成德南高速公路第二标段施工图设计说明书.docx

目录
引言 1
第一章 总论 2
1.1设计任务与依据 2
1.1.1设计任务 2
1.1.2设计依据 2
1.2技术标准 2
1.3本次设计技术指标 4
1.4 设计总体情况 5
第二章 沿线地质工程条件及评价 6
2.1 地形、地貌及气候条件 6
2.2 地质构造及地震 6
2.3 地质水文评价 7
2.4 筑路材料评价 7
第三章 选线 8
3.1 布线线原则 8
3.1.1 布线原则 8
3.1.2 选线步骤 8
3.2选线过程 9
3.2.1 选线整体思路 9
3.2.2 比选方案 9
第四章 平面设计 10
4.1 平面线形要素及设计原则 10
4.1.1平面线形要素 10
4.1.2 设计原则 11
4.2 平面线设计 12
4.2.1 平面线形总体设计 12
4.2.3 平面线形各参数数据 12
4.2.4 具体设计过程 13
4.3 平面设计的整理 19
第五章 纵断面设计 20
5.1 纵断面设计原则 20
5.2 纵断面设计标准 20
5.2.1纵坡设计标准 20
5.2.2 竖曲线设计标准 21
5.3 平纵组合设计 22
5.3.1 平纵组合设计原则 22
5.3.2 直线与纵断面的组合 22
5.3.3 平曲线与纵断面的组合 22
5.4 纵断面设计 23
5.4.1 纵断面设计过程 23
5.4.2 纵断面具体设计过程 24
5.4.3 竖曲线要素计算 25
5.4.4 竖曲线上任意点设计高程计算 25
5.4.5 直线段设计计算高程 26
5.4.6 反算反向曲线间的直线距离 26
5.5 纵断面设计整理 26
第六章 横断面设计 27
6.1 横断面构造及尺寸 27
6.1.1 行车道 27
6.1.2 中间带 27
6.1.3 路肩 27
6.1.4 路基宽度 28
6.1.5 路拱 28
6.1.6 路基 28
6.2 路基横断面 28
6.2.1 路堤 29
6.2.2 路堑 29
6.2.3 填挖结合路基 29
6.3 横断面设计 29
6.3.1 横断面设计过程 29
6.3.2 横断面布置过程 29
6.3.3 路基土石方调配 31
6.4 横断面设计整理 32
第七章 路基防护工程及排水 33
7.1 路基防护工程 33
7.1.1 挡土墙设计资料与断面设计 33
7.1.2 编程计算实例 35
7.2 路基排水设计 35
7.3 桥涵设计 36
7.3.1 涵洞设计 36
7.3.2 天桥设计 36
7.3.3 桥梁设计 36
第八章 路面设计 37
8.1 路面结构组合设计 37
8.2 路面结构设计 37
8.3 路面结构层厚度设计 38
8.3.1 相关资料和控制指标 38
8.3.2 具体设计过程 38
结 论 45
致 谢 46
参考文献 47
附 录 48

