2014年大连理工大学《道路勘测设计课程设计》

11设计交通量的计算设计年限内交通量的平均年增长率为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：dN＝0N×11nr式中：dN—远景设计年平均日交通量（辆/日）；0N—起始年平均交通量（辆/日）；r—年平均增长率；n—远景设计年限。代入数字计算：解：一级、高速公路dN＝0N×11nr=（2300+200+420+200+310）×（1+0.07）20-1=12404.69（辆/日）二、三级高速公路dN＝0N×11nr=（2300+200+420+200+310）×（1+0.07）15-1=8844.37（辆/日）22平面设计路线设计包括平面设计、纵断面设计和横断面设计三大部分。道路是一个三维空间体系，它的中线是一条空间曲线。中线在水平面上的投影称为路线的平面。沿着中线竖直的剖切，再展开就成为纵断面。中线各点的法向切面是横断面。道路的平面、纵断面和各个横断面是道路的几何组成。道路的平面线形，受当地地形、地物等障碍的影响而发生转折时，在转折处需要设置曲线，为保证行车的舒顺与安全，在直线、圆曲线间或不同半径的两圆曲线之间要插入缓和曲线。因此，直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的主要组成因素。直线是平面线形中的基本线形。在设计中过长和过短都不好，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的超车条件，但长直线容易使司机由于缺乏警觉产生疲劳而发生事故。圆曲线也是平面线形中常用的线性。《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。平曲线的技术标准主要有：圆曲线半径，平曲线最小长度以及回头曲线技术指标等。平曲线的半径确定是根据汽车行驶的横向稳定性而定：)(1272iVR式中：V-行车速度km/h；-横向力系数；i-横向超高，我国公路对超高的规定。缓和曲线通过曲率的逐渐变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅，以构成美观及视觉协调的最佳线形；离心加速度的逐渐变化，不致产生侧向冲击；缓和超高最为超高变化的过渡段，以减小行车震荡。平曲线要素：切线增长值：q=2sL－23240RLs内移值：p=RLs242－342384RLs3缓和曲线角：0=28.6479RLs切线长：()2TRptgq曲线长：0(2)2180sLRL外距：()sec2ERpR切曲差：2JTL桩号的确定：ZH点里程：TJD01HY点里程：sLZHQZ点里程：2LZHYH点里程：sLLZH2HZ点里程：sLYH道路交点桩号为K45＋654.32，转角0326，圆曲线半径设计为600m，缓和曲线设计为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：24243380800.444m242384246002384600ssLLRRR33s22808039.994m22402240600sLLqR01943600806479.286479.28RLs(2)计算平曲线要素：2630()tan(6000.444)tan39.994181.380m22hTRRq3.14263060080357.367m180180hsRLL2630()sec(6000.444)sec60016.865m22hERRRDh=2Th-Lh=2×181.38-357.367=5.3934(3)计算基本桩号：ZH=JD-Th=K45+654.32-181.380=K45+472.94HY=ZH+Ls=K45+472.94+80=K45+552.94QZ=ZH+Lh/2=K45+472.94+357.367/2=K45+651.624HZ=ZH+Lh=K45+472.94+357.367=K45+830.307YH=HZ-Ls=K45+830.307-80=K45+750.307检验校正：与题目中给定的交点桩号相同，说明计算正确无误。JD=QZ+Dh/2=K45+651.624+5.393/2=K45+654.3253纵断面设计道路纵断面主要反映路线起伏、纵坡与原地面的切割等情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的，直线有上坡和下坡，是用高程差和水平长度表示的。直线的长度和坡度影响着汽车的行驶速度和运输的经济及行车安全。在直线的坡度转折处为平顺过渡设置竖曲线。按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。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%和i2=+2.06%，为保证路基的最小填土高度，变坡点处的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（取百米的整数倍数）？（2）用确定的竖曲线半径计算竖曲线的起止点桩号。解：计算竖曲线半径最小值：外距E≥68.560-66.770=1.79m由E=T2/2×R，和T=1/2×Rw，可以得到：E=1/4×R2w2/2R即R=8E/w2=8×1.79/[0.0206-(-0.0368)]2=4346.29m根据题意可以得到R=4400m计算竖曲线起始点桩号：L=R×w=R×(i2-i1)=4400×(0.0368+0.0206)=252.56mT=L/2=252.56/2=126.28，E=T2/2×R=126.282/2×4400=1.812m竖曲线起点桩号为：K10+450-126.28=K10+323.72竖曲线起点桩号为：K10+450+126.28=K10+576.2864横断面设计道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所组成的。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缓和曲线长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和K4+860点处的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：3.5(2%4%)150238sBipl1150∴ls可以作为超高过渡段ZH=K4+800，HY=K4+850，YH=K5+901∴K4+860位于圆曲线上，K4+810和K4+840位于缓和曲线上K4+860：h860=0.75×(3%-2%)+(0.75+3.50)×(2%+4%)=0.2625(m)K4+810：x810=4810-4800=10(m)，h810=10/50×0.2625=0.0525(m)K4+840：x840=4840-4800=40(m)，h840=40/50×0.2625=0.21(m)