纬地道路实验教学案Word格式文档下载.docx
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3、主要控制点
控制点名称
平面位置
设计高程（m）
X
Y
起点
终点
中间控制点
4、自然条件：
（包括地形地貌、地质条件等）。
5、路基施工条件：
沿线两侧均可取土、弃土。
6、设计依据：
《公路工程技术标准》及《公路路线设计规》。
三、道路勘测设计实验的基本要求
1、在实验之前，必须阅读《道路勘测设计》的有关容及本指导书的相应的实验项目，以明确目的，了解软件基本操作。
2、计算结果要正确，设计方案应满足相应的技术规或标准。
3、学生在借阅、使用过程中要爱护《公路工程技术标准》、《公路勘测设计规》等参考用书，不得恶意涂抹或撕毁。
4、按时提交相应的设计说明书及设计图纸，设计图纸应整洁、规。
5、实验应在规定的时间和地点进行，不得无故缺席或迟到早退，不得擅自离开。
6、服从教师指导，严格按照本书的要求认真、按时、独立地完成实验任务。
每项实验都应取得合格的成果，提交书写工整、规的实验报告或实验记录，经指导教师审阅同意后，才可结束工作。
7、实验过程中，要遵守机房纪律，爱护电脑、实验用软件，禁止在实验过程中玩游戏、浏览网页。
第二部分道路勘测设计实验项目
实验一道路平面线形设计
一、目的与要求
道路的平面线形设计就是对道路线形的元素——直线、圆曲线和缓和曲线进行合理的设计和配置。
实践证明，道路平面线形设计是否合理直接影响着道路的通行能力、车辆的行驶时间、运营费用和道路交通安全等。
平面设计应满足以下几点要求：
平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形地物相适应，与周围环境相协调；
要满足行驶力学、视觉和心理多方面的要求；
保持平面线形的均衡与连贯，应避免急转弯或急刹车；
平曲线要满足曲线最小长度的要求；
曲线间的直线段长度要满足《规》要求的最小长度的要求（同向曲线的最短直线段长度不小于6V，反向曲线间最小直线段长度不小于2V）。
学生要掌握道路平面线形的设计及计算的方法，绘制道路平面线形图，能够独立的进行道路项目的平面设计。
二、主要容
（1）踏勘选线
选线就是在地形图或地面上选定路线的方向，并确定空间位置的过程；
通常情况下，会选择2-3条路线，进行经济效益、社会效益上的比选。
（2）路线方案的选择
根据指定的路线总方向（路线的起终点和中间主要控制点）和设计公路的性质、任务及其在公路网中的作用，考虑了社会、经济因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向。
（3）纸上定线
遵循定线的要求，确定路线的导向后，对路线进行平面线形和纵断面的设计，在试定出一段距离后，进行全面的检查、分析，看路线是否合理，不合理则进行修改，直至满意为止，确定路线。
（4）平面线形具体设计
①确定路线起终点及每个交点的位置，并确定每个交点的偏角及交点之间的距离；
附图1-1平面线形导向线参考图
②在转角处插入圆曲线和缓和曲线；
③设定圆曲线半径的大小；
④复核圆曲线半径是否满足《标准》、《规》中关于不设缓和曲线半径、一般最小半径、极限最小半径等要求，以便采取相应的缓和曲线设置方式；
表1-1各级公路圆曲线最小半径
设计速度（km/h）
120
100
80
60
40
30
20
极限最小半径（m）
650
400
250
125
15
一般最小半径（m）
1000
700
200
65
不设超高最小半径（m）
路拱≤2%
5500
4000
2500
1500
600
350
150
路拱＞2%
7500
5250
3350
1900
800
450
⑤设定缓和曲线长度，计算平曲线要素，并推导桩号；
⑥复核圆曲线和缓和曲线的曲线长度是否满足《标准》、《规》中对于圆曲线和缓和曲线最小长度的限制；
表1-2各级公路缓和曲线最小长度
缓和曲线最小长度
一般值
130
50
25
最小值
85
70
表1-3各级公路平曲线最小长度
一般值（m）
850
500
最小值（m）
170
140
⑦复核曲线间直线段长度是否满足《标准》、《规》中对于直线段最大长度及最小长度的要求；
⑧绘制平面设计分图及直线、曲线与转角一览表。
三、软件应用
1、打开AutoCAD，在纬地道路工具栏上点击“项目”，“新建项目”，输入新建项目名称及存放路径，生成一个.prj文件，在项目管理器中可以查询到（若AutoCAD主界面上未显示纬地道路工具栏，在命令窗口中输入”hmenu”将其调出）。
2、点击“设计”，“主线平面设计”，“拾取”起始点，并连续“插入”交点。
3、单击右键，选择交点，点击“拖动”，在CAD图面上点击相应的交点并拖动它，可以得一个与之对应的曲线，在随后出现的平面线形对话框上设置圆曲线的半径及前后缓和曲线的长度，通常情况下，将圆曲线半径取整，而前后缓和曲线的长度可以设置为相同的长度，也可以设置为不同的长度。
（P.S.若圆曲线不够圆滑，可以采用CAD命令中的“regen”命令，使之重新生成圆滑曲线。
）
4、点击“设计”，“主线平面设计”，“存盘”进行保存。
