某三級公路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、道路勘測設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書某三級公路設(shè)計(jì) 計(jì)算書姓名：原洋洋 學(xué)號：11207234班級： 鄭航土建學(xué)院道路勘測課程城設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算書1：概述1.1 地形情況概述本段落為平原微丘區(qū)三級新建公路。設(shè)計(jì)車速40公里每小時(shí)，路基雙幅車道，寬8.5米。道路起點(diǎn)與終點(diǎn)間隔兩個(gè)村莊（居民聚居點(diǎn)），所涉及道路要盡量靠近村莊（居民聚居點(diǎn)）方便群眾出行。中間必須跨越一條河流（紅水河），要做到所修橋梁跨度盡量小，降低造價(jià)。此外，盡量少占適宜耕作的土地，做到保護(hù)土地資源。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)道路勘測設(shè)計(jì) 楊少偉 人民交通出版社公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D20-2006 人民交通出版社公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B01-20

2、03 人民交通出版社公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTGD602004 人民交通出版社2：路線設(shè)計(jì)2.1道路等級 本道路為新建三級道路設(shè)計(jì)車速40km/h，路基雙幅兩車道，寬8.5m。2.2 路線方案的擬定與比選2.2.1 選線原則1)在路線設(shè)計(jì)和選線中，應(yīng)該盡量避開農(nóng)田，做到少占或不站高產(chǎn)田。2)路線設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，使工程數(shù)量小，造價(jià)低，運(yùn)營費(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)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不應(yīng)輕易采用最小指標(biāo)或低限指標(biāo)，也不應(yīng)片面追求高指標(biāo)。3)選線時(shí)應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測，查清其對工程的影響。一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞避特殊地基地

3、區(qū)。當(dāng)必須穿過時(shí)，應(yīng)選擇合適的位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。4)選線應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)，注意由于公路修筑以及汽車運(yùn)行所產(chǎn)生的影響與污染等問題。2.22 平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)1）直線 直線的最大長度應(yīng)有所限制，當(dāng)采用長的直線線形時(shí)，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的措施，并且避免司機(jī)的視覺疲勞造成事故。在城鎮(zhèn)及其附近或景色有變化的地點(diǎn)大于20V是可以接受的，在景色單調(diào)的地點(diǎn)最好控制在20V以內(nèi)。本道路設(shè)計(jì)速度40km/h，直線段長度不應(yīng)超過800m為宜。2）圓曲線圓曲線最小半徑圓曲線是平面線形中常用的線形要素，圓曲線的設(shè)計(jì)主要確定起其半徑值以及超高和加寬。圓曲線半徑技術(shù)指標(biāo)（

4、km/h）一般公路（40km/h）一般最小半徑(m)100極限最小半徑(m)60不設(shè)超高的最小半徑（m）路拱600路拱2%800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，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設(shè)不利，所以圓曲線半徑不可大于10000米。圓曲線半徑的選用在設(shè)計(jì)公路平面線形時(shí)，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用不需設(shè)超高的大半徑曲線。平曲線的最小長度公路的平曲線一般情況下應(yīng)具有設(shè)置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；緩和曲線長度：圓曲線長度：緩和曲線長度宜在：1：1：1 到1：2：1之間。平曲線的最小長度一般值：400m平曲線最小長度極限值取：

5、140m3）緩和曲線緩和曲線的最小長度一般應(yīng)滿足以下幾方面： 離心加速度變化率不大 控制超高附加縱坡不過陡 控制行駛時(shí)間不過短; 符合視覺要求;因此，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D20-2006規(guī)定：一般公路（40）緩和曲線最小長度為30m.。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)行車視距行車視距可分為：停車視距、會車視距、超車視距。公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D20-2006規(guī)定：高速公路（40）停車視距St取40m。2.23線路方案擬定與比較路線設(shè)計(jì)是確定路線空間位置和各部分幾何尺寸的工作，主要分為路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)

