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1、南京工业大学本科生毕业设计内蒙某二级公路工程设计（A标段）摘 要本设计为A标段（总长8.8km）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。本公路设计速度60km/h、路基宽度10m，车道宽度4.252m,交通工程及沿线设计等级为B级。对已给的设计资料进行了分析，查找相应的技术规范，确定了设计需要的各种参数。在平面图中进行选线，然后又对道路路线进行了平面设计，本路线有两段曲线设置缓和曲线，并设置超高。纵断面设计中满足了平纵面线性组合设计中的各种要求。在横断面设计中，确定了横断面组成及各种要素后，绘制横断面图。路基设计的基本内容，是确定路基边坡的形状和坡度。路面设计内容包括路面
2、类型和结构设计。通过本次设计不但了解了设计公路的各种步骤，而且也能熟练地运用AUTOCAD进行制图，同时也学会了应用纬地道路设计软件。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（沥青路面）设计，路基防护，排水系统和沿线设施设计。关键词：二级道路 线形设计 沥青路面 排水系统 IAbstractThis design is line section A sign section（Total length 8.8km）Engineering design，First of all, according to the engineering design requirem
3、ents sure this road was grade secondary road。The highway design speed was 60km / h, roadbed width 10m, road width 4.25 * 2m, traffic engineering and design along the grade of Class B。Have been designed to give the data were analyzed to find the appropriate technical specifications to determine the n
4、eeds of the various design parameters. In plan view for line selection, and then carried out on the road alignment graphic design, this route has two transition curve settings and set high. Profile met the flat vertical surface in the design of linear combination design of the various requirements.
5、In the cross-sectional design, make sure that the various elements of composition and cross section after section view drawing. The basic content of the roadbed design is to determine the shape and slope of embankment slope. Pavement design content including road type and structure design.Through th
6、is design not only to understand the various steps of the design of roads, but also be proficient in the use of AUTOCAD for drawing, but also learned to apply weft to road design software. The design part is the software design and analysis。Design includes geometric design，Flat cross-section design，
7、Foundation and Pavement（asphalt pavements）Design，Sugared protection，Drainage system and Along the facility design。Keywords：The secondary roads ; Linear design ;Asphalt pavement; Drainage system.I1南京工业大学本科生毕业设计目 录摘 要IAbstractII第一章 概述及设计技术标准的确定11.1工程概述11.2沿线自然地理特征11.2.1自然地理条件11.2.2地质条件21.2.4自然生态环境31.3
