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文档简介
道路工程施工图道路的概念1.道路是一种供车辆行使和行人步行的带状结构物。2.位于城市郊区和城市以外的道路称为公路;位于城市范围以内的道路称为城市道路。3.道路从整体上看是一条空间曲线。道路工程制图道路工程制21世纪的头二十年,是我国交通实现新的跨越式发展的重要战略机遇期,按照中国高速公路网规划,20年内我国高速公路总里程将超过8.5万公里,正在建设的有1.5万公里,还有4万多公里将在20内建设完成。根据河南省二00五至二0二0年交通规划,到二0二0年,河南省的二十万人口小城镇将进入到"县县通高速公路"的格局当中。今后十五年里,河南将投资五百多亿元新建省际交通大通道,同时投资三百多亿元,新建六条省内经济干线。另外,还将投入近百亿元,对京港澳高速公路安阳—新乡、郑州—漯河段进行拓宽改造,积极推进107国道升级改造工程,建成二广高速公路济源—洛阳—南阳(省界)段、焦作—平顶山—桐柏(省界)高速公路,改造提升207国道,形成途经焦作、洛阳、平顶山、南阳等4市的交通动脉。所以,无论是全国的公路建设还是河南省的交通规划,到2020年公路建设行业前景好,道路与桥梁工程人才的需求量将逐年大增.1990年第一条高速公路(沈大高速公路)建成通车;到2000年底,高速公路总里程达1.6万公里;到2001年底,高速公路总里程达1.9万公里,超过加拿大(1.9万公里)、仅次于美国(8.8万公里),位居世界第二位;2002年底高速公路总里程达到2.52万公里,2002全年新建高速公路5583km。高速公路建设情况:存在如下几方面的问题:
1.数量少。(1)公路通车总里程:目前通车里程虽己达175.8万公里,但与发达国家相比,仍然相差较大。如美国为630万公里,日本140万公里,印度160万公里。二、道路现状评价美国、加拿大国土面积与中国差不多,高速公路里程已达8.8万公里和1.9万公里,法国国土仅为中国的十七分之一,高速公路里程已达9000公里;日本国土很小,而高速公路已达近7000公里。高速公路里程占公路总里程的比例偏低。中国仅为0.82%,而发达国家已达1.5%左右,如加拿大为1.88%,德国已达1.72%,美国为1.37%,印度、马来西亚等发展中国家高速公路发展也很快。高速公路总量也明显偏少。公路密度即每百平方公里国土面积拥有的公路里程数。从总体上讲,我国公路基础设施总量不足,密度偏低。美国公路密度每百平方公里为67公里,英国为160公里,法国为147公里,日本为303公里,印度为61公里,而我国只有17.5公里。每万人拥有公路长度,美国为242公里,英国为63公里,法国为140公里,日本为91.5公里,印度为22公里,而我国只有11公里。(2)公路密度:在通车里程中,二级以上的公路,只占公路总里程的13.1%多,等级以上公路所占比重为78.3%,还有达不到技术标准的等外公路36.4万公里,占22%左右。高级、次高级路面里程占公路总里程的38.9%。无路面里程15.4万公里,占9%。2.公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。东西部差距较大,平原区与山区差别大。到2000年底全国仍有353个乡(0.8%),6.9万个村(9.2%)不通公路。公路密度各省市差距大。上海95.4km,天津85.1km,北京81.0km,海南61km,广东58km,江苏56.6km。10km以下的省有5个,西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃,黑龙江省13.8km,排位倒数六。4.通行能力低。通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。5.服务水平低。公路运输服务不满足要求。
3.发展不平衡。
(1)国道主干线公路全部建成高速公路。(3.5万公里)1990~2020年,总长3.5万公里国道主干线公路全部建成高速公路。2003年,完成“两纵两横”;2020年,完成“五纵七横”。发展规划“两纵两横”国道主干线“两纵两横”国道主干线示意图“五纵七横”国道主干线“五纵七横”国道主干线示意图国道主干线国道主干线规划线道路的分级与技术标准
一、公路分级与技术标准
1.公路分级交通部1997年颁布的《公路工程技术标准》JTJ01一97(现行)将公路分为五个等级高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。划分等级目的:按需求建设公路依据:公路使用任务、功能交通量(远景设计)高速公路分为四个等级:(1)四车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为25000~55000辆;(2)六车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为45000~80000辆;(3)八车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为60000~100000辆。功能:专供汽车分向、分车道行驶的干线公路。
