公路勘测设计教案首页.docx

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江苏省扬州技师学院教案首页

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课题：

第一章绪论Ch1-1公路发展概况及规划

教学目的、要求：

了解现代交通运输的组成、公路运输的特点、我国公路的现状及发展规划。

教学重点、难点：

1、公路的分级；2、公路等级选用的原则。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch1-1公路发展概况及规划

一、交通运输网络构成

（一）国家综合运输系统的构成

现代交通运输由铁路、公路、水运、航空及管道等五种运输方式组成。

（二）公路运输的特点及其在国民经济中的地位

1．机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，。

2．受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式。

3．适应性强，服务面广，时间上随意性强，可适于小批量运输和大宗运输。

4．公路运输投资少，资金周转快，社会效益显著。

5．汽车燃料价格高，服务人员多，单位运量小，其运输成本偏高。

二、我国公路现状与发展规划

（一）公路发展史

（二）公路现状分析

１．公路数量少，通达深度不够；

2．路网等级低、路面质量差、标准低；

3．发展不平衡；

4．通行能力低；

5．服务水平低。

（三）发展规划

1．发展方向

坚持以提高公路质量、等级与加大公路密度并重的原则；积极新建公路，沟通断头路，加速国道主干线高速公路网建设与旧路的技术改造。

2．发展规划

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课题：

第一章绪论Ch1-2公路的分级与技术标准

教学目的、要求：

了解现代交通运输的组成、公路运输的特点、我国公路的现状及发展规划。

教学重点、难点：

1、公路的分级；2、公路等级选用的原则。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch1-2公路的分级与技术标准

一、公　路　分　级

五个等级：

高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。

（一）高速公路

高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。

（二）一级公路

一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。

（三）二级公路

二级公路为供汽车行驶的双车道公路。

（四）三级公路

三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。

（五）四级公路

四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。

二、公路技术标准

公路技术标准：

是指一定数量的车辆在车道上以一定的设计速度行驶时，对路线和各项工程的设计要求。

（一）公路等级选用的基本原则

1．公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系、远期发展规划等，经论证后确定。

2．预测的交通量介于一级公路与高速公路之间时，拟建公路为干线公路，宜选用高速公路；拟建公路为集散公路，宜选用一级公路。

3．干线公路宜选用二级及二级以上公路。

（二）各级公路设计交通量的预测

（三）设计路段长度

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课题：

Ch1-3.公路勘测设计的依据、阶段及任务1

教学目的、要求：

理解公路勘测设计依据的概念，掌握线性设计指标的含义。

教学重点、难点：

几个线性设计指标的含义

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch1-3公路勘测设计的依据、阶段及任务

一、设计车辆

1．种类及标准

小客车、载重汽车、鞍式列车，按不利原则选用。

2．交通量换算（P8表1-2）

二、设计速度

1．设计速度的定义

汽车行驶只受公路本身条件影响时，驾驶员能够安全、舒适驾驶车辆行驶的最大速度。

2．设计速度的规定（P9表1-3）

3．设计速度的选用

三、交通量

1．设计日交通量

2．设计小时交通量

我国采用第30位的高峰小时交通量作为设计小时交通量。

四、通行能力

1．基本通行能力：

在“理想”条件下，公路所能通行的最大小时交通量。

N=3600/（l/v）（辆/小时）

2．设计通行能力

（1）公路服务水平

一级服务水平：

交通流处于自由流。

二级服务水平：

交通流处于稳定流。

三级服务水平：

交通流处于饱和流。

四级服务水平：

交通流处于强制流。

（2）设计通行能力

在一定服务水平要求下，公路所能通行的最大小时交通量称为该级服务水平下的设计通行能力。

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课题：

Ch1-3.公路勘测设计的依据、阶段及任务2Ch1-4.本课程的任务

教学目的、要求：

掌握公路建设程序的划分，不同设计模式的区别，熟悉本课程的学习任务。

教学重点、难点：

三种设计模式的适用场合。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch1-3公路勘测设计的依据、阶段及任务

二、公路勘测设计程序

（一）  公路勘测设计的技术依据

（二）工程可行性研究

“工程可行性研究”是基本建设前期工作的一项重要内容，是建设程序的组成部分，是建设项目决策和编制计划任务书的科学依据。

（三）设计任务书

。

设计任务书应包括下列内容：

①建设的依据和意义；②路线的建设规模和修建性质；③路线的基本走向和主要控制点；④工程技术等级和主要技术标准；⑤勘测设计的阶段划分及各阶段完成的时间；⑥建设期限，投资估算，需要钢、木、水泥的数量；⑦施工力量的原则安排；⑧路线示意图。

