道路勘测.docx
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道路勘测
一、设计资料
(一)、设计原始资料
1、沿线及区域的地质
本项目线路处于平原微丘上,地势基本平坦、视野开阔,海拔高程在30m~50m。
沿线路段主要地貌为平原微丘。
(二)、设计标准
1、公路等级:
三级公路(平原微丘);
2、计算行车速度:
30km/s;
3、行车道宽度:
6.5m;
4、路基宽度:
8.5m;
5、最大纵坡:
8%;
6、平曲线最小半径:
极限值,30m;一般值65m;
7、停车视距:
30m;
8、土路肩宽度:
0.75m;
9、服务水平:
四级;
10、设计年限:
30年;
11、桥涵设计荷载:
汽车——20级;挂车——100级。
二、道路设计线
(一)、三级公路(平原微丘)选线的一般原则
路线是道路的骨架,它的优劣关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。
影响路线设计除自然条件外还受诸多社会因素的制约,因此选线要综合考虑多种因素,妥善处理好各方面的关系,其基本原则如下:
1、在道路设计的各阶段,应运用各种先进的手段对路线方案作深入、细致的研究,在多
方案论证、比较的基础上,选定最优路线方案。
2、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,做到工程量小、造价低、营运费
用省、效益好,并有利于施工和养护。
在工程两增加不大时,应尽量采用较高的技术标准。
不要轻易采用极限指标,也不应该不顾工程的大小,片面的追求工指标。
3、选线应注意同农田基本建设相配合,做到少占田地,并尽量不占高产田、经济作物田或经济园林等。
4、通过名胜、风景、古迹地区的道路,应注意保护原有自然状态,其人工构造物应与周围环境、景观相协调。
处理好重要历史文物遗址。
5、选线时应对工程地质与水文地质进行深入勘测调查,弄清它们对道路工程的影响。
对严重不良地质路段,如滑坡、坍塌、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区,应谨慎对待,一般情况下应设法避免。
当必须穿过时,应选择合适位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。
6、选线应重视保护环境,注意由于道路修建,汽车运营所产生的影响和污染,如:
1)、路线对自然景观与资源可能产生的影响;
2)、占地、拆迁房屋所带来的影响;
3)、路线对城镇布局、行政规划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割引起的影响
4)、噪音对居民已经汽车对大气、水源、农田所造成的污染和影响。
(二)、路线方案的选择
1、根据《公路勘测设计》及规范在A(56600,261150)B(58200,262300)两点之间进行之上定线,设计出两种方案,以供比较选择。
2、对所选的两种方案进行平面线形设计
1)在平面上读出个交点的转角并计算出相关的数据如下表所示:
表2.1方案一
JD点
坐标
两点间
的距离
转角
X
Y
A
56600.000
261150.000
JD1
56879.813
261478.744
431.704
Y19°15′50’″
JD2
57039.061
261571.924
184.506
Z57°9′21″
JD3
57063.942
262139.307
567.928
Y86°15′43″
JD4
57470.456
262148.012
406.607
Z34°27′36″
JD5
57761.915
262357.345
358.843
Y43°15′39″
B
58200.000
262300.000
表2.2方案二
JD点
坐标
两点间
的距离
转角
X
Y
A
56600.000
261150.000
JD1
56776.499
261357.364
272.308
Y82°47′10″
JD2
56990.662
261217.278
255.910
Z50°35′16″
JD3
57829.514
261480.136
879.072
Z72°7′9″
JD4
57834.090
262038.658
558.541
Y54°2′56″
B
58200.000
262300.000
448.789
表2.3方案三
JD点
坐标
两点间
的距离
转角
X
Y
A
56600.000
261150.000
JD1
56751.036
261316.238
224.604
Y53°9′47″
JD2
57315.254
261262.709
566.752
Z69°28′55″
JD3
57497.467
261637.325
416.580
Y16°25′41″
JD4
57610.039
261760.753
167.054
Z28°27′50″
JD5
57673.399
262016.513
263.491
Y47°50′28″
B
58200.000
262300.000
579.255
3、相关规范
各级公路和城市道路不论转角大小均要设置平缓曲线,圆曲线是平缓曲线的重要组成部分。
由《规范》不设缓和曲线的圆曲线的最小半径为65m,极限最小半径为30m,《规范》规定,圆曲线的最大半径不能大于10000m。
本路段所设计的最大圆曲线半径满足不设超高的要求,故设置缓和曲线。
取圆曲线的设计半径R=100m,求缓和曲线Ls的长度。
1)按离心加速度变化率来确定回旋线的最小参数,
计算缓和曲线的长度,取a1=0.6m/s,
Ls=0.036×V
/R=9.72m
曲线过短驾驶员操作困难,为了安全,根据经验至少要有3s的行驶时间,因此必须满足:
Ls=V/1.2=25m。
故需要设置缓和曲线,既Ls=25m,前缓为25m,后缓为25m。
方案一
1)JD
的平曲线计算,取R=100,Ls=25,
