道路勘测设计优秀课程设计项目新版说明书.docx

《道路勘测设计》课程设计说明书

课题名称:　某三级公路路线设计
院（系）:　土木建筑分院
专　　业:　交通工程
姓　　名:　饶先鹏
班　　级:　级交通工程2班0224号

老师签字　　　　　

12月26日

目录

一、设计说明 1
1.1课程设计目标 1
1.2设计要求 1
1.3设计原始资料 1

二、道路定线 2
2.1道路选线通常标准 2
2.2选线步骤和方法 2
2.3路线方案比选评价指标 2

三、平面设计 4
3.1平面设计要求和标准 4
3.2直线设计 4
3.3曲线设计 5
3.4有缓解曲线平曲线要素计算实例 6

四、纵断面设计 7
4.1纵断面设计标准 7
4.2纵坡及坡长设计 7
4.3平纵线形组合设计 8
4.4竖曲线设计 8

五、横断面设计 9
5.1道路横断面设计要求 9
5.2路肩设计 10
5.3平曲线加宽超高设计 10
5.4路基土石方数量计算和调配 11

六、总结 11

参考文件 12

一、设计说明
1.1课程设计目标
经过课程设计，让我们理论知识得到实践，让我们对道路勘察设计有更深刻了解，和巩固和扩大所学专业知识；道路勘测设计是教学计划中关键实践性教学步骤之一，在设计过程中，经过实际工程设计，同时结合课堂学习知识及书本知识，掌握公路勘测设计程序和技术方法。使理论知识和实践相结合，熟悉路线设计步骤和方法。深入巩固和加深及利用课堂上所学勘测设计原理、标准、方法、理论基础知识，培养我们分析问题、处理问题、独立设计能力，使知识愈加系统化。
1.2设计要求
按地形图上给定起、讫点及对应设计高程（为起讫点原地面高程），完成该公路初步设计关键设计工作，具体要求以下：
1、确定道路等级及关键技术指标。
2、方案图：要求线路布设能适应地形，土石方工程量少，线形指标满足《规范》要求；尽可能做到技术上可行，经济上合理。
3、完成路线平面设计图；
4、完成路线纵断面设计图；
5、完成路基横断面设计图；
6、逐桩坐标表；
7、完成“直线、曲线及转角表”和“竖曲线表”填写；
8、完成“路基设计表”和“路基土石方计算表”填写；
9、编写设计计算说明书。
1.3设计原始资料
1、等高线地形图，百分比为1：；
2、起点坐标A（621061.1230，920590.8070），设计标高为1290.0000米；终点B坐标（622800.0000，920827.2074），设计标高为1272.0000米。
3、技术指标：实施《公路工程路线设计规范》平原区、三级公路标准，设计年限为。路基宽8.5m，路面宽7.0m，路面横坡度ih＝1.5%, 路肩横坡度ij=2.0%, 路堤边坡1:1.5, 路堑边坡1:1, 边沟采取底宽0.6ｍ，深0.6ｍ，边坡1:1梯形形式。
4、道路等级确实定：
技术指标表 表1-1
服务水平
四级
圆曲线最小半径
100
车道宽度
3.5
最大纵坡：
300
路肩宽度
0.75
最小坡长
120
路基宽度
8.5
竖曲线最小半径
450
停车视距
50
竖曲线最小长度
35

二、道路定线
2.1道路选线通常标准
1、多方案比选
2、正确掌握和利用技术指标
3、重视和农业配合
4、注意和周围景观相协调
5、确保道路结构安全
6、重视环境保护
7、处理好近期和远期关系
2.2选线步骤和方法
1、搜集资料
2、初拟路线方案
3、确定可比方案
4、确定推荐方案
2.3路线方案比选评价指标
⑴关键工程技术指标
依据选线标准和方法选出了两个方案，方案具体指标以下表所表示：
关键工程技术指标表 表2-1
次序
指标名称
单位
方案一
方案二
1
公路等级

三
三
2
计算行车速度
Km/h
40
40
3
路线总长
m
1760
1771
4
路线增加系数

5
最小平曲线半径
m
580
550
6
最小竖曲线半径

18500
620.694

凹形
m
35800
6500

凸形
m
18500
620.694
7
最大纵坡
%
1.372
1.500
8
最短坡长
m
243.04
231.051
9
路基宽度
m
8.5
8.5
10
土石方数量
m3
15716
29190

具体经济指标对比表 表2-2
方案一
方案二
一、平曲线
1、路线总长(KM):1.760
2、平均每公里交点数(个):2.841
3、平曲线最小半径(米/个):580.000/1
4、回头曲线(个):
5、回头曲线最小半径(米):
6、平曲线长占路线总长(%):22.997
7、直线最大长度(米):627.440

