道路工程设计.doc

1、第一章 绪论11.1沿线工程地质概况11.2主要设计内容11.3设计指标及技术标准1第二章 路线设计32.1概述32.2一般原则与设计原理32.3选线步骤42.4平面线性设计42.5平曲线计算7第三章 纵断面设计93.1概述93.2原则及方法93.3纵断面设计计算123.4纵断面设计成果14第四章 横断面设计154.1概述154.2设计原则154.3设计步骤154.4设计综述164.5土石方的计算及处理20第五章 路基设计与防护245.1概述245.2路基设计245.3路基排水设计32第六章 挡土墙设计346.1挡土墙设计原则346.2挡土墙的横向布置346.3排水设施356.4沉降逢与伸缩缝

2、366.5挡土墙施工方法366.6挡土墙设计验算36第七章 路面设计407.1概述407.2路面结构设计原则407.3结构层组合设计原则407.4路面设计步骤407.5沥青路面结构设计417.6水泥混凝土路面设计55第八章 参考文献第一章 绪论1.1沿线工程地质概况1.1.1工程概况工程设计地点为新疆石河子，工程名称为石河子至沙湾工程，路线全长1536.320m。设计等级为二级公路，路基宽度为12m，设计车速为80km/h。1.1.2沿线地质情况拟建公路位于盆地，公路沿线地形总体比较平缓，属于平原微丘区，地势由东南向西北倾斜，自然地面坡度约为38。本段地处公路自然区划的2区，即绿洲荒漠区。海拔

3、高度在500m700m之间。1.1.3沿线气候情况该公路地处2区，项目区域地处荒漠、戈壁地带，日照充足，蒸发强烈，夏季炎热，冬季寒冷，空气干燥，昼夜温差大，春夏季多风，属典型的大陆性干旱气候。区域内年平均气温3.06.5，一月份平均气温11.718.4，七月份平均气温23.526.0，极端最低气温42.6，极端最高气温43.0，年均降水量170mm，蒸发量约2141mm，最大冻土深度136141cm。项目所在区域内日照充足，全年日照时数28413650小时，全年大风日达100天以上，主导风向为东风、东南风，瞬时最大风速可达41m/s。冬季寒冷，平均降雪量512mm。1.2主要设计内容本设计共分

4、六个阶段：（1） 开题报告：根据任务书填写开题报告，并进行设计资料的收集；（2） 路线设计：道路的选线定线，进行平面设计和纵断面设计；（3） 路基设计：路线的横断面设计以及防护工程设计；（4） 路面设计：分别设计沥青路面和水泥混凝土路面；1.3设计指标及技术标准（1）设计等级：二级公路；（2）设计速度：80km/h；（3）设计标准轴载：BZZ100；（4）桥涵设计荷载：公路级；（5）设计洪水频率：涵洞为1/50；（6）沥青混凝土路面，设计年限为12年。水泥混凝土路面，设计年限为20年。（7）道路的使用性质和交通量：主要供车辆交通使用，交通量年平均增长率为5.75%。具体交通量见表1-1，主要设

5、计指标见表1-2。表11 初始年交通量序号车型名称交通量序号车型名称交通量1小客车15097黄河JN-1503862交通SH1413298特大车日野KB2224223四平SPK6150 8469拖挂车五十铃434北京BJ1307675解放CA503916东风EQ140320表12 主要设计标准规范标准二级公路设计速度（km/h）80路基宽度（m）一般值10最小值8.5车道宽度（m）3.5路肩宽度（m）右侧硬路肩一般值0.75最小值0.25土路肩一般值0.75最小值0.25圆曲线最小半径（m）一般值200极限值125最大纵坡(%)6最小坡长（m）150最大坡长（m）3 %12004 %10005

6、 %8006 %600竖曲线最小半径（m）凸形一般值2000极限值1400凹形一般值1500极限值1000竖曲线最小长度（m）50停车视距（m）75回车视距（m）150超车视距（m）350 第二章 路线设计2.1概述路线方案是路线设计最根本的问题。路线方案是否合理，不仅关系到道路本身的工程投资和运营效益，还关系到道路的使用功能和国家的路网规划、国家的政策和国防要求等。因此，路线基本走向的选择应综合考虑公路的等级、在路网中的作用、水文、气象、地质、地形等自然条件，结合铁路、航空、水运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况等，从所有可能的方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。公路选线

