课程设计说明书参考.docx
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课程设计说明书参考
课程设计说明书
课程名称:
道路勘测课程设计
课程代码:
8503891
题目:
丘陵区三级公路勘测设计
学院（直属系）:
建筑与土木工程学院
年级/专业/班:
2007级交通土建2班
学生姓名:
王厅
学号:
312007*********
指导教师:
黄敬林
开题时间:
2009年5月18日
完成时间:
2009年6月5日
目录
中文摘要及关键词…………………………………………………………………
（2）
引言…………………………………………………………………………………（3）
任务分析……………………………………………………………………………（4）
第1章绪论…………………………………………………………………（5）
1.1公路发展概况……………………………………………………………（5）
第2章平面设计………………………………………………………………（8）
2.1设计行车速度的确定……………………………………………………（8）
2.2选线设计…………………………………………………………………（8）
2.3平面线形设计………………………………………………………………（9）
第3章纵断面设计……………………………………………………………（18）
3.1纵断面设计原则……………………………………………………………（18）
3.2纵坡设计的要求……………………………………………………………（18）
3.3竖曲线设计…………………………………………………………………（18）
第4章横断面设计…………………………………………………………（21）
4.1横断面设计原则……………………………………………………………（21）
4.2超高的确定及过渡方法……………………………………………………（22）
4.3横断面的绘制………………………………………………………………（24）
结论………………………………………………………………………………（25）
总结与体会…………………………………………………………………………（26）
谢辞…………………………………………………………………………………（27）
参考文献……………………………………………………………………………（28）
摘要
本设计为一段山岭重丘区三级公路常规设计，分为初步设计和详细设计两个步骤。
初步设计中，首先确定道路的设计时速v=30m/s，然后在1:
2000地形图上确定两条备选路线，分别进行平面交点的确定，桥涵设置，最后对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。
详细设计从确定方案中选取最佳的方案进行具体设计，前期工作较初步设计更具体化，此外还对路基，路面，排水，进行了详细设计。
此三级公路全长1098.9m,平曲线最小半径为100m，反向曲线间距最小为32.056m，最小缓和曲线长度为30ｍ。
同向曲线间距最小为83.224m。
竖曲线最大坡度为3.60%，最小坡度为-0.40%，最小坡长为120.000m。
JD1超高为4%，加宽值0.600m；JD2超高为2%,不加宽；JD3超高值2%，不加宽；JD4超高为5%，加宽值0.800m。
路基宽度为7.5ｍ（2x0.5m的土路肩+6.5ｍ的行车道）。
有两座桥梁和，分别为桥跨60m和桥跨60ｍ中桥。
关键词：
平曲线；竖曲线；排水；路基；沥青路面；
引言
改革开放以来，我国公路运输业快速发展。
从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。
我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势。
应该抓住西部大开发这个历史机遇，大力发展公路建设，尤其是村村通公路。
通过公路建设来改变农民的生活水平，使他们感受到党对他们的关怀。
任务分析
本课程设计是道路勘测与设计的课程设计，主要的目的是：
1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生独立完成查阅资料、设计、绘图等工作以及分析和解决工程实际问题的能力；
2）加强学生对前面道路勘测理论知识点的理解，进一步系统的掌握零散的专业知识；
3）培养学生治学严谨、态度认真、团结合作的精神。
本次课程设计主要内容：
纸上定线，平曲线设计，竖曲线设计，横断面设计，路基设计；土石方计算，同时绘制路线平面图，路线纵断面图，路基标准横断面图，路线横断面图，填写直线曲线转角表、纵坡竖曲线表、逐桩坐标表等，最后完成课程设计说明书。
第一章绪论
纵观当今世界，经济发达的强国，无一不是公路发达的国家。
公路已成为一个国家生产力是否发达的重要标志，也是一个国家实力的重要组成部分。
1.1公路发展概况
1.1.1公路发展历程
A改革开放前公路基础设施的建设：
旧中国的公路交通极为落后，1949年全国公路通车里程仅8.07万公里，公路密度仅0.8公里／百平方公里。
建国初期，公路交通经历一段时期的恢复后开始获得长足发展，1952年公路里程达到12.67万公里。
50年代中后期，为适应经济发展和开发边疆的需要，我国开始大规模建设通往边疆和山区的公路，相继修建了川藏公路、青藏公路，并在东南沿海、东北和西南地区修建国防公路，公路里程迅速增长，1959年达到50多万公里。
60年代，我国在继续大力兴建公路的同时，加强了公路技术改造，有路面道路里程及其高级、次高级路面比重显著提高。
70年代中期我国开始对青藏公路进行技术改造，80年代全面完成，建成了世界上海拔最高的沥青路面公路。
随着公路事业的发展，公路桥梁建设也得到发展，建成了一批具有中国特色的石拱桥、双曲拱桥、钢筋混凝土拱桥以及各式混凝土和预应力梁式桥。
在1949—1978年的30年间，尽管国民经济发展道路曲折，但全国公路里程仍基本保持持续增长，到1978年底达到89万公里，平均每年增加约3万公里，公路密度达到9.3公里／百平方公里。
