道路勘测设计课程设计.docx
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道路勘测设计课程设计
道路勘测设计课程设计任务书
1目的与任务
3目的：
了解线路设计的内容及过程，培养同学的内业设计能力，进行道路设计内业的初步训练。
4任务：
综合运用道路线形设计知识，完成1公里左右的道路设计；
5设计要求
1、内容齐全，图纸布局合理，标注正确，线条清晰，字迹工整；
2、设计及计算要求正确、说明书文理通顺，层次分明、书写整洁，设计内容符合现行技术标准、规范的要求；
3、将任务书、计算书及设计图纸订成一册，按时上交指导老师审核。
3、设计资料
●项目名称：
广西某二级公路设计
●沿线自然地理概况
该地属亚热带温润气候，四季分明，冬暖夏热，年平均气温在17-18.8摄氏度。
极端最高气温43摄氏度，极端最低气温-3.8摄氏度。
年平均降水1032毫米，年平均雾日50天，平均风速1.75米/秒。
本地区地震烈度为
度。
山坡地段上覆1-3米粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，呈互层状产出；水田淤泥0.5米，其下2~5米黏土。
●交通量分布状况及公路功能
根据当地交通需求及公路规划，拟于2007年修建一条山区二级公路，2008年建成通车，所测得现有（2006年）相关道路交通量（年平均年小时交通量）如下：
车型
拖挂车
大客车
小客车
大货车
中货车
小货车
数量
4
20
30
20
15
20
注：
表中数量为绝对数量，年增长率γ=5%
●地形图（1:
2000）
四、设计标准及规范
1、《公路工程级数标准》JTIB0-2003
2、《路线设计标准》2006
3、《道路工程制图标准》GBS0162-92
五、应提交的成果（按装订顺序）
（一）、封面、目录、任务书
（二）、设计说明书
（三）、路线平面设计图
（四）、路线纵断面设计图
（五）、路基横断面设计图（含防护工程）
（六）、道路标准横断面设计图
（七）、直线、曲线及转角一览表
（八）、路基设计表
（九）、土石方工程数量表
（十）、设计依据
六、装订要求
1.采用院系课程统一设计封面
2.说明书采用A4纸书写
城市建设学院
2013.4.20
绪论
一、概述
（一）、任务依据
根据湖北工程学院城市建设学院《道路勘测设计任务书》。
（二）、设计标准
1．根据设计任务书要求，本路段按山丘二级级公路技术标准勘察、设计。
设计车速为60公里/小时，路基双幅两车道，宽12.0米。
2．设计执行的行业标准、技术规范有：
中华人民共和国交通部《公路工程技术标准》JTGB01-2003
中华人民共和国交通部《公路路线设计规范》JTGD20-2006
中华人民共和国交通部《道路工程制图标准》GBS0162-92
３．设计理论及方法参考的主要文献
潘宝峰曹春阳《道路勘测设计》大连理工大学出版社，2010年5月
刘文生《道路勘测设计》北京大学出版社2012年9月
（三）、路线起讫点
本路段起点A：
K0＋000，终点B：
K0＋918为，全长918m。
（四）、沿线自然地理概况
该工程整个地形、地貌特征平坦，地形起伏不大，最高海拔高为146.0米，河谷海拔高为135.0米，总体高差在11.0米左右。
（五）、沿线筑路材料等建设条件
沿线地方材料有：
碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等。
其他材料如沥青、水泥、矿粉需到外地采购。
二、路线技术指标
（一）、本路段按二级公路标准测设，设计车速60km/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。
路线测设里程全长0.918公里，主要技术指标采用情况如下：
平曲线个数（个） 3
平均每公里交点个数（个） 3
平曲线最小半径（米/个） 205/1
平曲线占路线长（%） 65
直线最大长（米） 120
变坡点个数（个） 1
平均每公里变坡次数（次） 1
最大纵坡（%） 3.75
最短坡长（米/处） 400
凸型竖曲线最小半径（米/处） 9000
（二）、横断面
1、路基横断面布置：
0.75+1.50+3.75+3.75+1.5+0.75=12.0
式中数字自左至右分别为：
土路肩、硬路肩、行车道、行车道、硬路肩、土路肩。
路面横坡设置（不含超高路段）：
路肩为3%，行车道为2%。
2、超高方式
超高方式为绕中线旋转。
路基土石方计算控制高程为土基高程，不含路面厚度。
3、路基施工注意事项：
