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1、道路勘测设计,冯晓新,重庆交通职业学院道桥系,第五章,2018/10/22,某山区二级路JD20的里程为 K10+182.3 ，R=150m，Ls=35m，T=111.54m,L=202.7m,E=27.33m,L净圆=132.70m。 计算： （1）过渡段上每10m、圆曲线上每40m一桩，计算各桩的加宽值。设路面宽B=7m，路肩宽a=0.75m，计算路基宽度。（A=5.2+8.8，要求计算宽度b与标准值比较，采用标准值，比例过度） （2）设超高率,，路拱坡度,路肩坡度,，桩距同（1），,计算各桩路基边缘及中桩与设计标高之差。,（超高过渡方式为绕中线旋转）,2018/10/22,解：(1) 全
2、加宽理论值：,规范规定值查表知b=1.0m 据题意选择全加宽值为b=1.0m,加宽缓和段采用比例过渡：,ZH点里程,ZH点加宽值为0，,路基宽,2018/10/22,HY点里程,HY点加宽值为1.0m 路基宽,Lx=10m， 加宽值,路基宽,同理可得过渡段其它各桩加宽值，见计算成果表。,K10+80.76桩,2018/10/22,（2）路拱同坡度单向超高点到ZH点的距离,，,，,外缘超高：,2018/10/22,中线超高,内缘超高,2018/10/22,同理可得,点的超高值,外缘超高：,2018/10/22,中线超高：,内缘超高：,2018/10/22,圆曲线超高为定值：,外缘,2018/10
3、/22,中线：,内缘：,2018/10/22,各桩加宽及超高值详见下表：,2018/10/22,2018/10/22,作业：某公路有连续三个变坡点分别为：K8+700、K9+100、K9+380，对应的设计标高分别为：77.756米、65.356米、68.716米。若在变坡点K9+100处的竖曲线半径为3000米，试计算： （1）该竖曲线要素及起止点桩号； （2）桩号K9+060、K9+150的路基设计标高。,2018/10/22,解：（1）计算该竖曲线要素及起止点桩号 竖曲线起点桩号= （K9+100）-64.5= K9+035.5 竖曲线止点桩号= （K9+100）+64.5= K9+16
4、4.5 （2）计算桩号K9+060、K9+150的路基设计标高。 对于K9+060： 路基设计标高=65.356+（K9+100）-（K9+060） + 0.100=66.696（米） 对于K9+150： 路基设计标高=65.356+（K9+150）-（K9+100） + 0.035=65.991（米）,2018/10/22,作业： 某路段中有一变坡点的高程为66.770米K3+030 .00 ，其相邻坡段的纵坡分别为3.68%和+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68.560米。试进行： （1）计算竖曲线半径最小应为多少米（取百米的整数倍数）？ （2）用确定
5、的竖曲线半径计算竖曲线起止点桩号。,2018/10/22,解：（1）计算竖曲线半径最小值如下： 外距 （米） 68.560-66.770=1.79 由 =2.06%-（-3.68%）=0.0574 和 有 得 R=4346.3（米） 依题意（取百米的整数倍数）可得R=4400（米） （2）计算该竖曲线起止点桩号 L= R= 44000.0574=252.56（米） T=L/2=126.28（米） 竖曲线起点桩号=（K30+030）-126.28= K29+903.72 竖曲线止点桩号=（K30+030)+126.28= K30+156.28,2018/10/22,作业：某山岭区二级公路，变坡点
6、桩号为 K3+030 .00，高程为427 .68 ，前坡为上坡，i1= +5%，后坡为下坡，i2 = 4%，竖曲线半径 R=2000m。试计算竖曲线诸要素以及桩号为 K3+000.00 和K3+100.00处的设计标高。,2018/10/22,1)计算竖曲线要素= i1 - i2 = 5% (4%) =0.09 所以该竖曲线为凸形竖曲线曲线长：L = R =2000 0.09 = 180 m切线长：T = L/2 =180 / 2 = 90m外距： E = T 2 /2R =2.03m 2)竖曲线起、终点桩号竖曲线起点桩号=（K3+030.00) 90 = K2+940.00竖曲线终点桩号=
7、 (K3+030.00) + 90 = K3 +120.00,2018/10/22,3)K3+000.00、K3+100.00的切线标高和改正值 K3+000.00的切线标高= 427.68 (K3+030.00K3+000.00)5%= 426.18mK3+000.00的改正值 =0.90mK3+100.00的切线标高=427.68(K3+100.00 K3+030.00)4%= 424.88mK3+100.00的改正值=0.10m4)K3+000.00和K3+100.00的设计标高K3+000.00的设计标高= 426.18 0.9 = 425.28mK3+100.00的设计标高= 424
8、.88 0.1 =424.78 m,2018/10/22,平曲线要素计算, 已知条件,= 50(偏转角),R=1500,Ls1=300 (第一缓和曲线) Ls2=300 (第二缓和曲线),主要计算内容,Ts: 设置缓和曲线之后的切线长度;,L: 平曲线长度, 关键在于求圆曲线长度;,E: 外矢距(交点JD与平曲线中点QZ的距离);,对称基本型平曲线计算,O(xo,yo): 圆心O点的坐标,基本计算公式,R = Ls2/24R- Ls4/2688R3+ Ls6/506880R5q = Ls/2 Ls3/240R2 + Ls5/3456R4,T0 = (R+R) Tan(/2)Ts = T0 +
