二级公路路基宽10米计算书(DOC)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
目录
摘要 ........................................................... - I - Abstract ........................................................ - II - 第1章绪论 ..................................................... - 1 -
1.1 概述.................................................. - 1 -
1.11设计任务 ............................................... - 1 -
1.12设计原始资料 ........................................... - 1 -
1.13设计内容 ............................................... - 1 -
1.14设计的基本依据 ......................................... - 1 -
1.15设计日期 ............................................... - 1 -
1.2 沿线的自然地理概况........................................ - 1 -
1.21自然地理、气象水文 ..................................... - 1 -
1.22地形地貌 ............................................... - 2 -
1.23地质状况 ............................................... - 2 -
1.24沿线筑路材料及建设条件 ................................. - 2 - 第2章线形设计 .................................................. - 3 -
2.1概要....................................................... - 3 -
2.2平面线形设计............................................... - 3 -
2.21基本线形设计的要求 ..................................... - 3 -
2.22平面设计步骤 ........................................... - 5 -
2.3 纵断面设计................................................. - 9 -
2.31纵坡设计 .............................................. - 10 -
2.32竖曲线设计............................................ - 11 - 第3章路基路面设计 ............................................. - 14 -
3.1 路基设计.................................................. - 14 -
3.11横断面设计 ............................................ - 14 -
3.12路基边坡 .............................................. - 15 -
3.13路基排水设计 .......................................... - 15 -
3.14资料的读取及超高加宽的计算 ............................ - 16 -
3.15一般路基设计 .......................................... - 16 -
3.16路基土石方数量计算和调配 .............................. - 17 -
3.2 挡墙设计................................................. - 18 -
3.21挡土墙类型的选择 ...................................... - 18 -
3.22挡土墙断面设计 ........................................ - 18 -
3.23挡土墙的基础 .......................................... - 18 -
3.24相关设置 .............................................. - 18 -
3.25挡土墙验算 ............................................ - 18 -
3.3 路面设计................................................. - 23 -
3.31路面结构设计 .......................................... - 23 -
3.32对材料的介绍 .......................................... - 28 -
4.1小桥涵概要................................................ - 30 -
4.11小桥涵设计原则 ........................................ - 30 -
4.12小桥涵位置的选择 ...................................... - 30 -
4.2涵洞设计.................................................. - 30 -
4.21涵位选择 .............................................. - 31 -
4.22涵洞结构的拟定........................................ - 31 -
4.3小桥设计.................................................. - 32 -
4.31小桥位置的选择........................................ - 32 -
4.32小桥尺寸的拟定........................................ - 33 - 第5章专题特色设计——边坡防护................................ - 34 -
5.1边坡防护的原因............................................ - 34 -
5.2边坡防护的好处............................................ - 34 -
5.3挂网喷播植草施工工艺...................................... - 34 - 第6章施工图预算............................................... - 36 -
6.1公路工程预算概要.......................................... - 36 -
6.2预算编制的依据............................................ - 36 -
6.3施工图预算编制程序........................................ - 36 -
6.31准备工程.............................................. - 36 -
6.32公路工程预算费用组成.................................. - 36 -
6.33公路工程建设各项费用的计算方式........................ - 37 -
6.34公路工程预算完成的表格................................ - 38 - 结论........................................................... - 39 - 谢辞........................................................... - 40 - 参考文献........................................................ - 41 -
II
摘要
本说明书对绵阳至茂县新建二级公路的整个设计过程做了详细的介绍,并对施工的技术要求进行了扼要说明。
说明书对整个设计过程的思路,参考依据,设计路段的地址,地物等情况,还有各指标的拟定以及各个部分的计算都做了详细的说明。
该说明书包含文字说明和计算说明两部分,主要内容为:路线方案比选,纸上定线,平面线形设计,纵断面线形设计,平纵面线形的组合设计,路基横断面设计,涵洞设计,挡土墙设计,路面结构设计,施工预算文件编制,主要参考文献等几个方面,横断面设计对象为本项目中K1+500-K3+000这一段。
该设计是以道路教研室下发的《毕业设计任务书》为指导,严格按照我国颁布的《公路工程技术标准》及其他规范,准则进行设计。
关键词:公路,设计,规范
I
Abstract
The detailed specification of Mianyang-Maoxian of the two new highways throughout the design process, construction and the technical requirements of a brief description. Statement on the whole idea of the design process, reference, design section of the address, features, etc., as well as the development of various indicators, as well as all the various parts of the calculation of a detailed description.
