一条公路设计的基本方法①
一 设计的依据
①设计车辆
②交通量换算
代表车型与车辆折算系数
③设计速度
④交通量
⑤基本通行能力
二 地质水文勘测
①收集资料
②室内研究路线方案 ③现场踏勘 ④其他资料 ⑤资料整理。
三 选线
平原地区选线
① 自然特征:地面起伏不大,一般自然坡度都在三度以下。
② 路线特征:平面线形舒适、弯道转角不大,平曲线半径较大;在纵断面上,坡度平缓。
布设要点 (a) 布线步骤:路线起点、大的控制点(经过的城镇、矿产、农场、及风景文,
(b)
物)、中间控制点(建筑群、水电设施、跨河桥位、洪水泛滥线以外及其必须绕越的障碍物)(b)布线要点:①正确处理好路线与农业的关系。②处理好路线与桥位的关系。③处理好路线与城镇居民点的关系。④注意土壤、水文条件⑤注意利用老路,并与铁路、航道及已有公路运输相配合。⑥注意就地取材和利用工业废料。
山岭区选线
① 自然特征:自然坡度在二十度以上。
② 沿溪线:(a)路线特点:沿溪线是指公路沿河谷方向布设的路线。(b)布设要点:
1)河岸的选择(地形、地质、水文条件;气候条件;城镇、工矿和居民的分布:革命事迹、历史文物、风景区)2)线位的高度 3)桥位的选择③越岭线(a):路线特点:路线需要克服很大的高差,越岭线选线中,是以路线纵断面为主导的。(a)布设要点:1)垭口的选择(位置、 高度)2)过岭高程
③ 山脊线 1)路线特点:山脊线是指大致沿分水岭方向所布设的路线。2)布设要点:
①控制垭口的选择②试坡布线
丘陵区选线
① 自然特征:微丘:起伏小,地面坡度在二十度以下,山丘、沟谷分布稀疏,坡行缓和,
相对高程在100米以内。
重丘:起伏频繁,相对高差较大,地面坡度在二十度以上。
② 路线特征:a)丘陵区选线的特征:1)局部方案多 2)需要平、纵、横三方面相互协调、
密切配合。3)路基形式以半填半挖为主。 b)丘陵区路线布设的方式1)平坦地带——走直线2)斜坡地带——走匀坡线3)起伏地带——走中间。
四 定线、移线
纸上定线
(a) 纸上放坡(b)修正导向线,定平面试线:以点连线,以线交点。
纸上移线
移线条件:路线平面标准前后不协调,需要调整转角点点位置、改变半径,或室内定坡后发现局部地段工程量过大时。
路线位置过于靠山,挖方边坡太高于稳定不利,或过于靠外,挡土墙过高,砌石工程太大,移改线位能节省较大的工程量时。 增加工程量不大,但能显著提高平、纵线形标准时。
移线方法:移道路中心线使横断面填挖平衡。
五 平面设计
(a)半径的选择:①查表 圆曲线极限最小半径
圆曲线一般最小半径
不设超高的圆曲线最小半径
②因素确定 :1)外距控制半径 : R=E控¾¾/(secа/2)-1 2)切线长控制半径 : R=T控/tanа/2
3) 虚交点法 :根据实测辅助导线的转角大小及导线长度,在纸上按一定比例作图,定出虚交点的位置,通过图解可选出与地形相应的圆曲线半径,然后根据图解结果,并进行现场检验,判断选定的半径是否合适。
3)双交点法: R=AB/tan(α1/2)+tan(α2/2) 4)复曲线法:
5)曲线长控制半径:R=180L/3.14α (b) 缓和曲线的选择:
(c)曲线要素的计算 1) 圆曲线的几何要素: T=Rtanα/2 L=3.14αR/180 E=R(secα/2-1)
2)设有缓和曲线的平曲线几何要素 切线角:β= Lc/2R(弧度)
32
切线增长值:q=Lc/2-Lc/240R
2
圆曲线内移值:p=Lc/24R 切线长:Th=(R+p)tanα/2 +q
’
圆曲线长:L=(α-2β)3.14R/180
’
平曲线总长:Lh=L+2Lc
外距:Eh=(R+p)secα/2 –R 超距:Dh=2Th-Lh
(d)直线、曲线及转角一览表 (e)逐桩坐标表 (f)中桩坐标的计算
六 纵断面设计
(a):①最大纵坡的确定
②最小纵坡不小于0.3%
