三级水泥公路计算书

南封三级公路（水泥路面）

目 录

1 绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1 概述 ..................................................................................................................... 1 1.1.1 任务依据 ...................................................................................................... 1 1.1.2 设计标准 ...................................................................................................... 1 1.1.3 路线起讫点 .................................................................................................. 1 1.1.4 沿线自然地理概况 ...................................................................................... 1 1.2 路线 ..................................................................................................................... 1 1.3 路基设计及排水 ................................................................................................. 2 1.4 路基防护设计 ..................................................................................................... 2 1.5 路面设计 ............................................................................................................. 2 1.6 施工组织设计 ..................................................................................................... 3 1.7 本次设计项目 ..................................................................................................... 3 2.1 工程概况 ............................................................................................................. 4 2.2 沿线自然地理特征 ............................................................................................. 4 2.2.1 气象与气候 ...................................................................................................... 4 2.3 公路等级及其主要技术指标的论证和确定 ..................................................... 4 2.3.1 交通量计算 .................................................................................................. 4 2.3.2 确定道路等级 .............................................................................................. 5 2.3.3 主要技术指标的论证和确定 ...................................................................... 5 3 路线设计 .................................................................................................................. 7 3.1方案的路线比选 .................................................................................................. 7 3.1.1 公路线路走向的基本原则 .......................................................................... 7 3.1.2 本路线设计的特点 ...................................................................................... 7 3.1.3 合理考虑路线影响因素 .............................................................................. 7 3.1.4 本路线设计中值得注意的问题 .................................................................. 8 3.1.5路线方案的比选 ........................................................................................... 8 3.2 路线平面设计 ....................................................................................................11 3.2.1公路平曲线设计 ..........................................................................................11 3.2.2公路平曲线要素计算 ..................................................................................11 3.2.3 公路平曲线设计要素 ................................................................................ 14 3.2.4 平曲线内设计计算（切线支距法） ........................................................ 14

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3.3纵断面设计 ........................................................................................................ 24 3.3.1 公路纵断面地面线数据 ............................................................................ 24 3.3.2 公路竖曲线要素计算 ................................................................................ 25 3.4 横断面设计 ....................................................................................................... 37 3.4.1横断面组成 ................................................................................................. 37 3.4.2加宽设计 ..................................................................................................... 38 3.4.3超高设计 ..................................................................................................... 38 3.4.4公路路基横断面设计图 ............................................................................. 40 3.4.5 视距验算 .................................................................................................... 41 3.4.6 土石方调配方法 ........................................................................................ 41 4 路基设计 .................................................................................................................. 43 4.1 路基横断面设计 ............................................................................................... 43 4.1.1 填方路基 .................................................................................................... 43 4.1.2 挖方路基 .................................................................................................... 44 4.2 路基排水设计 ................................................................................................... 44 4.2.1 路基排水设计的一般原则为 .................................................................... 44 4.2.2 常用的路基地面排水设备 ........................................................................ 44 4.2.3 边沟 ............................................................................................................ 45 4.2.4 截水沟 ........................................................................................................ 45 4.2.5 排水沟 ........................................................................................................ 45 4.3 路基边坡防护设计 ........................................................................................... 46 4.4 排水的意义 ....................................................................................................... 47 4.5 路基稳定性验算 ............................................................................................... 47 4.5.1 路堤稳定性验算 ........................................................................................ 47 4.5.2 路堑稳定性验算 ........................................................................................ 49 5 新建水泥路面设计 .................................................................................................. 50 5.1 交通组成 ........................................................................................................... 50 5.2 轴载分析 ........................................................................................................... 50 5.2.1 轴载换算 .................................................................................................... 50 5.2.2 计算累计当量轴次 .................................................................................... 51 5.3 初拟路面结构横断面 ....................................................................................... 52 5.4 路面材料参数确定 ........................................................................................... 52 5.4.1 混凝土面层弯拉强度标准值 .................................................................... 52 5.4.2弯拉弹性模量标准值 ................................................................................. 52

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5.4.3 路基回弹模量 ............................................................................................ 52 5.4.4 垫层和基层材料回弹模量经验参考值 .................................................... 52 5.5 计算基层顶面当量回弹模量 ........................................................................... 53 5.6 确定普通混凝土面层的相对刚度半径 ........................................................... 54 5.7 计算荷载疲劳应力 ........................................................................................... 54 5.8 温度疲劳应力 ................................................................................................... 54 5.9 验算初拟厚度 ................................................................................................... 55 5.10 接缝的构造及设计 ......................................................................................... 55 6 施工组织设计 .......................................................................................................... 59 6.1 设计基本资料 ................................................................................................... 59 6.1.1 编制范围 .................................................................................................... 59 6.1.2 编制原则 .................................................................................................... 59 6.1.3 工程概况 .................................................................................................... 59 6.1.4 主要工程数量 ............................................................................................ 60 6.1.5 合同工期 .................................................................................................... 60 6.2 总体施工目标 ................................................................................................... 60 6.2.1 工期目标 .................................................................................................... 60 6.2.2 质量目标 .................................................................................................... 60 6.2.3 安全目标 .................................................................................................... 60 6.2.4 环境保护目标 ............................................................................................ 60 6.2.5 文明施工目标 ............................................................................................ 60 6.3 项目机构设置及现场管理 ............................................................................... 61 6.3.1 组织机构 .................................................................................................... 61 6.3.2 项目主要人员 ............................................................................................ 61 6.4 施工方案 ........................................................................................................... 62 6.4.1 现场清理 .................................................................................................... 62 6.4.2 土方工程 .................................................................................................... 62 6.4.3 填料选择 .................................................................................................... 62 6.4.4 用渗水性土和非渗水性土同时作填料的施工的方法 ............................ 62 6.4.5 压路机械 .................................................................................................... 63 6.5 路面基层施工 ................................................................................................... 64 6.5.1 材料的选择 ................................................................................................ 64 6.5.2 混合料组成设计 ........................................................................................ 64 6.5.3 试验路段 .................................................................................................... 65

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6.5.4 施工工艺 .................................................................................................... 65 6.5.5 施工注意事项 ............................................................................................ 66 6.5.6 质量标准 .................................................................................................... 67 6.6 水泥混凝土面层施工 ....................................................................................... 67 6.6.1 材料的选择 ................................................................................................ 67 6.6.2 混合料组成设计 ........................................................................................ 69 6.6.3 施工工艺 .................................................................................................... 70 6.6.4 施工注意事项 ............................................................................................ 71 6.6.5 质量标准 .................................................................................................... 72 6.7 施工总体部署 ................................................................................................... 73 6.7.1 工期安排 .................................................................................................... 73 6.7.2 施工进度图 ................................................................................................ 73 6.7.3 资源配制计划 ............................................................................................ 73 6.7.4 主要施工机械、仪器设备的计划 ............................................................ 74 6.8 质量管理 ........................................................................................................... 75 6.8.1 质量保证体系 ............................................................................................ 75 6.8.2 质量保证措施 ............................................................................................ 75 6.8.3 施工质量管理机构保证体系 .................................................................... 77 6.8.4 施工质量检查体系 .................................................................................... 77 6.8.5 保证工期的措施 ........................................................................................ 78 6.9 雨季施工安排及措施 ....................................................................................... 79 6.10 安全生产、文明施工 ..................................................................................... 80 结束语 .......................................................................................................................... 81 附录 .............................................................................................................................. 82 参考文献 ...................................................................................................................... 87 致谢 .............................................................................................................................. 88

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1 绪论

1.1 概述

1.1.1 任务依据

根据南阳理工学院土木工程学院土木工程专业的《毕业设计任务书》。 1.1.2 设计标准

根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为40Km/小时，路基单幅双车道，宽8.5米。 1.1.3 路线起讫点

