大工秋道路勘测设计课程设计大作业复习资料.docx
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大工秋道路勘测设计课程设计大作业复习资料
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《道路勘测设计课程设计》
题目：
某公路施工图设计
学习中心：
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指导教师：
1设计交通量的计算
设计年限内交通量的平均年增长率为7%，路面竣工后第一年日交通量如下：
桑塔纳2000：
2300辆；
江淮a16600：
200辆；
黄海dd680：
420辆；
北京bj30：
200辆；
Ep140：
580辆；
东风sp9250：
310辆。
设计交通量：
＝
×
式中：
—远景设计年平均日交通量（辆/日）；
—起始年平均交通量（辆/日）；
—年平均增长率；
—远景设计年限。
代入数字计算：
解：
=2300+200+420+200+580+310=4010（辆/日）
假设远景设计年限为20年，则将上述的种种数字带入公式后计算：
设计交通量：
＝
×
=4010×（1+0.07）19
=14502（辆/日）
2平面设计
路线设计包括平面设计、纵断面设计和横断面设计三大部分。
道路是一个三维空间体系，它的中线是一条空间曲线。
中线在水平面上的投影称为路线的平面。
沿着中线竖直的剖切，再展开就成为纵断面。
中线各点的法向切面是横断面。
道路的平面、纵断面和各个横断面是道路的几何组成。
道路的平面线形，受当地地形、地物等障碍的影响而发生转折时，在转折处需要设置曲线，为保证行车的舒顺与安全，在直线、圆曲线间或不同半径的两圆曲线之间要插入缓和曲线。
因此，直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的主要组成因素。
直线是平面线形中的基本线形。
在设计中过长和过短都不好，因此要加以限制。
直线使用与地形平坦、视线目标无障碍处。
直线有测设简单、前进方向明确、路线短截等特点，直线路段能提供较好的超车条件，但长直线容易使司机由于缺乏警觉产生疲劳而发生事故。
圆曲线也是平面线形中常用的线性。
《公路路线设计规范》规定，各级公路不论大小均应设置圆曲线。
平曲线的技术标准主要有：
圆曲线半径，平曲线最小长度以与回头曲线技术指标等。
平曲线的半径确定是根据汽车行驶的横向稳定性而定：
式中：
V-行车速度km/h；
-横向力系数；
-横向超高，我国公路对超高的规定。
缓和曲线通过曲率的逐渐变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹与路线的顺畅，以构成美观与视觉协调的最佳线形；离心加速度的逐渐变化，不致产生侧向冲击；缓和超高最为超高变化的过渡段，以减小行车震荡。
平曲线要素：
切线增长值：
q=
－
内移值：
p=
－
缓和曲线角：
=28.6479
切线长：
曲线长：
外距：
切曲差：
桩号的确定：
ZH点里程：
HY点里程：
QZ点里程：
YH点里程：
HZ点里程：
道路交点桩号为K45＋654.32，转角
，圆曲线半径设计为600m，缓和曲线设计为80m，试计算：
（1）计算几何要素：
、ΔR、q；
（2）计算平曲线要素：
Th、Lh、Eh、Dh；（3）计算五个基本桩号（ZH、HY、QZ、YH、HZ）。
解：
（1）计算几何要素
p=
－=
m
（2）计算平曲线要素：
Th、Lh、Eh、Dh
m
m
m
（3）计算五个基本桩号（ZH、HY、QZ、YH、HZ）
直缓点：
ZH=
=K45＋654.32
177.83=K45+476.49
缓圆点：
HY=
=K45+476.49+80=K45+556.49
曲中点：
QZ==K45+476.49+178.705=K45+655.195
圆缓点：
YH=
=K45+556.49+（357.41
2×80）=K45+753.9
缓直点：
HZ=
=K45+753.9+80=K45+833.9
3纵断面设计
道路纵断面主要反映路线起伏、纵坡与原地面的切割等情况。
纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的，直线有上坡和下坡，是用高程差和水平长度表示的。
直线的长度和坡度影响着汽车的行驶速度和运输的经济与行车安全。
在直线的坡度转折处为平顺过渡设置竖曲线。
按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。
