道路勘测设计

课 程 设 计

题目： 某山村四级公路路线设计

分院 专业班级 学生姓 导师姓名 成 绩

2013年 5 月 4 日

目 录

摘要 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 一、 第一部分 平面设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„4 （一）道路平面设计概述 „„„„„„„„„„„„„„„„„4 （二）选线 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 （三）直线路段 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 （四）圆曲线 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 (五)平面线形设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 二、 第二部分纵断面设计„„„„„„„„„„„„„„„„„15 (一) 纵断面设计概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 (二) 纵坡及坡长设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 (三) 竖曲线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 (四) 竖曲线的最小长度和最小半径„„„„„„„„„„„„„18 (五) 视觉分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 (六) 纵断面图的绘制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22 三、第三部分 横断面设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 (一) 路线横断面的定义„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 (二) 道路横断面组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 (三) 车道宽度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 (四) 路肩„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 (五) 道路路拱、边沟、边坡„„„„„„„„„„„„„„„„25 四、参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28

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某山山村四级公路路线设计

[摘要]：

本设计是由指定起点到某山山顶的一条单车道四级公路路线设计方案。其中包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计。平面设计：选定线位，在选定的路线上，逐段进行平曲线设计计算，填制公路直线曲线及转角表，绘制路线平面图。纵断面设计：逐段确定道路纵坡，进行竖曲线设计及高程计算，并绘制路线断面图。横断面设计：明确行车道、路肩各组成部分的宽度，明确边沟尺寸和边坡的大小。除设计路基标准横断面外，还应根据具体条件对个别路段进行特殊路基横断面设计。

[关键字]：单车道 、 四级公路 、 平面设计 、纵断面设计、 横断面设计 。

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第一部分 平面设计

(一) 道路平面设计概述

1.道路是带状的三维空间结构实体，一般由线性、路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等组成。所谓道路中线是道路中心线的简称，路中线是一条空间曲线，它在水平面上的投影称作路线的平面；沿路中线竖直切下，再行展开就得到路线的纵断面；过路中线上任意一点的法向切面即为该点的横断面。道路的平面、纵断面和各个横断面都是道路的几何组成，路线设计是指确定路线的空间位置和各组成部分几何尺寸的工作。为了研究和设计上的方便，通常把它分解为路线的平面设计、纵断面设计和横断面设计。三者既需要分别进行设计，又需要综合考虑。

2.无论是公路还是城市道路，其路线位置的选定都会受到社会经济、自然地理和技术条件等多重因素的制约。需要设计者在进行充分调查、掌握大量可靠资料的基础上，利用现行的技术标准和设计规范，结合当地的地形、地质和地物等条件，设计出一条经济、合理而又与自然景观相协调的路线来。道路平面设计就是在平面图上研究确定路中线几何形状的原理和方法的工作。

3.低等级道路上行车速度较低时，为简化设计，也可以只使用直线和圆曲线两种线形要素，而不加设缓和曲线。

4.根据课程设计要求，鸡鸣山公园的道路设计要求为四级单车道，20km/h，因此可只考虑直线和圆曲线两个平面线形要素。

(二) 选线

1．山岭地区公路路线特点：

山岭区具有地形复杂、沟壑纵横、不良地质众多、平面展线位置狭窄、平纵配合困难等特点。具体自然特征如下:

1) 地形地貌错综复杂，山峦起伏，沟壑纵横，切割剧烈，坡陡谷窄，地面自然

坡度一般大于20°以上。

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2) 石多、土薄、地质复杂，不良地质现象(滑坡、泥石流、岩崩、岩溶、岩堆（坡

积层）、软弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、水害、采空区以及强震区（高地应力）等)较多。