6、計(jì)，三者應(yīng)既分開考慮又注意綜合。根據(jù)此路所處地區(qū)的自然地理環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，確定經(jīng)過路線方案的比選設(shè)計(jì)出一條符合一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足行車要求，工程量最少最節(jié)省費(fèi)用的路線。綜合考慮該地區(qū)自然條件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程投資等因素，初步擬定了兩個(gè)方案：方案一：線路較長但可以相對較好地連接兩個(gè)居民聚居點(diǎn)，并且所跨越的紅水河在跨何處較窄，利于節(jié)約造價(jià)。此方案兼顧了兩個(gè)居民點(diǎn)的位置，利于兩個(gè)居民點(diǎn)居民的出行，也利于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。方案二: 線路較方案一短，但經(jīng)過較多的丘陵區(qū)，挖方量大，且跨越的河段較寬，造價(jià)會較高。并且只兼顧了一個(gè)居民點(diǎn)，在促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展上不如方案一。兩方案對比如下表方案一方案二優(yōu)缺點(diǎn)

7、優(yōu)點(diǎn)： 所跨越河流較窄 土方量小 兼顧了兩個(gè)居民點(diǎn)缺點(diǎn)： 線路較長優(yōu)點(diǎn)： 線路段缺點(diǎn)： 挖方量較大 沒有合理兼顧兩個(gè)居民點(diǎn) 所跨河劉較寬綜合考慮，選取方案一較為合適。2.3 道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）雙車道三級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為2000-6000輛。（2）路肩寬度設(shè)置為1m，外加土路肩0.5m。（3）因此公路等級較低，不再設(shè)置中間帶、加減速車道、爬坡車道、緊急停車帶、錯(cuò)車道等設(shè)施。（4）路基路面應(yīng)根據(jù)公路功能、公路等級、交通量，結(jié)合沿線地形、地質(zhì)及路用材料等自然條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證其具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。同時(shí)，路面面層應(yīng)滿足平整和抗滑的要求。路基設(shè)計(jì)應(yīng)重視排水

8、設(shè)施與防護(hù)設(shè)施的設(shè)計(jì)，取土、棄土應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，防止水土流失、堵塞河道和誘發(fā)路基病害。路基斷面形式應(yīng)與沿線自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，避免因深挖、高填對其造成不良影響。高速公路、一級公路宜采用淺挖、低填、緩邊坡的路基斷面形式。高速公路路面不宜分期修建，但位于軟土、高填方等沉降較大的局部路段，可按“一次設(shè)計(jì)、分期實(shí)施”的原則實(shí)施。（5）路堤基底應(yīng)清理和壓實(shí)?；讖?qiáng)度、穩(wěn)定性不足時(shí)，應(yīng)進(jìn)行處理，以保證路基穩(wěn)定，減少工后沉降。路基防護(hù)應(yīng)根據(jù)公路功能，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颍?，地質(zhì)等情況，采取相應(yīng)防護(hù)措施，保證路基穩(wěn)定。路基防護(hù)應(yīng)采用工程防護(hù)與植物防護(hù)相結(jié)合的防護(hù)措施，并與景觀相協(xié)調(diào)。深挖、高填路基邊坡路段，必須查明工

9、程地質(zhì)情況，針對其工程特性進(jìn)行路基防護(hù)設(shè)計(jì)。對存在穩(wěn)定性隱患的邊坡，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，采用加固、防護(hù)措施。沿河路段必須查明河流特性及其演變規(guī)律，采取防止沖刷路基的防護(hù)措施。（6）路基路面排水應(yīng)符合以下規(guī)定：路基、路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)綜合規(guī)劃、合理布局，并與沿線排灌系統(tǒng)想?yún)f(xié)調(diào)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止水土流失和污染水源。根據(jù)公路等級，結(jié)合沿線氣象、地形、地質(zhì)、水文等自然條件。設(shè)置必要的地表排水、路面內(nèi)部排水、地下排水等設(shè)施，并與沿線排水系統(tǒng)相配合，形成完整的排水體系。特殊地質(zhì)環(huán)境地段的路基、路面排水設(shè)計(jì)，必須與該特殊工程整治措施相結(jié)合，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如下表。道路技術(shù)指標(biāo)序號項(xiàng)目單位主要技術(shù)指標(biāo)1

