小岭互通式立交设计说明书 51页

第一章概述1—设计背景11.1.1目前我国公路发展趋势11.1.2公路立体交叉的地位、功能及特点11.2本立体交叉的建设意义11・3沿线地形、地质、气候等自然条件21.3.1地理地貌21.3.2地质、矿产概况21.3.3气候特点3第二章立体交叉方案总体设计42.1立体交叉等级的确定及技术标准的论证42.1.1立体交叉等级、服务水平的确定42.1.2设计速度的确定42.1.3立体交叉总体结构的确定52.1.4匝道横断面类型的确定62.2主要技术指标8第三章平面线形设计103.1主线和被交线的平面线形103.2变速车道103.3匝道的平面线形113.4•匝道平面设计总体方案113.5匝道平面线形设计中应注意的问题123・6匝道平面具体设计143.6.1A匝道设计143.6.2E匝道设计143.6.3C匝道设计143.6.4B匝道设计143.6.4D匝道设计15第四章立体交叉纵断面设计164.1主线的纵断面设计16 3.2被交线的纵断面设计164・3匝道纵断面设计163.3.1匝道纵断面设计应注意的问题163.3.2匝道出入口处第一段纵坡的设计163.3.3匝道超高设计183.4匝道纵断面具体设计193.4.1E匝道纵断面设计192.4.2A匝道纵断面设计192.4.3B匝道纵断面设计202.4.4C匝道纵断面设计202.4.5D匝道纵断面设计204.4.6E匝道纵断面设计204.4.7匝道纵断面设计注意事项20第五章立体交叉横断面设计215.1主线标准横断面215・2被交线标准横断面225.3匝道标准横断面223.4匝道横断面的具体设计263.4.1匝道横断面设计263.4.2横断面戴帽设计27第六章立体交叉端部设计296・1辅助车道的设计294.2楔形端设计304.3变速车道线型设计314.4端部的超高及设置方法326.4.1E匝道与主线的端部326.4.2B匝道与主线的端部336.4.3C匝道与主线的端部336.4.4D匝道与主线的端部336.4.5A匝道、C匝道与D匝道的端部33 第七章路基、路面及排水防护的设计347.1路基设计346.1.1路基的设计原则34 346.1.3路基边坡设计4.2排水设计352.2.1排水设计原则352.2.2路基排水352.2.3路面排水357.3路面设计36407.4第八章桥梁涵洞等构造物设计413.1桥梁设计41&2涵洞通道设计42第九章设计的综合评价及心得体会43参考文献46木设计中主线为柞水至山阳高速公路，设计速度为80km/h,路基宽度24.5m；被交线为二级公路，设计速度60km/h,路基宽度10m。本设计根据相交公路的转弯交通量及道路的使用任务和性质，确定立体交叉等级和匝道的车道数，结合立体交叉周围的自然条件进行立体交叉方案的选择确定，选定合理的设计方案，并对推荐方案进行详细的技术设计。总体设计包括立体交叉的等级、技术标准和总体方案的确定，具体设计包括：立体交叉匝道的平面设计；匝道的纵断面设计；匝道横断面、路基设计；端部设计；匝道路面结构设计；排水设计等，完成施工图设计阶段应完成的各种图表。本说明书对整个项目的设计过程及所遇到的重点、难点均有详细的说明。关键词：立体交叉、匝道、主线、被交线、端部、线形、路基、路面AbstractThecardinallineisthetheexpresswayfromZhashuitoShanyanginthisdesign,Thedesignedspeedis80km/handbreadthofembankmentis24.50metres-Thesecondaryroadissecondgradehighway.Thedesignedspeedis60km/handbreadthofembankmentis10.00metres.Thisdesignisaccordingtothetrafficvolumeinintersectedroads"turns,thetaskandnaturetoascetainthegradeandlanesoframp.Thisdesigncombinesgeneralsituation,natureterm,socialtermandsoon.Toselectappropriatescheme,andthedesignstandardoftheengineering,proceedthetotaldesignoftheinterchange,includethegrade,thestandard,thestructure,theprojectcomparesetc<;andproceedtheconstructiondiagramdesigns,includingtheplainalignmentdesign,verticalsectiondesign,crosssectiondesign,interconnectingareadesign, surfaceandsubgradedesign,drainagedesignetc.Thismanualwilldescribethedesignprocessofthewholeitemwhichinclude.Keywords:Interchange,ramp,thecardinalline,secondaryline,interconnectingarea,alignment,embankment,pavement 第一章概述1・1设计背景1.1.1目前我国公路发展趋势公路是我国重要的交通基础设施，对国民经济和社会发展具有积极的推动作用。改革开放以来，我国公路运输业快速发展。为了适应社会经济发展的需要，我国建设了“国家高速公路网”，形成由中心城市向外放射以及横连东西，纵贯南北的大通道,由7条首都放射线，9条南北纵向线和18条东西横向线组成，总规模约8.5万公里。高速公路网的规划，坚持了以人为本，全面，协调，可持续的科学发展观。自金融危机以来，为扩大内需，中国政府投资了4万亿元，其屮约四分Z—用于交通建设，公路建设又迈进了一个高潮。目前，从国际公路到农村道路，都是我们建设的热点，公路发展趋势良好。1.1.2公路立体交叉的地位、功能及特点立体交叉是公路互通式立体交叉的简称，是高等级公路不可缺少的重要组成部分。其概念为：两条道路利用跨线构造物在不同立面上的相互交叉，并用匝道连接起来的人工构造物。立体交义在道路交通中起着非常重要的作用。它取代了平面交叉路口上的信号管理，基本上消除了所有冲突点，使车辆能连续不断的通过交叉路口，为高等级公路的快速、安全、经济、舒适提供了保证。立体交叉的主要作用为：■保证交通安全。■提高行车速度，减少延误时间。■提高交叉口通行能力。■具有较强的管理功能。1.2本立体交叉的建设意义柞水至山阳高速公路小岭互通式立体交叉项目的建设对加密国家骨架公路网、完善陕西省高速公路网布局，加快陕西省社会经济发展有重要的战略意义。柞水至山阳高速公路位于陕四东南部的商洛市境内，是陕四省规划建设的“2637”高速公路网中18条联络线一一丹宁线的重要组成部分。路线西起商洛市柞水县，于 秦岭终南山南侧连接了包茂高速，向东南经小岭、杏坪、色河铺，至商洛市山阳县城北与国家高速公路福银线相接，路线全长约80公里。小岭互通式立体交叉的主线为柞水至山阳高速公路，被交线为省道S203,二级公路。立体交叉的修建对提高高速公路网的整体效益，改善该地区的投资环境，加快区域工业化和城镇化步伐，推进全面建设小康社会进程具有重要的作用。立体交叉实现了两条相交道路之间的空间交叉和行车方向的转换，是两条公路车流实现相互转换必不可少的组成部分。