道路勘測設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算例

/《道路勘測設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書姓名：專業(yè)、班級：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：目錄1設(shè)計(jì)概述 11.1目的和要求： 11.2設(shè)計(jì)依據(jù)： 11.3公路設(shè)計(jì)概況： 11.4平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定 11.5路途起訖點(diǎn) 21.6沿線自然地理概況 22道路參數(shù) 22.1道路等級的確定 22.2公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定 22.3限制要素 32.4平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 3圓曲線最小半徑 32.4.2圓曲線最大半徑 32.4.3圓曲線半徑的選用 42.4.4平曲線最小長度 42.4.5緩和曲線技術(shù)要求 4平曲線要素的確定 5初步設(shè)計(jì)的平曲線加樁 7曲線主點(diǎn)樁號計(jì)算 72.5路途方案的擬定和比較 72.5.1兩方案概述 82.5.2兩方案特點(diǎn)比較 82.5.3兩方案比選結(jié)果 82.6道路平面設(shè)計(jì) 92.6.1平面選線的原則： 92.7道路縱斷面設(shè)計(jì) 92.8道路橫斷面設(shè)計(jì) 10行車視距 112.9土石方量計(jì)算及調(diào)配 11土石方數(shù)量計(jì)算 113.1計(jì)算說明部分（附表） 123.2圖紙部分（附圖） 12參考文獻(xiàn) 131設(shè)計(jì)概述1.1目的和要求：道路工程課程設(shè)計(jì)是專業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，包括道路路途設(shè)計(jì)和路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。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、駕馭《道路勘測設(shè)計(jì)》的基本概念，綜合運(yùn)用本課程和其他有關(guān)課程的基本學(xué)問和基本操作技能，使所學(xué)學(xué)問進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展；學(xué)習(xí)道路路途設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。通過設(shè)計(jì)，培育學(xué)生初步具備正確的設(shè)計(jì)思想和動(dòng)手的實(shí)力，使學(xué)生具有初步的工程設(shè)計(jì)概念；培育學(xué)生具備道路路途設(shè)計(jì)的基本技能。依據(jù)設(shè)計(jì)所給資料，進(jìn)行平、縱、橫斷面設(shè)計(jì)及其組合處理，完成土石方計(jì)算和調(diào)配，編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表，路基設(shè)計(jì)表，路基土石方數(shù)量計(jì)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。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)：依據(jù)河南理工高校萬方科技學(xué)院土木工程專業(yè)道路工程方向《道路勘測設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》。1.3公路設(shè)計(jì)概況：公路等級：三級公路交通量：平均晝夜交通量為2500～4500輛設(shè)計(jì)年限：10年設(shè)計(jì)車速：30km/小時(shí)1.4平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定1、依據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)。設(shè)計(jì)車速為30公里/小時(shí)，路基雙幅兩車道，寬8.5米。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《公路路途設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD20-2006《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD30-20041.5路途起訖點(diǎn)比例尺：1：2000；公路等級：三級；起點(diǎn)樁號K0+000，坐標(biāo)終點(diǎn)樁號K0+607.816坐標(biāo)終點(diǎn)高程：394.11米1.6沿線自然地理概況山嶺地區(qū)山高谷深、坡陡流急地面自然坡度大（20o以上）、地形困難，日溫差和年溫差較大、暴雨多、河流水位變更幅度大等特點(diǎn)。山嶺地區(qū)路途彎多坡陡、標(biāo)準(zhǔn)低、工程量大，由于受山嶺區(qū)地形、水文、地質(zhì)、氣候等因素的影響，道路平、縱、橫都受限制。2道路參數(shù)2.1道路等級的確定依據(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)》）、《公路路途設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD20-2006（以下簡稱《路途規(guī)范》）確定路途的設(shè)計(jì)等級，本路段按三級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)勘察、設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)車速為30Km/小時(shí)，路基單幅雙車道，寬8.5米。