7、和定线，是根据公路的性质、等级、任务和标准，在路线起终点间综合地形，地质,地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素在实地或纸上选定公路中线位置，然后进行测量和有关设计工作。路线的选定与公路线形设计有密切的关系,线形设计是对公路路线平、纵、横设计的基础，平、纵、横设计也是对其深一步细化和调整的依据，故选线定线应与几何设计相结合。2.2一般原则与设计原理2.2.1选线定线原则选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：（1）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案；（2）路线设计应在保证行车安全、舒

8、适、快捷的前提下，做到工程量小、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，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指；。（3）选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等；（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址；（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响；（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染等问题。2.2.2平面线性设计原理公路平面线性由直线、圆曲线

9、和缓和曲线组成。直线应根据路线所处的地形、地物、地貌并综合考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。但是直线的最大长度应有所限制，应结合具体情况采取相应的技术措施。不论转角大小均应设置圆曲线，但不得已而设置小于7度的转角时则必须设置足够长的求爱，当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设超高，并且用超高缓和段连接。缓和曲线长度还应大于超高过渡段的长度。超高的横坡度按公路等级、行车速度，路面类型，自然条件和车辆组成等情况确定。2.3选线步骤一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤：（1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形

10、地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向；（2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局；（3）本设计本着方便城镇出入,少占田地,尽量避免穿越池塘,尽可能利用老路,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。2.4平面线性设计2.4.1一般原则（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；（2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径；（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；（4）两反向曲线间夹有直线段时，以

11、设置不小于最小直线长度的直线段为宜；（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性；（6）应避免连续急转弯的线形。2.4.2直线长度的限制（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。我国在道路辽阔设计中参考使用外国的经验值，根据德国和日本的规定：直线的最大长度(单位m)为20(-设计速度，60km/h)即为1200m。虽然地域不同，环境不同，但一般情况下应尽量地避免追求过长地直线指标。（2）直线的最小长度为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定地直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点(缓直HZ或圆直YZ)到后一曲线起点(直缓ZH或直圆ZY)之

12、间的长度。对于同向曲线间的最小直线长度：公路路线设计规范(JTG D20-2006) (以下简称规范)规定同向曲线间地最短直线长度(单位为m)以不小于6(单位km/h)即为360m为宜。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2(单位为km/h)即120m为宜。2.4.3平曲线要素值的确定平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：（1）基本形曲线几何元素：按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直

13、线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。公路工程技术标准(JTG B01-2003)规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。这一点非常的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅。（2）有缓和曲线的圆曲线要素计算

14、公式1）在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：图2.1 按回旋曲线敷设缓和曲线 （2.1） （2.2） （2.3） （2.4） （2.5） （2.6） （2.7） （2.8）式中： 总切线长，（）；总曲线长，（）；外距，（）；校正数，（）；主曲线半径,（）；路线转角，（）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（）；缓和曲线切线增值，（）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；缓和曲线长度，（）；圆曲线长度，（）。2）主点桩号计算 （2-9） （2-10） （2-11） （2.12） （2.13） （2.14）2.5平曲线计算现以JD1为例

15、进行计算：已知：圆曲线半径R=400m，两端缓和曲线等长均为LS=100m，交点桩号JD1=K0+563.460，转角=291735。1）平曲线要素计算：2）计算曲线5个主点里程桩号：(校核无误)同理，JD2、JD3、JD4、JD5、JD6计算过程如上所示，计算结果见表2-2。表2-2 平曲线要素表交 点 号交 点桩 号交 点 转 角曲 线 要 素 表 （m）半 径切 线 长缓和曲线长曲 线总 长外 距( )R（m）T1(m)L1(m)Lh(m)E(m)T2(m)L2(m)JD0K0+000.000000JD1K0+563.460291735(Y)400154.78100304.3914.71

