陕南地区D3标段道路设计道路工程本科生毕业设计 72页

目录第一部分陕南地区D3标段道路设计1设计原始资料和依据11.1设计原始资料11.1.1自然地理情况11.1.2土壤、地质、水文资料11.1.3线路服务范围交通运输要求和技术经济调查资料21.1.4交通量资料31.1.5桥涵、隧道水文资料31.2设计依据32路线设计42.1道路技术等级确定42.2路线方案的拟定和比选42.2.1选线原则42.2.2山岭区选线要点52.2.3路线方案拟定与比选52.3．道路技术标准确定82.4道路平面设计92.4.1平面线形设计一般原则92.4.2平曲线几何元素计算92.4.3平曲线设计成果102.5道路纵断面设计122.5.1纵断面设计原则122.5.2最小填土高度的确定122.5.3道路坡长及坡度限制122.5.4桥梁、通道控制标高的确定132.5.5平纵组合设计133道路横断面设计和路基设计173.1横断面布置及加宽、超高173.1.1横断面布置173.1.2路拱横坡173.1.3超高173.2路基设计173.2.1一般路基设计173.2.2路基压实标准与压实度203.2.3路基稳定性分析和支挡设计213.2.4路基施工要求及注意事项214路面结构设计23 4.1路面类型及结构层组合234.1.1设计原则234.1.2路面类型确定234.1.3标准轴载及轴载换算244.1.4路面结构层组合254.2路面结构层组成设计264.2.1基层组成设计264.2.2面层组成设计284.3路面结构层厚度确定304.3.1确定路面设计弯沉值ld314.3.2计算容许弯拉应力314.3.3按容许弯沉计算路面厚度324.3.4验算沥青混凝土弯拉应力334.4路面施工要求364.4.1沥青混凝土面层施工要求364.4.2水泥稳定碎石基层施工要求364.4.3二灰土底基层施工要求364.4.4路面施工步骤及施工工艺365道路排水设计及桥涵方案设计385.1道路排水设计385.1.1道路排水系统设计385.1.2排水结构物设计386道路工程量计算446.1路基土石方量计算446.2路面工程量计算46第二部分道路线形与交通事故关系研究道路线形与交通事故关系研究471引言472道路线形设计中影响交通事故的主要因素482.1平面线形482.1.1直线482.2平曲线492.3超高492.4视距502.5平曲线加宽502.6缓和曲线513纵断面线形513.1坡度513.1.1坡度对交通安全的影响表现51 3.2坡长523.21坡长对交通安全的影响523.22连续下坡对制动性能的后效性影响523.23能量的积累与意外释放理论523.3竖曲线533.3.1简单竖曲线的类型及其作用533.3.2竖曲线半径对交通安全的影响533.3.3新型缓和竖曲线的应用544行车速度544.1车速对交通安全的影响544.2有关限速依据问题555线形组合565.1道路线形组合565.1.1平面线形组合对交通事故的影响565.2纵断面线形组合575.2.1纵断面线形组合对交通事故的影响575.3平面线形与纵断面线形组合对交通事故的影响575.4线形组合与道路景观的协调性586驾驶员的行为对交通事故的影响597公路路面与交通安全597.1公路路面的识认性与道路交通安全607.2公路路面的抗滑性与道路交通安全608交通环境与道路交通安全618.1交通量与道路交通安全618.2交通信息与道路交通安全619结论61参考文献62翻译部分………………………………………………………………………………..69致谢……………………………………………………………………………………..70 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日 指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日 评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日 教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日 本科生毕业设计第65页1设计原始资料和依据1.1设计原始资料1.1.1自然地理情况路线区位于南秦岭东段山区，北部为中低山，南部为低山丘陵和河谷阶地，地势总体北高南低，地形起伏较大，海拔在650-1460m之间，相对高差约800m。地貌单元可划分为流水切割褶皱-断块中山地貌，流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌，剥蚀低山-丘陵地貌和河谷阶地地貌四种类型。流水切割褶皱-断块中山地貌单元位于杨岩至下官坊段，山脊线连续，山坡多为陡坡，沟谷狭窄，多呈V型，局部呈U型，海拔820-1460m，相对高差350-500m；流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌单元位于下官坊至王家坪段，山坡多为陡坡和中坡，沟谷较狭窄，多呈U型，海拔680-1300m，相对高差280-350m；剥蚀低山-丘陵地貌单元位于王家坪至高家村段，山岭低缓，山坡多为缓坡，沟谷呈U型，海拔670-880m，相对高差110-220m；河谷阶地地貌单元位于高家村至赵家村段，地形开阔平缓，河床较宽，一、二级阶地发育，海拔650-780m，相对高差20-30m。1.1.2土壤、地质、水文资料1)工程地质(1)地层岩性设计路线区出露第四系全新统、上更新统、中更新统，第三系下统山阳组，泥盆系上统桐峪释寺组、下统青石垭组和池沟组、牛耳川组地层。土质由粘土组成。(2)地质构造本路线区位于秦岭复合造山带中段南秦岭造山带构造单元，北侧为北秦岭造山带，两构造单元以黑山断裂为界。路线区属南北秦岭造山带拼接段和南秦岭造山带内，褶皱、断裂发育，地质构造复杂。2)水文地质(1)地表水本项目区域属于汉水流域，区内一级支流水系为乾佑河、金钱河和丹江，大部分河段弯度较大，落差明显，省内金钱河年平均流量37.1立方米/秒，最大洪峰量2040立方米/秒，最小枯水流量3.26立方米/秒。路线沿线河流主要有南秦河、赤水峪、西河和县河。南秦河年平均流量49.6立方米/秒，最大洪峰量1790.2立方米/秒，最小枯水流量13.7立方米/秒；赤水峪年平均流量8.3立方米/秒，最大洪峰量299.2立方米/秒，最小枯水流量2.3立方米/秒；西河年平均流量31.2立方米/秒，最大洪峰量866.6立方米/秒，最小枯水流量 本科生毕业设计第65页9.4立方米/秒；县河年平均流量66.7立方米/秒，最大洪峰量1856.4立方米/秒，最小枯水流量20.1立方米/秒。(2)地下水本区地下水主要类型可分为以下3类：潜水此为最发育类型之一，是形成地表水径流的主要来源，赋存状态与第四纪松散堆积层特征有关。基本埋深为15～20m，本区第四纪松散堆积层分布相对较少，厚度一般≤20m，主要由冲积、洪积层、一级阶地和少部分高阶地(二级或二级以上阶地)、坡积、残坡积组成。富水性在冲、洪积层中最好，阶地次之，坡积、残坡积中较差。基岩中潜水多赋存在风化壳或破碎构造岩中，比土体的富水性要差。上层滞水形成于各类基岩岩体和构造破碎岩体风化带中，属大气降水受局部隔水层所阻，停滞于不同岩体、土体及风化层中所形成。富水性受气候(降水)、地形地貌、岩性及构造发育程度等因素控制。富水性中等。承压水在工作区主要表现为泉水，与区域断裂结构、裂隙、节理构造、顺层剪切构造等密切相关，埋深较潜水、上层滞水要深。发育于山地断裂破碎带中的众多泉水，均属承压水。另外花岗质岩石、变质火山岩中的裂隙水也可形成承压水。承压水活动可导致岩体溶解、蚀变、风化及组构上的变化，造成岩体类别降低，形成软体岩石而不稳定。3)地震本区处于我国大陆地壳内古板块地体拼接的地带。有记录的地震活动，一般都与活动断裂，特别是形成并控制盆地的地体拼合带继承性活动断裂相关。根据岩土体结构、构造类型、活动断裂强度和区内已发生的地震震级急《陕西省地震、峰值加速度区划图》等综合分析，本区属于秦岭山地基本稳定区。地震峰值加速度为0.05～0.1，地震动峰值加速度以0.05为主，在北部(即F5断裂以北地区)则由南向北地震动峰值加速度可由0.05度增至0.1。4)气象路线地处山区，气候垂直变化较大，区内河谷年平均气温11～14℃，一月平均气温0.5℃，七月平均气温25.6℃，极端最高气温37.1～40.8℃，极端最低气温-12.1～-18℃，年平均降雨量750～850毫米，50%的降水集中于七、八、九三个月，夏多暴雨，间有春、伏旱，秋有连阴雨。山区气温相对河谷区较低。1.1.3线路服务范围交通运输要求和技术经济调查资料商州地处陕西省南部，与河南交界，是陕南发展地区，但是该地区道路交通运输欠发达，阻碍了当地经济的发展。从长远的经济发展看，需要新建更多的高等级公路，推动该地区经济发展，满足社会发展的需要。 本科生毕业设计第65页设计路段处于商州山区，需要建设一条主干路与外界相连，以利于该地区与外界的经济交流沟通。此一级公路的建设将有利于该地区产业结构的调整和带动经济的发展。该地区拥有丰富的粉煤灰、石灰、水泥、碎石等道路建材资源，质量能够达到技术指标要求，且运输方便。1.1.4交通量资料路线近期交通量见表1-1：表1-1交通量组成表车型小汽车解放CA50长征XD160太脱拉111S黄河JN360交通量(辆/日)15001000800500400注：交通量预计年增长率γ=6%1.1.5桥涵、隧道水文资料设计地段主要为旱地和山岭，河流没有通航要求，区域范围内没有高等级公路或铁路，只有一条丹江，需设置大桥。由于有高山，所以要设置隧道。对于与其他的乡村公路相交时不需设置通道；排水沟渠，只需修建涵洞。1.2设计依据1)批准的设计任务书、地质勘测报告、地形图2)《公路路线设计规范》(JTJ011—2006）3)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50－2006）4)《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004）5)《公路排水设计规范》(JTJ018－1997）6)《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034－2000）7)《公路自然区划标准》(JTJ001－1986）8)《公路路基设计规范》(JTGD30－2004）9)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60－2004）10)《公路工程技术标准》(JTGB01－2003）11)《公路路基施工技术规范》(JTJ033-1995）12)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002）13)《公路隧道设计规范》(JTJ042-1995） 本科生毕业设计第65页2路线设计2.1道路技术等级确定由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2-1：表2-1交通量折算表车型交通量（辆/日）折算系数折算交通量（辆/日）小汽车15001.01500解放CA5010001.51500长征XD1608002.01600太脱拉111S5002.01000黄河JN3604003.01200总计6800计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式（2-1）计算Nd=N0(1+γ)n-1(2-1)式中：Nd—远景设计年平均日交通量，辆/日；N0—起始年平均日交通量，辆/日；γ—年平均增长率，取6%；n—远景设计年限，取15年；所以Nd=6800×(1+6%)15-1=16296.6（辆/日）根据《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）中的相关规定：“四车道一级公路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”；地区经济发展的实际需要，拟定该路为双向四车道一级公路，设计采用的服务水平为二级，设计车速为60km/h。2.2路线方案的拟定和比选2.2.1选线原则1)在路线设计的各个阶段，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、迅速的前提下，使工程数量小，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，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区 本科生毕业设计第65页。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。4)选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.2.2山岭区选线要点山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。纵面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。2.2.3路线方案拟定与比选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。方案一线型：直线—圆曲线—直线路线从A点出发，先设计一段长直线，其后连接一半径为2000m的平曲线，最后连接段到达终点B。两直线中间只有一圆曲线相接，线形较简单。公路等级一级，设计时速60km/h,设计穿越耕地，起点和终点之间设计一个平曲线，设计公路需穿越村庄，经验算满足国家规范要求。方案二线型：直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线—圆曲线路线同样从A点出发，接一段直线后，连接一段长度为90m的缓和曲线，再直接连接一半径为700m的平曲线，然后再接长度为90m的缓和曲线，由于转角较大，特设置一同向圆曲线，最后到达B点。公路等级一级，设计时速60km/h,设计穿越耕地，在起点和终点之间设计两个同向曲线，第一个曲线半径R=700m,缓和曲线长度l=90m转角α=18°切线长T=156m,曲线长L=310m.第二个曲线半径R=700m,缓和曲线长度l=90m,转角β=36°切线长T=273m,曲线长L=529m.设计公路沿山脚通过，验算满足国家规范要求。 