某某县城公路设计毕业设计.doc

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1、装 订 线第一章 概述- 4 -1.1毕业设计的目的和意义- 4 -1.2设计概要- 5 -1.3设计任务- 6 -1.3.1设计题目- 6 -1.3.2设计原始资料- 6 -1.3.3公路建设等级与设计标准- 9 -1.3.4设计成果要求- 10 -1.3.5主要设计规范- 10 -1.4计算机辅助设计- 11 -第二章 路线平面设计- 13 -2.1公路选线- 13 -2.1.1选线原则- 13 -2.1.2路线方案选择- 13 -2.2定线- 14 -2.2.1 平面线形设计一般原则- 14 -2.2.2平曲线设计的原则- 15 -2.2.3定线- 15 -2.3路线平面设计成果- 17

2、 -2.3.1平曲线检查- 17 -2.3.2绘制平面图- 18 -2.3.3绘制相关表格- 18 -第三章 纵断面设计- 19 -3.1纵断面设计的原则- 19 -3.2设计要点及方法- 19 -3.2.1设计的要点- 19 -3.2.2设计方法及过程- 22 -3.3纵断面设计成果- 25 -3.3.1纵断面检查- 25 -3.3.2纵断面设计图，见图纸S-2。- 26 -3.3.3纵坡及竖曲线表，见图纸S-4。- 26 -第四章 路基横断面设计- 27 -4.1横断面设计- 27 -4.1.1确定路基横断面宽度- 27 -4.1.2资料收集- 27 -4.1.3道路的超高与加宽- 28

3、-4.2路基设计- 31 -4.2.1一般路基设计的原则- 31 -4.2.2路基横断面的布置- 31 -4.2.3路基设计要点- 31 -4.2.4路基压实标准与压实度- 36 -4.3纬地道路横断面设计- 36 -4.3.1纬地设计向导- 36 -4.3.2路基设计计算- 38 -4.3.3横断面设计绘图- 38 -4.4路基横断面设计成果- 38 -4.4.1.路基设计表（见图纸S-1）- 38 -4.4.2.路基标准横断面图（见S-2）- 38 -4.4.3.路基横断面设计图（见S-3）- 38 -4.4.4.路基超高加宽表（见S-4）- 38 -4.4.5.平曲线超高方式图（见S-5

4、）- 38 -第五章 路基土石方数量计算与调配- 39 -5.1土石方调配原则与方法- 39 -5.1.1.土石方调配原则- 39 -5.1.2土石方调配方法- 40 -5.2关于调配计算的几个问题- 41 -5.2.1经济运距- 41 -5.2.2平均运距- 41 -5.2.3运量- 41 -5.3土石方调配过程- 42 -5.3.1基本资料- 42 -5.3.2本桩利用- 42 -5.3.3纵向就近调运- 42 -5.3.4纵向远运- 42 -5.4土石方调配成果- 42 -第六章 路面设计- 43 -6.1基本资料- 43 -6.1.1交通量资料- 43 -6.1.2沿线自然地理特征-

5、43 -6.2路面设计- 44 -6.2.1轴载分析- 44 -6.2.2结构组合和各层材料的选取- 45 -6.2.3土基回弹模量的确定- 45 -6.2.4设计指标的确定- 46 -6.2.5确定石灰土稳定碎石的厚度- 46 -6.3路面设计成果- 47 -6.3.1每延米路面工程数量表（见表6-5）- 47 -6.3.2路面结构设计图，见图纸S-8。- 47 -第七章 道路排水设计- 48 -7.1路基、路面排水系统的布置原则- 48 -7.1.1路基排水原则- 48 -7.1.2.路面排水原则- 48 -7.2排水系统布置及设计- 49 -7.2.1边沟- 49 -7.2.2排水沟-

6、51 -7.2.3涵洞- 52 -第八章 路基支档工程设计- 54 -8.1不良地质地段路基设计原则- 54 -8.2路基防护工程设计- 54 -8.2.1支挡工程位置及型式- 54 -8.2.2支挡工程的设计验算- 55 -第九章 路线交叉- 59 -9.1平面交叉的设计原则- 59 -9.2平面交叉采用的类型- 60 -9.2.1公路与公路平面交叉- 60 -9.2.2管线等与公路交叉- 60 -第十章 交通工程及沿线设施- 61 -10.1设置要求- 61 -10.2设置情况- 61 -外文原文- 62 -汉语译文- 87 -第一章 概述1.1毕业设计的目的和意义本次毕业设计是在学习完道

