毕业设计(高速公路)设计概要
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设计概要说明
1.设计资料
1.1 原始设计资料及交通量分析
据调查，2013年末交通组成及交通量如下：
车型 小汽车 解放CA50 黄河JN162 东风EQ140 日野ZM440
辆/日 5500 1038 930 550 672
交通量年增长率为5.8%。
经计算，设计交通量为40646辆/日，确定为双向四车道高速公路，设计时速120km/h。
1.2 路线所处地区为南区，地势平坦，水系分布较密，属于公路自然区划的IV1区（长江下游平原湿润区）。年降水量多，在1000mm~1400mm之间，常年为1200mm左右。地下水埋深一般为1.8米，丘陵地区为2m左右。该地区土质主要为红粘性土及砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态。
2.设计理念
本设计按照安全,适用,经济,美观和有利于环保以及最大程度减少对沿线自然环境的破坏的影响的原则,将其建成融生态,环保,景观和友好为一体的具有可持续发展特征的公路，实现公路与人文景观的和谐统一的目标。在至江阴高速公路的修建过程中应该注意路线线形的走向，与城镇的关系做到“近而不进，远而不离”，尽量少占农田与经济作物林，以及避绕不良地段和易发病害路段。
3.路线概况
本设计所选路线最终长5094.515米，路基顶宽28米，挖方边坡坡度1:1,填方边坡1:1.5。路基形式以路堤为主。
4.平面设计
2）平原微丘区高速公路平曲线主要技术指标
一般最小半径
1000m 极限最小半径 650m
不设超高最小半径 5500m 缓和曲线最小长度 130
圆曲线最大超高值 8% 超高渐变率最大值 1/200
同向曲线间minL 720m 反向曲线间minL 240m
平曲线最小长度 600m 最小偏角 >7°
1、该方案路线总长5095.515米，除了起终点整个路线共设有3个交点，转角分别为27°、45°和45°。
平面线形具体技术指标如下表所示：
转
角 前缓和
曲线 圆曲线 后缓和
曲线 平曲线
半径 长度
一般值 130 1000 130 600
JD1 27° 350 1640.585 449.171 350 1149.171
JD2 45° 400 1300 637.678 400 1437.678
JD3 45° 400 1288.482 618.855 400 1418.855
注：长度单位为米。 三个交点处的平曲线两两构为S型曲线，且每段平曲线中缓和曲线与圆曲线之比分别为1:1.3:1、1:1.5:1和1:1.6:1，总体比例合理适当，整个线性平滑顺畅，美观大方。
5.纵断面设计
2）最大、小纵坡和其对应长度
竖曲线最小长度 250m 最小坡长 400m
最大纵坡 3% 最小纵坡 0.3%
最大坡长 均为缓坡，无限制坡长
表3-1 最大纵坡限制表
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
最大纵坡（％） 3 4 5 5 4 6 5 7 6 8 6 9
一般来说，为使公路上汽车行驶快速和安全．纵坡设计的小一些总是有利的。但在挖方路段，设置边沟的低填路段和横向排水不畅路段，为保证排水的要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，一般在这些路段应避免采用水平纵坡，以免因为排水而将边沟挖得过深。故《公路工程技术标准》规定，在各级公路的长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3％的纵坡，否则应对其边沟作纵向排水设计。
2、坡长
(1)最小坡长限制 在纵坡设计中，如果不限制最小坡长，会造成变坡点增多，形成”锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。还会导致乘客感觉不舒服。《标准》规定公路最小坡长值见表3-2。
(2)最大坡长限制
道路纵坡的大小和坡长对汽车的正常行驶影响很大，特别是长距离的陡坡对汽车的安全行驶非常不利。主要表现在：爬坡的行驶的速度明显地下降，一只采用较低的档位克服坡度阻力而用以导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡行驶制动次数频繁，易导致制动器发热而失效。因此《规》规定要对最大长度进行限制。各级公路纵坡长度的限制见表3-3。
表3-3 坡长限制表
公路等级 高速公路 一 二 三 四
计算行车速度（km/h120 100 80 60 100 60 80 40 60 30 40
20
纵
坡
坡
度
︵
％
︶ 3 900 1000 1100 1200 1000 1200 1100
4 700 800 900 1000 800 1000 900 1100 1000 1100 1100 1200
5 600 700 800 800 700 900 800 900 900 1000
