1、北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第1页摘要本毕业设计的题目为中国动漫游戏城（首钢二通）市政道路工程张仪村东五路道路工程，本设计根据给定的资料，通过对该路段的地质、地形、地物、水文等自然条件，根据道路勘测设计，人民交通出版社，2004邓学钧主编，路基路面工程（第二版），人民交通出版社，2005，以及公路路线设计规范（JTGD202006），公路路基设计规范（JTGD302004），公路沥青路面设计规范（JTGD502006），城市道路设计规范等交通部颁发的相关技术指标，在老师的悉心指导和同学的无私帮助下完成了设计。毕业设计内容主要包括平面设计，含平曲线要素计算、平面线形设计；路线纵断
2、面设计，含竖曲线要素设计、平纵配合设计；横断面设计，含路基横断面设计与计算、平面加宽、超高设计；路基路面设计，路面设计。关键词平面、纵断面、横断面、路基、路面北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第2页ABSTRACTTHISGRADUATIONPROJECTTITLEDANIMATIONGAMECITYTHESHOUGANGTWOPASS,MUNICIPALROADPROJECTSZHANGYIVILLAGERDROADWORKS，DESIGNBASEDONTHEINFORMATIONGIVENBYTHESECTIONSOFTHEGEOLOGY,TOPOGRAPHY,TERRAIN,H
3、YDROLOGYANDOTHERNATURALCONDITIONS,ACCORDINGTOTHEROADSURVEYANDDESIGN,COMMUNICATIONSPRESS,2004DENGXUEJUNEDITOROFPAVEMENTENGINEERINGSECONDEDITION,PEOPLESCOMMUNICATIONSPRESS,2005,AND“HIGHWAYROUTEDESIGNCODE“JTGD202006,“HIGHWAYROADBEDDESIGNSPECIFICATIONSJTGD302004,“HIGHWAYASPHALTPAVEMENTDESIGNSPECIFICATIO
4、NS“JTGTHED502006,“URBANROADDESIGNSPECIFICATIONSANDOTHERTECHNICALINDICATORSISSUEDBYTHEMINISTRYOFTRANSPORTATION。THETEACHERSGUIDANCEANDSELFLESSHELPSTUDENTSCOMPLETETHEDESIGNGRADUATEDFROMTHEDESIGNINCLUDEGRAPHICDESIGN,INCLUDINGHORIZONTALCURVEELEMENTSCALCULATION,THEHORIZONTALALIGNMENTDESIGNLINE,PROFILEDESI
5、GN,CONTAININGTHEELEMENTSOFTHEDESIGNOFVERTICALCURVES,FLATVERTICALWITHTHEDESIGNCROSSSECTIONALDESIGN,INCLUDINGTHEROADBEDCROSSSECTIONALDESIGNANDCALCULATION,THEPLANEWIDENING,ULTRAHIGHDESIGNSUBGRADEANDPAVEMENTDESIGN,PAVEMENTDESIGNKEYWORDSPLANE,LONGITUDINALCROSSSECTIONOFROADBED,ROAD北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第3
6、页目录第一章工程概况811工程概况8111工程名称8112工程所在位置或起终点（含地形图）8113设计路段桩号及长度8114设计路线控制点及控制标高812道路等级及主要设计标准8121道路等级8122主要设计标准813道路结构型式914交通要求9141自然区划9142路面设计使用年限9143标准轴载915地理及工程地质条件9151地理环境9152地形地貌植被9153水文与水文地质9154气象9第二章道路选线设计1121城市道路红线范围11211道路红线的定义11212城市道路红线规划11213道路红线宽度的确定11214具体规划道路红线应综合考虑的因素11215确定道路的红线位置1222选线原
