道路勘測課程設(shè)計(jì)--三級(jí)公路路線設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目：秦皇島山嶺區(qū)三級(jí)公路設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院：建筑工程與力學(xué)學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)：10級(jí)道路與橋梁工程 </p><p>　　2013年6月22日</p><p><b>　

2、　目錄</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)資料2</b></p><p>　　1.1.設(shè)計(jì)概況2</p><p>　　1.1.1.課題名稱：山嶺區(qū)三級(jí)公路路線設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.1.2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)2</p><p>　　1.1.3.路線起訖點(diǎn)2&

3、lt;/p><p>　　1.1.4.工程設(shè)計(jì)依據(jù)2</p><p>　　1.2.設(shè)計(jì)目的和要求2</p><p>　　1.3.平縱橫線形要素標(biāo)準(zhǔn)2</p><p>　　1.3.1.控制要素:2</p><p>　　1.3.2.平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)3</p><p>　　1.3.3.

4、縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)3</p><p>　　1.3.4.路基橫斷面技術(shù)指標(biāo)3</p><p>　　1.4.注意事項(xiàng)3</p><p><b>　　2.道路選線4</b></p><p>　　2.1.紙上定線4</p><p>　　2.2.選線原則4</p><

5、;p><b>　　3.平面設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　3.1.平面線形設(shè)計(jì)要求4</p><p>　　3.2.直線的設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.3.直線的運(yùn)用5</p><p>　　3.3.1.在長直線上要注意下列幾個(gè)問題：5</p><p>　　3.3.2.

6、直線的長度規(guī)定5</p><p>　　3.4.圓曲線5</p><p>　　3.4.1.圓曲線的幾何要素5</p><p>　　3.4.2.汽車在圓曲線上的行駛特性6</p><p>　　3.4.3.圓曲線的半徑和長度6</p><p>　　3.5.緩和曲線6</p><p&

7、gt;　　3.5.1.緩和曲線的線性特征6</p><p>　　3.5.2.緩和曲線的長度及其標(biāo)準(zhǔn)7</p><p>　　3.5.3.有緩和曲線的道路平曲線幾何要素7</p><p>　　3.6.平面曲線組合設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.縱斷面設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.1.縱坡及坡長設(shè)計(jì)

8、9</p><p>　　4.1.1.坡度設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1.2.最大縱坡9</p><p>　　4.1.3.最小縱坡9</p><p>　　4.1.4.合成坡度9</p><p>　　4.1.5.坡長設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1.6.豎曲線10&l

9、t;/p><p>　　4.1.7.豎曲線的最小半徑和長度10</p><p>　　4.2.豎曲線設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.3.道路的平、縱線形組合設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.3.1.平、縱組合的設(shè)計(jì)原則12</p><p>　　4.4.縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)和方法12</p><

10、;p>　　4.4.1.縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)12</p><p>　　4.4.2.縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題13</p><p>　　5.橫斷面設(shè)計(jì)13</p><p>　　5.1.橫斷面的組成13</p><p>　　5.2.行車道寬度13</p><p>　　5.3.曲線的超高、加寬于視距保證13&

11、lt;/p><p>　　5.3.1.曲線超高13</p><p>　　5.3.2.曲線加寬16</p><p>　　5.4.視距保證17</p><p>　　5.5.路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配17</p><p>　　5.5.1.橫斷面的計(jì)算17</p><p>　　5.5.2.

12、土石方的計(jì)算17</p><p>　　5.5.3.平均運(yùn)距17</p><p>　　6.參考文獻(xiàn)18</p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料 </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)概況</b></p><p>　　課題名稱：山嶺區(qū)三級(jí)公路路線設(shè)計(jì)</p>

13、;<p><b>　　設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　　工程概況：設(shè)計(jì)公路為為山區(qū)某三級(jí)公路，分車道行駛,地勢較平坦。</p><p>　　設(shè)計(jì)車速為40Km/h。</p><p>　　地形圖比例尺1：2000</p><p><b>　　路線起訖點(diǎn)</b></p>

14、<p>　　起點(diǎn)樁號(hào)：k0+000 X= 193.9221 Y=731.3201 高程：48.689 m</p><p>　　終點(diǎn)樁號(hào)：k1+153.475 X= 1159.519 Y=1045.062 高程：48.689 m</p><p><b>　　工程設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　《公路路

15、線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）</p><p>　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）</p><p>　　《道路勘測設(shè)計(jì)》 人民交通出版社</p><p>　　《交通工程》人民交通出版社</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的和要求</b></p><p>　　通過本次課程