（四）勘测设计阶段及任务

1．一阶段设计：

根据批准的设计任务书，进行一次详细定测，编制施工图设计和工程预算。

2．两阶段设计：

先进行初测、编制初步设计和工程概算；经上级批准初步设计后，再进行定测、编制施工图和工程预算。

也可直接进行定测、编制初步设计；然后根据批准的初步设计，通过补充测量编制施工图。

3．三阶段设计：

分初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。

（五）设计文件编制

设计文件组成和内容：

由总说明书，总体设计（高速公路、一级公路），路线、路基、路面及排水，桥梁、涵洞、隧道、路线交叉，交通工程及沿线设施，环境保护，渡口码头及其他工程，筑路材料，施工方案（施工组织计划），设计概算（施工图预算）共13篇组成。

其表达形式有：

文字说明、设计图、表格三种。

Ch1-4本课程的任务

一、本课程的性质和学习本课程的基本要求

公路勘测设计，是交通土建专业的一门主要专业课。

二、本课程的特点

三、本课程的主要内容

本课程的主要学习内容包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、选线、定线及公路外业勘测和公路交叉设计及公路测设新技术等章节。

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课题：

第二章平面设计Ch2-1.直线

教学目的、要求：

熟悉平面设计的内容，掌握直线线形的特点、直线长度的设计规定。

教学重点、难点：

直线的适用场合。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-1直线

一、直线的线形特征

1．以最短的距离连接两目的地，路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点。

2．已知两点就可以确定一条直线，因而直线线形简单，容易测设。

3．从行车的安全和线形美观来看，线性呆板，行车单调，安全性较差。

4．直线难以与地形及周围环境相协调。

5．直线型公路给人以简捷、直达、刚劲的良好印象，有其自身的视觉特点。

二、直线长度限制

一）直线最大长度

二）直线的最小长度

1．同向曲线间的直线最小长度

同向曲线间直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜。

2．反向曲线间的直线最小长度

反向曲线直线最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的2倍为宜。

三、直线设计要求

1．适用条件

1）路线不受地形、地物限制的平原区或山间的开阔谷地；

2）市镇及其邻近或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区；

3）为缩短构造物长度以便于施工的长大桥梁、隧道路段；

4）为争取较好的行车和通视条件的平面交叉前后；

5）双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好条件的超车路段。

2、直线运用注意问题

1）采用直线应特别注意它同地形的关系。

2）长直线或长下坡尽头的平面曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定要求外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。

3）在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线在陡坡下行时很容易导致超速行车。

4）长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜。

5）公路两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同树种或设置不同风格的建筑物、雕塑等措施，以改善单调的景观。

6）关于“长直线”的量化问题。

7）直线长度亦不宜过短，特别是同向圆曲线间不得设置短的直线。

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课题：

第二章平面设计Ch2-2.圆曲线

教学目的、要求：

熟悉汽车在圆曲线行驶时的受力分析，掌握三种圆曲线最小半径的确定。

教学重点、难点：

汽车在圆曲线行驶时的受力分析。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-2圆曲线

一、圆曲线的几何要素及计算式

圆曲线的几何要素为：

切线长：

T=R·tan

曲线长：

L=

R

外距：

E=R（sec

－1）

切曲差：

J=2T－L

二、圆曲线半径的计算公式与影响因素

R=

1．关于横向力系数

（1）考虑汽车行驶的横向稳定性

≤

（

—轮胎与路面间的摩阻系数）

（2）考虑驾驶员操作

（3）考虑燃料消耗和轮胎磨损

由于横向力的影响，行驶在曲线上的汽车比在直线上的汽车的燃料消耗和轮胎磨损都要大。

（4）考虑乘车的舒适性

的舒适界限，由0.10到0.16随行车速度而变化，设计中对高、低速路可取不同的数值。

2．超高横坡度

（1）最大超高横坡度

≤

（2）最小超高横坡度

=

三、圆曲线最小半径

极限最小半径、一般最小半径和不设超高最小半径。

四、圆曲线半径的选用

1．在地形、地物等条件许可时，优先选用大于或等于不设超高的最小半径。

2．一般情况下宜采用极限最小曲线半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径；

3.当地形条件受限制时，应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；

4.在自然条件特殊困难或受其他条件严格限制而不得已时，方可采用极限最小半径；

5.《规范》规定圆曲线最大半径不宜超过10000m。

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第二章平面设计Ch2-3.缓和曲线

教学目的、要求：

了解缓和曲线的作用与性质、回旋线的基本方程；掌握缓和曲线几何参数、平曲线几何要素的计算。

教学重点、难点：

缓和曲线最小长度的确定、缓和曲线的设置条件。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-3缓和曲线

