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1设计原始资料和依据
宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。
至元明清之县学一律循之不变。
明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。
到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。
其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。
而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。
“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。
于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。
在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。
1.1设计原始资料
“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。
只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。
《孟子》中的“先生何为出此言也？
”；《论语》中的“有酒食，先生馔”；《国策》中的“先生坐，何至于此？
”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。
其实《国策》中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。
可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。
看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。
称“老师”为“先生”的记载，首见于《礼记?
曲礼》，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。
地形、地貌
一般说来，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
杨士勋（唐初学者，四门博士）《春秋谷梁传疏》曰：
“师者教人以不及，故谓师为师资也”。
这儿的“师资”，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。
《韩非子》也有云：
“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。
这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形，但仍说不上是名副其实的“教师”，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。
路线区位于南秦岭东段山区，北部为中低山，南部为低山丘陵和河谷阶地，地势总体北高南低，地形起伏较大，海拔在650-1460m之间，相对高差约800m。
地貌单元可划分为流水切割褶皱-断块中山地貌，流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌，剥蚀低山-丘陵地貌和河谷阶地地貌四种类型。
流水切割褶皱-断块中山地貌单元位于杨岩至下官坊段，山脊线连续，山坡多为陡坡，沟谷狭窄，多呈V型，局部呈U型，海拔820-1460m，相对高差350-500m；流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌单元位于下官坊至王家坪段，山坡多为陡坡和中坡，沟谷较狭窄，多呈U型，海拔680-1300m，相对高差280-350m；剥蚀低山-丘陵地貌单元位于王家坪至高家村段，山岭低缓，山坡多为缓坡，沟谷呈U型，海拔670-880m，相对高差110-220m；河谷阶地地貌单元位于高家村至赵家村段，地形开阔平缓，河床较宽，一、二级阶地发育，海拔650-780m，相对高差20-30m。
地质、地震、气候、水文等自然地理特征
（1）地层岩性
路线区出露第四系全新统、上更新统、中更新统，第三系下统山阳组，泥盆系上统桐峪释寺组、下统青石垭组和池沟组、牛耳川组地层。
（2）地质构造
路线区位于秦岭复合造山带中段南秦岭造山带构造单元，北侧为北秦岭造山带，两构造单元以黑山断裂为界。
属南北秦岭造山带拼接段和南秦岭造山带内，褶皱、断裂发育，地质构造复杂。
南秦岭造山带由新元古界耀领河岩组变质过度基底和震旦系—石炭系沉积盖层组成，基底为太古界。
