道路勘測課程設(shè)計計算說明書2

1、 道路勘測課程設(shè)計報告書 姓名： 王偉偉 專業(yè)： 交通工程 年級： 2010級 學(xué)院： 建筑工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 張晉玉 2013年10月一、設(shè)計課題：山區(qū)公路路線設(shè)計二、設(shè)計內(nèi)容：按計劃任務(wù)書指定控制點進(jìn)行紙上定線，縱、橫斷面設(shè)計，土石方計算與調(diào)配以及方案技術(shù)指標(biāo)論證分析三、設(shè)計總說明1、目的和要求：通過本次課程設(shè)計，要求熟悉公路設(shè)計規(guī)范，理解、掌握道路勘測設(shè)計的基本概念，綜合運用本課程和其他有關(guān)課程的基本知識和基本操作技能，使所學(xué)知識進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展；學(xué)習(xí)道路路線設(shè)計的一般方法和步驟。通過設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生初步具備正確的設(shè)計思想和動手的能力，使學(xué)生具有初步的工程設(shè)計概念；培養(yǎng)學(xué)生具備道路

2、路線設(shè)計的基本技能。根據(jù)設(shè)計所給資料，進(jìn)行平、縱、橫斷面設(shè)計及其組合處理，完成土石方計算與調(diào)配，編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表、路基設(shè)計表、路基土石方數(shù)量計算表；進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)類型選擇，并確定各結(jié)構(gòu)層的合理厚度。2、工程概況：本路為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線，主要為解決解放牌汽車運輸問題，現(xiàn)年平均交通量990輛0.5-1.0米風(fēng)化土層外，下部為石灰?guī)r，地下水位一般較深對路基與邊坡穩(wěn)定影響不大。四、道路參數(shù)1、道路技術(shù)等級的確定查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)）及其他相關(guān)資料，解放牌汽車以小客車為標(biāo)準(zhǔn)的折算系數(shù)為：1.5（包括：19座的客車和載質(zhì)量27t的貨車）。當(dāng)設(shè)計年限為10年，遠(yuǎn)景設(shè)計年平

3、均交通量：式中：遠(yuǎn)景設(shè)計年平均日交通量，輛/日； 預(yù)測初年平均日交通量，輛/日； 交通量年平均增長率，%； n遠(yuǎn)景設(shè)計年限。查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雙車道三級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為20006000輛。本設(shè)計路線折合成小客車的遠(yuǎn)景設(shè)計年平均日交通量為2847輛，綜合考慮公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)，確定該公路等級為三級公路。 設(shè)計車速為40km/h，路基寬度為7.5m2、公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的擬定本路段按三級公路標(biāo)準(zhǔn)測設(shè)，設(shè)計車速40km/h，測設(shè)中在滿足公路路線設(shè)計規(guī)范及在不增加工程造價的前提下，充分考慮了平、縱、橫三方面的優(yōu)化組合設(shè)計，力求平面線型流暢，縱坡均衡，橫斷面合理，以達(dá)到

4、視覺和心理上的舒展。3、平面設(shè)計技術(shù)指標(biāo)（1）圓曲線最小半徑 圓曲線最小半徑分為極限、一般和不設(shè)超高的最小半徑，平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此規(guī)范規(guī)定了一般最小半徑。當(dāng)圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置與直線路段相同的路拱橫坡。圓曲線半徑要求如表1所示表1 圓曲線半徑要求 技術(shù)指標(biāo)三級公路一般最小半徑 (m) 100極限最小半徑 (m) 60不設(shè)超高最小半徑(m)路拱600路拱800（2）圓曲線最大半徑選用圓曲線半徑時，在地形條件允許的條件下，應(yīng)盡量采用大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設(shè)不利，所以圓曲線半徑不可大于10000米。（3）緩和曲線技術(shù)要求

