道路勘测与设计 选线.pptx
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1、第一节 概述一、自然条件对道路路线的影响 影响道路的自然因素主要有地形、气候、水文、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。1地形:地形决定了选线条件,并在很大程度上影响道路的技术标准。按道路布线范围内地形形态,相对高差、倾斜度及平整度对各类地形特征描述如下:1)平原、微丘地形 (1)平原,地形平坦,无明显起伏,地面自然坡度一般在3以内。(2)微丘地形指起伏下大的丘陵,地面自然坡度在20以下,相对高差在100m以下,设线一般不受地形限制。(3)河湾顺适,地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷地形。河床坡度大部分在5以下,地面自然坡度在20以下。沿河设线一般不受限制,路线纵坡平缓或略有起伏。第1页/共109
2、页2)山岭、重丘地形(1 1)重丘地形指连绵、起伏的山丘,具有深谷和较高的分水岭,地面自然坡度一般在2020以上,路线平、纵面大部分受地形限制。(2 2)山岭地形指山脊、陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等。地形变化复杂,地面自然坡度大部分在2020以上。路线平、纵、横面大部分受地形限制。(3 3)高原地带的深侵蚀沟,以及有明显分水线的绵延较长的高地。地面自然坡度多在2020以上。路线平、纵、横面大部分受地形限制。第2页/共109页2气候:气候情况直接或间接地影响着地面水的数量、地下水位高度、大气降水量及其强度和形态、路基水温状况、泥泞期、冬季积雪和冰冻延续期。并在一定程度上限制施工期限和条件。
3、3 3水文及水文地质:水文情况决定排水结构物的数量和大小,水文地质情况决定了含水层的厚度和位置、地基或路基岩层滑坍的可能性。4 4地质条件:地质构造,决定地基及路基附近岩层的稳定性,确定有无滑坍、碎落和崩坍的可能;同时也决定土石方工程施工难易和筑路材料的质量。第3页/共109页5 5土质:土是路基与路面基层的材料,它影响路基形状和尺寸的决定,也影响着路面型式和结构的确定。6 6植被情况:地面的植物覆盖影响暴雨逞流、水土流失程度,并在一定程度上影响路基土壤的水理和热理状况。所有上述的一些自然情况,它们都是密切地相互联系与相互制约着的,并且处于经常相互作用和不断变化的过程中。因此道路选线时要细致调
4、查、实地观察,充分考虑自然条件,并注意到今后的自然变化和道路建成后的影响,保证道路在复杂的自然条件下的坚固稳定与交通运输的畅通无阻。第4页/共109页二、道路选线的一般原则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多方案选择:在多方案论证、比选的基础上,选定最优路线方案。2工程造价与营运、管理、养护费用综合考虑:3处理好选线与农业的关系:4 4路线与周围环境、景观相协调:第5页/共109页 5 5工程地质和水文地质的影响:6 6选线应重视环境保护:7 7对于高速路和一级路,由于其路幅宽,可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件,利用其上下行车道分离的特点,本着因地制宜
5、的原则,合理利用上下行车道分离的形式设线。8.要考虑施工条件对选定路线的影响,推荐路线方案要注意结合可能的施工方式和施工力量,并积极采用新结构,新材料和先进的施工技术。9.远近结合、分期修建、分段定级。以求投资和用地的最佳效益。第6页/共109页三、选线的步骤和方法 一条路线的选定是一项由大到小、由粗到细、由轮廓到具体,逐步深入的工作。按照测设程序分阶段分步骤进行,比较分析后,选定最合理的路线。一般要经过以下三个步骤:第7页/共109页全面布局逐段安排具体定线。1全面布局(路线方案选择)全面布局是解决路线基本走向的工作。这是在路线总方向(起、迄点和中间必须经过城镇或地点)确定后,从大面积着手由