8、公路等级的选用41.4技术标准及设计原则51.4.1技术标准51.4.2设计原则6第二章 路线平面设计72.1选线72.1.1道路选线的一般原则72.1.2选线方法和步骤82.1.3平原微丘区选线要点92.1.4路线方案拟定与比选1022定线112.2.1定线的任务和影响因素112.2.2定线方法122.2.3纸上定线的工作步骤132.3平面设计142.3.1概述142.3.2平面设计的要求152.3.3平曲线参数的确定172.3.4曲线要素计算182.3.5逐桩坐标计算212.4道路平面设计图22第三章 路线纵断面设计233.1概述233.2纵断面设计原则233.3平纵组合设计243.3.1
9、设计原则243.3.2平曲线与竖曲线的组合243.4纵断面设计规定253.4.1纵坡253.4.2坡长253.5竖曲线设计273.5.1竖曲线要素的计算273.5.2竖曲线半径的选择283.5.3竖曲线最小半径和最小长度293.6纵断面设计方法和步骤30第四章 路线横断面设计324.1概述324.2 公路横断面组成及类型324.2.1公路横断面组成324.2.2公路横断面类型324.3公路横断面设计334.3.1路拱坡度设计334.3.2坡道334.3.3中央分隔带形式设计334.3.4超高设计344.4横断面绘制344.5土石方的计算和调配34第五章 路基设计365.1路基设计的一般要求36
10、5.2路基设计365.2.1路基类型365.2.2路基宽度的确定365.2.3路基高度的确定375.2.4路基边坡坡度的选择375.2.5路基压实标准的选择385.2.6护坡道38第六章 路面设计396.1路面结构组成396.2路面类型选择及结构层设计406.2.1设计原则406.2.2路面类型的确定406.2.3设计理论与方法416.2.4路面结构设计426.3路面结构设计步骤426.4沥青路面设计426.3.1标准轴载与轴载换算426.4.2轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算446.4.3 新建路面结构厚度计算456.5水泥混凝土路面设计476.5.1标准轴载与轴载换算476.5.2新建
11、单层水泥混凝土路面设计48第七章 排水设计517.1排水方法517.2路基排水设计原则517.3 常用路基地面排水设备517.3.1边沟517.3.2排水沟527.4排水设计53第八章 绿化设计54结 语56参考文献57致 谢59V南京工业大学本科生毕业设计IV南京工业大学本科生毕业设计第一章 概述及设计技术标准的确定1.1工程概述X501线白日乌拉至乌兰察布段公路位于锡林郭勒盟苏尼特左旗(简称东苏旗)及正镶白旗境内，属于X501 线的一部分，起点位于苏尼特左旗白日乌拉，接满都拉图至白日乌拉段公路终点，终点终止于正镶白旗乌兰察布，与明安图至乌兰察布段公路终点段顺接，主要控制点：白日乌拉苏木、巴
12、颜淖尔、乌兰察布苏木。路线总体走向呈北南方向。本项目地理位置在地处东经1113011512，北纬42484505之间,路线基本走向是由北向南。路线起点位于苏尼特左旗的白日乌拉东，桩号为K0+000，接X501 线满都拉图至白日乌拉段终点，路线全长八公里多。全线内没有河流，没有铁路。1.2沿线自然地理特征1.2.1自然地理条件白日乌拉至乌兰察布段公路工程路线自县道501线满都拉图至白日乌拉公路南端引出，沿高平原南下，穿越布朗查干淖尔湖泊沼泽地后，进入浑善达克沙地，行走于沙漠腹地，结束于乌兰察布苏木。线路北端为高平原草场，植被覆盖较好；线路中南部为沙漠腹地，植被覆盖较差。沿线仅有少量居民点，经济发
13、展较为滞后。1.地形地貌活动沙丘（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1025 m 不等，两翼不对称。迎风侧（WNW 侧）平缓（1025），背风侧稍陡（2540）。迎风面有少量植被覆盖（小于20%）；丘顶宽40150m，表面显波状条纹；背风侧砂质疏松，易坍滑。2.气象特征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1.52.8，一月是全年气温最低的月份，平均气温为1921，7月最热气温在2122，最大日温差15；年平均降水量197.5，集中在6、
14、7、8月，日最大降水量大于50，最大连续降水日数为10天；年平均蒸发量2458；年平均风速4m/s,历年最大平均风速为28m/s,主导风向为西风和西北风，大风日数最多为159天，46上旬大风日数最多，一般23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22，最大季节冻土深度2.95m。1.2.2地质条件1.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
15、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。2.水文地质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0.35m，局部地段埋藏较深，主要受大气降水补给。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。3.地震根据GB18306-2001中国地震动峰值加速度区划图，线路沿线地震