9、qEs = (R+R) / Cos(/2) R 0 = Ls / 2R 0 = 2 0Lc = R* 0 L = 2 Ls + Lc,平曲线要素计算,(Xo, Yo),(Xjd, Yjd),方向角Ac,Fxj2,Fxj1,平曲线要素计算,q = 149.950 R = 2.499Ts = 850.577Es = 157.824,0 = 0.10 (弧度) 0 = 0.6726646 Lc = 1008.997L=16 08.997, 计算结果,JD2,JD3,JD4, = 50o,O,ZH,HZ,HY,YH,R=1500,Ls1=300,Ls2=300, 要求及说明,. 熟练掌握对称基本型平曲
10、线要素的计算方法。 . 注意计算精度(特别是角度)，一般最终结果应保证精确到1mm（每次计算取小数点后至少位，角度要更精确)。 . 注意按计算公式得到的0的单位为弧度。 . 计算公式均不要求记忆，但必须会正确运用。, 特殊情况,Ls=0时，为简单基本型。,2018/10/22,2018/10/22,工程实例与断面图的对应,2018/10/22,公路横断面设计内容,1.路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）； 2.路基高度：纵断面设计完成； 3绘制横断面（戴帽子）：路基标准横断面图： 4横断面面积计算及土石方数量计算与调配,公路路基横断面设计图,2018/10/22,2018/10/22,半填半挖路基,
11、沿河路堤,护脚路基,矮墙路基,挡土墙路基,砌石路基,护脚路基,2018/10/22,横断面设计的方法及步骤（一）,逐桩绘制横断面地形图 根据路基设计表标注相应的中桩填挖高度 绘制地质线，确定边坡坡度及边沟形状、大小 用三角板（帽子板）逐桩绘出路基横断面设计线,示例,示例,示例,示例,边沟选择,边坡选择,2018/10/22,K5+300.00 右：3.7, -.17, 12.7, -1.07, 25, -2.31 左：6.4, 0.82, 8.7, 1.3, 13.58,1.79, 25, 2.87,绘出设计线：“戴帽子”,K5+300.00T=2.52,2018/10/22,横断面设计的方法
12、及步骤（二）,如果有超高时，按旋转方式绘出路基横断面设计线 如果有加宽时，按加宽后的路基宽度绘出横断面设计线 按照需要，绘制其他设施 填、挖方面积的计算及标注 布置横断面设计图,示例,示例,示例,示例,示例,计算,2018/10/22,+125 T=1.17AW=2.6AT=15.8,横断面绘制示例（无超高加宽）,一,二,2951.82,2950.65,比例:1:200,路基设计表,2018/10/22,+259.81 T=0.89AW=2.6AT=12.8,横断面绘制示例（有超高加宽）,一,二,2954.08,2953.19,比例:1:200,路基设计表,2018/10/22,2018/10
13、/22,边沟的选择,边沟形式,梯形,碟形,三角形,矩形,2018/10/22,边坡的选择,边坡形式,套用标准图,力学演算 (在路基路面部分讲解),标准横断面,1,2,3,4,5,6,9,8,7,工程实例,2018/10/22,2018/10/22,一、横断面面积计算 （一）积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。,路基土石方数量计算及调配,每个小条块的近似面积为：,横断面面积：,2018/10/22,已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：,二、坐标法,2018/10/22,土石方数量
14、计算,路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体 积是十分困难的。 在工程上通常采用近似计算。即假定相邻断面间为一棱柱体，,2018/10/22,（1）平均断面法 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：,（2） 棱台体积法： 若A1和A2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：,可知，当A1A2时，,若A10，,由此可知，平均断面法的计算结果是偏大的。计算土石方体积时，一定要注意，填方和挖方应分别进行计算。,：,式中,其中A2A1,2018/10/22,（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）； （
15、2）土、石方应分别计算，（土石面积分别计算）； （3）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）； （4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。 （5）施工阶段，填方工程量除了包括施工图设计阶段的土石方量，还应包括路堤宽度增加的工程量。 （6）城市道路土石方工程量的计算。,土石方数量计算应注意的问题：,2018/10/22,土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土石方的数量和运量等。填方土源：附近挖方利用借土挖方去向：调往附近填方 弃土 （一）土石方调配原则（1）就近利用，以减少运量；（2）不跨沟调运；（3）高向低调运；（4）经济合理；,应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用 的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费 （5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。 （6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。,（4）经济合理；,土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。 土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+借方=填方+弃方,（二）土石方调配方法,（1）经济运距：移挖作填与附近借方经济比较，调运填方的最大距离即所谓“经济运距”。,
