道路勘测课程设计

1、道路勘测设计课程设计专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 一、设计说明1、工程概况设计公路为某高速公路。本路段为山岭区，地势稍陡。路段主线长1.294km，设计行车速度为80km/小时。2、技术标准（高速公路，设计车速80km/h）（1）、平面设计技术标准：最大直线长度一般不超过20V一般地区圆曲线最大超咼：10%圆曲线半径：一般最小半径：400m极限最小半径：220m （一般地区，icmax=10% ）不设超高最小半径：ic 2%时,3350m,茲乞2%时,2500m最大半径不宜超过10000m缓和曲线最小长度：70m回旋线一圆曲线一回旋线的长度之比宜为1:1:1平曲线一般值：700m,最小

2、长度140m（2）、纵断面设计技术标准：最大坡度：5% ;最小坡度一般为0.3%最小坡长：200m纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值：10.5%当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制竖曲线最小半径和最小长度凸形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000凹形竖曲线半径（m）一般值3000极限值2000竖曲线最小长度（m）70（3）、路基横断面技术标准：行车道宽度：3.75m硬路肩宽度：一般大于2.5m土路肩宽度：一般大于0.75m中间带宽度：3.5m （中央分隔带2m+路缘带0.75mX2）路基总宽度：一般值为24.5m （四车道）视距保证：停车视距：110m当圆曲线半径大于600m时，

3、可不设超高。二、选线与定线1、选线原则（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。在工 程量增加不大时，应尽可能的采用较高的技术指标。不轻易采用 极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过分增大。（3）、选线应该注意同农田基本建设相配合，应与周围环境、景观相协调，注意工程地质和水文地质的影响，同时应重视环境保护。2、选线过程：路线方案的比选： 收集资料；初拟路线方案；确定可比方案；野外踏查；确定推

4、荐方 案选择如平面图所示路线的原因如下：优点：（1）、道路线型较好，大体顺应等高线型（2）、路线过垭口，符合过岭要求（2）、路线经过地区地形较好，施工条件较好（3）、路线整体填挖较为平衡，节省成本 缺点：（1）、道路等级为高速公路，可设置更少的平曲线（本路线 利于练习）（2）、相对直线路程多设置了一个平曲线，总路程相对较长 综合考虑，选择该路线3、纸上定线：（1）、定导向点，确定路线走向。（2）、定导向线，按规定的技术标准， 结合导向点，试穿出一系列 直线，延长直线交出交点，作为初定的路线导向线。（3）、初定平曲线，读取交点坐标计算或直接量测得到交点处路线 转角和交点间距， 定圆曲线半径和缓和

5、曲线长度， 计算曲线要素及曲 线里程桩号。(4 )、定线，检查各技术指标是否满足公路工程技术标准(JTGB01-2003)要求，及平曲线位置是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。三、路线平面设计1、 结合实际地形，已知起点QD(320, 162)、JDi(200, 625)、终点ZD(432,1412)02、初拟平曲线半径及缓和曲线长交占J 、半径(m缓和曲线长(mJD15501403、平曲线计算：(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算:设起点坐标为QD(Xo，Y。)，第i个交点JDj(Xj,Y),i =1,2,3, ,n则: 坐标增量：DX 二 XJj

6、 -XJjDY =YJ -YJ匸交点间距：S = DX 2 DY 2象限角：rctg訓计算方位角A： DX > 0 , DY > 0 A"DX v 0 , DY > 0A=180-rDX v 0 , DY v 0A =180DX > 0, DY v 0 A = 360 -转角：r =A -Ai,当:i > 0时，路线右转；:i v 0时，路线左转。则：QD (320, 162)、JDi (200, 625)坐标增量：DX =X, -X。=200-320 - -120DY 二丫, -丫。=625-162 = 463交点间距：S=J(DX f +(DY f