本科生毕业设计第65页各方案的设计参数比较见表2-2：表2-2方案比较表　方案一方案二路线总长度（m）20842087平曲线半径(m)2000700700缓和曲线无有有超高情况不设置设置大桥00中小桥00有无特殊地基无无靠近村庄(个)11穿越河流(条)11拆迁情况较多少量一级公路投资比较大，对所经过地区的经济起重要作用，所以在修建过程中应综合考虑沿线地带的自然地理特征，设计要特别注意线形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，让司机和乘客在生理和心理上有安全感和舒适感，同时考虑到经济因素，尽量使工程量最小，造价最低。从表2-2中可以看出：方案一有一条圆曲线，方案二有两条圆曲线，且都经过耕地，无特殊地段。从技术经济的角度来看:两方案设计长度方案一为2084米，方案二为2087米，公路总里程相近，而且都是穿越耕地，所不同的地方是方案一需要穿越村庄，这就不可避免的产生了工程拆迁问题，需要在公路修建前将公路穿越的村庄搬迁，这样也就需要花费大量的资金来搬迁村庄，对工程的经济性产生影响。方案二设计一部分沿山脚穿过，尽量避开穿越村庄，这样就节约了大量的资金，同时也考虑到了公路总里程的问题，尽量做到缩短公路里程而又不影响其功能，降低了工程的造价。从安全性的角度看：由于两方案设计的线形不同，其安全性也会有所差别，方案一线形简单，特别是两直线部分较长，最长达到757米，在直线部分行车速度较快，而路线转角为26°在山区夜间行车时可能会造成交通事故，给行车安全带来影响。方案二设计了同向曲线，缩短了直线部分的距离，增加了圆曲线的长度，这样就大大减少了发生安全隐患，提高了行车的安全性。从美观性的角度看：方案一不设置缓和曲线，线形简单，而且只设置一个转弯，线形平顺，方案二由于要避开村庄以及满足国家规范的要求设置了同向曲线，线形较方案一稍显复杂。从美观性方面来看，方案一占优。 本科生毕业设计第65页从舒适性的角度看：方案一在长直线后接一大的转弯，在高速行车时转弯会对乘客的舒适性产生影响，方案二由于转弯较多，直线距离较短，这样就限制了车速，减少了乘客在转弯时产生的不适，提高了行车的舒适性。从平纵配合的角度看：方案一平曲线交点处地面高程较高，在纵断面设计时需要考虑平纵配合问题，即满足“平包竖”的设计要求，同时，方案一需要较多的考虑纵坡坡度的问题。方案二平曲线设计在比较平坦的地方，避免了纵断面设计时与平面设计发生冲突，设计较方案一简单，也满足设计规范的要求。综上几个方面，两方案各有优劣，比较而言，方案二更加合理。2.3．道路技术标准确定根据道路的具体情况，以及相关规范，结合计算得到道路的技术指标如表2-3：表2-3道路技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h602路基宽度一般值m24.5最小值21.53平曲线半径一般值m400极限值250不设超高最小半径路拱≤2.0%m25004平曲线最小长度m140缓和曲线最小长度m705最小纵坡%0.36最大纵坡%57最小坡长m2008相应纵坡的最大坡长3%m11004%9005%700<3%不限制9停车视距m11010竖曲线半径凸形一般值m4500极限值m3000凹形一般值m3000 本科生毕业设计第65页极限值m200011竖曲线最小长度m7012平曲线最大超高%82.4道路平面设计2.4.1平面线形设计一般原则1)平面线型应直接、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2)行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速公路应尽量满足，使线形安全舒适。3)保持平面线形的均衡与连贯。4)应避免连续急弯的线形。5)平曲线应有足够的长度。2.4.2平曲线几何元素计算图2-2平曲线几何元素图由于第一个曲线半径为400m，故需要设缓和曲线，其几何元素为：(2-2)(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)(2-7)(2-8) 本科生毕业设计第65页式中：T—切线长，m；L—曲线长，m；E—外距，m；J—校正数或称超距，m；R—圆曲线半径，m；α—转角，°表2-4平曲线几何要素表R(m)αLsqpΒ。L(m)T(m)E(m)J(m)70018°90450.486．4531091569270036°90450.483.6852927337172.4.3平曲线设计成果1)逐桩坐标如表2-6表2-6逐桩坐标表桩号坐标α高程控制点XYK0+00000340305.7起点K0+05046.985-16.759340306.1K0+10093.969-34.202340308.8K0+150140.954-51.303340308.8K0+200187.939-68.062340308.2K0+250234.923-85.505340308.2K0+300281.908-102.606340308.2K0+350328.892-119.707340308.2K0+366.4343.927-125.179340308.1直缓点K0+380355.149-134.859357.24308.1K0+400371.995-137.074349.20308.1K0+420394.316-142.58343.33308.1K0+440413．372-148.648341.35308.1K0+456.4428.559-153.682342.02308.1缓圆点K0+460432.368-154.905342.21308.1K0+480451.511-160.692343.60307.8K0+500470.813-165.930345.38307.8K0+523493.183-171.269347.31307.3曲中点K0+540509.825-174.742348.54307.2K0+560529.503-178.308350.32307.3K0+583552.249-181.712352.25307.3圆缓点K0+600569.126-183.747353.49307.3K0+620589.038-185.615355.27306.8K0+640608.995-186.914357.05306.8K0+660628.981-187.642358.44306.8 本科生毕业设计第65页K0+673641.980-187.809359.47306.8缓直点K0+700674.194-185.282358306.8K0+750724.163-187.027358306.7K0+800774.133-188.772358307.3K0+850824.102-190.517358307.2K0+900874.072-192.261358306.4K0+950924.041-194.006358306.4K1+000974.011-195.751358306.4K1+0501023.980-197.496358310.2K1+1001073.950-199.241358310.2K1+1501123.920-200.986358316.6K1+2001173.889-202.731358320.1K1+2251198.874-203.674358320.1直缓点K1+2401236.681-243.88945.37325.3K1+2601251.463-230.43139．28330.0K1+2801267.309-218.23436.10331.2K1+3001283.554-206.56735.40330.0K1+3051287.608-203.64136.00330.0缓圆点K1+3201299.648-194.69437.13332.1K1+3401315.397-182.36938.52319.2K1+3601330.778-169.59940.30320.0K1+3801345.809-156.39442.08313.8K1+4001360.445-142.76543.46310.5K1+4201374.687-128.72445.24308.8K1+4401388.521-114.28247.03307.2K1+4601401.937-99.4548.41307.2K1+4721409.782-90.36949.40308.7曲中点K1+4801414.925-84.24150.19308.3K1+5001427.472-68.66851.57308.7K1+5201439.569-52.74153.36307.3K1+5401451.206-36.47755.14307.3K1+5601462.374-19.88656.52307.3K1+5801473.064-2.98458.30306.5K1+6001483.26614.21860.08306.2K1+6201492.97331.70461.47304.5K1+6401502.17649.46063.25303.3K1+6601510.86867.47165.03303.8K1+6661513.37572.92265.33303.7圆缓点K1+6801519.04285.72466.41303.4K1+7001526.692104.20268.20303.8K1+7501543.479151.28972.25303.8K1+7561545.266157.01672.55303.7缓直点K1+8001732.175-36.76134.00303.4K1+8501773.626-80.80134.00302.9K1+9001815.07819.15934.00303.5 本科生毕业设计第65页K1+9501856.53047.11834.00303.1K2+0001897.98275.07834.00303.6K2+0501939.434103.03834.00303.6K2+0871970.108123.72834.00303.6终点2.5道路纵断面设计2.5.1纵断面设计原则纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等，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。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。纵坡设计的一般要求为：1)纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）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，和理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。3)纵坡设计应对沿线地形、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，降低造价和节省用地。5)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、中桥引道等，纵坡应和缓、避免产生突变。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、水利等方面的要求。2.5.2最小填土高度的确定由于设计路段属一级公路，故路基要求保持干燥状态该地区地处V1区，路基所用填料为粘性土，根据规范，路基临界高度参考值为H1=2.0～2.4m，为安全起见，取2.4m，又因为地下水位埋深为15～20m。所以本地区只需考虑最小填土高度即可。根据要求该地区的最小填土高度为0.4～0.7m，同时，需满足0.5m设计洪水位的要求，所以最小填土高度为1.2m。2.5.3道路坡长及坡度限制道路最大纵坡和最小纵坡的限制,是为满足行车和排水要求.为使车辆行驶平顺，应尽量减少纵断面上的转坡点并设置大半径的竖曲线，坡长坡缓宜长，坡陡宜短。根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定，山岭重丘区一级公路最大纵坡为5%，最小纵坡为0.3%，最短坡长为200m。 本科生毕业设计第65页2.5.4桥梁、通道控制标高的确定道路纵断面设计标高是指路基顶面边缘的标高，而有中央分隔带的一级公路则是指分隔带外侧边缘的标高。在本设计中，路线所穿越的河流没有通航要求，河流上的桥梁只需满足路线和洪水的要求，洪水位为4～8m。由于该公路为一级公路，且填方高度较小，故不需设置通道。但是公路分割开的乡村小路可以改线，从村庄附近的桥下经过，这样就可以避免人、畜影响交通。2.5.5平纵组合设计1)设计原则(1)应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。(2)注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。(4)注意与道路周围环境的配合。2)平曲线与竖曲线的组合(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线。(2)平曲线与竖曲线大小应保持平衡。(3)暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。3)实际情况纵断面设计时所用图式如下：图2-3竖曲线要素示意图L=Rω　　　(2-9)E=T2/(2R)　　　　(2-10)T=L/2　　　　　　　　(2-11)式中：L—竖曲线长度，m；ω—坡差，%；R—竖曲线半径，m；E—竖曲线外距，m；T—竖曲线切线长，m。 本科生毕业设计第65页纵断面设计结果如表2-7，各桩纵断面设计如表2-8所示。