引言

交通运输古已有之，自古公路运输在交通运输途径中占据重要位置。随着社会发展，公路由原来的官道马路，发展为现代公路。随着人们对效率的看重，对时间的珍惜，对能够高速安全行驶的公路的需求也逐渐增大。高速公路应运而生，设计施工技术逐步走向成熟。
公路交通运输是国民经济的基础性、服务性产业，公路运输的发展关系到国家经济社会发展的全局，是国民经济的命脉，是联系工业与农业、城市与乡村、生产与消费的纽带。公路工程项目的建设，直接为国民经济各部门提供技术物质服务设施的关联，在促进社会和经济发展方面发挥了巨大的作用。公路运输本身具有机动灵活、迅速方便及建设投资少、周期短、适应性强等特点。普通公路也存在线形标准低、路面质量不高、等弊端易造成行人与机动车等相互干扰、事故多、安全性差。高速公路有汽车专用、分道行驶、完全控制出入、行车速度高，通行能力大、安全性好、运输效益高等优点。在时间和效率的优势上，市场对高速公路的需求大幅上升，高速公路近年来得到飞速的发展。政府对公路等基础建设的投资大幅增加，国家公路网也在逐步完善中。
本设计的课题为成德南高速公路第二标段施工图设计，该地区为山岭重丘区，设计车速为80km/h。设计结合现场实际情况，严格按照相关技术标准、设计规范的规定进行设计。并尽量满足“经济、适用、安全、美观、环保”的设计宗旨。设计包括路面平面设计、路面在纵断面设计、路线横断面设计、有关构筑物设计（桥涵横、纵断面设计）、路面结构设计、防护工程及排水设计。
毕业设计是对大学教学的继续、深化、补充和检验。在毕业设计完成的过程中，可以使我们巩固专业知识，扩大知识面，掌握本专业学科的主要内容，并通过设计，能进一步培养我们综合运用所学基础理论、专业知识和基本技能，从而提高分析和解决实际问题的能力。在设计过程中参考了大量文献，设计遵循相关技术标准、规范。
初次做这样的综合性设计，无经验可循，限于自身学识水平疏浅，设计中难免会存在不足和疏漏。在此，恳请各位老师给予建议与斧正，以便在今后的学习和工作中不断改正缺点，进一步完善自己。

第一章 总论

1.1设计任务与依据
1.1.1设计任务
根据给定的地形图、沿线的土壤、地质、水文资料等，选择适合路线起终点，结合公路等级、交通量、路线段地形地貌等，严格按照有关技术标准、设计规范进行设计，并尽量满足“经济、适用、安全、美观、环保”的设计宗旨，同时充分考虑沿线环境保护，综合各项指标
完成成德南高速公路第二标段施工图设计。设计应包括路线平面设计、路线纵断面设计、路线横断面设计、路基防护工程及排水设计、路面结构设计等。为使行车舒适安全，各项指标尽量不采用极限值。
1.1.2设计依据
1.《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）
2.《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
3.《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）
4.《公路排水设计规范》（JTJ 018-97）
5.《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）
6.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
7.《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）
8.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
1.2技术标准
根据路段预测交通量，结合项目的功能作用以及沿线地形、地质、气候条件，设计时全线采用完全控制出入的4车道高速公路标准(具体计算过程如下)，设计为车速为80km/h，路基为整体式宽度为24.5米，路面类型为沥青混凝土路面。
在选用各项指标时，取一般值或大于一般的值，避免取极限值，使设计在经济和技术指标上都占优 ，根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）《公路路线设计规范》（JTJ D20-2006）及《公路路基设计规范》（JTG D30-2004），各项具体指标见下表：

表1-1 技术标准
序号
指标名称
单位
技术指标
1
公路等级
高速公路
2
设计行车速度
km/h
80
3
平曲线一般最小半径
m
400
4
平曲线极限最小半径
m
250
5
不设超高平曲线半径
路拱≤2.0%
m
2500
6
路拱＞2.0%
m
3350
7
不设加宽平曲线半径
m
>250
8
竖曲线一般最小半径
凸
m
4500
9
凹
m
3000
10
竖曲线极限最小半径
凸
m
3000
11
凹
m
2000
12
根据视觉所需竖曲线最小半径
凸
m
12000
13
凹
m
8000
14
竖曲线最小长度（m）
m
70
15
缓和曲线最小长度
m
70
16
平曲线长度
m
一般值200
最小值140
17
最小纵坡长度
m
200
18
最大纵坡坡度
％
5
19
最大纵坡长度(纵坡为3%时)
m
1100
20
路基宽度
m
24.5
21
路基设计洪水频率
％
1/100
22
路面结构

沥青混凝土

1.3本次设计技术指标
本设计标段，路线长4491.373m。具体使用参数如表1-2，表1-3，表1-4.
表 1-2 技术标准
公路等级
高速公路
设计时速（km/h）
80
平面交点数
3
纵面变坡点
3
路基宽度（m）
24.5
路拱（%）
2
路基设计洪水频率
1/100
路面结构
沥青混凝土
表1-3 平面线设计参数
交
点
数
据
参
数