7、则12221路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应12北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第4页222正确掌握和运用技术标准13223、注意与农业配合13224选线应该注重水文、地质问题13225重视环境保护工作13226选线应综合考虑路与桥的关系1423选线方法14231全面布局14232逐段安排14233具体定线14第三章平曲线设计1631定义1632平面设计原则及线形要素16321设计原则16322直线16323圆曲线18324缓和曲线1933曲线要素计算及桩号推算21331计算方位角及转角2134视距25341定义和种类25第四章纵断面设计2741纵断面概述27411定义2
8、7412组成27413设计依据27414设计目的28415设计原则2842纵断面设计28421坡度设计28北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第5页422坡长限制29423缓和坡段30424其他纵坡标准3143竖曲线设计32431概述32432竖曲线设计标准33433纵断面设计主要控制因素36434竖曲线计算3744道路平、纵线形组合设计38441线形组合要素38442平纵组合要点39第五章横断面设计4251概况42511定义42512设计内容42513设计目的42514城市道路横断面组成4252横断面设计43521机动车道与路面宽度43522非机动车车道宽度43523人行道44524
9、分车带44525路拱设计45526路缘石4653方案比选46531方案一46532方案二47533两方案优缺点4754超高48北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第6页541定义48542超高坡度4855加宽51551定义51552加宽值51553加宽缓和段5256土石方调配53561定义53562土石方计算53563土石方调配原则54564调配方法55第六章道路交叉口设计5661平面交叉口设计56611概念56612设计内容56613平面交叉的设计原则56614交叉口交通组织设计5762平面交叉竖向设计61621竖向设计的目的和要求61622竖向设计的原则61623竖向设计应注意问题
10、62第七章路面结构设计6371路基处理设计6372路面结构设计的原则6373路面结构组合设计64731沥青路面典型结构形式64732结构组合设计原则64733结构组合设计方法6573路面设计67北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第7页731路面结构设计6774附属构造物7575工程量7576概预算77参考文献78致谢79北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第8页第一章工程概况11工程概况111工程名称中国动漫游戏城（首钢二通）市政道路工程张仪村东五路道路工程112工程所在位置或起终点（含地形图）本项目为中国动漫游戏城（首钢二通动漫产业园），为首钢机电有限公司重型机器分公司所属
11、用地，位于石景山区。张仪村东五路南起规划梅市口路，北至现况吴家村路，道路全长151014米。113设计路段桩号及长度1、定线张仪村东五路南起梅市口路，北至吴家村路，全长151014米。规划为城市次干路，红线宽40米。道路全线设一处折点，按规范设置平曲线，圆曲线半径为250M，缓和曲线为50M。2、排桩号25米一桩114设计路线控制点及控制标高1、以与设计道路相交并且比设计道路等级高的道路高程作为控制点。梅市口路、吴家村路2、与设计道路等级相同，应以先后施工顺序确定控制点，本次张仪村东五路设计默认为最先施工。3、比设计道路等级低的道路，应以设计道路高程作为控制点。12道路等级及主要设计标准121
12、道路等级城市次干路122主要设计标准北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第9页张仪村东五路等级为城市次干路，计算行车速度40KM/H。13道路结构型式张仪村东五路工程道路路面均为沥青混凝土路面结构，结构厚度考虑当地地质条件、按道路等级、满足冰冻设计要求来确定14交通要求141自然区划区。142路面设计使用年限T15年143标准轴载BZZ10015地理及工程地质条件151地理环境152地形地貌植被拟建场地在地貌上位于永定河冲洪积扇上部，第四纪沉积层厚度大于20M。153水文与水文地质1、地下水位埋深约30M，属潜水。地下水位年变化幅度为1M2M。2、根据在附近场地的勘察资料近35年地下水
13、最高水位埋深约25M。工程场区近50年最高地下水位埋深约12M。地下水位较深，可不考虑其对道路及管线施工的影响。154气象丰台区位于北京市西南，为北京4个近郊区之一。西部为山区；东部为平原，平原占全区面积的四分之三。1990年底，区境最西端点马鞍山（东经1164）和最东端点东四道口村（东经11628）相距35KM；最南端点为贺照云村南界（北纬3946），最北端点为青塔村北新开渠（3954）南北最宽14KM。周围相邻8个区县，东为朝阳区，北为崇文区、宣武区、海淀区和石景山区，西北为门头沟区，西南和东南为房山区和大兴区。丰台区气候特点气温偏高，降水偏少，灾害性天气不多。年平均气温为131，北京建筑
