路线设计培训课件.ppt 59页

路线设计学习材料 §一、路线设计新理念一项设计并不是各项技术指标都符合规定就是好设计；也不是各项技术指标都符合最低限度要求其工程造价就最省。关键在于设计者将各种因素综合地进行考虑，创造性地进行各种技术指标的组合（即设计），设计质量与水平的高低就在于能否结合工程实际在规范要求的高限与低限之间科学合理地选择技术指标，以及遇到特殊问题时能否作出特殊处理。 2019年9月，全国公路勘察设计工作会议上提出了“六个坚持，六个树立”的公路勘察设计新理念。坚持以人为本，树立安全至上的理念。坚持人与自然相和谐，树立尊重自然，保护环境的理念。坚持可持续发展，树立节约资源的理念。坚持质量第一，树立让公众满意的理念。坚持合理运用技术标准，树立设计创作的理念。坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。 1.1坚持以人为本，树立安全至上的理念。“坚持把用户需求置于公路工作的核心”、勘察设计工作的着力点，要把满足人的出行需要作为根本，在工程的细微处，体现对人的关爱，体现人性化的服务，注重公路安全性、舒适性、愉悦性的和谐统一，为人们提供最大限度的出行便利。作为设计来讲，从安全角度出发，就是要以“驾驶人的过错不以生命为代价”作为最基本的指导思想。比如：改善长陡坡，路基边坡放缓，设置可逾越的排水设施，提供足够的路侧净宽等。 1.2坚持人与自然相和谐，树立尊重自然，保护环境的理念。树立“不破坏就是最大的保护”的理念，尽可能的顺自然界“势”的走向，保持自然景观的完整性，降低对原始地形、地貌的自然性和稳定性的影响，减少对生态环境的破坏。 1.3坚持可持续发展，树立节约资源的理念。a．节约土地：在设计上精打细算，以满足功能为前提，精心设计各断面细部尺寸。如排水沟、边沟、截水沟、护坡道。节约每一寸土地，不能生搬硬套，一条路可有不同的断面尺寸，设置挡墙也不失为一种节约土地的办法。b．旧路路基、路面材料的回收利用。c．清表腐殖土的利用：工后回填绿化等。 1.4坚持质量第一，树立让公众满意的理念。所谓质量包含着：安全、耐久的实体质量，高效、方便的功能质量，以及满足外部审美要求的外观质量和为沿线居住群众提供方便，降低负面影响的社会质量。土方数量、涵洞、通道设置位置标高等均具有一定的社会效应。 1.5坚持合理运用技术标准，树立设计创作的理念。灵活运用技术标准，创作设计，达到安全、环境优美、节约资源、质量优良、系统最优。根据技术标准灵活设计：规范中的指标有主次之分。主要指标是指对安全、功能有重大影响的指标，如最小圆曲线半径、最大纵坡、视距等；次要指标是在满足安全的前提下，主要影响美学或舒适性的指标，如曲线间的直线长度。对主要指标，原则上是予以保证。对次要指标，当对环境不构成影响时可采用较高值；当对环境构成影响时应采用较低值；当对环境影响巨大时，为保护环境，可突破使用。 1.6坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。要把公路放到“公路—自然—经济—社会”的大系统中去考虑，不但看到项目本身的成本，还要看到社会成本、环境成本，不但看到前期建设投入的成本，而且要看到后期养护成本、运营成本。 §二、新路线设计规范的学习一、设计速度与运行速度1、设计速度：原《标准》、《规范》中，对于公路等级与设计车速对应关系作了严格的规定，比如：二级路的设计车速为80km/h，一级路为100km/h，而新的《标准》、《规范》中作了一个更宽的范围，以级差20km/h和10km/h来规定。如一级公路可以是100km/h、80km/h、60km/h，二级路可以是80km/h、60km/h。至于什么时候采用什么样的设计速度，不同设计车速的设计路段的长度。《标准》中也作了规定，但设计中要根据路段的实际情况（干线、集散、平面交叉间距以及自然地理条件等）、地形决定设计车速。 2、运行速度：（1）概念：是在单路段上车辆的实际行驶速度。