道路勘测标准设计计算书.docx
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道路勘测标准设计计算书
道路勘测标准设计计算书
1、设计总说明书
1.1设计概述
1.1.1任务依据
根据南阳理工学院土木工程专业道路工程方向《道路勘测设计任务书》。
1.1.2设计标准
1、根据设计任务书要求，本路段按2级公路技术标准勘察、设计。
设计车速为60Km/小时，路基单幅双车道，宽8.5米。
2、设计执行的部颁标准、规范有：
《公路工程技术标准》JTGB01-2003
《公路路线设计规范》JTJ011-94
《公路路基设计规范》JTJ013-95
1.1.3路线起讫点
本路段起点A：
K0＋000为所给地形图坐标（4146,3956），终点B：
K1＋347.1为所给地形图坐标（4560,2784），全长1.3471公里。
1.1.4沿线自然地理概况
该工程位于河南省境内，公路自然区划为XX。
整个地形、地貌特征平微区，地形起伏不大，最高海拔高为326米，河谷海拔高为294米，总体高差在2米左右。
1.1.5沿线筑路材料等建设条件
沿线地方材料有：
碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等。
其他材料如沥青、水泥、矿粉需到外地采购。
1.2路线
本路段按二级公路标准测设，设计车速60KM/h，测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。
路线测设里程全长1.3471公里，主要技术指标采用情况如下：
平曲线个数（2个）
平均每公里交点个数（0.67个）
平曲线最小半径（673.5米/个）
平曲线占路线长（35%）
直线最大长（586.1米）
变坡点个数（3个）
平均每公里变坡次数（1.2次）
最大纵坡（5.99%）
最短坡长（284米）
凸型竖曲线最小半径（9000米）
凹型竖曲线最小半径（6000米）
1.3横断面设计
1.3.1路基横断面布置：
0.75+3.75+3.75+0.75=8.5米
式中数字自左至右分别为：
路肩、行车道、行车道、路肩。
路面横坡设置（不含超高路段）：
路肩为3%，行车道为2%。
1.3.2加宽、超高方式
全线加宽采用比例过度，超高方式为绕内边线旋转。
路基土石方计算控制标高为土基标高，不含路面厚度。
1.3.3路基施工注意事项：
路基施工应严格按规范进行，对能作为填方用土的挖方应尽量移挖作填，尽量减少取、弃土场地。
取、弃土场地应选择荒山、山地处，不得随意乱弃，堵塞河道，且要做好防护，绿化工作，以免造成水土流失。
土基填筑前应进行清表、清淤，耕地填前夯实工作，做好填前排水。
1.3.4排水
排水：
挖方路段路面雨水通过路肩进入边沟，填方路段路面雨水经坡面散排至排水沟。
2、平面设计
2.1公路等级的确定
依据设计任务书.为二级双车道公路公路.
2.2设计行车速度的确定
依据设计任务书.为二级双车道公路公路.又为集散形公路，所以查表的60km/h.
2.3选线设计
1选线
有地形图,综合考虑,选线两条.用量角器,直尺,进行初测河估算见下.
方案Ⅰ:
初估算圆曲线要素值
1）圆曲线几何元素计算：
桩号1
左偏60.7°R=200（m）
切线长T=Rtga/2
=200tg60.7°/2
=116（m）
平曲线长度L=∏aR/180
=3.14×60.7°×200/180°
=210.3（m）
外距E=Rseca/2－R
=200sec60.7°/2－200
=31.23（m）
校正值J=2T－L
=2×116－210.3=21.7（m）
桩号2：
2）平曲线几何元素计算：
右偏50°R=200（m）Ls=60（m）
缓和曲线切线增值q=Ls/2－Ls3/240R2
=60/2－603/240×2002
=30（m）
圆曲线的内移值p=Ls2/24R－Ls4/2384R3
=0.75（m）
β0=90Ls/∏R
=8.59（m）
切线长T=（R+p）tga/2+q
=132.98（m）
平曲线长度L=∏aR/180+Ls
=249.2（m）
外距E=（R﹢p）seca/2－R
=0.75（m）
校正值J=2T－L
=16.4（m）
方案Ⅱ:
初估算平曲线要素值
1）圆曲线几何元素计算：
桩号1
左偏68.25°R=200（m）
切线长T=Rtga/2
135.53（m）
平曲线长度L=∏aR/180
=238
外距E=Rseca/2－R
=41.59
校正值J=2T－L
=2×116－210.3=33.6（m）
桩号2：
2）平曲线几何元素计算：
右偏39.95°R=200（m）Ls=60（m）
缓和曲线切线增值q=Ls/2－Ls3/240R2
=60/2－603/240×2002
=30（m）
圆曲线的内移值p=Ls2/24R－Ls4/2384R3
=0.75（m）
切线长T=（R+p）tga/2+q
=132.96（m）B0=90Ls/∏R
β0=90Ls/∏R
=8.59
平曲线长度L=∏aR/180+Ls
=199.38（m）
外距E=（R﹢p）seca/2－R
=0.75（m）
校正值J=2T－L
=66.54（m）
2）方案比选：
有以上数据可得如下:
方案Ⅰ:
技术指标:
2B0小于转角,Li小于L=20V=1200mA=109.4T大于R/3且小于R,S行曲线间直线段L=128.1m满足大于2V=120m,且平曲线基本型基本满足1:
1:
1S型符合：
经济指标:
L总=1382.96m
方案Ⅱ:
技术指标:
2B0小于转角,Li小于L=20V=1200mA=109.4T大于R/3且小于R,S行曲线间直线段L=60m不满足大于2V=120m,且平曲线基本型基本满足1:
1:
1S型符合：
经济指标:
L总=1356m
综合比较后最后选择第一套方案。
2.4平面线形的设计
1平曲线计算：
1）量得起端点及交点坐标值如下
桩号
X
Y
桩号
X
Y
A
4146
3956
B
4416
3056
JD1
4570
3392
JD2
4560
2784
3）导线计算:
A～JD1:
L1=705.6mJD1～JD2L2=369.6mJD2～B:
L3=297.7m
4）方位角的计算:
A～JD1:
方位角1:
θ1=arctgy2-y1/x2-x1=360-53.06=306.94
JD1～JD:
方位角2:
θ2=arctgy2-y1/x2-x=180+65.37=245.37
JD2～B:
方位角3:
θ3=arctgy2-y1/x2-x=360-62.3=297.7
5）路线转角的计算:
a1=方位角2-方位角1=θ2-θ1=245.37-306.94=-61.57
a2=方位角3-方位角2=θ3-θ2=297.7-245.37=49.33
6）平曲线要素的计算:
桩号1JD1：
（1）平曲线几何要素及桩号的计算：
a平曲线几何要素计算
左偏=a1=-61.57R=200（m）Ls=0（m）
切线长T=Rtga/2
=200tg61.57°/2
=119.5（m）
平曲线长度L=∏aR/180
=3.14×61.57°×200/180°
=214.81（m）
外距E=Rseca/2－R
=200sec61.57°/2－200
=32.80（m）
校正值J=2T－L
=2×119.5－214.81
=24.2（m）
b平曲线主点桩号计算及校正：
A点桩号K0+0.000
JD1：
K0+705.6
ZY=JD1-T=K0+705.6-119.5
=K0+586.45
YZ=ZY＋L=K0+586.45+214.81
=K0+801.26
QZ=YZ－L/2=（K0+801.26）－214.81/2
=K0+693.85
JD2=JD1+L2=K1+074.64
桩号2：
JD2
（1）平曲线几何元素计算：
a平曲线几何要素计算
右偏a2=49.33°R=200（m）Ls=60（m）
缓和曲线切线增值q=Ls/2－Ls3/240R2
=60/2－203/240×2002
=30（m）
圆曲线的内移值p=Ls2/24R－Ls4/2384R3
=60/24×200－604/2384×2003
=0.75（m）
切线长T=（R+p）tga/2+q
=（200+0.75）tg49.33°/2+0.75
=122.19（m）
平曲线长度L=∏aR/180+Ls
=3.14×49.33×200/180+60
=232.1（m）
外距E=（R﹢p）seca/2－R
=（200+0.75）sec49.33°/2－200
=29.7（m）
校正值J=2T－L
=2×122.19－232.1
=12.28（m）
b平曲线主点桩号计算及校正
D2=K1+074.64
ZH=JD2－T=（K1+074.64）－119.15
=K0+929.52
HY=ZH＋Ls=（K0+929.52）＋60
=K0+989.52
YH=HY＋Ly=（K0+989.52）＋112.1
=K1+101.62
HZ=YH＋Ls=（K1+101.62）＋60
=K1+161.52
QZ=HZ－L/2=（KK1+161.52）－232.1/2
=K1+045.57
B点桩号=K1+347.1
2几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表如下:
3、纵断面设计
3.1纵坡设计
有内差法求的地面高程,画出地面线,进行纵坡的设计,采用拉坡的办法.进行试坡,调坡,反复调整,直到符合规范要求,最后定坡.计算如下:
a坡度的计算:
i1=303-293.80/360.4=-2.5%
i2=297.9-293.8/660-360.4=1.78%
i3=322-297.90/1062-660=5.99%
i4=320-322/1347.19-1062=0.71%
b坡长的计算如下
L1=380mL2=300mL3=476mL4=284m
3.2竖曲线设计
（1）竖曲线要素计算:
变坡点1
里程和桩号K0+364.00
i2=1.78%i1=-2.5%取半径R=6000m
ω=i2﹣i1=1.78%﹣（﹣2.5%）=4.28%（凹形）
曲线长L=Rω=6000×4.28%=256.8m
切线长T=L/2=256.8/2=128.4m
外距E=T2/2R=128.42×6000m=1.373m
同理得:
变坡点2
里程和桩号K0+660.00
I3=5.99%i4=0．71%取半径R=6000m
ω=i4﹣i3=-6．71%（凹形）
曲线长L=Rω=256.2m
切线长T=L/2=128.1m
外距E=T2/2R=1.360m
变坡点3里程和桩号K1+062.00
I3=5.99%i4=0.71%取半径R=9000m
ω=i4﹣i3=4.28%（凸形）
曲线长L=Rω=602.3m
切线长T=L/2=301.15m
外距E=T2/2R=5.050m
（2）设计高程计算：
a:
圆曲线上的整桩所对应的地面高程的计算见下表：
桩号
θ=L180/∏R
X=Rsinθ
Y=R（1-Rcosθ）
地面高程
K0+600
3.890
13.500
0.15
298.0
K+620
9.616
33.395
2.820
297.2
K+640
15.340
52.930
7.130
297.6
K+660
26.810
90.210
21.50
298.8
K+680
35.546
107.59
31.41