3) 水文条件复杂。山区河谷谷底一般不宽，两岸台地较窄，谷坡时缓时陡，间

或为浅滩和悬崖峭壁，河流多具有弯曲的特点，水流比降大，平时流量不大，但一遇暴雨，山洪暴发，洪流夹带泥沙、砾石、树木等急速下泄，冲刷河岸，毁坏田园，为害甚大。

4) 气候条件多变。昼夜温差大，山高雾大，气压较低等。

5) 山区高等级公路由于受地形、地物、地质、水文、气象等因素的制约，具有

完全不同于平原地区高等级公路的特点。在山岭区修建高速公路无论其在设计方面还是在施工方面，其难度都是比较大的，相应的工程造价也要高出平原区高等级公路很多。目前，国际社会对环境保护的呼声日高，我国在环保方面的意识也在逐步加强。作为国民基础设施的公路建设在如何加强环保方面面临很多的新问题,而高四等级公路受其技术指标的控制将不可避免地对原有的森林植被、景观、地貌造成破坏。如何充分利用山岭区的地形、地貌，巧妙的对线形进行布设，合理选择线型指标，尽可能减小工程量，降低工程造价，提高公路的整体稳定性是山岭区高速公路设计过程中必须认真考虑的问题。

2．山岭四级公路设计要求及特点

1）山岭地区四级公路工程技术标准应为汽车专用公路，工程技术标准要求较高，要求计算行车速度20km/h，路基宽度4.5m，极限最小半径15m停车视距20m，最大纵坡9％。最小纵坡0.3％。

2）直线最大长度：1000米（左右），最小长度：同向曲线间40米（左右）反向曲线间无超高加宽可相接，无超高有加宽须10m以上缓和短。有超高时不小于15m。相邻回头曲线间直线不小于100（80）m。

3）圆曲线：最大超高8％，超高时一般最下半径30m，极限最小半径15m，不超高时最小半径150m，最大半径10000m。

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缓和曲线（一般使用回旋线）长度最小值：计算速度20km/h时为25m，40km/h时为50m。

4)不设缓和曲线的最小圆曲线半径：260m。

5）平曲线最小长度：设计速度20km/h时为40m，40km/h时为70m。 转角等于或小于7度时的平曲线长度。设计速度20km/h的一般值280/转角。低限值40m。设计速度40km/h的一般值 500/转角。低限值70m。

6)直线最大长度：设计速度20km/h的为400m，直线最小长度同向曲线间50m,反向曲线间40m

7)最短坡长：设计速度20km/h的为60m。：设计速度40km/h的为100m 8)最大坡长：设计速度20km/h的3％无，4％为1200m，5％为1000m，6％为800m，7％为600m，8％为400m，9％为200m。

9)凸形竖曲线最小半径一般值200m，极限值100m。最小长度20m。 10)凹形竖曲线最小半径一般值200m，极限值100m。

11)设计洪水频率为百年一遇，要达到这样高的技术标准，是比较困难的，因为设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。 3．山岭四级公路选线原则及依据

选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。 4．山岭地区公路选线应符合以下原则

1) 根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规

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划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。 2) 认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查

当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。

3) 充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从性车

的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。

山岭地区选线，应特别注意沿线走廊带内的工程地质情况。选线前应对沿线地质构造带、断层、岩石的层理情况、地质病害的分布及范围等，通过对遥感地质判释资料以及不同勘测阶段的勘探、调查资料的分析，研究路线通过方案并不断优化。对地质较为复杂地段还应注意在设线后诱发并加剧地质病害的可能性，谨慎地确定路线的线位和采取的工程措施。

