二级公路华中科技大学.docx

1总论
1.1本选题研究的目的及意义
公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。高等级公路在中国内地的出现和发展走过了几十年的历程，在今天，高等级公路和全国公路网正在为中国经济和社会的发展提供着便捷、和高效率的运输服务。
1.2中国公路的发展状况
几十年来，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。
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，重点提高在技术领域的研究，发展道路建设的经济性，耐久性，并重点考虑道路建设的可持续性，防污，防噪，及生态平衡性，这都将是在今后一段时间内中国道路发展要着重解决的问题。
1.3项目概况
1.3.1 设计资料
（1）交通资料
交通量分配表
小客车
解 放
CA10B
黄 河
JN150
交 通
SH361
太脱拉138
吉 尔
130
尼 桑
CK10G
1800
300
540
120
150
240
180
（2）路线所处地理位置及地质情况
地形地质
路线总体呈现出东南低西北高的走势，跨越了两个地貌特征区。此路段位于江汉平原北部边缘，地形开阔平坦，为剥蚀堆积垄岗平原区，地面高程在20～80米之间。安陆以西及随州市境路段位于大洪山北部，地势较高，为构造剥蚀低山丘陵区，地面高程稍高，高程在100～165米之间。影响勘测区的河流有环水、府河、滚子河等，勘测区内无天然湖泊，但兴建有较多的中小型水库，如清水河水库等。
设计路段所经地区地形开阔平坦，地面高程在25-35米之间，为剥蚀堆积垄岗平原区。设计路段无不良地质路段，地层产状平缓，岩层略有起伏，部分地区形成开阔的背斜和向斜，断裂不甚发育，且规模较小。路线穿越区域存在300年左右的地震活动周期，未来100年发生6级以上强震的可能性不大，但存在发生少数5-6级地震的可能。
地形地貌
路线位于武汉市境内，由北部居民区，经过中部丘陵地带，终于南部平原区，路线测区属于平原微丘区，地形地貌变化复杂多样，但起伏不大，全线地面高程变化约在30米左右。
工程地质
路线全部位于武汉市内的丘陵地带，路线地质构造相对较简单，地质相对稳定，未发现大的不良地质现象，仅局部发现有软土呈零星分布，一般深度为0.5~2米，分布范围十几至几十米。沿线主要地层为花岗岩，呈全风化、强风化等。
水文地质
测区内水系发育，地表水丰富，湖泊鱼溏众多。路线跨越梅目水库上游小河一条和部分小沟，集水面积均不大。地下水主要是裂隙水，其次是松散岩类孔隙水，路线地下水的补给来源于大气降水和地表水。
气候、气象
路线地处湖北中东部偏北，属于亚热带季风气候，平均温度不高，阳光充足而湿润。雨水分布季节性强，雨季期为4~9月，夏季受季风影响，多雨，易照成洪涝灾害。
1.4主要技术指标的确定和论证
1.4.1路线设计标准及技术指标的确定
本毕业设计为“十堰到武汉二级公路延长线初步设计”，且此新建公路采用交通部发布的《公路工程技术标准》（JTJ001-04）和其它部颁现行有效标准、规范等规定的设计标准。十堰到武汉二级公路采用二级公路技术标准。根据《公路工程技术标准》，丘林区二级公路各项设计指标为：
（1）设计行车速度为60Km/h;
（2）路基宽度为10m，其中：行车道宽2×3.5m，硬路肩宽2×1m，土路肩宽2×0.5m;
（3）设计停车视距为110m，超车视距为550m;
（4）一般平曲线最小半径为250m，极限平曲线最小半径为125m，不设超高的最小半径为500m;
（5）缓和曲线最小长度为150m;
（6）最大纵坡为6%;
（7）竖曲线一般最小半径：凹型为2000m，凸型为1500m;
（8）竖曲线极限最小半径：凹型为2000m，凸型为3000m;
（9）大、中、小桥和涵洞设计荷载为：汽车-20级，挂车-100;
（10）大、中桥设计洪水频率为1/100，小桥和涵洞及路基设计洪水频率为1/50;
（11）同向曲线间的直线最小长度应不小于6V，即360米；反向曲线间的直线 最小长度应不小于2V，即120米。
1.4.2 技术指标的论证
（1）道路等级
此公路等级的确定应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远交通量综合确定并根据本路段OD调查和地方公路分局各交通观测站历年观测资料分析，结合历年经济统计资料及发展规划进行的本路段交通量预测数据如下表，确定本道路等级为二级公路，一般主行车道按双车道设计，红线宽度13m。计算行车速度为60km/h。
交通量是单位时间内通过道路某断面的交通流量（既单位时间通过道路某断面的车辆数目），根据对新建公路山西段近期交通量调查：
本路段现交通量为3000辆/日，交通量年增长率8.0%。设计交通量计算公式：

