道路勘测设计课后答案第三版 12页

课后习题参考答案第二章汽车行驶特性2.1已知某条道路的滚动阻力系数为0.015,如果东风EQ-140型载重汽车装载90%时，挂IV档以30km/h的速度等速行驶，试求(1)丹=0,(2)77=1500m海拔高度上所能克服的最大坡度。解：.戶0.015,G/G，=1/0.9,负荷率取为："=90%,则海拔0m时，海拔系数歹=1.0,2=(&G/GJ=1.111海拔1500m时,海拔系数§=(1-2.26x105x1500)53=0.833,2=0.925IV档时，=—7.8757x10“1[7.036血％叭-弘)十K"可21.15◎等叽一卅小5.5322"D=PV2-vQV^W=5.699%H=0时，.1.111x5.699x102-0.015xJl-1.1112x(5.669x102)2+0.0152.……a.=arcsin；=arcsin0.0483°1+0.0152=2.77’故：i()=tana{}=4.839%同理：77=1500时，0500=2.162、故：zI500=tan少500=3.775%2.3假定某弯道的最大横向力系数为0.10,贝山(1)当A=500m,/h=5%时，允许最大车速为多少？(2)当K=80km/h,ih=—2%(反超高)时，平111|线半径至少应为多大?解；由“=127R(1)7=J127(“+.)•/?=J127x(0.10+0.05)x500=97.6km/h (2)=629.92mV2=802127(^+/；)-127x(0.10-0.02)2.4设某条道路规定的最大纵坡为5%,当汽车以80km/h的车速在半径为250m、超高横坡度为8%的平曲线上行驶时，求折减后的最人纵坡度。解：去敢=5%,K=80km/h,R=250m,zh=8%,则V1802max127x25()2023说了％课后习题参考答案第三章平面线形设计3.1某山岭区二级公路,已知起点、JD1>JD2的坐标分别为(40961.914,91066.103)、(40433.528,91250.097)、(40547.416,91870.392),并设JD1的R=150m,Ls=40m,起点桩号为K12+234.567o1)求JD1的曲线元素及主要点里程。2)计算所给平|11|线的ZH、HY、YH和HZ四个主耍点的坐标。3)推算JD2的桩号。解：1)平面线形设计XYAxAyS9起点40961.91491066.103JD】40433.52891250.097-528.386183.994559.505160。48"03"jd240547.41691810.392113.888560.295571.75378。30"37"JD,的偏角(1=78。30"37"—160。48"03"=—82。17"26"(左偏)由题意,起点桩号为:K12+234.567则JD］桩号为：K12+234.567+559.505=K12+794.072己知R=150m,厶=40m,则曲线要素为：J2/4p=r=0.44424R2384/?3rl3q=」——=19.9882240/?2、(XT=(R+“)tan-+q=151.438L=R・a+L=255.436X£=(/?+^)secy-/?=49.781丿=2卩一厶=47.440计算厶时，注意a应以弧度(翻)为单位。主点桩号为：ZH=K12+794.072一151.438=K12+642.634HY=K12+682.634QZ=K12+770.352YH=K12+858.07 HZ=K12+898.071)主点坐标为：ZH坐标：△x=151.438xcos(160。48"03"+180。)=143.015△y=151.438xsin(160。48"03"+180。)=-49.801x=40433.528+143.015=40576.543y=91250.097-49.801=91200.296HZ坐标：Zx=151.438xcos78O30"37"=30」65Ay=151.438xsin78o3037f,=148.403x=40433.528+30.165=40463.693y=91250.097+148.403=9139&500HY(YH)坐标：J54O5牙=厶_亠一=40=39.92940Z40x(V150x40)4I3I7尹=亠一一=L7766A336才HY坐标：XllY=Xzu+—•cos(&+arctan—)cos(arctan—)x兀=40576.543+39.929/cos(arctanl.766/39.929)-cos(160°48z03"-^-/180-arctanl.766/39.929)=40539.419Y1/y=YZf/+sin(4arctan—)V.ycos(arctan)x=91200.296+39.929/cos(arctan1.766/39.929)•sin(l6048"03"•兀/180-arctan1.766/39.929)=91215.104同理,YH坐标：XYU=Xn7+cos(4+180-$arctan—)cos(arctan—)xx=40463.693+39.929/cos(arctan1.766/39.929)-cos(7830z37"•^/180+-arctan1.766/39.929)=40457.480Yyh=YU7+sin(〃2+1X0—garctan—)cos(arctan—)xx=91398.500+39.929/cos(arctanl.766/39.929)-sin(7830r37"-^/180+^-arctanl.766/39.929)=91359.018QZ：x=Rsin知+g=150xsin(87.18/150+40/2x150)+19.988=118.684y=R(l—cos%i)+p=37.487^=40476.789,Y=91274.728 1)JD2桩号： JD2=JD1+571.753-J=(KI2+794.072)+571.75347.44OK13+318.385或：JD2=571.753-T+HZ=571.753-151.438+(KI2+898.07)=K13+318.385两种方法结果相同下图为采用Excel计算的结果（表中所列的逐桩坐标计算仅适用于YHZ前，YH〜HZ段盂另行计算）3.4设某二级公路设计速度为80km/h,路拱横坡为2%。