高速公路:为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。功能:一级公路是连接高速公路或是某些大城市的城乡结合部、开发区经济带及人烟稀少地区的干线公路。具有两种不同的任务和功能:(1)干线功能,部分控制出入;(2)可以采用平交的距离不长的连接线等。一级公路强调必须分向、分车道行驶,《标准》规定一级公路一般应设置中央分隔带。当受特殊条件限制时,必须设置分隔设施,不允许用画线代替。一级公路:为供汽车分向、分车道行驶的公路,一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为15000~30000辆。功能:二级公路为中等以上城市的干线公路或者是通往大工矿区、港口的公路。三级公路:一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为1000~4000辆。功能:为沟通县、城镇之间的集散公路。四级公路:一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为:双车道1500辆以下;单车道200辆以下。功能:为沟通乡、村等地的地方公路。二级公路:一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为3000~7500辆。
地形分类可参考地形特征划分为:
平原、微丘地形
山岭、重丘地形平原地形:指一般平原、山间盆地。高原(高平原)等地形平坦,无明显起伏,地面自然坡度一般在3°以内;微丘地形:指起伏不大的丘陵,地面自然坡度在20°以下,相对高差在100m以下,设线一般不受地形限制;对于河湾顺适、地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷地形,河床坡度大部在5°以下,地面自然坡度在20°以下,沿河设线一般不受限制,路线纵坡平缓或略有起伏,也属平原微丘地形。2.地形分类(适用于一、二、三、四级公路):重丘地形:指连续起伏的山丘,且有深谷和较高的分水岭,地面自然坡度一般在20°以上,路线平、纵面大部分受地形限制;高原地区的深浸蚀沟,以及有明显分水线的绵延较长的高地,地面自然坡度多在2°以上,路线平、纵面大部分受地形限制。山岭地形:指山脊,陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等地形变化复杂,地面自然坡度大部分在20°以上,路线平、纵、横面大部分受地形限制。
公路等级应根据公路网的规划,从全局出发,按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。各级公路远景设计年限:高速公路和一级公路为20年二级公路为15年三级公路为10年四级公路一般为10年。设计路段长度:按不同计算行车速度设计的各路段不宜过短。高速公路不宜小于15km一级、二级公路不宜小于10km。4.公路等级的选用二、城市道路分类与技术分级城市道路分类:
按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能,城市道路分为四类:
1.快速路快速路为城市中大量、长距离、快速交通服务。快速路对向行车道之间应设中间分车带,其进出口应采用全控制或部分控制。快速路两侧不应设置吸引大量车流,人流的公共建筑物的进出口,两侧一般建筑物的进出口应加以控制。在进出口较多时,宜在两侧另建辅道。
主干路为连接城市各主要分区的干路,以交通功能力主。自行车交通量大时,宣采用机动车与非机动车分隔形式,如三幅路或四幅路。主干路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的进出口。3.次干路次干路与主干路结合组成城市道路网,起集散交通作用,兼有服务功能。4.支路
支路为次于路与街坊路的连接线,解决局部地区交通,以服务功能为主。
2.主干路1.城市道路网的结构形式和特点(1)方格网式:呈方格棋盘形状,是最常见的一种形式,即每隔一定的距离设置接近平行的干道,在干道之间再布置次要道路,将用地分为大小合适的街坊。(2)环形放射式:一般由旧城中心区逐渐向外发展,由旧城中心向四周引出放射干道的放射式道路网演变而来。(3)自由式:以结合地形为主,路线弯曲无一定几何图形。
(4)混合式:为上述三种形式的组合,如规划得合理,能发扬上述各式的优点,又避免了它们的缺点,是一种扬长避短较合理的形式。
