某三级公路设计课程设计计算书

'道路勘测设计课程设计计算书某三级公路设计计算书姓名：原洋洋学号：11207234班级：郑航土建学院 道路勘测课程城设计设计计算书1：概述1.1地形情况概述本段落为平原微丘区三级新建公路。设计车速40公里每小时，路基双幅车道，宽8.5米。道路起点与终点间隔两个村庄（居民聚居点），所涉及道路要尽量靠近村庄（居民聚居点）方便群众出行。中间必须跨越一条河流（红水河），要做到所修桥梁跨度尽量小，降低造价。此外，尽量少占适宜耕作的土地，做到保护土地资源。1.2设计依据《道路勘测设计》杨少伟人民交通出版社《公路路线设计规范》JTGD20-2006人民交通出版社《公路工程技术标准》JTGB01-2003人民交通出版社《公路桥涵设计通用规范》JTGD60－2004人民交通出版社2：路线设计2.1道路等级本道路为新建三级道路设计车速40km/h，路基双幅两车道，宽8.5m。2.2路线方案的拟定与比选2.2.1选线原则1)在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不站高产田。2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，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，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。4)选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.22平面设计技术指标1）直线直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施，并且避免司机的视觉疲劳造成事故。在城镇及其附近或景色有变化的地点大于20V是可以接受的，在景色单调的地点最好控制在20V以内。本道路设计速度40km/h，直线段长度不应超过800m为宜。2）圆曲线①圆曲线最小半径圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。圆曲线半径技术指标（km/h）一般公路（40km/h）一般最小半径(m)100极限最小半径(m)60不设超高的最小半径（m）路拱600 路拱>2%800②圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。③圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用不需设超高的大半径曲线。④平曲线的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；缓和曲线长度：圆曲线长度：缓和曲线长度宜在：1：1：1到1：2：1之间。平曲线的最小长度一般值：400m平曲线最小长度极限值取：140m3）缓和曲线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，《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定：一般公路（40）缓和曲线最小长度为30m.。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。4)行车视距行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定：高速公路（40）停车视距St取40m。2.23线路方案拟定与比较路线设计是确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，主要分为路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计，三者应既分开考虑又注意综合。根据此路所处地区的自然地理环境、社会经济和技术条件，确定经过路线方案的比选设计出一条符合一定技术标准，满足行车要求，工程量最少最节省费用的路线。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案：方案一：线路较长但可以相对较好地连接两个居民聚居点，并且所跨越的红水河在跨何处较窄，利于节约造价。此方案兼顾了两个居民点的位置，利于两个居民点居民的出行，也利于促进地方经济发展。方案二:线路较方案一短，但经过较多的丘陵区，挖方量大，且跨越的河段较宽，造价会较高。并且只兼顾了一个居民点，在促进地方经济发展上不如方案一。两方案对比如下表方案一方案二优缺点优点：①所跨越河流较窄②土方量小③兼顾了两个居民点缺点：优点：①线路段缺点：①挖方量较大②没有合理兼顾两个居民 ①线路较长点①所跨河刘较宽综合考虑，选取方案一较为合适。2.3道路技术标准（1）双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000-6000辆。（2）路肩宽度设置为1m，外加土路肩0.5m。（3）因此公路等级较低，不再设置中间带、加减速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等设施。（4）路基路面应根据公路功能、公路等级、交通量，结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。同时，路面面层应满足平整和抗滑的要求。路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取土、弃土应进行专门设计，防止水土流失、堵塞河道和诱发路基病害。路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖、高填对其造成不良影响。高速公路、一级公路宜采用浅挖、低填、缓边坡的路基断面形式。高速公路路面不宜分期修建，但位于软土、高填方等沉降较大的局部路段，可按“一次设计、分期实施”的原则实施。（5）路堤基底应清理和压实。基底强度、稳定性不足时，应进行处理，以保证路基稳定，减少工后沉降。路基防护应根据公路功能，结合当地气候，水文，地质等情况，采取相应防护措施，保证路基稳定。路基防护应采用工程防护与植物防护相结合的防护措施，并与景观相协调。深挖、高填路基边坡路段，必须查明工程地质情况，针对其工程特性进行路基防护设计。对存在稳定性隐患的边坡，应进行稳定性分析，采用加固、防护措施。沿河路段必须查明河流特性及其演变规律，采取防止冲刷路基的防护措施。