二级公路毕业设计计算说明书.docx

摘 要
本设计是江阴市二级公路的设计，该段路线总长为5343.071m。本设计中设计车速为80km/h，双向两车道。
本设计是在对交通量进行分析，查找相应的技术规范的基础上，确定出公路的技术等级以及设计需要的各种参数，最终确定采用二级公路的技术指标进行设计。结合周围的地形情况进行了平面线形设计，平面线形中有四个交点。纵断面的设计中有两个竖曲线，满足平纵线形组合设计中的各种要求。在横断面的设计中，确定了横断面组成及各种要素后，绘制出横断面图。本设计中路面设计采用沥青路面进行设计，主要包括结构层的拟定和设计层厚度计算。涵洞设计主要是在拟定结构尺寸后进行强度的验算。设计中结合地形及周边环境条件，通过两条线路方案的比选，最终确定最佳方案。
关键词：二级公路；纵断面；横断面；沥青路面；涵洞

Abstract
Two highway is the design of Jiangyin City, and the total length of the section is 3054m. The design speed is 80km/h and the road has two lanes.
The Tparameters which are needed in the design are defined by analyzing the traffic and searching the corresponding technical specification. Finally the secondary road’s technical specification is designed. Based on the surrounding terrain, the alignment of the highway is designed, which has three corners. There are three vertical curves in the design of vertical alignment, which all meet the design requirement of the linear combination. In the cross section design, the cross section diagrams are drawn after determining the composition and cross section elements. The design of the asphalt pavement mainly contains the selection of the structure layer and the calculation of the layer thickness. The intension of the structure is checked after the selection of the dimensions of the structure in the culvert design. The design is combined with the terrain and surrounding environment conditions, and through the comparison of two line programs, the best solution is ultimately determined.
Keywords：Secondary road, vertical section, cross section, Asphalt pavement，culvert

目录
1总说明 6
1.1设计内容 6
1.2 目的要求 6
1.3 设计原始资料 6
1.3.1区域概况 6
1.4设计任务 7
1.5设计依据 7
1.6 设计要求 8
1.7 公路等级的确定 9
1.7.1公路技术等级规范 9
1.7.2 交通量资料 9
1.7.3 折算系数表 10
1.7.4交通量计算 10
2 平面设计 10
2.1 选线的一般原则 10
2.2 选线方法及步骤 11
2.3 公路技术标准 11
2.3.1 公路设计规范 12
2.3.1直线 13
2.3.3 缓和曲线 13
2.4 方案的比较 14
2.5 平面曲线要素计算 15
2.5.1 导线要素计算 15
2.5.2 曲线要素 16
3 纵断面设计 18
3.1纵断面设计原则 19
3.2 纵坡设计要求 19
3.2.1最大纵坡 20
3.2.2最小纵坡 21
3.3 坡长限制 21
3.3.1最小坡长限制 21
3.3.2最大坡长限制 21
3.4竖曲线设计 21
3.4.1竖曲线设计 22
3.5竖曲线计算 22
4 横断面设计 23
4.1 横断面设计原则 24
4.2 横断面的组成 24
4.2.1横断面几何尺寸选择 24
4.3路基挡土墙设计 26
4.3.1 挡墙概述 26
4.3.2 挡墙设计 26
4.3.3 挡墙的验算 26
5 路面设计 30
5.1 路面设计原则 30
5.2 新建沥青路面设计 30
5.2.1设计资料 30
5.2.2 轴载分析 30
5.2.3结构组合与材料选取 33
5.2.4各层材料抗压模量与劈裂强度确定 33
5.2.5 土基回弹模量的确定 34
5.2.6 设计指标确定 34
5.2.7各层材料的容许层底拉应力 34
5.2.8 设计资料总结 35
5.2.9计算基层厚度 36
6 排水设计 36
6.1 路基排水目的和要求 36
6.2 路基排水设计一般原则 36
6.3 地面排水设施 36
7桥梁、涵洞设计 36
7.1桥涵布设原则 36
7.2 桥梁计算 36
参考文献...............................................................41
致谢...................................................................43
外文翻译...............................................................44