3沿线地形、地质、气候等自然条件1.3.1地理地貌柞水地处西安以南，商州以西，东经108°50’—109°41’；北纬33°207—34°Z间，东西长72.7公里，南北宽55.2公里，莽莽秦岭Z南坡。总面积2366.67平方公里。秦岭横贯北境，林海涛涛的原始森林是国家生物基因库。地形以西北高，主峰牛背梁海拔2802.1米；东南低，社川河谷最低海拔541米。从西北向东南，山脉延仲尤如五指，唐代诗人贾岛笔下“一山末了一山迎，百里都无半里平”真实的描绘了柞水"九山半水半分田”的自然土石山区地貌。中部是海拔800—-1500米的中低山川，以乾佑河、社川河两大水系为主，有川道平地及青秀山峦，有地壳运动，海底台升的喀斯特地貌及海底海螺化石沉积。有金山粮仓著称的鱼米之乡，亦有商贾云集的古镇，还有筹备未开采的铁山、银矿。从西北主峰的苍松林海到中南的经济林带及茂密的农桑，柞水是绿色的植物库，瑶草山青，琪花药香。从排水自然地貌特色看,中草药的生成优势优于太白山，更优于关中平原，最主要的一条是柞水处秦岭南坡带,有数次地壳运动变化，年代不同褶皱形态各异，方向不一形成的小区域地形，构成动植物不同生态环境，药物种类繁多。自然区划VI。土壤属于中湿类型，经资料查询,土质属于粘性土，土基的回弹摸量为41Mp0立体交叉设计范围内地势平坦，视野开阔，主要考虑跨越县河和避绕敬老院，并且尽量不要破坏自然环境。1.3.2地质、矿产概况柞水县水资源丰富，有溪流大小7320条，水域面积占2.8万亩，河流总长5693.4公里。其中10公里以上50条，集水面积在100平方公里以上有9条。平水年计算，全县地表水总流量6.54亿。”，人均占水量4100m3”，为全地区人均3.2倍，是陕西河网密度大，水资源丰洼县之一。主要有乾佑河，金井河，金钱河，社川河，洛 河，流域山高谷深，比降大。如乾佑河，流长131.6公里，年经流量2.51亿m3,汇水面积865.76平方公里，悬落差1037m,最大流量1094m3/S；金钱河，流长133公里，年径流量2.力亿m3,汇水面积1041.46平方公里，悬落差1696。最大流量1565m3/S,利用水能发电和水力资源丰富。柞水矿产资源独厚。初步查明有色金属矿藏量3000万吨、黑色金属矿藏35000万吨、非金属矿藏量584000万吨。柞水矿产资源不仅量大，而且种类多，品位高，开采开发方便。经地质部门勘察，国家鉴定大西沟矿床是一个铁藏量居全省Z首位，名列全国前茅，银铜藏量名列全国第二的一个多矿种的矿田，被誉为陕西省未来的大型钢铁基地。1.3.3气候特点柞水为中国西北东线内陆地区，兼有南北气候带的特征，北部属暖温带，东南部属北亚热带，整个县域属亚热带和温暖带两个气候的过渡地带，植被繁衍群落差异明显。人常说，“高一丈不一样”。“六月太阳晒半边，即气候影响植物带垂直和平行分布特点明显。适宜多种类植物群，，原始种类保留与繁衍、进化、生长，是有利于各种药物生长的基地，自然形成天然药库。全年日照1860.2小时，最冷平均气温0.2°C,最热平均气温23.6°Co极端最高气温37」°C,最低一13.9°C,无霜期209天，年降水量742mm,最大降水量1225.9mm（83年），最小降水量567.6mm（76年），四季分明，温暖湿润，夏无酷暑，冬无严寒，宜长、短日照和不同温湿度条件下的植物发育生长。 第二章立体交叉方案总体设计1.1立体交叉等级的确定及技术标准的论证2.1.1立体交叉等级、服务水平的确定公路互通式立体交叉根据相交道路的等级划分为两级，分级见表2-2。本立体交叉为高速公路与二级公路相交，确定拟建立体交叉等级为一般立体交叉。本立体交叉为收费立体交叉。互通式立体交叉分级表2-1道路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路高速公路枢纽枢纽*一般一般一般一级公路枢纽*一般一般一般一般二级公路一般一般///三级公路一般一般///四级公路一般一般///*——收费时，为一般立体交叉根据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)中的规定：高速公路、一级公路的路段和互通式立体交叉的匝道及其交织区段必须分别进行通行能力的分析、评价，使全线服务水平保持均衡一致。高速公路、一级公路应按二级服务水平设计。所以可确定本次设计的互通式立体交叉为二级服务水平。2.1.2设计速度的确定(1)匝道设计速度确定原则匝道的的设计速度应该根据交叉类型、转弯交通量、地形、用地条件、造价等因素综合确定。(2)立体交叉匝道设计速度的确定参照《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)(以下简称《标准》)，互通式立体交叉匝道设计速度应符合表2-3的规定：匝道设计速度表表2-2匝道类型直连式半直连式环圈匝道匝道设计度(km/h)枢纽互通式立体交叉80、70、60、5080、70、60、50、4040一般互通式立体交叉60、50、4060、50、4040、35、30注：右转匝道宜采用上限或中间值；直连式或半直连式左转匝道宜采用上限或中间值。 本立体交义为一般互通式立体交义，主线的设计速度为80km/h,被交线设计速度为60km/ho根据本项目提供的交通量资料（如图2-1）,预测年末（2030年）交通量年增长率为4.4%,设计小时交通量系数为0.095,各转弯方向的交通量分布如下：柞水山阳图2・1交通两分布图综合考虑以上条件，E匝道交通量最小，估设为环形匝道，应取较低的设计速度，故E匝道设计速度采用30km/h；A、B、D匝道交通量相对较大，且B、D为右转匝道，应取相对高些的设计速度，故A、B、D匝道设计速度采用50km/h,C匝道为右转匝道，虽然交通量不大，但是地形平坦，可以取指标比较高的平面线形，故设计速度采用50km/ho2.1.3立体交叉总体结构的确定（1）木立体交叉主线为高速公路，设计速度为80km/h；被交线为省道S203,设计速度为60km/h；为一般立体交叉，设收费站，匝道适应的交通量较小，设计速度小于等于50km/h,故根据相交道路的等级及匝道的功能及其与相交道路的关系，确定本立体交叉采用喇叭形立体交叉。喇叭形立体交叉式国内外广泛采用的一种三路立体交叉的代表形式。它由一个环圈式匝道和一个半定向匝道；来实现车辆左转弯的全互通式立体交叉。采用喇叭形立体交叉只需一座跨线构造物，投资较省；第二，结构简单且造形美观，行车方向容易辨别；第三，除环圈式匝道以外，其他匝道都能为转弯车辆提供较高速度的半定向运行；第四，没有冲突点和交织。喇叭形互通式立交按主要公路的左转弯出口在跨线构造物Z前和Z后可分为A型和B型两种，如图2-2所示。A、B型喇叭选用的指标是左转弯交通量。B式由于是长曲线接小半径的不利平面线型组合，存在安全问题，故允许的情况下尽量采用A式。 A式B式图2-2喇叭形立体交叉形式图综合考虑线形指标、自然条件及转弯交通量等因素，本方案采用A式。（2）采取立体交叉上跨主线的交叉方式，转弯交通的视野开阔，出口匝道位于上坡路段，，有利于驾驶人看清前方；对于入口，车俩从高处下来，有利于驾驶人观察被交线来车，寻找可插车间隙。2.1.4匝道横断面类型的确定匝道横断面类型分为四种，［型-单向单车道，II型-单向双车道、III型-单向双车道（设供紧急停车用硬路肩）、IV型-对向分离式双车道（图2-3）o匝道的车道数应根据匝道的交通量和匝道的长度确定，但应注意主线与匝道或匝道与匝道的分、合流连接部，应保持车道数的平衡，匝道的车道数主要取决于所选的匝道横断面。 