道路毕业设计——荣昌至盘龙公路设计

道路毕业设计——荣昌至盘龙公路设计
摘 要
在本设计中，主要是进行荣昌至盘龙公路的设计。设计部分的公路全长2717m，设计车速80km/h，双向四车道，设置中央分隔带。
本设计先整理了各种设计资料和依据，对沿线自然条件、设计技术标准和主要经济技术指标进行了研究。然后进行了路线设计，包括了平面设计、纵断面设计、横断面设计、平纵组合设计和土石方计算与调配。接着对路基进行了设计：布置路基横断面，并对路基的排水、防护和特殊路基进行了设计。接着又对路面进行了设计：对道路行车进行了轴载换算后设计了路面结构，并进行了应力验算。设计最后对桥梁涵洞、环境保护进行了简单设计。
关键词：荣昌至盘龙公路；路线设计；路基设计；路面设计
Abstract
In this design， is mainly the rongchang~panlong highway design， thelength of this road which we design is 2717m， the design of thespeed is 80km/h　，and set up the central of separation strip.
According to a variety of information and the basis for the design,We finish the road design (graphic design, profile design,cross-sectional design, level design and vertical composition anddeployment of calculation of earth and stone) by the naturalconditions, technical standards and design technology and majoreconomic indicators.
Then the subgrade for the design: cross-sectional layout embankmentand subgrade drainage, protection and subgrade for the specialdesign. Then on the pavement to the design: a road traffic axleload conversion after the design of the pavement structure, and thestress checking. Finally, the design of bridges, culverts andenvironmental protection and a simple landscape design.
Key words：rongchang~panlong highway；route design；the subgradedesign；pavement design.

目 录
目 录 III
第一章 绪 论 1
1.1 选题的意义 1
1.1.1 加强公路建设的必要性 1
1.1.2 本公路建设的意义 1
1.2 我国道路现状与发展规划 2
1.2.1 公路现状 2
1.2.2 公路存在的问题 2
1.2.3 公路发展规划 2
第二章 总体设计 4
2.1 设计资料 4
2.1.1 沿线自然条件 4
2.1.2 筑路材料供应情况 4
2.1.3 与周围环境协调情况 5
2.2 公路等级划分 5
2.3 道路技术等级确定 6
2.4 道路技术标准确定 6
第三章 路线设计 8
3.1选线 8
3.1.1 概述 8
3.1.2 选线原则 8
3.1.3 选线的步骤 9
3.1.4 路线方案的拟定与比选 10
3.2 道路平面设计 12
3.2.1平面设计要点 12
3.2.2 直线设计 12
3.2.3 圆曲线设计 13
3.2.4 缓和曲线设计 14
3.2.5 组合曲线类型 16
3.2.6 平面线形设计 16
3.3 道路纵断面设计 20
3.3.1 纵断面设计要点 20
3.3.2 纵坡及坡长设计 21
3.3.3 竖曲线设计 22
3.3.4 道路平、纵组合设计 26
3.4 道路横断面设计 28
3.4.1 横断面设计要点 28
3.4.2 横断面组成及要素确定 29
3.4.3 路拱坡度设计 30
3.4.4 中间带设计 31
3.4.5 道路超高设计 32
3.4.6 行车视距及其保证 34
3.4.7 土石方计算与调配 34
第四章 路基设计 38
4.1路基设计要点 38
4.1.1 路基设计内容 38
4.1.2 一般规定 38
4.2 路基的类型与构造 39
4.2.1路堤 39
4.2.2 路堑 40
4.2.3 半填半挖路基 41
4.3 边坡 41
4.3.1 路堤边坡 41
4.3.2 路堑边坡 42
4.3.3 边坡保护的常见方法 43
4.4 路基土的最佳含水量 44
4.5 路基压实 44
第五章 路面结构设计 46
5.1 路面类型及结构层组合 46
5.1.1 路面类型确定 46
5.1.2 标准轴载及轴载换算 46
5.1.3 路面结构层组合 48
5.2 路面结构层厚度确定 49
5.2.1 确定路面设计弯沉值 49
5.2.2 路面结构层厚度计算 50
5.2.3 验算各层底面拉应力 53
5.3 路面要求 57
5.3.1 沥青混凝土面层要求 57
5.3.2 二灰碎石基层要求 58
5.3.3 二灰土要求 58
5.4 路面工程量计算 59
第六章 道路排水设计 60
6.1 路基排水的目的 60
6.2 路基排水设计的一般原则 61
6.3排水沟设计 62
6.3.1 矩形排水沟 62
6.3.2 排水沟设计 62
6.4 桥涵和圆管涵方案设计 63
6.4.1 桥涵设计的基本要求 63
6.4.2 圆管涵设计 64
第七章 环境保护与景观设计 66
7.1 设计的基本原则 66
7.2 自然环境与景观设计的结合 66
7.3 生态保护 67
7.4 本段公路具体景观设计 67
第八章 工程概算 68
8.1 概算定义和作用 68
8.1.1概算定义 68
8.1.2概算作用 68
8.2概算费用组成 68
8.3路线工程概算主要内容 68
第九章 施工组织设计（专题设计） 69
9.1 施工组织设计编制 69
9.1.1 编制依据 69
9.2.2 施工组织设计的基本原则 69
9.2.3 施工组织设计阶段 69
9.2.4 施工组织与协调 70
9.3 路基土方施工工艺 70
9.4 道路基层施工 71
9.3.1 材料要求 71
9.3.2 施工工艺 71
9.5 沥青路面施工工艺 73
9.5.1 混合料的拌和 73
9.5.2 混合料的运输 74
9.5.3 混合料的摊铺 75
9.5.4 混合料的压实 75
9.5.5 接缝的处理 77
9.6 质量保证措施 77
9.7 安全保证措施 77
9.8 环境保护措施 78
总结 79
参考文献 80
致谢 81

第一章 绪 论
1.1 选题的意义
1.1.1 加强公路建设的必要性
现代综合运输体系是由多种运输方式共同组成的有机整体，各种运输方式间存在很强的互补性和相互依赖性，而公路运输的技术经济特性能更好地适应未来运输的需求。从技术经济角度来看，公路交通具有覆盖面广、机动灵活、时效性强、提供个性化服务、可实现门到门的直达运输、可将各种运输方式进行有效衔接、适合于各种批量的运输等显著特点。这些特点，能够使公路交通更好地适应市场条件下的客货运输需求，适合于中短距离的各种运输和中长以上距离的高价值货物运输，适合于出行的个性化需求。另外，高速公路通行能力大、速度快、行车安全舒适，在综合运输体系中承担着基础性和大动脉的双重作用。因此，公路交通运输在各种运输方式中所占的地位和所起的作用越来越突出，发达国家公路运输里程占各种运输方式运输总和的比例已高达60％以上，在各种运输方式中居于主导地位。就我国来说，预计在未来的旅客出行中消费性出行增长最快，并呈现需求层次高、时间和空间分布不均匀的势态，这种社会需要决定了公路建设应有更快的发展。
1.1.2 本公路建设的意义
本路段主要是该地区主要交通干道，担负为沿线工、农业生产及政治、经济、文化物资交流服务。建成后既可缓解交通状况，开发区域经济，又可促进小型厂企的投产扩产，因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要，有能力在两地间修一条等级较高的公路。
1.2 我国道路现状与发展规划
1.2.1 公路现状
50年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4％，西部地区更高，达到21.8％，技术等级仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。
因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点。
1.2.2 公路存在的问题
全国公路总体存在的主要问题是，数量少，公路网密度低，只相当于印度的1/5，美国的1/7，日本的1/30；质量差、标准低。高速公路存在的问题是，中国高速公路总量不足，覆盖能力有限，尚未形成网络规模效益；对各地高速公路建设缺乏强有力指导和协调手段，不利于合理利用交通通道资源，不利于搞好跨区域通道的布局和衔接。
1.2.3 公路发展规划
根据我国国民经济和社会发展的长远规划，中国公路在未来几十年内，将通过“三个发展阶段”实现现代化的奋斗目标。
第一阶段：近期达到交通运输紧张状况有明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。
第二阶段：在2020年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。
第三阶段：在本世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发达国家水平。