一、设置缓和曲线的目的和条件

（一）设置缓和曲线的条件

（二）设置缓和曲线的目的

1．有利于驾驶员操纵方向盘

2．消除离心力的突变，提高舒适性

3．完成超高和加宽的过渡

4．与圆曲线配合得当，增加线形美观

二、缓和曲线的性质

（一）汽车转弯时行驶的理论轨迹方程

=

（二）回旋线作为缓和曲线

ρ=A2

三、缓和曲线最小长度

四、直角坐标与缓和曲线常数

（一）切线角

βx＝

（二）缓和曲线直角坐标

x=

y=

（三）缓和曲线常数

（四）有缓和曲线的公路平曲线

平曲线切线长：

TH=（R+p）tg

+q

平曲线中的圆曲线长：

L′=（α－2β）

R

平曲线总长：

LH=（α－2β）

R+2Ls

外距：

EH=（R+p）Sec

－R

超距：

DH=2TH－LH

五、缓和曲线的运用

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课题：

第二章平面设计Ch2-4.平曲线超高

教学目的、要求：

了解平曲线设置超高的原因和条件，理解全超高横坡度的确定、超高缓和段的形式；掌握超高缓和段长度的确定、超高值的计算。

教学重点、难点：

全超高横坡度的确定、超高缓和段的形式。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-4平曲线超高

一、平曲线上设置超高的原因和条件

平曲线设置超高的条件：

圆曲线半径小于不设超高的最小半径时。

平曲线设置超高的原因：

将此弯道横断面做成向内倾斜的单向横坡形式，利用重力向内侧分力抵消一部分离心力，改善汽车的行驶条件。

二、圆曲线上全超高横坡度的确定

由

得

三、超高缓和段

（一）超高缓和段设置条件和原因

汽车从双向横坡的直线段进入设有单向横坡全超高的圆曲线段是一个突变，不能顺利行车；从立面来看，这个突变也影响美观，所以在直线和圆曲线之间必须设置超高缓和段，完成从直线双向横坡逐渐过渡到圆曲线上的单向超高横坡，使汽车顺势地从直线驶入圆曲线。

（二）超高缓和段形式

1．无中间分隔带公路的超高过渡

绕内边缘线旋转，绕中线旋转，绕外边缘线旋转。

2．有中间分隔带公路的超高过渡

（1）绕中央分隔带的中心线旋转

（2）绕中央分隔带两侧边缘线旋转

（3）绕各自行车道中线旋转

（三）超高缓和段长度

（四）横断面超高值计算

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课题：

第二章平面设计Ch2-5.平曲线加宽

教学目的、要求：

了解园曲线加宽的原因、设置的条件与全加宽值的确定方法；加宽缓和段长度的确定。

教学重点、难点：

加宽缓和段设置的形式及加宽值的计算。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视频等

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-5平曲线加宽

一、平曲线上设置加宽的原因和条件

（一）园曲线上设置加宽的原因

1.汽车在曲线上行驶时，后轴内侧车轮的行驶轨迹半径最小，前轴外侧车轮的行驶轨迹半径最大，因此在车道内侧需要更宽一些的行车道以供后轴内侧车轮的行驶轨迹要求，所以需要加宽曲线上的行车道；

2.汽车在曲线上行驶时，前轴中心的轨迹并不完全符合理论轨迹而是有较大的摆动偏移，所以也需要加宽曲线上的行车道，以利车辆摆动偏移时的安全。

（二）园曲线上设置加宽的条件

我国《标准》规定，当平曲线半径小于或等于250m时，应在平曲线内侧设置加宽。

（三）全加宽值的确定

二、加宽缓和段

（一）加宽缓和段设置原因

当圆曲线段设置全加宽时，为了使路面由直线段正常宽度断面过渡到圆曲线段全加宽断面，需要在直线和圆曲线之间设置加宽缓和段。

（二）加宽缓和段形式

1.比例过渡

2.高次抛物线过渡

（三）加宽缓和段长度

1．对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用缓和曲线相同的长度。

2．对于不设缓和曲线的平曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用于超高缓和段相同的长度。

3．对于不设缓和曲线的平曲线，又不设置超高缓和段的平曲线时，其加宽和段长度应按渐变率为1：

15且长度不小于10m的要求设置。

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课题：

第二章平面设计Ch2-6.中桩坐标的计算

教学目的、要求：

理解测量坐标系统的含义、种类，掌握中桩坐标的计算方法。

教学重点、难点：

高斯平面中桩坐标的计算。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

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授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

