皖东平原微丘区某公路1标段设计毕业设计.doc

皖东平原微丘区某公路1标段设计
摘要：本设计是对皖东平原微丘区某公路（K0+000～K1+803.994）进行的道路工程设计。路基设计宽度为10m，双向二车道二级公路。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。设计最后对挡土墙、桥梁涵洞等进行了简单设计。

关键词：二级公路，选线设计路基设计，路面设计

Abstract: The design is the design of road works in Wandong in Plain Area Highway (K0 +000 ~ K1 +803.994). Roadbed design width of 10m, two-way two-lane secondary roads. The design before finishing a variety of design information and the basis for research along the natural conditions, the design of technical standards and economic and technical indicators. And then proceed to the road design, including graphic design, longitudinal design, cross-sectional design, Horizontal and Vertical combination of design and earthwork calculation and deployment. Then carry out the design on the roadbed: layout subgrade cross section has been designed, and roadbed drainage, protection and special subgrade. Followed the design of the road: road traffic axle load conversion designed pavement structure, and stress check. Finally, the design retaining walls, bridges, culverts and other simple design.

Keywords: secondary roads, route design, embankment design, pavement design.

47

目录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 设计资料 1
1.3 设计依据 3
2 公路等级选用 3
2.1 车道的选择 3
2.2 车速的选择 5
3 公路选线 6
3.1 选线的基本原则 6
3.2 选线的步骤和方法 6
3.3 方案比选 7
4 平面设计 8
4.1 平面设计原则 8
4.2 平曲线要素值的确定 8
4.3 平曲线主要技术指标 9
4.4 平面交点数据的确定 9
4.5 画线标桩 11
5 纵断面设计 12
5.1 纵断面设计的作用 12
5.2 纵断面设计的原则 12
5.3 纵坡设计的要求 12
5.4 纵坡设计 13
5.5 纵坡设计的方法和步骤 13
5.6 纵坡设计的注意事项 14
5.7 竖曲线设计要求 15
5.8 纵断面设计的技术标准 15
5.9 变坡点位置确定 16
5.10 竖曲线要素计算 16
6 横断面设计 17
6.1 对设计技术指标的要求 17
6.2 横断面设计步骤 18
6.3 横断面上超高值的计算 19
7 路基设计及排水设计 20
7.1 路基设计 20
7.1.1 路基压实标准及路基填料 20
7.1.2 路基施工时的注意事项 21
7.2 路基防护工程设计 22
7.2.1 填方路基 22
7.2.2 挖方边坡 22
7.2.3 施工注意事项 22
7.3 路面排水设计 22
8 路基土石方数量计算及调配 23
8.1 横断面面积计算 23
8.2 土石方数量计算 24
8.3 路基土石方调配 24
9 沥青路面结构设计计算 27
9.1 轴载分析 27
9.1.1 轴载换算 27
9.1.2 计算累计当量轴次 28
9.2 确定路面等级和面层类型 28
9.2.1 路面等级 28
9.2.2 面层类型 28
9.3 结构组合与材料的选取 29
9.4 确定各结构层材料设计参数 29
9.4.1 各层材料的抗压模量与劈裂强度 29
9.4.2 土基回弹模量的确定 30
9.5 设计指标的确定 30
9.5.1 设计弯沉值 30
9.5.2 各层材料的容许底层拉应力 30
9.6 设计资料总结 31
9.7 确定石灰土层的厚度 32
9.8 计算路面结构体系的轮隙弯沉值 33
9.9 验算各层层底拉应力 34
9.9.1 上层底面弯拉应力的验算 34
9.9.2 计算中层底面弯拉应力 36
10 刚性路面的设计 37
10.1 设计原则 37
10.2 轴载分析 37
10.3 初拟路面结构 39
10.4 材料参数的确定 39
10.5 路面方案比选 41
11 挡土墙设计 42
12 环境保护 42
12.1 设计与环境相协调 42
12.2 境保护设施结构设计及布置 43
12.3 施工注意事项 43
致 谢 44
参考文献 45