1总说明
1.1设计内容
本设计为江阴市公路新建工程，本工程全线按二级公路标准设计，为双向两车道，该段路线总长为5343.071m，本设计中设计车速为80km/h。
1.2 目的要求
毕业设计是教学计划中最后一个重要的教学环节，是培养学生综合应用所学的道路交通基础理论、基本知识和基本技能，进行道路交通工程设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽，是学生综合素质和工程实践能力培养的重要阶段，其目的是使学生受到道路交通工程师所必须的综合训练，有利于向工作岗位过渡。
1.3 设计原始资料
1.3.1区域概况
(1)自然环境
江阴位于中国华东，江苏省南部，长江三角洲太湖平原北端。东接张家港，南临无锡，西连常州，北对靖江。属于无锡市行政代管。总面积987.53平方公里，其中陆地面积811.7平方公里，水域面积175.8平方公里，水域面积中长江水面56.7平方公里。沿江深水岸线长达35公里。城市建成区为96.2平方公里。
江阴北枕长江，有江阴大桥（G2京沪线）与靖江市相连，南近太湖，有同三高速公路与无锡相接，沿江高速东接张家港、常熟、太仓至上海，西连常州、镇江至南京。
江阴为苏锡常“金三角”几何中心，从江阴到上海、南京两大城市各148公里，到无锡、常州仅38公里。
(2)地形、地貌和气候
江阴位于北纬31°40′34″至31°57′36″，东经119°59′至120°34′30″，山丘总体上呈北东走向，其高度由西南往东北逐级下降。江阴属北亚热带季风性湿润气候，年平均气温16.7℃，年降雨量1040.7毫米。四季分明，冬季阴冷潮湿，夏季较炎热，春秋季节气候宜人，是长江下游小麦、水稻等梁作物的重要产地之一。
江阴地处太湖水网平原北端，长江南部冲积平原，全境地势平缓，平均海拔6米左右，西南边缘地势偏低，中部、东北部有零星低丘散布其间，地势较高亢。中部山丘多在海拔200米左右，以定山273.8米为最高，东北部黄山海拔91.7米。滨临长江，全境有干、支河流550余条。
1.4设计任务
（1）毕业设计内容包括：公路平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路排水及防护设计、公路桥梁涵洞设计、路基及路面设计、道路附属设施设计、中英文摘要、英文翻译等。
（2）首先运用软件辅助设计的方法定出道路走向并进行线形设计再计算曲线要素，得到平面设计图。
（3）根据地面线高程及技术标准的要求进行纵断面设计，即纵断面拉坡、平纵线形组合设计、竖曲线设计及曲线要素计算，设计高程和填挖计算、纵断面绘制等。
（4）根据地形图进行路线横断面设计和路基设计，填写路基设计表、土石方调配计算表。
（5）进行路基防护与加固、路基路面排水设施设计和小桥涵设计（只确定涵洞的类型、孔径及长度，不进行详细计算）。
（6）根据交通量和设计弯沉值进行路面结构层的组合设计及厚度确定。
（7）根据道路等级及安全行车要求设计道路附属设施。
（8）翻译专业相关的外文文献。
1.5设计依据
（1） 交通部.《公路工程技术标准》（JTJ001——97）.北京：人民交通出版社，1998年.
（2） 交通部.《公路名词术语》（JTJ002——87）.北京：人民交通出版社，1988年.
（3） 交通部.《道路工程术语标准》（GBJ124——88）.北京：人民交通出版社，1989年.
（4） 交通部.《公路勘测规程》（JTJ061-99）.北京：人民交通出版社，1985年.
（5） 交通部.《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）.北京：人民交通出版社，2006年.
（6） 交通部.《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）.北京：人民交通出版社，2004年.
（7） 交通部. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004).北京：人民交通出版社，2004年.
（8） 交通部.《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）.北京：人民交通出版社，2006年.
（9） 交通部.《公路水泥混凝土设计规范》（JTG D40—2011）.北京：人民交通出版社，2011年.
（10） 交通部.《公路排水设计规范》（JTJ016-97）.北京：人民交通出版社，1998年.
（11） 张雨化.《道路勘测设计》.北京：人民交通出版社，1997年.
（12） 邓学钧.《路基路面工程》.北京：人民交通出版社，2000年.
（13） 姚玲森.《桥梁工程》.北京：人民交通出版社，1999年.
（14） 李斌.《工程地质》.北京：人民交通出版社，1999年.
（15） 洪毓康.《土质学与土力学》.北京：人民交通出版社，1999年.
（16） 徐家钰.《土木工程专业毕业设计指南-道路工程分册》.北京：水利水电出版社，2001年.
1.6 设计要求
（1） 设计成果达到施工图的要求；
（2） 设计工作应贯彻公路建设的方针、政策，一切以实际出发，以勤俭节约和因地制宜，就地取材为原则；结合我国经济、技术条件，吸取国内外先进经验，积极采取新技术、新材料、新设备、新工艺，节约用地，重视环境保护等问题；
（3） 设计文件的编制应符合部颁规定，各设计均应按照批准的文件、技术规范和标准等编制，设计计算要有充分的依据；
（4） 设计计算与图纸绘制应准确无误，严格执行校核制度，做到责任到人；
（5） 编制设计文件时，应尽可能利用标准设计定型用纸，以简化设计和施工；
（6） 施工图表绘制时，其格式和内容必须完全符合标准规定，图面应清晰完整，说明简明扼要，表达准确；
（7） 设计文件应按规定装订成册。设计简介、设计说明书及设计图纸单独成册。
1.7 公路等级的确定
1.7.1公路技术等级规范
由于每条道路在国民经济中的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。《公路路线设计规范JTG D20—2006》将公路根据功能和适用的交通量分为以下五个等级：
（1）高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆；
六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量40000～80000辆；
八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000～100000辆。
（2）一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。
四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000～30000辆；
六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆。
（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。
双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000辆。
（4）三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。
1.7.2 交通量资料
预计年增长率8%，使用年限12年。