第二章 总体设计
2.1 设计资料
2.1.1 沿线自然条件
（1）自然地貌
路线跨越柞水县，位于西安以南，商州以西，东经108°50′—109°36′；北纬83°25′一36°56′之间，东西长72.7公里，南北宽55.2公里，莽莽秦岭之南坡。秦岭横贯北境，林海涛涛的原始森林是国家生物基因库。地形以西北高，主峰牛背梁海拔2802.1米；东南低，社川河谷最低海拔541米。中部是海拔800－1500米的中低山川，以乾佑河、社川河两大水系为主，有川道平地及青秀山峦，有地壳运动，海底台升的喀斯特地貌及海底海螺化石沉积。
（2）气候特征
柞水为中国西北东线内陆地区，兼有南北气候带的特征，北部属暖温带，东南部属北亚热带，整个县域属亚热带和温暖带两个气候的过渡地带，植被繁衍群落差异明显。全年日照1860.2小时，最冷平均气温0.2℃，最热平均气温23.6℃。极端最高气温37.1℃，最低一13.9℃，无霜期209天，年降水量742mm，最大降水量1225.9mm（83年），最小降水量567.6mm（76年），四季分明，温暖湿润，夏无酷暑，冬无严寒。
2.1.2 筑路材料供应情况
沿线可采集到砂土，地表土为亚砂土和亚粘土，并有丰富的砂、砾石等，均可用作筑路材料，平均运距为0.5km，市内可供应炉渣，粉煤灰等工业废渣，平均运距5km，距路线20km处有石灰可供应，质量满足要求。其它外购材料均由市内供应。块、片石及路面、桥涵用不同规格碎石，距离路线10KM处，在石料开采场，可购买，用汽车去运输。
2.1.3 与周围环境协调情况
本路段高速公路设计充分考虑和研究了高速公路建设对自然景观的影响，尽量做到不破坏或少破坏自然环境，并通过一些辅助措施和方法给予一定的改善。
在线形设计时考虑运用技术指标的合理性，线形的连续性、形态的优美以及周围景观的协调性，尽量避免了对生态景观的生硬切割。对道路施工造成的取土坑、弃土坑采用完善的排水系统，且采用植树、种草及必要的护坡措施。
2.2 公路等级划分
为了满足经济发展、规划交通量、路网建设和功能等要求，公路必须分等级建设。《公路工程技术标准》将公路根据功能和适应的交通量分为五个等级：
（1）高速公路为专供汽车分向，分车道行驶并应全部控制出人的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000辆～55000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均量45000辆～80000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均交通量60000辆～100000辆。
（2）一级公路为供汽车分向，分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000辆～30000辆；六车道一级公路应能适应各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000辆～55000辆。
（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量5000辆～15000辆。
（4）三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000辆～6000辆。
（5）四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下。单车道四级公路适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。
2.3 道路技术等级确定
表2.1 交通量折算表
车型 交通量（辆/日） 折算系数 折算交通量（辆/日）
黄河JN360 410 3.0 1230
长征X060 810 2.0 1620
解放CA50 1010 1.5 1515
太脱拉111s 510 2.0 1020
总 计 6885
计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式（3.1）计算
(3.1)
式中：Nd—远景设计年平均日交通量，辆/日；
N0—起始年平均日交通量，辆/日；
γ—年平均增长率，取7%；
n—远景设计年限，取20年
根据《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）中的相关规定，结合计算得到的折合成小汽车的年平均日交通量，拟定道路建设参数。
解：折算20年后的年交通量为：


＝19475辆/日
根据《公路工程技术标准》中的相关规定：“四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小汽车的年平均日交通量15000辆～30000辆”；故拟定该路为双向四车道一级公路，设计车速为80km/h。
2.4 道路技术标准确定
根据最新规范道路技术指标表见表2.2：
表2.2 道路技术指标表
公路等级 一级公路
设计速度(km/h) 80
车道数 4
车道宽度(m) 3.75
路基宽度(m) 一般值 24.5
最小值 21.5
圆曲线最小半径(m) 一般最小半径 400
极限最小半径 250
最大纵坡(％) 5
中央分隔带宽度(m) 一般值 2.0
最小值 1.0
左侧路缘带宽度(m)
一般值 0.5
最小值 0.5
中间带宽度(m) 一般值 3.0
最小值 2.0
左侧硬路肩宽度（m） 一般值 0.75
最小值 0.75
右侧硬路肩宽度（m） 一般值 2.5
最小值 1.5
土路肩宽度（m） 一般值 0.75
最小值 0.75
最小坡长（m） 200
最大坡长（m） 纵坡坡度为3% 1100
纵坡坡度为4% 900
纵坡坡度为5% 700