B改革开放后公路基础设施的建设:
改革开放后，国民经济持续高速发展，公路运输需求强劲增长，公路基础设施建设开始发生了历史性转变，其主要表现在：
公路建设得到中央和地方各级政府的重视，“要想富、先修路”，公路建设的重要性逐步为全社会所认识；在统一规划的基础上．开始了有计划的全国公路基础设施建设，80年代初和80年代末国家干线公路网和国道主干线系统规划先后制定并实施，使公路建设有了明确的总体目标和阶段目标；公路建设在继续扩大总体规模的同时，重点加强了质量水平的提高，高速公路及其他高等级公路的迅速发展．改变了我国公路事业的落后面貌；公路建设筹资渠道走向多元化，逐步扭转了公路建设资金短缺的状况，尤其1984年底国务院决定提高养路费征收标准、开征车辆购置附加费、允许高等级公路收费还贷，1985年起国家陆续颁布有关法规，使公路建设有了稳定的资金来源。
从统计数字看，到1999年，全国公路里程达到135万公里，公路密度达到１４.１公里／百平方公里，为1978年的1.5倍。
二级以上公路占全国公路总里程的比重由1979年的1.3％提高到1999年的12.5％，主要城市之间的公路交通条件显著改善，公路交通紧张状况初步缓解。
同时，县、乡公路里程快速增长，质量也有很大提高，有的省份已实现全部县道铺筑沥青路面乃至达到二级技术标准，全国实现了100％的县、98％的乡和89％的行政村通公路。
总体而言、一个干支衔接、布局合理、四通八达的全国公路网已初步形成。
特别值得一提的是我国高速公路的建设。
高速公路建设是改革开放后我国公路事业取得的突出成就。
1988年，我国第一条高速公路沪嘉高速公路（18.5公里）建成通车。
此后，又相继建成全长375公里的沈大高速公路和143公里的京津塘高速公路。
进入90年代，在国道主干线总体规划指导下，我国高速公路建设步伐加快，每年建成的高速公路由几十公里上升到一千公里以上。
到1999年底，全国高速公路通车里程已达11605公里。
短短10年间，我国高速公路就走过了发达国家高速公路一般需要40年完成的发展历程。
高速公路及其他高等级公路的建设，改善了我国公路的技术等级结构，改变了我国公路事业的落后面貌，同时也大大缩短了我国同发达国家之间的差距。
高等级公路的快速发展对公路桥梁、隧道建设提出了较高要求，推动了公路桥梁、隧道数量的增加和技术水平的提高。
我国先后在主要江河和一些海峡建设了一批深水基础、大跨径、施工难度很高的桥梁，如黄石长江大桥（我国交通部门自行设计和建设的第一座跨长江特大型桥梁）、万县长江大桥、铜陵长江大桥、江阴长江大桥（跨径列中国第一、世界第四的钢悬索桥）、南京第二长江大桥，风陵渡黄河大桥、济南第二黄河大桥，广东虎门大桥、山东女姑山跨海大桥、厦门海沧大桥等。
这些工程标志着我国深水基础、大跨径桥梁建设已进入世界先进行列。
到1999年底，全国公路桥梁已达到23万座，总延长8006公里；隧道1257座，总延长407公里。
我国公路隧道建设是在几乎空白的基础上得到发展的。
1986年我国第一座设施先进的现代化大型公路隧道——鼓山双洞隧道在福州一马尾一级公路上建成。
之后，又相继建设了中梁山、缙云山、六盘山、八达岭等一批具有现代化水平的大型公路隧道工程。
1.1.2公路建设评述
50年来，我国公路建设已取得巨大成就。
回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。
但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。
从公路技术等级看，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4％，西部地区更高，达到21.8％，技术等级构成仍不理想。
从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。
因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点。
第二章平面设计
道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。
路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和限制时，路线要改变方向和发生转折。
2.1设计行车速度的确定
“设计车速”是在气候正常，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒服地行驶的最大行驶速度。
依据《标准》从工程难易程度,工程量大小及技术经济合理的角度考虑,各级公路的设计车速按地形分为两类,本设计的设计车速为40km/h。
2.2选线设计
2.2.1选线的基本原则：
（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应
（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。
（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。
在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。
（4）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。
（5）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。
（6）选线应综合考虑路与桥的关系，应该充分考虑跨桥的位置。
2.2.2选线的步骤和方法：
A选线
道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。
在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。
