1、 道 路 勘 测 设 计 课 程 设 计 说 明 书设计题目 公路工程二阶段初步设计 院 （部）： 土木建筑学院 学 号： 2010304824 学生姓名： 杨国方 指导教师： 王长柏、胡功宏 专业班级： 道路 10-8 2013 年 1 月 11 日2安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表学生姓名： 杨国方 学号：2010304824 专业班级：道桥 10-8 课程设计题目： 公路工程二阶段初步设计 指导教师评语：成绩： 指导教师： 2012 年 1 月 6 日3安徽理工大学课程设计（论文）任务书土木建筑学院 道路与桥梁工程系学 号 2010304824 学生姓名 杨国方 专业班级 土木 2
2、010-8设计题目 公路工程二阶段初步设计设计技术参数1、 1:2000 比例尺地形图；2、 路线导线及主要控制点；3、 道路起、终点坐标；4、 设计使用初年为 2012 年，初年交通量 20006000pcu/d，根据学号按 100pcu/d递增选取。远景交通量预测按 15 年确定，每隔 5 年为预测特征年，交通量年均增长率取 5%；5、 地面高程由地形图近似查取；6、 路线长度 1.52Km。设计要求采用纬地三维道路 CAD 辅助设计系统 Hint5.5，在 1:2000 比例尺的地形图完成 1.52Km 的公路路线平、纵、横三方面的综合设计。要求平面上至少有 2 个交点，纵断面上至少有
3、2 个变坡点。掌握道路工程设计的基本原理和过程，主要设计内容如下：1、 公路等级及技术标准的拟定2、 公路标准横断面设计3、 纸上定线、公路平面设计4、 公路纵断面设计工作量1、 学习使用公路工程辅助设计软件 Hint5.52、 撰写完整的设计说明书一份（要求 5000 字以上手写）3、 公路平面设计图一套（A4 图纸，比例 1:2000）4、 公路纵断面设计图一套（A4 图纸，比例 1:2000（1:200） ）5、 公路标准横断面设计图一张（A4 图纸，比例 1:200）工作计划本次课程设计时间共一周，工作计划安排如下：1、 公路等级及技术标准的拟定，完成公路标准横断面设计图（1 天）2、
4、 公路平面设计纸上定线，完成公路平面设计图（2 天）3、 公路纵断面拉坡设计，完成公路纵断面设计图（1 天）4、 撰写设计说明书（1 天）参考资料1、 道路勘测与设计 同济大学出版社；2、 公路工程技术标准 （JTG B01-2004） ；3、 公路路线设计规范 （JTG D20-2006）指导教师签字 教研室主任签字4目录1.公路等级及技术标准的拟定2.公路平面设计3.公路纵断面设计4.公路横断面设计.5.参考文献 6.致谢7.附件.5设计说明书1、道路等级及技术标准的拟定1）根据课程设计任务书提供的设计初年交通量及年均增长率进行远景交通量预测，远景特征年的确定以每五年为单位计2012 年交
5、通量为 3900 辆/天, 每年交通量增长率 5%,2017 年交通预测量为 3900x(1+5%)5=49772022 年交通预测量为 3900x(1=5%)10=63522027 年交通预测量为 3900x(1+5%)15=81072032 年交通预测量为 3900x(1+5%)20=103472）根据交通量预测结果和公路路线设计规范 （JTG D20-2006）第 2.1 条的规定: 二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量 5 00015 000 辆 ，表 2.1.3 设计速度公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公
6、路设计车速（kln/h） 120 100 80 100 80 60 80 60 40 30 20所以拟建公路等级为二级,3）车道数确定根据公路路线设计规范 （JTG D20-2006）第 3.1.5 条规定，结合交通量预测结果，计算设计小时交通量，然后根据第 3.23.4 条的规定计算公路路段的设计通行能力，进而计算得到单向所需车道数 N；表 3.4.1 二级公路、三级公路路段的设计通行能力公路等级设计速度(km/h)基本通行能力(pcu/h)不准超车区比例（ %） V/C设计通行能力(pcu/h)80 2 500 70 0.4240 1 300 70 0.356N AADTKD CDK设 计
7、 小 时 交 通 量 系 数 ， 根 据 交 通 量 预 测 资 料 ， 确 定 为 0.10；D交 通 量 方 向 分 布 系 数 ， 根 据 交 通 量 预 测 资 料 ， 确 定 为 0.55；CD设 计 通 行 能 力 ， 根 据 附 表 3.4.1 知 CD=700pcu/h 2012 年 : N AADTKD CD=3900x0.1x0.55/1400=0.306 取 12017 年: NAADTK DC D=4977x0.1x0.55/700=0.392 取 12022 年 : N AADTKD CD=6352x0.1x0.55/1400=0.500 取 12027 年 : N
