五邑大学道路勘测设计方案一.docx
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五邑大学道路勘测设计方案一
《道路勘测设计》
课程设计计算书
院系：
土木建筑学院
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
第一章总说明书....................................................3
1.1设计资料.......................................................3
1.2路线起讫点.....................................................3
1.3技术标准与设计采用值...........................................4
1.4设计内容与要求.................................................5
第二章路线方案比选................................................7
2.1路线长度及延长系数.............................................7
2.2转角数、转角总和及转角平均度数.................................7
2.3平曲线要素.....................................................7
2.4竖曲线要素.....................................................8
2.5填挖情况.......................................................8
2.6综合评价.......................................................8
第三章平面线形设计................................................9
3.1说明...........................................................9
3.2路线平面设计...................................................9
第四章纵断面设计.................................................12
4.1说明..........................................................12
4.2纵断面设计....................................................12
第五章道路横断面设计.............................................14
5.1说明..........................................................14
5.2横断面设计....................................................14
5.3土石方计算....................................................15
参考文献..........................................................15
附表..............................................................16
第一章总说明书
1.1设计资料
1.地形资料：
《课程设计用地形图》
2.地质资料：
地表以下1m范围内为松土，其余为强风化砂岩
3.区域概况：
位于华南中南部，珠江三角洲西部，西江下游，地跨东经112°59′-113°15′、北纬21°27′-22°51′之间。
本地区地势西北高，东南低。
低山、丘陵与平原交相接壤，地貌类型多样。
丘陵台地土壤主要是赤红壤，土层较为深厚，富含有机质；平原则为深厚肥沃的水稻土，潜在肥力高，是本区主要的农业土壤，为稻谷、甘蔗、水果、蔬菜、花卉等赖以生长的基础。
本区属南亚热带季风气候区，温和多雨，阳光充足。
全年日照时数平均为1732-2003小时。
年平均气温21．8℃-23．2℃，最冷为1月，月平均气温为12．9℃-13．7℃；最热为7月，月平均气温为28．1℃-28．3℃，极端最高气温为38°12，极端最低气温为0．5℃。
全年无霜期达354天。
年平均降雨量1600~2700毫米，有利于农作物的生长。
夏秋盛吹偏南风，高温多雨；冬春常吹偏北风，干冷少雨。
全年降雨量70％集中在4月至9月，形成明显的雨季汛期。
夏秋，沿海一带常常受到台风洪涝侵袭，台风风力最大可达12级。
风灾洪涝是主要的自然灾害。
1.2路线起讫点
公路等级：
四级普通公路；
起点桩号：
K0+000，坐标终点桩号：
K0+599.197；
坐标起点高程：
2817.00m；终点高程：
2837.00m。
1.3技术标准与设计采用值
序号
技术指标名称
单位
规划/规范指标
设计采用值
1
道路等级
四级公路
四级公路
2
车道数
条
1或2
2
3
设计速度
km/h
20
20
4
标准车道宽度
m
单车道：
3.5
双车道：
6.0
6.0
5
路肩宽度
m
单车道：
0.5
双车道：
0.25
0.5
6
整体式路基宽
m
单车道：
4.5
双车道：
6.5
6.5
7
平曲线半径
一般最小半径
m
30
30
极限最小半径
15
不设超高最小半径（路拱≤2%）
150
不设超高最小半径（路拱＞2%）
200
8
平曲线长度
一般值
m
100
58.102
最小值
40
9
缓和曲线长度
m
25
20
10
最大纵坡
%
9
8.897
11
最小纵坡
m
1.130
12
最大坡长
纵坡4%
m
1200
212.536
纵坡5%
1000
纵坡6%
800
纵坡7%
600
纵坡8%
400
纵坡9%
300
13
最小坡长
m
60
90.074
14
竖曲线最小长度
一般值
m
50
110
最小值
20
15
凸形竖曲线最小半径
一般值
m
200
2000
极限值
100
16
凹形竖曲线最小半径
一般值
m
200
500
极限值
100
17
超高渐变率
m
绕中线：
1/100
绕内边线：
1/50