本路段起点K0＋000.00为所给地形图坐标（E:13980 N:13990），终点K2+260为所给地形图坐标（E:14315 N:11808），全长2.260公里。 1.1.4 沿线自然地理概况

本设计道路位于河南省南阳市境内。整个地形、地貌特征为平原微丘区，地形起伏不大，最高海拔高为218.7米，最低为166.5米。

1.2 路线

本路段按三级公路标准测设，设计车速40Km/h，测设中在满足《公路路线设计规范》（JTG D20－2006）[1]及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。

路线测设里程全长2.260公里，主要技术指标采用情况如表1-1所示。

表1-1 主要技术指标

地形 公路等级 计算行车速度（km/h） 车道数 行车道宽度（m） 路基宽度（m） 圆曲线一般最小半径（m） 圆曲线极限最小半径（m） 不设超高最小半径（m）

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平原微丘 三级公路 40 2 3.5 8.5 100 60 800

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续表1-1

圆曲线间最小直线长度（m） 同向曲线 反向曲线 240 80 35 40 80 200 7 120 500 700 450 700 450 35 缓和曲线最小长度（m） 停车视距（m） 会车视距（m） 超车视距（m） 最大纵坡（%） 纵坡为6%时最小坡长（m） 纵坡为6%时最大坡长（m） 凸形竖曲线一般最小半径（m） 凸形竖曲线极限最小半径（m） 凹形竖曲线一般最小半径（m） 凹形竖曲线极限最小半径（m） 竖曲线长度最小值（m） 1.3 路基设计及排水

路基应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。

1.4 路基防护设计

在路基设计中，根据沿线岩土性质、构造特征、裂隙发育程度及水文地质条件等因素进行边坡设计。

1.5 路面设计

路面设计原始资料：

新建公路沿线土质均为砂粘土；公路等级：平原微丘区三级公路；设计年限：12年；全交通段预测交通量年平均增长率：6.5%。

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路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载进行设计。 路面设计项目： 路面设计、路基验算。

1.6 施工组织设计

工程概况、施工方法、施工技术及工艺、各项技术组织措施、施工现场总平面图。

1.7 本次设计项目

确定道路技术等级和技术标准 纸上定线 平面定线设计 路线纵断面设计 路线横断面设计 路基设计及排水 路基防护设计

水泥混凝土路面设计 施工组织设计

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2 设计资料与技术指标

2.1 工程概况

本设计拟建南封三级公路，平原微丘区三级公路，采用40km/h，路基宽8.5米，全长2.260公里，从K0+000～K2+260。该项目不仅是南阳市与高速公路的连接线，而且也是南阳市城区规划的一条重要的交通干线，同时对拉大城市框架，发展城市外围新区，完善南阳城市功能有着重要的作用。

2.2 沿线自然地理特征

本项目主要分布在河南省南阳盆地内，以广阔的平原为主，也包括一些波状起伏的小坡地，岩石组成多为河湖沉积岩。

2.2.1 气象与气候

南阳地处亚热带向暖温带的过渡地带，属典型的大陆性季风气候，阳光充足，热量丰富，雨量充沛，四季分明，历年平均气温14.4～15.71℃，平均降水量701.8～1158mm之间。

2.3 公路等级及其主要技术指标的论证和确定

2.3.1 交通量计算

设计路线位于河南地区，为平原微丘区。根据调查的交通资料可计算出设计年限的远景交通量，计算如表2-1所示：

表2-1 交通组成

汽车车型 解放CA10B 解放CA390 东风EQ140 黄河JN150 黄河JN253 长征XD980 日野ZM440 日野KB222 太拖拉138 前轴重（kN） 19.40 35.00 23.70 49.00 55.00 37.10 60.00 50.20 51.40 后轴重（kN） 60.85 70.15 69.20 101.60 2×66.00 2×72.65 2×100.00 104.30 2×80.00 后轴数（kN） 1 1 1 1 2 2 2 1 2 4

后轴轮组数 双 双 双 双 双 双 双 双 双 后轴距（cm） 大于300 122.0 127.0 132.0 交通量 （辆/日） 458 713 782 402 259 140 149 159 123

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2.3.2 确定道路等级

由设计任务书知，南封公路为平原微丘区三级公路。 2.3.3 主要技术指标的论证和确定

技术标准是根据一定数量的车辆，在道路上以一定的计算行车速度行驶时，对路线和各项工程的设计要求，把这些要求列成指标，并用标准规定下来。

1.计算行车速度

河南省南西公路所经地区为平原微丘区，该路设计为三级公路，根据现行的路线设计规范，结合地区的经济、旅游、交通的发展，以及考虑到该路线的进一步升级，故选用行车速度:V=40km/h。

2.平曲线最小长度

《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）[3]规定三级公路最小缓和曲线长度为50m，故平曲线最小长度：Lmin=2Ls=2×35=70m。

3.缓和曲线最小长度

采用的缓和曲线长度应该取上述计算中的最大值（一般取5的整数倍），《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）[3]规定如2-2表所示：

表2-2 缓和曲线最小长度

设计车速（km/h） 最小缓和曲线长（m） 120 100 80 60 50 40 30 20 100 85 70 50 45 35 25 20 4.车道宽度

由《公路路线设计规范》（JTG D20－2006）[1]可知当设计车速为40km/h时，单车道宽度为3.5m，路基一般宽度为8.5m。

5.指标的确定

三级公路整体式断面其各部分宽度应符合如2-3表

表2-3 横断面指标

名称 土路肩宽度 硬路肩宽度 一般值（m） 0.75 0.75 最小值(m) 0.75 0.75 6.路基宽度

路基宽度（m）：一般值：8.5m。

（1）各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加（减）速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。

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（2）确定路基宽度时，右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同项相加。

7.会车视距：由《公路路线设计规范》（JTG D20－2006）[1]可知80m。 8.圆曲线最小半径（m）

由《公路路线设计规范》（JTG D20－2006） [1]可知一般值：100 极限值：60 不设超高最小半径：800。

（注：直线与小于上面所列不设超高的圆曲线最小半径相衔接处应设置回旋线。回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求选用较大的数值。）

9.最大纵坡：由《公路路线设计规范》（JTG D20－2006） [1]可知最大纵坡7%。 越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200～500m时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%，且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。

10.竖曲线最小半径和最小长度如2-4表

凸形竖曲线半径（m） 凹形竖曲线半径（m） 竖曲线长度（m） 一般值 极限值 一般值 极限值 最小值 表2-4 竖曲线指标

700 450 700 450 90 （1）最大纵坡

三级公路V=40km/h. 故最大纵坡取7%。 （2）最小纵坡

为了保证挖方路段，设置边沟的低填方路段和横向排水不畅通路段的排水，以防止积水渗入路基而影响路基稳定性，采用不小于0.3%的纵坡。

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3 路线设计

3.1方案的路线比选

道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。但影响选线的因素有很多, 这些因素有的互相矛盾, 有的又相互制约, 各因素在不同的场合重要程度也不相同, 不可能一次就找出理想方案来, 所以最有效的方法就是进行反复比选来确定最佳路线。路线方案是路线设计最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率。更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有作用，即是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。选线工作包括从路线方案选择﹑路线布局到具体定出路线线形的全过程。根据路线需要经过1：2000比例的地形图来确定路线方案。综合考虑精心比较，得出安全、经济、合理的路线方案。 3.1.1 公路线路走向的基本原则

根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:

