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1、- I -道路勘探设计课程设计说明书道路勘测设计课设1 设计概述1.1目的和要求：在一学期的学习后，通过一条公路的设计，加强道路勘探设计的相关知识。编制直线、曲线及转角一览表，路基设计表，路基土石方数量计算表；进行路面结构类型选择。1.2设计依据： 公路工程技术标准JTGB01-2003公路路线设计规范JTGD20-2006公路路基设计规范JTGD30-2004道路勘探设计 张金水 主编 第二版1.3公路设计概况：公路等级：三级公路设计车速：30km/小时主要地形：丘陵1.4平面设计标准的确定1、根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为30公里/小时，路基双单幅两车道
2、，行车道宽度：3.25米，路基宽7.5米，硬路肩：0.5米，在圆曲线范围内加宽为不变的全宽值，两端设置加宽缓和段，其加宽值由直线段加宽为零逐渐按比例增加到圆曲线起点除的全加宽值，加宽值：1.2米。2、设计执行的部颁标准、规范有：公路工程技术标准JTGB01-2003公路路线设计规范JTGD20-2006公路路基设计规范JTGD30-20041.5路线起讫点比例尺：1：2000公路等级：三级起点桩号K0+00，终点桩号K1+435.481.6沿线自然地理概况丘陵地区路线弯多坡陡、标准低、工程量大，由于受山岭区地形、水文、地质、气候等因素的影响，道路平、纵、横都受限制。最高海拔高为843.30米，
3、河谷海拔高为818.00米，总体高差在25.30米左右。2.1 道路等级设计车速为30Km/小时，路基单幅双车道，宽7.5米。三级公路。2.2 公路技术标准的确定选用双车道三级公路（1）设计行车速度： 。（2）路基宽度，路面宽度。（3）查表平曲线极限最小半径：；平曲线一般最小半径：65m；不设超高最小半径为（4）缓和曲线的最小长度为。（5加宽值为1.2m。（6）最大纵坡为；最小坡长为，最大坡长为。（7）凸形竖曲线一般最小半径为，凹形竖曲线一般最小半径为。平面设计技术指标平面设计原则：(1)平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调； (2)各级公路不论转角大小均应敷设曲
4、线，并尽量地选用较大的圆曲线半径。 (3)两同向曲线间应设有足够长度的直线。否则，应调整线形设置为单曲线或复曲线。 (4)两反向曲线间不应设置短直线段。否则应调整线形设置为S形曲线。 (5)曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。 圆曲线半径的选用 极限最小半径一般最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此规范规定了一般最小半径。不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。圆曲线半径要求如表2所示表2 圆曲线半径要求 技术指标三级公路一般最小半径 (m) 65极限最小半径 (m) 30不设超高最小半径(m)路拱350路拱4502.4
5、.2平曲线最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。2.4.3缓和曲线技术要求缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1) 离心加速度变化率不过大;(2) 控制超高附加纵坡不过陡;(3) 控制行驶时间不过短;(4) 符合视觉要求;因此，规范规定：丘陵区三级公路缓和曲线最小长度为30m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，
6、当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。表3交点半径(m)缓和曲线长(m)JD16030JD24000平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为，第个交点坐标为，则：2.4.4平曲线要素的确定圆曲线要素及其计算 式中：V-行车速度（km/h）; -横向力系数； -超高横坡度。主点桩号的计算直线上中桩坐标计算：设交点坐标为，交点相邻两直线方位角分别为， 则： 设直线上加桩里程为，为曲线起点、终点里程，则前直线上任意点坐标为：后直线上任意点的坐标为： 单曲线内中桩坐标计算：曲线上任意一点的切线横距为： 式中：缓和曲线上任意点到点的
7、曲线长； 缓和曲线长度。第一缓和曲线（）上任意点坐标式中：转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。圆曲线内任意点坐标（）：式中：圆曲线上任意点至点的曲线长； 转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。第二缓和曲线（）内任意点坐标： 式中：第二缓和曲线内任意点至点的曲线长。(2)、曲线要素计算：JD1点计算数据已知：R=60mLs=30=55 2723切线增长值：=15 m內移植： =0.625平曲线长：=88.07m切线长：=46.87m外距：=8.49m 桩号：ZH = K0+163.33 HY = K0+193.33QZ = K0+207.37 YH = K0+221.41HZ
8、=KO+251.402.4.5曲线主点桩号计算计算结果详见附表 2.5 路线方案的拟定采用纸上定线的方法研究路线的可能方案，并经过比较确定最后路线方案。路线尽量跟着等高线走 山区公路的选线一段应按：(1)全面布局；(2)逐段安排路线；(3) 具体定线三个步骤进行。本路段设计时，根据地形地貌等情况，经过研究筛选后得到设计方案。2.6道路平面设计根据小比例尺等高线地形图所确定的路线方案，即可在较大比例尺的等高线地形图上进行详细的精确定线，此时可按交角点的偏角，结合地形地物确定平曲线半径及其要素。直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和曲线最小长度、缓和段长度的规定等均
9、应从行车安全视觉舒顺出发满足要求并通过计算分析确定。曲线段的设置影响平面视距，此时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得视距的保证。2.6.1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
10、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。3道路纵断面设计;沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目
11、3.1 纵断面设计的原则（1） 纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。（2） 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。（3） 平面与纵断面组合设计应满足：（4） 视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。（5） 平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”（6） 平、纵线形的技术指标大小应均衡。（7） 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。（8） 与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。3.2纵坡设计的要求（1） 设计必须满足标准的各项规范（2）
