第2章 道路工程图识读

道路工程施工第2章道路工程图识读道路平面图道路纵断面图道路横断面图本章内容道路工程图的组成•道路是一种带状的空间结构物，它的中线是一条空间曲线。•路线：指道路的中线。•平面图：路线在水平面上的投影图。•纵断面图：通过道路中线的竖向剖面图。•横断面图：道路上任意一点垂直于路线的竖向剖面图。道路工程图的完全组成•1路线平面图•2路线纵断面图•3直线、曲线及转角一览表•4逐桩坐标表•5纵坡、竖曲线表•6路基设计表•7路基标准横断面图•8路基横断面设计图•9路基土石方数量计算表•10路基防护工程设计图•11挡土墙布置图•12路面结构图•13路基、路面排水工程设计图•14桥梁布置图•15涵洞布置图2.1道路平面图识读•平面线形三要素汽车的转向①角度为零：②角度为定值：③角度为变数：汽车行驶轨迹线①曲率为0——直线②曲率为非0常数——圆曲线③曲率为变数——缓和曲线（回旋线）道路平面线形由上述三种基本线形构成，即直线、圆曲线和缓和曲线，并称平面线形三要素。2.1.1直线•1.直线的特点–短捷直达，方向明确，便于测设；–难与地形协调，过长使人单调疲劳。•2.直线最大长度–直线的长度不宜过长•3.直线最小长度–同向圆曲线间•≥6倍设计车速–反向圆曲线间•≥2倍设计车速曲线之间也可以没有直线即曲线直接相连2.1.2圆曲线•技术指标：–最小半径、最大半径、平曲线最小长度•1.圆曲线半径公式略–半径越小，汽车所受离心力越大–超高见P44•2.最小半径–极限最小半径：安全–一般最小半径：安全和舒适–不设超高最小半径•3.最大半径–10000m•4.平曲线最小长度–不应小于2倍缓和曲线长2.1.3缓和曲线•除四级公路可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。•1.缓和曲线的作用–（1）便于驾驶操作；–（2）消除离心力的突变；–（3）完成超高和加宽的过渡；–（4）增加线形美观。•2.缓和曲线的形式–回旋线、三次抛物线、双纽线•3.缓和曲线的最小长度–（1）离心加速度变化率–（2）驾驶员操作及反应时间–（3）超高渐变率•4.缓和曲线要素计算2.1.4平面线形的组合与衔接•1.简单型直线—圆曲线—直线•2.基本型直线—缓和曲线—圆曲线—缓和曲线—直线•3.S型曲线•4.卵型曲线•5.凸型曲线•6.复合型曲线•7.C型曲线•8.回头曲线简单型直—圆—直•主点代号•JD—交点•ZY—直圆点•QZ—曲中点•YZ—圆直点•曲线要素•α—转折角，区分左右•R—圆曲线半径•T—切线长•E—外矢距•L—曲线长度问题：简单型有何缺陷？•主点代号•JD—交点•ZH—直缓点•HY—缓圆点•QZ—曲中点•YH—圆缓点•HZ—缓直点•曲线要素•α—转折角，区分左右•R—圆曲线半径•T—切线长•E—外矢距•L—曲线总长度•L’—圆曲线长度•Ls—缓和曲线长度基本型直—缓—圆—缓—直•主点里程桩号推算•里程桩号：路线上某一点的代号,亦表示道路起点至该点的距离，例K4+500。ZH=JD-THY=ZH+LsQZ=ZH+L/2YH=HZ-LsHZ=ZH+LJD=QZ+J/2例题1•JD3桩号K1+571.39，曲线要素：L=128.37m、LS=35m，HZ桩号K1+633.91，计算该平曲线的ZH和QZ桩号。•若JD4曲线要素为：R=200m、L＝107.13m、T=54m、LS=35m，又知JD3与JD4的距离为316.88m，计算JD4的桩号及该平曲线主点桩号。•JD3：ZHK1+505.54QZK1+569.73•JD4桩号K1+884.94•JD4：ZHK1+830.94HYK1+865.94QZK1+884.50HYK1+903.07HZK1+938.072.1.5道路平面图识读要点•道路平面图的组成–（1）地形部分•方位、比例、地物、地形–（2）路线部分•桩号•平曲线•结构物与控制点思考：平面图是否表达道路的实际长度？