1.南阳地区公路作为旅游资源开发的主干线,其走向既要符合旅游开发发展总体规划,又要与沿乡镇规划紧密结合,合理衔接。

2.避让村镇、干渠及高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物。 3.新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统。 4.坚持技术标准,尽可能缩短行车里程。 5.宜曲则曲，宜直则直。 3.1.2 本路线设计的特点

该路段的设计车速较大，所以平面设计时尽量争取较高的线形指标，视觉效果上尽量满足同向曲线最小直线段长6v, 反向曲线最小直线段长2v。在无法满足这一要求处将两曲线进行S型相接。 3.1.3 合理考虑路线影响因素

1.本设计是修筑一条三级公路, 故路线要避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点, 做到“靠村不进村, 利民不扰民”, 既服务方便运输又保证安全。

2.路线要尽量避开重要的电力、电讯设施。

3.处理好路线与桥位的关系，通常桥涵的位置要服从路线的走向。 4.注意土壤水文条件。 5.正确处理新、旧路的关系。 6.尽量靠近建筑材料产地。

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南封三级公路（水泥路面）

3.1.4 本路线设计中值得注意的问题

1.在争取较高线形指标的时候，手笔较大，一定程度上延长了路线的长度，增加了工程造价。

2.在平原微丘区，综合考虑了地下水、地表积水的影响，拉坡时，一般保证填土高度在1m以上，以保证路基稳定，但一些地方考虑到工程量不太大以及填挖均衡，出现一些矮路堤。

在绝大部分路段，由于没有农田也没有陡峻山岭的影响，本路线大部分采用了利用原有小径的方法，利用原路已有的挖方来降低工程量。同时保证平面线形指标。但由于资料不全，实际读取地面线高程时，仍假设为未挖方过的地面，实际工程量应比计算的工程量小。由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面设计的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，研究并拟定起伏空间线几何构成的大小及长度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。 3.1.5路线方案的比选

根据以上原则，拟定出两条路线走向方案,并对两条路线方案进行利弊分析，比较分析结果，推荐最优方案。现将影响路线方案优劣的主要经济技术指标列表如下所示，以进行路线方案的比选。 圆曲线的内移值

?R?LS24RLs2R2?LS2688R34?0.867m （3-1）

缓和曲线角

??=??11.937? （3-2）

缓和曲线切线增值

q?LS2?LS240R33?24.964m （3-3）

总切线长

Th?(R??R)tan?2?q?93.347m （3-4）

平曲线长度

Lh?R(??2?)??180?2LS?173.568m （3-5）

超距

Dh?2Th?Lh?13.126m （3-6）

1.方案一

（1） JD1：对平曲线，量得其转角为30°，假设其为带有缓和曲线的圆曲线，缓和曲线长度Ls=80m，圆曲线的半径R=350m。

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南封三级公路（水泥路面）

① 缓和曲线的内移值

LS24R2?R??LS2384R34?0.762m

② 总切线长Th

q?LS2?LS240R23?39.983m

T?(R??R)tan③ 曲线总长度Lh

?0?90LS?2?q?133.969m

?R?6.550

L?(??2?)?180R?2LS?263.184mLY?L?2LS?103.184m

故Ls：Ly：Ls在1:1:1于1:2:1之间。符合要求。

（2） JD2：对平曲线，量得其转角为28°，假设其为带有缓和曲线的圆曲线，缓和曲线长度L=80m，圆曲线的半径R=350m。

① 缓和曲线的内移值

?R?LS24R2?LS2688R34?0.762m

② 总切线长

q?Th

?LS240R23LS2?39.998m

T?(R??R)tan2??q?127.4m53③ 曲线总长度Lh

?0?90LS?6.5510?R

L?(??2?)?180R?2LS?250.973m9

南封三级公路（水泥路面）

LY?L?2LS?90.973m

故Ls：Ly：Ls=1：1：1 与1：2：1。符合要求。 延长系数为1.06，满足规范要求。 2.方案二

（1） JD1’：对平曲线，量得其转角为52°，假设其为带有缓和曲线的圆曲线，缓和曲线长度Ls=50m，圆曲线的半径R=120m。

① 缓和曲线的内移值

LS24R2?R??LS2688R34?0.867m

② 总切线长T

q?LS2?LS240R23?24..964m

T?(R??R)tan③ 曲线总长度Lh

?0?90LS?2?q?84.569m

?R?11.9370

L?(??2?)?180R?2LS?159.954mLY?L?2LS?59.954m

故Ls：Ly：Ls=1：1：1 与1：2：1。符合要求。

（2） JD2’：对平曲线，量得其转角为55°。假设其设计为有缓和曲线的圆曲线，缓和曲线长度Ls=50m，圆曲线的半径R=120m。

① 缓和曲线的内移值

?R?LS24R2?LS2688R34?0.867m

② 总切线长Th

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南封三级公路（水泥路面）

q?LS2?LS240R23?24.964m

T?(R??R)tan③ 曲线总长度Lh

?0?90LS?2?q?87.883m

?R?11.9430

L?(??2?)?180R?2LS?165.132mLY?L?2LS?65.132m

故Ls；Ly：Ls?1： 1：1与1：：21之间。延长系数：2346.294/2220.790=1.10 满足规范要求。 3.方案比选如3-1表所示：

指标 路线长度 路线延长系数 转角数 转角平均读数 最小半径及 相应个数 线形优劣 比较结果 单位 M 个 M 个 表3-1 方案指标比较

方案一 2260 1.06 2 29° 350 2 优秀 方案二 2420 1.10 2 53.5° 120 1 良好 方案一优于方案二（推荐方案一） 根据以上的主要技术指标，方案一优于方案二，并且方案一线形合理，起伏不大，故方案一优于方案二。因此最终选择方案一。

3.2 路线平面设计

3.2.1公路平曲线设计

选择方案一，则从起点到终点之间有2个转角，交点分别为JD1和JD2。在两个交点处分别设计一个带有缓和曲线的圆曲线，进行设计。 3.2.2公路平曲线要素计算

A: N13990 E13980 JD1: N13214 E13954

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JD2: N12526 E14308 B: N11808 E14315 象限角 ??arctanA～JD1段方位角

?1?arctanDYDX?arctanY2?Y1X2?X1?1.467?第二象限 DYDXY?Y1 （3-7） ?arctan2X2?X1方位角为178.524°。 JD1～JD2段方位角 象限角 ?2?arctan方位角为155.868° JD2～B段方位角 象限角 ?3?arctan方位角为185.857°。

??2.65 6转角 ?1??2??1?2 左转

DYDX?arctanY2?Y1X2?X1?24.132?第二象限

DYDX?arctanY2?Y1X2?X1?84.143?第二象限

?2??3??2?29.989 右转

?（1）JD1平曲线要素计算

α=30° R=350m Ls=80m

缓和曲线的内移值

?R?LS24R2?LS2688R34?0.762m

总切线长Th

q?LS2?LS240R23?39.983m

Th?(R??R)tan曲线总长度Lh

?0?90LS?2?q?133.969m

?R?6.550 R?2LS?263.184mLh?(??2?)?180

超距

12

南封三级公路（水泥路面）

Dh?2Th?Lh=4.754m 外距

E?(R?ΔR)sec?R?13.1 3m52αLs1：Ly：Ls2=1：1.18：1，满足要求

（2）JD2平曲线要素计算 α=28° R=350m Ls=80m

缓和曲线的内移值

?R?LS24R2?LS2688R34?0.762m

总切线长Th

q?LS2?LS240R23?39.998m

Th?(R??R)tan 曲线总长度Lh

?0?90LS?6.551?2?q?127.453m

0?R

Lh?(??2?)?180R?2LS?250.973mLY?Lh?2LS?90.973m

超距

D = 2T - L=3.933m 外距

)sec?R?11.5 0m0 E?(R?ΔR2α故Ls：Ly：Ls=1：1：1 与1：2：1。 （3）平曲线主点桩号计算

表3-2 主点桩号计算

JD1 -) Th ZH K0+770 - 133.969 K0+636.031

13

南封三级公路（水泥路面）

续表3-2

+) Ls HY +) Ly YH +) Ls HZ + 80 K0+716.031 + 103.184 K0+819.215 + 80 K0+899.215 -) Lh /2 － 263.184/2 QZ K0+767.623 校正JD1=QZ+Dh/2=K0+770 校正无误 表3-3 主点桩号计算