1 绪论
1.1 引言
新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。“十一五”前四年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年增长近16%，约为“十一五”预计总投资的1.2倍。到2010年底，全国已建成通车的公路总里程达到398.4万公里，其中高速公路通车里程已达7.4万公里、农村公路（县、乡、村）通车里程达到345万公里。目前我国的公路运输正在继续加大基础建设投资力度，继续加速公路基础建设。根据交通部的规划，“十二五”期间要进一步完善公路网络，加快区域和城乡交通一体化的进程，为我国经济的发展做好基础准备。
通过对本次二级公路的设计, 首先可以巩固和加深土木工程专业所学过的力学、计算机、道路勘察设计、路面路基工程、交通工程学、设计原理等理论知识；并可以系统的将大学四年所学的知识联系在一起，做到理论联系实际；在对长新延长线道路工程设计过程中，在借鉴前人的经验基础上，熟悉《道路勘察设计规范》、《城市道路设计规范》、《道路施工规范》、《道路验收规范》、《公路路基设计规范》、《公路路线设计规范》等一系列公路设计规范，掌握这些设计方案的基本要求，对怎么样建好公路等有关方案有更好认识；熟悉在道路设计过程中各个步骤及主要施工图绘制全过程；通过绘制施工图和编制计算书强化绘图和使用专业软件进行分析计算的基本技能；从而对公路设计具有一定系统的设计能力，进一步提升自己的专业素质。通过毕业设计，使各方面的知识系统化，实践化，锻炼我们调查研究，收集资料查阅资料及阅读文献的能力，也可培养自身的独立操作能力，以及与组内成员的协作意识。符合规范为前提，认真设计，有所创新，在提高自己全面分析能力的同时，还增强自己的创新意识。
1.2 设计资料
1) 路线所经地区1：1000电子地形图（详见电子地形图附件1）；
2) 水文：沿线地表水系由河、塘、渠等地表水体组成，其补给来源主要为大气降水；浅层地下水类型为微承压孔隙潜水；地下水位埋深为2.2～2.4米，地下水年变化幅度在2～3m之间，地下水的埋深对松散土层的含水量有较大影响，进而影响土的物理力学指标；
3) 地形、地貌：本项目范围内主要为淮北平原区，地形平坦，相对高差一般不超过2米，地形横坡基本在1：5以内，路基填挖高度较小，无陡坡路堤和高填深挖路基；
4) 本项目工程地质条件较好，以粘土、粉土、粉砂为主；
5) 沿线地方材料有碎石、石灰、粉煤灰等，其他沥青、水泥、天然砂、矿粉等需外购；
6) 土基回弹模量和路面材料回弹模量及材料强度试验资料如下：
土基回弹模量：
用D=30cm刚性承载板测得弯沉值（已考虑影响量）：
P(Mpa)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
（0.01mm）
32
75
97
122
168
202
沥青路面材料抗压回弹模量：
材料名称
20℃抗压回弹模量(Mpa)
15℃抗压回弹模量(Mpa)
15℃劈裂强度(Mpa)
EP
σ
EP
σ
细粒式沥青混凝土
1200
180
1800
320
1.2
中粒式沥青混凝土
1300
90
1800
170
1.0
粗粒式沥青混凝土
1000
60
1200
70
0.8
基（垫）层材料抗压回弹模量：
材料名称
抗压回弹模量(Mpa)
劈裂强度(Mpa)
EP
σ
水泥稳定砂砾
1300
220
0.5
水泥稳定碎石
1600
760
0.6
水泥石灰砂砾土
1200
240
0.4
二灰稳定砂砾
1300
700
0.7
二灰稳定碎石
1400
600
0.6
水泥混凝土抗折强度：
水泥混凝土标准试件抗折强度实验最大破坏压力（KN）分别为：
39. 95; 41.28; 40.60; 41.75; 42.08; 41.89
7) 材料预算单价及机械台班费用查相应定额。
8) 交通组成：
本路建成初期每日双向混合交通量组成及交通量
汽车车型
日交通量（辆/d）
东风EQ140
1200
北京BJ130
200
日野KB222
570
预计年平均交通量增长率为5％。
1.3 设计依据
1. JTG B01-2003，公路工程技术标准[S]． 北京：人民交通出版社，2002.
2. JTG D20-2006，公路路线设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，2005.
3. JTG D30-2004，公路路基设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，2003.
4. JTJD40-2002，公路水泥混凝土路面设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，2001.
5. JTG050-2006，公路沥青路面设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，2005.
6. JTG F10-2006，公路路基施工技术规范[S]． 北京：人民交通出版社，2005.
7. JTJ018-97，公路排水设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，1997.
8. 张雨化.道路勘测设计[M]． 北京：人民交通出版社，1997.
9. 邓学均.路基路面工程[M]． 北京：人民交通出版社，2002.
10. 公路桥涵设计规范（合订本）[S]． 北京：人民交通出版社，1991.
11. 路基设计手册[S]． 北京：人民交通出版社，1995.
12. 路面设计手册[S]． 北京：人民交通出版社，1997.
13. JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，2003.
14. JTG D63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S]． 北京：人民交通出版社，2006.
15. JTG/TD65-04-2007，公路涵洞设计细则[S]． 北京：人民交通出版社，2006.
16. 交公路发[2007]358号，公路工程基本建设项目文件编制办法[S]． 北京：人民交通出版社，2007.
2 公路等级选用
2.1 车道的选择
本设计根据现有的资料统计，年初始交通量的组成交通量组成表所示，年平均增长率为5%。公路的等级选用应根据远景设计年平均日交通量来确定，可以根据历年交通观测资料推算求得，可按下式确定

