公路路线设计方法与详细步骤

公路路线设计方法与设计内容公路路线设计方法与设计内容 一 有关资料 一 设计资料 1 某地区 1 2000 或 1 1000 地形图一张 2 交通量 3 该地区地质 水文 气候 植被情况 4 路线起终点位置 二 设计依据 1 公路工程技术标准 JTJ001 97 2 公路路线设计规范 JTJ011 94 3 公路路基设计规范 JTJ013 95 二 设计方法与设计内容 一 公路技术等级的确定 根据所给资料 参照 公路工程技术标准 以下简称 标准 公路路线设计规范 以下简称 路线规范 确定路线的等级 二 公路技术标准的确定 根据已确定的公路技术等级 按 标准 规范 规定 确定公路的技术标准 及各 项指标 三 公路的平面设计 1 纸上定线 1 路线布局 根据已确定的公路等级及技术标准 由课程设计指导教师 指导学生在地形图上确定 出路线的各转角点 从而确定出路线导线的位置 2 线形设计 按照地形图上已确定的转角点 1 用正切法求出各转角点处的转角值 并确定出左偏或右偏 2 按地形图比例测量计算出交点间的距离 3 根据技术标准和交点间距 初步确定布线类型 如单曲线 同向曲线或同向复曲 线 反向曲线或反向复曲线等 同向曲线间尽量避免插入短直线 插入时 其最小长度不小于 6V V 60km h 反向曲线间最小直线长度不小于 2V V 60km h V 40km h 时 可参照 和 执行 4 据转角 交点间距离 并结合交点处地形情况 确定合适的曲线半径R R和曲 线长度 计算曲线要素 切线长T T h 曲线长L L h外距E E h和超距J J h 并推算主点桩号 5 沿着已经布好的公路中线 从路线起点开始 按整桩号法排桩 将起点桩号 K0 000 百米桩 公里桩 曲线主点桩 终点桩及各相应整桩号桩布设 标定在 公路中线上 3 计算超高与加宽 参照 标准 与 规范 以及教材中的公式列表计算加宽值 确定旋转轴 列表计算 超高值 2 填写 直线 曲线及转角一览表 直线 曲线及转角一览表 是平面设计的主要成果之一 它是通过转角计算 中线测 量和曲线设置后获得的成果 它反映了设计者对平面线形的布设意图 该表要据实逐一填 写 见 直线 曲线及转角一览表 表 3 1 5 表 3 1 1 交点左偏角右偏角交点间距 起点 JD1 JD2 终点 表 3 1 2 JD 左 右RLhTLE 1 2 表 3 1 3 JD 交点桩号ZH ZY HYQZYH HZ YZ 1 2 3 绘制路线平面设计图 在已经布设好公路中线的地形图上 1 填写标题栏内容 2 绘制曲线要素表 3 加深公路中线 4 起终点桩 百米桩 公里桩和主点桩按图例要求 绘制到地形图上 四 路线纵断面设计 1 纵断面设计 1 按 3 号图纸尺寸 在图纸下方 自下而上绘出超高 直线与曲线 里程桩号 坡 度与坡长 地面高程 设计高程和地质状况 2 填绘直线与平曲线栏 里程桩号栏 3 在图纸左侧绘制相应高程标尺 4 按高程 1 200 水平 1 2000 的比例 点绘地面线 5 拉坡 1 综合考虑最大纵坡 最小纵坡和坡长限制 2 高原地区注意纵坡的折减 3 标高的控制 在平原区 地面平坦 河沟交错 地面水源多 地下水位较高 其路线设计标 高主要由保证路基稳定性的最小填土高度控制 在丘陵区 地面有一定的高差 但不很大 路线在纵断面上克服高差不很困难 其路线设计标高主要由土石方平衡 降低工程造价控制 在山岭区 地形变化大 地面自然坡度大 为了保证汽车平顺行驶 就必然产生 高填深挖的现象 其路线设计标高主要由纵坡度和坡长控制 同时要从土石方尽量平 衡和路基附属工程合理等方面来适当考虑 在沿河及受水侵淹的路段 为保证路基稳定性 路基一般应搞出 标准 规定 洪水频率计算水位 0 5m 以上 4 转坡点位置的确定 充分考虑纵断面线形和平面线形的互相搭配 桩号应设在 10m 的整数倍处 转坡点的选择应尽量使工程量最小 转坡点的选择应做到使线形做到最好 5 竖曲线设计 转坡点标高的确定 h hx h hx 1 d dxi i 式中 h hx 欲求转坡点设计标高 h hx 1 欲求转坡点前一转坡点 或起点 设计标高 d d 前一转坡点到欲求转坡点间水平距离 i i 前一转坡点与欲求转坡点间坡段的设计坡度 上坡取正值 下坡取负值 以 小数计 注意 a a 当纵坡以百分数表示时 其分子精确到 0 01 b b 转坡点标高和纵坡大小相互反算时要吻合 竖曲线要素计算 如图 