1、一级公路建设项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月一级公路建设项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月69可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目录第1章 绪论81.1 概述81.1.1 绪言81.1.2 设计原始资料81.2 设计规范标准91.3 道路等级的确定101.3.1公路工程技术标准要求101.3.2、2 交通量计算101.3.3 确定线路技术标准10第2章 路线方案比选与定线122.1 选线原则122.1.1 平原微丘地区选线122.2 方案比选142.2.1 路线方案的拟定142.2.2 初步定线15172.2.3 土石方计算192.2.4 方案主要技术指标比较汇总及方案选定19第3章 平面设计213.1 平面线形设计的基本要求21(3)保持平面线形的均衡与连贯；213.2 平曲线的设计213.2.1 曲线半径的选定213.2.2 直线213.2.3 缓和曲线的长度及计算公式213.3 曲线的超高223.3.1 超高的作用223.3.2 超高的确定233.3.3 超高的计算233.3.43、 超高缓和段233.4 平面线型要素的组合263.5 平面视距的保证263.6 平面设计成果27第4章 纵断面设计284.1 纵断面设计目的284.2 纵断面设计的一般要求284.3 纵坡基本参数确定284.3.1 最大纵坡最小纵坡的确定284.3.2 缓和坡长的要求294.4 竖曲线设计294.4.1 竖曲线要素294.4.2 竖曲线标高计算304.5 平纵线形的组合设计314.5.1 组合原则314.5.2 组合方式314.6 纵断面设计成果32第5章 横断面及路基设计335.1 概述335.2 路基横断面组成335.3 路拱横坡345.4 平曲线加宽及其过渡345.5 软土地基345.54、.1 极限高度的计算355.5.2 对地基处理的方法355.6 横断面设计成果35(1)路基设计表(见附录B表8，9，10，11)35(3)软土地基布置图(见附录图册图号为11)36第6章 路面结构设计376.1 路面类型的确定376.1.1 路面类型的确定376.1.2 确定路基潮湿类型及土基回弹模量376.1.3 轴载分析376.1.4 结构组合与材料选取406.2 沥青路面设计计算406.2.1 拟定路面组合结构形式及材料选取406.2.2 按容许弯沉计算路面厚度416.2.3 石灰土层的确定426.3 最大拉弯应力的验算43(2)计算当量三层体系上层底面最大弯拉应力：44(3)计算沥青5、混凝土面层底面的容许弯拉应力：446.4 路基路面成果45第7章 路基路面排水和挡土墙设计467.1 简述467.2 路基排水467.2.1 路基排水的目的与要求467.2.2 边沟尺寸选定467.2.3 一般路段的排水设计467.3 挡土墙的设计477.3.1 挡土墙的类型选择477.3.2 悬臂式挡土墙设计477.3.3 挡土墙验算47第8章 结论52参考文献53致谢语54附录A56在公路路线优化的基础上达到 接近土地利用变化61引言61联邦公路管理局的倡议62例子65方案166方案267方案367方案467结论68致谢68参考文献68 第1章 绪论1.1 概述高等级公路的建设带动了沿线经6、济的发展，快速运输日益显示出巨大的经济效益和社会效益，形成了快速发展的“高速公路产业带”。高等级公路不仅技术标准高、线形顺畅路面平整沿线设施安全，而且全立交、全控制出入、双向隔离行驶、无混合交通干扰，为公路运输的快速、安全、高效、便捷和舒适提供了技术保障。高等级公路也因其快速、舒适、安全、便捷的优越性成为我国交通运输的主要组成部分。尽管我国高速公路建设取得了巨大进展，但是由于公路交通基础薄弱，各地发展极不平衡，因此与国际上发达国家还有很大差距，还不能完全适应国民经济和社会发展的需要，在今后相当长的时期内加快高等级公路建设是我国公路建设的主要任务。 1.1.1 绪言常州水陆空交通便利，京沪铁路、7、京杭大运河、312国道和沪宁、宁杭、常宁，沿江高速，常澄，锡宜等高速公路，以及江苏第2大机场，4D级民航常州机场，构成了常州发达的水陆空交通网。此外在建的京沪高速铁路常州站，沪宁城际轨道常州站，以及城市高架快速路网和筹建的轻轨1号线也给常州的交通增添亮色。本设计为常州地区一级公路的某一段，起点为xx，终点为xx。1.1.2 设计原始资料1.1.2.1 交通量资料实测交通量资料车型 交通量(辆/日)特大型货车 178大中型货车 276小型货车 309大中型客车 383小型客车 1024拖拉机 1675摩托车 432自行车 192531.1.2.2 自然条件(1)地貌性质本段地处长江下游冲积平原，8、地势平坦起伏在12米之间，多属软土地区，地温较高，地下水一般为12米。(2)气象气温本地区属亚热季风区，是我国最热的地区，年平均气温15.3C，月平均气温中以7月份最高为28.4C，1月份最低为2.1C。降雨本地区春夏两季的梅雨是明显的季节。其累计年平均降水为1080.0mm，多集中在49月份，已测到的日最大降水量为160.6mm，占该年总降水量的14.6%，使累年平均值的14.9%。1.1.2.3 工程地质情况本工程所经地区的表层为厚1.52.5m的黄色亚粘土“硬壳层”，且为该地区唯一适合作为路堤填料的土。自地表以下2m即为淤泥质灰色粘土或灰色亚粘土，呈极软塑液限状态，厚约为2022m，约29、035m以下为夹薄层粉砂，地质极差，强度低、高压缩性，工程地质极其不良，是产生路堤沉降的主要层次。1.1.2.4 等高线地形图比例 1:2000。1.2 设计规范标准(1)道路工程制图标准(GB50162-92)(2)公路路线设计规范(JTG D20-2006) (3)公路工程技术标准(JTG B01-2003)(4)公路路基设计规范(JTGD30-2004)(5)公路自然区划标准(JTJ003-86) (6)公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)(7)公路排水设计规范(JTJ018-97)1.3 道路等级的确定1.3.1公路工程技术标准要求公路根据交通量及其使用功能、性质分为五个等级10、：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。根据设计原始交通量资料查得中华人民共和国交通部颁发的公路工程技术标准JTG B01-2003(以下称标准)规定：高速、一级公路以小客车为折算标准。各汽车代表车型与换算系数如表1-1所示：表1-1 各汽车代表车型与车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说 明小型客车1.019座的客车和载质量2t的货车大中型客车及小型货车1.519座的客车和载质量2t7t的货车大中型货车2.0载质量7t14t的货车特大型货车3.0载质量14t的货车1.3.2 交通量计算由标准中规定：畜力车、人力车、自行车等非机动车在设计交通量换算中按路侧干扰因素计，一、二级公路上11、行驶的拖拉机按路侧干扰因素计。将实测各种车型的交通量折算成小客车的交通当量。 初始年交通量：N0=10241.0+3831.5+3091.5+2762.0+1783.0=3148辆/日由标准中规定：一级公路设计交通量按20年预测。交通当量年平均增长率按10%计，则20年后道路通行能力为：1.3.3 确定线路技术标准根据标准确定该道路为四车道一级公路，设计车速为100km/h。其在平原区主要技术指标如下：(1)服务水平一级公路设计采用的服务水平为二级。