JD2 K1+520 -) Th - 127.453 ZH K1+392.547 +) Ls + 80 HY K1+472.547 +) Ly + 90.973 YH K1+563.52 +) Ls + 80 HZ K1+643.52 -) Lh /2 －250.973/2 QZ K1+518.0335

校正：JD2=QZ+Dh/2=K1+520 校正无误 3.2.3 公路平曲线设计要素

直线、曲线及转角表见附表1 3.2.4 平曲线内设计计算（切线支距法）

1.带缓和曲线的平曲线 缓和曲线部分

X?l?l540R2l2s Y?l3

6Rls 式中：

l------为任意点弧长（距ZH或者HZ点）

R------为圆曲线的半径

14

3-8）3-9）（

（

南封三级公路（水泥路面）

ls------为缓和曲线的长度

圆曲线部分：

X?q?Rsin? （3-10） Y??R?R(1?cos?) （3-11）

??l1R?180?

???0 （3-12）

L1------圆曲线上任意点到HY或者YH点的弧长

?-----圆曲线所对应的圆心角

R------圆曲线的半径 q------缓和曲线切线增值

?R----圆曲线内移值

?o----终点缓和曲线角

2.不带缓和曲线的平曲线 圆曲线部分：

? （3-13） X?RsinY?R(1?cos?)

（3-14）

??l1R?180?? （3-15）

3.计算过程如下：

对于JD1：以圆曲线起点ZH点或HZ点为坐标原点，以切线为X轴，以切线垂线为Y轴。利用曲线上各点坐标（X,Y）测设曲线。

ZH点桩号：K0+636.031 HZ点桩号：K0+899.215 QZ点桩号：K0+767.623 R=350m 缓和曲线部分：

桩号K0+636.031时，l=0m （以ZH点为原点）

X?l?l522S40RL?0m

15

南封三级公路（水泥路面）

Y?l36RLS?0m

桩号K0+640时，l=3.969m （以ZH点为原点）

X?l?l522S40RL?3.968m

Y?l36RLS?0m

桩号K0+660时，l=23.969m （以ZH点为原点）

X?l?l52240RLS?23.96875m

Y?l36RLS?0.0819m

桩号K0+680时，l=43.969m （以ZH点为原点）

X?l?l52240RLS?43.963m

Y?l36RLS?0.5059m

桩号K0+700时，l=63.969m （以ZH点为原点）

X?l?l522S40RL?63.934m

Y?l36RLS?1.558m

HY点桩号K0+716.031时，l=80m （以ZH点为原点）

X?l?l52240RLS?79.954m

Y?l36RLS?3.357m

圆曲线部分：

桩号K0+720时，l1=83.969m （以ZH点为原点）

16

南封三级公路（水泥路面）

?m?l?ls180R???0?7.20

X?q?Rsin?m?83.849mY??R?R(1?cos?m)?3.522m桩号K0+740时，l1=103.969m （以ZH点为原点）

?m?l?ls180R??0?10.470?

X?q?Rsin?m?103.619mY??R?R(1?cos?m)?6.596m桩号K0+760时，l1=123.969m （以ZH点为原点）

?m?l?ls180R??0?13.750?

X?q?Rsin?m?123.181mY??R?R(1?cos?m)?10.795mQZ点桩号K0+767.623时，l1=131.592m （以ZH点为原点）

?m?l?ls180R??0?150?

X?q?Rsin?m?130.569mY??R?R(1?cos?m)?12.688m桩号K0+780时，l1=119.215m （以HZ点为原点）

?m?l?ls180R??0?12.9720?

X?q?Rsin?m?118.554m

17

Y??R?R(1?cos?m)?9.696m

南封三级公路（水泥路面）

桩号K0+800时，l1=99.215m （以HZ点为原点）

?m?l?ls180R??0?9.6970?

X?q?Rsin?m?98.937m

Y??R?R(1?cos?m)?5.76m缓和曲线部分：

YH点桩号K0+819.215时，l=80m （以HZ点为原点）

X?l?l52240RLS?79.954m

Y?l36RLS?2.977m

桩号K0+820时，l=79.215m （以HZ点为原点）

X?l?l52240RLS?79.11554m

Y?l36RLS?2.948m

桩号K0+840时，l=59.215m （以HZ点为原点）

X?l?l522S40RLl3?59.19178m

Y?6RLS?1.234m

桩号K0+860时，l=39.215m （以HZ点为原点）

X?l?l52240RLSl3?39.212m

Y?6RLS?0.358m

桩号K0+880时，l=19.215m （以HZ点为原点）

X?l?l522S40RL?19.215m

18

南封三级公路（水泥路面）

Y?l36RL?0.042mS

HZ点桩号K0+899.215时，l=0m （以HZ点为原点）

X?l?l540R2L2?0mS

Y?l36RL?0mS

对于JD2：以缓和曲线起点ZH点或HZ点为坐标原点，以切线为X轴，以切线垂线为Y轴。利用缓和曲线上各点坐标（X,Y）测设曲线。

ZH点桩号：K1+392.547 HY点桩号：K1+472.547 YH点桩号：K1+563.52 HZ点桩号：K1+643.52 QZ点桩号：K1+518.034 R=350m ls=80m 缓和曲线部分：

桩号K1+392.547时，l=0m （以ZH点为原点）

5X?l?l40R2L2?0mS

Y?l36RL?0mS

桩号K1+400时，l=7.453 （以ZH点为原点）

X?l?l540R2L2?7.453mS

3Y?l6RL?0.0025mS

桩号K1+420时，l=27.453m （以ZH点为原点）

X?l?l540R2L2?27.4525mS

3Y?l6RL?0.1231mS

桩号K1+440时，l=47.453m （以ZH点为原点）

19

南封三级公路（水泥路面）

X?l?l522S40RL?47.445m

Y?l36RLS?0.636m

桩号K1+460时，l=67.453m （以ZH点为原点）

X?l?l52240RLS?67.408m

Y?l36RLS?1.827m

HY点桩号K1+472.547时，l=80m （以ZH点为原点）

X?l?l522S40RL?79.907m

Y?l36RLS?3.048m

圆曲线部分：

桩号K1+480时，l1=87.453m （以ZH点为原点）

?m?l?ls180R??0?7.743??

X?q?Rsin?m?87.143m

Y??R?R(1?cos?m)?3.954m桩号K1+500时，l1=107.453m （以ZH点为原点）

?m?l?ls180R??0?11.0470?

X?q?Rsin?m?107.0443mY??R?R(1?cos?m)?7.247mQZ点桩号K1+518.0335时，l1=125.4865m （以HZ点为原点）

20

南封三级公路（水泥路面）

?m?l?ls180R???0?140

X?q?Rsin?m?124.6558mY??R?R(1?cos?m)?11.159m桩号K1+520时，l1=123.52m （以HZ点为原点）

?m?l?ls180R??0?13.6770?