四、城市道路网和红线规划道路红线:指城市道路用地分界控制线,红线之间宽度即道路用地范围,亦可称道路的总宽度或称规划路幅。道路红线宽度确定:根据道路的功能与性质,考虑适当的横断面型式和定出机动车道、非机动车道、人行道、绿带等各组成部分的合理宽度,从而确定道路的总宽度,即红线宽度。2.城市道路红线规则一、平曲线线形设计一般原则
(一)平面线形应直捷、连续、顺适,并与地形、地物相适应,与周围环境相协调(二)行驶力学上的要求是基本的,视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足高速公路、一级公路以及设计速度≥60km/h的公路,应注重立体线形设计,尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。
设计速度<40km/h的公路,首先应在保证行车安全的前提下,正确地运用平面线形要素最小值。第1节平面线形设计
(四)应避免连续急弯的线形这种线形给驾驶者造成不便,给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。(三)保持平面线形的均衡与连贯(技术指标的均衡与连续性)
1.长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限小半径曲线难免时,中间应插入中等曲率的过渡性曲线,并使纵坡不要过大。
2.高、低标准之间要有过渡。(五)平曲线应有足够的长度
汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s,以使驾驶操作不显的过分紧张。二、平面线形要素的组合类型(一)基本型按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。适用场合:交点间距不受限。(二)S型两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。适用场合:交点间距受限(交点间距较小)。<2Vα2α1JD1JD2(二)S型两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合适用场合:交点间距受限(交点间距较小)。适用条件:
用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。适用场合:交点间距受限(交点间距较小)。(三)卵型凸型的回旋线的参数及其连接点的曲率半径,应分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定。
(四)凸型在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合。圆曲线设计①单曲线在一个交点处只设一个圆曲线半径叫做单曲线,单曲线是公路中常用的一种线形。其要素包括转角、切线长T、曲线长L、外距J和半径R。在一般情况下,半径是选定的,转角是测出的.其他要素是根据R和计算出来的,如图,其计算公式为:圆曲线半径的计算返回上一页下一页退出圆曲线最小半径设计速度(km/h)806050403020不设超高最小半径(m)100060040030015070设超高推荐半径(m)403002001508540设超高最小半径(m)250150100704020(3)圆曲线最大半径如前所述.选用圆曲线半径时,在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径,但半径大到一定程度时,其几何性质与行车条件与直线无太大区别,容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。所以《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。城市道路最大超高值设计速度(km/h)8060、5040、30、20超高值(%)642(三)缓和曲线的作用缓和曲线是道路平面线形要素之一,它是设置在直线与圆曲线之间或圆曲线与圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。标准规定,除四级公路不设缓和曲线外,其余各级公路都应设置缓和曲线。城市道路上,缓和曲线也被广泛地使用。缓和曲线的作用主要表现在下述几个方面。(1)线形缓和圆曲线与直线相连接.在连接处曲率突变.在视觉上不平顺。设置缓和曲线后,线形圆滑,增加线形的美观,有良好的视觉效果和心理作用感。(2)行车缓和汽车由直线直接驶入圆曲线或由大半径圆曲线直接驶入小半径圆曲线,其离心力发生了突变,使行车安全感和舒适感受到影响。并且从司机转弯操纵来看,汽车前轮转向角逐渐变化,其中间需要插入一逐渐变化的缓和曲线,才能保证在车速一定的情况下使汽车前轮的转向角从0至逐渐转向,从而有利于驾驶员操纵方向盘。