第六节中桩坐标的计算

一、测量坐标系统

（一）大地坐标系统

（二）高斯3°平面直角坐标系统

（三）平面直角坐标系统

二、中桩坐标计算

（一）计算导线点的坐标

1．方位角的确定：

tgβ=

2．坐标计算：

Xi+1=Xi+DCosAi

Yi+1=Yi+DSinAi（D：

两导线点间的水平距离）

（二）计算中桩坐标

１.未设缓和曲线的单圆曲线坐标计算

（1）圆曲线起、终点坐标计算

圆曲线起点的坐标：

XZYi=XJDi－TiCosAi-1YZYi=YJDi－TiSinAi-1

圆曲线终点的坐标：

XYZi=XJdi+TiCosAiYYZi=YJdi+TiSinAi

（2）圆曲线任意点坐标计算

X=XZYi-X′CosAi-1–ζY′sinAi-1

Y=YZYi+X′SinAi-1+ζY′cosAi-1

X′=RSin（

）Y′=R－RCos（

）

2.设缓和曲线的单圆曲线坐标计算

（1）曲线起、终点坐标计算

XZHi=XJDi－THiCosAi-1YZHi=YJDi－THiSinAi-1

XHZi=XJdi+THiCosAiYHZi=YJdi+THiSinAi

（2）曲线任意点坐标计算

缓和曲线段X′、Y′：

X′=

；Y′=

圆曲线段X′、Y′：

X′=RSin（β+

）+q；Y′=R－RCos（β+

）+p

X=XZHi+X′CosAi-1-ζY′SinAi-1

Y=YZHi+X′SinAi-1+ζY′CosAi-1

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课题：

第二章平面设计Ch2-7.行车视距

教学目的、要求：

理解行车视距的种类、长度的组成，掌握行车视距保证的方法。

教学重点、难点：

掌握行车视距保证的方法。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

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授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-7行车视距

一、视距的种类

停车视距、会车视距、错车视距、超车视距

二、停车视距

根据停车视距的含义，停车视距包括反应距离、制动距离和安全距离三部分。

停车视距为:

ST=

三、超车视距

四、各级公路对视距要求

《标准》规定高速公路、一级公路应满足停车视距的要求；二、三、四级公路必须保证会车视距。

会车视距长度不应小于停车视距两倍。

五、视距保证

1.横净距：

道路曲线范围最内侧的车道中心线行车轨迹线至由安全视距两端点连线所构成的曲线内侧空间的界限线（即包络线）的距离。

2.几何法确定横净距

用绘图方法确定清除障碍物范围，称为视距包络图。

3.开挖视距台

1）按比例画出需要保证设计视距的各桩号横断面图，

2）由未加宽时路面内侧边缘向路中心量取1.5m，并垂直向上量1.2m得A点，则A点为驾驶员眼睛位置。

3）由A点作水平线，并沿内侧方向量取横净距得B点。

4）由B点垂直向下量取y高度得C点。

5）由C点按边坡比例画出边坡线。

6）各桩号分别按需要的横净距开挖视距台，连接起来就能保证设计视距。

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第二章平面设计第八节平面线形设计要点

教学目的、要求：

理解平面线形设计一般原则、平面线形组合类型

；掌握平面设计主要成果的填、绘。

教学重点、难点：

平面线形的组合设计。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

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授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

Ch2-8平面线形设计要点

一、平面线形设计一般原则

1.平面形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；

2.保持平面线形的均衡与连贯；

3.应避免连续急弯的线形；

4.平曲线应有足够的长度。

二、平面线形组合类型

1.基本型

2.S型

3.复曲线

4.凸型

5.复合型

6.C型

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课题：

第二章平面设计第九节公路平面设计成果

教学目的、要求：

理解平面线形设计一般原则、平面线形组合类型

；掌握平面设计主要成果的填、绘。

教学重点、难点：

平面线形的组合设计。

授课方法：

提问、讲授、板书、归纳小结

教学参考及教具（含电教设备）：

“十一五”规划高职高专教材《公路勘测设计》、ppt课件、多媒体视