道路規(guī)劃和勘測(cè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、第一章：設(shè)計(jì)說(shuō)明1.1設(shè)計(jì)任務(wù)和依據(jù)根據(jù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院土木工程專業(yè)交通土建方向道路勘測(cè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及所給定的地形圖。查閱規(guī)范：SSSSSSSMMSSSSSSS 2.1道路選線要求 道路是一條帶狀的三維空間的實(shí)體，路線，是指道路中線的空間形態(tài)，路線在水平面上的投影線形稱作路面的平面線形。而沿中線垂直剖切再沿道路里程展開(kāi)的立面投影線形稱為道路的縱斷面線形。中線上任意一樁號(hào)的法向切面是道路在該樁號(hào)的橫斷面。路線設(shè)計(jì)是指合理確定路線空間位置和各部分幾何尺寸的工作，為了設(shè)計(jì)和研究工作的方便，通常把路線的設(shè)計(jì)分解為路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)和道路橫斷面設(shè)計(jì)，三者分別進(jìn)行，但

2、相互關(guān)聯(lián)，其設(shè)計(jì)效果需要通過(guò)透視圖來(lái)檢驗(yàn)。2.2 平面設(shè)計(jì)中的基本原則在路線的平面設(shè)計(jì)中所要掌握的基本原則有：(1)平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；本設(shè)計(jì)地區(qū)部分地勢(shì)開(kāi)闊，處于平原微丘區(qū)，路線直捷順適，在平面線形三要素中直線所占比例較大。在設(shè)計(jì)路線中間地段，路線多彎，曲線所占比例較大。路線與地形相適應(yīng)，既是美學(xué)問(wèn)題，也是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件，片面強(qiáng)調(diào)路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的比例都是錯(cuò)誤的。(2)行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺(jué)和心理上的要求對(duì)高速路應(yīng)盡量滿足；(3)

3、保持平面線形的均衡與連貫；為使一條公路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意各線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變，在長(zhǎng)直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過(guò)渡。本設(shè)計(jì)中未曾出現(xiàn)長(zhǎng)直線以及高低標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡。(4)避免連續(xù)急彎的線形；連續(xù)急彎的線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來(lái)不良影響，在設(shè)計(jì)中可在曲線間插入足夠的直線或回旋線。(5)平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度；平曲線太短，汽車在曲線上行駛時(shí)間過(guò)短會(huì)使駕駛操縱來(lái)不及調(diào)整。緩和曲線的長(zhǎng)度不能小于該級(jí)公路對(duì)其最小長(zhǎng)度的規(guī)定，中間圓曲線的長(zhǎng)度也最好有大于3s的行程。當(dāng)條件受限制時(shí)，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接，此時(shí)圓曲線長(zhǎng)度為0。路線轉(zhuǎn)角過(guò)

4、小，即使設(shè)置了較大的半徑也容易把曲線長(zhǎng)看成比實(shí)際的要短，造成急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)覺(jué)。這種傾向轉(zhuǎn)角越小越顯著，以致造成駕駛者枉作減速轉(zhuǎn)彎的操作。一般認(rèn)為，7應(yīng)屬小轉(zhuǎn)角彎道。在本設(shè)計(jì)中平曲線長(zhǎng)度都已符合規(guī)范規(guī)定，也不存在小偏角問(wèn)題。2.3路線方案確定 全面布局（路線方案選擇）：路線方案選擇主要是解決起、終點(diǎn)間路線基本走向問(wèn)題。此工作通常是在小比例尺（1：2.51：10萬(wàn)）地形圖上從大面積范圍內(nèi)找出各種可能的方案，收集各可能方案的有關(guān)資料，進(jìn)行初步評(píng)選，確定數(shù)條有進(jìn)一步比較價(jià)值的方案，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，通過(guò)多方案的比選得出一個(gè)最佳方案來(lái)。逐段安排（加密控制點(diǎn)）：是在路線基本方向選定的基礎(chǔ)上，按地形、地質(zhì)、水文