公式中：AADT——设计交通量；
ADT——起始年平均日交通量；
γ——年平均增长率；
n——预测年限。
假设是二级公路，查的其预测年限是15年，由上面的公式计算得到规划交通量为8816辆/日，而依据《公路工程技术标准JTG B01—2003》查得二级公路的折合成小客车的年平均日交通量为5000-15000辆，所以符合规范。故可定为双向两车道二级公路。
（2）行车速度
设计车速是在气候正常，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。依据《标准》从工程难易程度,工程量大小及技术经济合理的角度考虑,且该路设计为二级公路，故选用行车速度V=60km。
（3）最小半径
当汽车在弯道上行使时，会受到离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。此时水平分力可以抵消离心力的作用。
我国《标准》根据不同的路面和轮胎之间的横向摩擦系数，对不同等级的公路规定了极限最小半径，对于二级公路即V=60km/h时，极限最小半径R=125m，一般最小半径R=200m。在本路段的设计中最小半径为R=200m，满足规范的要求。
（4）缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形要素之一，它曲率连续变化，便于车辆遵循，离心加速度逐渐变化，乘客感觉舒适，可增加视觉美观。当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定：
驾驶操作从容，旅客感觉舒适：

在本路段的设计中，当圆曲线取最小值R=200时，回旋曲线。
超高渐变率适中
由于在缓和曲线上设置有超高渐变段，如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。
行驶时间不过短：

车在缓和曲线上的行驶时间不应少于3秒，即缓和曲线不应短于50m。
综合以上几点以及《标准》，规定缓和曲线的长度不小于60米。
（5）道路建筑界限
最小净高见表
行车道种类
机动车
非机动车
行驶车
辆种类
各种汽车
无轨电车
有轨电车
自行车、
行 人
其他非
机动车
最小净高（m）
4.5
5.0
5.5
2.5
3.5
（6）设计年限
道路交通量达到饱和状态时的设计年限规定如下：12年
2平面设计
2.1 设计原则
在路线设计过程中应妥善考虑到远期与近期，整体与局部的关系。结合地形、地址、水文、建筑材料等自然条件，同时对平、纵、横三方面进行终合考虑，协调一致，使平面线形与纵面线形的组合满足汽车动力性能的要求并充分考虑、驾驶员在视觉、心理方面的要求，保持线形在视觉上的联系和心里的协调，同时注意与公路周围环境的配合，并根据公路的使用任务、性质合理利用地形。选择线形在保证平、纵、横设计“合理又合法”的原则下作到平面顺适、纵坡均衡、横面合理，逐步实行标准化。
2.2设计总要求
（1）路线起点除必须符合公路网规划要求外，对起终点前后一定长度范围内必须作出按路线方按和近期实施的具体设计。
（2）视觉良好，路线平、纵、横各组成部分空间充裕。诱导视线各种设施所构成的视觉系统，应使驾驶者在是视觉上能预知公路前进方向和路况变化，并能急时采取安全措施。
（3）线形流畅，景观协调，行车安全，舒适，使驾驶员在视觉上能预知公路前方和路况的变化。
2.3平面线形的设计步骤
平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力上的要求。
（1）路线的交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、工程量小。
（2）曲线和缓和曲线长度的确定
首先在满足曲线及缓和的最小长度的前提下，初步拟定其长度，然后平曲线半径及缓和曲线长度可以根据切线公式(2-1)或外距公式(2-2)反算：
(2-1)
　 　 (2-2)
在初步设计时可忽略p,并近似取q=Ls/2,由(2-1)、(2-2)即可得：
　 (2-3)　
　　　　　　　(2-4)
在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转交表。
（3）充分利用土地资源，减少拆迁，减小填挖量。就地取材，带动沿线城镇及地方.经济的发展。
（4）公路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成。直线作为使用最广泛的平面线性，在设计中我们首先考虑使用。南宁地区的该新建二级公路，所经区域既有平原区，也有山区，本设计在平原区主要采用了较高的技术指标以争取较好的线形。在山区，由于本地区山岭石质主要为石灰岩，且坡度极为陡峻，故采取了避让的措施，采用了指标较低的线形，以减少工程量。同时应注意同向曲线间的直线最小长度应不小于6V，即360米；反向曲线间的直线最小长度应不小于2V，即120米。
2.4平面线形技术论证
针对本次设计的设计车速60km/h快速路，根据《城市道路与桥梁设计规范》得其技术要求如表2-1所示。
表2-1 平曲线技术指标
路线等级
二级公路
设计车速
60KM/H
曲线间最小直线长度(m)
同向曲线
360
反向曲线
120