这时自动生成一个交点文件存在于项目管理器之中。
5、点击“表格”，“输出直曲转表”，选择高等级公路（坐标简单型），Excel格式，“计算输出”可得到一个“直线、曲线及转角表”，保存。
6、点击“设计”，“主线平面设计”，点“计算绘图”生成图面，再点击“绘图”，“平面自动分图”，选择输出页码及桩号围、插入元素表、插入指北针“开始出图”，系统自动分幅出图。
7、点击“项目”，运行“设计向导”，完成后可以看到生成了4个文件：
超高设置文件、路幅宽度文件、设置参数控制文件以及桩号序列文件，可以通过项目管理器来查看。
四、提交文件
1、道路平面线形图
2、道路平面线形分图
3、直线、曲线及转角表
4、逐桩坐标表
实验二道路的纵断面设计
纵断面设计的主要容是根据道路的等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。
基本要纵坡均匀平顺、起伏平缓，坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调，以及填挖经济、平衡。
通过实验，让学生能够熟练操作道路纵断面实际地面线高程的绘制，以及纵断面拉坡、竖曲线的设置等纵断面的设计及计算方法。
（1）在平面设计的基础上，根据平面设计的中桩里程和中桩处的地面标高，按比例绘制纵断面地面线。
（2）确定和标注标高控制点，控制点就是指影响纵坡设计的标高控制点，如路线的起、终点，越岭垭口，重要桥涵等。
（3）在已标出控制点标高的纵断面图上，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，试定出若干直线坡。
（4）对这若干个选择的坡度方案进行排水、工程量等方面的比较，定出比较优的方案，并对照《规》和《标准》检查最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足要求，以及平、纵组合是否适当，若有问题，应进行调整（调整的方法是对初定的坡度平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值）。
表2-1各级公路最大纵坡
最大坡度（%）
3
4
5
6
7
8
9
表2-2各级公路最小坡长（m）
最小
坡长
160
300
表2-3各级公路纵坡长度限制
纵
坡
度
（%）
900
1100
1200
—
10
（5）核对无误后，逐段把直线坡的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来，并进行竖曲线设计及计算竖曲线要素，并核对竖曲线半径及长度是否满足《规》和《标准》的要求。
表2-4公路竖曲线最小半径和最小长度
凸形竖曲线半径（m）
极限值
11000
6500
3000
1400
17000
10000
4500
2000
凹形竖曲线半径（m）
6000
竖曲线最小长度（m）
35
（6）输出纵坡竖曲线要素表。
（7）绘制完成纵断面设计图。
注意：
设置竖曲线时，要注意平曲线与竖曲线的组合
1．纵断面数据的输入
在进行纵断面设计之前，有两个要求一定要满足，那就是平面线形设计的完成和纵断面地面线文件的输入：
点击“数据”，选择“纵断数据输入”，按照提示输入地面线文件并存盘，生成的文件可以在项目管理器中进行查看。
表2-5纵断面地面线参考文件
地面桩号
地面高程
BP
45.91
57.832
52.15
53.352
48.436
1600
55.929
51.77
1800
62.857
61.58
59.523
63.27
EP
61.334
2．竖曲线设计
1）点击“设计”，“纵断面设计”，在出现的窗口点击“计算显示”，则生成一个地面线实际高程的CAD文件。
2）点击“设计”，“纵断面设计”，“选点”选择BP点并修改桩号为0，点击“插入”进行拉坡，并连续进行整条线路的拉坡。
3）点击“设计”，“纵断面设计”，选择交点，进行“实时修改”，在CAD命令栏输入“r”，按半径修改辅设竖曲线，将半径取整，“计算显示”存盘。
3．输出结果
1）点击“表格”，“输出竖曲线表”，选择Excel方式，输入起止页码。
2）点击“设计”，“纵断面绘图”，“搜索全线”，修改为路线的起终点桩号并进行“批量绘图”，输入起始页码、总页码以及选择的绘图基点。
1、纵坡、竖曲线表
2、纵断面地面线文件
3、纵断面设计图分图
实验三道路的横断面设计
公路横断面的组成除包括与行车有关的路幅外，还包括与路基工程、排水工程、环保工程有关的各种设施。
施工图设计阶段的横断面设计是在平面线形和纵断面设计的基础上考虑横断面的形式和尺寸，绘制横断面设计图，作为计算土石方数量和日后施工的依据。
横断面设计，必须结合地形、地质、水文等条件，本着节约用地的原则，选用合理的断面形式，以满足行车顺适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。
通过该实验能够达到让学生掌握道路横断面设计的基本方法和路线土石方数量计算与调配方法的目的。
（1）路基设计计算。
