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道路勘测设计说明书
1设计概述
1.1设计任务与内容
1.在给定的地形图上,结合自然条件与给定的道路设计速度,在给定的起终点上进行道路设计。
2.根据课程设计要求的速度,确定道路横断面分幅(道路分幅自定)。
3.完成相应的各种图表和设计说明。
1.2设计依据
(1)《公路线形设计规范》JTJ D20-20XX
(2)《公路路基设计规范》JTGD30-20XX
(3)《路基路面工程》(第三版),邓学钧,人民交通出版社,20XX
(4)《道路勘测设计》(第三版),杨少伟,人民交通出版社,20XX
(5)福建农林大学交通学院10级交通工程《道路勘测设计指导书》
1.3公路设计概况
公路等级:三级公路
设计车速:30km/h
路基宽度:7.5m
设计年限:15年
1.4平面设计标准的确定
根据设计任务书要求,本路段按三级公路技术标准勘察、设计。
设计车速为30km/小时,双车道,路基宽7.5米,左右两侧土路肩宽0.5米,路拱坡度1.5%,路肩坡度4%。
1.5路线起讫点
比例尺采用1:2000;
起点桩号K0+000,坐标起点高程:75.3米,
终点桩号K1+795.879,终点高程:77.565米
1.6沿线自然地理概况与道路建设关系
1、地形、地貌
本段属于山区路段,路段水域面积较大,范围为第七组,城镇分布分散且稀疏。
沿线有大量的水田和林地,选线过程要注意保护。
2、区域地质
沿线工程地质为土质和石质,挖方边坡土质采用1:1.0,石质采用1:0.5填方边坡1:1.5。
3、道路功能、服务水平的确定
该道路功能主要是满足农村广大群众出行和生产生活需要。
路面采用C30水泥混凝土路面,。
采用水泥稳定类作为基层,采用级配碎碎石。
4、与周围环境相协调情况
路线无大挖大填,与周围环境的协调性好。
2设计参数
2.1控制要素
道勘:三级设计车速:30km/h
2.2平面设计技术指标
2.2.1圆曲线最小半径
(1)一般最小半径30km/h
(2)极限最小半径15 km/h
(3)平面线形中一般非不得已时不使用极限半径,因此《规范》规定了一般最小半径。
极限最小半径是圆曲线半径允许采用的极限最小值,只有当地形条件特殊困难或受其他条件严格控制时,方可采用。
(4)不设超高最小半径
当圆曲线半径较大时,离心力影响将变得非常小,仅有路面的摩阻力就可以保证骑车有足够的稳定性,此时就不需要设置超高,而在道路横向上设置与直线段上相同的双向横坡形式。
圆曲线半径要求如表1所示。
2.2.2圆曲线最大半径
选用圆曲线半径时,在地形、地物等条件允许时,应尽量采用较大曲线半径。
但是,当半径大到一定程度时,其几何性质与直线区别不大,而且容易给驾驶人员造成判断上的错误,带来不良后果,因此,《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。
2.2.3圆曲线半径的选用
(1)在条件许可时,争取选用不设超高的圆曲线半径;
(2)在一般情况下,宜采用极限最小半径的4~8倍或超高横坡度为2%~4%的圆曲线半径;
(3)当地形条件受到限制时,曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径;(4)在自然条件特殊困难或受其他条件严格限制而不得已时,方可采用圆曲线的极限最小半径;
(5)圆曲线的最大半径不宜超过10000m。
2.2.4平曲线最小长度
公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线(或超高,加宽缓和段)和一
段圆曲线的长度;平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。
由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线,由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s 的行驶距离,平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。
2.2.5缓和曲线技术要求
缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面:
(1)离心加速度变化率不过大;
(2)控制超高附加纵坡不过陡;
(3)控制行驶时间不过短;
(4)符合视觉要求。
因此,《规范》规定:四级公路缓和曲线最小长度为20m。
一般情况下,在直线与圆曲线之间,当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时,可不设缓和曲线。
2.3道路平面设计
2.3.1平面选线的原则
1.丘陵地区公路选线应符合以下原则
(1)在道路设计的各个阶段,应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究,在多方案论证、比选的基础上,选定最优路线方案。
