公路勘察设计阶段.ppt

一、公路勘察设计阶段,一阶段设计：对于技术简单、方案明确的小型建设项目，可采用，即一阶段施工图设计； 两阶段设计：公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计 三阶段设计：技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时采用三阶段设计，即初步设计、技术设计和施工图设计。,第四节 道路勘测设计的阶段和任务,一阶段设计：路线视察设计任务书一次定测一阶段施工图设计施工图预算 两阶段设计：可行性研究计划任务书初步测量初步设计，设计概算定线测量两阶段施工图设计，施工图预算 三阶段设计：预可研可行性研究计划任务书初步设计技术设计施工图设计,公路工程基本建设项目设计程序：,二、公路工程可行性研究,公路工程可行性研究：目的是对某项工程建设的必要性、技术可行性、经济合理性、实施可能性等方面进行综合研究，推荐最佳方案，进行投资估算并作出经济评价，为建设项目的决策和审批提供科学的依据。 预可研： （预可行性研究）,三、设计任务书,（1）建设依据和意义； （2）路线的建设规模和修建性质； （3）路线基本走向和主要控制点； （4）公路工程技术标准和主要技术指标调； （5）按几阶段设计，各阶段的完成时间； （6）建设期限和投资估算，分期修建应提出每期的建设规模和投资估算； （7）施工力量的原则安排； （8）附路线示意图,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、设计车辆 按使用目的、结构或发动机的不同分成各种类型，而作为道路设计依据的汽车可分为四类，即： 小客车、载重汽车、鞍式列车 铰接车（城市道路)。,第五节 道路勘测设计的依据,汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车及汽车列车。 汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定： 1.总高： 4.0m； 2.总宽（不包括后视镜）：2.5m； 3.总长： 16m； （1）载重汽车（包括越野载重汽车）12.0m； （2）客车12.0m；铰接式客车 18.0m； （3）牵引车拖半挂车 16.5m； （4）汽车全挂汽车列车 20.0m。,国家标准GB158989对汽车的外廓尺寸限界的规定,1. 计算行车速度定义： 计算行车速度是当气候条件良好、交通密度小、车辆行驶只受公路本身的道路条件的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适地驾驶车辆的速度。 设计车速是决定公路几何形状的基本依据，曲线半径、超高、视距等技术指标都起着决定的作用，同时也影响着车道的尺寸和数目以及路肩宽度等指标的确定。其他如车道宽度、路肩宽度等虽与设计车速无直接关系，但他们影响行车速度。,二、设计车速（计算行车速度）,计算行车速度较低时，平均行车速度大约为计算行车速度的90%95%；在计算行车速度较高时，其平均行车速度约为计算行车速度的80%。 3计算行车速度的拟定 计算行车速度的最大值： 120km/h 根据汽车性能，并参考国内外的实际经验，从节约能源以及人在感官上的感觉出发，计算行车速度的最大值采用120km/h是适宜的。 计算行车速度的最低值： 20km/h。,2. 计算行车速度与平均行车速度的关系,高速公路在设计、施工、运营管理上与一般公路有所不同，本次修订按高速公路的运营要求和交通需要的变化把计算行车速度分为四档，即120km/h、100km/h、80km/h和60km/h。 高速公路的计算行车速度不与地形直接挂钩，设计时设计人员应结合交通需求的变化，考虑技术经济的合理性，更好地与地形景观相配合，作出更合理的设计。 一般情况下应选用120km/h的计算行车速度，当受地形、地物、工程造价等条件限制时，交通量又相对的小一些，可选用100km/h甚至是80km/h的计算行车速度。对于条件特殊困难地段，经技术、经济论证可选用60km/h的计算行车速度。,（1）高速公路的计算行车速度,（2）平原、微丘区的计算行车速度,表5 计算行车速度计算表,（3）山岭、重丘区的计算行车速度,在山岭、重丘区，计算行车速度的大小直接影响着公路工程量大小和工程的难易程度。