1、河南城建学院道路勘测设计课程设计说明书课 程 名 称: 道路勘测设计 题 目: 山西五鹿山二级公路设计专 业: 交通工程 学 生 姓 名: 温永瑞 学 号: 071410137 指 导 教 师: 李 辉 夏英志 张会远 开 始 时 间: 2012 年 12 月 17 日完 成 时 间: 2012 年 12 月 28 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20） 创新（5） 说明书撰写质量（45）总 分（100）等级指导教师签名： 年 月 日河南城建学院道路勘测设计课程设计说明书I目 录1.设计任务书 .11.1 设计题目 11.2 设计时间及地点 11.3 课程设计的目
2、的 .11.4 设计原始资料及依据 11.5 主要内容与基本要求 21.6 设计纪律要求 51.7 成绩评定 51.8 参考目录 61.9 指导老师 62.设计方案的拟定及说明 .62.1 平面设计 62.2 纵断面设计 62.3 横断面设计 73.平面曲线的选择及参数计算 .73.1 平曲线选择 73.2 平曲线要素计算 84.竖曲线的设计计算 .94.1 纵断面设计原则 .94.2 竖曲线要素计算 .94.3 竖曲线计算依据 94.4 纵断面设计成果表 .105.横断面的设计 105.1 路幅断面尺寸拟定 .10河南城建学院道路勘测设计课程设计说明书II5.2 路基边坡和断面形式设计 .1
3、05.3 超高与加宽设计 116.设计小结 11参考文献 .13道路勘测设计课设第 1 页 共 16 页1 设计任务书1.1、设计题目山西五鹿山二级公路设计1.2、设计时间及地点课程设计的时间在本学期的第 16、17 周，共计二周，12 月 17 日12 月 28日。1.3、课程设计的目的道路勘测设计是教学计划中重要的实践性教学环节之一，在设计过程中，通过实际工程设计，结合课程教学，掌握公路勘测设计的程序和技术方法。使理论知识与实践相结合，熟悉路线设计的步骤和方法。进一步巩固和加深及运用课堂上所学的勘测设计原理、标准、方法、理论基础知识，培养学生的分析问题、解决问题、独立设计的能力，使知识系统
4、化，从而为毕业实习和设计打下基础。根据教学计划要求和具体条件，要求对山西五鹿山山岭区二级公路进行设计。该公路地处山西省西南部山岭重丘区，气象资料主要包括：暖温带季风型大陆性气候区，是东南区季风的边缘，受海拔、地形和森林等多种因素的影响，与省内同纬度地区相比，气温偏低，变幅较大，空气湿度偏高，形成典型的山地气候，其特点是夏季炎热多雨，多为东南风，冬季寒冷，盛行西北风。年平均气温 8.7，极端最高气温 36.4，极端最低气温-23.2。一月份平均气温-6.7，七月份平均气温 26.7。日照充足，全年太阳辐射总量 116-138 千卡/cm 2，年日照时数2400-2700 小时。降水量年均 500
5、-560mm 左右，最高 899.5mm，最低 346.4mm。年平均相对湿度 55.6%。雪期，冻土期为 90 天左右，初雪期 11 月上旬至中旬，冻土期开始于 11 月下旬，次年 3 月上旬开始解冻，年最大冻土深达 107cm。1.4、设计原始资料及依据1. 山岭重丘区地形图：按编号对应，比例为 1：2000。2. 沿线的工程地质及水文地质情况：沿线山体稳定，无不良地质状况，地表水源充足，流量相对稳定，山坡地下水 3.0 米以下，有较大范围的补给汇水区，调节能力强，流量比较稳定。3. 沿线的植被及土壤分布情况：生态条件优越，森林植被长势良好，地带性植被是落叶阔叶林，地处华北平原西部边缘与黄
6、土高原东部边缘交错区，植被类型具有明显的过渡性，树木较多，沿线多黄土，山坡上 1 米以下是碎石土。4. 道路建筑材料及分布情况：沿线有丰富的砂砾、碎石，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。道路勘测设计课设第 2 页 共 16 页5. 交通量资料： 近期交通量车型东风KM340江淮HF140A三菱FR415五十铃EXR181L江淮HF150东风SP9135B数量350 100 245 110 200 120 交通增长率： 7% 。 道路必经点： 无要求 。1.5、主要内容与基本要求严格按照公路工程技术标准和路线设计手册的有关规定执行，根据所设计公路的等级，采用相应的指标进行设计，尽量不用极