8、AADTKD CD=8107x0.1x0.55/1400=0.636 取 12032 年 : N AADTKD CD=10347x0.1x0.55/1400=0.812 取 1各 特 征 年 所 需 要 的 单 向 车 道 数 N 表 1通过上述分析计算可见，本项目全线采用双向双车道可以满足交通需求。4）根据拟定的道路等级和地形特征确定设计速度为 60km/h年 份 2012 2017 2022 2027 2032本路段交通量预测 3900 4977 6352 8107 10347单向车道数 1 1 1 1 17附表 主 要 技 术 标 准 汇 总 表序号 项目名称 单位 技术指标1 地形类别
9、 平原、丘陵地区2 公路等级 二级公路3 设计车速 公里/小时 60.004004 （1）平曲线一般最小半径（2）平曲线极限最小半径 米米2505 最大纵坡/最小坡长 %/米 5.0/2006 凸形竖曲线最小半径/极限最小半径 米 4500/30007 凹形竖曲线最小半径/极限最小半径 米 3000/20008 最大超高 % 8.09 停车视距 米 1109.2 平面线形设计9.2.1 一般规定（l）平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形相适应，与周围环境相协调。（2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并宜选用较大的圆曲线半径。转角过小时，应调整平面线形。当不得已而设置小于 7的转角时，则必须按
10、规定设置足够长的曲线。（3）两同向圆曲线间应设有足够长度的直线，否则应调整线形设置为单曲线或复曲线。（4）两反向圆曲线间不应设置短直线段，否则应调整线形设置为 S 形曲线。9.2.2 直线的运用（1）直线的运用应注意同地形、环境的协调与配合。采用直线线形时，其长度不宜过长。（2）农田、河渠规整的平坦地区、城镇近郊规划等以直线条为主体时，宜采用直线线形。（3）特长、长隧道或结构特殊的桥梁等构造物所处的路段，以及路线交叉点前后8的路段宜采用直线线形。（4）双车道公路为超车所提供的路段宜采用直线线形。9.2.3 圆曲线的运用（l）设置圆曲线时应与地形相适应，以采用超高为 2% 4%的圆曲线半径为宜。
11、（2）条件受限制时，可采用大于或接近于圆曲线最小半径的“一般值” ；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用圆曲线最小半径的“极限值” 。（3）设置圆曲线时，应同相衔接路段的平、纵线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形，并避免小半径圆曲线与陡坡相重合的线形。9.2.4 回旋线的运用（l）设计速度大于或等于 60km/h 时，回旋线应作为线形要素之一加以运用。回旋线圆曲线一回旋线的长度以大致接近为宜。两个回旋线的参数值亦可以根据地形条件设计成非对称的曲线，但 A1：A 2 不应大于 2.0。（2）回旋线参数宜依据地形条件及线形要求确定，并与圆曲线半径相协调。当 R 小于 100m 时，A 宜大
12、于或等于 R。当 R 接近于 l00m 时，A 宜等于 R。当 R 较大或接近于 3 000m 时，A 宜等于 R/3。当 R 大于 3 000m 时，A 宜小于 R/3。（3）两反向圆曲线径相衔接或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两反向圆曲线连接组合为 S 形曲线。S 形曲线的两回旋线参数 A1 与 A2 宜相等。当采用不同的回旋线参数时，A l 与 A2 之比应小于 2.0，有条件时以小于 1.5 为宜。当 A2200 时，A 1 与 A2 之比应小于 1.5。两圆曲线半径之比不宜过大，以 R1/R22 为宜（ R1 为大圆曲线半径；R 2 为小圆曲线半径） 。（4）两同向圆曲线径相衔接
13、或插入的直线长度不足时，可用回旋线将两同向圆曲线连接组合为卵形曲线。卵形曲线的回旋线参数宜选 R2/2AR 2（R 2 为小圆曲线半径） 。两圆曲线半径之比，以 R2/R10.2 0.8 为宜。两圆曲线的间距，以 D/R2=0.0030.03 为宜（D 为两圆曲线间的最小间距） 。9（5）受地形条件限制时，可将两同向回旋线在曲率相同处径相衔接而组合为凸形曲线。凸形曲线只有在路线严格受地形限制，且对接点的曲率半径相当大时方可采用。凸形曲线的回旋线参数及其对接点的曲率半径，应分别符合容许最小回旋参数和圆曲线最小半径的规定。对接点附近的 0.3v（以 m 计；其中 v 为设计速度，按 km/h 计）