16、設(shè)計(jì)，達(dá)到以下教學(xué)目的：</p><p>　?。?）掌握路線線型設(shè)計(jì)的一半過程及設(shè)計(jì)內(nèi)容；</p><p>　　（2）掌握路線平面線型的紙上定線方法及線型計(jì)算方法；</p><p>　?。?）掌握路線縱斷面設(shè)計(jì)及計(jì)算方法；</p><p>　?。?）提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問題的能力；</p><p>　?。?）

17、掌握道路平面、縱斷面、橫斷面的繪圖方法及土石方數(shù)量計(jì)算方法。</p><p><b>　　平縱橫線形要素標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p><b>　　控制要素:</b></p><p>　?。?）服務(wù)水平：三級(jí)服務(wù)水平</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)時(shí)速：40km/h</p><p&

18、gt;<b>　　平面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　(1) 直線的最大長度20v（800m）,同向曲線間直線的最小長度為6v（240m）， 反向曲線間的直線的最小長度為2v（80m），</p><p>　?。?）圓曲線最小半徑：一般最小半徑：100m，極限最小半徑：60m，不設(shè)超高的最小半徑(路拱大于2%時(shí)為800m，路拱小于2%時(shí)為600m)<

19、/p><p>　　（3）緩和曲線的最小長度一般為50m，最小為40m</p><p>　?。?）平曲線最小長度一般為350m，極限值為70m</p><p>　　（5）圓曲線的最大超高為8%</p><p>　?。?）S形曲線的兩個(gè)回旋線的半徑宜相等</p><p><b>　　縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)</b&g

20、t;</p><p>　?。?）最大縱坡度為7%，最小坡長為（一般值為160m，最小值為120m），最大坡長為（坡度為4%時(shí)為1100m，坡度為5%時(shí)為900m，坡度為6%時(shí)為700m，），且當(dāng)縱坡坡度小于或等于3%時(shí)，最大坡長沒有限制。最大合成坡度為10.0%</p><p>　?。?）凸型豎曲線最小半徑（一般值為700m，極小值為450m），最小長度（一般值為90m，極限值為35m）。

21、</p><p>　?。?）停車視距為40m，會(huì)車視距為80m，超車視距為200m</p><p><b>　　路基橫斷面技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　行車道寬度：2×3.5m，硬路肩寬度：2×0.75m，路基總寬度：8.5m，視距保證：停車視距為75m。路拱及土路肩橫坡度：路拱橫坡度取2%。 </p>

22、<p><b>　　注意事項(xiàng) </b></p><p>　　1.路基施工應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行，對(duì)能作為填方用土的挖方應(yīng)盡量移挖作填，盡量減少取、棄土場地。</p><p>　　2.取、棄土場地應(yīng)選擇荒山、山地處，不得隨意亂棄，堵塞河道，且要做好防護(hù)，綠化工作，以免造成水土流失。</p><p>　　3.土基填筑前應(yīng)進(jìn)行清表、清淤，耕地填

23、前夯實(shí)工作，做好填前排水。</p><p>　　4.排水：挖方路段路面雨水通過路肩進(jìn)入邊溝，填方路段路面雨水經(jīng)坡面散排至排水溝。</p><p>　　5.山嶺區(qū)選線，不是順山沿水，就是橫越山嶺，選線時(shí)盡量不要穿過等高線密集的地方，這樣可以降低挖(填)方量，選擇適當(dāng)?shù)牡胤睫D(zhuǎn)彎。</p><p><b>　　道路選線</b></p>

24、<p>　　道路選線，就是個(gè)根據(jù)道路的使用任務(wù)、性質(zhì)、公路的等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從規(guī)劃的起、終點(diǎn)之間結(jié)合地形、地質(zhì)、水文及其他沿線條件，綜合考慮平、縱、橫三方面因素，在實(shí)地或紙上選定道路中線的確切位置，然后進(jìn)行有關(guān)的測量和設(shè)計(jì)工作。我們本次選線為紙上定線.</p><p><b>　　紙上定線</b></p><p>　　在紙上定線中，因使所設(shè)計(jì)路線盡量與等高線

