道勘设计报告.doc

第1章 平面选线及定线
1.1 平面选线
1.1.1平面选线的原则
（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)、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。
(4)、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。
1.1.2选线过程
(1)、控制点的选定：
在地形图范围内有三个村庄，本着设计路线应尽可能服务居民区的原则，初步选定靠近村庄的三个控制点，定出路线的大致走向。
(2)、加密控制点：
在前面定出的路线大致走向的基础上，本着山岭重丘区公路应尽可能的克服高差，尽量使路线按平均自然坡度顺着等高线走，以为以后的纵断面设计留有余地的原则，选定路线上、下坡转折点和越岭标高，并避开地质不良地段，加密控制点。
(3)、确定路线走向：
在前面各项工作的基础上，顺着等高线，避免初定的路线量少的切割等高线，把各个控制点连结起来，定出路线的走向。
1.2路线方案确定
1.2.1选线步骤与方法
(1) 全面布局（路线方案选择）：路线方案选择主要是解决起、
终点间路线基本走向问题。此工作通常是在小比例尺（1：2.5～1：10万）地形图上从大面积范围内找出各种可能的方案，收集各可能方案的有关资料，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案，然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最佳方案来。
(2) 逐段安排（加密控制点）：是在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带。路线布局一般应该在1：1000～1：5000比例尺的地形图上进行。
具体定线：有了上述路线轮廓即可进行具体定线，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点（特别是那些控制较严的点位）的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作基本完成。
1.2.2路线的方案比选
道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。但影响选线的因素有很多, 这些因素有的互相矛盾, 有的又相互制约, 各因素在不同的场合重要程度也不相同, 不可能一次就找出 理想方案来, 所以最有效的方法就是进行反复比选来确定最佳路线。路线方案是路线设计是最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率。更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有作用。
1.2.3 路线方案的试算
初估算圆曲线要素值及主点桩里程推算:
JD1: a=76 R=60m Ls=0m
缓和曲线曲线切线长Th= (R+△R)tanα/2+q=46.88
缓和曲线的曲线长 Lh=（α-2β)∏R/180+2Ls=79.55
缓和曲线的外距 Eh=(R+△R)secα/2-R=16.14
缓和曲线的超距 Dh=2Th-Lh=14.21
JD-Th=K0+115.245-46.88=K0+68.37
ZH+Ls=K0+68.37+0=K0+68.37
HY+Lh=K0+68.37+79.55=K0+147.92
YH+Ls=K0+147.92+0=K0+147.92
HZ-Lh/2=K0+147.92-39.78=K0+108.14
QZ+Dh/2=K0+108.14+7.11=K0+115.25

JD2: a=37.6 R=60m Ls=0m
缓和曲线曲线切线长Th= (R+△R)tanα/2+q=20.43
缓和曲线的曲线长 Lh=（α-2β)∏R/180+2Ls=39.35
缓和曲线的外距 Eh=(R+△R)secα/2-R=3.38
缓和曲线的超距 Dh=2Th-Lh=1.51
JD-Th=K0+413.301-20.43=K0+392.871
ZH+Ls=K0+392.871+0=K0+392.871
HY+Lh=K0+392.871+39.35=K0+432.221
YH+Ls=K0+432.221+0=K0+432.221
HZ-Lh/2=K0+432.221-19.68=K0+412.541
QZ+Dh/2=K0+412.541+0.76=K0+413.301

JD3: a=62 R=60m Ls=0m
缓和曲线曲线切线长Th= (R+△R)tanα/2+q=36.05
缓和曲线的曲线长 Lh=（α-2β)∏R/180+2Ls=64.89
缓和曲线的外距 Eh=(R+△R)secα/2-R=10
缓和曲线的超距 Dh=2Th-Lh=7.21
JD-Th=K0+700.978-36.05=K0+664.93
ZH+Ls=K0+664.93+0=K0+664.93
HY+Lh=K0+664.93+64.89=K0+729.818
YH+Ls=K0+729.818+0=K0+729.818
HZ-Lh/2=K0+729.818-32.45=K0+697.37