1、路线总长(KM):1.771
2、平均每公里交点数(个):2.824
3、平曲线最小半径(米/个):550.000/2
4、回头曲线(个):
5、回头曲线最小半径(米):
6、平曲线长占路线总长(%):41.003
7、直线最大长度(米):366.714

二、竖曲线
1、最大纵坡(%/米/处):1.372/380.852/1
2、最短纵坡长(米):243.040
3、竖曲线占路线长(%):22.833
4、平均每公里纵坡变更次数(次):3.409
5、竖曲线最小半径(凸/凹)(米):18500.000/35800.000
6、竖曲线增加系数:1.0079
1、最大纵坡(%/米/处):1.500/400.000/1
2、最短纵坡长(米):231.051
3、竖曲线占路线长(%):35.055
4、平均每公里纵坡变更次数(次):3.389
5、竖曲线最小半径(凸/凹)(米):620.694/6500.000
6、竖曲线增加系数:1.00714
三、路基
1、平均填土高度(米):1.428
2、最大填土高度(米):4.038
3、最小填土高度(米):0.024
1、平均填土高度(米):1.200
2、最大填土高度(米):3.737
3、最小填土高度(米):0.035

⑵定线
方案一是沿村庄布线，联络各个村庄之间，连接交通很好，填挖方相对较少，路线行进方向高差较小，易于纵断面布线，排水较方便，方便填和挖调配，原路改建减小施工量，无过大山体，大多路线视距很好，有利于驾驶。
方案二为新建道路占用农田多，三次跨河，会造成设置过多桥涵，工程造价成本比较高，从经济和农业等其它方面综合考虑不合理。
经过各方面考虑政治经济等综合原因，对两个方案进行综合比选，确定方案一为理想方案。

三、平面设计
3.1平面设计要求和标准
1、平面线形应直捷、连续、均衡，并和地形、地物相适应，和周围环境相协调；
2、各级公路不管转角大小均应敷设曲线，并尽可能选择较大圆曲线半径；
3、两同向曲线间应设有足够长度直线，不得以段直线相连；
4、两反向曲线间夹有直线段时，以设置大于最小直线长度直线段为宜；平曲线应有足够长度；
5、曲线线形应尤其注意技术指标均衡性和连续性；
6、应避免连续急弯线形。
3.2直线设计
（1）适宜采取直线路段
为了愈加好地和环境相协调、节省耕地和工程造价和确保必需视距条件，通常情况下平面线形适宜采取直线地段有：
①不受地形、地物限制平坦地域或山间开阔谷地；
②市镇及其近郊，或计划方正农耕区等以直线条为主地域；
③长大桥梁、隧道等结构物路段；
④路线交叉点及其前后；
⑤为双车道公路提供超车路段。
（2）直线长度确定
1、直线最大长度
中国在道路设计中参考使用国外经验值，依据德国要求：直线最大长度为20V（V是设计速度,用km/h表示，20V相当于72s行程）。即使地域不一样、环境不一样，但通常情况下应尽可能地避免追求过长直线指标。
2、直线最小长度
①对于同向曲线间最小直线长度：《公路路线设计规范》（JTGD20-）要求同向曲线间最短直线长度（以m计）以大于设计速度6倍为宜。
②对于反向曲线间最小直线长度：要求反向曲线间最小直线长度（以m计）以大于2V（以km/h计）为宜。
3.3曲线设计
圆曲线能很好适应地形改变，并能够取得圆滑线形。在和地形、地物等条件相适应前提下，宜尽可能采取较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件。
（1）圆曲线半径确定注意事项
①当地形条件受到限制时，曲线半径应尽可能大于或靠近于通常最小半径。
②在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采取圆曲线极限最小半径。
③圆曲线最大半径不宜超出10000m。
（2）缓解曲线作用
①曲率逐步改变，便于驾驶操作；
②离心加速度逐步改变，消除了离心力突变，乘客感觉舒适；
③为设置超高加宽提供过渡段；
④和圆曲线配合适当，美化线形。
（3）缓解曲线要素计算
1、缓解曲线要素计算公式：
①切线角β:
β=L/2ρ
②内移值P:
P=LS2/(24R)
③切线增值q：
q=LS/2-LS3/(240R2)
图3-1缓解曲线要素
2、带缓解曲线平曲线要素计算
Th=(R+P)tan(α/2)+p
Lh=（α-2βo）ΠR/180+2LS
Eh=(R+P)sec(α/2)-R
Jh=2Th-Lh