The manual contains the text description and calculation of two parts, the main elements are: line program selection, paper alignment, Horizontal Alignment, Vertical Alignment design, flat linear combination of longitudinal design, subgrade cross-sectional design, culvert design, the design of retaining walls, pavement structural design, construction budget documentation, the main aspects, such as references, cross-sectional design of object-oriented projects K1 +500- K3 +000 this period.
The design is based on the Road Department issued the "graduation design book" as a guide, in strict accordance with China's enactment of the "Highway Engineering Technical Standards" and other norms, the design criteria.
Key words: Highway,Design,norms
II
第1章绪论
1.1 概述
1.11设计任务
根据重庆交通大学土木工程(道路)专业毕业设计要求,指导老师所给课题名称为“绵阳至茂县Z5段”,课题类型为工程设计。
课题内容为完成全长3134.011米的新建公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,公路等级为山岭重丘区二级公路,设计车速为60km/h。
1.12设计原始资料
1、地形图:比例1:2000
2、交通量:交通量年增长率7%,近期交通量如下:
1.13设计内容
平面设计;纵断面设计;横断面设计;路面设计;小桥设计;涵洞设计;挡土墙设计;特色设计(滑坡治理);相应表格一套;施工图预算表
1.14设计的基本依据
指导教师规定的技术等级、设计车速、设计交通量,以及路线的起讫点、控制点等的有关规定和要求;国家或部颁的现行有关设计标准、设计规范。
1.15设计日期
2010年3月23日-——2010年6月12日
1.2 沿线的自然地理概况
1.21自然地理、气象水文
路线处于四川省西北部,该地区为亚热带湿润季风气候类型,绝大部分地区冬寒夏热,四季分明。
年平均气温在11.2度,最低气温-11.6度,最高气温32度。
平均日照数1557.1小时。
路线所经过地区为亚热带,年降水量752.7毫米,平均蒸发量1375.7毫米。
高温
- 1 -
期多雨期大体一致。
无霜期215.8天。
河谷与高山气温悬殊。
1.22地形地貌
路线所经地区主要地质构造类型有摩天岭东西向褶皱带、龙门山北东向构造带和旋扭构造三类。
北川——映秀深断裂带北起广元茶坝以南,南达泸定县一带,其间穿过彭灌——九里岗复式背斜东南侧,宝兴复式背斜西北侧,长达400余公里。
总体作北东40度延伸。
这一断裂可分为南北两段。
北川断裂带走向北东40度左右,倾向北西,倾角50度-70度,在北川县显示最清楚,由北川向东北延伸,在曲山至邓家渡一段的湔江东南岸可见到断层三角面。
它再向北东延伸入平武南坝一带,即称南坝大断层。
测区新构造运动以间歇性抬升为主要特征,且相对稳定性。
据国家地震局《四川
省地震烈度区划图》(1990版),本地区地震烈度为Ⅷ度。
1.23地质状况
岩层主要以黑色页岩、砂板岩、火成岩等构成。
土壤以暗棕壤、褐土、棕壤为主,厚度约两米。
1.24沿线筑路材料及建设条件
1、建筑材料
沿线筑路材料除中粗砂较为缺乏外,其余材料质优量丰,且大多可就地取材。
沿
线覆盖层以低液限粘土及碎块石土为主,下卧基岩有泥岩、砂岩等,其中砂岩可选择
开采作圬工砌筑材料,灰岩可开采碎石、石屑和片石材料。
河中的边滩、漫滩上有砂、
砾石、卵石可开采作砌筑材料。
沿线一般路基填筑均可就近利用挖方中的土方、石方
作填料。
沿线石灰材料供应充足。
其他主要建筑材料如水泥、钢材、沥青等可根据计
划需要外购。
2、建设条件
本工程可充分利用沿线的乡村道路作为施工便道。