14、工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第10页比常年121偏高10，年极端最高气温为3917月5日，年极端最低气温为131（1月1日）。全年除2月、12月平均气温比常年偏低，其他各月月平均气温均比常年偏高，且年月平均气温有两个极端现象2月平均气温比常年偏低21，而7月比常年偏高21。年度降水量为4151MM，比常年（5670MM）偏少27。全年仅2月、5月和6月份降水量比常年同期偏多外，其他各月降水量均比常年偏少，尤其是7月、8月主汛期期间，降水明显偏少。气温上升，降水减少的趋势仍在继续。北京市的气候为典型的暖温带半湿润大陆性气候，夏季炎热多雨，春秋季短促。年平均气温1012，全年无霜期1802
15、00天。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第11页第二章道路选线设计21城市道路红线范围211道路红线的定义城市道路红线是指划分城市道路用地和城市建筑用地、生产用地的分界控制线。红线之间宽度即道路用地范围，也可称道路的总宽度或称规划路幅。212城市道路红线规划规划道路红线是一项划定道路建设与城市建设分界线的重要工作，是关系到城市建设百年大计的问题。红线的作用是控制街道两侧建筑（包括围墙）不能侵入道路规划用地。红线不但是具体道路设计的依据，也是城市公用设施各项管线工程的用地依据。213道路红线宽度的确定确定红线宽度主要依据是道路的功能与性质，考虑合理的横断面形式，定出机动车道、非机动车
16、道、人行道、绿化带、分车带等各组成部分的合理宽度，从而确定道路的总宽度，即红线宽度。确定道路总宽度时要考虑“近远结合、以近为主”的原则，应根据各城市各时期在城市交通和城市建设中的特点具体决定，要注意适当留有发展余地。红线宽度规划得太窄不能满足日益发展的城市交通和期货方面的要求，会带来以后道路改进时的困难。反之，规划得太宽，会造成城市用地和近期建设极大的浪费。214具体规划道路红线应综合考虑的因素1、道路的位置及沿路两旁建筑物的性质道路两旁的建筑高度（H）和道路总宽度（B）应有一定的关系，其值按如下因素确定（1）从日照、通风要求出发，为了使道路两旁的建筑物有足够的日照和良好的通风，道路的总宽度和
17、沿路建筑物高度要有适当的比例。同样的日照要求，则东西向道路宽度一般比南北向的要求宽些，此外，日照要求相同，道路方向相同，则热带城市的道路宽度要求比温带城市的窄些。但对通风的要求，热带城市却又应比温带城市要求的宽度大些。（2）从防空、防火、防震的特别情况出发，可考虑在道路一边发生房屋倒塌后，仍能保证有一定的地带继续维持交通。当然对于个别特殊的高层建筑应例外。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第12页（3）从建筑艺术的要求出发，道路的总宽度应能保证沿路建筑物有良好的能见度，一般当H/B1/2时，能够清楚地看到各座建筑物的立面和相当大一段道路两侧的建筑物。大于此比例，就显得房屋太高，路太窄
18、，感觉效果不好。根据城市建设经验，考虑上述因素一般认为好H/B1/2左右为宜。2、满足交通运输的要求按照道路功能、交通性质与交通量等可以确定车行道宽度、人行道宽度、绿化带宽度及各组成部分的宽度，从而确定道路所需的总宽度。3、其他方面的要求（1）地下管网埋设的要求，应考虑便于沿路方向的各种管道的埋设的，特别是对于工业区的道路，此项有应注意。（2）绿化布置应结合道路性质和交通要求，对于必须设置的林荫带和道路总宽度应有一定的关系，绿化带宽度宜为道路总宽度的1530。（3）城市所在地区的地形、地质条件和改建道路时的现状等条件，对确定道路的总宽度都有一定的影响。例如山城地形变化很大，平地较少，以及为了照
19、顾已经建成的永久性建筑或用地不足等情况，道路的总宽度就可比一般情况做适当的压缩。215确定道路的红线位置在城市总平面图基本定案的基础上，选择规划路中心的位置，并按所拟定的道路横断面宽度划出道路的红线宽度。22选线原则221路线的基本走向必须与道路的主客观条件相适应限制和影响道路基本走向的因素很多，但归纳起来可有主观、客观条件两类。主观条件是指设计任务书（或其他文件）规定的路线总方向、等级及其在道路网中的地位和作用。客观条件是指道路所经地区原有交通的布局（如铁路、公路、航道、航空、管道），城镇、工矿企业、资源的状况、土地开发利用和规划的情况以及地形、地质、水文、气温等自然条件。上述主观条件是道路
