道路勘测设计设计算例.docx

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道路勘测设计设计算例

《道路勘测设计》课程设计说明书

姓名：

专业、班级 ：

学号 ：

指 导 教 师：

设 计 时 间：

- I -

1设计概述....................................................................................................................1

1.1 目的和要求：

..............................................................................................................1

1.2 设计依据：

..................................................................................................................1

1.3 公路设计概况：

..........................................................................................................1

1.4 平面设计标准的确定..................................................................................................1

1.5 路线起讫点..................................................................................................................2

1.6 沿线自然地理概况......................................................................................................2

2道路参数....................................................................................................................2

2.1 道路等级的确定.........................................................................................................2

2.2 公路技术标准的确定.................................................................................................2

2.3 控制要素.....................................................................................................................3

2.4 平面设计技术指标......................................................................................................3

2.4.1 圆曲线最小半径...............................................................................................3

2.4.2 圆曲线最大半径...............................................................................................3

2.4.3 圆曲线半径的选用...........................................................................................4

2.4.4 平曲线最小长度...............................................................................................4

2.4.5 缓和曲线技术要求...........................................................................................4

2.4.6 平曲线要素的确定...........................................................................................5

2.4.7 初步设计的平曲线加桩...................................................................................7

2.4.8 曲线主点桩号计算...........................................................................................7

2.5 路线方案的拟定与比较.............................................................................................7

2.5.1 两方案概述..............................................................................................................8

2.5.2 两方案特点比较......................................................................................................8

2.5.3 两方案比选结果......................................................................................................8

2.6 道路平面设计..............................................................................................................9

2.6.1 平面选线的原则：

...........................................................................................9

2.7 道路纵断面设计..........................................................................................................9

- II -

2.8 道路横断面设计........................................................................................................10

2.8.1 行车视距.........................................................................................................11

2.9 土石方量计算及调配........................................................................................11

2.9.1 土石方数量计算.............................................................................................11

3.1 计算说明部分（附表）............................................................................................12

3.2 图纸部分（附图）....................................................................................................12

参 考 文 献............................................................................................................................13

