1、河南城建學院道路勘測設計課程設計說明書課 程 名 稱: 道 路 勘 測 設 計 題 目: 河南金孟線二級公路設計 專 業: 土 木 工 程 學 生 姓 名: 學 號: 指 導 教 師: 設 計 教 室: 十號樓611教室 開 始 時 間: 2013 年 12 月 09 日完 成 時 間: 2013 年 12 月 20 日課程設計成績：學習態度及平時成績（30）技術水平與實際能力（20）創新（5）說明書撰寫質量（45）總 分（100）等級指導教師簽名： 年 月 日目 錄1、設計任務書21.1 設計題目21.2 設計時間及地點21.3課程設計的目的21.4 設計原始資料及依據21.5 主要內容與基

2、本要求31.6 技術標準62.設計方案的擬定及說明72.1平面設計72.2縱斷面設計72.3橫斷面設計73.平曲線的選擇及參數計算93.1 平曲線的選擇93.2 平曲線要素計算104、豎曲線的設計計算124.1縱斷面設計原則124.2豎曲線要素計算134.3豎曲線計算依據134.4縱斷面設計成果表145、橫斷面設計155.1路幅斷面尺寸擬定155.2路基邊坡和斷面形式設計155.3 超高與加寬設計166、設計17參考文獻 18 1、設計任務書1.1 設計題目河南金孟線二級公路設計1.2 設計時間及地點課程設計的時間在本學期第十五周，12月16日到12月20日。1.3課程設計的目的通過課程設計，

3、使學生所獲得的專業理論知識加以系統化，整體化，以便于鞏固和擴大所學的專業知識；道路勘測設計是教學計劃中重要的實踐性教學環節之一，在設計過程中，通過實際工程設計，結合課程教學，掌握公路勘測設計的程序和技術方法。使理論知識與實踐相結合，熟悉路線設計的步驟和方法。進一步鞏固和加深及運用課堂上所學的勘測設計原理、標準、方法、理論基礎知識，培養學生的分析問題、解決問題、獨立設計的能力，使知識系統化，從而為畢業實習和設計打下基礎。自然環境優越，屬暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，處于暖溫帶和亞熱帶氣候交錯的邊緣地區，具有明顯的過渡性特征。全市年平均總日照時數為18682378小時，年平均

4、氣溫在15.215.8。全市年平均降水量為6121287mm。年平均相對濕度55.6%。雪期，凍土期為90天左右，初雪期11月上旬至中旬，凍土期開始于11月下旬，次年3月上旬開始解凍，年最大凍土深達107cm。1.4 設計原始資料及依據1平原微丘區地形圖：按編號對應，比例為1：2000。2沿線的工程地質及水文地質情況：境內土地，大面積已開墾為農田，植被覆蓋主要是農作物，山區樹木較多，常綠樹種和落葉樹種組成的混交林，沿線多粘質土，山坡上1米以下是碎石土。3沿線的植被及土壤分布情況：生態條件優越，森林植被長勢良好，地帶性植被是落葉闊葉林，地處華北平原西部邊緣與黃土高原東部邊緣交錯區，植被類型具有明

5、顯的過渡性，樹木較多，沿線多黃土，山坡上1米以下是碎石土。4道路建筑材料及分布情況：沿線可開采碎石、砂礫，并有粉煤灰、礦渣、爐渣、石灰、水泥等材料供應。，有小型采石場和石灰廠，水泥、鋼材均需外購。沿線可開采碎石、砂礫，并有粉煤灰、礦渣、爐渣、石灰、水泥等材料供應。5交通量資料： 表1-1 近期交通量車型東風KM340江淮HF140A三菱FR415五十鈴EXR181L江淮HF150東風SP9135B數量350100245110200120 交通增長率： 7% 。 道路必經點： 無要求 。1.5 主要內容與基本要求嚴格按照公路工程技術標準和路線設計手冊的有關規定執行，根據所設計公路的等級，采用相應

