道路勘察课程设计

1、道路勘察课程设计 河南城建土木工程 目 录 1设计概述 . 2 1.1 任务和要求 . 2 1.2 设计依据 . 2 1.3.平面设计标准的确定 . 2 1.4. 路线起点 . 2 1.5交通量资料： . 2 1.6 沿线自然地理状况 . 3 2设计过程 . 3 2.1掌握要素 . 3 2.2平面选线的原则 . 4 2.3圆曲线半径的选择 . 4 2.4平曲线有关计算 . 5 2.5路线平面设计成果 . 7 2.6 道路纵断面设计 . 7 2.6.1 纵断面设计原则 . 7 2.6.2纵断面设计步骤 . 7 2.7纵坡设计 . 8 2.7.1 最大纵坡 . 8 2.7.2 最小纵坡 . 8 2

2、.7.3 坡长 . 9 2.8竖曲线设计 . 9 2.9纵断面有关计算 . 10 2.9.1计算步骤 . 10 2.9.2.纵断面设计成果 . 12 2.10 平纵线型组合 . 12 2.10.1设计原则 . 12 2.10.2平纵线型组合的基本要求 . 12 2.10.3平，纵线形设计中应避开的组合： . 13 2.11路基横断面设计 . 13 2.11.1 横断面的设计原则 . 13 2.11.2确定路基横断面的宽度 . 13 2.11.3 参数 . 14 2.11.4 横断面设计成果 . 14 3设计小结 . 14 4. 参 考 文 献 . 15 河南城建土木工程 1设计概述 1.1 任

3、务和要求 使理论学问与实践相结合，熟识路线设计的步骤和方法，进一步巩固和加强运用课堂上所学的勘测设计原理，标准方法，理论基础学问，培育同学分析问题，解决问题，独立设计的力量，使学问系统化，从而为毕业实习和设计打下基础。 任务：完成连续两张图纸的路线设计图表，计算和说明，大路等级为二级大路，设计车速为80km/h. 1.2 设计依据 依据大路路线设计规范.大路路基设计规范等规范，并根据指导老师发放的道路勘测设计指导书来做设计。 1.3.平面设计标准的确定 平面设计主要依据汽车行驶时的轨迹特性与道路平面线形要素，直线的特点和应用，直线的最大长度，最小长度，汽车的横向稳定性。圆曲线半径的大小及其长度

4、。以及直线与平曲线的连接光滑等因素，再依照交通部大路路线设计规范来综合确定。路基宽12m，行车道3.75m，路肩2.25m。路拱坡度2%。路肩坡度3%。 1.4. 路线起点 路线起点高程1263.4，坐标（1003161,989338）。桩号k4+034.000 路线终点高程1275.6，坐标（1003026,987950）。桩号k5+468.608 路线比例：1:2000 1.5交通量资料： 设计交通量的计算 设计年限内交通量的平均年增长率为7%，近期交通量如下： 河南城建土木工程 设计交通量：ndn0 1 r n 1 式中：nd远景设计年平均日交通量（辆/日）； n0起始年平均交通量（辆/

5、日）； r年平均增长率； n远景设计年限。 依据交通量的计算确定设计速度为80km/h. 1.6 沿线自然地理状况 自然环境优越，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，气候温柔，雨量充足，处于暖温带和亚热带气候交叉的边缘地区，具有明显的过渡性特征。全市年平均总日照时数为18682378小时，年平均气温在15.215.8。全市年平均降水量为6121287mm。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，冻土期开头于11月下旬，次年3月上旬开头解冻，年最大冻土深达107cm。 1、平原微丘区地形图：按编号对应，比例为1：2000。 2、沿线的工程地质及水文地质状况：境内

6、土地，大面积已开垦为农田，植被掩盖主要是农作物，山区树木较多，常绿树种和落叶树种组成的混交林，沿线多粘质土，山坡上1米以下是碎石土。 3、沿线的植被及土壤分布状况：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土高原东部边缘交叉区，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状况：沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。，有小型采石场和石灰厂，水泥、钢材均需外购。沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、矿渣、炉渣、石灰、水泥等材料供应。 2设计过程 路线为一般大路，按一般大路要求设计 2

7、.1掌握要素 （1）道路等级：二级 （2）设计车速：80km/h 河南城建土木工程 2.2平面选线的原则 平面线形应与地形，地物和环境相适应，保持线形的连续性，并与纵断面设计相协调。设计时应充分留意： （1）直线与平曲线的组合应避开：长直线终点接小半径平曲线；短直线接大半径平曲线，从视觉及平安角度考虑，满意如下关系时是比较好的组合：lz500m时，rlz；lz500m时，r500m。 （2）平曲线与平曲线的组合：在条件允许时，相邻圆曲线大半径与小半径之比不超过2.0。相邻回旋参数之比小于2.0。这种要求对行车有利。 （3）凹凸标准之间要有过渡 平曲线应有足够的长度，汽车在道路的曲线路段上行驶，

