南京工业大学本科毕业设计
白乌线（V段）施工图设计
摘 要
白乌线是指白日乌拉至乌兰察布的公路工程（以下均称白乌线），本设计是白乌线第V标段（总长6.489km）工程施工图设计，首先根据工程设计要求确定本道路等级为二级公路。按要求本公路设计速度80km/h、路基宽度12m，车道宽度3.75*2,交通工程及沿线设计等级为B级。
本设计部分采用软件设计分析。设计包括线形设计，平纵横断面设计，路基路面（包括混凝土及沥青路面）设计，路基防护，排水系统和沿线设施设计。
关键词：施工；路基路面；沥青路面；平曲线、竖曲线；排水系统；
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Baiwu Road line (V section) construction design
Abstract
Baiwu Road line refers to the Bairiwula to Wulanchabu Highway Engineering (known as the Baiwu Road line)，This design is Baiwu Road line section V sign section（Total length 6.489km）Engineering design，First of all, according to the engineering design requirements determine this road grade secondary road。Required the highway design speed 80km / h, roadbed width 12m, road width 3.75 * 2, traffic engineering and design along the grade of Class B。
The design part is the software design and analysis。Design includes geometric design，Flat cross-section design，Foundation and Pavement（Includes concrete and asphalt pavements）Design，Subgrade protection，Drainage system and Along the facility design。
Keywords：Construction；Subgrade and Pavement；Asphalt
Pavement；Horizontal Curve、Vertical curve；Drainage system；
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摘要???????????????????????????1 Abstract?????????????????????????2 目录???????????????????????????3
目 录
第一章 总体设计
1.1 工程概述??????????????????????6 1.1.1 工程概况?????????????????????6 1.2沿线气象、水文，地形地质情况????????????6 1.2.1 自然地理条件???????????????????6 1.2.2 区域地质构造???????????????????7 1.2.3 水文地质条件???????????????????7 1.2.4 自然生态环境???????????????????8 1.2.5交通量资料????????????????????8 1.3 公路等级的选用???????????????????8 1.4 技术指标及设计原则?????????????????9 1.4.1技术指标?????????????????????9 1.4.2 设计原则?????????????????????10
第二章 平面设计
2.1道路平面线形设计概述????????????????10 2.1.1路线拟定的基本原则????????????????10 2.2.1 汽车行驶轨迹???????????????????11 2.2.2 平面线形要素???????????????????12 2.2.3曲线要素的计算??????????????????13 2.3平面线形设计????????????????????13 2.3.1 控制点坐标????????????????????16 2.4 直线曲线要素计算??????????????????16
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2.5逐桩坐标计算???????????????????16
第三章 纵断面设计
3.1概述???????????????????????17 3.2 纵坡及坡长设计??????????????????17 3.2.1纵坡设计和平纵组合设计原则???????????18 3.2.2纵断面设计规定?????????????????18 3.3竖曲线??????????????????????20 3.4 道路平纵线形组合设计???????????????20
第四章 横断面设计
