道路勘测课程设计(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上道路勘测设计课程设计说明书Road survey and designdesign specification作 者 姓 名： 专业、班级 ： 学 号 ： 指 导 教 师： 设 计 时 间： 河 南 理 工 大 学Henan Polytechnic University 1 设计概述1.1目的和要求本课程设计是在学生学完道路勘测设计及相关专业后进行的一次综合性训练，既有助于巩固所学的专业知识，培养独立设计的能力，提高综合运用知识的能力，也为以后的毕业设计打好基础。根据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，完成土石方计算与调配，编制直线、曲线及转角一览表，路

2、基设计表，路基土石方数量计算表；进行路面结构类型选择，并确定各结构层的合理厚度。包括路线方案的选择，路线平面设计、纵断面设计、横断面设计。根据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，编制逐桩坐标表，直线、曲线及转角一览表。1.2设计依据根据河南理工大学土木工程学院道路与桥梁工程方向道路勘测设计指导书。1.3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20003000辆。设计车速：30km/小时1.4平面设计标准的确定根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为30公里/小时，宽路基双幅两车道，宽7.0米，非机动车道2.5米，路肩1.5米。路拱坡度2%

3、，路肩坡度3%。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路线基本资料比例尺采用1：2000；根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为40公里/小时，路基双幅两车道，宽8.50米。起点桩号K0+000，坐标终点桩号K0+702.594；坐标起点高程：（360.51）米，终点高程：（404.38）米。1.6、沿线自然地理概况本段属于山岭区路段，该路段地形复杂，城镇布局疏散，周围有农田，并且路段穿过一条的河流。1.7、总体设计原则根据公路工程技术标准（JTG B01-

4、2003）的要求，交通量的预测情况及公路的使用功能，确定总体设计原则如下：采用的技术标准必须满足公路的使用任务、功能和远景交通量的需要。避免不必要的浪费，项目建设时应适当超前考虑。尽量利用老路及山地，以降低造价。 尽量选择高差较低的地段修路，减小工程量和土石开挖量，减小造价。沿线的中小城镇采取“离而不远，近而不进”的原则，通过人口稠密地区时，在现有详细调查资料基础上，进行了多方案比较，尽可能减少房屋的拆迁量。除考虑房屋拆迁外，对管线的避让和动迁在初步设计选线时也进行了重点考虑。2 平面设计设计参数2.1 控制要素（1）道勘：三级（2）设计车服务车速：40km/小时。2.2平面设计技术指标2.2

5、.1圆曲线最小半径 极限最小半径60一般最小半径100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2.21所示表2.1 圆曲线半径要求 技术指标三级公路一般最小半径 (m)100极限最小半径 (m)60不设超高最小半径(m)路拱600路拱8002.2.2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。2.2.3圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线

6、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4000米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。2.2.4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。2.2.5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：离心加速度变化率不过大;控制超高附加纵坡不过陡; 控制行驶时间不过短; 符合视觉要求;一般情况下

7、，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。平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为，第个交点坐标为，则：（2.1）2.2.6 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20米加桩，曲线段也为20米加桩。2.2.7 曲线主点桩号计算计算结果详见逐桩坐标表2.3 路线方案的拟定与比较(1) 道路选线就是根据路线的基本走向和技术标准，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。(2) 选线是道路路线形设计

8、的重要环节，选线的好坏直接影响着道路的使用质量和工程造价。选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作2.4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，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

9、得视距的保证。2.4.1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，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

10、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。（5）选线时应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.4.2、方案比较原则路线方案比较可分为质的比较和量的比较两个方面。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

11、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。(3) 沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件对道路的影响；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、养护的影响等。(4) 路线与沿线历史文物、革命史迹、旅行风景区等的联系。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

