大连理工土木工程13年春季道路勘测设计课程设计作业

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：

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：Nd＝N0× 1 r

n 1

式中：Nd—远景设计年平均日交通量（辆/日）； N0—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：（1）一级、高速公路

N

d

＝

N0

1 r

×

n 1

=（2300+200+420+200+310）×（1+0.07）20-1 =12404.69（辆/日） （2）二、三级公路

N

d

＝

N0

1 r ×

n 1

=（2300+200+420+200+310）×（1+0.07）15-1 =8844.37（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：

R

V

2

127( i)

式中：V-行车速度km/h； -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=

Ls

Ls2

2

－

Ls

32

240RLs

4

内移值： p=

24R

－

2384R

3

缓和曲线角： 0=28.6479切线长：T (R p)tg曲线长：L ( 2 0)

180

LsR

2

q

R 2Ls

外距：E (R p)sec

2

R

切曲差：J 2T L

桩号的确定：

ZH点里程：JD01 T HY点里程：ZH Ls QZ点里程：ZH

L2

YH点里程：ZH L 2Ls HZ点里程：YH Ls

道路交点桩号为K45＋654.32，转角

2630 ，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： 、ΔR、q；（2）计算平曲线要素：Th、Lh、Eh、Dh；（3）计算五个基本桩号（ZH、HY、QZ、YH、HZ）。 解： (1)计算几何要素：

R

Ls

2

24Rq

Ls

4

3

2384R

Ls240R

3

80802

2

24 600

80

3

2

4

3

2384 600

0.444m

Ls2

80

2

240 600

39.994m

R

(2)计算平曲线要素： Th (R R)tan

Lh

28.6479

Ls

28.6479

80600

349 10

2

q (600 0.444) tan

2630 2

39.994 181.380m

R180

Ls

3.14 2630 600

180

80 357.367m 2630

Eh (R R)sec

600 16.865m 2

Dh 2Th Lh 2 181.38 357.367 5.393m

2

R (600 0.444)sec

(3)计算基本桩号：

ZH JD Th K45 654.32 181.380 K45 472.94

HY ZH Ls K45 472.94 80 K45 552.94

QZ ZH

Lh

22

HZ ZH Lh K45 472.94 357.367 K45 830.307

K45 472.94

357.367

K45 651.624

YH HZ Ls K45 830.307 80 K45 750.307

检验校正：与题目中给定的交点桩号相同，说明计算正确无误。

JD QZ

Dh2

K45 651.624

5.3932

K45 654.32

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i1=-3.68%和i2=+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： 计算竖曲线半径最小值：

外距E 68.560 66.770 1.79m 由E 即R

T

2

2R

8E

，和T

1

2

8 1.79

R ，可以得到：E

14

R 2R

22

2

[0.0206 ( 0.0368)]

2

4346.29m

根据题意可以得到R 4400m 计算竖曲线起始点桩号：

L R R (i2 i1) 4400 (0.0368 0.0206) 252.56m

252.56T126.28

126.28，mE T 1.812m

222R2 4400

L

2

2

竖曲线起点桩号为：K10 450 126.28 K10 323.72 竖曲线起点桩号为：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iG=2%，路肩坡度ij=3%，一弯道平曲线长L=151m缓和曲线长ls=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： p

B ils

3.5

(2 %50

4%)11

<

238150

∴ls可以作为超高过渡段 ZH=K4+800，HY=K4+850，YH= K5+901

∴K4+860位于圆曲线上，K4+810和K4+840位于缓和曲线上

K4+860：h860=0.75 (3%-2%)+(0.75+3.50) (2%+4%)=0.2625(m)

K4+810：x810=4810-4800=10(m)，h810=K4+840：x840=4840-4800=40(m)，h840=

10504050

0.2625=0.0525(m) 0.2625=0.21(m)

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