山岭地区路线一般以顺山沿河布设为宜，必要时横越山岭。按路线通过之部位和地形特征可分为以下几种线形，其设计要点如下： 1、

沿河(溪)线

沿河(溪)线应处理好河岸的选择、线位高低和跨河换岸地点三者间的关系。 1) 河岸选择：路线应选择在地形宽坦、有阶地可利用、支沟较少、沟长较短，

水文及地质条件良好的一岸。积雪和冰冻地区，应选在阳坡和迎风的一岸。除高速、一级公路外，一般公路可选在村镇较多、人口较密的一岸，以方便群众。

2) 线位高低：路线一般以低线位为主，但必须做好洪水位的调查，以保证路基

稳定和安全。

3) 跨河换岸地点：应慎重选择跨河桥位，处理好桥位与桥头路线的关系。

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4) 对下列局部地段应注意：

临河陡崖地段，抬高路线的线位时，应注意纵面高低过渡的均匀；当采用低线位时，应注意废方堵河、改变水流方向和抬高水位的影响。

迂回河曲的突出山嘴，可考虑深路堑或短隧道方案；对迂回河弯地段，可考虑改河方案，以提高路线技术指标。

通过水库地区时，应考虑水库坍岸、基底沉陷的影响，以确保路基稳定。 2、

越岭路线

越岭路线选线，一般应结合水文及地质情况处理好垭口选择、过岭标高和垭口两侧路线展线方案三者间的关系。对于山岭海拔较高、气候恶劣、雾雪严重的越岭路线选线，应按公路的使用任务及功能区别对待，要求常年保持畅通的主要干线公路，应与在雪线以下或气候较好的地区，以隧道方案通过进行比较。高速公路与一级公路因纵坡控制较严，路线要求近捷，越岭路线必须根据地形及工程地质情况，以越岭隧道与越岭展线进行详细的技术、经济比较。

1) 垭口选择：垭口是越岭展线方案的重要控制点，在符合路线基本走向的

情况下，应综合地质、气候、地形等条件，从可能通过的垭口中，选择标高较低和两侧利于展线的垭口。对于垭口虽高，但山体薄窄的分水岭，采用过岭隧道方案有可能成为更合适的越岭位置时，亦应予以比较选择。 2) 过岭标高：过岭标高是越岭线布局的重要控制因素，不同的标高会出现

不同的展线方案。除工程地质不良和宽而厚的垭口外，一般可用深挖方式过岭。当挖深在30m以上时，则应与隧道方案进行比较。

3) 垭口两侧展线方案：首先应考虑自然展线，不得已时方可采用回头展线。

回头展线应尽量利用山谷(主沟、侧沟)、支脉(山嘴、山脊)和平缓山坡等有利地形，并应尽量避免在一个山坡上布设较多和相距很近的回头曲线。 4) 越岭路线的纵坡应力求均匀，平均纵坡及纵坡长度应符合规定要求。一

般不应设置反坡，特殊情况下设置反坡时，应予以比较论证。

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5) 越岭隧道：各级公路越岭线的隧道，其线形及其与公路的衔接，应符合

路线布设的规定。二、三、四级公路上的特长及长、中隧道位置，原则上应服从路线基本走向，路、隧、桥综合考虑。特长、长隧道位置的选择，必须先对符合路线基本走向范围内的隧道所处地区的地形、工程地质和水文地质，通过调查测绘、勘探、实验有全面、深入的认识，在取得全面、系统、准确的资料基础上，对隧道所处地区的工程地质条件做出评价，进一步在较大面积范围内进行方案选择，拟定不同的隧道标高，通过路、隧、桥综合考虑并进行全面的技术、经济比较后，选择工程地质条件较好的方案穿越。 3、

山脊路线

当路线走向与分水岭方向一致，且分水岭平面不迂回曲折，各垭口间的高差也不悬殊时，可采用山脊线。选线时应处理好控制垭口、侧坡以及控制垭口间的平均坡度三者的关系。

1) 控制垭口的选择：分水岭方向顺直、起伏不大时，每个垭口均可暂定为

控制点；地形复杂、起伏较大且较频繁，各垭口高低悬殊时，宜以低垭口作为控制点，突出的高垭口可以舍去；在有支脉横隔时，对相距不远，并排的几个垭口，应选择其中一个与前后联系条件较好的垭口作为控制垭口。 2) 侧坡的选择：当分水岭宽阔、起伏不大时，路线以设在分水岭顶部为宜。

如需将路线设在两侧山坡时，应选择坡面较整齐，横坡较缓，地质、水文情况良好，积雪、冰冻和支脉分布较少的一侧。

3) 控制垭口间的平均坡度：两控制垭口间应力求距离短捷，坡度平缓。若

控制垭口间平均坡度超过规定，则应视具体地形、地质条件，采取深挖、旱桥、隧道等工程措施，也可利用侧坡、山脊有利地形展线。 4、

山岭四级公路选线的依据

1) 山岭四级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，，实测和预测交通量，

地形图，地方以及建设单位下发的文件，会议纪要，设计任务书等，它们是路线设计不可缺少的资料。

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2) 实测和预测交通量

3) 地形图比例为1：1000，用于路线的方案的选择

4) 地方建设单位的下发的文件，会议纪要，设计任务书是对道路设计提车

的要求，在路线设计时要能充分满足这些要求 5、．山岭四级公路选线方法和步骤

山岭四级公路选线方法有多种，主要有视察，初测与初步设计。实测与施工图设计等

步骤：1.全面布局 2.逐段安排 3.具体定线 (三)