4.1概述???????????????????????21 4.2 公路横断面组成??????????????????21 4.3 公路横断面设计??????????????????22 4.3.1 加宽值?????????????????????22 4.3.2公路用地????????????????????22 4.3.3 超高计算????????????????????22 4.3.4横断面绘制???????????????????23 4.3.5土石方的计算和调配???????????????23 4.3.6 绘出典型横断面图????????????????24 4.3.7 绘出路基横断面图????????????????24
第五章 路基设计
5.1概述???????????????????????24 5.2 一般路基设计???????????????????25 5.2.1 路基横断面布置?????????????????25 5.2.2 路基边坡????????????????????25 5.2.2.1边坡稳定性验算????????????????25 5.2.3 路基压实标准??????????????????24 5.2.4路基填料????????????????????28 5.2.5 路床处理????????????????????28 5.2.6 路基防护????????????????????29
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5.3挡土墙??????????????????????29 5.3.1 挡土墙设置???????????????????29 5.3.2 挡土墙的作用及要求???????????????30 5.3.3 挡土墙的保护??????????????????30 5.3.4 挡土墙的设计尺寸????????????????31
第六章 路面设计
6.1路面概述?????????????????????35 6.1.1 交通分析????????????????????35 6.2沥青路面设计???????????????????36
第七章 排水设计
7.1排水的目的与意义?????????????????42 7.2路基路面排水设计的一般原则????????????42 7.3路基排水设备???????????????????43 7.3.1地面排水设备??????????????????43 7.3.2地下排水设施??????????????????43 7.4排水设计?????????????????????43 7.4.1路面排水设计??????????????????43 7.4.2截水沟?????????????????????45 7.4.3排水沟?????????????????????46 7.4.4跌水与急流槽??????????????????49 7.4.5蒸发地?????????????????????50 7.4.6排水泵站????????????????????50
第八章 沿线配套设施设计
8.1公路隔离带与施工公路隔离带设计???????????50 8.2 道路标志线的设计与施工???????????????52 8.3公路路灯设计与施工 ????????????????54
致谢???????????????????????????55
第一章 总体设计
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1.1工程概述
1.1.1 工程概况
白日乌拉至乌兰察布的主要公路，本设计的题目是白乌线（V段）施工图设计，包括方案、路线、路面、排水系统以及沿线主要配套设施的设计。 本工程为白日乌拉----乌兰察布公路设计工程，路线起点位于苏尼特左旗的白日乌拉西，桩号为K0+000，接X501 线满都拉图至白日乌拉段（目前在建）终点，从起点引出后，向西南绕沙窝地转入既有的X21025线，沿既有路向南，经芒和图、查干淖尔大队，绕行布朗查干淖尔下湿地，后沿既有路东侧沙地边缘南行，至巴彦淖尔镇，结合巴颜淖尔镇规划及地形条件，路线沿镇西侧南行，之后路线尽可能沿自然路南行，经前进大队、敦德特音乌苏、额勒图、乌兰乌苏、陶敦图、哈角至敖仓毛德大队，之后折向东，沿新建砂石路东行，结合乌兰察布苏木规划，向东南沿苏木新区西南侧到达终点，桩号为K75+200，接入X501线明安图至乌兰察布苏木段，路线全长77. 542km。
本设计为白乌线第V段设计，总长为6.489km
1.2 沿线气象，水文，地形地质情况
1.2.1 自然地理条件 (1) 地形、地貌
沙区（地）主要分布范围为K24+160～K58+142。活动沙丘（地）植被覆盖率 一般小于5%，半固定沙丘（地）植被覆盖率一般小于20%。半固定及流动沙地段以新月形沙丘单体居多，少量紧密相连呈沙丘链，沙丘高差10～25 m 不等，两翼不对称。迎风侧（W～NW 侧）平缓（10°～25°），背风侧稍陡（25°～40°）。迎风面有少量植被覆盖（小于20%）；丘顶宽40～150m，表面显波状条纹；背风侧砂质疏松，易坍滑。 (2) 气候
本工程所处地段为中温带半干旱，干旱大陆性气候区。冬季寒冷漫长，夏季温凉降雨集中。年平均气温1.5～2.8°C，一月是全年气温最低的月份，平均气温为－19～－21C°，7月最热气温在21～22C°，最大日温差15C°；年平均降水量197.5mm,集中在6、7、8月，日最大降水量大于50mm，最大连续降水日数为10天；年平均蒸发量2458mm；年平均风速4m/s,历年最大平均风速为
