1、前言本设计的题目是青兰高速长治段-临汾段高速公路设计,此地属平原微丘地区,总里程为3059.842米。本设计是根据所给的比例(1:2000)的地形图,以长治和临汾的气候、地质、水文资料及交通土建专业课程为依据,依照交通土建专业毕业设计大纲的要求,按照道路设计的一般步骤和方法,采用最新的高速公路设计规范理论,经过老师的指导以及自己实习过程中的经验严格编写而成。在设计中参阅了道路勘测设计、道路工程技术标准、路基路面工程等专业文献。本毕业设计的主要内容包括:原始资料、路线方案的选线、定线、道路平面设计、道路纵断面设计、道路横断面设计、路基路面设计排水设计及附属设施设计。在整个设计中得到了指导教师戴成
2、元老师的悉心指导和帮助,同时也和同学们建立了团结互助的关系,共同分析、讨论、解决设计工程中所遇到的问题,让此次的毕业设计圆满的完成。此外,我在本次设计过程中除了遵循高速公路设计的规范理论外,同时力求做到技术上先进适用、费用上经济合理、施工上安全可靠,使理论与实际相结合。由于专业知识掌握水平有限,没有实际施工经验,在设计中难免有遗漏和不足之处,恳请各位老师、同学给予批评和指正。1 原始资料毕业设计题目是青兰高速 长治段-临汾段高速公路设计,地形图比例尺为1:2000,道路等级为高速公路,年平均日交通量为22000辆/日,设计车速为120km/h。本设计初始资料有地形图一幅,地形、气候等设计资料按
3、有关资料查询得到。主要设计内容包括:路线方案的拟订和比选、道路平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面设计、道路排水设计及附属结构设计。1.1 自然条件本设计路段为青兰高速长治段到临汾段得设计,地处中温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,气候温和始终,雨热同季,气候宜人。设计道路用地西部以平原为主,东部以微丘陵为主并有大量的林地、苗地以及少数的池塘。本设计沿线土质良好,沿线无不良地质现象,地质比较稳定。1.2 路线状况设计高速公路起点为K0+000.000,坐标为(562,0),终点为K3+059.842,坐标为(166,2940),路线总里程为3059.842米。路线起始位置为地形图的左侧,
4、终点为地形图的右侧。沿线左侧以平原为主,地势较平坦,中部及右侧以微丘陵为主。1.3 公路建设与周围环境及自然环境道路平面线形的选择和布置要合理,选一条技术可行,经济上合理,又能符合使用要求的线路。在定线的过程中,应尽力避开人口密集区,避免大挖大填,降低填土高度,减少占地宽度和植被的破坏,避免占用高产田,注意同农田基本建设相配合。1.4 道路设计标准通过对道路所处的地形、地貌、道路等级、交通量及设计车速的分析调查,确定该段道路为高速公路,现依据规范将设计指标列出如下:表1-1 高速公路(设计车速120km/h)各项指标表Tab.1-1 Highway (design speed 120km/h)
5、 indicators table指标名称规范值设计车速年平均日交通量圆曲线一般最小半径120Km/h 22000辆/日1000 m 圆曲线极限最小半径650 m设超高圆曲线极限最小半径,2%7500m缓和曲线最小长度100m平曲线最小长度 200m同向曲线最小长度,车速6倍 720m反向曲线最小长度,车速2倍 240m公路最大纵坡及最小纵坡3%,0.5%平曲线最大超高8%凸型竖曲线一般最小半径17000m凹型竖曲线一般最小半径6000m竖曲线最小长度100m纵坡最小长度300m缓和坡段最大纵坡3%车道宽度3.75m路拱横坡度2%中央分隔带宽度4.5m硬路肩宽度一般值3.5m土路肩宽度0.75
6、m路基宽度28.0m最大直线长度2400m停车视距210 m2 道路的选线和定线选线和定线是根据道路的使用任务、性质、公路的等级和技术标准,在起点终点之间结合地形、地质等条件,综合考虑平、纵、横等因素,在实地或纸上选出道路的中心线的位置。选线和定线是道路路线设计的重要环节,选定出的路线是否合理将直接影响到道路的质量、工程造价以及道路使用条件、安全性和使用年限。2.1 影响公路选线的因素选线要与路段内的地形、地貌相结合,对不良地质的地区、河流池塘等地区尽量选择避让,必要时可采取挖隧道、建桥等相应措施。同时,选线时要遵守道路的各种规范、标准,选出合适的线形 。本设计主要考虑的因素有:沿线的地形、地