7、限值。1、平面设计路线平面图是设计文件主要内容之一，也是平面设计的重要成果。它综合反映了路线平面位置、线形，还反映了沿线人工构造物和工程设施的布置以及公路与周围环境、地形、地物的关系。路线平面图应示出地形、地物、路线位置及桩号、断链、平曲线主要桩位与其它主要交通路线的关系以及县以上境界等，标注水准点、导线点及坐标格网或指北图式、示出特大、大、中桥、隧道、路线交叉（标明交叉方式和形式）位置等。图中还应列出平曲线要素表。比例尺用 1：10001：5000，其带状宽度为中线两侧各 200250 米。本次课程设计要求路线平面图的比例尺为 1：2000，由设计资料已给出的平面外业勘测原始资料，绘出路线的
8、导线和路中线，其设计步骤与要求为：（1）编制出直线、曲线及转角一览表并复核。（2）根据交点坐标用坐标法绘制出路线交点，得到路线平面导线。（3）根据平曲线要素以及各里程坐标绘制平曲线。（4）按有关规定要求标注出公里桩，百米桩、主点桩位置。交点号、水准点位置及高程等。（5）绘制曲线表。2、纵断面设计纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形，以达到行车安全、快速、舒适、工程费用较省、运营费用较少的道路勘测设计
9、课设第 3 页 共 16 页目的。纵断面设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸问题。纵断面设计可分成两步，一是纵坡设计，二是竖曲线设计。（1） 、纵坡设计 准备工作。根据校核无误的直曲表 ，中平资料。在纵断面图上绘出公里桩，百米桩、其它各中桩，直线与平曲线位置。点绘出地面线，并将桥涵、地质、土质、水准点等有关资料填注在纵断面图相应的栏目内。熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。 标注控制点。包括属于控制性的“控制点”和属于参考性的“控制点” （经济点） 。 试坡。 “前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点” 。用三角板推平行线的办法，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进
10、行比较，最后确定既符合技术标准，同时又满足控制点要求而且土石方量又最省的坡度线。 调坡。结合选线意图和对照技术标准或规范进行。一般要求纵坡不要太零碎（取至 0.1%） ，变坡点设在整 10 米桩上。 核对。主要核对具有控制意义的特殊横断面。如高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。 定坡。最终确定纵坡度、变坡点位置（桩号） ，推算并校核变坡点高程。坡度值一般是用三角板推平行线的办法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一，即0.1%。（2）竖曲线设计 在满足标准的前提下，按外距控制选择竖曲线半径，按切线长度选择竖曲线半径。 计算竖曲线几何要素，包括竖曲线切线长 T、曲
11、线长 L 和外距 E，以及竖曲线上任意点纵距 y 的计算、竖曲线上任意点设计标高的计算。 点绘竖曲线。 最后计算填挖高度，填绘有关资料，整理、上墨，完成纵断面设计图。纵断面图的比例一般是：横坐标（里程及桩号）1：2000，纵坐标（水准高程）1：200。纵断面图的上半部包括： 高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素 桥涵（桥梁按桥型、孔数及孔径标绘，注明桥名、结构类型、中心桩号、设计水位；跨线桥示出交叉方式；涵洞与通道按桩号及底高绘出，注明结构类型、中心桩号、孔数及孔径） ；道路勘测设计课设第 4 页 共 16 页 隧道（按长度、高度标绘，注明名称和起始点桩号） ； 与公路、铁路交叉时的桩号及路名
12、； 水准点的位置、编号及高程； 断链桩位置及长短链关系； 沿线跨越河流的现有水位和设计洪水位，影响路基稳定的地下水位等。纵断面图的下部各栏应示出：土壤地质情况、施工高度、设计高程、地面高程、坡长及坡度、里程及桩号、直线及平曲线（包括缓和曲线）等。3、路基横断面设计（1）路基横断面尺寸的拟定路基宽度的确定是根据所给出的公路等级查公路工程技术标准确定。边坡值的确定是根据路基横断面形式、填料种类、土质情况以及边坡高度等因素确定。路堑边坡应根据开挖情况、土石成份的工程性质不同，修筑成折线形边坡；路堤边坡应根据填料的种类及路堤高度而确定。边坡加固在横断面设计中仅确定加固类型和坡度，示意表示即可，不作详细
13、设计。边沟要分土质边沟和石质边沟，还要考虑边沟加固的情况。以上各部分的具体尺寸可参照标准 、 路基设计规范以及设计示例确定。（2）横断面图的设计步骤 点绘各横断面的横向地面线； 根据技术标准的规定，确定路基宽度；按照土质成分、边坡高度拟定路基边坡坡度，根据土质成分、边坡高度确定路基边坡，并进行边坡设计。填方边坡一般采用 1：1.5。按照排水要求拟定边沟、截水沟等尺寸。按弯道半径大小分别拟定超高加宽值；根据纵断面设计资料，按设计标高，在路基设计表上逐桩进行计算，完成路基设计表的编制；按路基设计表数据，绘出横断面设计线；陡峻山坡需设挡土墙等防护工程时，应将挡墙等防护工程处要绘出。检查弯道路段横断面
