道路勘测设计作业题答案教学文案.docx
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道路勘测设计作业题答案教学文案
道路勘测设计作业题答案
第一章绪论
1.交通运输系统的构成及各自的特点是什么？
铁路：
运距长，远程客货运量大、连续性较强、成本较低、速度较高，是运输的骨干，一般用于大宗长距离及人流的运输，但建设周期长、投资大，定点运行，中转多；
水运：
利用天然水资源，水运通过能力高、运量大、耗能少、成本低、投资省、但受自然条件限制大、连续性较差、速度慢；
航空：
运输速度快、两点间运距短，但运量小、成本高，用于长途旅行、国际往来及鲜活、高档货物的运输；
管道：
连续性强、成本低、安全性好、损耗少的优点，但其仅适用于油、气、水等货物运输。
道路运输的特点：
1．机动灵活：
汽车车辆可以随时调动，能迅速集散货物，并可随时发运，节省时间。
2．迅速直达：
是“门到门”的运输方式。
可将货物直接送到用户手中而不需中间转运，也不受运输路线等限制和影响。
3．适应性强：
既可用于小批量运输，也可大量运输。
4．服务面广：
受地形、气候等因素影响小，可伸展到山区、农村、矿企业、机关、学校直到家庭用户。
5．汽车的燃料较贵，单位运量小、污染大。
2.公路、城市道路如何分级？
其依据是什么？
公路的设计年限是如何选用的？
我国的公路则按使用任务、功能和所适应的交通量水平分为五个等级：
高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。
城市道路按照城市的规模、交通量和地形等因素分为Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ三级，大城市采用Ⅰ级、中城市采用Ⅱ级和小城市采用Ⅲ级设计标准。
高速公路和具有干线功能的一级公路为20年；具集散功能的一级公路，以及二三级公路为15年：
四级公路可根据具体实际情况确定。
3.城市道路如何分类的？
按照道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，我国的城市道路相应地分为四类：
快速路、主干路、次干路和支路。
快速路为仅供汽车行驶的道路。
对于主干路，采用机动车与非机动车分隔行驶的形式。
4.什么是设计车辆、设计速度、交通量、通行能力？
路上行驶着不同类型的车辆，各具不同的尺寸，对道路的几何尺寸分别提出不同的要求。
道路几何设计时，通常选择一些车辆作为设计车辆，这些车辆的尺寸和行驶特性要求将对设计起控制作用。
计算行车速度是当气候条件良好、交通密度小、车辆行驶只受公路本身的道路条件的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适地驾驶车辆的速度。
交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目）。
其具体数值由交通调查和交通预测确定。
道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。
它是正常交通条件下道路交通的极限值。
单位时间通常以小时计（辆／小时）。
5.交通量如何折算？
交通量换算采用小客车为标准车型。
小客车折1.0辆，中型车折1.5辆，大型车折2.0辆；拖挂车折3.0辆。
6.两阶段设计包括哪些内容？
初步设计和施工图设计。
第二章道路平面
1.平面三要素是什么？
各有什么特点？
1）直线：
曲率为零的线形；
2）圆曲线：
曲率为常数的线形；
3）缓和曲线：
曲率为变数的线形。
2．直线适用场合，长短直线的概念及实际如何应用？
直线适用场合：
（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；
（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；
（3）长的桥梁、隧道等构造物路段；
（4）路线交叉点及其前后；
（5）双车道公路提供超车的路段。
最大直线长度：
目前最大直线长度的量化还是一个需要研究的课题，目前各国有不同的处理方法，德国和日本规定20V（单位为米，V为计算行车速度，用公里/小时为单位），美国为180s的行程，我国对于设计速度大于或等于60km/h的公路最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制，一般直线路段的最大长度（以m计）应控制在设计速度（以km/h计）的20倍为宜。
同向曲线间的直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜；
反向曲线间的直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜；
3.圆曲线半径确定的依据是什么？
标准中有几种规定值？
实用中如何选用圆曲线半径？