圆曲线半径

不设超高的最小半径
1500 m
设超高一般半径
200m
设超高最小半径
125m
平曲线最小长度
道路中心转角а大于7
140m
道路中心转角а小于等于7
1000/а
圆曲线最小长度
70m
缓和曲线最小长度
60m
不设缓和曲线最小半径
1000m
停车视距
75m
2.5圆曲线及缓和曲线设计
路线的平面设计所确定的几何元素是以设计行车速度为主要依据的。本路段平面线形主要以基本线形和S型为主。按直线——回旋线——圆曲线——回旋线——直线的顺序组合。为了实现行连续、协调，回旋曲线——圆曲线——回旋线之比尽量符合1:1:1。最小缓和曲线长度60m。
设计路线共有4个交点 ，为提高公路使用性能，在圆曲线半径的选择过程中尽量选取较大的半径。当地形限制较严时方可采用极限。本设计中偏角均大于7°，不存在小偏角问题。
由于丘林地带道路中高差起伏较大的限制，因此控制点会较平原地区多些，交点间距离也比较短，如果半径太大可能就会出现不能满足线形要求的情况，因此设计中所取半径大多在1000m以下。
设计中主要采用的组合线形类型主要是基本型和s型，在第一方案中从JD1到JD4之间形成的同向曲线间设置成C型，主要是考虑到这几个交点中前两个交点在山坡顺行，而后两个交点则沿着上坡比较缓的上行到目的地。
若按第二方案设计成S型，则两个交点会从山脊间通过在穿过一个水塘，此处高程比较低，而且淤泥土比较多，需要处理的路基土方量太大，否则，只有在第二个桩号后从山头经过，这必然会加大工程量，而且就一般公路而言，穿过山头都是要避免的，所以选择了第一种方案，设计成C型，虽然设计成C型对行车会造成一定的影响，但把直线段设计长点以及把半径尽量设计大点就会减小这种影响。
2.6平曲线要素计算
设计中设置的均为对称型曲线，各要素计算公式如下：

（1）平曲线要素计算常用公式如（2-5）～（2-11）：
内移值： (2-5)
切线增值： (2-6)
缓和曲线角： (2-7)
切线长： (2-8)
曲线长： (2-9)
外距： (2-10)
切曲差： (2-11）
（2）曲线主点里程桩号计算常用公式如（2-12）～（2-17）：
直缓点： (2-12)
缓圆点： (2-13)
圆缓点： (2-14)
缓直点： (2-15)
曲中点： (2-16)
交点： (2-17)
2.6.1第一方案的计算
（1）平曲线要素计算：
以JD1为例：
=100， R=200， α=66º

对其余圆曲线同理可求得各要素，其余平曲线要素见表2-2。

JD
半 径
缓和曲线 长
转 角
圆 曲
线 长
内移值
切线长
平 曲
线 长
外 距
1
200
100
66
130.55
4.2
182.6
290.38
43.48
2
400
60
13
30.72
0.375
75.62
150.72
2.965
3
400
60
20
79.58
0.375
100.6
199.58
6.55
4
200
60
41
83.8
0.75
105
203.8
14.3
表2-2 平曲线要素表
(2)里程桩号的计算：
以为例：