- 2 -
- 3 - 第2章 线形设计
2.1概要
公路是一个带状构造物,它的中线是一条空间曲线。
一般所说的路线,是指公路中线,而公路中线的空间形状称为路线线形。
线形设计就是确定路线的空间位置、几何形状和各部分几何尺寸的工作,包括平面线形设计、纵面线形设计和空间线形设计三个部分。
线形是公路的骨架,它支配着整个公路的规划、设计、施工以及今后的养护和营运,它不仅对行车的速度、安全、舒适、经济以及公路的通行能力起决定性的影响,而且直接影响道路构造物设计、排水设计、土石方数量、路面工程及其他构造物设计,同时对沿线的经济发展、土地利用、沿线居民工农业生产及自然景观、环境协调等都有很大的影响。
因此应高度重视公路线形设计。
2.2平面线形设计
2.21基本线形设计的要求
直线、圆曲线和缓和缓和曲线称为“平面线形三要素”。
1、直线
直线是平面线形中的基本线形,它所具有的线形特征是直线以最短的距离连接两目的地,路线短捷,缩短里程,行车方向明确且线形简单容易测设等优点;但过长的直线,线形呆板,司机容易因为行车单调引起疲劳,也易发生超车和超速行驶等,直接影响行车安全。
因此必须对直线长度加以限制,受地形条件或其它特殊情况限制而采用长直线时,其长直线上纵坡不宜过大,且长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜,其余规定应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。
本路段设计车速为60km/h ,根据《公路路线设计规范》JTG D20-2006,两圆曲线间以直线径相连接时,同向圆曲线间最小直线长度以不小于6V=360606=⨯米为宜;反向圆曲线间的最小直线长度以不小于2V=120602=⨯米为宜。
2、圆曲线
在平面线形中,圆曲线是最常用的基本线形,它在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置,能较好的适应地形变化,易与地形、地物、景观等配合协调;但它的视距条件差。
各级公路不论转角大小均应设置圆曲线,它是平曲线的主要组成部分。
(1)、设计标准
圆曲线最小半径:《公路路线设计规范》JTG D20-2006作了如下规定:在选用圆曲
线半径时,应与设计速度相适应,设计车速60km/h时,圆曲线一般最小半径为200m,极限最小半径为125m,“一般值”是按计算行车速度行驶的车辆能保证其安全性和舒适性的最小半径,为正常情况下的采用值,“极限值”是按计算行车速度行驶的车辆,能保证其安全行驶的最小半径,为条件受限制时可采用的值。
圆曲线最大半径:选用大半径曲线可使行车舒适,但圆曲线半径过大,会使圆曲线过长,对测设施工不利,且过大的圆曲线半径其几何性质与直线无多大差异,同时也无谓增加计算和测量的麻烦。
因此《公路路线设计规范》JTG D20-2006规定圆曲线最大半径不宜超过10000m。
平曲线长度:从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉等方面的要求来考虑,应对平曲线长度加以限制。
《公路路线设计规范》制定的一级公路设计车速为60km/h时平曲线最小长度为100m。
当公路转角小于或等于7°时,曲线长度往往看上去较实际长度短。
因此,为避免造成视觉错误、保证行车安全,在进行平曲线设计时应避免设置小于7°的转角。
当条件受限时,在转角等于或小于7°处应设置较长的平曲线,其长度应符合规范规定。
(2)、圆曲线半径的选用原则
圆曲线半径的确定,必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。
选用半径时,应充分注意地质、水文条件,使曲线既能更好地吻合地形,减少工程,又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设计条件。
在确定圆曲线半径时,应注意:一般情况下以采用极限最小半径的4~8倍或超高为2~4%的圆曲线半径为宜;当地形条件不受限制时,应尽量采用大于或等于一般最小半径的圆曲线半径为宜;地形条件特殊困难而不得已时,方可采用极限最小半径;应同前后线形要素相协调,使之构成连续、均衡的曲线线形;应同纵面线形相配合,应避免小半径曲线与陡坡相重叠。
3、缓和曲线
缓和曲线是指在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线。
由于曲率渐变,使公路路线线形顺适美观、线形缓和、有良好的视觉效果和心理作用感,使平面线形布置更加灵活、经济、合理。