岩浆活动较发育，以海西期闪长岩、印支期花岗岩为主。
为叠瓦式推覆—褶皱构造带。
断裂构造以东西向为主，北西向、北东向次之，南北向局部发育。
路线区主要地质构造有东西纬向构造体系、南北向构造和山阳红盆地。
东西纬向构造体系是区域内主要构造，其次级构造单元包括三十里铺断褶带、庙咀子-扁石河断裂-岩浆岩带和西芦山-桐峪寺复式向斜。
主要断裂有庙咀子-西牛槽（老）断裂带、庙咀子-扁石河断裂带、沙河湾-九台字断褶带、刘岭槽-黑山断裂带和碾盘村-晚阳沟断裂，主要褶皱有王庄-桐峪寺褶皱带和崔家沟-九岔沟褶皱带。
南北向构造主要位于路线区西侧，包括原子街-耳扒沟带、大圣岭-雷家沟断裂带、大圣岭-冯家沟断裂带和扫帚沟-韩家山沟向斜。
山阳红盆地位于山阳县河南北，盆地经喜山运动隆起，形成宽缓褶曲。
（3）工程地质
该区属秦岭造山带，地质单元多，构造活动强烈，晚近构造作用，使秦岭山脉不断抬升，河谷切割加剧，地势陡峻，地貌类型复杂，岩体类型多样，稳定性差。
由于自然条件差异，本区基岩区风化程度高，基岩表层破碎强烈，松散堆积层非常广泛，构成滑坡、泥石流等自然灾害多发区，并具有活动性强、频次高、危害大等特点。
沿线的不良地质现象主要有崩塌、滑坡、泥石流、软弱地基等类型。
（4）水文地质
路线区除下桃源2#隧道属丹江流域麻池河水系外，其余隧道属汉江流域金钱河水系，涉线的主要河流为麻池河、西河、甘河和县河，县河为金钱江支流，发源于山阳县鹃岭，由东向西汇聚桐木沟河、甘河、西河、峒峪河后，在色河铺附近与二峪河相汇，折而向南汇入金钱河。
西河、甘河为县河支流，流向由北向南，次级支沟众多。
中山区河道狭窄，比降较大，低山区河道较宽阔，比降较小；南段主要沿县河河谷布设，河床宽阔平缓，比降小。
县河及麻池河、西河、甘河均常年流水，枯水期流量较小，丰水期流量较大，汛期流量骤增，易形成洪水灾害。
①地下水主要类型
本区地下水主要类型可分为以下3类：
潜水为最发育类型之一，是形成地表水径流的主要来源，赋存状态与第四纪松散堆积层特征有关。
基本埋深为15～20m，本区第四纪松散堆积层分布相对较少，厚度一般≤20m，主要由冲积、洪积层、一级阶地和少部分高阶地（二级或二级以上阶地）、坡积、残坡积组成。
富水性在冲、洪积层中最好，阶地次之，坡积、残坡积中较差。
基岩中潜水多赋存在风化壳或破碎构造岩中，比土体的富水性要差。
上层滞水形成于各类基岩岩体和构造破碎岩体风化带中，属大气降水受局部隔水层所阻，停滞于不同岩体、土体及风化层中所形成。
富水性受气候（降水）、地形地貌、岩性及构造发育程度等因素控制。
富水性中等。
承压水在工作区主要表现为泉水，与区域断裂结构、裂隙、节理构造、顺层剪切构造等密切相关，埋深较潜水、上层滞水要深。
发育于山地断裂破碎带中的众多泉水，均属承压水。
另外花岗质岩石、变质火山岩中的裂隙水也可形成承压水。
承压水活动可导致岩体溶解、蚀变、风化及组构上的变化，造成岩体类别降低，形成软体岩石而不稳定。
②地下水补给、径流和排泄
路段内地下水主要流迳于地表河道，主要补给源为大气降水，水体的丰沛和枯萎与大气降水的多寡成正比。
本路段位于秦岭南坡，水系的分布走向基本取向南北，地表水流向自北向南，地下水总体径流方向呈东北向西南流入金钱河，再归入汉江。
地表水接受了大量大气降水后由地表快速下渗到岩层空隙和裂隙，沿裂隙和层隙自高向低排入河谷，后以泉水（多以下降泉）形式排出。
受补、径、排条件的综合控制，路段内基岩裸露，剥蚀和切割强烈，地下水的化学成分复杂多变。
由于区内地形较陡，水力坡度大，地下水径流流程较短，水交换循环迅速，溶滤作用强烈，矿化作用相对微弱，致使区内出现单一低矿化度的重碳酸—钙（HCO3-Ca）型水。
次为重碳酸—钙型和重碳酸—钠、钙型水（HCO3—Na，HCO3—Na。
Ca）。
形成低矿化度（≤1）的淡水资源。
除上述类型水化学成分外，还有HCO3。
SO4——Ca。
Mg（Mg.Ca）型、HCO3。
SO4—Ca。
Na型。
（5）地震
本区处于我国大陆地壳内古板块地体拼接的地带。
有记录的地震活动，一般都与活动断裂，特别是形成并控制盆地的地体拼合带继承性活动断裂相关。
据陕西活动性断裂与地震震中分布图（1980）显示，区内规模较大的活动性断裂有7条（F1—F7），走向主要呈东西和北西西向，属板块边界和区域性深大断裂带，新生代以来有明显活动。
这些断裂带与主干断裂的截切部位是潜在地震的多发区。
地震灾害对该段公路建设和防护影响不大，但不能忽视活动断裂带及其所造成的岩石破碎和诱发的其他地质灾害。
业主已安排进行地震安全性评价工作，有关断裂的活动性和地震参数以地震安全性评价结果为准。
（6）气象
路线地处山区，气候垂直变化较大，区内河谷年平均气温11～14℃，一月平均气温0.5℃，七月平均气温25.6℃，极端最高气温37.1～40.8℃，极端最低气温-12.1～-18℃，年平均降雨量750～850毫米，50%的降水集中于七、八、九三个月，夏多暴雨，间有春、伏旱，秋有连阴雨。
