道路勘測(cè)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)2

1、 道路勘測(cè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 姓名： 王偉偉 專(zhuān)業(yè)： 交通工程 年級(jí)： 2010級(jí) 學(xué)院： 建筑工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 張晉玉 2013年10月一、設(shè)計(jì)課題：山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：按計(jì)劃任務(wù)書(shū)指定控制點(diǎn)進(jìn)行紙上定線，縱、橫斷面設(shè)計(jì)，土石方計(jì)算與調(diào)配以及方案技術(shù)指標(biāo)論證分析三、設(shè)計(jì)總說(shuō)明1、目的和要求：通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，要求熟悉公路設(shè)計(jì)規(guī)范，理解、掌握道路勘測(cè)設(shè)計(jì)的基本概念，綜合運(yùn)用本課程和其他有關(guān)課程的基本知識(shí)和基本操作技能，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展；學(xué)習(xí)道路路線設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生初步具備正確的設(shè)計(jì)思想和動(dòng)手的能力，使學(xué)生具有初步的工程設(shè)計(jì)概念；培養(yǎng)學(xué)生具備道路

2、路線設(shè)計(jì)的基本技能。根據(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)算與調(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(lèi)型選擇，并確定各結(jié)構(gòu)層的合理厚度。2、工程概況：本路為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線，主要為解決解放牌汽車(chē)運(yùn)輸問(wèn)題，現(xiàn)年平均交通量990輛0.5-1.0米風(fēng)化土層外，下部為石灰?guī)r，地下水位一般較深對(duì)路基與邊坡穩(wěn)定影響不大。四、道路參數(shù)1、道路技術(shù)等級(jí)的確定查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以下簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)）及其他相關(guān)資料，解放牌汽車(chē)以小客車(chē)為標(biāo)準(zhǔn)的折算系數(shù)為：1.5（包括：19座的客車(chē)和載質(zhì)量27t的貨車(chē)）。當(dāng)設(shè)計(jì)年限為10年，遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平

3、均交通量：式中：遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平均日交通量，輛/日； 預(yù)測(cè)初年平均日交通量，輛/日； 交通量年平均增長(zhǎng)率，%； n遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限。查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雙車(chē)道三級(jí)公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車(chē)折合成小客車(chē)的年平均日交通量為20006000輛。本設(shè)計(jì)路線折合成小客車(chē)的遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平均日交通量為2847輛，綜合考慮公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)，確定該公路等級(jí)為三級(jí)公路。 設(shè)計(jì)車(chē)速為40km/h，路基寬度為7.5m2、公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的擬定本路段按三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)測(cè)設(shè)，設(shè)計(jì)車(chē)速40km/h，測(cè)設(shè)中在滿足公路路線設(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

4、視覺(jué)和心理上的舒展。3、平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)（1）圓曲線最小半徑 圓曲線最小半徑分為極限、一般和不設(shè)超高的最小半徑，平面線形中一般非不得已時(shí)不使用極限半徑，因此規(guī)范規(guī)定了一般最小半徑。當(dāng)圓曲線半徑大于一定數(shù)值時(shí)，可以不設(shè)超高，允許設(shè)置與直線路段相同的路拱橫坡。圓曲線半徑要求如表1所示表1 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) 100極限最小半徑 (m) 60不設(shè)超高最小半徑(m)路拱600路拱800（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)盡量采用大半徑曲線，使行車(chē)舒適，但半徑過(guò)大，對(duì)施工和測(cè)設(shè)不利，所以圓曲線半徑不可大于10000米。（3）緩和曲線技術(shù)要求

5、緩和曲線的最小長(zhǎng)度一般應(yīng)滿足以下幾方面：離心加速度變化率不過(guò)大;控制超高附加坡度不過(guò)陡;控制駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間不過(guò)短;滿足視覺(jué)要求;因此，規(guī)范規(guī)定：山區(qū)三級(jí)公路緩和曲線最小長(zhǎng)度為35m。一般情況下，在直線與圓曲線之間，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。（4）平曲線要素的確定 根據(jù)汽車(chē)行駛在曲線上力的平衡式得： 式中：v-行車(chē)速度（km/h）; -橫向力系數(shù)； -超高橫坡度。五、道路平面設(shè)計(jì)1、選線原則（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)路線方案作深入、細(xì)致的研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。（2）路線設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車(chē)安全、舒適、迅速的