作为集散公路时,可采用三级服务水平设计。(2)建筑限界路基宽度： 24.5m行车道宽度： 3.75m设计行车速度： 100km/h圆曲线：一般最小12、半径： 700m极限最小半径： 400m缓和曲线最小长度： 85m竖曲线最小长度： 85m凸形竖曲线：一般最小半径： 10000m极限最小半径： 6500m凹形竖曲线：一般最小半径： 4500m最小半径： 3000m停车视距： 160m超车视距： 550m最大纵坡： 4%路面类型： 沥青混凝土(3)路线一级公路路基宽度24.5m，行车道宽度为3.75m。一级公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。第2章 路线方案比选与定线2.1 选线原则公路选线就是根据路线的基本走向和技术标准的要求，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上13、合理，又能符合使用要求的公路中心线的工作。选线的目的，就是根据国家建设发展的需要，结合自然条件，选定合理的路线，使筑路费用与使用质量达到统一，且行车迅速安全、经济舒适、构造物稳定耐久及易于养护的目的。2.1.1 平原微丘地区选线2.1.1.1 平原区路线布设要点选线时，首先在路线的起、终点间，把经过的城镇、厂矿、农场及风景文物点作为大的控制点；在控制点间，通过实地视察根据地形条件和水文条件进一步选择中间控制点，一般较大的建筑群、水电设施、跨河桥位、洪水泛滥线以外及其必须绕越的障碍物均可作为中间控制点；在中间控制点之间，如果没有充分的理由，一般不再设置转角点。在安排平面线形时，既要使路线短捷顺直14、又要注意避免过长的直线，可能条件下争取采用转角适当、半径较大的长缓的平曲线线形。综合平原区自然和路线特征、布线时应着重考虑以下几点；(1)正确处理好路线与农业的关系修建公路时占地是难以避免的，解决好路线与农田规划、农业灌溉水利设施的关系，是平原区选线时的关键问题。布设路线时，要注意既不片面要求路线顺直而占用大面积的良田；也不片面要求少占耕地而降低线形标准，甚至恶化行车条件。再者，应解决好路线与农田水利设施的关系。使路线的布置尽可能地与农业灌溉系统相配合，少占良田，不占高产田。除较高等级的公路外，一般不要破坏灌溉系统，布线要注意尽量与干渠相平行，减少路线与渠道的相交次数，最好把路线布置在渠道的15、上方非灌溉区一侧或者是渠道的尾部。注意筑路与造田、护田相结合。在可能条件下，布线要有利于造田、护田、以支援农业。路线通过河曲地带，当水文条件许可时，可考虑路线直穿，裁弯取直，改移河道，缩短路线，改善线形。(2)处理好路线和桥位的关系 大、中桥位往往是路线的控制点， 应在服从路线总方向的原则下，路、桥综合考虑，选择有利的桥位，布设路线。既要防止只考虑路线顺直、不顾桥位条件，增加桥跨的难度；又要防止片面强调桥位，使路线绕线过长，标准过低。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水主流流向正交，桥梁和引道都在直线上。桥位应选在水文地质、跨河条件较好的河段。小桥涵位置原则上应服从路线走向，但遇到斜交过大(夹角16、小于45时)或河沟过于弯曲时，可考虑采取改沟或改移路线的办法，调整交角，布线时应比较确定。(3)理好路线与城镇居民点的关系平原区有较多的城镇、村庄、工业设施等，路线布设应正确处理好路线与它们的关系。国防公路与高等级的干道，应采取绕避的方式远离城镇，必要时还应考虑采用支线联系。较高等级的公路应尽量避免直穿城镇、工矿区和居民密集区，以减少相互干扰。但考虑到公路对这些地区的服务性能，路线又不宜相离太远，往往从城镇的边缘经过。做到近村而不进村，利民而不扰民，既方便运输、又保证交通安全。这种路线布线时，要注意与城镇等的规划相结合。公路等级较低时，应考虑县、区、村的沟通，经地方同意可穿越城镇，但要注意有足17、够的视距和必要的公路宽度以及必要的交通设施，以保证行人和行车的安全。(4)注意土壤、水文条件平原区的水位条件较差，取土较为困难。为了保证路基的稳定性和节约用土，在低洼地区，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，以使路基具有较好的水文条件；在排水不良的地带布线时，要注意保证路基最小填土高度；路线要尽量避开较大的湖塘、水库、泥沼等，不得已时应选择最窄、最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取措施保证路基稳定。(5)注意利用老路，并与铁路、航道及已有公路运输相配合。在平原区路线布设时，若有老路与新布路线相距较近、而且走向一致时，在条件许可时，应尽量地将其改造后加以利用，以减少耕地的占用和提高路基的稳定18、性。(6)注意就地取材和利用工业废料。修建公路需要消耗大量的筑路材料，为节省工程造价，应充分利用当地的材料，特别是地方上的工业废料。2.2 方案比选方案比较是选线中确定路线总体布局的有效方法，在可能布局的多种方案中，通过方案比较和取舍，选择技术合理、费用经济、切实可行的最优方案。路线方案的取舍是路线设计中的重要问题，方案是否合理，不仅关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中的作用，直接关系到是否满足国家政治、经济及国防的要求和长远利益。根据方案比较的深度上的不同，可分为原则性方案比较和详细的方案比较两种。2.2.1 路线方案的拟定由已确定的道路等级和主要技术标准指标，19、在原始设计交通量资料、所在地区的气候、土壤、地质、水文等资料和现有地形、地物分布图资料的基础上，经审查判断分析，初步选定了两个方案，线路走向如下所述。方案一：路线以xx为起点，经小片冲沟地带并过部分柑树果园与支渠相接，中间跨越两个小桥，从大沥村与旧庄之间穿越后直至终点xx。方案二：路线从xx出发，向东南方向延伸，穿越细沥村至大沥村正东方折向右，经过一条河路线偏向南，继续延伸过渡渠即到达终点xx。两方案比选路线如图2-2，2-3 方案一JD1JD2图2-2 路线方案一方案二JD1图2-3 路线方案二2.2.2 初步定线根据公路路线设计规范，平原区一级公路当设计车速为100km/h时，取缓和曲线长20、度均为l=120m，符合标准规定。方案1：直线部分：JD1处平曲线由于受地形地物限制，取半径R=700m，测得转向角=462113.6。由道路勘测设计知识计算下列各要素。设起始点里程为K0+000.000，则JD1处平曲线各主点要素计算如下：(1)由原始资料等高线地形图计算出起点、交点、终点的坐标A:(25670.5326,59730.6831);JD1(C):(25114.9532,59570.9241)B:(24649.2368,58680.2206)(2)路线长计算、方位角校核AC段 (m)因为图在第二象限里,故CB段 (m) 因为图在第二象限里,故(3)转角计算(左) (校核)平曲线部21、分：已知设定的圆曲线半径R=700m，缓和曲线长度l=150m和转向角=462113.6，计算JD1(C) 处平曲线各主点要素：切线长：曲线长：外失距：切曲差：圆曲线：确定该平曲线各主点的里程： 起点：ZH +202.862+ +150HY +352.862+ +208.1591QZ +561.021+ +208.1591YH +769.181+ +150HZ +919.181终点：校核：ZH +202.862+2T 750.462 953.324q 34.143 919.181方案2：按上述规范两平曲线半径R=550m，R=391.058m，缓和曲线m，转向角，同理得曲线各要素如下： 则各主22、点里程为：起点： ZH +23.186+ +120HY +143.186+ +94.2484QZ +237.434+ +94.2484YH +331.683+ +120HZ +451.683终点：校核：ZH +23.186+2T +437.428 460.614q 8.931 451.683起点： ZH +451.683+ +120HY +571.683+ +58.466QZ +630.148+ +58.466YH +688.614+ +120HZ +808.614终点：校核：ZH +451.683+2T +364.322 816.015q 8.388 807.6272.2.3 土石方计算本设23、计地形为平原微丘区，路基均为填方，以粘性土作为填方材料，设边坡为1:1.5，路基宽度采用24.5m，典型填方断面图如右图：图2-1 路基断面图土石方计算由软件生成，不再详述，计算结果见附录B表1-4。