山区气温相对河谷区较低。
（7）水文
本项目区域属于汉水流域，区内一级支流水系为乾佑河、金钱河和丹江，大部分河段弯度较大，落差明显，省内金钱河年平均流量37.1立方米/秒，最大洪峰量2040立方米/秒，最小枯水流量3.26立方米/秒。
路线沿线河流主要有南秦河、赤水峪、西河和县河。
南秦河年平均流量49.6立方米/秒，最大洪峰量1790.2立方米/秒，最小枯水流量13.7立方米/秒；赤水峪年平均流量8.3立方米/秒，最大洪峰量299.2立方米/秒，最小枯水流量2.3立方米/秒；西河年平均流量31.2立方米/秒，最大洪峰量866.6立方米/秒，最小枯水流量9.4立方米/秒；县河年平均流量66.7立方米/秒，最大洪峰量1856.4立方米/秒，最小枯水流量20.1立方米/秒。
沿线筑路材料、水、电等建设条件
（1）沿线筑路材料
沿线筑路材料比较丰富，四季宜采，运输方便，以购买为主。
对于外购和内采材料，分别调查了其类型、储量、价格、运距等资料，并与协作单位签定了书面协议。
在两阶段外业勘察过程中已选取样品进行室内材料物理力学性质和混合料配合比设计试验。
（2）水
路线所经处有南秦河、赤水峪、西河、县河等天然河流，水质纯净，对混凝土无侵蚀性，供应充足，均可作为工程用水。
（3）电
沿线电力情况供应良好，110KV、35KV、10KV输电线路基本沿路线走向布设，具体工程用电可与地方电力部门协商解决。
同时建议施工单位也要准备一定量的自发电，以备急需。
交通量资料
拟定建设一条干线公路，设计起始年交通量见表1
表1-1交通量表
车型
小汽车
黄河JN360
长征XD160
解放CA10B
太脱拉138S
交通量（辆/日）
2000
800
700
650
500
预测交通量增长率为6%。
1.2设计依据
批准的设计任务书、地质勘测报告、地形图
2、《公路路线设计规范》（JTJD20—2019）
3、《公路沥青路面设计规范》（JTGD50－2019）
4、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2019）
5、《公路排水设计规范》（JTJ018－2019）
6、《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034－2000）
7、《公路自然区划标准》（JTJ001－1986）
8、《公路路基设计规范》（JTGD30－2019）
9、《公路路基设计手册》
10、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2019）
11、《内河通航标准》
12、《公路工程技术标准》（JTGB01－2019）
13、《公路路基施工技术规范》（JTJ033-1995）
14、《公路隧道设计规范》（JTJD70-2019）
2路线设计
2.1路线方案的拟定与比选
2.1.1平面选线的原则
1应针对路线所经地域的生态环境、地形、地质的特性与差异，按拟定的各控制点由面到带、由带到线，由浅入深、由轮廓到具体，进行比较、优化与论证，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。
3路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，运营费用省，效益好，并有利于施工和养护。
在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。
4选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。
一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。
当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。
5选线应重视环境保护，并同当地自然景观相协调。
注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。
6注意道路与农田水利的关系，合理考虑占用良田或修建高架桥之间的关系，严格保护农用耕地。
7在选线时应注意平、纵、横面的相互间组合与合理配合，做到线形美观，杜绝不利线形的组合。
2.1.2路线经过地区的自然特点
1山区等高线复杂密集，山高谷深，坡陡流急，地形曲折，路线平纵横三方面都受到约束。
2沿线横跨丹江，江面较宽，且沿线有大片软滩地，需对基础进行处理或修建较大跨径桥梁。
3公路走向与等高线垂直，加之等高线密集，要进行隧道的建设，所以在选线时要尽量选择山体稳定好的地段，以考虑隧道的稳定性。
4根据设计原始资料，沿线地段岩石风化严重，易发生坍塌、泥石流等不良地质作用，在选线时应尽量避开，若必须经过时，在隧道设计及高挖方路段应注意岩体加固措施，提高围岩或边坡的稳定性。
