1．路线平面设计
1.1、平面线形设计一般原则
（1）平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调
在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。平面线形以曲线为主。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。
（2）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。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。
高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。
（3）平曲线应有足够的长度
汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。
为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：
①汽车驾驶员在操纵从容、旅客感觉舒适要求的平曲线最小长度，当设计车速为80km/h时，平曲线一般值取700m，最小值取140m。
②小偏角的平曲线长度。当路线转角α≤7°时称为小偏角。设计计算时，当转角小于7°时，应设置较长的平曲线.
（4）注意与纵断面设计相协调
在平面线性设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调。
（5）视距有：停车视距，会车视距，超车视距。《公路路线设计规范》规定，高速公路、一级公路的视距采用停车视距。当时速为80km/h时停车视距110m。
1.2、平面线形要素设计原则
公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和缓和曲线。直线、缓和曲线、圆曲线是平面线形的主要组成要素。设计时应遵循以下原则：
（1）平面线形应与地形，地物，景观相协调，并注意线形的连续与均衡。
（2）直线路段应根据地形等因素合理选择，一般直线长度应控制在20v，同向曲线间的直线应不小于6v（以米计），反向曲线间的直线不小于2v（以米计）。（v是设计速度，以km/h计）。
（3）圆曲线线形设计应尽量采取大半径，当受到限制时，可以首先取一般最小半径，避免极限半径，当时速为80km/h时一般最小半径400m。极限最小半径250m.，最大半径不超过10000m。
（4）当圆曲线半径小于不设超高最小半径时，应设置缓和曲线。大于等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径数值时，可不设缓和曲线，直线与圆曲线可经相连接。缓和曲线的最小长度视设计速度大小而定。当设计速度为80km/h时，缓和曲线最小值为70m。
（5）当时速为80km/h，平曲线最小长度一般值为700 m，最小值140 m。
(6) 设计路段选线定线介绍
本路段位于贵州省，桩号标注k0+000-k7+022.777地段地形为山岭重丘区，设计标准全长k0+000-k7+022.777均为一级公路，设计时速均为80公里/小时。全路基本走向为西南—东北方向，途中穿过牤牛河故设有一个桥梁，穿过青牛沟设一桥梁。
路线在设计时，首先要在1：2000的实际地形图上了解整个地形、地貌、水文等条件，然后了解当地的气候条件在进行选线。在以上基础上进行具体选线中，首先根据各段的地形选出代表性的控制点(例如：垭口位置、桥梁设置等)，然后把路线的起点、沿线控制点、终点连接成多条转点很多的路线，接着将这些路线进行比选，比选过程中要考虑到避让居民区位置以减少拆迁、尽量少占用耕地等以降低造价，而对于山岭重丘地区尽量避开地势很高的山尖等以减少工程量，最终确定一条经济、合理、顺势的路线。
选好路线基本走向后，根据《规范》规定确定一级公路平曲线直线段长度：
1) 直线的最大长度，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的；而在特殊的地理条件下应特殊处理，
2) 同向曲线间的直线最小长度：由于这种现行组合的所产生的缺陷是来自司机的错觉，所以若将两曲线拉开，也就是限制中间直线的最短长度，是对向曲线在司机的视觉以外则可以避免上述缺点。大量的观测资料证明，行车速度越高，司机越是注视远方目标，所以《规范》推荐同向曲线间的最短直线长度以不小于6V为宜，特殊值不小于3V。
3) 反向曲线间的直线最小长度：转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和段的需要以及驾驶员转向操作的需要。《规范》规定反向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的2倍为宜。但是对于二反向曲线已设缓和曲线，在受到限制的地点也可将二反向缓和曲线首尾相接。本设计路段共设有三对反向曲线在设计时也应考虑到上述限制要求。
根据上述条件本设计路线最终确定了四个转点。然后根据《规范》进行圆曲线半径设计：《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。查表可得：一级公路一般最小半径为400m，极限最小半径250m。
我们在设计时，极限最小半径是路线设计中的极限值，是在特殊困难的条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。设计中常采用一般最小半径进行界限设计(具体的平曲线转点要素和数据见下面两表)。
平曲线设计时，注意在进行超高加宽设计，根据最小半径值可至此路线不需要设置加宽所涉及的超高加宽数据与原先设置的缓和曲线数据是否相适合。在进行超高设计时，要验算缓和曲线是否符合规范。若不符合规范要进行调整。
1.3平曲线要素设计
平曲线要素计算包括：导线间距离；导线方位角、偏角；圆曲线以及缓和曲线长、外距、切线长；交点及曲线特征点桩号等。
本路段共有四个控制交点：
、
、
、
、
；另有起点
和终点JD6，其坐标见表2—1
