二级公路设计

1. 绪论1.1项目建设的必要性及重要意义本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。

该项目建设的重要意义在于：新建公路将给当地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及资源的开发,对当地经济发展具有重要意义。

1.2沿线地形地质及自然环境1.2.1地形地貌本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。

地表少见基岩露头，地质条件较好。

1.2.2气象水文本路段地处中低纬度，属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。

多年平均气温21.3℃，最冷1月均温5℃，最热8月均温33.4℃。

全年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。

多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，3~9月为雨季，其雨量可占全年的65%以上。

10月至翌年3月为枯水期，降雨量小于蒸发量。

2．公路等级及其主要技术标准的论证与确定2.1公路技术等级确定道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、功能和远景交通量综合确定。

2.1.1设计车辆设计车辆是指道路设计所采用的具有代表性的车辆。

道路上行驶车辆的行驶性能、外廓尺寸以及不同车辆种类的组成对于道路几何设计（如车道宽度，弯道加宽、纵坡大小、行车视距等）有密切关系。

因此，选择具有代表性的车辆是必要的。

二级公路的设计车辆一般取小客车。

其外廓尺寸如下表所示：表2-1 小客车外廓尺寸（单位：m）项总长总宽总高前悬轴距后悬尺目寸小客车 6 1.8 2 0.8 3.8 1.4 其他种类的车辆都按照一定的折算系数折算为小客车，折算标准如表2-2所示。

2.1.2确定道路等级公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量并充分考虑项目所在地区的综合运输体系和远期发展等经论证后确定。

交通量是确定公路等级的重要依据，公路的交通量是指单位时间内通过公路上某一横断面的往返车辆数。

需要通过交通量的调查和交通预测确定。

按规范规定，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆表2-2 车辆换算系数表车辆类型换算系数小汽车 1.0小型载货汽车 1.53-5吨载货汽车 2.05吨以上载货汽车 2.5中、小型公共汽车 2.5大型公共汽车无轨电车 3.0摩托车0.82.2设计速度设计速度是决定道路几何形状（如曲线半径、超高、视距）的基本依据,同时还影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标。

该二级公路交通量不大，位于浅丘，地形起伏较小，耕地及建筑物较多。

经过技术经济论证，决定设计速度40km/h。

2.3最小半径的确定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。

X=F*cosα-G*sinαY= F*sinα+G*cosα由于α较小，故可视为sinα=tgα=i h， cosα=1;所以，X=F-G*i h=G(v2/gR-i h)设μ=X/G=v2/gR-i h= V2/127R-i h，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。

式中：R--平曲线半径（m）；μ--横向力系数；V--行车速度（KM/h）;v--行车速度(m/s);i h--横向超高系数。

不产生横向倾覆的最小平曲线半径R≥ V2/[127(b/2h g+I h)];不产生横向滑移的最小平曲线半径R≥ V2/[127(φh+i h)]汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值得大小。

现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2h g,而φh<0.5，所以φh<b/2h g。

依旧是汽车在平曲线上行使时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象，为此，设计中只要保证不产生横向滑移，也就保证了横向倾覆稳定性。

即半径满足R≥ V2/[127(φh+i h)]即可。

2.4圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。

2.4.1圆曲线的最小半径圆曲线最小包括极限最小半径，一般最小半径和不设超高的最小半径。

平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径。

当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。

表2－2圆曲线半径(m)技术指标山岭浅丘二级公路一般最小半径200不设超高最小半径3002.4.2平曲线最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。

由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。

平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。

标准规定为最小平曲线长度为140m。

2.5主要技术指标根据《公路工程技术标准》，山岭浅丘区二级公路各项指标为：指标名称单位指标名称单位计算行车速度40km/h车道数 2行车道宽3.5m 路基宽度10m硬路肩宽1.0m土路肩宽0.5m不设超高的最小半径300m 圆曲线一般最小半径200m缓和曲线最小长度 50m最大横坡坡度 2% 最大纵坡6% 合成坡度9.5%坡段最小长度150m 竖曲线一般最小半径值(m)700（凸）700（凹）3.选线设计3.1路线平面设计路线方案是根据指定路线总方向和设计道路的性质、任务以及在公路网中的作用，考虑社会、经济因素和自然条件来拟定路线走向，路线方案是否合理，不但关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要是的影响到路线在公路网中是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。