a)I型一单车道；b)II型一双车道；c)III型一双车道(设供紧急停车用硬路肩)；d)IV型一对向分隔式双车道图2-3匝道标准横断面《规范》中规定：(1)交通量小于300pcu/h,匝道长度小于500m时,或交通量等于或大于300pcu/h但小于1200pcu/h、匝道长度小于300m时,应釆用I型。(2)交通量小于300pcu/h、匝道长度等于或大于500m时，或交通量等于或大于300pcu/h但小于1200pcu/h、匝道长度等于或大于300m时应考虑超车之需而采用II型。但此时采用单车道出入口。(3)交通量等于或大于1200pcu/h但小于1500pcu/h时、应采II型。(4)交通量等于或大于1500pcu/h时、应采用III型。(5)两条对向单车道匝道相依，且平纵线形一致时，应采IV型。当设计速度小于或等于40Km/h,且位于非高速公路一方时，可采用II型。(6)环形匝道采用单车道匝道，其设计通行能力为800-1000pcu/ho根据本立体交叉的交通量资料，各条匝道的转弯交通量如下表所示：各条匝道的转弯交通量表2-3项目预测年限(2030年)末年平均日交通量(小客车)预测年限(2030)末的高峰小时交通皐(小客午)估计匝道长度(m)B匝道6800646600C匝道1120106.4280D匝道6750611.25280 E匝道105099.75150根据表2-1,此立体交叉中B、C、D、E匝道的转弯高峰小时交通量(设计小时交通量)分别为646pcu/h^106.4pcu/h、641.25pcu/h、99.75pcu/h,参照《规范》，在本立体交叉设计中：B匝道交通量大于300pcu/h,但是小于1200pcu/h,且匝道长度大于500m,此时应考虑超车之需而釆用II型。但此时釆用单车道出入口。C和E匝道交通量小于300pcu/h,应采用I型。D交通量大于300pcu/h但小于1200pcu/h^匝道长度小于300m时，应采用I型。A匝道在B和E匝道结合处采用对向分离三车道匝道，经C合流后采用对向分离四车道匝道。连接线采用II型。综上所述，柞水至山阳高速公路小岭互通式立体交叉项目中各条匝道的横断面形式、路基宽度，如下表所示：吝店互通式立体交叉匝道标准横断面表2-4名称类型路基宽度(m)A匝道对向分离四车道22.50B匝道II型10.50C匝道1世&5D匝道I型&5E匝道I型&52.2主要技术指标互通式立体交叉范围内正线、匝道主要技术指标见下表2-5〜2-8。互通式立体交叉主线、匝道的平面设计技术指标表2-5正线匝道设计速度(km/h)805030圆曲线最小半径(m)一般值40010030极限值2508025 回旋线参数(m)5020回旋线长度(m)1004025横坡处于水平状态下匝道最小超高渐变率表2-6匝道横断面类型单向单车道单向双车道旋转轴位置行车道屮心线1/8001/500路面边缘1/5001/300匝道设计速度(km/h)5030出口上坡45最大纵坡匝道下坡34(%)入口上坡34匝道下坡45匝道最大纵坡表2-7匝道竖曲线的最小半径及长度表2-8匝道设计速度(km/h)5030竖曲线的最小半径(m)凸形一般值1600500极限值800250凹形一般值1400400极限值700300竖曲线的最小长度(m)一般值6030极限值4025第三章平面线形设计2.1主线和被交线的平面线形互通式立体交叉范围内主线和被交线的技术指标应符合表3-1的规定:互通式立体交叉范围内主线形技术指标表3-1设计速度(km/h)最小平曲线半径(m)最小竖曲线半径(山)最大纵坡(％)凸形凹形 一般值极限值一般值极限值一般值极限值一般值极限值804002504500300030002000346020015020001400150010004.55.5在本立体交叉设计范围内，主线线圆曲线半径为2900m,纵坡未超过1%,符合规范要求。立体交叉设计起点为K65+800,终点为K66+920。被交线线形为直线，设计起点为K0+240,其设计终点为K0+400。互通式立体交叉范围内主线和被交线的平面线形均符合要求。3.2变速车道单车道出入口的加速车道采用平行式，减速车道采用直接式；单向双车道匝道的加速车道和减速车道均采用肓接式。根据《规范》的规定，当主线设计速度为80hn/h时，由于主线设计速度W100km/h,且匝道的线形指标乂不高，宜采用高一个设计速度档次的变速车道长度；变速车道长度及有关参数如下表所示：《规范》变速车道长度及有关参数表3-2变速车道类型渐变率变速车道长度(m)渐变段长度(m)主线加宽后宽度(m)入口鼻端半径(m)偏置值(m)岀口单车道1/22.5125903.00.60.8双车道1/20190803.00.70.7入口单车道・(1/45)20080(160)3.00.6(0.75)—双车道・(1/40)3501603.00.63—本立体交叉设计中各匝道与被交线相接时，上述参数设计值如下表所示，均满足规范设计指标要求。变速车道长度及有关参数的设计值表3-4匝道名称出入口形式变速车道长度(m)辅助车道长度(m)渐变段长度(m)小鼻端半径(m)偏置值(m)B匝道直接式125—900.60.8C匝道直接式125—900.60.8D匝道直接式200—800.60.6E匝道直接式200—800.60.63.3匝道的平面线形匝道的平面线形应综合考虑匝道的设计速度、交叉类型、交通量、地形、用地条 件、造价等因素的影响，根据互通式立体交叉的重要程度、地形、用地条件等因素确定，并保证车辆能连续、安全地运行。匝道平面线形的设计原则是：(1)匝道平曲线的曲率应与逐渐变化的行驶速度相适应；(2)匝道平面线形应与其交通量相适应，即转向交通量大的匝道其平面线形技术指标应咼一些；(3)驶出匝道的平而线形技术指标应高于驶入匝道；(4)合流、分流处应具有良好的线形和通视条件，并且满足分流鼻处对平曲线的曲率半径和竖曲线的最小半径的要求。1.4.匝道平面设计总体方案立体交叉形式为喇叭型互通式立交，有五条匝道，匝道布置图如图3-1・图3-1匝道布置图E匝道是从A匝道驶出的左传匝道，B道是从主线驶出的左转匝道。C匝道是从主线驶出右转匝道，直接式驶出。D道是从A匝道驶出的右转匝道，釆用平行式接入。五条匝道种，A匝道匝道要上跨主线，为主要控制匝道，故先设计这条匝道，其次再 设计其余四条匝道。3.5匝道平面线形设计中应注意的问题(1)缓和曲线的长度满足超高过渡的要求。(2)平面设计中应注意满足匝道纵坡设计的要求。当匝道的平面线形设计好后，通过搜索鼻端可确定出匝道的长度(匝道的长度为两小鼻端之间的长度)，结合匝道需要克服的高差，大致估算匝道的纵坡，应使纵坡坡度满足要求。若匝道纵坡不满足要求，则需进一步调整匝道的线形，便于完成匝道的端部设计和纵断而设计。(3)匝道的平面接线•直接式单车道匝道减速车道和单向双车道匝道一般采用直接式的变速车道。匝道的平面设计线一般为匝道行车道的中心线。单车道匝道的设计起点位置位于主线外侧车道的中心线上，变速车道长度及渐变段长度都应满足要求，单向双车道设计起点应位于主线外侧车道的右侧，辅助车道的左侧，变速车道长度必须满足要求。■平行式单车道匝道的加速车道一般采用平行式的变速车道。平行式的接线终点为主线外侧车道（包含路缘带）外侧半个匝道车道宽的地方（1.75m）。平行式变速车道长度和渐变段长度不满足时，可按被交线线形延长，所以设计时可以不考虑加速车道长度和渐变段长度。变速车道的长度如下图3-2所示：其中图G为直接式单车道，图b）为平行式单车道，图c）为直接式双车道：分（荊骯点一t车逍的宽股側蹲辱汇硼鼻一个车庭御戏愿沐份谦歳 （4）对单车道匝道，其减速车道长度是从匝道具有一个车道宽的位置到小鼻端之间的长度；对设辅助车道的直接式双车道匝道，其加减速车道的长度是从匝道设计起点到小鼻端Z间的长度。