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28m/s,主导风向为西风和西北风，大风日数最多为159天，4～6上旬大风日数最多，一般2～3天出现一次，春季常出现沙尘暴，致使空气很混浊，能见度低，影响放牧和交通，最大积雪厚度为22cm，最大季节冻土深度2.95m。 1.2.2 区域地质构造
线路所处的大地构造单元属天山－蒙古褶皱系，内蒙古华力西晚期褶皱带，浑善达克中新生代凹陷。这种差异性的升降运动，使一部分地区在上新世以后相对隆起，另一部分相对凹陷。
线路沿线广泛分布的新生代地层均没有完全固结成岩，特别是第四系风积沙，给构造形迹的观察带来很大的困难。
据区测资料、地质调绘和勘探均未有效揭示断裂特征。而且该公路工程没有控制性的桥梁，因此地质构造对工程没有影响。 1.2.3 水文地质条件 (1) 地表水
境内只有1条长流河，即努格斯河，又名恩格尔河。发源于正蓝旗扎格斯台苏木，流入苏尼特左旗境内的古日本巴彦淖尔，再流入阿巴嘎旗呼尔查干淖尔。年径流量1260万立方米，南部、中部有常年性淖尔15个，其中淡水淖4个，总面积12375亩，总水量156050立方米。泉眼24处，常年性8个，年涌水量80万立方米。北部、西部水源贫乏。 (2) 地下水
沿线地下水主要有第四系孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型。
第四系孔隙潜水主要分布于线路沿线的低洼地和湖盆。孔隙潜水赋存于第四系砂类土含水层中。地下水埋深大多在0.3～5m，局部地段埋藏较深，主要受大气降水。
基岩裂隙水主要赋存于第三系上统的中细粒长石石英砂岩、泥质细砂岩、钙质砂岩、红色和灰绿色泥岩、页岩中。地下水分布不均，主要补给来源为大气降水及侧向径流补给，补给条件差。基岩裂隙水不发育，地下水位埋深随地形变化。
1.2.4 自然生态环境 （1）自然环境
本工程位于内蒙古中部锡林郭勒盟苏尼特左旗境内及正镶白旗北部，地处内蒙古
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高原东南部，海拔1030～1190 米。线路自北向南经过四个不同的地貌单元：北部高平原区，中部布朗查干淖尔沼泽湿地区，南部浑善达克沙丘区，以及浑善达克沙地以南的高平原微丘区。 （2）生态环境
本线所经区域地广人稀，沿线5km 范围内无自然保护区、风景名胜区、森林， 公园等环境敏感区分布。线路所经区域为内蒙古自治区政府划定的水土流失重点防治区，土壤侵蚀模
1.2.5 交通量资料
表1-1 设计交通量（辆）
车型 小客车 解放CA10B 黄河JN150 交通SH361 太脱拉138 吉尔130 白乌线
前轴重 19.40 后轴重 60.85 后轴数 1 后轴轮组数 双 后轴距（m） — 交通量 2500 950 49.00 101.60 1 双 — 850 60.00 110.00 2 双 2.0 600 51.40 25.75 280.00 59.50 2 1 双 双 2.0 — 300 450 ① 近期交通量：如表1-1所示 。 ② 交通增长率5%，拟使用年限为12年。
1.3道路等级的选用
小客车和中型载重汽车折算系数如下：
表1–2 汽车折算系数
汽车代表车型 8/55
车辆折算系数 南京工业大学本科毕业设计
小客车 中型车 大型车 托挂车 1.0 1.5 2.0 3.0 （注：交通增长率：γ=5%，道路必经点：无要求）
初始年平均昼夜交通量为交通量：
N1=2500+1.5*（950+850+450）+（600+300）*2.0 =7675辆/日
远景设计年限为12年的年平均昼夜交通量为：
N2= N1×（1+γ）
n?1=7675×（1+5%）
12?1=13127辆/日<15000辆/日
二级公路的设计年限为12年。二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为5000—15000辆(双车道)。
参照公路的分级与技术标准，根据公路网的规划和远景年限交通量，从全局出发，结合此公路的使用任务、性质等综合确定，此公路设计为双车道的二级公路。
1.4技术指标及设计原则 1.4.1技术指标
本毕业设计采用交通部发布的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）[1]和其它部颁现行有效标准、规范等规定的设计标准。白乌线K24-K30路段采用二级公路技术标准。主要设计标准如下：
（1） 设计行车速度为80Km/h。
（2） 路基宽度为12.00m，其中：行车道宽2×3.75m，土路肩宽1.5m。 （3） 设计停车视距为110m。 （4） 设计年限12年。
（5） 一般平曲线最小半径为400m，极限平曲线最小半径为250m，不设超
高的最小半径为2500m。
（6） 最大纵坡为5%。
（7） 缓和曲线最小长度为110m。
（8） 竖曲线一般最小半径：凹型为3000m，凸型为4500m。
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竖曲线极限最小半径：凹型为2000m，凸型为3000m。 1.4.2 设计原则
设计在满足工程经济的前提下符合二级公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价，施工技术条件，地质气候，材料来源等其它影响因素。
1．数目增加不大的情况下，尽量采用较高的技术指标，不轻易采用低指标和极限指标。在路线部设时尽量保证行车安全，舒适，快捷的前提下做到工程数量小，造价低，使用成本低，经济效益好的目的；