第三章 路线设计
3.1选线
3.1.1 概述
选线是在规划道路的起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面的因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，进行多方案比选，才能定出最合理的路线来。
根据该地区地形条件，利用河谷定线。在路网中，沿河线占有较大的比重。沿河线具有下列优点：
（1）河谷线地形较开阔，地质条件较好，又常有河谷阶地可利用，因而填挖方及其他工程量较小。
（2）河谷纵坡均匀，路线容易适应；在坡度受限地段，可利用直流侧谷展线。
（3）多数城镇位于河谷阶地上，公路通过阶地，可更好地为地方服务，提高公路的效益，并有利于公路养护、管理。
沿河线也存在某些缺点，占用农田较多，弯曲河流可能引起路线延长，山区河流的横坡陡峻和地质不良等。
3.1.2 选线原则
选线应根据以下原则进行：
（1）在路线设计的各个阶段，应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究，在多方案论证、比较的基础上，选定最优的路线方案。
（2）路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量最小、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，不宜轻易采用低限指标，也不应片面追求高指标。
（3）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，注意尽量地不占高产田、经济作物田或经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。
（4）通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围的环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境和重要的历史文物遗址。
（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响程度。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区、应慎重对待。一般情况下，路线应设法绕避；当路线必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。
（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。
（7）对于高速公路和一级公路，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，利用其上下车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式布线
（8）充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工、养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合，加以研究，搞好路线平、纵、横面的结合，力求平面短捷舒顺，纵面平缓均匀，横面稳定经济。
（9）大中桥位应在服从路线总方向的原则下，对路桥综合考虑，不要因桥位而过多地增长路线，桥位应尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上，并注意方便群众。小桥涵位置应服从路线走向，但在不降低路线技术指标的情况下，也应适当照顾小桥涵位置的合理。
3.1.3 选线的步骤
一条路线的选定是一项由大到小、由粗到细、由轮廓到具体，逐步深入的工作。按照测设程序分阶段分步骤进行，比较分析后，选定最合理的路线。一般要经过以下三个步骤：
（1）路线方案选择
路线方案选择主要是解决路线基本走向问题。这是在路线总方向（起、迄点和中间必须经过城镇或地点）确定后，从大面积着手由面到带进行总体布置的过程，此项工作最好先在1/10000~1/50000地形图上进行路线布局，选定出可能的路线方案，然后进行踏勘与资料收集，根据需要与可能结合具体条件，通过比选落实必须通过的主要控制点，放弃那些避让的控制点，逐步缩小路线活动范围进而定出大体的路线布局。
（2）路线带选择
在总体路线方案既定的基础上，以相邻主要控制点间划分段落，根据公路标准，结合其间具体地形通过试坡展线方法逐段加密细部控制点，进一步明确路线走法，即在大控制点间，结合地形、地质、水文、气候等条件，逐段定出小控制点，这样就构成了路线的雏形。这一步工作的关键在于探索与落实路线方案，为实现具体定线提供可能的途径。这一步工作如做得仔细，研究得周到，就可以减少以后的不必要的改线与返工。
（3）具体定线
有了上述路线轮廓即可进行具体定线，根据地形起伏与复杂程度不同，可分为现场直接插点定线或放坡定点的方法。插出一系列的控制点，然后从这些点位中穿出通过多数点（特别那些控制较严的点位）直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。随后拟定出曲线半径，至此定线工作基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横协调关系，恰当地选用合适的技术指标，以期使整个线形得以连贯协调。这是一步更深入、更细致、更具体的工作。具体定线在详测时完
3.1.4 路线方案的拟定与比选
本设计拟定方案两个，两条方案线的具体比较如下：


图3-1方案比选图
（1）正线方案
优点：①沿线旧路可提供通行，材料运输方便；
②路线联系性好，将沿线工厂、经济作物区等联系起来，有利于促进经济发展；
③路线与桥位的关系处理较好，降低了工程造价。
④路线经过地段，地质条件较好。
缺点：①路线里程长；
②穿越乡村多，行车干扰大，安全隐患多。
（2）比较方案
优点：①路线里程短；
②路线远离村镇，行车速度快，干扰少；
缺点：①路线离河道较近，河堤等防护工程量较大，工程造价高；
②单纯强调线形顺直，不顾桥位，造成桥位斜交过大，增加建桥困难；
③沿线无旧路可供通行，材料运输不方便；
④联系乡镇少，服务性差。
3.2 道路平面设计
3.2.1平面设计要点
（1）平面设计的原则
①平面设计必须满足《标准》和《规范》的要求。
②平面线形应直捷，连续，顺适，并与地形，地物相适应，与周围环境相协调。
③除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。
④保持平面线形的均衡与连贯，应避免连续急弯的线形。
⑤平曲线应有足够的长度。
⑥应避免连续急转弯的线形。
⑦曲线间直线最小长度的要求。
（2）平面设计的方法
①根据道路的技术等级，从《标准》查出设计速度V，三个最小半径（极限最小半径，一般最小半径和不设超高的最小半径），缓和曲线的最小长度，直线段的最短长度等主要技术标准的规定值；
②根据地形，地物条件确定控制因素；
③以控制因素并考虑相邻路段的总体协调情况拟订平曲线形状和半径；
④以此半径计算本交点处的平曲线元素；
⑤根据计算结果，再结合地形条件和技术标准检查二者是否符合要求，如否再调整曲线。
3.2.2 直线设计
（1）直线的最大长度：
我国地域辽阔，各地区的地形条件差异非常大，很难统一规定直线的最大长度。我国在道路辽阔设计中参考使用外国的经验值，根据德国和日本的规定:直线的最大长度(单位m)为20v(v-----设计速度，km/h)。虽然地域不同，环境不同，但一般情况下应尽量地避免追求过长地直线指标。
（2）直线的最小长度：
为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定地直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点(缓直HZ或圆直YZ)到后一曲线起点(直缓ZH或直圆ZY)之间的长度。
对于同向曲线间的最小直线长度:JTGD20-2006< <公路路线设计规范> >(以下简称< <规范> >)规定同向曲线间地最短直线长度(单位为m)以不小于6v(单位km/h)为宜。另外，对于计算行车速度V≤40km/h地山岭重丘区公路地特殊困难地段，可以适当放宽。
对于反向曲线间的最小直线长度:< <规范> >规定反向曲线间最小直线长度(单位为m)以不小于2V(单位为km/h)为宜。
3.2.3 圆曲线设计
（1）圆曲线几何要素
各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的重要组成部分。圆曲线具有易与地形相适应、可循环好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。
圆曲圆曲线几何要素及公式如下：
(3.1)
式中：T—切线长（m）；
L—曲线长（m）；
E—外距（m）；
R—圆曲线半径（m）；
α—转角（度）。
（2）圆曲线半径
①圆曲线的最小半径
我国《公里工程技术标准》中所规定的圆曲线最小半径如下表所示：
表3-1 各级公路最小平曲线半径
设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20
一般值（m） 1000 700 400 200 100 65 30
极限值（m） 650 400 250 125 60 30 15
不设超高最小半径（m） 路拱 2.0%
5500 4000 25000 1500 600 350 150
路拱 2.0%
7500 5250 3350 1900 800 450 200
②圆曲线最大半径
选用圆曲线半径时，在地形、地物等条件允许时，应尽量采用较大曲线半径。但是，当半径大到一定程度时，其几何性质与直线区别不大，而且容易给驾驶员造成判断上的失误，因此，《规范》规定了圆曲线的最大半径不宜超过10000m。
3.2.4 缓和曲线设计
缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间的或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。《标准》规定，除四级公路可以不设缓和曲线外，其余各级公路在其半径不小于不设超高的最小半径时都应设置缓和曲线。
（1）缓和曲线的作用
①曲率逐渐变化，便于驾驶操作；
②离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变；
③为设置超高和加宽提供过渡段；
④与圆曲线配合得当，美化线形。
⑤有缓和曲线的平曲线的曲线要素的计算
道路平面线形三要素的基本组成是：直线―回旋线―圆曲线―回旋线―直线。图3.2所示的组合形式是最常见的在直线与圆曲线之间假设缓和曲线后的形式。