起点
JD1
JD2
JD3
终点
坐标N(X)
2737587.59
2735922.22
2735031.80
2733975.82
2733234.26
左边E(Y)
144870.57
145129.54
145560.35
145247.68
145298.67
半径
--
900m
600m
750m
--
转角值

16°58′48.4″
42°18′43.9″
20°25′36.2″

直线长度
--
1490.954m
481.883m
603.240m
558.095m
--
切线长
--
194.437m
312.836m
273.861m
--
缓和曲线
--
120m
160m
100m
--
圆曲线
--
146.723m
283.092m
167.385m
--
外距
--
10.646m
45.267m
12.640m
--

表1-4纵断面设计参数
变
坡
数
据
参
数

起点
变坡点1（JD1）
变坡点2（JD2）
变坡点3（JD3）
终点
地面高程
1722.743m
1737.615m
1763.514
1739.081m
1736.823
竖曲线类型
--
凹
凸
凹
--
半径
--
13000m
10000m
15000m
--
直坡段长
--
1573.650m
610.091m
724.828m
579.760m
--
坡率（%）
--
0.88
2.67
-2.20
-0.31
--
切线长
--
116.350m
243.559m
141.613m
--
外距
--
0.521m
2.966m
0.668m
--

1.4 设计总体情况
本次设计路线总长4491.373m，共设置3个交点，大桥1座，涵洞10个（其中盖板涵7个，圆管涵3），天桥7个。纵断面设置有3个变坡点。设置有挡墙以保护路堤。各个设计细节具体参见以下章节。

第二章 沿线地质工程条件及评价

2.1 地形、地貌及气候条件
该标段位于成都平原东缘，沿河两岸的冲击平原与沿山深丘构成山岭重丘地貌区，海拔1690~1790m。沿线膨胀土分布广泛，路线位于安宁河中段，主要为侵蚀堆积河谷平原地貌和侵蚀构造陇装中山地貌，可分为峡谷区和宽谷区。峡谷区两岸为褶皱侵蚀中山地貌，基岩裸露，山麓及山坡有多期夷平作用形成的缓斜坡地貌，覆盖有后层的松散堆积物，山顶、山坡上覆盖有厚薄不均的残坡积，崩坡积物；宽谷区侧大面积分布第四系冲洪积、冰水堆积、泥石流堆积物等，形成漫滩、多级阶地和冲积、冰水扇、泥石流扇等地貌。
路线经过地区为典型的亚热带气候，干热少雨、旱雨季明显，夏季多雨，冬季多风，日照充足，气候垂直差异大。该区属湿润季风气候区，年平均降水量900~1100毫米，最大为为1300毫米，最小为729毫米。测区内降雨多以暴雨或阵雨为特征、地域性强、中心集中、易发生洪水、泥石流、滑坡、崩塌等自然地质灾害。全年平均气温17.4~19.4℃，无霜期294天；春早，夏热，秋短，冬温，气候温和，热量充沛。
2.2 地质构造及地震
沿线地层由老到新如下：
（1）下元古界震旦系（Pt1）
变质石英砂岩：灰色，矿物成分以石英为主，具变余结构，中～厚层状结构。
辉绿岩：绿灰色，矿物成分以辉石、长石为主，辉绿结构，块状结构。
前震旦系晋宁期花岗岩（γ21），褐黄色、褐红色、褐灰～灰白色，中～粗粒自形～半自形结构，块状结构。
（2）中生界三叠系（T）
测区主要出露中生界三叠系印支期花岗岩（Tr）.
三叠系印支期花岗岩（Tr）:青灰、灰黑色，中~粗粒结构，块状构造。全风化层质软，呈粗粒状：强风化层岩裂隙非常发育，岩芯破碎呈碎石状：弱风化层岩体裂隙发育，岩芯较完整，呈块石状或柱状，岩质坚硬。
（3）第四系（Q）
第四系全新统冲积层（Q4al）：分布在安宁河河漫滩上，呈二元结构，上部为粉土质砂，厚度薄，一般在2米以内，下部为漂、乱石土，稍密~密实，卵石成分为花岗岩、石英岩、玄武岩等，质硬，呈亚圆~圆状。
第四系全新统崩坡积层（Q4c+dl）:多分布在斜坡坡脚地带，厚薄不均，土性以快碎石土为主，结构松散~稍密。
地震状况：
路线通过的地震带为龙门山地震带，此区地质构造复杂，构造断裂纵横分布，大多数现今仍有活动迹象。 地震情况在“5.12”尤为严重。
沿线的地震震动峰值加速度为0.05g和0.1g，对应的地震烈度为VI度和VII度。
2.3 地质水文评价
区内水系主要为安宁河水系，属金沙江的二级支流，自北向南径流。
路线通过区域，主要分布于阶地上部坡洪积、滑坡堆积等松散层中，主要由于沟渠渗漏、农田用水及大气降水形成，分布不均，无统一水位。路线范围内存在有滑坡、崩塌、泥石流、地震液化等不良地质现象。
2.4 筑路材料评价
沿线花岗岩储量丰富，开采方便，岩质坚硬，料、块、片石材料非常丰富。此外，安宁河及沿线天然河流中，卵碎石和天然砂储量较丰富，便于采购。砂砾石主要用于混凝土细骨料和路面底基层，能满足线路建（构）筑物要求。水泥，钢材，木材可在当地区县物资公司采购。
筑路材料采挖和采购方便，在沿线的护坡、挡墙及石拱涵的施工时，可以从沿线就进的采石场购买块石、片石等石材。便于合理利用沿线的材料，也可降低工程费用，节约资源。