7、=J(-120)2 +4632 =478.298象限角：二二 arctgf丫卜 75 2811计算方位角：A1= 104 31 49JU(200，625)、ZD (432，1412)坐标增量：DX =X2 必=432-200 =232DY 二丫2 -卑=1412-625 二 787交点间距：S f jDX 2 DY 2 =匸2322787820.483象限角：日=arctg 警卜 73 "34 30”计算方位角：A2= 73 34 30 '转角："A2-A =-30 °7 19所以路线左转(2)、曲线要素计算:计算如下:LsL；140140322240 R

8、2-22 =69.962240 5502lS24R32384 R140224 550140432384 550=1.484V =28.6479 =28.6479 凹=7.292R550ctT =(R：R)ta nq =(550 1.484) 0.277 69.962 =222.6702H(XL =R (： -2 R 2Ls =437.148180aE = (R：R)secR= (550 1.484) 1.038 -550 二 22.4402D =2T - L = 2 222.670 -437.148 =8.192(3)、平面线形要素组合及计算 本设计采取基本型曲线，回旋线一圆曲线一回旋线的长度

9、接近 1:1:1,且满足条件2,o(4) 、直线上中桩计算设交点坐标为JDXJ,YJ ,交点相邻直线的方位角分别为 A和A2 则ZH点坐标：XZH = XJ T cos A|180Yzh = YJ T sin A 180HZ点坐标：X hz XJ T COSA2Yhz 二 YJ TsinA2设直线加桩里程为L, ZH, HZ表示曲线起，终点里程，则前直线 上任意点坐标（L <ZH）:X =XJ T ZH -L cos A 180丫二 YJ T ZH -L sin A 180后直线上任意点坐标（L > HZ）:X 二 XJ T - HZ L COSA2Y =YJ T - HZ L s

10、in A2（5）、单曲线内中桩坐标计算 设缓和曲线的单曲线上任意点坐标曲线上任意点的切线横距:x亠一440R2L；3456R4L；I13599040R6L；型LsR式中：l缓和曲线上任意点至ZH（ HZ）点的曲线长;Ls缓和曲线长度。第一缓和曲线（ZH- HY）任意点坐标:X =Xzh cosY 二 Yzhcosx3012 圆曲线内任意点坐标:Y =Yhy 2RsinX = X hy 2Rsin901 Ls nR色Lisin A+©9丿nR式中：I缓和曲线上任意点至 HY点的曲线长Ls 缓和曲线长度X hy ,Yhy点坐标 第二缓和曲线(HAYH内任意点坐标:-sinX 二 Xzhx

11、3012二 RLs+ 180 一旺LsY = yzhCOS2 + 180 LsI 第二缓和曲线上任意点至HZ点的曲线长 方向角计算缓和曲线上坐标方向角2A亠戶9012RLsi =1， 2 n转角符号，第一缓和曲线右偏为“+”左偏为“-”第二缓和曲线右偏为“-”左偏为“ +”l 缓和曲线上任意点至ZH (HZ点的曲线长Ls 缓和曲线长度圆曲线上坐标方向角转角符号，右偏为“ +”左偏为“-以下利用以上公式进行计算：ZH点坐标：XZH =X“ TcosA 180 =255.866Yzh =Y1 Tsin A 180 = 409.452HZ点坐标：XHZ = X1 T cosA2 二 262.962Y

12、hz =Y Tsin A2 -838.583前直线上任意点坐标(L乞ZH ：桩号K0+100.000坐标：X =X1 T ZH -L cos A, 180 =294.911 丫二丫1 (T ZH -L)sin(A 180) =258.802 后直线上任意点坐标(L>HZ桩号K0+700.000坐标：X = X1 (T L - HZ)cosA2 二 265.005Y=Y +(T + L HZ)sinA2 =845.512第一缓和曲线上任意点坐标（ZH-HY桩号K0+300.000坐标：l =300-255.628=28.075_|l5 十l9X _ l40R2l23456R4L；l13+&