7、路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程及其它有关专业课程的基础上，并在教师的悉心指导下，完成一段公路的两阶段初步设计。毕业设计是教学计划中最后一个重要的教学环节，是培养学生综合应用所学的道路交通基础理论、基本知识和基本技能，进行道路交通工程设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽，是学生综合素质和工程实践能力培养的重要阶段。通过此次设计可以培养我们的综合设计能力,进而把学过的知识加以系统的应用和巩固，使理论与生产实践相结合。掌握路线设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计的理论和具体方法，熟练运用纬地道路设计软件，提高AUTO CAD、office等软件的运用，能够独立完成全部设

8、计的图表。并能熟练的查阅使用各种道路规范等资料，具有初步撰写科技论文的能力，养成遇到问题解决问题，深入思考的良好习惯，并培养学生的团队合作精神，为今后进入岗位，更好更快的适应工作做好必要的准备！通过这次毕业设计使学生受到道路交通工程师所必须的综合训练，有利于更好地向工作岗位过渡，为自己走向工作岗位后适应生产实践的需要打下坚实的基础。1.2设计概要本次毕业设计是甘肃省西和至成县K44K48段公路工程设计，此设计路线全长3.635km。本公路是陇南市“六纵六横”中第四纵的一段，是陇南市重要的一条纵向干线公路，它北接S316线，南连S205线，在路网中有着极其重要的作用。公路全线采用三级公路标准设计

9、，设计速度30kmh,路基宽7.5米，路面宽度6.5米，两侧为0.5米土路肩；桥涵设计荷载为公路-级，设计宽度与路基同宽，路基及涵洞设计洪水频率为125。全线路面结构为5厘米厚沥青贯入式面层+15厘米厚石灰土稳定碎石基层+20厘米厚级配砂砾垫层。设计采用的是Hint CAD v5.9软件和东南大学公路路面设计程序系统(HPDS 2006)，利用该软件可以对该路段进行平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路基排水设计、支挡防护设计和路面结构设计等。1.3设计任务1.3.1设计题目甘肃西和至成县K44K48段公路设计1.3.2设计原始资料1.地形图甘肃西和至成县K44K48段公路电子版地形图

10、，比例尺1：2000。2.沿线自然地理概况(1)地形、地貌特征本公路沿线在西和县境内地形类型有漾水河漫滩地形和构造剥蚀黄土梁峁沟壑区及侵蚀构造中高山地，其中漾水河漫滩地高出漾水河110米，坡度为615，表面覆盖28米深的砂质粘土，土质粗松，蓄水保墒性强，出露岩层有第三系和泥盆系的砂砾青灰泥岩。构造剥蚀黄土梁峁沟壑区主要指漾水河及各支流两岸山地，相对高差为200300米，极个别地区高差达500米。地表以黄土覆盖，沟壑纵横，河流平川切割，坡度较小，梁坡平缓，坡度在625之间，冲沟发育明显，呈“V”字形，山头相连而相间，呈锯齿状，并有大小不等的断陷谷地镶嵌其间。侵蚀构造中高山地在石峡一带分布，相对高

11、差200500米，山势高亢，岭背狭窄，陡坡削壁，沟谷纵横，源短流急，冲沟多呈“V”字形，出露岩层含炭质灰岩、晶体钙质千枚岩、钙质砂岩、石英砂岩、红色泥岩、粘土等。本公路所在地成县地形地貌由以下单元组成：侵蚀构造中高山区：以横岭山为主，起伏蜿蜒东西向分布，山势高亢，陡坡削壁，岩石裸露，构成项目段分水岭区。构造剥蚀黄土梁峁沟壑区：黄土状土大面积分布于河谷两侧，形成梁峁地貌、沟壑纵横。构造侵蚀河谷漫滩及阶地区。分布于各河流两侧，一般可见23级阶地。本工程所在地西和县在区域性地质构造上，位于西秦岭海西褶皱带北端，地层出露齐全，除第三系、第四系和三迭系外，主要有中泥盆统地层出露，其中白垩纪地层分布最广，