算得:
切线长T
=52.400;曲线长:
L
=104.012;圆曲线长L
=54.012;
超距D
=2T
-L
=0.788
五个基本桩号:
JD1K0+431.704
-T-52.400
ZHK0+379.304
+Ls25
HYK0+404.304
+Ly(=Lh-2Ls)54.012
YHK0+458.316
+Ls25
HZK0+483.316
-Lh/2-52.006
QZK0+431.310
所以有QZ算出的JD桩号为K0+431.310+0.788/2=431.704,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
2)JD
的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=56.245;曲线长:
L
=104.805;圆曲线长L
=54.805;
超距D
=2T
-L
=7.685
五个基本桩号:
JD2K0+615.422
-Th-56.245
ZHK0+559.177
+Ls25
HYK0+584.177
+Ly(=Lh-2Ls)54.805
YHK0+638.982
+Ls25
HZK0+663.982
-Lh/2-52.402
QZK0+611.580
所以有QZ算出的JD桩号为K0+611.580+7.685/2=615.422,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
3)JD
的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=112.960;曲线长:
L
=186.094;圆曲线长L
=136.094;
超距D
=2T
-L
=39.880
五个基本桩号:
JD2K0+1175.665
-Th-112.960
ZHK0+1062.705
+Ls25
HYK0+1087.705
+Ly(=Lh-2Ls)136.094
YHK0+1223.800
+Ls25
HZK0+1248.800
-Lh/2-93.047
QZK0+1155.725
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1155.725+39.880/2=1175.665,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
4)JD
的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=48.230;曲线长:
L
=94.166;圆曲线长L
=44.166;
超距D
=2T
-L
=2.294
五个基本桩号:
JD2K0+1542.447
-Th-48.23
ZHK0+1494.217
+Ls25
HYK0+1519.217
+Ly(=Lh-2Ls)44.166
YHK0+1563.383
+Ls25
HZK0+1588.383
-Lh/2-47.083
QZK0+1541.300
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1541.300+2.294/2=1542.447,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
5)JD
的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=95.822;曲线长:
L
=183.560;圆曲线长L
=133.560;
超距D
=2T
-L
=8.084
五个基本桩号:
JD2K0+1898.996
-Th-95.822
ZHK0+1803.174
+Ls25
HYK0+1828.174
+Ly(=Lh-2Ls)133.560
YHK0+1961.734
+Ls25
HZK0+1986.734
-Lh/2-91.780
QZK0+1894.954
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1894.954+8.084/2=1898.996,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
方案二
1)JD1的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=83.289;曲线长:
L
=140.591;圆曲线长L
=90.591;
超距D
=2T
-L
=25.986
五个基本桩号:
JD6K0+272.308
-Th-83.289
ZHK0+189.019
+Ls25
HYK0+214.019
+Ly(=Lh-2Ls)90.591
YHK0+304.610
+Ls25
HZK0+329.610
-Lh/2-70.295
QZK0+259.315
所以有QZ算出的JD桩号为K0+259.315+25.986/2=272.308,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
2)JD2的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=59.874;曲线长:
L
=113.293;圆曲线长L
=63.293;
超距D
=2T
-L
=6.454
五个基本桩号:
JD6K0+502.231
-Th-59.874
ZHK0+442.357
+Ls25
HYK0+467.357
+Ly(=Lh-2Ls)63.293
YHK0+530.65
+Ls25
HZK0+555.65
-Lh/2-56.647
QZK0+499.004
所以有QZ算出的JD桩号为K0+499.004+6.454/2=502.231,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