X?q?Rsin?m?122.754m

Y??R?R(1?cos?m)?10.688m桩号K1+540时，l1=103.52m （以HZ点为原点）

?m?l?ls180R??0?10.4020?

X?q?Rsin?m?103.178m

Y??R?R(1?cos?m)?6.515m桩号K1+560时，1=83.52m （以HZ点为原点）

?m?l?ls180R??0?7.1260l?

X?q?Rsin?m?83.40m

Y??R?R(1?cos?m)?3.466m缓和曲线部分：

YH点桩号K1+563.52时，l=80m （以HZ点为原点）

X?l?l52240RLS?79.895m

Y?l36RLS?3.047m

21

南封三级公路（水泥路面）

K1+580时，l=63.52m （以HZ点为原点）

X?l?l522S40RL?63.487m

Y?l36RLS?1.526m

桩号K1+600时，l=43.52m （以HZ点为原点）

X?l?l522S40RL?43.515m

Y?l36RLS?0.49m

桩号K1+620时，l=23.52m （以HZ点为原点）

X?l?l522S40RL3?23.519m

Y?l6RLS?0.077m

桩号K1+640时，l=3.52m （以HZ点为原点）

X?l?l52240RLS?3.52m

Y?l36RLS?0.0003m

桩号K1+643.52时，l=0m （以HZ点为原点）

X?l?l522S40RL?0m

Y?l36RLS?0m

现将计算结果填在3-4表所示：

22

南封三级公路（水泥路面）

表3-4平曲线设计

桩号 L(m) 缓和曲线 X（m） ZHK0+636.031 KO+640 K0+660 K0+680 KO+700 HYKO+716.031 K0+720 K0+740 K0+760 QZK0+767.623 K0+780 K0+800 YHK0+819.215 K0+820 K0+840 K0+860 K0+880 HZK0+899.215 ZHK1+392.547 K1+400 K1+420 K1+440 K1+460 HYK1+472.547 K1+480 K1+500 0 3.969 23.969 43.969 63.969 80.000 83.969 103.969 123.969 131.592 119.215 99.215 80.00 79.215 59.215 39.215 19.215 0 0 7.453 27.453 47.453 67.453 80 87.453 107.453 0 3.968 23.968 43.963 63.935 79.954 79.954 79.1155 59.192 39.212 19.215 0 0 7.453 27.4525 47.445 67.408 79.907 Y（m） 0 0 0.0819 0.5059 1.558 3.357 2.977 2.948 1.234 0.3589 0.0422 0 0 0.0025 0.123 0.636 1.827 3.048 计算切线支距 圆曲线 ??（） X（m） 83.848 103.619 123.181 130.569 118.554 98.937 87.143 107.0443 Y（m） 3.522 6.596 10.795 12.688 9.696 5.76 3.954 7.247 7.2 10.47 13.75 15 12.972 9.697 7.743 11.046

23

南封三级公路（水泥路面）

续表3-4 QZK1+518.0335 K1+520 K1+540 K1+560 YHK1+563.52 K1+580 K1+600 K1+620 K1+640 HZK1+643.52 125.4865 123.52 103.52 83.52 80 63.52 43.52 23.52 3.52 0 79.895 63.487 43.515 23.519 3.52 0 3.047 1.526 0.49 0.077 0.00026 0 14 13.677 10.402 7.126 124.6558 122.745 103.178 83.40 11.159 10.688 6.515 3.466 3.3纵断面设计

3.3.1 公路纵断面地面线数据

桩号 K0+000 K0+050 K0+100 K0+150 K0+200 K0+250 K0+300 K0+350 K0+400 K0+450 K0+500 高程 193.7 193.4 194.2 192.2 196.3 193.5 194 194.2 189.5 185.2 182.2 桩号 K0+860 K0+880 K0+760 K0+780 K0+800 K0+819.215 K0+820 K0+840 K0+860 K0+880 K0+899.215 表3-5 纵断面地面线数据 高程 192.50 189.45 173.5 173.5 175.3 177.1 177.05 177.42 177.43 177.46 桩号 K1+450 K1+500 K1+392.547 K1+400 K1+420 K1+440 K1+460 K1+472.547 K1+480 K1+500 高程 191.25 191.50 179.5 179.51 182.2 183.8 185.8 187.2 187.5 187.5 187.4 桩号 K1+850 K1+900 K1+700 K1+750 K1+800 K1+850 K1+900 K1+950 K2+0 K2+50 K2+100 高程 192.33 184.66 166.4 169.4 169.5 171.8 174.3 177.5 181.2 180.3 176.4 177.47 K1+518.0335

24

南封三级公路（水泥路面）

续表3-5 K0+550 K0+600 K0+636.031 K0+640 K0+660 K0+680 K0+700 K0+716.031 K0+720 K0+740 181.9 181.5 180.6 180.5 179.7 178.5 178.1 176.5 176.4 174.5 K0+900 K0+950 K1+0 K1+50 K1+100 K1+150 K1+200 K1+250 K1+300 K1+350 177.47 175.73 174.4 177.15 188.31 199.5 208.12 204.01 196.4 184.03 K1+520 K1+540 K1+560 K1+563.52 K1+580 K1+600 K1+620 K1+640 K1+643.52 K1+650 186.8 183.3 179.3 179.1 177.2 173.9 172.2 169.3 169.2 168.5 K2+150 K2+200 K2+250 K2+260 171.1 171.6 178.1 178.2 3.3.2 公路竖曲线要素计算

1. 变坡点1处：取R=5000m, i1=-2.05%，i2 =4.76%，则ω=i2-i1=6.81%为凹型曲线。

曲线长 L=Rω=340.5m 切线长 T=L/2=170.25m 外距 E=T/2R=2.896

考虑平曲线和圆曲线长度，QZ桩号为K0+767.623，符合“平包竖”。 竖曲线起点桩号:K0+643.5， 终点桩号:K0+916.5。 起点桩号：K0+643.5： 横距L=0

竖距：h?l222R?0m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?166.46m设计高程：H?H1?h?166.406m

桩号K0+660处

横距 l=16.5m

25

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?0.0275m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?167.529m切线高程：H?H1?h?167.556m

当桩号K0+680处：

横距 l=36.5m

竖距 h?l22R=0.133m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?168.892m设计高程H?H1?h?169.025m

桩号K0+700处：

横距 l=56.5m

竖距 h?l22R=0.319m

切线高程H1?H0?(T?l)?i?170.25m切线高程H?H1?h?170.57m

桩号K0+716.031处：

横距 l?73.531m

竖距 h?l22R?0.526m

切线高程:H1?H0?(T?l)?i?171.345m设计高程：H?H1?h?171.871m

桩号K0+720处：

横距 l?76.5m

26

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?0.585m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?171.615m切线高程H?H1?h?172.200m

桩号K0+740:处：

横距 l=96.5m

竖距 h?l22R=0.931m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?172.200m设计高程：H?H1?h?173.809m

桩号K0+760处：

横距 l?116.5m

竖距 h?l22R?1.357m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?174.339m设计高程：H?H1?h?175.69m

桩号K0+767.623处：

横距 l?124.123m

竖距 h?l22R?1.54m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?174.85m设计高程：H?H1?h?176.339m

桩号K0+780处：

横距 l?136.5m

27

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?1.863m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?175.701m设计高程H?H1?h?177.56

桩号K0+800处：

横距 l=156.5m

竖距 h?l22R?2.449m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?177.06m设计高程：H?H1?h?179.513m

桩号K0+819.215处：

横距 l?175.715m

竖距 h?l22R?3.087m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?178.37m设计高程H?H1?h?181.45m