课后作业：课本P71第3题和例题1本节结束2.2道路纵断面图识读•通过道路中线剖切并展开的竖向剖面。反映路线起伏、纵坡与原地面的情况。•其基本线形由坡度线和竖曲线组成。相邻两坡度线的交点称为变坡点。2.2.1纵坡与坡长•路线的纵坡以i表示，单位%，上坡为“+”，下坡为“-”。i=H2-H1/L•1.纵坡设计–（1）最大纵坡•坡度大行车困难、上坡速度低，下坡较危险。越岭公路可缩短里程，降低造价。问题：H是高差，那L是什么？思考：平面图上的里程与道路的实际长度相差多少？最大纵坡40%–（2）最小纵坡：0.3%•保证挖方、低填方和横向排水不畅路段的排水。–（3）高原地区纵坡折减•海拔3000m以上的高原地区，因空气稀薄而使汽车发动机功率降低，相应地降低了汽车的爬坡能力，此外汽车水箱容易开锅，破坏冷却系统。•最大纵坡折减后若小于4%，则仍采用4%。•2.坡长设计–（1）最大坡长•对纵坡较大的坡段，其最大坡长必须加以限制。–（2）最小坡长•坡长过短，连续起伏导致乘客不舒适。–（3）缓和坡段•陡坡长度达到限制坡长时，设置一段缓坡；•纵坡不大于3%。最大坡长最小坡长缓和坡段•3.平均纵坡–避免“合法不合理”的现象。•4.合成坡度–纵坡与超高横坡所组成的坡度。•5.爬坡车道–陡坡路段正线行车道外侧增设的供载重车行驶的专用车道。合法不合理合成坡度爬坡车道2.2.2竖曲线•为保证汽车安全、顺适及视距的需要而在变坡点处设置的纵向曲线。•变坡角ω=i1-i2–ω0为凸形竖曲线，ω0为凹形竖曲线•竖曲线形式可采用抛物线或圆曲线，我国规定宜采用圆曲线。凹形竖曲线•1.竖曲线设计标准–（1）最小半径•极限最小半径•一般最小半径–（2）最小长度•2.竖曲线几何要素计算–曲线长L=Rω–切线长T=L/2–外矢距E=T2/2R–纵距y=x2/2R讨论：为什么L不是竖曲线的实际长度？•3.竖曲线内任一里程桩号处设计标高计算–竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T–竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T–凸形竖曲线•设计标高=未设竖曲线时纵坡线上的高程-y–凹形竖曲线•设计标高=未设竖曲线时纵坡线上的高程+y•P35，例2-1例题2•某二级公路，变坡点桩号为K3+030，高程为327.68，i1=-4%，i2=5%，竖曲线半径R=2000m。判断竖曲线凹凸性、计算竖曲线诸要素、计算曲线起终点桩号及设计高程，计算桩号K3+010处的设计高程。•凹形，L=180m，T=90m，E=2.03m•起点桩号K2+940，设计高程331.28•终点桩号K3+120，设计高程332.18•K3+010设计高程329.712.2.4道路纵断面图识读要点•1.纵断面图表示方法–通过路线用假想铅垂面进行剖切展平后获得。•2.纵断面图组成–图样部分•地面线、设计线、竖曲线、构造物–测设数据表•坡度坡长、标高、平曲线问题：设计线高于地面线说明什么？课后作业：课本P71第7题和例题2本节结束2.3道路横断面图识读•垂直于路中线的竖向剖面图，由横断面设计线和地面线构成。K5+300.00T=2.522.3.1公路横断面的组成•1.横断面的组成部分问题：路缘带有何作用？横断面组成避险车道错车道•2.路幅的构成形式及使用条件单幅双车道二、三级公路和部分四级公路双幅多车道单车道高速公路和一级公路山区公路、四级公路2.3.2城市道路横断面组成•1.