8、如平曲线长度过短，驾驶员需要急转方向盘，在高速行驶时，是担心全的，也会使离心加速度过大，使乘客感觉不舒适，当道路转角很小时，简单产生曲线半径很小的错觉。 平曲线的最小长度由以下条件确定：驾驶员操作从容，乘客感觉舒适的最小长度，v=60km/h时，一般取500m，最小值100m；转角小于7的平曲线长度，v=60km/h时，应取700/（2时，取=2） 2.3圆曲线半径的选择 依据我国标准，依据不同的h值，对不同等级的大路规定了极限最小半径，一般最小半径和不设超高最小半径。其中，极限最小半径是指为保证车辆按设计速度平安行驶所规定的圆曲线半径设计速度行驶的车辆能保证其平安，舒适的最小圆曲线半径。在通

9、常状况下推举采纳，不设超高最小半径是指不毕设超高就能满意稳定性的圆曲线最小半径。 技术指标 一般最小半径 (m) 极限最小半径 (m) 不设超高 最小半径(m) 路拱 2.0% 路拱 2.0% 400 250 2500 3350 二级大路 道路平面设计时，应依据沿线地形，地物等条件，尽量选用较大半径，以保证行车平安舒适。在选定半径时，既要技术合理，又要经济适用；既不盲目采纳高标准（大半径）而过分增加工程量，也不要只考虑眼前通行要求采纳低标准。（1）选定圆曲线半径时，应与地形相适应，以采纳超高值为2%4%的圆曲线半径为宜；（2）地形条件受限时，可采纳大于或接近圆曲线一般最小半径；地形条件特别困难

10、时，方可采纳圆曲线期限半径。（3）在选用圆曲线半径时。应与设计速度相适应。相同连接路段的平，纵线形要素相协调，构成连续，均衡的曲线线形；（4） 河南城建土木工程 选用圆曲线半径时，最大半径一般不宜超过10000m。 2.4平曲线有关计算 曲线要素计算： t (r p) tg 2 ly r ls (式3-10)l ly 2ls (式3-11)e (r p) sec q (m) (式3-9) 2 j 2 t l (式3-13) r (式3-12) (1) 取圆曲线半径r=400m，缓和曲线长度确定如下： v3803 l 0.036 0.036 46.08 r400v l 3 66.7 3.6r l

11、 r 44.4 400 9 缓和曲线长度取70m. (2)内移值的确定 l2l4702704 p 0.51m 33 24r2688r24 4002688 400 河南城建土木工程 (3)纵切线长的确定 ll370703 切线增值 q 34.99m 22 2240r2240 40031 52 37.2 th (r p)tan q (400 0.51)tan 22 2 34.99 149.37 （4）曲线总长的确定 lh l70 57.2958 5 00 48.18 2r2 400 180 r( 2 ) 2l 180 400 (31 52 37.2 2 5 0 48.18 ) 2 70 292.5

12、4 圆曲线长 lh 2l 292.54 2 70 152.54 (5)外矢距的确定 e (r p)sec(6)校正值 2th lh 149.36 2 292.54 6.18 (7)主点桩号的确定 jd1桩号为k4+464.279， 直缓点桩号：zh=jd1-149.369=k4+314.91 缓圆点桩号：hy=zh+70=k4+384.91 曲中点桩号：qz=zh+(292.54 2)=k4+461.18 缓直点桩号：hz=hy+152.54=k4+607.45 圆缓点桩号：yh=hz+70=k4+537.45 校核：jd=qz+ 校核无误 将最终计算结果填入直线，曲线及转角表中. 2 r 1

13、6.52m 6.18 =464.27 2 河南城建土木工程 2.5路线平面设计成果 （1）.直线，曲线及转角表见附表 （2）.道路平面设计图见附表 2.6 道路纵断面设计 纵断面线形设计应依据大路的性质，任务，等级和地形，地质，水文等因素。考虑路基稳定性，排水及工程量等要求，对纵坡的大小，长短，前后纵坡状况，竖曲线半径大小以及平面线形的组合等进行组合设计。从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的抱负线形，达到行车平安，快速，舒适，工程费用少的目的。 纵断面设计主要是解决大路线形在纵断面上的位置，外形和尺寸问题。纵断面设计可分为两步，一是纵坡设计，二是竖曲线设计。 2.6.1 纵断面设计原则 1.纵断