式中：-远景设计年平均日交通量(辆/日)；
-起始年平均日交通量(辆/日)；
-年平均增长率（%）;
远景设计年限。
起始平均日交通量的计算需要将各汽车代表车折算为小客车来计算，折算系数如表2-1。
表2-1 各汽车代表型与车辆折算系数
汽车代表车型
车辆折算系数
说 明
小客车
1.0
小于19 座的客车和载质量小于2t 的货车
中型车
1.5
大于19座的客车和载质量大于2t 小于7t 的货车
大型车
2.0
载质量大于7t 小于14t 的货车
拖挂车
3.0
载质量大于14t的货车
根据所给的近期日交通量，各种车型的折算系数见表2-2所示。
表2-2 各车型的折算系数
汽车车型
日交通量
（辆/天）
后轴载质量
（KN）
折算系数
折算日交通量
（辆/天）
东风EQ140
1200
50
1.5
1800
北京BJ130
200
20
1
200
日野KB222
570
80
2
1140
经折算起始年平均日交通量为
（辆/日）
推测远景设计年平均日交通量为
=（辆/日）
根据交通量推算，应选择双车道二级公路，其通行能力为年平均日交通量
5 000-15 000辆。
2.2 车速的选择
公路设计小时交通量宜采用年第30位小时交通量，也可根据当地公路小时交通量的变化特征，采用年第20-40位小时之间最为经济合理时位的交通量。
设计小时交通量应按下式计算：

式中：DDHV——单向设计小时交通量(veh／h)；
AADT——预测年度的年平均日交通量(veh／d)；
D——方向不均匀系数(％)，宜取50％-60％，亦可根据当地交通量观测资料确定；
K——设计小时交通量系数(％)，为选定时位的小时交通量与年平均日交通量的比值，可按下表确定。
表2-3 各地区的设计小时交通量系数(％)
地 区
华 北
东 北
华 东
中 南
西 南
西 北
京、津、冀、 晋、蒙
辽、吉、黑
沪、苏、浙、皖、 闽、赣、鲁
豫、湘、鄂、 粤、桂、琼
川、滇、黔、藏
陕甘、青、 宁、新
城
市
近
郊
高速公路
8.0
9.5
8.5
8.5
9.0
9.5
一级公路
9.5
11.0
10.0
10.0
10.5
11.0
二、三级公路
11.5
13.5
12.0
12.5
13.0
13.5
公
路
高速公路
12.0
13.5
12.5
12.5
13.0
13.5
一级公路
13.5
15.0
14.0
14.0
14.5
15.0
二、三级公路
15.5
17.5
16.0
16.5
17.0
17.5
根据远景交通量，单向设计小时交通量有
(veh／h)
二、三级公路一条车道的设计通行能力按下表确定：
表2-4 二级公路、三级公路路段的设计通行能力
公路等级
设计速度
(km／h)
基本通行能力
(pcu／h)
不准超车区比例
(％)
V／C
设计通行能力
(pcu／h)
二级公路
80
2 500
<30
0.64
550~1 600
60
1 400
30~70
0.48
40
1 300
>70
0.42
三级公路
40
1 300
<30
0.54
400~700
30
1 200
>70
0.35
本设计为平原微丘区双向为二车道二级公路，车速易选为60Km/h和80Km/h，二级公路的设计通行能力为550~1600辆/小时，满足单向设计小时交通量596.83辆/小时的要求，由于本路段位于居民区，路侧干扰较大，宜选择低速，
所以应选择车速为60Km/h。
综上所述，本设计应选择车速为60Km/h的双向二车道二级公路。
3 公路选线
3.1 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．选线应综合考虑路与桥的关系。
3.2 选线的步骤和方法
道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。
（1）全面布局
全面布局是解决路线基本走向的全局性工作，就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。
路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大致归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。
（2）逐段安排
在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。
（3）具体定线
在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。
3.3 方案比选
路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。
综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了三个方案：
方案一：方案一线路总长为1881.555m。该线路主要避开原有道路，行走于农田地带，故最大填挖方量相对较小，拆迁工程费用较小，全线路设4个交点，无同向平曲线，线性优美。
方案二：方案二线路总长为1803.993m。利用原有的道路进行改建，将不符合规范的交点调整为符合二级公路时速为40Km/h的二级公路。全线路交点共有4个，没有同向圆曲线，设置一个S曲线。
方案优缺点对比图见表3-1
表3-1 方案比选