表1.1 起始年交通组成及数量表
车型
黄河（JN-150）
解放CA10B
东风EQ-140
日野KF300D
扶桑FP101
交通SH141
小客车
辆/d
2100
1800
850
130
120
430
550
1.7.3 折算系数表
表1.2 各汽车代表车型与车辆换算系数
汽车代表车型
车辆折算系数
说 明
小客车
1.0
≤19座的客车和载质量≤2t的货车
中型车
1.5
＞19座的客车和载质量＞2t～≤7t的货车
大型车
2.0
载质量＞7t～≤14t的货车
拖挂车
3.0
载质量＞14t的货车
1.7.4交通量计算
初始年交通量折合成小型车为：
N=1800×1.5+130×2+430×1+2100×1.5+850×1.5=5569
远景年交通量：
Nd=NO(1+γ)n-1=5569×(1+8%)11=12984
双车道二级公路折合成小客车的年平均交通量为5000～15000辆，该二级公路满足设计年限内的交通增长要求。
根据设计任务书所给的资料，所获得的道路交通密度及其组成按所在地区的地形、道路的性质、使用任务及交通量，经过充分的技术经济论证，最后确定道路的技术等级为二级公路，设计时速为80km/h。
2 平面设计
2.1 选线的一般原则
选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：
（1）在路线设计的各个阶段，应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，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指标。
（3）选线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等。
（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，弄清它们对道路工程的影响。
（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等问题。
2.2 选线方法及步骤
(1)路线方案选择
路线方案选择主要是解决起终点问题。此项工作通常是先在小比例尺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。然后进行现场勘查，通过多方案的比选得出一个最佳方案来。
(2)路线带选择
在路线基本方向选定的基础上，按地形、地址、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。这些细部控制点的取舍，自然仍是通过比选的办法来确定的。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定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。
2.3 公路技术标准
公路技术标准是指在一定自然环境条件下能保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系本路段按二级公路标准测设，设计车速80km/h，测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。
2.3.1 公路设计规范
下表列出了设计中用到的规范:
表2.1 设计规范

