2017年道路勘测设计课程设计模板

《道路勘测设计课程设计》

题目：某公路施工图设计

业

级

学号

学生：

指导教师：乔娜

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：d N ＝0N ×()

1

1n r -+

式中：d N —远景设计年平均日交通量（辆/日）； 0N —起始年平均交通量（辆/日）；

r —年平均增长率；

n —远景设计年限。 代入数字计算： 解：

一级、高速公路 d N ＝0N ×

()1

1n r -+

=（2300+200+420+200+310）×（1+0.07）20-1 =12404.69（辆/日）

二、三级高速公路 d N ＝0N ×()1

1n r -+

=（2300+200+420+200+310）×（1+0.07）15-1 =8844.37（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，平曲线最小长度以及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：

)(1272

i V R +=

μ 式中：V-行车速度km/h ； μ-横向力系数；

i -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及路线的顺畅，以构成美观及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=2s L

－23

240R

L s

内移值： p=R L s 242－3

4

2384R L s

缓和曲线角：0β=28.6479R

L s

切线长：()2

T R p tg q α

=++

曲线长：0(2)

2180

s L R L π

αβ=-+

外距：()sec

2

E R p R α

=+-

切曲差：2J T L =-

桩号的确定：

ZH 点里程：T JD -01 HY 点里程：s L ZH + QZ 点里程：2

L ZH +

YH 点里程：s L L ZH 2-+ HZ 点里程：s L YH +

道路交点桩号为K45＋654.32，转角0326'= α，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：β、ΔR 、q ；（2）计算平曲线要素：T h 、L h 、E h 、D h ；（3）计算五个基本桩号（ZH 、HY 、QZ 、YH 、HZ ）。 解：(1)计算几何要素：

242433

80800.444m 242384246002384600s s

L L R R R ?=-=-=?? 33s 22

808039.994m 22402240600

s L L q R =-=-=? 01943600

80

6479.286479.28'''=== R L s β

(2)计算平曲线要素：

2630()tan (6000.444)tan 39.994181.380m 22h T R R q α

'

=+?+=+?+=

3.14263060080357.367m 180180

h s R L L πα'??=+=+=

2630()sec (6000.444)sec 60016.865m 22

h E R R R α'

=+?-=+-=

D h =2T h -L h =2×181.38-357.367=5.393

(3)计算基本桩号：

ZH=JD-T h =K45+654.32-181.380=K45+472.94

HY=ZH+L s =K45+472.94+80=K45+552.94

QZ=ZH+L h /2=K45+472.94+357.367/2=K45+651.624 HZ=ZH+L h =K45+472.94+357.367=K45+830.307

YH=HZ-L s =K45+830.307-80=K45+750.307

检验校正：与题目中给定的交点桩号相同，说明计算正确无误。 JD=QZ+D h /2=K45+651.624+5.393/2=K45+654.32

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及行车安全。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i 1=-3.68%和i 2=+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： 计算竖曲线半径最小值：

外距E ≥68.560-66.770=1.79m

由E=T 2/2×R ，和T=1/2×Rw ，可以得到：E=1/4×R 2w 2/2R

即R=8E/w 2=8×1.79/[0.0206-(-0.0368)]2

=4346.29m

根据题意可以得到R=4400m 计算竖曲线起始点桩号：

L=R×w=R×(i

2-i

1

)=4400×(0.0368+0.0206)=252.56m

T=L/2=252.56/2=126.28，E=T2/2×R=126.282/2×4400=1.812m

竖曲线起点桩号为：K10+450-126.28=K10+323.72

竖曲线起点桩号为：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、护坡道以及取土坑、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i G=2%，路肩坡度i j=3%，一弯道平曲线长L=151m缓和曲线长l s=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：

3.5(2%4%)1

50238

s

B i

p

l

??+

===<

1

150

∴ls可以作为超高过渡段

ZH=K4+800，HY=K4+850，YH= K5+901

∴K4+860位于圆曲线上，K4+810和K4+840位于缓和曲线上

K4+860：h

860

=0.75×(3%-2%)+(0.75+3.50)×(2%+4%)=0.2625(m)

K4+810：x

810

=4810-4800=10(m)，h

810

=10/50×0.2625=0.0525(m)

K4+840：x

840

=4840-4800=40(m)，h

840

=40/50×0.2625=0.21(m)