直线路段 1. 直线的最大长度

我国地域辽阔、各地区的地形条件差异非常大、很难统一规定直线的最大长度。我国在道路设计中参照使用国外的经验值，根据德国和日本的规定：直线的最大长度（单位为m）为20v（v—设计速度，km/h）。虽然地域不同、环境不同，但一般情况下应尽量的避免追求过长的直线指标。

2. .直线的最小长度

1）为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定的曲线长度：JTJ011-94《公路路线设计规范》（以下简称《规范》）规定同向曲线间的最短直线长度（单位为m）以不小于6v（单位为km/h）为宜，另外，对于计算行车速度

v40km/h的山岭重丘区公路的特殊困难地段，可以适当放宽。

2）对于反向曲线间的最小直线长度：《规范》规定反向曲线间最小直线长度（单位为m）以不小于2v（单位为km/h）为宜。

直线长度的如下表：

最大长度 最小长度 同向曲线 反向曲线 20v 6v 2v 表1.2.2.3.1平面设计直线最大长度和最小长度

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四级公路两相邻反向曲线，若没有设置超高和加宽时，可以径向衔接；无超高但有加宽时，中间应设长度不小于10m的加宽缓和段；设置超高时，工程特殊困难的山岭区，中间长度不得小于15m。 (四)

圆曲线

1. 圆曲线的几何要素

圆曲线也是道路平面设计中最常用的线形之一，各级公路和城市道路不论转角大小，在转折处均应设置平曲线，而圆曲线是平面线中的主要组成部分。圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，故使用十分广泛。

圆曲线的几何要素为： 切线长：TRtan曲线长：L2

180R

外 距：ER(sec21)

切曲差：J2TL （J—切曲差，m）

（T—切线长，m）、（--转角，）、（R—圆曲线半径，m）（L—曲线长，m） （E—外距，m）、（J—切曲差，m）

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2. 圆曲线半径

半径是圆曲线最重要的技术指标，选定了半径，则圆的大小和曲率就确定。行驶在曲线上的汽车由于受到离心力作用，其稳定性和安全性受到影响，而离心力的大小又与曲线半径是密切相关的，半径越小所受的离心力越大。所以，在选择平曲线半径时应尽可能采用较大的值，只有在地形或其它条件受到时，才使用较小的曲线半径。为了保证行车的安全与舒适，《标准》规定了圆曲线半径在不同情况下的最小值。

3. 圆曲线半径的确定

圆曲线能较好的适应地形的变化，并可以获得圆滑的线形。在与地形、地物等条件相适应的前提下，宜尽量采用较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件。确定圆曲线半径时，应注意以下几点：

1) 在条件许可时，争取选用不设超高的原曲线半径。

2) 在一般情况下，宜采用极限最小半径的4~8倍或超高横坡度为2%~4%的圆曲

线半径。

3) 当地形条件受到时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径。 4) 在自然条件特殊困难或受其它条件严格而不得已时，方可采用原曲线的

极限最小半径。

5).圆曲线的最大半径不宜超过10000m。 （五）、平面线形设计

1．设计的线形大致如下图所示：

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圆曲线 半径计算 最小半径 设计速度∕（Km∕h） 40 一般值∕m 极限值∕m 100 60 30 65 30 350 450 20 30 15 150 200 不设超路拱≤2.0% 600 高最小路拱>2.0% 半径∕m V2R127(ib)800 V2（超高）R（不设超高） 127(i1)几何要素 切线TRtan 2ZYJDT 长 曲线长 LYZZYL 180R QZZYJDQZL 2J 2外距 ER(sec1) 2曲线差 J2TL 13

（）α1αα1/21（）

1—路线转角 L1—曲线长（m） T1—切线长（m） E1—外矩（m） J1—校正数（m）R1—曲线半径（m）

切线长：TRtan曲线长：L2

180R

外 距：ER(sec21)