对其余平曲线桩号同理可求，其余平曲线桩号见表2-3。
表2-3 平曲线里程桩号表

2.6.2第二方案的计算
（1）平曲线要素计算
以JD1为例：
=100m，R=200， α=72º

对其余圆曲线同理可求得各要素，其余平曲线要素见表2-4。
表2-4 平曲线要素表

（2）里程桩号的计算：
以为例：

对其余平曲线桩号同理可求，其余平曲线桩号见表2-5。

表2-5 平曲线里程桩号表

起点桩号：K14+000，终点桩号：K16+224，路线总长：2224m。

3纵断面设计
纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控指标高等确定确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。设计中除要注意的纵坡均匀平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长段适当外，还要注意考虑平面和纵断面组合设计协调。而对城市道路而言，还应适应临街建筑里面布置以及沿路范围内地面水的排除，并与相交道路、街坊、广场和沿街建筑物出入口有平顺的衔接。
因为线形最终是以平纵横面所组合的立体线形体现于驾驶员面前的，所以我们在设计时要把道路平、纵面结合作为立体线形来分析设计，这样才能更好地保证汽车的安全、舒适行驶。
3.1纵断面的设计原则
（1）纵面线形与地形相结合,视觉成视觉连续,平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏；
（2）应避免出现能看见近处很远处而看不见凹处的线形；
（3）在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡；
（4）原微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大；
（5）计算行车速度≥60KM/h公路必须注重平纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求；
（6）平纵配合的视觉应在视觉是能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性；
（7）平纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调；
（8）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线略大于竖曲线；
（9）平纵面线形组合视觉应注意线形与自然环境和景观的配合与协调；
（10）在直线段内不能插入短的竖曲线。
3.2纵断面设计步骤
纵面设计经计算机反复电算优化，挖填基本合理，纵坡均匀平缓，利于排水。竖曲线半径尽量采用较大值。本路段线位高程在121—143m之间，共设有变坡点3处。平纵面组合基本顺适，方向明确,组合合理。
边坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。最终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。传统做法如下：
（1）准备工作 从地形图上依据平面线形读取高程数据，然后在厘米图纸上点绘地面线。
（2）标注控制点 控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。本设计路段的标高控制点主要为：涵洞的路基控制标高、净空要求等。
（3）试坡 在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。初步定出变坡点，变坡点应选在整10米桩上。
（4）调整 将所定坡度对照技术标准检查设计的最大最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。
（5）定坡 经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来，坡度值由两相邻变坡点的高差和坡长之比求得。
（6）设置竖曲线 纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控指标高等，确定确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。设计中除要注意的纵坡均匀平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长段适当外，还要注意考虑平面和纵断面组合设计协调。而对城市道路而言，还应适应临街建筑里面布置以及沿路范围内地面水的排除，并与相交道路、街坊、广场和沿街建筑物出入口有平顺的衔接。
因为线形最终是以平纵横面所组合的立体线形体现于驾驶员面前的，所以我们在设计时要把道路平、纵面结合作为立体线形来分析设计，这样才能更好地保证汽车的安全、舒适行驶。
3.3纵坡设计的一般要求
3.3.1 纵断面在线形上的注意事项
（1）纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易使用极限值；
（2）纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡；
（3）纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合；
（4）在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；
（5）避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全；
（6）在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；
（7）纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；
（8）纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平、纵面配合良好协调的立体线形；
（9）纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡以不小于0.5%为宜，在受洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定；
(10）纵坡设计应争取填、挖平衡，尽量利用挖方作就近填方，以减少借方和废方，接生土石方量，降低工程造价；
(11）纵坡设计时，还应结合我国情况，适当照顾当地民间运输工具，农业机械、农田水利等方面的要求。
3.3.2平、纵线形设计应避免的组合
（1）直线段内不能插入短的竖曲线。
（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。
（3）避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短，半径小的凹形竖曲线。
3.4纵断面技术论证
针对本次设计的设计车速60km/h快速路，根据《城市道路与桥梁设计规范》得其技术要求见表3-1。
表3-1 纵断面线形标准
路 线
等 级
二级公路
设 计
车 速
60km/h
停车视距
75
最 小
坡 长
一般值
200
纵坡限制坡长
坡度为5%
800
最小值
150
坡度为6%
600
凸形竖
曲 线
极限最小半径
1400
凹形竖
曲 线
极限最小半径
1000
一般最小半径
2000
一般最小半径
1500
合 成
坡 度
9.5
停 车
视 距
75
最大纵坡
6%
3.5竖曲线设计
根据在平面图上读出的逐桩高程绘制成水平1：2000，竖直1：200的纵断面图上，并标注出相交道路的桩号和高程。将立体交叉点、地形较大变化处作为控制点，以控制点为依据,试定出若干直坡段。最后经调整和核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。
由于与城市中原有的有较多的相交，以此在设计时把交叉点作为主要的控制点。根据规范快速路与快速路或主干道相交应设置立体交叉，再考虑填方高度若太高，不但影响城市景观，而且会占地较多，所以一般填土高度在5m以上设置成高架桥的形式。
竖曲线的形式为二次抛物线，其要素主要包括竖曲线长度L、切线长度T和外距E。在设计时，为了更好地满足“平包竖”的要求，是先拟定切线长度，根据切线长算出半径，半径取整后在算出调整后的切线长，最后检查是否满足要求。
3.5.1 竖曲线要素计算公式
坡差：（%） (3-1)
曲线长度: (3-2)
切线长： (3-3)
外距:或 (3-4)
竖曲线上任一点竖距h: (3-5)
3.5.2竖曲线要素的计算
方案一的计算
（1）各竖曲线坡段坡度如下：