12、指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，精心选择、反复比较，才能提出合理的推荐方案。2.4.3、选线方法 选定道路中线的位置按具体作法不同可分为实地选线、纸上选线和自动化选线三种。(1)实地选线实地选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘察测量，经过反复比较，直接选定路线的方法。该方法的优点是工作简便、符合实际；在实地容易掌握地质、地形、地物等情况，选出的方案切实可靠；一般情况下不需要大比例尺地形图。缺点是野外的工作量很大，体力劳动强度高；野外测设工作受气候和季节的影响大。同时，由于视野的局限性，加上地形、地物的影响，使路线的整体布局存在一定的片面性和局限性。适用范围：实地选

13、线往往用于等级较低、方案比较明确的公路。(2)纸上选线纸上选线是在已经测得的地形图上，进行路线布局和方案比选，从而在纸上确定路线，再到实地放线的选线方法。这种方法的优点是野外工作量较小、测设速度快；测设和定线不受自然因素干扰；能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质等条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素，使所选定的路线更为合理。缺点是纸上定线必须要有大比例尺的地形图。地形图的测设需要较大的工作量和较多的设备。适用范围：纸上选线多用于等级较高和地形、地物复杂的道路。(3) 自动化选线随着航测技术和电子计算机技术的迅速发展，产生了将航测和电算相结合的自动化选线方法。自动化选线的基本作法是：先用航测方

14、法测得航测图片，再根据地形信息建立数字地形模型（即数字化的地形资料），把选线设计的要求转化为数学模型，将设计数据输入计算机，由计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较和优化，最后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表输出。自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做作大量而又繁重的计算、绘图、分析比较工作，这样能使选择的路线方案更加合理，而且节省了人力、物力和时间，成为今后道路选线的发展方向。2.4.4、选线的步骤一条路线的选定是一项研究范围由大到小、工作深度由粗到细、工作方法由轮廓到具体，逐步深入的工作。一般要经过以下三个步骤(1)全面布局全面布局是解决路线基本走向的工作。就是根据公路的技

15、术等级、及其在公路网中的作用，结合地形地物条件，在路线的起、终点及中间必须通过的控制点间寻找可能通行的“路线带”，并进而确定一些大的控制点，将其连接起来，即形成路线的基本走向。 路线布局是关系到公路质量的根本性问题。因此，在选线中首先应着眼于总体布局工作，解决好基本走向问题。全面布局是通过路线视察、经过方案比较来解决的。(2)逐段安排逐段安排是在路线基本走向已经确定的基础上，再进一步加密控制点，解决路线局部方案的工作。即在大控制点间，结合地形、地质、水文、气候等条件，逐段定出中、小的控制点。逐段安排路线是通过踏勘测量或详测前的路线察看来解决的。(3)具体定线在所有的控制点间，根据技术标准、结合

16、自然条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置的工作。这是一步更深入、更细致、更具体的工作。具体定线在详测时完成。2.5 平面设计方案的确定2.5.1 方案制定、分析与选定 地形分析设计一条三级公路，设计时速40km/h。三级公路的主要功能是作为集散公路，为主干线公路与地方公路的连接，汇集地方交通、疏散干线交通，宜于城镇相连或接近，方便地方交通。从地形图上看，该地地处山岭地带，地势复杂，地势不均衡，周围高山峻岭，分布连续。山体之间是山谷地带，有河流纵横，有梯田林地分布，居民点位于山脚，周围有山岭环绕。根据地形与路线设计等级，必须利用地形与工程概算综合考虑。若走越岭线，路

17、线中间控制点由西向东方向选择。由于山包或沟壑的影响，路线必须经过大填大挖才能顺利展线总之，走越岭线工程量大、困难，不能与居民点有效结合发挥路线功能，成本较高。方案制定通过对地形情况的分析，基本确定路线走山谷有利，路线可以与居民点有效结合。走山谷线，地势较为平坦，所需考虑的最大问题是占用农田，并处理好道路与居民区、河流林地的位置关系，既要利民又要利于农业生产，又要利于路线的施工。根据综合比较，选定两条路线方案：一个靠近山谷，位于河流北边。一个选靠近山谷以南居民点，每个方案都有利有弊。方案一：为了接近居民点和少占农田，设计方案一。方案一的原则为多走山边线，少占农田，尽量减少开挖。在交点1点设置拐弯

