道路勘測(cè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)書

《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)姓名：蘇常慶班級(jí)：1306學(xué)號(hào)：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(jì)概述1.1目的和要求1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.3公路設(shè)計(jì)概況1.4平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定1.5路線起訖點(diǎn)2設(shè)計(jì)參數(shù)2.1道路等級(jí)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(jì)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(zhǎng)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(jì)2.6.1平面選線的原則2.7道路縱斷面設(shè)計(jì)2.8道路橫斷面設(shè)計(jì)3設(shè)計(jì)圖紙及計(jì)算說明部分3.1平面線要素計(jì)算3.2豎曲線計(jì)算1設(shè)計(jì)概述1.1目的和要求：在課程設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，在輔導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，發(fā)揮同學(xué)們獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，較全面地完成一段丘陵地區(qū)二級(jí)公路的路線設(shè)計(jì)。通過本次課程設(shè)計(jì)，要求熟悉公路設(shè)計(jì)規(guī)范，理解、掌握《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》的基本概念，綜合運(yùn)用本課程和其他有關(guān)課程的基本知識(shí)和基本操作技能，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展；學(xué)習(xí)道路路線設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生初步具備正確的設(shè)計(jì)思想和動(dòng)手的能力，使學(xué)生具有初步的工程設(shè)計(jì)概念；培養(yǎng)學(xué)生具備道路路線設(shè)計(jì)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(jì)指標(biāo)的確定方法、路線幾何要素的計(jì)算、路線設(shè)計(jì)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(jì)打下良好的基礎(chǔ)。1.2設(shè)計(jì)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(cè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》。1.3公路設(shè)計(jì)概況：公路等級(jí)：二級(jí)新建公路設(shè)計(jì)年限：10年設(shè)計(jì)車速：80km/小時(shí)1.4平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定1、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本路段按三級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)勘察、設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》（JTGD20-2006）。1.5路線起訖點(diǎn)比例尺：1：2000；公路等級(jí)：二級(jí)；起點(diǎn)樁號(hào)K0+000，坐標(biāo)終點(diǎn)樁號(hào)K1+615.084坐標(biāo)起點(diǎn)高程：129.554米終點(diǎn)高程：138.0米。2設(shè)計(jì)參數(shù)2.1道路等級(jí)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(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD20-2006（以下簡(jiǎn)稱《路線規(guī)范》）確定路線的設(shè)計(jì)等級(jí)，本路段按2級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)勘察、設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)車速為80km/h，路基單幅雙車道，寬10米。設(shè)計(jì)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(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)測(cè)設(shè)，設(shè)計(jì)車速80km/h，測(cè)設(shè)中在滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》及在不增加工程造價(jià)的前提下，充分考慮了平、縱、橫三方面的優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，力求平面線型流暢，縱坡均衡，橫斷面合理，以達(dá)到視覺和心理上的舒展。路線測(cè)設(shè)里程全長(zhǎng)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(gè)數(shù)（個(gè)）2平曲線最小半徑(米/個(gè)）400直線最大長(zhǎng)(米）971.124變坡點(diǎn)個(gè)數(shù)（個(gè)）2最大縱坡（%）1.02最短坡長(zhǎng)（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(jí)（2）設(shè)計(jì)車服務(wù)車速：80km/h。2.4平面設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，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(jì)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(shí)，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(duì)施工和測(cè)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(jì)公路平面線形時(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)度；平曲線的最小長(zhǎng)度一般不應(yīng)小于2倍的緩和曲線的長(zhǎng)度。由緩和曲線和圓曲線組成的平曲線，其平曲線的長(zhǎng)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(zhǎng)度不短于6s的行駛距離。平曲線內(nèi)圓曲線的長(zhǎng)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(zhǎng)度：16.263m