通常按统计学测定的从高速到低速排列第85个百分点对应的车辆行驶速度，作为运行速度。（2）运行车速的目的和意义：在于检验控制两相邻路段的车速差，看其线形指标的均衡性。同一车速路段长度不宜过短，“一般来讲，高速公路设计路段不宜小于15km；一、二级公路设计路段不宜小于10km。不同设计速度的设计路段间必须设置过渡段。”这一点与穿越城区或特殊弯道的限速应区别开来，不能因“10km”而无形中过长路段的限速。（3）线形改善措施：a、改善视距，增加线形诱导标志b、增加限速标志，设置减速振荡线c、加大曲线超高 一、平面线形设计①直线过长，行车单调，驾驶员易犯困，尾随车辆不易估计车速，易造成车速过快而发生事故。有意采用曲线相连续的线形，会使驾驶员积累疲劳，而且多数车辆在曲线上往往不能沿车道有秩序行驶。②一般直线路段最大长度（以m计）应控制在设计速度（以km/h计）的20倍为宜。③同向圆曲线间的最小直线长度按6v控制，反向圆曲线间的最小长度按2v控制。1、直线长度 ①圆曲线半径的确定：基本计算公式为：XY2、圆曲线半径 最小半径的确定：从汽车的稳定性角度考虑μ≤（0.6～0.7）φh，φh＝0.1～0.7，也就是μ≤0.06～0.49即可，对于沥青砼路面μ≤0.24。从乘客的舒适度考虑，研究表明μ的舒适界限由0.10到0.16，随行车速度变化：μ＜0.10时，不感到有曲线存在，很平稳μ＝0.15时，略感到有曲线存在，但尚平稳μ＝0.2时，已感到有曲线存在，并感到不平稳μ＝0.35时，感到有曲线存在，并感到不平稳μ＞0.35时，非常不稳定，站不住，有倾倒的危险从安全角度考虑，对于高速公路，横向力系数不应超过0.15，低等级公路不超过0.2。 设计速度km/h1201008060403020横向力系数0.10.110.120.130.140.150.16横坡值（%）8888888极限半径计算值63041425213527.330.813.1极限半径规范值650400250125603015极限半径一览表 一般最小圆曲线半径表设计速度km/h1201008060403020横向力系数0.050.050.060.060.060.050.05横坡值（%）6678766计算值1031715.8387.6202.596.964.428.6规范值10007004002001006530 不设超高最小圆曲线半径表设计速度km/h1201008060403020横向力系数0.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035横坡度值－1.5－1.5－1.5－1.5－1.5－1.5－1.5计算值5669393725201417630354157规范值5500400025001500600350150按μ＝0.035i＝0.02计算2062143291651522912957按μ＝0.035i＝0.02计算7559524933601890840472210 ①本次圆曲线与超高值对应关系表取消了，设计中怎样做？根据上表所示，设计车速80km/h时当取μ＝0.035i＝0.02，即2%超高时，圆曲线半径可取到920m；当i＝0.03，即3%超高时，圆曲线半径可到R＝780m；当i＝0.04，即4%超高时，圆曲线半径可到R＝672m；当i＝0.05，即5%超高时，圆曲线半径可到R＝600m；当取μ＝0.06、0.15时，同样可计算R，如下表：3、超高问题 曲线半径与超高表超高值μ＝0.035时圆曲线半径μ＝0.06时圆曲线半径μ＝0.15时圆曲线半径2%＜2500～950＜2500～630＜2500～3003%＜950～800＜630～560＜300～2504%＜800～700＜560～5005%＜700～600＜500～460因此设计中一般取用2%～4%即可。 ②超高旋转轴的问题：新规范提出了新增路拱线问题。这个可考虑在路幅较宽的路段采用，如邹韩路，以解决排水问题。