道路勘测设计课程设计计算书.doc
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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流道路勘测设计课程设计计算书.精品文档.道路勘测设计计算书系别： 土木系班级： 姓名： 学号： 第一章 总说明1.1设计概述1.课题名称：某山区一级公路路线设计。2.设计要点：工程概况：设计公路为某一级公路，分车道行驶。本路段为山区，多为高低起伏地貌。地势较陡。设计年限为20年，设计车速为80Km/h.地形图比例尺1：20003工程设计依据（一）交通组成建成初期交通组成如下：小客车：3000辆/日中型车：1700辆/日大型车：1400辆/日年交通量增长率6%（二）主要参考文献公路路线设计规范（JTG D20-2006）公路工程技术标准（JTG
2、B01-2003）道路勘测设计 人民交通出版社路基勘测设计 人民交通出版社交通工程人民交通出版社第二章 平面线形设计2.1 说明 道路选线是一个涉及面广，影响因素多，设计性强的一项工作。它是由面到片，由片到线，由粗略到细致的过程，选线时应注意以下几点：1.道路选线应根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域，国民经济发展情况与远景规划。2.深入调查当地地形、气候、地质水文等情况。3.力求路线短捷及保证行车安全。4.选线要贯彻工程经济与运行经济的结合原则。5.充分利用地形，搞好平，纵，横三面结合。6.道路设计要考虑远近结合，分期修建，分段定级的原则，以取得最佳的用地与投资。7.要考虑施工条件对定线
3、的影响。2.2路线平面设计公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和缓和曲线。直线，缓和曲线，圆曲线是平面线形的主要组成要素。设计时应遵循以下原则：1.平面线形应与地形，地物，景观相协调，并注意线形的连续与均衡。2.直线路段应根据地形等因素合理选择，一般直线长度应控制在20v，同向曲线间的直线应不小于6v（以米计），反向曲线间的直线不小于2v（以米计）。（v是设计速度，以km/h计）。3.圆曲线线形设计应尽量采取大半径，当受到限制时，可以首先取一般最小半径，避免极限半径，对于一级公路山丘地形一般最小半径400m。极限最小半径250m.4.当平曲线半径小于不设缓和曲线最小半径时，应
4、设置缓和曲线。一级公路山区地形缓和曲线最小长度100m。5.一级公路山岭区地形平曲线最小长度一般值为700 m，最小值140 m。2.3平面线要素设计本路段为一级公路，设计速度80km/h，地面起伏大，为山区地形，根据规范规定，除四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。本设计根据地形图上路线的起始点，定出了一个控制点JD。2.3.1平曲线要素计算1.JD处的桩号为k0+720转角为70，取R=500m。缓和曲线长度L旅客感觉舒适得：行驶时间不过短得圆曲线内移值P总切线长曲线总长度 满足公路路线设计规范一级公路山岭区平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为545.772m,
5、满足最小长度70m 的要求。五个基本桩号的确定如图：图中：T切线长，LS缓和曲线长，R圆曲线半径，转角，ZH直线与缓和曲线的交点，HY缓和曲线与圆曲线的交点，QZ圆曲线终点，YH圆曲线与缓和曲线的交点，HZ缓和曲线与直线的交点。 JD1 K0+720 T 400.67 ZH K0+319.33 +LS 100 HY K0+419.33+ (L-2LS) 510.858 YH K0+930.188+ LS 100HZ K1+030.188 -L2 372.886 QZ K0+674.759超距D=2TL=2400.67-710.858=90.482故有QZ桩号算出JD桩号为QZ+D2=K0+67
6、4.759+（90.4822）=K0+720 为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。2.3.2 超高加宽设计 根据公路路线设计规范规定：两段平曲线半径均大于250m，故不需要设置加宽。根据公路路线设计规范规定：不设置超高的圆曲线最小半径，一级公路山岭区地形为2500m，大于本设计的圆曲线半径，所以需设置超高。采用绕中央分隔带边缘旋转超高方式，超高缓和段与平曲线缓和曲线相重合。2.4曲线要素汇总表交点号交点桩号转角值曲线要素值半径缓和曲线长度切线长度曲线长度起点K0+000JDK0+72070500100400.67710.858终点K1+388.996交点号曲线位置第一缓和曲线起点第一缓和曲线
7、终点曲线中点第二缓和曲线起点第二缓和曲线终点JDK0+319.33K0+419.33K0+674.759K0+930.188K1+030.188第三章 纵断面设计3.1 说明 通过道路中线的竖向剖面称为纵断面。它是道路设计的重要设计因素之一，它主要反映路线的起伏和地面的情况，把道路的纵断面与平面图组合起来，就能够完整的表达道路的空间位置和立体线形。在任一横断面上设计标高与地面标高之差称为该处的施工高度，施工高度的大小即决定了路堤的高度或路堑的深度。3.2纵断面设计 3.2.1设计原则1.新建一级公路的路基设计标高采用中央分隔带的外侧边缘标高，在设有超高加宽的地段，其设计标高为设超高加宽前该处的
8、边缘标高。2.纵断面图形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺，圆滑的线形，避免短距离内起伏频繁。相邻纵坡的坡度代数差小时，应尽量采用大的曲线半径。3.一级公路山岭区地形，最大纵坡为5%，当受地形条件或其它特殊情况限制时，精技术论证，最大纵坡可增加1%，各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不畅的路段应采用不小于0.3%（以不小于0.5%为宜）的纵坡，当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。4.一级公路山岭区地形，其最小坡长250m，最大坡长限值根据纵坡坡度的不同有不同的要求，4%时为900m，5%时为700；根据本设计实际情况：坡度为4.08%时最大坡长为900m。5.变