如下图3-3所示：图3-3变速车道3.6匝道平面具体设计3.6.1A匝道设计A匝道最初设计时采用对向分离四车道形式，C匝道汇流前为对向分离三车道形式。A匝道设计速度为50km/h,最大纵坡控制在4%,匝道上跨主线应满足净空要求,及桥梁桥梁建筑高度。由于考虑将收费站设置在A匝道上，所以A匝道考虑在合适的位置尽量采用直线线型或者指标比较高的线型。A匝道跨越主线吋，要保持合适的交角，以利于与主线相接，暂时定于交角70度左右，且跨越主线段定为直线，以利于桥梁的布设。跨线前的圆曲线半径可以适当取大值；跨线后，由于环圈接线的方便,应当取最小半径的一般值左右，极限值为80m。设计时，先把A匝道接到主线，之后等拉完纵坡后，再将A匝道分拆为A,E匝道。3.6.2E匝道设计E匝道为环圈匝道，采用I型横断面，加速车道为200m,三角渐变段长度为80m。匝道的起点与平行于A匝道中线且与右侧支距为2.75米的线形相切。匝道设计速度30km/h,平面线形圆曲线半径最小值的一般值30m,综合考虑后，取圆曲线半径为40m, 符合要求。设计时应注意匝道上的超高渐变率应满足规范的要求。3.6.3C匝道设计C匝道为单车道匝道，匝道出口为直接式，渐变段长度为90m,减速车道长度为125mo出口接在主线的圆曲线上，其线形为与主线线型一致的同心圆。C匝道起点与平行于主线且右侧支距为7.25m的线形相切。匝道设计速度为50km/h,曲线最小半径极限值为80m,综合考虑后，经实际接线，取圆曲线半径为80m,符合要求。3.6.4B匝道设计B匝道为单出入口双车道匝道，匝道出口为直接式单出入口，渐变段长度为90m,减速车道长度为125m。出口接在主线的直线上，其线形为直线，B匝道起点与平行于主线且右侧支距为7.25m的线形相切。匝道设计速度为50km/h,曲线半径一般值为80m,综合考虑后并实际接线后，取圆曲线半径为150m,符合要求。由于B匝道要与A匝道相接，因此有一段S形曲线，要注意S形的超高过度。3.6.4D匝道设计D匝道为单车道匝道，由于其出口离收费站不远，因此其出口为平行式。入口接在主线的直线上，其线形为直线。终点平行于主线且右侧支距为11.25m的线形相切,匝道设计速度为50kn)/h,匝道圆曲线半径为300nio设计后加速长度为200m,三角渐变段长度为80m。 第四早立体交叉纵断面设计3.1主线的纵断面设计主线平面线形是直线和圆曲线，考虑最小填土高度，结合地形，主线起点高程为588.83加，终点高程为595.932m,在K65+970处设置变坡点，前纵坡为-0.784%,后纵坡为0.643%o3.2被交线的纵断面设计被交线平面线形是直线，考虑最小填土高度，结合地形，被交线起点高程为355.20加，终点高程为357.955m,没有设置变坡点，采用-0.371%的纵坡，虽其纵坡较小，但合成坡度满足要求，排水也满足要求。4.3匝道纵断面设计匝道纵断面线形应尽量连续，避免线形的突变；匝道上应尽量釆用较缓的纵坡，以保证行车的舒适与安全；需要克服较大高差的匝道，但纵坡尽量控制在规范规定最大纵坡以内，一般不宜采用最大纵坡；匝道及端部纵坡变化处应采用较大半径的竖曲线，以保证足够的停车视距。匝道纵坡取决于所克服的高差。纵断面设计吋主要应考虑匝道与主线跨越关系。在木立体交叉项目中，A匝道跨越主线，控制高度为7.22mo可根据以上的限制条件结合地形和自然环境完成匝道纵断面的设计。3.3.1匝道纵断面设计应注意的问题（1）匝道须克服出入口之间的高差，解决好出、入口处匝道与主线或被交线的纵坡衔接，保证主线与匝道分、合流鼻处能顺势连接；（2）匝道各段纵坡大小应与交叉处桥跨、通道净空协调配合，满足各控制高程的要求；（3）匝道的最小纵坡应满足匝道纵向排水的要求；（4）由于匝道两端须与主线，连接线相连接，因而使得纵坡变化频繁，竖曲线长度及半径必须满足规范规定；3.3.2匝道出入口处第一段纵坡的设计（1）第一个变坡点位置的选择 匝道出口处的第一个竖曲线的起点不宜进入分、合流鼻点。即匝道的第一个变坡点设在匝道与主线分流鼻点Z后一个竖曲线切线长的距离Z外，在分流鼻Z前匝道的纵坡应与主线纵坡完全一致，这样才能避免因两线纵坡坡度不同而出现的高程差，造成横断面上横坡不协调的情况。入口处竖曲线长度要求与此类似。（2）匝道纵断面设计的实际起终点匝道起、终点的设计高程是根据该点在主线或被交线横断面上的设计高程减去横向坡度（路拱或超高横坡度）引起的高差而求得，其必须与主线或被交线的设计高程协调一致。（3）匝道出入口处第一段纵坡坡度值匝道在分流鼻之前的纵坡应与主线纵坡完全一致。当匝道与主线正交时，匝道第一段纵坡坡度为主线的路拱横坡度；当匝道与主线斜交时，匝道第一段纵坡坡度值应根据主线横坡、纵坡和匝道斜交角度来综合计算。（4）匝道出口处的第一段纵坡设计过程为：加减速车道的接坡设计与横坡设计紧密相关。如下图4-1所示，减速车道的接坡点为A点（一般为小鼻端点）。A点至N点的设计高程是由主线的设计高程和主线在该段的横坡决定的。匝道接减速车道的纵坡只能接至A点（或向后）。匝道所接纵坡可由减速车道上离A点较近的点（B、C等），计算出平均纵坡。一般AB、AC等的长具体计算过程如下：（1）计算出主线纵坡、横坡以及高程控制点A、B、C的高程；（A、B、C的高程需要根据各点对应于主线里程以及到主线的宽度和该断面的横坡来计算）； （2）计算出点A、B、C在匝道上的里程桩号；（3）计算出AB、AC各段的纵坡，并计算出平均坡度ip；（4）以ip为匝道的第一段纵坡来设计匝道纵坡；（5）估计下一段匝道纵坡以及第一个变坡点处的竖曲线切线长度T；（6）从A点向匝道前进方向至少保证一个长度为T的位置，以确定匝道的第一个变坡点P的位置；（7）同样的方法完成另一端的接坡设计；（8）完成整个匝道接坡设计；（9）匝道入口处的最后一段纵坡设计过程与出口处相同。匝道分流鼻的设计标高由鼻端点到主线中央分隔带外侧边缘的距离和主线的横坡度求得；匝道分流鼻以后的坡度应和主线保持一致匝道纵断面设计的实际起终点位置，由于匝道的起、终点部分范阖内属于主线或连接线的一部分，采用与主线或连接线相同的设计指标，因而匝道的实际起终点位置为匝道与主线的小鼻点及匝道与连接线的小鼻点，且两个小鼻点之间部分为匝道的实际有效克服高差的部分。规范中述有另一种方法即合成坡度法来计算该纵坡。实际接线设计屮，由于软件可以有搜索端部的功能，可以精确得到小鼻点处的纵坡，所以并没有采取上述方法手算。1.3.3匝道超高设计（1）本立体交叉项目中,主线的直线段，不设置超高，主线的圆曲线半径是2900,超高为2%；被交线为直线，不设置超高。匝道的超高方式及其超高渐变率如下表所示：匝道的超高方式及其超高渐变率表4-1匝道名称超髙旋转轴位置超高渐变率存在的超高过渡方式A匝道中央分隔带边缘线1/100基本型B匝道行车道中心线1/150S型C匝道行车道中心线1/200基本型 D匝道行车道中心线1/200S型E匝道行车道中心线1/200卵形超高过渡段长度理论计算公式如下所示：rBiLc=p式屮：Lc一一超高过渡段长度(m)；B——旋转轴至行车道(包含硬路肩)外侧边缘的宽度(m)；M——旋转轴外侧的超高与路拱坡度的代数差；p——超高渐变率。(2)本立体交叉的超高过渡设计难点S型曲线的超高处理：正常处理时，路面要由单坡断面变为双坡断面，又由双坡断面变为单坡断面，路面外侧边线要与中心线相交两次，对排水和路容都不利。因此,可以由一个曲线的全超高过渡到另一个曲线的反方向全超高，中间是面到面的过渡，在整个过渡中，横断面始终是单坡断面，没有固定旋转轴，这样只岀现一次零坡，排水和路容都有改善。