1、I道路勘测设计课程设计说明书THEINSTRUCTIONBOOKLETOFTHEPATHSURVEYCURRICULUMDESIGNS姓名专业、班级道桥1204学号指导教师设计时间2014年1月16日河南理工大学HENANPOLYTECHNICUNIVERSITYII目录1设计概述111目的和要求112设计依据113公路设计概况114平面设计标准的确定215路线起讫点216沿线自然地理概况22道路参数221道路等级的确定222公路技术标准的确定223控制要素324平面设计技术指标3241圆曲线最小半径3242圆曲线最大半径4243圆曲线半径的选用4244平曲线最小长度4245缓和曲线技术要求4
2、246平曲线要素的确定5247初步设计的平曲线加桩7248曲线主点桩号计算725路线方案的拟定与比较8251两方案概述8252两方案特点比较8253两方案比选结果826道路平面设计9III261平面选线的原则927道路纵断面设计928道路横断面设计10281行车视距1029土石方量计算及调配11291土石方数量计算113设计图纸及计算说明部分1131计算说明部分（附表）1232图纸部分（附图）12致谢13参考文献14道路勘探设计课程设计说明书11设计概述11目的和要求课程设计是教学计划中的一个重要的教学环节，学生在学完教学计划所规定的课程以后进行。目的在于培养学生综合运用所学基础理论、专业知识
3、和技能包括历次的认识实习、教学实习和生产实习解决工程问题的能力。在教师的指导下，学生独立地、较系统地全面地完成一条或一段公路的初步设计。通过这一环节，可以使学生基本掌握公路设计的全过程，学会考虑问题、分析问题、解决问题的方法，进一步巩固已学课程并再探讨学习一些新的专业知识，培养学生独立工作的能力、解决实际问题的能力及查阅参考书资料与进一步熟悉、应用和理解标准、规范、手册的能力。因此，是培养工程师的不可缺少的教学环节。按照教学计划的规定，本课程设计，从下列几个方面内容进行（1）路线方案的拟定与比选；（2）道路的线型设计包括平、纵、横；3电子计算机在公路设计中的应用（要求用纬地破解版）。设计中学生
4、应根据所调查的资料经过认真的分析，提出创造性的设计构思，在详细计算与设计的基础上，全面地分析线形的质量，在必要的调整及修改设计后，绘出全部设计图纸。同时对各部份要求分别编写说明书，最后誊清定稿。工程图纸作为工程师的语言，可用以表达设计的成果。计算书及文字说明则是完成图纸的必要手段和表达的补充。12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专业道路勘测设计指导书。13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15年设计车速30KM/小时道路勘探设计课程设计说明书214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、设计。设计车速为
5、30公里/小时，路基双幅两车道，宽85米。2、设计执行的部颁标准、规范有公路路线设计规范JTGD202006公路工程技术标准JTGB012003公路路基设计规范JTGD30200415路线起讫点比例尺12000；公路等级三级；起点桩号K0000，坐标终点桩号K0750562坐标起点高程326742米，坐标终点高程337486米。16沿线自然地理概况此地区路线位于山区，弯多坡陡、工程量大，并且要经过农田、河流和村庄，由于受山岭区地形、水文、地质、气候等因素的影响，道路平、纵、横都受限制，施工困难极大。2道路参数21道路等级的确定根据所给资料，参照公路工程技术标准JTGB012003（以下简称标准
6、）、公路路线设计规范JTGD202006（以下简称路线规范）、公路路基设计规范JTGD302004（以下简称路基规范）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30KM/小时，路基单幅双车道，宽85米。设计使用年限15年。22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30KM/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。查公路工程技术标准得小客车和中型载重汽车折算系数如下道路勘探设计课程设计说明书3表2汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数
7、小客车10中型车15大型车20托挂车30交通增长率6道路必经点无要求23控制要素（1）道勘三级（2）设计车速30KM/小时。24平面设计技术指标241圆曲线最小半径1极限最小半径一般最小半径3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241所示表241圆曲线半径要求技术指标三级公路一般最小半径M65极限最小半径M30不设超高最小半径M路拱02350路拱02450道路勘探设计课程设计说明书4242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
8、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。243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300米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。244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。245缓和曲线技术要求缓和
9、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。表245交点半径M缓和曲线长MJD13002021JD23002023平面设计计算有关内容及计算公式道路勘探设计课程设计说明书51、交点间距、坐标方位角及转角值的计算设起点坐标为,000YXJD，第I个交点坐标为NIYXJDIII,3,2,1,，则1122IIIIXXXYYYLXY坐标增量交点间距象限角ARCTG0,00
10、,01800,YXXYFWXYFWXY计算方位角当时当时当101800,0360IIIFWXYFWAA时当时转角“II当为时路线右偏,当为时路线左偏246平曲线要素的确定5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1272HIVR式中V行车速度（KM/H）横向力系数；HI超高横坡度。6主点桩号的计算直线上中桩坐标计算设交点坐标为,YXJD，交点相邻两直线方位角分别为21FWFW和，则11COS180SIN180ZHHZZHXXTFWHZYYTFW点坐标点坐标设直线上加桩里程为L，ZH，HZ为曲线起点、终点里程，则前直线上任意点坐标为道路勘探设计课程设计说明书611COS180SIN18
