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：目录1设计概述 11.1目的和要求： 11.2设计依据： 11.3公路设计概况： 11.4平面设计标准的确定 11.5路途起讫点 21.6沿线自然地理概况 22道路参数 22.1道路等级的确定 22.2公路技术标准的确定 22.3限制要素 32.4平面设计技术指标 3圆曲线最小半径 32.4.2圆曲线最大半径 32.4.3圆曲线半径的选用 42.4.4平曲线最小长度 42.4.5缓和曲线技术要求 4平曲线要素的确定 5初步设计的平曲线加桩 7曲线主点桩号计算 72.5路途方案的拟定和比较 72.5.1两方案概述 82.5.2两方案特点比较 82.5.3两方案比选结果 82.6道路平面设计 92.6.1平面选线的原则： 92.7道路纵断面设计 92.8道路横断面设计 10行车视距 112.9土石方量计算及调配 11土石方数量计算 113.1计算说明部分（附表） 123.2图纸部分（附图） 12参考文献 131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，包括道路路途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、驾驭《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学问和基本操作技能，使所学学问进一步巩固、深化和发展；学习道路路途设计的一般方法和步骤。通过设计，培育学生初步具备正确的设计思想和动手的实力，使学生具有初步的工程设计概念；培育学生具备道路路途设计的基本技能。依据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，完成土石方计算和调配，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：依据河南理工高校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、依据设计任务书要求，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《公路路途设计规范》JTGD20-2006《公路路基设计规范》JTGD30-20041.5路途起讫点比例尺：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）、地形困难，日温差和年温差较大、暴雨多、河流水位变更幅度大等特点。山岭地区路途弯多坡陡、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道路等级的确定依据所给资料，参照《公路工程技术标准》JTGB01-2003（以下简称《标准》）、《公路路途设计规范》JTGD20-2006（以下简称《路途规范》）确定路途的设计等级，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。设计运用年限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《公路路途设计规范》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伸展。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限制要素（1）道勘：三级（2）设计车服务车速：30km/min。2.4平面设计技术指标圆曲线最小半径eq\o\ac(○,1)极限最小半径②一般最小半径eq\o\ac(○,3)平面线形中一般非不得已时不运用极限半径，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确定数值时，可以不设超高，允许设置和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不设超高最小半径(m)路拱350路拱4502.4.2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，应尽量接受大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不行大于10000米。2.4.3圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，依据沿线地形态况，尽量接受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接受。2.4.4平曲线最小长度公路的平曲线一般状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：离心加速度变更率不过大;限制超高附加纵坡不过陡;限制行驶时间不过短;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.。一般状况下，在直线和圆曲线之间，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)JD11864040JD21444040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，第个交点坐标为，则：平曲线要素的确定圆曲线要素及其计算依据汽车行驶在曲线上力的平衡式得：式中：V行车速度（km/h）;横向力系数；超高横坡度。主点桩号的计算<1>直线上中桩坐标计算：设交点坐标为，交点相邻两直线方位角分别为，则：设直线上加桩里程为，，为曲线起点、终点里程，则前直线上随意点坐标为：后直线上随意点的坐标为：<2>单曲线内中桩坐标计算：曲线上随意一点的切线横距为：式中：——缓和曲线上随意点到点的曲线长；——缓和曲线长度。第一缓和曲线（）上随意点坐标式中：——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。②圆曲线内随意点坐标（）：式中：——圆曲线上随意点至点的曲线长；——转角符号，右偏时为“+”，左偏时为“-”。③其次缓和曲线（）内随意点坐标：式中：——其次缓和曲线内随意点至点的曲线长。(2)、曲线要素计算：初步设计的平曲线加桩在路途选定和曲线计算完成之后，要将路途加桩，直线段为100米加桩，曲线段为20米加桩。由于接受软件进行上述工作，本设计为20米加桩。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路途方案的拟定和比较依据给定的等高线地形图，接受纸上定线的方法探讨路途的可能方案，并经过比较论证确定最终路途方案。山区路途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，此时可依据地形图探讨可能的路途布局型式。

山区公路的选线一段应按：(1)

全面布局；(2)

逐段支配路途；(3)详细定线三个步骤进行。本路段设计时，依据地形地貌等状况，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为最终设计方案。比选过程如下：2.5.1两方案概述方案1（即既定方案）选择路途为，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，起伏严峻，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，所以削减了大量的挖方量；路途行进地区地势平坦，视野开阔，视线通畅，驾驶时视觉感受较好；路途行进方向高差较小，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平安高度，不行避开的会有大的填方量；较高路基占用的水田面积较大。方案2路途较直，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；地形困难，施工不便，施工速度较慢；路途沿线地面高差较大，道路坡度较大，纵断面不志向；路途在较长挖方段中通过时，简洁出现视距不够、视觉压抑等问题；较大的挖方量和较高的挖方高度，简洁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。2.6道路平面设计依据小比例尺等高线地形图所确定的路途方案，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途形的基本组成要素，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平安视觉舒顺动身满足要求并通过计算分析确定。平面线形的桩距应依据规定并对地物及地形变更赐予加桩。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途方案作深化、细致的探讨，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路途方案。(2)、路途设计应在保证行车平安、舒适、快速的前提下，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，应尽可能的接受较高的技术指标。不轻易接受极限指标，也不应为了接受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途运用任务、性质的要求，保证路途能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应留意同农田等基本建设相协作，尽量少占用农田，避开可多的拆迁工程。(4)、在选线过程中，对严峻不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特别地区，应慎重对待，一般状况下应设法绕避，如必需穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并实行必要的工程措施。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。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，尽量削减纵断面上的转坡点和设置大半径的竖曲线，坡长应留意做到：缓坡宜长、陡坡宜短。纵断面设计线拟定前，应先确定标高限制点（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地面线试定合宜的填挖高度，试定拉坡，然后依据“标准”规定确定纵坡度及其长度，并拟定竖曲线。纵断面设计长度和平面设计的长度相同。2.8道路横断面设计道路横断面设计的基本要求：(1)公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的影响，爱惜环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时，应同架桥、建隧、分别式路基等方案进行论证比选。

(2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质困难时，高速公路宜接受分别式路基断面。

(3)整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应和回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于1／100。

(4)整体式路基分为分别式路基或分别式路基汇合为整体式路基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。依据平纵断面的设计，可取其中l公里左右做横断面设计，该段范围内全部桩号的横断面地面线，除规定的路基路面宽度外应照各桩断面的地形质状况确定边坡度、边沟形态尺寸，绘出横断面的设计线(即“戴帽子”)，绘出各桩号的横断面图。路拱的型式应按道路等级、性质及道路宽度，接受直线横坡或方程式不同的路拱(横坡)曲线。高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外，应按规定计算或参照标准图设计。行车视距行车视距是否充分，干脆关系着行车的平安和速度，它是公路运用质量的重要指标之一。行车视距可分为：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。《规范》规定，三级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特别困难或受其它条件限制的地段，可接受停车视距，但必需实行分道行驶措施。对于平原微丘区三级公路，停车视距St取30m，超车视距Sc一般值取150m，低限值取150m。2.9土石方量计算及调配横断面设计完后，就要计算各桩号的土石方量。表面0.25m为腐植土，不能利用，所以单独计算。在进行土石方调运时，留意以下几点：首先考虑本桩利用。尽可能避开和削减上坡运土。当运距超过500m时，考虑接受外借的方式。土石方调配，首先按教材所述要求，将有关