道路勘测设计专业课程设计步骤.doc

一、设计阐明1、工程概况设计公路为某一级公路。本路段为山岭区，地势稍陡。路段主线长1339.512m（起讫桩号为K0+000.000K1+339.512），路基宽24.5m，设计行车速度为80km/小时。2、技术原则（1）平面设计技术原则：%圆曲线半径：普通值：400m，极限值：250m 不设超高最小半径：缓和曲线最小长度：70m平曲线间插直线长度：同向平曲线间插直线长度应不不大于6V（480m）为宜，反向平曲线间插直线长度应不不大于2V（160m）为宜。（2）纵断面设计指标最大坡度：5%最小坡长：200m不同纵坡度最大坡长纵坡坡度（%）345最大坡长（m）1100900700注：当纵坡坡度不大于或等于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）普通值4500极限值3000凹形竖曲线半径（m）普通值3000极限值竖曲线最小长度（m）70（3）路基横断面技术指标：行车道宽度： 43.75=15m硬路肩宽度：22.50=5m土路肩宽度：20.75=1.5m中间带宽度：中央分隔带2m+路缘带0.5m2=3m路基总宽度：24.5m视距保证：停车视距：110m 会车视距：220m 超车视距：550m不同圆曲线半径超高值 双车道加宽值圆曲线半径(m)超高值(%)6003901390270227020032001504150120512090690607圆曲线半径(m)加宽值(m)2502000.42001500.61501000.8100701.070501.250301.430251.825202.220152.5注：当圆曲线半径不不大于600m时，可不设超高。本路段超高和加宽值为：R=700m处，不采用超高和加宽；R=360m处，采用超高，不采用加宽。路拱应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，取2%，土路肩横坡度取用3%。二、选线与定线1、选线原则（1）在道路设计各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作进一步、细致研究，在多方案论证、比选基本上，选定最优路线方案。（2）路线设计应在保证行车安全、舒服、迅速前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有助于施工和养护。在工程量增长不大时，应尽量采用较高技术指标。不容易采用极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过度增大。2、选线过程：选取路线如平面图所示，选取此路线因素：长处：（1）此路线过垭口，线形较好；（2）此路线通过了此路线通过地区地形较好，施工条件较好。 （3）此路线填挖工程量小，节约成本。缺陷：（1）此路线平曲线较多，对行车不利； （2）路程相对较长。3、纸上定线：（1）定导向点，拟定路线走向。（2）定导向线，按规定技术原则，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，检查各技术指标与否满足公路工程技术原则（JTGB01-）规定，及平曲线位置与否适当，不满足时应调节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QD（50，190）、（270，545）、（287，1268），终点ZD（399，1448）。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）5001304501203、平曲线计算：（1）交点间距、坐标方位角及转角值计算：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。下面仅以交点1为例运用上面公式进行计算阐明其计算过程，别的交点计算过程类同，其成果见直线路线转角表（见附表）。QD（50，190）、（270，545）坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角：A1=（270，545）、（287，1268）坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角：A2=交点1转角： =302625 因此路线右转（2）曲线要素计算：（3）平面线形要素组合及计算本设计采用基本型曲线，回旋线圆曲线回旋线长度接近1：1：1，且满足条件 。（4）直线上中桩计算坐标为（270，545），QD坐标为（50，190）， 坐标为（287，1268）则ZH点桩号为K0+000.000+(417.642-T)= K0+000.000+(417.642-201.382)=K0+216.260HY点桩号为K0+216.260+ = K0+216.260+130=K0+346.260桩号为K0+346.260+ = K0+346.260+135.649/2=K0+414.085YH点桩号K0+414.085+ = K0+414.085+135.649/2=K0+481.909HZ桩号K0+481.909+ = K0+481.909+130= K0+611.909设交点坐标为 ，交点相邻直线方位角分别为 和 。则ZH点坐标：（或 ）点坐标： 设直线加桩里程为L，ZH，HZ表达曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标（L ZH）：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单曲线上任意点坐标曲线上任意点切线横距：式中： 缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点曲线长；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“-”当前举例阐明计算过程，运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（L ZH）: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：=300216.260=83.740圆曲线内任意点坐标（HY-YH）:桩号K0+400.000坐标：=400346.260=53.740第二缓和曲线上任意点坐标（YH-HZ）:桩号K1+200.000坐标：=1200.000-1190.413=9.587四、平面设计成果（1）编制有关表格依照程序计算所得成果绘制直线、曲线及转角表，见附表一直线、曲线及转角表。