高速公路设计

高速公路设计一设计说明书（一）毕业设计的目的通过毕业设计，使学生对公路建设程序和内容有一个系统的、全面的了解，培养学生独立进行路线、路基路面结构及有关设施设计、计算的能力；选择桥涵标准图的能力，使学生得到公路工程师的初步训练。

（二）设计任务1路基路面设计在路线设计的基础上完成以下工作：路基、排水、防护、支挡工程、特殊路基等设计；路面工程设计（路面的结构组合设计、厚度设计与方案比选）。

2桥涵初步设计根据所提供的数据资料，完成桥涵标准图的选择，包括相关的图纸、表格、工程数量及相关说明。

（三）技术标准平原微丘区高速公路技术标准，计算行车速度120Km/h。

设计荷载：公路—Ⅰ级，人群荷载3KN/m。

（四）设计概况1.在纵断面设计中，充分考虑平纵组合平衡和填挖平衡的原则，对沿线地形、地质、水文、排水等综合考虑，全线共设4个竖曲线，最大纵坡1.41％，最小纵坡-0.35%。

2.路基宽度28m，路面宽8.25m，路肩宽4.25m，路拱横坡2%，，硬路肩横坡2%，土路肩横坡3%，挖方边坡视地质情况设置为1：0.5～1：1，填方边坡≤8米，设为1：1.5，填方边坡＞8米变坡，采用1：1.75。

3.路基排水设施有边沟、截水沟、排水沟等，边沟的高度和宽度等于0.6米，水沟的宽度和高度宜大于或等于0.6米。

4.路面结构设计以双轮组单轴轴载100KN为标准轴载，路面结构选用沥青混凝土面层厚度为15cm；基层采用20 cm水泥石灰稳定矿渣，25 cm石灰土稳定碎石;底基层20cm天然砂砾。

5.根据本路段实际情况，设圆管涵3座，箱型通道1座，跨线桥1座。

二平、纵、横三维断面设计（一）平面线形设计1选线本设计路段设计资料已提供平面线形资料，故不需要再进行选线设计。

2技术指标查相关资料确定主要技术标准（1）.公路用地新建公路路堤两侧排水沟外缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于1m的土地为公路用地范围；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m的土地为公路用地范围。

高真深挖路段，为保证路基的稳定，应根据实际情况确定用地范围。

公路用地还包括立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施、公路养护管理及绿化和苗圃等工程的用地范围。

（2）.路线①车道宽度设计车速为120km/h，车道宽度为3.75m②高速公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合表2.1的规定：表2.1中间带宽度表③路肩宽度：表2.2 路肩宽度表④路基宽度路基宽度（m）：一般值：28 最小值：26（四车道）a)：各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加（减）速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。

b)：确定路基宽度时，中央分隔带宽度、左侧路缘带宽度、右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同类项相加。

⑤停车视距：210m⑥圆曲线最小半径（m）：一般值：1000 极限值：650不设超高最小半径：5500⑦最大纵坡：3%高速公路受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%。

在海拔2000m以上或积雪冰冻地区的四级公路，最大纵坡不大于8%。

各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。

⑧最小坡长：300m⑨竖曲线最小半径和最小长度应符合表2.3规定。

表2.3 竖曲线要素取值表3平纵横综合设计（1）.平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适，应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究，平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线，并保持视觉的连续性，平原地区地势平坦，纵断面以平坡为主，上、下坡多集中中在大、中桥头，由于有通航要求，桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多，因此在桥头，桥面通常设置竖曲线，竖曲线半径要适当，既要符合高速公路技术指标要求，又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价，而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交，以减少构造物的工程量及设计施工难度，节约经费，减少造价。

主要有以下4点原则：①平曲线与竖曲线的配合②长直线上设置竖曲线③透视图的运用，平纵线形配合受到各种因素的制约和影响，同时要避免一些不良的组合，如长直线上不能设计小半径的凹曲线，直线段内不能插入短的竖曲线等，运用透视图进行检验是很好的方法，设计时对有疑问的路段进行透视图的检验，效果较好。

④平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。

（2）.线形与环境的协调①定线时尽量避开村镇等居民区，减少噪音对居民生活带来的影响，同时采用柔性，沥青混凝土路面以减少噪音。

②路基用土由地方政府同意安排，利用开挖鱼塘或沟渠，避免乱开挖，同时又利于农田、水利建设。

③注意绿化，对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护，在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。

④对位置适当的桥梁在台前坡脚（常水位以下）设置平台，以利非机动车辆和行人通过。

⑤对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格，以求和道路相协调，增加美感。

（3）.纵断面线性与景观、城镇规划的结合（4）.利用老路时的平、纵、横综合设计（5）远近期结合的平、纵、横综合设计（二）纵断面设计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。

该路地处平原区，土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度，路线纵断面按百年一遇，设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态，所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。

此外，所选用的半径还满足行车视距的要求，另外，竖曲线的纵坡最小采用0.3%以保证排水要求。

1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（2）.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；（3）.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；（4）.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；（5）.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。

2.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。

设计纵坡时还应注意以下几点：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。