某路段中有一变坡点桩号为K10+450，高程为66.770m，其相邻坡段纵坡分别为i1=-3.68%和i2=+2.06%，为保证路基的最小填土高度，变坡点处的路基设计标高不得低于68.560m。
试进行：
（1）计算竖曲线半径最小应为多少m（取百米的整数倍数）？
（2）用确定的竖曲线半径计算竖曲线的起止点桩号。
解：
（1）计算竖曲线半径最小值如下：
外距E=68.560-66.770=1.79m根据ω=2.06%-（-3.68%）=0.0574
通过,
可以得出
代入数据得R=4346.3（m）
通过题意（取百米的整数倍数）可得R=4400（m）
（2）计算该竖曲线起止点桩号
L=Rω=4400×0.0574=252.56（m）,T=L/2=126.28（m）
竖曲线起点桩号=（K10+450）-T=（K10+450）-126.28
=K10+323.72
竖曲线止点桩号=（K10+450）+T=（K10+450）+126.28
=K10+576.28
4横断面设计
道路横断面，是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组成的。
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、护坡道以与取土坑、弃土堆、环境保护等设施。
某公路，路面宽7.0m，土路肩宽0.75m，路拱坡度iG=2%，路肩坡度ij=3%，一弯道平曲线长L=151m缓和曲线长ls=50m，需设置超高，超高横坡度为4%，平曲线起点（ZH）桩号为K4+800。
试计算K4+810、K4+840和K4+860点处的路基边缘高程与设计高之差。
（注：
绕行车道中线旋转时最大超高渐变率为1/150，本题按绕行车道中线旋转计算）。
解：
（1）超高渐变率检验
根据规范《公路路线设计规范》JTGD20-2006，本例中绕行车道中线旋转时最大超高渐变率为1/330<1/150<1/75，满足要求。
（2）确定加宽值
根据规范《公路路线设计规范》JTGD20-2006，假设设计速度为30km/h的三级公路，可以使用第一类加宽，圆曲线上的全加宽值为b=0.6m，加宽采用线性过度。
（3）横断面上路基边缘高程与设计高之差
K4+810处：
位置
距过渡段起点：
内侧行车道横坡：
；
加宽值：
，
外侧行车道横坡：
B内＝3.66B外＝3.50bj＝0.75B内’＝4.41B外’＝4.25
中心线：
△h中＝bjij+B/2i内＝0.75×3％+7.0/2×2％＝0.093
外侧路基边缘：
△h外＝bjij+B/2（i内+i外）＝0.75×3％+3.5×（2％+0.1532％）＝0.098
内侧路基边缘：
△h内＝bjij－（bj+bx）i内＝0.75×3％－（0.75+0.16）×2％＝0.004
内侧行车道边缘：
△h内’＝bjij－bji内＝0.75×3％－0.16×2％＝0.019
外侧行车道边缘：
△h外’＝bjij+B/2i内+（B/2+bj）i外＝0.75×3％+3.5×2％+（3.5+0.75）×0.1532％＝0.099
K4+840处：
（圆曲线上）
由于内外在同一直线段上，所以内侧行车道横坡等于外侧行车道横坡：
i内＝i外＝4％
B内＝4.10B外＝3.50B内′＝4.85B外′＝4.25
内侧路基边缘：
△h内＝bjij－（bj+bx）i内＝0.75×3％－（0.75+0.16）×4％＝－0.032
内侧行车道边缘：
△h内′＝bjij－bji内＝0.75×3％－0.6×4％＝0.002
中心线：
△h中＝bjij+B/2i内＝0.75×3％+7.0/2×4％＝0.163
外侧路基边缘：
△h外＝bjij+B/2（i内+i外）＝0.75×3％+3.5×（4％+4％）＝0.303
外侧行车道边缘：
△h外′＝bjij+B/2i内+（B/2+bj）i外＝0.75×3％+3.5×4％+（3.5+0.75）×4％＝0.333
K4+860处：
外侧行车道横坡：
，同理可得：
内侧行车道横坡：
；
内侧行车道边缘：
△h内′＝bjij－bji内＝0.75×3％－0.6×2％＝0.019
外侧路基边缘：
△h外＝bjij+B/2（i内+i外）＝0.75×3％+3.5×（2％+0.0866％）＝0.096
外侧行车道边缘：
△h外′＝bjij+B/2i内+（B/2+bj）i外＝0.75×3％+3.5×2％+（3.5+0.75）×0.0866％＝0.096
内侧路基边缘：
△h内＝bjij－（bj+bx）i内＝0.75×3％－（0.75+0.16）×2％＝0.004
中心线：
△h中＝bjij+B/2i内＝0.75×3％+7.0/2×2％＝0.093
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