道路勘測設(shè)計設(shè)計書

《道路勘測設(shè)計》課程設(shè)計姓名：蘇常慶班級：1306學(xué)號：13120270 專業(yè)：土木工程指導(dǎo)教師：李剛DATE\@"yyyy年M月"2020年4月目錄1設(shè)計概述1.1目的和要求1.2設(shè)計依據(jù)1.3公路設(shè)計概況1.4平面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定1.5路線起訖點2設(shè)計參數(shù)2.1道路等級的確定2.2公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定2.3控制要素2.4平面設(shè)計技術(shù)指標(biāo)2.4.1圓曲線最小半徑2.4.2圓曲線最大半徑2.4.3圓曲線半徑的選用2.4.4平曲線最小長度2.4.5緩和曲線技術(shù)要求2.5路線方案的擬定與比較2.6道路平面設(shè)計2.6.1平面選線的原則2.7道路縱斷面設(shè)計2.8道路橫斷面設(shè)計3設(shè)計圖紙及計算說明部分3.1平面線要素計算3.2豎曲線計算1設(shè)計概述1.1目的和要求：在課程設(shè)計中，要求學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，在輔導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，發(fā)揮同學(xué)們獨立思考和獨立工作的能力，較全面地完成一段丘陵地區(qū)二級公路的路線設(shè)計。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)生具備道路路線設(shè)計的基本技能，如丘陵地區(qū)公路選線的方法、紙上定線的方法、路線設(shè)計指標(biāo)的確定方法、路線幾何要素的計算、路線設(shè)計成果提交的主要內(nèi)容和格式要求等；為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。1.2設(shè)計依據(jù)：根據(jù)北京交通大學(xué)海濱學(xué)院土木工程專業(yè)道路橋梁工程方向《道路勘測設(shè)計任務(wù)書》。1.3公路設(shè)計概況：公路等級：二級新建公路設(shè)計年限：10年設(shè)計車速：80km/小時1.4平面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定1、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，本路段按三級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)勘察、設(shè)計。2、設(shè)計執(zhí)行的部頒標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范有：《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）；《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTGD20-2006）。1.5路線起訖點比例尺：1：2000；公路等級：二級；起點樁號K0+000，坐標(biāo)終點樁號K1+615.084坐標(biāo)起點高程：129.554米終點高程：138.0米。2設(shè)計參數(shù)2.1道路等級的確定根據(jù)所給資料，參照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01-2003（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）、《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTGD20-2006（以下簡稱《路線規(guī)范》）確定路線的設(shè)計等級，本路段按2級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)勘察、設(shè)計。設(shè)計車速為80km/h，路基單幅雙車道，寬10米。設(shè)計使用年限10年。2.2公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定本路段按二級公路標(biāo)準(zhǔn)測設(shè)，設(shè)計車速80km/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，以達到視覺和心理上的舒展。路線測設(shè)里程全長1615.084米，主要技術(shù)指標(biāo)采用情況如表2.1所示：表2.1道路技術(shù)指標(biāo)平曲線個數(shù)（個）2平曲線最小半徑(米/個）400直線最大長(米）971.124變坡點個數(shù)（個）2最大縱坡（%）1.02最短坡長（米/處）111.379凸型豎曲線最小半徑（米/處）136002.3控制要素（1）道勘：二級（2）設(shè)計車服務(wù)車速：80km/h。2.4平面設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

2.4.1圓曲線最小半徑=1\*GB3①極限最小半徑②一般最小半徑=3\*GB3③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。

不設(shè)超高最小半徑

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2.21所示

表2.2

圓曲線半徑要求設(shè)計速度（km/h）80一般最小半徑

(m)400極限最小半徑

(m)400不設(shè)超高路拱<%0.2600最小半徑(m)路拱>%0.28002.4.2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100米。

2.4.3圓曲線半徑的選用

在設(shè)計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用了不需設(shè)超高的大半徑曲線，最大半徑為800米，極限最小半徑及一般最小半徑均未采用。