而确定的圆曲线最小半径的依据是汽车行驶在公路曲线部分时所产生的离心力等横向力不超过轮胎与路面的摩阻力所允许的界限，即不产生横向滑移。
标准中有极限最小半径，一般最小半径，不设超高的最小半径。
选用圆曲线半径的原则：
（1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径。
在不得已情况下方可使用极限最小半径；
（2）在确定圆曲线半径时，应注意：
①一般情况下宜采用超高为2％～４％的圆曲线半径。
②当地形条件许可时，应尽量采用大于或接近于一般最小半径的值；
③地形条件特殊困难而不得已时，方可采用圆曲线最小半径的“最小值”；
④应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线型；
⑤应同纵断面线形相配合，必须避免小半径圆曲线与陡坡相重合。
4.缓和曲线的作用是什么？
1）缓和曲线通过其曲率变化，可更好的适应汽车转向的行驶轨迹；
2）汽车从一个曲线过渡到另一个曲线的行驶过程中，使离心力逐渐变化
3）缓和曲线可以作为超高和加宽的过渡段
4）缓和曲线的设置可使线形美观连续。
5.什么是视距？
分几种？
不同视距在什么情况下需要满足？
1）视距定义：
汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。
2）视距分类
（1）停车视距
汽车行驶时，自驾驶人员看到前方障碍物时起，至到达障碍物前安全停止，所需的最短距离。
（2）会车视距
在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离。
（3）错车视距
在没有明确划分车道线的双车道道路上，两对向行驶之汽车相遇，发现后即采取减速避让措施安全错车所需的最短距离。
（4）超车视距
在双车道公路上，后车超越前车时，从开始驶离原车道之处起，至可见逆行车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。
3）
（1）高速公路、一级公路应满足停车视距。
（2）二、三、四级公路的视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。
工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。
（3）二、三、四级公路还应在适当间隔内设置满足超车视距“一般值”的超车路段。
当地形及其它原因不得已时，超车视距长度可适当缩减，最短不应小于所列的低限值。
在二、三级公路中，宜在3～４min的行驶时间里，提供一次满足超车视距的超车路段。
一般情况下，不小于总长度的20%左右，并均匀布置。
6.三要素有哪几种组合形式？
（1）基本形
定义：
当按直线—回旋线（A1）—圆曲线—回旋线（A2）—直线的顺序组合而成线形。
（2）S形
S形定义：
两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的组合形式。
（3）卵形
定义：
两同向的平曲线，按直线—缓和曲线（A1）—圆曲线（R1）—缓和曲线（AF）—圆曲线（R2）—缓和曲线（A2）—直线的顺序组合而成的线形。
（4）凸形
（1）定义：
两段同向缓和曲线之间不插入圆曲线而径相衔接的组合形式（圆曲线长度为零）
5.复合形
定义：
将两个以上的同向回旋线在曲率相等处相互连接的线形。
（6）C形
定义：
两同向回旋线在曲率为零处径相连接（即连接处曲率为0，半径为）的组合线形。
7.如果弯道半径很小，路面横iy不适当，汽车的轮距b较窄，装载重心hg又过大，车速v又很高，则汽车有倾覆的可能性，试汽车开始倾覆时上述诸因素的关系。
设b=1.7m,hg=1.8m,iy=-0.03（反超高），求倾覆时的临界速度V
8.在气候良好，交通量不大时，部分汽车可采用较设计车速更高的速度，特别是在低速路上。
根据一些胆大的驾驶员采用的
值可大至0.3。
问在半径50m，超高率为0.06的弯道上，这类汽车时速可高至多少？
9.在冰雪覆盖的光滑路面上，一般驾驶员会降低车速以保持转弯时，
不超出0.07，以保安全。
问在半径为超高率为0.06的弯道上，时速不超过多少公里？
10.一条二级平原区路线，JD3的里程为K5+146.94,
=45º25'30",LS=35m,R=150m。
试计算：
（1）曲线要素。
（2）推算主点桩里程。
（3）缓和曲线上10m一桩，圆曲线上15m一桩分别用支距法及偏角法计算放桩数据。
（1）计算过程见EXCEL中的公式
=0.340m
=17.492m
=80.419m
=153.922
=12.979m
J=2T–L=6.916m
（2）计算过程见EXCEL中的公式
ZH=JD–T=5066.521
HY=ZH+Ls=5101.521
QZ=ZH+L/2=5143.482
YH=HZ–Ls=5185.443
HZ=ZH+L=5220.443
JD=QZ-J/2=5146.940
（3）计算过程见EXCEL中的公式
一、直股支距法测设曲线
桩号
L
缓和曲线
圆曲线
备注