6、的指標進行設計，盡量不用極限值。1、平面設計路線平面圖是設計文件主要內容之一，也是平面設計的重要成果。它綜合反映了路線平面位置、線形，還反映了沿線人工構造物和工程設施的布置以及公路與周圍環境、地形、地物的關系。路線平面圖應示出地形、地物、路線位置及樁號、斷鏈、平曲線主要樁位與其它主要交通路線的關系以及縣以上境界等，標注水準點、導線點及坐標格網或指北圖式、示出特大、大、中橋、隧道、路線交叉（標明交叉方式和形式）位置等。圖中還應列出平曲線要素表。比例尺用1：10001：5000，其帶狀寬度為中線兩側各200250米。本次課程設計要求路線平面圖的比例尺為1：2000，由設計資料已給出的平面外業勘測原

7、始資料，繪出路線的導線和路中線，其設計步驟與要求為：（1）編制出直線、曲線及轉角一覽表并復核。（2）根據交點坐標用坐標法繪制出路線交點，得到路線平面導線。（3）根據平曲線要素以及各里程坐標繪制平曲線。（4）按有關規定要求標注出公里樁，百米樁、主點樁位置。交點號、水準點位置及高程等。（5）繪制曲線表。2、縱斷面設計縱斷面線形設計應根據公路的性質、任務、等級和地形、地質、水文等因素，考慮路基穩定、排水及工程量等的要求，對縱坡的大小、長短、前后縱坡情況、豎曲線半徑大小以及與平面線形的組合關系等進行組合設計，從而設計出縱坡合理、線形平順圓滑的理想線形，以達到行車安全、快速、舒適、工程費用較省、運營費用

8、較少的目的?？v斷面設計主要是解決公路線形在縱斷面上的位置、形狀和尺寸問題?？v斷面設計可分成兩步，一是縱坡設計，二是豎曲線設計。（1）、縱坡設計 準備工作。根據校核無誤的直曲表，中平資料。在縱斷面圖上繪出公里樁，百米樁、其它各中樁，直線與平曲線位置。點繪出地面線，并將橋涵、地質、土質、水準點等有關資料填注在縱斷面圖相應的欄目內。熟悉和掌握全線有關勘測設計資料，領會設計意圖和要求。 標注控制點。包括屬于控制性的“控制點”和屬于參考性的“控制點”（經濟點）。 試坡?！扒昂笳疹?，以點定線，反復比較，以線交點”。用三角板推平行線的辦法，反復試坡，對各種可能的坡度線方案進行比較，最后確定既符合技術標準，同

9、時又滿足控制點要求而且土石方量又最省的坡度線。 調坡。結合選線意圖和對照技術標準或規范進行。一般要求縱坡不要太零碎（取至0.1%），變坡點設在整10米樁上。 核對。主要核對具有控制意義的特殊橫斷面。如高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構造物以及其它重要控制點的斷面等。 定坡。最終確定縱坡度、變坡點位置（樁號），推算并校核變坡點高程。坡度值一般是用三角板推平行線的辦法，直接讀厘米格子得出，要求取值到千分之一，即0.1%。（2）豎曲線設計 在滿足標準的前提下，按外距控制選擇豎曲線半徑，按切線長度選擇豎曲線半徑。 計算豎曲線幾何要素，包括豎曲線切線長T、曲線長L和外距E，以及豎曲線上任意點縱距y的計算

10、、豎曲線上任意點設計標高的計算。 點繪豎曲線。 最后計算填挖高度，填繪有關資料，整理、上墨，完成縱斷面設計圖。縱斷面圖的比例一般是：橫坐標（里程及樁號）1：2000，縱坐標（水準高程）1：200。縱斷面圖的上半部包括： 高程、地面線、設計線、豎曲線及其要素 橋涵（橋梁按橋型、孔數及孔徑標繪，注明橋名、結構類型、中心樁號、設計水位；跨線橋示出交叉方式；涵洞與通道按樁號及底高繪出，注明結構類型、中心樁號、孔數及孔徑）； 隧道（按長度、高度標繪，注明名稱和起始點樁號）； 與公路、鐵路交叉時的樁號及路名； 水準點的位置、編號及高程； 斷鏈樁位置及長短鏈關系； 沿線跨越河流的現有水位和設計洪水位，影響路