5、緩和曲線的最小長度一般應(yīng)滿足以下幾方面：離心加速度變化率不過大;控制超高附加坡度不過陡;控制駕駛員操作反應(yīng)時間不過短;滿足視覺要求;因此，規(guī)范規(guī)定：山區(qū)三級公路緩和曲線最小長度為35m。一般情況下，在直線與圓曲線之間，當(dāng)圓曲線半徑大于或等于不設(shè)超高圓曲線最小半徑時，可不設(shè)緩和曲線。（4）平曲線要素的確定 根據(jù)汽車行駛在曲線上力的平衡式得： 式中：v-行車速度（km/h）; -橫向力系數(shù)； -超高橫坡度。五、道路平面設(shè)計1、選線原則（1）在道路設(shè)計的各個階段，應(yīng)運用各種先進(jìn)手段對路線方案作深入、細(xì)致的研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。（2）路線設(shè)計應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的

6、前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時，應(yīng)盡可能的采用較高的技術(shù)指標(biāo)。不輕易采用極限指標(biāo)，也不應(yīng)為了采用較高指標(biāo)而使得工程量過分增大。(3) 選線應(yīng)能滿足國家或地方建設(shè)對路線使用任務(wù)、性質(zhì)的要求，保證路線能夠加強(qiáng)居民區(qū)特別是經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的之間的聯(lián)系，同時也應(yīng)注意同農(nóng)田等基本建設(shè)相配合，盡量少占用農(nóng)田，避免可多的拆遷工程。(4) 在選線過程中，對嚴(yán)重不良地質(zhì)路段，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼及排水不良等特殊地區(qū)，應(yīng)慎重對待，一般情況下應(yīng)設(shè)法繞避，如必須穿過時，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。2、 紙上定線（1）定導(dǎo)向線：

7、確定路線方案：通過觀察地形圖，了解地形情況，大致確定路線走向。定勻坡線：根據(jù)本地形圖等高線間距2m及選用平均坡度5%，按a=h/i計算出展線平距a=2cm，使卡規(guī)的開度為2cm，用兩腳規(guī)從起始點（k0+000）開始定勻坡線到終點。定導(dǎo)向線：通過勻坡點連線，使折線盡量靠近勻坡線，剪裁一小塊硫酸紙，在其上畫出若干半徑不等的圓，在折線中卡圓，選定一個半徑的圓，使導(dǎo)向點盡可能多在圓上，通過計算選擇緩和曲線形式并初步定出導(dǎo)向線。（2）修正導(dǎo)向線1）平面試線穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計的要求，然后“以點連線，以線交點”的辦法平面試線，反復(fù)試線，最后確定出初定交點。敷設(shè)曲線：

8、滿足線形設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，選取且注明各彎道的圓曲線的半徑，緩和曲線的長度等。讀取交點坐標(biāo)計算或直接量測得到交點處路線轉(zhuǎn)角和交點間距，定圓曲線半徑和緩和曲線長度，計算曲線要素及曲線里程樁號。曲線要素計算內(nèi)移值：p=ls*ls/24*r-ls4/2384*r3切線增長值：q=0.5*ls-ls3/240/r2切線長 t=（r+p）*tan a/2+q平曲線長：l=ra+ls外距：e=(r+p)*sec a/2-r切曲差 ：d=2t-l由公式帶入數(shù)據(jù)得各交點的平曲線要素計算如表2主點樁里程推算設(shè)有緩和曲線的平曲線有五個主點樁位，分別是zh、hy、qz、yh、hz，里程

9、推算如下： jd- th zh+ ls hy + ly(=lh-2ls) yh + ls hz - lh/2 qz + dh/2=jd交點號jdzhhyqzyhhz18894967.58612622061231631962292693469405445462.68480.36520.364548.36489.36529.36539.36549.36589.365743.36635.36675.36649.36703.36743.366783.36676.36716.36729.86743.36783.367963.36827.36867.36895.36923.36963.3681043.36