2.2.4 方案主要技术指标比较汇总及方案选定表2-1 两方案主要经济技术指标比较表指标单位第一方案第二方案路线长度1549.0591503.271工程数量土石方169497.92120330.30路面37951.9536830.14桥梁座1大桥2小桥比较结果较好由上表所列主要技术指标，结合当地实际情考虑如下因素：方案二经过的地区人口较多，与村庄距离较近，能够带动当地经济发展，有利于提高人们出行。24、从设计施工方面，此工程需要设计建造桥涵穿越两条沟渠，为小桥，造价低，设计施工难度小，而且填方量小，工程造价低。方案一所经过的村镇较少，不能够有效带动当地经济发展，其设计一座大桥，工程造价高且施工时间长，对工程的进度产生影响，而且其填方量大，增加工程造价。因此方案比选最后确定推荐方案二。第3章 平面设计3.1 平面线形设计的基本要求(1)平面线形应直捷,连续,顺适,并与地形,地物相适应,与周围环境相协调；(2)除满足汽车行驶力学上的基本要求外,还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求；(3)保持平面线形的均衡与连贯；长直线尽头不能接以小半径曲线。高,低标准之间要有过渡。(4)应避免连续急弯的线形25、；(5)平曲线应有足够的长度。3.2 平曲线的设计3.2.1 曲线半径的选定根据标准段选定设计路段桩号K0+143.186 K0+331.683的曲线半径为550m。3.2.2 直线(1)直线的最大长度我国目前的标准和规范中均未对直线的最大长度规定具体数值。日本和德国，以设计车速()的20倍数字为最大长度限值。当时，本设计符合要求。(2)直线的最小长度规范推荐同向曲线间最短直线长度以不小于6V为宜，反向曲线间最短直线以不小于2V为宜。本设计采用基本型曲线，即直线两端设有缓和曲线，本设计符合要求。3.2.3 缓和曲线的长度及计算公式公路工程技术标准规定：设计速度为 图3-1基本型平曲线100km26、/h的一级公路，缓和曲线的最小长度为=85m。设计时，我们取缓和曲线长度均为=120m,符合标准规定。带有缓和曲线的圆曲线如图3-1，其要素的计算公式如下： (3-1a) (3-1b) (3-1c) (3-1d) (3-1e) (3-1f) (3-1g) (3-1h)式中，总切线长(m)；总曲线长(m)；外距(m)；校正数(m)；主曲线半径(m)；路线转角(度)；缓和曲线终点处的缓和曲线角(度)；缓和曲线切线增值(m)； 设缓和曲线后主曲线的内移值(m)；缓和曲线长度(m)； 平曲线中圆曲线长度(m)。 平曲线的基本要素已在上一章方案比选处完成计算。3.3 曲线的超高3.3.1 超高的作用为抵27、消车辆在曲线路段上所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分地抵消离心力，提高汽车行驶的稳定性与舒适性。当汽车等速行驶时，在园曲线上所产生的离心力是常数；而在回旋线上行驶时，由于回旋线曲率是变化的，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在园曲线上应是全超高，在缓和曲线上应是逐 渐变化的超高。 图3-2 超高示意图3.3.2 超高的确定由汽车行驶在曲线上的力平衡方程式得 (3-2)式中：R平曲线半径(m)；横向力系数，单位车重的横向力；V行车速度(km/h)；i横向超高坡度。规定规定，超高横坡度按设计速度，半径大小，结合路面的类型，自然条件28、和车辆的组成情况确定。一级公路的超高横坡度不超过10。3.3.3 超高的计算交点处超高的计算：由式(3-2)得：式中，横向力系数取，=0.12。本设计路段选定的超高值为：0.255m。3.3.4 超高缓和段从直线的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，有一各逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段成为超高缓和段。3.3.4.1 超高缓和段长度 为了行车的安全舒适、路容的美观和排水的通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高过渡则是在超高缓和段全长范围内进行的。双车道公路超高缓和段长度可按下式计算： (3-3)式中： L超高缓和段长 (m) ； 旋转轴至行车道外侧边缘的宽度 (m) ；29、 超高坡度与路拱坡度的代数差()； p超高渐变率。本设计路段超高缓和段长度值为：120m。3.3.4.2 超高缓和段实际计算取值超高缓和段实际计算值应取下列三项中的最大值：(1)曲线加宽段长度；(2)超高缓和段的理论计算值；(3)缓和曲线的长度。此路段没有加宽，超高缓和段的理论计算值为40m和缓和曲线的长度为80m，因此超高缓和段实际计算值应取为180m。绕路中央分隔带边缘旋转各特征点超高值计算式见表3-1。超高过度方式图见图3-3。表3-1 绕中央分隔带边缘旋转各特征点超高值计算式超高位置计算公式 x距离处行车道横坡值备注外侧C1. 计算结果为与设计高之差；2. 设计高程为中央分隔带外侧边缘30、程；3. 本设计不设加宽，；4. 当时，为圆曲线上的超高。D0内侧D0C式中， 左侧(右侧)行车道宽度(m)；左侧路缘带宽度(m)；右侧路缘带宽度(m)；x距离处路基加宽值(m)；超高横坡度(%)；路拱横坡度(%)；超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离(m)。图3-3 超高过度方式图交点有缓和曲线的平曲线处绕中央分隔带边缘旋转各特征点超高值计算：如上所述，旋转方式按中央分隔带边缘旋转，路拱横坡 ，超高横坡 。则超高缓和段长度： 确定缓和段长度 查表得 取5的整倍数，。缓和曲线。 即从缓和曲线后退20m的直线段上开始设置超高缓和段。计算各桩号的超高超高起点为K0+3.186，由直线段的硬路31、肩坡度与行车道相同，为2%，土路肩为4%。圆曲线内侧的土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同，均为4%，外侧的土路肩坡度为-4%，内侧土路肩坡度的过渡段的长度为：取 ，内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，即从(K0+3.186 K0+5.186 )段内完成路肩的过渡，变成-4%，与路拱横坡相同。分别计算各桩号的横断面上中央分隔带边缘()、行车道外侧边缘()和硬路肩外缘()的超高值，计算结果见表3-2。