道路勘测2.doc

设计说明及计算书大纲1设计概述 设计道路为二级公路，起点坐标（498738.8324,2966759.315），终点坐标（49622.7298,2968394.138），路线总长为1.967km，设计车速为60km/h。2选线的主要思路公路从山区穿过，在对各路线方案进行深入研究，多方案论证、比较的基础上，拟定出一条合适的路线，同时，在平面设计中合理的选用缓和曲线巧妙地组合，做到了行车安全、舒适、迅速，并保证了工程造价低、运营费用省。而公路不可避免的要占用一部分农田，在选线时使路线尽量从山脚边通过，达到了少占农田的要求。当路线经过山脚时，进行了水文地质的查看，避免对道路的影响，最后保持道路与环境的协调，使其融入自然。(1) 路线是道路的骨架，它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。影响路线设计除自然条件外还受诸多社会因素的制约，因此选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：(2) 在道路设计的各阶段，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、比较的基础上，选定最优路线方案。(3) 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，应尽量采用较高的技术标准。不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。(4) 选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田、经济作物田或经济林园等。(5) 通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。(6) 选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应谨慎对待。一般情况下应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。(7) 选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染，如：1) 路线对自然景观与资源可能产生的影响；2) 占地、拆迁房屋所带来的影响；3) 路线对城镇布局、行政区划分、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割引起的影响；4) 噪声对居民以及汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染和影响。3平面设计3.1直线设计3.1.1起讫点及交点3.1.3直线间距及偏角的计算（1）交点间距的计算（注：单位为米）JD坐标两点间的距离（m）转角方位角XY起点498738.83242966759.315794.598JD1498950.0812967478.531393314(右)652.824JD2499490.7992967844.308422549(左)652.579终点499622.7292968394.1383. 2平曲线设计1）平曲线的形式种类：基本型、S型、卵型、凸型、复合型、C型。2）本设计的道路采用的平曲线均为基本型的曲线。基本型（1）曲线半径R、超高ic的拟定各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，圆曲线是平曲线中的重要组成部分。查规范本路段所设计的最大圆曲线半径不满足不设超高的要求（R=2500m），故设置缓和曲线。根据规范规定，二级公路的设计车速为60Km/h,R=V*V/127（u+i），根据规范取u=0.13 ,i=0.08求得R=134.98m，该半径为极限最小半径。规范规定一般半径取300m。根据相关要求，拟定半径为R=300m，ic=1.8%，由横向力系数u= ic=0.0180.10，乘客不感到有曲线的存在，很平稳，所以满足要求。（2）缓和曲线参数拟定拟定缓和曲线的最小长度为75m。考虑离心加速度的变化75Ls,min=0.036*V*V*V/R=25.92;考虑驾驶员的操作及反应时间75Ls,min=V/1.2=50;考虑超高渐变率 75Ls,min=Bi/p 综上可知 拟定缓和曲线参数A=150m满足各方面的要求。（3）曲线要素计算（选取第一段曲线来计算）JD1的平曲线计算：取R=300m，Ls=75m，=393314，0=73000则可求内移值： p= Ls2/24RLs4/2688R3=0.781 m切线增值： q= Ls/2Ls3/240R2=37.489 m切线长： Th=(R+p)tan(a/2)+q= 146.975曲线长： Lh =R(a20)/18002 LS= 284.44m外距： Eh= (R +p)sec(a/2)-R =20.085m切曲差： Jh=2THLH=9.51m五个基本桩号计算：取起点的桩号为：K0+000，则JD1的桩号为：K0+749.5988直缓点：ZH=JDTh=K0+602.6238缓圆点：HY=ZHLs=K0+677.6238圆缓点：YH=HY+（Lh2Ls）=K0+812.0638缓直点：HZ=YHLs=K0+887.0638曲中点：QZ=HZLh/2= K0+744.8438交 点：JD=QZJh/2= K0+749.5988与JD1桩号相同,计算无误.