方案一
方案二

优
缺
点
优点：
1.土石方量较小
2.避开居民区，拆迁量小
3.线性平顺
优点：
1.利用原有的道路
2.农田占用量少
3.与下一标段连接平顺
缺点：
1.占用农田多
2.线路相对较长
缺点：
1.拆迁量比较大
2.土线性欠平顺

二级公路投资比较大，对所经过地区的经济起重要作用，所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，设计要特别注意线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。
综合考虑：
1) 从路线平面指标上看，方案一和方案二相当;
2) 从规模及施工难度上看，方案一较好;
3) 从工程量以及工程造价上看，方案二较好；
4）从环保和可持续发展的角度来看，方案二较好；
综合考虑以上各种因素,最终选择方案二作为最终设计方案。
4 平面设计
4.1 平面设计原则
1．平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
2．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。
3．保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。
4．应避免连续急弯的线形，这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。
5．平曲线应有足够的长度，如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度。
4.2 平曲线要素值的确定
平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。
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。例如设计中的大多数点都是应用这个的。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。《公路工程技术标准》规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循、旅客感觉舒适、行车更加稳定、增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，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成1：1：1。这一点非常的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调、美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。
在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定，除应满足最小长度外还要考虑超高和加宽的要求，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。
4.3 平曲线主要技术指标
本设计为双车道二级公路，设计时速60Km/h，主要技术指标如表4-1所示。
表4-1时速60KM/h二级公路主要技术指标表
序号
指 标 名 称
规 范 值
1
平曲线最小长度(m)
300
2
平曲线极限长度(m)
100
3
回旋线最小长度(m)
50
4
圆曲线极限最小半径(m)
125
5
圆曲线一般最小半径(m)
200
6
不设超高最小平曲线半径(m)
1900
在本设计中，圆曲线最小半径143.80m，回旋线最小长度50m，平曲线最小长度为160.41m，均满足规范规定的设计要求。
4.4 平面交点数据的确定
从起点开始记为K0+000，量测出起点至JD1的长度和方向角，得出JD1的桩号，再依次量测出其他交点的数据。
根据交点间的距离和夹角，选取合适的圆曲线，对半径小于规范规定的不设超高的圆曲线最小半径200m的要设置缓和段，计算图示如图4-1所示。

图4-1平曲线几何要素计算图示
根据交点间的距离和夹角，选取合适的圆曲线。
处：
圆曲线半径，缓和曲线长，测出夹角；则有：

切线长
曲线长
外距
处：
，测出。则有：

切线长
曲线长
外距
根据以上计算结果，再来计算两曲线间的直线长度是否满足规范的要求。之间：
直线段长度（根据规范反向曲线间直线的最小长度要求为2V），故符合要求。
再根据以上算得的各要素值，作出缓和曲线的圆曲线和回旋线：对应圆心位置在内角平分线上距交点处，圆曲线对应圆心角为，得出各要素点的位置，然后依次画圆弧和回旋线，连接直线即可。同时可以算出个要素桩的桩号：
处：

4.5 画线标桩
定出并画好缓和曲线后，求出路线的总长
其中：—相连交点间距离（包括起终点）；
—各段曲线长；
—各段曲线切线长；
确定好各段曲线要素桩号后，再沿路线中线标出百米桩号和千米桩号。同时找出各20m桩的位置，以便为纵断面设计做准备。交点要素坐标见附表。