半径R135α=120°，R2115α=°，R3130α=76° 所以T1=60.62 T2=70.61 T3=101.57

L1=73.27 L2=126.61 L3=172.35 E1=35 E2=20.25 E3=34.97 ZY1=JD-T=275-60.62=214.38 YE1=ZY+L=214.38+60.62=287.65 QE1=ZY+L/2=214.38+60.62/2=251.02 JD1=QE+T/2=251.02+60.62/2=281.31 同理：

ZY2=JD-T=327.65 ZY3=JD-T= 493.81 YE2=ZY+L=453.81 YE3=ZY+L=666.16 QE2=ZY+L/2=390.73 QE3=ZY+L/2=579.99 JD2=QE+T/2=398.26 JD3=QE+T/2=595.39.

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第二部分纵断面设计

(一)

纵断面设计概述

1.沿着道路中线数值剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求,路线纵断面线总是一条有起伏的空间线形。纵断面设计的主要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，确定起伏空间线的位置，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。

2.纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一。他与平面图结合起来，就能准确的定出道路的空间位置。

3.在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的地面高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的由直坡线和竖曲线组成的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。它是由中线上各桩点的设计高程点绘出来的。直坡线有上坡和下坡，其坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的，是以通行的汽车行驶性能来决定的。

4.坡线的坡度即路线纵向坡度，简称纵坡，用符号i表示，其值按下式计算：

iH2H1100% L式中 i--纵坡，按路线前进方向，上坡为正、下坡为负，%

H1，H2--按路线前进方向为序的坡线两端点的高程，m；

L—坡线两端点间的水平距离，称坡线长度，简称坡长。 (二)

纵坡及坡长设计 1、纵坡设计的一般要求 1) 计必须满足《标准》的各项规定。

2) 保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡采用极限纵坡值；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；连续上坡或下坡路 段，应避免设置反坡段；越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。

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3) 坡设计应对沿线地面、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) 一般情况下山岭重丘区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。——即纵向填挖平衡设计。 5) 平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵

坡要求外，还应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。——即包线设计。 最大纵坡

设计速度/（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 最大纵坡/% 1.纵坡

3 4 5 6 7 8 9 1) 最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。 2) 最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。

3) 适用条件：横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超高的平曲线、

路肩设截水墙等。

4) 当必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边沟应作纵向排水设计。 5) 在弯道超高横坡渐变段上，为使行车道外侧边缘不出现反坡，设计最小纵

坡不宜小于超高允许渐变率。

6) 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述。 2.长

1、内容：最小坡长：任何路段 2、最大坡长：陡坡路段 3、最短坡长

《标准》规定，各级公路最短坡长不应小于2.5Vm。城市道路最小坡长按下表选用。

设计速度/(km/h) 最短坡长/m 3.大坡长

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120 100 80 60 40 30 20 300 250 200 150 120 100 60 道路纵坡坡度的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。《标准》规定的最大坡长如下表：

M

设计速度/120 （km/h） 坡度/% 3 4 5 6 7 8 9 10 900 700 -- -- -- -- -- -- 1000 800 600 -- -- -- -- -- 1100 900 700 500 -- -- -- -- 1200 1000 800 600 -- -- -- -- -- 1100 900 700 500 300 -- -- -- 1100 900 700 500 300 200 -- -- 1200 1000 800 600 400 300 200 100 80 60 40 30 20 各级公路纵坡长度

4．平均纵坡

《规范》规定：二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200~500m）和5%（相对高差大于500m）为宜。 (三)、竖曲线

(一)

竖曲线的概念与作用：

概念：纵断面上相邻两条纵坡线的交点为变坡点。为保证行车安全、舒适及视距的需要，在坡段的转折处设置一段曲线来缓和，称为竖曲线。 1. 其缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。 2. 保证公路纵向的行车视距： 3. 凸形：纵坡变化大时，盲区较大。、 4. 凹形：下穿式立体交叉的下线。 (二)

竖曲线的线形

《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。抛物线的纵轴保持直立，且与两相邻纵坡线相切。

(三)

竖曲线要素的计算公式

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竖曲线的基本方程式：设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2。抛物线竖曲线有两种可能的形式：