③规范提出超高渐变率不小于1/330，原因是排水坡度≥0.3%。④超高段长度正常计算仍采用公式：Lc＝B△i/P，结果凑成5 m的倍数，反算一下P即可。⑤硬路肩一般是随行车道一起旋转，故B包括硬路肩宽度，而土路肩是不随行车道旋转的。 -----超高示意图的画法 4、平曲线半径及平曲线长度的选用①在平原区、控制条件较少、地形起伏不大、曲线偏角不大的路段，连续采用不设超高的平曲线半径是可行的。②过大的曲线半径，曲线往往较长，不利于平纵组合设计；驾驶员的视线一般集中在前方300～600m范围，若过大的曲线半径，其视觉效果近乎直线，在驾驶人视野受限不兴奋状态时，不利于判断前方路段的线形；在大半径、长曲线上行驶，驾驶人会出现与在长直线上行驶类似的单调、疲劳感。因此规范规定不宜超过10000m，事实上平曲线半径超过7000m的意义不大。 ③曲线长度：本次规范规定了以曲线极值长度的3倍为控制的最小平曲线长度。原规范中是本着缓和曲线长度∶圆曲线长度∶缓和曲线长度＝1∶1～2～1的原则。这在实践中应结合各项目的特点，如路网改造项目项目，不能一味强调这一点，更多地考虑，旧路基的利用，征地拆迁量，因为从理论上讲按照“3s钟”理论，用3倍最小缓和曲线长控制即可。 ④小转角曲线长度，这在新旧规范中均有规定。在此明确一下，实践操作中，如果前后线形不受控制的条件下，应遵守即使R超过了10000m，比如该路网中经常遇到小偏角，如2°。设计车速80km/h，则平曲线长度应≥1000/2＝500。由此可推算，R＝14500mE＝2.2m可以以曲线长度来控制；当α＝1°时，K＝30000mE＝1.1m也是可行的。但α＜1°甚至几分时，则一般不宜再设曲线半径。 为何对小偏角曲线长度作出特别要求，是因为小偏角曲线容易形成视觉曲率比实际曲线曲率大，甚至出现扭折的错觉，从而破坏线形的连续性和美观，对驾驶行为也有一定影响。因此现实中若条件允许，一般要用偏角在10°以上。 二、纵断面设计1、路基路面设计标高问题：①规范规定新建、一级公路宜采用中央分隔带的外侧边缘标高，二、三、四级公路宜采用路基边缘标高，并提出改建公路宜按新建公路规定执行，也可视具体情况而采用中央分隔带中线的行车道中线标高。对于这一点，除一般情况遵守规范外，更重要的是无论采用什么位置作为设计标高，一定要考虑到最低一侧的填土高度。比如旧路改建中，拉坡时不仅考虑中心位置的标高，同时要考虑到超高内侧的填土高度是否满足，是否需挖除旧路面。 ②新建路基填土高度以满足最小填土高度，尽可能的降低填土高度为原则。当然有时应满足业主要求。 ①“平包竖”平纵对应关系原则，应是总体上掌握的。这要看平、竖曲线半径的大小，前后坡差的大小。②“两同向平曲线间不宜插入短直线。”“两同向左转曲线间不宜设置凹形竖曲线。”“两同向右转曲线间不宜设置凸形竖曲线。”原因在于凹形竖曲线给人以右转的感觉，凸形竖曲线给人以左转的感觉。车速不同，驾驶员所注意的视觉范围一般在300～600内，在这个范围内不宜频繁出现多个凹凸变化的竖曲线。因为这样给人以路线左右扭曲、摇摆的感觉。2、平纵结合问题 平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。一个长的平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上平曲线，看上去非常别扭。 