大工16秋《道路勘测设计课程设计》大作业答案.doc

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《道路勘测设计课程设计》
题 目: 某公路施工图设计
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1 设计交通量得计算
设计年限内交通量得平均年增长率为7%,路面竣工后第一年日交通量如下:
桑塔纳2000:2300辆;
江淮a16600:200辆;
黄海dd680:420辆;
北京bj30:200辆;
Ep140:580辆;
东风sp9250:310辆。
设计交通量:＝×
式中:—远景设计年平均日交通量(辆/日);
—起始年平均交通量(辆/日);
—年平均增长率;
—远景设计年限。
代入数字计算:
解: =2300+200+420+200+580+310=4010(辆/日)
假设远景设计年限为20年,则将上述得种种数字带入公式后计算:
设计交通量:＝×
=4010×(1+0、07)19
=14502(辆/日)
2 平面设计
路线设计包括平面设计、纵断面设计与横断面设计三大部分。道路就是一个三维空间体系,它得中线就是一条空间曲线中线在水平面上得投影称为路线得平面。沿着中线竖直得剖切,再展开就成为纵断面。中线各点得法向切面就是横断面。道路得平面、纵断面与各个横断面就是道路得几何组成。
道路得平面线形,受当地地形、地物等障碍得影响而发生转折时,在转折处需要设置曲线,为保证行车得舒顺与安全,在直线、圆曲线间或不同半径得两圆曲线之间要插入缓与曲线。因此,直线、圆曲线、缓与曲线就是平面线形得主要组成因素。
直线就是平面线形中得基本线形。在设计中过长与过短都不好,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得超车条件,但长直线容易使司机由于缺乏警觉产生疲劳而发生事故。
圆曲线也就是平面线形中常用得线性。《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。平曲线得技术标准主要有:圆曲线半径,平曲线最小长度以及回头曲线技术指标等。
平曲线得半径确定就是根据汽车行驶得横向稳定性而定:

式中:V行车速度km/h;
横向力系数;
横向超高,我国公路对超高得规定。
缓与曲线通过曲率得逐渐变化,适应汽车转向操作得行驶轨迹及路线得顺畅,以构成美观及视觉协调得最佳线形;离心加速度得逐渐变化,不致产生侧向冲击;缓与超高最为超高变化得过渡段,以减小行车震荡。
平曲线要素:
切线增长值:q=－
内移值: p=－
缓与曲线角:=28、6479
切线长:
曲线长:
外距:
切曲差:
桩号得确定:
ZH点里程:
HY点里程:
QZ点里程:
YH点里程:
HZ点里程:
道路交点桩号为K45＋654、32,转角,圆曲线半径设计为600m,缓与曲线设计为80m,试计算:(1)计算几何要素:、ΔR、q;(2)计算平曲线要素:Th、Lh、Eh、Dh;(3)计算五个基本桩号(ZH、HY、QZ、YH、HZ)。
解:(1)计算几何要素

p=－= m
(2)计算平曲线要素:Th、Lh、Eh、Dh
m
m
m

(3)计算五个基本桩号(ZH、HY、QZ、YH、HZ)
直缓点:ZH== K45＋654、32177、83=K45+476、49
缓圆点:HY== K45+476、49+80= K45+556、49
曲中点:QZ== K45+476、49+178、705= K45+655、195
圆缓点:YH== K45+556、49+(357、412×80)= K45+753、9
缓直点:HZ== K45+753、9+80=K45+833、9
3 纵断面设计
道路纵断面主要反映路线起伏、纵坡与原地面得切割等情况。纵断面设计线就是由直线与竖曲线组成得,直线有上坡与下坡,就是用高程差与水平长度表示得。直线得长度与坡度影响着汽车得行驶速度与运输得经济及行车安全。在直线得坡度转折处为平顺过渡设置竖曲线。按坡度转折形式得不同,竖曲线有凹有凸,其大小用半径与水平长度表示。
某路段中有一变坡点桩号为K10+450,高程为66、770m,其相邻坡段纵坡分别为i1=3、68%与i2=+2、06%,为保证路基得最小填土高度,变坡点处得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(取百米得整数倍数)？(2)用确定得竖曲线半径计算竖曲线得起止点桩号。
解:(1)计算竖曲线半径最小值如下:
外距E=68、56066、770=1、79m 根据ω=2、06%(3、68%)=0、0574
通过,
可以得出