6 500 600 600 700 600 700 700 800
500 500 600
300 400
200
凸型竖曲线半径取值表
公路等级 高速公路 一 二 三 四 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
坡段最小长度（m） 300 250 200 150 250 150 200 120 150 100 120 60 计算行车速度120 100
80 60 100 60 80 40 60 30 40 20
极限最小半径（m） 11000 6500 3000 1400 6500 1400 3000 450 1400 250 450 100
一般最小半径（m） 17000 10000 4500 2000 10000 2000 4500 700 2000 400 700 200
凹形竖曲线半径取值表
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
极限最小半径（m） 4000 3000 2000 1000 3000 1000 2000 450 1000 250 450 100
一般最小半径（m） 6000 4500 3000 1500 4500 1500 3000 700 1500 400 700 200
当坡度差很小时，由计算得到的竖曲线往往很短，在视觉上不好，会给驾驶员一个急促的折曲感觉。为了避免这种情况出现，如坡度差小则应尽量采用大的竖曲线半径，竖曲线的长度应大于表3-10中规定的最小竖曲线长度。
表3-10 竖曲线最小长度表
计算行车速度（km/h） 120 100 80 60 50 40 30 20
竖曲线最小长度（m） 100 85 70 50 40 35 25 20
纵断面具体技术指标如下所示：
变坡点1 变坡点2 变坡点3 一般最值
前坡 坡长 993.635 746.865 638.948 400
坡度 0.513% 0.473% 1.111% 最大 3%
最小 0.3%
竖曲线 半径 50000 40000 50000 凹 6000
凸 17000
长度 492.370 633.541 1068.563 250
后坡 坡长 746.865 638.948 520.234 400 坡度 0.473% 1.111% 1.026% 最大 3%
最小 0.3%
注：长度单位均为米。
6.路基横断面设计
公路横断面是中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的, 包括路面、路肩、边沟、边坡等。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计速度、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。
高速公路典型道路路幅横断面形式图如图6-1。
图4-1高速公路道路路幅横断面形式
路基横断面的典型形式，可归纳为填方路基﹙路堤﹚、挖方路基﹙路堑﹚和填挖结合等三种类型。在平原微丘的地区路线上，尤其是本路线经过大片稻田时,填方路基是路基横断面的主要形式。
对于高速、一级公路，路基宽度为行车道路面、两侧路肩、中间带、路缘石等宽度之和。特殊路段的变速车道、爬坡车道、紧急停车带等也应包含在路基宽度围之。本设计路基顶面宽度为28米，其中中间带3+0.752=4.5米，车道3.754=15米，硬路肩3.52=7米，土路肩0.752=1.5米。
分隔带边缘旋转 (c)绕各自行车道中线旋转图4-25 设中间带公路超高方式(c)(b)(a)图3-1有中间带公路的超高方式
在本设计中，超高方式为绕中央分割带边缘旋转。将两侧行车分别绕中央分隔带旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。如图3-2。
hB＇MzB＇cc旋转轴线旋转轴线igigigigicicPicigigichc
图3-2绕中央分隔带边缘旋转道路的超高过渡方式
计算方式表3-1所示：
绕中央分隔带边线旋转超高值计算公式 表3-1
超高位置 计算公式 X距离处行车道横坡值 备注
外侧 C XBibb21）（
GGXLi-xiiich 1.设计结果为与设计高之差；
2.设计高程为中央分隔带外侧边缘D点的高程； D 0 侧 D 0
GGLixi-iichx 3.加宽值bx按公式计算；
4.当x=Lc时为圆曲线上的超高值。 C XX21ibbb(）B
7.路面设计
沥青路面等级为特重交通等级。
SMA-13S 4cm
上面层
AC-20 6cm 中面层
AC-25 8cm 下面层
水泥稳定碎石 15cm 上基层
水泥稳定碎石 16cm 下基层
二灰稳定土 25cm
底基层
天热砂砾 15cm 垫 层
查《公路水泥砼路面设计规(JTG D40-2011)》，此路面属特重交通。
结构图如下所示：
普通水泥稳定土 面层
水泥稳定碎石 基层
级配碎石 底基层
人工砂砾 垫层
