1、设计说明书1.1 设计任务在给定的图纸上设计一条二级公路，设计车速为 60km/h。其主要内弄有路线方案、道路平面、道路纵断面、道路横断面、路基路面设计等。1.2 道路设计标准设计车速-60km/h圆曲线极限最小半径（=0.12 ） -115m圆曲线一般最小半径-200m缓和曲线最小长度-60m平曲线最小长度-100m同向曲线最小长度-6v反向曲线最小长度- 2v公路最大纵坡-4%最大合成坡度-9.5%最短坡长-150m凸形竖曲线极限最小半径-1400m凸形竖曲线一般最小半径-2000m凹形竖曲线极限最小半径-1000m凹形竖曲线一般最小半径-1500m视距要求的最小竖曲线半径-凸形 9000
2、-凹形 2000m2 路线方案设计路线方案是路线设计中最根本的问题，根据所设计道路的等级要求，在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，尽量做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并利于施工和养护，从而确定了图纸中所示的比较经济合理的路线。3 道路平面设计根据图纸上的选定路线，得出如下几点的坐标。起点（360，80） ，JD 1（254，306） ，JD 2（314，1184） ，终点（208，1342） ，L s1=80，R 1=600，L s2=70，R 2=420。3.1 几何要素计算：仅以交点 1 的计算过程为例利用公式(3-1)(3-7)进行计算。2 交点的计算过程类同，计算结果见直线曲
3、线转角表(见附表)。 0 0圆曲线要素示意图m4.06238604238403442323 RLsRsq m06.38426018)2.307.29(180)2( 9.54.4.679.679.2810 LsRLtgqtgTs 4.6.84.5 7.1.sececETD）（3.2 路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算：设起点坐标为（XJ 0，YJ 0） ，第 个交点坐标为 =1，2，3n，iiiYJXD,坐标增量： 1iiYJDX交点间距： 22DYXS象限角： arctg计算方位角 A： 0 ， 0 DXYA0 ， 0 1800 ， 0 DXYA0， 0 360转角： ，当 0 时，路线
4、右转； 0 时，路线左转。1iiiAii下面仅以交点 1 为例利用公式来进行计算说明其计算过程，其余交点的计算过程类同，其结果见直线路线转角表（见附表） 。起点（360，80） ，交点 1（254，306）坐标增量：DX=XJ 1-XJ0=-106 DY=YJ1-YJ0=226交点间距： = 22DYXS m623.4930)6(2象限角： =64.87 arctg计算方位角： A1=115.127交点 1（254.，306） ，交点 2（314，1184） ；坐标增量： DX=XJ 2-XJ1=60 DY=YJ2-YJ1=878交点间距： =22DYXSm047.8792象限角： =86.0
5、9arctg计算方位角： A2=86.09交点 1 转角： = -29.037 所以路线右转1213.3 交点桩号起点桩号： K0+000.000交点 1 桩号：K0+000.000+249.624=K0+249.624交点 2 桩号：K0+249.624+880.047-7.824=K1+121.8473.4 直线上中桩坐标计算设交点坐标为 ，交点相邻直线的方位角分别为 和 。则 ZH 点坐标：YJXD, 1A280sinco1TZH（或 ）点坐标：ZY2cosAXJZinTYH设直线加桩里程为 L，ZH，HZ 表示曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标（L ZH）：180sincoAZJY
6、X后直线上任意点坐标（LHZ）：2sincoLHTJ3.5 单曲线内中桩坐标计算设缓和曲线的单曲线上任意点坐标曲线上任意点的切线横距：6134925503640sss LRlLlRlx式中： 缓和曲线上任意点至 ZH（HZ）点的曲线长；l缓和曲线长度。sL1) 第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标：RLlARLlxXssZH21230co30cllxYssZH212inco2) 圆曲线内任意点坐标：由 HYYH 时，RLlARlXsHY 90cos90sin21llsYii1式中： 缓和曲线上任意点至 HY 点的曲线长l缓和曲线长度sL点坐标HYX,由 YHHY 时： RLlARl sHY 90
7、18cos90sin22 ll sYii2式中： 缓和曲线上任意点至 YH 点的曲线长l不设缓和曲线的单曲线上任意点坐标 RlARlXZY 90cos90sin21RlARlYZH90sin90si21圆曲线内任意点至 ZY 点的曲线长；lR曲线园半径；转角符号，右偏为“+”左偏为“-” 。第二缓和曲线（HZYH）内任意点坐标：ssZH LlARLlxX2223018co30cssZH llxY2220inco第二缓和曲线上任意点至 HZ 点的曲线长l3) 方向角计算缓和曲线上坐标方向角， =1，2 siiRLlA290in转角符号，第一缓和曲线右偏为“+”左偏为“-” 第二缓和曲线右偏为“-