10、904.36944.36973.861003.361043.3691343.361126.361166.361244.861313.361353.36101713.361594.861634.861654.361673.361713.36111953.36 主點樁里程計算如下表：2）設(shè)計理想縱斷面在平面試線的基礎(chǔ)上，在平面圖上截取各控制點及地形變化特征點樁號及地面高程，點繪出粗略縱斷面地面線（見附圖縱斷面設(shè)計草圖），進(jìn)行理想縱坡設(shè)計3） 一次修正導(dǎo)向線 在平面試線哥樁的橫斷面方向上點出與概略設(shè)計高程相應(yīng)的點，即一次修正導(dǎo)向線（3）具體定線檢查各技術(shù)指標(biāo)是否滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtgb01-2

11、003）要求，及平曲線位置是否合適，不滿足時應(yīng)調(diào)整交點位置或圓曲線半徑或緩和曲線長度，直至滿足為止。根據(jù)給定的等高線地形圖，采用紙上定線的方法研究路線的可能方案，并經(jīng)過比較論證確定最后路線方案。此次設(shè)計路線為山區(qū)三級公路，初定勻坡度為5%。選線中涉及到一處埡口的選擇問題。在綜合考慮了埡口位置與路線走向一致，埡口高程較低利于展線等各因素后選擇適合埡口。路線依行經(jīng)地區(qū)的地貌地質(zhì)和地形特征，可能有越嶺線、山坡線、山脊線，此時可根據(jù)地形圖研究可能的路線布局型式。山區(qū)公路的選線應(yīng)按：全面布局、逐段安排路線、具體定線三個步驟進(jìn)行。 六、道路縱斷面設(shè)計為使道路上行車快速、安全和通暢，希望道路縱坡設(shè)計的小一些

12、為好。但是，在長路塹、以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的縱坡，一般情況下以下小于0.5%為宜。為了保證行車安全、舒適以及視距的需要，在變坡處設(shè)置豎曲線。豎曲線的主要作用是：緩和縱向變坡處行車動量變化而產(chǎn)生的沖擊作用，確保道路縱向行車視距；將豎曲線與平曲線恰當(dāng)?shù)亟M合，有利于路面排水和改善行車的視線誘導(dǎo)和舒適感。 豎曲線技術(shù)指標(biāo)主要有豎曲線半徑和豎曲線長度。凸形的豎曲線的視距條件較差，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)陌霃揭员ＷC安全行車的需要。凹形的豎曲線，視距一般能得到保證，但由于在離心力作用下汽車要產(chǎn)生增重，因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)陌霃絹砜刂齐x心力不要過大，

13、以保證行車的平順和舒適。1、縱坡設(shè)計的一般要求(1)縱坡設(shè)計必須滿足標(biāo)準(zhǔn)中的各項規(guī)定與要求。(2)為保證車輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用規(guī)范中的極限縱坡值，并留有一定的余地。 (3)設(shè)計應(yīng)對沿線地形、地質(zhì)、水文、地下管線、氣候和排水等進(jìn)行綜合考慮，并根據(jù)需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。(4)一般情況下縱坡設(shè)計應(yīng)盡量減少土石方及其它工程數(shù)量，以降低工程造價和節(jié)省用地。(5)山嶺重丘區(qū)的縱斷面設(shè)計應(yīng)考慮縱向填、挖平衡，盡量使挖方作為就近路段的填方，以減少借方和廢方；山區(qū)的縱斷面設(shè)計應(yīng)滿足最小填土高度的要求，以保證路基的穩(wěn)

14、定性。(6)高速公路和一級公路，應(yīng)考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求；低等級公路，應(yīng)注意考慮民間運輸、農(nóng)業(yè)機(jī)械等方面的要求。2、最大縱坡設(shè)計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789各級公路最大縱坡的規(guī)定見下表所示 3、平、縱組合的基本要求 1)平包豎 。2)平曲線與豎曲線對應(yīng)關(guān)系曲中點與變坡點相重合最好；錯開不超過平曲線的1/4 時較好，超過其 1/4時很差；豎曲線起終點分別置于兩條緩和曲線上。3)平、豎曲線半徑均較小時不宜重合。4)平、豎曲線半徑大小要均勻。5)選擇適宜的合成坡度，一般最大合成坡度不大于8%，最小坡度不宜小于0.5%。4、縱面線形設(shè)計中應(yīng)注意避