图3-2“基本型”平曲线
曲线要素计算公式
（3.2）

（3）缓和曲线的最小长度
为了车辆在缓和曲线上平稳的完成曲率的过渡与变化，保证线形顺适美观，同时为在圆曲线上设置的超高和加宽提供过渡段，应规定缓和曲线的最小长度。通过考虑了离心加速度的变化率、驾驶员的操作反应时间、超高渐变率和视觉条件，我国《规范》规定了各级公路缓和曲线最小长度值如小表所示：
表3-2 各级公路缓和曲线最小长度
公路等级 高速公路 一 二 三 四
计算行车速度（km/h） 120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40 20
缓和曲线最小长度（m） 100 85 70 50 85 50 70 35 50 25 35 20
3.2.5 组合曲线类型
（1）基本型：按直线－回旋线－圆曲线－回旋线－直线的顺序组合，为了使线形连续协调，宜将回旋线－圆曲线－回旋线的长度比设计成1:1:1；当半径较大，平曲线较长时，也可以将回旋线－圆曲线－回旋线的长度比设计成1:2:1等组合形式。
（2）S型曲线：两个反向圆曲线用回旋线连接的组合，两圆曲线的半径之比不宜过大，比值宜≤1：2，两个回旋线参数A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。当回旋线间不得以插入直线时，其直线的长度应符合△L≤（A1+A2）/40 。
3.2.6 平面线形设计
（1）平面线形设计的一般原则
进行平面线形设计，一般应遵循以下原则：
①平面线形应直捷，连续，均衡，并与地形相适应，与周围环境相协调。
②各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并宜选用较大的圆曲线半径。转角过小时，应调整平面线形。当不得已而设置小于7度的转角时，则必须按规定设置足够长的曲线。
③两同向圆曲线间应设有足够长度的直线，否则应调整线形设置为单曲线或复曲线,两反向圆曲线间不应设置短直线段，否则应调整线形设置为S形。
④六车道及其以上的高速公路，同向或反向圆曲线间插入的直线长度，还应符合路基外侧边缘超高过渡渐变率规定的要求。
⑤设计速度等于或小于40km/h双车道公路，两相邻反向圆曲线无超高时可径相衔接，无超高有加宽时应设置长度不小于10m加宽过渡段；两相邻反向圆曲线设有超高时，地形条件特殊困难路段的直线长度不得小于15m。
⑥设计速度等于或小于40km/h的双道公路，应避免连续急弯的线形。地形条件特殊困难不得已而设置时，应在曲线间插入规定的直线长度或回旋线。
（2）线形

图3-3 线形示意图
（3）平曲线计算
① 组成S型
JD 交点桩号为K0+940.884，转角为36°28'38.6″
JD 交点桩号为K1+340.046，转角为53°52'37.4″
交点间距：
m m
设计曲线2的半径和缓和曲线长
m
m
m
m
拟 m
在1到1/3之间



由上两式解得 m



m
m
m各项验算满足要求
JD1段：ZH=JD- T1 = K0+750.772
HY=ZH+Ls1= K0+880.772
YH=HZ- Ls1 = K0+991.426
HZ=ZH+L = K1+121.426
JD2段：ZH=JD- T2 = K1+121.426
HY=ZH+Ls2= K1+251.426
YH=HZ- Ls2 = K1+403.672
HZ=ZH+L = K1+533.672
②JD3段
已知 ，取圆曲线半径 ，缓和曲线长度 如下图:

—路线转角 L—曲线长（m） T—切线长（m）
E—外矩（m） J—校正数（m） R—曲线半径（m）
图3-4平曲线图示意图





主点桩号计算：
点的桩号为
- =




超距：
验算：由 点计算出的 桩号为 ，与原桩号相同，计算无误。
3.3 道路纵断面设计
3.3.1 纵断面设计要点
（1）纵断面设计原则
①纵断面设计应满足纵坡和竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、竖曲线最小半径及长度等）。
②纵断面线形应平顺，圆滑，视觉连续，并与地形相适应，与周围环境协调。
③纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与环境的影响。
④相邻纵坡之代数差较小时，应采用大的坚曲线半径。
⑤连续上坡路段的纵坡设计，除上坡方向应符合平均纵坡，不同纵坡最大坡长规定的技术入指标外，还应考虑下坡方向的行驶安全。凡个别技术指标接近或达到最大值的路段，应结合前后路段各技术指标设置情况，采用运行速度对连续上坡方向的通行能力与下坡方向的行车安全进行检验。
⑥路线交叉处前后的纵坡应平缓。
⑦设计标高的确定，应结合沿线自然条件如地形、土壤、地质、水文、气候、排水等各种构造物控制标高等因素综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。
⑧对连接段纵坡，如大中桥引道及隧道两端连接等，纵坡应和缓，避免产生突变，交叉处前后的纵坡应平缓一些。
⑨在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
（2）纵断面设计注意事项
①设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡。应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。
②大，中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线起，终点应设在桥头10m以外。
③小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现“驼峰式”纵坡。
④注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时，一般宜设在水平坡段，其长度不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3％，山区工程艰巨地段不大于5％。
3.3.2 纵坡及坡长设计
（1）最大纵坡
最大纵坡是指在纵坡设计时各级公路允许采用的最大坡度值。它是公路纵断面设计的重要控制指标，在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。我国《标准》规定的最大纵坡间表3-3。
表3-3 最大纵坡
设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20
最大纵坡（%） 3 4 5 6 7 8 9
（2）最小纵坡
挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。在长路堑以及其他横向排水不利地段，为了防止积水渗入路基而影响其稳定性，各级公路均应设置不小于0.3％的最小纵坡，一般情况不小于0.5％。当必须设计平坡或纵坡小于0.3％的路段时，边沟应作纵向排水设计。
（3）坡长限制
①最短坡长限制
最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。最短坡长以不小于计算行车速度9s的行程为宜，《标准》规定公路最短坡长按表3-4选用。在平面交叉口、立体交叉的匝道，最短坡长可不受此限制。
表3-4 最小坡长
设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20
最小坡长（m） 300 250 200 150 120 100 60
②最长坡长限制
所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶时，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。《规定》规定的最大坡长如表3-5所示。
设计速度/(km/h) 120 100 80 60 40 30 20