XS
YS
XC
YC
K5+
66.521
0
0
0
ZH
K5+
76.521
10
10.000
0.032
K5+
86.521
20
19.997
0.254
K5+
96.521
30
29.978
0.857
K5+
101.521
35
34.952
1.360
HY
K5+
116.521
50
49.738
3.847
K5+
131.521
65
64.202
7.798
K5+
146.521
80
78.199
13.174
K5+
161.521
95
91.590
19.920
K5+
176.521
110
104.240
27.969
K5+
185.433
118.912
111.353
33.336
YH
二、偏角法测设曲线
桩号
L
缓和曲线
圆曲线
备注
缓和曲线
圆曲线
XS
YS
XC
YC
偏角δ
弦长a
偏角δ
弦长a
K5+
66.521
0
0
0
ZH
0
0
0
0
K5+
76.521
10
10.000
0.032
0.182
10.000
K5+
86.521
20
19.997
0.254
0.728
19.999
K5+
96.521
30
29.978
0.857
1.637
29.990
K5+
101.521
35
34.952
1.360
HY
2.228
34.979
K5+
116.521
50
49.738
3.847
4.423
49.887
K5+
131.521
65
64.202
7.798
6.926
64.674
K5+
146.521
80
78.199
13.174
9.563
79.301
K5+
161.521
95
91.590
19.920
12.270
93.731
K5+
176.521
110
104.240
27.969
15.019
107.927
K5+
185.433
118.912
111.353
33.336
YH
16.666
116.236
第三章道路纵断面
4.某条路线纵断面一变坡点桩号为K2+200.00，高程为300.00m，i1=5%,i2=-4%,已选定R=1600m。
（1）判断凹凸。
（2）计算竖曲线要素。
（3）推算K2+160.00,K2+200.00,K2+240.00各桩的设计高程。
解：
（1）ω=i2-i1=-4%-5%=-9%故竖曲线是凸曲线。
（2）
（3）计算过程见EXCEL表
竖曲线高程计算
桩号
竖曲线设计
设计高程
备注
切线高程
L（m）
h（m）
（m）
K2+128
296.4
0
0.00
296.40
竖曲线终点
K2+160
298
32
0.32
297.68
计算点
K2+200
300
72
1.62
298.38
计算点
K2+240
298.4
32
0.32
298.08
计算点
K2+272
297.12
0
0.00
297.12
竖曲线起点
5.陡坡为什么限长？
相邻两陡坡相接时，如前一陡坡i1=5.5%,坡长480m,试问后一坡段i2=6.2%,坡长允许为多少（设5%解
（1）道路纵坡的大小和坡长对汽车的正常行驶影响很大，特别是距离的陡坡对汽车的安全行驶非常不利。
主要表现：
爬坡行驶速度明显地下降，以至采用较低的挡位克服坡度阻力而容易导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡的行驶制动次数频繁，易导致制动器发热而失效，因此要限长。
（2）
6.结果如下图所示，过程如EXCEL表中。
桩号
坡度及竖曲线
竖曲线设计
设计高程
地面高程
填挖值（m3）
备注
凹
凸
切线高程
L（m）
h（m）
（m）
（m）
T
W
K2+
52.99
+6﹪
970.58
12.99
0.03
970.55
965.38
5.17
57.99
70
R=3000
T=30
E=0.15
970.88
17.99
0.05
970.83
965.64
5.19
62.99
971.18
22.99
0.09
971.09
970.84
0.25
70.51
971.62
29.49
0.14
971.48
972.09
-0.61
78.03
971.6
971.92
21.97
0.08
971.84
973.10
-1.26
83.03
972.12
16.97
0.05
972.07
974.88
-2.81
88.03
972.32
11.97
0.02
972.30
977.36
-5.06
93.03
972.52
6.97
0.01
972.51
979.88
-7.37
ZY+
98.03
+100
972.72
1.97
0.00
972.72
973.66
-0.94
103.03
972.92
972.92
973.01
-0.09
108.03
973.12
973.12
972.88
0.24
113.03
973.32
973.32
975.66
-2.34
118.03
973.52
973.52
973.52
0.00
QZ+
123.03