5 纵断面设计
5.1 纵断面设计的作用
纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。
纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。
5.2 纵断面设计的原则
1．纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。
2．纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。
3．视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
4．平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。
5．平、纵线形的技术指标大小应均衡。
6．合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。
7．与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。
5.3 纵坡设计的要求
1．设计必须满足《公路工程技术标准》的各项规范要求。

2．纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。
3．沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。
4．应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。
5．纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。
6．对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。
7．在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
5.4 纵坡设计
（1）纵坡设计的一般要求
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。
从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意有以下几点：
1、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；
2、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；
3、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；
4、纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径；
5、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；
6、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0.3%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；
7、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；
8、纵坡设计时，还应结合我过情况，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。
5.5 纵坡设计的方法和步骤
①准备工作
纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
②标注纵断面控制点
纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控梁标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
③试坡
试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前面照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。
④调坡
调坡主要根据以下两方面进行：⑴结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。
⑤根据横断面图核对纵坡线
核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。
⑥确定纵坡线
经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。
5.6 纵坡设计的注意事项
1、在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。
2、平竖曲线重合时。要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。
3、大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。
4、小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。
5、注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。
6、纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形欺负过大，纵坡不够理想，或则土石方工程量过大而育无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。
5.7 竖曲线设计要求
1、宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。
2、同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线后复曲线。
3、反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。
4、应满足排水要求。
5.8 纵断面设计的技术标准
本设计为高速二级公路，设计时速为80 60 km/h，根据规范的规定相关的设计技术标准件下表：
表5-1 时速80 60 km/h二级公路纵断面设计技术标准
设计车速（km/h）
8060
最大纵坡（％）
56%
最小纵坡坡长
200150
凸形竖曲线半径（m）
一般值
45002000
极限值
30001400
凹形竖曲线半径（m）
一般值
30001500
极限值
20001000
竖曲线最小长度（m）
170120
本设计中凸曲线最小半径为5000m12000m，凹曲线最小半径为4000m10000m，纵坡最大值为4.0720.851%，最小坡长为260m590m，均满足设计规范的要求。
5.9 变坡点位置确定
考虑线路长度与高差，以及地形变化和相关的规定，通过纵断面拉坡，确定纵坡的坡长和坡度，计算变坡点高程。本设计选取K0+000~K2K1+050800段进行计算，一共四个变坡点。设计起点K0+000高程为56.018.528m，根据纵坡坡度以坡长，我们就可以得出各变坡点的设计高程。竖曲线的计算图示如图所示：

图5-1竖曲线计算示意图
坡长分别设置为；坡度分别设置为，则：
第一变坡点高程

第二变坡点高程

第三变坡点高程

K2+050处高程

5.10 竖曲线要素计算
确定变坡点高程后，考虑平纵组合原则，需要设置合适的竖曲线。可以先设置竖曲线半径或切线长，根据相邻纵坡坡度计算出对应切线长和竖曲线半径以及其他要素，最后再检验是否符合规范要求（本方案先设置曲线半径）。第一变坡点：
已知，设定，则：
为凸凹型；

竖曲线起点桩号= （K0+3970）-135.85380.369= K0+254.147289.631
竖曲线终点桩号= （K0+390370）+80.369135.853= K0+525.853450.369
第二变坡点：
已知，设定，则：
为凹凸型；

竖曲线起点桩号= （K0+950960）-67.33295.643= K0+882.668864.357
竖曲线终点桩号= （K0+950960）+67.33295.643=K1+017.332055.643
第三变坡点：
已知，设定，则：
为凸凹型；

竖曲线起点桩号= （K1+790520）-129.40182.899= K1+660.539437.101
竖曲线终点桩号= （K1+790520）+82.899129.401= K1+919.461602.899
6 横断面设计
6.1 对设计技术指标的要求
（1）路基宽度
由横断面设计（查《公路路线设计规范》（JTGD20—2006））部分可知，路基宽度为10m，其中路面跨度为7m，硬路肩宽度为0.75×2=1.5m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。，路面横坡为2%，土路肩横坡为3%，如图9-1所示。

由任务书知道设计年限15年，公路等级为高速公路，设计车速80Km/h