7、质、水文、气象等自然因素的影响;要求路线技术等级(高速公路)与实际可能达到的技术标准及其对路线使用任务、性质的影响;路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、三材(钢筋、木材、水泥)用量、施工、养护等方面的影响。2.2 路线拟定与比选路线方案是根据指定的路线总方向和道路的使用任务、性质及其在道路网中的作用,综合考虑了社会、经济、生活等各方面因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向。路线方案的选择是路线设计中最根本的问题。路线方案的比选就是在路线的起、终点及中间必须经过的城镇或地点间的各种可能的路线方案中,综合考虑各方面因素,通过比选,最终选出最合理的路线方案。在老师的指导下,本设计在指定的起、终
8、点之间选择了2条路线,现对2条路线就行比选,确定合理的路线。方案一:路线横穿村庄,需要对村庄进行拆迁。穿过一个池塘,需要对土质进行改良,整条线路经过平原区较少,道路填挖量大。方案二:路线沿着村庄,整条路线避开池塘避免了土质的改良,虽然途径几处林区但是面积不是很大,整条线路前半部分经过平原区,路线相对较平缓。经过比选,最终选定方案二,为本设计的设计路线。2.3 定线定线是公路设计过程中很关键的一步。它不仅要解决工程、经济方面的问题,而且对如何使公路与周围环境相配合,以及公路本身线形的美观等问题都要在定线过程给予充分的考虑。公路定线的方法常用方法有:直接定线和纸上定线。技术较高的、地形、地物较复杂
9、的路线必须使用“纸上定线”,然后把纸上的路线敷设在地面上;“直接定线”省去了纸上定线这一步,所以只适合标准较低的路线。本设计采用了纸上定线方法。3 平面设计平面设计是道路设计的基本组成部分,是根据汽车行驶的性能,结合当地的地形条件,按照道路设计规范在平面上布置出一条通顺,舒畅的线性来设计的。3.1 平面线形设计标准平面线性的三要素为直线、圆曲线和缓和曲线,三者均需满足规范要求。本设计是计算行车速度为120km/h的高速公路。查公路工程技术标准1得到平面设计相关规范值:指标名称 规范值圆曲线一般最小半径 1000m圆曲线极限最小半径 650m不设超高最小半径 5500m停车视距 210m缓和曲线
10、最小长度 100m平曲线最小长度 200m3.2 平面的线形要素3.2.1 直线直线的最大长度,在城镇附近或其他景色有变化的地点大于20是可以接受的;在景色单调的地点,最好控制在20以内。考虑到线形的连续和驾驶的方便,相邻两曲线之间应有一定的直线长度。公路工程技术标准对平面线形设计中直线的最小长度规定为:异向曲线间的直线最小长度不小于2=240m。本设计设置的两处平曲线为反向曲线,曲线间直线长度为434.864m,满足最小直线长度的要求,设计路线段的直线最大长度为700.315m,也符合要求。3.2.2 圆曲线圆曲线的几何要素: (3-1) (3-2) (3-3) (3-4)式中:T切线长,m
11、;L曲线长,m;E外距,m;J校正数或称超距,m;R圆曲线半径,m;转角,度。 图3-1 圆曲线要素示意图Fig.3-1 Illustrates the elements circle curve3.2.3 缓和曲线在直线与圆曲线之间或半径相差较大两个转向相同圆曲线之间,设置缓和曲线。 由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶,所以要求缓和曲线有足够的长度,以使司机能从容地打方向盘,乘客感觉舒适,线形美观流畅,圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线内完成。图3-2 “基本型”平曲线Fig .3-2 Basic type level curve缓和曲线的平曲线的几何要素: (3-5) (3