一般情况下，山岭、重丘区的计算行车速度比平原、微丘区的要小一些。考虑到山岭、重丘区公路的工程量要求和施工难度的要求，同时考虑到各级道路条件下行车安全顺适的要求，利用极限最小半径的实践经验，确定了各级道路在山岭重丘区的计算行车速度值。见表6。,表6 山岭重丘区公路计算行车速度,交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目）。其具体数值由交通调查和交通预测确定。 交通调查、分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目的必要性和可行性的基础，也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施、经济效益评价及公路几何线形设计的主要依据。 定义：日交通量 （单向/双向，汽车/混合交通） 小时交通量 年累计交通量,三、交通量,1设计日交通量 一条公路交通量的普遍计量单位是年平均日交通量（简写为AADT），用全年总交通量除以365而得。 设计交通量是指欲建公路到达远景设计年限时能达到的年平均日交通量（辆日）。 远景设计年平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。,（一）设计交通量,远景设计年平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。 NdN0(1+)n-1 式中：Nd远景设计年平均日交通量（辆日）； N0起始年平均日交通量（辆日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量： 年平均增长率（）； n远景设计年限。,远景设计年平均日交通量计算：,小时交通量（辆小时）是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价服务水平时的依据。 第30位小时交通量 ： 设计小时交通量一般采用第30位小时交通量。 意味着在一年中有29个小时超过设计值，将发生拥挤，占全年小时数的0.37，也就是说能顺利通过的保证率达9967。,2设计小时交通量,NhNdv kD 式中：Nh主要方向高峰小时设计交通量 （辆小时）： D方向系数，即高峰小时期间主要方向与两个方向总交通量之比（NhNh），可采用0.6； Nh高峰小时两个方向的总交通量 （辆小时）； Nd 设计年限的年平均日交通量 （辆日）；,设计小时交通量计算公式：,设计小时交通量系数K说明：,K 设计小时交通量系数（NhNh）：平时有观测资料，仿图1-5绘制关系图求得；无资料：可按如下近似式计算 K=18（1十A）X-08+ 式中：A地区气候修正系数： X设计小时时位： 设计年限的日交通量修正系数，按下式计算： 0.2-0.0002Nd,我国的城市道路和一般公路（即二、三、四级公路）都是混合交通，非机动车占较大比重。在机动车和非机动车混合行驶的公路上，其交通量是将公路上行驶的各种车辆折合成中型载重车的数量来表示：在设置慢车道实行分道行驶的道路或路段上，其交通量应按汽车交通量和非汽车交通量分别计算。 各种车辆的折算系数与车辆的行驶速度和该车种行车时占用道路净空有关，目前仍暂沿用1972年的规定，以载重汽车为标准的折算系数。,（二）交通量折算,道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。单位时间通常以小时计（辆小时）。 1基本通行能力 基本通行能力是指在理想条件下，单位时间内一个车道或一条车道某一路段可以通过的小客车最大数，是计算各种通行能力的基础。 理想条件：包括道路条件和交通条件两个方面，,四、通行能力,（1）车头时距：指连续两车通过车道或道路上同一地点的间间隔。 以车头时距计算一条车道的通行能力： C=3600t 式中：t连续车流平均车头间隔时间（s），可通过观测求得。 （2）车头间距：是指交通流中连续两车之间的距离。 以车头间距计算一条车道的通行能力： C=1000Vl 式中：l连续车流平均车头间隔距离（s），可通过观测求得。,基本通行能力的计算方法：,可能通行能力是由于通常现实的道路和交通条件与理想条件有较大差距，考虑了影响通行能力的诸多因素如车道宽、侧向净宽和大型车混入后，对基本通行能力进行修正后的通行能力。 