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,高次抛物线等线型。
在我国,多采用旋曲线。
《公路路线设计规范》规定设计车速为60km/h时,最小缓和曲线长度不小于50m;在设置缓和曲线时,缓和曲线的长度应不小于超高缓和段的长度。
各级公路的平曲线,一般情况下应能够设置两段缓和曲线及一段圆曲线,平曲线
- 4 -
一般最小长度按9s行程长度控制,即缓和曲线与圆曲线长度均保证3s的行程,缓和曲线:圆曲线:缓和曲线 1:1:1—1:2:1,才能使其线形美观、顺畅。
4、平面组合线形
本次设计路段采用了基本型曲线和S型曲线。
按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线的顺序组合的曲线称为基本型;按直线—回旋线—圆曲线—回旋线—回旋线——圆曲线—回旋线—直线的顺序组合的曲线称为S型。
S型和基本型可分为对称基本型和非对称基本型,此次设计采用的都是对称基本型,为使线形连续协调,回旋线—圆曲线—回旋线的长度之比宜为1:2:1左右,便注意满足基本型的几何条件:2β<α。
(β为缓和曲线转角,α为路线转角)
2.22平面设计步骤
1、选线
本次设计的选线就是根据道路的性质、任务等级和标准,结合地形图以及资料所给地形、地质、地物以及其他沿线条件,综合平、纵、横三方面因素,在纸上选定路线的方向并确定路线的空间位置的过程。
公路沿线分布着大量的建筑物和设施,公路路线的位置决定了各种建筑物的配置和设备的位置,反之有一些建筑物的配置也影响路线的位置。
路线的位置不仅对工程数量和工程费用有巨大影响,而且对运行安全和运输效率产生深远影响。
因此公路修建之前必须选好路线位置,这是公路勘测设计中决定全局的重要工作。
要做好选线工作,必须综合考虑多方面因素,逐步接近地,分阶段地进行工作,内容应从粗到细、从整体到布局,工作过程是从面到带、从带到线,同时使路线位置设计有步骤地从较多地方案中经过多次选优,最终达到最佳位置。
选线的基本原则就是:路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。
要避免少拆迁、少占地,减少填挖方数量以降低和节约公路造价的问题;正确掌握和运用技术标准;选线应重视水文地质问题。
不良地质地貌对公路的稳定影响极大,在选线时应尽量绕避。
如遇水田、河塘、陡崖、断裂带等特殊地段应尽量避开;重视环境保护,尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。
我此次设计的路段为新建公路,根据指导老师意见,公路起终点位置、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。
该路段按山岭重丘区二级公路设计,选线属于山岭重丘区的选线,老师指定的起点高程为828.6,终点高程为847,高差有18.4米,在选线时注意路线走向主要为升坡。
我们设计所用地形图为1:2000比例。
总体来说,我们这次选的是沿溪线,基本上是顺着河流的走向设计。
而且这里本
- 5 -
- 6 - 来就有一条老路,在设计的时候,尽量延着老路走,这样一来就可以利用原来的旧路,节约工程造价;二来在旧路上还有乡村居民,尽量使他们出行方便。
不过这里也是“5.12”地震的受灾区,地质灾害多,条件差而且旁边又有河流,这样就大大限制了我们选线的范围,这也为后面线性的选择造成了困难。
我在综合了各种技术要求,考虑了多方面的影响,以及老师的指导下初步定出了路线的交点,确定了导向线。
2、交点坐标,交点间距及转角计算
老师所给地形图带有大地坐标网格,交点坐标就是通过用直尺在地形图上读出,数据精确到二位小数。
如:JD2的坐标为(3488135.677,416455.295),交点间距、转角是通过有关数据算出,计算如下:
JD1的交点坐标(x 1,y 1),JD2的坐标(x 2,y 2),大地坐标N 方向为X 轴,E 为Y
轴。
△X=12X X - △Y=12Y Y - (2.1) 两交点之间的直线长度:212212)()(y y x x AB -+-= (2.2)
路线与x 轴的夹角β按下式计算:1
212
x x y y arctg x y arctg --=∆∆=β (2.3)
路线的方位角θ按下式计算:
第一象限:0>∆X 0>∆Y βθ= (2.4)
第二象限:0<∆X 0>∆Y βθ-= 180 (2.5)
第三象限:0<∆X 0<∆Y βθ+= 180 (2.6)
第四象限:0>∆X 0<∆Y βθ-= 360 (2.7)