2．处理好道路与农业，农村，农民的关系，注意与农业基本建设的配合，做到少占田地并尽量不要占高产田地和经济作物田地，避免穿越经济林园，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合；
3．充分重视水文地质条件和问题，不良地质地貌对道路的稳定性影响较大，同时对特殊地质的处理的工程费用非常大，这将极大的增加工程成本和造价。对于滑坡、崩塌、沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重处理，一般情况下应尽量绕避，必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围，并采取相应的处理措施；
4．重视环境保护和生态保护，加强环境保护工作，重视生态平衡，为人类创造良好的生活环境，是我国的一项基本国策。
本设计所遇地质条件基本良好，本设计中大部没有高填深挖现象，设计中只需考虑道路的延续性以及各项技术指标的规定。
第二章 平面设计
2.1道路平面线形设计选线
2.1.1路线拟定的基本原则
1. 在道路设计的各个阶段，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、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽
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量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。
3. 选线应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（如橡胶林、茶林、果园）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。对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。
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，如
（1）路线对自然景观与资源可能产生的影响； （2）占地、拆迁房屋所带来的影响；
（3）路线对城镇布局、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成的影响；
（4）噪音对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染和影响。 7. 对于高级路和以及路，由于起路幅宽，可根据通过地区、地物、自然环境等条件，利用起上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。
2.2 平面线性设计基本要求
2.2.1 汽车行驶轨迹
现代道路在很大程度上是供汽车行驶的，所以研究汽车行驶规律是道路设计的基本课题，而在路线的平面设计中，主要考察汽车行驶轨迹。所以当平面线形与这个轨迹相符合或相接近时，才能保证行车的顺适与安全，特别是在高速行驶的情况下，对行驶轨迹的研究更显得其重要。这就要求我们在设计高等级公路时对于汽车行驶轨迹要深入研究。
经过大量的观测研究表明，行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征： (1) 这个轨迹是连续圆滑的，即在任何一点上不出现错头和破折；
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(2) 其曲率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率的值；
(3) 其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
2.2.2 平面线形要素
行驶中的汽车其导向轮旋转面与汽车本身纵轴之间有下列三种关系： 1、角度为零； 2、角度是常数； 3、角度是变数。
与上述三种状态对应的行驶轨迹分别为直线、圆曲线和缓和曲线。现代道路平面线形正是由上述三种线形构成的，称之为“平面线形三要素”。故在本次设计中我们将此三要素通盘考虑进行平面设计。 1．直线
作为平曲线的直线在公路设计中使用最广泛，因为两点之间以直线最短，因此一般定线时，只要地势平坦，无大的地物障碍，基本选直线，加之笔直的道路给人以短截、直达的良好印象，在美学上有其自身的特点，并且汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简单。但是过长的直线并不好，过长的直线大多难于与地形相协调，易产生高填深挖路基，破坏自然景观，如果长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，也不易达到线形设计自身的协调，还容易使驾驶员难以目测车间距离，产生尽快驶出直线的急躁心情，一再加速以致容易导致交通事故的发生。直线线形不宜过长，不宜大于20V，同时也不宜过短，其最小直线长度为：当计算行车速度V≥60km/h时，同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度的6倍为宜，反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度的2倍为宜。 2．圆曲线
