大工16秋《道路勘测设计课程设计》大作业答案

页眉内容网络教育学院《道路勘测设计课程设计》题目：某公路施工图设计学习中心：专业：年级：学号：学生：指导教师：页眉内容学 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 ×()11n 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： 0N =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：d N ＝0N ×()11n r -+=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：)(1272i 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－23240R L s内移值： p=R L s 242－342384R L s缓和曲线角：0β=28.6479RL s切线长：()2T R p tg q α=++曲线长：0(2)2180s L R L παβ=-+ 外距：()sec2E 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：2L 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p=R L s 242－342384RL s = 2438080-=0.4443246002384600⨯⨯m（2）计算平曲线要素：T h 、L h 、E h 、D h.'0(2)2=26302 3.8197)600280357.41180180s L R L ππαβ=-+-⨯⨯+⨯=（m()=600+0.44430.2355+36.4444=177.832T R p tgq α=++⨯（）m()sec=600+0.4443 4.36-600=2017.9372E R p R α=+-⨯（）m2=2177.83-357.41=-1.75J T L =-⨯（3）计算五个基本桩号（ZH 、HY 、QZ 、YH 、HZ ） 直缓点：ZH=T JD -01= K45＋654.32177.83=K45+476.49 缓圆点：HY=s L ZH += K45+476.49+80= K45+556.49 曲中点：QZ=2LZH += K45+476.49+178.705= K45+655.195 圆缓点：YH=s L L ZH 2-+= K45+556.49+(357.412×80)= K45+753.9缓直点：HZ=s L YH += K45+753.9+80=K45+833.9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：（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22T E R =,1w 2T R =可以得出28E R w =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：（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：距过渡段起点：x (4810)(4799.243)10.766K K =+-+= 内侧行车道横坡：=i =2%G i 内；加宽值：0.16x cxb b L ==，外侧行车道横坡：=0.1532%2G C hx i i L i -=⨯外B 内＝3.66 B 外＝3.50 b j ＝0.75 B 内’＝4.41 B 外’＝4.25 中心线：△h 中＝b j ⋅i j +B/2⋅i 内＝0.75×3％+7.0/2×2％＝0.093外侧路基边缘：△h 外＝b j ⋅i j +B/2（i 内+i 外）＝0.75×3％+3.5×（2％+0.1532％）＝0.098内侧路基边缘：△h 内＝b j ⋅i j －（b j +b x ）i 内＝0.75×3％－（0.75+0.16）×2％＝0.004 内侧行车道边缘：△h 内’＝b j ⋅i j －b j ⋅i 内＝0.75×3％－0.16×2％＝0.019 外侧行车道边缘：△h外’＝b j ⋅i j +B/2⋅i内+（B/2+b j ）⋅i外＝0.75×3％+3.5×2％+（3.5+0.75）×0.1532％＝0.099K4+840处：（圆曲线上）位置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＝4.10 B 外＝3.50 B 内′＝4.85 B 外′＝4.25 内侧路基边缘：△h 内＝b j ⋅i j －（b j +b x ）i 内＝0.75×3％－（0.75+0.16）×4％＝－0.032 内侧行车道边缘：△h 内′＝b j ⋅i j －b j ⋅i 内＝0.75×3％－0. 6×4％＝0.002 中心线：△h 中＝b j ⋅i j +B/2⋅i 内＝0.75×3％+7.0/2×4％＝0.163 外侧路基边缘：△h 外＝b j ⋅i j +B/2⋅（i 内+i 外）＝0.75×3％+3.5×（4％+4％）＝0.303 外侧行车道边缘：△h 外′＝b j ⋅i j +B/2⋅i 内+（B/2 + b j ）⋅i 外＝0.75×3％+3.5×4％+（3.5+0.75）×4％＝0.333K4+860处：外侧行车道横坡：=0.0866%2G C hxi i L i -=⨯外，同理可得：内侧行车道横坡：=i =2%G i 内；内侧行车道边缘：△h 内′＝b j ⋅i j －b j ⋅i 内＝0.75×3％－0. 6×2％＝0.019 外侧路基边缘：△h 外＝b j ⋅i j +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′＝b j ⋅i j +B/2⋅i 内+（B/2 + b j ）⋅i 外＝0.75×3％+3.5×2％+（3.5+0.75）×0.0866％＝0.096内侧路基边缘：△h 内＝b j ⋅i j －（b j +b x ）i 内＝0.75×3％－（0.75+0.16）×2％＝0.004 中心线：△h 中＝b j ⋅i j +B/2⋅i 内＝0.75×3％+7.0/2×2％＝0.093。