20、选线的基本依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。选线要从各种可能方案中选择出一条最优的路线方案，就要充分考虑上述条件对道路的影响，使之相适应。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第13页222正确掌握和运用技术标准在工程数量增加不大时候，应尽量采用较高的技术标准。不要轻易采用较小指标或极限指标也不应不顾工程数量增加，片面追求高指标。路线布设，应在保证行车安全、舒适、快速的前提下，做到工程数量小、造价低，运营费用少，效益好，有利于施工和养护。223、注意与农业配合选线时候要处理好道路与农业的关系，注意与农业基本建设的配合，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区（如
21、橡胶、茶林、果园）等。注意与修路造田、农田水利灌溉、土地规划等相结合。224选线应该注重水文、地质问题不良地址和地貌对道路的稳定影响极大，选线时候应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重地质不良地段和沙漠、多年冻土等特殊地区的路线，应慎重处理，一般情况下应尽量绕避必须穿越时候，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。225重视环境保护工作加强环保工作，重视生态平衡，为人类创造良好的生活环境，是我国的基本国策。在选线时候应综合考虑有道路修建、汽车交通运行所引起的环境保护问题。主要应注意以下几点1、通过名胜、风景
22、、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，并注意与周围环境、景观相协调，严禁损坏重要历史文物遗址；2、路线对自然景观与资源可能产生的影响3、占地、拆迁房屋对环境带来的影响；4、路线布局对城镇布局、行政地区、农业耕作区、水里排灌体系等现有设施造成分割而引起的影响；5、噪音以及对大气、水源、农田污染所造成的影响；6、充分考虑对破坏自然景观、资源和污染环境的防治措施及其实施的可能性北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第14页226选线应综合考虑路与桥的关系在选线中，个别特殊大桥桥位，一般作为路线总方向的控制点；大中桥位原则上应该服从路线的总方向，一般作为路线走向的主要控制点，小桥涵位置应服从
23、线路走向。对于汽车专用道路更应强调路线布设。23选线方法为了选定一条合理的路线，选线工作必须由浅入深，由轮廓到具体，按照测设程序分阶段、分步骤进行，比较分析后，选定最合理的路线。道路选线一般按全面布局，逐段安排和具体定线三个步骤进行231全面布局在路线总方向（起、讫点和中间必须经过的地点）确定后，从大面积着手由面到带进行总体布置，并在15000110000地形图上进行路线布局，选定出可能的路线方案，然后资料收集，通过比较落实必须通过的主要控制点，放弃那些避让的控制点，逐步缩小路线活动范围，进而定出大体的路线布局，为下一步定线工作奠定基础。本设计路线起点坐标（301011606,48990570
24、5）讫点坐标（302472，490043）。路线附近多处有电线，房屋等设施。232逐段安排在总体路线方案既定的基础上，以相邻主要控制点间划分段落，根据道路标准，结合期间具体地形通过试坡展现方法逐段加密细部控制点，进一步明确路线走法，这样就构成了路线的雏形。这一步工作如做的仔细，研究的周到，就可以减少以后的不必要的改线与返工。由于道路走向附近有房屋，电线，机井，排洪沟等。因此，在逐段安排时要尽可能避让房屋，电线及其机井。233具体定线有了上述路线轮廓即可进行具体定线，根据地形平易与复杂程度不同，插入一系列的控制点，然后从这些点位中穿出通过多数点（特别是那些控制较严的点位）的直线段，延伸相邻直线段
25、的交点，即为路线的转角点。随后拟定出曲线半径，至此定线工作基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第15页合关系，恰当地运用合适的技术指标，以期使整个线形得以连贯协调。本次张仪村东五路设计为城市道路，道路中线和红线宽度以及路线走向均以给定，因此不做选线和定线的设计。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第16页第三章平曲线设计31定义道路为带状构造物，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，路线平面上的形状及特征称为公路的平面线形。道路的平面线形当受到各种自然条件、环境及社会因素影响和