(2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,做到工程最小、造价低、运营费用省、效益好,并有利于施工和养护。
在工程量增加不大时,应尽可能的采用较高的技术指标。
不轻易采用极限指标,也不应为了采用较高指标而使得工程量过分增大。
(3)选线应该根据道路使用任务和性质,综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规
划,正确处理好近期与远景的关系,在总体规划的知道下,合理选择方案。
1)根据道路使用任务和性质,综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划,正确处理好近期与远景的关系,在总体规划的知道下,合理选择方案。
2)认真领会任务书的精神,深入现场,多跑、多看、多问、多比较,深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况,以利于选择有价值的方案进行
比较。
3)充分利用有利地形、地势,尽量回避不利地带,正确运用技术标准,从性车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼,对路线与地形的配合加以研究,做好路线平、纵、横三方面的结合,力求平面短捷舒顺,纵断面平缓、均匀,横断面稳定、经济。
4)充分利用土地资源,减少拆迁,就地取材,带动沿线城镇及地方经济的发展。
丘陵地区,山丘连绵,岗坳交错,此起彼伏,山形迂回曲折,岭低脊宽,山坡较缓,丘谷相对高差不大。
在这样的地形特点下进行公路选线,在基本方向允许的范围内,一般有较多的局部方案可供选择。
选线时应根据地形、水文地质条件,并考虑当地经济发展的需要,经过反复比较后,选取方向顺直,工
程量少的方案。
为适应丘陵区地形、地势的特点,平面线形应以舒顺的曲线为主体,避免使用过长的直线;纵断面线形以平、缓坡型为主,允许轻微起伏。
丘陵区路线一般可最大限度地做到平、纵、横三面协调,平、纵线形舒顺且配合得当,横断面布置合理。
(5)丘陵四级公路选线方法和步骤
丘陵四级公路选线方法有多种,主要有视察,初测与初步设计。
实测与施工图设计等
步骤:1.全面布局;
2.逐段安排;
3.具体定线。
2.3.2平纵横综合设计
1.平纵线形的协调
为了保证汽车行使的安全与舒适,应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究,平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线,并保持视觉的连续性。
(1)长直线上设置竖曲线,满足0.3%的排水纵坡,设计时采用较大的竖曲线半径方法,以获得较好的视觉和行车效果。
(2)透视土的运用,平纵线形配合受到各种因素的制约和影响,同时要避免一些不良的组合,如长直线上不能设计小半径的凹曲线,直线段内不能插入短的竖曲线等,运用透视图进行检验是很好的方法,设计时对有疑问的路段进行透视图的检验,效果较好。
(3)平面与横断面的综合协调主要是超高的设计。
2.线形与环境的协调
(1)定线时尽量避开村镇等居民区,减少噪音对居民生活带来的影响,同时采用柔性,沥青混凝土路面以减少噪音。
(2)路基用土由地方政府同意安排,利用开挖鱼塘或沟渠,避免乱开挖,同时又利于农田、水利建设。
(3)注意绿化,对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护,在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。
(4)对位置适当的桥梁在台前坡脚(常水位以下)设置平台,以利非机动车辆和行人通过。
(5)对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格,以求和道路想协调,增加美感。
3.纵断面线性与景观、城镇规划的结合
4.利用老路时的平、纵、横综合设计
5.远近期结合的平、纵、横综合设计
2.3.3平面线形设计
1.平面线形设计的一般原则:
(1)平面线形应直捷、连续、均衡并与地形、地物相适应,与周围环境相协调。
(2)各级公路不论转角大小均应敷设曲线,并尽量地选用较大半径的圆曲线
半径。
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度的转角时,必须设置足够长的平曲线。
(3)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
(4)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。
(5)曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。
(6)应避免连续急转弯的线形。
2.平面线形设计计算
(1)交点间距、坐标方位角及转角值的计算