14、内侧视距是否保证，是否需要清除障碍及设置视距台。横断面的绘制，一般在方格纸上按桩号由下向上绘制，路基横断面设计图应绘出所有整桩、加桩的横断面图，示出加宽、超高、边坡、边沟、截水沟、碎落台、护坡道、路侧取土坑，开挖台阶及视距台等，注明用地界。挡土墙、护面墙、护脚、护肩、护岸、边坡加固、边沟(排水沟)及截水沟加固等均绘在本图上，并注明起讫桩号、圬工种类及断面尺寸( 另绘有防护工程设计图的只绘出示意图，注明起讫桩号和设计图编号)。比例尺用 1：200。道路勘测设计课设第 5 页 共 16 页（3）路基标准横断面图路基标准横断面图应示出路中心线、行车道、拦水缘石、土路肩、路拱横坡、边坡、护坡道、边沟、
15、碎落台、截水沟、用地界碑等各部分组成及其尺寸，路面宽度及概略厚度。高速公路、一级公路按整体式路基、分离式路基分别绘制，还应示出中央分隔带、缘石、左侧路缘带、硬路肩(含右侧路缘带)护栏、隔离栅、预埋管道等设置位置。比例尺用 1：1001 ： 200。4、表格填制（1）直线、曲线及转角一览表列出交点号、交点坐标、偏角、曲线各要素值、平曲线主要桩位、直线长、计算方位角或方向角等。（2）路基设计表列出平曲线要素纵坡( 坡高、坡长、变坡点桩号及高程)、竖曲线要素、桩号、地面高程、设计高程、填挖高度、路基宽度(原宽、加宽、加宽后宽)、缓和长度超高值(左、右 )、路基边缘与设计高之差(左、右) 等。边沟 (
16、排水沟)需特殊设计时还应列出沟底纵坡设计资料、形状及尺寸、沟底高程(左、右)。5、说明书说明书主要写设计的基本方法、基本步骤、存在的问题以及体会和建议。1.6、设计纪律要求1. 设计中要自主完成，杜绝抄袭现象。2. 正常上课期间所有设计学生必须到教室进行设计，上午 8：0012：00，下午14：0016： 00，不得迟到和早退。3. 设计期间指导教师实行不定期点名制度，两次无故不到者设计成绩降级。四次无故不到者设计成绩为不及格。1.7、成绩评定本次课程设计结束后每位同学提交一份完整的设计说明书。课程设计成绩由指导老师根据说明书质量及设计纪律综合评定。成绩分优、良、中、及格和不及格五个档次。不及
17、格的同学应另行安排补做课程设计。评分标准如下：1. 优秀 工作努力，遵守纪律、表现良好； 能按时按量优异地完成任务书中规定的任务，能熟练运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，在某些方面有独到见解； 说明书完整，内容正确，概念清楚，书写工整，说明书齐全、整洁。2. 良好道路勘测设计课设第 6 页 共 16 页 工作努力，遵守纪律、表现良好； 能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能较好地运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力； 说明书完整，内容正确，概念清楚，书写工整，说明书齐全、整洁。3. 中等 工作努力，遵守纪律、表现良好； 基本上能按时按量
18、独立完成任务书中规定的任务，基本能运用所学理论和专业知识，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力； 说明书完整，内容基本正确，概念较清楚，书写较工整，说明书齐全、整洁。4. 及格 工作态度及表现一般； 在规定时间内勉强完成任务书中规定的任务，达到基本教学要求，但分析问题和解决问题的能力较差，在主要问题上存在错误； 说明书内容基本正确，书写较工整，说明书齐全，仅有局部非原则性错误。5. 有以下情况之一者成绩示为不及格 工作不努力，有违纪行为，表现差； 未能达到课程设计所规定的基本要求，或课程设计中有原则性错误； 弄虚作假，有抄袭行为，或部分内容有其他学生代做； 说明书模糊不清，内容不齐全。1.8
19、、参考书目1.交通部.公路工程技术标准(JTJB012003)，北京：人民交通出版社， 20042.交通部.公路路线设计规范(JTG D202006)，北京：人民交通出版社，20063.交通部.公路路基设计规范(JTG D302004)，北京：人民交通出版社，20044.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 ，19965.杨少伟.道路勘测设计 ，北京：人民交通出版社，20096.许金良.道路勘测设计毕业设计指导 ，北京：人民交通出版社，20041.9、指导教师李辉、夏英志、张会远道路勘测设计课设第 7
