大工16秋《道路勘测设计课程设计》大作业答案

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

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生： 指导教师： 乔 娜

1 设计交通量的计算

设计年限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； bj30：200辆； Ep140：580辆； 东风sp9250：310辆。 设计交通量：d N ＝0N ×()

1

1n 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 ×()

1

1n 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》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：

)(1272

i 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=2

s L

－23

240R L s

移值： p=R L s 242－3

4

2384R L s

缓和曲线角：0β=28.6479R

L s

切线长：()2

T R p tg q α

=++

曲线长：0(2)

2180

s L R L π

αβ=-+ 外距：()sec

2

E 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：2

L 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'=οα，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 242－3

4

2384R

L s = 24

38080-=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)

600280357.41180

180

s L R L π

π

αβ=-+-??+?=（m

()=600+0.44430.2355+36.4444=177.832

T R p tg

q α

=++?（）m

()sec

=600+0.4443 4.36-600=2017.9372

E R p R α

=+-?（）m

2=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=2

L

ZH +

= 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

3 纵断面设计

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2

2T 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

4 横断面设计

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《公路路线设计规》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《公路路线设计规》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 =+-+= 侧行车道横坡：=i =2%G i 内；

加宽值：0.16x c

x

b b L ==，

外侧行车道横坡：=0.1532%2G C h

x i i L i -=?外

B ＝3.66 B 外＝3.50 b j ＝0.75 B ’＝4.41 B 外’＝4.25 中心线：△h 中＝b j ?i j +B/2?i ＝0.75×3％+7.0/2×2％＝0.093

外侧路基边缘：△h 外＝b j ?i j +B/2（i+i 外）＝0.75×3％+3.5×（2％+0.1532％）＝0.098

侧路基边缘：△h ＝b j ?i j －（b j +b x ）i ＝0.75×3％－（0.75+0.16）×2％＝0.004 侧行车道边缘：△h ’＝b j ?i j －b j ?i ＝0.75×3％－0.16×2％＝0.019 外侧行车道边缘：△h

外

’＝b j ?i j +B/2?i+（B/2+b j ）?i

外

＝0.75×3％+3.5×2％+

（3.5+0.75）×0.1532％＝0.099

K4+840处：（圆曲线上）

位置

由于外在同一直线段上，所以侧行车道横坡等于外侧行车道横坡： i ＝i 外＝4％

B ＝4.10 B 外＝3.50 B ′＝4.85 B 外′＝4.25 侧路基边缘：

△h ＝b j ?i j －（b j +b x ）i ＝0.75×3％－（0.75+0.16）×4％＝－0.032 侧行车道边缘：

△h ′＝b j ?i j －b j ?i ＝0.75×3％－0. 6×4％＝0.002 中心线：

△h 中＝b j ?i j +B/2?i ＝0.75×3％+7.0/2×4％＝0.163 外侧路基边缘：

△h 外＝b j ?i j +B/2?（i+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+（B/2 + b j ）?i 外＝0.75×3％+3.5×4％+（3.5+0.75）×4％＝0.333 K4+860处： 外侧行车道横坡：

=0.0866%2G C h

x

i i L i -=?外，同理可得：

侧行车道横坡：

=i =2%G i 内；

侧行车道边缘：

△h ′＝b j ?i j －b j ?i ＝0.75×3％－0. 6×2％＝0.019 外侧路基边缘：

△h 外＝b j ?i j +B/2?（i+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+（B/2 + b j ）?i 外＝0.75×3％+3.5×2％+（3.5+0.75）×0.0866％＝0.096

侧路基边缘：

△h ＝b j ?i j －（b j +b x ）i ＝0.75×3％－（0.75+0.16）×2％＝0.004 中心线：

△h 中＝b j ?i j +B/2?i ＝0.75×3％+7.0/2×2％＝0.093