当设计必须为水平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时,边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑,其边沟应作纵向排水设计。
(b)各级公路最大纵坡长限制(单位:m)
公路最小坡长的限制
公路最大合成坡度的限制
下述情况合成坡度必小于8%:
(1)
(2) (3)
冬季路面有积雪、结冰地区; 自然横坡较陡峻的傍山路段; 非汽车交通量比率高的路段
(c) 变坡点位置的决定
(1) (2) (3) (4) (5)
标准中纵坡设计有关要求 标准中坡长设计标准值 平纵配合原则
工程量或造价,即填挖量大小或构造物设置情况
几何计算方便,变坡点桩号一般在整数或10的证书倍
(d ) 半径的选择 ①查表
公路竖曲线最小半径和竖曲线最小长度
视觉所需的最小竖曲线半径
③
因素确定:1)在不过分增加土石方情况,使行车舒适,采用大半径。
2) 外距控制半径 3) 切线长度控制半径 (e)几何要素计算 竖曲线长:L=Rω
切线长:T=TA=TB≈L/2=Rω/2
2
外距: E=T/2R
2
竖距:h=l/2R (f)桩号计算
竖曲线的起点桩号=变坡点的桩号- T 竖曲线的终点桩号=变坡点的桩号+T 切线高程=变坡点的高程±(T-l).i
2
改正值:h=l/2R
某桩号在凸形竖曲线的设计高程=该桩号的切线高程-h 某桩号在凹形竖曲线的时间高程=该桩号的切线高程+ h (g)纵断面的绘制 (h)路基设计表
(1)路边及中桩与设计高程之高差的计算表
绕内边轴旋转的超高值计算公式
绕桩号中线旋转的超高值计算公式
(2)施工中桩=设计高程-中桩与设计高程之差
七 横断面设计
(1)横断面面积计算:积距法:A=bh1+bh2+…+bhn
坐标法: (2) 土石方数量计量
A1与A2相差不大时:V=(A1+A2)L/2
A1与A2相差很大时 :V=(A1+A2)L(1+m/1+m)/3 m=A1/A2 (A1
(3)标准横断面的选择
(41) 横断面的绘制
一条公路设计的基本方法①
一 设计的依据
①设计车辆
②交通量换算
代表车型与车辆折算系数
③设计速度
④交通量
⑤基本通行能力
二 地质水文勘测
①收集资料
②室内研究路线方案 ③现场踏勘 ④其他资料 ⑤资料整理。
三 选线
平原地区选线
① 自然特征:地面起伏不大,一般自然坡度都在三度以下。
② 路线特征:平面线形舒适、弯道转角不大,平曲线半径较大;在纵断面上,坡度平缓。
布设要点 (a) 布线步骤:路线起点、大的控制点(经过的城镇、矿产、农场、及风景文,
(b)
物)、中间控制点(建筑群、水电设施、跨河桥位、洪水泛滥线以外及其必须绕越的障碍物)(b)布线要点:①正确处理好路线与农业的关系。②处理好路线与桥位的关系。③处理好路线与城镇居民点的关系。④注意土壤、水文条件⑤注意利用老路,并与铁路、航道及已有公路运输相配合。⑥注意就地取材和利用工业废料。
山岭区选线
① 自然特征:自然坡度在二十度以上。
② 沿溪线:(a)路线特点:沿溪线是指公路沿河谷方向布设的路线。(b)布设要点:
1)河岸的选择(地形、地质、水文条件;气候条件;城镇、工矿和居民的分布:革命事迹、历史文物、风景区)2)线位的高度 3)桥位的选择③越岭线(a):路线特点:路线需要克服很大的高差,越岭线选线中,是以路线纵断面为主导的。(a)布设要点:1)垭口的选择(位置、 高度)2)过岭高程
③ 山脊线 1)路线特点:山脊线是指大致沿分水岭方向所布设的路线。2)布设要点:
①控制垭口的选择②试坡布线
丘陵区选线
① 自然特征:微丘:起伏小,地面坡度在二十度以下,山丘、沟谷分布稀疏,坡行缓和,
相对高程在100米以内。
重丘:起伏频繁,相对高差较大,地面坡度在二十度以上。
② 路线特征:a)丘陵区选线的特征:1)局部方案多 2)需要平、纵、横三方面相互协调、
