[道路勘测课程设计]
目录
一、确定道路等级及标准规范 ............................................... 1 各项公路技术标准汇总 ...................................................... 2 二、平面选线 ........................................................................... 3 三、平面设计计算 ................................................................... 5 各平曲线计算 ...................................................................... 7 平面示意图 ........................................................................ 12 四、纵断面设计计算 ............................................................. 13 竖曲线计算 ........................................................................ 14 设计高程表 ........................................................................ 15 纵断面示意图 .................................................................... 16 五、横断面设计 ..................................................................... 17 标准横断面图 .................................................................... 17 各特殊断面加宽及超高计算 ............................................ 18 公路路基横断面设计图 .................................................... 31 土石方数量表 .................................................................... 36 六、总结及致谢 ..................................................................... 38
一、确定公路等级
设计资料
交通量年平均增长率为5.0%
折减系数表
表1-1
共计:
(80+80+100+100+90+110+110)×2.5+170×4+500×1=2855(辆/日) AADT=ADT×(1+γ)n−1=2855×(1+5.0%)4=3470(辆/日)
大于2000(辆/日)小于6000(辆/日),根据《公路工程技术标准JTG B012014》将道路确定为三级公路,由规范可知,设计车速为30Km/h.
各项公路技术标准汇总如下表
公路技术标准汇表
表1-2
二、平面选线
该区域山岭,梯田比较多,人口比较稀疏,地势高低起伏,有一条河流,可以考虑布设一条沿河线。但在区域中间位置有一处地形图形似“眼睛”的垭口,地面坡度较大。
为了熟悉了解地形,在地形图上放坡定坡度线。按a=
hi均
等高线间距,在地形图上画“小折线”。顺着小折线的方向,大致描绘出一条沿河线。
选线要结合当地地形,选出一条与环境相契合,科学安全经济的路线。
本次课程设计由于选线与环境及当地地形不相融合,多次修改选线方案,最终确定了一条由西向东的越岭线。
《道路勘测课程设计》
图2-1
选线示意图
5
三、平面设计计算