路线指标运用总表序号指标名称主次指标指标值灵活运用要点1最大直线长度（m）次20v郊外5km，繁华段8km，max=10km2同向圆曲线间最小直线长度（m）次6v设计速度低，视野遮挡，可从宽3反向圆曲线间最小直线长度（m）次2v条件紧张可突破4缓和曲线参数（m）次R～R/3保证3s行程长度，超高加宽过渡的前提下，可突破5最小缓和曲线长度（m）主见规范不宜突破6圆曲线极限最小半径（m）主见规范高速公路μ＝0.15μ，其他公路μ＝0.2，按公式R＝v2/127(μ＋i)计算7不设超高圆曲线半径（m）主见规范μ＝0.035i＝0.015计算8（最大）超高横坡（％）主见规范一般取2%-4%即可，必要时设限速标志9横净距主见规范高且连续密布防眩设施必须保证，低矮、间断障碍物可灵活10最大纵坡（％）主见规范Ede为主可突破互通互通在减速上坡或加速下坡可突破11极限最小凸形竖曲线半径（m）主见规范一般不宜突破12隧道线形一致主洞口内外各3s13平纵组合主平包竖R平＞4000m△i＝1.5%，可从宽，R平＞6000m△i＜1.0%，可忽略14视距主见规范不可突破 三、横断面设计由行车道、左右侧路缘带、中央分隔带及硬路肩、土路肩组成。1、横断面的组成： 2、路基宽度的确定： 一个车道宽度＝标准车辆宽度2.5m＋动态净空。动态净空的取值：车速≥80km/h，Lmin＝1.25m；车速＝60km/h，Lmin＝1.0m；车速＝40km/h，Lmin＝0.75m；车速＜40km/h，Lmin＝0.5m；二级公路一般12m，设慢车道15m对12m的路基宽度：双向双车道3.75×2＝7.5m一般硬路肩宽度1.5×2＝3.0m一般土路肩宽度0.75×2＝1.5m对15m的路基宽度：双向双车道3.75×2＝7.5m慢车道3.0×2＝6.0m一般土路肩宽度0.75×2＝1.5m这便是规范中各车道宽度的由来 右侧路缘带占硬路肩的部分，左侧路缘带占中间带部分。路基各部分组成不能采用任意搭配形式：规范中给出了路缘带、路肩的一般和最小宽度值，在确定路基宽度时，各宽度应同类项相加，也就是说采用一般均采用一般，采用最小均采用最小。路肩宽度 中间带的宽度 四、平面交叉设计可对照陈雨人老师的讲义看一下，主要强调：①增加信号控制②渠化设计③交叉角度④视距⑤交叉范围的标线设计 §三、路面设计规范学习明确概念：半刚性基层：采用无机结合料稳定集料或土类材料铺砌的基层。刚性基层：采用混凝土如普通混凝土、碾压式混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。柔性基层：采用热拌或冷拌的沥青混和料、沥青贯入式碎石以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。1、基层的分类：半刚性、柔性、刚性基层 最大粒径：是指混和料中筛孔通过率为100％的最小筛孔尺寸。公称最大粒径；是指混和料中筛孔通过率为90％～100％的最小筛孔尺寸。级配的粒径以公称粒径命名，比如说AC－13其公称最大粒径为13mm，最大粒径为16mm；AC－16其公称最大粒径为16mm，最大粒径为19mm。这在沥青层最小厚度确定时将应用到：沥青混合料的一层最小压实厚度不宜小于混和料公称粒径的2.5～3.0倍。OGFC（开级配磨耗层）或SMA（沥青玛蹄脂碎石）的一层压实最小厚度不宜小于混和料公称最大粒径的2.0～2.5倍。2、最大粒径与公称粒径的概念： 设计年限是指路面在计算厚度时预测交通量的年限。注意设计年限不等于使用年限，因为预测交通量与实际交通量往往不一致。3、设计年限：4、轴载：本次修改仍采用BZZ－100作为标准轴载。我国规定的汽车限值为单轴100KN、双轴180KN。同时在以设计弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标或以半刚性基层的层底拉应力为设计指标时，其轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130KN的各种车型的轴载换算。现实条件重载、超载车很多轴重超过130KN的很多，且其接地压强也超过0.7Mpa，有的达到0.8～1.1Mpa。 规范提出，设计人员可根据实际情况，经论证单独适用或适当提高荷载参数。也就是说可以改变公式中的n＝b/c值。这就对我们所用的程序提出修改。 5、交通量分级： ⑴各结构层的作用①面层又分为单层、双层或三层注意：双层结构分为表面层、下面层，三层结构分为表面层、中面层、下面层。