2.4.4平曲線最小長度

公路的平曲線一般情況下應(yīng)具有設(shè)置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；平曲線的最小長度一般不應(yīng)小于2倍的緩和曲線的長度。由緩和曲線和圓曲線組成的平曲線，其平曲線的長度不應(yīng)短于9s的行駛距離，由緩和曲線組成的平曲線要求其長度不短于6s的行駛距離。平曲線內(nèi)圓曲線的長度一般不應(yīng)短于車輛在3s內(nèi)的行駛距離。平曲線的最小長度：16.263m

平曲線中圓曲線的最小長度取：57.176m

平曲線間插直線長度：同向平曲線間插直線長度應(yīng)大于6V（480m）為宜，同向平曲線間插直線長度應(yīng)大于2V（160m）為宜。緩和曲線技術(shù)要求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；制超高附加縱坡不過陡;制行駛時間不過短;

符合視覺要求因此，2.5路線方案的擬定與比較根據(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。山區(qū)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、沿溪線和山脊線，此時可根據(jù)地形圖研究可能的路線布局型式。山區(qū)公路的選線一段應(yīng)按：(1)全面布局；(2)逐段安排路線；(3)具體定線三個步驟進行。一條公路因地形地貌的不同，應(yīng)分段選用不同的道路線型式，互相接通。2.6道路平面設(shè)計根據(jù)小比例尺等高線地形圖所確定的路線方案，即可在較大比例尺的等高線地形圖上進行詳細的精確定線，此時可按交角點的偏角，結(jié)合地形地物確定平曲線半徑及其要素，鑒于時間所限，平面設(shè)計長度可取1公里。直線、圓曲線及緩和曲線為道路線形的基本組成要素，諸如直線最大長度、緩和曲線最小長度、緩和段長度的規(guī)定等均應(yīng)從行車安全視覺舒順出發(fā)滿足要求并通過計算分析確定。平面線形的樁距應(yīng)按照規(guī)定并對地物及地形變化給予加樁。曲線段的設(shè)置影響平面視距，此時應(yīng)結(jié)合縱橫斷面的設(shè)計進行視距的驗算，取得視距的保證。2.6.1平面選線的原則：(1)、在道路設(shè)計的各個階段，應(yīng)運用各種先進手段對路線方案作深入、細致的研究，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。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，保證路線能夠加強居民區(qū)特別是經(jīng)濟較發(fā)達地區(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。2.7道路縱斷面設(shè)計縱斷面設(shè)計線的標(biāo)高是指路基邊緣標(biāo)高，高速公路則指分隔帶外側(cè)邊緣的標(biāo)高，對于改建公路則指路面中心線的標(biāo)高?？v斷面設(shè)計線的確定包括：縱坡度的選定、坡長的限定以及豎曲線半徑的擬定。為了滿足行車和排水要求，道路應(yīng)有最大縱坡和最小縱坡的限制。坡長限制應(yīng)有利于行車平順，盡量減少縱斷面上的轉(zhuǎn)坡點和設(shè)置大半徑的豎曲線，坡長應(yīng)注意做到：緩坡宜長、陡坡宜短?？v斷面設(shè)計線擬定前，應(yīng)先確定標(biāo)高控制點（如橋涵標(biāo)高、最小填土高度、最大挖方深度、交叉口標(biāo)高等)。對于山區(qū)公路橫斷面依據(jù)地面線試定合宜的填挖高度，試定拉坡，然后按照“標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定確定縱坡度及其長度，并擬定豎曲線?？v斷面設(shè)計長度與平面設(shè)計的長度相同。2.8道路橫斷面設(shè)計道路橫斷面設(shè)計的基本要求：(1)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、深挖時，應(yīng)同架橋、建隧、分離式路基等方案進行論證比選。(2)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)條件等進行設(shè)計。自然橫坡較緩時，以整體式路基斷面為宜。橫坡較陡、工程地質(zhì)復(fù)雜時，高速公路宜采用分離式路基斷面。