(3)超高加宽缓和行车道从直线上的双坡断面过渡到圆曲线上的单坡断面和从直线上的正常宽度过渡到圆曲线上的加宽宽度,一般情况在缓和曲线长度内完成。1)曲率逐渐变化,乘客感觉舒适返回上一页下一页退出2)行车时间不宜太短3)超高的过渡宜平稳关于缓和曲线长度的确定,理论上应该兼顾上述三方面因素的要求。城市道路缓和曲线最小长度的计算详见表5-6。设计的缓和曲线必须是:(1)有足够的长度;(2)有合理的曲线形式。1.缓和曲线的长度确定缓和曲线的长度一般从以下几方面去考虑:(五)平曲线的计算城市道路上的平曲线主要是单圆曲线和带缓和曲线的圆曲线两种。下面就分别介绍这两种曲线的计算问题。1.单圆曲线(1)曲线要素计算(已知曲线半径R和曲线转角a)圆曲线长切线长
外距
超距
返回上一页下一页退出(二)弯道加宽设计1.双车道路面加宽值的计算汽车在弯道上行驶时,其车体(车厢)实际上与道路轴线成一定夹角,故所占道路宽比直线路段为宽。因此,弯道上路面必须加宽以适应这种要求。加宽值的大小与车型、弯道半径有关。2.多车道路面加宽值的计算3.铰接式车辆在弯道上的加宽计算4.弯道加宽过渡段形式加宽部分通常是放在圆曲线路段的内侧,直线路段是不加宽的,其间必须设置一加宽过渡段(也称加宽缓和段)。加宽缓和段长度应采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同值。
加宽缓和段的形式有直接型和曲线型两大类。对于一般的城市道路,其加宽缓和段多采用直接线型,而对于城市快速路或大型立交桥上则采用曲线型。(2)曲线型直线型加宽缓和段总的问题是,路面内侧边缘线不够圆顺。为了解决这个问题,便提出了曲线型加宽和段。返回上一页下一页退出四、平面定线(一)纸上定线1.注意贯彻执行有关的方针政策2.掌握好各项技术标准3.正确选定平面控制点4.合理布设直线和曲线5.综合考虑其它因素(1)参照交通量调查资料,布设路线时让尽可能多的客货流量走最短的路线;(2)在选择路线方位时,适当考虑风向和日照的影响;(3)为道路绿化、市政杆线、管道的布设提供有利条件;(4)为城市或道路所在区将来的发展留有余地。(二)实地实线(实地放线)实地定线操作方法通常有两种,即图解法和解析法(坐标法)。返回上一页下一页退出1.图解法所谓图解法即是根据纸上定线已确定的设计路线与其附近地物的相对关系,在实地先找到地物参照点,然后据此放线的定线方法。其工作步骤如下:(1)定直线。(2)定交点。(3)量测各交点间的距离。(4)检核控制点和控制路线。(5)测设曲线。(6)编制里程桩号。(7)进行路线固定。2.解析法(坐标法)解析法的具体步骤如下:(1)收集路线附近导线点的坐标和方位角资料,或者沿线敷设临时导线。(2)将路线起、止点和中间特征点与上述导线联测,取得距离和方位角等相对关系数据。返回上一页下一页退出(3)计算路线起、止点和中间特征点的坐标,作为路线实地定线的基本依据。(4)根据相交路线的方位角,算出路线各交叉口的相交角度。(5)编制测点的里程桩号。返回上一页下一页退出2道路路线图的表达方法道路路线设计的最后结果是以平面图、纵断面图和横断面图来表达的。道路路线工程图的图示方法与一般工程图不同,它是以地形面作为平面图,以纵向展开断面图作为立面图,以横断面作为侧面图;并且大都各自画在单独的图纸上,利用这三种工程图,来表达道路的空间位置、线形和尺寸。公路路线工程图公路的基本组成部分包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护工程以及排水设备等构造物。公路工程图是由表达路线整体状况的路线工程图(路线平面图、路线纵断面图、路基横断面图)和表达各工程实体构造的桥梁、隧道、涵洞等工程图组成。一、路线平面图1、地形部分2、路线部分B完成路线平面设计以后应及时清绘各种图纸和表格。其中主要的图纸有:路线平面设计图、路线交叉设计图、道路平面布置图、纸上移线图等。主要的表格有:直线、曲线及转角表、路线交点坐标表(或含在“直线、曲线及转角表”中)、逐桩坐标表、路线固定表、总里程及断链桩号表等。本节学习结束第3节纵断面设计方法及纵断面图(一)关于纵坡极限值的运用
根据汽车动力特性和考虑经济等因素制定的极限值,设计时不可轻易采用应留有余地。一般讲,纵坡缓些为好,但为了路面和边沟排水,最小纵坡不应低于0.3%~0.5%。
(二)关于最短坡长坡长不宜过短,以不小于计算行车速度9秒的行程为宜。对连续起伏的路段,坡度应尽量小,坡长和竖曲线应争取到极限值的一倍或二倍以上,避免锯齿形的纵断面。(三)各种地形条件下的纵坡设计
1.平原、微丘区:保证最小填土高度,作包线设计。
2.山岭、重丘区:按纵向填挖平衡设计。一、纵断面设计要点
一般情况下:竖曲线应选用较大半径为宜。坡差小时:应尽量采用大的竖曲线半径。条件受限制时:可采用一般最小值特殊困难情况下:方可用极限最小值。有条件时:宜采用表4-20规定的满足视觉要求的最小半径。