以变坡点1为例，变坡点桩号为K15+140，高程为218.0m，i1=0.0%，i2=-2.5%，竖曲线半径R=10000m。计算桩号k15+140的高程。
各变坡点竖曲线要素计算过程如下：
为凸形
L=Rω=10000×0.025=250.0m
T=L/2=125.0m

（2）设计高程的计算：
竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T
=（K15+140）-125= k15+15
竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T
=（K15+140）+150= k15+265
桩号k15+140处：
横距：x=125m
竖距：
切线高程=218+125×0.0%=218.0m
设计高程=218.0-0.78=217.22m
其余变坡点竖曲线要素计算结果如表3-2所示：
其余变坡点
变坡号
要素
1
2
3
R (m)
10000
2000
2000
ω （%）
-2.5
2.5
3.1
L (m)
250
50
62
T (m)
125
25
31
E (m)
0.78
0.156
0.24
其余路基设计高的计算值见附表所示。
3.6纵断面图绘制
纵断面上的设计标高采用路基边缘标高，按设计资料给定的中桩高度及对应的里程桩号，点绘出路线纵断面地面线。按照上述原则和计算结果，进行纵坡及竖曲线设计。在图上标明坡度和坡长，竖曲线位置及要素，小桥涵位置、类型、跨径，水准点位置及高程。
在图框栏里标出直线、平曲线的平面形式。平曲线左转为凹型曲线，右转为凸型曲线。标明平曲线起终点，及圆缓、缓圆、曲中点。
3.7路面超高方式的绘制
（1）按比例绘制一条水平基线，代表路中心线，并认为基线路面横坡度为零。
（2）绘制两侧路面边缘线，用实线绘出路线前进方向右侧路面边缘线，用虚线绘出左侧路面边缘线，若路面边缘线高出路中线，则绘于基线上方，反之，绘于下方。
（3）标注路拱横坡度。
向前进的方向右侧倾斜的路拱坡度为正，向左倾斜为负。算出超高起点至同坡度起点的长度。连接曲线起点和超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与路拱横坡度相同。再连接圆曲线起点与超高起点至同坡度起点长度的终点，坡度与超高横坡度相同。此为由直线进入圆曲线的部分（见曲线超高方式图）。同理，可绘出从圆曲线到直线的另一部分。完成上述工作后，在图上标明地质概况、地面高程、设计高程、里程桩号。
3.8路线方案比选和论证
在道路设计的各个阶段,应用各种先进手段,确定最优方案,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、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。同时选线应注意同农田基本相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产农田、经济作物田或穿越经济林园等，要注意重视环保。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。
第一种路线比较顺直，所经地大多为山坡的坡脚，避免了从山脊或是水塘穿越，经过的地方地形过度平缓，且路基较第二种方案稳定，土石方填挖较为均衡。若按第二方案设计成S型，则两个交点会从山脊间通过在穿过一个水塘，此处高程比较低，而且淤泥土比较多，需要处理的路基土方量太大，而且，此路线较曲折，线型指标不高，转角多，且多经过池塘和溪流，路基的稳定受到影响，所经过的地方地形复杂，挖填方量大。
因此，此延长线路线选用第一种方案。