26、限制时，路线要改变方向，发生转折。为消除这些转折，使汽车安全、顺适的转向，在转折处均应设置曲线。因而平面线形由直线和曲线构成。32平面设计原则及线形要素321设计原则依据城市道路设计规范平曲线设计应满足下列设计原则1、道路平面位置应按城市总体规划道路网布设。2、道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标。3、道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理的设置缓和曲线、超高、加宽等。4、道路平面设计应根据道路等级合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场出入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。5、平面线形标准需分期实施时，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废弃工程。3
27、22直线作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中使用最为广泛。因为两点之间距离以直线为最短，因此一般在选线和定线时，只要地势平坦，无大的地物、地形障碍，选线、定线人员都会首选考虑使用直线。其主要特征是直线以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点；直线具有视距良好、行车快速、易于排水等特点；由于已知两点就可以确定一条直线，因而直线线形简单，容易测设；从行车安全和线形美观来看，过长的直线，线形呆板，行车单调，易使驾驶员产生疲劳，也容易发生超车和超速行驶，行车时驾驶员难以估计车间距离，在直线上夜间行车时，对向车容易产生眩光等。因而过长直线行车的安全性差，往往是发生车
28、祸较多的路段；直线虽然路线方向明确，但只能满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境相协调。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第17页特别是在山区、丘陵区，采用过长的直线会破坏自然景观，并易造成大挖大填，工程的经济性也较差；笔直的道路给人以简捷、直达、刚劲的良好印象，在美学上直线也有其自身的视觉特点。直线是平面线形的基本线形。在设计中，应根据路线所处地段的地形、地物、驾驶员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布置。直线的最大、最小长度应有所限制。1、直线的最大长度由于长直线的安全性差，一些国家对直线的最大长度做了规定，但我国目前尚无统一的规定。在运用直线线形并确定其长度时，必须持谨
29、慎态度。总的原则是道路线形应与地形相适应，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的技术措施。2、直线的最小长度（1）设计行车速度大于或等于60KM/H时，直线长度宜满足下列要求同向曲线间的最小长度（M）宜大于或等于计算行车速度（KM/H）数值的六倍反向曲线间的最小直线长度（M）宜大于或等于计算行车速度KM/H数值的二倍。如下图所示图31同向曲线图32反向曲线当计算行车速度小于60KM/H,地形条件困难时，直线段长度可不受上述限制，但应满足设置缓和曲线的最小长度的要求。（2）计算行车速度大于或等于40KM/H时，半径不同的同向圆曲
30、线连接处应设置缓和曲线。受地形限制并符合下述条件之一时，可采用复曲线。小圆半径大于或等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径；北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第18页小圆半径小于不设缓和曲线的最小圆曲线半径，但大圆与小圆的内移值之差小于或等于01M大圆半径与小圆半径之比值小于或等于15。计算行车速度大于或等于40KM/H时，长直线下坡尽头的平曲线半径应大于或等于不设超高的最小半径。在难以实施地段，应采取防护措施。计算行车速度大于或等于40KM/H，且两圆半径都大于不设超高最小半径，可不设缓和曲线而构成复曲线本次张仪村东五路设计，道路中线和红线宽度以及路线走向均以给定，故不考虑直线长度问题。
31、323圆曲线圆曲线是道路平面线形的三大要素之一，其设计的主要任务是在满足技术标准的前提下，结合路线的等级、地形、地物及其他环境条件，充分考虑行车快速安全、工程经济和线形舒顺的要求，选择合宜的曲线半径，并确定敷设圆曲线的各项曲线要素。各级公路与城市道路不论转角大小均应设置圆曲线，从圆曲线的使用特征分析，其主要特点是曲率上任意一点的曲率半径R为常数，故测设比缓和曲线简便；圆曲线上的每一点都在不断地改变方向，因而汽车在圆曲线上的行驶要受到离心力，当速度一定时，其离心力为一常量，同时，汽车在平曲线上行驶时要多占用路面宽度；视距条件差。汽车在圆曲线内侧行驶时，视线受到路堑边坡或其他障碍物的影响，视距条件