+4﹪
973.72
973.72
974.08
-0.36
129.73
+150
+70
973.99
973.99
970.55
3.44
134.73
974.19
974.19
970.12
4.07
139.73
974.39
974.39
970.00
4.39
144.73
974.59
974.59
971.55
3.04
YZ+
149.73
974.79
974.79
974.22
0.57
154.73
R=4000
T=20
E=0.05
968.80
4.73
0.00
968.80
974.45
-5.65
159.73
968.80
9.73
0.01
968.81
981.66
-12.85
164.73
968.80
14.73
0.03
968.83
980.45
-11.62
169.73
975.60
19.73
0.05
975.65
976.88
-1.23
174.15
975.6
975.81
15.85
0.03
975.84
975.66
0.18
179.15
976.06
10.85
0.01
976.07
976.66
-0.59
184.15
976.31
5.85
0.00
976.31
977.83
-1.52
189.15
976.56
0.85
0.00
976.56
970.12
6.44
ZY+
194.15
+190
976.81
976.81
971.38
5.43
199.15
977.06
977.06
972.78
4.28
K2+
204.15
977.31
977.31
975.66
1.65
209.15
977.56
977.56
976.99
0.57
214.15
+5﹪
977.81
977.81
975.32
2.49
第四章道路横断面
3.超高方式有哪几种？
各适用什么场合？
1）无中间带道路的超高过渡
（1）绕路面内边缘旋转：
一般用于新建工程。
（2）绕路中线旋转：
一般用于改建工程
（3）绕路面外边缘旋转：
可在特殊设计时采用。
2）有中间带公路的超高过渡
（1）绕中间带的中心线旋转：
中间带宽度较窄≤4.5m）的公路可采用；
（2）绕中央分隔带边缘旋转：
各种宽度中间带的均可采用
（3）绕各自行车道中线旋转：
车道数大于4条的公路可采用
5.某山区二级路JD20的里程为K10+182.30,ay=64°"03´30",R=150m,LS=35m,T=111.54m,L=202.7m,E=27.33m,L净圆=132.7m。
计算：
（1）过渡段上10m、圆曲线上40m一桩，计算各桩的加宽值。
设路面宽B=7m，路肩宽a=0.75m,计算路基宽度（A=3.2+8.8）要求计算宽度b与标准值比较采用标准值。
（2）设超高ih=5%,路拱坡度iG=2%,路肩坡iJ=3%，桩距同1），计算各桩路基边缘及中桩与设计高程之差。
解：
查表得加宽值b=1.0m，计算过程在EXCEL中，结果如下
表一、曲线要素计算表
P=
0.340
q=
17.500
L=
207.704
T=
111.549
J=
15.395
E=
27.334
表二、曲线主要桩点位置计算
ZH=
10070.751
HY=
10105.751
HZ=
10278.455
YH=
10243.455
QZ=
10174.603
JD=
10182.300
表三、曲线超高加宽表
里程
X
加宽值
备注
路基内边缘
中线
路基外边缘
h"c
h´c
hc
10070.751
0
0.00
ZH
0.008
0.093
0.008
10080.000
9.249
0.26
0.002
0.093
0.093
10088.251
17.500
0.50
X0
-0.003
0.093
0.170
10090.000
19.249
0.55
-0.006
0.099
0.186
10100.000
29.249
0.84
-0.031
0.139
0.279
10105.751
35.000
1.00
hy
-0.048
0.163
0.333
10140.000
20
1.00
-0.048
0.163
0.333
10180.000
40
1.00
-0.048
0.163
0.333
10220.000
40
1.00
-0.048
0.163
0.333
10243.455
35.000
1.00
yh
-0.048
0.163
0.333
10250.000
28.455
0.81
-0.028
0.136
0.272
10260.000
18.455
0.53
-0.004
0.096
0.179
10260.955
17.500
0.50
X0
-0.003
0.093
0.170
10270.000
8.455
0.24
0.003
0.093
0.086
10278.455
0.000
0.00
HZ
0.008
0.093
0.008
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