(四)关于竖曲线半径的选用JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=二、纵断面设计方法步骤及注意问题(一)纵断面设计方法与步骤
1.准备工作:(1)应收集有关设计资料:①里程桩号和地面高程;②平面设计成果;③沿线地质资料等。
(2)点绘地面线,填写有关内容。
2.标注高程控制点:①路线起、终点;②越岭哑口;③重要桥涵;④最小填土高度;⑤最大挖深;⑥沿溪线的洪水位;⑦隧道进出口;⑧平面交叉和立体交叉点;⑨铁路道口;⑩城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。山区道路的“经济点”或“挖方点”等。二、纵断面设计方法步骤及注意问题(一)纵断面设计方法与步骤
1.准备工作:(1)应收集有关设计资料:①里程桩号和地面高程;②平面设计成果;③沿线地质资料等。
(2)点绘地面线,填写有关内容。JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=
2.标注高程控制点:①路线起、终点;②越岭哑口;③重要桥涵;④最小填土高度;⑤最大挖深;⑥沿溪线的洪水位;⑦隧道进出口;⑧平面交叉和立体交叉点;⑨铁路道口;⑩城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。山区道路的“经济点”或“挖方点”等。JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=3.试坡:根据地形起伏情况及高程控制点,初拟纵坡线。
JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=4.调整:按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3.试坡:根据地形起伏情况及高程控制点,初拟纵坡线。
5.核对:典型横断面核对。6.定坡:确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。精度要求:变坡点桩号:一般要调整到10m的整桩号上坡度值:精确到小数点两位,即0.00%变坡点高程:精确到小数点三位,即0.000中桩高程:精确到小数点两位,即0.00JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=4.调整:按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3.试坡:根据地形起伏情况及高程控制点,初拟纵坡线。
JD5R=Ls=JD6R=Ls=JD5R=Ls=5.核对:典型横断面核对。6.定坡:确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。4.调整:按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3.试坡:根据地形起伏情况及高程控制点,初拟纵坡线。
R=T=E=R=T=E=R=T=E=7.竖曲线设计:确定半径、计算竖曲线要素5.核对:典型横断面核对。6.定坡:确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。7.竖曲线设计:确定半径、计算竖曲线要素4.调整:按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。3.试坡:根据地形起伏情况及高程控制点,初拟纵坡线。
8.设计高程计算:从起点由纵坡度连续推算变坡点设计高程;逐桩计算设计高程。对道路纵坡,设计人员在定线时已结合平面线形、地形地物等作了较详细的考虑,因而纵断面设计(俗称拉坡)一般由选线人员进行,并参照地质、桥涵人员提出设计所需的资料和意见,经综合考虑后,合理地确定。(1)准备工作①研究《标准》规定的有关技术指标和各项要求,综合考虑视察、外业勘察收集和测绘的地形、土壤、地质、水文、筑路材料的各项记录和图表资料,并考虑施工方法。然后根据平、纵、横断面外业测量资料(或路基设计表)及桥涵等资料,点绘(或标注)在图纸上。②核查各种资料。③标注土质、构造物位置及资料。一般是把上述各种基础资料送入计算机程序数据库中,只是设计任务较小时才用手工方法进行。
