。土名为粉质低液限限粘土（ＣＬＭＹ）。该地区在岩石悬崖符号表示地区（包括有土的陡坎），地表土层覆盖较厚，均按黃土考虑，其中松土20%，普通土40%，余为硬土。岩石悬崖符号地区，表层２米厚为黃土，其余岩石，其软石30%。坚为70%，岩石主要为石灰岩，其次为灰色砂岩，强度和岩石满足公路使用要求。土质呈密实状态。 1.2.5 植被作物等情况
路线所经地区有稀少的灌木丛，高度在1.5米以下。主要农作物有玉米、高梁、薯类等，属我国旱杂糖地区。水果类有梨、葡萄、枣子、苹果等。还有饲养业和副业等。该地区煤炭资源蕴藏丰富，但因交通运输不发达，开发和利用不够。今后经济发展主要是致力于土地的综合利用，对山、水、田、林、路进行综合治理，搞好水土保持；进一步加强煤田资源的开发和利用。
1.3 道路等级和主要技术指标的论证和确定
道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。 1.3.1 公路等级的选用
道路等级的确定应从公路网规划的全局出发，综合考虑公路的使用任务、性质，根据远景交通量及交通组成，依据地形和其他自然条件共同决定。
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设计路线位于山西太原地区，属于山岭重丘区。地矿产业发达，尤其是煤炭业，目前当地公路等级远远不能满足当地经济发展的需求，修建一条等级较高的公路已是迫在眉睫。
根据《公路工程技术标准》JTG-B01-2003-1.0.3款，故公路等级选为山岭重丘区二级公路。设计车速60km/h。 1.3.2 主要技术指标
根据《公路工程技术标准》，山岭重丘区二级公路各项指标为： 指标名称 计算行车速度 车道数 硬路肩宽 停车视距 平曲线一般最小半径 缓和曲线最小长度 最小坡长 单位 60km/h 2 1m 75m 200m 35m 150m 1400m（凸） 竖曲线极限最小半径 1000m（凹） 竖曲线最小长度 50m 1.3.3 主要技术指标的论证 1.行车速度
该路段途经地形为山岭重丘区，二级公路，故采用行车速度V=60km/h。 2.极限最小半径的确定
汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，为了减小离心力的作用，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲线上路面做成外侧高、内侧低呈单向横坡的形式，称为横向超高。汽车行驶在具有超高的平曲线上时，其车重的水平分力可以抵消一部分离心力的作用，其余部分由汽车轮胎与路面之间的横向摩阻力与之平衡。
X=F cosα﹣Gsinα Y＝Gsinα+F cosα
由于α很小，可以认为sinα≈tgα≈ih，cosα≈1. 横向力系数μ=X/G=v2/gR－ih=V2/127R－ih
在只考虑行车安全，不考虑乘客舒适度的情况下取μ=0.13，ihmax=0.10 Rmin= 602/127(0.13+0.10)=123.25m, 取整得R=125m。 3.一般最小半径的确定
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指标名称 单位 行车道宽 3.5m 路基宽度 10m 土路肩宽 0.5m 超车视距 350m 平曲线极限最小半径 125m 不设超高最小半径 1500m 最大纵坡 6% 竖曲线一般最小半2000m（凸） 径 1500m（凹） 超高横坡度最大值 8% 长安大学
Ls(min)=B⊿i/p在既考虑安全又考虑舒适的情况下，取μ=0.06，ihmax=0.08， RT=V2/18=200m。
4．缓和曲线最小长度的确定
汽车在行驶过程中重心的轨迹有以下特征：轨迹是连续圆滑的；曲率是连续的；曲率的变化率是连续的。这就要求在直线与圆曲线之或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间设置一种曲率连续变化的曲线，本设计中缓和曲线采用回旋线的形式（A2=RLs）。
确定缓和曲线的最小长度，可以从以下几方面考虑： 1）旅客感觉舒适
汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度将随着缓和曲线曲率的变化而变化，若变化过快，将会使旅客有不舒适的感觉。离心加速度的变化率αs≤0.6,故
Ls(min)=0.036V3/R
2）超高渐变率适中
行驶时间不过短，一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3秒，于是：
Ls(min)=V/1.2=33.33m, 取整得：Ls(min)=35m。
5.竖曲线最小半径与最小长度的确定
在纵断面设计中，竖曲线的设计要受众多因素的限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线的最小半径和最小长度。 1）缓和冲击
汽车行驶在竖曲线时，产生向下离心力，导致增减重现象。这种增重与减重达到某种程度时，旅客就有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利影响，所以确定竖曲线半径时，对离心加速度要加以控制。
取a=0.278 , Rmin=V2/3.6或Lmin=V2ω/3.6 2）时间行程不过短
汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径较大，如其长度过短，汽车倏忽而过旅客会感到不舒适。因此，应限制汽车在竖曲线上的行驶时间不过短。最短应满足３秒行程，即Lmin=Vt/3.6=V/1.2 3）满足视距的要求
需要明确的是，那一种限制因素为最不利的情况，它才是有效控制因素
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