表2-7纵断面设计结果变坡点前坡后坡半径（m）曲线长(m)外距(m)桩号设计高程K0+946315.000.54%-1.30%30000.16表2-8各桩号纵断面设计结果桩号地面高程设计高程填挖高度备注K0+000.00305.700310.000+4.300　K0+050.00306.100310.270+4.170　K0+100.00308.800310.540+1.740　K0+150.00308.800310.810+2.010K0+200.00308.200311.080+2.880　K0+250.00308.200311.350+3.150　K0+300.00308.200311.620+1.620K0+350.00308.200311.890+2.800　K0+400.00308.100312.160+4.060　K0+420.00308.100312.268+4.168　K0+440.00308.100312.376+4.276　K0+456.00308.100312.484+4.384　K0+480.00307.800312.592+4.792　K0+500.00307.800312.700+4.900　K0+523.00307.300312.808+5.508　K0+540.00307.300312.916+5.616变坡点K0+560.00307.300313.024+5.724　K0+583.00307.300313.040+5.740　K0+600.00306.800313.132+6.332　K0+620.00306.800313.240+6.440　K0+640.00306.800313.348+6.548　K0+660.00306.800313.456+6.656　K0+673.00306.800313.526+6.726　K0+680.00306.800313.564+6.746　K0+700.00306.800313.672+6.872　 本科生毕业设计第65页K0+750.00306.700313.942+7.242　K0+800.00307.300314.212+6.912　K0+850.00307.200314.482+7.282终点K0+900.00306.400314.752+8.352　K0+946.00306.400315.000+8.600　K0+950.00306.400314.948+8.548　K1+000.00306.400314.298+7.898　K1+050.00310.400314.468+4.248　K1+100.00310.200312.998+2.798　K1+150.00316.600312.348-4.252　K1+200.00320.100311.698-8.402　K1+225.00320.100311.633-8.467K1+240.00325.300311.438-13.862K1+260.00330.000311.178-18.822　K1+280.00331.200310.918-20.282　K1+300.00330.000310.658-19.342　K1+305.00330.000310.593-19.407　K1+320.00332.100310.398-21.702　K1+340.00319.200310.138-9.062　K1+360.00320.000309.878-10.122　K1+380.00313.800309.618-1.482　K1+400.00310.050309.358-1.142　K1+420.00308.800309.098+0.298　K1+440.00307.200308.838+1.638　K1+460.00307.200308.578+1.378　K1+472.00308.700308.422-0.278　K1+480.00308.300308.318+0.018　K1+500.00307.300308.058-0.642　K1+520.00307.300307.798+0.498　K1+540.00307.300307.538+0.238　K1+560.00307.300307.278-0.022　K1+580.00306.500307.018+0.518　K1+600.00306.200306.758+0.558　 本科生毕业设计第65页K1+620.00304.500306.498+1.998　K1+640.00303.300306.238+2.938　K1+666.00303.800305.900+2.100　K1+680.00303.400305.718+2.318　K1+700.00303.800305.458+1.658　K1+750.00303.800304.808+1.008　K1+756.00303.800304.730+0.930　K1+800.00303.400304.158+0.758　K1+850.00303.400304.508+1.108　K1+900.00303.500302.858-0.642K1+950.00303.100302.208-0.892K2+000.00303.600301.558-2.042　K2+050.00303.600300.908-2.692K2+087.00303.600300.427-3.173　 本科生毕业设计第65页3道路横断面设计和路基设计3.1横断面布置及加宽、超高3.1.1横断面布置拟建一级公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和现行《标准》规定的具体要求。本路段路基按四车道一级公路60km/h标准，其标准横断面如下：路基全宽22.5m单向行车道2×3.5m，左侧路缘带0.25m，硬路肩2.5m(含右侧路缘带0.25m)，中央分隔带2.0m，土路肩为0.5m路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽＝22.5m3.1.2路拱横坡路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。查《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，沥青路面横坡宜取1.0～2.0%。考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用2.0%的路拱横坡。公路的硬路肩,土路肩采用与行车道相同的横坡。路拱形式拟采用直线形式。3.1.3超高超高采用绕中央分隔带旋转的方式，最大超高为3%，超高渐变率依次为：缓和曲线1（左0.01%，右0.06%）、缓和曲线2(左0.01%，右0.06%)、缓和曲线3（左0.0125%，右0.0625%）、缓和曲线4（左0.01%，右0.06%）3.2路基设计3.2.1一般路基设计1)一般规定(1)路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。(2)路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。(3)沿河路基边缘标高，应不低于路基设计洪水频率的水位加雍水高、波浪侵袭高，以及0.5m的安全高度；并根据冲刷情况，设置必要的防护设施。沿河路基废方应妥善处理，以免造成河床堵塞、河流改道或冲毁沿线构造物、房屋等不良后果。2)路基断面形式、坡度 本科生毕业设计第65页本路段路基采用整体式断面，其边坡坡率确定如下：（1）填方路段，边坡采用1;1.5，土质植草边坡(2)当为土质边坡挖方时，边坡坡率采用1:1；由于自然条件差异，本区基岩区风化程度高，基岩表层破碎强烈，松散堆积层非常广泛，构成滑坡、泥石流等自然灾害多发区，并具有活动性强、频次高、危害大等特点。沿线的不良地质现象主要有崩塌、滑坡、泥石流、软弱地基等类型，所以岩质边坡挖方时，边坡坡率采用1:0.5，拱形骨架护坡3)填土选择及填筑方式(1)填料选择一般原则如下：①路床填料应均匀、密实，填料最大粒径应小于100mm，路床顶面横坡应与路拱横坡一致。②路床加固应根据土质、降水量、地下水类型及埋藏深度、加固材料来源等，经比选采用就地碾压、换土或土质改良、加强地下排水、设置土工合成材料等加固措施。③填方路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于150mm。④泥炭、淤泥、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基。⑤液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土。不得直接作为路堤填料。⑥浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作为填料时，应考虑振动液化的影响。⑦桥涵台背和挡土墙背应优先选用渗水性良好的填料。在渗水材料缺乏的地区，采用细粒土填筑时，宜用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料进行处治。填料要求如下:本设计路段土质为粘性土，所需填料尽可能在沿线集中设置的线外取土坑取。又因为本线路挖方量较大，山坡削下的岩石和隧道挖出的岩石可以作为路基填筑使用。如岩石块太大粒径不能要求时，应对岩石块进行破碎使其满足粒径要求，然后用于路基下部填筑，上部还是用粘土填筑。对地下水位相对较高且随汛期变化较大的地区，为保证填筑后路基的强度和稳定，满足路基填料强度和压实度标准及路基施工要求，采用细粒土作填料时，土的含水量应接近最佳含水量，当含水量超过最佳含水量过高时，应采取晾晒或掺入石灰、水泥、粉煤灰等材料进行处治，并通过试验确定其配合比，其CBR值必须满足表3－2中数值。 本科生毕业设计第65页通过掺加石灰从而有效的改善土质含水量，便于路基的压实，保证路基的强度和施工过程中的工期要求。又因沿线填土含水量的大小与地层、施工季节、降水情况及施工方案有较为密切的关系，如果路基填料强度和含水量能满足要求，或在施工工期允许的情况下，通过翻晒等方法能降低土的含水量,则可以不掺或少掺石灰。表3-1路基填料最小强度、粒径及压实度要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（%）压实度（％）最大粒径（cm）填方路基上路床0～0.3089610下路床0.30～0.8059610上路堤0.80～1.5049415下路堤1.50以下39315注：当路基填料的CBR值达不到表列要求时，可掺石灰或其他稳定材料处理。(2)填筑方式一般路基填筑:一般路基均采用分层摊铺分层碾压，有利于压实，保证强度均匀。每填一层，经过压实符合标准规定后方可再填上一层。松铺厚度与地基条件、土质、松铺土层干密度有关。用不同材料填筑路基时，须遵守下列规则：①不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填（但可掺配后使用），以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚不宜小于0.5m。②不同填料的层位安排，应考虑路基工作条件。凡不因潮湿或冻融影响而变更其体积的优质土应填在上层；路堤的浸水或受水位涨落影响的部分，宜尽可能选用透水性好而不易被水冲蚀的材料，如漂（卵）石、砂砾、片（碎）石等；当路堤稳定受到地下水或地表长期积水影响时，路堤底部也应填以水稳性好、不易风化的砾石材料或采用无机结合料处治的土。根据商州地区路基填土的实际情况，中间部位考虑到施工工期、季节、填料含水量情况等因素，施工过程中应在保证路基强度、压实度及水稳定性的前提下依照实际情况决定处理的土层及掺灰量，设计时按中部总体积30%掺5%石灰控制掺灰总量。桥涵处路基填筑:为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降，减轻跳车现象，提高高速公路车辆行驶的舒适性，对桥梁和涵洞两侧路基填筑需进行特殊处理。①桥涵台后路基处理范围 本科生毕业设计第65页对桥梁、涵洞的台后路基处理范围见表3-2：表3-2桥涵构造物台后路基处理范围构造物类型底部长度（m）上部长度（m）备注涵洞≥2～3＞2+2H含台前溜坡及锥坡且需超常0.3m压实，H为台后路堤高度②桥台后路基填料要求桥台后路基范围内的路基填料要求采用石灰土（石灰含量5%～8%）填筑，其材料的CBR除路床顶面以下30cm大于8%以外,其余均要求大于5%，该范围内的压实度﹥96%。4)最佳含水量确定和超限处理方法(1)最佳含水量确定最佳含水量可通过重型击实试验，并绘制ρd-ω曲线确定。(2)超限处理不同地点的取土坑的土应分别用试验确定各自的最佳含水量。如果含水量过大应对其进行处理：把粘土摊铺到场地上进行晾晒，直到用试验测得其含水量达到要求；如果工期较紧可用石灰进行处理。石灰用量由试验确定。5)基底处理、边坡防护(1)基底处理稳定斜坡上地基表层的处理，应符合下列要求：①地面横坡缓于1∶5时，清除地表草皮、腐殖土后，可直接在天然地面上填筑路堤。②当地下水影响路堤稳定时，应采取拦截引排地下水或在路堤底部填筑渗水性好的材料等措施。③应将地基表层碾压密实。在一般土质地段，一级公路基底的压实度(重型)不应小于90%。路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖、分层回填压实，其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作区深度。(2)边坡防护路基边坡防护，主要是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性，还可美化路容，增加行车的舒适感。本路段路基的边坡采用土质植草边坡（高度小时）和拱形骨架护坡（高度大时）。骨架采用7.5号的浆砌片石填筑，采用20号的混凝土预制板嵌边，骨架间种草。 本科生毕业设计第65页3.2.2路基压实标准与压实度提高路基的密实度，可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。压实度是指土压实后达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值。路基压实度标准是通过对原有道路的大量调查研究，并考虑路基的实际工作情况和使用要求以及施工条件等因素而制订的。路基上层受行车荷载和气候因素的影响大，压实要求应高一些；路基下层影响较小，要求可适当降低。路面等级高时，对行车平稳性的要求也高，路面容许产生的变形量要小，压实要求应提高；路面等级低时，可相应下降。现行规范规定，土质路基的压实度应不低于表3-2所列的数值。3.2.3路基稳定性分析和支挡设计1）路堑边坡图3－2边坡稳定性分析示意图边坡岩体力学参数为：黏土单位体积重力，内摩擦角,粘聚力C=70KPa,稳定安全系数,最大挖方高度。则＝，所以满足要求。2）路堤边坡由于按照规范比例放坡时的稳定性已经满足，所以不需设计挡土墙。 本科生毕业设计第65页3.2.4路基施工要求及注意事项1)路堤基底为耕植土或腐植土时，须清除表土，并作填前压实处理，压实度不小于90%。