纵坡坡度（%） 3 900 1000 1100 1200 － － －
4 700 800 900 1000 1100 1100 1200
5 － 600 700 800 900 900 1000
6 － － 500 600 700 700 800
7 － － － － 500 500 600
8 － － － － 300 300 400
9 － － － － － 200 300
10 － － － － － － 200
表3-5 各级公路最长坡长
3.3.3 竖曲线设计
（1）竖曲线半径的选用
纵断面上两个破段的转折处，为了行车安全、舒适以及视距的需要用一段曲线缓和，称为竖曲线。各级公路在纵坡变更处均应设置竖曲线，竖曲线半径应大于我国《公路工程技术标准》中规定的竖曲线的最小半径和最小长度，如表5-2所示：
表3-6 公路竖曲线最小半径和最小长度
设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20
凸行竖曲线半径（m） 极限最小值 11000 6500 3000 1400 450 250 100
一般最小值 17000 10000 4500 2000 700 400 200
凹形竖曲线半径（m） 极限最小值 4000 3000 2000 1000 450 250 100
一般最小值 6000 4500 3000 1500 700 400 200
竖曲线最小长度（m） 100 85 70 50 35 25 20
（2）竖曲线要素计算
在xoy坐标系中，如图4－1所示，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为
图3-5 竖曲线要素
，他们的代数差用 表示，即 ＝ － ，当为“＋”时，表示为凹形竖曲线， 为“－”时，为凸形竖曲线。竖曲线诸要素计算公式为：
竖曲线长度L或竖曲线半径R：
（3.4）
竖曲线切线长T:
（3.5）
竖曲线上任一点竖距h：
（3.6）
竖曲线外距E：
（3.7）
①变坡点1：
a.竖曲线要素计算：
里程和桩号K0+450
高程为775.043
=-1.135%， = -0.668%，半径R=13000m
，为凹形
曲线长
切线长
外距
b.设计高程计算：
竖曲线起点桩号=(K0+450)﹣30.355= K0+419.665
竖曲线起点高程=775.043﹣30.355×（-1.135%）=775.388m
竖曲线终点桩号=(K0+450)+30.355=K0+480.335
竖曲线起点高程=775.043–30.355×（-0.668%）=775.246m
②变坡点2：
a.竖曲线要素计算：
里程和桩号K0+980
高程为771.502
=-0.668%， =-0.961% 取半径R=14000m
，为凸形
曲线长
切线长
外距
b.设计高程计算：
竖曲线起点桩号=(K0+980)﹣20.51= K0+959.508
竖曲线起点高程=775.043+20.51×（-0.668%）=774.906m
竖曲线终点桩号=(K0+980)+20.51= K1+000.492
竖曲线起点高程=775.043+20.51×（-0.961%）=774.846m
③变坡点3：
a.竖曲线要素计算：
里程和桩号K1+780
高程为763.815
=-0.961%， =0.447%，半径R=8400m
，为凹形
曲线长
切线长
外距
b.设计高程计算：
竖曲线起点桩号=(K1+780)﹣30.355= K0+419.665
竖曲线起点高程=763.815﹣30.355×（-0.961%）=764.107m
竖曲线终点桩号=(K1+780)+30.355= K0+480.335
竖曲线起点高程=763.815–30.355×（0.447%）=763.679m
(3)纵断面设计方法和步骤
①准备工作
②确定和标注标高控制点
③试坡和调整
④定坡和设置竖曲线
3.3.4 道路平、纵组合设计
(1)平纵线形组合设计原则
①应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
②平纵线形的技术指标大小应保持平衡。当平曲线半径在1000m以下时，竖曲线半径宜为平曲线半径的10～20倍； 当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。
③选择组合得当的合成坡度，有利于路面排水和行车安全。如果变坡点与路面横向排水不良的平曲线路段组合，易使合成坡度过小，排水不利，妨碍高速行车，故合成坡度一般应不小于0.5％。
④注意与公路周围环境的组合，可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。
(2)平纵线形组合设计注意事项
①公路线形设计时是按先进行平面线形设计，后进行纵面线形设计的程序进行的。公路线形设计提供给驾驶者的是一条立体的线形。所以，线形设计中平纵面线形配合的问题就显得很重要了。
②理想的平纵组合是平竖曲线的位置相互对应，且平曲线稍长于竖曲线。竖曲线的起终点最好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，也不要放在圆弧段之内。
③平曲线与竖曲线半径的大小均横衡是保证立体线形协调，平顺，连续的基本要求。
④平纵组合应考虑驾驶员的视觉感受。
(3)平、纵线形设计中应注意避免的组合
①避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。
②避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。
③避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。
④应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。
⑤避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。
（4）平纵组合的方法
道路线形设计首先是从路线规划开始的，然后按选线，平面线形设计，纵面线形设计和平纵线形组合设计的过程进行，最终是以平纵组合的立体线形展现在驾驶员眼前的。行驶过程中驾驶员所选择的实际行驶速度，是由他对立体线形的判断做出的，这样，立体线形组合的优劣最后集中反映在汽车的车速上。如果只按平面纵面线形标准设计，而不将二者结合考虑，最终不一定是良好的设计。
当设计速度大于或等于60km/h时，必须注重平纵的合理组合；而当设计速度上于或等于40km/h时，首先应在保证行驶安全的前提下，正确地运用线形要素规定值，在条件允许情况下力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。
平纵线形组合设计是指在满足汽车运动学和力学要求前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续，舒适与周围环境的协调和良好的排水条件。该设计的平纵组合主要是纵断面上竖曲线的起终点必须在平曲线的缓和曲线上。
3.4 道路横断面设计
3.4.1 横断面设计要点
（1）横断面设计原则有：
①公路断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填，深挖时，应同架桥，建隧，分离式路基等方案进行论证比选。
②路基断面布设应结合沿线地面横坡，自然条件，工程地质条件等进行设计，自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡，工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。
③整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于1/100。
④整体或路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。
⑤公路横断面设计应注重路侧安全和运用宽容设计理念，做好中间带，加速车道，路肩以及渠化，左转弯车道，交通岛等各组成部分的细节设计，清除在碍行车安全的障碍物，提供足够宽的无阻碍的路侧安全区。
（2）横断面设计方法：
①根据外业横断面测量资料点绘断面地面线。
②根据路线及路基资料，将横断面的填，挖值及相关资料抄于相应桩号的断面上。
③根据地质调查资料，标出土石界线，设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。
④绘制断面设计线，又称“戴帽子”。设计线应包括路基，边沟，边坡，截水沟，加固入防护工程，护坡道，碎落台，视距台等，在弯道处的断面还应表示出超高，加宽等。一般直线上的断面可不表示出路拱坡宽。
⑤计算横断面面积，完成横断面设计。
3.4.2 横断面组成及要素确定