在选线时，要综合考虑隧道、桥梁、公路三者的关系，对公路经济性、线形的技术指标及美观程度等进行充分比较，并充分考虑沿线的岩层状况，避开不良地段，并必要时进行有效合理的加固防护处理，同时要考虑到跨江的问题。
2.1.3方案的拟定与比选
根据地形地势的变化，路线初步可以定为一下两个方案，如图2-1。
图2-1方案比选图
方案一：
从起点出发，经过一段长L=308.918m的直线，接缓和曲线，之后相连第二个缓和曲线，再经过长L=808.489m的直线，相连缓和曲线，过一座长239.25m的桥，再经过穿过长179.248m的隧道到达终点。
方案二：
从起点出发，经过包含159米桥的直线段相接一个缓和曲线，再由直线到达
终点之间有105m的桥以及85m的隧道。
由于地形限制，隧道、桥梁的设计不可避免，所以两个方案的共同点在于都有一部分路段都由桥隧代替，不同点在于线形、拆迁、占地等都有所差异，具体比较见表2-1。
表2-1平面选线比选表
方案一
方案二
平面线形
直线→缓和曲线→缓和曲线→直线→缓和曲线→直线
直线→缓和曲线→直线→缓和曲线→直线
房屋拆迁
拆迁较少，对人们正常生活影响较小。
开始直线段从村庄经过，拆迁较多，对人们正常生活会造成干扰。
占用耕地
部分占用耕地
开始段占用部分耕地，后面占用较多。
里程
3022.314m
2897.86m
优点
房屋拆迁少，占用耕地少。
线形较好，里程相对较短。
但拆迁和占用耕地面积大，设计多处平面交汇。
缺点
线形叫复杂。
线路从村庄穿过，拆迁多，且会把村庄分开，给人们带来不便，需架桥梁较长，占用耕地面积大。
由以上对比表格可以看出，两个方案都各有优缺点，所需经费情况相差不大，但相比而言，方案一对当地人们的正常生活影响较小，从修路为人服务的终极目标考虑，选择方案一为最终方案。
2.2路技术等级确定
根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2019），确定公路等级的各种汽车代表车型和车辆折算系数规定如表2-2。
表2-2汽车折算系数
汽车代表车型
车辆折算系数
说明
小客车
1.0
≤19座的客车和载质量≤2t的货车
中型车
1.5
＞19座的客车和载质量＞2t～≤7t的货车
大型车
2.0
载质量＞7t～≤14t的货车
拖挂车
3.0
载质量＞14t的货车
交通量资料与汽车折算系数如表2-3
车型
小汽车
黄河JN360
长征XD160
解放CA10B
太脱拉138S
交通量（辆/日）
2500
800
900
1000
700
1.0
3.0
2.0
1.5
2.0
表2-3交通量资料与汽车折算系数
交通量可按公式2-1计算
（2-1）
式中：
——远景设计年平均日交通量（辆/日）；
——起始年平均日交通量（辆/日）；
——年平均增长率（%）；
——远景设计年限。
此道路设计年限为15年，预测交通量增长率为6%，则
根据公路路线设计规范JTJD20-2019，四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000-30000辆，故本路段可设计为四车道一级公路，设计车速为80km/h。
2.3道路技术标准的确定
根据2.2节道路技术等级确定为山区四车道一级路，时速80km/h。
根据道路具体情况及相关规范，确定道路的各项技术指标如表2-4
表2-4设计道路技术指标
序号
项目
单位
主要技术指标
1
设计车速
km/h
80
2
路基宽度
一般值
m
24.5
最小值
21.5
3
平曲线
半径
一般值
m
400
极限值
250
不设超高最小半径
路拱≤2.0%
m
2500
路拱>2.0%
m
3350
4
平曲线最小长度
m
140
5
缓和曲线最小长度
m
70
6
最小纵坡
%
0.3
7
最大纵坡
%
5
8
最小坡长
m
200
9
相应纵坡的最大坡长
3%
m
1100
4%
900
5%
700
<3%
不限制
10
停车视距
m
110
11
竖曲线
半径
凸形
一般值
m
4500
极限值
m
3000
凹形
一般值
m
3000
极限值
m
2000
12
竖曲线长度
一般值
m
170
最小值
70
12
平曲线最大超高
%
8
2.4道路平面设计
2.4.1平面线形设计一般原则
1平面线型应直接、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
2各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并宜选用较大的圆曲线半径。
转角过小时，应调整平面线形。
当不得已儿设置小于7º的转角时，则必须按规定设置足够长的曲线。
3两同向圆曲线间应设有足够长度的直线，否则应调整线形设置为但曲线或复曲线。
4线形设计除应符合行驶力学要求外，还应考虑用路者的视觉、心理与生理方面的要求，以提高汽车行驶的安全性、舒适性与经济性。
5保持平面线形的均衡与连贯，且应避免连续急弯的线形。