2)位于路基范围内的树根、芦苇根等必须挖除。3)地下水位较高的低路堤段施工时，应首先在路基两侧开挖深排水沟，及时抽水，以降低地下水位，确保低路堤施工质量。4)路基填筑前，应对填料密度、含水量、最大干密度进行测定，压实过程中应对填料的含水量严格控制，压实后应检查填料的密实度是否符合设计要求。5)为便于边坡的压实，路基每测需施工加宽40cm，边坡表层与填方主体要同时施工、均匀压实。6)路基填筑施工前，施工单位应对本合同段所设取土坑土质进行各项土工试验，如与设计有差异，请以现场试验结果为准。7)填料设计时，依据试验资料给出了路基不同部位时石灰的掺加计量，主要用于提高填料的承载比。施工时，应根据土的工程性质及工期要求，按监理工程师的指令进行。8)在整个路基施工的过程中需进行许多现场实验，这些实验的检查项目见表3-3：表3-3路基施工现场控制项目检测项目检测方法质量标准压实度值环刀法不小于规定值松铺土原始含水量烘干法接受的ω0松铺土层厚度尺±30mm分层压实厚度水准仪≤20mm9)路基在雨季施工时，应注意加强施工管理，做好临时排水和防护措施，避免路肩和边坡拉槽、坍塌。 本科生毕业设计第65页4路面结构设计4.1路面类型及结构层组合4.1.1设计原则1)路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计。2)在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。3)结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有效的新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中积极、慎重的加以运用。4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。5)为提高路面工程质量，应进行机械化施工。4.1.2路面类型确定目前，我国等级较高的公路一般采用沥青混凝土路面或水泥混凝土路面，两种路面类型各有优缺点，比较见表4-1：表4-1路面类型比较表比较项目沥青混凝土路面水泥混凝土类型柔性刚性接缝无有噪音小大机械化施工容易较困难施工速度快慢稳定性易老化水稳、热稳均较好养护维修方便困难开放交通快慢晴天反光情况无稍大强度高很高行车舒适性好较好由交通量的计算知本道路为重交通，则路面要选择高等级路面。通过对两种不同类型路面的比较，另外结合当地材料来源及路面设计原则等各方面综合考虑，选用沥青混凝土路面类型。 本科生毕业设计第65页4.1.3标准轴载及轴载换算设计采用我国现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100KN，p=0.7MPa,δ=10.65cm，设计使用年限为15年。1)当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时凡轴载大于25kN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）Pi的作用次数ni，按式(4-1)换算成标准轴载P的当量作用次数N：(4-1)式中：N—标准轴载的当量轴次，次/d；ni—被换算车型的各级轴载作用次数，次/d；P—标准轴载，kN；Pi—被换算车型各级（单根）轴载，kN；C1i—被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1i=1+1.2(m-1)；C2i—被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时凡轴载大于50kN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）Pi的作用次数ni，按式4-2换算成标准轴载P的当量作用次数N：(4-2)式中：—被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数为；—被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130kN的轴载换算。各种汽车当量轴次计算见表4-2：表4-2当量轴次计算表车型Pi(kN)C1,iC2,iC1,iC2,i(Pi/P)4.35ni次/日nbi次/日黄河后轴1102.213.3308002664 本科生毕业设计第65页JN-360前轴5016.40.314800251.2长征XD160后轴85.202.211.096900986.4前轴42.616.40.156900140.4解放CA10B后轴60.85110.1151000115太脱拉138S后轴902.211.391700973.7前轴45.416.40.206700144.2N=Snbi=5275次/日车型Pi(kN)C’1,iC’2,iC’1,iC’2,i(Pi/P)8ni次/日nbi次/日黄河JN-360后轴110316.4318005144.8前轴50118.50.07280057.6长征XD160后轴85.2310.833900749.7太脱拉138s后轴90311.29700903解放CA10B后轴60.85110.0188100018.8N’=Snbi=6874次/日注：表中括弧内数字为计算半刚性基层层底拉应力时进行轴载换算的有关数值；当计算弯沉和沥青混凝土层底拉应力时，轴载换算系数=C1C2(Pi/P)4..35；当计算半刚性基层层底拉应力时，轴载换算系数；总（车辆）换算系数＝后轴换算系数＋前轴换算系数；当量轴次＝交通量×总换算系数。在设计年限内，一个车道上的累计当量轴次参照式(4-3)进行计算：(4-3)式中：Ne—设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次；t—设计年限，取15年N1—路面竣工后第一年的平均日当量轴次，次/d；Nt—设计年限最后一年的平均日当量轴次，次/d；γ—设计年限内交通量的平均年增长率，为6%η—车道系数，取0.45。所以（次）（次） 本科生毕业设计第65页4.1.4路面结构层组合由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为2628万次左右（故为重交通），根据规范推荐结构，并考虑到商州地区的实际情况，即有大量粉煤灰、石灰、水泥、碎石供应。拟定两种结构层组合方案。见表4-3：表4-3路面结构层组合方案表方案一方案二材料名称厚度材料名称厚度AC-13C4cmAC-13C4cmAC-205cmAC-205cmAC-257cmAC-257cm水泥稳定碎石?二灰碎石？二灰土22cm石灰土22cm土基—土基—两个方案除基层和底基层材料选择不同之外，其余各层材料和设计厚度都相同，但是水泥稳定碎石与二灰碎石相比，抗水冲刷能力强、早期强度高、不易产生裂缝；二灰土的强度较石灰土高、抗缩裂性较石灰土强，故拟采用方案一，接下来将通过计算确定最终方案。4.2路面结构层组成设计4.2.1基层组成设计1)水泥稳定碎石基层组成设计(1)材料要求基层应有足够的强度和稳定性，考虑到本地材料供应及尽可能减少基层伸缩裂缝，基层选择水泥稳定碎石材料，以碎石构成骨架，水泥（可掺一定量的粉煤灰）作为填土材料的嵌挤型结构。水泥：普通硅酸盐水泥可用于配制水泥稳定碎石，但应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。宜采用标号为325或425的水泥。碎石：对于所用的碎石，颗粒的最大粒径不应超过31.5mm，其颗粒组成宜符合表4-4中级配范围，集料压碎值不大于30%。表4-4水泥稳定碎石中集料的颗粒组成范围筛孔尺寸（mm）通过质量百分率（%）31.510026.590～100 本科生毕业设计第65页19.072～899.5047～674.7529～392.3617～350.68～220.0750～7液限（％）<28塑性指数<9注：集料中0.5mm以下细粒土有塑性指数时，小于0.075mm的颗粒含量不应超过5％；细粒土无塑性指数时，小于0.075mm的颗粒含量不应超过7%.(2)配合比采用水泥稳定碎石做基层时，建议水泥含量为5%～6%，如掺粉煤灰时，水泥和粉煤灰的总含量也应该控制在5%～6%。抗压模量E=1300～1700MPa,劈裂强度σ=0.4～0.6MPa。水泥稳定碎石的最佳含水量应由击实试验确定。(3)强度指标水泥稳定碎石的7d浸水抗压强度应符合表4-5的规定：表4-5水泥稳定碎石的抗压强度指标公路等级层位一级公路基层（MPa）3～5底基层（MPa）1.5～2.5注：①设计累计标准轴次小于12×106的高速公路用低限值；设计累计标准轴次大于12×106的高速公路用中值；对于具体一条高速公路，应根据交通状况采用某一强度标准，而不用某一范围。2)二灰土底基层组成设计(1)材料要求石灰：应取Ⅲ级或Ⅲ级以上消石灰、生石灰。土：宜采用塑性指数12～20的粘性土。土块的最大粒径不应大于15mm。有机质含量超过10%的土不宜选用。粉煤灰：粉煤灰中SiO2、Al2O3、和Fe2O3总含量应大于70%,粉煤灰的烧失量不应超过20%，粉煤灰的比表面积宜大于2500cm2/g，采用湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。(2)配合比二灰土做底基层时，石灰与粉煤灰的比例（重量比）可用1：2～1：4（对于粉土，以1：2为宜），石灰粉煤灰与细粒土的比例可以是30：70～90:1 本科生毕业设计第65页0（当采用30：70比例时，石灰与粉煤灰之比宜为1：2～1：3）。本设计建议使用配合比为石灰：粉煤灰：土=10:30:60，抗压模量E=600～900MPa,劈裂强度σ=0.2～0.3MPa。(3)强度指标二灰土的7d浸水抗压强度应。4.2.2面层组成设计一级公路路面沥青混凝土面层应具有良好的抗滑耐磨、高温稳定性好、抗裂强等性能。各层沥青混合料应满足所在层位的功能要求，便于施工，不容易离析。各层应连续施工并连结成为一个整体。1)材料要求(1)沥青由于设计路线经过地区年平均气温11～14℃，一月平均气温0.5℃，七月平均气温25.6℃，极端最高气温37.1～40.8℃，极端最低气温-12.1～-18℃。年平均降雨量750～850毫米，50%的降水集中于七、八、九三个月，夏多暴雨，间有春、伏旱，秋有连阴雨。山区气温相对河谷区较低。综合考虑以上条件，确定本区域属2－3区，由《公路沥青路面设计规范》中沥青标号选用表可知选用沥青标号为AH-90号的道路石油沥青。由《公路沥青路面施工技术规范》可得其技术指标见表4-6：表4-6道路石油沥青技术要求指标单位等级沥青标号90号针入度（25℃，5s，100g）0.1mm80～100针入度指数PIA-1.5～+1.0软化点（R&B）不小于℃A4460℃动力粘度不小于Pa·sA14010℃延度不小于cmA2015℃延度不小于cmA100蜡含量（蒸馏法）不大于%A2.2闪点不小于℃245溶解度不小于%A99.5残留针入度比不小于%A57残留延度（10℃）不小于cmA8(2)粗集料沥青层用粗集料选用碎石。粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量符合表4-7的规定： 本科生毕业设计第65页表4-7沥青混合料用粗集料质量技术要求指标单位一级公路表面层其他层次石料压碎值，不大于%2628洛杉矶磨耗损失，不大于%2830表观相对密度，不小于—2.602.50吸水率，不大于%2.03.0坚固性，不大于%1212针片状颗粒含量（混合料）不大于其中粒径大于9.5mm，不大于其中粒径小于9.5mm，不大于%1518%1215%1820水洗法＜0.075mm颗粒含量，不大于%11软石含量，不大于%35一级公路沥青路面的表面层（或磨耗层）的粗集料的磨光值，以及粗集料与沥青的粘附性应符合表4-8的要求：表4-8粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求雨量气候区2（湿润区：年降雨量1000～500）年降雨量（mm）750～850表面层其他层粗集料的磨光值PSV，不小于40—粗集料与沥青的粘附性，不小于44(3)细集料沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合表4-9的规定：表4-9沥青混合料用细集料质量要求项目单位一级公路表观相对密度，不小于—2.50坚固性（＞0.3mm部分），不小于%12含泥量（小于0.075mm的含量），不大于%3砂当量，不小于%60亚甲蓝值，不大于g/kg25棱角性（流动时间），不小于S30(4)填料 本科生毕业设计第65页沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合表4-10的要求：表4-10沥青混合料用矿粉质量要求项目单位一级公路表观密度，不小于t/m32.50含水量，不大于%1粒度范围＜0.6mm＜0.15mm＜0.075mm%100%90～100%75～100外观—无团粒结块亲水系数—＜1塑性指数—＜42)配合比设计本设计采用马歇尔试验配合比设计方法，沥青混合料技术要求应符合表4-11的规定，并有良好的施工性能。表4-11密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准试验指标单位一级公路击实次数（双面）次75试件尺寸mm空隙率VV深约90mm以内%3～5深约90mm以下%3～6稳定度MS不小于kN8流值FLmm2～4沥青饱和度VFA％65～753)强度指标沥青混合料的车辙试验的动稳定度不低于800次/mm；水稳定性指标：浸水马歇尔试验残留稳定度不小于80%，冻融劈裂试验残留强度不小于75%；在温度－10℃、加载速率50mm/min条件下，低温弯曲试验破坏应变不小于2000με；渗水系数不大于120ml/min。4.3路面结构层厚度确定路线经过地区属III4区，土质为粉土，由于本路基设计为不利季节处于干燥状态，由规范知临界高度H1应2.4～3.0m 本科生毕业设计第65页之间。根据《公路沥青路面设计规范》中表6.1.2-2与6.1.2-1可知ω≥1.05根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2，知土基回弹模量在51.5～74MPa之间，选定65MPa作为土基回弹模量。