桩号K0+820处：

横距 l?176.5m

竖距 h?l22R?3.115m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?178.425m设计高程：H?H1?h?181.540m

桩号K0+840处：

横距 l?196.5m

28

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?3.86m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?179.78m设计高程：H?H1?h?183.64m

桩号K0+860处：

横距 l?216.5m

竖距 h?l22R?4.687m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?181.14m设计高程H?H1?h?185.836m

桩号K0+880处：

横距 l?236.5m

竖距 h?l22R=5.593m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?182.51m设计高程H?H1?h?188.10m

桩号K0+899.215处：

横距 l?255.715m

竖距 h?l22R?6.54m

切线高程H1?H0?(T?l)?i?183.82m切线高程H?H1?h?190.36

桩号K0+900处：

横距 l?256.5m

29

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?6.57m

切线高程H1?H0?(T?l)?i?183.87m切线高程：H?H1?h?190.45m

桩号K0+916.5处：

横距 l?273m

竖距 h?l22R?7.45m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?184.99m设计高程：H?H1?h?192.45m

2.变坡点2处的曲线要素确定：

取R=3000m, i3=-5.62%，则ω=i3-i2=-10.38%，为凸型曲线。 曲线长 L=Rω=311.4m 切线长 T=L/2=155.7m 外距 E=T/2R=4.04m 竖曲线起点桩号:K1+44.3 竖曲线终点桩号:K1+355.7 桩号K1+44.3处：

横距 l?0m

2竖距 h?l22R?0m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?190.68m设计高程：H?H1?h?190.68m

桩号K1+50处：

横距 l?5.7m

竖距 h?l22R?0.005m

30

南封三级公路（水泥路面）

切线高程:H1?H0?(T?l)?i?190.95m

设计高程：H?H1?h?190.94m

桩号K1+100处：

横距 l?55.7m

竖距 h?l22R=0.517m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?193.3m设计高程：H?H1?h?192.78m

桩号K1+150处：

横距 l?105.7m

竖距 h?l22R?1.86m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?195.65m设计高程：H?H1?h?193.79m

桩号K1+200处：

横距 l?155.7m

竖距 h?l22R?4.04m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?198m设计高程：H?H1?h?193.96m

桩号K1+250处：

横距 l?205.7m

竖距 h?l22R?7.052m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?200.35m31

南封三级公路（水泥路面）

设计高程：H?H1?h?193.29m

桩号K1+300处：

横距 l?255.7m

竖距 h?l22R?10.897m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?202.7m设计高程：H?H1?h?189.47m

桩号K1+350处：

横距 l?305.7m

竖距 h?l22R?15.57m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?205.05m设计高程：H?H1?h?189.47m

桩号K1+355.7处：

横距 l?311.4m

竖距 h?l22R?16.16m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?205.32m设计高程：H?H1?h?189.16m

变坡点3处 桩号K1+520 高程180m

取R=4000m, i3=-0.645%，则ω=i3-i2=4.985% 为凹型曲线。 曲线长 L=Rω=199.4m 切线长 T=L/2=99.7m

外距 E=T/2R=1.24m，符合“平包竖”。 竖曲线起点桩号:K1+420.3 竖曲线终点桩号:K1+619.7 桩号K1+420.3处：

32

2南封三级公路（水泥路面）

横距 l?0m

竖距 h?l22R?0m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?174.39m设计高程 H?H1?h?174.39m

桩号K1+440处：

横距 l?19.7m

竖距 h?l22R?0.048m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?175.496设计高程 H?H1?h?175.5445m

桩号K1+460处：

横距 l?39.7m

竖距 h?l22R?0.197m

切线高程:H1?H0?(T?l)?i?176.622m设计高程 H?H1?h?176.819m

桩号K1+472.547处：

横距 l?52.247m

竖距 h?l22R?0.314m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?177.33m设计高程 H?H1?h?177.67m

桩号K1+480处：

横距 l?59.7m

33

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?0.446m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?177.148m设计高程 H?H1?h?178.194m

桩号K1+500处：

横距 l?79.7m

竖距 h?l22R?0.794m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?178.874m设计高程 H?H1?h?179.668m

桩号K1+518.0335处：

横距 l?97.7335m

竖距 h?l22R?1.19m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?179.89m设计高程 H?H1?h?181.08m

桩号K1+520处：

横距 l?99.7m

竖距 h?l22R?1.242m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?180m设计高程 H?H1?h?181.24m

桩号K1+540处：

横距 l?119.7m

34

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?1.79m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?181.126m设计高程 H?H1?h?182.917m

桩号K1+560处：

横距 l?139.7m

竖距 h?l22R?2.44m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?182.252m设计高程 H?H1?h?179.215m

桩号K1+563.52处：

横距 l?143.22m

竖距 h?l22R?2.56m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?182.45m设计高程 H?H1?h?179.69m

桩号K1+580处：

横距 l?159.7m

竖距 h?l22R?3.18m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?183.378m设计高程 H?H1?h?179.58m

桩号K1+600处：

横距 l?179.7m

35

南封三级公路（水泥路面）

竖距 h?l22R?4.04m

?(T?l)?i?184.5m切线高程：H1?H0

设计高程 H?H1?h?179.46m

桩号K1+619.7处：

横距 l?199.4m

竖距 h?l22R?4.97m

切线高程：H1?H0?(T?l)?i?185.61m设计高程 H?H1?h?190.58m

直坡段上设计高程计算：

在桩号K0+000到K0+600处为直线，并且i=-2%。 桩号K0+000处： 设计高程H=194m 桩号K0+050处： 设计高程H=193m 桩号K0+100处： 设计高程H=192m 桩号K0+150处： 设计高程H= 191m 桩号K0+200处： 设计高程H=190m 桩号K0+250处： 设计高程H=189m 桩号K0+300处： 设计高程H=188m 桩号K0+350处： 设计高程H=187m 桩号K0+400处： 设计高程H=186m 桩号K0+450处： 设计高程H=185m 桩号K0+500处： 设计高程H=184m 桩号K0+550处： 设计高程H=183m 桩号K0+600处： 设计高程H=182m 桩号K0+636.031处： 设计高程H=180.8m 桩号K0+640处： 设计高程H=180.7m K1+950到K1+0

桩号K0+950处： 设计高程H=185m 桩号K1+0处： 设计高程H=188.5m K1+620到K2+260 i=-0.645%

36

南封三级公路（水泥路面）

桩号K1+620处： 设计高程H=179.328m 桩号K1+640处： 设计高程H=179.199m 桩号K1+643.52处： 设计高程H=179.1763m 桩号K1+650处： 设计高程H=179.13m 桩号K1+700处： 设计高程H=178.812m 桩号K1+750处： 设计高程H=178.48m 桩号K0+800处： 设计高程H=178.167m 桩号K1+850处： 设计高程H=177.8445m 桩号K1+900处： 设计高程H=177.52m 桩号K1+950处： 设计高程H=177.2m 桩号K2+0处： 设计高程H=176.55m 桩号K2+50处： 设计高程H=176.55m 桩号K2+100处： 设计高程H=176.23m 桩号K2+150处： 设计高程H=175.91m 桩号K2+200处： 设计高程H=175.59m 桩号K2+250处： 设计高程H=175.26m 桩号K2+260处： 设计高程H=175.2m 4．竖曲线设计表见附表2。

3.4 横断面设计

3.4.1横断面组成

1.路基宽度

据任务书知道该公路等级为三级，车道数拟定二车道。再查《公路工程技术标准》（JTJ001—2003）[3]得三级公路车速为40Km/h,双车道设计车道宽度为3.50m，得总车道宽度为3.50×2＝7.0m，三级公路车速为40Km/h的土路肩的宽度为0.75×2=1.5m， 故此路基宽度应为7.0+0.75×2=8.5m。