路线转角为: 12θθα-= (2.8) (α是“+”为右转,α是“-”为左转,超过180°后,要减去360°)
如:JD1的交点坐标(3487841.72,416592.64),JD2的坐标(3488135.68,416455.3),JD3的交点坐标(3488349.12,415704.92)
JD1、JD2之间的直线长度为:
m
y y x x AB 46.324)416455.3416592.64()3488135.683487841.72()()(22212212=-+--+-== 0423.2572
.348784168.348813564.4165923.4164551=--=∆∆arctg x y arctg =β 因为 0>∆X 0<∆Y 所以 在第四象限 33436011=-=βθ°57′28″
1219.7468
.348813512.34883493.41645592.4157042=--=∆∆arctg x y arctg =β° 因为△X >0 △Y <0所以 在第四象限 =-=22360βθ285°52′51″
所以==12θθα-285°52′51″-334°57′28″=-49°04′37″(左转)为JD2的转角。
3、缓和曲线长度的确定
一级公路,设计车速为60km/h 时,其最短缓和曲线长为50米。
关于缓和曲线长度的确定主要考虑下列因素:
① 最小缓和曲线长度,Lsmin=50米
② 超高缓和段长度
按下列公式计算:
Lc=b × ic/p (2.9)
以JD1为例,式中:b 取7米
p为超高渐变率,取1/125
ic 取8%
则 lc=7×8%/(1/125)=70m 取 ls=70m
设计时综合考虑上面两方面的因素,初步确定半径为125m 时,其缓和曲线的最小长度ls=70m ;当半径为200m 时,其缓和曲线长度为ls=75m 。
4、圆曲线半径的确定
根据假定的缓和曲线,再根据ls:ly=1:1~1:2为宜,反算圆曲线半径,在检查缓和曲线的长度与圆曲线半径是否协调和满足要求,如不符合要求,则重新假定缓和曲线的长度,在反算圆曲线半径,在检查是否满足各项要求,直到满意为止。
5、平曲线设计概况
本设计路段新建公路总长3134.011m 。
设计所采用的最小半径为127m ,所采用的缓和曲线最小长度为70m ,曲线间最小直线长度为153.63m ,最大直线长度为427.21m ,共设8个交点,为基本型曲线和S 型曲线。
6、曲线要素、主点桩号的计算
基本型曲线的曲线要素计算公式如下:
2
32402R l l q s s -= (2.10) 342238424p R
l R l S S -= (2.11)
R
l s ⋅πβ 900= (2.12) q p R T +⋅+=2
tan )(α (2.13) s l R L +⋅⋅=απ180
(2.14) s Y L L L 2-= (2.15)
R p R E -⋅+=2
sec )(α (2.16) J=2T-L (2.17)
回旋曲线上任意点的坐标公式: 2
25
40s l R l l x -= (2.18) 337
33366s
s l R l Rl l y -= (2.19) 在圆曲线上任意点的坐标公式: )2(900R
l l s m m m +=+=πβαϕ (2.20) m R q x ϕsin ⋅+= (2.21) )cos 1(m R q y ϕ-+= (2.22) 主点里程及平曲线敷设∶
AB T HZ JD n n n +-=-1
ZH (桩号)=JD (桩号)-T
HY (桩号)=ZH (桩号)+ls
YH (桩号)=HY (桩号)+Ly
HZ (桩号)=YH (桩号)+ls
QZ (桩号)=HZ (桩号)-L/2
JD (桩号)=QZ (桩号)+J/2
如JD1处:
R=200 Ls=100 α=69°50′46″
232402R l l q s s -=23200
2401002100⨯-==49.896 078.2200
23841002002410023842434
2342=⨯-⨯=-=R l R l p S S ()989.190896.492
846.69tan 078.22002tan )(0
=++=+⋅+=q p R T α 809.343001200846.69180
180=+⨯︒⨯=+⋅⋅=παπs l R L 809.1432=-=s Y L L L
()46.462002
846.69sec 078.22002sec )(=-︒⨯+=-⋅+=R p R E α
J=2T-L=38.14
︒=⨯︒=⋅32.14200