1. 包含抛物线底（顶）部； 2. 不含抛物线底（顶）部。

y12x 2R式中：R——抛物线顶点处的曲率半径 竖曲线长度L: LRw 竖曲线切线长T: TLRw 22x2竖曲线上任一点的竖距y：y

2RT2竖曲线外距E：E

2R式中 R---竖曲线半径，m;L---竖曲线的曲线长m；T---竖曲线的切线长，m；w---两相邻纵坡的代数差，以小数计，在竖曲线要素计算时取其绝对值计；y---竖曲线上任一点到切线的纵距，即竖曲线上任意点与坡线的高差，m；x---竖曲线上任意点与竖曲线

(四)

竖曲线的最小长度和最小半径

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1. 凹形竖曲线的最小半径和最小长度

凹形竖曲线的最小半径和最小长度表 设计速度/（km/h） 极限最小半径 120 100 80 60 40 30 20 11000 6500 3000 1400 450 250 100 《标准》规定值/m 一般最小半径 17000 10000 4500 2000 700 400 100 竖曲线最小长度 100 85 70 50 35 25 20

2. 凸形竖曲线最小半径

凸形竖曲线最小半径表

设计速度/(km/h) 《标准》规定值 极限最小半径/m 120 100 80 60 40 30 20

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一般最小半径/m 6000 4500 3000 1500 700 400 200 4000 3000 2000 1000 450 250 100 竖曲线 设计速度∕（Km∕h） 最大纵坡／% 最短坡长／m 坡度／% 4 5 6 7 8 9 10 几何要素 距 竖LRw40 7 120 1100 900 700 500 300 － － 切线长 30 8 100 1100 900 700 500 300 200 － TRw220 9 60 1200 1000 800 600 400 300 300 曲线 长度 外 T2E2R竖距 x2y2R 备注 ① 最小纵坡：各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下不小于0.5% ② 平均纵坡：一般以接近5.5%和5%为宜，并注意任何连接3Km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。 ③ 缓和坡段：缓和坡段的纵坡坡度应不大于3%，其长度应不小于该级公路相应的最短坡长。 变坡角 w21tan2tan1i2i1 （w<0,为凸形；w>0,为凹形） 20

设计速度∕（Km∕h） 径 极限最小半径 凸形 形 450 250 100 凹形 700 400 100 一般最小半竖曲线最小长度 凸形 700 400 200 凹形 35 凸形 35 25 20 凹40 30 20

(五)

450 250 100 25 20 视觉分析及道路平、纵线形组合设计

1.视觉分析 (1)视觉分析的意义

视觉分析：从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。 (2)视觉与车速的动态规律

①驾驶员的注意力集中和心理紧张的程度随着车速的增加而增加。 ②驾驶员的注意力集中点随着车速增加而向远方移动。当车速增加97km／h时，他的注意力集中点在前方600m以外的某一点。

③当车速超过97km／h时，对前景细节的视觉开始模糊起来。

④驾驶者的周界感随车速的增加而减少。当车速达到72km/h时，驾驶者可以看到公路两侧视角30～40°的范围，而当车速增加到97km/h时，视角减至20°以下。当车速再增加，驾驶者的注意力随之引向景象中心而置两侧于不顾。 (3)视觉评价方法

视觉评价方法：利用视觉印象随时间变化的道路透视图

道路透视图：是按照汽车在道路上的行驶位置，根据线形的几何状况确定的视轴方向以及由车速确定的视轴长度，利用坐标透视的原理绘制的。

通过透视图，可直观地看出立体线形是否顺适，有否易产生判断错误或茫然的地方，路旁障碍是否有妨碍视线的地方等等。若存在上述缺陷则要在设计阶段进行修改，然后再绘出透视图分析研究，直至满意为止。

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2.道路平、纵线形组合设计 （1）适用条件：

①当设计速度大于或等于60km/h时，必须注重平、纵的合理组合； ②当设计速度小于或等于40km/h时，在条件允许情况下力求做到各种线于 要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利组合。 （2）平、纵组合的设计原则

①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。 ②注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保 持协调。

③选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 ④应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。 (六)