(3)整體式路基的中間帶寬度宜保持等值。當(dāng)中間帶的寬度增減時，應(yīng)設(shè)置過渡段。過渡段以設(shè)在回旋線范圍內(nèi)為宜，長度應(yīng)與回旋線長度相等。條件受限制時，過渡段的漸變率不應(yīng)大于1／100。(4)整體式路基分為分離式路基或分離式路基匯合為整體式路基時，其中間帶的寬度增寬或減窄時，應(yīng)設(shè)置過渡段。其過渡段以設(shè)置在圓曲線半徑較大的路段為宜。按照平縱斷面的設(shè)計，可取其中l(wèi)公里左右做橫斷面設(shè)計，該段范圍內(nèi)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。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。高填深挖路段需設(shè)擋土墻等防護工程外，應(yīng)按規(guī)定計算或參照標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計。3設(shè)計圖紙及計算說明部分3.1平面線要素計算<1>JD1處的樁號為K1+070.420，轉(zhuǎn)角18°14′34.7″，取R=400m。（1）緩和曲線長度Ls由旅客感覺舒適得：由行駛時間不過短得：取整為5m的倍數(shù)，采用緩和曲線長70m。（2）圓曲線內(nèi)移植P（3）總切線長（4）曲線總長度滿足設(shè)計規(guī)范的要求。（5）五個基本樁號的確定如圖2-1圖2-1圖中:T—切線長，R—圓曲線半徑，α—轉(zhuǎn)角，Ls—緩和曲線長，ZH—直線與緩和曲線的交點，HY—緩和曲線和圓曲線的交點，QZ—圓曲線中點，YH—圓曲線和緩和曲線的交點，HZ—緩和曲線和圓曲線的交點。計算過程如下所示：JDK1+070.420-T63.30ZHK1+041.124+LS70HYK1+098.484+(L-2LS)144.412YHK1+168.484+LS100HZK1+168.484-L/2172.206QZK1+069.804超距D=2T－L=2×99.297-197.36=1.234故有QZ樁號算出JD樁號為QZ+D／2=K1+069.804+1.234／2=K1+070.420，為原曲線的JD的樁號符合，故驗算無誤。<2>JD2處的樁號為K1+283.727，轉(zhuǎn)角14°34′24.1″，取R=400m。（1）緩和曲線長度Ls由旅客感覺舒適得：由行駛時間不過短得：取整為5m的倍數(shù)，采用緩和曲線長100m。（2）圓曲線內(nèi)移植P（3）總切線長（4）曲線總長度滿足設(shè)計規(guī)范的要求。（5）五個基本樁號的確定如圖2-2。圖2-2圖中:T—切線長，Ls—緩和曲線長，R—圓曲線半徑，a—轉(zhuǎn)角，ZH—直線與緩和曲線的交點，HY—緩和曲線和圓曲線的交點，QZ—圓曲線中點，YH—圓曲線和緩和曲線的交點，HZ—緩和曲線和圓曲線的交點。計算過程如下所示：JDK1+283.727-T178.746ZHK1+184.747+LS70HYK1+254.747+(L-2LS)57.17YHK1+311.92+LS70HZK1+381.924-L/298.588QZK1+283.335超距D=2T－L=2×98.98-197.177=0.783故有QZ樁號算出JD樁號為QZ+D／2=K1+283.335+0.783／2=K1+283.727，為原曲線的JD的樁號符合，故驗算無誤。平曲線要素匯總表表2-1平曲線要素匯總交點號交點樁號轉(zhuǎn)角值曲線要素值半徑緩和曲線長度切線長度曲線長度JD1K1+070.42018°14′34.7″(Y)4007099.297197.3600JD2K1+283.72714°34′24.1″(Z)4007098.98197.1766表2-2平曲線要素匯總交點號曲線位置第一緩和曲線起點第一緩和曲線終點曲線中點第二緩和曲線起點第二緩和曲線終點JD1K1+041.124K1+041.124K1+069.804K1+098.484K1+168.484JD2K1+254.747K1+254.747K1+283.335K1+311.924K1+381.9243.2豎曲線計算圖3-1豎曲線要素示意圖變坡點1變坡點樁號為K0+070,設(shè)置凸型豎曲線，變坡點標(biāo)高為135.277m，兩相鄰路段縱坡為，，取豎曲線半徑R=13600m。=1\*GB3①算豎曲線基本要素豎曲線長度=13600×1.4242%=111.52m切線長T=L/2=111.52/2=55.76ｍ外距豎曲線起點樁號：(K1+070)-55.76=K1+014.240