平面设计计算包括平曲线基本要素值的确定,桩号计算,以及桩号校核。平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三要素组成。平曲线基本满足Ls:LY:Ls在1:1:1与1:2:1的范围内,并且要注意直线的长度,同向曲线间直线不小于6v(180m),反向曲线夹直线不小于2v(60m).
图3-1 平曲线计算示意图
平曲线计算常用公式 内移值:p=
L224R
−
L
L4s2384R3
(m)
切线增长值:q=s
2
切线长:T=(R+P)tan+q(m)
2
α
平曲线长:L=Rα
π180°
+Ls(m)
外距:E=(R+p)sec−R(m)
2
α
切曲差:D=2T−L(m)
平面图基本数据表
表3-1
交点桩号计算 JD1=L1=152m JD2=L1+L2=292m JD3=L1+L2+L3=436m JD4= L1+L2+L3+L4=749m JD5= L1+L2+L3+L4+L5=965m
R=50m,Ls=30m
计算可得,p=0.75m,q=15m,
β0=17.2°,T=43.7m,L=81.5m,E=8.3m,D=5.9m LY=L-2Ls=81.5-60=21.5
Ls:LY:Ls=30:21.5:30,接近1:1:1,满足要求。 桩号计算
ZH=L1-T1=152-43.7=108.3m HY=ZH+LS=108.3+30=138.3m QZ=ZH+L/2=108.3+81.5/2=149.1m YH=QZ+LY/2=149.1+21.5/2=159.8m HZ=QZ+LS=159.8+30=189.8m
校核:QZ=ZH+T-D/2=108.3+43.7-5.9/2=149.1m 符合
图3-2 JD1示意图
R=80m,Ls=30m
计算可得,p=0.47m,q=15m,
β0=10.7°,T=45.9m,L=88.6m,E=6.2m,D=3.2m LY=L-2Ls=88.6-60=28.6m
Ls:LY:Ls=30:28.6:30,接近1:1:1,满足要求。
同向夹直线长:L2-T1-T2=140-43.7-45.9=50.4<6v=6×30=180m,难以满足要求。 桩号计算
ZH=189.8+(L2-T1-T2)=189.8+(140-43.7-45.9)=251.8m HY=ZH+LS=251.8+30=281.8m QZ=HY+LY/2=281.8+28.6/2=296.1m YH=QZ+LY/2=296.1+28.6/2=310.4m HZ=QZ+LS=310.4+30=340.4m
校核:QZ=ZH+T-D/2=251.8+45.9-3.2/2=296.1m 符合
图3-3 JD2示意图
R=150m,Ls=30m
计算可得,p=0.25m,q=15m,β
0=5.7°,T=51m,L=100.6m,E=4.5m,D=1.4m
LY=L-2Ls=100.6-60=48.6
Ls:LY:Ls=30:48.6:30,在1:1:1与1:2:1的范围内,满足要求。 同向夹直线长:L3-T2-T3=47.1<2v=2×30=60m,难以满足要求。 桩号计算
ZH=340.4+(L3-T2-T3)=340.4+(144-45.9-51)=387.5m HY=ZH+LS=387.5+30=417.5m QZ=HY+LY/2=417.5+48.6/2=437.8m YH=QZ+LY/2=431.8+48.6/2=446.1m HZ=QZ+LS=446.1+30=476.1m
校核:QZ=ZH+T-D/2=387.5+51-1.4/2=437.8m 符合
图3-4 JD3示意图
4. 平曲线4 R=250m,Ls=40m
计算可得,p=0.27m,q=20m,
β0=4.6°,T=73.2m,L=144.7m,E=5.8m,D=1.7m LY=L-2Ls=144.7-80=64.7m
Ls:LY:Ls=40:64.7:40,在1:1:1与1:2:1的范围内,满足要求。 反向夹直线长:L4-T3-T4=188.8>6v=6×30=180m,满足要求。 桩号计算
ZH=476.1+(L4-T3-T4)= 476.1+(313-73.2-51)=664.2m HY=ZH+LS=664.2+40=704.9m QZ=HY+LY/2=704.9+64.7/2=737.2m YH=QZ+LY/2=737.2+64.7/2=769.6m HZ=QZ+LS=769.6+40=809.6m