包括每个横断面方向上的宽度及设计标高的计算（即路基加宽和超高计算），并将计算结果填入路基计算表
（2）确定路基标准横断面图。
在标准的横断面中，一般要包括路堤、路堑、半填半挖、护肩路基、挡土墙路基、砌石路基等
（3）绘制路基横断面图。
①绘制横断面地面线图；
②根据路基设计表中的有关数据，绘制路幅的位置和宽度；
③参照路基标准横断面图绘制路基边坡线与地面线相交，并在需要设置支挡防护处绘制支挡结构物的断面图；
④检查弯道路段横断面侧的视距是否满足要求；
⑤根据综合排水设计，绘制路基边沟、排水沟和截水沟等在横断面上的位置。
（4）土石方的计算和调配，并进行土石方的复核。
横向调运+纵向调运+借方=填方
横向调运+纵向调运+弃方=挖方
挖方+借方=填方+弃方
1、与道路的纵断面设计相同，在进行横断面设计之前，我们要保证道路的横断面数据文件的输入，以及道路路基设计的计算的完成。
附表3-1横断面地面线参考文件
桩号
平距
高程
K0+000
2.0
1.5
3.0
-0.5
1.2
0.6
1.4
-0.4
1.0
-2.5
2
1.3
1.8
-2.4
12
13
-1.2
1.7
-1.3
-2.1
1.6
2.4
EP点
0.5
2、点击“设计”，“路基设计计算”，搜索全线，给出路线的起止桩号，“计算”，则生成路基中间数据文件存于项目管理器中。
3、点击“设计”，“横断面设计绘图”，“绘图控制”，选择生成土方数据文件以及记录三维数据文件，给出起止桩号以及绘图的比例，“计算绘图”，给出绘图的基点，输入起始页码，这样横断面图就已经自动绘出，并装有图框。
4、点击“表格”，“输出土方计算表”，选择Excel格式，计算输出，给出出表的起止页码。
5、点击“表格”，“输出路基设计表”，选择CAD形式，计算输出，给出起止页码。
1、路基设计表
2、路基土石方数量计算表
3、路基横断面设计图
4、土石方调配文件
实验四设计成果输出
目的：
输出曲线表、路基设计表、逐桩坐标表、土石方数量表、纵断面图和横断面图，并且按《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》要求装订成册。
容：
平曲线计算，逐桩坐标计算，设计高程计算，土石方计算。
4.1设计表格输出方式
纬地道路辅助设计系统V4.6版的设计表格输出支持三种方式：
1）直接输出到当前图形屏幕下，即输出成AutoCAD的实体数据形式，包括“立交曲线表”、“立交主点坐标表”、“路基设计表”等；
2）输出成文本文件格式（原DOS环境下支持的格式），用户可以使用CCED以及WPS等字处理软件进行打印输出，包括“直线、曲线与转角表”、“路基设计表”、“土方计算表”、“纵坡竖曲线表”、“逐桩坐标表”等；
3）实现设计表格直接输出到Word97/2000/XP或Excel97/2000/XP之上，极方便了打印输出；
包括“直线、曲线与转角表”、“路基设计表”、“土方计算表”、“纵坡竖曲线表”、“逐桩坐标表”等。
4.2计算输出“直、曲线转角表”
菜单：
表格——输出直曲转角表
命令：
przqb
用户在完成“主线平面设计”后（当前项目存在*.jd文件），可直接输出直、曲线转角表。
用户可以根据公路等级及设计需要选择适用的“表格形式”和表格“输出方式”。
点按“计算输出”即可完成。
4.3计算输出“逐桩坐标表”
表格——输出逐桩坐标表
calzzzbb
用户在完成路线或立交匝道平面设计后（当前项目中已指定*.pm文件和*.sta文件），可直接输出逐桩坐标表。
逐桩坐标表中所要表现的所有桩号可从当前项目的桩号序列“*.sta”文件或地面线数据“*.dmx”文件中直接读出，也可以由用户指定桩号间距（包含曲线要素）。
如果没有（*.sta）桩号序列
文件，可使用“纬地工具”菜单的“桩号文件”一项（或命令crsta）直接生成。
用户可选择输出方式：
“Word97/2000/XP格式”、“Excel97/2000/XP格式”或“数据文本格式”，点击“输出”按钮，系统可自动搜索Word或Excel的安装位置，并启动输出逐桩坐标表。
4.4计算输出纵坡与竖曲线表
表格——输出竖曲线表
calzpb
用户在完成“纵断面设计”后（当前项目中已存在*.zdm文件），可直接点按“Excel97/2000/XP”或“Word97/2000/XP”按钮，输出该表格。
4.5计算输出路基设计表
表格——输出路基设计表
ljsjb
在用户完成“路基设计计算”后（当前项目存在*.lj文件），可直接输出路基设计表。
V4.6版现提供了三种路基表形式：
“高等级公路”形式、“低等级公路”形式和高等级公路（带附加板块）形式。
用户根据当前项目类型选择适用的表格式。
点按“计算输出”按钮后可直接在当前图形屏幕中生成路基设计表（自动分页输出）。
如果用户选择“高等级公路”的表格形式时，因为该表格中存在“坡口坡脚至中桩距离”两列，所以请用户注意在项目管理器中添加土方数据文件，以便从中提取坡口坡脚至中桩距离。
对话框中的“高等级公路”形式适用一般高等级公路和互通式立交匝道（即超高方式采用绕中心线
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