（6）路基路面排水应符合以下规定：路基、路面排水设计应综合规划、合理布局，并与沿线排灌系统想协调，保护生态环境，防止水土流失和污染水源。根据公路等级，结合沿线气象、地形、地质、水文等自然条件。设置必要的地表排水、路面内部排水、地下排水等设施，并与沿线排水系统相配合，形成完整的排水体系。特殊地质环境地段的路基、路面排水设计，必须与该特殊工程整治措施相结合，进行综合设计。各项技术指标如下表。道路技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h402平曲线半径一般值m100极限值60不设超高最小半径路拱≤2.0%m6003平曲线最小长度m4缓和曲线最小长度m405最大纵坡%76最小坡长m1207相应纵坡的最大坡长4%m11005%900 6%7007%5008停车视距m409竖曲线半径凹形一般值m700极限值m45010竖曲线最小长度m7011平曲线最大超高%82.4道路平面设计2.4.1道路平面线性相关概念与要求1)道路是一条带状的三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线附属设施所组成。路线在水平面上的投影线性称为道路的平面线型，而沿中线竖直剖切再沿着道路里程展开的立面投影线型成为道路的纵断面线型。中线上任意一桩号的法向切面是道路在该桩号的横断面。2)在设计顺序上，一般是在尽量顾及纵、横断面平衡的前提下定平面，沿这个平面线型进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其它必要的资料后，再设计纵断面和横断面、路线设计的范围，只限于路线的几何性质，不涉及结构。3)现代道路平面线型是由基本几何线型即直线、圆曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为“平面线型三要素”不受地形、地物限制的平坦地区或者山涧谷底、市镇及其近郊，或规划方正的农耕区、长大隧道、桥梁等构造物路段、路线交叉点及其前后路段、双车道公路提供超车的路段可以采用直线。但直线的最大长度应该有所限制：①在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线加上陡坡下坡行驶很容易导致超速行车②长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和或者改善。平面几何元素图如下(2-2)(2-3) (2-4)(2-5)(2-6)(2-7)(2-8)式中：T—切线长，m；L—曲线长，m；E—外距，m；J—校正数或称超距，m；R—圆曲线半径，m；α—转角，（单位：度）。直线、曲线及转角表焦点号交点坐标转角值XY半径(m)缓和曲线长度他（m）切线长度（m）曲线长度（m）1896492125.71005027.25208缓和曲线采用回旋线A2=l*r作为表达式。为单质缓和曲线转角。曲线上任一点坐标计算公式如下：①第一缓和曲线（ZH-HY）任一点坐标计算缓和曲线上任一点的切线横距l——缓和曲线上任一点至ZH（或HZ）点的曲线长——缓和曲线长度②缓和曲线（ZH-HY）任一点坐标 ξ——转角符号，右转为“+”，左转为“—”①圆曲线内任一点坐标②第二缓和曲线任一点坐标计算平曲线设计逐桩坐标表桩号X坐标Y坐标K0+000（起点）8936021130K0+0208937921138K0+0408939721146K0+0608941621153K0+0808943421161K0+1008945221169K0+1208947121177K0+1408948921185K0+1608950821192K0+1808952621200K0+186.75(ZH)8953121202K0+2008954321207KO+2208956121216K0+236.75(HY)8955321225K0+2408955621228K0+2608958321249K0+2808958121257K0+3008958821276K0+3208955221296K0+3408959221316 K0+3608958721318K0+3808957921319K0+395.75(YH)8957121322K0+4008960521324K0+4208959921341K0+4402136321358K0+445.75(HZ)8958621363K0+4608958521364K0+4808958421365K0+5008957421381K0+5208956421398K0+5408955421415K0+5608954421433K0+5808953421450K0+6008952421468K0+6208951521485K0+6408950521502K0+6608949521520K0+6808948521537K0+7008947521554K0+7208946521572K0+7408945521589K0+7608944521606K0+7808943521624K0+8008942521641K0+8208941521659K0+8218940621678确定各交点处圆曲线上的全加宽值：按工程技术标准规定，山岭重丘区三级公路采用第三类加宽值，即汽车轴距加前悬总长为时的加宽值。当圆曲线半径时，由于加宽值很小，可以不加宽。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。路面的加宽一般在路线内侧加宽。双车道公路平曲线全加宽值如下表：公路平曲线加宽圆曲线半径(m)加宽值(m)圆曲线半径(m)加宽值(m)250～2000.8100～702.0200～1501.070～502.5150～1001.5(2)、加宽的过渡：为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了的加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。 2.5道路纵断面设计2.5.1纵断面设计原则纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。纵坡设计的一般要求为：1)纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）的各项规定。2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性。