32、差，容易发生交通事故；较大半径的长缓圆曲线具有线形美观、顺适、行车舒适等特点，是公路上常采用的线形。根据路线规范和城市道路设计规范规定，圆曲线设计的主要技术标准有圆曲线半径、平曲度两类线长技术指标。1圆曲线最小半径2127URI（21）式中R圆曲线半径；U设计速度（KM/H）；北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第19页横向力系数，其值受汽车行驶的稳定性、乘客的舒适性和运营的经济性等因素的影响I路面横坡，无超高时为路拱横坡，有超高时超高横坡度。在城市道路的设计中，道路的圆曲线半径应采用大于或等于表31规定的不设超高最小半径值。当受地形条件限制时，可采用设超高推荐半径值。地形条件特别困难
33、时，可才设超高最小半径值圆曲线半径表31设计行车速（KM/H）（KM/H）806050403020不设超高最小半径（M）（M（M）100060040030015070设超高推荐半径M4003002001508540设超高最小半径（M）2501501007040202圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形等条件允许的前提下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适。但半径过大，是圆曲线太长，对测设和施工都不利，且过大的半径，其几何性质与直线无多大差距。因此，路线规范规定，圆曲线最大半径值不宜超过10000M本次张仪村东五路设计速度为40KM/H，根据城市道路设计规范，不设超高最小半径为300M,设超高最
34、小半径为70M。在本次张仪村东五路设计过程中，经过在平面图中的圆曲线半径拟合，当半径为250M时，圆曲线在红线范围内，且最贴近道路中线，符合要求，故取圆曲线半径为250M。324缓和曲线缓和曲线是在直线与圆曲线之间或者半径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率逐渐变化的曲线。从满足行车要求来看，缓和曲线具有如下线形特征缓和线曲率渐变，设于直线与圆曲线间，其线形符合汽车转弯时的行车轨迹，从而使线形缓和，消除了曲率突变点；由于曲率渐变，使公路线形顺适美观，有良好的视觉效果和心理作用感。从公路线形美学和驾驶员视觉心理的观点来看，加入缓和曲线也是有利的；在直线和圆曲线之间加入缓和曲线后，使平面
35、线形更为灵活，线形自由度提高，更能与地形、地物及环境相适应、协调、配合，使平面线形布置更加灵活、经济、合理；与圆曲线相比，缓和曲线计算机测设均较复杂。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第20页1、缓和曲线的作用（1）曲率连续变化，便于车辆遵循；（2）离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；（3）超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加平稳；（4）与圆曲线配合，增加线形美观。2、缓和曲线最小长度缓和曲线必须有足够的长度，不小于使离心加速度增长过快和驾驶员转动转向盘过急，从而使行车安全、舒适、线形圆滑顺适。（1）从控制方向操作的最短时间考虑缓和曲线的长度太短，使驾驶员操作不便，所以应保证驾驶员在缓和
36、曲线上操作有一定的行程时间。缓和曲线的最小长度为3MIN36SULVTT（M）31式中U设计速度，KM/H；V设计速度，M/ST汽车在缓和曲线上最短行驶时间（S）,一般取3S张仪村东五路设计速度为40KM/H，带入公式（31）得出MINSL3333M（2）离心加速度变化率应限制在一定范围内汽车行驶在缓和曲线上，其离心加速度随缓和曲线曲率变化而变化，如变化过快将会使旅客感受到横向的冲击。缓和曲线上离心加速度的变化率为2347CHAVUTRTRL32式中U汽车行驶速度，KM/H；R圆曲线半径，M；T汽车在缓和曲线上行驶时间，S由上述关系得出缓和曲线长度的计算公式为北京建筑工程学院土木工程专业毕业设
37、计（论文）第21页347HCULRA33参照日本的经验，离心加速度变化率应控制在0506M/3S之间交为适当。本次张仪村东五路设计速度为40KM/H,圆曲线半径为250M，离心加速度变化率取05M/3S带入公式（33）中得出HL1089M城市道路设计规范规定缓和曲线长度应大于或等于表32中的规定值缓和曲线最小长度表32计算行车速（KM/H）806050403020缓和曲线最小长（M）705045352520圆曲线半径小于表31中不设超高最小半径时，在圆曲线范围内应设超高（横断面设计详述）综上所述，本次张仪村东五路设计，取前后缓和曲线长均为50M,且经过在平面图中的拟合，以及和圆曲线的衔接得出结
