路基路面工程課程設計說明書

2022-09-10 00:54:06 字數 4687 閱讀 3776

第1章平面設計

道路為帶狀構造物,它的中線是一條空間曲線,中線在水平面上的投影稱為路線的平面,路線平面的形狀及特徵為道路的平面線形,而道路的空間位置成為路線。路線受到各種自然條件、環境、以及社會因素的影響和限制時,路線要改變方向和發生轉折。

1.1 公路等級的確定

交通量是單位時間內通過道路某斷面的交通流量(既單位時間通過道路某斷面的車輛數目),根據對此條公路近期交通量調查:

解放ca10b 700輛/晝夜 ,黃河jn150 400輛/晝夜,日野kb211 200輛/晝夜 ,太脫拉t-138s 50輛/晝夜 ,小汽車 1600輛/晝夜,交通量年增長率5%。由設計交通量計算公式:

nd=n0(1+γ)n-1=(1+0.05)15-1

可得遠景年平均交通量大概是5500(輛/日),依據《公路工程技術標準jtg b01—2003》可以確定此公路可設計成二級公路。

從給出的地形圖不難看出,該段地勢兩邊山嶺中間比較平坦,一般的地面坡度都比較小,地形簡單,山脈水系分明,石少,土厚,地質和水文條件都比較簡單,地形變化不大,使得路線在平、縱、橫三方面都受到很小的限制,由此可以知道是山區谷地。所以在設計的過程中的技術指標都都用一般值。

1.2 設計行車速度的確定

「設計車速」是在氣候正常,交通密度小,汽車執行只受道路本身條件(幾何要素、路面、附屬設施等)的影響時,一般駕駛員能保持安全而舒服地行駛的最大行駛速度。依據《標準》從工程難易程度,工程量大小及技術經濟合理的角度考慮,各級公路的設計車速按地形分為兩類,查表可知設計車速為60km/h。

1.3 選線設計

1.3.1選線的步驟和方法:

a 選線

道路選線的目的就是根據道路的性質、任務、等級和標準,結合地質、地表、地物及其沿線條件,結合平、縱、橫三方面因素。在紙上選定道路中線的位置,而道路選線的主要任務是確定道路的具體走向和總體布局,具體定出道路的交點位置和選定道路曲線的要素,通過紙上選線把路線的平面布置下來。

1.3.2方案比選:

在一公里的路線設計中有許多路線走向可以選擇,根據已確定的路線的大概走向,綜合考慮地形狀況和技術經濟指標後,選定了兩套方案。此地形為山嶺區和平原區,路線的平坦地都是莊稼地,根據此處的地形,佈線應為少佔莊稼地,有利於提高沿線地區的發展,線路在滿足要求的時候要盡量選擇直線的原則。根據這些要求選了兩條線進行比較,方案一為靠著平原區右側的較為平坦的地形,路線少佔莊稼地,只設計了乙個彎道等優點。

方案二就是沿著平原區的中間走,且占用的莊稼地相比一方案較多,考慮到經濟的關係及環境的因素,相比一方案要差。

綜合比較後最後選擇第一套方案。

1.4平曲線要素值的確定

1.4.1 平曲線要素值的確定:

平面線形主要由直線、圓曲線、緩和曲線三種線形組合而成的。當然三個也可以組合成不同的線形。在做這次設計中主要用到的組合有以下幾種:

a 基本形曲線幾何元素及其公式:

按直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線的順序組合而成的曲線。這種線形是經常採用的。《標準》規定,除四級路可以不設緩和曲線外,其餘各級都應設定緩和曲線。

它的曲率連續變化,便於車輛遵循;旅客感覺舒適;行車更加穩定;增加線形美觀等功能。設計是要注意和圓曲線相協調、配合,**形組合和線形美觀上產生良好的行車和視覺效果,宜將直線、緩和曲線、圓曲線之長度比設計成1:1:

1。這一點非常的重要,在剛開始做設計的時候就沒有注意到這個問題,設計出來的路線非常不協調,美觀,比例嚴重失調,後來在老師的指導下改正了不足之處,經過改正後,線形既美觀又流暢,已經到達了要求。

在設計的時候還要注意一下緩和曲線長度確定除應滿足最小,外還要考慮超高和加寬的要求,所選擇的緩和曲線長度還應大於或等於超高緩和段和加寬緩和段的長度要求。

(圖一)

緩和曲線切線增值q=ls/2-ls3/240r2 (m)

圓曲線的內移值 p= ls2/24r-ls4/2384r3 (m)

切線長t=(r+p) tg a/2+q (m)

平曲線長度 l=∏ar/180 + ls (m)

外距e=(r﹢p)sec a/2-r (m)

校正值j=2t-l (m)

a 平曲線主要引數的規定

根據《公路工程技術標準jtg b01—2003》的規定如表:

b 主要幾何元素的計算

樁號jd

(1) 平曲線幾何元素計算:

右偏r=200(m) ls=60(m)

緩和曲線切線增值q= ls/2-ls3/240r2

39.946(m)

圓曲線的內移值 p= ls2/24r-ls4/2384r3

=1.331 (m)

切線長t= (r+p) tg a/2+q

= 156.973

平曲線長度 l= ∏ar/180 + ls

290.611(m)

外距e= (r﹢p)sec a/2-r

= 32.872(m)