a全面布局
全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。
就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。
具体的在方案比选中体现。
路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。
主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。
而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，道路选线必须考虑的因素。
b逐段安排
在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点（特别是那些控制较严的点位）的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。
c具体定线
在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。
随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。
做好上述工作的关键在于全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。
2.2.3方案比选：
本设计有很多路线可以选择，根据已确定的路线的大概走向，综合考虑地形状况后选了两套方案。
方案一：
采用沿溪线走河道的左边，在途中有两条小河需要修桥跨过。
方案二：
开始采用沿溪线走河道左边，在起终点的中点处修桥跨过大河，而后走河道的右边，在上游的合适位置在修桥跨河到达终点。
两条线都要修两座桥跨河，但方案一跨河的距离要明显短，比较经济。
从地形图可知方案二在距终点300米处的，方案一距终点120米处的等高线都很密。
但方案一可以沿等高线走线而方案二不行，从填挖方和工程量来说方案一比较经济，所以方案二不理想。
综合比较后最后选用方案一。
2.3平曲线要素值的确定
2.3.1平面设计原则：
（1）平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。
（2）除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。
（3）保持平面线形的均衡与连贯。
为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。
（4）应避免连续急弯的线形。
这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。
设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。
（5）平曲线应有足够的长度。
如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度
2.3.2平曲线要素值的确定：
平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。
当然三个也可以组合成不同的线形。
在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：
A基本形曲线几何元素及其公式：
按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合而成的曲线。
这种线形是经常采用的。
例如设计中的大多数点都是应用这个的。
如下图一。
缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。
《标准》规定，除四级路可以不设缓和曲线外，其余各级都应设置缓和曲线。
它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。
设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：
1：
1。
这一点非常的重要，在刚开始做设计的时候就没有注意到这个问题，设计出来的路线非常不协调，美观，比例严重失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。
在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。
缓和曲线长度Ls，圆曲线半径R，转角a
1）圆曲线的内移值
△R=Ls2/24R（m）
2）总切线长
先求q=Ls/2－Ls3/240R2（m）
Th=q+（R+△R）tan（a/2）（m）
3）平曲线总长度
先求β=（Ls/2R）ρ
Lh=2Ls+R（a-2β）π/180（m）
4）外距Eh=（R+△R）sec（a/2）－R（m）
5）校正值D=2Th－Lh（m）
a平曲线主要参数的规定
根据《公路工程技术标准JTGB01—2003》的规定如表：
公路等级
三级
地形
山岭重丘区
圆曲线一般最小半径（m）
65
圆曲线极限最小半径（m）
30
平曲线最小长度（m）
50
缓和曲线最小长度（m）
30
b主要几何元素的计算
桩号JD1：
（1）平曲线几何元素计算：
右偏51°25′32″R=100（m）Ls=50（m）
缓和曲线切线增值q=Ls/2
=50/2
=25（m）
圆曲线的内移值△R=Ls2/24R
=502/24×150
=0.694（m）
切线长Th=q+（R+△R）tan（a/2）
=（100+0.694）tan（51°25′32″/2）+25
=73.655（m）
平曲线长度Lh=2Ls+R（a-2ß）π/180
=139.755（m）
外距Eh=（R﹢△R）sec（a/2）－R
=（100+0.694）×sec（43°40′40″/2）-50