25、平行，繞開等高線密集的陡坡地區(qū)。在定線時(shí)，直線距離不能太長，一般以20V（V是設(shè)計(jì)車速）為最大長度。</p><p><b>　　選線原則</b></p><p>　　路線設(shè)計(jì)受到地形、水文、氣候等自然因素的影響，還受到到很多社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等上的因素。本次為丘陵區(qū)選線，等級(jí)為三級(jí)公路，我們要注意以下幾點(diǎn):</p><p>　　1.使填、挖方平衡。&

26、lt;/p><p>　　2路線的坡度做好控制，在0.3%~7%為宜</p><p>　　3.多種方案，從中選擇最優(yōu)方案。</p><p>　　4.做到少占耕地，與農(nóng)田基本建設(shè)相協(xié)調(diào)。</p><p>　　5.根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理布局線路，路線設(shè)計(jì)要保證行車安全、舒適。</p><p>　　6.選擇坡度較緩的地形，有利于施工。&

27、lt;/p><p>　　7.對(duì)水文地質(zhì)差的地方盡量繞行。</p><p>　　8.在地形圖要設(shè)計(jì)兩個(gè)彎道，在彎道設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮曲線要素外，還要注意彎道內(nèi)側(cè)是否有物體阻礙司機(jī)的視線，為滿足視距要求，要對(duì)其橫凈距進(jìn)行計(jì)算，具體方法在橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)在詳細(xì)說明。</p><p><b>　　平面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　路線的

28、平面線形是由指直線、圓曲線和緩和曲線組成的平面線形，平面設(shè)計(jì)就是將直線、圓曲線和緩和曲線等合理的組合起來，確定路線平面位置和各部分的幾何尺寸的工作。</p><p><b>　　平面線形設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　在路線的平面設(shè)計(jì)中，我們主要考察的是汽車的行的行駛軌跡，所以軌跡在幾何性質(zhì)上有以下特征：</p><p>　　1.曲線是連

29、續(xù)和平滑的，軌跡上任何一點(diǎn)不出現(xiàn)破折。</p><p>　　2.曲率的變化是連續(xù)的，軌跡上任何一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率的值</p><p>　　3.曲率的變化率是連續(xù)的，軌跡上任何一點(diǎn)不出現(xiàn)兩個(gè)曲率變化率的值。</p><p><b>　　直線的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　直線是平面曲線的要素之一，也是運(yùn)用最為廣泛的，能

30、給人以短捷、直達(dá)的印象。但是在直線上高速行駛，容易使駕駛員產(chǎn)生疲勞，造成交通事故，因此，在運(yùn)用直線時(shí)，必須慎重，不宜過長。</p><p><b>　　直線的運(yùn)用</b></p><p>　　在長直線上要注意下列幾個(gè)問題：</p><p>　　1.長直線上縱坡不宜過大，易導(dǎo)致高速度。</p><p>　　2.長直線與大半

31、徑結(jié)合最好。</p><p>　　3.長直線兩測加標(biāo)志物，改善單調(diào)景觀。</p><p><b>　　直線的長度規(guī)定</b></p><p>　　直線的長度不宜過長，也不能太短，根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ011-94）推薦行駛的最短距離為行駛速度V的6倍，最長距離一般規(guī)定為行駛速度V的20倍。</p><p>　　

32、有反向曲線時(shí)，根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ011-94)規(guī)定反向曲線間最小的直線長度以不小于行駛是速度的2倍為宜。</p><p><b>　　圓曲線</b></p><p>　　各級(jí)公路不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)該設(shè)平曲線，而圓曲線是平曲線中主要的組成成分。路線平面設(shè)計(jì)線形中常用的單曲線、復(fù)曲線及回頭曲線等，一般都包含了圓曲線。圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循行好、行線形美

33、觀、易于測設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，使用十分普遍。</p><p><b>　　圓曲線的幾何要素</b></p><p><b>　　T=Rtanα/2</b></p><p>　　L=παR/180 </p><p>　　E=R(secα/2?1)</p><p><b>

34、;　　D=2T?L</b></p><p><b>　　T─切線長（m）</b></p><p><b>　　L─曲線長（m）</b></p><p><b>　　E─外距（m）</b></p><p>　　D─校正數(shù)或稱超距（m）</p><p

35、>　　R─圓曲線半徑（m）</p><p><b>　　α─轉(zhuǎn)角（?）</b></p><p>　　汽車在圓曲線上的行駛特性</p><p>　　行駛在曲線上的汽車由于受到離心力的作用其穩(wěn)定性手到影響，而離心力的大小有與曲線的半徑有密切的關(guān)系，半徑越小越不利，所以在選擇平曲線上時(shí)應(yīng)盡量采用較大的值，只有在地形或者其他條件受影響時(shí)才可用較小