2.路拱坡度

查《公路工程技术标准》（JTGB01-2004）[3]得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1～2%，故取路拱坡度为2%；路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。

两侧土路肩的横坡度采用3.0%。

路拱形式采用直线形，以路中线为基点，设置双向路拱横坡。 3.路基边坡坡度

由《公路路基设计规范》（JTGD30-2003）知，当H<20m（H—边坡高度）时，挖方路堑边坡坡度按1:1设计；填方路堤当H<8m（H—边坡高度）时，边坡坡度按1:1.5

37

[2]

南封三级公路（水泥路面）

设计，填方路堤当H>8m（H—边坡高度）时，上部边坡坡度（高度≤8m）按1:1.5设计，下部边坡坡度按1:1.75设计或加设2m宽的平台，边坡坡度均按1:1.5设计。

4.边沟设计

查《公路路基设计规范》（JTG D30—2003）知边沟横断面一般采用梯形，边沟内侧边坡为1:1.5计，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m，内侧边坡坡度为1：1.5。 3.4.2加宽设计

平曲线半径分别为350m，350m，均大于250m所以不需要加宽设计。 3.4.3超高设计

由于本公路为三级新建公路，故按绕车道内侧旋转来计算超高。

1．超高过渡原则:外侧边缘高程按比例过渡到全超高横断面hc，横坡度按比例过渡直到ih(线性)变化。

2．超高方式：绕车道内侧边缘线旋转 表3-6超高值计算公式

超高 位置 外缘hc 圆曲 线上 中线h'c [2]

计算公式 X≤X0 bj ij＋( bj＋B) ih bj ij ＋ B2ihX＞X0 备注 1．计算结果均为与设计高之高差 2．临界断面距缓和段起X?xih xLC内缘h''c 外缘hcx 过渡 段上 中线h'cx 内缘h''cx bjij＋ bj ij －(bj ＋b) ih bj (ij-ig)+[bji＋(bj＋B)ih]X/Lc B2igihLc3．X距离xlcb ig bj ij＋.B2LC处的加宽值：bx?bj ij－(bj＋bx)ig bj ij+(bj＋bx)Ih bj—路肩宽度 1.5m ig—路拱坡度 2% ij—路肩坡度 3% ih—超高横坡度 4%

Lc—超高缓和段长度

X0—与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离 x— 超高缓和段中任一点至起点的距离 B—路面宽度

hc h

'c

--路肩外缘最大抬高值 —路中线最大抬高值

38

南封三级公路（水泥路面）

h''c—路基内缘最大降低值 —x距离处路基外缘抬高值 —x距离处路中线抬高值 —x距离处路基内缘降低值

hcxhh'cx''cxb—路基加宽值

bx—x距离处路基内缘降低值

表3-7超高计算

外缘 0.008 0.083 0.125 0.167 0.209 0.243 0.269 0.293 0.335 0.325 0.283 0.243 0.241 外缘 0.199 0.157 0.115 0.075 0.075 0.084 0.090 0.174 0.216 0.258 0.300 0.339 0.334 0.292 外缘 0.250 0.243 0.208 中线 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 中线 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 中线 0.0925 0.0925 0.0925 内缘 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 内缘 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 内缘 0.0075 0.0075 0.0075 桩号 K0+636.031 K0+640 K0+660 K0+680 K0+700 K0+716.031 K0+720 K0+740 K0+760 K0+780 K0+800 K0+819.215 K0+820 桩号 K0+840 K0+860 K0+880 K0+899.25 K1+392.547 K1+400 K1+420 K1+440 K1+460 K1+480 K1+500 K1+518.0335 K1+520 K1+540 桩号 K1+560 K1+563.52 K1+580

39

南封三级公路（水泥路面）

续表3-7

K1+600 K1+620 K1+640 K1+643.52 0.166 0.124 0.082 0.075 0.0925 0.0925 0.0925 0.0925 0.0075 0.0075 0.0075 0.0075 3.4.4公路路基横断面设计图K1+750-K2+250

在横断面设计中，应根据道路中线及两侧一定距离的地面高程所绘出的地面线以及中桩的填挖值绘制出横断面图，从而计算出各横断面的填挖面积，以确定各桩号间的填挖土石方数量，在本设计中，取K1+650----K2+150作土石方数量计算。

表3-6横断面设计

平距高差 平距高差 平距高差 平距高差 平距高差 平距高差 平距高差 平距高差 桩号 ?0.055 ?0.155 ?0.15 ?0.15 K1+750 0.055 0.15 05 ?1.31812 ?0.445 ?0.405 ?0.305 ?0.205 K1+800 0.055 0.15 05 0.15 ?2.45 ?2.25 ?1.95 ?0.905 K1+850 ?1.45 ?1.45 ?1.05 ?1.05 ?1.55 ?1.255 ?0.505 ?0.405 K1+900 ?0.255 ?0.505 ?1.255 ?2.05 1.705 1.505 1.305 1.05 K1+950 ?0.35 ?1.05 ?2.05 ?3.05 2.05 1.255 1.05 0.505 K2+000 ?1.05 ?1.85 ?2.55 ?3.05

40

南封三级公路（水泥路面）

续表3-6

3.005 2.165 1.165 0.965 K2+050 ?1.05 ?1.845 ?2.505 ?2.845 4.05 3.05 2.05 1.05 K2+100 ?0.55 ?0.95 ?1.55 ?2.05 4.4054.0 2.45 1.405 1.05 K2+150 0.4624 0.9088 1.71912 5 2.05 1.55 1.05 0.55 K2+200 ?1.05 ?1.55 ?1.85 ?1.85 3.15 2.55 1.85 1.05 K2+250 ?1.405 ?2.405 ?3.605 ?4.605 3.4.5 视距验算

由相关规范知设计速度为40 km/h时，停车视距ST?40m，会车视距S=2ST=80m。 平曲线1处平曲线处于填方地段，不需要做视距验算，只对平曲线2进行视距验算。

平曲线长L=250.973m，圆曲线长度为Ly=90.973m L'?Ly?S?80 mRs?R?B2?1.5?348mv2

h?Rs?Rscosv?180sπRs?180?180π?348

?13.18?

h=3.48m

路堑边缘到内侧车道中线的距离为1.5+0.75+1.8＞z，则视距满足要求。 3.4.6 土石方调配方法

土石方调配方法，目前生产上采用土石方数量计算表法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法简单，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、陡坡大沟等注明在表旁，供调配时参考。

41

南封三级公路（水泥路面）

2．计算并填写表中“本桩利用”、“填缺”、“挖余”各栏。当以石作填土时，石方数应填入“本桩利用”的“土”一栏，并以符号区别。然后按填挖方分别进行闭合核算，其核算式为：

填方 = 本桩利用 + 填缺 挖方 = 本桩利用 + 挖余

3．在作纵向调配前，根据“填缺”、“挖余”的分布情况，选择适当施工方法及可采用的运输方式定出合理的经济运距，供土方调配时参考。

4．根据填缺、挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济少占用农田的原则，具体拟定调配方案。将相邻路段的挖余就近纵向调配到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头表明在纵向调配栏中。

5．经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。

6．调配完成后，应分页进行闭合核算，核算式为：

填缺 = 远运利用 + 借方 挖余 = 远运利用 + 废方

7．本公里调配完毕，应进行本公里合计，总闭合核算除上述外，尚有：

（跨公里调入方）+ 挖方 + 借方 = （跨公里调出方）+ 填方 + 废方 8．土石方调配一般在本公里内进行，必要时也可跨公里调配，但需将调配的方向及数量分别注明，以免混淆。