起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，和理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。3)纵坡设计应对沿线地形、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。4)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。5)纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。6)对连接段纵坡，如大、中桥引道等，纵坡应和缓、避免产生突变。7)在实地调查基础上，充分考虑通道、水利等方面的要求2.5.2平纵组合设计1)设计原则(1)应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。(2)注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。(4)注意与道路周围环境的配合，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。2)平曲线与竖曲线的组合(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线。(2)平曲线与竖曲线大小应保持平衡。3)暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。2.6纵断面设计竖曲线要素示意图如下L=Rω　　　(2-9)E=T2/(2R)　　　　(2-10) T=L/2　　　　　(2-11)式中L—竖曲线长度，m；ω—坡差，%；R—竖曲线半径，m；E—竖曲线外距，m；T—竖曲线切线长，m。路基设计表（一）桩号原地面高程(m)设计高程(m)填土高度(m)K0+00046460K0+02046.1545.160.1K0+04044.6344．32-0.31K0+06044.3743.470.1K0+08043.1142.63-0.48K0+10039.8141.791.98K0+12039.5140.951.44K0+14039．0340.111.08K0+16038.4739.260.79K0+175.265(竖曲线起点)38.3238.620.3K0+18038.1838.420.24K0+190（变坡点）3838.1550.155K0+2003838.1010.101K0+22038380K0+24038380K0+26038380K0+28038380K0+30038380K0+32038380K0+34038380K0+36038380K0+38038380K0+40038380K0+42038380K0+44038380K0+46038380K0+48038380K0+50038380K0+52038380K0+54038380 K0+56038380K0+58038380K0+60038380K0+62038380K0+64038380K0+66038380K0+68038380K0+70038380K0+72038380K0+74038380K0+76038.2538.250K0+78038.538.500K0+80038.7538.750K0+82139390注：填挖高度：填方为（+），挖方为（-）路基设计表（二）变坡点桩号ωTLEK0+1904.21%14.73529.470.155平曲线转角RL长度单位为（m）右10050507.25127.25208超高设置如下超高设置计算出=6.67%>2%取=2%超高过度沿缓和曲线呈比例设置，绕道路中线旋转。从直缓点开始设置超高，并开始过度。路拱取1%计算。超高渐变率=1.05*＜1/150超高渐变率满足要求。具体数据见下表： 桩号曲线外侧高程(m)道路中线高程(m)曲线内侧高程(m)K0+186.75(ZH)38.1238.1538.12K0+20038.1338.10138.12K0+22038.173838.11K0+236.75(HY)38.203838.09K0+24038.203838.09K0+26038.203838.09K0+28038.203838.09K0+30038.203838.09K0+32038.203838.09K0+34038.203838.09K0+36038.203838.09K0+38038.203838.09K0+395.75(YH)38.203838.09K0+40038.193838.09K0+42038.153838.09K0+44038.133838.11K0+445.75(YZ)38.123838.12横断面设计：确定各交点处圆曲线上的全加宽值：按工程技术标准规定，山岭重丘区三级公路采用第三类加宽值，即汽车轴距加前悬总长为时的加宽值。当圆曲线半径时，由于加宽值很小，可以不加宽。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。路面的加宽一般在路线内侧加宽。双车道公路平曲线全加宽值如表5-1：公路平曲线加宽表5-1圆曲线半径(m)加宽值(m)圆曲线半径(m)加宽值(m)250～2000.8100～702.0200～1501.070～502.5150～1001.5(2)、加宽的过渡：为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了的加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。本道路加宽值取2m，具体位置加宽如下：桩号加宽值（m）桩号加宽值K0+186.75(ZH)0K0+2000.53K0+2201.33K+236.75(HY)2K+2402K0+2602K0+2802K0+3002K0+3202K0+3402 K0+3602K0+3802K0+395.75(YH)2K0+4001.83K0+4201.03K0+4400.23K0+445.75(HZ)2其他区域无加宽。3计算书说明：本计算书计算参照《道路勘测设计（杨少伟编）》计算，具体形式参见图纸部分。道路施工过程中具体细节参见相关规范取其推荐值或再次详细计算。设计分两个阶段进行，其中初步设计包括初步平面设计、纵断面设计、方案的比选；其次做路线的详细设计，包括详细平面设计、纵断面设计、路面设计，最后是设计说明书的整理。'