路基施工应严格按规范进行，对能作为填方用土的挖方应尽量移挖作填，尽量减少取、弃土场地。
取、弃土场地应选择荒山、山地处，不得随意乱弃，堵塞河道，且要做好防护，绿化工作，以免造成水土流失。
土基填筑前应进行清表、清淤，耕地填前夯实工作，做好填前排水。
（三）、排水
挖方路段路面雨水通过路肩进入边沟，填方路段路面雨水经坡面散排至排水沟。
三、本次设计工作的内容
1、确定道路技术等级和技术标准
2、纸上定线
3、平面定线设计
4、路线纵断面设计
5、路线横断面设计
第一章道路总体技术设计参数确定
1.1工程概况
设计公路为某二级公路。
本路段为平原微丘区，多为中低山地貌，地势稍陡。
路段主线长0.918km（起讫桩号为K0+000—K0+918.55），路基宽12.0m，设计行车速度为60km/小时。
1.2公路技术等级及技术标准
1.2.1公路技术等级
设计路段公路等级为三级，适应于将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆。
1.2.2技术标准
（1）、控制要素：
<1>、服务水平：
二级
<2>、设计车速：
60km/小时
（2）、平面设计技术指标：
<1>、圆曲线最小半径：
①、一般值：
200m
②、极限值：
150m
③、不设超高最小半径：
250m
④、最大半径：
10000m
<2>、缓和曲线最小长度：
50m
<3>、平曲线间插直线长度：
同向平曲线间插直线长度应大于6V（240m）为宜，同向平曲线间插直线长度应大于2V（80m）为宜。
（3）、纵断面设计技术指标：
<1>、最大纵坡度：
6%
<2>、最小坡长：
150m
<3>、不同纵坡度最大坡长：
纵坡坡度与最大坡长表1-1
纵坡坡度（%）
最大坡长（m）
3
—
4
1100
5
900
6
700
7
500
注：
当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制。
<4>、竖曲线最小半径和最小长度：
竖曲线最小半径和最小长度表1-2
凸形竖曲线半径（m）
一般值
2000
极限值
1400
凹形竖曲线半径（m）
一般值
1500
极限值
1000
竖曲线最小长度（m）
150
<5>、纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值：
10%
（4）、路基横断面技术指标：
<1>、行车道宽度：
2×3.75m
<2>、土路肩宽度：
2×0.75m
<3>、硬路肩宽度：
2×1.50m
<4>、路基总宽度：
12.0m
<4>、视距保证：
①、停车视距：
75m
②、会车视距：
150m
③、超车视距：
350m
<5>、双车道路面加宽值：
设计路段采用第3类加宽值，不同圆曲线半径下的路基全加宽值如下表：
路基全加宽值表1-3
圆曲线半径（m）
加宽值（m）
250～200
0.8
<6>、路拱及土路肩横坡度：
路拱横坡度取用2%，土路肩横坡度取用3%。
<7>、不同圆曲线半径的超高值：
曲线半径与超高表1-4
圆曲线半径（m）
超高值（%）
600～390
1
390～200
2
第二章道路平面选线及定线
2.1平面选线过程
1.控制点的选定：
在地形图范围内无桥梁标高，农田，村落等明显控制点，所以地形走势为平面路线控制，本着设计路线应尽可能走平原地区减少工程造价的原则，初步在纸上定出平面线。
2.2纸上定线
设计路段为平原微丘陵区二级公路，地形较复杂，横坡比较陡峻，路线平、纵，横面所受的限制较严，定线时应尽可能的克服高程。
2.2.1定导向线：
（1）、首先在1:
2000的地形图上，仔细研究路线选线阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形，拟定路线走法。
（2）、地形图上的等高线间距为1m，选用5.0%的平均自然坡度，按式2-1算出等高线间平距：
（式2-1）
由式2-1得：
a=20m
使两脚规的开度等于
（按图上的比例尺为1cm），从路线起点A开始，拟定的路线走法在等高线上依次截取各点，直到最后一点的位置和高程按近路线终点B为止。
（3）、连接各点，分析该折线在利用地形和避让地物，以及工程艰巨的情况，从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点，并重新连接各点。
2.2.2确定路线位置
（1）、在前面定出的导向线的基础上，用不同半径的模板在路线平面可能出现的转点处描出路线平面位置，并标出其半径。