QZ+Dh/2=K0+697.37+3.6=K0+700.968

JD4: a=62 R=60m Ls=0m
缓和曲线曲线切线长Th= (R+△R)tanα/2+q=36.05
缓和曲线的曲线长 Lh=（α-2β)∏R/180+2Ls=64.89
缓和曲线的外距 Eh=(R+△R)secα/2-R=10
缓和曲线的超距 Dh=2Th-Lh=7.21
JD-Th=K1+336.008-36.05=K1+299.96
ZH+Ls=K1+299.96+0=K1+299.96
HY+Lh=K1+299.96+64.89=K1+364.85
YH+Ls=K1+364.85+0=K1+364.85
HZ-Lh/2=K1+364.85-32.45=K1+332.4
QZ+Dh/2=K1+332.4+3.6=K1+336

JD5: a=31 R=60m Ls=0m
缓和曲线曲线切线长Th= (R+△R)tanα/2+q=16.64
缓和曲线的曲线长 Lh=（α-2β)∏R/180+2Ls=32.45
缓和曲线的外距 Eh=(R+△R)secα/2-R=2.26
缓和曲线的超距 Dh=2Th-Lh=0.93
JD-Th=K2+200.894-16.64=K2+184.25
ZH+Ls=K2+184.25+0=K2+184.25
HY+Lh=K2+184.25+32.45=K2+216.7
YH+Ls=K2+216.7+0=K2+216.7
HZ-Lh/2=K2+216.7-16.23=K2+200.47
QZ+Dh/2=K2+200.47+0.47=K2+200.94

JD6: a=89 R=60m Ls=0m
缓和曲线曲线切线长Th= (R+△R)tanα/2+q=58.96
缓和曲线的曲线长 Lh=（α-2β)∏R/180+2Ls=93.15
缓和曲线的外距 Eh=(R+△R)secα/2-R=24.12
缓和曲线的超距 Dh=2Th-Lh=24.77
JD-Th=K2+604.593-58.96=K2+545.633
ZH+Ls=K2+545.633+0=K2+545.633
HY+Lh=K2+545.633+93.15=K2+638.783
YH+Ls=K2+683.783+0=K2+683.783
HZ-Lh/2=K2+683.783-46.58=K2+592.203
QZ+Dh/2=K2+592.203+12.39=K2+604.593
所有的计算与桩号相似或相同，说明计算无误。
1.2.4 方案指标

指标
大小
路线总长
2607.316m
非曲线长
290.28
转角数
6个
转角平均度数
59.6度
非直线系数
0.1113
表1.1方案指标表

1.3 路线平面设计
1.3.1确定交点坐标
(1)、根据地形图上所定出的路线位置，通过地形上的等高线推算各交点的坐标。方法如下：
<1>、推算坐标时，应在交点所在的坐标格内进行，先假定该坐标格四个脚点中的左下脚点为原点。
<2>、量出交点的到坐标横（纵）轴的距离，再量取坐标格的垂直（水平）长度。
<3>、计算坐标增量。从地形图可以看出相邻坐标网格线间的距离为0.2，按式3-1：
(式3-1)
即可得出在该坐标格内的坐标增量，再用此坐标增量加上原点在整体坐标系下的坐标值即可得出该交点的坐标。
(2)、按上述方法推算出的各交点坐标如表3-1。
交点坐标表 表3-1

交点
X（N）
Y（E）
起点
5652000

2611700
JD1
565312.4861
2611792.067
JD2
565606.2258
2611739.914
JD3
565854.0995
2611866.012
JD4
565907.2956
2612499.965
JD5
566682.791
2612675.0225
JD6
567045.672
2612832.563
终点
567100
2612900