初拟路面结构及其力学参数见表4-12：表4-12各结构层材料层次结构层名称厚度hi(cm)抗压模量Ei(MPa)劈裂强度(MPa)20℃15℃1AC-13C4140020001.42AC-205120018001.03AC-257100014000.84水泥稳定碎石？15000.55二灰土227500.256土基—65—路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。并对沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层进行层底拉应力的验算。4.3.1确定路面设计弯沉值ld路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是路面厚度计算的主要依据。其值应根据公路的等级、在设计年限内累计标准当量轴次、面层和基层类型按式4-4计算确定：(4-4)式中：ld—路面设计弯沉值,0.01mm；Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次；Ac—公路等级系数,一级公路为1.0；As—面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0；Ab—基层类型系数,对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时为1.0。所以ld=600×(17925988)-0.2×1×1×1=21.30（mm)4.3.2计算容许弯拉应力1）细粒式沥青混凝土(4-5)式中：——沥青混合料级配的系数；细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1； 本科生毕业设计第65页(4-6)式中：——路面结构层材料的容许拉应力；——结构层材料的极限抗拉强度，由试验确定，我国公路沥青路面设计规范采用极限劈裂强度；——抗拉强度结构系数。所以2）中粒式沥青混凝土3）粗粒式沥青混凝土4）水泥稳定碎石5）二灰土4.3.3按容许弯沉计算路面厚度1）计算综合修正系数(4-7)式中：ls—路面实际弯沉值,取，0.01mm；E0--土基回弹模量,MPa； 本科生毕业设计第65页p，δ—标准轴的轮胎接地压强和当量圆半径,MPa,cm。所以2）计算(4-8)3）进行三层体系换算将六层体系简化成上层为如图所示的三层体系求解。h1=4cmE1=1400MPah=4cmE1=1400MPah2=5cmE2=1200MPaH=?cmE2=1200MPah3=7cmE3=1000MPah4=?cmE4=1500MPah5=22cmE5=750MPaE0=65MPaE0=65MPa图4-1等效路表回弹弯沉的结构层换算由，，，查三层体系表面弯沉系数诺谟图，得k1=1.0，α=6.6所以查三层体系表面弯沉系数诺谟图，得，即H=5.52×10.65=58.79且所以h4=30.1(cm)考虑到施工的方便，取h4=30(cm)4.3.4验算沥青混凝土弯拉应力1)验算沥青混凝土上面层（AC-13C）底面弯拉应力h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000MPah2=5cmE2=1800MPaH=?cmE2=1800MPah3=7cmE3=1400MPa 本科生毕业设计第65页h4=30cmE4=1500MPah5=22cmE5=750MPaE0=65MPaE0=65MPa图4-2多层体系计算上层底面拉应力换算图示所以，,，所以满足要求。2)验算沥青混凝土上面层（AC-20Ⅰ）底面弯拉应力h1=4cmE1=2000MPah=?cmE1=1800MPah2=5cmE2=1800MPah3=7cmE3=1400MPaH=?cmE2=1400MPah4=30cmE4=1500MPah5=22cmE5=750MPaE0=65MPaE0=65MPa图4-3多层体系计算上层底面拉应力换算图示所以，，，所以满足要求。3)验算沥青混凝土上面层（AC-25Ⅰ）底面弯拉应力h1=4cmE1=2000MPah=?cmE1=1400MPah2=5cmE2=1800MPah3=7cmE3=1400MPah4=30cmE4=1500MPaH=?cmE2=1500MPah5=22cmE5=750MPaE0=65MPaE0=65MPa 本科生毕业设计第65页图4-4多层体系计算上层底面拉应力换算图示所以，，，所以满足要求。4)验算水泥稳定碎石基层底面弯拉应力h1=4cmE1=2000MPah=?cmE1=1500MPah2=5cmE2=1800MPah3=7cmE3=1400MPah4=30cmE4=1500MPah5=22cmE5=750MPaH=22cmE2=750MPaE0=65MPaE0=65MPa图4-5多层体系计算上层底面拉应力换算图示所以，，查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图，得，，所以二灰碎石基层层底拉应力满足要求。5)验算二灰土底基层底面弯拉应力转换图及计算同4）查三层体系中层底面拉应力系数诺谟图，得，， 本科生毕业设计第65页所以二灰土底基层层底拉应力验算通过。4.4路面施工要求4.4.1沥青混凝土面层施工要求1)沥青、粗集料、细集料、矿粉的技术要求；配合比设计和强度指标详见本说明书第4.2.2节的要求。2)沥青路面的抗滑技术指标应满足表4－13。表4－13抗滑技术指标年平均降雨量（mm）交工检测指标值横向力系数SFC60构造深度TD(mm)>1000≥54≥0.55500～1000≥50≥0.50250～500≥45≥0.454.4.2水泥稳定碎石基层施工要求1）水泥、碎石的要求，配合比设计、强度指标详见本说明书第4.2.1节的要求。2）水泥稳定碎石施工要求水泥稳定碎石拌和好后要在2～4小时内摊铺完，如超出时间则不能使用。4.4.3二灰土底基层施工要求二灰土的组成材料要求、配合比以及强度指标详见本说明书第4.2.1节的要求。4.4.4路面施工步骤及施工工艺1)面层施工步骤及施工工艺施工准备→配合比设计→混合料的拌制→混合料的运输→混合料的摊铺→沥青路面的压实及成型→养护→路面成型检测。2)基层施工步骤及施工工艺施工准备→培路肩→湿润下承层→摊铺→碾压→质量检测→养护拌和站准备→拌和→运输3)底基层施工步骤及施工工艺一级公路的底基层可用路拌法施工，施工要求如下所示：准备下承层→施工放样→运输和摊铺集料→运输和摊铺粉煤灰→ 本科生毕业设计第65页运输和摊铺石灰→拌和及洒水→碾压→质量检测→养护 本科生毕业设计第65页5道路排水设计及桥涵方案设计5.1道路排水设计5.1.1道路排水系统设计1)一般原则(1)排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。(2)各种路基排水沟渠的设置，应注意与水利相配合，必要时时可适当地增设涵管或加大涵管孔径。(3)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。(4)路基排水要结合当地水温条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固实用，又必须将就经济效益。2)排水系统设计路面积水由2%路拱横坡排出，经坡面汇入全线贯通的边沟，边沟水排至原有的排水沟渠。中央分隔带采用凸形，坡面双向外倾，坡度4%；表面无铺面，为防表面水下渗，设置纵向碎石盲沟，并隔一定间距通过横向塑料排水管将中央分隔带渗水排出路界。边沟的纵坡度应取5％，边沟出水口的间距，不超过500m，边沟出口水的排放应结合地形、地质条件以及桥涵水道位置，排引到路基范围外、使之不冲刷路堤坡脚。截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，截水沟长度控制在200m-500m内；超过500m时，在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。5.1.2排水结构物设计1)路基排水结构物设计(1)排水边沟断面尺寸确定采用梯形浆砌片石明沟排水，砂浆勾缝。底宽0.6m，沟深0.8m，内侧边坡坡度取为1:1。示意图如下： 本科生毕业设计第65页图5-1排水边沟示意图形式一：路堤边沟计算(无超高时)(2)设计径流量汇水长度取为220.59m，沟底纵坡为0.5%，边坡坡度取为1:1.5，计算汇水面积时的坡面流长为8.43m，计算汇流历时坡面流长为10.13m；路面全宽24.5m，路拱横坡2%，其坡面流长为11.25m；中央分隔带坡面流长1.0m，横坡4%；护坡道宽2m，横坡4%，坡面流长为2m。山坡汇水面积为18126.65。假设汇流历时(不包括山坡汇流)为15min。路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量按下式计算Q=16.67ψqF(5-1)式中：Q—设计径流量，m3/s；q—设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度，mm/min；ψ—径流系数；F—汇水面积，km2。①q值在缺乏资料时，可利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数按下式进行计算：(5-2)式中：q5，10—5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度，查中国5年一遇10min降雨强度q5,10等值线图，取q5,10=1.7mm/min；Cp—重现期转换系数，查《公路排水设计规范》JTJ018-97中表3.0.7-1，取重现期为15年，则Cp=1.54；Ct—降雨历时转换系数，查《公路排水设计规范》JTJ018-97中表3.0.7-2，取Ct=0.82；所以q=1.54×1.7×0.82=2.147mm/min②汇水面积F的计算沥青混凝土路面汇水面积：F1=12.25×220.59=2702.23；路基边坡汇水面积：F2=8.43×220.59=1859.57； 本科生毕业设计第65页护坡道汇水面积：F3=2×220.59=441.18；山坡汇水面积：F4=18126.65；总汇水面积：F=F1+F2+F4＋F3=2702.23+1859.57+441.18＋18126.65=5002.98＋18126.65＝23129.63。③查《公路排水设计规范》JTJ018-97中表，沥青混凝土路面径流系数Ψ=0.95，细粒土坡面和路肩径流系数Ψ=0.4～0.65，取0.5，陡峻的山地径流系数Ψ=0.75～0.9，取0.8。平均径流系数所以(3)汇流历时检验①水力半径边沟设计沟深0.8m，《规范》规定沟顶应高出沟内设计水面0.2m以上，所以取设计水面距沟底深0.6m，底宽为0.6m。所以过水断面面积A=湿周水力半径m②平均流速沟、管内平均流速按下式计算：(5-3)式中：n—沟壁、管壁粗糙系数，浆砌片时明沟为0.025；R—水力半径，m；I—水力坡度，取0.5%；所以④坡面汇流历时按公式5-4进行计算：(5-4) 本科生毕业设计第65页式中：t—坡面汇流历时，min；Ls—坡面流的长度，m；is—坡面流的坡度，%；m1—地表粗度系数，沥青路面和路肩取0.013，护坡道、路基边坡取0.1。所以中央分隔带坡面汇流历时：min路面坡面汇流历时：min土路肩坡面汇流历时：min路基边坡坡面汇流历时：min护坡道坡面汇流历时：min⑤沟、管内汇流历时按公式5-5计算：(5-5)式中：—沟、管内汇流历时，min；n，i—分段数和分段序号；li—第i段长度，m；vi—第i段平均流速，m/s。所以边沟内的汇流历时为：t6=220.59/(60×1.03)=3.57min⑥总汇流历时所以汇流历时满足要求。 本科生毕业设计第65页(4)流量检验设计边沟的泄水能力按下式计算：Qc=vA(5-6)式中：Qc—沟、管的泄水能力，m3/s；v—沟、管内的平均流速，m/s；A—过水断面面积，m2。所以Qc=1.30×0.72=0.936m3/s＞Q=0.652m3/s满足排水要求。同理：可以计算路堑边沟的Q=0.49m3/s，由于小于路堤边沟的汇水面积，所以以最大的数据进行计算，则选取路堤边沟的汇水面积计算。形式二：圆管涵计算(2)设计径流量①水力半径圆管涵的直径为1.5m，所以过水断面面积A=水力半径m②平均流速沟、管内平均流速按下式计算：(5-11)式中：n—沟壁、管壁粗糙系数，浆砌片时明沟为0.025；R—水力半径，m；I—水力坡度，取0.5%；所以(3)流量检验设计边沟的泄水能力按下式计算：Qc=vA(5-12)式中：Qc—沟、管的泄水能力，m3/s；v—沟、管内的平均流速，m/s；A—过水断面面积，m2。所以Qc=1.47×1.766=2.60m3/s＞(1.68+0.628=2.308m3/s)满足排水要求。 本科生毕业设计第65页2)路面排水结构物设计依据《公路排水设计规范》本路段可采用两种方式排除路表水：一种是让路面表面水以横向漫流形式向堤坡面分散排放；另一种是在路肩外侧设置拦水带。本设计中汇水量不大，路基填土不高，路拱较大，路表面水对路堤坡面冲刷不大，故考虑不设置拦水带，采用横向漫流形式。为防止雨水冲蚀土路肩以及土路肩泥土污染路面，全线土路肩均统一采取硬化设计。具体方案如下：4cm现浇20号水泥混凝土，12cm级配碎石垫层，路面总厚16cm。中央分隔带采用纵向碎石盲沟结合横向塑料排水管排出中间带填土渗水。盲沟采用矩形断面，宽60cm、深20cm,纵坡不小于0.3%，其沟底及侧壁、中间带土基表面以及中央分隔带路面结构外侧采用2cm厚水泥砂浆抹面并涂沥青防渗层及铺设防渗土工布，在土工布上铺碎石。碎石盲沟顶面铺一层透水土工布，以防中间带填土污染碎石盲沟而降低其透水性能。中央分隔带纵向碎石盲沟内贯通埋设直径8cm中空耐压塑料盲沟，以汇集碎石盲沟渗水；每间隔50-70m设置较盲沟底面低20cm的集水槽，集水槽内埋设带孔塑料三通管并与横向12cm聚氯乙烯硬塑料排水管相接，将中央分隔带中的下渗水排出路基以外。图5－2中央分隔带下设排水渗沟示意1－中央分隔带；2－路面；3－路床顶面；4－隔渗带；5－反滤织物；6－渗沟；7－横向排水管 本科生毕业设计第65页6道路工程量计算6.1路基土石方量计算由于本设计路段有填有挖，即任意两相邻填方断面或挖方断面可以假定为一棱柱，即采用平均断面法进行计算，其体积的计算公式如下：V=(F1+F2)/(2L)(6-1)式中：V—土石方量，m3；F1,F2—相邻两断面面积，m2；L—相邻断面间距离，m。