路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，提出合理的推荐方案。

选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。

根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:1.该地区公路走向既要符合总体规划,又要与沿路建筑规划紧密结合,合理衔接；2.避让村、建筑及农田等,尽可能减少拆迁民房等建筑物；3.新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统；4.坚持技术标准,尽可能缩短行车里程。

在本路线设计中，路线起点至位于山岭区，地势比较平缓，便于展线。

但在起始的山岭区路段，由于该地区石质以石灰岩为主，山脚坡度较缓，路线定线中，路线与这种山相遇，尽力避让，如果太过避让会降低线形指标，可进行必要的开挖，以提高路线的线形指标，提高公路的服务质量。

故在此路段，本人的设计思路为，选用指标较好的平面线形，进行合理的开挖，提高公路的服务质量。

如下图所示：在其它的路段中，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部分采用了利用原有小径的方法，利用原路已有的挖方来降低工程量。

同时保证平面线形指标。

但由于资料不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。

由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。

纵断面设计的任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

在平原区路段，综合考虑了地下水、地表积水的影响，以及设置涵洞的要求，拉坡时，一般保证填土高度在1m以上，以保证路基稳定，但一些地方考虑到工程量不太大以及填挖均衡，出现一些矮路堤。

3.1.1平面线形设计该地区属山岭浅丘区，二级公路的选线原则是以路线走向和公路的线性指标为主导，结合并有效利用自然地形，正确安排平面线形，合理解决避让、穿越、趋近地物等问题，同时考虑纵坡的限制。

此设计段地形对路线的走向限制很大，布线应在合理有效利用自然地形、避免大填大挖的气体下，着重考虑政治、经济因素，正确处理对地物地质的避让与趋就，找出一条理想的路来。

综合以上特点，选线时注意以下要点：1.平面线形应力求直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调本设计地区大部分地形对路线走线限制很大，路线不能做到直捷，但力求顺适，在平面线形要素中曲线长度所占比例比较大。

尤其在设计路线的前面地段，受地形的限制要进行绕山而行，所以有较长的曲线，路线基本上都是曲线。

2.合理考虑路线与城镇村庄的关系（1）路线尽量避免穿越城镇、较密集的居民点及一些重要单位，例如学校，工厂等，但又要考虑到便利支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，路线不宜离开过远，做到“靠村不进村，利民不扰民”在两者发生严重冲突时，应综合各种因素合理考虑解决。

（2）路线应尽量避开重要的电力、电讯设施和一些重要的建筑物，如果没有办法解决时，可进行少量的拆迁。

3.正确处理与农业的关系。

（1）尽量做到不占或少占高产田。

布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面为了追求过高的线性指标而占用大量高产田，也不能片面强调不占哪块田，使路线弯曲，线性指标过低而造成行车条件恶化。

（2）水力建设相配合。

尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。

路渠方向基本一致时，沿渠堤布线，堤路结合，桥闸结合，以减少占田和便利灌溉。

路线必须跨河时，应当尽量减少过多压缩河水过水断面，避免不必要的冲刷。

4.处理好路线与原有道路关系5.注意土壤水文条件3.1.2平面设计中的基本原则在路线的平面设计中所要掌握的基本原则有：1.平面线形应力求直捷，做到连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；本设计路线要绕山而行，路线弯曲较大，曲线所占比例较大。

路线与地形相适应，既是美学问题，也是经济问题和保护生态环境的问题，这一点对于处于旅游区的地区来说特别重要。

直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件。

行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高等级公路应尽量满足；二级公路应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适，计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素越应周全。

本路线计算行车速度为40Km/h，在设计中已经考虑到平面线形与纵断面设计相适应，平曲线应该梢长于竖曲线，尽量做到了“平包竖”。

2.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，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。

在长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡。

本设计中未曾出现长直线以及高低标准的过渡。