設(shè)計(jì)運(yùn)用年限15年。2.2公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定本路段按三級公路標(biāo)準(zhǔn)測設(shè)，設(shè)計(jì)車速30KM/h，測設(shè)中在滿足《公路路途設(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)到視覺和心理上的伸展。查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》得小客車和中型載重汽車折算系數(shù)如下：表2汽車折算系數(shù)汽車代表車型車輛折算系數(shù)小客車1.0中型車1.5大型車2.0托掛車3.0交通增長率：γ=6%道路必經(jīng)點(diǎn)：無要求2.3限制要素（1）道勘：三級（2）設(shè)計(jì)車服務(wù)車速：30km/min。2.4平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)圓曲線最小半徑eq\o\ac(○,1)極限最小半徑②一般最小半徑eq\o\ac(○,3)平面線形中一般非不得已時(shí)不運(yùn)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)圓曲線半徑大于確定數(shù)值時(shí)，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置和直線路段相同的路拱橫坡。圓曲線半徑要求如表2.41所示表2.41圓曲線半徑要求技術(shù)指標(biāo)三級公路一般最小半徑(m)65極限最小半徑(m)30不設(shè)超高最小半徑(m)路拱350路拱4502.4.2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)盡量接受大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設(shè)不利，所以圓曲線半徑不行大于10000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)，依據(jù)沿線地形態(tài)況，盡量接受了不需設(shè)超高的大半徑曲線，最大半徑為200米，極限最小半徑及一般最小半徑均未接受。2.4.4平曲線最小長度公路的平曲線一般狀況下應(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。2.4.5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：離心加速度變更率不過大;限制超高附加縱坡不過陡;限制行駛時(shí)間不過短;符合視覺要求;因此，《規(guī)范》規(guī)定：平原微丘區(qū)三級公路緩和曲線最小長度為40m.。一般狀況下，在直線和圓曲線之間，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(shí)，可不設(shè)緩和曲線。表2.45交點(diǎn)半徑(m)緩和曲線長(m)JD11864040JD21444040平面設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)內(nèi)容及計(jì)算公式(1)、交點(diǎn)間距、坐標(biāo)方位角及轉(zhuǎn)角值的計(jì)算：設(shè)起點(diǎn)坐標(biāo)為，第個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為，則：平曲線要素的確定圓曲線要素及其計(jì)算依據(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。主點(diǎn)樁號的計(jì)算<1>直線上中樁坐標(biāo)計(jì)算：設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為，交點(diǎn)相鄰兩直線方位角分別為，則：設(shè)直線上加樁里程為，，為曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)里程，則前直線上隨意點(diǎn)坐標(biāo)為：后直線上隨意點(diǎn)的坐標(biāo)為：<2>單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算：曲線上隨意一點(diǎn)的切線橫距為：式中：——緩和曲線上隨意點(diǎn)到點(diǎn)的曲線長；——緩和曲線長度。第一緩和曲線（）上隨意點(diǎn)坐標(biāo)式中：——轉(zhuǎn)角符號，右偏時(shí)為“+”，左偏時(shí)為“-”。②圓曲線內(nèi)隨意點(diǎn)坐標(biāo)（）：式中：——圓曲線上隨意點(diǎn)至點(diǎn)的曲線長；——轉(zhuǎn)角符號，右偏時(shí)為“+”，左偏時(shí)為“-”。③其次緩和曲線（）內(nèi)隨意點(diǎn)坐標(biāo)：式中：——其次緩和曲線內(nèi)隨意點(diǎn)至點(diǎn)的曲線長。(2)、曲線要素計(jì)算：初步設(shè)計(jì)的平曲線加樁在路途選定和曲線計(jì)算完成之后，要將路途加樁，直線段為100米加樁，曲線段為20米加樁。由于接受軟件進(jìn)行上述工作，本設(shè)計(jì)為20米加樁。曲線主點(diǎn)樁號計(jì)算計(jì)算結(jié)果詳見附表“直線及曲線曲線一覽表”。2.5路途方案的擬定和比較依據(jù)給定的等高線地形圖，接受紙上定線的方法探討路途的可能方案，并經(jīng)過比較論證確定最終路途方案。山區(qū)路途依行經(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)可依據(jù)地形圖探討可能的路途布局型式。