- III -

《道路勘探设计》课程设计说明书

1设计概述

1.1 目的和要求：

道路工程课程设计是专业教学的一个重要环节，包括道路路线设计和路面结构设

计两部分。

通过本次课程设计，要求熟悉公路设计规范，理解、掌握《道路勘测设计》

的基本概念，综合运用本课程和其他有关课程的基本知识和基本操作技能，使所学知

识进一步巩固、深化和发展；学习道路路线设计的一般方法和步骤。

通过设计，培养

学生初步具备正确的设计思想和动手的能力，使学生具有初步的工程设计概念；培养

学生具备道路路线设计的基本技能。

根据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，完成土石方计算与

调配，编制直线、曲线及转角一览表，路基设计表，路基土石方数量计算表；进行路

面结构类型选择，并确定各结构层的合理厚度。

1.2 设计依据：

根据河南理工大学万方科技学院土木工程专业道路工程方向《道路勘测设计指导

书》。

1.3 公路设计概况：

公路等级：

三级公路

交通量：

平均昼夜交通量为 2500～4500 辆

设计年限：

10 年

设计车速：

30km/小时

1.4 平面设计标准的确定

1、根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。

设计车速为

30 公里/小时，路基双幅两车道，宽 8.5 米。

2、设计执行的部颁标准、规范有：

《公路工程技术标准》JTGB01-2003

《公路路线设计规范》JTGD20-2006

《道路勘探设计》课程设计说明书

《公路路基设计规范》JTGD30-2004

1.5 路线起讫点

比例尺：

1：

2000；公路等级：

三级；起点桩号 K0+000，坐标终点桩号

K0+607.816 坐标终点高程：

 394.11 米

1.6 沿线自然地理概况

山岭地区山高谷深、坡陡流急地面自然坡度大（20o 以上）、地形复杂，日温差和

年温差较大、暴雨多、河流水位变化幅度大等特点。

山岭地区路线弯多坡陡、标准低、

工程量大，由于受山岭区地形、水文、地质、气候等因素的影响，道路平、纵、横都

受限制。

2道路参数

2.1 道路等级的确定

根据所给资料，参照《公路工程技术标准》JTGB01-2003（以下简称《标准》）、

《公路路线设计规范》JTGD20-2006（以下简称《路线规范》）确定路线的设计等级，

本路段按三级公路技术标准勘察、设计。

设计车速为 30Km/小时，路基单幅双车道，宽

8.5 米。

设计使用年限 15 年。

2.2 公路技术标准的确定

本路段按三级公路标准测设，设计车速 30KM/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。

查《公路工程技术标准》得小客车和中型载重汽车折算系数如下：

表 2 汽车折算系数

汽车代表车型车辆折算系数

小客车1.0

中型车1.5

《道路勘探设计》课程设计说明书

大型车2.0

托挂车3.0

交通增长率：

γ=6%

道路必经点：

无要求

2.3 控制要素

（1）道勘：

三级

（2）设计车服务车速：

30km/min。

2.4 平面设计技术指标

2.4.1 圆曲线最小半径

 极限最小半径

②一般最小半径

 平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半

径。

不设超高最小半径

当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱

横坡。

圆曲线半径要求如表 2.41 所示

表 2.41 圆曲线半径要求

技术指标三级公路

一般最小半径 （m）65

极限最小半径 （m）30

不设超高

路拱 ≤ 2.0%

350

最小半径（m）路拱 ≥ 2.0%

450

2.4.2 圆曲线最大半径

选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车

舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于 10000 米。

《道路勘探设计》课程设计说明书

2.4.3 圆曲线半径的选用

在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲

线，最大半径为 200 米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。

2.4.4 平曲线最小长度

公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆

曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于 2 倍的缓和曲线的长度。

由缓和曲线和

圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于 9s 的行驶距离，由缓和曲线组成的平

曲线要求其长度不短于 6s 的行驶距离。

平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在 3s

内的行驶距离。

2.4.5 缓和曲线技术要求

缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：

（1） 离心加速度变化率不过大;

（2） 控制超高附加纵坡不过陡;

（3） 控制行驶时间不过短;

（4） 符合视觉要求;

因此，《规范》规定：

平原微丘区三级公路缓和曲线最小长度为 40m.。

一般情况

下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可

不设缓和曲线。

表 2.45

交点半径（m）缓和曲线长（m）

JD118640

40

JD214440

40

平面设计计算有关内容及计算公式

（1）、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：

设起点坐标为 JD0 （ X 0 ,Y0 ） ，第 i 个交点坐标为 JDi （ X i ,Yi ） , i = 1, 2 , 3 ,  , n ，则：

坐标增量 :

交点间距 :

《道路勘探设计》课程设计说明书

∆X = X i - X i-1 ⎫

⎬

⎭

L = （∆X ）2 + （∆Y ）2

象限角:

θ = arctg

∆Y

∆X

:

计算方位角当时∆X > 0 , ∆Y > 0:

∆

当时X < 0 , ∆Y > 0:

当 ∆X < 0 , ∆Y < 0 时 :

当时X > 0 , ∆Y < 0:

fw = θ

fw = 180 -θ

fw = 180 + θ

fw = 360 -θ

⎭

⎫

⎪

⎬

⎪

⎪

转角:

αi = A - A -1

当为时路线右偏, 当为时路线左偏 "

2.4.6 平曲线要素的确定

（5） 圆曲线要素及其计算

根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得：

 R =

V 2

127（μ ± ih ）

式中：

V---行车速度（km/h）;

μ ---横向力系数；

ih ---超高横坡度。

（6） 主点桩号的计算

<1>直线上中桩坐标计算：

设交点坐标为 JD（ X , Y ） ，交点相邻两直线方位角分别为 fw1 和 fw2 ，

则：

ZH点坐标 :

HZ点坐标 :

X ZH = X + T cos （ fw1 +180）

YHZ = Y + T sin （ fw1 +180）

Y= Y + （T + ZH - L） ⋅ sin （ fw1 +180）  ⎭

设直线上加桩里程为L， ZH ， HZ 为曲线起点、终点里程，则前直线上任

意点坐标为：

X = X + （T + ZH - L） ⋅ cos （ fw1 +180） ⎫

⎬

后直线上任意点的坐标为：

Y= Y + （T + L - HZ ） ⋅ sin fw2   ⎭

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X = X + （T + L - HZ ） ⋅ cos fw2 ⎫