6、面到带进行总体布置的过程,此项工作最好先在1/100001/50000地形图上进行路线布局,选定出可能的路线方案,然后进行踏勘与资料收集,根据需要与可能结合具体条件,通过比选落实必须通过的主要控制点,放弃那些避让的控制点,逐步缩小路线活动范围进而定出大体的路线布局,例如,在公路的起、终点及必须通过的控制点间可能沿某条河、越某座岭;也可能沿几条河、越几座岭,为下一步定线工作奠定基础。第8页/共109页2逐段安排(路线带选择)在总体路线方案既定的基础上,以相邻主要控制点间划分段落,根据公路标准,结合其间具体地形通过试坡展线方法逐段加密细部控制点,进一步明确路线走法,即在大控制点间,结合地形、地质、
7、水文、气候等条件,逐段定出小控制点,这样就构成了路线的雏形。这一步工作的关键在于探索与落实路线方案,为实现具体定线提供可能的途径。第9页/共109页3.3.具体定线 定线就是根据技术标准和路线方案,结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计,具体定出道路中线的工作。本章主要讲述路线方案选择和路线布局两项工作的要点,具体定线则在第七章讲述。第10页/共109页四.地形划分第11页/共109页形态特征形态特征相对相对高差高差倾斜度倾斜度平平原原高度变化微小,有时有轻微起伏。高度变化微小,有时有轻微起伏。平原、山间盆地、高原平原、山间盆地、高原30m3平平岭岭分布有连绵的山岗脉络与水分布有连
8、绵的山岗脉络与水系不明显。起伏频繁,但高系不明显。起伏频繁,但高差不大,不引起高度的气候差不大,不引起高度的气候变化,变化,50%以上平地。以上平地。200m微丘微丘20200500重丘重丘20(低(低山)山)山山岭岭山高谷深、坡陡流急、地形复杂。山高谷深、坡陡流急、地形复杂。山脉、水系清晰日温差、年温差山脉、水系清晰日温差、年温差较大。较大。200第12页/共109页第二节 路线方案选择 方案比较是选线中确定路线总体布局的有效方法,在可能布局的多种方案中,通过方案比较和取舍,选择技术合理、费用经济、切实可行的最优方案。路线方案的取舍是路线设计中的重要问题,方案是否合理,不仅关系到公路本身的工
9、程投资和运输效率,更重要的是影响到路线在公路网中的作用,直接关系到是否满足国家政治、经济及国防的要求和长远利益。根据方案比较的深度上的不同,可分为原则性方案比较和详细的方案比较两种。第13页/共109页一、原则性方案比较 从形式上看,方案比较可分为质的比较和量的比较。对于原则性的方案比较,主要是质的比较,多采用综合评价的方法,这种方法不是通过详细计算经济和技术指标进行的比较,而是综合各方面因素进行评比。主要综合的因素有:1.路线在政治、经济、国防上的意义,国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求,以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。2.路线在铁路、公路、航道等网系中的作用,与沿
10、线工矿、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利建设的配合及用地情况。第14页/共109页3.3.沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件对公路的影响,要求的路线等级与实际可能达到的技术标准及其对路线的使用任务、性质的影响;路线的长度、筑路材料的来源、施工条件以及工程量、三材(钢材、木材、水泥)用量、造价、工期、劳动力等情况及其运营、施工、养护、的影响,以及施工期限长短等。4.4.路线与沿线历史文物、革命史迹、旅游风景区等的联系。影响路线方案选择的因素是多方面的,而各种因素又多是互相联系、相互相影响的。路线在满足使用任务和性质要求的前提下,应综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限