1/111~1/80
18
加宽类型
Ⅰ类
Ⅰ类
19
停车视距
m
20
20
20
会车视距
m
40
40
21
超车视距
m
100
100
22
净空高度
m
4.5
4.5
23
路面类型
水泥混凝土路面
1.4设计内容与要求
1.4.1路线方案的拟定与比较
根据给定的等高线地形图，考虑沿线的据点、控制点、路线的基本走向，研究路线的可能方案，并经过比较论证确定最后路线方案。
山区公路的选线一段应按：
①全面布局；②逐段安排路线；③具体定线三个步骤进行。
具体要求如下：
1）选择两条路线，路线长度0.6km左右。
2）应绘出各方案的平面、纵断面图
3）技术、经济指标的比较分析，主要包括：
平面线形比较、纵断面线形比较、填挖高度、填挖方情况等。
1.4.2平面的设计与计算
选择其中一条方案进行路线平面设计，要求如下：
1、至少设置三个平曲线，其中一个平曲线有缓和曲线；
2、根据设计的交点坐标，代入公式计算方位角、转角和交点的桩号；
3、计算交点间距和直线段长度，判别直线段是否符合要求；
4、计算三个平曲线的要素（已知R、Ls、α代入公式计算p、q、β0、T、L、E、D），并判别缓和曲线长L、平曲线长Ls、半径R是否满足要求；
5、计算三个平曲线的主点里程桩号。
1.4.3纵断面的设计与计算
纵断面设计线拟定前，应先确定标高控制点（如桥涵标高、最小填土高度、最大挖方深度、交叉口标高等），试定拉坡，并拟定竖曲线，注意纵断面线形符合标准要求，同时满足填挖的经济性，本路填挖高度不超过5米为宜，要求如下：
1）至少设置两个竖曲线；
2）计算变坡点之间的坡度、坡长、直坡段长度，并判别它们是否符合要求；
3）计算两个竖曲线的要素（ω、L、E、T），判别竖曲线是哪个类型，并判别竖曲线的半径R和长度L是否满足规范规定的最小半径和最小竖曲线长度要求；
4）计算一个竖曲线（最大的）范围内特征点的里程及高程（注：
特征点包括竖曲线的起点、终点；平曲线的主点如ZY、HY、QZ点等；里程为整10米的桩号）。
1.4.4横断面的设计与计算
根据平、纵断面的设计，进行横断面设计，要求如下：
1）标准路基宽、车道宽、路肩宽、路拱横坡、视距、净空高度等，根据规范查阅后确定；
2）横断面的加宽计算：
①确定加宽类别，查表得到圆曲线加宽值；②选择一个有缓和曲线的平曲线计算，从起点到终点，包含主点桩、整10米桩，计算各个桩号处的加宽值。
3）横断面的超高计算：
①计算圆曲线的超高值；②同加宽计算桩号，计算各桩号处路基的内缘、中线、外缘的高程差（计算高程与设计高程之差）。
4）绘制15个桩号连续的横断面图（含有直线段、缓和曲线段、圆曲线段）
第二章路线方案比选
2.1路线长度及延长系数
A、B点直线距离为：
A点为路线起点，B点为路线终点。
方案一：
路线延长系数=路线实际长度/（A、B点实际长度）
=599.197/335.832=1.7842
方案二：
路线延长系数=路线实际长度/（A、B点实际长度）
=664.686/335.832=1.9792
2.2转角数及转角总和、转角平均度数
转角数
（个）
转角总和
（
’”）
转角平均数
（
’”）
方案一
5
255518.5
511013.7
方案二
4
237142.2
591830.55
2.3平曲线要素
Lmin（m）
Lmax（m）
Rmin（m）
Rmax（m）
Lsmin（m）
Lsmax（m）
方案一
11.4293
58.1022
20
100
20
20
方案二
27.8704
59.6176
20
150
20
20
2.4竖曲线要素
方案一
方案二
纵坡段数
4
4
最小坡长
88.505m
69.580m
最小纵坡
1.130%
1.467%
最大坡长
212.537m
252.774m
最大纵坡
8.897%
5.794%
最小竖曲线半径
500m
2000m
2.5填挖情况
方案一
方案二
最大填高（m）
3.85
4.24
最大挖高（m）
2.89
6.05
纵断面填方面积（㎡）
2520.04
3057.64
纵断面挖方面积（㎡）
569.972
295.667
横断面填方面积（㎡）
374.4
442.7
横断面挖方面积（㎡）
73.31
39.29
2.6综合评价
综上数据分析比较可知，两个方案基本满足道路技术标准和规范要求。
整体而言，两个方案的路线长度均在0.6km左右，但方案一的路线长度比方案二短；在平曲线与竖曲线的方面技术参数相当；方案一、二均靠近居民点，均有便民利民的好处；但在填挖方面，方案一挖填土方更少，相比之下成本更低、更经济。
对于四级公路，在满足技术指标和规范指标要求的基础上，易选施工方便，投资成本低，建设效益高的方案。
因此，选用方案一。
第三章平面线形设计
3.1说明
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）。
对于设计速度低于40km/h的路段可参考执行。
（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。
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。
5.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°的转角时，必须设置足够长的平曲线。
6.两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。
7.两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。
3.2路线平面设计
3.2.1确定交点坐标
根据地形图所给的坐标方格网计算路线起终点及交点坐标，如下：
起点坐标：
X=2962996.16351Y=494843.368
JD1点坐标：
X=2962853.2917Y=494751.19198
JD2点坐标：
X=2962764.8117Y=494825.28086
JD3点坐标：
X=2962590.70611Y=494912.32907
JD4点坐标：
X=2962643.84997Y=494969.31536
JD5点坐标：
X=2962679.60884Y=494979.88978
讫点坐标：
X=2962703.18956Y=495007.22408
3.2.2计算方位角和路线转角
用纬地软件计算得
计算表格：
交点号
交点坐标
转角值
直线长度及方向
Y
X
直线段
长（m）
交点间距（m）
计算方位角
JD0
494843.368
2962996.164
170.0258
212°49′43.4″
137.5492
JD1