校核:QZ=ZH+T-D/2=664.2+73.2-1.7/2=737m 符合
图3-5 JD4示意图
5.平曲线5 R=100m,Ls=40m
计算可得,p=0.67m,q=20m,
β0=11.5°,T=71.3m,L=134.2m,E=13m,D=8.4m LY=L-2Ls=134.2-80=54.2m
Ls:LY:Ls=40:54.2:40,在1:1:1与1:2:1的范围内,满足要求。 同向夹直线长:L5-T4-T5=71.1>2v=2×30=60m,满足要求。 桩号计算
ZH=809.6+(L5-T4-T5)= 809.6+(216-73.2-71.3)=840.7m HY=ZH+LS=840.7+40=880.7m QZ=HY+LY/2=880.7+54.2/2=907.8m YH=QZ+LY/2=907.8+54.2/2=934.9m HZ=QZ+LS=934.9+40=974.9m
校核:QZ=ZH+T-D/2=840.7+71.3-8.4/2=907.8m 符合
图3-6 JD5示意图
《道路勘测课程设计》
图3-7 整体平面示意图
13
四、纵断面设计计算
纵断面设计主要是要画出纵断面图,纵断面图上有两条主要线:一条是地面线,一条是设计线。而设计线由直坡线和竖曲线组成。计算的主要内容在于设计线的确定。在直坡线满足相关规范的情况下设计竖曲线。
变坡点设置在平曲线中点的位置,而竖曲线的起点和终点落在缓和曲线上。
由于路线为越岭线,翻过垭口会有一个较长的坡,为缩短长坡距离,在垭口处设置一个“凹”形。
坡度i1=0.65% i2=2.23% i3=5.57% i4=-1.30% i5=0.66% i6=-5.09% i7=-3.56% ω21=1.58% ω32=3.34% 计算公式
LR=
ωLT=2T2E=
2R
变坡点1计算如下 T==41m
2L
ω43=-6.88% ω54=1.96% ω65=-5.75% ω76=1.53%
满足规范要求。
其余变坡点计算同理可得。
竖曲线要素表 表4-1
L82R===5190m
ω0.016T2412E===0.16m
2R2×5190
设计高程及填挖高度表
《道路勘测课程设计》
图4-1
纵断面示意图
17
五、横断面设计计算
横断面的设计计算主要包括平曲线的加宽及超高的计算,以及土石方数量的计算。
加宽的计算根据相关规范确定加宽过渡段,在按公式bx=
xLx
b确
定加宽值。超高的计算先确定超高值及超高渐变率,再结合加宽过渡段确定超高过渡段,本次超高设计是绕内边缘旋转,详情见图8超高示意图。计算出横断面各特征点的高程变化,画出特殊断面的横断面图。
土方量的计算是先由地形图得到路基边缘的地面高程(表2),画出各个桩号的横断面图,由各个桩点的横断面计算出填挖量,计算相邻两个桩点之间的距离,用计算棱柱体的方法,即相邻横断面填挖量的平均值乘上距离。最后汇成表3土石方数量表。
图5-1
图
5-2
1.平曲线1
(1)超高及加宽过渡段
取超高渐变率p=1/75,超高iℎmax=6%,则总超高6.5×6%=0.39m=390mm 由公式LC=
B′∆ip
当iℎ=-2%~0时Lc1=3.25×2%×75=4.875m 当iℎ=0~2%时,Lc2=3.25×2%×75=4.875m 当iℎ=2%~4%时,Lc3=6.5×(6−2)%×75=19.5m Lc= Lc1+ Lc2+ Lc3=29.25m≈Ls=30m X距离处的加宽值 由公式bx=
xLx
b
查表4-8,R=50m,则b=1.2m
(2)各桩点超高值和加宽值计算 ①桩号K0+108.3(ZH)
路肩边缘:+500×(3%−2%)=+5mm(可忽略) ②桩号K0+120 超高:iℎ=
(120−108.3)
30
30
×6%=2.34% ×1.2=0.468m
加宽值:bx=
(120−108.3)
前进方向,结果均为与设计高程之差
左侧路肩边缘:−(468+500)×(2.34%−2%)=−3.29mm
右侧路肩边缘:+(6500+500)×2.34%=+163.8mm 超高及加宽如下图所示
