成都至新都一级公路第二标段设计1 绪论改革开放以来，国民经济持续快速发展，兴起了公路与城市道路的建设热潮。随着公路建设的不断发展，高等级公路的建设已经成为公路建设的主流。作为公路干线同时又发挥着集散功能的一级公路更是成为了新世纪公路建设的主主题。公路是国民经济的大动脉，是国家交通基础设施。一级公路以其特有的突出优势成为公路运输的主要交通设施。高等级公路的建设已成为经济社会发展的重要助推器，不仅显著提高了运输能力，降低了运输成本，增强了运输安全性，节约了国土资源，而且在改善投资环境、优化产业布局、促进资源开发利用、提高国家经济的机动性、增强国家竞争力、以及保障国防安全等方面，发挥着越来越重要的作用。成都市至新都市的公路，是成都市城市规划建设的重要组成部分。本项目作为其中的一段，对成都市及周边区县公路网的形成和相互衔接具有重要意义；这条公路的建成将成为新都到成都的交通大动脉，也是一条经济大动脉。该公路的建成通车使新都到成都车程缩短到半个小时，使新都市与成都连成一体，新都市将成为成都市的一部分，将使新都市迈上一个新的台阶。同时也带动了沿线经济的发展，促进沿线农村的城市化，正相应了成都市城乡一体化的发展号召。同时也为成都城市发展提供更大的空间，有利于成都市城区的扩展和疏散城市人口。公路建成以后就会为成都市新增一个工业园区，改善成都市的投资环境，提高成都市的综合竞争力。2 工程概况2.1 沿线地形、水文、气候等条件 2.1.1 地形、地貌路线所经地段均为平原地带，地势西北高、东南略低，设计路段有4个村庄，农田密布，灌溉渠道网纵横交错，已有相应的乡村道路和一条二级公路。设计路段较为平坦，有少量的渔塘，不规则的池塘以及大量的农田。设计路段属于V2区，多为沙性土。2.1.2 气象、水文设计路区属暖温带大陆性季风气候，潮湿多雨。年平均气温20.3度，1月平均气温2.6度，7月平均气温30.8度，年平均降水量986mm，年内降水量分配不均，多集中于7-9月（可达年降水量的50-60%），而11月到翌年3月的降雨量，共占年降水量的15-20%，降水具不稳定性和不均匀性。无霜期310-335天。2.2 交通量资料表2-1 交通量预测车型解解放CA15东东风EQ140大客车小客车辆/日1006122313588556根据道路使用任务及性质，结合现有日交通量，远景设计年平均日交通量按下式推算： (2-1)式中：远景设计年平均日交通量（辆/日）； 其始年交通量（辆/日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量；年平均增长率(%)；远景设计年限。表2-2 各汽车代表车型与车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.019座的客车和载质量2t的货车中型车1.519 座的客车和载质量2 t7t的货车大型车2.0载质量2 t7t的货车拖挂车3.0载质量14t的货车该道路交通量换算采用小客车为标准车型。交通量折算为：辆/日预测年平均增长率：5% 初定设计年限：15年远景设计年限平均日交通量：辆/日根据所给资料，参照公路工程技术标准、公路路线设计规范，确定该道路的等级为一级公路。3 道路选线3.1 概述路线方案的选择是路线设计的最根本的问题，目的是合理地解决设计道路的起讫点和走向。根据指定的路线总方向和设计道路的性质、任务及其在公路网中的作用，考虑社会、经济因素和复杂的自然条件等拟定路线方向。在勘测设计过程中，要结合路线的性质及其在路网中的作用、经济控制点、近远期交通量、主要技术指标、自然条件等因素，进一步认真研究落实。3.2 选线的一般原则路线方案选择的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否起到应有的作影响道路设计的因素除了自然条件外，尚受到诸多社会因素的制约.选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系.本设计遵循的基本原则如下：在本道路设计的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的调查。在多方案论证、比选的基础上，选定了最优路线方案。本路线设计在保证行车安全、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。在工程量增加不大的情况下，采用了较高的技术指标。避免了轻易采用极限指标，也避免了片面追求高指标。本设计的选线考虑了同农田基本建设相配合，做到了少占田地，尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济园林等。本设计的选线对工程地质和水文地质进行深入勘察，弄清了他们对道路工程的影响，因为不涉及到严重不良地质路段，所以不需要考虑。本设计选线遵循了环境保护的原则，考虑了由于道路修筑，汽车营运产生的影响和污染。3.3 方案比选路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，通过多方案的比较，精心选择出合理的方案。路线设计保证路线的整体协调，做到平面顺适、纵面均衡、横断面合理。根据等高线地形图，采用纸上定线的方法研究可能的方案，并经过比较论证确定最后的方案。本设计根据当地的实际情况，合理考虑自然条件、技术指标和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等重大影响因素进行比较论证，力争修建一条具有高技术标准、低工程造价的道路。