10、設(shè)計(jì)車速km/h402平曲線半徑一般值 m100極限值60不設(shè)超高最小半徑路拱2.0%m6003平曲線最小長度m 4緩和曲線最小長度m405最大縱坡%76最小坡長m1207相應(yīng)縱坡的最大坡長4%m11005%9006%7007%5008停車視距m409豎曲線半徑凹形一般值m700極限值m45010豎曲線最小長度m7011平曲線最大超高%82.4道路平面設(shè)計(jì)2.4.1道路平面線性相關(guān)概念與要求1)道路是一條帶狀的三維空間的實(shí)體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線附屬設(shè)施所組成。路線在水平面上的投影線性稱為道路的平面線型，而沿中線豎直剖切再沿著道路里程展開的立面投影線型成為道路的縱斷面線型。中

11、線上任意一樁號的法向切面是道路在該樁號的橫斷面。 2)在設(shè)計(jì)順序上，一般是在盡量顧及縱、橫斷面平衡的前提下定平面，沿這個(gè)平面線型進(jìn)行高程測量和橫斷面測量，取得地面線和地質(zhì)、水文及其它必要的資料后，再設(shè)計(jì)縱斷面和橫斷面、路線設(shè)計(jì)的范圍，只限于路線的幾何性質(zhì)，不涉及結(jié)構(gòu)。 3)現(xiàn)代道路平面線型是由基本幾何線型即直線、圓曲線和緩和曲線的合理組合而構(gòu)成，稱之為“平面線型三要素”不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或者山澗谷底、市鎮(zhèn)及其近郊，或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)、長大隧道、橋梁等構(gòu)造物路段、路線交叉點(diǎn)及其前后路段、雙車道公路提供超車的路段可以采用直線。但直線的最大長度應(yīng)該有所限制： 在長直線上縱坡不宜過大，因?yàn)殚L

12、直線加上陡坡下坡行駛很容易導(dǎo)致超速行車長直線與大半徑凹形豎曲線組合為宜，這樣可以使生硬呆板的直線得到一些緩和或者改善。 平面幾何元素圖如下 (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-7) (2-8)式中：T切線長，m；L曲線長，m；E外距，m；J校正數(shù)或稱超距，m；R圓曲線半徑，m； 轉(zhuǎn)角，（單位：度）。直線、曲線及轉(zhuǎn)角表焦點(diǎn)號交點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)角值XY半徑(m)緩和曲線長度他（m）切線長度（m）曲線長度（m）1896492125.71005027.25208緩和曲線采用回旋線 A2=l*r 作為表達(dá)式。為單質(zhì)緩和曲線轉(zhuǎn)角。曲線上任一點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式如下： 第一緩和曲線（ZH-H

13、Y）任一點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算緩和曲線上任一點(diǎn)的切線橫距l(xiāng)緩和曲線上任一點(diǎn)至ZH（或HZ）點(diǎn)的曲線長緩和曲線長度 緩和曲線（ZH-HY）任一點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)角符號，右轉(zhuǎn)為“+”，左轉(zhuǎn)為“” 圓曲線內(nèi)任一點(diǎn)坐標(biāo) 第二緩和曲線任一點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 平曲線設(shè)計(jì)逐樁坐標(biāo)表樁號X坐標(biāo)Y坐標(biāo)K0+000 （起點(diǎn)）8936021130K0+0208937921138K0+0408939721146K0+0608941621153K0+0808943421161K0+1008945221169K0+1208947121177K0+1408948921185K0+1608950821192K0+1808952621200K0+186.7

14、5 (ZH)8953121202K0+2008954321207KO+2208956121216K0+236.75 (HY)8955321225K0+2408955621228K0+2608958321249K0+2808958121257K0+3008958821276K0+3208955221296K0+3408959221316K0+3608958721318K0+3808957921319K0+395.75 (YH)8957121322K0+4008960521324K0+4208959921341K0+4402136321358K0+445.75 (HZ)8958621363K0+4

15、608958521364K0+4808958421365K0+5008957421381K0+5208956421398K0+5408955421415K0+5608954421433K0+5808953421450K0+6008952421468K0+6208951521485K0+6408950521502K0+6608949521520K0+6808948521537K0+7008947521554K0+7208946521572K0+7408945521589K0+7608944521606K0+7808943521624K0+8008942521641K0+8208941521659

