《道路勘测设计》课程设计说明书.doc

1、 目 录1 设计总说明11.1目的和要求：11.2设计依据：11.3公路设计概况：11.4平面设计标准的确定11.5路线起讫点22 道路参数32.1 道路等级的确定32.2 公路技术标准的确定32.3 控制要素42.4平面设计技术指标42.4.1圆曲线最小半径42.4.2圆曲线最大半径52.4.3圆曲线半径的选用52.4.4平曲线最小长度52.4.5缓和曲线技术要求52.4.6平曲线要素的确定62.4.7初步设计的平曲线加桩82.4.8曲线主点桩号计算82.6道路平面设计112.6.1平面选线的原则：122.7道路纵断面设计122.7.1、纵坡设计的一般要求122.7.2、最大纵坡132.7.

2、3、最小纵坡142.7.4、坡长限制142.7.5、平、纵组合的设计原则152.7.6、平、纵组合的基本要求152.7.7、纵面线形设计中应注意避免的组合：162.8道路横断面设计162.8.1行车视距172.9土石方量计算及调配172.9.1土石方数量计算183 设计图纸及计算说明部分193.1计算说明部分（附表）193.2图纸部分（附图）19致 谢20参 考 文 献21- I -平原微丘三级新建公路设计方案1 设计总说明1.1设计目的：通过课程设计，使学生能及时运用所学习的专业知识熟悉路线设计的步骤和方法。进一步巩固和加深对勘测设计原理的理解；学会正确运用标准和相关规范。培养学生的分析问题

3、、解决问题和独立设计的能力，使所学的知识系统化。从而为毕业实习和设计打下基础。1.2设计依据：1、课程设计任务书。 2、任务书规定的公路等级与等级相应的公路工程有关设计技术标准、规范。以及其它相关参考资料，参考资料时应注意，参照的数据、结构、尺寸等必须与所设计的内容和要求相结合或接近，不能生搬硬套。 3、设计任务书提供的外业测设资料。一、工程名称、公路等级省道214线甸渡路。二级公路（山岭重丘区），计算行车速度40Km/h。五、沿线土壤地质与水文地质情况路线所经地区，地表主要覆盖粘性土，呈密实状态。地表覆盖层在3.5米左右，下层为风化的岩石，根据施工时开挖的难易程度，土层中：K0+000K1+

4、500，20%按普通土考虑，80%计入硬土中，其余路段，40%按普通土考虑，60%计入硬土中；岩石：按风化岩石考虑，90%为次坚石，10%为坚石。 本地区底下水位标高为32.62米，K1+380K1+780属淹水路段，设计洪水位标高33.20米。 六、控制点 1. 起点：设计标高 38.837m，纵坡 0.32%。 2. 中桥：K2+500，控制标高37.2m。 3. 终点：设计标高35.50m1.3公路设计概况：公路等级：三级公路 交通量：平均昼夜交通量为25004500辆 设计年限：10年设计车速：40km/小时1.4平面设计标准的确定1、根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、

5、设计。设计车速为40公里/小时，路基双幅两车道，宽8.5米。2、设计执行的部颁标准、规范有：公路工程技术标准JTGB01-2003公路路线设计规范JTGD20-2006公路路基设计规范JTGD30-20041.5路线起讫点地形图比例尺：1：2000；公路等级：三级；起点桩号K0+000，坐标终点桩号K0+568.359，坐标起点高程：470米，终点高程：450米。2 道路参数2.1 道路等级的确定根据所给资料，参照公路工程技术标准JTGB01-2003（以下简称标准）、公路路线设计规范JTGD20-2006（以下简称路线规范）确定路线的设计等级，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为4