36、的半徑。為了行車的安全與舒適，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).》（JTGB01-2003）規(guī)定了圓曲線半徑在不同的情況下的最小值。</p><p>　　R=V2/127(µ±i)</p><p>　　V=行駛車速（km/h）</p><p><b>　　i=超高橫坡度</b></p><p>　　

37、在指定車速V下，最小Rmin決定于容許的最大橫坡度μmax和該曲線的最大超高icmax。</p><p><b>　　圓曲線的半徑和長度</b></p><p>　　在半徑的選用中，盡量選用較大的半徑，極限最小半徑盡可能不用，但是半徑不是越大越好，還要視所設(shè)的路線而定，根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ011-94)規(guī)定圓曲線的半徑最大不宜超過10000m。</p

38、><p>　　在三級(jí)公路中，設(shè)計(jì)速度V=40km/h,在一般最小半徑中R≥100m,在極限最小半徑中R≥50m，在設(shè)計(jì)中根據(jù)地形的情況自行選擇合適的半徑,所以在設(shè)計(jì)的三級(jí)公路中JD1的R1取200m，JD2的R2取60m，都符合要求。</p><p><b>　　緩和曲線</b></p><p>　　緩和曲線是道路平面設(shè)計(jì)的要素之一，它是設(shè)置在直線

39、與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線,《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，除四級(jí)公路不要求設(shè)緩和曲線，其余的等級(jí)的公路都應(yīng)該設(shè)置緩和曲線。</p><p><b>　　緩和曲線的線性特征</b></p><p>　　回旋線是公路路線設(shè)計(jì)中最常用的的一種緩和曲線。</p><p><b>　　回旋線的基本公

40、式</b></p><p><b>　　R?LS=A2</b></p><p>　　R=回旋線所連續(xù)的圓曲線半徑</p><p>　　LS=回旋線型的緩和曲線長度</p><p>　　緩和曲線的長度及其標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　緩和曲線的最小長度公式：LS(min)=0.036V3/R

41、</p><p>　　在三級(jí)公路中，R1=200,V=40km/h,代入得: LS(min)=0.036*403÷200 =11.52m</p><p>　　R2=60,V=40km/h,代入公式得LS(min)=0.036*403÷60=38.4m </p><p>　　各級(jí)公路緩和曲線最小值</p><

42、p>　　所以在三級(jí)公路設(shè)計(jì)中，緩和曲線了LS都取40m滿足要求。</p><p>　　有緩和曲線的道路平曲線幾何要素</p><p>　　道路平面曲線的幾何元素公式如下：</p><p>　　T=(R+p)tanα/2 + q</p><p>　　L=Rπα/180 + LS=Rπ(α─2β)/180 + 2LS</p>

43、<p>　　E=(R+p)/cosα/2 ─ R</p><p><b>　　β=90LS/Rπ</b></p><p>　　q=LS/2 ─ L3S/(240*R2 )</p><p>　　p=L2S/24^R ─ LS^4/(2384R^3)</p><p>　　有緩和曲線的道路平曲線幾何要素手算部分<

44、;/p><p>　　在所設(shè)計(jì)的三級(jí)公路中 </p><p>　　計(jì)算：JD1: α = 13°53′48.9″左 R=250 LS =70 40 時(shí)為非對(duì)稱曲線計(jì)算</p><p>　　β=90LS/Rπ=90*70/250/3.14=8.02°</p><p>　　q1= 34.9771333</p>

45、<p>　　q2=19.9957333</p><p>　　p1=0.8160221</p><p>　　p2=0.26659794</p><p>　　T1=63.25687</p><p>　　T2=48.20851</p><p>　　L=185.636738</p><p>

46、　　JD2 α = 66°29′39.4″右 R=60 LS =40 時(shí)為對(duì)稱曲線計(jì)算</p><p>　　β= 19.10828°</p><p>　　q= 19.92593</p><p><b>　　p=1.10614</b></p><p><b>　　T=59.985<

47、;/b></p><p>　　L=109.6326</p><p><b>　　E=8.89611</b></p><p>　　JD3 α = 31°10′10.5″右 R=100 LS =40 時(shí)為對(duì)稱曲線計(jì)算</p><p>　　β= 11.46497°</p>&l

48、t;p>　　q= 19.97333</p><p>　　p= 0.665593</p><p><b>　　T= 48.051</b></p><p>　　L= 94.40119</p><p>　　E= 3.03549</p><p>　　JD4 α = 57°49′10.8″

