河南理工大学《道路勘测设计》课程设计说明书
(3)平、竖曲线半径均较小时不宜重合。 (4)平、竖曲线半径大小要均匀。
(5)选择适宜的合成坡度,,一般最大合成坡度不大于8%,最小坡度不宜小于0.5%。
3.7、纵面线形设计中应注意避免的组合
(1)除V〈40km/h避免凸凹竖曲线插入小半径平曲线。 (2)避免竖曲线与反向平曲线的变曲点相重合 (3)在长直线或长平曲线内,尽量设计成直坡线 (4)避免片面上的变向点比拟面上变坡点多 (5)避免小半径竖曲线与回旋曲线相重合 (6)避免小半径竖曲线与回旋线相重合的线形。 (7)避免在长直线上设置长的下坡凹形曲线路段。
3.8、纵断面设计方法与步骤
(1)准备工作。研究《标准》规定的有关技术指标和设计任务书的有关规定,同时应收集和熟悉有关资料,并领会设计意图和要求,做到心中有数。
纵坡设计(俗称拉坡)之前,应在坐标纸上按比例标注里程桩号和标高、点绘地面线、填写有关内容。
(2)标注控制点。控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。有以下两类: 1)路线起终点、越岭垭口、重要桥涵、地质不良地段的最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉和立体交叉点、铁路道口、城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。
2)山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点,称为“经济点”。
(3)试坡。在已标出“控制点”、“经济点”的纵断面图上,根据技术指标、选线意图,结合地面起伏变化,本着以“控制点”为依据,照顾多数“经济点”的原则,在这些点位间进行穿插与取直,试定出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复进行比较,最后定出即符合技术标准,且土石方较省的设计线作为初定坡度线,将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。
(4)调坡。将所定坡度与选线时坡度的安排比较,二者应基本相符,若有较大差异时应全面分析,权衡利弊,决定取舍。然后对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定,平纵组合是否得当,以及路线交叉、桥隧和接线
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等处的纵坡是否合理,若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。
(5)核对。选择有控制意义的重点横断面,检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等情况,若有问题应及时调整纵坡。
(6)定坡。经调整核对无误后,逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。变坡点标高是由纵坡度和坡长依次推算而得。
(7)设置竖曲线。拉坡时已考虑了平纵组合问题,在此应根据技术标准、平纵组合等确定竖曲线半径,计算竖曲线要素。
(8)标高计算。
1)坡线标高计算: 坡线标=变坡点标高±x?i 2)竖曲线标高计算:设计标高=坡线标高±y 3)施工标高计算:施工标高=设计标高-地面标高
3.9、纵坡设计应注意的问题
(1) 设置回头曲线地段,拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该路段的纵坡,然后从两端接坡,应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。
(2) 大中桥上不宜设置竖曲线,桥头两端竖曲线的起终点应设在桥头10m以外. (3) 小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上,为保证行车平顺,应尽量避免在小桥涵处出现驼峰式纵坡。
(4) 注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时,一般宜设在水平坡段,其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%,山区工程艰巨地段不大于5%。
(5) 拉坡时如受“控制点”或“经济点”制约,导致纵坡起伏过大,或土石方工程量太大,经调整仍难以解决时,可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。
(6) 连接段的纵坡应和缓、避免产生突变。
3.10、纵断面图的绘制
纵断面设计图是道路设计重要文件之一,也是纵断面设计的最后成果。 纵断面采用直角坐标,以横坐标表示里程桩号,纵坐标表示高程。为了明显地反映沿着中线地面起伏形状,通常横坐标比例尺采用1:2000(城市道路采用1:500~1:1000),纵坐标采用1:200(城市道路为1:50~1:100)。