圆曲线具有易于地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。各级公路和城市道路不论转角大小一般均应该设置平曲线，而圆曲线是平曲线的重要组成部分，在路线改变方向的转折处，往往可以插入与两段直线相切的圆曲线来实现路线方向的改变。在选用圆曲线的半径时应该与计算行车速度相适应，并应尽可能的选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。路线
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平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线，回头曲线等中一般包括了圆曲线。 3．缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形要素之一，是设在直线与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。在现代高等级公路中有时缓和曲线所占比例超过了直线与圆曲线，成为平面线形的重要组成部分。在城市道路中缓和曲线也被广泛的运用。在平面设计中，直线同半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接时，应设置缓和曲线。因为：
(1) 缓和曲线连续变化，便于车辆遵循； (2) 离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒服；
(3) 其超高横坡度与加宽逐渐变化，行车更加平稳； (4) 缓和曲线与圆曲线配合的当，增加了线形的美观。 2.2.3曲线要素的计算 平曲线主要参数的规定
二级公路主要技术指标表 设计车速 平曲线 一般最小半径 极限最小半径 缓和曲线最小长度 不设超高的圆曲线最小半径 最大纵坡 一般最小半径 凸曲线 极限最小半径 一般最小半径 极限最小半径 60km/h 200m 125m 50m 路拱≤2.0% 1500m >2.0% 1900m 6% 2000m 1400m 1500m 1000m 凹曲线 本设计公路平曲线半径分别为半径：1764m、1174m；缓和曲线长度分别为：100m、100m；竖曲线半径分别为：4500 m 6500 m，经验证，均满足要求。
2） 设计的线形大致如下图所示：
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图2.1路线设计图
交点间距计算公式为 L??X2?X1?2??Y2?Y1?2 （2.1）
Y?Y导线方位角计算公式为 B?arctg21
X2?X1道路平面线形三要素的基本组成是：直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线。其几何元素如下图及公式：
αβββα
图2-1 平曲线计算图
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缓和曲线的道路平曲线几何要素：
LsL3sq?? （2—1） 22240RL2L4ssp?? （2—2） 224R2688R?0?28.6479T?(R?P)tgL?(??2?)Ls （2—3） 2688R?2?q （2—4）R?2Ls （2—5） ?R （2—6）
?180E?(R?P)sec?2J=2T-L （2—7）
式中：?—— 切线转向角（o）；
R —— 曲线半径（m）； Ls—— 缓和曲线长（m）； T —— 切线长（m）； E —— 外距（m）；
L —— 曲线全长（包括缓和曲线）（m）； J —— 校正值（m）； q—— 切线增长值（m）； p—— 曲线内移值（m）； ）。 ?0—— 缓和曲线角（°
平曲线设计指标验证：
(1) 缓和曲线长度LS>最小值85m； (2) 圆曲线半径R>一般最小半径700m； (3) 中间圆曲线长度L>最小长度（3s行程）；
(4) 考虑线形协调性，缓和曲线：圆曲线：缓和曲线小于1:2:1，较为理想；
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(5) 平曲线为对称性基本型曲线。
在本设计中，共设两条平曲线，交点坐标分别为（4785246.4304，
498600.0492）和（4784817.7301，500971.2843）。
2.3 直线曲线要素计算
2.3.1控制点坐标
按照相关要求，本方案共选取四个控制点，其坐标如下：
表2-2 控制点坐标
控制点 QD JD1 JD2 ZD X 4784756.4264 4785246.4304 4784817.7301 4785828.8830 Y 496793.7972 498600.0492 500971.2843 502979.7778
曲线要素的计算
各曲线要素的意义计算方法上面已经叙述，本文计算是通过纬地道路系统软件实现的，结果如下：
表2-3 曲线要素计算结果
曲线要素 α T E A Ls R1 L JD01 25°25′33″ 448.006 44.5739 420 100 1764 882.8041 JD02 36°58′13″ 442.593 64.2411 342.637 100 1174 857.5289 具体道路线形见平面图（详见附图） 2.4 逐桩坐标计算表（见附表逐桩坐标计算表）
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第三章 纵断面设计
3.1概述