49、左 R=105 LS =40 時(shí)為對(duì)稱曲線計(jì)算</p><p>　　β= 10.91902°</p><p>　　q= 19.97581</p><p>　　p= 0.633993</p><p><b>　　T= 78.315</b></p><p>　　L= 145.9642&

50、lt;/p><p><b>　　E= 12.531</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果和軟件計(jì)算結(jié)果相差不大，在允許范圍之內(nèi)，</p><p><b>　　平面曲線組合設(shè)計(jì)</b></p><p>　　平面線形應(yīng)值捷、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)。長直線的盡頭不能和小半徑的曲線相

51、接，在公路彎道一般情況下，由兩端曲線和一段圓曲線組成。緩和曲線的長度不能小于所設(shè)計(jì)等級(jí)公路的最小長度的規(guī)定；中間圓曲線的長度也宜大于3s的行程。</p><p>　　下表為各級(jí)公路平曲線的最小長度</p><p>　　所求的彎道的平曲線長度均能都滿足要求最小值70。</p><p><b>　　縱斷面設(shè)計(jì)</b></p><

52、p>　　縱斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究空間的線形幾何構(gòu)成的大小及長度，以便達(dá)到行車安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。</p><p>　　縱斷面是由兩條主要的線，一是地面線，根據(jù)中線個(gè)點(diǎn)的高程而繪出的不規(guī)則的折線；一條是設(shè)計(jì)線，是反映道路線的起伏情況，器標(biāo)高為設(shè)計(jì)標(biāo)高。三級(jí)公路的標(biāo)高采用路基邊緣標(biāo)高，在設(shè)置超高、加寬地段為設(shè)超高、加寬

53、前該處邊緣標(biāo)高。</p><p>　　縱斷面設(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線組成，直線的坡度和長度會(huì)影響行車的速度和安全，豎曲線有凹有凸，主要解決公路線形在縱斷面上的位置、形狀和尺寸問題。</p><p><b>　　縱坡及坡長設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　坡度設(shè)計(jì)</b></p><p>　　是

54、縱坡設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，結(jié)合選線的縱坡安排意圖，經(jīng)過綜合分析、反復(fù)比較定出縱坡。縱坡設(shè)計(jì)要滿足以下要求：</p><p>　　1.縱坡要有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。</p><p>　　2.縱坡要考慮地質(zhì)、水文、氣候、排水等因素。</p><p>　　3.縱坡要考慮填挖平衡，就近填方。</p><p>　　4.考慮交通樞紐、農(nóng)田水利等因

55、素。</p><p><b>　　最大縱坡</b></p><p>　　是道路所允許的最大坡度值，是縱斷面設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)速度為40km/h的三級(jí)公路上，最大縱坡為7%。軟件設(shè)計(jì)時(shí)最大縱坡為3.298%，滿足要求</p><p><b>　　最小縱坡</b></p&

56、gt;<p>　　縱坡小能有利于汽車的行駛，但是同時(shí)還要考慮到路面排水的功效，說以縱坡不宜太小，要滿足排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，所以縱坡的設(shè)計(jì)以不小于0.3%為最小縱坡，一般要大于0.5%為宜。在特殊地形上縱坡小于0.3%是，邊溝要做縱向的排水設(shè)計(jì)在超高橫坡度漸變段上，為使行車外側(cè)邊緣不出現(xiàn)反坡，設(shè)計(jì)最小的縱坡不宜小于超高的允許漸變率。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)最小縱坡為0838%

57、，滿足最小縱坡要求</p><p><b>　　合成坡度</b></p><p>　　是由路線縱坡與彎道超高橫坡或路拱橫坡組合而成的。</p><p>　　根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)公路在V=40km/h時(shí)的最大合成坡度為10%，最小合成坡度不宜小于0.5%。</p><p><b>　　坡長設(shè)計(jì)</b

58、></p><p>　　三級(jí)公路在40km/h的最短坡長為120米。設(shè)計(jì)時(shí)最短坡長為153.47米</p><p>　　根據(jù)《公路工程及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》在三級(jí)公路越嶺路線的平均縱坡一般接近5.5%和5%為宜。</p><p><b>　　豎曲線</b></p><p>　　在汽車行駛過程中，為了緩和因車輛動(dòng)力變化而引起的

