道路勘测设计-课程设计

《道路勘测设计》课程设计学院：土木工程学院班级：学号：姓名：指导老师：彭仪普时间：2015年9月设计总说明书一、概述（一）、任务根据、根据中南大学土木工学院土木工程专业道路工程方向《道路勘测设计》课程设计要求。（二）、设计标准1、根据任务书要求，本路段按平原微丘三级公路技术标准勘察、设计。设计时速为30km/h，路基双幅两车道，宽8.5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》JTJ011-94《公路路基设计规范》JTJ013-95（三）、路线起讫点本路段起点A：K0+000（32000,26000），终点B：K1+801.330（31967.256，26945.463），全长1.801公里。（四）、沿线自然地理概况该工程整个地形、地貌特征平坦，地形起伏不大，最高海拔高为456.28米，最高海拔为415.96米，总体高差在40.32米左右。二、路线本路段按三级公路标准测设，设计车速40km/h，测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。三、本次设计项目1、确定道路技术等级和技术标准2、纸上定线3、平面定线设计4、路线纵断面设计第1章设计说明1.1工程概况设计公路为某三级公路。本路段为平原微丘区，多为中低山地貌，地势稍陡。路段主线长1.801km（起讫桩号为K0+000—K1+801.33），路基宽8.5m，设计行车速度为40km/h。1.2公路技术等级及技术标准1.2.1公路技术等级设计路段公路等级为三级，适应于将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000——6000辆。1.2.2技术标准（1）控制要素：1服务水平：三级2设计车速：40km/h（2）平面设计技术指标：1圆曲线最小半径：①一般值：100m②极限值：60m③不设超高最小半径：600m④最大半径：10000m2、缓和曲线最小长度：45m3、平曲线间插直线长度：同向平曲线间插直线长度应大于6V（240m）为宜，同向平曲线间插直线长度应大于2V（80m）为宜。4、平曲线最小长度：50m(3)、纵断面设计技术指标：1、最大纵坡度：7%2、最小坡长：100m3、不同纵坡度最大坡长：纵坡坡度与最大坡长表1-1纵坡坡度(%)最大坡长(m)3—41100590067007500注：当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制。4、竖曲线最小半径和最小长度：竖曲线最小半径和最小长度表1-2凸形竖曲线半径(m)一般值700极限值450凹形竖曲线半径(m)一般值700极限值450竖曲线最小长度(m)355、纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值：10%(4)、路基横断面技术指标：1、行车道宽度：2×3.5m2、土路肩宽度：2×0.75m3、路基总宽度：8.5m4、视距保证：①停车视距：40m②会车视距：60m③超车视距：200m5、双车道路面加宽值:设计路段采用第3类加宽值，不同圆曲线半径下的路基全加宽值如下表：圆曲线半径(m)加宽值(m)圆曲线半径(m)加宽值(m)250～2000.8100～702.0200～1501.070～502.5150～1001.56、路拱及土路肩横坡度：路拱横坡度取用2%，土路肩横坡度取用3%。7、不同圆曲线半径的超高值：圆曲线半径与超高表1-3圆曲线半径(m)超高值(%)600～3901390～2702270～2003200～1504150～1205120～90690～607注：当圆曲线半径大于600m时，可不设超高。第2章平面选线及定线2.1平面选线2.1.1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。2.1.2选线过程(1)、控制点的选定：在任务书中已经给出路线中各个交点的转角和交点间距，故各控制点基本已经确定。(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。第3章线路平面设计3.1确定平面设计所需数据交点号转角值交点间距起点坐标起点方位角（m）xy起点32000.00026000.000177°15＇001左78°48＇54182.702左98°45＇48223.263右85°45＇00301.454右56°03＇06162.435左130°39＇42439.836右77°03＇24273.917217.753.1.1交点坐标任务书中已经给出各个交点处转角以及交点间距，由错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。可以计算出各个交点的坐标，现列表如3-1交点坐标表表3-1交点X（N）Y（E）起点32000.00026000.000JD131817.51026008.766JD231769.43526226.788JD332070.26726246.093JD432071.90626408.514JD531709.54726657.805JD631974.33526727.829终点31967.25626945.4633.2平面设计计算3.2.1平面设计计算有关内容及计算公式（1）曲线要素计算：(2)平面曲线要素组合计算：22432240242688()tan22()sec22ssssysysLLqRLLpRRTRpqLRLLLLERpRJTL1S型曲线：S型曲线为反向圆曲线间用回旋线连接的组合形式，其相邻两个回旋线参数1A与2A宜相等。