卵形曲线的超高处理：同上，为了排水和路容，超高过渡依然采取面到面的过渡。2.4匝道纵断面具体设计4.4.1E匝道纵断面设计E匝道平面完成后，要将平面数据反向后再进行纵坡设计。A匝道设计速度为50km/h,最大纵坡不超过4%。由于A匝道与连接线一块设计，E匝道起点高程由被交线求得，其值为357.331m,第一段纵坡由被交线横坡与纵坡得到，为-1.81%o在确定E匝道起点控制坡度后，便可进行E匝道主体的纵断而设计。E匝道在纵断而设计中在K1+444.818处要上跨主线.考虑到跨线桥桥下净空为5m,再根据跨线桥桥梁结构高度、富余高度等，结合地形和自然条件最终可完成B匝道的纵断面设计。其设计成果是在K1+444.818处设一变坡点,前纵坡为3.413%,后纵坡为-2.415%,最不利位置处高程为363.224,满足净空高度要求。4.4.2A匝道纵断面设计A匝道与F匝道相接，F匝道从被交线流出，F匝道起点处纵坡大小由被交线交 点处的横坡和纵坡计算得出。A匝道终点处的纵坡大小由最初接线时主线小鼻点的纵坡保持一致，该处纵坡值可以通过软件的搜索端部功能得岀。之所以A匝道和E匝道要一起拉坡，就是为了控制纵坡。如果单独拉坡，则A匝道终点处的纵坡无法控制，等E匝道拉坡时，E匝道纵坡的有效控制长度比较小，可能会造成无法克服高差从而要修改平面线形。4.4.3B匝道纵断面设计B匝道是从主线流出与A匝道相接的左转匝道，所以B匝道起点纵坡应与主线分流鼻前纵坡保持一致，也是通过软件计算得出。终点的控制坡度应与A匝道的终点纵坡一致，可以查看A匝道纵断面设计得到。由于B匝道上不存在跨越关系，纵断面设计吋主要考虑最大纵坡的限制，满足排水的问题，结合地形和自然条件，将两鼻端竖曲线处理好后，将两变坡点连接即可。4.4.4C匝道纵断面设计C匝道是从主线流出与E匝道合流的右转匝道，所以C匝道起点纵坡应与主线分流鼻前纵坡保持一致，软件计算得出。终点的控制坡度为也通过软件得到。由于C匝道上不存在跨越关系，纵断面设计时主要考虑最大纵坡的限制，且C匝道需要跨越县河，大部分是桥梁，很容易满足排水的问题，结合地形和自然条件，将两鼻端竖曲线处理好后，将两变坡点连接即可。4.4.5D匝道纵断面设计D匝道A匝道上平行式流出，故D匝道分流鼻以前的坡度应与E匝道保持一致,与主线合流鼻后的坡度应与主线保持一致。所需纵坡值均由软件计算得出。由于D匝道上不存在跨越关系，纵断面设计时主要考虑最大纵坡的限制，和C匝道一样需要跨越县河，犬部分是桥梁，容易满足排水的问题，结合地形和自然条件，将两鼻端竖曲线处理好后，将两变坡点连接即可。4.4.6E匝道纵断面设计E匝道比较特殊，其是A匝道的一部分，只是为了平纵设计方便而采取由A 匝道控制平面和纵断面，A匝道设计好之后，即可把E匝道从A匝道上拆分，即得到E匝道的纵断面数据。4.4.7匝道纵断面设计注意事项E匝道从A匝道拆分后需要重新拉坡，坡度值是已知的。需要注意的一点就是,由于A匝道和E匝道平面上有偏移，由于横坡的存在，所以E匝道起点的高程值需要由A匝道处高程值和偏移距离及坡度计算得出。同样的，B匝道也存在同样问题。第五章立体交叉横断面设计5.1主线标准横断面木立体交叉主线标准横断面宽度为24.50m（图5-1）,其中中间带宽度为3.00m（包括中央分隔带2.00m及两侧路缘带宽2X0.50m）,行车道宽度2X3.75m+2X3.75m,两侧硬路肩各2.5m（包括右侧路缘带0.5m）及两侧土路肩宽各0.75m,路面路拱横坡为2.0%,土路肩路拱横坡为3.0%。路基设计标高为屮央分隔带外侧边缘处路面标高。（1）上图左右对称 （2）上图左侧与（1）图形式一致。图5T主线路基标准横断面2.2被交线标准横断面被交线为省道302,标准横断面宽度为10.00m（图5-2）。㈱馳融图5-2被交线路基标准横断面5.3匝道标准横断面匝道横断面各组成部分的尺寸规定如下：1）车道宽度为3.50m； 2）路缘带宽度为0.50m；3）左侧硬路肩（含路缘带）宽度为1.00m；4）右侧硬路肩（含路缘带）的宽度：设供紧急停车用硬路肩时为2.50m,条件受限制时可釆用1.50m,但为对向分隔式双车道时宜釆用2.00m；不设供紧急停车用硬路肩时为1.00m；5）土路肩的宽度为0.75m；条件受限制时，不设路侧护栏者可釆用0.50m；6）中央分隔带的宽度应不小于1.OOnio匝道的硬路肩宽度与主线的不同时，应按下述方式过渡：1）匝道的硬路肩窄于主线硬路肩时，若匝道为双车道，则宽度过渡在变速车道上进行，在渐变段为一个车道宽度处具有主线硬路肩宽度；若匝道为单车道，宽度过渡在匝道（或变速车道）上进行，至分、汇流鼻端与主线（或匝道）具有同宽的硬路肩。宽度渐变率为1/30〜1/20。2）匝道的硬路肩宽于主线的硬路肩时，则宽度过渡在变速车道上进行，在分、合流鼻端保持匝道上的硬路肩宽度，渐变率为1/40〜l/30o3）为超车需要的单出、入口双车道匝道，宜将“行驶车道”作为匝道的设计线形，以保持“左离右归”的超车行驶习惯。出、入口的细节处理如下图所示。A匝道 ■k濟百辭3006015Gr1I占關「卜111■RZZi?S#«A匝道左侧路基标准横断面■A匝道右侧路基标准横断面（一） 门50A匝道右侧路基标准横断面（二）图5-3A匝道路基标准横断面图5-4单车道匝道路基标准横断面B匝道出口及C,D,E匝道横断而均为单车道。 B匝道横断面均为双车道图5-5双车道匝道路基标准横断面氏总"IQCbO图5-6匝道路基标准横断面1.4匝道横断面的具体设计3.4.1匝道横断面设计由于匝道的平面线形主要由曲线组成，故匝道横断面的设计，主要是根据《路线规范》的要求，对各曲线采用合适的超高横坡值，进行路基设计计算，确定匝道横断 面各组成部分的设计标高。匝道各段超高值如下表:匝道超高值表5-1匝道名称A匝道B匝道C匝道I）匝道E匝道曲线半径（H1）250；801508030040超高值（％）4；656353.4.2横断面戴帽设计横断面设计可采用纬地软件，通过横断面戴帽程序可以得到各个横面设计图及各断面设计标高。设计时要注意以下问题：（1）主线的辅助车道及渐变段长度和被交线的加减速车道、辅助车道及渐变段宽度都是变化的，所以在进行横断面设计前修要对其宽度文件进行修改。同理，匝道的主线相接处硬路肩宽度也要修改。E匝道圆曲线半径为40m,根据规范需要加宽，釆取线型加宽，加宽过渡段设在两端缓和曲线上，圆曲线全加宽。（2）同上，超高文件也需要进行修改，本方案所用纬地软件计算得出的超高值大于现行规范的规定值，且超高方式不是最佳方案，需要修改超高文件。需要注意的是S型曲线和卵形曲线的超高过渡应选择面到面的过渡，这样过渡段只会出现一个零坡，于排水和路容都有利。（3）横断面设计前要设计好排水设施型式。本方案均采用矩形边沟。坡脚设置1.5m长的护坡道，再设置排水沟与边沟。还应根据《路基规范》确定边坡坡率，本项目中釆用1：1.5o（4）进行横断面戴帽设计后会产生土石方数量重复计算的问题，这是因为在互通式立体交叉的楔形端之后，会出现路基即虽然已经分离但两侧填方边坡会相交的情况（如下图），土方工程量分界线处的土石方量会被重复计算，必须将相邻路基重复计算的工程量减去，所以要对这种主线与匝道或匝道与匝道没有完全分离的横断面进行处理，得到正确的土石方数量表。 工程量分界线图5-5工程量划分示意图（5）横断面设计中，在软件戴完帽子之后，应仔细检查每个断面，如果不能和地面线相交则应修改平面或纵断面线型，或者添加挡土墙。地面线横坡大于1:1.5时，还需进行挖台阶处理。 第六章立体交叉端部设计端部设计的内容主要包括出入口、变速车道以及辅助车道的设计。