1.3.2初拟平曲线半径及缓和曲线长
纸上定线时所初定的各交点处平曲线半径及缓和曲线长如表3-2。
半径及缓和曲线长 表3-2
交点
半径(m)
缓和曲线长(m)
JD1
60
25
JD2
60
25
JD3
60
25
JD4
60
25
JD5
60
25
JD6
60
25

第2 章 纵横断面设计
纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。
2.1 纵断面设计
2.1.1 最大纵坡
根据《公路工程技术标准》（JTG B01_2003）及《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）规定,三级公路（平原微丘区）的最大纵坡，应不大于7%。公路的纵坡不应小于0.3%，横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应做纵向排水设计。纵坡的长度不应小于120米。当坡度为7%时，最大坡长为500米。
表2.1 最大纵坡
设计速度(Km/h)
120
100
80
60
40
30
20
最大纵坡(%)
3
4
5
6
7
8
9
2.1.2 最小纵坡
在长路堑地段。设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。
2.1.3 坡长
表2.2最小坡长
设计速度(Km/h)
120
100
80
60
40
30
20
最小坡长(m)
300
250
200
150
120
100
60

表2.3 不同纵坡最大坡长
公路等级
高速公路
一
二
三
四
设计速度(Km/h)
120
100
80
100
80
60
80
60
40
30
20

纵坡
坡度
(%)

3
900
1000
1100
1000
1100
1200
1100
1200

4
700
800
900
800
900
1000
900
1000
1100
1100
1200
5

600
700
600
700
800
700
800
900
900
1000
6

500

600
500
600
700
700
800
7

500
500
600
8

300
400
9

200
300
10

200
2.1.4 合成坡度
在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过10%。当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度，如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。
允许合成纵坡值见下表：
表2.4允许合成纵坡值
公路等级
高速公路、一级公路
二、三、四级公路
设计速度（Km）
120
100
80
60
80
60
40
30
20
合成坡度值（%）
10.0
10.0
10.5
10.5
9.0
9.5
10.0
10.0
10.0

2.1.5纵断面设计应该注意的问题
（1）设置回头曲线地段，拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。
（2）大、中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线的起、终点应设在桥头10m以外。
（3）小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现“驼峰式”纵坡。
（4）注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时，一般宜设在水平地段，其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%，山区工程艰巨地段不大于5%。
（5）拉坡时如受“控制点”或“经济点”制约，导致纵坡起伏过大，或土石方工程量太大，经调整仍难以解决时，可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。
2.3线形组合特征及注意问题
空间线形组合
特征
注意问题
平面长直线与纵断面长坡段组合
1、线形单调、枯燥，在行车过程景观无变化，容易使司机产生疲劳；
2、驾驶易超速行驶，超车频繁；
3、但在交通比较错综复杂的路段（如交叉口），采用这种线形要素是有利的。
1、为调节单调的视觉，增设视线诱导设施，
2、设计时用划车道线、设置标志；
3、 注意改变景观，分段绿化、注意与路旁建筑设施配合等方法来弥补。
平面直线与凹形竖曲线组合
1、具有较好的视距条件；
2、线形不再生硬、呆板；
3、给予驾驶员以动的视觉印象，提高了行车的舒适性。
1、注意避免采用较短的凹形竖曲线，以避免产生折点；
2、在两个凹形竖曲线间注意不要插入短直线。
平面直线与凸形竖曲线组合
1、 线形视距条件差，
2、 线形单调，应尽量避免。
注意采用较大的竖曲线半径，以保证有较好的视距。
平曲线与纵面直坡段组合
1、只要平曲线半径选择适当、平面的圆曲线与纵面直坡段组合其视觉效果是良好的。
2、 若平面的直线与圆曲线组合不当（如断背曲线）、或平曲线半径较小时与纵面直坡段组合将在视觉上产生折曲现象。
1、要注意平曲线半径与纵坡度协调；
2、要注意合成坡度的要求；
3、要避免急弯与陡坡相组合。
平曲线与竖曲线组合
1、 平曲线与竖曲线组合的组合线形，如果平纵面几何要素的大小适当、均衡协调、位置适宜，可以获得视觉舒顺、诱导视线良好的空间线形。
2、 平曲线与竖曲线较小，则会出现一些不良的组合效果。
1、一般情况下，当平、纵曲线半径较大时，应使平、纵曲线对应重叠组合，并使平曲线较长些将竖曲线包起来。
2、注意平、纵曲线几何要素指标均衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平纵曲线组合在一起。
3、注意凸形竖曲线顶部与凹形竖曲线底部，不得与反向平曲线的拐点重合。
4、避免在一个平曲线上连续出现多个凹、凸竖曲线；
5、应避免出现“暗凹”、“跳跃”等不良现象。