路线纵断面图：沿着公路中线竖直剖切然后展开即为公路的纵断面。 纵断面图是公路纵断面设计的主要成果，也是公路设计的重要技术文件之一。把公路的纵断面图与平面图结合起来，就能准确地定出公路的空间位置。 纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。 纵断面设计的主要任务：根据汽车的动力特性、公路等级、地形、地物、水文地质，综合考虑路基稳定、排水以及工程经济性等，研究纵坡的大小、长短、竖曲线半径以及与平面线形的组合关系，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。 路线纵断面图的构成：
纵断面图上由两条主要的线和文字资料两部分构成；
（1）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；
（2）设计线：路线上各点路基设计高程的连续线，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，反映了公路路线的起伏变化情况；
纵断面设计线是由直线和竖曲线两种线形要素所组成。
直线（即均坡度线）有上坡和下坡，是用水平长度及纵坡度表示的。纵坡度 表征匀坡路段坡度的大小，用高差 与水平长度 之比量度，即 路线纵断面图上的标高：
（1）设计标高，即路基设计标高，《规范》规定如下：
1、新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。本道路为二级公路，采用路基边缘标高。
3.2 纵坡及坡长设计
3.2.1纵坡设计和平纵组合设计原则
1. 坡设计必须满足《标准》的各项规定。
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，
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起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限坡度，合理安排缓和坡段。连续上下坡段，应避免设置反坡段。
3. 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. 一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节约用地。
5. 平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。
6. 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。 7.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，避免产生冲突。
8 平纵组合应在视觉上能自然地引导驾驶员的实现，并保持视觉的连续性； 9 平曲线与竖曲线大小应保持均衡；
10平纵线形组合应选择适当的合成坡度，利于行车安全和路面排水； 11注意与道路周围环境的配合，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。
3.2.2 纵断面设计规定
沿河及受水浸淹的路线，路基设计标高一般应高出规定洪水频率计算水位0.5m以上。如果河道因设置路堤而压缩过水面积，致使上游有雍水，或河面宽阔而有风浪，就应增加雍水高度和波浪冲上路堤的高度。
纵坡
平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差与该路段长度的比。平均纵坡是衡量路线线形设计质量的重要指标之一。
平均纵坡与坡道长度有关，还与相对高差有关。《标准》规定二、三、四级公路越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200m～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%。并注意任意连续3km 路段的平均纵坡不宜大于5.5% 。
对于坡长也应有一定的限制，最短坡长主要是从汽车行驶的平顺性要求考虑的。高原地区二级公路为300m，最大坡长也是很有必要的，纵坡越陡，坡长越
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长，对行车影响越大。表现在：
(1) 使行车速度下降，甚至要换低排档克服坡度阻力； (2) 一是水乡开过，导致汽车爬坡无力，甚至熄火； (3) 下坡行驶制动频繁，易使制动器因发热而失效
合成坡度
合成坡度是指在设有超高的平曲线上，由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向及流水线方向。二级公路最大容许合成坡度为10.5%，计算公式：
22?iZ Ih?ih (3—1)
式中：
； Ih—合成坡度（%）
； ik—超高坡度或路面横坡（%）
iZ—纵坡坡度（%）。
合成坡度是由纵向坡度与很想坡度组合而成，其坡度值比原路线纵坡大，汽车行驶时，容易受到坡度阻力和离心力的影响。当平曲线与坡度组合时，为防止汽车侧滑，应将超高横坡与纵坡的组合控制在一定的范围之内。 我国《标准》规定：在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过表3-1所示；在积雪或冰冻地区，合成坡度值不应大于8%。
表3-1 各级公路合成坡度值
