道路勘測(cè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算例

《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書姓名： 專業(yè)、班級(jí)： 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)概述0\o"CurrentDocument"目的和要求：0\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)依據(jù)：0\o"CurrentDocument"公路設(shè)計(jì)概況：0\o"CurrentDocument"平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定0\o"CurrentDocument"路途起訖點(diǎn)0\o"CurrentDocument"沿線自然地理概況0\o"CurrentDocument"道路參數(shù)0\o"CurrentDocument"道路等級(jí)的確定0\o"CurrentDocument"公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定0\o"CurrentDocument"限制要素1\o"CurrentDocument"平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)1半徑1圓曲線最大半徑i圓曲線半徑的選用1平曲線最小長(zhǎng)度1緩和曲線技術(shù)要求1的確定2平曲線加樁3號(hào)計(jì)完3\o"CurrentDocument"路途方案的擬定和比較3兩方案概述3\o"CurrentDocument"兩方案特點(diǎn)比較3\o"CurrentDocument"兩方案比選結(jié)果3\o"CurrentDocument"道路平面設(shè)計(jì)3\o"CurrentDocument"平面選線的原則：4\o"CurrentDocument"道路縱斷面設(shè)計(jì)4\o"CurrentDocument"道路橫斷面設(shè)計(jì)4\o"CurrentDocument"行車視距4\o"CurrentDocument"土石方量計(jì)算及調(diào)配4\o"CurrentDocument"土石方數(shù)量計(jì)算5\o"CurrentDocument"計(jì)算說明部分（附表）5\o"CurrentDocument"圖紙部分（附圖）5\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)6設(shè)計(jì)概述目的和要求：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(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。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(cè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》。公路設(shè)計(jì)概況：公路等級(jí)：三級(jí)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)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(jí)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》JTGD30-2004路途起訖點(diǎn)比例尺：1：2000；公路等級(jí)：三級(jí)；起點(diǎn)樁號(hào)K0+000,坐標(biāo)終點(diǎn)樁號(hào)K0+607.816坐標(biāo)終點(diǎn)高程：394.11米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（20。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。道路參數(shù)道路等級(jí)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(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）、《公路路途設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD20-2006（以下簡(jiǎn)稱《路途規(guī)范》）確定路途的設(shè)計(jì)等級(jí)，本路段按三級(jí)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公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定本路段按三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)測(cè)設(shè)，設(shè)計(jì)車速30KM/h,測(cè)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(zhǎng)率：Y=6%道路必經(jīng)點(diǎn)：無要求限制要素(1)道勘：三級(jí)(2)設(shè)計(jì)車服務(wù)車速：30km/mino4平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)圓曲線最小半徑①極限最小半徑②一般最小半徑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(jí)公路一般最小半徑(m)65極限最小半徑(ni)30不設(shè)超高 路拱W2.0%350最小半徑(m) 路拱22.0%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"應(yīng)盡量接受大半徑曲線，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?般最小半徑均未接受。4.4平曲線最小長(zhǎng)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(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。4.5緩和曲線技術(shù)要求緩和曲線的最小長(zhǎng)度一般應(yīng)滿足以卜.幾方面：(1)離心加速度變更率不過大；(2)限制超高附加縱坡不過陡；(3)限制行駛時(shí)間不過短；(4)符合視覺要求；因此，《規(guī)范》規(guī)定：平原微丘區(qū)三級(jí)公路緩和曲線最小長(zhǎng)度為40m.。一般狀況下，在宜線和圓曲線之間，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交占/***半徑(m)緩和曲線長(zhǎng)(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〃)o(X0,￡),第i個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為妝(土*)/=1,2,3,…，明則:坐標(biāo)增叭：坐標(biāo)增叭：交點(diǎn)間距：象限角：計(jì)算方位角:轉(zhuǎn)角：AX=X.-X’TL=7(AX)2+(AK)2cay〃=arclg6當(dāng)△x>o,Ay>o時(shí)：j\v=o當(dāng)AX<0,AY>0時(shí)：加=180-。