设起点坐标为JD 0 (X 0,Y 0),第i 个交点坐标为JD n (X n ,Y n ),i=1,2,3,…,n ,
则:
坐标增量: 1-i i Y X X -=∆
1-i i Y Y Y -=∆
交点间距: 22)()(Y X L ∆+∆=
象限角: Y
X ∆∆=arctan θ 计算方位角: θ=>∆>∆fw 0,0时,当Y X
θ-=>∆<∆︒180fw 0,0时,当Y X
θ+=<∆<∆︒180fw 0,0时,当Y X
θ-=<∆>∆︒360fw 0,0时,当Y X
转角: 1-i i i A A -=α
”时路线左偏为“”时路线右偏,当为“当-i i αα+
(2)曲线要素计算: )(m 2402q 2s s R
L L -= )(m 268824p 34
s 2s R L R L -= )()m q 2tan p (++=α
R T
s y L R L -=α
s y 2L L L += R -2sec
p (α)+=R E
L T J -=2 2.3.4初步设计平曲线加桩
在路线选定和曲线计算完成之后,要将路线加桩,直线段为20米加桩,曲线段为20米加桩。
2.3.5曲线主点桩号计算
计算结果详见《逐桩坐标表》
2.4道路纵断面设计
新建四级公路纵断面设计线的标高是指路基边缘标高,对于改建路段则指路面中心线的标高。
纵断面设计线的确定包括:纵坡度的选定、坡长的限定以及竖曲线半径的拟定。
为了满足行车和排水要求,道路应有最大纵坡和最小纵坡的限制。
坡长限制应有利于行车平顺,尽量减少纵断面上的转坡点和设置大半径的竖曲线,坡长应注意做到:缓坡宜长、陡坡宜短。
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)。
对于山区公路横断面依据地面线试定适宜的填挖高度,试定拉坡,然后按照相关“标准”规范纵坡度及其长度,并拟定竖曲线。
纵断面设计长度与平面设计的长度相同
由《规范》可知,四级公路最大纵坡为9%,最小坡长为60m
四级公路坡长限制(设计速度20km/h )
2.4.1平、纵组合的设计原则
(1)应保持线形在视觉上的连续性,能自然地引导驾驶员的视线,使之在高速行驶的情况下,能安全舒适的行车。
(2)保持平、纵线形的技术指标大小均衡,使线形在视觉和心理方面保持协调。
(3)选择组合得当的合成坡度,以利于路面排水和行车安全。
设计时要注意纵坡不要接近水平状态;同时,应避免形成合成坡度过大的线形。
(4)注意与道路周围自然环境和景观的配合。
(5)良好的组合可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度;适宜的景观设计还能起到诱导视线的作用。
2.4.2平、纵组合的基本要求
(1)平包竖。
(2)平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好;错开不超过平曲线的1/4时较好,超过其1/4时很差;竖曲线起终点分别置于两条缓和曲线上。
(3)平、竖曲线半径均较小时不宜重合。
(4)平、竖曲线半径大小要均匀。
(5)选择适宜的合成坡度,一般最大合成坡度不大于??%,最小不宜小于??%。
2.5道路横断面设计
道路横断面设计的基本要求
(1)公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度,减小对沿线生态的影响,保护环境,使公路融入自然。
条件受限制不得已而出现高填、深挖时,应同架桥、建隧等方案进行论证比选。
(2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。
自然横坡较缓时,以整体式路基断面为宜。
横坡度较陡、工程地质复杂时,高速公路宜采用分离式路基
按照平纵断面的设计,可取其中1公里左右做横断面设计,该路段范围内所有桩号的横断面地面线,除规定的路基路面宽度外应按照各桩断面的地形地质情况确定边坡度、边沟形状尺寸,绘出横断面的设计线(即“戴帽子”),绘出各桩号的横断面图。
路拱的型式应按道路等级、性质及道路宽度,采用直线横坡或方程式不同的路拱(横坡)曲线。
高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外,应按规定计算或参照标准图设计。
2.6行车视距
行车视距可分为:停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。
《规范》规定,四级公路设计视距应满足会车视距的要求,其长度不应小于停车视距的?
3设计图纸及计算说明部分
3.1计算说明部分及图纸部分(附表)
附图1
附图2
附图3
附图4
附图5
附图6
4设计综合评价及心得体会
5参考文献
(1)《公路线形设计规范》JTJ D20-20XX
(2)《公路路基设计规范》JTGD30-20XX
(3)《路基路面工程》(第三版),邓学钧,人民交通出版社,20XX
(4)《道路勘测设计》(第三版),杨少伟,人民交通出版社,20XX。