300.0
K+700
23.290
97.080
16.30
301.8
K+720
17.550
63.300
9.310
302.4
K+740
11.520
40.980
4.250
303.2
K+780
6.090
21.230
1.130
304.0
K+800
6.360
1.2600
0.001
306.6
b:
平曲线上的整桩所对应的地面高程的计算见下表;
桩号
L或θ
X=Rsinθ+△R
Y=R（1-Rcosθ）+p
地面高程
K0+940
10.75
10.75
0.1225
314.22
K+960
30.75
30.70
0.4030
315.41
K+980.0
50.75
50.69
1.8150
316.00
K1+000
11.60
70.21
4.0980
318.00
K1+020
17.33
89.59
9.8300
319.10
K1+040
23.06
100.1
13.450
321.00
K1+060
30.48
108.3
15.990
320.13
K1+080
14.79
81.07
3.3800
321.15
K1+100
9.06
61.50
3.2500
320.20
K1+120
41.62
41.43
1.0010
320.30
K1+140
21.62
21.62
0.1400
320.51
K1+160
1.62
1.62
0.0059
321.53
C:
竖曲线1上的整桩所对应的设计高程的计算见下表
桩号
H0=H-（T-X）i（m）
Y=x2/R（m）
设计高程=H0+y（m）
K0+260
296.4
0.033
296.433
K0+280
296.0
0.13
296.13
K0+300
295.4
0.30
295.70
K0+320
294.8
0.53
295.33
K0+340
294.4
0.83
295.23
K0+360
294.0
1.20
295.12
K0+380
293.9
1.045
294.14
K0+400
294.2
0.705
294.90
K0+420
294.4
0.432
294.83
K0+440
294.7
0.220
294.90
K0+460
295.0
0.085
295.08
K0+480
295.2
0.012
295.21
d:
竖曲线2上的整桩所对应的设计高程的计算见下表:
桩号
H0=H-（T-X）i（m）
Y=x2/R（m）
设计高程=H0+y（m）
K0+540
296.00
0.0013
296.000
K0+560
296.20
0.0480
296.248
K0+580
29.060
0.1600
296.760
K0+600
296.80
0.3410
297.140
K0+620
297.00
0.5860
297.586
K0+640
297.20
0.9010
298.11
K0+660
297.60
1.2830
298.880
K0+680
298.80
0.6750
299.475
K0+700
300.00
0.4080
300.408
K0+720
301.20
0.2080
310.408
K0+740
302.40
0.0750
302.475
K0+760
303.80
0.0830
303.8083
e:
竖曲线3上的整桩所对应的设计高程的计算见下表:
桩号
H0=H-（T-X）i（m）
Y=x2/R（m）
设计高程=H0+y（m）
K0+840
306.80
0.050
306.10
K0+860
308.40
0.130
308.140
K0+880
309.80
0.272
309.52
K0+900
312.00
0.450
311.55
K0+920
313.20
0.672
312.52
K0+940
314.40
0.930
313.47
K0+960
315.80
1.250
314.55
K0+980
317.00
1.600
315.40
K1+0.0
38.00
2.00
316.00
K1+020
319.44
2.450
316.95
K1+040
320.60
2.930
317.67
K1+060
321.06
3.470
318.13
K1+080
322.00
5.900
316.10
K1+100
321.10
5.200
316.70
K1+120
321.80
4.540
317.26
K1+140
321.70
3.393
317.77
K1+160
321.60
3.36
318.24
K1+180
321.50
2.830
318.67
K1+200
321.41
1.780
319.26
K1+220
321.33
1.922
319.30
K1+240
321.21
1.530
319.67
K1+260
320.95
1.184
319.76
K1+280
320.80
0.882
319.91
K1+300
320.71
0.410
320.29
K1+320
320.60
0.242
320.358
K1+340
320.30
0.117
32013
K1+347.1
320.22
0.084
319.19
+4.1.路幅的宽度及路拱的确定
a、路基横断面布置：
0.75+3.75+3.75+0.75=8.5米
式中数字自左至右分别为：
路肩、行车道、行车道、路肩。
b:
路面横坡设置（不含超高路段）：
行车道为2%,路肩为2%+1%=3%。
4.2超高，加宽的确定及值的计算
本公路为新建二级公路全线加宽采用比例过度，超高方式为绕内边线旋转。
对于JD2的半径为200，已经小于不设超高的最小半径，又小于250m,所以设超高和加宽.