端部设计的一般原则是：岀入顺适、安全，线形与正线协调一致；出入口应视认方便；正线与匝道间应能相互通视。匝道两端与主线、被交线的连接的道口，以及匝道与匝道间平面连接部，都称为端部。由于端部线形复杂，形式多样，其平、纵、横设计非常繁杂。通常用端部高程设计图标绘出端部的详细设计高程。本项目端部的平面线形设计、纵断面设计已经在前两章中做了详细的描述，此篇主要是对端部的横坡值进行设计计算，并根据其平面线形，匝道设计线的设计标高，端部的路幅宽度等，计算得到端部上各点的设计标高。6.1(1)基本车道数基本车道数在相当长的路段内不应变动，且不因通过互通式立体交叉而改变，其目的是防止因修建互通式立体交叉而可能形成瓶颈或导致不必要的浪费。(2)车道平衡原则正线的车流量会因分、合流的存在而发生变化，分流减少，合流增大。为适应这种车流量的变化，保证车流畅通和工程经济，在分、合流处前后的车道数应保持平衡。车道平衡的原则为：a.两条车流合流以后正线上的车道数应不少于合流前交汇道路上所有车道数总和减一；b.正线上车道数应不少于分流后分叉道路的所有车道数总和减一；c.正线上的车道数每次减少不应多于一条。根据车道平衡原则，分、合流处应按车道数平衡公式(1)进行计算，以检验车道数是否平衡。Nc2心+N：-1(1)式中：Nc——分流前或合流后正线的车道数；Nf一一为分流后或合流前正线的车道数；Nb——为匝道的车道数。 在木立体交叉设计中，C、D、E均为为单向单车道匝道，B匝道虽然是双车道但 是出入口是单车道，满足车道数平衡的要求，不设置辅助车道。6.2楔形端设计拟建立体交叉的出入口均设在主线行车道的右侧。主线与匝道分流处，为给误行车辆提供返回的余地，行车道边缘应加宽一定偏置值，加宽后主线和匝道的路面边缘用圆弧连接，并用路面标线引导行驶方向。偏置示意图如下：匝道偏置值应根据不同的情况给不同的偏置O小鼻端设置采用的参数值表6-1匝道名称出口鼻端半径入口鼻端半径偏置值 (m)(m)(m)B匝道0.60.8C匝道0.60.8D匝道0.60E匝道0.60《规范》规定，设计速度80km/h的主线按设计速度为100km/h取值，硬路肩偏置加宽渐变率为1/11,其他情况的硬路肩渐变可在小鼻点后按1/30的渐变率渐变。B、C匝道分流鼻处半径为0.6m,B匝道、C匝道分流后，右侧硬路肩从3.0m渐变到2.5mo6.3变速车道线型设计《规范》规定，主线为肓线段时的减速车道，变速车道以一定流出角以直线的线型作为平面线型的第一段单元，并且需要满足渐变段和减速车道的最小长度。在本方案中，C匝道均需按上述方法来设计。口渐变段长度为90m,减速车道长度为125m。如果不满足，可以适当减小流出角的大小。需要注意的是，减速车道流出时，主线和匝道都有相应的偏置值，详见6.2。主线为曲线时减速车道，直接式变速车道直至分、汇流鼻的全长范围内原则上采用与主线相同的线形（相同半径的圆弧或相同参数的回旋线）。在本方案屮，C匝道按上述方法设计。有一点需要注意，由于本设计屮主线的半径为2900m,人于不设超高最小半径，所以可以把圆曲线看成是类似于直线来设计，同样符合要求。主线为直线时的加速车道，本方案中均为平行式单车道。椒劝淹鼻一介车迓曲恕社汇伤诫山 D,E匝道采用上图图例，其中加速车道长度200m,渐变段长度80m。6.4端部的超高及设置方法对于直接式减速车道，其变速车道在鼻端。之前采用与主线相同的横坡，而对于平行式加速车道，其变速车道在鼻端后采用与主线相同的横坡。其设置方法为：对于直线段直接式驶出道口，正线正常路拱横坡延伸到变速车道上，在到达匝道曲线ZH点之前，保持相同的单向路拱横坡；对于直线段平行式驶入道口，正线正常路拱横坡延伸到变速车道上，在鼻端后开始按匝道的圆曲线半径设置超高。渐变有困难时，出口处可在分流点后一段距离处提前渐变，进口处可在鼻端后一段距离开始渐变，此时匝道和主线间会产牛一路脊线.6.4.1E匝道与主线的端部E匝道与主线的接口为直接式出口。此段路面为双向路拱横坡。加速车道在楔形端之前各点的设计标高通过相应匝道设计线的设计标高和各点距设计线的距离结合匝道路拱横坡求得。在楔形端之后采用与主线相同的横坡，端部各点的设计标高通过各点距主线中央分隔带外边缘的距离与和应主线各点的设计标高结合主线横坡度计算。6.4.2B匝道与主线的端部B匝道与主线的接口为直接式的出口。此段主线路面为单向路拱横坡。端部各点的设计标高通过各点距主线中央分隔带外边缘的距离与相应主线各点的设计标高结合主线横坡坡度与匝道纵坡计算；在楔形端之后端部各点的设计标高通过相应匝道设计线的设计标高和各点距设计线的距离结合匝道路拱横坡计算。6.4.3C匝道与主线的端部C匝道与主线的接口为直接式的出口。此段主线处于双向横坡路段。减速车道在楔形端之前采用与主线相同的横坡，端部各点的设计标高通过各点距主线中央分隔带外边缘的距离与相应主线各点的设计标高结合主线横坡度计算；在楔形端之后端部各 点的设计标高通过相应匝道设计线的设计标高和各点距设计线的距离结合匝道路拱横坡计算。6.4.4D匝道与主线的端部D匝道与主线的接口为平行式的入口。D匝道采用卵形型超高。加速车道在楔形端之前端部各点的设计标高通过相应匝道设计线的设计标高和各点距设计线的距离结合匝道路拱横坡计算；端部各点的设计标高通过各点距主线中央分隔带外边缘的距离与和应主线各点的设计标高结合主线横坡坡度与匝道横坡坡度计算。6.4.5A匝道、C匝道与D匝道的端部A匝道、C匝道与D匝道对接，对接处三条匝道都为单向横坡，A匝道、C匝道的设计标高通过各点距D匝道中央分隔带外边缘的距离与相应E匝道各点的设计标高计算。第七章路基、路面及排水防护的设计7.1路基设计7.1.1路基的设计原则路基根据使用要求和当地自然条件，合理选择路堤填料和边坡坡率，保证路基具有足够的强度及稳定性。路基最小填土高度不小于路床处于干燥或中湿状态下的路基临界高度为原则。根据资料可知，路基填土高度不应低于1.5m,特殊情况下填土高度不足1・5m的，要对路基进行处理。路基设计根据公路所在地区的自然因素和地质条件，设计屮配合排水设施与防护工程，并采取了经济有效的病害防止措施。7.1.2路基压实及压实度根据《公路路基设计规范》（JTGD30—2004）（以下简称《路基规范》）及《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）（以下简称《路面规范》）的要求，且考虑到路基压实应满足路基具有足够的水稳定性和强度、抵抗变形能力及冻融稳定性，应采用垂型击实标准，路基压实度应满足如下标准：路基压实度（高速公路）表7T填挖类型路面底面以下深度（cm）压实度（%） 填上路床0〜30$96方下路床30〜80$96路上路堤80〜150294基下路堤150以下293零填及路堑路床0〜302957.1.3路基边坡设计路基均是填方路基，路堤边坡根据填料的物理力学性质，气候条件、边坡高度及基底的工程地质条件等综合因素确定。本立体交叉范围内为粘性土，填土高度小于6m,因此当采用粘性土填筑路基时，边坡坡率采用1：1.57.2排水设计6.2.1排水设计原则路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一。路基排水一般是疏散为主，结合农田水利建设。个别复杂地段需作特殊处理，排水考虑先重点后一般，先地下后地而。路基排水设计的一般原则为：（1）排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理。（2）路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相结合。