14、面线形设计应与地形相适应，线形设计应平顺，光滑，视觉连续，保证行驶平安。 2.纵坡匀称平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长短适当，以及填挖平衡。 3.平面与纵面组合设计应合理。 4.视觉上自然引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 2.6.2纵断面设计步骤 (1)预备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。填写有关内容。 (2)标注掌握点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划掌握标高以及受其他因素限制路线必需通过的标高掌握点等。 (3)试坡：在已标出“掌握点”的纵断面图上，依

15、据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“掌握点”为依据，照看多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最终定出既符合技术标准，又满意掌握点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。 (4)调整：对比技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满意规定，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。 (5)核对：选择有掌握意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否消失填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等状况，若有问题应调整。 河南城建土木工程

16、 (6)定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。 (7)设置竖曲线：依据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。 (8)计算各桩号处的填挖值：依据该桩号处地面标高和设计标高确定。 2.7纵坡设计 坡长是纵断面相邻变坡点的桩号只差，即水平距离。最大坡长限制是指掌握汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低允许车速是所行使的距离。纵坡越陡，坡长越长对行车的影响也越大。标准中规定的最小坡长如下： v=80km/h, i=3%, l=1200m; i=4%, l=1000m; i=5% l=800m; i

17、=6% l=600m 从汽车行驶平顺性要求，如坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的超重与失重变化频繁，导致乘客感觉不舒适，车速愈高表现的愈明显，标准中规定了各级大路的最小长度。 v=60km/h l=200m,最小值l=1500m. i 合成坡度v=80km/h,二级大路，i6内保证路面排水，还规定各级大路的最小合成坡度不宜小于0.5%；当合成坡度小于0.5%时，应采纳综合排水措施，以保证路面排水通畅。 2.7.1 最大纵坡 依据大路工程技术标准及大路路线设计规范规定,二级大路（平原微丘区）的最大纵坡，应不大于5%。大路的纵坡不应小于0.3%，横向排水不畅的路段或长路堑路段，采

18、纳平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应做纵向排水设计。纵坡的长度不应小于120米。当坡度为5%时，最大坡长为700米。 表2.1 最大纵坡 2.7.2 最小纵坡 在长路堑地段。设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满意排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。 河南城建土木工程 2.7.3 坡长 表2.2 不同纵坡最大坡长 2.8竖曲线设计 竖曲线是指道路纵坡的边坡处设置的竖向曲线，在纵断面设计中，竖曲线的设计要素受诸多因素限制，其中三个限制因素打算竖曲线的最小半径或最小长度。分别是：缓和冲击，行驶时间不过短，满意视距要求，其

19、相应标准如下（表（2-1） 在满意标准的前提下，按外距掌握选择竖曲线半径，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。 最终计算填挖高度，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。 河南城建土木工程 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

20、类型、中心桩号、孔数及孔径）； 隧道（按长度、高度标绘，注明名称和起始点桩号）； 与大路、铁路交叉时的桩号及路名； 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： 土壤地质状况、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。 2.9纵断面有关计算 2.9.1计算步骤 1竖曲线要素计算及主点桩号，高程计算 竖曲线 变坡点1. _k4+700_ i1 i2 取r=12000m，则w i2 i1 -0.00091 河南城建土木工程 l rw 10.92 l t 5

21、.46 2 t2 e 0.001 2r 竖曲线起点桩号= k4+700-5.46=k4+694.54 竖曲线终点桩号= k4+700.00+5.46= k4+705.46 起点高程=1271.399-0.00991 5.46=1271.346， 终点高程=1271.399+0.009 5.46=1241.449 变坡点2. _k5+100_ i2 i3w i3 i2 0.009 曲线长 l r 12000 0.009 108m 切线长 t=54m t2542 0.122m 外距 e 2r2 12000 竖曲线起点桩号=k5+100-54=k5+46 起点高程=1275-54 0.0.00991

22、=1274.5 竖曲线终点桩号=k5+100+54=k4+154 起点高程=1275+54 0=1275 2竖曲线上各桩号处的设计高程 横距x=任意点桩号起点桩号（或终点桩号任意点桩号） x2 y 2r 竖距 设计高程=起点高程y 切线高程=起点高程+ xi1 （或终点高程 xi2 ） 以上为竖曲线 的计算，其余竖曲线皆同理可求。 河南城建土木工程 2.9.2.纵断面设计成果 有前面的计算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高度，纵断面一般采纳横向1:2000，纵向1:200的比例尺绘制 纵断面图见附图二 2.10 平纵线型组合 2.10.1设计原则 平纵线型组合设计是指在满

