道路设计说明书
1 引言
交通运输业是国民经济的重要组成部分，它把国民经济各领域和各个地区联系了起来，纵观当今世界，公路已成为衡量一个国家生产力是否发达的重要标准，也是一个国家实力的重要组成部分。
1.1 设计概况
该公路由起点A 出发，到终点B 结束，全长2413.950米。公路等级为二级，计算行车速度60km/h，地形为平原重丘，采用二车道设计。
道路结构采用柔性路面设计，设计年限为15年，预测交通增长率为8﹪。
1.2 设计内容
1.2.1 路线设计
在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件，选定合理的路线，使筑路费用与使用质量得到统一，并达到行车迅速安全、经济舒适及构造物稳定耐久且易于养护的目的。道路选线是整个道路勘测设计的关键，它对道路的使用质量和工程造价都用影响。 1.2.2 平面设计
道路是一个带状构造物，它的中线是一条空间曲线。道路中线在水平面的投影称为路线的平面。 1.2.3 纵断面设计
反应路线在纵断面上的形状、位置及尺寸的图形称为路线纵断面图。纵断面线性设计应根据道路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行综合设计，从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形，以达到行车安全、快速、舒适、工程费较省、运营费用较少的目的。
1.2.4 横断面设计
应根据其交通性质、交通量（包括人流量）、行车速度，结合地形、气候、土壤等条件进行道路行车道、分隔带、人行道、路肩等的布置，以确定其横向几何尺寸大小，确保它们的强度和稳定性。 1.2.5 路基路面设计
路基是在天然地面表面按照路线位置和设计断面的要求填筑或开挖形成的岩土结构物。路面是在路基顶面的行车部分用各种筑路材料铺筑而成的层状结构物。路基是路面的基础，坚强且稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载作用提供了重要的保证；路面结构层对路基起保护作用，使路基不会直接承受车轮和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。路基和路面实际上是不可分割的整体。 1.2.6 道路结构设计
道路结构设计计算，绘制道路结构图。 1.2.7 挡土墙设计
挡土墙是为防止路基填土或山体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物。结合设计的路线合理选择挡土墙的类型并对挡土墙进行验算。
2 平面设计
道路是带状的三维空间的结构实体，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征构成了道路的平面线形，而路线设计是指确定路线的空间位置和各组成部分的几何尺寸的工作。当道路受到各种自然条件、环境，以及社会因素的影响和限制时，路线要做适当的调整。
2.1 公路等级的确定
2.1.1 已知资料
起始年交通组成及数量如下表：
表2.1 交通量调查表
预测年平均增长率：8 ％。 （3）初定设计年限：15 年。 2.1.2 车辆换算系数
表2.2 各汽车代表车型与换算系数
2.1.3 交通量计算
初始年交通量：
N 0=（220+430+230）×1.5+（350+420+410）×2 = 3680 (辆/日) 2.1.4 确定公路等级
假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量N d : 交通量为：
n-1
N d =N（（2.1） 01+γ）
=3680×（1+8%）14
=10809（辆/日） 式中：
N d —— 设计年平均日交通量（辆/日）；
N 0—— 年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路修建后从其他道路吸引过来的交通量（辆/日）； γ—— 平均增长率； n —— 设计年限。 根据规范：
高速公路：一般能适应按折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上。 一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量15000~30000辆。
二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量5000~15000辆。
由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。
所以根据给定的条件，本设计路线为平原区二级公路，设计速度定为60km/h，双向二车道，路幅宽度10米。
2.2 路线设计
选线的基本原则：
（1）在路线设计的各个阶段，应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究，在多方案论证、比较的基础上，选定最优的路线方案。
（2）工程造价与营运、管理、养护费用综合考虑。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，有
利于施工和养护。
（3）处理好选线与农业的关系。选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。
（4）路线与周围环境、景观相协调。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）工程地质和水文地质的影响。选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘察，弄清它们对道路工程的影响。
（6）选线应重视环境保护。选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营产生的影响和污染。
2.3选线的步骤和方法
道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素，在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置并确定道路的曲线，通过纸上选线把路线的平面布置下来。 （1）全面布局
全面布局是解决路线基本走向的全局性工作，就是在起、终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。
路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应。限制和影响道路的走向的因素很多，大致归纳起来主要有主观和客观两个方面。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向，等级及其在道路网中的任务和作用，本设计的起、终点就是由设计任务书规定的；而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局、城镇以及地形、地质、水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。 （2）逐段安排
在路线基本走向已经确定的基础之上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定数和放坡定点的方法，选出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点（特别是那些严格控制的点位）的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转折点。
（3）具体定线
在逐点安排的小控制点间，根据技术标准、自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素，随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。
做好上述工作的关键在于了解地形，全面考虑前后线性衔接与平、纵、横三方面的综合关系，选用合适的技术指标，使整个线性得到连贯协调。
2.4平曲线要素的确定
2.4.1平面设计原则：
（1）平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境协调。