设计速度（km/h） 合成坡度（%） 120 10.0 100 10.0 80 10.5 60 10.0 40 10.0 30 10.0 20 10.0 为了保证路面排水《公路路基设计规范》还规定各级公路的最小合成坡度不宜小于0.5%；当合成坡度小于0.5%时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。
3.3竖曲线半径选择
1. 平纵组合应在视觉上能自然地引导驾驶员的实现，并保持视觉的连续性；
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2. 平曲线与竖曲线大小应保持均衡；
3. 平纵线形组合应选择适当的合成坡度，利于行车安全和路面排水； 4. 注意与道路周围环境的配合，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。
5 平纵面组合设计，即竖曲线的起终点最好分别在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要再缓和曲线以外的直线或圆弧段上；
6曲线的半径应大于《标准》中规定的竖曲线的最小半径和最小长度； 7 相邻竖曲线的衔接应平缓自然，相邻方向竖曲线之间最好插入小段直线段且这段直线段至少应为计算行车速度的3S行程，当半径比较大时应直接连接。
8 汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力，从而产生离心加速度，为考虑离心加速度对于驾驶带来的影响，我们要充分考虑汽车的缓和冲击。
9汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径较大，当坡角很小时，竖曲线长度也很短，导致汽车很快的驶过，驾驶员容易产生边坡很急的错觉，从而导致交通事故，，旅客也会感到不舒适。
10于半径或者行驶距离过短会影响到驾驶员的行车视距，若在夜间，如果竖曲线半径过小，前灯照射距离近影响行车速度和安全。
3.4 竖曲线计算
竖曲线计算
竖曲线的形式可采用抛物线或者圆曲线，在公路使用范围两者几乎没有差别，但在设计和计算上，抛物线比圆曲线更为方便。竖曲线基本要素计算公式：
???2??1（正数时为凹形竖曲线，负数时为凸形） (3-2)
L =R? (3-3) T =
L (3-4) 2
T2E = (3-5)
2R? ————坡度差，
L ————曲线长， （m） T ————切线长， （m）
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梯形，其边坡坡度，因岩土条件而定。沟底纵坡不应小于0.3%，如图7-5所示。
沟底宽度b不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不应小于0.5m。 为尽快截住上方的水流，截水沟的布置应尽可能与水流的方向垂直。 截水沟的出水口，可用排水沟或跌水、急流槽相连接，将水引至山坡一侧的自然沟中或桥涵进水口处。截水沟在转弯处应以曲线相连，使水流畅通。为防止水流的冲刷和渗漏，应对截水沟进行防渗加固，必要时设跌水或急流槽。
7.4.3 排水沟 1.排水沟的作用
图7-5 截水沟的横断面图例 a）土沟； b）石沟 其作用是将边沟、截水沟、取土坑所汇集的水流或路基附近的积水，引致桥涵或路基范围以外的天然河流、低洼地。
2.排水沟的横断面形式
其断面一般采用梯形，尺寸大小应通过水利计算选定，底宽、沟深均不宜小于0.5m，边坡坡度一般定为1：1~1：1.5。
3.排水沟的布置
图7-6 沟渠底宽的渐宽值
排水沟的布置可根据需要并结合当地地形条件而
定，距路基尽可能远一点，一般距路基坡脚不宜小于3~4m。沟底纵坡应不小于0.3%，以1%~3%为宜，纵坡大于3%时沟渠应加固，大于7%时则必须修跌水或急流槽。其连续长度一般不宜超过500m，线形要求平顺、直捷，需要转弯时可作成弧形，其半径尽量采用较大值，应不宜小于10~20m。当排水沟与其它水道连接，除顺畅外，要求连接处至构造物的距离应不小于2倍的河床宽度。
一般情况下，排水沟底是等宽的，沟底宽度不同时，要求徐缓相接，沟底渐宽值的长度如图7-6所示：渐宽值L按下式计算：（b2-b1）/L=1/5~1/10。排水沟与其它沟渠相接时，力求水流舒顺。
4.沟渠加固
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南京工业大学本科毕业设计 沟渠加固类型与沟底纵坡有关，表7-1、7-2所列可供设计时参照使用，沟渠加固断面图如图7-7所示。 图7-7 沟渠加固断面图 a） 石灰三合土抹平层 b）干砌片石（碎石垫平） 沟渠加固类型 c） 平铺草皮d）浆砌片石（碎石垫平） 表7-1 e）竖铺草皮，砌石底 f）砖砌水槽 型式 名称 平铺草皮 竖铺草皮 铺砌厚度（cm） 单层 迭铺 2~3 3~5 10~15 10~15 15~25 15~25 20~25 20~25 6~10 简易式 水泥砂浆抹平层 石灰三合土抹平层 粘土碎（砾）石加固层 石灰三合土碎（砾）石加固层 干砌片石 干砌式 干砌片石砂浆勾缝 干砌片石砂浆抹平 浆砌片石 浆砌式 混凝土预制块 砖砌水槽 加固类型与沟底纵坡关系
表8-2
纵坡（%） <1 1~3 1.土质好，不加加固类型 不加固 固 2.土质不好，简易加固 47/55
3~5 简易加固或干砌式加固 5~7 干砌式或浆砌式加固 >7 浆砌式加固或改用跌水 南京工业大学本科毕业设计
7.4.4 跌水与急流槽 1.概念