11、和施工设备等因素,精心选择、反复比较,才能提出合理的推荐方案。第15页/共109页二、详细的方案比较 详细的方案比较是在原则性方案比较之后进行的量的比较,它包括技术和经济指标的详细计算。一般多用于作局部方案的分析比较。1技术指标的比选1)路线长度及其延长系数 路线总延长系数=L/Lo (1)式中:L路线方案的实际长度,m;LO 路线起、终点间的直线距离,m。路线技术延长系数11=L/L1(2)式中:L1路线方案中各大控制点间的直线距离,m。第16页/共109页2)转角数。包括全线的转角数(个)和每公里的转角数(个km)。3)转角平均度数。4)最大与最小平曲线半径,m;5)回头曲线的数目,个;6
12、)最大与最小纵坡;7)最大与最小竖曲线半径,m;8)与既有公路及铁路的交叉数目(包括平面交叉和立体交叉);9)限制车速的路段长度(指居住区、小半径转弯处、交叉点、陡坡路段等)。第17页/共109页2.2.经济指标的比选1 1)路基土石方工程数量;2 2)桥涵工程数量(大桥、中桥、小桥涵的座数、类型及其长度);3 3)隧道工程数量;4 4)挡土墙工程数量;5 5)征占土地数量及费用;6 6)拆迁建筑物及管线设施的数量;7 7)主要材料数量;8 8)主要机械、劳动力数量;9 9)工程总造价;1010)投资成本效益比;1111)投资内利润率;1212)投资回收期。第18页/共109页【例】图6-16
13、-1为某公路干线,根据公路网规划要求按二、三级路标准进行视察,共视查了四个方案,各方案的主要技术经济指标汇总如表6-16-1。比选结果,第三、四方案路线过于偏离总方向,较第一、二方案长100100150km150km,虽能多联系两、三十县、市,但对发展地区经济所起的作用不大。而且第三方案线形指标较低,将来改建难以提高;第四方案又与现有高压电缆线连续干扰,不易解决。因而第三、四方案不宜采用。第二方案虽路线最短,但与铁路严重干扰,且用地较多,最后推荐路线较短,线形标准较高,用地最省,造价也较低的第一方案。第19页/共109页第20页/共109页 【例2 2】又如某公路(图6-26-2),作巴、安渡
14、两点间,有南、北线两个方案。经视查,两方案的主要技术经济指标汇总如表6-26-2。单从表6-26-2所列主要技术经济指标,难于分出优劣。如路线仅系连接强字、安渡两地,则南线要近23km23km,显然直捷得多。但从公路网规划需要考虑从安使通往某市,则经南线通往某市反而绕远11km11km,远不如北线直捷。两方案都有积雪问题,南线垭口海拔为3000m3000m,北线垭口海拔为3300m3300m。南线积雪虽较北线簿,且距离短,但越岭地形较陡,需要展线6.5km6.5km,积雪难以处理。同时南线越岭段东侧有一段线形指标低,工程集中,且有岩堆、崩塌、风积砂等病害需要处理。而北线沿线地形平坦,越岭不需展
15、线,线形指标较高。北线另一有利因素,是全线均有旧路或便道可以利用,其中作巴至江寨的旧略加改善即可达到新建标准,比南线(几乎都是新建)工程要省些,施工也较方便。综合上述分析,推荐北线方案。第21页/共109页第22页/共109页路线方案选择也可从这几个方面去比较选择1 1、路线基本走向的选择第23页/共109页2 2、路线方案选择平面:城镇路线基本走向的体现控制点(大)城镇沿某线,越某岭(跨河点、垭口、山坡的哪一侧)纵面:桥高程、垭口高程、隧道高程第24页/共109页3 3、路线方案选择的主要因素1.1.政治、经济、国防要求。2.2.路线在运输网中的作用,及有关城镇、工矿关系。3.3.沿线地形、
16、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响。4.4.重要文物、古迹、风景区的联系。第25页/共109页4 4、路线方案评价技术 经济效益经济 社会效益评价指标:技术指标:延长系数、转角数、最小半径、最大纵坡、最小竖曲线半径、交叉口、限制路段、桥梁支挡结构物等。经济指标:工程量、人、材、机、造价效益分析经济效益内部收益率、费用收益比、净现值、回收期社会效益国民经济效益。第26页/共109页三、道路规划设计工作的程序路网规划道路可行性研究实地踏勘初测与初步设计定测与施工图设计定测与施工图设计技术设计总体设计第27页/共109页1 1、路网规划主要原则1.1.道路网是综合运输网的一部分。2.2.充分利用