各层的作用：表面层抗滑耐磨、中面层高温抗车辙、抗剪切，下面层抗疲劳开裂。②基层是主要承重层，稳定、耐久、较高的承载力。③底基层：与面层、基层一起承受车轮荷载的反复作用。④垫层：在底基层与土基之间，具有排水、隔水、防渗等作用。7、结构层： ⑵对各结构层的最小厚度、适宜厚度提出了要求，尤其提出了不得设计小于15cm厚的半刚性材料薄层，因此施工注意事项中须加入“调平层与基层应连续摊铺、压实，使双层结构成为单层式整体结构”。 ⑶结构层选用时提出了层间模量比不宜太大，基层与沥青面层1.5～3.0之间，基层与底基层不宜大于3.0，底基层与土基模量比宜在2.5～12.5之间。⑷提出了减少半刚性基层的收缩开裂和反裂缝的措施，其中提出的，应力吸收层、吸收膜应该说可以实验推行。提出了加强各结构层之间结合的措施，如粘层、透层、下封层，在这里大家应注意一下透层与下封层的区别与做法。 根据临界高度H及其它控制因素，确定路基填土高度H0，根据路床顶面以下80cm深度范围内土的平均稠度、土质以及自然区划，查得土基回弹模量E0，因表列E0是对应于轻型压实标准的，偏低，故规范提出设计中应将E0提高20％～35％。注意查出的E0为不利季节值，当在非不利季节中检测弯沉时，应进行不利季节修正。施工注意事项中应加入“旧路面处理后必须彻底清除浮土，根据需要并作适当的铣刨处理，洒布粘层油，再铺筑新的结构层。8、土基回弹模量的确定 9、各结构层的压实度与强度要求： §四、日常设计中应该注意问题1、尺寸的标注2、各组成部分的划分一、路基标准横断面：二、路面结构图：1、边部结构：二级及以下等级公路通常做成基层较面层宽25cm，底基层较基层宽15cm，边部均为直面。一级公路通常基层较面层宽出“路缘石底面宽加10cm”，基层为1∶1的坡，底基层顶面较基层底面宽出15cm，底基层为1∶1.5的放坡。 2、GBM块的型式、混凝土的标号、现浇或预制、伸缩缝的预留。3、结构层排水的考虑三、路面结构方案图中：平交道口部分的结构应结合具体项目而定。一般情况下，与省国道平交道口的处理，结构与主路面相同。但要考虑高程问题，不要一味的挖除就路面，重新铺筑结构层。与县乡沥青路平交一般设一层二灰碎＋一层油层。与生产路平交一般设一层灰土＋一层油层。但应结合平交口的数量及主路面的结构而定。 四、特殊路基处理：换填材料、深度应根据每个项目、每处坑塘的具体情况而定，不能泛泛地换沙砾，抛片石、碎砖等。另外，围堰问题也有提出。五、街区路段排水沟：型式、结构材料、路面边部的横向布置、盖板的设置、过路管涵的设置，尤其注意设了石砌边沟或现浇砼边沟后，结构层排水问题别忘了。六、路面工程数量表：单、双侧加宽，土路肩工程数量的计算，补强层的工程量计算，旧路面挖除的数量计算也可单独列表。（比如：旧路的铣刨按厚度算面积、旧路面面层挖补、边部切除等） 七、旧路状况调查表：对改建公路来讲必须有，近期弯沉资料最好附上，旧路面的结构、破坏状况拟处理措施，分段落简要说明。八、纵断设计：1、说明设计标高的位置2、说明控制标高的原则：如补强层的厚度、原路横坡、调平层最小厚度、坡长控制标准、（最小坡长）、现有桥涵标高的考虑等。 九、说明中应注意的问题：1、对照设计文件编制办法要求的内容结合公路改造特点进行逐项说明。2、土方数量：有时要求写明是压实方还是天然方、堆积方，说明是否含路面用土。这个一般根据业主要求。若没有要求要写明压实方含路面用土，注意培肩土。3、特殊路基处理：方案、说明中既要简要有要明了。4、台背回填的材料、台背回填及涵洞特别夯实区的压实度要求一定要与路基相应高度压实度相适应。5、施工注意事项：①基层、底基层的压实度、标养强度要准确列明，对二灰碎基层一般附加“若掺加1.5%水泥，强度按1.0MP控制”。②透层、粘层的型号、用量，要多咨询现场施工人员使用情况，力求与现场吻合。③面层沥青的型号、用量，要按路的等级、面层厚度、是否采用SMA或业主是否有特殊要求写明，不要一味照抄照搬70-A、90-A、90-B等。 谢谢!