山區(qū)公路的選線一段應(yīng)按：(1)

全面布局；(2)

逐段支配路途；(3)詳細(xì)定線三個(gè)步驟進(jìn)行。本路段設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)地形地貌等狀況，經(jīng)過篩選后得到兩個(gè)方案（方案1和方案2），經(jīng)過進(jìn)一步方案比選后，選擇方案1為最終設(shè)計(jì)方案。比選過程如下：2.5.1兩方案概述方案1（即既定方案）選擇路途為，沿河自然布線，后在壟洞挖方通過，至終點(diǎn)。方案1（比選方案）穿過重丘區(qū)，起伏嚴(yán)峻，施工難度大。2.5.2兩方案特點(diǎn)比較方案1的優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)榉桨?基本避開了山丘高差大的地區(qū)而沿河走，所以削減了大量的挖方量；路途行進(jìn)地區(qū)地勢平坦，視野開闊，視線通暢，駕駛時(shí)視覺感受較好；路途行進(jìn)方向高差較小，有利于設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)較高的縱斷面，有利于行車。方案1的缺點(diǎn)：因?yàn)榻?jīng)過的是水田，需解決可能發(fā)生道路路基進(jìn)水導(dǎo)致的穩(wěn)定性下降的問題，故不宜以低填方通過，為了保持路基填土最小平安高度，不行避開的會(huì)有大的填方量；較高路基占用的水田面積較大。方案2路途較直，長度較短，路段路面造價(jià)較低。方案2的缺點(diǎn)：挖方量很大；施工難度較高；地形困難，施工不便，施工速度較慢；路途沿線地面高差較大，道路坡度較大，縱斷面不志向；路途在較長挖方段中通過時(shí)，簡潔出現(xiàn)視距不夠、視覺壓抑等問題；較大的挖方量和較高的挖方高度，簡潔出現(xiàn)難以預(yù)料的工程地質(zhì)危害。2.5.3兩方案比選結(jié)果綜合比較以上兩方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇方案1為最終設(shè)計(jì)方案。2.6道路平面設(shè)計(jì)依據(jù)小比例尺等高線地形圖所確定的路途方案，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)長度可取0.6公里。直線、圓曲線及緩和曲線為道路途形的基本組成要素，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)從行車平安視覺舒順動(dòng)身滿足要求并通過計(jì)算分析確定。平面線形的樁距應(yīng)依據(jù)規(guī)定并對地物及地形變更賜予加樁。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)手段對路途方案作深化、細(xì)致的探討，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路途方案。(2)、路途設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車平安、舒適、快速的前提下，做到工程量小、造價(jià)低、運(yùn)營費(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)盡可能的接受較高的技術(shù)指標(biāo)。不輕易接受極限指標(biāo)，也不應(yīng)為了接受較高指標(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)對路途運(yùn)用任務(wù)、性質(zhì)的要求，保證路途能夠加強(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)留意同農(nóng)田等基本建設(shè)相協(xié)作，盡量少占用農(nóng)田，避開可多的拆遷工程。(4)、在選線過程中，對嚴(yán)峻不良地質(zhì)路段，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼及排水不良等特別地區(qū)，應(yīng)慎重對待，一般狀況下應(yīng)設(shè)法繞避，如必需穿過時(shí)，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，并實(shí)行必要的工程措施。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，對于改建公路則指路面中心線的標(biāo)高。

縱斷面設(shè)計(jì)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，盡量削減縱斷面上的轉(zhuǎn)坡點(diǎn)和設(shè)置大半徑的豎曲線，坡長應(yīng)留意做到：緩坡宜長、陡坡宜短?？v斷面設(shè)計(jì)線擬定前，應(yīng)先確定標(biāo)高限制點(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，然后依據(jù)“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(jì)長度和平面設(shè)計(jì)的長度相同。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，減小對沿線生態(tài)的影響，愛惜環(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、分別式路基等方案進(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)困難時(shí)，高速公路宜接受分別式路基斷面。

(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，長度應(yīng)和回旋線長度相等。條件受限制時(shí)，過渡段的漸變率不應(yīng)大于1／100。

(4)整體式路基分為分別式路基或分別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。依據(jù)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)全部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)狀況確定邊坡度、邊溝形態(tài)尺寸，繪出橫斷面的設(shè)計(jì)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，接受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)。行車視距行車視距是否充分，干脆關(guān)系著行車的平安和速度，它是公路運(yùn)用質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。行車視距可分為：停車視距、會(huì)車視距、錯(cuò)車視距、超車視距?！兑?guī)范》規(guī)定，三級公路設(shè)計(jì)視距應(yīng)滿足會(huì)車視距的要求，其長度應(yīng)不小于停車視距的兩倍。工程特別困難或受其它條件限制的地段，可接受停車視距，但必需實(shí)行分道行駛措施。對于平原微丘區(qū)三級公路，停車視距St取30m，超車視距Sc一般值取150m，低限值取150m。2.9土石方量計(jì)算及調(diào)配橫斷面設(shè)計(jì)完后，就要計(jì)算各樁號的土石方量。表面0.25m為腐植土，不能利用，所以單獨(dú)計(jì)算。在進(jìn)行土石方調(diào)運(yùn)時(shí)，留意以下幾點(diǎn)：首先考慮本樁利用。盡可能避開和削減上坡運(yùn)土。當(dāng)運(yùn)距超過500m時(shí)，考慮接受外借的方式。土石方調(diào)配，首先按教材所述要求，將有關(guān)