（1）横断面组成
公路横断面设计线组成包括行车道、路肩、中间带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护设施等。高速公路、一级公路和二级公路还有爬坡车道、避险车道；高速公路、一级公路的出入口处还有变速车道等。
路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的部分，即两侧路肩外缘之间各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以有时也将路线横断面设计称作“路幅设计”。
（2）横断面要素确定
横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸，在实际设计中，一般是根据公路等级和交通量的大小，参考《公路工程技术标准》中各级公路路基横断面来确定。各级公路的路基宽度一般规定如表3-8，3-9
表3-8 高速公路、一级公路路基宽度
公路等级 高速公路等级、一级公路
设计速度（km/h） 120 100 80 60
车代数 8 6 4 8 6 4 6 4 4
路基宽度（m） 一般值 45.00 34.50 28.00 44.00 33.50 26.00 32.00 24.50 23.00
最小值 42.00 —— 26.00 41.00 —— 24.50 —— 21.50 20.00
表3-9 二级公路、三级公路、四级公路路基宽度
公路等级 二级公路、三级公路、四级公路
设计速度（km/h） 80 60 40 30 20
车道数 2 2 2 2 2
路基宽度（m） 一般值 12.00 10.0 8.50 7.50 6.50（双车道） 4.50（双车道）
最小值 10.00 8.50 —— —— ——
（3）加宽设计
汽车在曲线上，各轮迹半径不同，其中后轮内轨半径最小，且偏向曲线内侧，为保证正常行车，故曲线内侧应增加路面宽度和路基宽度。
对于半径大于250m时，由于加宽值较小，对行车影响不大，故可不考虑加宽。
本设计路段横断面布置为双向四车道的形式，路基全宽为24.5m，其余部分组成为：中间带2.0m（路缘带为2×0.5m，中央分隔带2m），行车道为3.75×4m，硬路肩为2×2.5m，土路肩为2×0.75m。
3.4.3 路拱坡度设计
为了利于路面横向排水，将路面做成中央高两侧低的拱状形，称为路拱。其倾斜大小以百分率表示。
路拱坡度取决于路面类型及当地的自然降水条件见表3-10。
表3-10 路拱坡度表
路面类型 路拱横坡度/％ 路面类型 路拱横坡度/％
水泥混凝土路面，沥青混凝土路面 1.0～2.0 碎，砾石等粒料路面 2.5～3.5
其他沥青路面 1.5～2.5 低级路面 3.0～4.0
半整齐石块 2.0～3.0
高速公路和一级公路由于其路面较宽，迅速排除路面降水尤为重要，所以当此种公路处于中等降雨强度地区时应采用高值；在严重强度降雨地区时，路拱坡度可适当增大。
分离式路基，每侧行车道可设置双身路拱，这样对排除路面积水有利。在降水量不大的地区也可以采用单身横坡，并向路基外侧倾斜。但在积雪冻融地区，应设置双向路拱。
路拱的形式一般有抛物线形、直线抛物形、折线形等。
土路肩的排水性远低于路面，其横坡度较路面宜增大1.0%～2.0%，硬路肩视具体情况可与路面同一横坡，也可稍大于路面。
3.4.4 中间带设计
（1）中间带的作用
高速公路和一级公中路应设置中间带，中间带的作用可归纳如下：
①分隔往返车流，避免因快速驶入对身行车道造成严重的交通事故，又能减少公路中线附近的交通阻力而增加通行能力。
②可以防止在不分隔的多车道公路上因误认对身车道而引起的事故。
③可以避免车辆中途调头，消灭紊乱车流减少交通事故。
④在不妨碍公路建设限界的前提下，可作为设置公路标志牌及其他交通管理的场地。
⑤设置一定宽度的中间带，夜间行车可不灭远光灯，即使宽度小一些，如果很好地利用植树或设防眩设施也不灭远光灯，从而保证行车安全。
（2）中间带的组成
中间带一般由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。中央分隔带以路缘石线等设施分界，在构造上起着分隔往返车辆的作用。
在中央分隔带两侧设置路缘带，路缘带既可引导驾驶员的视线又增加了交通安全，还能保证行车所必需的侧向余宽，提高行车道的使用效益。
（3）中间带的宽度
公路中的高速公路，一级公路，城市道路中的二幅路和四幅路均应设置中间带。
中间带的宽度是根据行车带以外的侧向余宽，防止驶入对向行车带的护拦，种植，防眩网，交叉公路的桥墩等所需的设置宽度而定的。愈宽作用愈明显，同时也便于养护作业的开展。但对土地资源十分宝贵的地区要采用宽的中间带宽度随公路等级，地形条件变化在2.50m～4.50m之间设置，特殊情况下可减小至2.00m，左侧路缘带常用宽度为0.50m或0.75m。
中间带的宽度一般情况下应保持等宽，若需要变宽时，在宽度变化的地点，应设置过渡段。过渡段以设在缓和曲线范围内为宜，其长度应与缓和曲线长度相等。宽度＞4.50m的中间带过渡段以设在半径较大平曲线路段为宜。
为了便于养护作业和某些车辆在必要时驶向对向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口。公路上开口一般情况下以2km以上的间距设置为宜，太密将会造成交通的紊乱。城市道路开口最小间距大于300m～400m，通常要考虑横向交通的需要。
中央分隔带的开口应设置在通视条件良好的路段，若在曲线上开口，其曲线半径宜大于700m。在互通式立体交叉，隧道，特大桥，服务区等设施的前后必须设置开口。
开口端部的形状，常用的有半圆形和弹头形两种。对于窄的分隔带可用半圆形，宽的可用弹头形。
3.4.5 道路超高设计
为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分地抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。
超高横坡度由直线段双坡路拱，过渡到与圆曲线半径相适应的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。
（1）超高横坡度的计算确定
超高横坡度可由前章所讲的平曲线最小半径公式：
可以得出 （3.8）
对此，我国现行的《公路工程技术标准》中规定：凡半径小于不设超高的最小半径的平曲线均应设置超高。超高的横坡度按计算行车速度，半径大小，结合路面类型，自然条件和车辆组成等情况确定。高速公路，一级公路的超高横坡度不应大于10％，其他各级公路不应大于8％。
在积雪冰冻地区，最大超高横坡度不宜大于6％，当超高横坡度计算小于路拱横坡度时，应设置等于咱拱坡度的超高。
（2）超高的过渡方式
一种为无中间带道路的超高过渡有：
①绕内侧边缘旋转
②绕中线旋转
③绕外侧边缘旋转
另一种有中间带公路的超高过渡有：
①绕中间带的中心旋转
②绕中央分隔带边缘旋转
③绕各自行车道中线旋转
（3）超高缓和段长度的确定
为了行车的舒适，路宽的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高的过渡是在超高缓和段全长范围内进行的。双车道公路超高缓和段长度按下式计算：
（3.9）
式中LC——超高缓和段长；
B——旋转轴至行车道外侧边缘的宽度（m）；
△τ——超高坡度与路拱坡度的代数差（％）；
△P——超高渐变率，即旋转轴与行车道外侧边缘之间的相结坡度。
在前面讲到缓和曲线，已经考虑到超高缓和段所需的最短长度。所以一般情况下，超高缓和段与缓和曲线长度相等。但有时因照顾到线形的协调性，在平曲线中配置了较长的缓和曲线，则超高的过渡可公在缓和曲线某一区段内进行。因为过小的渐变率对路面排水不利。从利于排除路面降水考虑，横坡度由2％（或1.5％）过渡到0％路段的超高渐变率不得小于1/330。
该设计超高是为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，最大超高值为6%。
本设计采用双向路拱路幅类型，绕行车道中心旋转，超高旋转轴至左侧行车道外边缘线（含路缘带）的距离为8.5m；超高旋转轴至右侧行车道外边缘线（含路缘带）的距离为8.5m。
3.4.6 行车视距及其保证
为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须的最短距离称为行车视距。行车视距是否充分，直接关系到行车的安全与迅速，它是道路使用质量的重要指标之一。
停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前停住所需要的最短距离。停车视距可分解为反应距离和制动距离两部分来研究。
根据测定的资料，设计上采用感觉时间为1.5s，制动反应时间为1.0s。感觉和制动的总时间就是t=2.5s，在这个时间内汽车行驶的距离为