4 路基横断面设计
道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。
4.1横断面设计时应收集的资料
（1）平曲线的始终点桩号、转角方向及其各桩号的超高值。
（2）各桩号的填挖高。
（3）路基宽度。
（4）路基边坡坡度。
（5）边坡的型式和断面尺寸。
4.2路基横断面确定的依据
（1）本公路等级属二级公路（平原微丘区），采用二级路基标准横断面型
式，路基宽度10m。
（2）本路采用水泥混凝土路面，路拱横坡度采用2%。因土路肩横坡应比路拱横坡大1%-2%，本设计采用路肩横坡3%。
（3）本地区表层土壤为粘性土，属平原微丘区。地表排水比较通畅，不会形成长期地表积水，填挖高度不大。填方路基边坡采用1：1.5，挖方边坡1：0.5。
（4）填土高度小于1.0m的矮路堤以及路堑，应设置边沟，边沟为浆砌片石边 沟，截面为梯形，底宽为0.4m，深度为0.4m，内外侧边坡坡度均为1：1。边坡纵坡与路线纵坡一致。填方路段采用外运土，在路堤两侧不设取土坑，所以路堤两侧不设护坡道。
4.3路基横断面图绘制
（1）横断面图按1：200的比例绘制，点绘出横断面地面线。
（2）应根据平纵设计的成果，在各桩号的地面横断面上，逐桩号标注其挖
高度，路基宽度和超高值。
（3）按土壤地质资料，表出各路段的覆盖层厚度，所用边坡坡度，计算挖
面积，并分别标于横断面上。
（4）在横断面设计时应近远结合，是近期工程成为远期工程的组成部分并
预留管线位置，路面宽度及标高等应留有发展余地。
4.4横断面形式及组成的选取
在各种横断面形式中，选用了两幅路的形式，考虑因素主要如下：
（1）根据任务书所给资料，交通量均为机动车，采用两幅路不会造成机动车与非机动车混和行驶的境况。
（2）红线宽度范围较窄（13m），若个设置三幅路甚至四幅路，则机动车道宽度会相对减少，这样会影响行车的顺畅，难以满足大交通量的需求。
4.5路拱横坡
为了利于横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的路拱。路拱设计坡度根据路面宽度、面层等级、计算行车速度、纵坡及气候条件确定见表4-1。
表4-1 路拱设计坡度
路面面层类型
路拱设计坡度
水泥混凝土
沥青混凝土
沥青碎石
1.0～2.0
沥青贯入式碎（砾）石
沥青表面处治
1.5～2.0
碎（砾）石等粒料路面
2.0～3.0
由于位于山丘地区，从山顶汇集的雨水量会比较大，为了利于路面水的排除，选取2%的路拱坡度。
4.6曲线加宽值的计算
平曲线的加宽指为满足汽车在平曲线上行驶时后轮汇集偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧相应增加路面、路基宽度。在缓和曲线段内设置的为了使路面由直线上的正常宽度过渡到圆曲线上设置的加宽称为加宽过渡段。根据规范，平曲线半径大于或等于250m时，由于其加宽值甚小，可以不加宽。在本路段设计中，JD1和JD4处段的平曲线半径均为200m，需要设计加宽值。
(1)圆曲线上路面的加宽值计算公式（4-1）：
（4-1）
(2)加宽过渡段内任意点的加宽值b的公式（4-2）：
（4-2）
式中：——任意点距过渡段起点的距离（m）。
L——加宽过渡段长度（m）。
B——圆曲线上的全加宽值。
对于二级公路，为双向两车道，故N=2,,考虑到有解放CA108和JN150型号汽车经过此路，按最不利组合，取A=8。
4.6.1 对JD1段处平曲线加宽值的计算