13、#39;599040R6 L6= 27.935X 二 XzhcosX30l2cos= 244.916Y 二 Yzhcos-sin;pRLs此sR= 452.451圆曲线内任意点坐标(HY-YH :桩号K0+400.000坐标:l =400-395.628=4.372X=Xhy 2Rs唱 g 9二 226.007Y =Yzh 2Rsinsin RA3012兀LsR丿=550.582第二缓和曲线上任意点坐标(YH-HZ :6= 92.651sxx=XHz+x'cos-238.395coscos®卜+180沈R= 749.132桩号K0+600.000坐标:l =692.776-6

14、00=92.776l13l5l9x 一" 40R2 L； * 3456R4 L；599040R6 L4、平面设计成果(1) 、编制相关表格根据程序计算所得结果绘制直线、曲线及转角表，见附表直线、曲线及转角表根据程序计算结果绘制逐桩坐标表，见附表逐桩坐标表。(2) 、绘制平面图根据直线、曲线及转角表和逐桩坐标表在地形图绘制线 路平面图，具体见附图。四、纵断面设计1、 准备工作：在线路平面图上依次截取各中桩桩号点，并推算对应的地面标高。(1) 、标注控制点：确定路线起、终点以及越岭垭口，地质不良地段 的最小填土高度，最大挖深等线路必须经过的标高控制点。(2) 、试坡：在已标出的“控制点”

15、纵断面图上，根据各技术指标和选 线意图，结合地面线的起伏变化，以控制点为依据，在其间穿插取值， 同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重 合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内， 其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之 内。由此试定出若干坡线。(3) 、调整并核对：对试坡时所定出的各种坡线进行比较，排除不符工 程技术标准的坡线，在剩下的坡线中选取填挖方量最小又比较平衡的 坡线。在选取的坡线上选择有控制意义的重点横断面，从纵断面图上 读出其对应桩号的填挖高度，检查该点的横断面填挖是否满足各项工 程指标。如果不满足，则应对所选坡线进行

16、调整。(4) 、定坡：经上述方法调整无误后，直接在 CAD图上把各段直线坡的坡度值、坡长、变坡点的桩号、标高确定下来。2、确定竖曲线计算所需数据竖曲线要素示盍图变坡点桩号竖曲线半径（m）设计高程（m）坡度（%）坡长（m）起点K0+000.000915变坡点K0+500.00010000891-4.800392.242终占、八、K1+294.000870-2.645686.2423、竖曲线要素计算本设计只有一个变坡点，变坡点桩号为K0+500.000,设计高程891m，现对其各要素进行计算:-“2 -ii 2.645% - (-4.800%) =2.155% 故为凹形。曲线长:L =Rj： =1

17、0000 0.02155 = 215.5 m切线长:215.5= 107.75外距:2 10000竖曲线起点桩号=(K0+500.000)-107.75二K0+392.25竖曲线起点高程=891+4.800% 107.75=896.172m竖曲线终点桩号=(K0+500.000)+107.75=K0+607.75竖曲线终点高程=891-2.645%X 107.75=888.150m4、道路平、纵组合设计（1）、本设计的平曲线与竖曲线相互重合，竖曲线的起终点最大可能 分别在平曲线的两个缓和曲线内；（2）、平曲线与竖曲线的大小均衡；（3）、本设计暗弯与凸曲线组合是合理的、悦目的。5、纵断面设计成果

18、（1）、编制相关表格：竖曲线要素表序号桩号高程（m）凹凸R(m)T(m)E(m)变坡点间距（m）直坡段（m）坡度（%）1K+000.000915.000500.000392.242-4.8002K0+500.000891.00凹1000107.0.58007581794.000686.242-2.6452K1+294.000870.000（2）、绘制纵断面图根据以上计算结果绘制纵断面图。纵断面图采用纵向1:200,横向 1:2000的比例尺绘制。纵断面图见附图纵断面设计图。五、横断面设计1、路基横断面尺寸的确定设计公路为高速公路，采用整体式双幅四车道的断面形式。根据工程技术标准，由公路等级（高

