道路勘测设计计算书.docx
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道路勘测设计计算书
道路勘测设计计算书
系别：
土木系
班级：
姓名：
学号：
第一章总说明
1.1设计概述
1.课题名称：
某山区一级公路路线设计。
2.设计要点：
工程概况：
设计公路为某一级公路，分车道行驶。
本路段为山区，多为高低起伏地貌。
地势较陡。
设计年限为20年，设计车速为80Km/h.
地形图比例尺1：
2000
3工程设计依据
（一）交通组成
建成初期交通组成如下：
小客车：
3000辆/日
中型车：
1700辆/日
大型车：
1400辆/日
年交通量增长率6%
（二）主要参考文献
《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
《道路勘测设计》人民交通出版社
《路基勘测设计》人民交通出版社
《交通工程》人民交通出版社
第二章平面线形设计
2.1说明
道路选线是一个涉及面广，影响因素多，设计性强的一项工作。
它是由面到片，由片到线，由粗略到细致的过程，选线时应注意以下几点：
1.道路选线应根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域，国民经济发展情况与远景规划。
2.深入调查当地地形、气候、地质水文等情况。
3.力求路线短捷及保证行车安全。
4.选线要贯彻工程经济与运行经济的结合原则。
5.充分利用地形，搞好平，纵，横三面结合。
6.道路设计要考虑远近结合，分期修建，分段定级的原则，以取得最佳的用地与投资。
7.要考虑施工条件对定线的影响。
2.2路线平面设计
公路平面线形由直线，平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和缓和曲线。
直线，缓和曲线，圆曲线是平面线形的主要组成要素。
设计时应遵循以下原则：
1.平面线形应与地形，地物，景观相协调，并注意线形的连续与均衡。
2.直线路段应根据地形等因素合理选择，一般直线长度应控制在20v，同向曲线间的直线应不小于6v（以米计），反向曲线间的直线不小于2v（以米计）。
（v是设计速度，以km/h计）。
3.圆曲线线形设计应尽量采取大半径，当受到限制时，可以首先取一般最小半径，避免极限半径，对于一级公路山丘地形一般最小半径400m。
极限最小半径250m.
4.当平曲线半径小于不设缓和曲线最小半径时，应设置缓和曲线。
一级公路山区地形缓和曲线最小长度100m。
5.一级公路山岭区地形平曲线最小长度一般值为700m，最小值140m。
2.3平面线要素设计
本路段为一级公路，设计速度80km/h，地面起伏大，为山区地形，根据规范规定，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。
本设计根据地形图上路线的起始点，定出了一个控制点JD。
2.3.1平曲线要素计算
1.JD处的桩号为k0+720转角为70°，取R=500m。
⑴缓和曲线长度L
旅客感觉舒适得：
行驶时间不过短得
⑵圆曲线内移值P
⑶总切线长
⑷曲线总长度
满足《公路路线设计规范》一级公路山岭区平曲线最小长度140m的要求，其中圆曲线长度为545.772m,满足最小长度70m的要求。
⑸五个基本桩号的确定如图：
图中：
T—切线长，LS—缓和曲线长，R—圆曲线半径，
—转角，ZH—直线与缓和曲线的交点，HY—缓和曲线与圆曲线的交点，QZ—圆曲线终点，YH圆曲线与缓和曲线的交点，HZ—缓和曲线与直线的交点。
JD1K0+720
—T400.67
ZHK0+319.33
+LS100
HYK0+419.33
+（L-2LS）510.858
YHK0+930.188
+LS100
HZK1+030.188
-L／2372.886
QZK0+674.759
超距D=2T－L=2×400.67-710.858=90.482
故有QZ桩号算出JD桩号为
QZ+D／2=K0+674.759+（90.482／2）=K0+720为原曲线的JD的桩号符合，故验算无误。
2.3.2超高加宽设计
根据《公路路线设计规范》ＪＴＧ Ｄ２０——２００６规定：
两段平曲线半径均大于250m，故不需要设置加宽。
根据《公路路线设计规范》ＪＴＧ Ｄ２０——２００６规定：
不设置超高的圆曲线最小半径，一级公路山岭区地形为2500m，大于本设计的圆曲线半径，所以需设置超高。
采用绕中央分隔带边缘旋转超高方式，超高缓和段与平曲线缓和曲线相重合。
2.4曲线要素汇总表
交点号
交点桩号
转角值
曲线要素值
半径
缓和曲线长度
切线长度
曲线长度
起点
K0+000
JD
K0+720
70°
500
100
400.67
710.858
终点
K1+388.996
交点号
曲线位置
第一缓和曲线起点
第一缓和曲线终点
曲线中点
第二缓和曲线起点
第二缓和曲线终点
JD
K0+319.33
K0+419.33
K0+674.759
K0+930.188
K1+030.188
第三章纵断面设计
3.1说明
通过道路中线的竖向剖面称为纵断面。
它是道路设计的重要设计因素之一，它主要反映路线的起伏和地面的情况，把道路的纵断面与平面图组合起来，就能够完整的表达道路的空间位置和立体线形。
在任一横断面上设计标高与地面标高之差称为该处的施工高度，施工高度的大小即决定了路堤的高度或路堑的深度。
3.2纵断面设计
3.2.1设计原则
1.新建一级公路的路基设计标高采用中央分隔带的外侧边缘标高，在设有超高加宽的地段，其设计标高为设超高加宽前该处的边缘标高。
2.纵断面图形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺，圆滑的线形，避免短距离内起伏频繁。
相邻纵坡的坡度代数差小时，应尽量采用大的曲线半径。
3.一级公路山岭区地形，最大纵坡为5%，当受地形条件或其它特殊情况限制时，精技术论证，最大纵坡可增加1%，各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不畅的路段应采用不小于0.3%（以不小于0.5%为宜）的纵坡，当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。
4.一级公路山岭区地形，其最小坡长250m，最大坡长限值根据纵坡坡度的不同有不同的要求，4%时为900m，5%时为700；根据本设计实际情况：
坡度为4.08%时最大坡长为900m。
5.变坡点处应设置竖曲线，形式为二次抛物线，因为在应用范围内和圆形几乎没有差别，所以竖曲线半径均为圆曲线半径表示。
6.一级公路山岭区地形，凸形竖曲线半径一般最小值4500m，极限最小值3000m；凹形竖曲线半径一般最小值3000m，极限最小值2000m，竖曲线一般值170m，最小长度70m。
7.同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线间，如直线坡段不长，应合并成单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。
8.考虑平纵结合，平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长与竖曲线，最大合成坡度大于10.5%。
在积雪或冰冻地区，合成坡度不应大于8%。
9.纵断面设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等要求综合考虑。