表1—1 交点坐标表
(1) 导线要素计算
设起点坐标为
（
，
），第
个交点的坐标为
(
，
)，
则：
坐标增量 
（1-1）
（1-2）
点间距 
（1-3）
象限角 
（1-4）
计算方位角： 
，
（1-5）
，
，
，
转角 
（1-6）
为“+”路线右偏，为“－”时路线左偏
表1-2
1.<1>JD1处的桩号为K1+360，转角07°00′00″，取R=2500m。
T=R*tan
=153m
L=
=305m
4.7m
1m
满足《公路路线设计规范》设计时速为80/h时平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为305m,满足最小长度100m的要求。
（5）五个基本桩号的确定如图1-1
图中: T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，a—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点。
计算过程如下所示：
JD K1+360
- T 153
ZH K1+207
+ L 305
HZ K1+512
- L/2 152.5
QZ K1+359.5
超距J=1m
故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+D／2=K1+359.5+1/2=K1+360，为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。
<2>JD2处的桩号为K2+700，转角17°00′00″半径2500m
T=R*tan =373.6m
L==741.7m
27.8m
5.5m
满足《公路路线设计规范》设计时速为80/h时平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为741.7m,满足最小长度100m的要求。
（5）五个基本桩号的确定如图1-1
图中: T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，a—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点。
计算过程如下所示：
JD K2+700
- T 373.6
ZH K2+326.4
+ L 741.7
HZ K3+68.1
- L/2 370.85
QZ K2+697.25
超距J=1m
故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+D／2=K2+697.25+5.5/2=K2+700，为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。
<3> JD3处的桩号为K3+506，转角21°00′00″，取R=2500m。
T=R*tan =463m
L==916.3m
42.6m
9.7m
满足《公路路线设计规范》设计时速为80/h时平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为916.3m,满足最小长度100m的要求。
（5）五个基本桩号的确定如图1-1
图中: T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，a—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点。
计算过程如下所示：
JD K3+506
- T 463
ZH K3+43
+ L 916.3
HZ K3+959.3
- L/2 458.15
QZ K3+501.15
超距J=1m
故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+D／2=K3+501.15+9.7/2=K3+506，为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。
<4>JD4处的桩号为K5+134，转角15°00′00″，取R=2500m。
T=(R+△R)tan+q=329m
曲线总长度
L==654.5m.
21. 6m
3.5m
满足《公路路线设计规范》设计时速为80/h时平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为654.5m,满足最小长度100m的要求。
（5）五个基本桩号的确定如图1-4
图中: T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，a—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点。
计算过程如下所示：
JD K5+134
- T 329
ZH K4+805
+ L 654.5
HZ K5+459.5
- L/2 327.25
QZ K5+132.25
外距J=3.64m
故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+D／2=K5+132.25+3.5/2=K5+134，为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。
<5>JD5处的桩号为K6+464，转角07°00′00″，取R=2500m。
T=R*tan =153m
L==305m
4.7m
1m
满足《公路路线设计规范》设计时速为80/h时平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为305m,满足最小长度100m的要求。
（5）五个基本桩号的确定如图1-1
图中: T—切线长，Ls—缓和曲线长，R—圆曲线半径，a—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线和圆曲线的交点，QZ—圆曲线中点，YH—圆曲线和缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线和圆曲线的交点。