（2）、用直线连接各曲线，使各直线相交，初步定出路线交点。
（3）、初步分析各交点处所采用的线型，并大致量出各交点的转角值，概算出各交点处的平曲线切线长，结合交点间距概算出平曲线间插直线长度，判断各同向、反向及复合线型能否满足规范要求。
（4）、分析所定出的路线位置的工程量并进行调整，力争定出线形好、工程量小的路线位置。
根据以上的方法，即可在地形图上定出路线的位置，确定路线平面的交点，并初步定出了各交战处所采用的圆曲线半径值和缓和曲线长度，以及各平曲线的线型组合方式。
第三章道路路线平面设计
3.1确定平面设计所需数据
3.1.1初拟平曲线半径及缓和曲线长
纸上定线时所初定的各交点处平曲线半径及缓和曲线长如表3-2。
半径及缓和曲线长表3-2
交点
半径（m）
缓和曲线长（m）
JD1
300
50
JD2
518
50
JD3
205
50
3.2平面设计计算
3.2.1平面设计计算有关内容及计算公式
（1）、曲线要素计算：
（2）、平面线形要素组合及计算：
<1>、S型曲线：
S型曲线为反向圆曲线间用回旋线连接的组合形式，其相邻两个回旋线参数
与
宜相等。
如果采用不同的参数时，
与
之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。
在两个回旋线间的插直线（或重合段）的长度
应符合式3-14：
（式3-14）
此外，S型曲线两圆曲线半径之比也不宜过大，宜为：
（式3-15）
3.2.2平面设计计算过程
（1）、根据平面设计的有关内容以及相应的计算公式和要求，对初拟的半径值和缓和曲线长度值进行试算调整，使之满足各项要求，以最终确定各平曲线的圆曲线半径和缓和曲线长。
确定下来的圆曲线半径不应和初拟时的偏差过大，以免平曲线的位置偏离初拟位置过大而可能导致工程量的增加。
（2）、根据上述原则以及相关公式，用excel编程序计算，圆曲线半径和缓和曲线长度的调整在程序中执行。
3.3平面设计成果
3.3.1编制相关表格
（1）、根据程序计算所得结果绘制直线、曲线及转角表。
3.3.2绘制平面图
根据《直线、曲线及转角表》和在地形图绘制线路平面图。
第四章
道路纵断面设计
4.1准备工作
在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并推算对应的地面高程。
在方格网上按相应比例以及里程画出平曲线示意图。
4.2纵断面拉坡
（1）、标注控制点：
确定路线起、终点以及越岭垭口，地质不良地段的最小
填土高度，最大挖深等线路必须经过的高程控制点。
（2）、试坡：
在已标出的“控制点”纵断面图上，根据各技术指标和选线意图，结合地面线的起伏变化，以控制点为依据，在其间穿插取值，同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。
由此试定出若干坡线。
（3）、调整并核对：
对试坡时所定出的各种坡线进行比较，排除不符工程技术标准的坡线，在剩下的坡线中选取填挖方量最小又比较平衡的坡线。
在选取的坡线上选择有控制意义的重点横断面，从纵断面图上读出其对应桩号的填挖高度，检查该点的横断面填挖是否满足各项工程指标。
如果不满足，则应对所选坡线进行调整。
4.3竖曲线计算
4.3.1确定竖曲线计算所需数据
根据平纵组合原则以及纵断面设计有各项工程技术标准，按公式
确定各变坡点处所取用的竖曲线半径，以及定坡时在CAD上算出的各直线段坡度和桩号、坡长如表4-1所示：
变坡点数据表表4-1
变坡点
竖曲线半径（m）
坡度（%）
桩号
坡长（m）
起点
K0+393.900
变坡点1
9000
0.83%
K0+600.000
180
终点
-3.75%
K0+806.100
220
4.3.2竖曲线要素计算
竖曲线要素设计公式为：
根据前面确定的竖曲线半径及坡度值，计算各变坡点处的竖曲线要素
4.3.3纵断面设计成果表
由前面的计算即可确定出各直线段坡线上所对应的中桩高程，再由公式
算出竖曲线内各点的竖距，凸形竖曲线的曲线上中桩高程即为对应直线坡线高程减去竖距
，凹形竖曲线的曲线上中桩高程即为对应直线坡线高程加上竖距
。
由此即可确定纵断面线上各中桩的高程，也就可以算出各中桩的填、挖高度。
本次设计中，用Excel表格编工式计算，所得结果如表4-2。
详细见路基设计表。
纵断面设计成果表表4-2
桩号
地面高程/m
拉坡线高程/m
竖距/m
设计高程/m
填（挖）/m
K0+000.000
K0+020.000
K0+040.000
4.3绘制道路纵断面图
根据《纵断面设计成果表》绘制纵断面图。