12、地层岩石有砂岩、千枚岩和灰岩。第三系出露岩性有浅灰绿色、白色粘土质、泥页岩、红色泥岩。红色泥岩底部夹砂砾岩，顶部夹灰白色钙质层及钙质结构。项目区所处的南部地区出露上层为绿泥石绢云母千枚岩、绿泥方解石绢云母千枚岩、变长石英砂岩，下部为变粉砂岩，鱼鳞状变化石英砂岩夹砂质灰岩。成县按甘肃大地构造单元划分属西秦岭北部海西冒地槽褶皱带由上古生界组成。东段主要为中泥盆西汉水群海相碎屑岩及类复理石建造。次为灰岩，局部有火山岩。该地槽是在加里东运动中局部下陷的基础上发展起来的。海西运动中期，东段开始逐渐上升成陆。二叠纪末地槽全面迴返，除岩层褶皱外，还伴有断裂活动和酸性及少量中性、超基性岩的侵入。 (2)气候及

13、水文特征本公路所处的西和县、成县地处内陆腹地，全年盛行偏南风，呈大陆性季风气候，雨量较为充沛，年平均气温8.4，年平均降水量为555.7mm，年最大降雨量为784.4mm，最小为302.6mm，降雨主要集中于夏季（68月），平均降雨量为243.4mm，秋季次之，历年平均蒸发量为1234.6mm，属湿润和半湿润区。西和境内最大冻土深度为42厘米，成县境内最大冻土深度为56厘米。本公路所在区域内河流均为西汉水支流，总属嘉陵江水系，与项目有关的河流主要有漾水河、横岭河，石硖河及其大小支流、支沟。漾水河发源于西和县境，由南向北，平均比降为1.0，多年平均流量为2.05立方米/秒。石硖河发源于西和县境，

14、向南与页水河交汇，平均比降2.0，多年平均流量为1.743立方米/秒。横岭河为漾水河支流，发源于横岭山，由南向北流入漾水河。区域内地下水相对较为丰富，主要是大气降雨和地表水入渗补给。（3）地震及主要自然灾害本公路所处的西和县历史上曾多次发生地震，文献记载的最大震级八级，在全国地震区划中，地震烈度为度，地震动峰值加速度系数为0.30g，成县地震烈度为度，地震动峰值加速度系数为0.20g，大暴雨是西和县和成县主要的自然灾害形式，最大的大暴雨及降雨量高达110mm。（4）交通量资料（见表1-1） 2009年交通量调查表 表1-1 车 型数量（辆/日）小客车2100中型车870大型车420拖挂车110

15、预测年平均增长率：5，初定设计年限：15年1.3.3公路建设等级与设计标准根据公路工程技术标准（JTG B012003）表2.0.2“各汽车代表车型与车辆折算系数”确定现有交通量的折算数，以小客车为标准进行交通量预测：计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式（1-1）计算 (1-1)式中 Nd远景设计年平均日交通量，辆/日；N0起始年平均日交通量，辆/日；年平均增长率，取5%； n远景设计年限，取15年；起始年平均日交通量 N0=N小客1.0N中型1.5N大型2.0 N拖挂3.0 =21001.08701.54202.01103.0 =4575pcu/d则Nd=4575(1.0+0.05)14=9

16、058pcu/d根据本公路预测年末交通量为9058辆，查公路工程技术标准（JTG B012003）中公路分级标准，确定此公路等级为三级公路，并确定此公路设计速度为30 km/h,路基宽采用7.5 m，路面宽采用6.5m，两侧采用土路肩，其宽度为0.5m。查公路工程技术标准（JTG B012003）及公路路线设计规范（JTG D202006）得三级公路主要设计标准见表1-2： 三级公路主要设计标准 表1-2项目设计标准设 计 年 限（年）15年设计速度（km/h）30路基宽度（m）7.5行车道宽度（m）6.5停车视距（m）30一般最小半径（m）65缓和曲线最小长度（m）30最大纵坡（%）8路基设