（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。（4）路基排水要结合当地水文条件，就地取材，以防为主。由于本项冃立体交叉范圉内地形平坦，且范围内有河流需要跨越，路基皆为填方路基，故排水设计主要是对排水沟及涵洞的设计，将路面降水及道路两侧可能流向路基的水流进行引导，尽可能将水流引向河流，防止路基浸水破坏。另外主线属于沿河线，河流一侧路基需要加路肩扌肖墙。本项目属于公路自然区划VI区，沿线土质主要为粘性土，防止路面表面水渗入路基是路而排水设计的基本原则，同时由于立体交叉周围农田较多，设计时最好不改变农HI原有的排灌系统，以确保农业的正常生产；为使排水通畅、便于维修、养护。6.2.2路基排水（1）填方坡脚下设纵向排水沟。排水沟采用矩形断面，沟深0.6m,沟底宽0.75m,同时釆用7.5号浆砌片石对排水沟进行砌护。在某些段落由于排水沟的设置会出现挖 方，此时采用矩形排水沟，沟底宽0.6m,沟深0.75m,也采用7.5号浆砌片石对其进行砌护。（2）立体交叉范围内地势平坦，尽量将地表水汇流并排入河道。（3）设置盖板涵，以利于排水。6.2.3路面排水（1）为避免路面表面流水冲刷边坡坡面，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，使降雨径流通过路面和路肩的纵、横合成坡度流向拦水带内侧，并每隔40m〜50m设置泄水槽，使拦水带汇集的路面表面水可以排除路基。桥面上每40〜50m设置一泄水孔，通过泄水孔将雨水排离桥面。（2）超高段内侧的路面表面仍通过拦水带及泄水槽将雨水排除路基范围，超高外侧在中央分隔带边缘设置纵向流水槽，汇集超高外侧路表水，并每隔一定距离设置集水井，通过横向排水管，将雨水排引到边沟或排水沟。（3）中央分隔带下一般设置纵向排水渗沟，并每隔一定距离设置集和横向排水管，将水排除到路基以外。7.3路面设计路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。本立体交叉是连接高速公路和城市快速路的枢纽立体交叉，故立体交叉项目路段全采用沥青混凝土路面。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力屮的累计当量轴次。轴载换算采用如下计算公式：N二£ZT~P累计当量轴次采用如下计算公式：^=［（I+/）Z~11X365TV.;//路面设计采用《沥青路面设计与验算系统》IIPDS2003（釆用《公路沥青路面设计规范》（2003））专用设计程序计算。主线路面设计如下：（1）自然地理条件与土基回弹模量柞水至山阳高速公路小岭互通式立交地处于VI区，为双向四车道，拟采用沥青 路面结构进行施工图设计，沿线路基土为粉质屮液限粘土，地下下水位为2.0nT2・4m,根据当地的气候和地质条件，查表1-8和1-9（路基路面工程）可知：该路段路基处于中湿状态（0.95<路基的分界稠Wc6?974394279.1795301425321Q3S2S322汩呂0241334(1)以设计弯沉值为指标的累计当量轴次轴载换算：如下表轴载换算结果表(弯沉)表7-2序号车型前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量(辆/FI)1太脱拉11138.77422<314302宇通ZK6820G30551219063红旗CA63019.327.9126194kp1334注：轴载小于25kN的轴载作用不计。根据设计规范表，高速公路高级路面设计年限取15年，双向四车道的车道系数取0.4。累计当量轴次：Ne=Y[(!+//-HX365万次根据《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97规定，高速公路设计年限内累计标准轴次300万次/一车道~1200万次/一车道，属屮等交通等级。 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1334，属中等交通等级。（4）验算半刚性基层层底拉应力屮的累计当量轴次轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）表7-3序号车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量（辆/0）1太脱拉1113&77422<314302宇通ZK6820G30551219063红旗CA63019.327.9126194"倉）81334注：轴载小于25kN的轴载作用不计。参数取值同上，设计年限是15年，车道系数是0・4。累积当量轴次：Ne=Y[（1+Z）/~1]X365Nl7]=161万次y根据《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97规定，高速公路设计年限内累计标准轴次小于300万次/一车道，屈中等交通等级。（5）结构组合与材料选取由上面计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴载次约为485万左右。根据规范推荐结构，并考虑当地材料来源，路面结构层采用沥青混凝土（三层式），基层采用水泥稳定砂砾，底基层采用水泥石灰砂砾土（厚度待定）。（6）结构层厚度确定原始数据表7-4路基路面层数：5设计层号5累计轴次数（万次）485公路等级系数1.0面层类型系数1.0基层类型系数1.0 序号材料类型厚度20°C模量15°C模量無裂强度(cm)(MPa)(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土40140020000.532中粒式沥青混凝土50120018000.383粗粒式沥青混凝土60100012000.34水泥稳定砂砾250130036000.35水泥石灰砂砾土9•100018000」46新建路基41材料设计参数表7-5计算结果：LD=27.6(0.01mm)H(5)=150mmLS=1.9(0.01mm)由于设计层厚度H（5）=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求・H（5）=150mm（仅考虑弯沉）按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=150mm（第H(5)=150mm（第H(5)=150mm（第H(5)=150mm（第H(5)=200mmH(5)=250mmH(5)=209mm（第1234层底面拉应力计算满足要求）层底面拉应力计算满足要求）层底面拉应力计算满足要求）层底面拉应力计算满足要求）o（5）二・143MPao（5）二・126MPa5层底面拉应力计算满足要求）路面设计层厚度：H(5)=150mm(仅考虑弯沉)H（5）=209mm（同时考虑弯沉和拉应力）验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度800mm验算结果表明，路面总厚度比路面最小防冻厚度小191mm,程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足・通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面最下层以及设计人员对路面厚度进一步的修改，最后得到路面结构设计结果如下：细粒式沥青混凝土40mm中粒式沥青混凝土50mm 粗粒式沥青混凝土60mm水泥稳定砂砾250mm水泥石灰砂砾土400mm新建路基满足要求。