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第一章 概述

1.1 道路等级的确定和技术标准

公路根据交通量及其使用功能、性质分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。 

  一级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量15000~30000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。

平原地区一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，要求设计行车速度达到100km/h；平曲线不设超高最小半径4000m,一般最小半径700m，极限最小半径400m；竖曲线最大纵坡不大于4%，坡段最小长度不小于250m，凸形竖曲线极限最小半径6500m，一般最小半径10000m，凹形竖曲线极限最小半径3000，一般最小半径4500m，竖曲线最小长度85m；路基顶宽不小于23m；设计洪水频率为百年一遇。

1.2 交通量资料

1.2.1 近期交通量

表1-1

1.2.2 交通量增长率 6%

1.3 编制依据

[1] 张雨化. 道路勘测设计[M]. 北京: 人民交通出版社,2004.

[2] 邓学钧. 路基路面工程[M]. 北京: 人民交通出版社,2005.

[3] 严家伋. 道路建筑材料[M]. 北京: 人民交通出版社.1996.

[4] JTG B01-2003. 公路工程技术标准[S].

[5] JTJ 011-1994. 公路路线设计规范[S].

[6] JTG D30-2004. 公路路基设计规范[S].

[7] JTJ 014-1997. 公路沥青路面设计规范[S].

[8] JTG D40-2002. 公路水泥混凝土路面设计规范[S].

[9] 徐家鈺, 郭忠印. 土木工程专业毕业设计指南（道路工程分册）[M]. 北京: 中国水利水电出版社.2000

第二章 选线

2.1 选线原则 

平原地区的土壤水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避；如需要穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的确定。

平原区由于地势平坦,路线受地形限制不大，但往往地物较多,因此注意：

(1)符合路线总方向前提下,在各必须避让的障碍物中穿行；      

(2)尽可能的采用较高技术指标(平面线形)； 

(3)纵断面线形应综合考虑桥涵、通道、交叉和排水等构造物，合理确定路基设计高度，以避免起伏频繁，但也不能过缓； 

(4)路线尽可能选择高地或微丘地形通过，并与桥涵、通道等配合建立有效的地面排水系统； 

(5)土石方量、填挖方尽量少些，且将路线靠近筑路原料产地；

2.2 方案比选意见 

推荐方案的优缺点：

  1.方案一（推荐方案）

优点:(1) 线形较缓和，工程造价低；     

（2） 路线较短，更便捷； 

  （3） 避开河流，对环境影响小；  

（4） 填挖方量更少，经济合理。

缺点:线形缓和，不利于排水。

2.方案二(比选路线) 

优点:（1） 线形缓和； 

（2） 纵断面平缓、均匀；

缺点:（1） 不符合最小纵坡要求；

   (2) 填挖方高度太大，工程造价相对较高；

  （3） 路线里程较长，工程量大。 

综合比较，方案一更理想经济。

第三章 平面设计

3.1 平面设计要求

道路是一条三维空间的带状实体，该实体表面的中心线为中线，道路中线的空间位置为路线。路线在平面上的投影称作路线的平面。路线中线的平面位置，是考虑社会经济、自然条件和技术标准等因素，经过平、纵、横综合设计，反复修正才能确定。

公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和缓和曲线。直线、缓和曲线、圆曲线是平面线形的主要组成要素。设计时应遵循以下原则： 

（1）平面线形应与地形，地物，景观相协调，并注意线形的连续与均衡。 

（2）直线路段应根据地形等因素合理选择，一般直线长度应控制在20v，同向曲线间的直线应不小于6v（以米计），反向曲线间的直线不小于2v（以米计）。（v是设计速度，以km/h计）。 

（3）圆曲线线形设计应尽量采取大半径，当受到限制时，可以首先取一般最小半径，避免极限半径，当时速为100km/h时一般最小半径700m。极限最小半径400m.，最大半径不超过10000m。 

（4）当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设置缓和曲线。大于等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径数值时，可不设缓和曲线，直线与圆曲线可经相连接。缓和曲线的最小长度视设计速度大小而定。当设计速度为100km/h时，缓和曲线最小值为85m。