17、计洪水频率1/25涵洞设计洪水频率1/25新建桥涵设计荷载公路级1.3.4设计成果要求1.图表部分（1）路线平面图（2）路线纵断面图（3）直线、曲线及转角表（4）路基标准横断面图（5）路基横断面设计图（6）超高方式图（7）路基防护工程设计图（8）路基设计表（9）路基土石方数量表（10）路面结构设计图（11）排水设计图（12）辅助构造物设计图（涵洞，小桥，挡墙,立交设计）（13）其它辅助表格2.设计说明书1.3.5主要设计规范1.公路工程技术标准（JTG B012003）；2.公路工程水文勘察设计规范（JTG C302002）；3.公路路线设计规范（JTG D202006）；4.公路路基设计规范

18、（JTG D302004）；5.公路沥青路面设计规范（JTG D502006）；6.公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）；7.公路排水设计规范（JTJ01897）；8.公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）。1.4计算机辅助设计本次设计采用的设计软件是纬地道路HintCAD V5.9，其功能强大，用Hint CAD V5.9 版进行公路路线设计的一般步骤如下：1点击“项目”“新建项目”，指定项目名称、路径，新建公路路线设计项目。2点击“设计”“主线平面设计”，进行路线平面线形设计与调整；直接生成路线平面图，在“主线平面设计”对话框中点击“保存”得到*.jd数据和*.p

19、m数据。3点击“表格”“输出直曲转角表”功能生成路线直线及曲线转角一览表。4点击“项目”“设计向导”，根据提示自动建立：路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）、桩号序列文件（*.sta)等数据文件。5点击“表格”“输出逐桩坐标表”功能生成路线逐桩坐标表。6使用“项目管理”或利用“HintCAD 专用数据管理编辑器”结合实际项目特点修改以下数据文件：路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制数据文件（*.ctr）等，这些数据文件控制项目的超高、加宽等过渡变化和纵面控制条件等情况。7点击“数据”“纵断

20、数据输入”输入纵断面地面线数据（*.dmx）；“数据”“横断数据输入”功能输入横断面地面线数据（*.hdm）；并在项目管理器中添加该数据文件。8点击“设计”“纵断面设计”进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整，保存数据至（*.zdm）文件中。9点击“设计”“纵断面绘图”生成路线纵断面图，同时根据设计参数控制文件（*.ctr），标注各类构造物，点击“表格”“输出竖曲线表”计算输出纵坡、竖曲线表。10点击“设计”“路基设计计算”，生成路基设计中间数据文件（*.lj）；并可由路基设计中间数据文件，点击“表格”“输出路基设计表”计算输出路基设计表。11点击“设计”“支挡构造物处理”输入有关挡墙等支挡物数据，并

21、将其保存到当前项目中。12点击“设计”“横断设计绘图”，绘制路基横断面设计图，同时直接输出土石方数据文件（*.tf）、根据需要输出路基横断面三维数据文件（*.3DR）和左右侧边沟沟底标高数据（C:Hint58Lstzgdbg.tmp）、（C:Hint58Lstygdbg.tmp）。13点击“数据”“控制参数输入”修改设计参数控制数据文件中关于土石比例分配的控制数据，点击“表格”“输出土方计算表”计算输出土石方数量计算表和每公里土石方表。14点击“绘图”“绘制总体布置图”绘制路线总体设计图。15点击“绘图”“绘制公路用地图”可绘制公路占地图。第二章 路线平面设计2.1公路选线2.1.1选线原则1

22、.在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不占高产田。2.路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，运营费用省，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指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3.选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。4.选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.1.2路线方案选择路线方案见图2-1所示。该公路为甘肃西和至成县公路，本

23、次设计段为K44+000-K48+000，根据路线所指起终点，路线有两个方案供选择：沿河东岸布线、沿河西岸布线。1.沿河东岸布线：路线起点桩号K44+000.000，线形质量一般，坡度均匀、平缓，可以少占农田，且有丰富的砂石和水源，但临河一侧受洪水威胁，防护工程较多，终点桩号K47+634.546，路线较长。2.沿河西岸布线：直穿河道，需设桥梁一座，线形标准高，终点桩号K47+426.542，路线较方案1短200多米，但建桥不经济，且该方案工程量比较大。路线方案图 图2-1如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案比较选择主要考虑下列因素：（1）路线长度；（2）平、