3 1 1 转坡角 i i1 i i2 改正值h h l l 2R R 曲线长L R L R 切线长T R T R 2 外距 E TE T 2R R 竖曲线半径确定 竖曲线半径的确定在不过于增加工程数量的情况下 宜选用较大的半径 使视觉上感 到舒适顺畅 竖曲线与直坡段 同向竖曲线与反向竖曲线间的直线段长度应满足规范要求 6 平纵线形组合 组合原则 a a 应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线 并保持线形的连续性 b b 平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡 不要悬殊过大 使线形在视觉上 心理 上保持协调 c c 选择组合得当的合成坡度 以利于路面排水和安全行车 平竖组合 a a 平曲线 包括圆曲线和缓和曲线 与竖曲线两者应相互重合 这是平 纵最好的组 合 且平曲线应比竖曲线长 俗称 平包竖 如图 3 1 2 b b 计算行车速度 40Km h 的公路凸形竖曲线的顶部和凹曲线的底部 不得插入小半径 平曲线 凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部 不得与反向平曲线的拐点重合 c c 平曲线与竖曲线的半径大小应选用适当 使其组合达到视觉上良好的效果 3 1 2 平纵组合 平面与纵坡组合时 应注意长坡下端避免设置小半径平曲线 较长的平面直线上也不 宜设大坡 并应选择能够得到适当合成坡度的线形组合 一般最大合成坡度不宜大于 8 最小合成坡度不小于 0 5 应避免急弯与陡坡相重合的线形 以策安全 平 纵面线形的组合必须是在路线所经地区的环境充分配合的基础上进行的 否则即 使线形符合组合的有关规定 亦不是良好的设计 所以时时处处都应注意与公路周围环境 的配合与协调 2 路基设计表 见 路基设计表 表 3 1 6 路基设计表是公路设计文件的组成内容之一 它是平 纵 横等主要测设资料的综合 表中填列所有整桩 加桩及填挖高度 路基宽度 包括加宽 超高值等有关资料 为路基 横断面设计的基本数据 也是施工的依据之一 路基设计表见例题 路基设计表的填算方法如下 第 1 栏 桩号 和第 6 栏 地面标高 是依据地形图 经内插计算填录 第 2 3 栏 平曲线 中 可只列转角号和半径 供计算加宽 超高之用 第 4 5 栏 坡度及竖曲线 是从纵断面图上抄录的 转坡点要注明桩号和高程 竖曲线要注明起 终点桩号 第 8 9 栏 改正值 即修正值 可根据半径和各桩距切点的距离用公式 h h l l 2R R 算出 其中l l各桩距切点的距离 由纵断面图上抄录 凹形竖曲线改正值为 号 凸形 竖曲线改正值为 号 第 7 栏 未设竖曲线设计高 和第 10 栏 设计高 是连续计算的 在竖曲线内 设计标高应为第 7 栏与第 8 栏或第 9 栏的代数和 第 11 12 栏的 填 挖 是第 6 栏与第 10 栏之代数差 号为填 号为挖 第 13 14 栏 路基宽 分别为左 右半个路基的宽度 在平曲线及缓和范围内 应增路基加宽值 第 15 16 17 栏为超高值 第 18 19 栏 填 挖 为第 11 12 栏与第 16 栏之代数差 第 20 21 栏为路基两侧边坡比 由横断面设计图抄录 第 22 23 24 25 栏 由护坡道设计图抄录 第 26 27 28 29 30 31 栏 由边沟设计图抄录 第 32 33 为边坡脚至路中线之距离 第 34 栏为作必要的说明 例如断链等 五 横断面设计 1 横断面的绘制 见 路基横断面图 图 3 1 5 图 3 1 9 1 基设计表中的桩号 依序在平面设计图上沿各中桩所在位置的横断面按比例向两侧 量取满足路基设计要求宽度 将地面线按高度与平距均为 1 200 比例点绘到米格纸上 顺 序从下到上 从左到右 cm 3 1 9 1 1 850 7570075 1 5 2 5 1 5 2 5 1 1 850 75700 1 1 5 2 5 1 5 1 1 5 75 1 5 2 5 2 按各公路等级相应标准横断面的要求 进行横断面的绘制 参照典型横断面图进行横断面设计 设计图参见 教材 路堤边坡和路堑边坡 按 标准 要求和据地质情况进行设计 边沟形式 根据地质情况而定 绘制横断面时 要注意曲线和缓和段部分的超高和加宽 2 视距设计 1 视距包络图 通过绘制视距包络图的方法 检查弯道内侧能否满足视距的要求 2 