12、 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短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。（3） 应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。（4） 纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。（5） 对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。3.3地面线及拉坡 3.3.1 在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并推算对应的地面标高。然后在图上按横向1:2000，纵向1:200的比例尺绘制地面线,再按相应比例及里程画出
13、平曲线示意图.3.3.2拉坡(1)标注控制点：确定路线起、终点以及本段路所设桥和涵洞以及最小填土高度，最大挖深等线路必须经过的标高控制点。(2)试坡：在已标出的“控制点”纵断面图上，根据各技术指标和选线意图，结合地面线的起伏变化，以控制点为依据，在其间穿插取值，同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。由此试定出若干坡线。(3)调整并核对：对试坡时所定出的各种坡线进行比较，排除不符工程技术标准的坡线，在剩下的坡线中选取填挖方量最小又比较平衡的坡线。(4
14、)定坡：经上述方法调整无误后，直接在图上把各段直线坡的坡度值、坡长、变坡点的桩号、标高确定下来。3.4 竖曲线设计1.竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。标准规定：凸形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)停车视距ST(m)缓和冲击Lmin=V2w/3.6视距要求Lmin=S2Tw/4采用值Lmin标准规定值极限最小半径Rmin一般最小半径竖曲线最小长度3040250m230m250m250m400m25m凹形竖曲线最小半径和最小长度2. 根据前面确定的竖曲线半径及坡度值，计算各变坡
15、点处的竖曲线要素如下（举例说明）：变坡点2：里程桩号K0+ 120.0(1) 竖曲线要素计算：I1=-0.38% i2= -1.25% 取半径R=3000m= i2i1=-0.38%+1.25%=-0.87% 曲线长L=R|=3000|-0.87%| =26.1m切线长T=L/2=13.05m外距E=T2/2R=13.052/（23000）=0.03m(2) 设计高程计算：竖曲线起点桩号:( K0+120.00)-13.05 = K0+106.95竖曲线起点高程:820.0+13.050.38% = 820.05m竖曲线终点桩号:( K0+106.95) +26.1 = K0+133.05竖曲
16、线终点高程:820.0+13.051.25% = 820.16m8道路横断面设计道路横断面设计的基本要求：(1)公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时，应同架桥、路基等方案进行论证.(2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。 (3)整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于
17、1100。 (4)整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。按照平纵断面的设计，所有桩号的横断面地面线，除规定的路基路面宽度外应照各桩断面的地形质情况确定边坡度、边沟形状尺寸，绘出横断面的设计线(即“戴帽子”)，绘出各桩号的横断面图。路拱的型式应按道路等级、性质及道路宽度，采用直线横坡或方程式不同的路拱(横坡)曲线。高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外，应按规定计算或参照标准图设计。2.9土石方量计算及调配2.9.1土石方调配原则：1.在半填半挖的断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，多
18、余的土石方再作纵向调配，以减少总的运量。 2.土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越运输，同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土。 3.为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。4.土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方和借方的占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时路堑的挖方纵调作路堤的填方，虽然运距超出一些，运输费用可能高一些，但如能少占地、少影响农业生产，这样，对整体来说未必是不经济的。 5.不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保
19、证路基稳定和人工构造物的材料供应。6.位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上下线的土方竖向调运。 7.土方调配对于借土和弃土事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。2.9.2 调配方法：横断面设计完后，就要计算各桩号的土石方量。在进行土石方调运时，注意以下几点：(1) 首先考虑本桩利用。(2) 尽可能避免和减少上坡运土。当运距超过1000m时，考虑采用外借的方式。土石方调配，首先按教材所述要求，将有关数据计算出，然后在路基土石方量计算表上进行
20、图示法调配，调配中要用公式：填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余进行闭合核实，调配完成要进行闭合验算，公式为：填缺=远运利用+借方挖余=远运利用+废方2.9.3土石方数量计算若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为：以横断面K0+000到K0+050为例。F1=0.24,F2=18.82V挖=0.5（F1+F2）*50=477F1=19.24,F2=0V填=0.5（F1+F2）*50=481V填缺= V填- V挖=4.0 m3计算结果详见附表路基土石方数量计算及调配3设计图纸及计算说明部分3.1计算说明部分（附表）附表1、平面计算（直线、
21、曲线和转角表）；附表2、纵断面计算（设计标高、竖曲线各要素等）；附表3、路基设计表；附表4、路基土石方数量计算及调配（路基土石方数量表）；3.2图纸部分（附图）附图1、路基标准横断面 1:100附图2、道路平面设计图 1:2 0 0 0附图3、道路纵断面图 竖向1:2 0 0 横向1:2000参 考 文 献公路工程技术标准（JTJB01-2003）公路路线设计规范（JTG D202006） 公路路基设计规范（JTGD30-2004） 道路勘探与设计 张金水 主编 第二版在本次设计过程中，发现自己有许多知识点掌握的不好，又重新把书认真地看了几遍，做设计时教材始终在第一位。遇见不懂的地方问老师和同学，老师和同学都给予了我无私的帮助，在此特别表示感谢。该课程设计是一件辛苦有快乐的事，我从中学到了许多知识和一种做事的态度。第 16 页 共 17 页