5、等自然條件選定出一些細(xì)部控制點(diǎn)，連接這些控制點(diǎn)，即構(gòu)成路線帶。路線布局一般應(yīng)該在1：10001：5000比例尺的地形圖上進(jìn)行。具體定線：有了上述路線輪廓即可進(jìn)行具體定線，根據(jù)地形平坦與復(fù)雜程度不同，可分別采取現(xiàn)場(chǎng)直接插點(diǎn)定線和放坡定點(diǎn)的方法，插出一系列的控制點(diǎn)，然后從這些控制點(diǎn)中穿出通過(guò)多數(shù)點(diǎn)（特別是那些控制較嚴(yán)的點(diǎn)位）的直線段，延伸相鄰直線的交點(diǎn)，即為路線的轉(zhuǎn)角點(diǎn)。隨后擬定出曲線的半徑，至此定線工作基本完成。路線的方案比選道路做為一條三維空間的實(shí)體，是由路基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設(shè)施所組成的線性構(gòu)造物。選線是在道路規(guī)劃起終點(diǎn)之間選定一條技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，又能符合使用要求的道路中

6、心線的工作。但影響選線的因素有很多, 這些因素有的互相矛盾, 有的又相互制約, 各因素在不同的場(chǎng)合重要程度也不相同, 不可能一次就找出 理想方案來(lái), 所以最有效的方法就是進(jìn)行反復(fù)比選來(lái)確定最佳路線。路線方案是路線設(shè)計(jì)是最根本的問(wèn)題。方案是否合理，不但直接關(guān)系到公路本身的工程投資和運(yùn)輸效率。更重要的是影響到路線在公路網(wǎng)中是否起到應(yīng)有作用。方案比選如2.1表表2.1方案指標(biāo)比較表指標(biāo)單位方案1方案2路線長(zhǎng)度m536.2540.1轉(zhuǎn)角數(shù)個(gè)22是否越河否是線形優(yōu)劣好劣高程相差情況高程相差不大高程相差很大填方數(shù)量填挖相對(duì)平衡填方量較大比較結(jié)果推薦不推薦，舍棄由表中可見(jiàn)方案1優(yōu)于方案2，因此最終選擇方案1

7、。2.4所選方案精確計(jì)算逐樁坐標(biāo)表樁號(hào)坐標(biāo)方位角（度）xyK1+0008.54090.8271451722K1+02024.968102.2331451722K1+04041.397113.6391451722K1+06057.825125.0451451722K1+08074.254136.4151451722K1+10090.682147.8581451722K1+120107.113159.2641451722K1+140123.539170.6701451722K1+160139.968182.0761451722K1+180156.397193.4831451722K1+200172

8、.825204.8891451722K1+220189.254216.2951451722K1+240205.682227.7011451722K1+260222.111239.1081451722K1+280238.539250.5141451722K1+300254.968261.9201451722K1+326.5276.783277.0551491543K1+340287.983284.5201503732K1+360304.848295.2671521741KI+380322.035305.4941541309K1+400339.514315.1541584220K1+415.235

9、3.746322.4711585315K1+420357.978324.6011585315K1+440375.900333.4801585315K1+460393.821342.3581585315K1+480411.742351.2361585315K1+500429.664360.1151585315K1+520447.585368.9931585315K1+536.2462.835376.1881585315 第三章 縱斷面設(shè)計(jì)3.1縱斷面設(shè)計(jì)的原則3.1.1縱斷面設(shè)計(jì)的基本要求及原則（1） 縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線形設(shè)計(jì)應(yīng)平順圓滑，視覺(jué)連續(xù)，保證行駛安全。（2） 縱坡均勻平順，起伏

10、和緩，坡長(zhǎng)和豎曲線長(zhǎng)短適當(dāng)，以及填挖平衡。（3） 平縱面組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿足要求。（4） 視覺(jué)上自然引導(dǎo)駕駛員的視線，并保證視覺(jué)的連續(xù)性。3.1.2 縱坡設(shè)計(jì)原則縱坡的設(shè)計(jì)需要滿足以下幾點(diǎn)要求（1） 設(shè)計(jì)必須滿足規(guī)范的要求。（2） 縱坡應(yīng)具備一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。（3） 沿線地形，地下管線，地質(zhì)水文，氣候以及排水等因素要綜合考慮。 (4)應(yīng)盡量做到填挖平衡，以減少借方和棄方，降低造價(jià)，節(jié)省用地。3.2縱斷面拉坡(1)、標(biāo)注控制點(diǎn)：確定路線起、終點(diǎn)以及越嶺埡口，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深等線路必須經(jīng)過(guò)的標(biāo)高控制點(diǎn)。 (2)、試坡：在已標(biāo)出的“控制點(diǎn)”縱斷面圖上，根據(jù)各技術(shù)指標(biāo)