12、-6) (3-7) (3-8) (3-9) (3-10) (3-11)3.2.4 停车视距停车视距是为了保证行车安全,驾驶人员能随时看到汽车前面相当远的一段路程,一旦发现前方路面有障碍物或迎面来车,能及时采取措施,避免相撞的最短距离行车视距。 标准中规定了高速公路对停车视距的要求:210m。停车视距的计算公式:式中: V汽车行驶速度; 路面与轮胎之间的附着系数; 道路阻力系数,。 现利用公式对本设计的停车视距的最危险点进行检验,查得沥青路面路面类型为潮湿的附着系数取0.4。m根据计算结果说明该路段的各点均满足停车视距要求。3.3 几何要素的计算3.3.1 交点坐标的确定及转角值的计算 已知起点
13、QD(562.000,0.000)、JD1(210.000,710.000)、JD2(484.000,1934.000)、终点ZD(166.000,2940.000)坐标增量: (3-12)交点间距: (3-13)象限角: (3-14)计算方位角A: 0 ,0 0 ,0 0 ,0 0 ,0 (3-15)转角: (3-16) 当0时,路线右偏;时,路线左偏转角起点QD与J D1之间:坐标增量: =210.000562.000=352.000=710.0000.000=710.000交点间距: =792.467象限角: = 方位角:=JD与JD之间:坐标增量: =484.000210.000=27
14、4.000 =1934.000710.000=1224.000交点间距: =1254.293象限角: =方位角: = 则转角: 1=(左转)JD与终点ZD之间:坐标增量: 166.000484.000=318.000 2940.0001934.000=1006.000交点间距: =1005.064 则终点桩号k3+059.842象限角: = 方位角: = 则转角:2= (右转)3.3.2 有缓和曲线的平曲线的几何要素计算交点JD1要素计算:圆曲线半径R=1000m 缓和曲线Ls=220m 转角1= 交点JD2要素计算: 圆曲线半径R=1000m 缓和曲线Ls=170m 转角2= 3.3.3 曲
15、线位置及直线段长度交点JD1:JD1桩号= K000.000+S1=K0+792.467 ZH点桩号=JD1T=K0+792.467464.680=K0+327.787HY点桩号=ZH+Ls=K0+327.787+220=K0+547.787YH点桩号=HY+L2Ls=K0+547.787+900.487-2220=K1+008.274HZ点桩号=YH+Ls=K1+008.274+220=K1+228.274交点JD2:JD2桩号= K0+792.467+S2J=K0+792.467 +1254.29328.873=K2+017.887ZH点桩号=JD2T=K2+017.887354.749=
16、K1+663.638HY点桩号=ZH+Ls=K1+663.638+170=K1+833.138YH点桩号=HY+L2Ls=K1+833.138+696.390-2170=K2+189.528HZ点桩号=YH+Ls=K2+189.528+170=K2+359.528起点至直缓点直线段长=K0+327.787K0+000.000=327.787m交点1的缓直点至交点2的直缓点直线段长=K1+663.138K1+228.274=434.864m交点2的缓直点至终点直线段长度=K3+059.842K2+359.528=700.314m3.3.4 逐桩坐标的计算(1) 计算公式如图3-3,设交点坐标为J
17、D(XJ,YJ),交点相邻直线的方位角分别为A1和A2。图3-3 中桩坐标计算图Fig.3-3figure of calculating middle stakes coordinates则ZH(或ZY)点坐标: (3-17) (3-18)点坐标: (3-19) (3-20)设直线上加桩里程为表示曲线起、终点里程,则前直线上任意点坐标 (3-21) (3-22)后直线上任意点坐标 (3-23) (3-22)曲线上任意点的切线横距: (3-24)式中:缓和曲线上任意点至点的曲线长缓和曲线长度1) 第一缓和曲线任意点坐标: (3-25)2) 圆曲线内任意点坐标a 由时, (3-26) 式中:圆曲线