59、沖擊和視距保證，必須插入豎曲線。豎曲線一般是由圓曲線和二次拋物線兩種。</p><p>　　豎曲線的最小半徑和長度</p><p>　　在縱斷面設(shè)計(jì)中，有三個(gè)因素決定最小半徑。</p><p><b>　　1.緩和沖擊</b></p><p>　　汽車在行駛過程中，產(chǎn)生了加速度，從而產(chǎn)生了離心力，讓乘客感覺不舒服R=V2

60、/13a,加速度a一般在0.5~0.7m/s2.</p><p><b>　　2.時(shí)間行程不過短</b></p><p>　　在豎曲線上行駛，行駛路程太短，會(huì)讓乘客感覺不舒服，所以最短距離要滿足。Lmin=V/1.2，設(shè)計(jì)速度為40km/h的最小長度為35m.</p><p><b>　　3.滿足視距要求</b></

61、p><p>　　汽車在凸曲線上行駛，半徑太小，會(huì)阻擋司機(jī)視線。在凸曲線上設(shè)計(jì)車速為40km/h最小半徑為700m。</p><p><b>　　豎曲線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在縱斷面的變坡點(diǎn)上，由于坡度的改變形成了坡度角ω</p><p><b>　　ω=i2─i1</b></p>

62、<p>　　當(dāng)ω為“+”時(shí)表示凹曲線，當(dāng)ω為“─”時(shí)為凸曲線。</p><p>　　在總多面設(shè)計(jì)中，有3個(gè)變坡點(diǎn)，所以有4個(gè)坡度，i1=1.81% i2=0.84%</p><p>　　i3=─3.30% i4=-3.15%所以經(jīng)過計(jì)算ω1=i2─i1=--0.97% ω2=i3─i2=─4.14% ω3=i4─i3=0.15%;所以第一個(gè)為凸曲線，第二個(gè)為凸曲線

63、，第三個(gè)為凹曲線，分別選擇半徑R1=3800m,R2=3400m,R3=14000m,都滿足豎曲線半徑的要求。</p><p>　　三個(gè)變坡點(diǎn)的樁號(hào)分別為K0+310 、K0+710 、K1+000.</p><p>　　三個(gè)變坡點(diǎn)的高程：H1=43.84，H2=47.19，H3=37.63</p><p>　　在進(jìn)行豎曲線要素計(jì)算</p><p

64、>　　豎曲線長度： L=Rω</p><p>　　豎曲線切線長： T= L/2=Rω/2</p><p>　　豎曲線上任一點(diǎn)豎距; h=x2/2R x為計(jì)算點(diǎn)樁號(hào)與豎曲線起終點(diǎn)樁號(hào)差 </p><p>　　豎曲線外距：E=T2/2R</p><p>　　豎曲線起終點(diǎn)樁號(hào)=變坡點(diǎn)樁號(hào) ─ T&

65、lt;/p><p>　　豎曲線起點(diǎn)高程H起=H0 ± Ti</p><p>　　豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=變坡點(diǎn)樁號(hào) + T</p><p>　　豎曲線終點(diǎn)高程H終=H0 ± Ti</p><p>　　以上兩式中的凸豎曲線用“─”，凹豎曲線用“+”。</p><p><b>　　豎曲線設(shè)計(jì)手算部分&

66、lt;/b></p><p>　　以半徑R1=3800m R2=3400m , R3=14000m </p><p>　　ω1=-0.97% ω2=─4.14% ω3=0.15%; </p><p>　　L1=R1ω1=3800*0.97%=36.86 L2=1

67、40.76 L2=21</p><p>　　T1=L1/2=36.86/2=18.43 T2=70.38 T2=10.5</p><p>　　E1=T12/2R=18.43÷7600=0.045 E2=0.728 E2=0.0039</p><p>　　算的豎曲線要素如下：</

68、p><p>　　豎曲線上的任何一點(diǎn)的豎距h，豎曲線上的一點(diǎn)里程樁號(hào)K0+300</p><p>　　該豎曲線的起點(diǎn)樁號(hào)為K0+310─T=K0+291.57</p><p>　　豎曲線起點(diǎn)高程=43.84-18.43*0.0181=43.51（m）</p><p>　　豎曲線的終點(diǎn)樁號(hào)=(K0+310) + T=K0+328.43</p&g

69、t;<p>　　豎曲線終點(diǎn)高程=43.84+18.43*0.0084=43.99（m）</p><p>　　豎曲線上的任何一點(diǎn)的豎距h，豎曲線上的一點(diǎn)里程樁號(hào)K0+300</p><p>　　x=300─291.57=8.43m h=x2/2R=8.432÷7600=0.0094m</p><p>　　切線高程=43.84-(310-3