计算过程如下所示：
JD K6+464
- T 153
ZH K6+311
+ L 305
HZ K6+616
- L/2 152.5
QZ K6+463.5
超距J=1m
故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+D／2=K6+463.5+1/2=K6+464，为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。
2.超高加宽设计
根据《公路路线设计规范》JTG D020——2006第7.6.1之规定：四段平曲线半径均大于250m，故不需要设置加宽。
根据《公路路线设计规范》JTG D020——2006第7.4.1之规定：不设置超高的圆曲线最小半径，设计时速为80km/h时为2500m，JD1、JD2、JD3、JD4、JD5半径均等于2500m，故不需设超高。
1-3、平曲线要素汇总表
2. 纵断面设计
2.1、说明
通过道路中线的竖向剖面，它是道路设计的重要设计因素之一，它主要反映路线的起伏和地面的情况，把道路的纵断面与平面图组合起来，就能够完整的表达道路的空间位置和立体线形。
在任一横断面上设计标高与地面标高之差称为该处的施工高度，施工高度的大小即决定了路堤的高度或路堑的深度。
2.2、纵断面设计
1、设计原则
（1）新建一级公路的路基设计标高采用中央分隔带的外侧边缘标高，在设有超高加宽的地段，其设计标高为设超高加宽前该处的边缘标高。
（2）纵断面图形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺，圆滑的线形，避免短距离内起伏频繁。相邻纵坡的坡度代数差小时，应尽量采用大的曲线半径。
（3）设计时速为80km/h时，最大纵坡为5%，当受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术论证，最大纵坡可增加1%，各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不畅的路段应采用不小于0.3%的纵坡，当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。
（4）设计时速为80km/h时，其最小坡长200m，最大坡长限值根据纵坡坡度的不同有不同的要求，5%时为700m，4%时为900m。
（5）变坡点处应设置竖曲线，形式为二次抛物线，因为在应用范围内和圆形几乎没有差别，所以竖曲线半径均为圆曲线半径表示。
（6）设计时速为80km/h时，凸形竖曲线半径一般最小值4500m，极限最小值1400m；凹形竖曲线半径一般最小值3000m，极限最小值1000m，竖曲线最小长度一般值170m，极限值70m，本标段所取数值均满足要求。
（7）同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线间，如直线坡段不长，应合并成单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。
（8）考虑平纵结合，平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长与竖曲线，最大合成坡度大于10.0%。在积雪或冰冻地区，合成坡度不应大于8%。
（9）纵断面设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等要求综合考虑。
2、纵坡设计方法
（1）准备工作
纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面的地面线，绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
（2）标注纵断面控制点
纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
（3）试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前后照顾，以点定线，反复比较，以先交点”几句话。
前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一坡段上。以点定线就是按照纵断面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”,初步定出坡度线，然后用三角形推平行线的方法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。
（4）调坡
调坡主要根据以下两方面进行：⑴结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。详细设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及路口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本符合、
（5）根据纵断面图核对纵坡线
核对主要在有特殊意义的横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。
（6）确定纵坡线
经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置和高程确定下来。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。
本设计综合考虑各种因素，最终确定了四条坡度线，三个变坡点。
2.3、竖曲线计算
竖曲线几何要素如下：
ω= i2-- i1
L=Rω （2-1）
式中： i1,i2——变坡点相邻两纵坡坡度（％），
R——竖曲线半径（m）
L——竖曲线长度（m）
T——竖曲线切线长（m）
E——竖曲线外距（m）
1、变坡点1
