道路勘测设计设计算例

姓名：专业、班级：号：学指导教师：设计时间：-I-目录1设计概述....................................................................................................................11.1目的和要求：..............................................................................................................11.2设计依据：..................................................................................................................11.3公路设计概况：..........................................................................................................11.4平面设计标准的确定..................................................................................................11.5路线起讫点..................................................................................................................21.6沿线自然地理概况......................................................................................................22道路参数....................................................................................................................22.1道路等级的确定.........................................................................................................22.2公路技术标准的确定.................................................................................................22.3控制要素.....................................................................................................................32.4平面设计技术指标......................................................................................................32.4.1圆曲线最小半径...............................................................................................32.4.2圆曲线最大半径...............................................................................................32.4.3圆曲线半径的选用...........................................................................................42.4.4平曲线最小长度...............................................................................................42.4.5缓和曲线技术要求...........................................................................................42.4.6平曲线要素的确定...........................................................................................52.4.7初步设计的平曲线加桩...................................................................................72.4.8曲线主点桩号计算...........................................................................................72.5路线方案的拟定与比较.............................................................................................72.5.1两方案概述..............................................................................................................82.5.2两方案特点比较......................................................................................................82.5.3两方案比选结果......................................................................................................82.6道路平面设计..............................................................................................................92.6.1平面选线的原则：...........................................................................................92.7道路纵断面设计..........................................................................................................9-II-2.8道路横断面设计........................................................................................................102.8.1行车视距.........................................................................................................112.9土石方量计算及调配........................................................................................112.9.1土石方数量计算.............................................................................................113.1计算说明部分（附表）............................................................................................123.2图纸部分（附图）....................................................................................................12参考文献............................................................................................................................13-III-1设计概述1.1目的和要求：两部分。通过本次课程设计，要求熟悉公路设计规范，理解、掌握《道路勘测设计》的基本概念，综合运用本课程和其他有关课程的基本知识和基本操作技能，使所学知识进一步巩固、深化和发展；学习道路路线设计的一般方法和步骤。通过设计，培养学生初步具备正确的设计思想和动手的能力，使学生具有初步的工程设计概念；培养学生具备道路路线设计的基本技能。根据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，完成土石方计算与调配，编制直线、曲线及转角一览表，路基设计表，路基土石方数量计算表；进行路面结构类型选择，并确定各结构层的合理厚度。1.2设计依据：根据河南理工大学万方科技学院土木工程专业道路工程方向《道路勘测设计指导书》。