11、和選線意圖，結(jié)合地面線的起伏變化，以控制點(diǎn)為依據(jù)，在其間穿插取值，同時(shí)綜合考慮縱斷面設(shè)計(jì)中的平縱組合問(wèn)題，即當(dāng)豎曲線和平曲線重合時(shí)，應(yīng)設(shè)法使豎曲線的起、終點(diǎn)分別放在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線以外的直線上，也不要放在圓弧段之內(nèi)。由此試定出若干坡線。(3)、調(diào)整并核對(duì)：對(duì)試坡時(shí)所定出的各種坡線進(jìn)行比較，排除不符工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的坡線，在剩下的坡線中選取填挖方量最小又比較平衡的坡線。在選取的坡線上選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，從縱斷面圖上讀出其對(duì)應(yīng)樁號(hào)的填挖高度，檢查該點(diǎn)的橫斷面填挖是否滿足各項(xiàng)工程指標(biāo)。如果不滿足，則應(yīng)對(duì)所選坡線進(jìn)行調(diào)整。(4)、定坡：經(jīng)上述方法調(diào)整無(wú)誤后，直接

12、在圖上把各段直線坡的坡度值、坡長(zhǎng)、變坡點(diǎn)的樁號(hào)、標(biāo)高確定下來(lái)。3.3 豎曲線計(jì)算確定豎曲線計(jì)算所需數(shù)據(jù) 根據(jù)平縱組合原則以及縱斷面設(shè)計(jì)有各項(xiàng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按公式確定各變坡點(diǎn)處所取用的豎曲線半徑，以及定坡時(shí)在CAD上算出的各直線段坡度和樁號(hào)、坡長(zhǎng)如表3-1所示：變坡點(diǎn)數(shù)據(jù)表 表3-1變坡點(diǎn)豎曲線半徑(m)坡度(%)樁號(hào)坡長(zhǎng)(m)變坡點(diǎn)124002K0+300.000350變坡點(diǎn)224005.75K1+390.000186.2豎曲線要素計(jì)算豎曲線要素設(shè)計(jì)公式為： W=i2-i1 (式3-1）豎曲線長(zhǎng)度 L=Rw (式3-2）豎曲線切線長(zhǎng) T=L/2 (式3-3）豎曲線外距 E=T*T/2R (式3

13、-4） 根據(jù)前面確定的豎曲線半徑及坡度值，計(jì)算各變坡點(diǎn)處的豎曲線要素如下：(1)、變坡點(diǎn)1：(R=2400) w= i2-i1 = 0.0575-0.02= 0.0375 L= Rw = 2400* 0.0375 = 90 T = L/2 = 45 E = T2 / ( 2 * R ) = 0.423.4縱斷面設(shè)計(jì)成果由前面的計(jì)算即可確定出各直線段坡線上所對(duì)應(yīng)的中樁標(biāo)高，再由公式算出豎曲線內(nèi)各點(diǎn)的豎距，凸形豎曲線的曲線上中樁標(biāo)高即為對(duì)應(yīng)直線坡線標(biāo)高減去豎距，凹形豎曲線的曲線上中樁標(biāo)高即為對(duì)應(yīng)直線坡線標(biāo)高加上豎距。繪制路基縱斷面圖根據(jù)縱斷面設(shè)計(jì)成結(jié)表繪制縱斷面圖?？v斷面圖一般采用橫向1:2000