9、坡点处应设置竖曲线，形式为二次抛物线，因为在应用范围内和圆形几乎没有差别，所以竖曲线半径均为圆曲线半径表示。6.一级公路山岭区地形，凸形竖曲线半径一般最小值4500m，极限最小值3000m；凹形竖曲线半径一般最小值3000m，极限最小值2000m，竖曲线一般值170m，最小长度70m。7.同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线间，如直线坡段不长，应合并成单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。8.考虑平纵结合，平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长与竖曲线，最大合成坡度大于10.5%。在积雪或冰冻地区，合成坡度不应大于8%。9.纵断面设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等要求综合考虑。3.2.2纵
10、坡设计方法1.准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面的地面线，绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。2.标注纵断面控制点纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。3.试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“
11、前后照顾，以点定线，反复比较，以先交点”几句话。前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一坡段上。以点定线就是按照纵断面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”,初步定出坡度线，然后用三角形推平行线的方法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。 4.调坡 调坡主要根据以下两方面进行：结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；对照技术标准。详细设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减
12、以及平纵线形组合是否符合标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及路口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。 调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本符合、 5.根据纵断面图核对纵坡线 核对主要在有特殊意义的横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。6确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置和高程确定下来。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。变坡点的高程是根
13、据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。本设计综合考虑各种因素，最终确定了三条坡度线，两个变坡点。3.2.3竖曲线要素计算1. 变坡点变坡点桩号为K0+674.759设为凸型竖曲线标高为141.7m，两相邻路段纵坡为% ，-.0.5% R=12000m。计算竖曲线基本要素 竖曲线长度L=R=12000（0.045+0.005）=600m 切线长度 T=L2=6002=300m 外距 E=2R=212000=3.75m 竖曲线起点桩号：K0+674.759-300=K0+374.759竖曲线终点桩号： K0+674.759+300=K0+974.759求各桩点的设计标高： K0+37
14、4.759 竖曲线起点处： 切线标高 141.7-0.045300=128.2m 设计标高 128.2m K0+674.759 竖曲线中点处： 切线标高 141.7m 设计标高 141.7-3.75=137.95 K1+974.759 竖曲线终点处： 切线标高 141.7-3000.005=140.2m 设计标高 140.2m K0+500 至起点距离 X=500-374.159=125.241 切线标高 128.2+125.2410.045=133.836 纵距 Y=2R=（212000）=0.654 设计标高 133.836-0.654=133.182K0+900 至起点距离 X=900-
15、374.759=525.241 切线标高 126.18+525.2410.045=151.836 纵距 Y=2R=/（212000）=11.495 设计标高 151.836-11.495=140.341 第四章 道路横断面设计4.1 说明道路的横断面，指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。4.2 横断面设计4.2.1 道路通行能力及车道数的确定1.设计小时交通量Q=3000+17001.5+14002=8350(辆/日)Q=Q(1+K)=8350（1+6%）=25264
16、（辆/ 日）式中Q远景年预计年平均日交通量（辆/ 日）； Q起始年平均日交通量（辆/日）； K交通量的年增长率（%）； n远景设计年限； 设计小时交通量是指设计年限主要方向的标准小时交通量，是确定车道数的依据，按下式计算：DDHVQKD式中DDHV定向高峰小时设计交通量（辆/小时）； D方向不均匀系数，取0.6； K设计小时交通量系数，查表3-51（道路勘测设计）可知华北地区一级公路为13.5% 故：DDHV=2526413.5%0.6=2047（辆/小时）2.单向一条车道的设计通行能力 C=MSVfff 式中C单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量，辆
17、/(hln)； C=200010.750.6=900辆/(hln)3.行车道车道数的确定行车道车道数可依下式计算确定并取为整数：单向行车道车道数=高峰小时设计交通量/一条车道的设计通行能力=DDHV/ C=2.27取整数：3双向车道数为64.2.2 横断面设计（见图4-1）1.标准横断面如图4-1所示，单条行车道宽度3.75m,硬路肩宽度32002503002502.5m(其中右侧路缘带宽度0.5m),土路肩宽度0.75m,中间带宽度3.0m(中央分隔带宽度2m,左侧路缘带宽度0.5m)。2.路拱坡度路拱坡度一般应采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜，按公路路基设计规范，路基坡度值取i=2.0%.
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