19、速）及设计行车速度（80km/ 小时），确定路基横断面车道数为四车道，行车道宽为3.75m,行车道外侧设置宽度为2.5m的硬路肩和0.75m的土路肩，中央分隔带为2m， 分隔带路缘带宽度为0.5m,路基总宽度为24.5m。由公路路基设计规 范，取路基边坡坡度为1： 1.5，边沟及护坡道尺寸如图中所示。公路界1.00m-Ik2%2%3%3%1.00m公路界1.00m：1.5jy上24.50m0.75m2.5m7.50m0.5m2.00m10.5m7.50m2.5m0.75m硬 路 肩路隔路 缘离缘 带带带硬土 路路 肩肩路基标准横断面2、路拱和超高的设计（1）、确定路拱及路肩横坡度:为了利于路面

20、横向排水，应在路面横向设置路拱。按工程技术标 准，采用折线形路拱，路拱横坡度为 2%由于土路肩的排水性远低于 路面，其横坡度一般应比路面大1%- 2%故土路肩横坡度取3%（2）、超高横坡度的确定：拟建公路为山岭重丘区高速公路，设计行车速度为 80km/小时。 根据曲线段圆曲线的半径值、行车速度及横向力系数，本设计中交点 处超高取i=4%，因有中央分隔带，超高过渡采用绕中央分隔带路缘带 中线旋转。(3)、平曲线上超高缓和段长度的确定：双车道公路超高缓和段长计算公式如下：BdLcPLc -超咼缓和段长（m）;B旋转轴至仃车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m ；i超高坡度与路拱坡度的代数差（

21、咧；P超咼渐变率，即旋转轴线与仃车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度，设计时速为 80km/h时，p为1/200（4）、超高值计算公式超高过渡采用绕中央分隔带边缘旋转式，计算公式如下表：绕中线旋转超高值计算公式超咼位置计算公式注X兰XoXxo圆曲线上外缘hca(ij -ig) +(a 十2)仏 +)1.计算结果均为与设计咼 之咼差2临界断面距缓和段点：2ig ,xc+igLc3. x距离处的 加宽值BjxBjLc中线h；b aij +lg2内缘h；aij+尹-(a+2 + Bj)ic过渡段上外缘hcbxa(ijig)+(a)(ig+ic)厂2Lc中线hc x b.ai2ig内缘h

22、；aij (a + Bjx)igaij +£ig -(日卍 +Bjx)【+(ic+ig)-ig】 厶厶*c式中：b路面宽度（m）;a 路肩宽度（m）;ig 路拱横坡度；ij路肩横坡度；ic 超高横坡度；Lc 超高缓和段长度；X。与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离（m）；x超高缓和段中任意点至超高缓和段起点的距离（m）；Bjx 路基加宽值；Bjx x距离处的路基加宽值（m）；（5）、各平曲线处的超高值计算：设：超高缓和段与平曲线缓和段重合，即取Lc二Ls =140m。验证超高渐变率:p.畫严°.0045 1/330 '符合要求;x0企 Lc = 66.67

23、mic +ig直线段中线横向超高：hC = ai jJg =3.25 0.03 7.5 0.0 0.2475 m圆曲线上的超高为 外缘:he =a(ij -ig) (a b)(ig ic) = 3.25 (0.03-0.02) (3.25 号)(0.02 0.04)二 0.6775mK中线:尹“25 °.。3 7.5 0.02 “2475m内缘:h>aij尹(a * Bj)ic =3.25 0.03 15 0.02 一 (3.25 葬 0) 0.04 - -0.1825m超高缓和段起点为：K0+ 271.925外缘:h =0.000中线:h'=ai jbig = 3.25 0.03 7.5 0.02 = 0.2475m内缘:h" =0.000超高缓和段内的超高为:K0+300.00 处,x = 300 -271.925 二 28.075 ： X。外缘：bxhc 二a(ij -ig) (a )(ig ic) 2 gLc