10090900ππβR l s = 回旋曲线上任意点的坐标公式(K0+080为例):
475.73255.680=-=l 3412.73100
20040475.73475.7340225
225=⨯⨯-=-=s l R l l x 3012.3100200336475.7310020060475.7333663
37
33373=⨯⨯-⨯⨯=-=s s l R l Rl l y 在圆曲线上任意点的坐标公式(以K0+150为例):
475.43255.106150=-=m l ︒=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⨯=+=+=8.26200100475.43290)2(900ππβαϕR l l s m m m 0715.1408.26sin 200896.49sin =︒⨯+=⋅+=m R q x ϕ
()3788.718.26cos 1200896.49)cos 1(=︒-⨯+=-+=m R q y ϕ
主点里程及平曲线敷设∶
ZH (桩号)=JD (桩号)-T=K0+197.244-190.989=K0+6.255
HY (桩号)=ZH (桩号)+ls= K0+6.255+100= K0+106.255
YH (桩号)=HY (桩号)+Ly= K0+106.255+143.809=K0+250.064
HZ (桩号)=YH (桩号)+ls= K0+250.064+100= K0+350.064
QZ (桩号)=HZ (桩号)-L/2= K0+350.064-343.809/2=K0+178.159
JD (桩号)=QZ (桩号)+J/2= K0+178.159+38.14/2= K0+197.244(校核)
7、完善图纸
将最后符合各项要求的导线和路线在地形图上绘制出来。
绘制时注意要标明百米桩、公里桩、起点、终点、主点桩号。
百米桩标于路线前进方向的左侧,公里桩标于路线前进方向的左侧,主点桩号标于曲线左侧,最后还应在平面图上编制曲线表。
画平曲线时,缓和曲线上的点以曲中点为界分别以ZH 、HZ 为原点,圆曲线上的点以曲中点为界分别以HY 、YH 为原点,以ZH 到JD 为X 方向,根据计算的坐标描点。
2.3 纵断面设计
反应路线在纵断面上的形状、位置及尺寸懂得图形叫路线纵断面设计图,它反映路线经过地区中线之间地面起伏情况与设计标高之间的关系。
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、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及平面线形的组合关系等进行综合设计,具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。
2.31纵坡设计
1、纵坡设计的一般要求
《公路路线设计规范》JTG D20-2006对纵坡所作规定如下:
(1)、二级新建公路的路基设计标高采用路基边缘标高
(2)、最大纵坡是道路纵坡设计的极限值,是纵面线形设计的一项重要指标,设计车速为60km/h时,最大纵坡值为6%。
(3)、为了保证挖方地段、设置边沟的低填方地段和横向排水不畅地段的纵向排水,防止积水渗入路基而影响其稳定,各级公路的纵坡不宜小于0.3%,横向排水不畅的路段或长路堑路段,采用平坡或小于0.3%的纵坡时,其边沟应作纵向排水设计。
(4)、坡长限制,坡长是变坡点与变坡点之间的水平长度。
I=3% 最大坡长1200m
I=4% 最大坡长1000m
I=5% 最大坡长800m
I=6% 最大坡长600m
最小坡长为150m
当连续纵坡较大时,应在不大于规定的长度两端设置缓和坡段。
当连续陡坡是由几个不同受限坡度值得坡段组合而成时,应按不同坡度的坡长限制折算确定。
2、设计的基本原则
(1)、纵坡设计必须符合相关标准、规范的相关规定,一般不轻易采用受限值。
(2)、纵坡应力求平缓,坡度不宜大于6%,避免连续陡坡,过长陡坡。
(3)、纵面线形应与地形相适应,设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形,并重视纵面线形的组合。
避免在短距离内线形起伏过于频繁,纵面线形连续起伏容易使视线中断,视距不良。
避免能看到近处和远处而看不见中间的“凹陷”路段。
在较长的连续陡坡路段,宜将最陡的纵坡放在底部,接近顶部的纵坡放缓些,应注意与平面线形的配合,尽量做到“平包竖”。
纵坡变化小时,宜采用较大的竖曲线半径。
(4)、纵坡设计应结合自然条件综合考虑,应尽量减少深路堑和高填方。