（2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径。
（3）两同向曲线间应设有足够长的直线，不得以短直线相连。
（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。
（5）曲线线性应特别注意技术指标的均衡性和连续性。 （6）应避免连续急转弯的线性。 2.4.2平曲线要素的确定
平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线性组合而成。在设计中主要用到的组合有：
基本型曲线几何要素及其公式：
按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合而成的曲线。如下（图2-1）缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和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。《标准》规定，除四级公路可以不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线，它的曲率是连续变化的，便于车辆遵循行驶轨迹，增加旅客舒适感，使行车更加稳定，线性更加美观。设计时要注意和圆曲线相协调，应使线性组合和线性美观上产生良好的行车和视觉效果
在设计的时候应注意缓和曲线应满足最小长度要求，此外还要注意超高和
加宽。
图2.1 按回旋曲线敷设缓和曲线
L 2L 4p =S 24R -S
2384R 3
L 3
q =S L S 2-240R 2
β28. L
S 0=R T =(R +p ) tg α
2+q
L =(α-2βπ
0) 180R +2L S E =(R +p ) sec α
2
-R J =2T -L 式中：
T
——总切线长，（m ）；
L ——总曲线长，（m ）；
E s ——外距，（m ）；
J ——校正数，（m ）；
R ——主曲线半径, （m ）；
α——路线转角，（°）；
β0——缓和曲线终点处的缓和曲线角，（°）；
q ——缓和曲线切线增值，（m ）；
p ——设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（m ）； （2.1）（2.2）（2.3）（2.4）
（2.5）（2.6）（2.7）
L s ——缓和曲线长度，（m ）。
2）主点桩号计算
ZH =JD -T （2.8）
HY =ZH +L S （2.9）
Y （2.10） YH =HY +L
S （2.11） HZ =YH +L
QZ =HZ -L /2 （2.12） JD =QZ +J /2 3）交点间距计算公式为
L =
X 2-X 1)2+(Y 2-Y 1)2 （2.13）
Y 2-Y 1
X 2-X 1
（2.14）
导线方位角计算公式为 象限角 θ=arctg
方位角 A ΔX>0, ΔY
ΔX0, ΔY
交点偏角计算公式为： αi =A i -A -i 1 （2.15） 起点坐标A （6418394.1713,315905.8360），JD （16418652.7285,316335.0939） 由公式（2.2）得：
A 的方位角为58°56′17″ ，JD1的方位角为107°47′47″ 所以JD1的转角为α1= 48°51′30″
同理可得：JD2转角为α2=57°27′2″，JD3的转角α3= 33°59′37″。 2.4.3平曲线计算
（1) 设计缓和曲线的长度：取R=400m
①按离心加速的的变化率计算：L s, min =0.036×V 3/R =19.44m ②按驾驶员的操作及反应时间计算：L s, min =V /1.2 =50m
③按超高渐变率计算：由《标准》表3.0.2查得B=3.5；按新建公路，由《规范》表7.5.3查得Δi=0.06；由《规范》表7.5.4查得P=1/175，得
L s, min =B×Δi/P=36.75m
④按视觉条件计算：L s, min =R/9=44.444m 所以取L s =60m
（2）曲线要素的计算：
L 2L 4602604S S
p =-=-=0.375m
24R 2384R 324⨯4002384⨯4003L S L 360603S q =-=-=29.994m
2240R 22240⨯4002
' "
48°5130
T =(R +p ) tg +q =(400+0.375) ⨯tan +29.994=211.858m
22
α
L =αR
π
180
' " +L S =48°5130⨯400⨯
π
180
+60=401.096m
' "
48°5130
E =(R +p )sec -R =(400+0.375) ⨯sec -400=39.744m
22
α
J =2T -L =2⨯211.858-401.096=22.620m
（3）主点桩号计算： ①JD1：K0+501.113
ZH=JD-T=K0+501.113-211.858=K0+289.255 HY=ZH+L S =K0+289.255+60=K0+349.255
YH=HY+(L-2L S )= K0+349.255+401.096－2×60=K0+630.351 HZ=YH+L S =K0+630.351+60=K0+690.351
QZ=HZ-L/2=K0+690.351－401.096/2=K0＋489.803
校核: JD1=QZ+J/2=K0＋489.803+22.620/2= K0+501.113 交点校核无误。
②JD2:K1+199.447,设R=400m，同理可得：L S =70m
L 2L 4702704S S
p =-=-=0.510m 33
24R 2384R 24⨯4002384⨯400L S L 370703S
q =-=-=34.991m
2240R 22240⨯7002
57°27' 2"
T =(R +p ) tg +q =(400+0.510) ⨯tan +34.991=254.494m
22
α
L =αR
π
180
+L S =57°27' 2" ⨯400⨯
π
180
+70=471.081m
57°27' 2"
E =(R +p )sec -R =(400+0.510) ⨯sec -400=56.716m
22
α
J =2T -L =2⨯254.494-471.081=37.907m
ZH=JD-T=K1+199.447-254.494=K0+944.953 HY=ZH+L S =K0+944.953+70=K1+014.953
YH=HY+(L-2L S )=K1+014.953+471.081－2×70=K1+346.034 HZ=YH+L S =K1+346.034+70=K1+416.034 QZ=HZ-L/2=K1+416.034－471.081/2=K1+180.494 校核: JD2=QZ+J/2=K1+180.494+37.907/2=K1+199.447 交点校核无误。
③JD3：K1+761.057，设R=500m，同理可取L S =60m
L 2L 4602604S S
p =-=-=0.300m 33
24R 2384R 24⨯5002384⨯500L S L 360603S
q =-=-=29.996m
2240R 22240⨯5002
' "
33°5937
T =(R +p ) tg +q =(500+0.300) ⨯tan +29.996=182.923m
22
α
L =αR
π
180
' " +L S =33°5937⨯500⨯
π
180
+60=356.650m
' "
33°5937
E =(R +p )sec -R =(500+0.300) ⨯sec -500=23.151m
22
α
J =2T -L =2⨯182.923-356.650=9.196m
ZH=JD-T=K1+761.057-182.923=K1+578.134 HY=ZH+L S =K1+578.134+60=K1+638.134
YH=HY+(L-2L S )=K1+638.134+356.650－2×60=K1+874.784 HZ=YH+L S =K1+874.784+60=K1+934.784 QZ=HZ-L/2=K1+934.784－356.650/2=K1+756.459 校核: JD3=QZ+J/2=K1+756.459+9.196/2=K1+761.057 交点校核无误。