16、JD2K1+999.032462852(Z)548.485285.85100544.95749.26第三章 纵断面设计3.1概述沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。 纵断面设计根据地形、地质、水文、地物，综合考虑平面、横断面而设。纵断面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。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一条具有规则形状的几何线，反映

17、了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线的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限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。3.2原则及方法3.2.1二级公路纵断面设计的总原则纵断面的设计标准规定如下：（1）二级公路的最大坡度为6%，长路堑以及横向排水不畅的路段采用不小于0.3%的纵坡，当采用平坡（0%）或小于0.5%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。（2）二级公路最小坡长为150m。（3）坡长限制：纵坡坡度3%

18、，最大坡长不大于1200m；纵坡坡度4%，最大坡长不大于1000m；纵坡坡度5%，最大坡长不大于800m；纵坡坡度6%，最大坡长不大于600m；（4）满足视觉需要罪行竖曲线半径：凸形竖曲线为4000、8000m，凹形竖曲线为6000m；（5）竖曲线半径一般最小值2000，凹形竖曲线半径一般最小值1500m；（6）竖曲线最小长度为50m；（7）最大合成坡度9.0%，最小合成坡度为0.5%，平均纵坡不宜大于5.5%。合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即为流水线方向。合成坡度的计算公式为： （3-1）式中：I合成坡度，；超高横坡或路拱横坡，；路线设计纵坡坡度，。各级

19、公路最小合成纵坡不宜小于0.5。当合成纵坡小于0.5时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。纵断面的设计原则规定如下：（1）纵面线形与地形相结合,视觉成视觉连续,平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏；（2）应避免出现能看见近处很远处而看不见凹处的线形；（3）在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡；（4）微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大；（5）计算行车速度60km/h公路必须注重平纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求；（6）平纵配合的视觉应在视觉是能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性；（7）平纵面线

20、形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调；（8）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线略大于竖曲线。即所谓的“平包竖”；（9）平纵面线形组合视觉应注意线形与自然环境和景观的配合与协调；（10）在直线段内不能插入短的竖曲线。3.2.2平、纵线形设计应避免的组合（1）直线段内不能插入短的竖曲线；（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠；（3）避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短，半径小的凹形竖曲线。3.2.3纵坡设计的一般要求（1）满足“标准”中有关纵坡的规定要求；（2）纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁，并应尽量避免标准中的极限值，对一般公路，应注意考虑运输，农业机械等方面的要求； （3）应

21、综合考虑沿线的地形，地质，气候等情况，并根据需要采取适当的技术措施，并保证公路的稳定和畅通；（4）尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程数量。3.2.4纵坡设计纵坡设计方法步骤（1）准备工作海地软件自动生成路线纵断面的地面线及平面直线、平曲线的示意图，并标注每个中桩的桩号和地面标高，而设计者要做的是分析沿线土壤地质说明资料，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）标注控制点（3）试坡试坡主要是在已标出控制点的纵断面图上，根据技术标准、选线意图，并考虑各控制点和经济点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡应以控制点为依据，照顾多数经济点，试坡的要点可以归纳为

22、：“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点” 。（4）调坡调坡主要根据以下两方面进行：综合选线意图。对照技术标准或规范。（5）核对核对主要在有控制意义的特殊横断面上进行。其做法是：在纵断面图上直接由厘米格子读出相应桩号的填挖高度，将此值用“路基横断面透明模板”套在相应横断面地面线上，检查若有填挖过大、坡脚落空、挡墙过高、桥涵填土不够以及其他边坡不稳现象，则需要调整坡度线。（6）定坡结合以上原则，对路段进行实际设计，本路段最大纵坡坡度2.237%，最小纵坡坡度为-0.942%。本路段共设2个变坡点。曲线要素见表3-1。表3-1 竖曲线要素编号桩号高程(m)半径(m)切线长T(m)外距E(m)1K