（1）试求不设超高的平曲线半径及设置超高（4=8%）的极限鼓小半径（分别取0.035和0.15）。（2）3采用极限最小半径时，缓和曲线长度应为多少（路血宽超高渐变率取1/150）?解： (1)不设超高吋(反超高，/h=-2%)：7?min=K2/127(〃+%)=802/[127x(0.035-0.02)]=3359.58m,规范中取3350m。设超高时：&nin=//i27(〃+，h)=802/[127X(0.15+0.08)]=219」m,规范屮取250m。(2)粗略的计算：以内侧边缘为旋转轴：厶c=B△妙=9x(8%+2%)/(1/150)=135m以中线为旋转轴：Lc=B3p=(9/2)x(8%+2%)/(1/150)=67.50m在已有第五章超高过渡知识的情况下，应按照以下方法计算：已知设计速度80km/h,超高渐变率p=l/150,由教材P113表5・10可知，旋转轴位置为行车道内侧边缘。则：[2%-(-2%)]°」8Jx0150fxo=27m乂：厶c=108m课后习题参考答案第四章竖曲线设计4.3某条道路变坡点桩号为K25+460.00,高程为780.72.m,几=0.8%,心=5%,竖曲线半径为5000m。(1)判断凸、凹性;(2)计算竖曲线要素;(3)计算竖曲线起点、K25+400.00、K25+460.00、K25+500.00、终点的设计高程。解:d>=i]-i2=5%—0.8%=4.2%凹曲线厶=/?9=5000x4.2%=210.00mT=L/2=105.00m£=7^/2/?=1.10m竖曲线起点桩号：K25+460—T=K25+355.00设计高程:780.72-105x0.8%=779.88mK25+400：横距：x=(K25+400)一(K25+355.00)=45m竖距：力=//27?=0.20m切线高程:779.88+45x0.8%=780.2m设计高程:780.24+0.20=780.44mK25+460：变坡点处设计高程=变坡点高程+E=780.72+l.10=781.82m 竖曲线终点桩号：K25+460+T=K25+565设计高程：780.72+105x5%=785.97mK25+500：两种方法1、从竖曲线起点开始计算横距：x=(K25+500)一(K25+355.00)=145m竖距：h=x2/2R=2.10m切线高程(从竖曲线起点越过变坡点向両延伸)：779.88+145x0.8%=781.04m设计高程:781.04+2.10=783.14m2、从竖曲线终点开始计算横距：x=(K25+565)一(K25+500)=65m竖距：h=x2/2R=0.42m切线高程(从竖曲线终点反向计算)：785.97-65x5%=782.72m或从变坡点计算：780.72+(105-65)X5%=782.72m设计高程：782.72+0.42=783.14m两种方法结果相同下图为Excel计算结果 4.4某城市I级干道,其纵坡分别为6=-2.5%＞，2=+1・5%,变坡点桩号为K1+520.00,标高为429.00m,由于受地下管线和地形限制，曲线中点处的标高耍求不低于429.30m,且不高于429.40m,试确定竖曲线的半径,并计算Kl+500.00、Kl+520.00、K1+515.OO点的设计标高。解:(教材中图示有误,应将-1.5%改为+1.5%)co=i2-ix=.S%-(-2.5)%=4%妙＞0,故为凹曲线由二次抛物线型竖曲线特性知：切线长八T=L/2=Rco/2夕卜距E：E=f/2R=Rar/S曲线屮点处的设计高程为该点处切线高程加竖距，由题意竖距的取值范围为E=(429.30-429,429.40-429)=(0.30,0.40)所以：E=R^/S=(0.30,0.40), 半径的取值范围:R=(1500,2000)以/?=1800.00为例：L=人0=1800X4%=72.00m卩=厶/2=36.00m£"=W/8=1800X(4%)2/8=0.36m设计高程计算：竖曲线起点桩号为：Kl+520.00-T=Kl+520.00-36.00=Kl+484.00竖曲线起点高程：429.00+36x2.5%=429.90m竖Illi线点桩号为：Kl+520.00+T=Kl+520.00+36.00=Kl+556.00竖曲线终点高程：429.00+36X1.5%=429.54mK1+500.00处：横距x】=(K1+500.00)一(Kl+484.00)=16.00m竖距加=兀］2/2R=16?