表3-2 JD处平曲线超高值计算结果桩号X(m)左侧(m)右侧(m) K0+8.186直线段-0.375-0.23100-0.175-0.257K0+23.186(ZH)15-0.423-032、.38100-0.032-0.028K0+143.186(HY)120-0.463-0.379000.0140.037K0+242.832(QZ)圆曲线-0.463-0.379000.3750.472K0+331.683(YH)圆曲线-0.463-0.379000.3750.4721K0+451.683(HZ)120-0.423-0.381000.5280.6833.4 平面线型要素的组合本设计主要采用了基本型平面线型。基本型按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合。图3-4 基本型平曲线图3.5 平面视距的保证标准规定一级公路的设计视距应满足会车视距的要求，其长度不小于停车视距的两倍。33、此路段的曲线路段在平原微丘区，因此我们在设计时考虑实际困难和工程量的原因取设计视距为S=200m。对平面视距的检查，首先应计算出保证设计视距所需要的最大横净距Z，其次是计算实际条件下所提供的能通视的横净距若Z ，设计视距可以保证，若Z，则应清除障碍物，以满足Z 的要求。本设计实际条件下所能提供的能同时的横净距为15m。在带有缓和曲线的平曲线的交点处，由式: 求得538.5m视点轨迹圆曲线长为： (3-4)式中，视点轨迹圆曲线长(不包括缓和曲线m)； 车辆在弯道上行驶时视点的运动轨迹(m)；路线转角(度)；缓和曲线终点处的缓和曲线角(度)。由式(3-4)求得: =376.73(m)此路段设置缓和34、曲线因为视点轨迹圆曲线长大于设计视距S，可用下式求最大横净距： (3-5)由式(3-5)求得: (m)由Z=9.29m，=15m，满足Z ，视距满足通视要求。3.6 平面设计成果(1)逐桩坐标表(见附录B表5)(2)直线曲线转角表(见附录B表6) (3)平面设计图(见附录B图册图号01，02，03)第4章 纵断面设计4.1 纵断面设计目的纵断面设计主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线的几何构成与要素，以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客舒适的目的。4.2 纵断面设计的一般要求为使纵坡设计经济合理，必须在全面掌握勘测资料的基础上，经过综35、合分析、反复比较定出设计纵坡。纵坡设计的一般要求为：1 纵坡设计必须满足标准的各项规定；2 应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。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，起伏不宜过大或过于频繁。3 纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地质、水文、气候、排水等方面综合考虑，视具体情况妥善处理，以保证道路的稳定与畅通。4 纵坡设计应考虑填挖平衡，减少借方和废方，以降低工程造价和节省用地。5 平原微丘地区地下水埋藏较浅，池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小坡度要求外，还应满足最小填土高度的要求，以保证路基稳定。6 对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端引线等，纵坡应小些，36、避免产生突变。路线交叉处前后的纵坡也应平缓一些。7 在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。4.3 纵坡基本参数确定4.3.1 最大纵坡最小纵坡的确定(1) 最大纵坡的确定标准规定，设计速度为100km/h时，公路最大纵坡为4%。结合设计路段定的是0.9376765%。(2) 最小纵坡的确定 各级公路的路堑以及其它横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，应采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向的排水设计。结合设计路段定的是0.3441622%。(3) 最大坡长最小坡长限制标准规定，各级公路设计不同纵坡时最大坡长不同。设计速度为1037、0km/h ,纵坡坡度为3%时，最大坡长为1000m；纵坡坡度为4%时，最大坡长为800m；纵坡坡度为5%时，最大坡长为600m。标准规定，设计速度为100km/h时，公路最小坡长为250m。结合设计路段最大坡长定的是741.44m，最小坡长定的是257.35m。4.3.2 缓和坡长的要求缓和坡长可以改善汽车连续在陡坡上行使的紧张状况，避免汽车长时间低速行驶或汽车下坡产生不安全因素。规范要求,当连续的纵坡大于5%，应在期间设置不大于3%的缓和坡段，其长度不大于100m。结合设计本路段不设缓和坡长。4.4 竖曲线设计纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，称为竖曲线。 4.4.138、 竖曲线要素变坡角 (4-1)竖曲线长度 LR (4-2)竖曲线半径 RL/ (4-3)竖曲线切线长 (4-4)竖曲线上任意一点P的竖距： (4-5)(5)竖曲线外距 (4-6)竖曲线要素计算示意如图4-1图4-1 竖曲线要素图4.4.2 竖曲线标高计算本设计路段第一变坡点里程桩号为K0+340，高程为16.18m，坡度，。标准规定，竖曲线最小半径R=4500m，本设计竖曲线半径取R=10000m。(1)竖曲线要素计算：当为“+”时，表示凹形曲线，为“-”时为凸形曲线。所以该竖曲线为凸形竖曲线。曲线长 (满足最小长度要求) 切线长 外距 (2)计算设计高程：竖曲线起点桩号=K0+340-T=K39、0+275.9(m)竖曲线起点高程竖曲线终点桩号=K0+340+T=K0+404.1(m)竖曲线终点高程(3)竖曲线任意点高程计算切线高程 (4-7) 计算设计高程 (4-8)4.5 平纵线形的组合设计4.5.1 组合原则(1)保持视觉的连续性。应在视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误的线形都应避免。(2)保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。对纵面线形不断起伏，而在平面上却采用高标准的线形是无意义的。反之，在平面上线形迂回前进、弯道较多，而在纵断面设计上采用高标准也同样没有意义。(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40、与周围环境相配合，可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。4.5.2 组合方式(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线这种组合是使平曲线与竖曲线对应，最好使竖曲线的起点和终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。(2)平曲线与竖曲线大小应保持均衡平曲线与竖曲线其中一方大而平缓，那么另一方就不要形成多而小。(3)暗、明弯与凸、凹竖曲线暗弯与凸形竖曲线组合，以及明弯与凹形竖曲线组合较为合理，且给人一种平顺舒适的感觉。(4)平、竖曲线应避免的组合平曲线与竖曲线重合是一种理想的组合，但由于地形等条件限制，这种组合并不是总能争取得到的。如果平曲线的中点与竖曲线41、的顶(底)点位置错开距离不超过平曲线长度的四分之一时，效果仍然令人满意。通过用纬地软件所进行设计平纵线形组合，对其形成的透视图检验，设计路段线形质量良好。