18、，向居民点靠近。农田之间有高差，占田必不可少，尽量选用高差不大的路线，要和居民点保持适当距离。有河流需要穿过，要与河流保持适当距离。路线在向前延展的过程中，会遇到高差起伏的地形，设计时注意填与挖的关系，方便填与挖的调配，减小施工量。无过大山体，不会触动山体导致滑坡。大多路线视距较好，有利于驾驶。方案二：此方案是为了少占农田而设计的路线。河谷两边地形较好，农田较多，南边居民点分布较多，穿河过河较多。路线第一次拐弯后就穿过居民点，然后直接穿越河流，一直经过另一居民点。由于地势较为平坦，填挖较小，视距较易满足。但是过多的穿越居民点拆迁不利，所以方案不易执行。2.5.2 方案比较方案一的优点，发挥了公

19、路的集散功能，方便居民而不扰民。采用尽可能沿山边布线，占田毁林少，尽可能不影响农业生产，各线性符合平面设计要求。多数路段视线良好，视野较开阔。 缺点：地势起伏较大，有些地方纵断面不理想。有较大的开挖，土方量不少，工程量有些大，造价较高，且占用了部分农田。方案二优点，路线直接穿过居民区，更方便了居民。视野开阔，视线通畅，驾驶时视觉感觉良好，路线性近视高差较小。缺点：最大的缺点是拆迁较多，拆迁工作困难，并且穿越河流。经过综合比较各方案优缺点，方案一已较为理想，选用此方案为最终方案。3道路纵断面设计纵断面设计线的标高是指路基边缘标高，高速公路则指分隔带外侧边缘的标高，对于改建公路则指路面中心线的标高

20、。 纵断面设计线的确定包括：纵坡度的选定、坡长的限定以及竖曲线半径的拟定。为了满足行车和排水要求，道路应有最大纵坡和最小纵坡的限制。坡长限制应有利于行车平顺，尽量减少纵断面上的转坡点和设置大半径的竖曲线，坡长应注意做到：缓坡宜长、陡坡宜短。纵断面设计线拟定前，应先确定标高控制点（如桥涵标高、最小填土高度、最大挖方深度、交叉口标高等)。对于山区公路横断面依据地面线试定合宜的填挖高度，试定拉坡，然后按照“标准”规定确定纵坡度及其长度，并拟定竖曲线。纵断面设计长度与平面设计的长度相同。由标准可知，三级公路最大纵坡为7%最小纵坡为0.3%最小坡长为120m 三级公路坡长限制 （设计速度40km/h）

21、坡度345678910坡长11009007005003002003.1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(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

22、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。3.2平、纵组合的基本要求 (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0.53.3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

23、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

24、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

25、，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2)竖曲线标高计算：设计标高=坡线标高y3)施工标高计算：施工标高=设计标高地面标高4道路横断面设计4.1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、

26、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。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

27、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。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

28、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。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

29、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。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

30、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行车视距行车视距可分为：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。对于山岭区三级公路，停车视距S

31、t取40 m，超车视距Sc一般值取200m，低限值取150m。5设计图纸及计算说明部分5.1计算说明部分及图纸部分（附图、附表）附图5.1 道路平面设计图比例 1:2000（共1张）附图5.2 道路纵断面图 比例 横向1:2000 三竖向1:200（共1张）附图5.3 道路横断面 比例 1:200（共1张）附表5.1 直线、曲线及转角一览表（共1张）附表5.2 逐桩坐标表（共1张）附表5.3 路基土石方数量计算表（共2张） 6、主要参考书目1. 交通部公路工程技术标准（JTJB01-2003），北京：人民交通出版社，2004年2. 交通部公路路线设计规范（JTG D202006）,北京：人民交通出版社，2006年3.路线(公路设计手册),北京：人民交通出版社,1995年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. 纬地道路设计系统说明书。 专心-专注-专业