纵断面图一般采用横向1:
2000，纵向1:
200的比例尺绘制，由上、下两部分内容组成。
上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线，并标注竖曲线及其要素，以及沿线人工构造物的位置结构类型、孔数和孔径等。
下部主要用来填写线路纵坡的有关数值。
至上而下分别填写：
坡长及坡度，设计高程，地面高程，填挖高度，直线及平曲线，超高。
第五章道路横断面设计
5.1准备工作
5.1.1横断面设计的原则
（1）、设计时应根据公路等级、技术标准，结合地形、地质、水文、填挖等情况选用。
设计前必须做好各项勘察工作，收集横断面资料。
（2）、兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之配合，合理设计边沟断面尺寸，并按有关规定采取必要的处理措施。
（3）、路基穿过耕种地区时，为了节约用地，如果当地石料丰富，可修建石砌边坡或直立矮墙。
（4）、沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水冲毁，如废方过多压缩河道而引起壅水危及农田、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方，否则应将废方运走。
5.1.2确定路基横断面宽度
设计公路为二级公路，采用整体式单幅双车道的路基断面形式。
根据工程技术标准，由公路等级（二级）及设计行车速度（60km/小时），确定路基横断面车道数为双车道，行车道宽为3.75m，行车道外侧设置宽度为0.75m的土路肩，路基总宽度为12.0m。
5.1.3资料收集
（1）、平曲线起、终点桩号，平曲线半径和转角在平面设计中读取。
（2）、每个中桩的填挖高度在纵断面设计中读取。
（3）、路基宽度为12.0m。
在路线平面图上的各中桩横断面范围内并向外延伸一定距离选取若干点，量取各点的地面高程。
（4）、根据技术标准确定边沟的形式及尺寸。
（5）、根据线路所处地区的地质情况确定填方路堤和挖方路堑的边坡值。
5.2横断面设计计算
5.2.1超高计算
（1）、确定路拱及路肩横坡度：
为了利于路面横向排水，应在路面横向设置路拱。
按工程技术标准，采用折线形路拱，路拱横坡度为2%。
由于土路肩的排水性远低于路面，其横坡度一般应比路面大1%～2%，故土路肩横坡度取3%。
（2）、超高横坡度的确定：
为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，当平曲线半径小于不设高的最小半径值时，应在路面上设置超高，而当平曲线半径大于不设超高时的最小半径时，即可不设超高。
拟建公路为山岭重丘区三级公路，设计行车速度为40km/小时。
按各平曲线所采用的半径不同，对应的超高值如表5-11：
圆曲线半径与超高表5-5
圆曲线半径（m）
超高值（%）
600～200
2
（3）、缓和段长度计算：
超高缓和段长度按下式计算：
（式5-3）
式中：
——超高缓和段长度（m）；
——旋转轴至行车道外侧边缘的（m）；
——旋转轴外侧的超高与路拱横坡度的代数差；
——超高渐变率，根据设计行车速度40km/小时，若超高旋转轴为路线中时，取1/150，若为边线则取1/100。
根据上式计算所得的超高缓和段长度应取成5m的整数倍，并不小于10m的长度。
拟建公路为无中间带的三级公路，则上式中各参数的取值如下：
绕行车道中心旋转：
（式5-4）
绕边线旋转：
（式5-5）
式中：
——行车道宽度（m）；
——超高横坡度；
——路拱横坡度。
（4）、超高缓和段的确定：
超高缓和段长主要从两个方面来考虑：
一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从排水来考虑，缓和段越短越好，特别是路线纵坡度较小时，更应注意排水的要求。
确定缓和段长度时应考虑以下几点：
<1>、一般情况下，取缓和段长度和缓和曲线长相等，即
，使超高过渡在缓和曲线全长范围内进行。
<2>、若
，但只要横坡度从路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡度（2%）时，超高渐变率
，仍取
。
否则按下面两个方法处理：
①、在缓和曲线部分范围内超高。
根据不设超高圆曲线半径和超高缓和段长度计算公式分别计算出超高缓和段长度，然后取两者中较大值，作为超高过渡段长度，并验算横坡从路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡度（2%）时，超高渐变率是否大于1/330，如果不满足，则需采取分段超高的方法。