3、纵坡设计步骤
(1)、加桩及地面标高的读取
全线每隔20米设一个中桩,曲线上除设有中桩外还应设出主点桩号。
在此路段上,当主点桩号和中桩之差小于0.5米时,只设了主点桩号。
在地形图上用直线内插的方式读取所有中桩和主点桩号的高程。
(2)、点绘地面线
根据各中桩所对应的地面高程,在规定图纸上点绘出地面线,具体采用的比例分别为:里程方向 1:2000,高程方向 1:200。
除绘出路线纵断面图的地面线,还应绘出平面直线、平曲线示意图,写出每个中桩的桩号和地面标高和沿线土质说明资料。
(3)、试坡
根据“满足控制点要求,照顾多数经济点”的原则,按“前后照顾,以点定线,反复比较,以线交点”的要点,用推平行线的办法,反复移动坡度线,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、又能保证绝大多数控制点要求,而且土石方量最省的坡度线,将其延长交出变坡点的初步位置。
(4)、调坡
根据初定变坡点的位置,结合路线平面和纵面的设计标准逐段对设计最大纵坡,坡长限制,纵坡折减以及平总线形组合是否符合要求进行详细检查,调整坡度线。
调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则。
(5)、核对
在纵断面图上读出填挖值,选择控制性较严、横坡较陡、高填深挖的特殊横断面进行检查核对。
对于路基稳定性不能满足或采取工程措施而工程量较大的路段,经分析比较,可局部调整纵坡。
(6)、定坡
经调整核对合理后,即可确定坡度线。
坡度值一般用推平行线办法求得,要求取值到0.1%的精度;变坡点位置是直接从图上读出来,一般要调整到整10米桩位上;变坡点高程是根据路线起点的设计标高,由已定的坡度和坡长依次推算而得,要求取到0.01米的精度。
2.32竖曲线设计
为保证行车安全、舒适以及视距的需要,而在变坡处设置的纵向曲线,即为竖曲线。
相邻两坡脚线的交角用坡度差“ω”表示,当变坡点在竖曲线上方,竖曲线开口
向下,即坡度角ω= i
2-i
1
为负时的竖曲线叫凸形竖曲线,反之叫凹形竖曲线。
1、设计的一般要求
(1)、竖曲线设计首先应确定合适的半径。
在不过分增加工程量的情况下,宜选
用较大竖曲线半径。
特别是坡度角小时,为利于视觉和路容美观,应选用大半径。
《公路路线设计规范》JTG D20-2006规定设计车速为60km/h 时,公路凸形竖曲线半径的一般值为2000m,极限值为1400m ;凹形竖曲线半径的一般值为1500m ,极限值为1000米;竖曲线长度的一般值为120m ,最小值为50m 。
有条件时宜采用大于或等于视觉所需的竖曲线半径值。
竖曲线半径应取成50的倍数。
(2)、同向竖曲线间应避免“断背曲线”。
(3)、反向曲线间,一般由直线段连接,也可径向连接。
(4)、竖曲线设置应满足排水要求。
2、竖曲线半径的选择
按外距控制选择竖曲线半径: 2
8w E R = (2.23) 按切线长控制选择竖曲线半径: w
T R 2= (2.24) 3、竖曲线要素的计算
ω= i 2-i 1 (2.25) L=R w (2.26)
T=L/2 (2.27)
E=T 2/(2R) (2.28)
y=x 2/(2R) (2.29)
4、设计标高及填挖值的计算
中桩的设计标高(要求精确到0.01m )
L i H ⨯±=变坡点切线H (2.30)
竖曲线上的点的设计标高
R
x H H 22±=切线设计 (2.31) 5、 纵断面设计概况
本路段共设有4个变坡点,最大纵坡为2.2%,最小纵坡为0.337%。
SJD2,SJD4变坡点设在直线上,不存在于平曲线的组合;SJD1,SJD3设在曲线上,均满足“平包竖,竖包圆”。
竖曲线要素如下:
SJD1:R=8000m T=92m E=0.53m
SJD2:R=6000m T=120.4m E=1.208m
SJD3:R=12000m T=77.999m E=0.253m
SJD4:R=3000m T=45m E=0.337m
如SJD1处:
ω= i 2-i 1 =-1.81%-0.49%=-2.3% 凸形曲线 L=R w =8000023.0-⨯=184
T=L/2=184/2=92
E=T 2/(2R)=()80002/922⨯=0.53
竖曲线上的设计高程(以K0+400为例)
()400-450%49.08.308⨯-=切线H =830.56 ()3000235840056.83022
2⨯--=-=R x H H 切线设计=830.44 填挖高就是设计高程与地面高程的差值,将设计高程、填挖高、竖曲线要素、涵洞位置、桥梁的位置等标注在纵断面上。