视距台 通过视距包络图检查 不能满足视距要求的弯道 据包络图求出弯道上每一断面的横 净距 在相应横断面图上绘制出视距台 3 土石方数量计算表 见表 3 1 7 1 土石方计算 1 填挖面积的计算 根据已经设计好的横断面图 用积距法 几何图形法 混合法和求积仪法计算出每 一横断面上的路基填方或挖方的土石方面积 2 土石方数量计算 路基土石方填挖数量 根据公式V V A A1 A A2 L L 2 分别进行计算 挖方按天然密实 体积计算 填方按压实后的体积计算 3 土石方调配 土石方调配 首先按教材所述要求 将有关数据计算出 然后在路基上土石方数量 计算表上进行图示法调配 调配中要用公式 填方 本桩利用 填缺 挖方 本桩利用 挖余 进行闭合核实 调配完成要进行闭合验算 公式为 填缺 远运利用 借方 挖余 远运利用 废方 2 图表计算与调配 路基土石方工程数量的计算与调配均在 路基土石方数量表 上进行 将断面桩号 填挖面积 土石成分等资料依次填入表中相应栏内 算出相邻断面的距离 平均断面面积 并填入表内 再算出其间的体积填入表中 按路基土石方调配原则 在 路基土石方数量 计算表 上进行调配 四四 设计要求设计要求 3 文件顺序 1 封面 2 设计说明书 3 直线 曲线一览表 4 平面设计图 5 路基设计表 6 纵断面设计图 7 标准横断面图 8 典型横断面图 9 横断面设计图 10 路基土石方数量计算表 11 视距包络图 12 封底 1 文件一律用计算机打印 图纸中注字一律用仿宋字 2 设计计算一定要符合 标准 和 规范 要求 3 本课程设计在第六章讲完后 即可开始布置 本设计的特色就是从平 纵 横入手 使学生综合掌握平 纵 横三方面协调设计的原理 技巧和方法 五五 设计时间安排设计时间安排 1 平面设计 8 2 纵断面设计 8 3 横断面设计 6 4 写设计说明 整理 装订文件 2 六六 参考资料参考资料 本课程设计 涉及到的知识面较广 最后应将设计过程中的参考资料列出 以使阅 者知晓某些引言的出处 便于相互交流 七七 设计示例设计示例 本设计示例选自张家口市怀化线的一段 该段按平原微丘区三级公路设计 现分 述如下 一 设计资料 1 平原微丘区地形图一张 比例 1 2000 2 交通量 1400 辆 昼夜 3 地理概况 该地区土质以黄土为主 岩石为粗粒岩 地质构造古老 岩性复杂 该地区为东部温润季冻区向西北干旱区的过度区 1 月份平均气温低于零度 年平均降雨 量 400 600 4 路线起终点 起点桩号为 K K3 600 K4 300 二 设计依据 1 公路工程技术标准 JTJ001 97 2 公路路线设计规范 JTJ001 94 3 公路路基设计规范 JTJ013 95 三 技术标准 1 根据所给资料 按 标准 规范 要求 确定为平原微丘区三级路 2 按 标准 规范 规定 设计车速为 60Km h 路基宽度为 8 5m 路面宽 度 为 7 0m 路基两侧各设 0 75m 的土路肩 路拱横坡为 1 5 路肩采用 2 5 的横坡 超高方式 绕路面未加宽时的内边缘线旋转 全加宽值采用第三类加宽值 路堤边坡采用 1 1 5 路堑边坡采用 1 1 四 设计内容 1 平面设计 1 交点间距和转角 交点间距用尺子量出 转角用正切法计算 结果见表 3 1 1 2 根据交点间距和转角 进行交点处平曲线设计 计算结果见表 3 1 2 3 由起点桩号 K30 600 推算各交点桩号 并计算出各交点的主点桩号 见表 3 1 3 表 3 1 1 交点左偏角右偏角交点间距 起点 JD1015 33 22 194 953 JD1113 49 02 381 240 终点 124 684 表 3 1 2 JD 左 右RLhTLE 1015 33 22 4606092 873184 9924 60 1113 49 024005073 495146 4623 188 表 3 1 3 JD 交点桩号ZH ZY HYQZYH HZ YZ 10K3 794 95K3 702 08K3 762 08K3 794 52K3 826 97K3 886 97 11K4 175 59K4 102 02K4 152 02K4 175 25K4 198 48K4 248 48 4 从起点开始设置里程桩 布桩情况见 路基设计表 然后在地形图上求得每个 中桩所在的地面高程 填在 路基设计表 内 然后计算出平曲线内各桩号的超高与 加宽值 本示例两个平曲线半径均