代入数据得R=4346、3(m)
通过题意(取百米得整数倍数)可得R=4400(m)
(2)计算该竖曲线起止点桩号
L=Rω=4400×0、0574=252、56(m) ,T=L/2=126、28(m)
竖曲线起点桩号=(K10+450)T=(K10+450)126、28
=K10+323、72
竖曲线止点桩号=(K10+450)+T=(K10+450)+126、28
=K10+576、28
4 横断面设计
道路横断面,就是指中线上各点得法向切面,它就是由横断面设计线与地面线所组成得。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iG=2%,路肩坡度ij=3%,一弯道平曲线长L=151m缓与曲线长ls=50m,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与K4+860点处得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1/150,本题按绕行车道中线旋转计算)。
解:(1)超高渐变率检验
根据规范《公路路线设计规范》JTGD202006,本例中绕行车道中线旋转时最大超高渐变率为1/330<1/150<1/75,满足要求。
(2)确定加宽值
根据规范《公路路线设计规范》JTGD202006,假设设计速度为30km/h得三级公路,可以使用第一类加宽,圆曲线上得全加宽值为b=0、6m,加宽采用线性过度。
(3)横断面上路基边缘高程与设计高之差
K4+810处:
位置

距过渡段起点:
内侧行车道横坡:;
加宽值:,
外侧行车道横坡:
B内＝3、66 B外＝3、50 bj＝0、75 B内’＝4、41 B外’＝4、25
中心线:△h中＝bj×ij+B/2×i内＝0、75×3％+7、0/2×2％＝0、093
外侧路基边缘:△h外＝bj×ij+B/2(i内+i外)＝0、75×3％+3、5×(2％+0、1532％)＝0、098
内侧路基边缘:△h内＝bj×ij－(bj+bx)i内＝0、75×3％－(0、75+0、16)×2％＝0、004
内侧行车道边缘:△h内’＝bj×ij－bj×i内＝0、75×3％－0、16×2％＝0、019
外侧行车道边缘:△h外’＝bj×ij+B/2×i内+(B/2+bj)×i外＝0、75×3％+3、5×2％+(3、5+0、75)×0、1532％＝0、099
K4+840处:(圆曲线上)

由于内外在同一直线段上,所以内侧行车道横坡等于外侧行车道横坡:
i内＝i外＝4％
B内＝4、10 B外＝3、50 B内′＝4、85 B外′＝4、25
内侧路基边缘:
△h内＝bj×ij－(bj+bx)i内＝0、75×3％－(0、75+0、16)×4％＝－0、032
内侧行车道边缘:
△h内′＝bj×ij－bj×i内＝0、75×3％－0、 6×4％＝0、002
中心线:
△h中＝bj×ij+B/2×i内＝0、75×3％+7、0/2×4％＝0、163
外侧路基边缘:
△h外＝bj×ij+B/2×(i内+i外)＝0、75×3％+3、5×(4％+4％)＝0、303
外侧行车道边缘:
△h外′＝bj×ij+B/2×i内+(B/2 + bj)×i外＝0、75×3％+3、5×4％+(3、5+0、75)×4％＝0、333
K4+860处:
外侧行车道横坡:
,同理可得:
内侧行车道横坡:
;
内侧行车道边缘:
△h内′＝bj×ij－bj×i内＝0、75×3％－0、 6×2％＝0、019
外侧路基边缘:
△h外＝bj×ij+B/2×(i内+i外)＝0、75×3％+3、5×(2％+0、0866％)＝0、096
外侧行车道边缘:
△h外′＝bj×ij+B/2×i内+(B/2 + bj)×i外＝0、75×3％+3、5×2％+(3、5+0、75)×0、0866％＝0、096
内侧路基边缘:
△h内＝bj×ij－(bj+bx)i内＝0、75×3％－(0、75+0、16)×2％＝0、004
中心线:
△h中＝bj×ij+B/2×i内＝0、75×3％+7、0/2×2％＝0、093