7.4路基防护设计路基土质大面积暴露于空间，长期受li然因素的强烈作用，物理力学性质常发生变化，强度和稳定性随之减弱。为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。路基防护与加固设施主要有边坡坡面防护、路基的支扌当工程等。根据木项目的实际情况，路基防护主要为边坡的坡面防护。坡面防护主要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性。由于本项目多为填方路基，且位于城市周围，具体可采用植物防护，以美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，防雨水冲刷和产生裂缝，起到固定和稳定边坡的作用，主要手段是种草、铺草皮和植树。 第八章桥梁涵洞等构造物设计公路在跨过江河，沟溪、池沼、山谷或其它公路时，需修建桥梁和涵洞，路基屮断，即建筑物上无填土者为桥梁；路基连续，即建筑物上有填土者为涵洞。公路桥涵应具有足够的孔径和净空，以保证流水、漂浮物等安全通过，同时应适当的考虑农田排灌的需要，以支援农业生产。8.1桥梁设计本次设计中，由于需要跨越河流，采用桥梁，布置桥梁吋应注意的原则是：(1)跨线桥的桥长和布孔必须满足主要公路(或高速公路)的建筑限界、视距和对前方公路识别、通视的要求。主孔宜一孔跨越主要公路全断面，除主孔外应有适当长度的边孔。(2)跨线桥下主要公路(或高速公路)屮间隔带较宽或为四车道以上高速公路，在中间带设置中墩时，中墩两侧必须设置防撞护栏并留有护栏缓冲变形的余地。不得在局部范围内改变中间带宽度而使行车道扭曲。本立体交叉设计在布孔时要注意以下问题：(1)匝道桥在跨主线时，跨径布孔应从主线的中央分隔带开始，依次向两边布孔。主线路基宽度为24.50m,本设计中采用跨径20m来跨越主线。(2)当主孔布置好后，要在两边依次增加20m的边孔。木立体交叉跨线桥布置如下：主线沙沟小桥表8-1桥名起终点桩号结构类型跨径分布沙沟小桥K66+302.000K66+318.000预应力碗空心板lxl6mA匝道桥表8-2 桥名起终点桩号结构类型跨径分布A匝道桥K0+350.923K0+590.923预应力混凝土箱梁12x20mC匝道桥表8-3桥名起终点桩号结构类型跨径分布C匝道桥K0+278.111K0+458.111预应力混凝土箱梁9x20mD匝道桥表8-4桥名起终点桩号结构类型跨径分布D匝道桥K0+38.556K0+338.556预应力混凝土箱梁15x20m8.2涵洞通道设计《公路桥涵设计通用规范》中规定：对桥梁单孔跨径小于5叭多孔跨径总长小于餉者，称为涵洞；涵洞的构造由洞口、洞身、基础三•部分和附属工程组成。公路跨越沟谷、河流以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建涵洞。本项目位于平原区，且被交线两边有村庄，故应考虑地形及当地居民的习惯，在必要位置设置涵洞及通道。本立体交叉设置的构造物如表8-2所示。立交涵洞一览表表8-5名称桩号构造物类型跨径 主线K65+914.000钢筋混凝土盖板涵1-4山K66+570.000钢筋混凝土盖板涵l-2mK66+889.800钢筋混凝土盖板涵l-3mB匝道K0+335.000钢筋混凝土盖板涵l-3mE匝道K0+85.000钢筋混凝土盖板涵1-加F匝道K0+130.000钢筋混凝土盖板涵1一m第九章设计的综合评价及心得体会毕业设计马上就要结束了，从最初拿到题目时的茫然，到现在成果的输岀，期间 学到了很多东西，有很多的体会。毕业设计的题冃是柞水至山阳高速公路小岭互通式立交设计,Z前接触到相关的只是在太白山实习基地道勘实习时用纬地做路线的纸上定线，当时老师要求比较低，而且纬地对于我们来说也是新东西，之前没怎么接触过，所以感觉很简单，随便定几个交点，之后拉坡，横断面也就出来了。但是当我开始真正做立交的时候，才发现我想的太简单了。立交需要考虑的东西太多，虽然指标比一般路线低，但是受限较多，尤其是立交范围有建筑物或者不良地质时，有时候即使平面线型做好了纵断面也不一定能克服高差。在立交设计中，我才体会到平纵结合的重要性。随着设计的深入，我发现越来越多的问题。概念不清晰，如匝道长度的定义，指的是小鼻点之间的距离而不是起终点范围等等。接线时考虑不周全，如E匝道接主线时，由于E匝道是环形匝道，匝道长度比较短，当时考虑到了缓和曲线最小长度的问题，但是没有考虑到实际的有效缓和曲线长度是从小鼻点后才开始计算得到，从而是超高过渡段长度不足，从而重新修改线形，类似的问题还有好多。另一方面，从软件的角度来说，软件用的很不熟悉。最基木的命令只是略知一二,更高级的命令更是不知有何用。纬地是依附于CAD的，由于CAD基础不扎实，导致纬地用起来很吃力。体会最为深入的是修改纬地画图的模版。纬地安装目录下有很多的绘图模版，但是这些模版不一定符合出图的要求。比如在出高程图时，用软件自带的模版是不会标注主线行车道外边线和匝道行车道内边线之间的距离和横坡的，所以我学习了模版后，加入了新的标签模版，并且设计了其绘出的条件，经过多次修改后终于正确绘出。但是之后发现，由于开始一段两条线间距较小，标注的数字总是压线，导致图纸上看不清楚，所以又重新修改了模版，使这部分宽度加到主线宽度。之后又重新做了有路拱和无路拱的模版，感触颇深。当设计工作做完之后，我们理所当然的认为毕业设计已经结束了。但是之后对成果的修改依然是一项很大的工作量。总体图不知修改了多少遍，但是还是觉得效果不是很理想，深深体会到作为设计者的不容易。还有一点就是软件不够灵活，好多图纸用软件做出来都比较死板，许多细节需耍设计者手动改动，这就需要我们岀图之前先把模版改动一下，修改成我们需要的图纸样式，这对表格也同样适用。这次的毕业设计，主要受益于潘兵宏老师的耐心讲解和谆谆教导，在潘老师的指导下，我们的设计才能顺利的结朿；办公室的师兄师姐也给予了最大的无私的帮助，设计中碰到了许许多多专业和软件方面的问题都在师兄的帮助下得到了圆满的解决, 在这里衷心感谢潘兵宏老师和师兄师姐。本次设计时间比较紧，立交这方面的问题也是刚刚接触，设计屮有不足的地方恳请老师批评指出。 参考文献交通部部标准.公路工程技术标准(JTGB01-2003).北京：人民交通出版社，2004.交通部行业标准公路路线设计规范(JTGD20-2006).北京：人民交通岀版社，2006.交通部行业标准公路勘测规范(JTGC10・2007).北京：人民交通出版社.2007.交通部行业标准公路路基设计规范(JTGD30—2004).北京：人民交通出版社.2004.交通部行业标准公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006).北京：人民交通出版社.2006.交通部行业标准公路路基设计规范(JTGD30-2004).北京：人民交通出版社.2004潘兵宏，张驰编著.公路计算机辅助设计与实例.北京：人民交通出版社，2007.杨少伟，赵一飞主编.高速公路设计.人民交通出版社，2006杨少伟主编.道路勘测设计(第二版).北京：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，2000杨少伟主编.道路立体交叉规划与设计.北京：人民交通出版社，2000.乔翔、蔺惠茹主编.公路立体交叉规则与设计实务.北京：人民交通出版社，2001.王伯惠主编.道路立体交叉工程.北京：人民交通出版社，2000.吴国雄、李方主编.互通式立体交叉设计范例.北京：人民交通出版社，2001.