494751.192
2962853.292
72°46′11.7″（Z）
71.1993
115.4031
140°03′31.8″
JD2
494825.2809
2962764.812
13°22′38.4″（Y）
142.7972
194.6539
153°26′10.2″
JD3
494912.3291
2962590.706
106°26′16.5″（Z）
29.6058
77.9212
46°59′53.6″
JD4
494969.3154
2962643.85
30°31′28.3″（Z）
23.2283
37.2896
16°28′25.3″
JD5
494979.8898
2962679.609
32°44′33.6″（Y）
30.2246
36.1001
49°12′58.9″
JD6
495007.2241
2962703.19
3.3平曲面设计
计算平曲线要数：
交点号
曲线要素值（m）
半径
缓和曲
缓和曲
切线
曲线
外距
校正值
线长度
线参数
长度
长度
JD0
JD1
30
20
24.495
32.477
58.1022
7.9521
6.851
JD2
100
11.727
23.3479
0.6853
0.107
JD3
30
40.13
55.7308
20.104
24.528
JD4
30
8.186
15.9826
1.0968
0.389
JD5
20
5.875
11.4293
0.8452
0.322
JD6
*由直曲表得出两点间的长度满足《标准》的要求。
计算平曲线主点桩号：
交点号
曲线主点桩号
ZH
HY
QZ
YH
HZ
JD0
JD1
K0+137.549
K0+157.549
K0+166.600
K0+175.652
K0+195.652
JD2
K0+266.851
K0+278.525
K0+290.199
JD3
K0+432.996
K0+460.861
K0+488.727
JD4
K0+518.332
K0+526.324
K0+534.315
JD5
K0+557.543
K0+563.258
K0+568.973
JD6
*主点桩号经校核满足要求。
*设计成果详细见附表。
第四章纵断面设计
4.1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，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。
纵断面设计原则：
1.新建二、三、四级公路的路基设计标高采用路基边缘标高，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.山区四级公路，最大纵坡为9%，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.速度公路平原区地形，其最小坡长250m。
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.高速公路平原区地形，凸形竖曲线半径一般最小值10000m，极限最小值6500m；凹形竖曲线半径一般最小值3500m，极限最小值3000m，竖曲线最小长度85m。
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。
4.2纵断面设计
4.2.1在纵断面图上根据地面高程点绘地面线
地面高程根据地形图上等高线运用“内插法”求得，然后根据求得的地面高程在纵断面图上点绘路线的地面线。
本设计采用规范建议的“平包竖”的平曲线与竖曲线组合形式。
因此，在力求得到填挖平衡的基础上，不勉强地满足“平包竖”组合形式，
每个竖曲线的变坡点取整等于平曲线的曲中点。
4.2.2竖曲线要素计算
竖曲线要素设计公式为：
根据前面确定的竖曲线半径及坡度值，计算各变坡点处的竖曲线要素如下：
序号
桩号
竖曲线
标高（m）
凸曲线半径R（m）
凹曲线半径R（m）
切线长T（m）
外距E（m）
起点桩号
终点桩号
0
K0+000
2817
1
K0+110
2821.2638
2000
21.49515152
0.115510385
K0+088.505
K0+131.495
2
K0+350
2825.4078
2000
5.968095238
0.00890454
K0+344.032
K0+355.968
3
K0+490
2826.9896
500
19.92626623
0.397056086
K0+470.074
K0+509.926
4
K0+600
2837
纵坡（％）
变坡点间距
直坡段长
+
-
（m）
（m）
3.87618182
110
88.50484848
1.72666667
240
212.5367532
1.12985714
140
114.1056385
8.89673113
110
90.07373377
*经计算校核，竖曲线的半径R，长度L均满足《标准》要求。
第五章横断面设计
5.1路面基本参数
（1）横断面
单条行车道宽度3.0m,路肩宽度0.25m，标准横断面宽度6.0m，整体式路基宽度6.5m，路拱坡度为1.5%。
（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，路基路肩坡度值取i=2.0%
（3）加宽计算
采用比较过渡方式加宽，加宽过渡段与缓和曲线段一样长，最大加宽值b=2.2米
交点
平曲线
半径
（米）
加宽
宽度
（米）
圆曲线
长度
（米）
缓和曲线长
度或超高缓
和长度、加
宽缓和长度
（米）
总加宽
长度
（米）
加宽
总面积
（平方米）
号
数
桩号
1
K0+170.026
30
1.4
18.1023
40
58.102
53.3428
2
K0+278.578
100
0.8
23.3479
40
63.348
34.6784
3
K0+473.125
30
1.4
55.7308
25
120.262
150.8668
4
K0+526.518
30
1.4
15.9826
35
35
24.5
5
K0+563.419
20
2.2
11.4293
70
70.939
79.0658
（4）超高计算
桩号
加宽值（m）
以下各点与设计高程之高差（ｍ）
左侧
中桩
右侧
K0+400
0.000
0.00
0.01
0.07
0.01
0.00
K0+410
0.112
0.00
0.01
0.07
0.02
0.01
K0+420
0.672
-0.01
-0.01
0.07
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