纵坡设计方法(2)纵坡设计纵坡设计也叫“拉坡”。①标出控制点根据选线记录和其他有关资料,在纵断面图上标出沿线各控制点高程.如路线起讫点、垭口、桥涵、地质不良地段,最小填土高度,洪水位,交叉口等位置控制标高。对山岭区公路,还应考虑经济点。经济点包括各横断面填挖平衡或造价较低的路基断面形式。②试定纵坡线初步确定直坡线。③调整及核对纵坡线。④确定纵坡线。⑤计算设计标高纵坡确定后.根据确定的坡度和坡长,可推算变坡点标高,各桩号处的设计标高也随之算出;或先确定各变坡点标高,再反算坡度和坡长,不过这样坡度一般为“破数”(小数点后位数较多或近似值)。竖曲线设计(1)半径选择竖曲线半径选择主要考虑以下因素;①选择半径应符合《标准》规定的竖曲线最小半径和最小长度要求。②在不过分增加土石方数量情况下,为使行车舒适,应采用较大半径。③结合纵断面起伏情况和标高控制要求,确定合适的外距值,按外距控制选择半径。④考虑相邻竖曲线的连接(即保证最小直坡段长度不发生重叠)限制曲线长度,按切线长度选择半径。⑤过大的竖曲线半径将使竖曲线过长.从施工的排水来看都是不利的,选择半径时应注意。⑥夜间行车交通较大的路段考虑灯光照射方向的改变.使前灯照射范围受到限制,选择半径时适当加大,以使其有较长的照射距离。(2)几何要素计算几何要素、L、T、E计算
纵断面图的绘制
纵断面设计图是道路设计的重要技术文件之一.也是纵断面设计的最后成果。纵断面采用直角坐标,以横坐标表示里程桩号,纵坐标表示高程。为了明确地反映沿着中线地面起伏形状.通常横坐标比例尺采用1:2000(城市道路采用1:500~1:1000),纵坐标采用1:200(城市道路采用1:50~1:100)。纵断面图是由上、下两部分内容组成的。上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线,另外,也用以标注竖曲线及其要素;坡度及坡长(有时标在下部);沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数和孔径;与道路、铁路交叉的桩号及路名;沿线跨越的河沉名称、桩号、常水位和最高水位;水准点位置、编号和高程;断链桩位置、桩号及长短链关系等。下部自上而下分别填写:直线及平曲线;里程桩号;地面标高;设计标高;填、挖高度;地质说明;设计排水沟沟底线及其坡度、距离、标高、流水方向等。总体设计基本要求
公路路线设计主要包括两个方面的问题,一是路线走向方面所要考虑的问题;二是线形设计方面的问题。这两个方面的问题不是孤立的,而是密切联系又相互制约的。路线设计,应合理利用地形,正确运用技术标准,保证线形的均衡性。设计中应妥善处理远期与近期、整体与局部的关系,结合地形、地质、水文、气象、筑路材料等自然条件.充分考虑农业、环保等方面要求,注意与铁路、航运、空运、管道等运输的配合、协调.通过综合研究分析.认真进行方案比选。不同的方案应对其工程造价及对自然和社会环境的影响进行充分论证和分析,达到技术经济、环境效益的统一。公路线形设计应在平、纵、横三个方面进行综合设计,保持各元素之间的协调一致。公路等级越高.进行协调组合设计的作用越突出。平、纵、横三方面的组合不仅要满足汽车动力性能的要求,而且还要满足驾驶员视觉和心理等方面的要求,这对保证汽车行驶安全顺适具有极其重要的作用。不恰当的线形组合,容易造成交通事故.降低道路通行能力。无论是路线定线还是线形设计以及工程实施阶段的问题。都是相互联系,不可分割。设计人员必须充分认识这些问题,综合起来考虑,这样就会提高道路的运用效率和安全性,达到能以稳定的速度行车,设计出视觉上舒适的好线形。基本走向选择
路线基本走向的选择,应根据指定的路线走向(路线起、终点和中间主要控制点)和公路等级,及其在公路网中的作用,结合铁路、航运、空运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况,以及水文、气象、地质、地形等自然条件,由面到带,从所有可能的路线方案中.通过调查、分析、比选。确定一条最优路线方案。选线公路选线,就是根据公路的性质、任务、等级,结合自然条件,综合平、纵、横三方面因素,在实地(或纸上)选定公路中线平面位置的工作。城市道路路线一般取决于城市干道网及红线规划。
一般步骤和方法(1)路线方案选择路线方案选择主要是解决起、终点问路线基本走向问题。路线基本走向应根据指定的路线总方向(起、终点和中间主要控制点),考虑路线等级及在路网中的作用,结合各种运输方式布局,城镇、工矿企业、资源状况,及各种自然条件,通过实地踏勘、航空视察或用遥感与航摄资料,或在小比例尺地形图上,从大面积着手,从面到线.通过调查、分析、比选确定一条最优路线方案。(2)路线带选择在路线基本方向选定的基础上,按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部控制点,连接这些控制点,即构成路线带,也称路线布局。(3)具体定线定线就是根据技术标准和路线方案,结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计,具体定出道路中线的工作。综上所述,选线是由浅到深,由粗到细,由面到线的工作过程。它是根据路网规划、技术和规范指标值、自然条件、工程造价等综合考虑的结果。