K0+000.00～K2+087.00段的土石方量见下表：表6-1土石方量计算表桩号横断面面积（m2）平均断面面积（m2）间距（m）土方量（m3）　填方挖方填方挖方　填方挖方K0+000.00122.340.00　　　　　K0+050.00117.820.00115.080.00505754.000.00K0+100.0042.820.0080.320.00504016.030.00K0+150.0050.280.0046.550.00502327.500.00K0+200.0075.800.0063.040.00503152.040.00K0+250.0084.180.0079.990.00503999.590.00K0+300.0039.580.0061.880.00503093.920.00K0+350.0073.360.0056.470.00502823.500.00K0+400.00121.500.0097.420.00504871.460.00K0+420.00117.750.00119.630.00202392.600.00K0+440.00121.500.00119.620.00202392.400.00K0+456.00125.280.00123.390.00161974.240.00K0+480.00118.580.00121.930.00242926.320.00K0+500.00125.000.00121.790.00202435.800.00K0+523.00128.000.00126.500.00232909.500.00K0+540.00148.000.00138.000.00172346.000.00K0+560.00141.000.00144.500.00202890.000.00K0+583.00138.000.00139.500.00233208.500.00K0+600.00169.000.00153.500.00172609.500.00K0+620.00163.000.00166.000.00203320.000.00 本科生毕业设计第65页K0+640.00166.000.00164.50　0.00　20　3290.00　0.00　K0+660.00161.000.00163.500.00203270.000.00K0+673.00160.000.00110.500.00131436.500.00K0+680.00161.000.00160.500.0071123.500.00K0+700.00164.000.00162.500.00203250.000.00K0+750.00175.000.00169.500.00508475.000.00K0+800.00167.000.00171.000.00508550.000.00K0+850.00175.000.00171.000.00508550.000.00K0+900.00210.000.00192.500.00509625.000.00K0+946.00224.000.00217.000.00469982.000.00K1+000.00204.000.00214.000.005411556.000.00K1+050.0084.000.00144.000.00507200.000.00K1+100.0043.000.0063.500.00503175.000.00K1+150.000.0073.0021.5036.50501075.001825.00K1+200.000.00167.000.00120.00500.006000.00K1+225.000.00355.000.00261.00250.006525.00K1+240.000.00412.000.00383.50150.005752.50K1+260.000.00551.000.00481.50200.009630.00K1+280.000.00857.560.00704.28200.0014085.64K1+300.000.00803.590.00830.57200.0016611.46K1+305.000.00799.640.00801.61550.004008.08K1+320.000.00948.420.00874.03150.0013110.46K1+340.000.00281.480.00614.95200.0012299.00K1+360.000.00325.140.00303.31200.006066.20K1+380.000.0034.800.00179.97200.003599.40K1+400.000.0026.430.0030.61200.00612.20K1+420.006.690.003.3413.2220133.80264.40K1+440.0040.060.0023.380.0020437.600.00K1+460.0033.160.0073.220.00201464.490.00K1+472.000.0044.0816.5822.0412198.9664.48K1+480.000.4000.2022.0481.60176.32K1+500.000.0014.530.207.27204.00145.40K1+520.0011.330.005.667.2720113.20145.40K1+540.005.320.008.330.0020166.500.00 本科生毕业设计第65页K1+560.000.000.482.66　0.24　20　53.20　0.48　K1+580.0011.800.005.900.2420117.980.48K1+600.0012.270.0012.040.0020240.800.00K1+620.0049.940.0062.210.00201244.200.00K1+640.0077.580.0063.760.00201275.240.00K1+666.0052.820.0065.200.00261303.950.00K1+680.0059.060.0055.940.0014783.130.00K1+700.0040.600.0049.830.0020966.590.00K1+750.0023.700.0032.150.00501607.500.00K1+756.0021.760.002.730.00616.380.00K1+800.0017.540.0019.650.0044864.550.00K1+850.0026.220.0021.880.00501093.940.00K1+900.000.0014.5413.117.2750655.50363.50K1+950.000.0020.420.0017.48500.00873.99K2+000.000.0049.090.0034.76500.001737.84K2+050.000.0066.470.0057.78500.002889.02K2+087.000.0079.870.0073.17370.002707.90合计168157.52109433.47所以该段总的土石方量为：168157.52-109433.47=58724.05m3（填方）6.2路面工程量计算K0+000.00～K2+087.00段的路面工程量计算见下表：表6-2沥青路面结构工程量表序号名称厚度（cm）宽度（m）截面积（m2）长度（m）工程量（m3）1AC-13C419.00.762087.001586.122AC-20I519.00.952087.001982.653AC-25I719.01.332087.002775.714水泥稳定碎石30206.002087.0012522.005二灰土22204.402087.009182.80合计28049.28 本科生毕业设计第65页道路线形与交通事故关系研究摘要从公路线形方面(直线、平曲线、竖曲线、线形组合等)、视距方面及线形组合与道路景观的协调性方面分析了公路线形设计因素对交通安全的影响，并提出了线形设计中应注意的一些问题，以使公路线形更适合驾驶员的视觉和心理要求，最大限度地保证交通安全。关键词：公路；线形；交通事故影响1引言道路交通事故是人、车、路和环境所构成的动态交通系统失调的结果．它被人们称为公路上的“杀手”．这种“杀手”每年要夺走我国几万人的生命，造成几亿元的财产直接经济损失．交通事故时刻威胁着每个交通参与者的生命和财产，成为社会一大公害，严重阻碍我国交通和经济的发展．因此，对交通事故内在原因及其防治对策的研究尤为迫切．据公安部消息：2005年在我国机动车保有量迅猛增加20.9％的情况下，交通事故起数、死亡人数、万车死亡率3项指标均出现下降趋势。2005年,我国共发生道路交通事故450254起，造成98738人死亡、469911人受伤,直接财产损失18.8亿元；与2004年相比,事故起数减少67635起,下降13.1％；死亡人数减少8339人，下降7.8％；受伤人数减少10953人,下降2.3％；直接财产损失减少5.1亿元，下降21.2％。万车死亡率为7.6,比2004年减少2.3。其中，事故死亡人数是在2003年和2004年连续2年减少5000余人基础上，有了较大幅度的下降，减少了8339人。这也是自2001年以来我国道路交通死亡人数首次回落到10万人以下，而万车死亡率则从2002年的13.7下降到7.6。我国在道路交通安全上取得了一定成绩，这与交管部门的严格执法和管理是分不开的。但是，我们依然要看到预防交通事故是一项长期的工作，不能有半点的懈怠，交通安全的形势依然是严峻的。国外发展经验证明，国民经济快速增长时期交通安全问题比较突出，我国是人口大国，目前也是“交通事故大国”，对正处于经济快速发展时期的我国来说，分析把握不同因素对安全的影响，制定和采取相应安全的公路设计策略尤为重要。 本科生毕业设计第65页随着我国经济的发展，我国基础设施建设进入了崭新的阶段，特别是我国高速公路、一级公路的建设方面更是进入了高速发展的阶段。但是伴随而来的是多发的交通事故，人们往往将事故发生的原因归咎与司机活着是行人，却很少注意道路线形方面对交通事故的影响，在发生交通事故的时候我国法律也没有规定要追究道路设计者的责任，但是，研究表明二者是有着密切的联系的。因此，有必要将道路线形对交通事故的影响做一个全面的分析。2道路线形设计中影响交通事故的主要因素2.1平面线形2.1.1直线直线是道路平面线形的基本要素之一。国外有资料指出：一次直线的最大长度小于3min行程对交通安全比较有利。对于高速公路，若以最大允许时速120km/h计，3min的行程为6km。据调查,我国平原地区高速公路许多路段的一次直线长度都超过6km，有的长达10km以上，驾驶员在长直线路段容易超速行驶，致使车辆在进入直线路段末段后的曲线部分速度仍然比较高，容易发生事故。据统计分析的研究结果,设计时速为100km/h时,直线长度的上限应控制在1.5～2km；超过1.5km，直线段上潜在的事故危险程度开始增大；超过2km时，危险性将快速上升；直线长度超过3km时，发生事故的概率随直线长度的增大，将以远超过线性规律的速度提高。过长的或过短的直线都对行车安全存在一定的隐患。过长的直线段,线形呆板,由于景观单调性,既分散驾驶员的注意力,反应迟缓、感知力下降,又会增加其疲劳感,成为想尽快驶出单调路段而出现过高速度的主要原因。德国的研究成果表明,驾驶员在直线上正常行驶超过70s后就会感到单调。如果不需要超车,418km长的直线就会使驾驶员感到烦躁,甚至打瞌睡,带来灾难性的后果。另外,驾驶员在长直路段容易超车或者超速行驶,致使车辆进入直线路段末段后的曲线部分速度仍较高,若遇到弯道超高不足,往往导致倾覆或其他类型的交通事故。因而长直线行车的安全性较差,往往是发生车祸较多的路段。另外，驾驶员在长直路段易开快车，实践证明长直线路段末端车速都很高，此时若遇到小半径平曲线，往往导致倾覆或其它类型的交通事故。此类事故常有发生，调查中国道202线K1427km处，小半径曲线两端各为5km和3kin的长直线，超高不足，小客车驶离曲线撞到路旁的标志杆，死三人。我国<公路路线设计规范>规定：直线的最大长度应有所限制。因此直线不宜过长,直线一般不长于设计速度的20倍,否则会带来不利影响。当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。短直线容易给司机造成较大的心理误区:当曲线间夹有短直线的时候,当司机行驶在第一个曲线的时候,会把短直线误以为第一曲线或者第二个曲线,将直线曲率看作曲线曲率。长度过短在线形组合上不合理,容易形成引起驾驶员视线错觉的“断背曲线”,对安全极为不利。当司机行驶到短直线时,就会根据自己的判断,按第一个曲线上的汽车行驶轨迹前行或者提前做出将汽车转向第二个曲线的操作, 本科生毕业设计第65页由于直线较短当司机走出曲线而发觉以前操作失误时,汽车已经严重的偏离行驶轨迹而引发交通事故。这种线形组合,由于驾驶员不能够很直接的判断出下一步的路线走向及操作而产生急躁不安的情绪。据统计,长直线的安全性能差于短直线,在山区公路上这种情况尤其突出。中等长度的直线可能也会有较高的事故率,但短直线的事故率不高[1]。2.2平曲线平曲线与交通事故关系很大，车辆在曲线上行驶，由于受到离心力的作用容易向外侧侧滑和倾翻，降低了车辆的稳定性和安全度。车速越大，离心力越大，发生事故也越严重。再则，车辆在曲线上行驶时，由于前方视距缩短的影响，不便于发现前方的情况，尤其是在夜间行车，因灯光照射不是顺着曲线的，更难发现前方的情况，增加了发生事故的潜在危险。据统计，有10%～20%的交通事故发生在平曲线上，而且曲线半径越小，发生的交通事故也越多，即曲率愈大,事故率愈高，尤其是曲率大于10，事故率急剧增加,表1是英国学者格兰维尔通过试验调查研究的道路平曲线曲率与道路交通事故率的关系。表2-1曲率与交通事故率关系统计表曲率0～1.92～3.94～5.96～9.910～14.9事故率/次·(106辆·km)-11.621.862.172.368.452.3超高为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力，将路面作成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶的稳定性与舒适性[2]。缓和曲线通常采用回旋线，是曲率随着曲线长度成比例变化的曲线。当回旋线参数C较大时，缓和曲线的曲率变化比较缓，驾驶员易感到线形的连续性，易于操作方向盘。