纵断面图的绘制

（一）、比例尺：横坐标采用1:2000;纵坐标采用1:200。 （二）、纵断面图组成：

1、上部：主要用来绘制地面线和纵坡设计线。并标注竖曲线及其要素；坡度及坡长（有时标在下部）；沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数和孔径；与道路、铁路交叉的桩号及路名；沿线跨越的河流名称、桩号、常水位和最高洪水位；水准点位置、编号和标高；断链桩位置、桩号及长短链关系等。

2、下部：主要用来填写有关内容，自下而上分别填写超高；直线及平曲线；里程桩号；地面高程；设计高程；填、挖高度；土壤地质说明。

竖曲线切线长T: TLRw 22T2竖曲线外距E：E

2Rω1=3.8% ω2=2.9% JD1在K0+200处变坡，R=600，T=20.1，E=0，34 JD2在K0+470处变坡，R=800，T=11.6，E=0.08

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第三部分横断面设计

（一）路线横断面的定义

道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线索构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。城市道路横断面组成中，还包括行车道、非机动车道、人行道、绿带、分车带等。高速公路和一级公路上还有变速车道、爬坡车道等。而横断面中的地面线是表征地面起伏变化的那条线，它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测相片、数字地面模型等途径获得的。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等问题，所以有时也将路线横断面设计称为“路幅设计”。

（二）道路横断面组成

1． 公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据公路的功能、公路等级、交通量、服务水平、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，是道路发挥其最大的经济效益与社会效益。 2．单车道

对交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，可采用单车道。我国《标准》中规定的四级公路路基宽度为4.50m，车道宽度为3.50m。此类公路虽然交通量很小，但仍然会出现错车和超车。当四级公路采用单车道时，应设错车道。设置错车道路段的路基宽度不小于6.5m，错车道的间距应根据错车的时间、视距、交通量等情况决定的。错车的位置至少可以看到相邻两个错车道的情况。 （三）车道宽度

车道是指专为纵向排列、安全顺适地通行车辆为目的而设置的公路带状部分。所谓车道宽度就是为了交通上的安全和行车上的顺适，根据汽车大小、车速高低而确定的各种车辆以不同速度行驶时所需的宽度。行车道的宽度要根据车辆最大宽度，加上错车、超车所必需的余宽来确定。

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《标准》中各级公路的车道宽度见表3.3.1。

车道宽度

设计速度/（Km/h） 120 车道宽度/m 100 80 60 40 30 20 3.75 3.75 3.75 3.50 3.50 3.25 3.00（单车道时为3.50m） （四）路肩

路肩是位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。路肩通常包括路缘带（高速公路和一级公路设置）、硬路肩、土路肩三部分组成。 路肩的作用如下：

1、供发生故障的车辆临时停车。

2、由于路肩紧靠在路面两侧设置，保护行车道等主要结构的稳定。 3、提供侧向余宽，能增进驾驶的安全和舒适感。 4、作为道路养护操作的工作场地。 5、为设置路上设施提供位置。

6、对未设人行道的道路，可供行人及非机动车等使用。 7、在不损坏公路结构的前提下，也可作为埋设地下设施的位置。 8、挖方路段，可增加弯道视距。 9、精心养护的路肩可增加公路的美观。 10、

较宽的硬路肩，有的国家作为的临时专用道。

硬路肩是指进行了铺装的路肩，它可以承受汽车荷载的作用力，在混合交通的公路上便于非机动车、行人通行。在填方路段，为使路肩能汇集路面积水，在路肩边缘应设置路缘石。土路肩是指不加铺装的土质路肩，它起保护路面和路基的作用，并提供侧向余宽。

公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和。

《标准》规定土路肩宽度和路基宽度分别见表3.4.1和表3.4.2

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表3.4.1 公路路肩宽度

设计速度/（Km/h） 土路肩宽度/m 一般值 最小值 0.25 （双车道）

表3.4.2 公路路基宽度

设计速度/（Km/h） 车道数 路基宽度/m 一般值 最小值 （五）道路路拱、边沟、边坡 1.道路路拱

为了利于路面横向排水，将路面做成由向两侧倾斜的拱形，称为路拱，

其倾斜的大小一百分率表示。

路拱对排水有利但对行车不利。路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不

平稳，同时也给乘客不舒适的感觉，而且当车辆在有水或潮湿的路面上制动时还会增加侧向滑移的危险。为此，对路拱大小的采用及形状的设计应兼顾两方面的影响。对于不同类型的路面，由于其表面的平整度和透水性不同，再考虑当地的自然条件选用不同的路拱坡度，选用表3.5.1所规定的数值。