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纵断面图是由上下两部分内容组成的。 (1)上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线;
另外,上部也用以标注竖曲线及其要素;沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数 与孔径;与道路、铁路交叉的桩号及路名;沿线跨越的河流名称、桩号、常水位和最高洪水位;水准点位置、编号和标高;断链桩位置、桩号及长短链关系等。
(2) 下部主要用来填写有关内容,自下而上分别填写:超高方式:直线及平曲线;里程桩号;地面标高;设计标高;填、挖高度;土壤地质说明;设计排水沟沟底线及其坡度、距离、标高、流水方向。
3.11、竖曲线的设计计算(K0+000~K0+696.320)
数据用纬地程序进行其它数据计算以及纵断面图的绘制见设计图(纵断面图)
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4、横断面设计
横断面设计主要任务是根据公路等级,结合当地自然条件,综合考虑交通安全、路基稳定,公路排水、节省用地和工程经济等的要求,确定能够公路横断面的组成部分及其几何尺寸。横断面设计本着经济,避免大填大挖,填挖平衡的原则。本次设计中横断面的比例尺为1:200。
4.1、横断面设计的要求
1) 设计施工前须做好工程地质、水文等有关的自然条件的勘察工作。 2) 设计应符合《公路工程技术标准》的规定要求。
3) 设计应兼顾当地农田基本建设等的需要,尽可能少占耕地。 4) 应使路基具有足够的稳定性。
4.2、路基横断面的绘图步骤
1) 根据平纵横上的设计成果,取1Km,在各桩号的地面横断面图上,逐桩号标
注填挖高路基宽度。平曲线半径小于等于125米,在平曲线内侧须加宽。 2) 按土地质资料示出各断面的覆盖层厚度或土石层的分界线、土石成分,所应
采取的边坡坡度。 3) 逐桩绘制各横断面。
4.3、平曲线加宽
我国《规范》规定。平曲线的半径等于或小于125米时,应在平曲线内侧加宽。
4.4、平曲线超高
设置超高的目的是为让汽车在曲线上行使时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力,以克服离心力对行车的影响。当汽车等速行驶时,圆曲线上所产生的离心力是常数,超高横坡度应是与圆曲线半径相适应的全超高;而在缓和曲线上曲率是变化的,其离心力也是变化的,因此,在缓和曲线是设置逐渐变化的超高。
(1)设置超高的方法。 ①超高横坡度的确定
超高横坡度应按计算行车速度、半径大小,结合路面种类、自然条件和车辆组成
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等情况综合确定。一般来说,平曲线半径小,超高坡度就应大一些,反之,超高坡度就可小一些。而当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时就可以不设超高。在路面由积雪或结冰的地区,超高坡度应比一般地区的小一些,以防止出现汽车向内侧滑动的危险。在非机动车通行较多的公路,超高坡度也应适当减小。当公路通过市镇,作为街道使用的公路按规定设置超高有困难,且市区对车速有限制时,可根据实际情况酌量减小超高坡度值。
②设置超高的方法
设置超高的方式应根据地形情况、车道数、中间带宽度、超高横坡度大小, 从有利于路面排水、路面同地面或构造物的协调以及路容美观等因素进行选择。按其选用转轴在公路横断面组成中的位置可分为几种情况:
1)无中间带的公路 a绕路面内边缘旋转
先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直至超高横坡值。
这种方式一般适用于新建工程及以路肩边缘为设计高程的改建公路。 b绕中线旋转
先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面一同绕路中线旋转,直至超高横坡值。
一般适用于改建工程,尤其是以路中心标高作为设计标高的情况。 c绕路面外边缘旋转
先将外侧车道绕外边缘线旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降低,待达到单向横坡后,整个断面绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡值。
此种方式只在特殊设计时采用。
4.5、超高缓和段
设置超高缓和段的主要目的就是使路面从双坡断面逐渐变为单向横坡即超高断面,因此这一缓和段的长度不能太短,否则将起不到缓和作用,但缓和段太长就会给测设、施工以及路面排水等方面带来一些问题。缓和段的长度主要取决于路面超高坡度的大小。因为路面超高坡度越大,路面外侧边缘升高值就越大,相对于直线段的双坡断面的变化幅度也就越大,所需要的缓和段也就越长。
4.6、路基的设计
1) 路基设计,应符合公路建设的一般要求和〈〈公路工程技术标准〉〉规定的具
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