23、0+560.0002000.28300047.030.372K1+130.0001994.91300047.670.383.3纵断面设计计算3.3.1设计标高计算公式坡线标高=变坡点标高+； （3-2）或坡线标高=变坡点标高-； （3-3）式中：x计算点到变坡点的距离，m；i坡线的纵坡，%；升坡段取正，降坡段取负。3.3.2竖曲线要素的计算公式图3-1 竖曲线计算竖曲线长度L或竖曲线半径R： （3-4）竖曲线切线长T： （3-5）竖曲线上任一点竖距h： （3-6）竖曲线外距E： （3-7）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； E竖曲线的外距，m； 两相邻纵坡

24、的代数差，以小数计； h竖曲线上任意点到切线的纵距； x竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离，m。3.3.3竖曲线要素计算以变坡点3为例，变坡点的里程桩号为K1+560.00，该点高程为2000.28m，相邻两坡段纵坡为=0.02193，=-0.00942，竖曲线半径R=3000m，试计算竖曲线要素以及K1+700的高程。 各变坡点竖曲线要素计算过程如下：，为凸形设计高程的计算：竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T=K0+560.00-47.025=K0+512.975竖曲线起点高程=2000.28-47.0250.02193=1999.249（m）竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T =K0+560.0

25、0+47.025=K0+607.025竖曲线终点高程=2000.28-47.0250.00942=1999.837（m）同理变坡点2、计算过程如上述所示，计算结果见表3-2。表3-2 竖曲线表变坡点变坡点高程(m)坡长(m)坡度(%)竖曲线半径R(m)切线长T外距E竖曲线起点竖曲线终点桩 号凹凸(m)(m)桩 号桩 号K0+000.0001998.00560.0002.193K0+560.002000.28300047.030.37K0+512.947K0+607.026570.0000.942K1+130.0001994.91300047.690.38K1+082.307K1+177.693

26、3.4纵断面设计成果路线纵断面图是纵断面设计的最终成果，是道路设计文件的重要组成部分。在纵断面途中，主要有以下内容：（1）里程桩号、地面高程与地面线、设计高程与设计线以及施工填挖值等；（2）设计的纵坡度和坡长；（3）竖曲线及其要素、平面上的直线及平曲线；（4）沿线桥涵及人工构造物位置、类型及孔径；第四章 横断面设计4.1概述横断面设计包括行车道、路肩、边沟边坡、截水沟等设施构成的。公路横断面组成应根据公路等级、设计速度、地形、地质等调剂来确定，以保证公路的交通安全、通行能力、路基的强度和稳定性。横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸，在实际设计中，一般是根据公路等级和交通量的

27、大小，参考公路工程技术标准3.0.11条，各级公路横断面来确定，同时结合当地交通规划和有关要求进行适当地调整。4.2设计原则公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面。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构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、边沟边坡、截水沟等设施构成的。（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。（2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度以外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害

28、防治措施。（3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。（4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。（5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。（6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。4.3设计步骤（1）根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。（2）根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽

29、度、加宽值、设计边坡度等）抄于相应桩号的断面上。（3）根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。（4）绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。（5）计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。（6）由图计算并填写路基设计表、路基土石方计算表，并进行必要的调配。标准横断面布置图如图4-1所示：图4-1 路基标准横断面图(单位：m)4.4设计综述4.4.1路拱坡度根据公路路基设计规范(JTG D30-2004)，二级公路沥青混凝土及水泥混凝土

30、路拱坡度均为12%，故取路拱坡度为2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。4.4.2路基边坡坡度设计路段以山地、丘陵为主，路堑边坡多为石质边坡，根据公路路基设计规范(JTG D30-2004)路堑边坡采用1：0.5。本设计路段路基填土为粘性土，根据公路路基设计规范(JTG D30-2004)路堤边坡，当H8m（H路基填土高度）时，路基边坡按1：1.5设计。4.4.3边沟设计查公路路基设计规范(JTG D30-2004)得边沟横断面形式采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1：11：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖

31、地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：21：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段采用梯形边沟，边坡坡度为1：1，且底宽为0.6m，深0.8m。4.4.4加宽值的计算汽车行驶在曲线上，各轮轨迹半径不同，其中以后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的舒适与安全。另外，汽车行驶在横向力较大的弯道上会有一定的横向摆动，也应增加路面的宽度。我国公路路基设计规范(JTG D30-2004)规定，平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽。双车道路面的加宽值查表可得。一般在弯道内侧圆曲线范围内设置全加宽。为了使路面和路基均匀变化，设置