图5-3 K0+120超高及加宽示意图
③桩号K0+138.3(HY) 超高:iℎ=iℎmax=6% 加宽值:bx=b=1.2m
前进方向,结果均为与设计高程之差
左侧路肩边缘:−(1200+500)×(6%−2%)=68mm 左侧路肩边缘:+(6500+500)×6%=+420mm 超高及加宽如下图所示
图5-4 K0+138.3超高及加宽示意图
④桩号K0+150(QZ)
在圆曲线上,则与桩号K+138.3相同 ⑤桩号K0+160(YH)
在圆曲线上,则与桩号K+138.3相同
⑥桩号K+170 超高:iℎ=
(189.8−170)
30
30
×6%=3.96% ×1.2=0.792m
加宽值:bx=
(189.8−170)
前进方向,结果均为与设计高程之差
左侧路肩边缘:−(792+500)×(3.96%−2%)=−25.32mm 右侧路肩边缘:+(6500+500)×3.96%=+277.2mm 超高及加宽如下图所示
图5-5 K0+170超高及加宽示意图
⑦桩号K0+189.8
与桩号K+108.3(ZH)相同
2.平曲线2 R=80m,Ls=30m 由公式μ=
143.5238
R2
−
1.4208R
+0.03789
得μ=0.0425 由公式ih =
υ2127R
−μ
得ih=4.6%
(1)超高及加宽过渡段
取超高渐变率p=1/75,超高iℎmax=5%,则总超高6.5×5%=0.325m=325mm 由公式LC=
B′∆ip
得LC=24.3m(比Ls=30m小) 令LC=Ls=30m, 则p=1/92
当iℎ=-2%~0时,Lc1=3.25×2%×92=5.98m 当iℎ=0~2%时,Lc2=3.25×2%×92=5.98m 当iℎ=2%~4%时,Lc3=6.5×(5−2)%×92=17.94m X距离处的加宽值 由公式bx=
xLx
b
查表4-8,R=80m,则b=1.0m (2)各桩点超高值和加宽值计算 ①桩号K0+251.8(ZH)
路肩边缘:+500×(3%−2%)=+5mm(可忽略)
②桩号K0+281.8(HY) 超高:iℎ=iℎmax=6% 加宽值:bx=b=1.0m
前进方向,结果均为与设计高程之差
左侧路肩边缘:−(1000+500)×(5%−2%)=45mm 右侧路肩边缘:+(6500+500)×5%=+350mm 超高及加宽如下图所示
③桩号K0+296.1(QZ)
在圆曲线上,则与桩号K0+281.8(HY)相同 ④桩号K0+310.4(YH)
在圆曲线上,则与桩号K0+281.8(HY)相同 ⑤桩号K0+340.4(HZ) 桩号K+251.8(ZH)
3.平曲线3 R=100m,Ls=30m 由公式μ=
143.5238
R2
−
1.4208R
+0.03789
得μ=0.038 由公式ih =
υ2127R
−μ
得ih=3.28%
(1)超高及加宽过渡段
取超高渐变率p=1/75,超高iℎmax=4%,则总超高6.5×4%=0.26m=260mm 由公式LC=
B′∆ip
得LC=19.5m(比Ls=30m小) 令LC=Ls=30m, 则p=1/115
当iℎ=-2%~0时,Lc1=3.25×2%×115=7.475m 当iℎ=0~2%时,Lc2=3.25×2%×115=7.475m 当iℎ=2%~4%时,Lc3=6.5×(4−2)%×115=14.95m X距离处的加宽值 由公式bx=
xLx
b
查表4-8,R=100m,则b=0.8m
(2)各桩点超高值和加宽值计算
①桩号K0+387.5(ZH)
路肩边缘:+500×(3%−2%)=+5mm(可忽略) ②桩号K0+417.5(HY) 超高:iℎ=iℎmax=4% 加宽值:bx=b=0.8m
前进方向,结果均为与设计高程之差
右侧路肩边缘:−(1000+500)×(4%−2%)=30mm 左侧路肩边缘:+(6500+500)×4%=+280mm 超高及加宽如下图所示
图5-6 K0+417.5超高及加宽示意图
③桩号K0+431.8(QZ)
在圆曲线上,则与桩号K0+417.5(HY)相同 ④桩号K0+446.1(YH)
在圆曲线上,则与桩号K0+417.5(HY)相同 ⑤桩号K0+476.1(HZ) 同桩号K+387.5(ZH)