(透视图见图05)4.6 纵断面设计成果竖曲线计算表(见附录B表7)纵断面设计图(见图册图号04,05,06)透视图(见图册图号07)第5章 横断面及路基设计5.1 概述道路的横断面是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。高速公路和一级公路上还有变速车道、爬坡车道等。5.2 路基横断面组成图5-1 高等级道路横断面组成及各部分宽42、度路幅的构成根据标准可知，一级公路路基宽度为24.5m，其中路面跨度为15.0m，中间带宽度为3.0m，其中中央分隔带宽度为2.0m，左侧路缘带宽度为0.52=1.0m，硬路肩看度为2.02=4.0m，土路肩宽度为0.752=1.5m，路面横坡为2%，土路肩横坡为4%。5.3 路拱横坡 为了迅速排除路面上的雨水，路面表面做成中间高、两边 图5-2 折线型路拱低的拱形，称之为路拱。路拱对排水有利，但对行车不利。路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不稳定性，同时也给乘客带来不舒适的感觉。当车辆在有冰、雪、水或潮湿路面上制动时，还会增加侧向滑移的危险。为此，对路拱的横向坡度在满足横向排水的要求下，应43、尽量采用低值。本设计路段考虑行车道宽、路面类型及设计地区的降雨量等方面的要求，设路拱横坡为2%，如图5-2折线型。5.4 平曲线加宽及其过渡为保证曲线段行车的顺适与安全，曲线段路面宽度应适当增加。如图5-3图5-3 弯道加宽示意图由标准规定，平曲线半径等于或小于250m时，应在平曲线内侧加宽。本设计中平曲线半径为500m大于250m的规定值，所以可以不设曲线加宽。为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上的加宽宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。5.5 软土地基软土地基主要是指天然含水量过大，胀缩性高，具有湿陷性，承载力低，在荷载作用下容易产生滑动或固结沉降的土质地基44、，如软土、泥沼、泥碳、湿陷性黄土、人为垃圾、松散杂填土、膨胀土、海(湖)相沉积土等。路基直接填筑在这些地基上，往往会因地基承载力不足，或在自然因素作用下产生过大的变形。因此，土木工程中，地基加固极为重要，常是各种建筑物成败关键。 5.5.1 极限高度的计算本设计处于富饶的长江三角洲平原，土地资源珍贵，路基的高低对降低公路造价有着十分突出的意义。所以必须对填筑最大高度有所限制。本设计路段有1.5m2.5m的亚粘土“硬壳层”，当硬壳层厚度大于1.5m时，考虑其应力扩散，提高承载力，减少地基沉降的效应。软土的，设计中路堤边坡采用1:1.5，填土为黄色亚粘土 ，此时，路堤的极限高度可按下式计算： (545、-1)式中， 极限高度(m)；软土的快剪黏聚力()；填土的容重()；稳定因数，与边坡角和深度因数(式中为填土高度，为软土厚度)有关。则路堤极限高度：(m)设安全系数取1.5时，最佳填土高度为2.9m，因考虑到实际困难，则可确定2.5m为最佳填土高度。5.5.2 对地基处理的方法湿软地基加固，规模大，造价高，应注重技术和经济两方面。同时，地基加固是路基主体工程的一部分，要结合路基标高、断面形式等方面综合处治。高压旋喷法是利用高压（2025MPa）射流的强度使浆液与土混和，从而在射流影响的有效范围内使土体速凝成一圆柱形的桩，桩径达0.51.0m。本设计中主要采用的是旋喷水泥土桩处理方法。桩径取D=46、50cm，间距B=150cm，且桩与桩之间的布置都是按照三角形的方式布置的。布桩时，一律采用15m桩长，桩径、桩间距不变。5.6 横断面设计成果(1)路基设计表(见附录B表8，9，10，11)(2)一般与超高路基横断面设计图(见附录图册图号为08，09，10)(3)软土地基布置图(见附录图册图号为11)第6章 路面结构设计6.1 路面类型的确定6.1.1 路面类型的确定由于沥青路面使用沥青结合料，因而增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适47、宜于分期修建等优点，因而获得越来越广泛的应用。本段公路是高等级道路，结合实际情况，选用沥青混凝土路面。6.1.2 确定路基潮湿类型及土基回弹模量根据公路自然区划标准该地区属于东南湿热区，路基临界高度参考值可知此区是粘性土中湿状态，临界高度，故土基属中湿状态，相对含水量，取土基回弹模量。6.1.3 轴载分析表6-1 交通组成表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量红岩CQ30290621192双轮组3178日野KF300D40.75792双轮组3383东风CS93824702双轮组31024解放CA10B19.460.851双轮组1675(1)路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准48、轴载，以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。轴载换算轴载换算采用如下计算公式：轴载换算系数 (6-1)式中，标准轴载，；被换算车型的各级轴载，；轴载系数；轮组系数；被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日。轴载换算结果下表所示，表6-2 轴载换算结果车型东风CS938后轴70.001130034.566红岩CQ30290前轴62.0016.4540155.212后轴119.0011540578.604日野KF300D前轴40.7516.412083.238后轴79.002.21120399.634黄海DD690前轴56.0016.415053.084后轴104.002.211549、0125.013解放CA10B后轴56.601124025.082解放CA340前轴22.1016.418019.709后轴56.601118054.5521532.894注：轴载小于25kN的轴载作用不计。累计当量轴次计算根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数是0.40.5取0.45，=8%，累计当量轴次：(2)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为： (6-2)式中，为轴数系数，=1+2(m-1)； 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。计算结果如下表所示， 表6-3 轴载换算结果车型东风C50、S938后轴70.00113005.640红岩CQ30290前轴62.0011540613.117后轴119.0011.851203.729日野KF300D前轴40.7531120771.692后轴79.0011.851501.360黄海DD690前轴56.003115075.498后轴104.00112403.770解放CA10B后轴56.601118020.0351494.839注：轴载小于50kN的轴载作用不计。累计当量轴次计算各参数值同上，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数是0.40.5取0.45，=8%，累计当量轴次 6.1.4 结构组合与材料选取由上面的计算得到设51、计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为800万次左右，根据地地质水文等条件选择柔性路面结构，沥青混凝土路面。