16、K0+8218940621678確定各交點(diǎn)處圓曲線上的全加寬值：按工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，山嶺重丘區(qū)三級公路采用第三類加寬值，即汽車軸距加前懸總長為時(shí)的加寬值。當(dāng)圓曲線半徑時(shí)，由于加寬值很小，可以不加寬。各級公路的路面加寬后，路基也應(yīng)相應(yīng)加寬。路面的加寬一般在路線內(nèi)側(cè)加寬。雙車道公路平曲線全加寬值如下表：公路平曲線加寬圓曲線半徑(m)加寬值(m)圓曲線半徑(m)加寬值(m)2502000.8100702.02001501.070502.51501001.5(2)、加寬的過渡：為了使路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上設(shè)置了的加寬的寬度，需設(shè)置加寬緩和段。在加寬緩和段上，路面具有逐漸變化的寬度。 2.5

17、道路縱斷面設(shè)計(jì)2.5.1 縱斷面設(shè)計(jì)原則縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級、沿線的自然地理?xiàng)l件和構(gòu)造物控制標(biāo)高等，確定路線合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長，并設(shè)計(jì)豎曲線。基本要求是縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當(dāng)、平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、以及填挖經(jīng)濟(jì)、平衡。縱坡設(shè)計(jì)的一般要求為：1)縱坡設(shè)計(jì)必須滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003）的各項(xiàng)規(guī)定。2)為保證車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。起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，和理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長度的陡坡夾最短長度的緩坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。3)縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對沿

18、線地形、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加以處理，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)考慮填挖平衡，盡量使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。5)縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。6)對連接段縱坡，如大、中橋引道等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。7)在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、水利等方面的要求2.5.2 平縱組合設(shè)計(jì) 1)設(shè)計(jì)原則(1)應(yīng)在視覺上能自然的引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。(2)注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。(3)選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘托熊嚢踩?4)注意與道路周圍環(huán)

19、境的配合，它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導(dǎo)視線的作用。 2)平曲線與豎曲線的組合(1)平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于平曲線。(2)平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡。 3)暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合應(yīng)合理、悅目。2.6 縱斷面設(shè)計(jì)豎曲線要素示意圖如下 L=R (2-9) E=T2/(2R) (2-10) T=L/2 (2-11)式中 L豎曲線長度，m；坡差，%；R豎曲線半徑，m；E豎曲線外距，m；T豎曲線切線長，m。路基設(shè)計(jì)表（一）樁號原地面高程(m)設(shè)計(jì)高程(m)填土高度(m)K0+0004646 0K0+02046.1545.160.1K0+040 44.634432

20、-0.31K0+06044.3743.470.1K0+08043.11 42.63-0.48K0+10039.8141.791.98K0+12039.5140.951.44K0+140390340.111.08K0+16038.4739.260.79K0+175.265(豎曲線起點(diǎn))38.3238.620.3K0+18038.1838.420.24K0+190（變坡點(diǎn)）3838.1550.155K0+2003838.1010.101K0+22038380K0+24038380K0+26038380K0+28038380K0+30038380K0+32038380K0+34038380K0+36

21、038380K0+38038380K0+40038380K0+42038380K0+44038380K0+46038380K0+48038380K0+50038380K0+52038380K0+54038380K0+56038380K0+58038380K0+60038380K0+62038380K0+64038380K0+66038380K0+68038380K0+70038380K0+72038380K0+74038380K0+76038.2538.250K0+78038.538.500K0+80038.7538.750K0+82139390注：填挖高度：填方為（+），挖方為（-）路基設(shè)計(jì)

22、表（二）變坡點(diǎn)樁號TLEK0+1904.21%14.73529.470.155平曲線轉(zhuǎn)角RL長度單位為（m）右10050507.25127.25208超高設(shè)置如下超高設(shè)置 計(jì)算出=6.67%2% 取=2% 超高過度沿緩和曲線呈比例設(shè)置，繞道路中線旋轉(zhuǎn)。從直緩點(diǎn)開始設(shè)置超高，并開始過度。路拱取1%計(jì)算。超高漸變率 =1.05*1/150超高漸變率滿足要求。具體數(shù)據(jù)見下表：樁號曲線外側(cè)高程(m)道路中線高程(m)曲線內(nèi)側(cè)高程(m)K0+186.75 (ZH)38.1238.1538.12K0+20038.1338.10138.12K0+22038.173838.11K0+236.75 (HY)38.203838.09K0+24038.203838.09K0+26038.203838.09K0+28038.203838.09K0+30038.203838.09K0+32038.203838.09K0+34038.203838.09K0+36038.203838.09K0+38038.203838.09K0+395.7