城市道路典型横断面–单幅、双幅、三幅、四幅•2.城市道路横断面组成单幅路双幅路三幅路四幅路2.3.3路拱与超高•1.路拱–为了保证路面横向迅速排水，将路面做成中间向两侧倾斜的拱形，称为路拱。–（1）形式：直线形、折线形、抛物线形等。–（2）横坡度：一般为1%~2%•2.超高–（1）超高：为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，奖路面做成外侧高、内侧低的单向横坡。–（2）超高缓和段：使公路从直线段的正常路拱逐渐变化成圆曲线的超高横坡的路段。问题1：缓和曲线对于超高有什么作用？问题2：什么情况下可以不设超高？超高2.3.4曲线上的加宽–（1）加宽概念：为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面，称为加宽。–（2）加宽标准：二、三、四级公路的圆曲线半径小于或等于250m时。问题：所有曲线上都需要加宽吗？加宽2.3.5行车视距•驾驶员从发现障碍物开始到决定采取某种措施的这段时间内汽车沿公路路面所行驶的必要安全距离，称为行车视距。•1.行车视距的分类–停车视距、会车视距、超车视距•2.行车视距的标准–高速、一级公路满足停车视距要求–其他各级公路满足会车视距要求–双车道公路应满足超车视距要求2.3.6路基土石方计算与调配•1.路基土石方计算•（1）横断面面积计算–1）积距法（条分法）•把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。niihlA1–2）坐标法•精度高，适用于计算机计算)(21111iiiniiyxyxA•（2）土石方数量计算–1）平均断面法–2）棱台体积法•若相邻两断面相差甚大，则采用棱台体积法精度更高。–3）计算要点•填挖方数量分别计算；•土、石方数量分别计算；•土石方体积中包含路面体积，填方扣除，挖方增加路面结构体积；•扣除大中桥所占体积，小桥涵不予考虑。LAAV)(2121例题3•某公路路基宽度12m，桩号K2+560填挖高度为4.21m，路基填方边坡均为1：1.5。试按1：200的比例绘制该断面的横断面图，并以积距法计算横断面面积。如桩号K2+580.00的填方面积为68m2，挖方面积10m2，则以平均断面法计算两断面间土石方数量应为多少。•地面线实测资料如下：•K2+560.00•右：3.7，－0.27，12.7，－1.07，25，－2.31•左：6.4，0.82，8.7，1.3，13.6，1.79，25，2.8•75.97m2•填方：1439.7m3挖方：100m3•2.路基土石方调配–填方来源：附近挖方利用借土–挖方去向：调入附近填方弃土•（1）土石方调配原则•（2）关于调配计算的几个问题–1）经济运距：确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之则考虑就近借土。2.3.7道路横断面识读要点•1.路基横断面设计图–（1）路基横断面图的形式•填方、挖方、半填半挖–（2）读图顺序•顺桩号由下往上、从左往右•2.路基标准横断面图–避免重复标注•3.路基设计表•4.路基土石方计算表半山洞凿壁路本桩利用=min{挖方，填方}填方-本桩利用=填缺挖方-本桩利用=挖余课后作业：课本P71第9题和例题3本节结束2.4道路交叉图识读•2.4.1道路平面交叉–十字形、X字形、T字形、Y字形、错位交叉和环路交叉等。•2.4.2道路立体交叉–按结构形式分：上跨式、下穿式–按交通功能分：分离式、互通式–欣赏图片上跨式分离式下穿式分离式喇叭形互通式苜蓿叶形互通式部分苜蓿叶形互通式定向式互通式北京西直门本章结束