6.2 沥青路面设计计算6.2.1 拟定路面组合结构形式及材料选取根据公路沥青路面设计规范推荐结构，考虑本路段的交通量、路基水温状况及材料供应等具体情况，拟定该路段路面结构方案如下：表6-4 路面结构设计路面厚度 材料 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥碎石？cm 石灰土查相关资料表表得各层厚度、劈裂强度、抗压回弹模量、弯拉模量和极限抗弯拉强度如表6-5所示：表6-5 各层厚度、抗压回弹模量、弯拉模量、极限抗弯拉强度和劈裂强度表层次材料名称各层厚度(cm)抗压回弹52、模量20C(MPa)抗弯拉模量(MPa)极限抗弯拉强度(MPa)劈裂强度(MPa)1细粒式沥青混凝土3140015001.51.42中粒式沥青混凝土4120015001.51.03粗粒式沥青混凝土69000.84水泥碎石28150018000.50.65石灰土？55012000.50.256.2.2 按容许弯沉计算路面厚度(1)计算弯沉 (6-1)式中，设计年限内，一个车道上的累计当量轴次,(次)； 分别为公路等级系数，面层类型系数及基层类型系数。公路沥青路面设计规范规定：一级公路=1.0，=1.0，=1.0。由式(6-1)得：(2)各层材料的容许层底拉应力细粒式密级配沥青混凝土中粒式密级配沥53、青混凝土粗粒式密级配沥青混凝土水泥碎石石灰土6.2.3 石灰土层的确定(1)计算容许弯沉 (换算成三层体系)(2)计算综合修正系数F(3)计算理论弯沉系数(4)计算基层厚度求算某基层厚度时，须先把所拟定的结构换算成当量三层体系，求出其中层厚度,然后再由求出。求：由于，分别为细、中粒式沥青混凝土而且这两层基本上是连续施工，所以可视为连续接触，在本计算中可视为。则五层体系变为三层体系的参数为：，。由，查三层体系表面弯沉系数诺谟图得；由，查三层体系表面弯沉系数诺谟图得；由于，可得；由，查三层体系表面弯沉系数诺谟图可得所以得 求：根据公式 可得 小结：设计弯沉值为24.98(0.01mm)，结果以表格54、形式列出：表6-6 实际资料汇总表材料名称h(cm)细粒式密级配沥青混凝土3中粒式密级配沥青混凝土4粗粒式密级配沥青混凝土6水泥碎石28石灰土256.3 最大拉弯应力的验算(1)如前所述，仍先把六层体系换算成当量三层体系，把和加起来作为当量三层体系的上层厚度h， ，。由公式可得：(2)计算当量三层体系上层底面最大弯拉应力：施工时严格管理，尽可能在铺筑贯入式后马上铺上沥青混凝土层，使之与贯入式牢固地粘结在一起，视为三层连续体系。由，查系数图得；由，查系数图得；由，查系数图得；(3)计算沥青混凝土面层底面的容许弯拉应力：容许弯拉应力，其中；沥青混凝土层的强度满足要求。同理按上述计算验算，结果水泥碎55、石的强度也满足要求。因此，确定本设计路段沥青混凝土路面结构尺寸为：细粒式密级配沥青混凝土3cm中粒式密级配沥青混凝土4cm粗粒式密级配沥青混凝土6cm水泥碎石28cm石灰土25cm6.4 路基路面成果路面结构设计图(见图册图号为12)第7章 路基路面排水和挡土墙设计7.1 简述该路段地处南方湿热地区，地下水位较高，为多软土地区，年降水量大。所以必须采取有效的排水与防护措施，以确保路基路面稳定和高速行车安全。7.2 路基排水7.2.1 路基排水的目的与要求路基排水的目的，就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基路面具有足够的强度和稳定性。7.2.2 边沟尺56、寸选定 边沟一般设置在路堑、矮路堤、零填零挖路基及其陡坡路堤边缘外侧或坡脚外侧，主要用来汇集和排除路基范围之内和流向路基的少量地面水。边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。 通过计算确定公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。 7.2.3 一般路段的排水设计一般路段是指不设超高的路段。路面排水根据路线纵坡采用分散漫流式和集中截流式2种形式。当路线纵坡0.3%时，路面排水采用分散漫流式，路缘石采用水泥混凝土的平缘石，路面水沿纵坡和横坡经路堤边坡排入边沟；当路线纵坡0.3%时，路面排水采用集中截流式，在硬路肩边缘土路肩范围内设57、置沥青混凝土拦水缘石，汇集路面水，每隔一定距离经泄水口流入边坡急流槽，排至路基边沟。7.3 挡土墙的设计7.3.1 挡土墙的类型选择为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物，称为挡土墙。它广泛用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。其建筑质量工程造价对整个工程的影响是不容忽视的。本设计即采用悬臂式挡土墙，结构采用钢筋混凝土结构。 7.3.2 悬臂式挡土墙设计本设计以K0+700断面为例，进行挡土墙尺寸验算。设计资料：填土为粗粒土(砂类土或碎石)，填背填土容重，内摩擦角， 计算荷载为汽20级；验算荷载：挂100级。7.3.3 挡土墙验算7.3.3.1 58、土压力计算(1)汽车荷载换算 (2)用朗金公式计算土压力(=0) 全墙土压力及力臂为7.3.3.2 墙身尺寸计算(1)底板长度假设底板厚当时，查容重修正系数踵板长度,其中踵板修正长度为趾板长度 取。底板长度(2)立壁厚度立壁根部截面该截面的剪力为 弯矩 内力为按配筋率要求确定厚度取配筋率为截面有效厚度为按斜裂缝限制要求确定厚度截面有效厚度为立壁厚度由配筋率控制取，保护厚度为0.04。则立壁厚度为0.30+0.04=0.34，与原假设相符。(3)底板厚度作用于挡土墙的基底总反力为：底板厚度由踵板控制，并假设地基反力近似的呈三角形分布。踵板根部截面/该截面的剪力为时， 该截面的弯矩为 根据桥规第459、.1.2条计算内力为a.按配筋率要求取配筋率， 则。b.按斜裂缝限制要求截面有效厚度为踵板厚度由配筋率控制取0.38m，保护层0.052m。踵板厚0.38+0.052=0.44m，与原假设相符合。(4)墙体稳定性和基底应力验算求全墙总竖向力N和抗倾覆力矩Mi踵板上填土重W及力臂Z ii墙体自重及力臂立壁自重及力臂夹块自重及力臂趾板自重W及力臂Z 踵板自重W及力臂Z趾板上覆土重及力臂全墙总竖向力及抗倾覆力矩为验算抗滑稳定系数(满足要求)验算抗倾覆稳定系数倾覆力矩为(满足要求)验算偏心距 (满足要求)验算基地应力(满足要求)第8章 结论通过这次比较完整的道路选线设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态60、，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了许多经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来61、，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。我的设计在与环境协调上有很大的不足，在这个高度重视环境保护的社会中，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。