16、烈度小于度，地震动峰值加速度小于0.05g。1.2.4自然生态环境1.自然环境本项目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，地处内蒙古高原东南部。路线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。沿线降水量少，地表水不发育，仅有少量季节性内陆河流及泽淖。2.生态环境（1）土壤：受地层、岩性、成土条件、区域气候、植被等因素的综合影响，本工程沿线土壤有风沙土、栗钙土、棕钙土、灰色草甸土等类型。（2）植物资源：路线所经地带属温带干旱、半干旱大陆性季风气候区，植被覆盖率低，植被类型为荒漠草原植被和典型草原
17、植被。典型植物有克氏针茅、羊草、柠条、黄柳、沙蒿等。工程影响范围内无珍稀濒危植物及珍贵野生药材。(3）野生动物资源：因水土流失严重和生态环境破坏，野生动物种类和数量逐年减少，工程影响范围内无珍稀濒危动物及国家一级保护动物。本地区国家二级保护动物有盘羊、黄羊、秃鹫、白天鹅等。(4)水土流失现状：公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，生态环境脆弱。3.环境敏感区本线所经区域地广人稀，工程沿线5 范围内无自然保护区、风景名胜区、水源保护区、文物古迹、湿地、森林公园等特殊环境敏感区。路线两侧仅有少量散在居民，沿线200m范围内无学校和医院分布。1.3公路等级的选用公路等级应根据公路的
18、功能、路网规划和设计交通量，结合项目所在地区的综合运输体系，社会经济等因素，经论证后确定。国家及省属干线公路可选用高速公路、一级公路或二级公路，交通量不大的干线公路或一般县乡公路可选用三级公路，交通量小得县乡公路可选用四级公路。一条公路可根据其功能和设计交通量等情况分段采用不同的公路等级、设计速度及车道数，但应相应地结合地形条件选择合适的变更点。预测的交通量介于一级与高速公路之间时，拟建公路为干线公路，宜选高速公路；拟建公路为集散公路，宜选用一级公路。干线公路宜选用二级或二级以上的公路。交通量资料如下：表1-1 设计交通量（辆）车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量小客车2500解
19、放CA10B19.4060.851双950黄河JN15049.00101.601双850交通SH36160.00110.002双2.0600太脱拉13851.40802双2.0300吉尔13025.7559.501双450小客车和中型载重汽车折算系数如下：表12 汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小客车1中型车1.5大型车2托挂车3（注：交通增长率：=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+）=7675（1+5%）=13127辆
20、/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500015000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，结合本条公路的使用任务、性质等综合确定，此公路设计为二级公路。1.4技术标准及设计原则1.4.1技术标准表1-3 全线技术标准及主要技术指标表技术标准及主要技术指标规范值采用值设计速度80km/h 80km/h路基宽度12m 12m车道宽度23.75m 23.75m右侧硬路肩宽度一般21.5m最小值 20.75m 20.75m土路肩宽度 一般20.75m最小20.5m21.5m
21、圆曲线最小半径一般值400m极限值250m 600m最小缓和曲线长度 70m90m不设超高最小半径（路拱2%）2500m 2500m平曲线最小长度 一般400m最小140m414.91m最大纵坡 5%4.80%最小坡长 200m300m竖曲线最小半径凸形一般4500m极限3000m 凹形一般3000m极限2000m凸形4500m 凹形4500m竖曲线最小长度一般170m极限70m 170.50m设计洪水频率 小桥、涵1/50小桥、涵1/50汽车荷载等级公路 II 级公路级交通工程及沿线设施等级B级B级1.4.2设计原则设计在满足工程经济的前提下应符合二级公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标
22、，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
23、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。5南京工业大学本科生毕业设计第二章 路线平面设计2.1选线选线是根据线路基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多
24、方面因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤分析比较，进行多方案必选，才能定出合理地路线.2.1.1道路选线的一般原则路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。正如前所述，影响路线设计除自然条件外尚受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，其基本原则如下：1. 在路线设计的各个阶段，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、快捷的前提下，使工程量小、造价低、营运费用省、效益