11、基穩定的地下水位等?？v斷面圖的下部各欄應示出：土壤地質情況、施工高度、設計高程、地面高程、坡長及坡度、里程及樁號、直線及平曲線（包括緩和曲線）等。3、路基橫斷面設計（1）路基橫斷面尺寸的擬定路基寬度的確定是根據所給出的公路等級查公路工程技術標準確定。邊坡值的確定是根據路基橫斷面形式、填料種類、土質情況以及邊坡高度等因素確定。路塹邊坡應根據開挖情況、土石成份的工程性質不同，修筑成折線形邊坡；路堤邊坡應根據填料的種類及路堤高度而確定。邊坡加固在橫斷面設計中僅確定加固類型和坡度，示意表示即可，不作詳細設計。（2）橫斷面圖的設計步驟 點繪各橫斷面的橫向地面線； 根據技術標準的規定，確定路基寬度；按照土

12、質成分、邊坡高度擬定路基邊坡坡度，根據土質成分、邊坡高度確定路基邊坡，并進行邊坡設計。填方邊坡一般采用1：1.5。按照排水要求擬定邊溝、截水溝等尺寸。 按彎道半徑大小分別擬定超高加寬值； 根據縱斷面設計資料，按設計標高，在路基設計表上逐樁進行計算，完成路基設計表的編制； 按路基設計表數據，繪出橫斷面設計線；陡峻山坡需設擋土墻等防護工程時，應將擋墻等防護工程處要繪出。 檢查彎道路段橫斷面內側視距是否保證，是否需要清除障礙及設置視距臺。橫斷面的繪制，一般在方格紙上按樁號由下向上繪制，路基橫斷面設計圖應繪出所有整樁、加樁的橫斷面圖，示出加寬、超高、邊坡、邊溝、截水溝、碎落臺、護坡道、路側取土坑，開挖

13、臺階及視距臺等，注明用地界。擋土墻、護面墻、護腳、護肩、護岸、邊坡加固、邊溝(排水溝)及截水溝加固等均繪在本圖上，并注明起訖樁號、圬工種類及斷面尺寸(另繪有防護工程設計圖的只繪出示意圖，注明起訖樁號和設計圖編號)。比例尺用1：200。（3）路基標準橫斷面圖路基標準橫斷面圖應示出路中心線、行車道、攔水緣石、土路肩、路拱橫坡、邊坡、護坡道、邊溝、碎落臺、截水溝、用地界碑等各部分組成及其尺寸，路面寬度及概略厚度。高速公路、一級公路按整體式路基、分離式路基分別繪制，還應示出中央分隔帶、緣石、左側路緣帶、硬路肩(含右側路緣帶)護欄、隔離柵、預埋管道等設置位置。比例尺用1：100（或1:50）。4、表格填

14、制（1）直線、曲線及轉角一覽表列出交點號、交點坐標、偏角、曲線各要素值、平曲線主要樁位、直線長、計算方位角或方向角等。（2）路基設計表列出平曲線要素縱坡(坡高、坡長、變坡點樁號及高程)、豎曲線要素、樁號、地面高程、設計高程、填挖高度、路基寬度(原寬、加寬、加寬后寬)、緩和長度超高值(左、右)、路基邊緣與設計高之差(左、右)等。邊溝(排水溝)需特殊設計時還應列出溝底縱坡設計資料、形狀及尺寸、溝底高程(左、右)。5、說明書說明書主要寫設計的基本方法、基本步驟、存在的問題以及體會和建議。1.6 技術標準1、交通部.公路工程技術標準(JTJB012003)，北京：人民交通出版社，20042、交通部.公