平曲線中圓曲線的最小長(zhǎng)度取：57.176m

平曲線間插直線長(zhǎng)度：同向平曲線間插直線長(zhǎng)度應(yīng)大于6V（480m）為宜，同向平曲線間插直線長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(shí)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(gè)步驟進(jìn)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(jì)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(jìn)行詳細(xì)的精確定線，此時(shí)可按交角點(diǎn)的偏角，結(jié)合地形地物確定平曲線半徑及其要素，鑒于時(shí)間所限，平面設(shè)計(jì)長(zhǎng)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(zhǎng)度、緩和曲線最小長(zhǎng)度、緩和段長(zhǎng)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(jì)算分析確定。平面線形的樁距應(yīng)按照規(guī)定并對(duì)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(shí)應(yīng)結(jié)合縱橫斷面的設(shè)計(jì)進(jìn)行視距的驗(yàn)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(jì)的各個(gè)階段，應(yīng)運(yùn)用各種先進(jìn)手段對(duì)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(jì)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(jià)低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)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(shí)，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(guó)家或地方建設(shè)對(duì)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(shí)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(duì)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(duì)待，一般情況下應(yīng)設(shè)法繞避，如必須穿過時(shí)，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(jì)縱斷面設(shè)計(jì)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(duì)于改建公路則指路面中心線的標(biāo)高?？v斷面設(shè)計(jì)線的確定包括：縱坡度的選定、坡長(zhǎng)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(zhǎng)限制應(yīng)有利于行車平順，盡量減少縱斷面上的轉(zhuǎn)坡點(diǎn)和設(shè)置大半徑的豎曲線，坡長(zhǎng)應(yīng)注意做到：緩坡宜長(zhǎng)、陡坡宜短。縱斷面設(shè)計(jì)線擬定前，應(yīng)先確定標(biāo)高控制點(diǎn)（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(duì)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(zhǎng)度，并擬定豎曲線?？v斷面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度與平面設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度相同。2.8道路橫斷面設(shè)計(jì)道路橫斷面設(shè)計(jì)的基本要求：(1)公路橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度地降低路堤高度，減小對(duì)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、深挖時(shí)，應(yīng)同架橋、建隧、分離式路基等方案進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)。自然橫坡較緩時(shí)，以整體式路基斷面為宜。橫坡較陡、工程地質(zhì)復(fù)雜時(shí)，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(shí)，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(zhǎng)度應(yīng)與回旋線長(zhǎng)度相等。條件受限制時(shí)，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(shí)，其中間帶的寬度增寬或減窄時(shí)，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(jì)，可取其中l(wèi)公里左右做橫斷面設(shè)計(jì)，該段范圍內(nèi)所有樁號(hào)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(jì)線(即“戴帽子”)，繪出各樁號(hào)的橫斷面圖。路拱的型式應(yīng)按道路等級(jí)、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(hù)工程外，應(yīng)按規(guī)定計(jì)算或參照標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)。3設(shè)計(jì)圖紙及計(jì)算說明部分3.1平面線要素計(jì)算<1>JD1處的樁號(hào)為K1+070.420，轉(zhuǎn)角18°14′34.7″，取R=400m。（1）緩和曲線長(zhǎng)度Ls由旅客感覺舒適得：由行駛時(shí)間不過短得：取整為5m的倍數(shù)，采用緩和曲線長(zhǎng)70m。（2）圓曲線內(nèi)移植P（3）總切線長(zhǎng)（4）曲線總長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。（5）五個(gè)基本樁號(hào)的確定如圖2-1圖2-1圖中:T—切線長(zhǎng)，R—圓曲線半徑，α—轉(zhuǎn)角，Ls—緩和曲線長(zhǎng)，ZH—直線與緩和曲線的交點(diǎn)，HY—緩和曲線和圓曲線的交點(diǎn)，QZ—圓曲線中點(diǎn)，YH—圓曲線和緩和曲線的交點(diǎn)，HZ—緩和曲線和圓曲線的交點(diǎn)。計(jì)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(hào)算出JD樁號(hào)為QZ+D／2=K1+069.804+1.234／2=K1+070.420，為原曲線的JD的樁號(hào)符合，故驗(yàn)算無誤。<2>JD2處的樁號(hào)為K1+283.727，轉(zhuǎn)角14°34′24.1″，取R=400m。（1）緩和曲線長(zhǎng)度Ls由旅客感覺舒適得：由行駛時(shí)間不過短得：取整為5m的倍數(shù)，采用緩和曲線長(zhǎng)100m。（2）圓曲線內(nèi)移植P（3）總切線長(zhǎng)（4）曲線總長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。（5）五個(gè)基本樁號(hào)的確定如圖2-2。圖2-2圖中:T—切線長(zhǎng)，Ls—緩和曲線長(zhǎng)，R—圓曲線半徑，a—轉(zhuǎn)角，ZH—直線與緩和曲線的交點(diǎn)，HY—緩和曲線和圓曲線的交點(diǎn)，QZ—圓曲線中點(diǎn)，YH—圓曲線和緩和曲線的交點(diǎn)，HZ—緩和曲線和圓曲線的交點(diǎn)。計(jì)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(hào)算出JD樁號(hào)為QZ+D／2=K1+283.335+0.783／2=K1+283.727，為原曲線的JD的樁號(hào)符合，故驗(yàn)算無誤。平曲線要素匯總表表2-1平曲線要素匯總交點(diǎn)號(hào)交點(diǎn)樁號(hào)轉(zhuǎn)角值曲線要素值半徑緩和曲線長(zhǎng)度切線長(zhǎng)度曲線長(zhǎng)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(diǎn)號(hào)曲線位置第一緩和曲線起點(diǎn)第一緩和曲線終點(diǎn)曲線中點(diǎn)第二緩和曲線起點(diǎn)第二緩和曲線終點(diǎn)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(jì)算圖3-1豎曲線要素示意圖變坡點(diǎn)1變坡點(diǎn)樁號(hào)為K0+070,設(shè)置凸型豎曲線，變坡點(diǎn)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(zhǎng)度=13600×1.4242%=111.52m切線長(zhǎng)T=L/2=111.52/2=55.76ｍ外距豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)：(K1+070)-55.76=K1+014.240