32、一段从加宽值为零逐渐加宽到全加宽的过度段，称之为加宽缓和段。平曲线内无回旋线时，路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。设置回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段的长度应采用与回旋线或超高缓和段长度相同的数值，布设在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。不设回旋线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率为1：1.5且不小于10米的设置要求。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽,加宽缓和段内任意点的加宽值为： （4-1）其中： (4-2)式中：任意点距加宽缓和段起点的距离； L加宽缓和段长； b圆曲线上的全长； 加

33、宽缓和段上任一点的加宽值。本工程不需要加宽。4.4.5超高设计为抵消车辆在曲线路线上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理的设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。当汽车等速行驶时，圆曲线上所产生的离心力是常数，而在回旋线上行驶则因回旋线曲率是变化的，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适应的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。在公路工程施工中，路面的超高横坡及正常路拱横坡是不便于用坡度值来控制，而是用路中线及路基，路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制的。因此，在设计中为便于

34、施工，应计算出路线上任意位置的路基设计高程与路肩及路中线的高差。所谓超高值就是指设置超高后路中线，路面边缘及路肩边缘等计算点与路基设计高程的高差。超高示意图见图4-2所示。图4-2 超高示意图（1）超高公路路基设计规范(JTG D30-2004)规定：设计车速为80km/h的二级公路的最大超高值为7。（2）超高缓和段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下式进行计算： （4.3）式中：旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（m）； 超高坡度与路拱坡度代数差，（%）； p超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比

35、率。超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度；双车道公路绕行车道内边缘旋转超高值计算：表4.2 绕边线旋转超高值计算公式超高位置计 算 公 式注圆曲线外缘1、计算结果均为与设计高之高差2、临界断面距缓和段起点：3、x距离处的加宽值：中缘内缘过渡段外缘中缘内缘具体计算结果见表4-3。14.29 71.42表4-3 超高表交点编号交点桩号断面桩号缓和曲线超高缓和超高超高值长度(m)段长度(m)渐变率(%)JD1K0+563.460K0+463.46K0+477.45K0+492.04100.00100.001/266.65.00K0+663.460K0+649.17K0

36、+577.75100.00100.001/266.6JD2K0+999.032K0+899.032K0+919.032K0+939.032100.00100.001/190.57.00K1+099.032K1+079.032K1+019.032100.00100.001/190.54.5土石方的计算及处理4.5.1土石方数量计算用棱台法结合几何图形法算得路基填挖方数量，填挖方分别计算，填方扣除路面结构层厚度，挖方不扣除。得到每个桩号断面的填挖土石方量。根据两桩号里程差及断面面积，按平均断面法算得两桩号间的土石方数量。填挖部分分别计算，算得后填入路基土石方数量计算表,计算结果见土石方Excel表

37、。若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：V=（A1+A2）L/2 (4-4)式中：V体积，即土石方数量（）；A1、A2分别为相邻两断面的面积（）；L相邻断面之间的距离（m）。此法计算简易，较为常用，一般称之为“平均断面法”。土石方数量计算应注意的问题：（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；（3）换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量，同时还应计算填方工程量；（4）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）；（5）路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积，小桥及

38、涵洞可不予考虑。4.5.2路基土石方调配土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向：以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃上，以减少占用耕地和降低公路造价。填方土源：附近挖方利用借土挖方去向：调往附近填方弃土（一）土石方调配原则（1）就近利用，以减少运量：在半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。（2）不跨沟调运：土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运。（

39、3）高向低调运：应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。（4）经济合理性：应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些：运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影

40、响农业生产，这样，对整体来说也未必是不经济的。（5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。（6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。（二）土石方调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等，目前生产上多采用土石方计算表调配法，该法不需绘制累积曲线图与调配图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简捷，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是：（1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。（2）弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。（3）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。（4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。（5）经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同