3、主点里程桩号计算
ZH=JD-Th
HY=ZH+LS
QZ=ZH+Lh/2
YH=HZ-LS
HZ=ZH+Lh=YH+Ls
JD=QZ+Jh/2（校核）
图3-2带缓解曲线平曲线要素
3.4有缓解曲线平曲线要素计算实例
图3-3带缓解曲线平曲线要素
1、缓解曲线平曲线要素计算
由设计曲线要素表得：
JD1桩号：K0+242.129
路线转角:α右=6°21′0″
总切线长:Th=74.931m
曲线总长:Lh=149.747m
外距:Eh=1.500m
缓解曲线长度:Ls=50.00
校正数:Jh=2Th-Lh=0.115m
2、主点里程桩号计算：
ZH=JD-Th=K0+242.129-74.931=KO+167.198
HY=ZH+LS= KO+167.198+50.00=KO+217.198
QZ=ZH+Lh/2=KO+167.198+74.874=KO+242.072
YH=HZ-LS=HY+(Lh-2LS)=KO+217.198+149.747-2*50.00=KO+266.945
HZ=ZH+Lh=YH+LS= KO+266.945+50.00=KO+316.945
JD=QZ+Jh/2=KO+242.072+0.115/2=KO+242.129(校核无误)
四、纵断面设计
4.1纵断面设计标准
1、应满足纵坡及竖曲线各项要求（最大纵坡、最小纵坡、坡长最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）；
2、纵坡应均匀平顺；
3、设计标高应结合沿线自然条件如地形、土壤、水文、气候等原因综考虑；
4、纵断面设计应和平面线形和周围地形景观相协调，并应考虑人体视觉心理上要求；
5、应争取填挖平衡，尽可能移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价；
6、依路线性质要求，合适照料当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面要求。
4.2纵坡及坡长设计
⑴最大纵坡
最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路许可采取最大坡度值。它是道路纵断面设计关键控制指标。在山岭重丘区，它直接影响着路线长短、线形好坏、道路使用质量、工程数量和运输成本等。
1、最大纵坡确定
《公路路线设计规范》（JTG D20-）对各级公路最大纵坡要求见下表：
最大纵坡标准值表 表4-1
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
最大纵坡（%）
3
4
5
6
7
8
9
⑵最小纵坡
挖方路段和其它横向排水不良路段所要求纵坡最小值称为最小纵坡。各级公路均应设置大于0.3%最小纵坡，通常情况下以大于0.5%为宜。当必需设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。
⑶坡长限制
坡长是纵断面上相邻两变坡点桩号之差，即水平距离。坡长限制关键是对陡坡最大坡长和通常纵坡最小长度加以限制。
1、最大坡长
最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低许可速度时所行驶距离。最低许可速度V2对应纵坡为不限长度最大纵坡I2,所以当坡度大于I2时，其纵坡长度需要加以限制。
各级公路纵坡最大坡长 表4-2
设计速度/（km/h）
120
10
80
60
40
30
20
纵坡坡度/%
3
900
1000
1100
1200

4
700
800
900
1000
1100
1100
1200
5

600
700
800
900
900
1000
6

500
600
700
700
800
7

500
500
600
8

200
300
9

200
2、最小坡长最
最小坡长通常要求汽车以设计速度行驶9-15S行程为宜，《公路路线设计规范》要求各级公路纵坡最小坡长以下表所表示：
各级公路纵坡最小坡长 表4-3
设计速度/（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
最小坡长/m
300
250
200
150
120
100
60

4.3平纵线形组合设计
1、基础要求
①平包竖；
②要保持平曲线和竖曲线大小均匀；
③要选择合适合成坡度。

4.4竖曲线设计
⑴竖曲线最小半径和最小长度要求
①缓解冲击
②行程时间不过短
③满足视距要求

⑵竖曲线要素计算

图4-1竖曲线要素示意图
由纵坡及竖曲线表计算第二个变坡点要素：

桩号
KO+243.040
高程/m
1287.802
纵坡/%
i1=-0.905
i2=-0.569
半径/m
R=35800

①计算竖曲线要素：
ω=i2-i1=-0.569％-(-0.905％)=0.336％，凹型竖曲线；
曲线长：L=Rω=35800*0.336%=120.288m
切线长：T=L/2=120.288/2=60.144m
外距：E=T2/(2R)=60.1442/2/35800=0.0505m
②竖曲线起、终点桩号。
竖曲线起点桩号=(KO+243.040)- 60.144=KO+182.896
竖曲线终点桩号= (KO+243.040)+ 60.144=KO+303.184
五、横断面设计
5.1道路横断面设计要求
⑴设计应符合《公路工程技术标准》要求要求。
⑵设计应兼顾当地农田基础建设等需要，尽可能少占耕地。
1、路基宽度确定
各级道路整体式断面路基宽度 表5-1
公路等级
二、三、四级公路
计算行车度 （km/h）
80
60
40
30
20
车道数
2
2
2
2
2或1
路基宽度（m）
通常值
12.00
10.00
8.50
7.50
6.5(双)
4.50(单)
最小值
10.00
8.5
-
-
-