38、论，取缓和曲线长为50M，能使平曲线在红线范围内，且最近贴近道路中线。33曲线要素计算及桩号推算331计算方位角及转角XXYYNNNNNNNJDJD1111ARCTAN（31）1NNN（32）式中1,NNJDJD交点N，交点N11,NN交点N的方位角，交点N1的方位角1,NNXX交点N的横坐标，交点N1的横坐标北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第22页1,NNYY交点N的横坐标，交点N1的横坐标N交点N的转角332曲线要素的计算及桩号推导1、不设缓和曲线要素的计算及桩号推导曲线要素的计算切线长TAN2TR（33）曲线长180LR（34）外距SEC12ER（35）切曲差2DTL（36）
39、桩号推导交点间距离22111NNNNNNDYYXX（37）直圆点桩号ZYJDT（38）圆直点桩号YZZYL（39）曲中点桩号2LQZYZ交点桩号2DJDQZ设缓和曲线要素的计算及桩号推导曲线要素的计算内移值243242384SSLLPRR（312）切线增长值32240SSLLQRR（313）缓和曲线角0286479SLR（314）切线长TAN2TRPQ（315）曲线长022180SLRL（316）外距SEC2ERPR（317）北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第23页切曲差2DTL318桩号推导交点间距离22111NNNNNNDYYXX（37）直缓点桩号ZHJDT（319）缓圆点桩号
40、SHYZHL（320）圆缓点桩号HYLLSYH（2）（321）缓直点桩号SHZYHL（322）曲中点桩号H2LQZZ323交点桩号2DJDQZ根据公式（31），（32）和表31进行方位角及转角计算交点坐标表31序号0123X3010116063012284190630136539899302472Y4899057054899057050849004298701490043101011048990570548990570508ARCTANARCTAN000301228419301011606JDJDYYXX21212214900429870148990570508ARCTANARCTAN4534
41、53013653989930122841906JDJDYYXX1214534700045347右偏32233324900429870148990570508ARCTANARCTAN453453013653989930122841906JDJDYYXX2324534745347000左偏2、根据公式（33）（323）计算曲线要素及桩号推导北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第24页JD1已知R250M50SLM45347”JD桩号0410746曲线要素计算内移值24304165242384SSLLPRR切线增长值3224992240SSLLQR缓和曲线角0286479565SLR切线长T
42、AN12887742TRPQ圆曲线长021466186180LR曲线长0222466186180SLRL外距SEC21112ERPR切曲差2111384JTL桩号推导JD10410746）T1288774ZH0281,868）LS50HY0331868）L2LS1466219YH0478490）LS50HZ0528490）L/212331095QZ0405179）J/255674北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第25页JD20410746此外平曲线由圆曲线及两端缓和曲线组成。平曲线长度与圆曲线长度应大于或等于表32的规定值平曲线和圆曲线最小长度表32计算行车速度（KM/H）8060
43、50403020平曲线最小长度（M）14010085705040圆曲线最小长度（M）705040352520经计算圆曲线长为021466186180LRM平曲线长为0222466186180SLRLM符合要求。34视距341定义和种类1、为了行车安全，驾驶员应能随时看到汽车前面相当远的一段路面，一旦发现前方道路上有障碍或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须得最短距离称为行车视距。道路平面上的暗弯（处于挖方路段的弯道和内侧有障碍物的弯道）、纵段面上的凸形竖曲线及以下穿式立体交叉的凹形竖曲线都有可能存在视距不足的问题。在道路设计中保证足够的行车视距，是确保行车安全、快速，增加行车安全感，提