70、00)*0.0181=.43.66m或者=43.51+（300-291.57）*0.0181</p><p>　　設(shè)計(jì)高程=43.66-0.0094=43.65m</p><p>　　在樁號(hào)為K0+320處：</p><p>　　橫距x=328..43-320=8.43m h=x2/2R=44.62÷4000=0.0094m</p>&l

71、t;p>　　切線高程=43.84+（320-310)*0.0084=.43.92m</p><p>　　設(shè)計(jì)高程=43.92-0.0094=43.91m </p><p>　　道路的平、縱線形組合設(shè)計(jì)</p><p>　　平、縱組合的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　1）平曲線與豎曲線應(yīng)該相互重合，且平曲線要長于豎曲線，就是所說的“平包縱

72、”。 </p><p>　　2）平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡。</p><p>　　3）暗彎與凸形曲線結(jié)合，明彎和凹形曲線組合才合理。</p><p>　　4）要避免使凸曲線的頂部或者凹曲線的底部與反向平曲線的拐點(diǎn)重合。</p><p>　　5）小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相重合。</p><p>　　縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)和

73、方法</p><p><b>　　縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　　要求從斷面均勻平順、起伏緩和、坡長和豎曲線長短適當(dāng)、平面組合設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)以及填挖經(jīng)濟(jì)、平衡。</p><p>　　考慮到排水的因素，所以為了路面和邊溝的排水，最下縱坡不應(yīng)低于0.3%~0.5%.</p><p>　　在關(guān)于縱坡的長度上，縱坡的長度不

74、宜過短，以不小于設(shè)計(jì)速度9s的行程為宜。</p><p>　　豎曲線的半徑選用較大的為宜，在受限制時(shí)可用最小值。</p><p>　　縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題</p><p>　　在縱坡的設(shè)計(jì)小于0.3%時(shí)，對(duì)道路的排水不利，所以在道路的兩側(cè)可以設(shè)置鋸齒形的溝進(jìn)行排水。</p><p><b>　　橫斷面設(shè)計(jì)</b><

75、/p><p>　　道路的橫斷面是指中線上各個(gè)點(diǎn)的法相切面，是由橫斷面設(shè)計(jì)和地面線組成。</p><p><b>　　橫斷面的組成</b></p><p>　　1）路幅是指公路路基頂面的兩路肩外側(cè)之間的部分。三級(jí)公路在設(shè)計(jì)速度為40km/h時(shí)的路基寬度為8.5m。</p><p>　　2）路拱是為了有利于路面的橫向排水，將路得

76、中央做成相亮澤傾斜的拱形。路拱對(duì)排水有利但是路拱對(duì)于行車不利，在設(shè)計(jì)時(shí)不能太大。在水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面一般取1.0~2.0%，為了有利排水，在這里去路拱ig=2.0%。</p><p>　　路肩是為了保護(hù)車道的主要穩(wěn)定，供車輛緊急停止，在道路的兩側(cè)。在三級(jí)公路設(shè)計(jì)中只有土路肩，寬度為0.75m。</p><p>　　在路肩上也有為了有利于排水而設(shè)置的路肩橫坡度，在這里選用3%.&

77、lt;/p><p><b>　　行車道寬度</b></p><p>　　行車道寬度是根據(jù)車輛寬度、設(shè)計(jì)交通量、交通組成和汽車行駛速度分別來確定。</p><p>　　參考數(shù)據(jù)：在設(shè)計(jì)速度為40km/m的時(shí)候，車道寬度取3.5m.</p><p>　　曲線的超高、加寬于視距保證</p><p><

78、;b>　　曲線超高</b></p><p>　　為了抵消在曲線段上的離心力，將路面設(shè)計(jì)成為外側(cè)高內(nèi)側(cè)低的單向橫坡度，就是超高。在這里我們根據(jù)超高表來確定，在設(shè)計(jì)速度為40km/h的三級(jí)公路上，超高橫坡度的選擇如下表：</p><p><b>　　1）超高的過度</b></p><p>　　一般繞內(nèi)線旋轉(zhuǎn)由于內(nèi)側(cè)的不降低，有利于