密切配合。3)路基形式以半填半挖为主。 b)丘陵区路线布设的方式1)平坦地带——走直线2)斜坡地带——走匀坡线3)起伏地带——走中间。
四 定线、移线
纸上定线
(a) 纸上放坡(b)修正导向线,定平面试线:以点连线,以线交点。
纸上移线
移线条件:路线平面标准前后不协调,需要调整转角点点位置、改变半径,或室内定坡后发现局部地段工程量过大时。
路线位置过于靠山,挖方边坡太高于稳定不利,或过于靠外,挡土墙过高,砌石工程太大,移改线位能节省较大的工程量时。 增加工程量不大,但能显著提高平、纵线形标准时。
移线方法:移道路中心线使横断面填挖平衡。
五 平面设计
(a)半径的选择:①查表 圆曲线极限最小半径
圆曲线一般最小半径
不设超高的圆曲线最小半径
②因素确定 :1)外距控制半径 : R=E控¾¾/(secа/2)-1 2)切线长控制半径 : R=T控/tanа/2
3) 虚交点法 :根据实测辅助导线的转角大小及导线长度,在纸上按一定比例作图,定出虚交点的位置,通过图解可选出与地形相应的圆曲线半径,然后根据图解结果,并进行现场检验,判断选定的半径是否合适。
3)双交点法: R=AB/tan(α1/2)+tan(α2/2) 4)复曲线法:
5)曲线长控制半径:R=180L/3.14α (b) 缓和曲线的选择:
(c)曲线要素的计算 1) 圆曲线的几何要素: T=Rtanα/2 L=3.14αR/180 E=R(secα/2-1)
2)设有缓和曲线的平曲线几何要素 切线角:β= Lc/2R(弧度)
32
切线增长值:q=Lc/2-Lc/240R
2
圆曲线内移值:p=Lc/24R 切线长:Th=(R+p)tanα/2 +q
’
圆曲线长:L=(α-2β)3.14R/180
’
平曲线总长:Lh=L+2Lc
外距:Eh=(R+p)secα/2 –R 超距:Dh=2Th-Lh
(d)直线、曲线及转角一览表 (e)逐桩坐标表 (f)中桩坐标的计算
六 纵断面设计
(a):①最大纵坡的确定
②最小纵坡不小于0.3%
当设计必须为水平坡(0%)或小于0.3%的纵坡时,边沟排水设计应与纵坡设计一起综合考虑,其边沟应作纵向排水设计。
(b)各级公路最大纵坡长限制(单位:m)
公路最小坡长的限制
公路最大合成坡度的限制
下述情况合成坡度必小于8%:
(1)
(2) (3)
冬季路面有积雪、结冰地区; 自然横坡较陡峻的傍山路段; 非汽车交通量比率高的路段
(c) 变坡点位置的决定
(1) (2) (3) (4) (5)
标准中纵坡设计有关要求 标准中坡长设计标准值 平纵配合原则
工程量或造价,即填挖量大小或构造物设置情况
几何计算方便,变坡点桩号一般在整数或10的证书倍
(d ) 半径的选择 ①查表
公路竖曲线最小半径和竖曲线最小长度
视觉所需的最小竖曲线半径
③
因素确定:1)在不过分增加土石方情况,使行车舒适,采用大半径。
2) 外距控制半径 3) 切线长度控制半径 (e)几何要素计算 竖曲线长:L=Rω
切线长:T=TA=TB≈L/2=Rω/2
2
外距: E=T/2R
2
竖距:h=l/2R (f)桩号计算
竖曲线的起点桩号=变坡点的桩号- T 竖曲线的终点桩号=变坡点的桩号+T 切线高程=变坡点的高程±(T-l).i
2
改正值:h=l/2R
某桩号在凸形竖曲线的设计高程=该桩号的切线高程-h 某桩号在凹形竖曲线的时间高程=该桩号的切线高程+ h (g)纵断面的绘制 (h)路基设计表
(1)路边及中桩与设计高程之高差的计算表
绕内边轴旋转的超高值计算公式
绕桩号中线旋转的超高值计算公式
(2)施工中桩=设计高程-中桩与设计高程之差
七 横断面设计
(1)横断面面积计算:积距法:A=bh1+bh2+…+bhn
坐标法: (2) 土石方数量计量
A1与A2相差不大时:V=(A1+A2)L/2
A1与A2相差很大时 :V=(A1+A2)L(1+m/1+m)/3 m=A1/A2 (A1
(3)标准横断面的选择
(41) 横断面的绘制