1
设计车速
km/h
80
60
2
路基宽度
一般值
m
12.00
10.00
最小值
10.00
8.5
3
平曲线
半径
一般值
m
400
200
极限值
250
125
4
不设超高最小半径
路拱≤2.0%
m
2500
1500
路拱≥2.0%
3350
1900
5
平曲线最小长度
一般值
m
400
300
最小值
140
100
6
缓和曲线最小长度
一般值
m
100
80
最小值
70
60
7
最小纵坡
%
0.3
0.3
最大纵坡
5
6
最小坡长
m
200
150
8
相应纵坡的最大坡长
3%
m
1100
1200
4%
900
1000
续表2.1 设计规范
序号
项目
单位
主要技术指标
9
停车视距
m
110
75
10
凸形竖曲线
最小半径
一般值

4500
2000
最小值
3000
1400
11
凹形竖曲线
最小半径
一般值

3000
1500
最小值
2000
1000
12
竖曲线长度
一般值

170
120
最小值
70
50
2.3.1直线
(1)直线的最大长度
我国目前的标准和公路路线设计规范中未对直线的最大长度规定具体的数值，但总的原则是：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，最大长度应有所限制；当采用长直线时为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应技术措施。
(2) 最小半径
平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径，如下表2-3。不设超高最小半径，当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。
(3) 最小长度
选用圆曲线半径时，最小长度一般要求要有3s的行程，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。
(4)圆曲线半径的选用：
在运用平曲线半径的三个最小半径时，应遵循的一般原则是：在地形条件许可时，应力求使半径尽可能接近不设超高最小半径；一般情况下或地形有限制时，应尽量大于一般最小半径；只有地形特别困难时，方可采用极限最小半径。
2.3.3 缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形要素之一，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。
由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度，以使驾驶员能够从容的打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅，圆曲线上的超高过度也能够在缓和曲线内完成。
缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：
（1）离心加速度变化率不过大；
（2）控制超高附加纵坡不过陡；
（3）控制行驶时间不过短；
（4）符合视觉要求。
由《公路路线设计规范》可知各级公路缓和曲线最小长度如表2-4所示
表2.2 各级公路缓和曲线最小长度
公路等级
高速公路
一级公路
二级公路
三级公路
四级公路
设计速度
120
100
80
100
80
60
80
60
40
30
20
缓和曲线最小长度
100
85
70
85
70
50
70
50
35
25
20
2.4 方案的比较
路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。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，初步拟定了两个方案：
方案一：线路总长为5343.071m。该线路大部分路段高差相对较小，故最大填挖方量相对较小，但该线路有一处穿越居民住宅区，地势平坦，全线路设四个点。
方案二：线路总长为3259.683m。该线路前半部分和后半部分所经区域大多为农田或旱田，中间部分为重丘区，填挖比较大。全线路也设三个交点。
方案优缺点对比图见表2.3