2.1.6 纵断面设计步骤：
(1)准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。填写有关内容。
(2)标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。
(3)试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。
(4)调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。
(5)核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。
(6)定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1％，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。
(7)设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。
(8)计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。
2.2横断面设计
2.2.1横断面设计的原则

(1)、设计时应根据公路等级、技术标准，结合地形、地质、水文、填挖等情况选用。设计前必须做好各项勘察工作，收集横断面资料。
(2)、兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之配合，合理设计边沟断面尺寸，并按有关规定采取必要的处理措施。
(3)、路基穿过耕种地区时，为了节约用地，如果当地石料丰富，可修建石砌边坡或直立矮墙。
(4)、沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水冲毁，如废方过多压缩河道而引起壅水危及农田、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方，否则应将废方运走。 2.2.2确定路基横断面宽度
设计公路为三级公路，采用整体式单幅双车道的路基断面形式。
根据工程技术标准，由公路等级（三级）及设计行车速度（40km/小时），确定路基横断面车道数为双车道，行车道宽为3.5m，行车道外侧设置宽度为0.75m的土路肩，路基总宽度为8.5m。
2.2.3 资料收集
(1)、平曲线起、终点桩号，平曲线半径和转角在平面设计中读取。
(2)、每个中桩的填挖高度在纵断面设计中读取。
(3)、路基宽度为8.5m。在路线平面图上的各中桩横断面范围内并向外延伸一定距离选取若干点，量取各点的地面标高。
(4)、根据技术标准确定边沟的形式及尺寸。
(5)、根据线路所处地区的地质情况确定填方路堤和挖方路堑的边坡值。
第3章 土石方的调配
3.1路基土石方量计算
路基横断面设计以及路基横断面图绘制完成后，应对路基土石方进行计算和调配。首先计算横断面的面积，这一顶工作已经在用CAD绘制路基横断面图时完成。接下来需计算体积以获得土石方数量，最后进行土石方周配。
土石方数量和计算方法有两种：平均断面法和棱台法。前者适用以相邻两断面间的填方或挖方面积大小相近的情况，后者适用以相邻两断面填挖面积相差较大时的情况。拟建公路为山岭重丘区三级公路，地势起伏多变，相邻两横断面的填挖面积相差较大，现用第二种方法进行计算，其计算公式为：

式中：
土石方数量计算完成后，把相关数据填入土石方数量表，确定各路段内各种土或石的填挖量。具体见附表四《路基土石方数量计算及调配表》。
3.2路基土石方调配
路基土石方计算完后，在进行土石方调配，合理解决各路段土石方数量的平衡与利用，以降低工程计价方数量，避免不必要的借土和弃土。
土石方调配可以在土石方数量表上进行，在进行土石方调配时，首先应进行横向调配，满足本桩利用方的需要，然后计算其他填缺和挖余的数量。根据填缺和挖余的情况进行纵向调配，确定借方或废方数量。
主要参考文献
1、中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》 （JTGD30-2004），2004年12月

2、杨春风主编，《道路勘测设计》，北京：人民交通出
版社，2007年7月

3、公路设计手册（线路、路基、路面），人民交通出版设