由《双车道公路圆曲线加宽值表》可得b=0.7。
加宽过渡段桩号：K14+203.4，(ZH处开始加宽过渡)
加宽结束段桩号：K14+533.95 (HZ处结束加宽过渡)
K14+220处：
K14+240处：
K14+260处：
K14+280处：
K14+300处：
由于平曲线采用对称布置的，所以在加宽设计时从ZH到HY过渡加宽，HY经过QZ再到YH为全加宽，取值为0.7，再从YH到HZ段利用对称加宽值同ZH到HY段相同设计。
4.6.2 对JD4段平曲线的加宽值
,取b=0.7
加宽过渡段桩号：K15+611，(ZH处开始加宽过渡)
加宽结束段桩号：K15+818.4 (HZ处结束加宽过渡)
K15+620处：
K15+640处：
K15+660处：
其余加宽值见附表所示。

4.7曲线超高值的确定
4.7.1 曲线超高值的计算
曲线超高是为了抵消车辆灾区县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。在缓和曲线上是逐渐变化的超高，圆曲线上是于圆曲线半径相适应的全超高。
超高的过渡方式应根据地形状况、车道数、超高横坡度值、横断面型式、便于排水、路容美观等因素决定。单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转；双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转，使两侧车行道各自成为独立的超高横断面。本路段均设置成两侧车道分别绕中央分隔带边缘旋转，是之成为独立超高段面的形式，此时中央分隔带维持原水平状态。根据规范对于涉及车速60km/h的二级公路，最大超高值为6%。
确定超高的计算如公式如（4-1）和（4-2）：
（4-1）
式中：i——曲线超高坡度；
u——横向力系数；
V=60km/h时u/R=0.06/200。
（4-2）
(1) 对JD1的超高计算

(2) 对JD2的超高计算

的圆曲线半径和相同，都为400m，和相同，都为200m，因此，对和处的圆曲线超高值为8%，和处的平曲线超高值为3.6%。平曲线的超高值见表4-2。

表4-2 平曲线超高设计表
交点桩号

平曲线超高值
8.0%
3.6%
3.6%
8.0%
4.7.2 超高过渡段的计算
为了行车舒适、路容美观和排水畅通，必须设置一定长度的超高过渡段，超高过渡段一般和加宽过渡段一样，应在超高过渡段全长范围内进行，从缓和曲线的起点开始过渡一直到圆曲线上为止，到圆曲线上即成为全加宽段和全超高段。超高过渡时在超高过渡段全长范围内进行，双车道公路最小超高过渡段长度按公式（4-3）计算：
（4-3）
式中：——超高缓和段长，（m）；
——旋转轴执行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度，（m）；
——超高坡度与路拱坡度的代数差，（%）；
——超高见变率，即旋转轴线于行车道，（设路缘带时为路缘带）。
外侧边边缘线之间的相对坡度，详见表4-3。
表4-3 超高渐变率
计算行车速度（km/h）
80
60
50
40
30
20
超高渐变率
1/150
1/125
1/115
1/100
1/75
1/50
根据上式计算的超高缓和段长度，应取为5m的整数倍，并不小于10m的长度。另外，超高缓和段长度主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度约长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好，特别是路线纵坡小时，更应注意排水的要求。
（1）确定缓和段长度时应考虑的事项：
一般情况下，取（缓和曲线长度），即超高过渡在缓和段曲线全厂范围内进行。
若，但只要横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率P≥1/330，仍取。否则，有两种处理方法：
a）在缓和曲线部分范围内超高
根据不设超高圆曲线半径计算出超高缓和段长度，然后取两者中的较大值，作为超高过渡段长度，并验算横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率是否P≥1/330，如果不满足，则需要采用分段超高的方法。
b）分段超高
超高过渡在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行，第一段从双向路拱坡度过渡到单向超高横坡时的长度为，第二段的长度为。
若，此时应修改平面线形，增加的长度。平面线形无法修改时，宜按实际计算的长度取，超高起点从ZH（或HZ）后退（或前进）长度。
对到超高设计值均大于路拱横坡，故采用绕内边线旋转的过渡方式，此时，超高路拱横坡和路拱横坡的代数差为超高值，即。同时，当绕内边线旋转时，旋转轴至行车道外侧边缘的宽度等于行车道的宽度，即。
（2）缓和段长度的计算：
计算如下：
半径R=200，路拱坡度=2.0%

取=0.006，，由于是绕内边线旋转，所以=0.08，。
所以 ，恰好满足。
计算如下：