发布时间 : 星期日 文章公路 道路设计 计算书 范例更新完毕开始阅读3b9082c13968011ca2009190
四川大学本科毕业设计 李家山至陈家沟路段设计说明书
第二章 平面设计
道路是道路交通运输系统中最主要的基础设施，是系统得以运转的基本条件，为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线收到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线改变方向和发生转折。
路线线形必须满足汽车动力学，司机视觉和心理的要求，必须和地形、地物环境相协调，与沿线的土地利用，自然资源开发和社会经济等相适应。合理运用地形，正确选用标准，确保路线线形的均衡，处理好远期和近期的关系，整体与布局，充分考虑农业等方面的要求，既要使得工程量小，投资少，又要考虑到施工养护管理、经济效益，交通运营等方面的利弊得失。选用较好的技术指标，以提高公路使用质量，充分做到技术上可行，经济上合理。
2.1 公路等级及设计车速确定
由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2-1：
表2-1 交通量折算表 车型 交通量（辆/日） 小汽车 黄河JN150 跃进NJ130 解放A10B 总 计 交通量年增长率7%，由设计交通量计算公式：
610 310 158 1580 1.0 2.0 1.5 1.5 610 620 237 2370 3837 折算系数 折算交通量（辆/日） Nd?N0(1??)n?1?3837?(1?0.07)12?1=8077次/日 （2-1）
可得远景年平均交通量大概为8077（辆/日），根据《公路工程技术标准JTGB01-2003》可以确定次公路可设计为二级公路，山岭重丘区的二级公路设计车速60km/h，二级公路远景设计年限为12年，也可根据实际情况适当缩短。远景年限应从公路建成通车年开始算起。
从地形图可值，该段K0+000~K3+050.576山岭重丘地势比较复杂，地面坡度较大，山高谷深，地形复杂，使得路现在平、纵、横三方面都受到一定的限制。
2.2 基本线性要求
2.2.1 直线
直线是公路线形中最常使用的基本形式，它以最短的距离连接目的地，具有路线短捷，缩短里程，行车方向明确等优点。但是从行车安全和线形美观来看，直线过长线形呆板，会使司机行车单调引起疲劳，容易使司机超速行驶，难以准确目测车间距离，以及夜间对向行车产生眩光，直接影响行车安全。
3
四川大学本科毕业设计 李家山至陈家沟路段设计说明书 另外，在山区、丘陵地区过长的直线难以与地形及周围环境相协调，会产生严重破坏自然、造成大挖大填，经济性差。因此必须对直线长度加以限制。本路段设计车速60km/h，根据《公路工程技术标准JTJGB01-2003》对直线做了如下限制：
(1)同向曲线间最小长度：6??6?60?360m （2-2) (2)反向曲线间最小长度：2??2?60?120m （2-3) (3)直线的最大长度为：20即1200m。 （2-4) ?，在定直线过程中，直线的最大、最小值限制不要超出上限值。
2.2.2圆曲线
圆曲线也是平面线形中最常用的线形，较大的长缓圆曲线具有线形美观、行车舒适等优点。在平曲线设计中，都希望采用较大半径的圆曲线，以提高路线质量，是因为过短的平曲线使汽车在曲线上行驶时间短，司机操作极为不便，同时乘客也受到冲击。在较小转角的平曲线，及时半径很大，曲线任然很短，司机容易将曲线半径判断得比实际小很多，而是得行车速度降低。因此对圆曲线的相关指标也应作出限制。 （1）一般限制
1）从行车稳定、舒适、经济方面考虑，《公路工程技术标准JTGB01-2003》对圆曲线半径做了相应限制，圆曲线一般最小半径为200m；极限最小半径为125m；不设超高最小半径为1500m。
一般最小半径是一般情况采用平曲线最小半径极限值，这种半径能充分保证行车的舒适感，是全线绝大多数情况下可能采用的半径。极限最小半径是平曲线设计的极限值，在设计中任何情况下都必须满足。为保证行车安全、舒适、经济，只有在特殊困难地形条件下才采用极限最小半径。在设计时，圆曲线半径应尽量采用大于或等于曲线的一般最小半径值，以提高公路的使用质量。
2）圆曲线半径过大，会使圆曲线太长，对测设和施工不利，且过大的圆曲线半径其几何性质与直线无多大差异。因此《规范》规定圆曲线最大半径不宜超过10000m为宜。
3）曲线最小长度：一般公路以2倍（即在平曲线上行驶6s）计算。因此《规范》规定二级公路平曲线最小长度为120m。 （2）圆曲线半径的确定原则
圆曲线能较好地适应地形变化，并可获得圆滑的线性，使用范围较广且灵活。圆曲线在适应地形条件下，应尽量选用较大的半径。在定半径时应遵循以下原则：
1）一般情况下以采用极限最小半径4~8倍或超高为2%~4%的圆曲线半径为宜。
2）当地形条件不受限制时，应尽量采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径为宜。
3）选择半径时应结合前后线形综合考虑，已形成连续线形，并要考虑平曲线与纵坡的关系，避免小半径与大纵坡重合，即形成陡坡急弯的情况。
4）弯道半径的选择，应按技术标准根据实地的地形、地物、人工构造物及其他条件的要求，按合理的曲线位置用外距、切线长等控制条件反算。