14、，縱向1:200的比例尺繪制，由上、下兩部分內(nèi)容組成。上部主要用來(lái)繪制地面線和縱坡設(shè)計(jì)線，并標(biāo)注豎曲線及其要素，以及沿線人工構(gòu)造物的位置結(jié)構(gòu)類型、孔數(shù)和孔徑等。下部主要用來(lái)填寫(xiě)線路縱坡的有關(guān)數(shù)值。至上而下分別填寫(xiě)：坡長(zhǎng)及坡度，設(shè)計(jì)標(biāo)高，地面標(biāo)高，填挖高度，直線及平曲線。第四章 橫斷面設(shè)計(jì)4.1橫斷面設(shè)計(jì)的原則 (1)、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地形、地質(zhì)、水文、填挖等情況選用。設(shè)計(jì)前必須做好各項(xiàng)勘察工作，收集橫斷面資料。(2)、兼顧當(dāng)?shù)鼗窘ㄔO(shè)的需要，盡可能與之配合，合理設(shè)計(jì)邊溝斷面尺寸，并按有關(guān)規(guī)定采取必要的處理措施。(3)、路基穿過(guò)耕種地區(qū)時(shí)，為了節(jié)約用地，如果當(dāng)?shù)厥县S富，可修

15、建石砌邊坡或直立矮墻。(4)、沿河線的橫斷面設(shè)計(jì)，應(yīng)注意路基不被洪水沖毀，如廢方過(guò)多壓縮河道而引起壅水危及農(nóng)田、房舍時(shí)，一般應(yīng)變更設(shè)計(jì)，將路線適當(dāng)外移以減少?gòu)U方，否則應(yīng)將廢方運(yùn)走。4.2 確定路基橫斷面寬度 設(shè)計(jì)公路為二級(jí)公路，采用整體式單幅雙車道的路基斷面形式。根據(jù)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由公路等級(jí)（二級(jí)）及設(shè)計(jì)行車速度（40km/小時(shí)），確定路基橫斷面車道數(shù)為雙車道，行車道寬為4.25m，行車道外側(cè)設(shè)置寬度為0.75m的土路肩，路基總寬度為10m。 4.3 編制路基設(shè)計(jì)表橫斷面平曲線的加寬計(jì)算和超高計(jì)算完成后,應(yīng)將結(jié)果填入路基設(shè)計(jì)表。路基設(shè)計(jì)表是公路設(shè)計(jì)文件中的主要技術(shù)文件之一，它是綜合路線平、縱、

16、橫設(shè)計(jì)資料匯編而成的，在表中填有公路平面線形、縱斷面設(shè)計(jì)資料以及路基加寬、超高等數(shù)據(jù)。它是路基橫斷面設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，也是施工放樣、檢查校核及竣工驗(yàn)收的依據(jù)。路基設(shè)計(jì)表的填寫(xiě)方法為：(1)、“樁號(hào)”、“地面標(biāo)高”欄從中樁測(cè)量資料抄錄；(2)、“平曲線”欄從平面資料抄錄，供加寬、超高計(jì)算用；(3)、“變坡點(diǎn)高程樁號(hào)及縱坡坡度、坡長(zhǎng)”欄從縱斷面資料抄錄，填入變坡點(diǎn)的樁號(hào)、高程、前后的坡度和坡長(zhǎng)及起終點(diǎn)樁號(hào)；(4)、“豎曲線”欄填入豎曲線起、終點(diǎn)及要素。(5)、“設(shè)計(jì)標(biāo)高” 、“填挖高度”從縱斷面設(shè)計(jì)資料中抄錄；(6)、“路基寬度”欄分別為路基左右側(cè)路幅寬度值，有加寬的地方要進(jìn)行加寬的計(jì)算。(7)、“

17、路邊及中樁與設(shè)計(jì)高之高差”欄為按一定超高方式進(jìn)行超高計(jì)算后，與路基寬度相對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)相對(duì)于設(shè)計(jì)高程位置的高差，通過(guò)超高計(jì)算獲得。(8)、“施工時(shí)中樁”欄為“填挖高度”欄與“路邊及中樁與設(shè)計(jì)高之高差”欄中路中線的高差之差。由前面的平面設(shè)計(jì)資料、縱斷面設(shè)計(jì)資料和橫斷面設(shè)計(jì)中的加寬及超高計(jì)算，把相應(yīng)數(shù)據(jù)填入路基設(shè)計(jì)表，以作為繪制橫斷面圖的依據(jù)。4.4繪制路基橫斷面圖確定路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面在繪制路基橫斷面圖之前，以確定路基橫斷面的形式及其橫面布置、構(gòu)造尺寸（主要包括路幅尺寸、橫坡度值、變坡高度、護(hù)坡道寬度、邊溝尺寸、排水溝尺寸、截水溝尺寸、挖臺(tái)階的寬度等）。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖中應(yīng)包括路基橫斷面中各種可能的形式及其