制动距离是指汽车制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。它应为：

故停车视距为：
计算停车视距所采用的 应是能充分保证行车安全的数值，一般按路面在潮湿状态下的值计算。行驶速度V是：设计速度为120—80km/h采用设计速度的85%、60—40km/h采用设计速度的90%、30—20km/h采用原设计速度。我国《标准》中对停车视距的规定见表3-11
表3-11 汽车专用公路停车视距
公路等级 高速公路 一 二
地形 平原微丘 重丘 山岭 平原微丘 山岭重丘 平原微丘 山岭重丘
停车视距（m） 210 160 110 75 160 75 110 40
3.4.7 土石方计算与调配
土石方调配的目的是为确定填方壅土的来源，瓦房弃土的去向，以及计价土石的数量和云量等。通过调配合理的解决各路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃土，以减少占用耕地和降低公路造价。
（1）土石方的计算
①横断面面积计算
路基填挖的断面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算。本工程采用积距法计算横断面面积。将断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块，每个小条块的近似面积为
（3.10）
则横断面面积为
（3.11）
当 时，则F在数值上就等于各小条块平均高度之和 。要求得的值，可以用卡规逐一量取各条块高度值。当面积较大卡规不够用时，也可用厘米方格纸折成窄条代替卡规量取积距。用积距法计算面积简单、迅速。若要进一步提高精度，可增加测量次数最后取平均值。计算所得结果见横断面图。
②土石方数量计算
土石方数量一般可采用平均断面法或棱台体积法计算。若相邻两断面均为填方或挖方且挖方面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为:
V=(A1+A2)L/2 （3.12）
式中：V——体积，即土石方数量，m3；
A1,A2——相邻两断面之间的距离，m2；
L——相邻两断面之间的距离，m 。
本工程土石方数量计算结果见路基土石方数量计算表。
③调配要求
a.土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。
b.纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。
c.土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。
d.借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。
e.不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。
f.调配方法
土石方调配方法有多种，本项目采用表格调配法，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调运。
表格调配法的方法步骤如下：
①准备工作
调配前先要对土石方计算复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。
②横向调运
即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。
③纵向调运
确定经济运距,根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距,调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离间取免费运距。
④计算借方数量、废方数量和总运量
借方数量=填缺-纵向调入本桩的数量
废方数量=挖余-纵向调出本桩的数量
总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量
⑤复核
横向调运复核
填方=本桩利用+填缺
挖方=本桩利用+挖余
纵向调运复核
填缺=纵向调运方+借方
挖余+纵向调运方+废方
总调运量复核
挖方+借方=填方+借方
以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。
⑥计算计价土石方
计价土石方=挖方数量+借方数量
该设计的土石方量调配详见附表土石方计算表。