當(dāng)AX<0,Ay<0時(shí)：八，=180+。當(dāng)AX>0,AY<0時(shí):>=360-6>?=A-A”當(dāng)“.為"+"時(shí)路線右偏,當(dāng)。，為"-"時(shí)路線左偏平曲線要素的確定(5)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);〃一橫向力系數(shù)：一超高橫坡度。(6)主點(diǎn)樁號(hào)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〃)(X,H),交點(diǎn)相鄰兩直線方位角分別為一/和力匕，則：Z”點(diǎn)坐標(biāo)： Xzh=X+TcosO,+180)HZ點(diǎn)坐標(biāo)： Yhz=X+Tsin0,+lSO)設(shè)直線上加樁里程為I,ZH,〃Z為曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)里程，則前直線上隨意點(diǎn)坐標(biāo)為:X=X+(T+ZW-L)-cosOj+180)Y=Y+(T+ZH-L)-sin(/iv,+180)'后直線上隨意點(diǎn)的坐標(biāo)為：X=X+(T+L-HZ)-cosf\v2Y=Y+(T+L-HZ)-sin>2/<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：40R七式中：/——緩和曲線上隨意點(diǎn)到Z”（或WZ）點(diǎn)的曲線長(zhǎng);二一一緩和曲線長(zhǎng)度。第一緩和曲線（z〃-，y）上隨意點(diǎn)坐標(biāo)x=Xz“+（30廣）x=Xz“+（30廣）COS—x'30/2而y=小一cos.(.u30/2)?sml 冗RL、式中：＜式中：＜一一轉(zhuǎn)角符號(hào)，右偏時(shí)為“+”，左偏時(shí)為“-”②圓曲線內(nèi)隨意點(diǎn)坐標(biāo)（HY-YH）：Y=Yhy+2RsinY=Yhy+2Rsin\ ^90(/+Ls)s,n5F-式中：/式中：/——圓曲線上隨意點(diǎn)至“y點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；＜一一轉(zhuǎn)角符號(hào)，右偏時(shí)為“+”，左偏時(shí)為“-"O③其次緩和曲線（〃z-y〃）內(nèi)隨意點(diǎn)坐標(biāo)：式中：/一一其次緩和曲線內(nèi)隨意點(diǎn)至”z點(diǎn)的曲線長(zhǎng)。(2)、曲線要素計(jì)算:(m)2240R224R(m)2240R224R2688押aT=(/?+/7)(g—+q(in)(m)Ly=aR-LsL=Ly+2Ls(yE=(R+p)secy-/?J=2T-L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(hào)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I為最終設(shè)計(jì)方案。比選過程如下: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)榉桨窱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(shì)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(zhǎng)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(zhǎng)挖方段中通過時(shí)，簡(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)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，諸如宜線最大長(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(duì)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。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、快速的前提卜.,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(guó)家或地方建設(shè)對(duì)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(duì)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(duì)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(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「滿足行車和排水耍求，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(zhǎng)應(yīng)留意做到：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(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，然后依據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定確定縱坡度及其長(zhǎng)度，并擬定豎曲線。縱斷面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和平面設(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)最大限度地降低路提高度，減小對(duì)沿線牛.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(zhǎng)度應(yīng)和回旋線長(zhǎng)度相等。條件受限制時(shí)，過渡段的漸變率不應(yīng)大于I/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1公里左右做橫斷面設(shè)計(jì)，該段范圍內(nèi)全部樁號(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)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(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，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(jí)公路設(shè)計(jì)視距應(yīng)滿足會(huì)車視距的要求，其長(zhǎng)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(duì)于■平原微丘區(qū)三級(jí)公路，停車視距，取30m,超車視距Sc?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(hào)的上石方量。表而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)：（1）首先考慮本樁利用。（2）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。上石方調(diào)配，首先按教材所述要求，將有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出，然后在路基土石方數(shù)量計(jì)算表上進(jìn)行圖