24、纵面线形指标的高低及配合情况；（3）占地面积；（4）工程数量（路基土石工程数量，桥梁涵洞工程数量）；（5）造价等。在本设计中，由于路线等级较低，长度较短，工程量小，且所选线路满足设计使用要求，故未做过多比选。综上所述，沿河东岸布线优点较多，路线经济顺畅，推荐沿河东岸布线方案。2.2定线2.2.1 平面线形设计一般原则1.平曲线形应直捷、连续、均衡，并与地形地物相适应，与周围环境相协调。2.不论转角大小均应敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径。转角过小时，应设法调整平曲线形，当不得已而设置小于7的转角时，则必须设置足够长的曲线。3.两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连，否则应调整线

25、型使之成为一个单曲线或复合曲线或运用回旋线组合呈卵形、凸型、复合形等曲线。4.两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线为宜，否则应调整线形或运用回旋线而组合成S形曲线。5.三级公路两相邻反向曲线无超高、加宽时可径向衔接；无超高有加宽时，中间应设置有长度不小于10m的加宽缓和段。6.道路平面线形应与地形、地质、水文等结合,并符合各级道路的技术指标。7.道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理的设置缓和曲线、超高、加宽等。8.平曲线形标准需分期实施的，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废弃工程。2.2.2平曲线设计的原则1.在条件允许的情况下尽量使用大的曲线半径（R1000

26、0m）。2.一般情况下使用极限半径的48倍或超高为24%的圆曲线半径值。3.从现形设计要求方面考虑，平曲线长度取最小值得58倍。4.地形受限时曲线半径应该尽量大于一般最小半径。5.为使线形连续协调宜将回旋线与圆曲线长度比例定位1：1：1，当曲线半径较大，平曲线较长时也可以为1 ：2：1。根据设计资料，本次设计段路为三级公路，设计速度为30Km/h，设计年限15年，全线共设10条平曲线，三级公路其中全为基本型曲线。2.2.3定线本设计使用纬地道路软件HintCAD5.9进行路线设计。1.圆曲线半径的确定三级公路平面线形应由直线、圆曲线和缓和曲线三种要素组成，其几何元素见图(图2-2)。圆曲线几何

27、要素 图2-2 （2-1） （2-2） （2-3） 式中： T切线长（m）； L曲线长（m）； E外距（m）； R圆曲线半径（m）； 转角（度）。（1）在实际设计中确定三要素方法甚多，常见一种是偏角法。首先通过全站仪等仪器测得交点处的偏角，然后假定一个外距E，通过上面的公式（2-3）算得半径R。（2）通过纬地软件确定圆曲线半径就简单多了，只需要在纬地软件的主线平面线形设计对话框中输入半径值或者点击拖动按钮，电子地图上便会实时显示圆曲线各要素值，然后单击计算绘图即可。如果R不合适，可反复试几次，直到线形美观且合乎规范。依次设计完每一个圆曲线，单击存盘按钮即可得到*JD和*PM数据文件。 2.逐桩

28、坐标计算点击纬地软件“项目”“设计向导”，根据提示自动建立：路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）、桩号序列文件（*.sta)等数据文件。然后点击“表格”“输出逐桩坐标表”功能生成路线逐桩坐标表。2.3路线平面设计成果2.3.1平曲线检查平曲线设计应满足以下规范要求，见表2-1 平曲线规范要求值 表2-1平曲线极限最小半径35m平曲线一般半径65m 平曲线最 小长度一般值250m最小值50m圆曲线间最小直线长度同向180m反向60m缓和曲线最小长度30m1.平曲线半径检查：本次设计的路线中总共有10个圆曲线，JD4处（K45+075.