15、路路線設計規范(JTG D202006)，北京：人民交通出版社，20063、交通部.公路路基設計規范(JTG D302004)，北京：人民交通出版社，20044、交通部.公路工程基本建設項目設計文件編制辦法，北京：人民交通出版社，19965、楊少偉.道路勘測設計，北京：人民交通出版社，20096、許金良.道路勘測設計畢業設計指導，北京：人民交通出版社，20042.設計方案的擬定及說明為鞏固課堂所學知識，培養學生進行道路設計的構思，運算，繪圖等基本技能，根據提供的地形圖，在地形圖上選擇一條最佳路線，確定最佳路線方案，并對最佳路線方案進行下述各項設計：2.1平面設計1、進行平面設計選定平曲線半徑，

16、計算平曲線，緩和曲線，超高和加寬等要素，并填寫直線，曲線及轉角表；2、繪制路線平面圖繪出地形，地物，表示出路線（里程樁，平曲線要素及主要樁位）的位置，比例為1：2000；2.2縱斷面設計1、進行縱斷面設計根據確定的平面圖，直接讀取各樁地面高程，繪制地面線，并進行縱斷面設計，確定豎曲線等要素；2、繪制路線縱斷面圖縱斷面圖的比例一般是：橫坐標（里程及樁號）1：2000，縱坐標（水準高程）1：200。縱斷面圖的上半部包括： 高程、地面線、設計線、豎曲線及其要素 橋涵（橋梁按橋型、孔數及孔徑標繪，注明橋名、結構類型、中心樁號、設計水位；跨線橋示出交叉方式；涵洞與通道按樁號及底高繪出，注明結構類型、中心

17、樁號、孔數及孔徑）； 隧道（按長度、高度標繪，注明名稱和起始點樁號）； 與公路、鐵路交叉時的樁號及路名； 水準點的位置、編號及高程； 斷鏈樁位置及長短鏈關系； 沿線跨越河流的現有水位和設計洪水位，影響路基穩定的地下水位等。2.3橫斷面設計1、橫斷面圖的設計步驟 點繪各橫斷面的橫向地面線； 根據技術標準的規定，確定路基寬度；按照土質成分、邊坡高度擬定路基邊坡坡度，根據土質成分、邊坡高度確定路基邊坡，并進行邊坡設計。填方邊坡一般采用1：1.5。按照排水要求擬定邊溝、截水溝等尺寸。 按彎道半徑大小分別擬定超高加寬值； 根據縱斷面設計資料，按設計標高，在路基設計表上逐樁進行計算，完成路基設計表的編制；

18、 按路基設計表數據，繪出橫斷面設計線；陡峻山坡需設擋土墻等防護工程時，應將擋墻等防護工程處要繪出。 檢查彎道路段橫斷面內側視距是否保證，是否需要清除障礙及設置視距臺。2、橫斷面的繪制，一般在方格紙上按樁號由下向上繪制，路基橫斷面設計圖應繪出所有整樁、加樁的橫斷面圖，示出加寬、超高、邊坡、邊溝、截水溝、碎落臺、護坡道、路側取土坑，開挖臺階及視距臺等，注明用地界。擋土墻、護面墻、護腳、護肩、護岸、邊坡加固、邊溝(排水溝)及截水溝加固等均繪在本圖上，并注明起訖樁號、圬工種類及斷面尺寸(另繪有防護工程設計圖的只繪出示意圖，注明起訖樁號和設計圖編號)。比例尺用1：200。3.平曲線的選擇及參數計算3.1

19、 平曲線的選擇1、平面選線的原則 在道路設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案作深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優路線方案。 路線設計應在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養護。在工程量增加不大時，應盡可能的采用較高的技術指標。不輕易采用極限指標，也不應為了采用較高指標而使得工程量過分增大。 選線應能滿足國家或地方建設對路線使用任務、性質的要求，保證路線能夠加強居民區特別是經濟較發達地區的之間的聯系，同時也應注意同農田等基本建設相配合，盡量少占用農田，避免可多的拆遷工程。 在選線過程中，對嚴重不良地質路段，如滑坡