17、现有路网。3.3.根据工程经济和运营经济原则确定实施计划。4.4.路网布置尽可能优化。5.5.与土地利用和城市规划结合。6.6.按好、省的原则优化路网。路网规划的指标1.1.非直线系数:实际距离/空间距离2.2.干道网密度:L/AL/A3.3.道路面积密度:Areal/ActlAreal/Actl第28页/共109页2 2、道路可行性研究和实地踏勘目的:为编制计划任务书提供资料基本要求:通过室内研究和野外实地视察、论证并推荐路线的基本走向、主要控制点、技术标准和主要技术指标,确定主要设计原则和设计方案、概估工程数量、三材用量和投资、提出设计阶段以及测设和施工安排意见。步骤(1 1)室内研究 (
18、2 2)野外视察 (3 3)编写报告视察工作是勘测设计前的必需的重要步骤第29页/共109页3 3、总体设计(1 1)路线走向的选择(2 2)总体设计要点(3 3)路线的控制点(4 4)公路景观设计 (5 5)公路环保设计第30页/共109页4 4、初测与初步设计初测是两阶段设计中第一阶段(初步设计)中的一部分。根据:计划任务书和视察报告(可行性报告)目的:为编制初步设计和概算提供资料基本要求:进一步论证基本走向和方案定量。概略地拟定路线的中线位置。工程概略数量初步设计要求(两种方法)实地布线纸上定线平面多方案、概略纵断面(多方案,大桩距)横断面,代表性路基路面、防护、路基排水等工程的概略设计
19、桥位、桥型多方案(孔径、长度基本结构)其他附属设施的方案。工程数量及材料来源。第31页/共109页5 5、定测与施工图设计定测是具体核实路线方案、实地标定路线,进行路线评测,实地布施等工作。根据:计划任务书、视察报告(可执行报告)、初步设计、技术设计。目的:为编制施工图或技术设计搜集资料。基本要求 最后确定路线位置,实测平、纵、横,布置结构。具体的:实地放线(修改初步设计)测定中线,丈量距离、测设曲线、钉桩标明里程。进行中桩水准测量和横断面测量。桥、涵勘测(地形、地质、水文)路基路面挡墙等人工构造物设计资料收集。沿线土壤地质、水文筑路材料勘察。占地、拆迁及预算资料收集第32页/共109页6 6
20、、技术设计技术设计应根据批准的初步设计及审批意见,对重大、复杂的技术问题通过科学实验、专题研究、加深勘探调查及分析比较,解决初步设计中未能解决的问题、落实技术方案、计算工程数量、提出修正的施工方案、修正设计概算。第33页/共109页四、方案比较的步骤和实例1 1方案比较步骤 一条较长的路线,可行的方案有很多,很难对每一种方案都进行实地视察和比选。但可以事先尽可能收集已有资料,在室内进行筛选,然后对较好的、而且优劣难以辨别的有限个方案进行实地视察和比选。其步骤一般为:1 1)收集资料;2 2)在小比例地形图上布局路线,初拟方案;3 3)室内初步比选,确定可比方案;4 4)实地视察、踏勘测量;5
21、5)进一步比选,确定推荐方案。第34页/共109页第35页/共109页2 2方案比较实例 图6-16-1为某干线公路,根据公路网规划要求按三级公路标准修建,视察后拟定了四个方案进行比较,各方案的技本经济指标汇总于表6-16-1。比选结果,第三、四方案过于偏离总方向,较第一、二方案增加了100100150km150km,虽能多联系两、三个县市,但对发展地区经济起的作用不大。而且第三方案线形指标较低,将来改建难以利用原有路线;第四方案又与现有高压电缆线连续干扰,不易解决。因而三、四方案不宜采用。第二方案虽路线最短,但与铁路干扰严重,施工不方便,且占地较多,最后推荐路线较短、线形标准较高,用地最省,
22、造价也较低的第一方案。第36页/共109页第三节 平原区选线一、自然特征平原区主要是指一般平原、山间盆地、高原等地形平坦地区。1、地形特征:地面起伏不大;耕地较多;居民点、建筑设施多;交通网系较密;在天然河网、湖区有较多湖泊、水塘和河岔等。2、地质和水文条件特点:一般不良地质现象较少,有时会有软土和沼泽地段;地面平坦,地下水位较高;河流较宽阔,河床低浅。第37页/共109页二、路线特征 平原地区地形对路线的约束限制不大,路线平、纵、横三方面的线形很容易达到较高的技术指标,路线布设时,主要考虑如何绕避地物障碍等。路线特征:平面线形顺直,以直线为主体线形,弯道转角较小,平曲线半径较大;在纵断面上,
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