18、内任意点至点的曲线长; HY点坐标b 由时: (3-27) 式中:圆曲线内任意点至点的曲线长;3) 第二缓和曲线内任意点坐标 (3-28)式中:第二缓和曲线内任意点至点的坐标4) 方向角计算a 缓和曲线上坐标方向角: (3-29) 转角符号,第一缓和曲线右偏为“+”,左偏为“”; 第二缓和曲线右偏为“”,左偏为“+”;式中:缓和曲线上任意点至点的曲线长;缓和曲线长度b 圆曲线上坐标方向角: (3-30)为转角符号,右偏为“+”,左偏为“”(2) 坐标计算过程 以桩号K0+100.000、K1+500.000、HY、YH为例: 已知:JD1(210.000,710.000),T=464.680m
19、,A0=1162215.7,A1=772255.2=220mZH点坐标:XZH=210.000+464.680cos(1162215.7+180)=416.403YZH=710.000+464.680sin(1162215.7+180)=293.676HZ点坐标:XHZ=210.000+464.680cos772255.2=311.509YHZ=710.000+464.680sin772255.2=1163.457K0+100.000点处于前直线上,坐标为:X=210.000+(464.680+327.787100) cos(1162215.7+180)=517.582Y=710.000+(4
20、64.680+327.787100) sin(1162215.7+180)=89.594K1+300.000点处于后直线上,坐标为:X=210.000+(464.680+13001228.274) cos772255.2=327.178Y=710.000+(464.680+13001228.274) sin772255.2=1233.451其余各桩坐标及方向角的计算具体结果见附表中的逐桩坐标表。4 纵断面设计公路路线在平面上不可能从起点至终点是一条直线,在纵断面上也不可能从起点至终点是一水平线,而是有起伏的空间线。所谓纵断面,即沿道路中线刨切然后展开。由于自然因素以及经济性的要求,路线纵断面总
21、是一条有起伏的空间线7。纵断面上有两条主要的线,一条是地面线;一条是设计线。纵断面设计的主要任务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,研究起伏空间线几何构成的大小及长度,以便达到行车安全速度、运输经济合理和乘客感觉舒适的目的。4.1 纵坡设计的原则1) 纵坡设计必须满足各项规定; 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。连续上坡或下坡路段,应避免设置反坡段;3) 纵坡设计应考虑填挖平衡,尽量使挖方运作就近路段填方,已减少借方和废
22、方,降低造价和节省用地;4) 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;4.2 纵坡及坡长的技术标准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。高速公路设计速度120Km/h的最大纵坡为3%。本设计纵坡值为0.533%和0.641%均满足要求。最小纵坡是为了使道路行车快速、安全和通畅。保证排水而确定的。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。最短坡长的限制,主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的。如果坡长过短,使变坡点增多,汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减重的变
23、化频繁,导致乘客感觉不舒服,车速越高越突出。高速公路120Km/h的最短坡长为:300m4.3 竖曲线设计要求考虑了设计道路等级和车速的要求,实际地形和沿线自然条件及构造物控制标高等因素后,得出高速公路的变坡点不应过多,结合了地形地貌的特点确定设置一个变坡点,且各坡段的纵坡坡度和坡长与设计高程均符合规范的要求是在允许范围内的。要满足竖曲线一般最小半径和最小长度的要求。在此设计中凸形竖曲线一般值:17000m;极限最小半径:11000m;凹形竖曲线一般值:6000m;极限最小半径:4000m;本设计采用的竖曲线半径为18000m。4.4 合成坡度 合成坡度计算公式为 (4-1) 式中:I合成坡度