14、长度范围内，应保持以对接点的曲率半径确定的路拱横坡度。（6）受地形条件限制时，大半径圆曲线与小半径圆曲线相衔接处，可采用两个或两个以上同向回旋线在曲率相同处径相连接而组合为复合曲线。复合曲线的两个回旋线参数之比以小于 1.5 为宜。复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉的匝道设计中可采用。（7）受地形条件或其他特殊情况限制时，可将两同向圆曲线的回旋线曲率为零处径相衔接而组合为 C 形曲线。C 形曲线仅限于地形条件特殊困难，路线严格受限制时方可采用。主点桩号计算及结果：附件 2. 道路平面设计图样式109.3 纵面线形设计9.3.1 一般规定（l）纵面线形应平顺、圆滑、视觉连续，并与地形相适
15、应，与周围环境相协调。（2）纵坡设计应考虑填挖平衡，并利用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与环境的影响。（3）相邻纵坡之代数差小时，应采用大的竖曲线半径。（4）连续上坡路段的纵坡设计，除上坡方向应符合平均纵坡、不同纵坡最大坡长规定的技术指标外，还应考虑下坡方向的行驶安全。凡个别技术指标接近或达到最大值的路段，应结合前后路段各技术指标设置情况，采用运行速度对连续上坡方向的通行能力与下坡方向的行车安全进行检验。（5）路线交叉处前后的纵坡应平缓。（6）位于积雪或冰冻地区的公路，应避免采用陡坡。9.3.2 纵坡值的运用（l）各级公路应避免采用最大纵坡值和不同纵坡最大坡长值，只有在为争取高度利用有
16、利地形，或避开工程艰巨地段等不得已时，方可采用。（2）纵坡以平、缓为宜，但最小纵坡不宜小于 0.3%。采用平坡（0%）或小于 0.3%的纵坡路段，应作专门的排水设计。9.3.3 纵坡设计的要求（l）平原地形的纵坡应均匀、平缓。（2）丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。（3）越岭线的纵坡应力求均匀，不应采用最大值或接近最大值的坡度，更不宜连续采用不同纵坡最大坡长值的陡坡夹短距离缓坡的纵坡线形。（4）山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下应采用平缓的纵坡。9.3.4 竖曲线设计的要求（l）设计速度大于或等于 60km/h 的公路，竖曲线设计宜采用长的竖曲线和长直线
17、坡段的组合。有条件时宜采用大于或等于表 9.3.4 所列视觉所需要的竖曲线半径度值。表 9.3.4 视觉所需要的最小竖曲线半径值11竖曲线半径(m)设计速度(km/h)凸形 凹形120 20 000 12 000100 16 000 10 00080 12 000 8 00060 9 000 6 000（2）竖曲线应选用较大的半径。当条件受限制时，宜采用大于或接近于竖曲线最小半径的“一般值” ；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用竖曲线最小半径的“极限值” 。（3）同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段接近或达到最小坡长时，宜合并设置为单曲线或复曲线竖曲线的设计标高及结果12附件
18、3. 纵断面设计图样式。9.4 横断面设计9.4.1 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，保护环境，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、分离式路基等方案进行论证比选。9.4.2 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、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。9.4.3 整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于 1/l00。9.4.4
19、整体式路基分为分离式路基或分离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。9.4.5 公路横断面设计应注重路侧安全和运用宽容设计理念，作好中间带、加（减）速车道、路肩以及渠化、左（右）转弯车道、交通岛等各组成部分的细节设计，清除有碍行车安全的障碍物，提供足够宽的无阻碍的路侧安全区。9.4.6 中间带的设计（l）中央分隔带形式：中央分隔带宽度大于或等于 3.0m 时宜用凹形；中央分隔带宽度小于 3.0m 时可采用凸形。（2）中央分隔带缘石：中央分隔带宽度大于或等于 3.0m 时宜采用平齐式；中央分隔带宽度小于 3.0m 时可采用平
20、齐式或斜式。高速公路、一级公路中央分隔带不得采用栏式缘石。（3）中央分隔带表面处理：中央分隔带宽度大于或等于 3.0m 时宜植草皮；中央分隔带宽度小于 3.0m 时可栽灌木或铺面封闭。9.4.7 公路横断面范围内的排水设计除应自成体系、满足功能要求外，设置在紧靠13车道的边沟，其断面宜采用浅碟形或漫流等方式，否则应加盖板。9.4.8 冬季积雪路段、工程地质病害严重路段等可适当加宽路基，以改善行车条件，保障行车安全。9.5 线形组合设计9.5.1 线形组合的基本要求（l）线形组合设计中，各技术指标除应分别符合平面、纵断面规定值外，还应考虑横断面对线形组合与行驶安全的影响。应避免平面、纵断面、横断