各类地形选线要点(1)平原区选线平面线形应采用较高的技术指标,尽量避免采用长直线或小偏角,但不应为避免长直线而随意转弯。在避免局部障碍物时要注意线形的连接、舒顺。纵面线形应结合桥涵、通道、交叉等构造物的布局.合理确定路基高度,纵坡不应频繁起伏,也不宜过于平缓。平原区地形对路线的限制不大.路线基本线形应是短捷顺直,解决“穿”和“绕”的关系。应注意下列几点:①正确处理道路与农业的关系平原区农田成片,渠道纵横交错,布线应处理好少占和不占高产田、路线与农田水利建设相配合、路线与河渠堤岸结合布设等。②合理考虑路线与城镇的联系平原区分布有较多的村镇、工矿企业及其他设施,国防公路和高等级公路,应尽量避免穿越,但应考虑出入连接方便与安全;一般县、乡公路可穿越城镇,但应有足够的路基宽度、行车视距等道路条件及必要的交通设施,以保证行人、行车的安全;路线应尽量避开重要的电力电讯设施。③处理好路线与桥位的关系高速公路、一级公路上的各类桥涵和二级、三级、四级公路上的小桥与涵洞的线形及其与公路的衔接一般应服从路线布设的规定;二级、三级、四级公路上的特大桥,大、中桥桥位.原则上应服从路线走向,桥、路综合考虑,尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上。当桥上线形为曲线时,其各项技术指标应符合路线布设的规定。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。④注意土壤水文条件河网湖区,地势低平,地下水位高,应充分论证路线线形与路基稳定性的关系。⑤正确处理新、旧路的关系对旧路可采取利用、改造、穿越等处理方法。⑥尽量靠近建筑材料产地。
丘陵区选线微丘区应充分利用地形处理好平、纵线形的组合。不应就微小地形,造成线形曲折,也不宜采用长直线,造成纵面线形起伏。重丘区应综合考虑平、纵、横三者的关系,恰当地掌握标准,提高线形质量。设计中应注意;1)路线应随地形的变化布设,在确定路线平、纵面线位的同时,应注意横向填挖平衡。横坡较缓的地段,可采用半填半挖或填多于挖的路基;横坡较陡的地段,可采用全挖或挖多于填的路基。同时还应注意纵向的土、石方平衡,以减少废方和借方。2)平、纵、横三方综合设计.既考虑线形指标又考虑工程经济。3)按下述三种方法布线:①平坦地带——布设直线两个已知控制点之间,地势平坦,按平原区以方向为主导的原则布设。②具有较陡横坡地带——沿地形匀坡线布线“匀坡线”是两点之间。顺自然地形.以均匀坡度定的地面点的连线。如图3.23所示。
③起伏地带——走直线和匀坡线之间路线要跨越丘陵和坳谷时,沿直连线走.路线最短.但纵坡起伏大或横断面高填深挖;沿匀坡线走,坡度最好,但路线绕长多,工程费用和运输成本都会高。辩证的方法是在直线和匀坡线之间进行选择。山岭区选线山岭线一般以顺山沿河布设,必要时横越山岭。1)越岭线越岭线是沿分水岭一侧山爬上山脊,在适当地点穿过垭口,再沿另一侧山坡下降的路线。其主要特点是路线需克服较大的高差.这是因为山岭自然坡度大于路线许可的最大纵坡所致。越岭线的长度和平面位置,主要取决于路线纵坡的安排,因此,在越岭线的选线中,起主导作用的是纵坡,其次是横断面和平面
2)沿河(溪)线沿河(溪)线是沿河(溪)布设的路线,其特点是傍山临水.无论丘陵区或山岭区都有可能选用。在山区沿河流的两岸,一般是纵断面困难较少。平面受的限制较多,路线布局主要的问题是:路线选择走河流的哪一岸;线位放在什么高度和在什么地点跨河。这些问题是相互联系和相互影响的.其主要目的是寻求合理的横断面。所以,沿河线选线的要点,首先是在于横断面,其次是平面和纵断面.但平、纵、横三面必须协调,目的是以最佳的技术指标和最少的工程量,保证不受洪水威胁,选定一条理想的路线。定线定线是具体落实中线确切位置的工作。其任务是在路线总体布局和逐段安排(选定的路线带)的基础上,按照已定的技术标准,结合地形、地质及其他沿线条件,综合考虑平、纵、横三方面因素,合理安排路线中线位置。其内容包括确定交点和曲线插设两项工作。定线是道路设计过程中关键的一步。它不仅要解决工程、经济方面的问题,而且对如何使道路与周围环境相配合。以及道路本身线形的美观等问题都要在定线过程中给予充分的考虑。由于受自然条件、技术、政策、美学等方面因素的制约,这就要求设计人员必须具有广博的知识和熟练的定线技巧。定线工作不可能一次成功,理想的路线往往需要通过几个方案比选。定线应吸收桥梁、水文、地质、园林,建筑等方面的专业人员参加,发挥各种专业人员的才能和智慧,使定线工作成为各专业组协作的共同目标。定线质量还在很大程度上取决于采用的定线方法,常用的定线方法分实地定线和纸上定线。技术标准高的,地形、地质复杂的路线必须使用纸上定线,然后把纸上路线敷设在地面上;实地定线省去了纸上定线这一步,直接在现场实地定线,此方法常用于技术标准低和地形地物简单的路线。实地定线(1)一般情况一般情况指路线不受纵坡限制,定线以平面和横断面为主安排路线。