第三章 选线

3.1 布线线原则
3.1.1 布线原则
路线位于山岭重丘区，在布线时充分考虑地形地貌因素，进行布线。
（1） 应针对路线所经地域的生态环境、地形和地质的特性与差异，按拟定的各控制点，由面到带，由带到线，由浅入深，由轮廓到具体，进行比较、优化与论证。同一起终点内有多个可行方案时，应对各个方案进行同等深度比较。
（2） 影响选择控制点的因素多且相互关联、又相互制约，应根据公路功能和使用任务，全面权衡、分清主次，处理好全局与局部的关系，并注意由于局部难点的突破而引起的关系转换给全局带来的影响。
（3） 应对路线所经区域、走廊带及其沿线的工程地质和水文地质进行深入调查勘测，查清其对公路工程的影响程度。遇到有滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等不良工程地质的地段应慎重对待，视其对路线的影响程度，分别对绕、避、穿等方案进行论证比选。当必须穿过时，应当选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取切实可行的工程措施。
（4） 应当充分利用建设用地，严格保护农用耕地。
（5） 国家文物是不可再生的文化资源，路线应尽量避让不可移动的文物。
（6） 保护生态，并同当地生态景观相协调。
（7） 高速公路、具有干线功能的一级公路同作为路线控制点的城镇相连接时，以接城市环线或以直线连接为宜，并与城市发展规划相协调。
（8） 路线设计是立体线形设计，在选线时即考虑平、纵、横面得相互间组合与合理配合。
3.1.2 选线步骤
（1） 选线可采用纸上定线或现场定线的方法。
高速公路、一级公路应采用纸上定线并现场核定的方法。
（2） 选线应在广泛收集与路线方案有关的规划、计划、统计资料，相关部门的个中国地形图、地质、气象等资料的基础上，深入调查、勘测，并运用遥感、航测、GPS、数字技术等新技术，确保其勘测工作的广度、深度和质量，以免遗漏有价值的比较方案。
3.2选线过程
3.2.1 选线整体思路
在电子地图上整体观察，记住基本的控制点，然后进行选线。
（1） 选好控制点，以备选线时考虑。
（2） 记住需要绕避的河流，大型厂矿，山丘等。
（3） 开始选线，根据预先选好的控制点根据规范要求进行选线。
（4） 选线好了之后，再从不同的角度考虑，选择备选路线，以备考虑更改路线。
（5） 在选好的路线上，设置平曲线，根据地形地貌和需要绕避的构筑物和自然状况，根据规范选择合适的曲线半径和缓和曲线（回旋线）长度。
（6） 初步选线确定后，再根据地图上的地形地貌、地貌作方案修改以达到在规范范围内与地形、地貌相融合。选择合理的路线，控制造价，节约资源。
3.2.2 比选方案
山岭重丘区，设计车速为80km/h，考虑道路等级和沿线地质水文情况，结合道路线形设计的技术标准和基本原则进行选线。地形图上山岭、平坝地区分布清晰，山岭之间有可供路线通过的垭口，选线时首先应尽量避开大型建筑物和山体，另外，在路线区域有采石厂，路线尽量避让。本地区的河谷分布不多，这样相应的过水桥涵工程量相应会少些，因此本次设计选线的过程主要是处理好路线与沿线建筑物，按照全面布局，逐段安排原则，本设计总共选用了两条路线，以便进行方案的比选，从而选出最优路线。
方案比选过程：方案一与方案二走向大致相同，都要占大量农田。
方案一：
1、路线部分地段需要占一个采石场。
2、路线经过的最大高程达到了1788，高程起伏突变较大，挖方量相对较大。
3、需要拆除部分房屋。
方案二：
1、路线需占两个采石场，路线通过一个鱼塘。
2、路线经过的最大高程为1787，高程起伏突变较小，挖方量相对较小。
3、需要拆除少量房屋。
综上所述：经过综合考虑采用方案二。