11、0XXTZHLFWYYTZHLFW后直线上任意点的坐标为22COSSINXXTLHZFWYYTLHZFW单曲线内中桩坐标计算曲线上任意一点的切线横距为52240SLXLRL式中L缓和曲线上任意点到HZZH或点的曲线长；SL缓和曲线长度。第一缓和曲线（HYZH）上任意点坐标21221230COS30COS30SIN30COSZHSSZHSSXLXXFWRLLRLXLYYFWRLLRL式中转角符号，右偏时为“”，左偏时为“”。圆曲线内任意点坐标（YHHY）1190902SINCOS90902SINSINSHYSHYLLLXXRFWRRLLLYYRFWRR式中L圆曲线上任意点至HY点的曲线长；转角符
12、号，右偏时为“”，左偏时为“”。道路勘探设计课程设计说明书7第二缓和曲线（YHHZ）内任意点坐标22222230COS18030COS30SIN18030COSHZSSHZSSXLXXFWRLLRLXLYYFWRLLRL式中L第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。2、曲线要素计算2243M2240M242688TGM2SSSSSLLQRLLPRRTRPQLYRL2SEC22SLLYLERPRJTL247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。248曲线主点桩号计算计算结果详见附表“直
13、线曲线及转角表”。道路勘探设计课程设计说明书825路线方案的拟定与比较根据给定的等高线地形图，采用纸上定线的方法研究路线的可能方案，并经过比较论证确定最后路线方案。山区路线依行经地区的地貌地质和地形特征，可能有越岭线、山坡线、沿溪线和山脊线，此时可根据地形图研究可能的路线布局型式。山区公路的选线一段应按1全面布局；2逐段安排路线；3具体定线三个步骤进行。本路段设计时，根据地形地貌等情况，经过筛选后得到两个方案（方案1和方案2），经过进一步方案比选后，选择方案1为最后设计方案。比选过程如下251两方案概述方案1（即既定方案）选择路线为沿河自然布线至终点。方案2（比选方案）穿过河流，起伏严重，施工
14、难度大。252两方案特点比较方案1的优点方案1路线不经过河流，不需要进行建设桥梁，路线较直，长度较短。方案1的缺点因为经过的是山区，为了保持路基填土最小安全高度，不可避免的会有大的填方量，占用的田地面积较大，施工较困难。方案2的优点施工简单，路段造价较低，接近村庄，便于出行。方案2的缺点经过河流，需要建设桥梁，费用高，施工难度大；且坡陡弯多，施工速度较慢；挖方量大，占用土地量大。路线沿线地面高差较大，道路坡度较大，纵断面不理想。253两方案比选结果综合比较以上两方案各自的优缺点，最终选择方案1为最终设计方案。道路勘探设计课程设计说明书926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，
15、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08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。261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
16、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。27道路纵断面设
17、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。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。道路勘探设计课程设计说明书10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
18、长度相同。28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。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
19、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。281行车视距行车视距是否充分，直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
20、距。道路勘探设计课程设计说明书11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30M，超车视距SC一般值取150M，低限值取150M。29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025M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
21、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291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12212,VFFLVF331式中体积，即土石方数量（M）F分别为相邻两断面的面积（ML相邻断面之间的距离（M）计算结果详见附表路基土石方数量计算及调配3设计图纸及计算说明部分道路勘探设计课程设计说明书1231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、路基设计表；附表4、路基土石方数
22、量计算及调配（路基土石方数量表）；附表5、主要技术经济指标表；32图纸部分（附图）附图1、道路路线方案图12000附图2、道路纵断面图横向1400竖向12500附图3、道路横断面1400道路勘探设计课程设计说明书13道路勘探设计课程设计说明书14参考文献1交通部公路工程技术标准（JTJB012003），北京人民交通出版社，2004年2交通部公路路线设计规范（JTGD202006）,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，2009年6维地道路设计系统说明书7杨少伟道路勘测设计（第3版）北京人民交通出版社,20098中华人民共和国行业标准公路路线设计规范（JTGD202006）北京人民交通出版社,20069中华人民共和国行业标准公路工程技术标准（JTGB012003）北京人民交通出版社,200410中华人民共和国行业标准公路路基设计规范（JTGD302004）北京人民交通出版社,2004