6、前提下，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)盡可能的采用較高的技術(shù)指標(biāo)。不輕易采用極限指標(biāo)，也不應(yīng)為了采用較高指標(biāo)而使得工程量過(guò)分增大。(3) 選線應(yīng)能滿足國(guó)家或地方建設(shè)對(duì)路線使用任務(wù)、性質(zhì)的要求，保證路線能夠加強(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)注意同農(nóng)田等基本建設(shè)相配合，盡量少占用農(nóng)田，避免可多的拆遷工程。(4) 在選線過(guò)程中，對(duì)嚴(yán)重不良地質(zhì)路段，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼及排水不良等特殊地區(qū)，應(yīng)慎重對(duì)待，一般情況下應(yīng)設(shè)法繞避，如必須穿過(guò)時(shí)，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。2、 紙上定線（1）定導(dǎo)向線：

7、確定路線方案：通過(guò)觀察地形圖，了解地形情況，大致確定路線走向。定勻坡線：根據(jù)本地形圖等高線間距2m及選用平均坡度5%，按a=h/i計(jì)算出展線平距a=2cm，使卡規(guī)的開(kāi)度為2cm，用兩腳規(guī)從起始點(diǎn)（k0+000）開(kāi)始定勻坡線到終點(diǎn)。定導(dǎo)向線：通過(guò)勻坡點(diǎn)連線，使折線盡量靠近勻坡線，剪裁一小塊硫酸紙，在其上畫(huà)出若干半徑不等的圓，在折線中卡圓，選定一個(gè)半徑的圓，使導(dǎo)向點(diǎn)盡可能多在圓上，通過(guò)計(jì)算選擇緩和曲線形式并初步定出導(dǎo)向線。（2）修正導(dǎo)向線1）平面試線穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點(diǎn)”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計(jì)的要求，然后“以點(diǎn)連線，以線交點(diǎn)”的辦法平面試線，反復(fù)試線，最后確定出初定交點(diǎn)。敷設(shè)曲線：

8、滿足線形設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，選取且注明各彎道的圓曲線的半徑，緩和曲線的長(zhǎng)度等。讀取交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算或直接量測(cè)得到交點(diǎn)處路線轉(zhuǎn)角和交點(diǎn)間距，定圓曲線半徑和緩和曲線長(zhǎng)度，計(jì)算曲線要素及曲線里程樁號(hào)。曲線要素計(jì)算內(nèi)移值：p=ls*ls/24*r-ls4/2384*r3切線增長(zhǎng)值：q=0.5*ls-ls3/240/r2切線長(zhǎng) t=（r+p）*tan a/2+q平曲線長(zhǎng)：l=ra+ls外距：e=(r+p)*sec a/2-r切曲差 ：d=2t-l由公式帶入數(shù)據(jù)得各交點(diǎn)的平曲線要素計(jì)算如表2主點(diǎn)樁里程推算設(shè)有緩和曲線的平曲線有五個(gè)主點(diǎn)樁位，分別是zh、hy、qz、yh、hz，里程

9、推算如下： jd- th zh+ ls hy + ly(=lh-2ls) yh + ls hz - lh/2 qz + dh/2=jd交點(diǎn)號(hào)jdzhhyqzyhhz18894967.58612622061231631962292693469405445462.68480.36520.364548.36489.36529.36539.36549.36589.365743.36635.36675.36649.36703.36743.366783.36676.36716.36729.86743.36783.367963.36827.36867.36895.36923.36963.3681043.36