第四章 平面设计

道路是带状的三维空间结构实体，一般由线形、路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等组成。为了研究和设计上的方便，通常把它分解为路线的平面设计、纵断面设计和横断面设计。三者既需要分别进行设计，又需要综合考虑。道路平面设计就是在平面图上研究确定路中线几何形状的原理和方法的工作。
直线是最简单的平面线形。然而从道路的起点到终点之间往往不能用一条直线将其连接起来。由于受到地形、地物等因素的制约，路线在平面上往往出现很多的转折，为了保证行车的安全性喝平稳性，在转折处需要用圆曲线加以连接。如果圆曲线的半径较小，还要进行曲率过渡，即加设缓和曲线。所以，道路的平面线形要素是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的，通常称之为“平面线形三要素”。直线是曲率为零的线形，圆曲线是曲率为常数的线形，缓和曲线是曲率逐渐变化饿线形。三要素是道路平面线形最基本得组成，在道路上各要素所占比例难以量化规定，但只要各要素使用合理、组合得当，均可以得到较为理想的平面线形。
4.1 平面线形要素及设计原则
4.1.1平面线形要素
（1）直线
作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中的使用最为广泛，当地势平坦、地物障碍较小时，定线人员往往首先考虑使用直线通过。汽车在直线上行驶时受力简单、方向明确、驾驶操作容易；同时，路线测设简单、方便。
直线同时具备缺点：直线线形灵活性差，难以与地形、地物等周围的环境相协调；过长的直线易使人感到单调、疲倦、注意力难以集中；直线路段上难以目测车辆之间的距离；长直线容易导致高速行车，引发交通事故等。因此，在运用直线线形和确定其长度时，需要谨慎对待，尽量不采用过多过长的直线线形。
（2）圆曲线
圆曲线也是道路平面设计中最常见的线形之一，各级公路和城市道路不论转角大小，在转折处均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线的主要组成部分。圆曲线具有易于与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，故使用十分广泛。
（3）缓和曲线
缓和曲线是道路平面线形要素之一，它设置在直线与圆曲线之间或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。《标准》规定，除四级公路可不设置缓和曲线外，其余各级公路在半径小于不设超高最小半径时都应设置缓和曲线。在高速公路和城市道路上，缓和曲线得到了广泛运用。
4.1.2 设计原则
（1）直线
宜采用直线路段
A． 不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地。
B． 市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区。
C． 长大的桥梁、隧道等构造物路段。
D． 路线交叉点及其前后。
E． 为双车道公路提供超车的路段。
直线路段的注意事项
A．长直线上的纵坡不宜过大，因为长直线与下陡坡相重合的路段更容易导致高速行驶
B．长直线尽头的平曲线半径应尽量大一些，以保证线形的连续性，除了保证曲线超高、视距等符合相应的规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等必要的安全措施。
C．为了缓和长直线带来的呆板，长直线宜与大半径凹形竖曲线组合为宜。
D．道路两侧地形过于空旷时，宜采用不同的植被条件或设置建筑物雕塑、广告牌等各种措施，以改善单调的景观。
直线长度原则
A．直线的最大长度。我国在道路设计中参照国外的经验，根据德国和日本的规定：直线的最大长度（单位为20v）（v—设计速度，km/h）。一般情况下应尽量避免追求过长的直线指标。