24、(%);超高横坡度或路拱横坡度(%); 路线设计纵坡坡度(%) 本设计的超高横坡度为8%,设计路线的最大纵坡坡度为0.641%: 合成的最大纵坡坡度为:Imax=0.082+0.006412 =8.03%本设计满足要求,纵坡设计合格。4.5 竖曲线要素竖曲线要素的计算公式 :竖曲线长度L或竖曲线半径R:L=R或R= (4-2) 竖曲线切线长T: (4-3)竖曲线上任意一点竖距h: (4-4)竖曲线外距E:或 (4-5)图4-1 竖曲线要素示意图 Fig.4-1 Key element of vertical curve上述式中:坡差,%;竖曲线长度,m;竖曲线半径,m。4.6 竖曲线要素计算起
25、点高程为:30 m;变坡点高程为: 22m;终点高程为:32m。1)变坡点的里程号为K1+500.000竖曲线要素计算如下:竖曲线半径:R=12000m 故为凸形。 曲线长 切线长 外距 表4-1 纵坡及竖曲线表Tab.4-1 vertical slope and vertical curve table桩号高程/m凹凸R/mT/mE/m变坡点间距/m直线段长/m坡度/%K0+000.00024.0001500.0001352.7620.867K1+500.00037.000凹18000.000147.7240.6021559.8421412.604-0.769K3+059.84225.000
26、计算设计高程:竖曲线起点桩号=(K1+500.000)147.724=K1+352.276m竖曲线起点高程=37.000-147.742(0.867%)0.602=35.124m桩号例K1+450.000处为例横距 x1=K1+450.000-K1+352.276=97.724m竖距切线高程=37.000- (147.742-97.724) 0.00867=36.567m设计高程=36.567+0.265=36.832m其它各桩号处的设计高程计算方法同上,结果见“纵断面设计图”4.7 纵断面图的绘制纵断面采用直角坐标,以横坐标表示里程桩号,纵坐标表示高程。为了明显地反映沿着中线地面起伏形状,本
27、设计横坐标比例尺采用1:2000、纵坐标采用1:200。具体图形见纵断面图。5 横断面设计道路的横断面,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所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分割带、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。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于大比例尺地形图、航测像片、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作“路幅设计”。5.1 横断面的组成和尺寸确定5.1.1 路幅的布置类型根据标准规定,高
28、速公路应采用双幅多车道,则本设计采用双幅四车道.路幅布置如图所示:本设计路基宽度为28m。行车道宽度27.5m,车道宽度3.75m,中央分隔带宽度4.5m,其中中间带3m,左侧路缘带20.75m。土路肩20.75m,硬路肩23.5m。图5-1路幅布置Fig.5-1 Road site layout5.1.2 行车道宽度的确定及道路的加宽根据标准规定,高速公路,设计车速120km/h,单幅车道宽度3.75m,行车道总宽度15m。对于R250 m的圆曲线,加宽值非常小,可以不加宽,本设计圆曲线R=1000m均大于250m,所以可以不加宽。5.1.3 路肩的确定本设计中参照我国公路工程技术标准的有关