第四章 路基设计
4.1路基设计要点
公路路基是路面的基础，它承受着土体的自重和路面结构的重力和路面结构的重力，同时还承受由路面传下来的行车荷载，所以路基是公路的承重主体。路基横断面形式的选定和各项附属设施的设计，是路基设计的基本内容。通常认为一般路基可以结合当地的地形、地质情况，直接选用典型断面图和设计规定，不必进行个别论证和验算。
4.1.1 路基设计内容
一般路基设计包括以下内容：
（1）选择路基横断面形式，确定路基宽度与路基高度；
（2）选择路堤填料与压实标准；
（3）确定边坡形状与坡度；
（4）路基排水系统布置和排水结构设计；
（5）坡面防护与加固设计；
（6）附属设施设计。
4.1.2 一般规定
由于路基的作用重要，路基必须密实，均匀，稳定。填方路基的填料选择，路床的质量要求，以及填方路堤的基底处理应符合相关公路路基设计规范的要求。为了保证路基的强度和稳定性，必须采取防止地面水和地下水浸入路面路基的措施，使路基处于干燥或中湿状态，加强路基排水的技术措施进行综合治理。
除路基断面尺寸应符合设计标准外，还应满足下列基本要求：
（1）具有足够的整体结构稳定性
路基是直接在天然地面上填筑或开挖部分地面而建成的。路基修建后改变了原地面的自然平衡状态。为防止路基在行车荷载及各种自然因素作用下，发生过大的变形和破坏，必须针对当地的具体情况，采取必要的措施来保证路基整体结构的稳定性。
（2）具有足够的强度
路基的路床部分要与路面共同作用，来抵抗行车荷载和路基路面自重产生的变形。这种抵抗变形的能力，就是路基的强度，保证在外力的作用下，不致产生超过容许范围的变形。路基的变形常占路面总变形中较大部分，路基过大的变形，会降低路面的使用品质，甚至会造成路面的破坏，因此要求路基应具有足够的强度。
（3）具有足够的水温稳定性
路基在地面水和地下水作用下，路基强度将会发生显著降低的现象，而在季节性冰冻地区，由于周期性的冻融作用，在水和负温度坡差共同作用下，会发生冻涨，造成路面隆起；春融期局部土层过湿软化，路基强度急剧下降。因此，不公要求路基具有足够的强度，而且要保证在最不利的水温条件下，路基不致冻涨和在春融期强度不致发生显著降低，这就要求路基应具有足够的水温稳定性。
4.2 路基的类型与构造
4.2.1 路堤
按填土高度不同，可将路堤划分为矮路堤，高路堤和一般路堤。填土高度低于1.0m或低于按设计地下水位或地面积水水位计算的临界高度时，可视为矮路堤；填土高度大于规范规定的数值，即填方总高度超过18m或20m的路堤，属于高路堤；介于两者之间的为一般路堤。随其所处的条件和加固类型不同，还有浸水路堤，陡坡路堤及挖沟填筑路堤等形式。
矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区往往地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响，设计时应保证其满足最小填土高度的要求，力求不低于规定的临界高度，使路基处于干燥或中湿状态。路基两侧均应设置边沟。
矮路堤的高度往往接过或小于路基工作区的深度，除填方本身要求满足规定的施工要求外，天然地面也需注意清除基底并按规定要求进行压实，达到要求的压实度，必要时需换填好土或进行地基加固处理，以保证路基路面的强度和稳定。
填土高度不大（h=2m~3m）时，填方数量较少，全部或部分填方可以在路基两侧设置取土坑。为保证边坡的稳定，在取土坑与坡脚间应设置宽度等于或大于1m的护坡道。路边有排水沟渠时，坡脚与沟渠之间要预留宽度大于4M的护坡道。地面横坡较陡，路堤填方可能沿山坡向下滑动，或者填方数量太大占地太宽时，为防止滑动可收缩坡脚减少占地，但应将天然地面挖成台阶形式或者设置石砌护脚。填土高度在12m以下，一般属于正常的路堤，可按规范要求，采用的路基形式。
4.2.2 路堑
路堑横断面主要有全挖式，台口式及半山洞式三种类型。
全挖式路基为典型路堑，路基两侧均需设置边沟。为防止山坡水流向路堑，在路堑边坡的上方应设置截水沟，要求其位置距坡顶大于5m。
陡峻山坡上的半路堑，路基个侧的少量填方不易稳定，而宜将路中心向内移，尽量采用台口式路基。遇有整体性坚硬岩层时，为减少石方工程，在确保安全可靠的条件下，也可采用半山洞路基。
路堑开挖后，破坏了原地层的天然平衡状态，边坡稳定性主要取决于自然产状的地质与水文地质条件以及边坡高度和坡度。此外，路堑成巷道式，不利于排水和通风，病害多于路堤，并且行车视距较差，行驶条件降低；深路堑施工因难，设计时应避免采用很深的较长路堑。
路堑边坡坡度，应根据边坡高度，土石种类及其性质，地面水和地下水情况综合析确定。在一般情况下，土质均匀时，可参照常规结合当地经验确定。
挖方路基处于地下水文状况不良时，可能导致路面的破坏，所以对路堑以下的天然地基，要人工压实规定的密实程度，必要时还应翻挖，重新分层填筑，换土或进行加固处理，采取加铺隔离层，设置必要的排水设施。
4.2.3 半填半挖路基
半填半挖路基是路堤和路堑的综合形式。位于山坡上的路基，通常使路中心线的设计标高接近原地面标高，目的是减少土石方数量，保持土石方数量的横向填挖平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。
半填半挖路苛兼有路堤和路堑两者的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。填方部分的局部路段，如遇原地面的短缺口，可采用砌石护肩。如果填方量较大，也可就近利用废石方，砌筑护坡式护墙，石砌护坡和护墙相当于简易式挡土墙，承受一定的侧向压力。有时填方部分需要设置路肩式挡土墙，以确保路基稳定，进一步压缩用地宽度。石砌护肩，护坡与护墙，以及挡土墙等路基。如果填方部分悬空，而纵向又有适当的基岩时，则可以沿路基纵向建成半山桥路基。
上述三类典型路基横断面形式，各有特点，分别在一定条件下使用。由于地形，地质，水文等自然条件差异性很大，且路基位置，横断面尺寸及要求等，亦服从于路线，路面及沿线结构的要求，所以路基横断面类型的选择，必须因地制宜，综合设计。
4.3 边坡
路基边坡是路基的一个重要组成部分，它的陡缓程度，直接影响到路基的稳定和路基土石方的数量，就一般公路而言，所谓路基横断面设计，主要就是设计合理的路基边坡值。
4.3.1 路堤边坡
路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质，气候条件，边坡高度，以及基底的工程地质和水文地质条件进行合理的选定。
本设计为填方路基边坡，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度及基底的工程地质和水文地质条件进行合理选定。
路堤边坡如下表4.1：
表4.1 路堤边坡坡度表
填料种类 边坡的最大高度 边坡坡度
全部高度 上部高度 下部高度 全部坡度 上部坡度 下部坡度
一般黏性土 20 8 12 － 1：1.5 1：1.75
填料种类 边坡的最大高度 边坡坡度
全部高度 上部高度 下部高度 全部坡度 上部坡度 下部坡度
砾石土，粗砂，中砂 12 － － 1：1.5 － －
碎石土，卵石土 20 12 8 － 1：1.5 1：1.75
不易风化的石块 8 － － 1：1.3 － －
20 － － 1.：1.5 － －
填方路堤处，如果原地区的自然横坡陡于1：5时，在填筑前须将地面挖成梯台，台阶宽度不小于1m，台阶顶面应做成2％～3％的反向横坡，以防路基滑动而影响其稳定。
本设计填方边坡坡度为1：1.5。
4.3.2 路堑边坡
路堑边坡坡度应根据当地自然条件，土石类型及其结构，边坡高度和施工方法等确定。当地质良好且土质均匀时，可参照下表4.2的数值范围：
表4.2 路堑边坡坡度
土质种类 边坡最大高度（m） 边坡坡度
一般土 20 1：0.5～1：1.5
黄土及类黄土 20 1：0.1～1：1.25
续表4.2 路堑边坡坡度
碎石和卵石（砾石）土 20 1：0.5～1：1.0
胶结和密实中密 20 1：1.0～1：1.5
土质种类 边坡最大高度（m） 边坡坡度
风化岩石 20 1：0.5～1：1.5
一般岩石 － 1：0.1～1：0.5
坚岩 － 直立～1：0.1
在砂类土，黄土，易风化碎落的岩石和其他不良的土质路堑中，其边沟外侧边缘与边坡坡脚之间，宜设置碎落台。其宽度视边坡高度和土质而定，一般不小于0.5m，当边坡已适发加固或其高度小于2m时，可不设碎落台。
当路堑较深，穿过几个不同的土石层时，其各层的边坡坡度值应作相应变化。
4.3.3 边坡保护的常见方法
（1）封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式。抹面防护适用于易风化的软质岩石挖方边坡。
（2）护面墙：分为实体、窗孔式、拱式等类型，用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于1：0.5，并应符合极限稳定边坡的要求。
（3）干砌片石护坡适用于易受水流侵蚀的土质边坡，严重剥落的软土质岩石边坡、周期性水及受水冲刷较轻的河岸或水库岸坡的坡面防护。
（4）浆砌片（卵）石护坡适用于防护流速较大，波浪作用较强，用水流、漂浮等撞击的边坡，对过分潮湿或冻害严重的土质边坡应先采取排水措施再进行铺筑。
（5）浆砌预制块防护适用于石料缺乏地区，预制块的混凝土强度不应低于C15，在严寒地区不应低于C20。
（6）锚杆铁丝网喷浆或喷射混凝土护坡适用于直面为碎裂结构的硬岩或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩有可能下滑的挖方边坡。
本设计采用植被护坡形式，既环保又给驾驶员行车以舒适的感觉。
4.4 路基土的最佳含水量
现行的路基含水量测定方法很多，简述有8种测试方法的工作原理和影响因素及优缺点,包括烘干法、比重法、酒精燃烧法、碳化钙气压法、碳化钙化学反应失重法、微波炉法、电容法以及核子密度仪法。
烘干法是利用机内磁控管所产生的超高频率电磁波，被土体内的各种分子吸收（其中水分子极易吸收），使得分子间相互碰撞，挤压，摩擦重新排列组合产生热量，致使温度升高，土体中的水分子被蒸发出来。利用这一原理，把一定量的土体放置在微波炉中烘烤一定时间，使土体内的水分完全离出来，并称重计算被烘烤土体的含水量。
如果路基含水量过大，拌了少量灰，碾压后摊铺二灰结石，再上沥青，沥青运输车不能上，否则全是“弹簧土”。要看：一、车道外侧是否有排水沟，排水沟是否具有一定深度（沟底深度在二灰结石之下）。二、路基用土拌灰量的多少，如掺灰较多，在一定期限后，满足使用功能问题不大；如掺灰量较少，则很难说。三、二灰结石厚度，如厚度较大，则对使用功能影响较小，否则较大。从你说的情况看，目前状况下，弯沉肯定是测不住的，也即满足不了验收要求。路基弹簧土是路基病害中危害较大的一种，应在施工期间加以消除。
4.5 路基压实
土基野外施工受种种条件限制，不能达到室内标准击实试验所得的最大干容量γ0，应予适当降低。令工地实测干容重为γ，它与γ0值之比的相对值，称为压实度K，已知γ0值，规定压实度K，则工地实测干容重γ值，应符合下列要求：
（4.1）
压实度K就是现行规范规定的路基压实标准。正确选定K值，关系到土路基受力状态，路基路面设计要求，施工条件，必须兼顾需要与可能，讲究实效与经济。
路基所受力时，土中应力σ随深度Z变化的关系曲线示意图，表明路基表层承受行车作用力最大，由顶部向下，受力急剧减小，在一般汽车荷载情况下，其影响深度Z＝1.0m～2.0m范围内，Z更大时路基主要承受路基本身重量。因此，路基填土的压实度应是由下而上逐渐提高标准[6]。
现行规范规定的路基压实度K，如下表4.3：
表4.3 路基压实度表
填挖类别 路床顶面以下深度（m） 路基压实度（%）
高速公路，一级公路 二级公路 三级公路，四级公路
零填及挖方 0～0.30 ≥94
0～0.80 ≥96 ≥95
填方 0～0.80 ≥96 ≥95 ≥94
0.80～1.50 ≥94 ≥94 ≥93
＞ ≥93 ≥92 ≥90
注：（1）表列数值以重型击实试验法为准；
（2）特殊干旱或特殊潮湿地区的路基压实度，表列数值可适当降低；
（3）三级公路修筑沥青混凝土或水泥混凝土路面时，其