B．直线的最小长度。为了保证行车安全，相邻两曲线间具有一定的直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点（缓直HZ或圆直YZ）到后一曲线起点（直缓ZH或直圆ZY）之间的长度。
对于最小直线长度：JTG D20—2006 《公路路线设计规范》（以下简称规范）规定同：设计速度大于或等于60km/h时，同向圆曲线的最小长度（以m计）以不小于设计时速（以km/h计）的6倍为宜；反向圆曲线间的最小长度（以m计）以不小于设计时速（以km/h）的2倍为宜。设计时速小于或等于40km/h时可参照上述规定执行。
（2）圆曲线
A．各级公路平面不论转角大小，均应设置圆曲线。在选用曲线半径时，应与设计时速相适应。
B．圆曲线半径应按设计速度规定来选用。在设计时速为8km/h时，一般最小半径为400m，极限最小半径为250m。一般值为正常情况下的采用值，极限值是条件受限制时采用的值。
C．圆曲线半径不宜超过10000m。
（3）回旋线
A．除四级公路外，各级公路在规范表7.4.1不设超高圆曲线最小半径想接连处，应设置回旋线。
B．半径不同的圆曲线径相连接处，应设置回旋线。但符合下列条件时可以不设置回旋线：小圆半径大于规范中表7.4.1规定时；小圆半径大于规范表7.4.2规定，且符合小圆按最小回旋线长度设置回旋线时，大圆与小圆的内移值之差小于0.1m，设计时速大于或等于80km/h，大圆半径与小圆半径之比小于1.5，设计时速小于80km/h，大圆半径与小圆半径之比小于2。
C．回旋线长度规定如规范表7.4.3。回旋线长度应随圆曲线半径的增大而增长。圆曲线按规定需设置超高时，回旋线长度还应大于设置超高过度段长度。
4.2 平面线设计
4.2.1 平面线形总体设计
成得南高速公路第二标段施工图设计，全线总长4491.373m。全线共设置3个平曲线，每个曲线均设置有缓和曲线。路线设置4段直线，从起点开始，分别长1490.954m，481.883m，603.240m，558.095m。所设置的曲线，缓和曲线，前后缓和曲线和后缓和曲线长度设置相同，分别为：交点1，半径900m，缓和曲线长120m；交点2，半径600m，缓和曲线长160m；交点3，半径750m，缓和曲线长100m。
4.2.3 平面线形各参数数据
直线段1：1490.954m；
直线段2：481.883m；
直线段3：603.204；
直线段4：558.095；
JD1：R1=900m；Ls=120m；Lh=386.723m；Th=194.437m；Eh=10.646m；Jh=2.151m；
JD2：R2=600m；Ls=160m；Lh=603.092m；Th=312.836m；Eh=45.267m；Jh=22.580m；
JD3：R3=750m；Ls=100m；Lh=367.385m；Th=185.220m；Eh=12.640m；Jh=3.054m；
4.2.4 具体设计过程
在选定了选线方案，确定了路线交点后，进行曲线要素的计算，本设计按新建高速公路标准设计，计算行车速度为80km/h，极限最小半径为250m，一般最小半径为400m，根据实际地形，结合地质条件、规划等各方面情况，同时结合平面路线设计标准，本段共设了3个交点，取值分别如下：JD1处平曲线半径为900米，缓和曲线长120m，平曲线长度为386.723m；JD2处平曲线半径为600米；缓和曲线长160m，平曲线长度为603.092m，JD3处平曲线半径为750米；缓和曲线长100m，平曲线长度为367.385m，均满足设计标准的要求。然后在CAD图上量取两相邻交点的直线距离，同时结合起终点的坐标，可算出交点的坐标，然后计算各直线的坐标方位角，进而计算出转点处的转角值，具体如下：
具体结果可由下列公式计算，
（1）切线角公式：