反之，C较小时，驾驶员操作困难，容易产生事故。当平曲线半径小于规定的不设超高的最小半径时，应在曲线路段处设置超高。超高的横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况确定。高速公路、一级公路的超高横坡度不应超过1O，其它各级公路不应超过8，在积雪、寒冷地区，最大超高横坡度不宜大于6。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应设置等于路拱坡度的超高。2.4视距 本科生毕业设计第65页为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须的最短距离就是行车视距。在道路的平面和纵面上均应保证必要的行车视距。良好的视距不仅能使驾驶员正确判断道路的行车环境，决定正确的驾驶行为，而且决定了驾驶行为的有效操作时间。视距不足，引起的交通事故有以下几种：汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视距可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，由此阻碍了驾驶员的视线，从而成为视距不足路段；在平曲线与竖曲线上超车时，视距不足是引起交通事故的主要原因。统计资料表明，道路平面线形上视距不足引起的道路交通事故数量，没有在纵断面线形上所反映的明显。由于高速公路有中央分隔带，无对向车流，所以主要考虑停车视距。在特殊情况下才考虑超车视距。2.5平曲线加宽表1-2为108国道不同道路特性与事故次数的关系，从表中可看出，随着双向路宽的减小，发生在弯道处的事故数与非弯道的比值逐渐增大，因此，适当增加弯道的宽度，将有利于减少交通事故的发生。汽车在弯道转弯行驶，前后轮的轨迹是不同的，即后轮的轨迹总是位于前轮的内侧，产生一个内轮差，内轮差的产生，导致汽车在弯道行驶时，需要比直线段更宽的车道。因此当平曲线半径小于250m时，要对弯道进行加加宽值与平曲线半径、设计车辆的轴距有关。山区三、四级公路的加宽缓和段的设置，应采用在相应的加旋线或超高、加宽缓和段全长范围内按其长度成比例增加的方法即加宽缓和段上任一点的加宽值(b)与该点到加宽和段起点的距离(LI)同加宽缓和段全长(L)的比率(k—L／L)成正比，即：b=kb，式中b为园曲线部分路面加宽值(m)。表2-2不同道路特性与事故次数的关系双向路宽>=108-107-86-7<6弯道94919216030非弯道1347624812228弯道/非弯道0.070.640.771.311.092.6缓和曲线直线与圆曲线或半径不同的两个圆曲线互相连接时，其中间应插入缓和曲线设置缓和曲线主要为了适应下面的情况：1)行驶在道路上的汽车由直线进入圆曲线(或反之)或从太圆驶入小圆(或反之)，前轮方向有一个渐变的过程；2)在圆曲线上设有超高，路面横坡要从直线上的路拱坡渐变为圆曲线超高的路拱坡，要有一定长度的过渡段；3)当圆曲线半径小于250m 本科生毕业设计第65页时，路面要加宽也需要一个过渡段。现代高速公路上普遍采用回旋曲线。驾驶员按一定的速度转动方向盘，按一定车速行驶时，则曲率按曲线长度缓和地增大，车轮的轨迹刚好符合回旋曲线当圆曲线半径超过不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线，直线同圆曲线可“直接相连接。匹级公路不设缓和曲线，可用超高和加宽来代替。3纵断面线形3.1坡度3.1.1坡度对交通安全的影响表现国内外的研究一致认为,道路纵坡对交通安全的影响非常大,尤其当坡度比较大时,事故率明显增大。莫斯科公路学院的调查资料表明,发生在道路坡度路段的事故在平原地区占7%,在丘陵地区占18%,在山区占25%,而且坡度越大,交通事故率越高。坡度对交通安全的影响表现为:分析坡道上交通事故率高的原因,主要是下坡时,驾驶员为节油常采取熄火滑行的操作方法,一旦遇到紧急情况来不及采取应急措施。车辆下长坡时,由于重力作用,行驶速度过高,制动非安全区过长,频繁使用制动致使制动产生热衰减,遇有紧急情况不能及时停车;车辆上坡行驶时,由于超越停放或后备功率较小的低速行驶车辆所造成的坡道事故占18%;由于其他原因引起的坡道事故占18%左右。处于降坡阶段,随着坡度的增加,交通安全性降低,当坡度大于5%时事故率增加速度较快;处于上坡阶段时,随着坡度的增加,事故率的变化只在较小坡度范围内有微小增加。表3-1纵坡安全影响系数纵坡/%234578坡度影响系数11.31.752.5343.2坡长3.21坡长对交通安全的影响长陡坡造成加速度或减速度的积累,使车速过高或过低而诱发事故;过长纵坡,易使驾驶员对坡度判断失误。如长而陡的下坡路段连接一段较平缓的下坡时,驾驶员会误认为下一路段坡度为上坡,从而采取加速行驶的错误操作。3.22连续下坡对制动性能的后效性影响连续下坡对制动性能的后效性影响从连续下坡路段交通事故的成因分析发现,制动失效在这类交通事故中占有很大比重,而由事故车型的分布发现,大型重载货车占有很大比重。以机理为基础进行思考,由于车辆的制动能力有限,随着制动时间的延长,制动器性能会不断下降,在空间上表现为从频繁、长时间的持续制动起始处随着行驶位移的增加车辆制动性能不断下降。在普通道路,制动器的使用频率低,有足够长的间隔时间,制动持续时间短 本科生毕业设计第65页因而制动器性能随着位移增长不会明显下降。但连续下坡对车辆的制动性能的影响却有明显的“后效性”,即从坡顶出发(假设下坡的距离足够长),行驶距离越长,制动器的性能下降幅度越大,行驶过一定距离之后,制动器性能显著下降,直至失效。特别是重型车辆在通过连续下坡道路时频繁和长时间使用行车制动器,使制动器温度急剧上升,制动“热衰退”现象更为突出。因此,研究事故率与坡度指标的关系时,除了应研究事故率与事故发生地的地点坡度(以下称地点坡度)的关系,还应研究事故率与一定空间长度下道路的高程变化的关系,即本文提出的研究事故率与事故发生地点向着坡顶方向N千米的平均坡度(以下称平均坡度)的关系,这是对上述“后效性”的一种检验。平均坡度与事故的关系,揭示了连续下坡道路事故频发的内在机理。3.23能量的积累与意外释放理论道路交通系统是由人员子系统、技术子系统、组织管理子系统和外部环境子系统4个子系统组成的。在正常状态时,4个子系统相互影响和制约,处于不断变化的动态之中,使交通运输系统处在安全、经济、稳定的总体动态平衡状态。一旦交通事故发生,道路交通系统的平衡状态将被打破。能量意外释放理论认为事故的发生是能量的不正常或不期望转移和释放。在良好的道路条件下,人可以控制正在行驶车辆所具有的动能,即有效的获得、增加、减少直至消除车辆的动能,安全地完成道路交通运输的全过程。在道路条件不合理的情况下,行使车辆所具有的能量超出了正常的控制范围,能量会在瞬间释放,即以交通事故形式作用到道路交通系统中。根据能量意外释放的观点,这种事故的发生是由于影响了能量释放引起的。在正常情况下,驾驶人将车辆具有的动能通过刹车摩擦以热能的形式转化到道路中去,而在道路条件不佳的情况下,动能没有及时释放到道路中去,而大部分释放到技术子系统和人员子系统中,造成了人员伤亡和车辆损害,影响了组织管理子系统的正常运行。在连续下坡道路上,车辆的重力平行路面的分力始终作为额外的“动力”作用在车辆上,并且它的大小由荷载与道路落差决定,驾驶员无法改变,只能通过制动系统被动地释放这一能量。当这一额外能量,不能被驾驶员很精确地感知,或者车辆制动系统不能平稳完成能量释放时,导致能量的意外释放,造成交通事故。以上理论均表明:连续下坡道路交通事故发生需要一个能量累积过程,即事故的发生不仅与坡度有关,也与坡长有着密切的关系。3.3竖曲线3.3.1简单竖曲线的类型及其作用竖曲线主要是为了实现变坡点坡度变化的缓和曲线, 本科生毕业设计第65页包括凸曲线和凹曲线两种。简单竖曲线通常是抛物线曲线。简单的凸形及凹形抛物线曲线直接与两个坡度相连,分别为g1与g2。坡度的代数差为:A=g2-g1。由于曲线是抛物线,坡度变化率是连续的:r=A/L0。其中,L0是曲线长度,r对于凸曲线是正的,凹曲线是负的。竖曲线设置的主要作用如下[3]①确保道路纵向行车视距;②缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击缓冲作用;③将竖曲线与平曲线恰当组合,有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。3.3.2竖曲线半径对交通安全的影响1）对行车视距产生影响。半径越大,提供的行车视距就越大,小半径竖曲线往往不能满足视距要求。对重型车辆情况更为严重,因为其驾驶员视线高于客车驾驶员。2）汽车在小半径竖曲线上行驶时,受到的竖向离心力作用使驾驶员产生超重或失重感过大,易造成驾驶失控。离心力的影响还会造成车辆与路面间的摩擦系数减小,影响交通安全。3）在小半径凹曲线底部可能会出现排水不畅问题。因为当坡差很小时,计算得到的竖曲线长度往往很短,在这种曲线上行车时会给驾驶员一种急促的折曲感觉。通过获得的公路设计资料和事故资料,发现大于6%的陡坡路段上凸曲线发生交通事故的可能性较大。在相同的半径条件下,发生在凸曲线上的事故率比凹曲线大,而平曲线和竖曲线组合的路段事故率明显偏高。4）小半经竖曲线容易造成平纵曲线组合不合理而使视距不连续,尤其当为凸曲线时,会造成驾驶员产生“悬空”的感觉从而失去行驶方向;使驾驶员超重或失重感过大,而影响安全行驶。3.3.3新型缓和竖曲线的应用在平曲线前后加入回旋缓和曲线可以提高交通安全、公路美学、美观、视距及驾驶员舒适度。然而,对于竖曲线,则将其直接设计成为抛物线,没有过渡,直接与直线相连。文中提出在抛物竖曲线前后引进竖向缓和曲线,由缓和曲线-抛物曲线-缓和曲线组成新型竖曲线。文中提出了具体的计算公式及瞬时高程、坡度、曲率等。并确定了缓和凸曲线或凹曲线的最高点或最低点的位置,因为这些点对于公路排水很重要。竖向缓和曲线的最小长度是根据驾驶员舒适度标准求出的。此外,提出了一些确定缓和曲线的排水情况的原则。新型竖向缓和曲线与回旋平曲线极为相似,能够提高公路线形设计的质量。4行车速度道路交通事故无不是在运行的状况发生的。从调查资料表明近70％的车辆肇事都与车速选择不当有关。一般说来，高速运行的车辆比低速运行的车辆造成的事故更为严重，但并非说速度快就一定引起事故，速度低就发生事故。传统认为“ 本科生毕业设计第65页十次肇事九移快”的观点值得研究。4.1车速对交通安全的影响车速与交通事故有关。其关系可以重庆市JI1黔路为例分析说明。长江大桥北桥头至岔路13段，1988年共发生交通事故l36次，占重庆市十条主干道次教的19.7%，是事故率最高的路段，1989年发生事故更多。经实测谖路段各多发事故点的车速+事故情况如表3-1所示表4-1车速及事故情况关系表项目四公里车站川江饭店门口五公里车站七公里交院门口八公里车站岔路口交叉口事故次数１０３１１８４９事故率％２１.３６.４２３.４１７.２８.５１９.１平均速度４０２９４４４４５１３７８５％位车速４６３２５１５４６３４６１５％位车速２９２２３３３６４０２６车速差１８１０１８１８２３２０均方差７.３２４.７６８.３５９.７０１０.１５９.５离差系数０.１８３０．１６４０.１９００．２３３０.１９９０.２５７当前限速值３０３０５０４０５０４０可见，路段上的各种车辆速度差异越大，车辆沿路线速度波动性越大，则交通事故率越高。因此，线形设计、交通管理如遁路限速依据阿题均应考虑到这一规律。4.2有关限速依据问题 本科生毕业设计第65页限速是对某一路段或某一交叉口的车辆行驶速度加以限制以达到减少或消除交通事故，提高道路服务水平的一种管理措施。据有关统计资料表明，在限速的试验路段上，若限速合理，交通事故率大幅度降低；若限速不合理如一段路粳繁地出现速度变化点，交叉口各路口限速不一致等均会造成事故多发。因此，研究限速依据很有意义。限速依据包括确定限速位置和限速值。(1)限速位置在弯坡路段，由于道路线形限制高速行车。因此必须限制车速。在行人、车辆经常出入对行车有干扰的地方，如交叉路口，交通环境复杂，若车速太快常发生车一车事故或车一人事故，因此也需限制车速。在直平路段，车速大都快于其他线形的路段，这样就产生了车速沿路线的波动，特别对于直平路段较短的山欧线形，如不限制车速就难以平稳过渡到弯坡路段等线形。困此，有时直平路段也有必要限制车速。总之，限制位置的选择应考虑具体路段的管理目的。(2)限速值限速值的确定比较复杂，目前我国还未作具体规定．但从以上交通安全性分析研究和经济的观点来看，建议确定限速值时综合考虑以下四个基本原则。1）限速值必须小于道路设计车速。这一点是显然的。计算行车速度是公路设计的重要依据之一。如超过设计车速，象弯道半径等指标就不能满足车速的要求，必然事故多发。2）低等级公路应限制高速，一般取85%位车速。我国的低等级公路多为混和交通，服务水平低，限制车辆的最高行驶速度对行车安全很有利。3）高等级公路应限制车辆最低行驶速度和最高行驶速度，一般取85%位车速限高速，15%位车速“限低速”，且公路等级愈高车速差的差值愈小。这是从上述安全性分析得到的。因为过慢的车辆在高等级公路上不能发挥高速公路快速的特点，并影响其他车辆的运行，增加超车次数，加大车速离散程度，易出事故。所以必须限制最低速度，并减少最高限速与最低限速的差额。4）等级相同或相近的路段其限速值应趋于一致．若有变化，则相邻两限速点的限速差值一般为5一10km／h，最大不应超过l5—20km／h。这也是从行车安全性考虑的，如差值太大，车速沿路线波动大，则易发事故。同时变速断面的确定应考虑与景观的协调，以适应驾驶心理的要求。5线形组合5.1道路线形组合 本科生毕业设计第65页道路线形是指道路的空间立体线形形状，也就是道路中心线形状的空问描述。平面描述的道路中心线形状称为平面线形，纵断面描述的道路中心线形状称为纵断面线形。道路线形设计合理与否，对交通流的安全畅通具有极其重要的影响。道路线形组合是指道路线形由直线和各种曲线连接而成，包括平面线形组合，纵断面线形组合以及平面线形与纵断面线形的组合。存行车时，驾驶员需要随时观察了解前方路段的道路交通情况，以适应新的行车条件。由于驾驶员顺着直线或某种曲线扫视时，习惯于使视线平顺地向前，因此为保证行车安全、顺畅，道路几何线形的组合应该连续自然、流畅。如果道路线形组合不协调，驾驶员就会在驾车过程中缺乏足够的思想准备，造成各种交通事故。5.1.1平面线形组合对交通事故的影响平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线构成。