第二个曲线:JD2的平曲线计算：取R=300m，LS=75m，=422549，0=73000则可求内移值:p=0.781m,切线增值:q=37.489m切线长:TH=152.959m切曲差:Jh=11.007m,外距:EH=22.18m曲线长:LH=294.911m五个基本桩号计算：JD2的桩号为：K1+402.4224直缓点：ZH=JDTh=K1+249.4634缓圆点：HY=ZHLs=K1+324.4634圆缓点：YH=HY+（Lh2Ls）=K1+469.3744缓直点：HZ=YHLs=K1+544.3744曲中点：QZ=HZLh/2= K1+396。9189交 点：JD=QZJh/2= K1+402.4224与JD1桩号相同,计算无误.把各点桩号汇总于表得(如下表)（4）主点桩号计算相关公式及具体数据。所有弯道的成果见设计图纸。4纵断面的设计4.1路线纵断面设计的技术标准纵坡设计的一般要求：(1)纵坡设计必须满足标准的各项规定。(2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡和下坡的路段，应避免设置反坡段。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。(3)纵坡设计应对沿线的地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。(4)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近填方路段，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。(5)平原微丘地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡应除满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基的稳定。(6)对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两面三刀端接线等，纵坡应缓和，避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。(7)平原微丘区应满足最小填土高度要求，以保证路基稳定（称包线设计）。高速公路、一级公路应考虑通道、农田水利等反面的要求；低等级公路应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。4.4.2坡段长度及坡度的计算：（1）坡段长度的计算:公式：后变坡点的桩号前变坡点的桩号=坡段长度（以第一段坡长为例）坡长=K0+450.000-K0+000=450.00m（2）坡度的计算：公式：（后变坡点的高程前变坡点的高程）/（后变坡点的桩号前变坡点的桩号）=坡度以第一个坡度为例：坡度=(324.80-321.90)/( K0+450.000-K0+0.000)=0.640%4.2纵断面设计的方法及步骤：方法：纵坡设计前，在路线位置拟定后，应先根据中桩的桩号和地面标高绘出纵断面图的地面线及平面线一栏，然后按照选线意图决定控制点及高程，考虑填挖等工程的经济及与周围地形景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面拟定的坡度线，在对照横断面检查核对，确定纵坡值，定出竖曲线半径，计算设计标高，完成纵断面图。步骤：（1）准备工作 （2）标注控制点 （3）试坡 （4）调整 （5）核对 （6）定坡 （7）设置竖曲线竖曲线设计（以一个竖曲线为例）L=R，T=L/2，E=1/4T=T2/(2R)，Y=X2/(2R)R竖曲线半径， L竖曲线的曲线长，两相邻纵坡的代数差，T竖曲线的切线长，E竖曲线的外距X竖曲线上任意一点距起点或终点的水平距离Y竖曲线上任意一点距切线的纵距第一个竖曲线桩号：K0+450.000处，=i2-i1=-0.0069-0.0064=-0.01330,为凹型竖曲线,变坡点的高程为：322.40m曲线长：L=R=4500*1.22=540.900m切线长：T=L/2=54.900/2=27.45m外距：E=T2/2R=27.45*27.45/2*4500=0.084m竖曲线起点桩号: K1+800.000-27.45=K0+772.550m竖曲线末点桩号: K1+800.000+27.45=K0+827.45m竖曲线起点高程: 322.40+27.45*0.0069=322.59m竖曲线末点高程: 