4.平曲线4
R=250m,Ls=40m 由公式μ=
143.5238
R2
−
1.4208R
+0.03789
得μ= 0.034797 由公式ih =
υ2127R
−μ
得ih=1.24%
(1)超高及加宽过渡段
取超高渐变率p=1/75,超高iℎmax=2%,则总超高6.5×2%=0.13m=130mm 由公式LC=
B′∆ip
得LC=9.75m(比Ls=40m小) 令LC=Ls=40m, 则p=1/308
当iℎ=-2%~0时,Lc1=3.25×2%×308=20m 当iℎ=0~2%时,Lc2=3.25×2%×308=20m 当iℎ=2%~2%时,Lc3=0m X距离处的加宽值 由公式bx=
xLx
b
查表4-8,R=250m,则b=0.4m (2)各桩点超高值和加宽值计算
①桩号K0+664.2(ZH)
路肩边缘:+500×(3%−2%)=+5mm(可忽略) ②桩号K0+704.9(HY) 超高:iℎ=iℎmax=2% 加宽值:bx=b=0.4m
前进方向,结果均为与设计高程之差 左侧路肩边缘:0mm
右侧路肩边缘:+(6500+500)×2%=+140mm 超高及加宽如下图所示
图5-7 K0+704.9超高及加宽示意图
③桩号K0+737.2(QZ)
在圆曲线上,则与桩号K0+704.9(HY)相同 ④桩号K0+769.6(YH)
在圆曲线上,则与桩号K0+704.9(HY)相同 ⑤桩号K0+809.6(HZ) 同桩号K+664.2(ZH)
5.平曲线5
R=100m,Ls=40m 由公式μ=
143.5238
R2
−
1.4208R
+0.03789
得μ= 0.038034 由公式ih =
υ2127R
−μ
得ih=3.28%
(1)超高及加宽过渡段
取超高渐变率p=1/75,超高iℎmax=4%,则总超高6.5×4%=0.26m=260mm 由公式LC=
B′∆ip
得LC=19.5m(比Ls=40m小) 令LC=Ls=40m, 则p=1/154
当iℎ=-2%~0时,Lc1=3.25×2%×154=10m 当iℎ=0~2%时,Lc2=3.25×2%×154=10m 当iℎ=2%~4%时,Lc3=20m X距离处的加宽值 由公式bx=
xLx
b
查表4-8,R=100m,则b=0.8m
(2)各桩点超高值和加宽值计算 ①桩号K0+840.7(ZH)
路肩边缘:+500×(3%−2%)=+5mm(可忽略) ②桩号K0+880.7(HY) 超高:iℎ=iℎmax=4% 加宽值:bx=b=0.8m
前进方向,结果均为与设计高程之差
右侧路肩边缘:−(800+500)×(4%−2%)=26mm 左侧路肩边缘:+(6500+500)×4%=+280mm 超高及加宽如下图所示
图5-8 K0+880.7超高及加宽示意图
③桩号K0+907.8(QZ)
在圆曲线上,则与桩号K0+880.7(HY)相同 ④桩号K0+934.9(YH)
在圆曲线上,则与桩号K0+880.7(HY)相同 ⑤桩号K0+974.9(HZ) 同桩号K+840.7(
Z
《道路勘测课程设计》
路基设计表 表5-1
30
《道路勘测课程设计》
31
公路路基横断面设计图
32
33
34
35
36
土石方数量表
表5-2
37
38
六、总结及致谢
本学期的《道路勘测课程设计》算是大学里面第一个课程设计。我体会到了做设计的艰辛。课程设计持续了一个半月。课程设计刚开始的阶段实在艰难——平面选线。平面选线我曾几次修改方案,每次都是数据都算好了,后来发现总有可以改进的地方,反反复复,设计可以在多次的修改后变得熟练,找到感觉。当然后面的平面设计及纵断面设计都是如此,在发现不合适的时候,几乎都要重新开始,或者全盘修改。这不仅让知识得到了巩固,也让自己的耐心增加几分,我们的学习不仅仅是学知识。
虽然本次课程设计还有很多的不完美的地方,但通过这样的课设我受益匪浅。这里要特别感谢隋永芹教授在这一个多月里悉心指导我课程设计,甚至牺牲自己的休息时间。谢谢隋老师给我们提供一个轻松的学习氛围,让知识流进我们的脑海里。没有您的指导,我们即使前进也没有方向。也感谢我们小组的同学,汤震、吴俊、张俊,在本次课设当中齐心合作,一同学习,相互鼓励和帮助。
39