6、0Km/小时，路基单幅双车道，宽8.5米。设计使用年限10年。2.2 公路技术标准的确定本路段按三级公路标准测设，设计车速40KM/h，测设中在满足公路路线设计规范及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。经调查该地区近期交通量资料如下：表2. 1 交通量资料车型分类代表车型 数量(辆/日)小客车桑塔纳30002500中客车东风EQ140500大客车江淮HF352500轻型货车成都CD130400中货车解放CA50500大货车黄河JN150400拖挂车五十铃EXR181500查公路工程技术标准得小客车

7、和中型载重汽车折算系数如下：表2.2汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小型车1.0中型车1.5大型车2.0托挂车3.0交通增长率：=5%道路必经点：无要求2.3 控制要素（1）道路等级：三级（2）设计车服务车速：40km/min。2.4平面设计技术指标2.4.1圆曲线最小半径 极限最小半径一般最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此规范规定了一般最小半径。不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。圆曲线半径要求如表2.41所示表2.3 圆曲线半径要求 技术指标平原微丘区三级公路一般最小半径 (m) 100极限最小半径 (m) 60

8、不设超高最小半径(m)路拱600路拱8002.4.2圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。2.4.3圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，最大半径为200米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。2.4.4平曲线最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线

9、组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。2.4.5缓和曲线技术要求缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1) 离心加速度变化率不过大;(2) 控制超高附加纵坡不过陡;(3) 控制行驶时间不过短;(4) 符合视觉要求;因此，规范规定：平原微丘区三级公路缓和曲线最小长度为40m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。如表2.4所示为平面交点相关参数。表2.4交点半径(m)缓和曲线长(m)JD1854545JD21004545平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标

10、方位角及转角值的计算：设起点坐标为，第个交点坐标为，则：2.4.6平曲线要素的确定(1) 圆曲线要素及其计算 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得： 式中：V-行车速度（km/h）; -横向力系数； -超高横坡度。(2) 主点桩号的计算 直线上中桩坐标计算：设交点坐标为，交点相邻两直线方位角分别为， 则： 设直线上加桩里程为，为曲线起点、终点里程，则前直线上任意点坐标为：后直线上任意点的坐标为：单曲线内中桩坐标计算： 曲线上任意一点的切线横距为： 式中：缓和曲线上任意点到点的曲线长； 缓和曲线长度。第一缓和曲线（）上任意点坐标 式中：转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。 圆曲线内任意点坐

11、标（）： 式中：圆曲线上任意点至点的曲线长； 转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。 第二缓和曲线（）内任意点坐标： 式中：第二缓和曲线内任意点至点的曲线长。(2)、曲线要素计算：2.4.7初步设计的平曲线加桩在路线选定和曲线计算完成之后，要将路线加桩，直线段为100米加桩，曲线段为20米加桩。由于采用软件进行上述工作，本设计为20米加桩。2.4.8曲线主点桩号计算计算结果详见附表 “直线、曲线转角表”。2.6道路平面设计根据小比例尺等高线地形图所确定的路线方案，即可在较大比例尺的等高线地形图上进行详细的精确定线，此时可按交角点的偏角，结合地形地物确定平曲线半径及其要素，鉴于时间所限，

12、平面设计长度可取1公里。直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和曲线最小长度、缓和段长度的规定等均应从行车安全视觉舒顺出发满足要求并通过计算分析确定。平面线形的桩距应按照规定并对地物及地形变化给予加桩。曲线段的设置影响平面视距，此时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得视距的保证。2.6.1平面选线的原则：(1)、在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。(2)、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，

13、应尽可能的采用较高的技术指标。不轻易采用极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过分增大。(3)、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。(4)、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。2.7道路纵断面设计沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面。路线纵断面一般情况下是一条在竖向上有起伏的空间线形

14、。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然条件以及工程经济性等，确定纵面线形的竖向位置与形状， 以便达到行车安全、迅速、经济与舒适的目的2.7.1、纵坡设计的一般要求(1)纵坡设计必须满足标准中的各项规定与要求。(2)为保证车辆能以一定速度安全、顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用规范中的极限纵坡值，并留有一定的余地。 (3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑，并根据需要采取适当的技术措施，以保证道路的稳定与通畅。(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量，以降低工程造价和节省用地。(5)山岭