29、规定,在行车道外侧设置宽度为3.5米的硬路肩,硬路肩横坡度采用路面横坡度值2.0%,土路肩0.75米,为了便于排水,土路肩的坡度比硬路肩增加2.0%,采用4.0%。5.1.4 中间带的确定标准规定,中央分隔带宽度4.5m,左侧路缘带为0.75m,中间带宽度3.0m.5.1.5 路拱的确定根据规范,本设计路拱横坡度应采用2%,土路肩的排水性远低于路面,路缘带横坡采用3%。为了利于路面横向排水,将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形,称路拱。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,给乘客以不舒适的感觉。本设计为沥青混凝土路面,路面类型为沥青混凝土路面时,路拱横坡度取
30、1.0%2.0%,经过综合考虑取2.0%,硬路肩和行车道采用同一路拱坡度,软路肩采用横坡度为4.0%,以利于横向排水和行车舒适。5.2 超高本标段设计平曲线半径均小于不设置超高的曲线半径(R=5500),所以本标段曲线处必须设置超高。这样才能汽车在曲线上行驶时将离心力抵消掉,保证行车安全。为抵消车辆在曲线路段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。5.2.1 超高率的计算超高过大会使慢行的车辆产生向曲线内侧滑移的可能性,最小超高应满足道路排水性能的要求。 RA=V2127(ih(max)+) (5-1) 式中:在最大超高下大多数车辆横向力系数为0的曲
31、线半径,m;最大超高,%; V设计车速,km/h。本设计采用设计车速120km/h,第一平曲线和第二平曲线,圆曲线半径均为1000m,则ih(max) =0.04,故取ih(max)=6%5.2.2 超高过渡方式有中间带的超高过渡,有三种方式。本设计采用绕中央分隔带边缘旋转的过渡方式:绕中央分割带边缘旋转:将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转,使之各自成为独立的单向超高断面,此时中央分隔带维持原水平状态。如图(5-2):图5-2 绕中央分隔带边缘旋转的过渡方式 Fig.5-2 Edge spinning around central contract transition5.2.3 横断面上超
32、高值的计算外侧车道超高缓和段最小长度为 :Lc= B (ib+ il) / p (5-2) 式中 B 为旋转轴至右侧路缘带外侧边缘的宽度 ,即行车道宽度 + 左(右)侧路缘带宽度,m ; ib为路面超高横坡度 , % ; il为路拱横坡度 , % ; p 为外侧车道的超高渐变率 ,即旋转轴与右侧路缘带外侧边缘之间的相对坡度 (p 1/ 330) 。因为内侧车道超高缓和段的长度与外侧车道的相等 (也为 Lc) ,故内侧车道的超高渐变率为:p= B (ib - il) / Lc (5-3)图5-3横断面位置及超高示意图确定临界长度外侧车道临界断面距超高缓和段起点的距离被称为临界距离 ,用 Lk表示
33、 。内侧车道超高中不会出现临界断面 。由 Lk= B*il/ p 和式 (5-3) 可以推出 :Lk= ilLc/ (il+ ib) (5-4) 各断面超高值的计算:如下图 5-3 ,由于 断面分别处于内侧车道超高段及其过渡段上的旋转轴上 ,故断面 的超高值均为 0 。对于 断面 ,内侧车道仅增大横坡度 ,其坡向不发生变化(特殊地 ,ib= il时横坡度也不需要发生变化) 。根据规范规定 ,在超高过渡段全长范围内 ,内侧车道右路缘带外侧边缘将以均匀降低的方式进行变化 (即呈直线变化) ,其超高渐变率为 p按(5-3) 式计算 ,如图5-4所示 。图中 x 为超高缓和段上任意一点距起始断面的距离
34、 。Lc长度范围内任意一点的超高值为 :hx = - Bil- (Bib - Bil) x/ Lc= - Bil + (ib - il ) x/ Lc (5-5) 图 5-4 断面 超高示意图对于断面 ,外侧车道在超高过渡中会出现临界断面(该断面横坡度0) ,同样根据规范规定 ,在超高过渡段全长范围内 ,外侧车道右路缘带外侧边缘也将以均匀升高的方式进行超高 。如图 5-5 所示Lc长度范围内在任意一点的超高值为hx= (Lk- x) Bil/ Lk , x Lk (5-6) hx = (x - Lk) Bib/ (Lc - Lk) , x L k (5-7)图5-5断面超高示意图例:K0+62