此次设计为三级公路，设计速度为40Km/h路基宽度8.5米，路面宽是7米，路面横坡度是1.5%，路肩横坡度是2%。
5.2路肩设计
中国《公路工程技术标准》明确要求了各级公路路肩宽度。
路肩宽度 表5-2
设计速度/(km/h)
高速公路、一级公路
二、三、四级公路
120
100
80
60
80
60
40
30
20
土路肩宽度/m
通常值
3.00或3.50
3.00
2.50
2.50
1.50
0.75

最小值
3.00
2.50
1.50
1.50
0.75
0.25
土路肩宽度/m
通常值
0.75
0.75
0.75
0.50
0.75
0.75
0.75
0.50
0.25（双车道）0.50（单车道）
最小值
0.75
0.75
0.75
0.50
0.50
0.50

5.3平曲线加宽超高设计
⑴平曲线加宽
中国《公路工程技术标准》（JTG B01-1003）要求。平曲线半径等于或小于125米时，应在平曲线内侧加宽。
⑵平曲线超高
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。通常来说，平曲线半径小，超高坡度就应大部分，反之，超高坡度就可小部分。而当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时就能够不设超高。在路面由积雪或结冰地域，超高坡度应比通常地域小部分，以预防出现汽车向内侧滑动危险。在非机动车通行较多公路，超高坡度也应合适减小。
各级公路圆曲线最大超高值 表5-3
公路等级
高速公路、一级公路
二、三、四级公路
通常地域/%
10或8
8
积雪冰冻地域
6

市区路段最大超高值 表5-4
设计速度/（Km/h）
80
60
40、30、20
超高值/%
6
4
2

5.4路基土石方数量计算和调配
⑴横断面面积计算；
⑵土石方数量计算；
⑶土石方调配；
1、土石方调配标准：
①就近利用，以降低运量。
②不跨沟调运。
③高向低调运。
④经济合理性。
⑤不一样土方和石方应依据工程需要分别进行调配，以确保路基稳定和人工结构物材料供给。
⑥土方调配对于借土和弃土应事先同地方商议，妥善处理。
2、土石方调配方法：
复核检验：
填方=横向调运+纵向调运+借方
挖方=横向调运+纵向调运+弃方
挖方+借方=填方+弃方
六、总结
在学习这门课程前我认为道路建设就是单纯在地面铺上水泥，连接每个城市。只后我才明白，设计一条道路要考虑很多原因，如安全、经济、快速便捷、环境限制影响等等，还有选线、平纵横设计等，这是一个巨大工程。
此次课程设计，我们把书本上知识经过道路设计得以实践，把理论知识和实践相结合，很好地巩固了专业知识，同时又让我们专业知识有了深入提升，在这过程中我碰到问题处理问题，发觉对于专业知识还不是学很透彻，不能很好地利用到实践中，这是自己不足之处，假如以后要从事这方面工作那么自己还有很长路要走，首先就是掌握好知识，对于知识关键点了解透彻，然后就是学好相关软件，这是很有必需。
在设计中我发觉要设计好一条道路是很困难，要综合考虑多种原因，假如我们能很好地用到道路勘察设计知识就能够相对全方面系统地对设计道路进行计划设计，所以学好道路勘测设计这门课程是很有意义。我们经过对道路设计要求和相关规范，学会怎样正确设计一条符合要求道路，去改变我们国家交通网络。
即使在课程设计中碰到了比较多问题，历经坎坷，但我全部一一处理了。这次课程设计让我深刻体会到知识关键性和认真学习关键性，也明白只要自己坚持做一件事情，付出行动，你就一定会有收获。

参考文件
［1］《道路勘测设计》教材
［2］《公路工程技术标准》，JTG B01-，人民交通出版社
［3］《公路路线设计规范》，JTG D20-人民交通出版社
［4］《道路工程制图标准》，GB50162—92人民交通出版社
［5］《道路勘测设计》毕业设计指导 许金良主编 人民交通出版社