20、、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼及排水不良等特殊地區，應慎重對待，一般情況下應設法繞避，如必須穿過時，應選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。 選線時應重視環境保護，注意由于道路修筑以及汽車運行所產生的影響與污染等問題。2、選線過程一條道路路線的選定是經過由淺入深，由輪廓到局部，有總體到具體，有面到帶進而到線的過程來實現的，一般要經過以下三個步驟： 全面布局 全面布局是解決路線基本走向的工作。就是根據公路的技術等級、及其在公路網中的作用，結合地形地物條件，在路線的起、終點及中間必須通過的控制點間尋找可能通行的“路線帶”，并進而確定一些大的控制點，將其連接起來，即形成路線的基本走向。路線布

21、局是關系到公路質量的根本性問題。因此，在選線中首先應著眼于總體布局工作，解決好基本走向問題。全面布局是通過路線視察、經過方案比較來解決的。 逐段安排逐段安排是在路線基本走向已經確定的基礎上，再進一步加密控制點，解決路線局部方案的工作。即在大控制點間，結合地形、地質、水文、氣候等條件，逐段定出中、小的控制點。逐段安排路線是通過踏勘測量或詳測前的路線察看來解決的。 具體定線在所有的控制點間，根據技術標準、結合自然條件，綜合考慮平、縱、橫三方面因素，反復穿線插點，具體定出路線位置的工作。這是一步更深入、更細致、更具體的工作。具體定線在詳測時完成。3、紙上定線3.2 平曲線要素計算確定兩交點轉角1=

22、-23°1000.4，V=80（km/h），擬定半徑R=600（m）。1、緩和曲線長度計算 離心加速度的變化率計算: Ls（min）=0.036V³/R=28.36（m） 按駕駛員的操作及反應時間計算：Ls（min）=V/1.2=80/1.2=66.67（m） 按視覺條件計算：Ls（min）=R/9=600/9=66.67(m)緩和曲線長度:Ls=75(m)2、曲線及樁號標定：起點樁號K5+56.000，起點坐標（968788.120，1003800）JD樁號K5+844.120,坐標（968000.00，1003800），R=600（m）終點樁號K6+ 542.780,坐

23、標（967354.45，1004076.24）3、曲線要素計算：圖3-1 緩和曲線要素計算q=Ls/2-Ls³/240R²=75/2-75³/(24080²)=37.225（m）p=Ls²/24R-Ls4/2668R³=80²/(24600)-804/(2668600³)=0.444（m）。=28.6479Ls/R=28.647975/600=3°5809.875T=(R+p)tan(/2)+q=(600+0.444)tan（-23°1000.4/2）+37.225=160.556（m）L=（-

24、2。）(/180)R+2Ls=(-23°1000.4-3°5809.875) 600/180+280 =317.620（m）E=(R+p)sec(/2)-R=(600+0.444)sec（-23°1000.4/2）-600=12.873（m）4、曲線主點樁號計算：ZH=JD-T=K5+844.120-160.556=K5+683.564HY=ZH+Ls=K5+683.564+75.000=K5+758.564QZ=ZH+L/2= K5+683.564+317.602/2=K5+842.365YH=ZH-Ls=K5+842.365-75.000=K5+926.166

25、HZ=ZH+L= K5+926.166+75=K6+001.1664、豎曲線的設計計算4.1縱斷面設計原則沿著路中線豎向剖切、再行展開即得到了路線的縱斷面。路線縱斷面一般情況下是一條在豎向上有起伏的空間線形?？v斷面設計的主要任務就是根據汽車的動力特性、道路等級、當地的自然條件以及工程經濟性等，確定縱面線形的豎向位置與形狀， 以便達到行車安全、迅速、經濟與舒適的目的1、縱斷面設計的要求及注意事項（1）縱坡設計的一般要求 縱坡設計必須滿足標準中的各項規定與要求。 為保證車輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用規范中的極限縱坡值，并留有一定的余地