322.40+27.45*0.0053=322.55m第三个竖曲线桩号：K1+400.000处，=i2-i1=0.013-0.0053=0.00670,为凹型竖曲线,变坡点的高程为：325.60m曲线长：L=R=7500*0.67=50.25m切线长：T=L/2=50.25/2=25.125m外距：E=T2/2R=25.125*25.125/2*15000=0.042m竖曲线起点桩号: K1+800.000-25.125=K1+374.875m竖曲线末点桩号: K1+800.000+25.125=K1+425.125m竖曲线起点高程: 325.60+25.125*0.0053=325.73m竖曲线末点高程: 325.60+25.125*0.013=325.93m4.3坡段的设计：4.3.1最大纵坡：最大纵坡是指设计纵坡时各级公路允许采用的最大纵坡度。最大纵坡是高速公路线形设计控制的一项重要指标，直接影响到路线的长短，使用质量，行车安全，运输成本及工程造价。本设计中采用的最大纵坡为6%。4.3.2最小纵坡：在长路堑以及其他横向排水不通畅地段，为了保证排水，防止水分渗入路基而影响其稳定性，各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般以不小于0.5%为宜。本设计采用0.3%作为最小纵坡。4.3.3纵坡的坡长：（1）最短坡长的限制：主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的，如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减重的变化频繁，导致乘客感觉不舒服，车速越高越突出 ，规范规定最小坡长为150m,本设计中最短坡长为350m,满足设计要求。（2）最大坡长的限制：道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。纵坡越陡，坡长，对行车影响也越大。主要表现在：使行车速度显著下降，甚至要换较低排档克服坡度阻力易使水箱“开锅”，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡行驶制动次数频繁，易使制动器发热而失效，甚至造成车祸。本设计中的最大纵坡为600m，满足要求。4.3.4竖曲线的最大、最小半径：（1）根据规范，二级公路凹形竖曲线半径极限最小值为1000m，一般采用最小半径为1500m，本设计采用4500的半径，满足要求。（2）根据规范，二级公路凸形竖曲线半径极限最小值为1400m，一般采用最小半径为2000m。本设计采用R=4200m，满足要求。竖曲线的最大半径，竖曲线的最大半径从满足行车的要求上来说是越大越好，但要满足最小纵坡的要求，以便有利于排水。4.5.3中桩高程的计算：第一段坡段上中桩高程的计算：起点的桩号=K0+0.000，第一个变坡点的桩号=K0+450.000第一段坡段的坡度中桩的桩号=K0+450.000-225.000=K0+225.000第一段坡段的坡度中桩的设计高程=321.9+225.000*0.0064=323.34m第二段坡段的起点桩号=K0+450.000，终点的桩号=K0+800.000第二段坡段的坡度中桩的桩号=K0+800.000-375=K0+625.000第二段坡段的坡度中桩的设计高程=324.80-375*0.0069=322.21m第三段坡段的起点桩号=K0+800.000终点的桩号=K1+400.000第三段坡段的坡度中桩的桩号=K1+400.000-300.000=K1+100.000第三段坡段的坡度中桩的设计高程=325.60-300*0.0053=324.01第四段坡段的起点桩号=K1+400.000终点的桩号=K1+967.852第四段坡段的坡度中桩的桩号=K1+967.852-300.000=K1+683.926第四段坡段的坡度中桩的设计高程=332.9-683.926*0.013=324.00曲线中桩及中桩高程：第一个竖曲线中桩的桩号=K0+450.00第一个竖曲线中桩点的设计高程=324.80-0.079=324.721m第二个竖曲线中桩的桩号=K0+800.00第二个竖曲线中桩点的设计高程=322.4-0.084=321.316m第三个竖曲线中桩的桩号=K1+400.00第三个竖曲线中桩点的设计高程=325.6-0.042=325.558m4.5平纵组合 平纵的原则：（1）应保持线行在视觉上连续性，能自然地引导驾驶员的视线，使之在高速行驶的情况下，能安全舒适地行车。道路线形不应使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误。为此，要避免在视线所及的路段内出现转折、错位、突变、遮断等不好的线行。（2）注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡，使线形在视觉和心理方面保持协调。在保证有足够视距的前提下，对于一级公路、高速公路、平原区二级公路，驾驶员在任意点上多能看到的前方平面线性弯曲一般不超过两个，纵面起伏不超过三个。