（2）曲线要素公式：内移值：

切线增值：

切线长：

曲线长：

外距：

切曲差： （4-7）

（3）旋曲线参数公式
A= = （4-8）
（4）主点桩号的计算公式：
直缓点： （4-9）
缓圆点： （4-10）
圆缓点： （4-11）
缓直点： （4-12）

曲中点：

交点(校核)：

由在第三章选线中，在方案比选后，已选择了最佳方案。故此处路线要素校正，只计算最佳方案之路线要素，即方案二之路线要素。
1、平曲线已知条件
起点A A： X= 2737587.5911 Y= 144870.5689
JD1： X=2735922.2152 Y= 145129.5388
JD2： X=2735031.8018 Y= 145560.3450
JD3： X=2733975.8206 Y=145247.6847
终点B B ： X= Y=
交点间的直线长度：A-JD1（）：1685.391m JD1-JD2（）：989.156m
JD2-JD3（）：1101.296m JD3-B（）：743.314m
2、各交点
（1）
缓和曲线长度：
=1:2:1

=88.908m

设计速度80 km/h 缓和曲线最小长度70m
所以缓和曲线长度取5的整数倍，缓和曲线可取90m。为使线形连续协调，最终和缓和曲线取=120m。（2） JD1
取=120m>=70m ，则JD1的曲线要素为：
=0.667m

=59.991 m

切线长：=194.437m

曲线长：=386.723m

外距： =10.646m
切曲差：=2.151m

（3） 回旋曲线参数计算：
A== =328.634, 满足R/3≤A≤R的关系
（4） 主点桩号计算：
已知JD1桩号： 起点桩号+= K1+685.391
直缓点： = K1+490.954
缓圆点： = K1+610.954
圆缓点： = K1+757.677
缓直点： = K1+877.677

曲中点： QZ=HZ-=K1+684.316

交点(校核)：JD=QZ+= K1+685.391（校核无误）
（1）
缓和曲线长度：
=1:1:1
=147.696m

设计速度80km/h 缓和曲线最小长度70m
所以缓和曲线长度取5的整数倍，缓和曲线可取150m。为使线形连续协调，最终和缓和曲线取=160m。（2） JD2
取=160m>=70m ，则JD2的曲线要素为：
=1.778m

=79.953m

切线长：=312.836m

曲线长：=603.092m

外距： =45.267m

切曲差：=22.580m
（3） 回旋曲线参数计算 ：
A== =309.839, 满足R/3≤A≤R的关系
（4） 主点桩号计算
已知JD2桩号：起点桩号++-= K2+672.396

直缓点： = K2+359.560

缓圆点： = K2+519.560

圆缓点： = K2+182.111

缓直点： = K2+802.653

曲中点： = K2+661.106

交点(校核)：（校核无误）

（1）
缓和曲线长度：
=1:2:1
=89.128m

设计速度80km/h 缓和曲线最小长度70m
所以缓和曲线长度取5的整数倍，缓和曲线可取90m。为使线形连续协调，最终和缓和曲线取=100m。（2） JD3
取=100m>=70m ，则JD3的曲线要素为：

=0.555m

=49.993m

切线长：=185.220m

曲线长： =367.385m

外距： =12.640m

切曲差：=3.054m
（3） 回旋曲线参数计算 ：
A== =278.816, 满足R/3≤A≤R的关系
（4） 主点桩号计算
已知JD3桩号：起点桩号++-= K3+751.112