3)JD3的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=85.514;曲线长:
L
=150.894;圆曲线长L
=100.894;
超距D
=2T
-L
=20.134
五个基本桩号:
JD6K0+1374.849
-Th-85.514
ZHK0+1289.335
+Ls25
HYK0+1314.335
+Ly(=Lh-2Ls)100.894
YHK0+1415.230
+Ls25
HZK0+1440.230
-Lh/2-75.447
QZK0+1364.782
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1364.782+20.134/2=1374.849,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
4)JD4的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=63.333;曲线长:
L
=119.333;圆曲线长L
=69.333;
超距D
=2T
-L
=7.932
五个基本桩号:
JD6K0+1913.257
-Th-63.333
ZHK0+1849.624
+Ls25
HYK0+1874.624
+Ly(=Lh-2Ls)69.333
YHK0+1943.958
+Ls25
HZK0+1968.958
-Lh/2-59.667
QZK0+1909.291
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1909.291+7.932/2=1913.257,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
方案一
1)JD1的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=62.660;曲线长:
L
=117.787;圆曲线长L
=67.787;
超距D
=2T
-L
=7.532
五个基本桩号:
JD1K0+224.604
-Th-62.660
ZHK0+161.944
+Ls25
HYK0+186.944
+Ly(=Lh-2Ls)67.787
YHK0+254.731
+Ls25
HZK0+279.731
-Lh/2-58.843
QZK0+220.838
所以有QZ算出的JD桩号为K0+220.838+7.532/2=224.604,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
2)JD2的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=82.023;曲线长:
L
=146.269;圆曲线长L
=96.269;
超距D
=2T
-L
=17.778
五个基本桩号:
JD2K0+783.824
-Th-82.023
ZHK0+701.801
+Ls25
HYK0+726.801
+Ly(=Lh-2Ls)96.269
YHK0+823.070
+Ls25
HZK0+848.070
-Lh/2-73.135
QZK0+774.935
所以有QZ算出的JD桩号为K0+774.935+7.532/2=783.824,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
3)JD3的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=26.966;曲线长:
L
=53.672;圆曲线长L
=3.672;
超距D
=2T
-L
=0.260
五个基本桩号:
JD3K0+1182.626
-Th-26.966
ZHK0+1155.660
+Ls25
HYK0+1180.660
+Ly(=Lh-2Ls)3.672
YHK0+1184.332
+Ls25
HZK0+1209.332
-Lh/2-26.836
QZK0+1182.496
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1182.496+7.532/2=1182.626,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
4)JD4的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=37.912;曲线长:
L
=74.658;圆曲线长L
=24.658;
超距D
=2T
-L
=3.432
五个基本桩号:
JD4K0+1394.420
-Th-37.912
ZHK0+1311.508
+Ls25
HYK0+1336.508
+Ly(=Lh-2Ls)24.658
YHK0+1361.166
+Ls25
HZK0+1386.166
-Lh/2-37.379
QZK0+1348.837
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1348.837+7.532/2=1394.420,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
5)JD5的平曲线计算,取R=100m,Ls=25,
算得:
切线长T
=56.966;曲线长:
L
=108.498;圆曲线长L
=58.498;
超距D
=2T
-L
=5.433
五个基本桩号:
JD5K0+1611.746
-Th-56.966
ZHK0+1554.780
+Ls25
HYK0+1579.780
+Ly(=Lh-2Ls)58.498
YHK0+1638.279
+Ls25
HZK0+1663.250
-Lh/2-54.299
QZK0+1609.029