44、高行车舒适性的重要任务。2、视距种类驾驶员发现障碍物或迎来车，根据其采取措施的不同，行车视距分为以下几种类型（1）停车视距。汽车行驶时，自驾驶员看到前方障碍物时起，至到达障碍物前安全停止，所需的最短时间。（2）会车视距。在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离。（3）超车视距。在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第26页超车后安全驶回原车道并与对向来车保持必要的安全距离所需的最短距离。城市道路设计规范对视距的规定如下（1）道路平面、纵断面上的停车视距应大于表33中的规定值（2）车
45、行道上对向行驶的车辆有会车可能时，应采用会车视距。其值为表33中停车视距的两倍（3）对于凸形竖曲线和立交桥下凹形竖曲线等可能影响行车视距，危及行车安全。（4）平曲线内侧的边坡、建筑物、树木等均不应妨碍视线。城市道路设计规范规定的停车视距标准如下表城市道路停车视距表33设计速度（KM/H）8060504540353025201510停车视距（M）11070604540353025201510由于本次张仪村东五路设计为双向四车道，且设有中央分隔带和机非隔离带，所以无对向车辆会车的可能，所以规定（2）可不予考虑，规定（3）在纵断面设计时再做叙述。此外根据北京市政府相关文件要求，首钢已于2010年在北
46、京市区全部停产，完成搬迁，本设计是首钢搬迁后土地使用的试验和示范园区，所以完全满足规定（4），综上所述，取停车视距为40M。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第27页第四章纵断面设计41纵断面概述411定义沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求，道路纵断面总是一条有起伏的空间线，它反映路线所经地区中线之地面起伏情况与设计标高之间的关系。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。反映路线在纵断面上的形状、位置及
47、尺寸的图形叫路线纵断面图412组成在纵断面图上有两条主线，一条是地面线，另一条是设计线。地面线，它是根据道路中线上各桩点的高程点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏与变化情况，其标高称为地面标高。设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后，人为定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况，其标高称为设计标高。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线（即均匀坡度线）直线有上坡和下坡之分，是用高差和水平长度表示的，直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济性以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。在直线的
48、坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示413设计依据纵断面线形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、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行综合设计。北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）第28页414设计目的纵断面设计出纵坡合理、线型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。415设计原则1、纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行车安全。2、纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，减轻对自然地面横坡与景观的影响。3、相邻纵坡之代数差较小时，应采用大的竖曲线半径。4、连续上坡（或下坡）路段，应符合平均纵坡的规定并采用运行速度对通行能力与行车安全进行检验。5、路线交叉处前后的纵坡应平衡。、6、位于积雪或冰冻地区的公路，应避免采用陡坡。42纵断面设计421坡度设计1最大纵坡最大纵坡是道路纵坡设计的极限值，是纵面线形设计的一项重要指标。最大纵坡的大小将直接影响路线的长短、使用质量、行车安全以及运营成本和工程的经济性。我国通过对汽车在坡道上行驶情况调查、试验，根据路段的调查资料分析来确定最大纵坡。标准在制定路线最大纵坡时主要考虑了以下三方面的因素（1）汽