29、523）圆曲线半径最小为65m，JD5处（K45+386.359）最大半径为600m，所有R均必须满足平曲线半径规范要求。2.曲线间直线长度检查：JD8与JD9之间（K46+819.480-K47+039.814） 的直线（61.258m）最短,满足规范中规定的最小直线长（60m）要求，其余均满足规范要求。3.平曲线曲线长度检查：平曲线曲线长度满足规范要求。2.3.2绘制平面图点击纬地软件“绘图”-“平面分图”，设置出图比例为1:2000即可绘制出平面设计图，见图纸S-1。2.3.3绘制相关表格点击纬地软件“表格”“输出直曲转角表”功能即可生成路线直线及曲线转角一览表，见图纸S-3。点击“表格

30、”“输出逐桩坐标表”功能即可生成路线逐桩坐标表，见图纸S-5。第三章 纵断面设计3.1纵断面设计的原则纵断面线形由均匀坡度线和竖曲线组成的，设计时通常是在平曲线形初定之后，结合地形、地物、环境和土石方工程量等条件，将几何要素进行合理组合，满足行车安全、舒适、与环境协调、工程经济的要求。设计中应遵守的一般原则有：1.纵断面线形与地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形，避免在短短距离内出现频繁起伏。2.应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之地形。3.较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。4.相邻纵坡只代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。5.交叉处前后的纵坡

31、应平缓。6.在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。3.2设计要点及方法3.2.1设计的要点1.纵坡设计的基本要求（1）纵坡设计必须满足公路工程技术标准（JTG B012003）的各项规定。（2）为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，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缓坡。（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量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）对连接段纵

32、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。交叉处前后的纵坡应平缓一些。（6）在实地调查基础上，充分考虑农田水利等方面的要求。2.纵坡规范要求（1）最大纵坡：最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。（2）最小纵坡：为使道路行车舒适、安全和畅通，希望道路纵坡设计的小一些为好。但是，在长路堑、底填以及其他横向排水不畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。干旱少雨地区最小纵坡可不受此限制。

33、依上述要求，本次设计的道路为三级公路，其最大纵坡3.890%，在K44+000K44+420之间；最小纵坡0.840%，在 K45+920-K46+580之间，均满足规范要求。（3）纵坡坡长三级公路的最小坡长规范规定为100m。三级公路不同纵坡的最大坡长规定见表3-1所示。 三级公路纵坡长度限制 表3-1设计速度（km/h）30 纵坡坡度%3411005900670075008300920010依据纵坡坡长的要求，本次设计的甘肃西和至成县道路的最大纵坡坡度均小于4%，故对坡长没有限制，满足规范要求。（4）平均纵坡平均纵坡是指一定长度的路段纵向克服的高差与路线长度之比，是为合理运用最大纵坡、坡长

34、及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。三级公路连续坡段的平均纵坡大于6%时，应在不长于2km处，设置缓和坡段，缓和坡段纵坡不大于3%，其长度不应小于40km。本次设计的甘肃西和至成县道路平均纵坡小于6%，所以不需要设置纵坡缓和段。（5）高原纵坡在海拔2000m以上的高原地区，三级公路的最大纵坡应按表3-2的规定折减。 高原纵坡折减值 表3-2海拔高度 （m）2000300030004000400150005000以上折减值 （%） 2 3 45（6）合成坡度在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过1%的规定。冬季路面有积雪或结冰的地区、自然横坡较陡的傍山路段、非汽

35、车交通比率高的路段，这些特殊地区的村道其合成坡度必须小于8%。在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。当合成坡度小于0.5%时，应采取综合排水措施，保证路面排水畅通。公路工程技术标准（JTG B012003）规定三级公路的最大允许合成坡度为10%，本次设计的甘肃西和至成县道路合成坡度均小于10%，满足要求。3.2.2设计方法及过程1.平纵线形组合设计方法平纵线形组合设计是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心里方面的连续、舒适与周围环境的协调和良好的排水条件。（1）平纵组合设计原则应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；平纵线形的技术指标大小应均衡，它不

36、仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关；选择组合得当的合成坡度，以利于地面排水和行车安全；注意道路与周围环境的配合。（2）平曲线与竖曲线的组合平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长与竖曲线，即所谓“平包竖”；平曲线与竖曲线大小应保持均衡；暗、明弯与凸、凹竖曲线暗弯与凸型竖曲线及明弯与凹曲线的组合是合理的、悦目的；平、竖曲线应避免的组合：要避免使凸型竖曲线的顶部与凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合，前者易发生交通事故，后者易产生积水，路面排水困难；小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠，对凸型竖曲线诱导性差，对凹形竖曲线排水不良；（3）直线与纵断面的组合平面的长直线与纵断面的直坡线配合，对双车道

