道路勘测课程设计.doc

道 路 勘 测 设 计课程设计专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 一、设计说明1、工程概况设计公路为某高速公路。本路段为山岭区，地势稍陡。路段主线长1.294km，设计行车速度为80km/小时。2、技术标准 （高速公路，设计车速80km/h）（1）、平面设计技术标准： 最大直线长度一般不超过20V一般地区圆曲线最大超高：10圆曲线半径：一般最小半径：400m 极限最小半径：220m（一般地区，=10） 不设超高最小半径： 最大半径不宜超过10000m缓和曲线最小长度：70m回旋线圆曲线回旋线的长度之比宜为1:1:1平曲线一般值：700m，最小长度140m（2）、纵断面设计技术标准：最大坡度：5% ；最小坡度一般为0.3%最小坡长：200m纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值：10.5%当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000凹形竖曲线半径（m）一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）70（3）、路基横断面技术标准：行车道宽度： 3.75m硬路肩宽度：一般大于2.5m土路肩宽度：一般大于0.75m中间带宽度：3.5m（中央分隔带2m+路缘带0.75m2）路基总宽度：一般值为24.5m （四车道）视距保证：停车视距：110m 当圆曲线半径大于600m时，可不设超高。二、选线与定线1、选线原则(1)、在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。(2)、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，应尽可能的采用较高的技术指标。不轻易采用极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过分增大。(3)、选线应该注意同农田基本建设相配合，应与周围环境、景观相协调，注意工程地质和水文地质的影响，同时应重视环境保护。2、选线过程：路线方案的比选：收集资料；初拟路线方案；确定可比方案；野外踏查；确定推荐方案选择如平面图所示路线的原因如下：优点：（1）、道路线型较好，大体顺应等高线型 （2）、路线过垭口，符合过岭要求（2）、路线经过地区地形较好，施工条件较好 （3）、路线整体填挖较为平衡，节省成本缺点：（1）、道路等级为高速公路，可设置更少的平曲线（本路线利于练习） （2）、相对直线路程多设置了一个平曲线，总路程相对较长 综合考虑，选择该路线3、纸上定线：（1）、定导向点，确定路线走向。（2）、定导向线，按规定的技术标准，结合导向点，试穿出一系列直线，延长直线交出交点，作为初定的路线导向线。（3）、初定平曲线，读取交点坐标计算或直接量测得到交点处路线转角和交点间距，定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素及曲线里程桩号。（4）、定线，检查各技术指标是否满足公路工程技术标准（JTGB01-2003）要求，及平曲线位置是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。三、路线平面设计1、结合实际地形，已知起点（320，162）、（200，625）、终点（432，1412）。2、初拟平曲线半径及缓和曲线长交点半径（m）缓和曲线长（m）5501403、平曲线计算：(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为，第个交点则：坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角A：0 ，0 0 ，0 0 ，0 0， 0 转角：，当0时，路线右转；0时，路线左转。则：（320，162）、（200，625）坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角：A1= （200，625）、（432，1412）坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角：A2= 转角： =-305719 所以路线左转（2）、曲线要素计算：计算如下： （3）、平面线形要素组合及计算本设计采取基本型曲线，回旋线圆曲线回旋线的长度接近1：1：1，且满足条件。（4）、直线上中桩计算设交点坐标为，交点相邻直线的方位角分别为和。则ZH点坐标： 点坐标： 设直线加桩里程为L，ZH，HZ表示曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标（LZH）： 后直线上任意点坐标（LHZ）： （5）、单曲线内中桩坐标计算设缓和曲线的单曲线上任意点坐标曲线上任意点的切线横距： 式中： 缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长；缓和曲线长度。第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标： 圆曲线内任意点坐标： 式中：缓和曲线上任意点至HY点的曲线长缓和曲线长度点坐标第二缓和曲线（HZYH）内任意点坐标： 第二缓和曲线上任意点至HZ点的曲线长方向角计算缓和曲线上坐标方向角， =1，2 转角符号，第一缓和曲线右偏为“+”左偏为“-” 第二缓和曲线右偏为“-”左偏为“+”缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长缓和曲线长度圆曲线上坐标方向角， =1，2 转角符号，右偏为“+”左偏为“-”以下利用以上公式进行计算：ZH点坐标：点坐标： 前直线上任意点坐标（LZH）:桩号K0+100.000坐标：后直线上任意点坐标（LHZ）桩号K0+700.000坐标： 第一缓和曲线上任意点坐标（ZH-HY）:桩号K0+300.000坐标： =300-255.628=28.075圆曲线内任意点坐标（HY-YH）:桩号K0+400.000坐标：=400-395.628=4.372第二缓和曲线上任意点坐标（YH-HZ）:桩号K0+600.000坐标： =692.776-600=92.7764、平面设计成果（1）、编制相关表格根据程序计算所得结果绘制直线、曲线及转角表，见附表直线、曲线及转角表。