校正值j=2t-l

=23.335(m)

(2) 平曲線主點樁號計算及校正:

jd:k0+335.812

zh = jd-t = 178.839

hy = zh+ls =258.839

yh = hy+ly = 389.45

hz = yh+ls = 469.45

qz = hz-l/2 = 324.145

(一)路線平面線型設計

設計行車時速為:60km/h,圓曲線半徑為:200m,緩和曲線長為:80m, 路線總長為:798.677m。

(二)、路線走向:本路段起於k0+000.000,為新設路線,穿過農田並靠近村莊,本段路線平曲線共有交點1個,交點樁k0+335.812,終點樁號為k0+798.677。

1.4.2 各點樁號的確定

在整個的設計過程中就主要用到了以上的三種線形,在大約一公里的路長中,充分考慮了當地的地形,地物和地貌,相對各種相比較而得出的。

在地形平面圖上初步確定出路線的輪廓,再根據地形的平坦與複雜程度,具體在紙上放坡定點,插出一系列控制點,然後從這些控制點中穿出通過多數點的直線段,延伸相鄰直線的交點,既為路線的各個轉角點(既樁號),並且測量出各個轉角點的度數,再根據《公路工程技術標準jtg b01—2003》的規定,初擬出曲線半徑值和緩和曲線長度,代入平曲線幾何元素中試算,最終結合平、縱、橫三者的協調制約關係,確定出使整個線形連貫順直協調且符合技術指標的各個樁號及幾何元素。各個樁號及幾何元素的計算結果見直線、曲線及轉角表。

第2章縱斷面設計

沿著道路中線豎直剖切然後展開既為路線縱斷面,由於自然因素的影響以及經濟性要求,路線縱斷面總是一條有起伏的空間線,縱斷面設計的主要任務就是根據汽車的動力特性,道路等級,當地的自然地理條件以及工程經濟性等研究起伏空間線的大小和長度,以便達到行車安全,迅速,運輸經濟合理及乘客感覺舒適的目的。

2.1 縱坡設計的要求

(1) 設計必須滿足《標準》的各項規範

(2) 縱坡應具有一定的平順性,起伏不宜過大和過於頻繁。盡量避免採用極限縱坡值,合理安排緩和坡段,不宜連續採用極限長度的陡坡夾最短長度的短坡。連續上坡或下坡路段,應避免反覆設定反坡段。

(3) 沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮。

(4) 應盡量做到添挖平衡,使挖方運作就近路段填方,以減少借方和廢方,降低造價和節省用地。

(5) 縱坡除應滿足最小縱坡要求外,還應滿足最小填土高度要求,保證路基穩定。

(6) 對連線段縱坡,如大、中橋引道及隧道兩端接線等,縱坡應和緩、避免產生突變。

(7) 在實地調查基礎上,充分考慮通道、農田水利等方面的要求。

2.2縱坡設計的步驟

(1) 準備工作:在厘公尺繪圖紙上,按比例標註里程樁號和標高,點繪地面線。里程樁包括:路線起點樁、終點樁、交點樁、平曲線控制樁,涵洞控制樁等。

(2) 標註控制點:如路線起、終點,橋涵,地質不良地段的最小填土高度,最大挖深。

(3) 試坡:在已標出「控制點」的縱斷面圖上,根據技術指標、選線意圖,結合地面起伏變化,以控制點為依據,穿插與取直,試定出直坡線。反覆比較各種可能的方案,最後定出既符合技術標準,又滿足控制點要求,且土石方較省的設計線作為初定試坡線。

(4) 調整:對照技術標準檢查設計的最大縱坡、最小縱坡、坡長限制等是否滿足規定,平、縱組合是否適當等,若有問題應進行調整。

(5) 核對:選擇有控制意義的重點橫斷面,如高填深挖,作橫斷面設計圖,檢查是否出現填挖過大、坡腳落空或過遠、擋土牆工程過大等情況,若有問題應調整。

(6) 定坡:經調整核對無誤後,把直坡線的坡度值、樁號和標高確定下來。坡度值取1%。

(7) 設定豎曲線:根據技術標準、平縱組合均衡等確定豎曲線半徑,計算豎曲線要素,由於地形平坦,沒設豎曲線。

(8) 計算各樁號處的填挖值:根據該樁號處地面標高和設計標高確定。起點高程為1371.

00m,終點高程為1381.38m,路線縱坡1.3%。

由於坡度較小,中間不設豎曲線,坡度和坡長都滿足規範的要求。

第3章橫斷面設計

道路橫斷面,是指中線上各點的法向切面,它是由橫斷面設計線和地面線構成的。橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝等設施構成的。

3.1行車道寬度的確定

根據第二章確定下此公路的等級是二級,則由《公路工程技術標準jtg b01—2003》規定,二級公路山嶺區的路面寬7.0m,路基寬10m。

3.1.2 平曲線加寬及其過渡

汽車行駛在曲線上,由於各輪跡半徑不同,其中以後內輪輪跡半徑最小,且偏向曲線內側,故曲線內側應增加路面寬度,以確保曲線上行車的順適與安全。

(1)平曲線加寬值的確定: 由《公路工程技術標準jtg b01—2003》規定,二級公路採用第3類加寬值。對於jd1的半徑為200,小於250m,可以考慮在圓曲線處加寬1m。

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