3.2.2纵坡设计方法
1.准备工作
纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面的地面线，绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。
2.标注纵断面控制点
纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。
3.试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。
试坡的要点，可归纳为“前后照顾，以点定线，反复比较，以先交点”几句话。
前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一坡段上。
以点定线就是按照纵断面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”,初步定出坡度线，然后用三角形推平行线的方法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。
4.调坡
调坡主要根据以下两方面进行：
⑴结合选线意图。
将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。
若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。
详细设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及路口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。
调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。
调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本符合、
5.根据纵断面图核对纵坡线
核对主要在有特殊意义的横断面图上进行。
如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。
6．确定纵坡线
经调整核对后，即可确定纵坡线。
所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置和高程确定下来。
变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10桩位上。
变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。
本设计综合考虑各种因素，最终确定了三条坡度线，两个变坡点。
3.2.3竖曲线要素计算
1.变坡点
变坡点桩号为K0+674.759设为凸型竖曲线标高为141.7m，两相邻路段纵坡为
%，
-.0.5%R=12000m。
⑴计算竖曲线基本要素
竖曲线长度L=R
=12000×（0.045+0.005）=600m
切线长度T=L／2=600／2=300m
外距E=
／2R=
／2×12000=3.75m
竖曲线起点桩号：
K0+674.759-300=K0+374.759
竖曲线终点桩号：
K0+674.759+300=K0+974.759
⑵求各桩点的设计标高：
K0+374.759竖曲线起点处：
切线标高141.7-0.045×300=128.2m
设计标高128.2m
K0+674.759竖曲线中点处：
切线标高141.7m
设计标高141.7-3.75=137.95
K1+974.759竖曲线终点处：
切线标高141.7-300×0.005=140.2m
设计标高140.2m
K0+500
至起点距离X=500-374.159=125.241
切线标高128.2+125.241×0.045=133.836
纵距Y=
／2R=
／（2×12000）=0.654
设计标高133.836-0.654=133.182
K0+900
至起点距离X=900-374.759=525.241
切线标高126.18+525.241×0.045=151.836
纵距Y=
／2R=
/（2×12000）=11.495
设计标高151.836-11.495=140.341
第四章道路横断面设计
4.1说明
道路的横断面，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构成的。
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。
4.2横断面设计
4.2.1道路通行能力及车道数的确定
1.设计小时交通量
Q=3000+1700×1.5+1400×2=8350（辆/日）
Q
=Q×（1+K）
=8350（1+6%）
=25264（辆/日）
式中Q
━远景年预计年平均日交通量（辆/日）；
Q━起始年平均日交通量（辆/日）；
K━交通量的年增长率（%）；
n━远景设计年限；
设计小时交通量是指设计年限主要方向的标准小时交通量，是确定车道数的依据，按下式计算：
DDHV━Q
×K×D
式中DDHV━定向高峰小时设计交通量（辆/小时）；
D━方向不均匀系数，取0.6；
K━设计小时交通量系数，查表3-51（《道路勘测设计》）可知华北地区一级公路为13.5%
故：
DDHV=25264×13.5%×0.6=2047（辆/小时）
2.单向一条车道的设计通行能力
C
=MSV
×f
×f
×f
式中C
━单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量，辆/（h·ln）；
C
=2000×1×0.75×0.6=900辆/（h·ln）
3.行车道车道数的确定
行车道车道数可依下式计算确定并取为整数：
单向行车道车道数=高峰小时设计交通量/一条车道的设计通行能力=DDHV/C
=
=2.27
取整数：
3
双向车道数为6
4.2.2横断面设计（见图4-1）
1.标准横断面如图4-1所示，单条行车道宽度3.75m,硬路肩宽度
2.5m（其中右侧路缘带宽度0.5m）,土路肩宽度0.75m,中间带宽度3.0m（中央分隔带宽度2m,左侧路缘带宽度0.5m）。
2.路拱坡度
路拱坡度一般应采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜，按公路路基设计规范，路基坡度值取i=2.0%.
4.计算横断面面积（含填挖方面积）（详见路基横断面图）。
5.路基设计表（见附表1）
4.3土石方计算及调配
4.3.1调配要求
1.尽可能移挖做填，以减少废方和借方。
土石方调配应按先横向平衡后纵向调配的次序进行。
2.纵向调运的最远距离一般应小于经济运距。
3.借方、弃方应与借土还田、整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。
4.不同地方的土石应分别调配。
5.综合考虑施工方法、运输条件、施工机械化程度和地形情况等因素，选用合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。
4.3.2调运方法
土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰地优点，是目前生产上广泛采用的方法。
表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。