5）小偏角的弯道容易使司机产生错觉，应尽量避免，一般情况下转角不宜小于7°。
6）当同向曲线间插入短直线时，在视觉上容易形成直线与两端的曲线构成反弯的错觉使整个组织线
4
四川大学本科毕业设计 李家山至陈家沟路段设计说明书 形缺乏连续性，形成“断背曲线”。因此在设计时应予以避免。
2.2.3缓和曲线
在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即为缓和曲线。其作用是线形缓和、行车缓和以及超高加宽缓和。当平曲线半径小于不设超高的最小半径时应设置缓和曲线。缓和曲线可采用回旋曲线、三次抛物线、高次抛物线等线形。因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合，在我国《标准》规定采用回旋曲线。《公路工程技术标准JTGB01-2003》规定山岭重丘区二级公路最小缓和曲线长度不小于60m。
2.3公路线形的确定
从给定的地形图（1:2000），在选线时采用纸上定线，在已知的地形图上，进行路线布局方案比选。通过纸上试选路线，在纵观全局，结合地形、地物、地质等自然条件，综合平、纵、横三方面因素，（交点）对比选线最后确定该段公路K0+000~K3+050.576平面线形进行设计。
2.4平曲线要素值的确定
平面线型主要有直线、圆曲线、缓和曲线三种线型组合而成。当然三个也可以组合成不同的线形，在设计中主要用到的组合将在下节叙述。
2.4.1 基本形曲线几何元素及其公式
按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。《标准》规定，除四级道路可以不设缓和曲线外，其余各级道路都要设置缓和曲线。它的曲率变化，便与车辆遵循旅客感觉舒适、行车稳定、线形美观等要求。设计时要注意和圆曲线相协调、匹配，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计为1:1:1~1:2:1。这一项要求较为关键，最初设计时并未注意此项要求，导致设计出来的线形十分不协调美观，后经过老师的指导后改正不足，达到了线形美观、流畅等各项要求。
在设计的时候还应注意缓和曲线长度，除了满足最小长度外，还应考虑超高和加宽的要求。设计所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求，即：
LLS缓和曲线切线增值q?S?(m) （2-5)
2240R2LLS圆曲线的内移值p?S?(m) （2-6) 324R2384R切线长T?(R?p)tan243?2?R(m) （2-7)
平曲线长度L?(??2?0)外距E?(R?p)sec?180R?2LS(m) （2-8)
?2?R(m) （2-9)
校正值J?2T?L(m) （2-10)
5
四川大学本科毕业设计 李家山至陈家沟路段设计说明书
2.5平面设计步骤
2.5.1 选线的基本原则
(1) 路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应。
(2) 在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上选定最优路线方案。
(3) 路线设计应尽量做到工程量少、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标准。
(4) 选线应注意同农田基本建设的配合，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。
(5) 要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。
(6) 选线时应注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。 (7) 选线时应综合考虑道路与桥梁的关系。
2.6 选线步骤
根据设计要求和选线应遵守的原则，公路起终点点位置、高程不变，选线时以这两个控制点为依据进行全面布置、逐段安排、具体定线。
用“以点定线、以线交点”的办法大致定出平面交点，然后反复试线后最后确定出交点。
2.6.1 方案确定
考虑到起始点高程为273.35m，终点高程300.70m，路线中间起伏较大，起终点高差也较大。从考虑经济性角度出发，导线尽量顺着等高线斜交，以避免较大落差，减少工程量。
在设计中，定线是一项比较重要的工作，是整个路线的基础，对路线的好坏起关键性的作用，不同地点，考虑因素不同，如有些以平面曲线设计为主，有些则以经济型为准。
2.6.2 交点位置，交点间距，转角的确定
方案设计中，在做好导向线，确定交点后。按照图纸的坐标，逐点测量各个点的大地坐标，然后计算焦点的间距，路线的转角，其计算程序如下： (1) 路线的方位角：
y2?y1?y根据公式??arctg可知某路线的方位角为： ?arctg?xx2?x1第一象限：?x?0,?y?0,则??? 第二象限：?x?0,?y?0,则??180???
第三象限：?x?0,?y?0,则??180??? （2-11) 第四象限：?x?0,?y?0,则??360??? (2) 路线的转角等于后一方位角减去前一方位角，即：
???2??1 （2-12)
6