大工15春《道路勘测设计课程设计》离线作业

大金典2大学网络教育学院

《道路勘测设计课程设计》

题目：某公路施工图设计

学习中心：江苏扬州市邛江区教师进修

学校奥鹏学习中心［1学

专业：土木工程（道桥方向）

年级：2013年秋季

学号：1XXXXXXXX

学生：XXXXX

指导教师：

1设计交通量的计算

设计年限内交通量的平均年增长率为7%,路面竣工后第一年日交通量如下：

桑塔纳2000：2300辆；

江淮216600：200辆;

黄海dc!680：420辆;

北京bj30：200辆;

Eql40：580辆；

东风sp9250：310辆。

设计交通量：=%X(1+rf'

式中：N”一远景设计年平均日交通量(辆/日)；

乂一起始年平均交通量(辆/日)；

厂一年平均增长率；

〃一远景设计年限。

代入数字计算：

解：(1)一级、高速公路

N4=N0x(1+r)，，-，=(2300+200+420+200+310)x(1+0.07产；12404.69(辆/

日)

(2)二级、二级公路

乂=N0x(l+r)〃T=(2300+200+420+200+310)x(l+0.07)g=8844.37(辆/

日)

1

2平面设计

路线设计包括平面设计、纵断面设计和横断面设计三大部分。道路是一个三

维空间体系，它的中线是一条空间曲线。中线在水平面上的投影称为路线的平面。

沿着中线竖直的剖切，再展开就成为纵断面。中线各点的法向切面是横断面。道

路的平面、纵断面和各个横断面是道路的几何组成。

道路的平面线形，受当地地形、地物等障碍的影响而发生转折时，在转折处

需要设置曲线，为保证行车的舒顺与安全，在直线、圆曲线间或不同半径的两圆

曲线之间要插入缓和曲线。因此，直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的主要组

成因素。

直线是平面线形中的基本线形。在设计中过长和过短都不好，因此要加以限

制。直线使用与地形平坦、视线目标无障碍处。直线有测设简单、前进方向明确、

路线短截等特点，直线路段能提供较好的超车条件，但长直线容易使司机由于缺

乏警觉产生疲劳而发生事故。

圆曲线也是平面线形中常用的线性。《公路路线设计规范》规定，各级公路不

论大小均应设置圆曲线。平曲线的技术标准主要有：圆曲线半径，平曲线最小长

度以及回头曲线技术指标等。

平曲线的半径确定是根据汽车行驶的横向稳定性而定：

127（〃+，）

式中：V-行车速度km/h；

横向力系数；

i-横向超高，我国公路对超高的规定。

缓和曲线通过曲率的逐渐变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅,

以构成美观及视觉协凋的最佳线形；离心加速度的逐渐变化，不致产生侧向冲击;

缓和超高最为超高变化的过渡段，以减小行车震荡。

平曲线要素：

切线增长值：q=4--

2240/?

内移值：p=

24A2384H

2

缓和曲线角：A）=28.6479^-

/y

切线长：T=（R+p）tg—+q

曲线长：L=（a-2月））三R+2L,

180

/V

外距：E=（R卜p）sec2-R

切曲差：J=2T-L

桩号的确定：

ZH点里程：JDOi-T

HY点里程：ZH+Lx

QZ点里程：ZH+-|

YH点里程：ZH+L-2LS

HZ点里程：YH+Ls

道路交点桩号为K45+654.32,转角a=2630，，圆曲线半径设计为600m,缓

和曲线设计为80m,试计算：（1）计算几何要素：B、AR、S（2）计算平曲线要

素：Lh、瓦、4;（3）计算五个基本桩号（ZH、HY、QZ、YH.HZ）。

解:⑴计算几何要素:

8O2804

△R=----------r=----------------------=0.444m

24R2384R'24x6002384x6003

3

L、工8080nn/1

2240R22240x6002

JGH

P=28.6479上=28.6479—=3'49'10〃

R600

(2)计算平曲线要素:

7；=(A+A/?)tan羡+夕=(600+0.444)xtan+39.994=181.380m

TiaR+3.14x2630-x600+80=357367m

4=180s180

2630'

Eh=(R+A/?)secy-/?=(600+0.444)sec600=16.865m

2

3

Dh=27；-4=2x⑻.38-357.367=5.393m

(3)计算基本桩号：

ZH=JD-Th=K45+654.32—181.380=K45+472.94

HY=ZH+L、=K45+472.94+80=K45+552.94

QZ=ZH+^-=K45+472.94+357367=K45+651,624

22

HZ=ZH+Lh=K45+472.94+357.367=K45+830.307

YH=HZ-L、=K45+830.307-80=K45+750.307

检验校正：与题目中给定的交点桩号相同，说明计算正确无误。

JD=QZ+Dh/2=K45+651.624+5.393/2=K45+654.32

4

3纵断面设计

道路纵断面主要反映路线起伏、纵坡与原地面的切割等情况。纵断面设计线

是由直线和竖曲线组成的，直线有上坡和下坡，是用高程差和水平长度表示的。

直线的长度和坡度影响着汽车的行驶速度和运输的经济及行车安全。在直线的坡

度转折处为平顺过渡设置竖曲线。按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其

大小用半径和水平长度表示。

某路段中有一变波点桩号为K10+450,高程为66.770m,其相邻坡段纵坡分别

为八二-3.68%和i2=+2.06%,为保证路基的最小填土高度，变坡点处的路基设计标高

不得低于68.560m。试进行：（1）计算竖曲线半径最小应为多少m（取百米的整

数倍数）？（2）用确定的竖曲线半径计算竖曲线的起止点桩号。

.解：计算竖曲线半径最小值：

外£巨E268.560-66.770=1.79m

由七二二_,和7=2.凡y,可以得到：E=-X—

2R242/?

8£_8x1.79

即R=4346.29m

[0.0206-(-0.0368)]2

根据题意可以得到R=44（K）m

计算竖曲线起始点桩号：

L=R(o=R\i2-ix)=4400x(0.0368+0.0206)=252.56m

r=L=25156=126,28m,F=r=l^=1,812m

222R2x4400

竖曲线起点桩号为:K10+450-126.28=K10+323.72

竖曲线起点桩号为:K104-450+126.28=K10+576.28

5

4横断面设计

道路横断面，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

组成的。其中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。

某公路，路面宽7.0m,土路肩宽0.75m,路拱坡度沁二2%,路肩坡度了3%,

一弯道平曲线长L=151m缓和曲线长4=5（）m,需设置超高，超高横坡度为4%,平

曲线起点（ZH）桩号为K4+800。试计算K4+810、K4+840和K4+860点处的路基

边缘高程与设计高之差。（注：绕行车道中线旋转时最大超高渐变率为1/