20、 页 共 16 页2.设计方案的拟定及说明为巩固课堂所学知识，培养学生进行道路设计的构思、运算、绘图等基本技能，根据提供的地形图，在地形图上选择一条最佳路线，确定最佳路线方案，并对最佳路线方案进下述各项设计：（1）平面设计 1） 进行平面设计 选定平曲线半径，计算平曲线、缓和曲线、超高和加宽等要素，并填写直线、曲线及转角表 ； 2） 绘制路线平面图 绘出地形、地物、示出路线（标出里程桩、平曲线要素及主要桩位）大中桥的位置，比例为 1：2000； （2）纵断面设计 1） 进行纵断面设计 根据确定的平面图，直接读取各桩地面高程，绘制地面线，并进行纵断面设计，确定竖曲线等要素； 2） 绘制路线纵断面
21、图 示出高程、地面线、设计线、竖曲线极其要素，注出桥梁的位置、孔数及跨径。水平比例尺 1：2000 ，垂直比例尺 1：200； （3）横断面设计 1） 根据平、纵设计填写路基设计表 ； 2） 绘制标准横断面图（比例尺：1：200）和一般横断面设计图（比例尺：1：200） 3.平面曲线的选择及参数计算3.1 平曲线选择3.1.1 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。路线设计应注意立体线
22、形设计中平、纵、横面的疏顺、合理配合。在工程量增加不大时，应尽可能的采用较高的技术指标。不应轻易采用最小或极限指标，也不应片面采用较高指标。（3）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济道路勘测设计课设第 8 页 共 16 页作物田和经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。对沿线必须占用的田地，应按国家有关法规，做好造田还林等规划和必要的设计。（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观，重视保护原有自然状态和重要历史文物遗址。（5）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
23、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。3.1.2 选线过程一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤:（1）全面布局（2）逐段安排（3）具体定线 3.1.3 纸上定线3.2 平曲线要素计算3.2.1 JD1 段平曲线设计JD1 位置选择控制：交点避开小山丘，可避免因保证视距而出现的对山体的大量开挖。根据以上控制因素最终选定交点位置。圆曲线半径和缓和曲线长度的选取：JD 采取圆曲线半径 300 米，缓和曲线长度 80米。3.2.2 JD2 段平曲线综合设计JD2 的位置控制因素，
24、主要是考虑越山脊线的位置。挖方段尽量选在山体厚度较小的位置，可使挖方距离较短，工程量较小；直线沿山脚，垂直于坡面方向，减小挖填方量，且可尽量减少对农用耕地的占用。选择 JD2 的理由：如果不选择此交点，就会使路线施工中的挖方工程量有很大的增加。JD2 位置直线段尽量正交的方向通过最高挖方段，这样较大降低了挖方造价。3.2.3 曲线及桩号标定： 起点桩号 K1+037，起点坐标为（98910.553，77948.691）,JD1 坐标为（99841.052,78293.684）, R=300m。 JD2 坐标为（100628.421,77955.185） ，R=300m。JD1 桩号 K1+98
25、5.424 。JD2 桩号 K2+787.424 。3.2.4 平曲线要素计算道路勘测设计课设第 9 页 共 16 页切线增长值： 2340RLqss內移植： 328pss切线长： qtgT)(外距： RpE2sec平曲线： 018sL3.2.5 曲线主点桩号计算：例 JD1=K1+827TJDZH=K1+907SLY=K1+974.573/2Q=K2+042.147S-Z=K2+112.147LH4竖曲线的设计计算4.1 纵断面设计原则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
