道路设计

一、道路设计的步骤、方法 （一）纸上定线 1、拟定路线走向 在给定的地形图上根据主要控制点研究线路总体布局，分析地形、地质及地物等情况， 选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔等有利于展线的地点，拟定线路各种可能的走向。 2、试坡 当遇到纵坡的限制较严时，必须用平均纵坡i 沿各种可能的走向由上而下进行试坡，设 等高线间距为 h， 取计算等高线的平均长度a，a=h/i，用量规开度为 a （比例与地形图同） ， 在图上试坡，得出均坡线。 3、定导向线 分析均坡线，结合地形、地物及艰巨工程等情况，选择相应的中间控制，从而调整控制 点相应线路的纵坡，重新试坡，得出导向线。 4、修正导向线 参照导向线作平面试线， 注明平曲线半径，量出地形变化点桩号及标高， 绘制纵断面图。 并设计纵坡，得出各桩位概略设计标高。 5、定线 在所定向线的基础上，按规定的技术标准反复试线才能得到满意的结果。 6、纵断面设计 路线确定后，量出路中心线穿过每一等高线的标号和高程，绘制纵断面图和进行纵断面 设计。纸上定线是个反复试定的过程， 试线修改次数越多，最后所定路线的质量相对来说越 高，直至取得最佳线路方案为止，纸上定线工作才能算完成。 （二）公路平面设计 1、圆曲线半径的原则 （1）确定圆曲线半径的原则 ① 各级公路的圆曲线半径应尽量采用较大的半径，在一般情况下，宜选用大于《标准》 所规定的该级一般最小半径。 只有当地形、地物或其他条件限制时， 方可采用小于一般最小 半径，不要轻易采用极限最小半径。 ② 圆曲线半径的选定，除要与弯道本身所在位置的地形、地物条件相适应，使曲线沿理 想的位置通过外，还要考虑与弯道前后的线形标准相协调。 ③ 圆曲线半径过大也失去意义， 因此最大半径不宜超过 10000m，以利于设计与施工。 ④ 各级公路不论转角大小，均应设置曲线（包括圆曲线和缓和曲线）。 （2）确定路线导线交点转角 首先在地形图上，从起点由左向右编写转角号，即JD1、JD2、JD3 ……。确定路线导线 交点转角要用正切法。不得用量角器直接量取。 （3）考虑圆曲线半径选定的原则和转角值，确定该路段每个交点的圆曲线半径，并计算或 查曲线册设用表确定圆曲线要素。 2、将各交点处圆曲线半径与教材或规范对比，当圆曲线半径小于不设超高的圆曲线最小 半径，应在该交点处圆曲线两端设置缓和曲线，缓和曲线计算步骤如下： （1）利用教材相应公式确定缓和曲线最小长度，采用数值大者，并用整5 米倍数。 （2）利用相应公式计算切线角、缓和曲线常数p 和 q 。 （3） 利用相应公式计算有缓和曲线的单曲线的切线长Th 、 曲线长Lh 、 外距Eh 、 超距Dh 。 3、桩距采用 20 米，加桩视地形变化而定，加桩采用整米数。 （1）直线上整桩（20、40 ……）与平面线基本的量法见下图： ① 从路线起点用比例尺 （1∶2000）沿路线中线由左向右量距， 每隔 20 米处用铅笔垂直 中线方向画一小横线， 在百米处紧靠路中线上方用铅笔写上1、 2 、3 ……， 即里程 K0+100、 K0+200、K0+300 ……，一直量至第一个交点（JD1）处，如上图得交点桩号K0+283 。 ② 确定平曲线基本桩位置和桩号 用比例尺从交点 JD1 处沿导线向回量 T 或 Th ，得圆曲线或第一缓和曲线起点位置， 沿路线前进方向中线量 T 或 Th ，得圆曲线或第一缓和曲线的终点位置，沿交点JD1 的分线 向圆心方向量外距 E ，得曲线中点位置。 ③ 计算曲线基本桩桩号 按“测量学”教材圆曲线基本桩桩号计算格式计算ZY、QZ、YZ 桩号，按“公勘”教材 基本桩桩号计算格式计算ZH、HY、QZ、YH 和 HZ 桩号。 ④ 将基本桩桩号如 ZYK0+233 等用铅笔垂直中线方向标在曲线外侧（ QZ 桩号可不标 出）。 ⑤ 再以 YZ 或 HZ 为准，以同样方法向路线前进方向量取直线上整桩和平曲线上的基本 桩，直至路线终点。 （2）路线加桩。 毕业设计要求一般只设置地形加桩，在路线范围内，纵向与横向地形有显著变化处， 应钉设地形加桩。还应注意，在平曲线上地形变化处也应设加桩。 4、直线曲线及转角表和路基设计表的填写 （1）路线各交点转角、圆曲线半径、曲线要素和曲线上基本桩设置完毕后，应将上述有关 数据填写在“直线曲线及转角表”内。 它包括交点号、 交点桩号、 转角度、 曲线各部分数值、 曲线位置（桩号）、直线长度及方向角和测量断链等 22 项。该表交点号先填写起点，再填 写 JD1、JD2 ……，最后填写终点。表中直线长度L，是指两交点间的直线部分长度，其值 为相邻两平曲线起、终点桩号之差。如 JD2 平曲线终点桩号为 K0+625，JD3 平曲线起点桩 号为 K0+846 ，则 JD2 ～JD3 之间直线长度为：L=(K0+846)－(K0+625)=221m 。 （2）路线的整桩、加桩和曲线基本桩桩号随时记在草稿纸上，再填写在“路基设计表”的 栏中。 5、超高与加宽的设置 （1）超高 当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，根据公路等级、地形和圆曲线半径值，按教 材或规范规定确定曲线部分全超高值。超高缓和段或缓和曲线上整桩或加桩的超高值计算， 以绕内边轴旋转的公式计算。路拱横坡值可根据公路等级参照“路基路面工程”教材选 用。 （2）加宽 当圆曲线半径等于或小于 250m ，双车道路面设置的全加宽值先按教材公式计算。超 高缓和段或缓和曲线上整桩的加宽值计算，按教材公式计算。 （3）将超高、加宽计算值（按相应桩号）填入“路基设计表” 栏中。 6、有关平面时局保证，可在横断面设计中考虑。 （三）公路纵断面设计 纵断面设计可手绘、电脑绘制、相关道路设计软件设计出图。现以手工设计为例： 1、点绘纵断面图 在米厘方格纸上点绘出里程、桩号、直线与平曲线、地面高程和地面线，并将桥涵、 地质土壤与纵坡设计有关资料在纵断面图纸上标明。 横坐标比例尺用 1∶2000， 纵坐标采用 1∶200 。 （1）各桩号地面标高的确定 在实际设计中，各桩号的地面标高由水准测量提供，进行毕业设计时，各桩号地面高 程从地形图上相应桩号位置确定， 即该桩号位置在某相领两条等高线之间， 用内插法确定高 程，举例如下： 上图有 K1+700、K1+765、K1+800 三个桩，则其各桩高程为： ① K1+700 桩在等高线 304 和 306 之间，沿路线方向两等高线间距为 1.6cm ， K1+700 桩 距 304 为 0.42cm ，而等高距为 2m ，则 K1+700 地面高程为： 304+（2×0.42）/1.6 =304+0.525=304.525 ≈304.53 （取小数点后两位） ② K1+765 在等高线 308 和 310 之间，沿路线中线方向两等高线间距 1.1cm ， K1+765 桩 距 310 为 0.35cm ，等高距为 2m ，则 K1+765 桩地面高程为： 310+（2×0.35 ）/1.1=310+0.636 =309.364≈309.36 ③ K1+800 正好在 312 上，其高程为 312 。 （2）各桩地面高程确定后，随时填入路基设计表第 12 栏对应位置上。线各桩高程确定并