G312高速公路S标段路线设计–金陵科技学院道路毕业设计

G312高速公路S标段路线设计–金陵科技学院道路毕业设计
目 录
摘 要 Ⅲ
Abstract Ⅳ
1 绪 论 1
1.1 我国高速公路的发展状况 1
1.2 高速公路的设计要求 2
2 工程概况 3
2.1 该道路修建意义 3
2.2 沿线地质气候条件 3
2.3 主要技术指标 4
2.4 计算机辅助设计 5
3 道路平面设计 7
3.1 选线设计 7
3.2 平面设计原则 7
3.3 平面线形各要素 8
3.4 平面设计步骤 11
3.5 平面设计成果 18
4 纵断面设计 21
4.1 纵断面设计原则 21
4.2 纵断面竖曲线要素 21
4.3 纵断面纵坡要素 23
4.4 纵断面设计步骤 27
4.5 纵断面设计成果 33
5 横断面设计 34
5.1 横断面设计原则 34
5.2 各项技术指标的确定 34
5.3 线形组合原则设计 36
5.4 横断面设计步骤 37
5.5 横断面设计成果 43
6 附属设施设计 46
6.1 挡土墙设置 46
7 总 结 47
参考文献 48
致 谢 50
G312高速公路S标段路线设计
摘 要
G312高速公路起点为上海，终点为新疆霍尔果斯口岸，途经上海、江苏、安徽、河南、湖北、陕西、甘肃、宁夏和新疆8个省市自治区。本设计对改善西部干线公路 及国道主干线、改善区域交通现状，乃至周围地区交通运输条件及经济发展有着重要的意义。
路线设计方面包括平面设计、纵断面设计、横断面设计。在平面设计中只涉及到直线的设计。纵断面设计包括竖曲线半径、竖曲线长度、纵坡坡度及纵坡坡长的确定。横断面设计包括车行道和线形组合的设置，路面各部分宽度的确定，路面横坡的设计等。
另外，绘制了一定数量的工程设计图纸，包括路线平面设计图，平面设计表格（如直线、曲线及转角表，逐桩坐标表）；道路纵断面图；横断面设计图，标准横断面图；土石方数量表，路基设计表等。
关键词：平面设计；纵断面设计；横断面设计

The route design of G312 highway’s S section
Abstract
The G312 highway begins in Shanghai, and ends in Xinjiang Hall the fruit Si port, by way of Shanghai, Jiangsu, Anhui, Henan, Hubei, Shanxi, Gansu, Ningxia and the Xinjiang 8 provinces and cities autonomous regions.It is important to improve the skeleton line highway network and the federal highway branch line, and improve the region transportation present situation, and even periphery the area transportation condition and the economical development .
Location design contains plane design, longitudinal section design, cross section design.Only involving in the plane design to the straight line design.Longitudinal section design contains vertical curve radius, vertical curve length, lengthwise grade slope and lengthwise grade slope long determination.Cross section design including roadway and sidewalk arrangement, road surface various part of width determination, road surface transversal grade design and so on.
In addition, drawing a certain quantity of engineering drawings, including graphic design, the plane design forms (such as a straight line. Curves and corner table, coordinates of stakes table); longitudinal design; cross-sectional design, cross-sectional drawing standards; table, general design, subgrade design table, and so on.
Key words：Graphic design; longitudinal design; cross-sectional design