8、”左偏为“+”缓和曲线上任意点至 ZH（HZ）点的曲线长l缓和曲线长度sL圆曲线上坐标方向角， =1，2 sii RLlA90in转角符号，右偏为“+”左偏为“-”现举例说明计算过程，利用公式进行计算：第一平曲线 ZH 点坐标： 01.37)812.5cos(49.10.25)18cos(1 ATXJZH01.29)817.5sin(492.10.36)18sin(1 ATYJZHHZ 点坐标： 3.6)0.8cos(.5.24cos1XHZ 4519in219036inATYJ前直线上任意点坐标（L ZH）:桩号 K0+100.000 坐标：5.317 )18027.5cos()106.54
9、92.1(0.254)18cos()( ALZHTXJ)18027.5(sin)106.5492.1(0.36)18(sin)(1 YJ=170.51后直线上任意点坐标（L HZ）桩号 K0+400.000 坐标： 73.264)09.8cos()213.4092.15(0.24cos)(1 AHZLTXJ.).6(sin).38.(.36sin)(21 Y第一缓和曲线上任意点坐标（ZH-HY）:桩号 K0+100.000 坐标：=100-54.136=45.864l 864.5590434606134925 sss LRlLlRlx .7cocs212lAlxXssZH51.03in30co
10、s212RLlRLlxYssZH圆曲线内任意点坐标（HY-YH）:桩号 K0+200.000 坐标：=200-134.136=65.864l 143.2890cos90sin21RLlARlXsHY 75.63ii 21llsZ第二缓和曲线上任意点坐标（YH-HZ）:桩号 K0+400.000 坐标：=438.213-400=38.213l 213.8590434606134925 sss LRlLlRlx 96.48cocs 222 lAlxXssHZ 8.2301in30cos222 RLlRLlxYssHZ4 纵断面设计纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级，当地的自然地理
11、条件以及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，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。标准中规定汽车专用高速公路山岭地区的最大纵坡：4%，本设计最大纵坡为 1.612%满足要求。为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于 0.3%的最小纵坡，本设计的最小纵坡为 0.370%满足规定要求。合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。合成坡度的计算公式为：2iIh式中： 合成坡度()；I超高横坡度或路拱横坡度()；i路线设计纵坡坡度()。hi12T2LOx对于最大允许合成坡度， 标准考虑了实际使用经验后规定的，规
12、定了最大允许合成坡度为：9.5%。利用公式对本设计的合成坡度进行验算：所以本设计的设计纵坡满足最大允许合成坡度的要求。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别，本设计采用抛物线。 1)竖曲线要素的计算如上图-在图示坐标下，以二次抛物线作为竖曲线的一般方程式为：iky21其竖曲线的诸要素计算公式如下：竖曲线长度 L 或竖曲线半径 R：L=R 或 R= L竖曲线切线长 T： 2竖曲线上任意一点竖距 h： Rx2竖曲线外距 E： 或 T2482TLE式中： 坡差()；L竖曲线长度(m)；R竖曲线半径(m)。2) 竖曲线的最小半径标准规定了竖曲线的最小半径和最小长度如下：凸形竖曲线
13、：计算行车速度在 60km/h 时：极限最小半径为 1400m；一般最小半径为 2000m；竖曲线最小长度为 50m 。 凹形竖曲线：计算行车速度在 60km/h 时：极限最小半径 1000m；一般最小半径 1500m 。本设计的竖曲线半径取 18000m,满足半径的要求。道路的平面与纵断面设计应该协调，在满足各自的技术指标前提下确定道路的平纵组合。使平、纵面线形技术指标均匀，使道路的线形在视觉与心理上都能保持协调。在本设计总平曲线与竖曲线应相互重合，平曲线一般都长于竖曲线，竖曲线的起终点都在平曲线的缓和曲线内做到了“平包竖” 。本设计设一个纵坡，第一变坡点桩号 K1+120.000 米，设计高程 904 米 ，利用公式进行计算：%357.012984i29.3R=10000(m)36.57.0.12 i故为凸形。 曲线长： m6.293018.RL切线长： .462.93T外 距： m078.1.22RE竖曲线起点桩号=(K1+120.000)-146.8= K 0+973.200m竖曲线起点高程=908-0.357%973.2=871.505m桩号 K1+000.000（在凸形竖曲线上）处：横距 ： (K1+000.000)-(K0+973.240)=26.76m 1x竖距 ： m0358.276.1Rh