⎬

<2>单曲线内中桩坐标计算：

曲线上任意一点的切线横距为：

x = l -

l5

s

40R2L2

式中：

 l ——缓和曲线上任意点到 ZH （或HZ ） 点的曲线长；

Ls ——缓和曲线长度。

第一缓和曲线（ ZH - HY ）上任意点坐标

Y

cos ç   ⎪

cos ç   ⎪

x ⎛

x ⎛

30l 2 ⎫ ⎫

⎪ ⎪

⎪

⎬

30l 2 ⎫ ⎪

⎪ ⎪

⎪

⎪

式中：

 ξ ——转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。

②圆曲线内任意点坐标（ HY - YH ）：

π R

⎬

⎛ 90l ⎫⎪

⎥⎪

式中：

 l ——圆曲线上任意点至 HY 点的曲线长；

ξ ——转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。

③第二缓和曲线（ HZ - YH ）内任意点坐标：

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x⎛30l 2 ⎫ ⎫

⎪ ⎪

cos ç⎪

⎬

x⎛30l 2 ⎫⎪

2⎪⎪

⎪

⎝ π RLs ⎭⎪

式中：

 l ——第二缓和曲线内任意点至 HZ 点的曲线长。

（2）、曲线要素计算：

q =  -

2

Ls

240R2

（m）

p =   -

24R

L4

2688R3

（m）

T = （R + p） tg

Ly = α R - Ls

L = Ly + 2Ls

α

2

+ q （m）

E = （R + p） sec

α

2

- R

J = 2 T - L

2.4.7 初步设计的平曲线加桩

在路线选定和曲线计算完成之后，要将路线加桩，直线段为 100 米加桩，曲线段

为 20 米加桩。

由于采用软件进行上述工作，本设计为 20 米加桩。

2.4.8 曲线主点桩号计算

计算结果详见附表 “直线及曲线曲线一览表”。

2.5 路线方案的拟定与比较

根据给定的等高线地形图，采用纸上定线的方法研究路线的可能方案，并经过比

较论证确定最后路线方案。

山区路线依行经地区的地貌地质和地形特征，可能有越岭线、山坡线、沿溪线和

山脊线，此时可根据地形图研究可能的路线布局型式。

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山区公路的选线一段应按：

（1） 全面布局；

（2） 逐段安排路线；

（3） 具体定线三个步骤进行。

本路段设计时，根据地形地貌等情况，经过筛选后得到两个方案（方案 1 和方案

2），经过进一步方案比选后，选择方案 1 为最后设计方案。

比选过程如下：

2.5.1 两方案概述

方案 1（即既定方案）选择路线为，沿河自然布线，后在垄洞挖方通过，至终点。

方案 1（比选方案）穿过重丘区，起伏严重，施工难度大。

2.5.2 两方案特点比较

 方案 1 的优点：

因为方案 1 基本避开了山丘高差大的地区而沿河走，所以减少

了大量的挖方量；路线行进地区地势平坦，视野开阔，视线通畅，驾驶时视觉感受较

好；路线行进方向高差较小，有利于设置标准较高的纵断面，有利于行车。

方案 1 的缺点：

因为经过的是水田，需解决可能发生道路路基进水导致的稳定性

下降的问题，故不宜以低填方通过，为了保持路基填土最小安全高度，不可避免的会

有大的填方量；较高路基占用的水田面积较大。

方案 2 路线较直，长度较短，路段路面造价较低。

方案 2 的缺点：

挖方量很大；施工难度较高；地形复杂，施工不便，施工速度较

慢；路线沿线地面高差较大，道路坡度较大，纵断面不理想；路线在较长挖方段中通

过时，容易出现视距不够、视觉压抑等问题；较大的挖方量和较高的挖方高度，容易

出现难以预料的工程地质危害。

2.5.3 两方案比选结果

综合比较以上两方案各自的优缺点，最终选择方案 1 为最终设计方案。

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2.6 道路平面设计

根据小比例尺等高线地形图所确定的路线方案，即可在较大比例尺的等高线地形

图上进行详细的精确定线，此时可按交角点的偏角，结合地形地物确定平曲线半径及

其要素，鉴于时间所限，平面设计长度可取 0.6 公里。

直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和

曲线最小长度、缓和段长度的规定等均应从行车安全视觉舒顺出发满足要求并通过计

算分析确定。

平面线形的桩距应按照规定并对地物及地形变化给予加桩。

曲线段的设置影响平面视距，此时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得

视距的保证。

2.6.1 平面选线的原则：

（1）、在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研

究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。

（2）、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、

运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。

在工程量增加不大时，应尽可能的采用

较高的技术指标。

不轻易采用极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过分

增大。

（3）、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够

加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相

配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。

（4）、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼

及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选

择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。

2.7 道路纵断面设计

纵断面设计线的标高是指路基边缘标高，高速公路则指分隔带外侧边缘的标高，

对于改建公路则指路面中心线的标高。

纵断面设计线的确定包括：

纵坡度的选定、坡长的限定以及竖曲线半径的拟定。

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为了满足行车和排水要求，道路应有最大纵坡和最小纵坡的限制。

坡长限制应有

利于行车平顺，尽量减少纵断面上的转坡点和设置大半径的竖曲线，坡长应注意做到：

缓坡宜长、陡坡宜短。

纵断面设计线拟定前，应先确定标高控制点（如桥涵标高、最小填土高度、最大

挖方深度、交叉口标高等）。

对于山区公路横断面依据