表2.3 方案比选
必须方案
优点
缺点
方案一
地势平坦，填挖较小，方便施工
路线较长，耗时
方案二
占用农田少，有利于环境保护，路线较短
部分路段施工困难，高边坡数量多
综合以上考虑，设计出方案一和方案二两个方案，初步比选如下：方案一直线、缓和曲线圆曲线结合使用，使线形更加美观，同时不增加额外的工程量，但此方案穿越一些农田，增加工程投资。方案二转点稍多，线形不够平顺，圆曲线半径较小，会影响行车速度。方案二与方案一相比，方案二的线路穿越较多的居民区，离城市较近，需拆迁的稍多，且穿越的良田、温室较多，增加工程投资，综上所分析可见方案一优于方案二，因此选择方案一的线路。
2.5 平面曲线要素计算
为了满足路线的线形要求，平、纵、横三方面的协调，同时也为了满足行车的舒适性、安全性，要做好路线弯道的超高与加宽设计。《公路工程技术标准》（JTG B01－2004）可知：在路拱≤2.0%时，半径小于1500米时，要设超高。当半径小于等于250米时，要设加宽。《公路路线设计规范》（JTG-D20-2006）规定，各圆曲线所设置的超高值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件计算确定。计算行车速度为80km/h时，绕中线旋转的公路超高渐变率为1/200，不设缓和曲线的圆曲线最小为半径1500m。
本路段设计半径为800m因此需要设置超高。对R>250m的圆曲线，因其加宽值甚小，可不加宽。
缓和曲线即在直线与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设置的一种曲率连续变化的曲线。缓和曲线作为道路线形中的高级曲线而被广泛采用于各级道路，尤其是高等级道路。
经过海地计算，本段设计的缓和曲线长度取70m。
2.5.1 导线要素计算
设起点坐标为（，），第个交点的坐标为 (，)，则：
坐标增量:
（2-1）
（2-2）
点间距:
（2-3）
象限角:
（2-4）
计算方位角：
， （2-5）
，
，
，
转角:
（2-6）
为“+”路线右偏，为“－”时路线左偏。
2.5.2 曲线要素

图2.1 缓和曲线元素示意图
2.5.2.1缓和曲线几何要素计算如下
计算公式：
（2-7）
（2-8）
（2-9）
（2-10）
（2-11）
（2-12）
（2-13）
式中： T—— 切线长（m）；
L —— 曲线长（m）；
E —— 外距（m）；
J —— 校正系数或称超距（m）；
R —— 圆曲线半径（m）；
—— 转角（度）。
通过计算得出各曲线要素值，得出下表：
表2.4各交点曲线要素

交
点
号

交点位置

偏
角（°′″）
曲线要素值
切线长度
半径
回旋曲线参数
曲线长度
曲
线
总
长
外
距
T1

T2
R1
R2
R3
A1

A2
LS1
Ly
LS2

JD0
桩号
K0+000.000
左0°0′0″

X
481509.5755
Y
2020840.1899

续表2.4各交点曲线要素
交
点号

交点位置

偏
角（°′″）
曲线要素值
切线长度
半径
回旋曲线参数
曲线长度
曲
线
总
长
外
距
T1

T2
R1
R2
R3
A1

A2
LS1
Ly
LS2

JD1
桩号
K1+084.580
左21°7′57″
258.872

258.872

1200.000
289.828

289.828
70.000
372.595
70.000
512.595
20.872
X
480985.6521
Y
2819890.5490

JD2
桩号
K2+434.964
右19°23′36″
120.500

120.500
500.000
187.083

187.083
70.000
99.238
70.000
239.238
7．661
X
480802.7762
Y
2818547.4091
JD3-
INS
桩号
K3+0.98.559
左19°5′6″
152.720

152.720
700.000
221.359

221.359
70.000
163.168
70.000
303.168
10.118
X
480499.1937
Y
2817955.3466
JD3
桩号
k5+343.071