9．每公里土石方数量计算与调配完成后，须汇总列入“路基每公里土石方表”，并进行全线总计与核算。至此完成全部土石方计算与调配工作。土石方数量计算表见附表三。

42

南封三级公路（水泥路面）

4 路基设计

路基应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。

4.1 路基横断面设计

横断面的组成由设计交通量、交通组成等因素确定，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。 本公路采用单幅双车道，混合交通，只要各行其道、视距良好，车速一般不受影响，但当交通量很大时，受大型车、非机动车影响。土路肩主要保护路面和路基，提供侧向余宽。为迅速排出路面和路肩上的降水，将路面和路肩做成有一定横坡的斜面（如下图所示）。为消除曲线上的离心力，曲线采取绕内边线旋转超高方式。公路用地取路堤两侧排水沟外缘以外，或路堑坡顶截水沟外沿不少于1m的土地范围。其标准横断面如图4.1所示。

路肩行车道行车道路肩

图4-1 路基横断面图（cm）

4.1.1 填方路基

砾类土、砂类土应优先选作填料，细粒土可填于路堤底部。地基土密实、地面横坡缓于1：5，路堤可直接填筑，地表树根草皮和腐土应清除，由《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）[2]知，当H<20m（H—边坡高度）时，挖方路堑边坡坡度按1:1设计；填方路堤当H≤8m（H—边坡高度）时，边坡坡度按1:1.5设计，填方路堤当H>8m（H—边坡高度）时，上部边坡坡度（高度≤8m）按1:1.5设计，下部边坡坡度按1:1.75设计或加设2m宽的平台，边坡坡度均按1:1.5设计。

对于跨沟的高路堤应避开滑坡、冲沟等不良地质段，对地表水采取拦截、排除措

43

南封三级公路（水泥路面）

施，防止湿陷和冲沟，减少地基土下沉。 4.1.2 挖方路基

挖方边坡应根据边坡高度、土的状况、地下水的状况等因素确定，由于土质为粘性土，选用了 1：1的边坡。同时挖方坡设碎落台。为减少地面水冲刷挖方边坡，应在挖方边坡坡顶外设置截水沟或挡水堰。

4.2 路基排水设计

路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。

地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。渗入路基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。

4.2.1 路基排水设计的一般原则为

1．排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理，讲究实效，注意经济，并充分利用地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过度集中，可及时疏散，就近分流；

2．路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相结合；

3．路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然水系和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；

4．路基排水要结合当地水文条件，就地取材，以防为主。

路基宽度为8.5m，设有土路肩1.5m。路面结构属于无中央分隔带的整体式双车道路幅。其排水主要分为地面排水和地下排水两部分，南阳地区地处中原属于Ⅳ2区，雨季较多，所以排水设计是工程中一个不容忽视的问题，须注重考虑。主要设计及结构类型如下:

排水分为两类，第一类排水时在前期的任务，即在施工期间考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理。第二类排水即是通过路面横坡、纵坡、边沟、边沟急流槽等将地表水迅速排除路基之外，并采用土路肩纵坡、碎石盲沟或排水管等将渗入路面面层的水引出路基之外。 4.2.2 常用的路基地面排水设备

包括边沟、截水沟、排水沟等，必要时亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或构造形式，均有所差异。

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4.2.3 边沟

设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大，一般根据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟和低洼地带。土质或软弱石质边沟，一般都用梯形，其底宽与深度均为0.6m，内侧边坡一般为1:1，外侧边坡通常与挖方边坡一致。 4.2.4 截水沟

一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度因岩土条件而定，沟底宽度和沟深均为0.6m。截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。 4.2.5 排水沟

其主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至路基范围以外的指定地点。当路线受到多段沟渠或水道影响时，为保护路基不受水害，可以设置排水沟或改移渠道，以调节水流，整治水道。排水沟的横断面形式，一般采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，不需特殊计算，底宽与深度均不应小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1：1—1：1.5。排水的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。

在实际工程中，由于自然条件、路线布置及其他人为因素不同，情况往往比较复杂，需要进行路基排水的综合设计，以提高排水效果，发挥各类排水设备的优点，降低工程费用。

排水综合设计中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范围以外的地点，设置截水沟与排水沟进行拦截，引离指定地点。路基排水一般向低洼一侧排除，必须横跨路基时应利用桥涵。对于沟槽不明显的漫流，应加以调节，尽量汇集成沟，导流排除，注意因势利导，不可轻易改变流向。为提高截流效果，减少工程量，地面沟渠宜大体沿等高线布置，尽可能使沟渠垂直与流水方向，且力求短捷。各种排水设备，必须地基稳固，并具有适当纵坡，以控制与保持适当的流速。沟底沟壁必要时予以加固，不能溢水和渗水，防止损害路基和引起水土流失。

在本设计中，为方便施工，在满足排水的前提下，将边沟，排水沟，截水沟设计成了尺寸大体一致的形式。其中挖方路段的边沟，外侧坡度设成了1:1。

为保持路基填方边坡坡脚的稳定，排水沟的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。

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4.3 路基边坡防护设计

由岩土所筑成的路基，大多暴露于空间,长期受到自然因素的作用，岩土在不利水温条件作用下，物理、力学性质将发生变化。浸水后湿度增大，土的强度降低，岩性差的岩体，在水温变化条件下，加剧风化，路基表面在温差作用下形成涨缩循环，可导致强度衰减和薄弱，地表水流冲刷，地下水源浸入，使岩土表层失稳。所有这些取决于岩土的物理力学性质及自然因素，且与路基承受行车荷载的情况密切相关。

合理的路基设计，应在路基位置，横断面尺寸，岩土等组合方面综合考虑。为确保路基的强度和稳定性，路基的防护，也是必不可少的工程技术措施。随着公路等级的提高，为维护正常的汽车运输，减少公路灾害，确保行车安全，保持公路与自然环境相互协调，路基的防护与加固有着更为深刻的意义。

路基防护与加固工程，主要有边坡坡面防护、沿河路堤河岸冲刷防护与加固以及湿软地基的加固处治。坡面防护，主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。坡面防护设施，必须要求坡面岩土整体稳定牢固。土质边坡坡度一般不陡于1：1～1：1.5。

植物防护可美化路容，协调环境，对调节边坡的湿温，起到固结和稳定边坡的作用。其方法有种草、铺草皮和植树。土质边坡防护也可采用拉伸网草皮、固定草种布或网格固定撒种，用土工合成材料进行土质边坡防护的边坡坡度宜在1：1.0～1：2.0之间。

防护形式：根据当地的土壤和气候条件，选用容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种，种植时宜采用几种草仔混合，掺砂或与土粒混合均匀播种。

适用地质条件：适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且易于草类生长的土质路堤边坡。

主要工程方案：边坡高度h>6米路段边坡生态防护。

方案综合评价：使用范围广泛，施工工艺较为简单，收效慢，项目区域施工经验较丰富，工程造价相对较低，对环境无影响。

在路基设计中，根据沿线岩土性质、构造特征、裂隙发育程度及水文地质条件等因素进行边坡设计。

1．填方路基边坡设计：边坡高度小于8m，边坡坡度采用1：1.5。

2．挖方路基边坡设计：根据岩土性质，边坡开挖高度等因素，综合考虑拟定边坡，因为在本次设计的2公里多路段沿途为土质挖方，故边坡高度在6m范围为1:1。

护坡方式为人字骨架内种草皮，该防护方式是利用草皮固定边坡，具有美观大方，保护环境的特点，该护坡方式适用于挖方深度比较大的深挖路堑路段的坡面防护。

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