所以有QZ算出的JD桩号为K0+1609.029+7.532/2=1611.746,与原来的JD桩号相同说明计算无误。
4、对所选的两种方案进行平面线性比较
表2.4方案选择比较表
比较内容
方案一
方案二
方案三
路线总长
2332.027
2504.601
2203.267
非直线总长
672.637
524.111
500.884
非直线系数
0.288
0.209
0.227
方案比较时,应该考虑土石方数量,桥梁隧道挡土墙数量,征地拆迁数量,最小半径等。
由上表知两方案的路线总长相近,非直线系数相差不多。
但从地形图可以看出路线三经过了城镇,有利于交通运输,路线一要拆除房屋,路线二高差大,会导致土方数量增大,增加了工程造价,且离城镇较远。
综上所述,选方案三作为设计方案。
(三)、路线的平面设计
平曲线的最小半径:
Rmin=65,极限最小半径R=30m。
由《规范》查得一般三级公路的设计车速V=30km/h的缓和曲线最小长度为25m,方案中所选的Ls=25满足设计要求。
1)、平曲线的超高
在公路的圆线路段,为了抵消车辆在此路段上行驶所产生的离心力,将路面做成向圆心倾斜的单向横坡,成为超高。
超高坡度用ih示。
由《规范》7.4.1查得不设超高的圆曲线最小半径为350m,本路段上所设计的最大圆曲线半径不满足不设超高的要求,故必须在曲线上设置超高。
超高值为:
±ih=V2/127×R-μ
R—圆曲线半径;
μ—横向力系数,取0.035;
ih=302/(127×100)-0.035=0.036<0.08,符合要求
R-圆曲线半径,μ-横向力系数,取μ=0.06
(1)、超高方式:
采用绕中央分隔带边缘旋转的方式。
将两侧行车道分别绕中线旋转,使之成为各自独立的单向超高断面。
(2)、超高缓和段长度计算
Ls=B×Δi/P
B—旋转轴到行车道外侧边缘的宽度
Δi—超高坡度与路拱坡度代数差(1.09%)
P—超高渐变率,P=1/125《规范》7.5.4
本设计中超高缓和段长度的计算:
(采用沥青混凝土路面,取路拱横坡度为1.0%)
Lc=B×Δi/P=3×3.5%/(1/125)=13.45m
(3)、超高过渡应设计的应注意的问题
在一般的超高设计中应插入缓和竖曲线,在竖曲线的区间内进行超高过渡时,应注意缓和行车道边缘的凹凸线形,要防止行车道边缘形成波浪形状
2)、曲线的加宽
汽车在平曲线上行驶时,其四个车轮轨迹半径不同,其中前轴外轮半径最大,后轴内轮半径最小,因而需要比直线上更大的宽度。
此外,汽车在曲线上行驶,其行驶轨迹并不完全与理论行驶轨迹相吻合,而有一定的摆动偏移,故需要路面加宽来弥补,以策安全。
这种在曲线上适当拓宽面的形式称为平曲线加宽。
(1)车道加宽值的确定
综合几何加宽值和摆动加宽值两项因素,根据《规范》有:
b=NA2/2R,A一设计车长(汽车后轴到前保险栓的距离),取A=5m;
b—加宽值,对于R>250m的圆曲线可不加宽;
N—车道数;
R—曲线半径,R=100m;
A—设计车长(汽车后轴到前保险栓的距离),查《公路工程技术标准》2.0.1,取A=6m。
JD1:
b=2×6
/2×100=0.360<0.6,根据《标准》3.0.12取b=1.0m
JD2:
b=2×6
/2×100=0.360<0.6,根据《标准》取b=1.0m
JD3:
b=2×6
/2×100=0.360<0.6,根据《标准》取b=1.0m
JD4:
b=2×6
/2×100=0.360<0.6,根据《标准》取b=1.0m
JD5:
b=2×6
/2×100=0.360<0.6根据《标准》取b=1.0m
(2)、加宽段缓和段的方法及长度
在圆曲线范围内加宽为不变的全加宽值,两端设置加宽缓和段,其加宽值由直线段加宽为0,逐渐按比例增加到圆曲线起点外的全加宽值。
加宽缓和段的长度可按如下两种情况确定:
1、设置回旋曲线或超高缓和段时,加宽化合段长度采用与回旋线或超高缓和段长度相同的倍数;2、不设缓和曲线和超高的平曲线,加宽缓和长度应按渐变率为1:
15且长度不小于10m的要求设置。
本设计中采用前者进行加宽,加宽缓和段的长度可取13.45m。
加宽缓和段内任一点的加宽值bx的确定(采用超高次抛物线过渡)
bx=(4k3-3k4)b
k—比率,k=Lx/L;
Lx—加宽缓和段内任一点到缓和段起点的长度;
L—加宽缓和段长度;
b—圆曲线上的全加宽。
3)、行车视距及其保证
为保证行车安全,当司机看到一定距离处的障碍物或迎面而来车辆时,进行刹车或绕过他们而在路上行驶所必须的安全距离,成为行车视距。
无论在道路的平面或纵断面设计时,都应保证必要的行车视距。
(1)、行车视距的确定
停车视距S停=S1+S2+S3(m);
S1—司机反应内所行驶的距离,S1=V×t/3.6,取反应时间为1.2S;
S2—制动距离,S2=KV2/254(φ+ψ);
V—汽车的行驶速度;
φ—路面与轮胎之间的附着系数;
ψ—道路阻力系数,ψ=f+i
f—道路滚动阻力系数;
i—道路坡度,上坡为“+”,下坡为“-”
K—制动系数,在设计中取1.0-1.4;
S3—安全距离,一般可取10m
S停=S1+S2+S3=V×t/3.6+KV2/254(φ+ψ)+S3;
所以停车视距为:
S停=30×1.2÷3.6+302/[254(0.5+0.08)]+10=31.55m,S≥75m,满足《规范》要求。
(2)、会车视距S会=2S停=63.10m
(3)、超车视距平原微丘三级公路为150m
(4)、视距的保证:
汽车在弯道上行驶时,弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡的障碍物所阻挡而行车视距受到影响。
因此,在路线设计时必须检查平曲线上的视距是否能得到保障,如有遮挡时必须清除视距区域内侧横净距内的障碍物。
设Z为内侧车道上汽车应保证的横净距,Z的计算方法如下:
圆曲线长大于设计视距的情况(L
>S);Z
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