35、0查表得p=1/160, Lc= B (ib+ il) / p =230m,横向超高ib =6.0% 所以超高渐变段起始桩号:K0+699.912-95=K0+604.912 则,临界距离:Lk= ilLc/ (il+ ib)=0.02230/(0.02+0.06)=57.5mx=620-604.912=15.088mLk=57.5m所以,hx=(Lk-x)Bi1/Lk=(57.5-15.088)120.02/57.5=0.1770m(A1)A2(11.25m):0.177011.25/12=0.167mA3(8.25m):0.17708.25/12=0.122m5.3 道路建筑界限与道路用地
36、5.3.1 道路建筑界限道路建筑界限,又称净空,是为了保证道路上各种车辆、人群的正常通行与安全,在一定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界限。1)净高本设计的净空高度为5.0m。2)净宽净宽是指在规定净高范围内应保证的宽度,它包括行车带宽度和路肩宽度。计算得到本设计的净宽为25m。修建道路和养护道路以及布量道路的各种设施都需要占用土地。这些土地的征用必须要遵守国家的有关政策办理,既要满足需要,又要充分考虑我国珍贵的土地资源,从设计和施工中都注意节约用地。5.3.2 道路用地本设计中公路用地的范围为:1) 修建公路路堤两侧排水沟外缘(无排水沟时为路堤或横坡度坡脚)以外,或路堑坡顶截水
37、沟外缘(无截水沟为坡顶)以外不少于1 m的土地为公路用地范围。在有条件的地段,汽车专用一级公路不少于3 m的土地为公路用地范围。2) 高填深挖路段,可能会因取土、弃土以及在路基的开挖填筑和养护过程中占用更多的土地,加之路基可能产生的沉陷、变形等原因,所以在这种地段应根据计算确定用地范围。3) 在风沙、雪害及特殊地质地带,应根据需要确定设置防护林,种植固沙植物,安装防沙或防雪栅栏以及设置反压护道等设施所需的用地范围。4) 行道树应种植在排水沟或截水沟外侧的公路用地范围内。有条件或根据环境保护要求种植多行林带的路段,应根据具体情况确定公路用地范围。5) 公路沿线设施及路用房屋、料场等,应在节约用地
38、的原则下,尽量利于荒山或荒坡地,并根据实际需要确定用地范围。5.4 横断面的绘制根据本设计路段的地形,每隔50m一个里程桩,画出其相应的横断面图,由于本设计路段地势很平缓,起伏变化不大,因此画出具有代表性的横断面,具体见横断面图。6 路基设计公路路基是路面的基础,其基本作用是承受由路面传递而来的荷载,确保路面强度与稳定性。在应力作用区的范围之内,其深度一般在路基顶面以下0.8m 范围以内。为了确保路基的强度和稳定性,使路基在外界因素作用下,不至于产生不允许的变形,在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施,其中有路基排水、路基防护与加固,以及与路基工程直接相关的设施。如:弃土堆、取土坑等。6.1
39、 路基的类型路基断面形式一般分为填方路基,挖方路基和半填半挖路基。挖方路基设置边沟,必要时还需设计水沟以利排水。本设计的断面型式也包括填方路基,挖方路基和半填半挖路基,并设置边沟等排水设施,加固路基稳定性。6.2 路基的宽度与高度6.2.1 路基的宽度 路基宽度为行车道路面及其两侧的路肩宽度之和,中间带,路缘石。标准规定,设计车速120km/h,双向4车道,设计宽度为28m.图6-1 路基的宽度Fig.6-1 Roadbed width6.2.2 路基的高度路基高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。而路基两侧边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。1)路基的设计标高:路基设计标高通常是路基边缘的标高,在平曲线内是设置超高及加宽前的内侧路基边缘标高。2)路基的临界标高:是指在不利季节当路基分别处于干燥,中湿或潮湿状态时,路槽底面距地下水位或地面积水水位的最小高度。可根据土质、气候因素按当地经验确定。6.3 边坡坡度公路路基的边坡坡度可用边坡高度H和边坡宽度b之比值表示,并取H=1,即用1:n(路堑)或1:m(路堤)表示坡率,称为边坡坡率。由于本设计路段的土质为粉性土,故在全路段中的填方地段的边坡采用1:1.5