3.2 逐桩坐标计算  

3.2.1直线上桩坐标计算  

设交点坐标为JD（、），直线的方位角为、。则ZH点坐标：

= Tcos( 180) 

= Tsin( 180)

设直线上加桩里程为L, 曲线起点里程为ZH,曲线终点里程为HZ,则前直线上任意点的坐标：

X= (T ZH–L)×cos( 180)   

Y= (T ZH–L)×sin( 180)

后直线上任意点的坐标（Lgt;HZ）： 

X= (T–ZH L)×cos   

Y= (T–ZH L)×sin

设缓和曲线的单曲线 曲线上任意点的切线横距：

x=

式中：l—缓和曲线上任意点至ZH（或HZ）点的曲线长； 

Ls—缓和曲线长度。 

1.第一缓和曲线（ZH～HY）任意点坐标

圆曲线内任意点坐标 由HY～YH时 

式中：L—圆曲线内任意点至HY点的曲线长；       

、—HY点的坐标。 

由YH～HY时

式中：L—圆曲线内任意点至YH点的曲线长。

2.第二缓和曲线（HZ～YH）内任意点坐标 

式中：L—第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。 

综合以上公式计算出本次设计的线路上各桩号的坐标，见逐桩坐标表。

3.3 缓和曲线计算

1. JD2处的桩号为K3 382.627，转角19°39' 42.7"，取R=1800m。 

（1） 计算缓和曲线长度

由旅客感觉舒适得：=0.036=0.036

由行驶时间不得短过：≥≥83.3m

取整为5m的倍数，采用缓和曲线长100m。

（2） 总切线长

（3） 曲线总长度

满足《公路路线设计规范》设计时速为100km/h时平曲线最小长度170m的要求，其中圆曲线长度为717.6957m,满足最小长度70m的要求。

（4） JD2五个基本桩号的确定如图

图中:T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，a—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点。

表3-1

超距D=2T－L=2×361.954-717.6957=6.21

故有QZ桩号算出JD桩号为QZ D／2=K3 379.521 6.21／2=K3 382.627，为原曲线的JD2的桩号符合，故验算无误。

同理JD1五个基本桩号的确定如图

表3-2

超距D=2T－L=2×269.574-520.4953=18.65

故由QZ桩号算出JD桩号为QZ D／2=K1 538.259 18.65／2=K1 547.586，为原曲线的JD1的桩号符合，故验算无误。

第四章 纵断面设计 

4.1 纵断面设计要求 

纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的总坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调，以及填挖经济、平顺。具体体现如下： 

（1） 纵断面设计应满足纵坡和竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、竖曲线最小半径及长度等）； 

（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。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。变坡点处应尽量设置大半径竖曲线； 

（3） 设计标高的确定，应结合沿线自然条件如地形、土壤、地质、水文、气候、排水等和各种构造物控制标高等因素综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅； 

（4） 纵断面的设计应与平面线形和周围自然景观相协调，即应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡，来确定纵断面的设计线； 

（5） 一般情况下纵断面设计，应考虑填挖平衡，尽量就近移挖做填，以减少借方和弃方，降低造价和节省用地，保证自然环境； 

（6） 对连接段纵坡，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； 

（7） 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。

4.2 最大纵坡

最大纵坡是公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。我国《公路工程技术标准》中规定：当设计速度为100km/h时，最大纵坡为3%。最大纵坡设计时不可轻易采用，应留有余地。

4.3 最小纵坡

根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值，设计时不可轻易采用，应留有余地，只有在受限制较严，如越岭线为争取高度、缩短路线长度或避开艰巨工程等，才有条件采用。好的设计应尽量考虑人的视觉、心理要求，使驾驶员有足够的安全感、舒适感和视觉上的美感。一般纵坡缓些为宜，但考虑路面和边沟排水，最小纵坡不应小于0.3%-0.5%。当必须设计成平坡或小于0.3%的纵坡时，设边沟路段应作纵向排水设计。

4.4 坡长的要求 

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