表3.5.1 路拱坡度

路面类型 沥青混凝土、水泥混凝土 其它沥青路面 半整齐块石 碎、砾石 低级路面

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20 0.50 （单车道） 20 2 6.50 - 1 4.50 路拱坡度/% 1-2 1.5-2.5 2-3 2.5-3.5 3-4 2.边沟

边沟的主要作用是排除路面及边坡处汇集的地表水，以确保路基与边坡的稳定。一般在公路路堑及高度小于边沟深度的低填方地段设置边沟深度的低填方地段设置边沟。

边沟的断面形状主要取决于排水流量的大小、公路性质、土壤情况及施工方法。一般情况下边沟在石质地段多做成三角形，而在排水量大的路段多采用梯形。 边沟的设置宜遵循如下规则： 1）底宽与深度不小于0.4m。

2）边沟纵坡一般不应小于0.5%，特殊困难路段亦不得小于0.2%；当陡坡路段沟底纵坡较大时，为防止边沟冲刷，应采取加固措施。

3）梯形边沟内侧一般为1∶1-1∶1.5，边坡外侧；路堤段边坡与内侧边坡相同，路堑段边坡与挖方边坡一致；三角形边沟内侧边坡一般为1∶2-1∶4，外侧边坡一般为1∶1-1∶2.

4）边沟长度不宜过长，一般不宜超过500m，即应选择适当地点设置出水口，多雨地区不宜超过300m的边沟。三角形边沟长度一般不宜超过200m。 3.边坡坡度

路基边坡坡度，应根据当地自然条件、岩土性质、挖填类型、边坡高度和施工方法等确定。边坡过陡，土石方量增加，雨水渗入坡体的可能性也变大。因此，选择边坡坡度是，要权衡利弊，力求合理。路堤的边坡度由边坡填料的物理性质、气候条件、边坡高度以及工程水文地质条件选定。路堤边坡坡度按表3.5.2所示。

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表3.5.2 路堤边坡坡度

填料性质 边坡的最大高度/m 边坡坡度 全部高度 上部高度 下部高度 全部高度 上部高度 下部高度 粘性土、粉性20 土、砂性土 砾石土、粗12 砂、中砂 碎（块）石土 20 不宜分化的20 石块

路堑边坡坡度，应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法等确定。一般情况下，土质（包括粗粒土）挖方边坡坡度参照表3.5.3。不般土质挖方边坡高度不宜超过30m。

表3.5.3 土质挖方边坡坡度

密实程度 <20m 胶结 密实 中密 较松 1︰0.3—1︰0.5 1︰0.5—1︰0.75 1︰0.75—1︰1.0 1︰1.0—1︰1.5 边坡高度 20—30m 1︰0.5—1︰0.75 1︰0.75—1︰1.0 1︰1.0—1︰1.5 1︰1.5—1︰1.75 12 8 8 12 ― ― 1︰1.5 1︰1.3 1︰1.7 1︰1.5 ― ― 1︰1.5 ― ― 8 12 ― 1︰1.5 1︰1.7 鸡鸣山上山公路设计为四级公路设计，对于四级公路《标准》中规定四级公路单车道时路基宽度为4.50m，其中车道宽度为3.50m，两侧土路肩宽度各为0.50m。在横断面设计中还应设置边沟，因鸡鸣山设计公路为四级公路，所以可设置边沟长度为0.5m。我们认为鸡鸣山上的土质性质是粘性土，所以在绘制标准横断面时上部高度的路堤边坡坡度为1:1.5，。在设计路基标准横断面图中要设截水沟，截水沟至土质挖方边坡的距离要设置>5m的长度。

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五、参考文献

1．《公路工程技术标准》JTG B01—2003 2．《公路路线设计规范》 JTG D20---2006 3．《公路勘测设计》 孙家驷编着 4．《道路勘测设计》5．《道路勘测设计》田平主编 杨少伟主编 28