平面线形主要依据汽车的行驶轨迹特性进行设计，也就是使平面线形与汽车的行驶轨迹相符合或相接近。下述不良的平面线形组合常是交通安全的隐患。1）在长直线的末端设置小半径平曲线即急转弯线。当汽车任长直线上行驶时，驾驶员容易高速驾驶汽车，直到接近急转弯处，才发现是急弯路线，不得不采取紧急措施降低车速，这样的行车是非常不安全的。特别是冬天雪后路滑，路面的附着系数降低，汽车极易驶离原车道而发生交通事故。2）道路交角过小(小于7°或l0°)的线形。当道路交角过小时，转角处的曲线长度往往看上去较实际长度为短，因为在曲线两端附近的曲线部分会被误认为是直线，因而给驾驶员造成急转弯的错觉而影响行车安全。3）在两个同向平曲线之州插入短直线形成所谓的“断背”曲线。这种线形容易使驾驶员产生错觉，把直线和两端的曲线看成是反向曲线，或者把两个曲线看成是一个曲线，导致驾驶失误。4）在两个反向平曲线之间插入短直线。这种线形，由干不能充分设置超高和加宽而难以实现反向变化的平稳过渡，使驾驶员不能操作自如，对行车也是非常不利的。5）连续急弯线形。这种线形，在很短时间内，驾驶员需连续或反复急打方向盘，且所受离心力大小或方向连续或反复变化，造成驾驶疲劳、紧张甚至玄晕，导致交通事故。5.2纵断面线形组合纵断面线形由直线和竖曲线构成。直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡之分；竖曲线(即在上、下两个坡段的转折处插入的曲线)有凹形竖曲线和凸形竖曲线两种。纵断面线形主要依据通行的汽车类型及其行驶性能进行设计。下述不良的纵断面线形组合也常是交通安全的隐患。5.2.1纵断面线形组合对交通事故的影响1)由很多短坡路段连在一起的线形。这种线形在短距离内出现重复凹凸的纵面，一则由于汽车随道路反复起伏所产生的增重与减重的变化频繁，导致乘员感觉不适；二则在汽车行驶中驾驶员只能看见凸出的部分，而看不见凹下 本科生毕业设计第65页隐藏的部分，视线时续时断，导致行车不畅，使发生事故的可能性增大。2)相邻纵坡以小半径竖曲线相连的线形。竖曲线I#径越小，行车视距越短，尤其是任凸型竖曲线路段，视距受限会大大增加交通事故率。竖曲线半径小。还会使驾驶员产生对坡道估计过陡的}见觉差错，导致驾驶不当而发生事故。如果凹形竖曲线过小，还会由于不能有效缓冲汽车坡谷转折处所受到的冲击，导致碰撞、翻车等恶性事故。5.3平面线形与纵断面线形组合对交通事故的影响平、纵线形组合不良，即使二者都分别符合设计规定，也常常会成为道路交通安全的隐患。1)在长直线上设置陡坡。长直线具有视野开阔、超车视距大等优点。但在这种路段行车时，驾驶员对迎面而来的车辆距离和速度的估计比较困难，而且线形笔直单调，容易引起驾驶员精神松弛和心理疲劳，从而反应迟缓；另一方面容易超速行驶；再者夜间行车会与对向来车产生眩光等。上述原因都会影响行车安全，使事故增多。2)直长直线上插入小半径凹形竖曲线。任直线路段的凹形纵断面路段上，驾驶员位于F坡时看对面的上坡路段，容易产生错觉，把上坡路段的坡度看得比实际的坡度大，这样，驾驶员就有呵能采取加速以便冲上对面的上坡路段；同时，驾驶员在下坡路段看上坡的车时，觉察不出自己是在下坡，因而有可能发乍交通事故。3)在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部设小半径平曲线起点。前者会使驾驶员视线失去引导，驾驶员爬上坡顶才发现转变，来不及采取措施；后昔会造成视觉误差，形成不必要的加速行驶，很不安全。4)在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部设反向平曲线拐点。前者因视线小于停车视距而导致急打方向盘；后者存超出汽车设计车速的地方仍然要急打方向盘，这些都容易引发交通事故。5)转弯半径小的曲线与陡坡组合任一起平曲线加纵坡的线形，会在纵坡和超高的合成方向上产生最大坡度即合成坡度，急弯加陡坡，使合成坡度更大。汽车行驶到这种路段，可能会存短时间内沿合成坡度方向向下滑移，困合成坡度比纵坡和横坡均大，所以车速会突然加快，使汽车沿合成坡度冲出弯道之外而发生事故。此外，合成坡度还有可能造成汽车倾斜，货物偏重，导致汽车倾倒事故。6)在长直线下坡路段的尽头设置小半径平曲线。汽车在长直线下坡路段行驶，一般车速较高，行至小半径平曲线处，驾驶员往往不能及时判定曲率情况，来不及采取措施或措施不当，造成撞车或翻车事故。7)一个平曲线内存在几个变坡点或在一个竖曲线内设置几个平曲线。汽车在这样的路线上行驶，会使驾驶员由于视线不平衡而发生判断错误，导致 本科生毕业设计第65页驾驶失误和交通事故。5.4线形组合与道路景观的协调性为实现公路建设的可持续发展，现代公路建设对景观设计日趋重视。良好的景观设计，可以使公路和自然景观融为一体，给驾驶员和乘客创造舒适感和美感。此外，从交通心理学的角度讲，公路景观设计的好坏，会直接或间接的对驾驶员的心理产生影响，从而影响到道路行车安全。行车实践表明：在空旷的地段设置长直线线形，因景观单调，不能有效地诱导驾驶员的视线，极易诱发事故。因而，公路的设计应坚持与自然景观相协调的原则，以使驾车环境对驾驶员的驾驶行为从心理和生理两方面产生积极作用，以利行车安全。安全是道路景观设计的基础和前提，景观的布设应突出强调道路行车安全感。如何消除司乘人员在行车过程中产生的压抑、恐惧、压迫等不良感受，是线形设计、景观布设、绿化布设的重要内容。如在高速公路的下坡与转弯处应在安全视距范围内安排一定的视觉要素，如绿化等，以使驾驶员的视点能随之变化；在高填方弯道外侧边坡植树，既可以使曲线变化非常明显，又可以减轻行车时的恐惧心理，起到增加安全感的作用。6驾驶员的行为对交通事故的影响表6-1给出108线统计路段弯道处发生的事故次数及事故原因。从表中可看出，在弯道处超逮行驶是事故发生的最主要的影响因素，其次是违章占道行驶。在所有的事故形态中，翻车和坠车在弯道发生的比例最大。而在发生的7起坠车事故中，其中由于超速行驶引起的有5起，占总数71.4,在52起翻车事故中，由于超速行驶引起的有27起，占总数的52。可见，在弯道的车辆行驶中，控制车速对减少交通事故的发生起至关重要的作用。汽车在弯道行驶时，车轮的前进方向不完全取决于转向角的大小，尚与车速有关。低速时车轮的前进方向和车轮的滚动方向是一致的，即按转向的方向行驶，当车速增高时，车轮的前进方向和车轮的滚动方向不一致，车轮边滑移边滚动，瞬时转向中心也由O点移到O1点。所以汽车通过急转弯道时，发生翻车或驶出车道而坠落山涧的事故，多数不是由于操纵系统失灵，而是由于滑移引起的，滑移多数是由于驾驶员不能根据道路的实际情况，相应地控制方向盘和车速造成的。表6-1道路弯道处事故次数及原因形态侧面相撞正面相撞尾随相撞对向挂擦翻车同向挂擦碾压撞固定物坠车其他弯道1301252043526111074全部3073008098824760261231 本科生毕业设计第65页弯道全部(%)42.341.72543.763.412.818.338.558.312.9此外，驾驶员在弯道处的占道行驶，也是诱发交通事故的一个主要因素，在统计的410起弯道事故中，其中由于违章占道行驶的有144起，而在这144起事故中，双向车道宽度小于8米的有118起，小于7米的有47起。在小于8米的118次事赦中，撞车事故101起，占85.6%，大型车辆发生的事故有105起，占89%。由此可基本推断出，在弯道发生的占道行驶事故，多数是由于大型客、货车在弯道行驶时，由于轴距长，转弯时占用路宽过大，同时，由于山路险峻，驾驶员由于心理作用，总是愿意靠路中间行驶，当对面来车相会时，驾驶员措施不当而发生撞车事故。7公路路面与交通安全在道路路面方面，与道路交通安全相关的因素主要为两个：路面的识认性和路面的抗滑性。7.1公路路面的识认性与道路交通安全所谓道路交通的识认性，是指在一定行车条件下，驾驶者能够利用视觉对于道路交通状况作出安全可靠判断的条件和能力。而路面的识认性是指在传统技术手段无法提高道路交通的识认性的条件下通过采用特殊的路面材料和技术以显著提高道路交通的识认性的技术手段。提高路面识认性的常用方法有：a符号警示；b色彩警示；c照度。符号警示是运用心理学中重复出现的符号产生的生理刺激可转换成强烈的心理反应达到警觉作用，如人行横道设斑马线，在高速公路上的事故多发处树立起一警示标志牌，以引起在行车辆驾驶员的特别警觉，就属于此种。色彩警示亦是运用心理学中不同颜色引起的心理色彩不同产生的警觉不同而达到警觉作用，如在一些特殊路段用有色材料铺装路面。由于红色在各种颜色中是最易于引起人们强烈警觉的心理色彩，对于需要引起驾驶人员高度警觉的识认性区域，使用红色调路面材料，可以显著提高路面的识认性。通过照度提高路面的识认性主要是解决夜间行车或隧道中行车的问题。对于夜间行车，采用足够的照度和足够的漫反射光线，有利于提高路面的识认性。目前我国高速公路上设置道路照明设施的路段和区域主要为立体交叉区域、服务区、停车场、道路进出口等。就与道路交通安全的关系而言，提高夜间高速公路上的照度有利于增加道路安全性。 本科生毕业设计第65页中、长距离隧道已成为我国一些山区高速公路高交通事故发生率的重要路段。造成这一现状的原因主要是隧道内外的照度差别过大和隧道内空气污染严重所致。当驾驶员白天从明亮环境接近、进入隧道时，会产生因短时间内视觉不能迅速适应隧道内的照度而出现看不清隧道内道路路面的情况，此外，隧道内高浓度的黑烟和一氧化碳也会增大驾驶员的视线障碍，且当驾驶员吸人烟气后还会引起反应迟钝、紧张等症状，从而诱发交通事故。[4]7.2公路路面的抗滑性与道路交通安全路面的抗滑性能对于道路交通安全具有极其重要的作用。路面的抗滑性用轮胎与路面之间的附着系数进行评价。轮胎与路面间的附着系数进一步又分为纵向附着系数和横向附着系数。前者主要影响车辆紧急制动时的安全性；后者主要影响车辆作曲线行驶时的安全性。对于高速公路道路安全性来讲，由于行车速度高，保持轮胎与路面之间高的纵向、横向附着系数，都很重要。目前，我国在用高速公路中部分沥青路面粗糙度过低，使得车辆行驶中产生溜滑，不能有效制动，不能有效加速，从而造成事故。因此，在其维护过程中要特别注意防滑处理，以有效提高道路附着系数。影响路面抗滑性能的因素有路面表面特性、轮胎特性和轮胎与路面之间的介质特性等。道路路面的抗滑性与路面的干燥、潮湿状态关系密切，而潮湿的路面通常使得交通事故明显增加。据统计，路面湿润时的事故是干燥路面的2倍，降雪时是干燥路面的5倍，结冰时是干燥路面的8倍。路面光滑导致事故明显增加的原因是，光滑路面易使驾驶员在行车时因方向发飘造成对汽车控制的困难，导致在制动时发生侧滑或在预定距离内不能有效减速停车，从而诱发事故。这对高速公路尤为明显。公路上一些路段存在的局部路基下沉，路面坑洼不平；一些路段的排水设施因位置、尺寸设计不当，导致雨后局部路段积水，造成路面附着系数过低等，也对交通安全产生影响。[5]8交通环境与道路交通安全8.1交通量与道路交通安全在影响驾驶员行车的诸多交通环境因素中，交通量的影响起着主导作用。交通量的大小，除直接影响着驾驶员的心理紧张程度外，也影响着交通事故率的高低。随着交通量的不断增大，高速公路上跟车间距过小以及高速行驶、操作不当等常导致交通肇事。因此，行车中妥善控制行车速度，是减少交通事故的重要环节，这对高速行驶的汽车尤为重要。8.2交通信息与道路交通安全驾驶员是在复杂多变的交通环境中操纵汽车行驶的。行车过程中，驾驶员总是通过自己的视觉、听觉、触觉等“感应元件” 本科生毕业设计第65页从不断变化着的交通环境中获得各种信息，并通过对这些信息的识别、分析、判断，作出相应的决策，实施相应的行为。不同的信息特征，经驾驶员分析、判断后会产生不同的心理反应和决策，驾驶员的不同反应、决策与车辆行驶状态、道路条件的不同组合，构成的道路安全性高低不同。因此，在高速公路交通工程构造物的设置及交通信息的显现与传递方面，要尽量避免在信息传递与显现过程中给驾驶员带来过激反应，以使驾驶员能在一种轻松的交通环境中驾车行驶；与此同时，也要避免提供高安全感信息而使驾驶员在驾车过程中放松警觉。9结论（1）道路交通安全是整个人——车——路——环境系统信息运行处理的综合表现，系统中道路因素处于基础性地位，其对安全的影响形式多样并且客观存在。（2）道路的平、纵线形和其中的几何要素，以及在其基础上产生的不同线形组合形式是影响交通安全的主要原因。（3）优良的道路几何线形组合设计应为：保持视觉连续性，使驾驶员对车辆运行状态能够良好掌握并及时自觉地对车辆行驶状态进行必要调整，在遇到紧急情况时有时间采取安全措施以避免事故的发生。参考文献[1]许洪国等．道路交通事故分析与再现．北京：警官教育出版社，1996[2]刘建军等．交通I程学基础．北京：人民交通出版社，1995[3]赵恩棠等．道路交通安奎．北京：人民交通出版社，1990[4]交通部公路路线设计规范．北京}人民交通出版社，1994[5]交通部．公路I程技术标准．北京：人民交通出版社，1994 本科生毕业设计第65页致谢本设计从收集资料、方案选定到计算完成、最终定稿，都是在齐燕军老师的悉心指导下完成的。在此设计脱稿之际，特向齐老师表示深深的致敬。同时，也对王教授在我做设计和论文期间给予我在学习方面的关怀表示由衷的感激。导师严谨的治学态度、一丝不苟的科研精神以及他宽广的胸怀和豁达乐观的人生观将深深地影响着我！同时，对在毕业设计中给予我指导和帮助的王东权、东兆星、刘春荣、柳志军、朱玉晓、吴晓锁等老师致以诚挚的谢意，对四年来辛勤培育我的各位老师予以深深的敬意。在整个设计过程中，我与周围同学一起查找资料、规范，一起讨论疑难问题，设计能够圆满完成，与同学们的帮助是密不可分的。在此，也对给予我帮助的同学表示感谢。 本科生毕业设计第65页学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：年月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：□公开□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名：_______导师签名：______________年_____月_____日_______年_____月_____日 本科生毕业设计第65页独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名:二〇一〇年九月二十日 本科生毕业设计第65页致谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。