2.4.1缓和曲线的确定
缓和曲线是道路平面线性要素之三，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线，缓和曲线的设置有以下作用：
（1）曲率连续变化，便于车辆遵循；
（2）离心力连续变化，旅客感觉舒适；
（3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳；
（4）与圆曲线配合得当，增加线形美观。
2.4.2.1回旋线作为缓和曲线
由于汽车从直线进入圆曲线（或相反）时，其行驶轨迹的弧长与曲线的曲率半径之乘积为一常数。
这一性质与数学上的回旋线正好相符，所以回旋线是公路路线设计中做常用的一种缓和曲线。
回旋线的基本公式为式（2-2）。
（2-2）
式中A——表征回旋线曲率变化缓急程度的参数；
R——回旋线所连接的圆曲线半径；
——回旋线型的缓和曲线长度。
2.4.2.2缓和曲线最小长度的确定
由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度，以使司机能从容地操纵方向盘。
这样乘客感觉舒适，道路线形美观流畅，圆曲线上的超高也能在缓和曲线段内比较合理地完成，所以，应当规定缓和曲线的最小长度。
为此，可以从以下几方面考虑：
1）旅客感觉舒适
从旅客感觉舒适方面考虑缓和曲线最小长度可按式（2-3）计算
（m）（2-3）
式中
通常
称为“缓和系数”，在公路上建议
，高速公路通常采用
，最大为
。
对于一般道路的取值原则是：
高速路要小些，低速路大些，山岭区大些；路段上小些，交叉口大些。
本路段为山区一级公路，可取
。
所以，
2）超高渐变率适中
一般情况下，在缓和曲线段设有超高缓和段，如果缓和曲线太短则会因路面急剧地由路拱双坡断面变为超高单坡断面而形成一种扭曲的路面。
《公路路线设计规范》规定了适当的超高渐变率，由此可导出计算缓和曲线最小长度的公式（2-4）
（m）（2-4）
式中B——道路超高横断面旋转轴至车行道路缘带外侧边缘的宽度，m；
——超高横坡度与路拱横坡度的代数差；
P——适当的超高渐变率，及旋转轴线与车行道外侧边缘之间的相对坡度。
本设计中，取B=10.5m，p=1/100，超高坡度为4%，路拱坡度取2%，则
3）行驶时间不过短
一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s，即缓和曲线最小长度应保证3s行程，所以考虑行驶时间不过短的因素，缓和曲线最小长度可按式（2-5）确定：
（m）（2-5）
所以，
（m）
《公路工程技术标准》规定时速80km/h的一级公路缓和曲线最小长度为70m，结合以上三点考虑，缓和曲线的最小长度应为70m。
2.4.2.3回旋曲线参数的确定
在一般情况下，表征回旋线曲率变化缓急程度的参数A值愈大，回旋线的弯曲度愈缓，回旋线的整体也愈大。
因此，有必要对其参数的最小允许值做出规定。
根据对缓和曲线最小长度确定的计算，从旅客感觉舒适、行驶时间不过短、超高变化率适中三方面考虑，根据式（2-2）
根据现行顺适与美观的要求，按圆曲线的半径R的大小来确定缓和曲线最小参数。
从适宜的缓和曲线角β=3°~29°这一区间可以推导出合适的A值关系为：
（2-6）
式（2-6）只是用于R再某种范围内，当R在100m左右时，通常A=100m；如果R小于100m，则选择A等于或大于R。
反之，在圆曲线较大时，可选择A在R/3左右，如R超过了3000m，既是A小于R/3，在视觉上也是没有问题的。
平面线要素的计算
1、计算图示：
图2-2平面线要素图
2、计算公式：
（2-7）
（2-8）
（2-9）
（2-10）
（2-11）
（2-12）
式中
；
T—切线长，m；
L—曲线长，m；
E—外距，m；
R—圆曲线半径，m；
α—转角，°。
3、三段平曲线要素计算结果见表2-3
表2-5平曲线几何要素表
桩号
R（m）
α
L（m）
T（m）
E（m）
JD1
K0+308.918
400
33°
130.65
100
168.91
18.31
JD2
K0+638.57
450
54°
322.97
80
269.87
55.85
JD3
K1+930.032
550
49
327.64
150
330.80
58.14
其中，
满足条件。
逐桩坐标表计算结果见表2-4
表2-4逐桩坐标表
桩号
X坐标
Y坐标
桩号
X坐标
Y坐标
K0+000
3702409.064
514606.328
K1+000
3701910.433
515450.876
K0+020
3702393.521
514618.914
K1+050
3701891.42
515497.12
K0+040
3702377.978
514631.501
K1+100
3701872.407
515543.364
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