②、分段超高。
超高在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行，第一段从双向路拱坡度
过渡到单向超高横坡
时的长度为
，第二段的长度为
。
<3>、若
，则此时应修改平面线形，增加缓和曲线的长度。
若平面线形无法修改时，宜按实际计算的长度取值，超高起点应从ZH（或HZ）点后退
长度。
（5）、超高值计算公式：
无中央分隔带的公路超高方式有三种，常用的只有两种：
绕行车道中心旋转；绕未加宽未超高的内侧路面边缘旋转，前者一般适用于旧路改建，后者适用于新建公路。
拟建公路为新建公路，故采用第二种超高方式。
超高值计算公式如表5-12。
绕内边线旋转超高值计算公式表5-6
超高位置
计算公式
备注
圆曲线
外缘
1、计算结果均为与设计高之高差，设计高的位置为路基外侧边缘；
2、临界断面距超高缓和段起点为：
；
3、加宽值
按加宽计算公式计算。
中线
内缘
过渡段
外缘
中线
内缘
式中：
——行车道宽度（m）；
——路肩宽度（m）；
——圆曲线加宽值（m）；
——
距离处的路基加宽值（m）；
——超高横坡度；
——路拱横坡度；
——路肩横坡度；
——与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离（m）；
——超高缓和段中任意点至超高缓和段起点的距离（m）。
（6）、各平曲线处的超高值计算：
用Excel表格编公式计算，所得结果如表5-13：
交点1超高计算表表5-7
交点
桩号
外侧超高（m）
中线超高（m）
内侧超高（m）
JD1
K0+034.400
0.000
0.1
0.000
K0+054.400
0.095
0.115
0.003
K0+084.000
0.200
0.115
-0.020
K0+114.000
0.200
0.115
-0.020
K0+134.000
0.200
0.115
-0.020
K0+154.000
0.200
0.115
-0.020
K0+174.000
0.200
0.115
-0.020
交点
桩号
外侧超高（m）
中线超高（m）
内侧超高（m）
JD1
K0+194.400
0.200
0.115
-0.020
K0+214.400
0.170
0.115
0.003
K0+244.000
0.000
0.115
0000
交点2超高计算表表5-8
交点
桩号
外侧超高（m）
中线超高（m）
内侧超高（m）
JD2
K0+389.000
0.095
0.115
0.003
K0+419.000
0.200
0.115
-0.015
K0+449.000
0.200
0.115
-0.015
K0+469.000
0.200
0.115
-0.015
K0+489.000
0.200
0.115
-0.015
K0+538.000
0.200
0.115
-0.015
交点
桩号
外侧超高（m）
中线超高（m）
内侧超高（m）
JD1
K0+558.000
0.200
0.115
-0.015
K0+578.400
0.175
0.115
0.009
K0+588.000
0.000
0.115
0000
交点3超高计算表表5-9
交点
桩号
外侧超高（m）
中线超高（m）
内侧超高（m）
JD3
K0+613.000
0.000
0.115
0.000
K0+633.000
0.095
0.115
0.003
K0+653.213
0.175
0.115
-0.009
K0+673.000
0.215
0.115
-0.015
K0+693.000
0.215
0.115
-0.015
K0+713.000
0.215
0.115
-0.015
K0+733.787
0.215
0.115
-0.015
K0+753.000
0.215
0.115
-0.015
K0+773.787
0.175
0.115
-0.003
交点
桩号
外侧超高（m）
中线超高（m）
内侧超高（m）
JD1
K0+793.000
0.095
0.115
0.003
K0+811.400
0.000
0.115
0.000
5.2.3编制路基设计表
横断面平曲线的加宽计算和超高计算完成后,应将结果填入路基设计表。
路基设计表是公路设计文件中的主要技术文
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