/(2x1800)=0.07m切线高程=429.90・2.5%xl6=429.50m设计高程=429.50+0.07=429.57mK1+520.00处：设计高程=429.00+0.36=429.36mKj+515.00处：横距羽=(K1+515.00)一(K1+484.00)=31.00m竖距Ai=x12/2R=312/(2x1800)=0.27m切线高程=429.90—2.5%><31=429.125m设计高程=429.375+0.27=429.39m4.5某平原微丘区二级公路，设计速度80km/h,有一处平曲线半径为250m,该段纵坡初定为5%,超高横坡为8%,请检查合成坡度，若不满足耍求时，该曲线上允许的最大纵坡度为多少？解：根据教材P74表4-10,合成坡度值应取10.5%/=+汀=丁5%2+8%—943%<10.5%,满足要求课后习题参考答案第五章横断面设计5.1某新建三级公路，设计速度7=30km/h,路面宽度B=7m,路拱/G=2%,路肩bj=0.75m,/j=3%o某平ill］线a=34°50n08，,7?=150m,As=40m,交点桩号为K7+086.42。试求ill］线上5个主点及下列桩号的路基路面宽度、横断面上的高程与设计高程之差:1)K7+030；2)K7+080；3)K7+140；4)K7+160(圆曲线上的全加宽与超高值按《规范》处理)解：已知:JD=K7+O86.42,cc=34°50"08",/?=150m,厶=40m 平曲线要素计算:=0.444U；—v.^+24R2384疋LL32240A亍=19.988q=」——=19.988L=7?-a+£=131.199E=（R+p）secy-7?=7.674J=2T_L=3Y13主点桩号计算:ZH=K7+019.234HY=K7+059.234QZ=K7+074.834YH=K7+110.433HZ=K7+150.433超高过渡及加宽计算：超高过渡采川内边轴旋转，加宽线性过渡，路基边缘为设计高程，山岭重丘区三级公路采川第一类加宽：b=0.6m,已知7h=4%,则x（）=7a/zk厶c=2/4><40=20mK7+030处:（前缓和曲线上）x=10.766bx=x/Lcb=0.16m,i内=ig=2%,i外=风/Lc-2ih—ig=0.1532%B内=3.66B外=3.50bj=0.75B内"=4.41B外"=4.25△11内=bj-ij-(bj+bx)5=0.75x3%—(0.75+0.16)x2%=0.004Ah内"=bj・ij-bj・i内=0.75x3%-0.16x2%=0.019Ah中=bj・ij+B/2・i内=0.75x3%+7.0/2x2%=0.093△h外=bj・ij+B/2・(i内+i外)=0.75x3%+3.5x(2%+0.1532%)=0.098△h外,=bj・ij+B/2・i内+(B/2+bj)・i外=0.75x3%+3.5x2%+(3.5+0.75)x0.1532%=0.099K7+080处：(圆曲线上)i内=匚外=4%B内=4.10B外=3.50B内"=4.85B外"=4.25 △11内=bj-ij-(bj+bQ5=0.75x3%—(0.75+0.16)x4%=—0.032Ah内"=bj・ij—bj・i内=0.75x3%—0.6x4%=0.002Ah中=bj・ij+B/2・i内=0.75><3%+7.0/2><4%=0.163△h外=bj・ij+B/2・(i内+i外)=0.75x3%+3.5x(4%+4%)=0.303△h外"=bj・ij+B/2・i内+(B/2+bj)・i外=0.75x3%+3.5x4%+(3.5+0.75)x4%=0.333K7+140处：(与K7+030处相似，后缓和曲线上)g=ig=2%x=10.433bx=0.165=0.0866%△h内=bj・ij—(bj+bx)i内=0.75x3%-(0.75+0.16)x2%=0.004Ah内"=bj・ij-bj・i内=0.75x3%—0.6x2%=0.019Ah屮=bj・ij+B/2・i内=0.75x3%+7.0/2><2%=0.093△h外=bj・ij+B/2・(i内+i外)=0.75><3%+3.5x(2%+0.0866%)=0.096△hX=bj・ij+B/2・i内+(B/2+bj)-i外=0.75x3%+3.5x2%+(3.5+0.75)x0.0866%=0.096K7+160处：(直线段上)Bp^=3.50B外=3.50B内"=4.25B外"=4.25Ah内=0△hf=bj・ij=0.023△h中=bj・ij+B/2・ig=0.75x3%+7.0/2x4%=0.093Ah外=0Ah外,=bj・ij=0.0235.2某双车道公路，设计速度K=60km/h,路:基宽度8.5m,路面宽度7.0m。某平曲线/?=125m,厶s=50m,(1=51。32”48"。曲线内侧屮心附近的障碍物距路基边缘3m。试检查该平曲线能否保证停车视距和超车视距？若不能保证，清除的最大宽度是多少？解：对平原微丘区，采用三类加宽：方=1.5m停车视距5T=75m，超车视距Sc=350ma=51°32"48”=0.89966rad轨迹半径：Rs=R-B/2+1.5=125-7/2+1.5=123m缓和曲线角："()=厶s/2T?=50/250=0.2rad偏移量:e=125-123=2m轨迹线圆曲线长:Lf=RsX(a-2p)=123X(0.89966-0.2X2)=61.458m轨迹线缓和曲线长：/=Cs—e0=5O—2XO・2=49.6m轨迹线曲线长:L=L"+2/=61.458+2X49.6=160.658m按停车视距控制时：L>St>D,用教材P126式5・39计算 =arctan0.175354=0.17359radcos©—20。]+sinf--^(/-/9maxsc/厶)、厶)=3.818+1.847=5.665m〃=l・5+l・5+0・75+3=6・75mAmax