25、好，并有利于施工和养护。路线设计是一项立体线形设计，应注意立体线形设计中平、纵、横面的舒顺、合理的配合。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小或极限指标，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。对沿线必须占用的田地，应按照国家有关法规，做好造地还田等规划和必要的设计。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，查清它们对道
26、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。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. 对于高速公路和一级公路，因其路幅宽，可根据通过地区、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，
27、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。2.1.2选线方法和步骤一条路线的起、终点确定以后，它们之间有很多走法。选线的任务就是在众多的方案中选出一条符合设计要求、经济合理地最优方案。因为影响选线的因素很多，这些因素有的互相矛盾，有的又相互制约，各因素在不同场合的重要程度也不相同，不可能一次就找出理想方案来。最有效的做法是通过分阶段、分步骤，由粗到细，反复比选来求最佳解。选线一般按工作内容分三步进行。1路线方案选择路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。此项工作通常是先在小比例尺（1：250001：100000）地形图上从较大面积范围内找出各种可能的方案，收集各可能方案的
28、有关资料，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案；然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最佳方案来，当没有地形图时，可采用调查或踏勘方法现场收集资料，进行方案评选。当地形复杂或地区范围很大时，可以通过航空视察，或用遥感与航摄资料进行选线。2路线带选择在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带，也称路线布局。这些细部控制点的取舍，仍是通过比选的办法来确定的。路线布局一般应该在1：10001：5000比例尺的地形图上进行。只有在地形简单，方案明确的路段，才可以现场直接选定。3具体定线经过上述两步的工作，路线雏形已经明显勾画出
29、来。定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的路线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。2.1.3平原微丘区选线要点本设计地段地形相对平坦、开阔，局部地段略有起伏，总体地势由北向南平缓降低。平原区由于地势相对平坦，路线受高差和坡度的限制小，平、纵、横三方面的几何线性较易达到较高的技术标准，但往往由于受当地自然条件和地物的阻碍以及支农的需要，选线时应综合考虑多方面的因素。1布线时在符合路线走向的前提下正确处理对地物、地质的避让和穿越，以屏幕为主安排路线。选线时首先在起、终点及中间必须经过的城镇或把路线必须经过的工厂、农场以及文物景点作为主要控制点，然后在主要控制点之间进行
30、实地勘察，了解农田优劣及建筑群、水电设施、障碍物等地物分布情况，确定哪些可穿、哪些该绕避以及怎样绕避，从而建立一系列控制点。2要求路线方向直捷，线性舒顺，尽可能采用较高标准。3处理好与农业的关系。平原区新建道路占用一些农田是难以避免的，但结合我国地少人多的国情，在可能的条件下要做到尽量少占地或不占高产田。路线布设应紧密与农田水利建设结合。4平原区有较多的城镇、村庄、工业区及其它公用设施，布线时应结合道路性质正确处理穿越与绕避、拆迁与保留的关系。5平原区湖泊较多，桥涵工程大，路线在穿越水道时，无论在平面还是纵断面上，都应尽可能保证路线的平顺性。6应注意土壤水文条件。平原区土壤水文条件较差，特别是
31、河网湖区，地势较平，地下水位高，影响路基稳定性。在低洼地段，当路线与分水岭走向基本一致时，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，以有利路基。7另外要注意充分利用旧路，注意路基取土和就地取材。2.1.4路线方案拟定与比选1.原则路线方案的选择是路线设计中最根本的问题，目的是合理地解决设计道路的起、讫点和走向。一般新建公路的走向，已在国家或当地路网规划中有了初步规划。路线方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更影响到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。长的干线公路，路线方案的选择，要从大面积着手。路线方案的必选是对有比较价值的路线