其要点是以点定线,以线交点。以点定线就是在全面布局和逐段安排确定的控制点间,结合各方面因索进一步确定影响中线位置小的控制点。大致穿出路线直线的方法。以线交点,就是在已定小控制点的基础上,结合路线标准和前后路线条件,穿出直线,并延长交出交点。1)放坡按照要求的设计纵坡(或平均坡度)在实地找出地面坡度线的工作。由于有最大、最小纵坡,最长、最短坡长及平均纵坡等限制,所以放坡必须对这些限制条件进行合理处理,实质上放坡就是现场设计纵坡,它是现场定线的重要步骤。2)定线①作修正导向线放坡工作也称定导向线.放坡后的坡度点是概略的路基设计标高位置。根据地面横坡考虑路基稳定和工程经济可确定合适中线位置的工作称修正导向线。②穿线交点修正导向线是具有合理纵坡,横断面位置最佳的一条折线,但它不能满足平面线标准的要求,这就要根据标准要求,尽可能靠近或穿过导向线上的点,裁弯取直,使平、纵、横三方面恰当结合,穿出与地形相适应且合乎标准的若干直线,各相邻直线相交即可确定交点。纸上定线
纸上定线是在大比例地形图(一般比例1:1000~1:2000)上具体确定路线中线位置的方法。它包括纸上定线和实地放线两个步骤。(1)纸上定线的操作方法1)直线形定线方法直线形定线方法一般适用于地形简易的平原微丘地区,即上述实地定线一般情况处理方法。道路中线确定后,为了标定路线,需要根据选定的圆曲线半径和缓和曲线计算平曲线要素,曲线主点桩及加桩里程、逐桩坐标等.二、路线纵断面图1、图样部分2、资料表部分3、竖曲线分为凸形和凹形凸形凹形第6节横断面设计定义:道路横断面图:指道路中线上各点垂直于路线前进方向的竖向剖面图。道路横断面设计:研究路基横断面结构组成及尺寸的过程。
1道路横断面组成
一、公路横断面组成公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。
高速、一级公路横断面组成:行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分(一)路幅的构成二、三、四级公路横断面组成:行车道、路肩错车道(一)路幅的构成
高速、一级公路横断面组成:行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分
路基宽度:指行车道与路肩宽度之和。但当设有紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道等时,还应包含这些部分的宽度。即路基宽度指路基顶面的总宽度。
路面宽度:包括行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、硬路肩等的宽度。路基的其它组成部分:(路基顶面以外)
边坡、边沟及排水沟、护坡道、截水沟、碎落台、取土坑、弃土堆等
路基、路面宽度定义:(二)路幅布置类型1.单幅双车道
单幅双车道公路指的是整体式的供双向行车的双车道公路。
适用:二、三级公路和一部分四级公路
2.双幅多车道
四车道、六车道和更多车道的公路,中间一般都设分隔带或作成分离式路基而构成“双幅”公路。适用:高速公路、一级公路
3.单车道适用:交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路,山区四级公路。
二、城市道路横断面组成
1.单幅路(1)划出快、慢车行驶分车线,快车和机动车辆在中间行驶,慢车和非机动车靠两侧行驶。
(2)不划分车线。
2.双幅路:在车道中心用分隔带或分隔墩将车行道分为两半,上、下行车辆分向行驶。各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。二、城市道路横断面组成3.三幅路:中间为双向行驶的机动车车道,两侧为靠右侧行驶的非机动车车道。二、城市道路横断面组成4.四幅路在三幅路的基础上,再将中间机动车车道分隔为二,分向行驶。
二、城市道路横断面组成2路肩、分车带、路侧带与路缘石
一、路肩的作用及其宽度
1.路肩的作用:
(1)支挡作用;(2)供临时停车或堆料;(3)增加有效行车道宽度;(4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地;
(5)精心养护的路肩,能增加公路的美观。
2.路肩的构成:
硬路肩:有路面铺装的路肩。土路肩:加固路肩:粒料改善土混凝土预制块铺装土路肩:路基土2.路肩的构成:3.路肩的宽度:(一)中间带
1.适用场合:高速、一级公路。四条和四条以上车道的公路应设置中间带。
2.中间带的构成:两条左侧路缘带中央分隔带二、分隔带的作用及其宽度(一)中间带
1.适用场合:高速、一级公路。四条和四条以上车道的公路应设置中间带。
2.中间带的构成:两条左
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