10、904.36944.36973.861003.361043.3691343.361126.361166.361244.861313.361353.36101713.361594.861634.861654.361673.361713.36111953.36 主點(diǎn)樁里程計(jì)算如下表：2）設(shè)計(jì)理想縱斷面在平面試線的基礎(chǔ)上，在平面圖上截取各控制點(diǎn)及地形變化特征點(diǎn)樁號(hào)及地面高程，點(diǎn)繪出粗略縱斷面地面線（見(jiàn)附圖縱斷面設(shè)計(jì)草圖），進(jìn)行理想縱坡設(shè)計(jì)3） 一次修正導(dǎo)向線 在平面試線哥樁的橫斷面方向上點(diǎn)出與概略設(shè)計(jì)高程相應(yīng)的點(diǎn)，即一次修正導(dǎo)向線（3）具體定線檢查各技術(shù)指標(biāo)是否滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtgb01-2

11、003）要求，及平曲線位置是否合適，不滿足時(shí)應(yīng)調(diào)整交點(diǎn)位置或圓曲線半徑或緩和曲線長(zhǎng)度，直至滿足為止。根據(jù)給定的等高線地形圖，采用紙上定線的方法研究路線的可能方案，并經(jīng)過(guò)比較論證確定最后路線方案。此次設(shè)計(jì)路線為山區(qū)三級(jí)公路，初定勻坡度為5%。選線中涉及到一處埡口的選擇問(wèn)題。在綜合考慮了埡口位置與路線走向一致，埡口高程較低利于展線等各因素后選擇適合埡口。路線依行經(jīng)地區(qū)的地貌地質(zhì)和地形特征，可能有越嶺線、山坡線、山脊線，此時(shí)可根據(jù)地形圖研究可能的路線布局型式。山區(qū)公路的選線應(yīng)按：全面布局、逐段安排路線、具體定線三個(gè)步驟進(jìn)行。 六、道路縱斷面設(shè)計(jì)為使道路上行車(chē)快速、安全和通暢，希望道路縱坡設(shè)計(jì)的小一些

12、為好。但是，在長(zhǎng)路塹、以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的縱坡，一般情況下以下小于0.5%為宜。為了保證行車(chē)安全、舒適以及視距的需要，在變坡處設(shè)置豎曲線。豎曲線的主要作用是：緩和縱向變坡處行車(chē)動(dòng)量變化而產(chǎn)生的沖擊作用，確保道路縱向行車(chē)視距；將豎曲線與平曲線恰當(dāng)?shù)亟M合，有利于路面排水和改善行車(chē)的視線誘導(dǎo)和舒適感。 豎曲線技術(shù)指標(biāo)主要有豎曲線半徑和豎曲線長(zhǎng)度。凸形的豎曲線的視距條件較差，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)陌霃揭员ＷC安全行車(chē)的需要。凹形的豎曲線，視距一般能得到保證，但由于在離心力作用下汽車(chē)要產(chǎn)生增重，因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)陌霃絹?lái)控制離心力不要過(guò)大，

13、以保證行車(chē)的平順和舒適。1、縱坡設(shè)計(jì)的一般要求(1)縱坡設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)規(guī)定與要求。(2)為保證車(chē)輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。盡量避免采用規(guī)范中的極限縱坡值，并留有一定的余地。 (3)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地質(zhì)、水文、地下管線、氣候和排水等進(jìn)行綜合考慮，并根據(jù)需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。(4)一般情況下縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少土石方及其它工程數(shù)量，以降低工程造價(jià)和節(jié)省用地。(5)山嶺重丘區(qū)的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮縱向填、挖平衡，盡量使挖方作為就近路段的填方，以減少借方和廢方；山區(qū)的縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足最小填土高度的要求，以保證路基的穩(wěn)