21、面的最不利值的相互组合的设计。（2）在确定平面、纵断面的各相对独立技术指标时，各自除应相对均衡、连续外，应考虑与之相邻路段的各技术指标值的均衡、连续。（3）条件受限制时选用平面、纵断面的各接近或最大（最小）值及其组合时，应考虑前后地形、技术指标运用等对实际行驶速度的影响，其运行速度与设计速度之差不应大于 20km/h。（4）线形组合设计除应保持各要素间内部的相对均衡与变化节奏的协调外，还应注意同公路外部沿线自然景观的适应和地质条件等的配合。（5）路线线形应能自然地诱导驾驶者的视线，并保持视觉的连续性。9.5.2 线形组合设计原则（l）平、纵线形组合设计原则为宜相互对应。当平、竖曲线半径均较小时
22、，其相互对应程度应较严格；随着平、竖曲线半径的同时增大，其对应程度可适当放宽；当平、竖曲线半径均大时，可不严格相互对应。（2）长直线不宜与坡陡或半径小且长度短的竖曲线组合。（3）长的平曲线内不宜包含多个短的竖曲线；短的平曲线不宜与短的竖曲线组合。（4）半径小的圆曲线起、讫点，不宜接近或设在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部。（5）长的竖曲线内不宜设置半径小的平曲线。（6）凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不宜同反向平曲线的拐点重合。（7）复曲线、S 形曲线中的左转圆曲线不设超高时，应采用运行速度对其安全性予以验算。149.5.3 设计速度大于或等于 60km/h 的公路，应注重路线平、纵线形
23、组合设计。设计速度等于或小于 40km/h 的公路，可参照执行。9.6 线形与桥、隧的配合9.6.1 桥头引道与桥梁线形（l）桥梁及其引道的位置、线形应与路线线形相协调，使之视野开阔，视线诱导良好。各项技术指标应符合路线布设与总体设计的相关规定。（2）高速公路、一级公路上的桥梁线形应与路线线形相协调，且连续、流畅。（3）桥梁、涵洞等人工构筑物同路基的衔接，其平、纵线形应符合路线布设的有关规定。（4）桥梁、涵洞等人工构筑物上设置防撞护栏时，桥（涵）路衔接处的外侧护栏在平面上应为同一直线或曲线。9.7 线形与沿线设施的配合9.7.1 线形设计应考虑到主线收费站、匝道收费站、服务区、停车区等沿线设施
24、布设的要求。9.7.2 主线收费站范围内路线宜为直线或不设超高的曲线，不应将收费站设置在凹形竖曲线的底部。9.8 线形与环境的协调9.8.1 线形设计应充分考虑到速度对视觉的影响，设计速度高的公路，线形设计和周围环境配合的要求应更高。9.8.2 公路线形应充分利用地形、自然风景，尽量少改变周围的地貌、地形、天然森林、建筑物等景观，使公路与自然融为一体，最大限度地保护环境。9.8.3 公路防护工程应采用工程防护与生态防护相结合的方式，减少对自然景观的影响，加大恢复力度，使公路工程与自然环境相和谐。9.8.4 宜适当放缓路堑边坡或将边坡的变坡点修整圆滑，使其接近于自然地面，增进路容美观。9.8.5
25、 公路两侧的绿化应作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。车道宽度根据设计速度规定如表 6.2.1。15表 6.2.1 车道宽度设计速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20车道宽度(m) 3.75 3.75 3.75 3.50 3.50 3.25 3.00附件 4.道路标准横断面图样式参考文献1.交通部公路工程技术标准(JTJB01-2003)，北京 :人民交通出版社，2004 年2.交通部公路路线设计规范(JTG D202006)，北京: 人民交通出版社，2006 年3.交通部公路路基设计规范(JTG D30-2004)，北京: 人民交通出版社，20
26、04 年4.交 通 部 公 路 工 程 基 本 建 设 项 目 设 计 文 件 编 制 办 法 ， 北 京 :人 民 交 通 出 版 社 ， 1996 年5.孙家驷道路勘测设计 ，北京:人民交通出版社， 1999 年6.张廷楷道路勘测设计 ，上海:同济大学出版社， 1998 年7.张雨化道路勘测设计 ，北京:人民交通出版社， 1997 年16致谢课程设计是对本专业所学的内容进行一次全面的应用性实践，通过设计可以在实践中发现问题，分析问题和解决问题，从而提高这三方面的能力。在设计过程中，自己根据课程设计中的内容和要求，进一步掌握了道路勘测设计的设计步骤和方法，学会选择和确定道路的选线，学会查找和运用有关的规范、设计手册以及相关专业软件的操作，开阔了视野，增长了知识。在此，十分感谢指导老师对我的精心指导和培养，使17我学到许多知识，得到了很好的锻炼，这些都为了以后能更好的走上工作岗位打下了良好的基础，再次感谢！