1 绪 论
1.1 我国高速公路发展状况
1.1.1 高速公路的定义及分类
高速公路是汽车运输发展的产物，它既是技术标准提高后的公路，又与普通公路有某些质的区别，世界各国对高速公路的定义不尽相同，欧洲多数国家称“汽车公路”、“汽车专用公路”，如“motorway”（英国）、“autobahn”（德国），美国称“superhighway”（超级公路），日本称“高速道路”。我国《标准》对高速公路的定义为：能适应讲各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000辆以上，专供汽车分向、分车道行驶病应全部控制出入的多车道公路。
高速公路按其功能可分为城市内部高速公路和城市间高速公路两大类；按其距离长短可分为近程高速公路（500km以内）、中程高速公路（500–1000km）和远程高速公路（1000km以上）三类；按其布局形式分为：平面立体交叉高速公路、路堤式高速公路、路堑式高速公路、高架高速公路和隧道高速公路。
1.1.2 高速公路的设计特点
高速公路设计有它的特点，不同于一般公路设计。包括以下内容：
1.设计基本依据：车速、交通量、通行能力是高速公路设计的基本依据，三者之间又是互为因果的。
2.几何设计标准：高速公路的几何设计标准和要求，同一般公路有较大差别。各国设计标准也有差别。
3.总体设计：
(1)线路最短距离。
(2)过较大山谷时建桥跨越。
(3)高山越岭线山腰用隧道穿过。
(4)通过城镇，往往采用高架道路。
(5)在山坡较陡路段，常傍山设高架道路。
(6)考虑远景发展，征地预留较宽范围。
(7)立体交叉
1.1.3 我国公路发展的现状
对于拥有13亿人口和960万平方公里国土面积的国家而言，交通对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用。我国政府始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。政府已形成的理念是“经济发展，交通先行”，老百姓已形成的理念是“要想富，先修路”。
1.2 高速公路设计要求
交通的作用从本质上分析是实现人或物的空间移动，道路只是载体，车辆是工具，因此，道路服务的对象是“人”，这与公路特性有所不同。因此，在整个道路规划设计过程中，应始终将人作为根本出发点，保证多种交通方式的安全性，创造安全、通畅、舒适、宜人的交通环境，实现以交通促进 会的可持续发展。因此，高速公路设计应重点考虑以下要求：
1.缩短旅程时间，降低运输费用，实现最短和最直的线路，桥梁选址要服从于线路走向，通过对造价与长远经济效益分析，优选设计方案。
2.线路通过山谷时，一般不采用升降坡或绕过山谷，而采用架桥跨越，尽管桥梁有时会超过几万米，也要避免出现多弯道和高坡度，但也要避免出现过长的直道，以防司机视觉疲劳。
3.通过高山区段要避免出现高深度开山辟道、影响视线，应在山腰的平行线上用隧道穿过，隧道长度有时几公里甚至几十公里。
4.尽量不破坏自然景观，防止大填、大挖和开山，通过高架和桥梁以美化公路环境。

3 道路平面设计
道路平面设计是道路中心线和边线等在地表面上的垂直投影。它是由直线、曲线、缓和曲线、加宽等组成。道路平面反映了道路在地面上所呈现的形状和沿线两侧地形、地物的位置，以及道路设备、交叉、人工构筑物等的布置。
本章节中主要讲述了，平面设计原则，各平面要素的确定，以及在进行对G312高速公路的平面线形设计时的主要的设计步骤。
3.1 选线设计
3.1.1 选线设计原则
1．比选原则
2．安全原则
3．均衡原则
4．协调原则
5．环保原则
3.1.2 选线的方法与步骤
选线是一个由总体到具体，由浅人深的过程。一条公路的起终点和中间控制点确定以后，可用多种方法把它们连接起来，为了选出一条最合理的路线，选线一般要经过三个步骤。
1．全面布局
2．逐段安排
3．具体定线
由此可见，选线是一个由粗到细的过程，只有布局合理，才能逐段安排到位；只有逐段安排恰当，才有具体定线的结果，从而形成一个统一的整体．它是根据技术指标、自然条件、建筑材料、施工条件、工程造价、养护条件、营运效益等综合考虑的结果。
3.2 平面设计原则
高速公路平面设计的一般原则：
1.线形应尽可能直捷，且与周围地形环境相适应。
2.尽量采用大半径而和缓的曲线，避免急弯。
3.线形各部分应保持协调，如避免在长直线尽头有急弯或弯道突然由缓变急。
4.高、长填方路段应采用直线或缓弯。
5.在复曲线中，应避免采用曲率相差过多的曲线。
6.应避免设置断背曲线，即不要在两同向曲线间连以短的直线。
7.平面线形应与纵断面相协调。
8.路线遇到山坡陡峭起伏，上下两控制点的高差大，靠自然展线无法取得必要的距离以克服高差时，可利用地形设置回头曲线，展长距离，以便不超过最大纵坡。
依照上述设计要求，设计了如下图3.1所示的平面线形设计：