14、定性。(6)高速公路和一級(jí)公路，應(yīng)考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求；低等級(jí)公路，應(yīng)注意考慮民間運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)機(jī)械等方面的要求。2、最大縱坡設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789各級(jí)公路最大縱坡的規(guī)定見(jiàn)下表所示 3、平、縱組合的基本要求 1)平包豎 。2)平曲線與豎曲線對(duì)應(yīng)關(guān)系曲中點(diǎn)與變坡點(diǎn)相重合最好；錯(cuò)開(kāi)不超過(guò)平曲線的1/4 時(shí)較好，超過(guò)其 1/4時(shí)很差；豎曲線起終點(diǎn)分別置于兩條緩和曲線上。3)平、豎曲線半徑均較小時(shí)不宜重合。4)平、豎曲線半徑大小要均勻。5)選擇適宜的合成坡度，一般最大合成坡度不大于8%，最小坡度不宜小于0.5%。4、縱面線形設(shè)計(jì)中應(yīng)注意避

15、免的組合：1)除v60km/h避免凸凹豎曲線插入小半徑平曲線。2)避免豎曲線與反向平曲線的變曲點(diǎn)相重合。3)在長(zhǎng)直線或長(zhǎng)平曲線內(nèi)，盡量設(shè)計(jì)成直坡線。4)避免片面上的變向點(diǎn)比擬面上變坡點(diǎn)多。5)避免小半徑豎曲線與回旋曲線相重合。6)避免小半徑豎曲線與回旋線相重合的線形。7)避免在長(zhǎng)直線上設(shè)置長(zhǎng)的下坡凹形曲線路段。5、豎曲線要素計(jì)算豎曲線要素計(jì)算公式如下：l=rw t=l/2 e=0.5*t2/r h=0.5*l2/r表8 豎曲線上各樁設(shè)計(jì)高變坡點(diǎn)樁號(hào)切線高縱坡切圓高差設(shè)計(jì)高1k0+1231.36209.70.033 0209.7k0+1300212.040.033 0.03 212.01k0+1

16、313.86212.5 0.033 1.1 211.4k0+1350211.7-0.022 0.217 211.48k0+1396.36210.7-0.022 0210.72k0+1484.36206-0.063 0206k0+1580200-0.063 1.5201.5k0+1674.86194-0.063 6.04200.48k0+17902020.0642.2 204.2k0+1865.36206.20.064 0206.2七、道路橫斷面設(shè)計(jì)道路橫斷面設(shè)計(jì)的基本要求： 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(duì)沿線生態(tài)的影響，保護(hù)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

17、時(shí)，應(yīng)同架橋、建隧、分離式路基等方案進(jìn)行論證比選。 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。按照平縱斷面的設(shè)計(jì)，可取50個(gè)樁做橫斷面設(shè)計(jì)，其中包括路線起訖點(diǎn)、公里樁、百米樁、曲線要素點(diǎn)及地面高程變化處。所有樁號(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)情況確定邊坡度、邊溝形狀尺寸，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。其中設(shè)有邊溝的斷面，邊溝尺寸為底寬0.5m，溝深0.6m。路拱的型式應(yīng)按道路等級(jí)、性質(zhì)及道路寬度，采用直線橫坡或方程式不同的路拱(橫坡)曲線。八、加寬和超高計(jì)算本路設(shè)計(jì)速度為30k

18、m/h的三級(jí)公路，為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線。主要為解決解放牌汽車(chē)運(yùn)輸，可采用第3類(lèi)加寬值。平曲線圓曲線半徑（m）加寬值（m）11000.92801.23601.54402.0 表10 平曲線加寬值九、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)的土石方量。表面1m為普通土，1m以下為次堅(jiān)石，均可以利用。在進(jìn)行土石方調(diào)運(yùn)時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：首先考慮本樁利用。盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。當(dāng)運(yùn)距超過(guò)500m時(shí)，考慮采用外借的方式。土石方調(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（附表3）上進(jìn)行圖示法調(diào)配，調(diào)配中要用公式：填方=本樁利用+填缺挖方=本樁利用+挖余進(jìn)行閉合核實(shí)，調(diào)配完成要進(jìn)行閉合驗(yàn)算，公式為：填缺=遠(yuǎn)運(yùn)利用