23、意汽车运动学和力学要求的前提下，讨论如何满意视觉和心理方面的连续，舒适。与四周环境相协调，并有良好的排水条件，其原则为： 1在视觉上能自然引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 2保持线形技术指标在视觉和心理上的大小平衡 3选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水及行车平安 4留意与四周环境的组合，因地形条件，工程建设投资等影响，对设计速度低的道路，当立体线形难与环境协调时，可采纳植树，设置路标等方法改善。 2.10.2平纵线型组合的基本要求 1直线与直坡线，直线与凹形竖曲线，直线与凸形竖曲线，平曲线与直坡线时常用的组合形式。只要圆曲线半径或竖曲线半径能达到一般值以上，便能获得良好的视觉以及行车

24、顺适的效果。路侧适当植树，能增加引导视线的作用。 2平曲线与竖曲线以相互重合，且平曲线宜稍长于竖曲线。竖曲线的起止点宜分别设在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要设在缓和曲线外的直线或圆曲线内，若平，竖曲线半径都很大且坡差较小时。则平竖曲线可不受上诉限制。 3要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。平竖曲线半径的均衡讨论认为：竖曲线半径均为平曲线半径的10-20倍，可获得的视觉的均衡。如下表（表2-2） 河南城建土木工程 2.10.3平，纵线形设计中应避开的组合： 1避开竖曲线的顶，底部插入小半径的平曲线。 2避开将小半径的平曲线起止点设在或接近竖曲线的顶部或底部 3避开使竖曲线顶，底部与反向平曲

25、线的拐点重合 4避开小半径的平曲线与缓和曲线重合 5避开消失驼峰，暗凹，跳动等使驾驶员中断视线的线形 6避开在长直线上设置陡坡或长度短，半径小的竖曲线 2.11路基横断面设计 道路横断面是指中线上任意一点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线组成，其中设计线应包括行车道，分隔带，路肩，边沟，截水沟，护坡道以及取土坑，弃土堆，环境爱护设施等。 2.11.1 横断面的设计原则 1设计时应依据大路等级，技术标准，结合地形，地质，水文，填挖等状况选用，设计前必需做好各项勘查工作，收集横断面资料。 2兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之协作，合理设计边沟尺寸，并按有关规定实行必要的措施。 3路基穿过耕种地

26、区时，为了节省用地，假如当地石料丰富，可修建石砌边坡或直立墙。 4沿河线的横断面设计，应留意路基不被洪水冲垮，如废方过多压缩河道而引起壅水危害农田，房舍时，一般应变通设计，将路线适当外移以削减废方，否则应将废方运走。 2.11.2确定路基横断面的宽度 设计大路为二级大路，采纳整体或单幅双车道的路基断面形式 依据工程技术标准，由大路等级（二级）及设计行车速度（80km/h），确定路基横断面车道为双车道，行车道宽6米，行车道外侧各设置2.5米的路肩，其中2米的硬路肩，0.5米的土路肩，路基总宽12米。 河南城建土木工程 2.11.3 参数 1平曲线起终点桩号，平曲线半径和转角在平面设计中读取 2

27、每 个 中 桩 的 填 挖 高 度 在 纵 断 面 的 设 计 中 读 3路基宽度为12米，在路线平面图上的各中桩横断面范围内向外延长肯定的距离，选取若干点，量取各点的地面标高。 4依据技术标精确定边沟的外形及尺寸 5依据线路所在地区的性质状况确定填方路堤和挖方路堤的边坡值，填方1:1.5，挖方1:1.3。 2.11.4 横断面设计成果 1路基横断面图见附图 2路基标准横断面图 见附图 取 3设计小结 今日是周五，课程设计立刻就要结束了，回想起当时开头设计时，我是那么兴奋，本以为只要书本上的学问把握得好，课程设计应当也不成问题，于是拿到课程设计任务书后，我快速看了一下，我发觉课程设计是一项特别具有挑战性的工作。李老师给我们讲了这次课程设计的任务及要点。在老师讲的过程中，我们都发觉的任务其实很重，而且有图表要手工绘制。依据地形图选线比较简单，至少得一天坐在那里选。从中肯定能够学到好多东西。我们的任务是依据老师给的地形图，做出路线平面设计图和路线横断面图、纵断面设计图等，并完成部分相关计算表。当我拿起地形图认真看了一下，我一下子愣住了，好多地形物、地貌物我都没看明白，与转角、方位角有关的学问也忘了一大半，于是我又拿出工程测量的课本，重新学习了一下需要用到的学问。第一天我们主要的任务是道路选线，我们翻阅了大量的相关专