参考文献1 徐家钰，郭忠印编著，土木工程专业毕业设计指南，北京：中国水利水电出版社2000.22 JTGB012003，公路工程技术标准S3 JTG D202006，公路路线设计规范S4 杨少伟主62、编，朱照宏主审，道路勘测设计(第二版)，北京：人民交通出版社，2004.65 常砚阁，简明道路路线设计与测设手册，北京：人民交通出版社 19976 张雨化主编，道路勘测设计，北京：人民交通出版社 19987 公路工程国内招标文件范本(第二册)第卷(图纸)，北京：人民交通出版社19978 公路工程基本建设项目设计文件图标示例(图纸) ，北京：人民交通出版社 19999 GB50162-92，道路工程制图S10 JTG D30一2004，公路路基设计规范S11 路基(公路设计手册)，北京：人民交通出版社 199712 邓学钧主编，路基路面工程，北京：人民交通出版社 2000 13 姚祖康，道路路基63、路面工程，上海：同济大学出版社 199414 JTJ017-96 ，公路软土地基路堤设计与施工技术规范，北京：人民交通出版社，199715 JTG50-2006，公路沥青路面设计规范S16 路面(公路设计手册)，北京：人民交通出版社 199317 Jha, M. K. Criteria-based decision support system for selecting highway alignments. J. Transp. Eng, 2003. 3341.18 Jha, M. K, and Schonfeld, P. A highway alignment optimization 64、model using geographic information systems. Transp. Res, Part A: Policy Pract, 2004, 455481.致谢语在本毕业设计论文即将完成之际，我想对所有曾经给过我帮助和支持的人们表示衷心的感谢。首先要感谢的是生我养我的父母，他们给了我无私的爱，我深知他们为我求学和生活所付出的巨大的牺牲和努力，至今我一直无以为报，在这里仅表达我对他们的深深地思念和感恩。感谢我的导师刘润芬教授，她在学习和工作方面给了我大量的指导，让我学到了很多知识，掌握了专业知识，也获得了实践锻炼的机会。她的严格要求将使我终身受益。除此之外，还对我的生65、活给予关怀，使我可以顺利的完成毕业设计任务，在此祝愿她身体健康，全家幸福！感谢我大学四年的舍友，他们是李伟达、陈磊、林书中、谷金圣、乔道仁。他们是我学习和生活上的伙伴，也是面对困难和挑战时的战友。在此祝他们都有一个美好的未来。感谢石家庄铁道学院的老师们，谢谢他们这四年来对我的教育，让我懂得了如何做事，更让我明白了如何做人。感谢交通工程系的同学们，感谢他们在大学期间在学习和生活上给予我的帮助。还有很多我无法一一列举姓名的师长和友人给了我指导和帮助，在此也一并表示衷心的感谢，他们的名字我一直铭记在心！最后，衷心的感谢在百忙之中抽出时间审阅论文的专家教授老师。附录A英文原文中文翻译在公路路线优化的基66、础上达到接近土地利用变化Manoj K. Jha, P.E., M.ASCE1; and Eungcheol Kim21、assistant教授，土木工程研究，Morgan State Univ，Baltimore， MD 21251 (corresponding author)。电子邮箱：mkjhaeng.morgan.edu2、assistant教授，土木与环境系统工程大学。Univ. of Incheon， Incheon City 402-749，South Korea。Dol: 10.1061/(ASCE)0733-947X(2006)132:5(435)摘要：无障碍环境，又接近，而67、土地使用随时间发生的变化是重要的考虑因素，在公路选线。公路用户同时受益的生活更接近公路，也为此付出代价生活水平接近他们因为增加了噪音和污染。虽然噪音和空气污染的考虑，长期以来一直强调，在土地利用规划，其相对的影响，在选择一条公路干线没有得到充分的理解。这项研究是由基层最近的联邦公路管理局的倡议，其中一个国家讲习班，涉及参与，从运输部门提出的是要了解目前的做法，其中包括噪音和空气污染，在土地利用规划。配方为无障碍环境，又接近，而土地利用变化是发达国家和注册到先前发达公路线形优化模型，通过我们的研究小组。一个例子问题提交检查的敏感性，线路走向无障碍环境，又接近，土地利用的变化。结果表明，无障碍环境68、，又接近，而土地利用变化，可以产生极大的影响甄选的公路线路。关键词：公路设计;线形;优化;空气污染;路线。引言该公路的发展过程是一个复杂和持久的过程。它由五个主要阶段：一，规划；二，项目开发；三，日进入最后的设计；四，日权的道路及；五 ，建设。在规划阶段，该工程的规模及变化在土地利用格局，由于拟议的发展应该是仔细考虑。而无障碍的公路上，可思想作为奖励，公路使用者有也是负相关，与生活贴近，路政署由于增加了噪音和污染。新的高速公路，才能吸引新房屋发展计划，商业及工业由于改进存取，从而带来显着的变化，土地利用格局。影响这些变化的时候，应考虑在规划阶段以来所作出的决定，在这个阶段可能会造成在相当多的时69、间和金钱，节省开支。联邦公路管理局的倡议联邦公路管理局的(FhwA)1998年全国战略计划包含战略目标， 保护和提高自然环境和社区的影响，高速公路运输 ，从而消除公路交通噪声是一个(FhwA)优先，有直接关连的战略规划进程。 重点应考虑减轻公路交通噪声通过土地用途管制。联邦政府已经基本上没有权力，以规管土地利用规划或土地的发展过程。然而，该(FhwA)和其他联邦机构可以积极引导和鼓励地方政府为实施土地利用规划与控制附近的公路上。该(FhwA)主张噪音兼容土地利用规划，即地方政府利用其权力规范土地开发这样一种方式对噪音敏感土地用途或者禁止从邻近一公路，或者说，发展是规划，设计，并建造这样一种方式70、噪音的影响降至最低。一些州政府和地方政府都制定了立法章程对土地使用的规划和控制。举例来说，国家加州已立法对公路噪声和兼容土地利用的发展。这个州立法要求地方政府要考虑对环境的不利影响噪音在自己的土地发展进程。此外，该法赋予地方各国政府广泛的权力，要通过有关的条例向土地的使用，其中包括，除其他事项外，位置，大小， 和使用建筑物及休憩用地。虽然其他国家和地方政府也有类似的法律，是整个问题的土地利用是极其复杂的，各种各样的竞考虑订立任何实际土地使用管制的决定。在这项工作中，我们扩展我们的公路线形优化(Jong et al. 2000; Jha 2003; Jong and Schonfeld 200371、;Jha and Schonfeld 2004; Jha et al. 2006)的研究报告考虑无障碍环境，又接近，而土地利用变化，在公路规划过程。我们制定的两个相关费用可获取性：成本获取拟议公路，我们称之为接入成本和负相关，与邻近的公路，我们把它称为接近成本。模型制定获取和接近成本的制订和使用中优化算法以前我国自行研制的研究团队(Jha and Schonfeld 2004; Jha et al. 2006)。描述公路线形优化方法，遗传算法的优化，以及地理信息系统应用工作直接与真正的土地使用地图是证据确凿，在我们以前的作品(Jong and Schonfeld 2003; Jha and S72、chonfeld 2004)。无障碍成本($)，CA，可以被指定为CA = Cu + Cb(1) (1)如Cu=接近成本($)，例如，无用的水平接近被提议的公路；及Cb =接入费($)。Cu及Cb可以直观地定义为，美元的价值负效用的生活水平分别接近一条公路和获取一条公路。他们可派代表作为职能的接入距离，di，它的定义是瞬时距离一动点沿拟建公路从中心一个所有物Pi (图1) 。据指出，目前的实际距离可走过由住用户对所有物Pi可能会更长，因为他们可能要穿越一个实际的街道网，以进入高速公路。然而，现实明确的表达di要求供货的所有设计细节，高速公路， 一般是不会被可在规划阶段。如果一个足以发达的道路网73、的研究范围可利用di计算使用标准的地理信息系统软件与空间分析能力(see Samanta et al. (2005)。