一般采用分段调运。
表格调配法的方法步骤如下：
⑴准备工作
调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。
调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。
⑵横向调运
即计算本桩利用、填缺、挖余、以石代土时填入土方栏，并用符号区别。
⑶纵向调运
确定经济运距，根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。
计算调运数量和运距，调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离减去免费运距。
⑷计算借方数量、废方数量和总运距
借方数量=填缺-纵向调入本桩的数量
废方数量=挖余-纵向调出本桩的数量
总运距=纵向调运量+废方调运量+借方调运量
⑸复核
横向调运复核
填方=本桩利用+填缺
挖方=本桩利用+挖余
纵向调运复核
填缺=纵向调运方+借方
挖余=纵向调运方+废方
总调运量复核
挖方+借方=填方+弃方
以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。
4.3.3土方工程量计算（见附表2）
附表1
路基设计表
桩号
地面高程（m）
设计高程（m）
填挖高度
（m）
路基宽度（m）
左
中间带
右
填
挖
土路肩
硬路肩
行车道
中间带
行车道
硬路肩
土路肩
K0+000
110
111.34
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
20
112
112.24
0.3
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
40
115.3
113.14
0.2
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
60
119.6
114.04
5.4
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
80
121.8
114.94
6.8
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
100
123.2
115.84
7.4
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
120
124
116.74
6.4
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
140
124
117.64
7.1
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
160
124
118.54
6.2
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
180
123
119.44
3.9
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
200
120.7
120.34
0.8
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
220
123.3
121.24
11.5
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
240
124.8
122.14
3.3
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
260
126.4
123.04
4.3
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
280
128
123.94
5.4
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
300
128
124.84
5.9
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
320
127.3
125.74
5
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
340
124
126.64
0.1
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
360
128.2
127.54
0.5
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
380
129
128.46
1.6
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
400
129.8
139.07
2.1
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
420
128.4
130.15
1.2
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
440
123.2
130.96
1.9
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
460
122.2
131.73
7.1
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
480
123.4
132.48
7.9
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
500
130.8
133.18
3.8
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
520
136
133.86
3
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
540
136
134.5
3.3
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
560
136
135.11
3.5
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
580
136
135.68
3.0
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
600
136.3
136.22
4.5
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
620
138.2
136.73
2.1
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
640
138.7
137.21
3.2
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
660
139.1
137.65
3.0
0.75
2.5
11.25
3
11.25
2.5
0.75
680
139.5
138.05
2.4
0.75
2.5
11.25
3
11.25
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