根据程序计算结果绘制逐桩坐标表，见附表逐桩坐标表。（2）、绘制平面图根据直线、曲线及转角表和逐桩坐标表在地形图绘制线路平面图，具体见附图。四、 纵断面设计1、 准备工作：在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并推算对应的地面标高。（1）、标注控制点：确定路线起、终点以及越岭垭口，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深等线路必须经过的标高控制点。(2)、试坡：在已标出的“控制点”纵断面图上，根据各技术指标和选线意图，结合地面线的起伏变化，以控制点为依据，在其间穿插取值，同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。由此试定出若干坡线。(3)、调整并核对：对试坡时所定出的各种坡线进行比较，排除不符工程技术标准的坡线，在剩下的坡线中选取填挖方量最小又比较平衡的坡线。在选取的坡线上选择有控制意义的重点横断面，从纵断面图上读出其对应桩号的填挖高度，检查该点的横断面填挖是否满足各项工程指标。如果不满足，则应对所选坡线进行调整。(4)、定坡：经上述方法调整无误后，直接在CAD图上把各段直线坡的坡度值、坡长、变坡点的桩号、标高确定下来。2、确定竖曲线计算所需数据变坡点桩号竖曲线半径（m）设计高程（m）坡度（%）坡长（m）起点K0+000.000915变坡点K0+500.00010000891-4.800392.242终点K1+294.000870-2.645686.2423、竖曲线要素计算本设计只有一个变坡点，变坡点桩号为K0+500.000，设计高程891m，现对其各要素进行计算： 故为凹形。 曲线长： m 切线长： 外 距： 竖曲线起点桩号=(K0+500.000)-107.75=K0+392.25竖曲线起点高程=891+4.800%107.75=896.172m竖曲线终点桩号=(K0+500.000)+107.75=K0+607.75竖曲线终点高程=891-2.645%107.75=888.150m4、道路平、纵组合设计（1）、本设计的平曲线与竖曲线相互重合，竖曲线的起终点最大可能分别在平曲线的两个缓和曲线内；（2）、平曲线与竖曲线的大小均衡；（3）、本设计暗弯与凸曲线组合是合理的、悦目的。5、纵断面设计成果（1）、编制相关表格：竖曲线要素表序号桩号高程（m）凹凸R(m)T(m)E(m)变坡点间距（m）直坡段（m）坡度（%）1K+000.000915.000500.000392.242-4.8002K0+500.000891.000凹10000107.7580.581794.000686.242-2.6452K1+294.000870.000（2）、绘制纵断面图根据以上计算结果绘制纵断面图。纵断面图采用纵向1:200，横向1:2000的比例尺绘制。纵断面图见附图纵断面设计图。 五、横断面设计1、路基横断面尺寸的确定设计公路为高速公路，采用整体式双幅四车道的断面形式。根据工程技术标准，由公路等级（高速）及设计行车速度（80km/小时），确定路基横断面车道数为四车道，行车道宽为3.75m，行车道外侧设置宽度为2.5m的硬路肩和0.75m的土路肩，中央分隔带为2m，分隔带路缘带宽度为0.5m,路基总宽度为24.5m。由公路路基设计规范，取路基边坡坡度为1：1.5，边沟及护坡道尺寸如图中所示。2、路拱和超高的设计(1)、确定路拱及路肩横坡度：为了利于路面横向排水，应在路面横向设置路拱。按工程技术标准，采用折线形路拱，路拱横坡度为2%。由于土路肩的排水性远低于路面，其横坡度一般应比路面大1%2%，故土路肩横坡度取3%。（2）、超高横坡度的确定：拟建公路为山岭重丘区高速公路，设计行车速度为80km/小时。根据曲线段圆曲线的半径值、行车速度及横向力系数，本设计中交点处超高取i=4%，因有中央分隔带，超高过渡采用绕中央分隔带路缘带中线旋转。（3）、平曲线上超高缓和段长度的确定：双车道公路超高缓和段长计算公式如下： 超高缓和段长（m）；B旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）；超高坡度与路拱坡度的代数差（%）；超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度，设计时速为80km/h时，为1/200。（4）、超高值计算公式超高过渡采用绕中央分隔带边缘旋转式，计算公式如下表：绕中线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注圆曲线上外缘1. 计算结果均为与设计高之高差2. 临界断面距缓和段点：3. x距离处的加宽值中线内缘过渡段上外缘中线内缘式中：路面宽度(m)；路肩宽度(m)；路拱横坡度；路肩横坡度；超高横坡度；超高缓和段长度； 与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离(m)； 超高缓和段中任意点至超高缓和段起点的距离(m)；路基加宽值；距离处的路基加宽值(m)；（5）、各平曲线处的超高值计算：设：超高缓和段与平曲线缓和段重合，即取。验证超高渐变率：，符合要求；直线段中线横向超高：=圆曲线上的超高为外缘：中线：=内缘：=超高缓和段起点为：K0271.925外缘：中线：=内缘：=超高缓和段内的超高为：K0+300.00处，外缘：中线：=内缘：=K0+500.00处，外缘：中线：=内缘：=超高缓和段终点为：K0586.553，外缘：中线：=内缘：=超高计算表交点桩号加宽（m）x（m）外侧超高（m）中线超高（m）内侧超高