a:
超高的计算:
∵R=200mLh=60mα=49.33。
JD2=K1+076.40v=60Km/h
∴查表的:
bJ=0.75+0.75=1.5mimax=8%ih=7%iJ=3%ig=2%
B=8.5-1.5X2=5.5mb=0.8m
a:
临界位置X0=igLh/ih=2%x60/7%=17.1m
K0+940X=10.08X≦X0
∴外缘hc=bJiJ＋（bJ＋B）ih=0.015（m）
中线h′c=bJiJ＋（bJ＋B）ih=0.100（m）
内缘h′′c=bJiJ－（bJ＋b）ih=0.1231
K0+960X=30.08X≧X0
∴外缘hc=bJ（iJ－iG）＋[bJiG＋（bJ＋B）ih]X/Lc=0.04052（m）
中线h′c=bJiJ＋B/2·Xih/Lch=0.1143（m）
内缘h′′c=bJiJ＋（bJ＋bx）Xih/Lc=-0.023（m）
K0+980X=50.08X≧X0
∴外缘hc=bJ（iJ－iG）＋[bJiG＋（bJ＋B）ih]X/Lc=0.45（m）
中线h′c=bJiJ＋B/2·Xih/Lch=0.207（m）
内缘h′′c=bJiJ＋（bJ＋bx）Xih/Lc=-0.0.083（m）
又∵K1+0.000～K1+100.00在圆曲线上采用规范值
∴取0.7%
K1+120X=41.2.08X≧X0
外缘hc=bJ（iJ－iG）＋[bJiG＋（bJ＋B）ih]X/Lc=0.371（m）
中线h′c=bJiJ＋B/2·Xih/Lch=0.177（m）
内缘h′′c=bJiJ＋（bJ＋bx）Xih/Lc=-0.0.053（m）
K1+140X=21.2.08X≧X0
外缘hc=bJ（iJ－iG）＋[bJiG＋（bJ＋B）ih]X/Lc=0.198（m）
中线h′c=bJiJ＋B/2·Xih/Lch=0.113（m）
内缘h′′c=bJiJ＋（bJ＋bx）Xih/Lc=--0.0053（m）
K1+160X=1.2X≦X0
∴外缘hc=bJiJ＋（bJ＋B）ih=0.015（m）
中线h′c=bJiJ＋（bJ＋B）ih=0.100（m）
内缘h′′c=bJiJ－（bJ＋b）ih=0.118（m）
b:
加宽的计算:
∵x/bi=/Lhb
∴见下表
桩号
X（m）
加宽值=bi=xLh/b（m）
K0+940
10.8
0.139
K0+960
30.8
0.406
K0+980
50.8
0.673
K1+0.00
0.800
K1+020
0.800
K1+040
0.800
K1+060
0.800
K1+080
0.800
K1+100
0.800
K1+120
41.2
0.549
1+140
21.2
0.282
1+160
1.20
0.016
4.3土石方量的计算
路基土石方计算控制标高为土基标高，不含路面厚度。
有积聚法求面积的见下表
桩号
AT=b×∑hi（㎡）
AW=b×∑hi（㎡）
K0+0.000
2.80
11.50
K0+020
2.20
16.40
K0+040
4.50
10.4
K0+060
15.4
K0+080
2.10
13.5
K0+100
3.70
7.00
K0+120
2.20
8.60
K0+140
2.80
24.6
K0+160
24.0
K0+180
10.80
K0+200
9.806.80
K0+220
6.80
K0+240
4.20
18.20
4.4土石方的调配及路基设计表
5、设计总结
能够顺利完成此路段K0+0.000～K1+347.1公路工程设计，首要要感谢老师对我的
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