=12.147（m）
校正值D=2Th－Lh
=2×73.655-139.755
=7.555（m）
（2）平曲线主点桩号计算及校正：
JD1：
K0+188.538
ZH=JD1－Th=（K0+189.444）-73.655
=K0+115.789
HY=ZH＋Ls=（K0+115.789）+50
=K0+165.789
HZ=HY＋（Lh-Ls）=（K0+165.789）+（139.755-50）
=K0+255.544
YH=HZ-Ls=（K0+255.544）-50
=K0+205.544
QZ=YH－（Lh-2Ls）/2=（K0+20.5544）-（139.755-2×50）/2
=K0+185.667
JD1=QZ＋D/2=（K0+185.667）+7.555/2
=K0+189.44
桩号JD2：
（1）平曲线几何元素计算：
右偏14°56′17″R=400（m）
圆曲线切线长Th=（R+△R）tan（a/2）
=400×tan（14°56′17″/2）
=52.441（m）
平曲线长度Lh=Raπ/180
=104.287（m）
外距Eh=Rsec（a/2）－R
=400×sec（14°56′17″/2）－400
=0.595（m）
校正值D=2Th－Lh
=2×52.441－104.287
=0.595（m）
（2）平曲线主点桩号计算及校正：
JD2：
K0+481.054
ZY=JD2－Th=（K0+481.054）－52.441
=K0+428.613
YZ=ZY＋Lh=（K0+428.613）＋104.287
=K0+532.900
QZ=（ZY+YZ）/2=（K0+428.613－K0+523.900）/2
=K0+480.757
JD2=QZ＋D/2=（K0+480.757）＋0.595/2
=K0+481.054
桩号JD3：
（1）平曲线几何元素计算：
左偏77°2′41″R=80（m）Ls=40（m）
缓和曲线切线增值q=Ls/2
=40/2
=20（m）
圆曲线的内移值△R=Ls2/24R
=202/24×80
=0.208（m）
切线长Th=q+（R+△R）tan（a/2）
=（80+0.208）×tan（77°2′41″/2）+20
=84.349（m）
平曲线长度Lh=2Ls+R（a-2ß）π/180
=147.575（m）
外距Eh=（R﹢△R）sec（a/2）－R
=（80+0.208）sec（77°2′41″/2）－80
=23.319（m）
校正值D=2Th－Lh
=2×84.349－147.575
=23.319（m）
（2）平曲线主点桩号计算及校正：
JD3：
K0+890.466
ZH=JD3－Th=（K0+890.466）－84.349
=K0+806.117
HY=ZH＋Ls=（K0+806.117）＋40
=K0+846.117
HZ=HY＋（Lh-Ls）=（K0+846.117）＋（147.575-40）
=K0+953.692
YH=HZ-Ls=（K0+953.692）-40
=K0+913.692
QZ=YH－（Lh-2Ls）/2=（K0+913.692）－（147.575-2×40）/2
=K0+879.905
JD3=QZ＋D/2=（K0+879.905）＋23.319/2
=K0+890.466
2.3.2各点桩号的确定
在整个的设计过程中就主要用到了以上的三种线形，在一公里的路长中，充分考虑了当地的地形，地物和地貌，相对各种相比较而得出的。
在地形平面图上初步确定出路线的轮廓，再根据地形的平坦与复杂程度，具体在纸上放坡定点，插出一系列控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，既为路线的各个转角点（既桩号），并且测量出各个转角点的度数，再根据《公路工程技术标准JTGB01—2003》的规定，初拟出曲线半径值和缓和曲线长度，代入平曲线几何元素中试算，最终结合平、纵、横三者的协调制约关系，确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素。
各个桩号及几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表。
第三章纵断面设计
沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。
3.1纵断面设计的原则
（1）纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。
（2）纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。
（3）平面与纵断面组合设计应满足：
（4）视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
（5）平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”
（6）平、纵线形的技术指标大小应均衡。
（7）合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。
（8）与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。
3.2纵坡设计的要求
（1）设计必须满足《标准》的各项规范
（2）纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。
尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。
连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。
（3）应尽量做到添挖
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