本道路属于平原地区，地面高度变化微小，有时有轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍地等外，多为耕地和经济林，该地区有多处鱼塘。平原区选线一方面要考虑由于地势比较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的标准，另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制，选线要考虑各方面的因素。现对两套方案进行分析如下，方案技术指标比选见表3-1。表3-1 方案比选表项目方案一：直线-平曲线-直线方案：直线-平曲线-直线主要参数指标平曲线平线=37.07R=1000mT=385.38mE=55.13mL=746.87mLs=100m主要参数指标平曲线=31.97R=1200mT=393.83mE=48.59mL=769.33mLs=100m曲线率：33.56%曲线率：34.75%桥涵1座桥 1个涵洞2座桥其他农田 水渠，鱼塘比选结果推选方案从上面两个方案比较来看，方案一路线总长2225.23m,方案二的路线总长度2213.63m。但方案二中的沿线路基属于软土地基，而且受洪水影响比较大，路基处理起来交麻烦投资也交大；要跨越一个较大的鱼塘需要建设一个桥工程投资相对比较大；同时还要拆迁一高压电线竿；路线紧挨村庄，噪音影响居民生活较为明显。而方案一途经村边缘，路线线形上较为简捷美观；沿路避开软土地基的影响，路基处理比较简单；同时所需建设的桥也相对方案二交小；沿途也没有所需要拆迁的建筑。所以综合以上比较，方案一经济技术指标较好，决定选择方案一作为推荐方案。4 平面线形设计道路是一个带状构造物。它的中线是一条空间曲线。道路的平面线形当受到各种自然条件(主要是地质、地形、地物)的限制而发生转折时，为消除道路的突然转折，使汽车安全顺适的通过，在转折处就应设置曲线。曲线一般为圆曲线、缓和曲线及其组合，因此直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的组成要素。平面设计的主要任务是合理的确定以上三要素。4.1 直线4.1.1直线的特点作为平面线形要素之一的直线，在道路中使用最广。因为两点之间直线最短，加之笔直的道路给人以短捷直达的良好印象，在美学上直线也有其自身的特点。在车辆直线上行驶受力简单、方向明确、驾驶操作简易。从测设方面看，直线只需定出两点，就可方便的测定方向和距离。基于直线的这些优点，在各种线型中广泛采用。4.1.2 直线最大长度直线线形大多难以与地形相协调，若长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，也达不到线形设计自身的协调。由于直线的安全性差,一些国家对直线作了规定，德国规定不超过20V(V是设计车速，用km/h表示)，前苏联规定为8km,美国为4.83km，我国目前尚无统一规定。本设计遵循的原则是：公路线形与地形相适应,与景观相协调,直线的最大长度应有所限制,当采用长直线线形时,为弥补景观单调的缺陷,应结合具体情况采取相应技术措施。无论是汽车专用公路还是一般公路在任何情况下都要避免追求长直线的错误倾向。该公路最大直线段长度1068.125m1600m，满足设计要求。4.1.3直线的最小长度在两个圆曲线间存在直线最小长度问题。本道路采用的一个圆曲线属于单向曲线。反向曲线间的直线应符合规定，转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和的需要以及驾驶人员转向操作的需要，如无缓和曲线时，宜设置一定长度的直线。公路路线设计规范规定，当计算行车速度60km/h时，反向曲线的最小长度以不小于行车速度的2倍为宜。该公路只设一处圆曲线，故不考虑直线的最小长度。4.2 圆曲线各级公路与城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分，圆曲线具有易与地形相适应、可循环性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。4.2.1圆曲线半径的确定半径是圆曲线的重要几何元素，半径一旦确定，则其大小及曲率也就确定，平曲线半径计算公式为：由公式： (4-1)式中：横向力系数； 超高横坡度（或称超高率）； 计算行车速度(km/h)； 平曲线半径/m。本设计采用的设计车速：=80km/h；按规范取值：=0.06；=0.06；代入公式：规范规定值见表4-1。表4-1 圆曲线最小半径设计速度（km/h）1201008060403020一般值(m)10007004002001006530极限值(m)650400250125603015不设超高最小半径(m)路拱2.0%5500400025001500600350150路拱2.0%7500525033501900800450200结合计算值、规范定值和工程实际，根据工程经验，该公路地处平原地区平曲线半径一般取最小半径的3至8倍，根据实际情况要避开傍边鱼塘，决定取：为圆曲线半径。4.3 缓和曲线的长度及参数的确定4.3.1缓和曲线的长度的确定从控制离心加速度变化率考虑：（设计车速）m按司机操作反应时间：按行车道外侧超高变化率：标准规定各级公路缓和曲线最小长度见表4-2。 表4-2 缓和曲线最小长度公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路设计车速(km/m)12010080100806080604030/m100857085705070503525本设计取满足设计要求。4.3.2 平曲线要素计算几何要素计算计算公式如下：圆曲线内移值： (4-2) 切线总长： (4-3)曲线总长