152.642

264.575
70.000

JD3
X
480370.8551
左13°25′0″

152.642
1000.000

264.575
164.163
70.000
304.163
7.099

Y
2817049.2367

JD4
桩号
K5+343.071
右13°25′0″

X
479882.8739

Y
2815809.0348

3 纵断面设计
纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的立体线形效果。
纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。
根据道路的等级（二级公路）、沿线自然条件和构造物控制标高，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。具体路段设计可见纵断面设计图。
3.1纵断面设计原则
路线纵断面设计主要是指纵坡设计和竖曲线设计。根据选线时的意图，以及桥涵、地质等方面对路线纵断面设计的要求，综合考虑工程技术与工程经济因素，定出路线的纵坡，再选则合适的竖曲线，最后才计算出各桩号的设计标高和填挖值。
进行道路纵坡设计时，一般应遵循以下原则：
（1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、坡段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）
（2）纵坡应均匀平顺。纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁；变坡点尽量设置大半径竖曲线，尽量避免极限纵坡值；垭口处纵坡尽量放缓；越岭线应尽量避免设置反坡段。
（3）设计标高的确定应结合沿线自然条件，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑；沿河线路线标高应在设计洪水位以上0.5m以上。
（4）纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相协调，应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡来确定纵断面的设计线。
（5）应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。
（6）依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农用机械、农田水利等方面要求。
3.2 纵坡设计要求
纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。
纵坡设计一般要求：
（1）坡设计必须满足《标准》的各项规定。
（2）为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大.和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值合理安排缓和曲线坡段，不宜连续用极限长度的陡坡夹最短长度的坡。连续上下坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭附近的纵坡应尽量缓一些。
（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。
（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节约用地。
（5）平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。
（6）对连接段纵坡，如大中小桥引道及隧道两端接线等，纵坡应缓一些避免产生冲突，交叉处前后的纵坡应平缓一些。
（7）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。
具体规范规定如下：
3.2.1最大纵坡
最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成本等。各级道路允许的最大纵坡是根据当前具有代表性标准车型的汽车动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。
最大纵坡的影响因素：各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素，通过全面考虑，综合分析而确定的。各级公路最大纵坡的规定见表3.1所示
表3.1各级公路最大纵坡
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
最大纵坡（%）
3
4
5
6
7
8
9
所以最小纵坡选4
3.2.2最小纵坡
《规范》规定各级公路在挖方路段、设置边沟的低填方路段以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基而影响稳定性，规定采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。
3.3 坡长限制
3.3.1最小坡长限制
最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。《标准》规定，各级道路最小坡长应按表3.1和表中3.2选用。
表3.2 各级公路最小坡长
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
最短坡长（m）
300
250
200
150
120
100
60
3.3.2最大坡长限制
各级公路纵坡长度限制见下表3.3
表3.3各级公路纵坡长度限制 （m）
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
坡
度
%
3
900
1000
1100
1200
―
―
―
4
700
800
900
1000
1100
1100
1200
5
―
600
700
800
900
900
1000
6
―
―
500
600
700
700
800
7
―
―
―
―
500
500
600
8
―
―
―
―
300
300
400
9
―
―
―
―
―
200
300
10
―
―
―
―
―
―
200
3.4竖曲线设计
3.4.1竖曲线设计
竖曲线最小长度与平曲线相似，当坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线半径的长度也很短，这样容易使驾驶员产生急促的变坡感觉，同时，竖曲线长度过短，宜对行车造成冲击。我国公路按照汽车在竖曲线上3s的行程时间控制竖曲线的最小长度。择竖曲线半径时，为更好的视觉效果，还应将竖曲线的半径选的大一些，使视觉上感觉到舒适顺畅。相邻竖曲线衔接时应注意：
（1）同向竖曲线:特别是同向凹形竖曲线，如果直坡段接近或达到最小坡长时，宜合并设置为单曲线或复曲线。
（2）反向竖曲线：反向竖曲线之间应设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设计速度的3s行程。
（3）竖曲线设计应满足排水要求。
规定的竖曲线最小半径和竖曲线长度如下表3.4所示：
表3.4 竖曲线最小半径和竖曲线长度
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
凸形竖曲线最小半径（m）
一般值
17000
10000
4500
2000
700
400
200
极限值
11000
6500
3000
1400
450
250
100
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
凹形竖曲线最小半径（m）
一般值
6000
4500
3000
1500
700
400
200
极限值
4000
3000
2000
1000
450
250
100
竖曲线长度（m）
一般值
250
210
170
120
90
60
50
最小值
100
85
70
50
35
25
20

3.5竖曲线计算
竖曲线几何要素如下：
（3-1）
（3-2）