江西理工大学2013届本科生毕业设计
在纵断面设计中，竖曲线的设计受众多因素的影响和限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线最小半径或最小长度：
(1) 缓和冲击； (2) 行驶时间不过短； (3) 满足视距要求。
本次设计速度为60km/小时，查照《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中表3.0.18可得本设计的竖曲线最小半径和最小长度如下表4-2所示。
表4-2 竖曲线半径和长度 最小半径 最小长度 一般值 极限值 极限值 凸型曲线（m） 凹形曲线（m） 2000 1400 50 1500 1000 50
由上表可以确定本设计凸型竖曲线最小半径取2000m，最小长度取50m;凹形竖曲线最小半径取1500m, 最小长度取50m。
4 本设计中各项参数规定
综上叙述，本次设计中纵断面设计各项参数规定汇总如下表4-3所示：
表4-3 竖曲线参数表 设计时速 最大最小最小凸形竖曲线 凹形竖曲线 （km/h） 纵坡纵坡 坡长极限最 极限最一般最一般最小（%） （%） （m） 小半径 小半径 小半径半径（m） （m） （m） (m) 60 6 0.3 150 1400 2000 1000 1500 竖曲线 一般最小长度 (m) 50
4.3竖曲线计算 1 竖曲线要素计算
竖曲线要素的计算公式：
4-1 4-2
T=
L 4-3 218
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T2T?E??2R4 4-4
式中：R——竖曲线半径(m)
L——竖曲线的曲线长(m) T——竖曲线的切线长(m) E——竖曲线的外距(m)
ω——两相邻纵坡的坡差，以小数计, 当ω﹥0时为凹型竖曲线；ω﹤0时为凸型竖曲线。
图4-1 竖曲线计算示意图
2 设计标高计算
设计标高计算公式
竖曲线起点高程=变坡点高程±T 4-5
切线高程=竖曲线起点高程+
4-6
设计高程=切线高程±h 4-7
4-8
式中：— 前段坡线坡度；
—后段坡线坡度；
x—竖曲线上任意点与竖曲线始点的水平距离(m)；
h— 竖距。
3 计算实例
下面以变坡点1为例进行竖曲线计算。变坡点1桩号为K1+100，高程为
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622.078m， i1=-1.811%，i2=+0.307% ，R=22665m。则：
竖曲线要素： ω=i2-i1 =+0.307%-(-1.811%)=+2.118%=0.02118，为凹形。
曲线长 L?R?=480.045m
L切线长 T= =240.023m
2T2T??外距 E?=1.271m 2R4计算设计高程（以计算桩号为K0+655处的设计高程为例）： 竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T=（K1+100）－240.023= K0+859.977
竖曲线起点高程 ＝622.078+240.023?0.01811＝626.425（m） 在桩号 K1+000 处：
横距x1=（K1+000）-（K0+859.977）=140.023m
x2140.0232?竖距h1==0.433m 2R2?22665切线高程 =626.425-140.023?0.01811=623.889m 设计高程 =623.889+0.443=624.322m 在桩号为 K1+200 处：
横距 x2 =（K1+200）-(K0+860)=340m
x23402?竖距 h2 ==2.550m 2R2?22665切线高程=626.425-340?0.01811=620.268m 设计高程=620.268+2.550=622.818m
其它变坡点设计高程计算与上例类似，不再赘述。
4 本设计中计算方法：
本次设计中纵断面设计是利用数字地面模型进行地面线插值并自动计算出其高程。人工确定出高程控制点后，输入海地三道路系统，由人工和海地道路系统动态交互进行纵断面拉坡设计。最后由设计系统进行竖曲线要素及主点桩里程计算和相关成果图表的生成。相关成果详见图表部分。
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第五章 横断面设计
5.1 标准横断面确定 标准横断面确定
本设计标段公路为双向两车道公路，设计速度60km/h。
根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）中各项规定，标准横断面确定如下：采用整体式路基，路基全宽10米，行车道宽度3.5 m，土路肩宽度0.75 m，硬路肩0.75 m，不设置中央分隔带，行车道路拱横坡为2%， 土路肩为3%，路基边坡为1:1.5。边沟深度为1 m，沟底宽度为0.6m，坡度均为1:1。路基标准横断面图如图5-1所示：
图5-1 路基标准横断面图
5.2 横断面设计步骤
1.据外业横断面测量资料点绘横断地面线。
2.据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。
3.据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。 4.横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。
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5.算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。
由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里路基土石方数量汇总表。
5.3土石方计算和调配 土石方计算
1.路基土石方量计算
由于本设计路段有填方，也有挖方，可以采用平均断面法进行计算，即任意两相邻填方断面可以假定为一棱柱，，其体积的计算公式如下：
V=1/2(F1+F2)L 5-1
式中：
V----体积，即土石方数量（m3）； F1F2---分别为相邻两端面的面积（m3）； L----相邻两端面之间的距离（m）；
当地面不规则时，常采用的方法有积距法和几何图形法。横断面面积计算时应注意的问题：
（1）填方面积和挖方面积应分开计算。
（2）填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。
（3）如基底是淤泥需换土时，先算出挖出淤泥的面积，再计算换土填方面积，即统一面积计算两次。同理，挖方台阶的面积也应计算两次。
（4）大、中桥起终点之间的土石方数量，不计入路基土石方工程数量内。 具体可见土石方计算表。 2.路基土石方调配及防护工程
计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以及计算土石方的数量和运量。通过调配，合理的解决各路段土石方数量的平衡和利用问题，使路堑挖出土方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所取，挖方有所用。 （1）调配要求
①土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。
②纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。
③土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。
④借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。
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