（3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。设计时要注意纵坡不要接近水平状态，也应避免形成合成坡度过大的线形。（4）注意与道路周围自然景观的配合。好的配合可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，适宜的景观设计还能起到诱导视线的作用。5 路基设计5.1路基标准横断面设计5.1.1横断面的设计要求道路的横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成。路基标准横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道、以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施的设计。横断面的设计要求是使道路横断面的布置及几何尺寸应满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求。路基是支承路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。它既要承受由路面传来的车辆荷载，又要承受大自然因素作用。因此，路基横断面设计必须满足以下要求：1.路基的断面形式和尺寸应根据道路的等级、设计任务的规定以及道路的使用要求，结合具体条件要求来确定。2.路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。5.1.2路基横断面的设计步骤对于公路横断面设计，主要是绘出横向地面线后，根据纵断面设计所确定的路基填挖高度、路基宽度、选线的边坡坡度、边沟尺寸绘出路基的外廓线，具体设计步骤如下：1.点绘各横断面的横向地面线2.根据路线和路基资料，填写路基设计表。3. 根据现场调查的土壤地质资料，示出土石界限，确定边坡坡度以及边沟的形状与尺寸。4. 绘横断面的设计线，俗称“戴帽子”。5.按照路基设计表数据，绘出横断面设计线，计算横断面的填挖面积，完成全图。6.检查弯道段横断面内侧视距是否保证，是否需要清除障碍及设置视距台。7土石方数量计算及调配。5.2路基设计标高二级道路路线设计高程采用路基外边缘高程。5.3 路基宽度根据道路设计标准要求可知，本设计的二级公路取双车道，车道宽度3.50m，设硬路肩宽度取最小值0.75m，土路肩取值0.75m，不设中央带，路基宽度为2*3.50+2*0.75+2*0.75=10.0m。5.4路拱为了利于路面的横向排水，兼顾行车平稳性和舒适性，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称为路拱，其倾斜的大小以百分率表示。取路拱坡度IG=2%,由于土路肩的排水性远低于路面，其横坡度一般比路面的坡度大1.0%-2.0%，本设计公路的路肩的坡度取IJ=3.0%，满足要求。5.5 超高（1）超高率的选取根据规范要求，结合缓和曲线长度，取超高渐变率为1/150。（2）超高的过渡根据道路的性质和等级超高的过渡采取比例过渡。（3）超高值计算（道路绕路面内边缘线旋转）超高的过渡可分为两个阶段：第一阶段为双破阶段，即外侧车道绕道路中线（或分隔带边缘）旋转，直到与内侧车道构成单向横坡；第二阶段为旋转阶段，即整个断面绕设计旋转方式的旋转轴旋转，直至超高横坡值。圆曲线段内超高保持不变，称为全超高阶段。根据相关的规范，结合平曲线的半径、道路设计速度、所处地区环境，查表可得取超高横坡为ib=6%。（以第一个平曲线弯道的缓和段为例）第一段平曲线弯道的ZH点桩号=K0+602.624，HY点桩号=K0+677.624，又由于平曲线的半径为R=300m250m，所以道路不需要加宽。取相20.00m的点为计算点的计算，则相应的桩号为K0+622.624，K0+642.624，K0+662.624，K0+677.624(HY点)。双坡阶段长度X0的计算：X0 = Lc*iG/ib =25 miJ=3.0%, ib=6%, iG=2%, B=7.0m, LC=ibB/p=75.0m, bJ=1.50m, bx0.0m ，ix =X*ib/Lc。在(XX0)内,取X=20.00即桩号K0+627.624处计算：路肩内边缘 hCX=bJiJ(bJ+bX)iG =0.015m路中线 hCX=bJiJ+BiG/2=0.115m路肩外边缘 hCX =bJ(iJ-iG)+X(B+2bJ)iG/X0 =0.215m在(XX0)内，取X=40.00m即桩号K0+644.152处计算：路肩内边缘 hCX=bJiJ(bJ+bx)ix=0.008m路中线 hCX=bJiJ+Bib/2=0.255m路肩外边缘 hCX=bJiJ+(B+bJ)ib=0.555m路肩内边缘 hCX=bJiJ(bJ+bX)iX=-0.008m路中线 hCX=bJiJ+BiX/2=0.1647m路肩外边缘 hCX=bJiJ+(B+2bJ)iX =0.387m取X=60.00m即桩号K