15、重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡，尽量使挖方作为就近路段的填方，以减少借方和废方；平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求，以保证路基的稳定性。(6)高速公路和一级公路，应考虑通道、农田水利等方面的要求；低等级公路，应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。2.7.2、最大纵坡(1)概念最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在山岭重丘区，它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成本等。(2)最大纵坡的影响因素各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营

16、经济等因素，通过全面考虑，综合分析而确定的.各级公路最大纵坡的规定见表2.5所示表 2.5 各级公路最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）34567892.7.3、最小纵坡挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。注：干旱少雨地区的最小纵坡可不受此限制。2.7.4、坡长限制根据希望速度V1和容许速度V2，可以得出对应于V1的“理想的最大纵坡”i1和对应于V2的“不限长度的最大纵坡”i2。（1）小于i1 的纵

17、坡称为缓坡，汽车在缓坡上可以加速行驶；（2）大于i1的纵坡称之为陡坡。1)当 ii2的纵坡，汽车在其上行驶时，设初速为V1，则终速不会低于V2；2)当 ii2的纵坡，应对其长度进行限制。a.最小坡长限制 最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。标准,城规规定，各级道路最小坡长应按表2.6选用。注：在平面交叉口、立体交叉的匝道以及过水路面地段，最小坡长可不受此限。表2.6 最小坡长限制设计速度（km/h）1201008060403020最短坡长（m）30025020015012010060b.最大坡长限制 道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶的影响很大。纵坡越陡，坡长越长，

18、对行车影响也将越大。所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。标准规定的最大坡长见下表2.7表 2.7 各级公路纵坡长度限制 （m）设计速度（km/h）1201008060403020 坡度%390010001100120047008009001000110011001200560070080090090010006500600700700800750050060083003004009200300102002.7.5、平、纵组合的设计原则(1)应保持线形在视觉上连续性，能自然地引导驾驶员的视线，使之在高速行驶的情况下，能安全舒适的行车。道路线形不应使驾

19、驶员感到茫然、迷惑或判断失误。为此，要避免在视线所及的路段内，出现转折、错位、突变、遮断等不好的线形。(2)保持平、纵线形的技术指标大小均衡，使线形在视觉和心理方面保持协调。在保证有足够视距的前提下，对于高速公路、一级公路、平原区二级公路，驾驶员在任意点上所能看到前方平面线形弯曲一般不应超过两个、纵面起伏不应超过三个。(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。设计时要注意纵坡不要接近水平状态；同时，应避免形成合成坡度过大的线形。(4)注意与道路周围自然环境和景观的配合。(5)良好的组合可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度；适宜的景观设计还能起到诱导视线的作用。2.7.6、平、纵组合的基

20、本要求 (1)平包竖 。(2)平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好；错开不超过平曲线的1/4 时较好，超过其 1/4时很差；竖曲线起终点分别置于两条缓和曲线上。(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%。2.7.7、纵面线形设计中应注意避免的组合：(1)除V40km/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

21、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。2.8道路横断面设计道路横断面设计的基本要求：(1)公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时，应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。 (2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。 (3)整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等

22、。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于1100。 (4)整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。按照平纵断面的设计，可取其中l公里左右做横断面设计，该段范围内所有桩号的横断面地面线，除规定的路基路面宽度外应照各桩断面的地形质情况确定边坡度、边沟形状尺寸，绘出横断面的设计线(即“戴帽子”)，绘出各桩号的横断面图。路拱的型式应按道路等级、性质及道路宽度，采用直线横坡或方程式不同的路拱(横坡)曲线。高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外，应按规定计算或参照标准图设计。2.8.1行车视距行车视距是否充分，直