3设计通行能力 1）服务水平及服务交通量： 我国按照车流运行状态，把从小交通量自由流至交通量达到可能状态的受限制车流这一运行条件范围分为四级服务水平。 公路路线设计规范JTJ011一94 （以后简称规范）规定了各级公路设计采用的服务水平等级。,2可能通行能力,公路设计中采用的服务水平等级为：,高速公路：二级服务水平 但在不得已的情况下，匝道主线连接处以及交织区可降低要求采用三级服务水平。 一级公路：平原微丘区采用二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。 二、三、四级公路：采用三级服务水平。,设计通行能力是指公路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时，单位时间内公路上某一路段可以通过的最大车辆数。 设计通行能力是实际道路可能接受的通过能力，考虑了人为主观对道路的要求，按照道路运行质量要求及经济、安全、出人口交通条件等因素而确定作为设计依据的。 设计通行能力=可能通行能力V/C （VC）比是在理想条件下，各级服务水平最大服务交通量与基本通行能力之比。,2）设计通行能力：,4. 各级公路适应交通量,(1)高速公路的适应交通量 在进行高速公路规划设计时，要保证必要的交通服务水平和车辆运行质量，同时要考虑我国的经济水平和公路建设投资力量，并要避免高速公路不入因交通量不适应造成交通阻塞。 公路路线设计规范JTJ011-94规定我国公路服务水平分为一级、二级、三级、四级。 根据我国国情，高速公路的适应交通量宜按二级（相当于美国的C级）来考虑，即计算行车速度为120km/h时，高速公路服务水平V/C比为0.8；计算行车速度为100km/h、80km/h和60km/h时，其V/C比应为0.72、0.68、0.64。最大服务交通量1600，1400，1300，1150。,按照美国最近研究结果，高速公路上每车道以小客车计的基本通行能力大约为2200辆/h。 我国交通状况下的通行能力按每车道2000辆/h计（120100km/h）；80km/h1900，60km/h1800。 目前世界上高速公路基本按单向单车道的设计小时交通量来考虑，但一方面因我国对某些参数尚待进一步研究，另一方面为便于进行公路规划设计并与我国一直延用的适应交通量指标相衔接。因而用适应交通量作为高速公路选用的指标。其值按下式计算：,式中：AADT远景年限的设计年平均日交通量（辆/日）； CD单车道设计通行能力（小客车/每车道/小时）； CD=CB（V/C） CB理想备件下一个车道的基本能行能力，计算行车速度120km/h为2000小客车/小时； N单向车道数； K设计小时交通量系数，K值大约在0.0950.135之间，具体应用时，可根据当地的交通量观测资料作适当调整； D交通量方向分布系数，根据我国实际交通调查情况，交通流方向分布系数D一般取0.6，具体应用时，可根据当地的交通量预测资料确定。,高速公路适应的交通量计算公式：,高速公路远景年限的设计年平均日交通量范围 单位：小客车辆/日,一级公路与高速公路相比，主要差别在于未排除横向干扰，车辆要经常变换车道及侧向余宽不足，其运行质量不及控制进入的高速公路。因此其通行能力和服务水平较高速公路有一定的折减。 参考日本公路技术标准中关于通行能力的计算公式及有关侧向余宽，沿途条件和车道折减等修正系数，则可由高速公路公路通行能力推算出一级公路远景设计年限的年平均日交通量。,(2)一级公路的适应交通量,AADT=（CDR1R22）/（KD） =（0.60.76）CD2/(KD) 式中：AADT一级公路多车道公路远景设计年限的年平均日交通量（辆/日）； CD计算行车速度为60km/h和100km/h的高速公路设计通行能力，其值为10001300小客车/每车道/小时；（二级服务水平） R1侧向余宽修正系数，取值为0.850.95； R2横向干扰修正系数，取值为0.70.8； 由上式计算出四车道一级公路远景设计年限的年平均日交通量约为15000辆30000辆小客车。,由高速公路公路通行能力推算一级公路远景设计年限的年平均日交通量：,根据国内研究结果，首先确定二、三、四级公路各项技术指标的平原微丘公路为基准条件，在一定服务水平下（以平均运行速度作为服务水平的指标）得出各级公路在平原微丘区下的允许通