15、免的組合：1)除v60km/h避免凸凹豎曲線插入小半徑平曲線。2)避免豎曲線與反向平曲線的變曲點相重合。3)在長直線或長平曲線內(nèi)，盡量設(shè)計成直坡線。4)避免片面上的變向點比擬面上變坡點多。5)避免小半徑豎曲線與回旋曲線相重合。6)避免小半徑豎曲線與回旋線相重合的線形。7)避免在長直線上設(shè)置長的下坡凹形曲線路段。5、豎曲線要素計算豎曲線要素計算公式如下：l=rw t=l/2 e=0.5*t2/r h=0.5*l2/r表8 豎曲線上各樁設(shè)計高變坡點樁號切線高縱坡切圓高差設(shè)計高1k0+1231.36209.70.033 0209.7k0+1300212.040.033 0.03 212.01k0+1

16、313.86212.5 0.033 1.1 211.4k0+1350211.7-0.022 0.217 211.48k0+1396.36210.7-0.022 0210.72k0+1484.36206-0.063 0206k0+1580200-0.063 1.5201.5k0+1674.86194-0.063 6.04200.48k0+17902020.0642.2 204.2k0+1865.36206.20.064 0206.2七、道路橫斷面設(shè)計道路橫斷面設(shè)計的基本要求： 公路橫斷面設(shè)計應(yīng)最大限度地降低路堤高度，減小對沿線生態(tài)的影響，保護(hù)環(huán)境，使公路融入自然。條件受限制不得已而出現(xiàn)高填、深挖

17、時，應(yīng)同架橋、建隧、分離式路基等方案進(jìn)行論證比選。 路基斷面布設(shè)應(yīng)結(jié)合沿線地面橫坡、自然條件、工程地質(zhì)條件等進(jìn)行設(shè)計。自然橫坡較緩時，以整體式路基斷面為宜。按照平縱斷面的設(shè)計，可取50個樁做橫斷面設(shè)計，其中包括路線起訖點、公里樁、百米樁、曲線要素點及地面高程變化處。所有樁號的橫斷面地面線，除規(guī)定的路基路面寬度外應(yīng)照各樁斷面的地形質(zhì)情況確定邊坡度、邊溝形狀尺寸，繪出橫斷面的設(shè)計線(即“戴帽子”)，繪出各樁號的橫斷面圖。其中設(shè)有邊溝的斷面，邊溝尺寸為底寬0.5m，溝深0.6m。路拱的型式應(yīng)按道路等級、性質(zhì)及道路寬度，采用直線橫坡或方程式不同的路拱(橫坡)曲線。八、加寬和超高計算本路設(shè)計速度為30k

18、m/h的三級公路，為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線。主要為解決解放牌汽車運輸，可采用第3類加寬值。平曲線圓曲線半徑（m）加寬值（m）11000.92801.23601.54402.0 表10 平曲線加寬值九、土石方量計算及調(diào)配橫斷面設(shè)計完后，就要計算各樁號的土石方量。表面1m為普通土，1m以下為次堅石，均可以利用。在進(jìn)行土石方調(diào)運時，注意以下幾點：首先考慮本樁利用。盡可能避免和減少上坡運土。當(dāng)運距超過500m時，考慮采用外借的方式。土石方調(diào)配，首先按教材所述要求，將有關(guān)數(shù)據(jù)計算出，然后在路基土石方數(shù)量計算表（附表3）上進(jìn)行圖示法調(diào)配，調(diào)配中要用公式：填方=本樁利用+填缺挖方=本樁利用+挖余進(jìn)行閉合核實，調(diào)配完成要進(jìn)行閉合驗算，公式為：填缺=遠(yuǎn)運利用