依照程序计算成果绘制逐桩坐标表，见附表二逐桩坐标表。（2）绘制平面图依照直线、曲线及转角表和逐桩坐标表在地形图绘制线路平面图，详细见附图一。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，并推算相应地面标高。（1）标注控制点：拟定路线起、终点以及越岭垭口，地质不良地段最小填土高度，最大挖深等线路必要通过标高控制点。（2）试坡：在已标出“控制点”纵断面图上，依照各技术指标和选线意图，结合地面线起伏变化，以控制点为根据，在其间穿插取值，同步综合考虑纵断面设计中平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重叠时，应设法使竖曲线起、终点分别放在平曲线两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外直线上，也不要放在圆弧段之内。由此试定出若干坡线。（3）调节并核对：对试坡时所定出各种坡线进行比较，排除不符工程技术原则坡线，在剩余坡线中选用填挖方量最小又比较平衡坡线。在选用坡线上选取有控制意义重点横断面，从纵断面图上读出其相应桩号填挖高度，检查该点横断面填挖与否满足各项工程指标。如果不满足，则应对所选坡线进行调节。（4）定坡：经上述办法调节无误后，直接在CAD图上把各段直线坡坡度值、坡长、变坡点桩号、标高拟定下来。2、拟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+000.0009100.833400变坡点K0+600.0008000915终点K1+339.2158903.382739.2153、竖曲线要素计算本设计只有一种变坡点，变坡点桩号为K0+600.000 ，设计高程915m现对其各要素进行计算： 故为凸形。 曲线长： 切线长： 外 距： 计算设计高程：竖曲线起点桩号=(K0+600.000)168.6=K0+431.400竖曲线起点高程=9150.833%168.6=913.60m竖曲线终点桩号=(K0+600.000)+168.6=K0+668.600竖曲线终点高程=915-3.382%168.6=909.30m5、纵断面设计成果（1）编制有关表格：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）直坡段长（m）坡度（%）1K+000.000910.000600.000431.3880.8332K0+600.000915.000凸8000168.6121.777739.215570.603-3.3822K1+339.215890.000（2）绘制纵断面图依照以上计算成果绘制纵断面图。纵断面图采用横向1:，纵向1:200比例尺绘制。纵断面图见附图二纵断面设计图。五、横断面设计1、路基横断面尺寸拟定设计公路为一级公路，采用整体式双幅四车道断面形式。依照工程技术原则，由公路级别（一级）及设计行车速度（80km/小时），拟定路基横断面车道数为四车道，行车道宽为3.75m，行车道外侧设立宽度为2.5m硬路肩和0.75m土路肩，中央分隔带为2m，分隔带路缘石为0.5m,路基总宽度为24.5m。公路横断面示意图2、路拱和超高设计（1）拟定路拱及路肩横坡度：为了利于路面横向排水，应在路面横向设立路拱。按工程技术原则，采用折线形路拱，路拱横坡度为2%。由于土路肩排水性远低于路面，其横坡度普通应比路面大1%2%，故土路肩横坡度取3%。（2）超高横坡度拟定：拟建公路为山岭重丘区一级公路，设计行车速度为80km/小时。依照曲线段圆曲线半径值，本设计中交点1处超高取4%，交点2处取超高为8%，因有中央分隔带，超高过渡采用绕中央分隔带边沿旋转。（3）平曲线上超高缓和段长度拟定：超高缓和段长度为缓和曲线长度100m（4）超高值计算公式超高过渡采用绕中央分隔带边沿旋转式，计算公式如下表：绕边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. 计算成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； 与路拱同坡度单向超高点至超高缓和段起点距离(m)； 超高缓和段中任意点至超高缓和段起点距离(m)；路基加宽值； 距离处路基加宽值(m)；（5）各平曲线处超高值计算：交点1： ，查表取，取由于设计车道数为4车道，故从旋转轴到行车带边沿距离为2车道，故应乘以距离系数1.5，851.5=127.5m，取验证超高渐变率：，符合规定；圆曲线上超高为外缘：中线： =内缘：超高缓和段起点为：K0216.260，外缘：中线：内缘： =超高缓和段内超高为：K0+300.000处，外缘：中线： =内缘： =K0+346.260处，外缘：中线： =内缘： =交点1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（m）JD1K0+216.2600.0000.0000.0000.24750.000K0+300.0000.00083.7400.6720.2475-0.1772K0+346.2600.000130.0001.01250.2475-0.5175K0+400.0000.000183.7401.01250.2475-0.5175K0+481.9020.000265.6421.01250.2475-0.5175K0+500.0000.000283.7402.14340.2475-0.1434K0+600.0000.000383.7402.87900.2475-2.3840K0+611.9020.000395.6422.96650.2475-2.4715其她交点计算办法类似，如下：交点2： ，查表取 取验证超高渐变率：，符合规定；交点2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（m）JD2K0+950.5220.0000.0000.07500.33000.5850K1+000.0000.00049.4780.60070.33000.0593K1+070.5220.000120.0001.35000.3300-0.6900K1+100.0000.000149.4781.35000.3300-0.6900K1+190.4130.000239.8911.35000.3300-0.6900K1+200.0000.000249.4782.72570.3300-2.0657K1+300.0000.000349.4783.78820.3300-3.1282K1+310.4130.000359.8913.89880.3300-3.2388