23、接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。行车视距可分为：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。规范规定，三级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。对于平原微丘区三级公路，停车视距St取40 m，超车视距Sc一般值取200m，低限值取150m。2.9土石方量计算及调配横断面设计完后，就要计算各桩号的土石方量。表面0.25m为腐植土，不能利用，所以单独计算。在进行土石方调运时，注意以下几点：(1) 首先考虑本桩利用。(2) 尽可能避免和减少上坡运土。当运距超过500m时，考虑采

24、用外借的方式。土石方调配，首先按教材所述要求，将有关数据计算出，然后在路基土石方数量计算表上进行图示法调配，调配中要用公式：填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余进行闭合核实，调配完成要进行闭合验算，公式为：填缺=远运利用+借方挖余=远运利用+废方2.9.1土石方数量计算若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为：计算结果详见附表路基土石方数量计算表3 设计图纸及计算说明部分3.1计算说明部分（附表）附表1、平面计算（直线、曲线和转角表）；附表2、纵断面计算（设计标高、竖曲线各要素等）；附表3、路基土石方数量计算及调配（路基土石方数量表）；附

25、表4、路基设计表3.2图纸部分（附图）附图1、道路路线方案图；附图2、道路平面设计图 1:2 000附图3、道路纵断面图 横向1:2000 竖向1:100附图4、道路横断面 1:200 致 谢敬爱的魏老师,在这学期刚开始的时候，您就带领我们进行了我们专业的认识实习，在实习过程中魏老师和大家就像兄弟姐妹一样，对大家和蔼可亲，让我们对我们专业有了更深的认识，对于这次的课程设计产生了积极的作用，但是随着专业知识的加深，慢慢对专业知识有了更深的认识，这段时间开始公路设计的时候，里面有许多很重要的东西需要复习加固，于是自己也去翻了一下与我们道路设计相关的书籍。这学期您又带领我们一起学习了道路勘测设计这门

26、重要的专业课，我曾经问过您好些关于国道的一些路面构造物，还有关于路堑路堤的问题，正是由于魏老师您的认真严谨，我才懂得了其中的奥妙，我非常感谢您在这半年里对我们的谆谆教诲,您为人淳朴,工作勤恳,讲课认真严谨.在您身上我不仅学到了很多专业知识还学到了很多人生道理.当然通过道路勘测设计这门课程，我掌握了许多有关知识,如:公路的选线.定线,纵断面设计,横断面设计,平面设计，选线与总体设计，道路平面交叉设计等等,这些知识都将使我终身受益。 在这次课程设计当中,魏老师对我的帮助和指导是极大的 ,可以说没有魏老师就不会有我这次设计,因为好多关于道路设计的东西还有有相关软件的使用都不太会，在老师的指导下我才学

27、会了道路设计的各个步骤，并熟练操作纬地三维道路辅助设计系统，虽然我的设计当中还存在着弊端,但我相信,在魏老师的帮助和自己的努力下我会不断的取得更好的成绩。在这次设计中同时也感谢给我帮助的同学们，有了他们的耐心讲解才有了我这次设计的设计成果，我相信这次设计带给我的经验在我以后工作中会起到很大的作用，再次向魏老师表示深深的谢意！参 考 文 献1. 交通部公路工程技术标准（JTJB01-2003），北京：人民交通出版社，20042. 交通部公路路线设计规范（JTG D202006）,北京：人民交通出版社，20063 交通部公路工程勘测规程（JTJ0611999），北京：人民交通出版社，1999;4. 公路勘测设计 张雨化主编,北京：人民交通出版社,1996年5.道路勘测设计 杨少伟主编，北京：人民交通出版社，2004年6. 维地道路设计系统说明书。7.路基路面工程 邓学均主编，北京：人民交通出版社，2008年8. 吴夯CARD/1使用教程兰州大学出版社 2000.6；9. 周蔚吾公路平面交叉优化设计北京：知识产权出版社，2006；10. 许金良主编 公路CAD技术，人民交通出版社，199911.路线(公路设计手册),北京：人民交通出版社,1995年