直缓点： = K3+565.893

缓圆点： = K3+665.893

圆缓点： = K3+833.278

缓直点： = K3+933.278

曲中点： = K3+749.586

交点(校核)：（校核无误）

3、反向曲线之间直线长度的反算过程
已知，交点间的直线长度：
A-JD1（）：1685.391m JD1-JD2（）：989.156m
JD2-JD3（）：1101.296m JD3-B（）：743.314m
= 194.437 = 312.836 = 185.220
故：
曲线1和曲线2之间的直线长度为：
989.156 – 194.437 – 312.836＝481.883m>200m（2V）
满足要求。
曲线2和曲线3之间的直线长度为：
1101.296-312.836-185.220=603.240
满足要求。
4.3 平面设计的整理
通过线路初选的比对后，选择好最佳方案。通过平面线形要素的验算合格后，用CAD在电子地图上确定平面线形。

第五章 纵断面设计

5.1 纵断面设计原则
高速公路、一级公路应考虑通道、农田水利等方面的要求。
1、纵断面线形设计应对地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑，线形应平顺而圆滑。
2、纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近做填方，以降低造价、节省用地，减轻对自然地面横坡与景观的影响。山岭重丘区地形应考虑纵向填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填。
3、相邻纵坡之代数差较小时，宜采用较大的竖曲线半径。
4、路线交叉处前后的纵坡应平缓。
5、位于积雪或冰冻地区的公路，应避免采用陡坡。
5.2 纵断面设计标准
5.2.1纵坡设计标准
1、最大纵坡
是道路纵断面设计的重要控制指标，直接影响路线长短、线形的好坏、使用质量的好坏、工程数量和运输成本。制定最大纵坡的依据是汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆安全行驶以及工程、运营经济等因素制定的。由文献[1]可知，设计车速80km/h，最大纵坡为5％；设计车速在120Km/h，100Km/h，80Km/h的高速公路受地形条件或其他特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可增大1％；越岭路线连续上坡（或下坡）路段，相对高差为200～500m时，平均纵坡不应大于5.5%，相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%。任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。
2、最大纵坡长度
长距离的陡坡对行车不利，连续上坡发动机过热影响机械效率，使行驶条件恶化，下坡则因制动频繁而危及行车安全，故应对纵坡最大长度有所限制。由文献[1]可知可知，在本次设计车速（80km/h）情况下，纵坡为3％时，最大坡长为1100m；纵坡为4％时，最大坡长为800m；纵坡为5%时，最大坡长为700m；纵坡为6%时，最大坡长为500m。
3、最小纵坡长度
由文献[1]可知，本设计车速的最小坡长为200m。
4、缓和坡段
在连续陡坡长度大于最大坡长限制的规定时，根据文献[1]在不大于最大坡长所规定的长度处设置不大于3％的纵坡，称为缓和坡段，坡长应满足最小坡长的规定，本次设计无需设置缓和坡段。
5、合成坡度
它是指在有超高的路段上，由路线纵坡和超高横坡或路拱横坡组合所构成的坡度，其值用下式计算：
I= （5-1）
其中，I——为合成坡度%； ——为路线纵坡%； ——为超高横坡%
由文献[2]可知，本次设计的最大合成坡度为10.5％。
6、最小纵坡
为防止积水渗入路基而影响起稳定性，由文献[2]可知，最小纵坡设为0.3％。一般情况下以不小于0.5%为宜。
7、平均纵坡
是指由若干坡段组成的路段所克服的高差与路线长度之比，是衡量线形质量的重要指标：

式中——连续陡坡路段的平均纵坡 %
——坡度的实际坡长，m
8、桥头上及桥头纵坡
小桥与涵洞处的纵坡与路线相同，大中桥纵坡不宜大于4％，桥头引道纵坡不宜大于5％，引道紧接桥头部分的线形应与桥上线形相配合，其长度不宜小于3s设计速度行程。
5.2.2 竖曲线设计标准
1、竖曲线最小半径
竖曲线有凸形和凹形两种，在本设计车速下，由文献[2]可知，凸形竖曲线半径一般最小值为4500m，极限最小值为3000m，满足视距要求的最小值为12000m；凹形竖曲线半径一般最小值为4500m，极限最小值为3000m，满足视距要求的最小值为8000m。