1.3公路设计概况：公路等级：三级公路交通量：平均昼夜交通量为2500～4500辆设计年限：10年设计车速：30km/小时1.4平面设计标准的确定1、根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为30公里/小时，路基双幅两车道，宽8.5米。2、设计执行的部颁标准、规范有：《公路工程技术标准》JTGB01-2003《公路路线设计规范》JTGD20-2006《公路路基设计规范》JTGD30-20041.5路线起讫点比例尺：12000K0+000K0+607.816坐标终点高程：394.11米1.6沿线自然地理概况山岭地区山高谷深、坡陡流急地面自然坡度大（20o以上）、地形复杂，日温差和年温差较大、暴雨多、河流水位变化幅度大等特点。山岭地区路线弯多坡陡、标准低、工程量大，由于受山岭区地形、水文、地质、气候等因素的影响，道路平、纵、横都受限制。2道路参数2.1道路等级的确定根据所给资料，参照《公路工程技术标准》JTGB01-2003（以下简称《标准》）、《公路路线设计规范》JTGD20-2006（以下简称《路线规范》）确定路线的设计等级，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为30Km/小时，路基单幅双车道，宽8.5米。设计使用年限15年。2.2公路技术标准的确定30KM/h及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。查《公路工程技术标准》得小客车和中型载重汽车折算系数如下：表2汽车折算系数汽车代表车型小客车车辆折算系数1.01.5中型车2.03.0大型车托挂车交通增长率：=6%道路必经点：无要求2.3控制要素（1）道勘：三级（2）设计车服务车速：30km/min。2.4平面设计技术指标2.4.1圆曲线最小半径1极限最小半径②一般最小半径3不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。圆曲线半径要求如表2.41所示表2.0%2.0%2.4.2圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。2.4.3圆曲线半径的选用最大半径为200米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。2.4.4平曲线最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。2.4.5缓和曲线技术要求缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1)离心加速度变化率不过大;(2)控制超高附加纵坡不过陡;(3)控制行驶时间不过短;(4)符合视觉要求;40m.在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。表2.45交点半径(m)缓和曲线长(m)JD118640404040JD2144平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为JD(X,Y)，第个交点坐标为JD(X,Y),i1,2,3,,n，则：i000iiiXXX:ii1YYYii1交点间距:象限角:L(X)(Y)22YarctgX计算方位角:当X0,Y0时:fw当X0,Y0时:fw180当X0,Y0时:fw180当X0,Y0时:fw360AA转角:iii1当为""时路线右偏当为""ii2.4.6平曲线要素的确定(5)圆曲线要素及其计算V2根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得：R127(i)h式中：行车速度（km/h）;横向力系数；i超高横坡度。h(6)主点桩号的计算<1>直线上中桩坐标计算：设交点坐标为JD(X,Y)，交点相邻两直线方位角分别为fw和fw，12则：ZH点坐标:HZ点坐标:XXTcos(fw180)ZH1YYTsin(fw180)HZ1设直线上加桩里程为，ZH，HZ为曲线起点、终点里程，则前直线上任意L点坐标为：XX(TZHL)cos(fw180)1YY(TZHL)sin(fw180)1后直线上任意点的坐标为：XXTL)2YYTL)2<2>单曲线内中桩坐标计算：曲线上任意一点的切线横距为：l5xl40RL22s式中：l——缓和曲线上任意点到ZHHZ)点的曲线长；L——缓和曲线长度。s第一缓和曲线（ZHHY）上任意点坐标30xl2XXZHcosfw30l12RLscosRLs30xl2YYZHsinfw302RLl1cossRLs式中：——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。②圆曲线内任意点坐标（HYYH）：90lLlXX2RsinHYcosfwsRR190lLlYY2RsinHYsinfwsRR1式中：l——圆曲线上任意点至HY点的曲线长；——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。③第二缓和曲线（HZYH）内任意点坐标：30xl2XXcosfw18030RLl2RL2cosssl30x2YYsinfw18030l22RLcossRLs式中：l——第二缓和曲线内任意点至点的曲线长。HZ(2)、曲线要素计算：LsLsq(m)2240R22s4sp(m)24R2688R3T(Rp)tgq(m)2LyRLsLLy2LsE(Rp)secR2J2TL2.4.7初步设计的平曲线加桩在路线选定和曲线计算完成之后，要将路线加桩，直线段为100米加桩，曲线段为20米加桩。由于采用软件进行上述工作，本设计为20米加桩。2.4.8曲线主点桩号计算计算结果详见附表“直线及曲线曲线一览表”。2.5路线方案的拟定与比较根据给定的等高线地形图，采用纸上定线的方法研究路线的可能方案，并经过比较论证确定最后路线方案。山区路线依行经地区的地貌地质和地形特征，可能有越岭线、山坡线、沿溪线和山脊线，此时可根据地形图研究可能的路线布局型式。山区公路的选线一段应按：(1)全面布局；(2)逐段安排路线；(3)具体定线三个步骤进行。1和方案2经过进一步方案比选后，选择方案1为最后设计方案。比选过程如下：2.5.1两方案概述方案1（即既定方案）选择路线为，沿河自然布线，后在垄洞挖方通过，至终点。方案1（比选方案）穿过重丘区，起伏严重，施工难度大。2.5.2两方案特点比较方案1的优点：因为方案1基本避开了山丘高差大的地区而沿河走，所以减少路线行进方向高差较小，有利于设置标准较高的纵断面，有利于行车。方案1的缺点：因为经过的是水田，需解决可能发生道路路基进水导致的稳定性下降的问题，故不宜以低填方通过，为了保持路基填土最小安全高度，不可避免的会有大的填方量；较高路基占用的水田面积较大。方案2路线较直，长度较短，路段路面造价较低。方案2路线沿线地面高差较大，道路坡度较大，纵断面不理想；路线在较长挖方段中通过时，容易出现视距不够、视觉压抑等问题；较大的挖方量和较高的挖方高度，容易出现难以预料的工程地质危害。2.5.3两方案比选结果综合比较以上两方案各自的优缺点，最终选择方案1为最终设计方案。2.6道路平面设计上进行详细的精确定线，此时可按交角点的偏角，结合地形地物确定平曲线半径及其要素，鉴于时间所限，平面设计长度可取0.6公里。直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和曲析确定。平面线形的桩距应按照规定并对地物及地形变化给予加桩。曲线段的设置影响平面视距，此时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得视距的保证。2.6.1平面选线的原则：在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽可能的采用较、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。2.7道路纵断面设计于改建公路则指路面中心线的标高。纵断面设计线的确定包括：纵坡度的选定、坡长的限定以及竖曲线半径的拟定。为了满足行车和排水要求，道路应有最大纵坡和最小纵坡的限制。坡长限制应有利于行车平顺，尽量减少纵断面上的转坡点和设置大半径的竖曲线，坡长应注意做到：缓坡宜长、陡坡宜短。纵断面设计线拟定前，应先确定标高控制点（如桥涵标高、最小填土高度、最大挖方深度、交叉口标高等)。对于山区公路横断面依据地面线试定合宜的填挖高度，试定拉坡，然后按照“标准”规定确定纵坡度及其长度，并拟定竖曲线。纵断面设计长度与平面设计的长度相同。2.8道路横断面设计道路横断面设计的基本要求：使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时，应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。(2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于1／100。(4)整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。按照平纵断面的设计，可取其中l公里左右做横断面设计，该段范围内所有桩号的横断面地面线，除规定的路基路面宽度外应照各桩断面的地形质情况确定边坡度、边沟形状尺寸，绘出横断面的设计线即“戴帽子”，绘出各桩号的横断面图。横坡曲线。高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外，应按规定计算或参照标准图设计。2.8.1行车视距行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。行车视距可分为：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。《规范》规定，三级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但