37、道路超车方便，在平坦地区易于地形相适应，但行车单调乏味，易疲劳；直线上一次变坡是很好的平纵组合，从美学观点上讲以包括一个凸型竖曲线为好，而包括一个凹形竖曲线次之。2.本次设计采用纬地道路软件，其纵断面设计过程如下（1）确定纵断面地面高程运用纬地软件三维数模（DTM）读取纵断面地面高程，步骤如下:建立三维数模（DTM）：打开“纬地项目”-“数模”-“新数模”-“三维数据读入”-“DWG格式”-“三角构网”-“网格显示”-“优化三角网”-“数模组管理”-“保存数模”。应用DTM读取纵断地面高程：点击“数模”-“数模应用”-“纵断面插值”-“纵断面地面高程文件*DMX”-“保存”即可。（2）绘制纵断

38、面拉坡图点击纬地软件“设计”-“纵断面设计”-“计算显示”即可绘制得到纵断面拉坡草图。（3）标出控制点步骤如下：点击纬地软件“数据”-“控制参数输入”，在 “控制参数输入”选项卡上输入地质概况、涵洞通道、桥梁、隧道等控制项目的参数。点击纬地软件“设计”-“纵断面设计”-“控制”-“重绘拉坡图”-“计算显示”即可绘制得到标有控制点的纵断面拉坡草图。本设计中，路线起、终点的设计标高高程不可变，为标高控制点。由于该路线为沿河线，河流的设计洪水位高度也是纵断面的标高控制点，本设计中以高出河岸1m为洪水位控制标高。为排水考虑，本路线共设置涵洞8处，各个涵洞洞顶标高也是控制标高，路线设计高程不得低于涵洞洞

39、顶标高。（4）拉坡设计（拉坡）本设计的纵断面拉坡时，重点考虑了纵断面设计中的平、纵组合问题 ，即当竖曲线和平曲线重合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内,其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段内。使用纬地道路软件进行拉坡设计，步骤如下；点击“设计”“纵断面设计”“选点”，在拉破草图上选取路线起点，然后点击“插入”，插入变坡点1，依次选定各个变坡点并确定；点击“纵断面设计”对话框的“实时修改”按钮，拖动竖曲线交点，调整坡度，直到满足要求为止。（5）竖曲线设计点击“设计”“纵断面设计”，在“纵断面设计”对话框中依次输入每一个变坡点处的竖曲线半径值，单击“计

40、算显示”，即可将竖曲线设计完成，然后“存盘”，得到竖曲线设计数据文件*ZDM。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围上二者几乎没有区别，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线更为方便。在此设计中采用二次抛物线型竖曲线。竖曲线诸要素的计算公式：设变坡点相邻两纵坡坡度分别为和，它们的代数差用表示，即-，当为“+”时，表示凹形竖曲线；当为“-”时，凸形竖曲线。竖曲线长度L： (3-1) 竖曲线半径R： (3-2)竖曲线切线长T：因为，则 (3-3)竖曲线上任一点竖距h:因为 (3-4)则 (3-5)竖曲线外距E： 或 (3-6)本次设计中，纵断面共设4处变坡点，其中：最大纵坡：3.890%/372.

41、342m；最短纵坡长：321.706m,竖曲线占路线长：17.413%。竖曲线设计见纵断面设计图。3.纵断面设计相关图纸（1）纵断面图：单击纬地软件“设计”-“纵断面绘图”，在“纵断面绘图”对话框上对绘图控制、绘图栏目、标注构造物等进行相关设置，单击“批量绘图”即可得到道路纵断面图。（2）纵坡及竖曲线表：单击纬地软件“表格”-“绘制竖曲线表”即可得到纵坡及竖曲线表。3.3纵断面设计成果3.3.1纵断面检查本次三级公路设计的竖曲线规定见表3-3所示。 三级公路竖曲线最小半径和最小长度 表3-3设计速度（kmh）30凸形竖曲线半径（m）极限最小值250一般最小值400凹形竖曲线半径（m）极限最小值250一般最小值400竖曲线最小长度（m）251.纵坡坡度检查：最大纵坡3.890%，坡度符合规范。2.纵坡坡长检查：路线变坡点3与变坡点4间（K46+580- K