变坡点桩号为K3+300，变坡点标高为56.8m，两相邻路段纵坡为，i1=-1.0%，i2=3.0%,ω= i2-- i1 =2.0%,凹型竖曲线。取竖曲线半径R=8000m。
⑴ 算竖曲线基本要素
竖曲线长度 L=Rω=20000×1.826%=160m
切线长 T=L/2=60m
外距 E=
/2R=0.225m
竖曲线起点桩号： K3+233
竖曲线终点桩号： K3+353
⑵ 各桩点的设计标高：
K3+233 竖曲线起点处：
切线标高 56.8-60*0.0349=54.7m
设计标高 54.7m
K3+300 竖曲线中点处：
切线标高 56.8m
设计标高 56.8+0.834=57.634m
K3+353 竖曲线终点处：
切线标高 56.8+60×0.0523=59.938 m
设计标高 59.938m
K3+200
至中点距离 X=300-200=100m
切线标高 56.8+100×0.0349=60.29m
竖距 E=/2R=1002÷(2×8000)=0.625m
设计标高 56.8-0.625＝56.175m
K3+400
至中点距离 X=400-300=100m
切线标高 56.8+100×0.0523=62.03m
竖距 E=/2R=1002÷(2×8000)=0.625m
设计标高 56.8+0.625=57.425m
2、变坡点2
变坡点桩号为K4+900,变坡点标高为81.8m，两相邻路段纵坡为i1=3.0%，i2=－5.0%,ω= i2-- i1 =－8.0%，凸型竖曲线。取竖曲线半径R=12000m。
⑴ 算竖曲线基本要素
竖曲线长度 L=Rω=12000×8.0%=960m
切线长 T=L/2=960/2=480m
外距 E=/2R=4802/（2×12000）=9.6m
竖曲线起点桩号：K4+420
竖曲线终点桩号：K5+380
⑵ 各桩点的设计标高：
K4+420 竖曲线起点处：
切线标高 81.8－480×0.0523=56.696m
设计标高 56.696m
K4+900 竖曲线中点处：
切线标高 56.696m
设计标高 56.696－1.154=55.542m
K5+380 竖曲线终点处：
切线标高 56.696+480×0.087=71.632m
设计标高 71.632m
3、变坡点3
变坡点桩号为K6+170,变坡点标高为54.0m，两相邻路段纵坡为i1=－5%，i2=2.0%,ω= i2-- i1 =7.0%,设一凹型竖曲线，取竖曲线半径R=8000m。
⑴ 算竖曲线基本要素
竖曲线长度 L=Rω=8000×7.0%=560m
切线长 T=L/2=560/2=280m
外距 E=/2R=2802/（2×8000）=4.9m
竖曲线起点桩号： K5+990
竖曲线终点桩号： K6+350
⑵ 各桩点的设计标高：
K5+990 竖曲线起点处：
切线标高 54.0+280×0.087=78.36m
设计标高 78.36m
K6+170 竖曲线中点处：
切线标高 78.36m
K6+350 竖曲线终点处：
切线标高 54+480×0.0302=69.36 m
设计标高 69.36 m
3. 横断面线形设计
横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。公路一条行车带内一般包括两条以上车道。高速公路和一级公路有四条以上车道，以中央分隔带将上、下行车道分开或做成分离式路基，每侧在划分快车道、慢车道。
3.1 横断面设计的步骤
(1) 首先将设计路线两旁各20米与中桩高程差从1：2000的电子地形图上读出。
(2) 根据设计高程和实际高程确定填挖高程，再结合纵断面设计要求和边沟排水设计要求绘出横断面图，（具体设计依据和原则见《路基设计说明》）。
3.2、横断面设计
1、横断面设计
一级公路，设计时速800km/h，车道宽度取3.75m。
一级公路，设计时速80km/h，中央分隔带宽度取2.00m，左侧路缘带宽度取0. 5m，中间带宽度取3.0m。
高速公路、一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带,其宽度为0.50m。
一级公路，设计时速80km/h，右侧硬路肩宽度取2.50m，土路肩宽度取0.75m。
一级公路，设计时速80km/h，四车道，路基宽度取24.5m。
按规范JTJD20-2006：
按6.3.3条，中央分隔带开口间距视需要而定，最小间距不小于2km，分隔带宽度大于或等于3m时，开端部形状宜采用弹头形状。
按6.4.3条，高速公路、一级公路右侧硬路肩宽度小于2.5m，应设紧急停车带，本设计中硬路肩宽度2.5m，所以不设停车带。
根据以上数据，本设计横断面如图所示：
3、路拱坡度
路拱坡度一般应采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜，按公路路基设计规范，路基坡度值取i=2.0%。路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。
4、路基边坡坡度
由《公路路基设计规范》得知，当H<8m（上部高度）时，路基边坡按1：1.5设计。当H≤12m（下部高度）时，路基边坡按1：1.75设计。
5、护坡道
护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离、减少边坡平均坡度。护坡越宽越有利于边坡稳定，但最少为1m。通常护坡道宽度D与边坡高度H有关，当H≥3m时，D=1m；H=3~6m，D=2m； H=6~12m，D=2~4m。
6、边沟设计
查《公路路基设计规范》得边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0~1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：2~1：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处山岭重丘区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.4m，深0.4m，内侧边坡坡度为1：1。