79、縱向排水，所以在新建的公路中一般都以繞內(nèi)線旋轉(zhuǎn)的方法。</p><p>　　利用繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式：</p><p>　　參考數(shù)據(jù)：a=0.75 b=3.5 ic1=5% ic2=8% ig=2% ij=3% LC=40</p><p><b>　　路基加寬手算部分</b></p><p&

80、gt;　　路基加寬值隨半徑的變化而變化</p><p>　　在JD1 R=200時(shí)，BJ1=1.0</p><p>　　在JD2 R=60時(shí)， BJ2=2.5 </p><p><b>　　對(duì)超高進(jìn)行計(jì)算：</b></p><p>　　圓曲線的超高，以樁號(hào)K0+240為例</p>

81、<p>　　外緣hc=0.75*0.03 + (0.75+7)*0.05=0.41</p><p>　　中線h`c=0.75*0.03 + 3.5*0.05=0.2</p><p>　　內(nèi)緣h``c=0.75*0.03 ─ (0.75+0.6)*0.05=─0.045</p><p>　　緩和曲線上的超高，以樁號(hào)K0+200為例</p>

82、<p>　　X0=0.02÷0.05*40=24 X=200 ─ 180=20</p><p><b>　　所以x＜x0 </b></p><p>　　BJX=x·Bj/LC=0.5</p><p>　　外緣=20*0.41÷40=0.205</p><p>　　中線

83、=0.75*0.03 + 3.5*0.05=0.0925</p><p>　　內(nèi)緣=0.75*0.03─（0.5+0.75）*0.02=-0.0025</p><p>　　對(duì)在平曲線上的各個(gè)樁號(hào)的超高值計(jì)算如下表：</p><p><b>　　曲線加寬</b></p><p>　　為了適應(yīng)汽車在平曲線上行駛時(shí)候的后輪軌跡

84、偏向曲線內(nèi)測的需要，在平曲線的內(nèi)側(cè)增加路面、路基的寬度。但是對(duì)于R>250m的圓曲線不用設(shè)計(jì)加寬。在圓曲線上為全加寬。</p><p>　　參考數(shù)據(jù)：在JD1 R=200時(shí)，BJ1=1 在JD2 R=60時(shí)， BJ2=2.5</p><p>　　加寬值公式： bx=LXb/L</p><p>　　以圓曲線上的樁號(hào)K0+200為例,在JD1上

85、，所以BJ1=1。</p><p>　　LX=200-180=20 L=40</p><p>　　Bx=20*1÷40=0.5</p><p>　　在K0+200樁號(hào)處的加寬為0.75m</p><p><b>　　圓曲線上加寬值</b></p><p><b>　　

86、視距保證</b></p><p>　　在彎道部分，可能有建筑物擋住司機(jī)的視線，所以在設(shè)計(jì)路線時(shí)候要考慮到在彎道內(nèi)側(cè)的建筑物和障礙是否遮擋了視線，即考慮橫凈距h。</p><p>　　參考數(shù)據(jù)：S=80m L`=163.78m R=60 B=8.5</p><p>　　參考公式：h=RS(1─cosγ/2) γ=180S/πRS RS

87、=R─B/2+1.5</p><p>　　過程：RS=60─4.25+1.5=57.25</p><p>　　γ=180。*80÷π÷57.25=80°03′50″</p><p>　　h=57.25*(1─cos40°01′55″)=13.4m</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)候用橫凈距對(duì)彎道進(jìn)行限制。&

88、lt;/p><p>　　路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配</p><p>　　在公路工程中，有挖方有填方，所以對(duì)其要進(jìn)行計(jì)算和合理的調(diào)配。</p><p><b>　　橫斷面的計(jì)算</b></p><p>　　用積距法，把需要填挖的地方劃分成若干個(gè)規(guī)則圖形進(jìn)行計(jì)算在相加。</p><p><b>　

89、　土石方的計(jì)算</b></p><p>　　平均斷面法，用相鄰兩個(gè)斷面的填方或者是挖方的平均面積與其距離的乘積。</p><p>　　參考公式：V=（F1+F2）L/2</p><p><b>　　平均運(yùn)距</b></p><p>　　計(jì)算土體的平均運(yùn)輸距離，即為從挖方體積的中心到填方距離重心的距離。<

90、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 北京市市政設(shè)計(jì)院.城市道路設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國建筑工業(yè)出版社.1995</p><p>　　[2] 陳洪仁.道路交叉設(shè)計(jì).北京:人民交通出版社.1991</p><p>　　[3] 馮桂炎.公路航測選線.北京:人民交通出版社.1989</p>

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