18、有關(guān)的支擋防護(hù)形式。本次設(shè)計(jì)中繪制本段的路基橫斷面圖，即K0+000.000K1+536.200這一路段。在這一路段中，主要出現(xiàn)的路基橫斷面形式有：填方路堤、全挖方路塹、半填半挖路基和路堤墻路基。按工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，路基寬度為10m，現(xiàn)擬定路面采用2%的折線形路拱橫坡度，土路肩橫坡度值為3%。填方路堤的邊坡值根據(jù)其地質(zhì)情況選用1:1.5，坡腳處設(shè)置寬度為1m、坡度為3%的護(hù)坡道，當(dāng)填方路塹地面線坡度大于1:1.5時(shí)，應(yīng)將地面挖成臺(tái)階形方可在其上填土，挖臺(tái)階的寬度應(yīng)不小于1m。挖方路塹選用1:1的邊坡值，坡底設(shè)置矩形邊溝，寬、深都為0.6m，對(duì)一挖方較高的邊坡，應(yīng)在坡頂設(shè)置梯形截水溝，底寬和、溝

19、深均為0.6m，邊坡值取1:1。截水溝距坡口不應(yīng)小于5m。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面中確定了邊溝及邊坡的尺寸結(jié)構(gòu)后，應(yīng)將相應(yīng)數(shù)據(jù)填到路基設(shè)計(jì)表中。按以上要求及設(shè)計(jì)以1:100的比例尺繪制路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。繪制路基橫斷面圖標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖繪制完畢后，參照標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，繪制K0+000.000K0+536.200路段內(nèi)各中樁的橫斷面圖，其步驟如下：(1)、根據(jù)橫斷面測(cè)量資料按1:100的比例繪制橫斷面地面線；(2)、根據(jù)路基設(shè)計(jì)表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，繪制路幅的位置和寬度；(3)、參照路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖繪制路基邊坡線和地面線相交，并在需要設(shè)置支擋防護(hù)處繪制支擋結(jié)構(gòu)物的斷面圖；(4)、檢查彎道路段橫斷面內(nèi)側(cè)的視距是否滿足要求，是

20、否需要清除障礙及設(shè)置視距臺(tái)；(5)、根據(jù)綜合排水設(shè)計(jì)，繪制路基邊溝、排水溝、截水溝等在橫斷面圖上的位置。(6)、在中樁橫斷面圖繪制出來(lái)后，標(biāo)出該樁的樁號(hào)、左右路基寬、中樁填挖高和填挖面積。按以上步驟和比例在CAD上繪制各樁號(hào)的橫斷面圖，路基橫斷面的填挖面積可運(yùn)用CAD軟件的“查詢”功能直接讀出，并將其轉(zhuǎn)換為實(shí)標(biāo)比例下的數(shù)值，以進(jìn)行土石方調(diào)配。橫斷面圖中各斷面的排列順序是按里程從左向、從下到上排列。4.5 土石方調(diào)配4.5.1路基土石方量計(jì)算路基橫斷面設(shè)計(jì)以及路基橫斷面圖繪制完成后，應(yīng)對(duì)路基土石方進(jìn)行計(jì)算和調(diào)配。首先計(jì)算橫斷面的面積，這一頂工作已經(jīng)在用CAD繪制路基橫斷面圖時(shí)完成。接下來(lái)需計(jì)算體積以獲得土石方數(shù)量，最后進(jìn)行土石方周配。土石方數(shù)量和計(jì)算方法有兩種：平均斷面法和棱臺(tái)法。前者適用以相鄰兩斷面間的填方或挖方面積大小相近的情況，后者適用以相鄰兩斷面填挖面積相差較大時(shí)的情況。擬建公路為山嶺重丘區(qū)二級(jí)公路，地勢(shì)起伏多變，相鄰兩橫斷面的填挖面積相差較大，現(xiàn)用第