因此，审议最小距离所描述的图1可能是合理的规划程序。但是，它需要进一步完善我们的未来工程。在概念上，负的生活水平接近一条公路，Cu， 会更高，为规模较小的德公司，并会减少日益增加d(图2)。接入费用，Cb ，将增加及日益d最多最高值后，它将成为几乎不受影响的d (图2)。Cu可表示为且 a=负成本系数t($ per km)在公式(2)中 r, c,和U分别是指住宅，商业，和工商物业。我们用四个土地使用模式在这方面的工作：商业，农村，农业和工业。这是假定只有为住宅，商业， 和工业74、土地利用类型招致无障碍环境成本。此外，它假定准入和负成本，只能依靠对瞬时距离，并没有违反不同的土地用途。所有物研究区域图1 测量距离无障碍环境且=接入成本系数 t($ per km)而以环境质量标准在公式(2)和(3)。 公式(1)总无障碍环境成本，CA，可以表示为变异接入成本，负成本，总无障碍成本与距离是生动的代表图2。可及总费用成本接入成本接近成本距离图2 变更的通道接近，而总无障碍环境成本随距离上述提法现在还没有考虑修改土地利用格局随着时间的推移。当一个高速公路兴建，它是当务之急是一些农业或贫瘠的土地可用于新的住宅，商业或工业发展在未来。示范，因此，也应占的影响今后改变土地利用格局无障碍75、环境成本。此外， 建议的方法是，只适合以优化线路走向与接入点和可能并不适合优化封闭或半闭公路。让n1的予以总数物业在今年 1 。这是假定只有4个土地利用类型是可用的：住宅，商业，工业和农业。 现在让我们确定下列条件：第二个年头在那里的n1 1 =多少住宅，商业和工业物业在本年度;和x1 2=农业或贫瘠性能其土地利用格局正在改变，以住宅，商业，或工业。第t年在一般的x1 t=农业或荒芜物业，其土地使用模式的改变而改变，以住宅， 商业或工业。因此，目前的净价值总额的无障碍环境成本t年可表示为且r=利息。为了测试灵敏度一个新的路线，以方便成本，CA，所描述的Eq。在公式(6)上，我们从Anne Ar76、undel County, Md演出一个例如研究利用实时地理信息系统地理信息系统数据库。例子首先， ArcView GIS的兼容财产地图是获得(背景图在图3)为研究组，其中载地理特点和性能在该地区的利益。土地利用类型也包含在地图上。研究报告一节载有2329性能和占地总面积约1.94平方公里。这些性能的31家划为农业和其余划为要么住宅，或商业，或工业。在背景地图在图3 中心农业和非农物业派矩形和圆形点分别为稠密的住宅，商业，与工业地区，可被看作是群集点。给定端点对齐建设正显示为两厚点。以下四个方案，目的是：方案1 。优化利用本年度的土地利用格局，其中最小的总无障碍环境成本; 方案2 。优化利用本77、年度的土地利用格局，其中最小的接入费用只; 方案3 。优化利用本年度的土地利用格局，其中最小的接近成本只; 方案4 。优化利用未来的土地利用格局变化，其中最小的总无障碍环境成本。图3 优化线形案例1 图4优化线形案例2图5 优化线形案例3表1 改变土地利用格局随着时间的推移，例如研究土地使用类型年份12345农业(A)31231783商业(c)+工业(I)+住宅(r)22982306231223212326方案1在这种情况下，我们考虑的不仅是本年度的土地使用模式和表现最佳的搜索，以减少总成本的无障碍环境。 搜索演出，为200代。优化对齐，在第200代表现在图3 。它长度3.41公里和其总成本的78、无障碍环境是1.07133美元万元。优化路线，企图以加强无障碍环境尽可能多的非农性能尽可能最大限度地减少负成本。该a和价值在公式(4)分别为50和80 。据指出，目前配置最优化路线，可一直有不同的，如果有不同a和值分别用，因为它会改变的敏感性准入和接近成在对选线。该算法试图获得最佳贸易小康之间的接触和接近成本最小化总无障碍环境成本。方案2 该模型的运行，为200几代人在这种情况下，以获得优化路线，其中最小的成本获取只。该价值是作为80 。优化调整，其中就表现在图4具有一个长度3.68公里和进入成本1063000美元。比较划一的配置与获得在案例1 ，表明该对准企图充当很多非农性能越好。该案例1优79、化路线略有不同，由于接近成本也是考虑到在这种情况下。方案3 该模型是再次选200代在这种情况下，但只接近成本最小化这个时间。该a值是采取作为一万。较高的a价值，会迫使对准留尽可能远离住宅，商业和工业居委会。优化调整后，获得了200 几代人，是显示图5 。可以看出，路线上有一种倾向要远离密集的社区自该计划的目的是为了最大限度地减少接近成本。路线长度和接近成本，现在发现分别为2.4公里和6939.54美元。该路线短得多，在这种情况下，因为它企图避免影响较大的住宅，商业，并工业地区。方案4在这种情况下，我们认为，改变土地利用格局随着时间的推移。这是假设的变化，发生在5年期限。该假定利率是百分之六。改80、变土地利用格局时间显示在表1中，他们也表现出图6 。该中心农业特性，在每年年底都是表现在黑暗中摸索。总无障碍环境成本是公式(6)是用来履行最优搜索为150代。 该a和价值分别是为80和10000个。该价值较高的是采取使路线的选择更多敏感的，以接近成本，以期能够清楚地看到它的影响。优化对齐显示在图7.背景图在图7是土地利用格局在去年底的第5年。该长度和无障碍环境成本的优化调整分别是3.29公里和120000美元。较高的无障碍环境成本，这是由于该考虑今后的变化，在土地使用花纹。图6 改变土地利用格局随着时间的推移：(a)在第二年结束时土地利用格局； (b) 在第三年年底土地利用格局;(c) 在去年81、底的第四个年头土地利用格局 ；(d)土在去年底的第五个年头地利用格局。图7 优化线形案例4结论这个例子显示，可以选择不同的公路路线取决于相对重量准入和邻近成本。研究结果还表明，改变土地利用格局随着时间的推移，应考虑在选线作为其审议可能会大大改变路线配置。在今后的工作，我们会用一个比较切合实际的计算方法获得距离用一个实际的街道网，在分析区域利用ArcView GIS中的网络分析师延长表演空间分析，为进入距离计算(Samanta et al.2005)。较为切合实际的价值股的获取和接近成本,在未来的工程政府亦会予以考虑。致谢笔者在欣赏的宝贵意见，对三个匿名的审评，从而提高纸张质量。这工作完成后，在82、该中心为先进的运输和基础设施的工程研究，在Morgan State大学。参考文献Jha, M. K.(2003)。“支持系统的选择公路路线的准则及基础的决策”。J. Transp. Eng., 129(1), 3341.Jha, M. K, and Schonfeld, P.(_2004)。“利用地理信息系统”的移植优化公路线形模型。第A部分：Policy Pract, 38A(6), 455481.Jha, M. K., Schonfeld, P., Jong, J-C, and Kim, E. (2006)。智能道路设计，WIT, Southampton, U.K.Jong, J. -C,83、 Jha, M. K., and Schonfeld, P. (2000)。 “初步公路设计与遗传算法和地理信息系统”。Comput. Aided Civ. Infrastruct. Eng, 15(4), 261271.Jong, J.-C, and Schonfeld, P. (2003)。 “一个渐进的模式，同时优化三维立体公路路线” Transp.Res, Part B: Methodol, 37B(2), 107128.Samanta, S, Jha, M. K., and Oluokun, C. (2005)。 “旅行时间随着地理信息系统在铁路车站位置优化计算” Proc, 2005 ESRI Int. User Conf, San Diego.