32、方案进行技术指标、工程造价、自然环境等重要影响因素进行同等深度的技术经济论证及效益分析，通过调查、分析、比较、选择，提出合理的推荐方案。方案必选可按下述指标进行。（1）技术指标：包括路线长度、圆曲线最小半径及个数、最大纵坡及长度、交叉个数及回头曲线个数等。（2）经济指标：包括土石方、排水及防护工程、路面、桥梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆迁工程数量和工程造价指标等。（3）经济效益及社会效益分析2.路线比选根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，
33、初步拟定了两个方案，路线方案比选图如下：图2-1 选线方案比选图方案一（蓝色线）：从点N（X）4775870.646，E(Y) 498895.172开始，该线路高差相对较小，所经区域大部分是微丘，土石方工程量相对较小，该线路设置两条圆曲线。方案二（红色线）：从点N（X）4775870.646，E(Y) 498895.172开始，该线路前半部分所经区域大多为微丘区，土石方工程量较大。该线路设置两条圆曲线。表2-1 方案比选方案一 方案二 优 缺 点优点： 1.土石方工程量小，拆除沿线设施较少，有利于环境保护 2线形简单，比较缓和3符合地理区位优势，远离居住区相对安全缺点： 1.平面线形指标略低，
34、但可满足要求优点： 1.平面线性指标高，行车舒适性好。2占用较少的低等级车道。 缺点： 1.线形复杂，道路设计复杂 2土石方工程量大高速公路投资比较大，对所经过地区的经济起重要作用，所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，设计要特别注意线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。综合考虑：（1）从景观、行车视觉上看，方案一优于方案二;（2）从路线平面指标上看，方案一较好;（3）从规模及施工难度上看，方案一较好;综合考虑以上各种因素,最终选择方案一作为最终设计方案22定线2.2.1定线的
35、任务和影响因素1.定线及其任务定线是根据既定的技术标准和路线方案，结合地形、地质等条件，综合考虑路线的平面、纵面、横断面，具体定出道路中线的工作。定线工作室根据下达的设计任务书、选线阶段确定的路线走向和主要控制点、所采用的技术标准进行的。定线的任务是在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，按照已定的技术标准，结合细部地形、地质等自然条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，定出道路中线的确切位置。定线是道路设计过程中关键的一步，不仅要解决工程和经济问题，而且要充分考虑道路与周围环境的配合，道路与生态平衡的关系，道路自身线形的美观和协调等问题。2.定线应考虑的因素道路定线是一项非常
36、复杂、涉及面很广、技术要求较高的工作。除受地形、地质、地物等有形因素限制外，道路定线还要受技术标准、国家政策、社会需求、道路美学、风俗习惯等无形因素的制约。要求设计人员应具有广博的知识、熟练的定线技巧和精益求精的工作态度。设计者很难一次就能定出理想线位，复杂条件下的定线往往存在多个设计方案供定线组研究必选，每一个方案都是众多相互制约因素的一种折中方案，理想的路线只能通过比较的方案选定。定线作业组一般由路线、桥梁及水文和地质等专业人员组成，定线中还要听取当地有关部门的意见，使定线成为各专业相互协作的最佳成果。2.2.2定线方法定线按工作对象的不同分为纸上定线、现场定线和航测定线。根据本次设计提供
37、的条件和所要设计的对象，本次定线采用纸上定线的方式。纸上定线是在大比例尺（一般用1:10001:2000）地形图上确定道路中线的具体位置，再将纸上路线通过实地防线敷设到地面上，供详细测量和施工之用。纸上定线的工作对象是技术标准高或地形、地物复杂的路线。纸上定线适用于各等级、各类地形条件的路线，对技术标准高，地形、地物复杂的路线必须采用纸上定线，以提高定线质量。2.2.3纸上定线的工作步骤纸上定线是在室内大比例尺地形图上进行，对不同的地形条件，定线考虑的侧重点不同。平原、微丘区地形平坦，路线一般不受高程限制，定线中重点是正确绕避平面上的障碍，力争控制点间路线短捷顺直；而山岭、重丘区地形复杂，横坡
38、陡峻，定线时要利用有利地形，避让艰巨工程、不良地质地段或地物等，都涉及调整纵坡问题，且山区纵坡又限制较严，因此山岭、重丘区定线的重点是安排好纵坡。1. 平原、微丘区定线步骤（1）定导向线在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。（2）试定路线导线参照导向点，试穿出一系列直线并交出交点，或直接将导线点作为交点，试定出路线导线。（3）初定平面线读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，其中纸上定线转角须用正切发量测计算，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算平曲线要素。2.山岭、重丘区定线步骤（1）定导向线分析
39、地形，找出各种可能的走法。在地形图上仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形如平缓顺直的山坡、开阔的侧沟、利于回头的地点等，拟定路线各种可能的走法。放坡定坡度线。由等高距h和选用的平均纵坡i均(5.0%5.5%)，视地形曲折程度和高差而定)，按a=h/i均计算等高线间平距a，然后按照计算得到的平距a进行试坡（用分规卡等高线）。将各点连成折线，即坡度线。确定中间控制点，分段调整纵坡，定导向线。分析这条坡度线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新试坡。经过调整后得出的折线，成为导向线。（2）修正导向线试定