26、。 設計應對沿線地形、地質、水文、地下管線、氣候和排水等進行綜合考慮，并根據需要采取適當的技術措施，以保證道路的穩定與通暢。 一般情況下縱坡設計應盡量減少土石方及其它工程數量，以降低工程造價和節省用地。 山嶺微丘區的縱斷面設計應考慮縱向填、挖平衡，盡量使挖方作為就近路段的填方，以減少借方和廢方；平原微丘區的縱斷面設計應滿足最小填土高度的要求，以保證路基的穩定性。 高速公路和一級公路，應考慮通道、農田水利等方面的要求；低等級公路，應注意考慮民間運輸、農業機械等方面的要求。（2）最大縱坡 概念最大縱坡是指在縱坡設計時各級道路允許采用的最大坡度值。它是道路縱斷面設計的重要控制指標。在山嶺重丘區，它直

27、接影響著路線的長短、線形的好壞、道路使用的質量、工程數量和運輸成本等。 最大縱坡的影響因素各級道路允許的最大縱坡是根據汽車的動力特性、道路等級、自然條件、車輛行駛的安全性、以及工程經濟與運營經濟等因素，通過全面考慮，綜合分析而確定的.各級公路最大縱坡的規定見表4-1所示表4-1 各級公路最大縱坡設計速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789（3）最小縱坡挖方路段以及其它橫向排水不良路段所規定的縱坡最小值稱為最小縱坡。各級公路均應設置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當必須設計平坡或縱坡小于0.3%時，邊溝應作縱向排水設計。注：干旱少雨地

28、區的最小縱坡可不受此限制。（4）坡長限制根據希望速度V1和容許速度V2，可以得出對應于V1的“理想的最大縱坡”i1和對應于V2的“不限長度的最大縱坡”i2。 小于i1 的縱坡稱為緩坡，汽車在緩坡上可以加速行駛； 大于i1的縱坡稱之為陡坡。1)當 ii2的縱坡，汽車在其上行駛時，設初速為V1，則終速不會低于V2；2)當 ii2的縱坡，應對其長度進行限制。4.2豎曲線要素計算計算所需的公式如下所示：圖4-2 豎曲線要素示意圖豎直線要素設計公式為：= i2-i1豎曲線長度： L=R豎曲線切線長： T= L/2豎曲線外距： E=T²/2R4.3豎曲線計算依據縱坡：i1=-0.837，i2=1

29、.008，i3=-0.387，i4=-2.392半徑：R1=10000.000m，R2=12000.000m，R3=12000.000m以第一個變坡點的計算為例：樁號：k5+400.000 1=i2-i1=1.008-(-0.837)=1.845，凹型豎曲線曲線長：L1=R11=187.5m切線長：T= L1/2=92.260m外距：E1= O.426m4.4縱斷面設計成果表以前面的計算即可確定出各直線段坡線上所對應的中樁標高，再由公式h=x²/2R算出豎曲線內各點的豎距，5、橫斷面設計 橫斷面設計俗稱“戴帽子”，它的主要任務是根據公路等級，結合當地自然條件，綜合考慮交通安全、路基穩定，公路排水、節省用地和工程經濟等的要求，確定能夠公路橫斷面的組成部分及其幾何尺寸。橫斷面設計本著經濟，避免大填大挖，填挖平衡的原則。本次設計中橫斷面的比例尺為1:200.5.1路幅斷面尺寸擬定根據設計有關規定的要求，二級公路標準設計，計算行車速度80Km/h, 本工程路基寬度為12m,路幅組成如下： 行車道寬度：2×3.75 m 硬 路 肩：2×1.5m土 路 肩：2×0.75m 5.2路基邊坡和斷面形式設計路基邊坡的陡與緩直接影響路基的穩定性及其工程經濟合理性?；吰缕露纫话阋云露蔚呢Q直投影和水平投影之比表示