在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落的沟槽称为跌水。在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽称为急流槽。水流通过坡度大于10%、水头高差大于1.0m的陡坡地段或特殊陡坎地段时，宜设置跌水或急流槽，并对其采取加固措施。
2.作用
跌水的作用是在较短距离内降低水流流速，消减水流能量。急流槽的作用是将上下游水位差较大的水流引致桥涵进口或路基下方。
3.布置和运用
跌水、急流槽的形式、断面尺寸和位置的确定应结合当地土质、地形及水流量的大小，必须保证能够宣泄全部的水流，适时予以加固并在适当地点与桥涵进口连结。
跌水、急流槽的纵坡大、水流冲刷较为严重，二者一般均须用浆砌片石或水泥混凝土砌筑，且基础应埋设牢固。因此，二者均为人工排水沟渠的特殊形式，即可单独使用，也可与其他排水构造物联合使用，形成完整的排水系统。
4.跌水的一般构造与布置
跌水分两种，即单级跌水和多级跌水。单级跌水适用于连接沟渠的水位落差较大，需要消能或改善水流方向，如：边沟水进入涵洞前所设置的单级跌水—窖井，如图7-8所示。当陡坡较长时。为减缓水流速度，并予以消能，可采用多级跌水，如图7-9所示。其构造分为进水口、消力池和出水口三部分，如图7-10所
示
。
各
个
组
成
部
分
的
尺
寸
，
由
水
图7-8 边沟与涵洞单级跌水连接图 图7-9 多级跌水纵剖面图 （单位：m）
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1-边沟； 2-路基；3-跌水井；4-涵洞 1-沟顶线；2-沟底线；
力计算而定。一般情况下，如果地质条件良好，地下水位较低，设计流量小于1.0~2.0m3/s,跌水台阶（护墙）高度P，最大不超过2.0m。常用简易多级跌水，P值约为0.3~0.6m，每阶高度与长度之比一般应大致等于地面坡度。护墙要求石砌
或混凝土浇注。墙基埋置深度约为水深a的1.0~1.2倍，并不得小于1.0m,且埋人冰冻线以下；石砌墙厚不小于0.4m，混凝土为0.25m~0.30m。消力池起消能作用，要求坚固耐用，槽底且有2%~3%的纵坡，底厚0.2~0.4m，槽底高出计算水深的以上0.2m，壁厚与护墙相类似；消力池末端设消力槛，其高度C依计算而定，比池内水深低点，约为0.2~0.3P，一般取0.15~0.20m；槛顶厚度约为0.3~0.4m，底部预留5~10cm孔径的泄水口，间距1~2m，以便断流时池内不致积水。跌水两端的土质沟渠，宜适当加固，保留水流畅通，不致使跌水产生淤塞或冲刷。
5.急流槽的一般布置和构造
图7-10 跌水构造示意图 1-护墙； 2-消力槛 为在较短距离达到降速、消能的作用，且其纵坡比跌水的平均纵坡更陡，因此要求急流槽的结构宜坚固、稳定、耐用。一般要求用石砌或混凝土修筑，也可在岩石坡面上开槽。临急使用时，可用竹木结构做成竹(木)槽。
急流槽的结构分为进口、槽身和出水口三部分组成，如图7-11所示。
急流槽的主要尺寸，由水力计算而定。
若设计流量小于及槽底纵坡1：1~1：1.5，也可参照经验使用。急流槽的纵坡，一般不宜超过1：2；槽壁厚度：浆砌块石为0.3~0.4m ；混凝土为0.2~0.3m。槽底厚
图7-11 急流槽构造示意图（单位：m） 1-耳墙；2-消力池；3-混凝土槽底；4-钢筋混凝土槽底；5-横向沟底；6-砌石护底 度为0.2~0.4m，水槽壁应高出计算水位至少0.2m，每隔2.5~5.0m设0.3~0.5m深的耳墙（凸榫）嵌入基底，以防止滑动。进水口与出水口应予以加固。若急流
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槽较长时，应分段砌筑，每段长度不宜超过5~10m，预留伸缩缝，接头处用防水材料填缝。进水口与槽身连接处因断面不同需设过渡段，为使出水口水流流速与下游的容许流速相适应，槽底可用几个坡度，上坡较陡，向下逐渐放缓，若流速过大，可在出水口处设置消力池或与跌水联合使用。
7.4.5 蒸发池
蒸发池是指在气候干燥地区的排水困难地段，于公路两侧每隔一定距离，为汇集边沟流水任其蒸发所设置的积水池。一般蒸发池边缘距路基边沟外缘的距离应以保证路基的稳定和安全为原则，并不应小于5m，湿陷性黄土地区不得小于湿陷半径。且池中设计水位应低于排水沟的沟底。池的容积按汇水流量决定，一般应以一个月内路基汇流入池中的雨水能及时完成渗透与蒸发作为设计依据。深可达1.5~2.0m。池周围可用土埂围护，防止其它水流进入池内，如图1-6-12所示。蒸发池应视具体情况采取适当的防护加固措施，并注意其设置不应使附近地面盐渍化或沼泽化。
7.4.6 排水泵站
排水泵站用于排出无法自流排出的路基汇水。包括集水池和泵房。集水池的布置，应考虑改善水泵吸水管的水力条件，减少滞流或涡流。集水池的大小，应根据汇水量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定。排水泵站抽出的水应排出公路用地范围之外。
第八章 沿线配套设施设计
8.1公路隔离带设计与施工公路隔离带设计与施工 公路隔离带设计与施工
组合式上网安装，是指隔离网在工厂按尺寸剪裁好，并镶嵌在外框中，可分散运
输，零散安装。该种安装工艺的优点为：造型美观，型式多样；隔离栅整体性结构强度高；可散装运输，灵活装配。当然无论是从加工、运输，还是施工安装，其总的工程造价相对于传统结构的工程造价都将大幅度上升。所以
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