图3.1 本设计平面线形图
3.3 平面线形各要素
3.3.1 平面线形之直线
1.直线的最大长度
在城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于20v（v为设计速度，以km/h计）是可接受的，在景色单调的地点最好控制在20v以内；而在特殊的地理条件下应特殊处理，若作某种限制是不现实的。
2.直线的最小长度
(1)同向曲线间直线的最小长度
同向曲线是指两个转向相同的相邻曲线间以直线形成的平面的线形。《规范》规定，当设计速度≥60km/h时，同向曲线直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜，即L1≥6V，当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。
(2)反向曲线间最小长度
反向曲线是指两个转向相反的相邻曲线间以直线形成的平面的线形。《规范》规定，当设计速度≥60km/h时，反向曲线直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜，即L2≥2V，当设计速度≤40km/h时，可参照上述规定执行。
3.3.2 平面线形之圆曲线
1.圆曲线最小半径
行驶在曲线上的汽车由于受到离心力的作用，其稳定性受到了影响，离心力的大小又与曲线半径密切相关，半径愈小愈不利，所以在选择曲线半径时应尽可能采用较大的半径值，只有在地形或其他条件受到限制时才可使用较小的曲线半径。为了行车安全与舒适，我国《标准》规定了三种圆曲线最小半径，即：极限最小半径、一般最小半径和不设超高最小半径。
(1)极限最小半径
极限最小半径是指按设计速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径。它是设计采用的极限值。
(2)一般最小半径
一般最小半径介于极限最小半径和不设超高最小半径之间。一方面要考虑汽车以设计速度在这种小半径的曲线上行驶时的安全性、稳定性和旅客有充分的舒适性，另一方面也要注意到在地形比较复杂的情况不会过多的增加工程数量。
(3)不设超高的最小半径
在设计速度一定时，当圆曲线半径较大时，离心力就比较小，此时弯道即使采用与直线相同的双向路拱断面时，离心力对外侧车道上行驶的汽车的影响也很小；因此我国《标准》制定了“不设超高的最小半径”。
《标准》中对道路圆曲线最小半径及不设超高最小半径的规定如下（见表3.1）。
表3.1 圆曲线最小半径及不设超高最小半径
设计速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20
极限最小半径(m) 650 400 250 125 60 30 15
一般最小半径(m) 1000 700 400 200 100 65 30
不设超高最小半径(m) 路拱≤2% 5500 4000 2500 1500 600 350 150
路拱>2% 7500 5250 3350 1900 800 450 200
注： “一般值”为正常情况下的采用值； “极限值”为条件受限时，可采用的值。
表3.2 本设计中圆曲线半径
设计速度(km/h) 交点 圆曲线半径(m)
100 JD1 4000
JD2 5000
由以上两表对比可知，本设计圆曲线半径分别为4000m和5000m，满足《标准》要求。
2.《规范》中对平曲线最小长度的规定如下（见表3.3）。
表3.3平曲线最小长度
设计速度(km/h) 120 100 80 60
平曲线最小长度(m) 一般值 600 500 400 300
最小值 200 170 140 100
表3.4 本设计中平曲线长度
设计速度(km/h) 交点 圆曲线半径(m)
100 JD1 1868.456
JD2 2329.981
本设计采用的曲线最小长度为1868.456m，因此，对照其上《规范》要求可知设计
满足要求。
3.圆曲线的运用
在进行道路平面设计时，应根据沿线地形、地物等条件，尽量选用较大的圆曲线的半径，以保证行车安全舒适。在选定半径时要技术合理，又要经济适用；既不盲目采用高标准（大半径）而过分增加工程量；也不只考虑眼前通行要求而采用低标准。
3.3.3 平面线形之缓和曲线
缓和曲线是道路平曲线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线间或半径相差较大、转向相同的两圆曲线间的一种曲率连续变化的曲线。
在《规范》中规定，当设计速度小于 40km/h 时，缓和曲线可采用直线代替，且对缓和曲线最小长度的规定如下（见表3.5）。
表3.5 缓和曲线最小长度
设计速度（km/h） 120 100 80 60
缓和曲线最小长度（m） 100 85 70 50
表3.6 本设计中缓和曲线长度
设计速度(km/h) 交点 前缓和曲线（m） 后缓和曲线（m）
100 JD1 300 300
JD2 300 300
由表中数据可知，本设计的设计速度为100km/h，釆用的缓和曲线长度为300m。符合要求。
当圆曲线半径大于一定的值时，直线与圆曲线可以直接相连，无需设置缓曲线。在《规范》中，对不设缓和曲线的最小圆曲线半径的规定如下（见表3.7）。
表3.7 不设缓和曲线的最小圆曲线半径
设计速度（km/h） 120 100 80 60
不设缓和曲线的最小圆曲线半径（m） 路拱≤2% 5500 4000 2500 1500
路拱>2% 7500 5250 3350 1900
表3.8 本设计中圆曲线半径
设计速度(km/h) 路拱横坡 交点 圆曲线半径(m)