40、平面和纵断面。试定平面线形，点绘纵断面图，设计理想总纵坡。一次修正导向线。目的是用纵断面修正平面，避免纵向大填大挖。在平面试线各桩的横断面方向上点出与概略设计高程相应的点，这些点的连线是具有理想纵坡、中线上不填不挖的折线，称为一次修正导向线。当纵断面上填挖过大时，应进行修改。二次修正导向线。目的是用横断面最佳位置修正平面，避免横向填挖过大。对一次修正导向线各点绘制横断面图，用路基模板逐点找出最经济或起控制作用的最佳中线位置及其可移动范围。具有理想纵坡、横向位置最佳的平面折线，称二次修正导向线（小比例尺地形图上显示不出最佳位置时可不做）。（3）定线定线是在二次修正导向线的基础上进行。二次修正导向
41、线是一条平面折线，不满足技术标准的要求，必须适当取直，并用平曲线连接，定出中线的确切位置。定线必须按照二次修正导向线上各特征点的性质和可活动范围，经过反复试线才能定出满足要求的中线。定线的具体操作可采用直线定线方法或曲线形定线方法。经过几次修正后，最终确定满足公路路线设计规范要求，平纵线形都比较合适的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制）。2.3平面设计2.3.1概述1.路线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。路线在水平面上的投影称作路线的平面；沿中线竖直迫切再行展开则是路线的纵断面；中线上任一点法向切面是道路在该点的横断面。路线的平面、
42、纵断面和各个横断面是道路的几何组成。道路的中线的平面位置，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，沿中线的桩志进行高程测量和横断面测量，去的地面线和地质、水文及其他资料后再设计纵断面和横断面。2. 汽车行驶轨迹与道路平面线形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
43、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，即在轨道上任何一点不出现折转和错位；(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。实践证明：在直线和圆曲线之间设置了缓和曲线，使平面线形在视觉上更加平顺，能更好地引导驾驶员的视线，路线更容易被驾驶员跟踪。直线、圆曲线和缓和曲线，称之为平面线形三要素。因此，世界各国道路平面线形均由三要素组成。3.路线平面设计的内容道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定平面线形三要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，并注意使线形
44、与地形、地物、环境和景观等协调。由于线形要素的确定是以设计速度为依据的，因此，对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶的美学及驾驶员视觉和心理上的要求。2.3.2平面设计的要求圆曲线半径、缓和曲线长度，是路面平面设计中要解决的基本问题，但只对于满足一条路线行驶安全顺畅的要求是不够的。实践证明，直线过长或过短，曲线与曲线配置不适当也会导致行车事故，降低通行能力。因此一般来说，平曲线设计应满足以下要求：1平面设计必须满足公路工程技术标准和公路路线设计规范的要求。公路工程技术标准和公路路线设计规范是平面设计的指导性文件。平面设计中，圆曲线半径，缓和曲线长度的值必须满足相应的规定。并根据设计条件尽
45、量采用较高的标准，不应轻易采用指标的极限值。2平面线形应直接连续、顺适，并于地形地物相适应，与周围环境相协调。在地势平坦开阔的平原微丘区路线直接顺势，在平面线形三要素中只限所占比例最大，而在地势有很大起伏的山岭和重丘区路线则多弯曲，曲线所占比例较大。3行驶力学的要求是基本的视觉和心理上的要求对二级公路应尽量满足。4保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线性保持连续性而不出现技术指标的突变。因此，在设计时应充分注意长直线尽头不能接入小半径圆曲线，而且在高低标准之间要有过度。5应避免连续急弯的线性。6平曲线应有足够的长度。平曲线太短，汽车在平曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及操纵调整，所以规范规定了平曲线的最小长度，如下表2-2：表2-2 平曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020平曲线最小长度（m）一般值600500400300200150100最小值200170140100705040平曲线一般由两段缓和曲线和一段圆曲线组成。缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间段圆曲线长度也宜不大于3s的行程，当地行等限制时，可将缓和曲线在曲率相等处直接相连，此时的圆曲线长度为零。当7o时，弯