26、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。4.2 竖曲线要素计算竖曲线要素设计公式为： 12i竖曲线长度： RL竖曲线切线长： T竖曲线外距： E24.3 竖曲线计算数据：纵坡：i1=1.622%, i2=5.000%，i3=4.428%, i4=-2.517%；道路勘测设计课设第 10 页 共 16 页半径：R1=1500m，R2=2000m, R3=2500, R4=2000。纵断面要素示意图例：BPD1 桩号 K1+900=3.378%，凹型竖曲线121i曲线长： =50.670m1wRL切线长：T1= =25.335m2外距： =0.214 m1RTE起点桩号=
27、K1+900-25.335=K1+874.665终点桩号=K0+900+25.335=K1+925.335BPD2:桩号 K1+300=-3.000%，凸型竖曲线232i曲线长： =60.000m2wRL切线长：T2= =30.000m外距： =0.225m2RTE起点桩号=K2+300-30=K2+270终点桩号=K2+300+30=K2+3304.4 纵断面设计成果表由前面的计算即可确定出各直线段坡线上所对应的中桩标高，再由公式道路勘测设计课设第 11 页 共 16 页算出竖曲线内各点的竖距，凸形竖曲线的曲线上中桩标高即为对应直线坡线Rxh2/标高减去竖距 ，凹形竖曲线的曲线上中桩标高即为
28、对应直线坡线标高加上竖距 。由h h此即可确定纵断面线上各中桩的标高，也就可以算出各中桩的填、挖度。5、横断面的设计 5.1 路幅断面尺寸拟定根据道路设计有关规范的要求，三级公路按双车道设计，车道宽 3.50 米，土路肩宽和硬路肩都为 0.75 米，因此路幅的断面尺寸为 10.00 米。5.2 路基边坡与断面形状设计路基边坡的陡与缓直接影响路基的稳定性及其工程经济合理性。 路基边坡坡度应根据边坡土质的物理力学性质、边坡高度、行车荷载和工程地质条件等确定。边坡坡度一般以坡段的竖直投影和水平投影之比表示。根据规范规定，边坡的坡度应在 1.21.5的范围内。路基横断面垂直于线路中心线截取的路基断面。
29、依其所处的地形条件不同，有各种断面形式。以上两种为本设计路基横断面与线路平纵面的几何关系图道路勘测设计课设第 12 页 共 16 页5.3 超高与加宽设计设置超高是为 抵 消 车 辆 在 圆 曲 线 路 段 上 行 驶 时 所 产 生 的 离 心 力 ， 保 证 汽 车能 安 全 、 稳 定 、 满 足 设 计 速 度 和 经 济 、 舒 适 地 通 过 圆 曲 线 ， 在 该 路 段 横 断 面 上 设 置的 外 侧 高 于 内 侧 的 单 向 横 坡 。 超高过渡段中的超高渐变率，其取值在 0.42.0间变化，最大超高容许值为 8，根据规范的相关规定，当圆曲线半径小于等于 250 米时，应
30、在平曲线内侧加宽，本设计中的加宽采用三类加宽值，半径范围在 200250 米时，在平曲线内侧加宽 0.8米。6、设计小结 这次课程设计，在老师的指导下，从课题到确定大纲、收集资料，从着手设计到完成初稿，一切显得匆忙有序。使我们基本上能够独立地完成一项工程的设计的各项任务。历时两个星期，从平面方案选择到设计结束，使我们把所学的理论知识在具体的应用和实践中得到灵活的应用，使我们的理论知识得到了巩固和加强，并增强了我们灵活应用知识的能力以及动手和动脑的能力，同时也提高了我们的实践能力。综合运用了学习期间所学的各门专业课程，例如道路勘测设计 、 路面路基工程等。 依据老师的要求，我们每人的设计起始点都
31、由学生的学好给定，因而在客观上刺激了我们独立自主的完成自己的设计。这次课程设计在学习安排上似乎有些紧张，大家从一开始都不敢有所懈怠， “一份耕耘，一份收获”每一阶段认真做下来，感觉以前忽略或不很熟练掌握的知识在脑海中变得越来越明确，逐渐形成了一个框架。 不过“书到用时方恨少” ，在做课程设计的过程中，我深深的感觉到自己在所学的专业方面还有很多欠缺。总之，这次课程设计使我受益非浅，获得了许多宝贵知识道路勘测设计课设第 13 页 共 16 页参考文献1. 交通部公路工程技术标准（JTJB01-2003），北京：人民交通出版社，20042. 交通部公路路线设计规范（JTG D202006）,北京：人民交通出版社，2006 3 交通部公路工程勘测规程（JTJ0611999），北京：人民交通出版社，1999;4. 公路勘测设计 张雨化主编,北京：人民交通出版社,1996 年 5. 道路勘测设计 杨少伟主编，北京：人民交通出版社，2004 年 6. 维地道路设计系统说明书。7. 路基路面工程 邓学均主编，北京：人民交通出版社，2008 年8. 吴夯CARD/1 使用教程兰州大学出版社 2000.6；9. 周蔚吾公路平面交叉优化设计北京：知识产权出版社，2006；10. 许金良主编 公路 CAD 技术，人民交通出版社，199911. 路线(公路设计手册),北京：人民交通出版社,1995 年