如果采用不同的参数时，1A与2A之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。在两个回旋线间的插直线（或重合段）的长度l应符合式3-14：2、C型曲线：C型曲线为同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式。其计算要求与方法同S形曲线。(4)逐桩坐标计算：1、直线上中桩坐标计算：设交点坐标为),(YXJD，交点相邻两直线方位角分别为21fwfw和，则：设直线上加桩里程为L，ZH，HZ为曲线起点、终点里程，则前直线上任意点坐标为：后直线上任意点坐标为：2、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：—缓和曲线长度。—）点的曲线长；（或—缓和曲线上任意点到—sLZHHZl①、第一缓和曲线（HYZH）上任意点坐标：)180sin()180(TcosXXZH0101ZHfwTYYHZfwHZ点坐标：点坐标：)180sin()()180(cos)(XX0101fwLZHTYYfwLZHT前前22sin)(cos)(XXfwHZLTYYfwHZLT后后22540sLRllx21221230cos30cos30sin30cosZHssZHssxlXXfwRLlRLxlYYfwRLlRL式中：——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。②、圆曲线内任意点坐标（YHHY）：1190902sincos90902sinsinsHYsHYlLlXXRfwRRlLlYYRfwRR式中：l——圆曲线上任意点至HY点的曲线长；——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。③、第二缓和曲线（YHHZ）内任意点坐标：22222230cos18030cos30sin18030cosHZssHZssxlXXfwRLlRLxlYYfwRLlRL式中：l——第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。3.2.2平面设计计算过程1.平面线形设计的一般原则：①平面线形应直捷、连续、均衡并与地形、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线，并尽量地选用较大半径的圆曲线半径。当公路转角过小时，应设法调整平面线形，当不得以而设置了小于7度的转角时，必须设置足够长的平曲线。③两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连，否则应调整线形，使之成为一条单曲线或复曲线，也可以运用回旋线组合成卵形、C形、复合形曲线等④两反向曲线夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。否则，应调整线形或运用回旋线而组合成S形平曲线。⑤曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。⑥应避免连续急转弯的线形。2.曲线要素计算计算数据均由纬地软件计算提供：交点1综上所述：各交点处所取曲线均能满足现行规范要求。交点1与交点2采用C型曲线，交点2与交点3为基本型曲线，交点3与交点4为C型曲线，交点4与交点5为基本型曲线，交点5与交点6位S型曲线。3.3平面设计成果3.3.1编制相关表格（1）根据纬地程序计算所得结果绘制直线、曲线及转角表，见附表一《直线、曲线及转角表》。（2）根据纬地程序计算结果绘制逐桩坐标表，见附表二《逐桩坐标表》。3.3.2绘制平面图根据《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，见附图一。第四章纵断面设计4.1准备工作在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并推算对应的地面标高。然后在纬地软件上按横向1:2000，纵向1:200的比例尺绘制地面线，并打上方格网。按相应比例以及里程画出平曲线示意图。纵断面数据：4.2纵断面拉坡(1)、标注控制点：确定路线起、终点以及越岭垭口，地质不良地段的最小填土高度，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。在选取的坡线上选择有控制意义的重点横断面，从纵断面图上读出其对应桩号的填挖高度，检查该点的横断面填挖是否满足各项工程指标。如果不满足，则应对所选坡线进行调整。(4)、定坡：经上述方法调整无误后，直接在纬地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。4.3竖曲线要素计算：起点K0+000标高453.274（1）变坡点1桩号：K0+390.0001i=-3.641%2i=-5.389%ω=2i-1i=-1.748%0；凸型曲线取竖曲线半径R=4000mL=Rω=355.042mT=2L=34.958mE=RT22=0.153m竖曲线起点桩号：K0+355.042变坡点高程：439.075m竖曲线终点桩号：K0+424.958（2）变坡点2桩号：K0+700.0001i=-5.38