道路勘测专业课程设计.doc

《道路勘测设计》
课程设计阐明书

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： 304824
学生姓名： 杨国方
指引教师： 王长柏、胡功宏
专业班级： 道路10-8

1 月 11 日

安徽理工大学课程设计（论文）成绩评估表
学生姓名： 杨国方 学号：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

指引教师评语：

成绩：

指引教师：

2012年 1 月 6 日

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

学生姓名
杨国方
专业班级
土木-8
设计题目
×××公路工程二阶段初步设计
设计技术参数
1、 1:比例尺地形图；
2、 路线导线及重要控制点；
3、 道路起、终点坐标；
4、 设计使用初年为，初年交通量~6000pcu/d，依照学号按100pcu/d递增选用。远景交通量预测按拟定，每隔5年为预测特性年，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1.5~2Km。
设计规定
采用纬地三维道路CAD辅助设计系统Hint5.5，在1:比例尺地形图完毕1.5~2Km公路路线平、纵、横三方面综合设计。规定平面上至少有2个交点，纵断面上至少有2个变坡点。掌握道路工程设计基本原理和过程，重要设计内容如下：
1、 公路级别及技术原则拟定
2、 公路原则横断面设计
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Hint5.5
2、 撰写完整设计阐明书一份（规定5000字以上手写）
3、 公路平面设计图一套（A4图纸，比例1:）
4、 公路纵断面设计图一套（A4图纸，比例1:（1:200））
5、 公路原则横断面设计图一张（A4图纸，比例1:200）
工作筹划
本次课程设计时间共一周，工作筹划安排如下：
1、 公路级别及技术原则拟定，完毕公路原则横断面设计图（1天）
2、 公路平面设计纸上定线，完毕公路平面设计图（2天）
3、 公路纵断面拉坡设计，完毕公路纵断面设计图（1天）
4、 撰写设计阐明书（1天）
参照资料
1、《道路勘测与设计》 同济大学出版社；2、《公路工程技术原则》（JTG B01-）；3、《公路路线设计规范》（JTG D20-）
指引教师签字

教研室主任签字

目录
1.公路级别及技术原则拟定…………………………
2.公路平面设计…………………………………………
3.公路纵断面设计………………………………………
4.公路横断面设计……………………………………….
5.参照文献 ……………………………………..............
6.道谢……………………………………………………..
7.附件…………………………………………………….

设计阐明书
1、道路级别及技术原则拟定
1）依照课程设计任务书提供设计初年交通量及年均增长率进行远景交通量预测，远景特性年拟定以每五年为单位计
交通量为3900辆/天,每年交通量增长率5%,
交通预测量为3900x(1+5%)^5=4977
2022年交通预测量为 3900x(1=5%)^10=6352
2027年交通预测量为3900x(1+5%)^15=8107
2032年交通预测量为3900x(1+5%)^20=10347

2）依照交通量预测成果和《公路路线设计规范》（JTG D20-）第2.1条规定：
二级公路为供汽车行驶双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车年平均日交通量5 000~15 000辆 ，
表2.1.3设计速度
公路级别
高速公路
一级公路
二级公路
三级公路
四级公路
设计车速（kln/h）
120
100
80
100
80
60
80
60
40
30
20

因此
拟建公路级别为二级,

3）车道数拟定
依照《公路路线设计规范》（JTG D20-）第3.1.5条规定，结合交通量预测成果，计算设计小时交通量，然后依照第3.2~3.4条规定计算公路路段设计通行能力，进而计算得到单向所需车道数N；
表3.4.1二级公路、三级公路路段设计通行能力
公路级别
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)
二级公路
80
2 500
<30
0.64
550~1 600
60
1 400
30~70
0.48

40
1 300
>70
0.42

三级公路
40
1 300
<30
0.54
400~700
30
1 200
>70
0.35

N＝AADT×K×D／CD
K—设计小时交通量系数，依照交通量预测资料，拟定为0.10；
D—交通量方向分布系数，依照交通量预测资料，拟定为0.55；
CD—设计通行能力，依照附表3.4.1 知CD=700pcu/h

： N＝AADT×K×D／CD=3900x0.1x0.55/1400=0.306 取1
： N＝AADT×K×D／CD=4977x0.1x0.55/700=0.392 取1
2022年： N＝AADT×K×D／CD=6352x0.1x0.55/1400=0.500 取1
2027年： N＝AADT×K×D／CD=8107x0.1x0.55/1400=0.636 取1
2032年： N＝AADT×K×D／CD=10347x0.1x0.55/1400=0.812 取1

各特性年所需要单向车道数N
年 份

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
1
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）依照拟定道路级别和地形特性拟定设计速度为60km/h

附表
重要技术原则汇总表
序号
项目名称
单位
技术指标
1
地形类别

平原、丘陵地区
2
公路级别

二级公路
3
设计车速
公里/小时
60.00
4
（1）平曲线普通最小半径
（2）平曲线极限最小半径
米
米
400
250
5
最大纵坡/最小坡长
%/米
5.0/200
6
凸形竖曲线最小半径/极限最小半径
米
4500/3000
7
凹形竖曲线最小半径/极限最小半径
米
3000/
8
最大超高
%
8.0
9
停车视距
米
110

9.2平面线形设计
9.2.1普通规定
（l）平面线形应直捷、持续、均衡，并与地形相适应，与周边环境相协调。
（2）各级公路无论转角大小均应敷设曲线，并宜选用较大圆曲线半径。转角过小时，应调节平面线形。当不得已而设立不大于7°转角时，则必要按规定设立足够长曲线。
（3）两同向圆曲线间应设有足够长度直线，否则应调节线形设立为单曲线或复曲线。
（4）两反向圆曲线间不应设立短直线段，否则应调节线形设立为S形曲线。
9.2.2直线运用
（1）直线运用应注意同地形、环境协调与配合。采用直线线形时，其长度不适当过长。
（2）农田、河渠规整平坦地区、城乡近郊规划等以直线条为主体时，宜采用直线线形。
（3）特长、长隧道或构造特殊桥梁等构造物所处路段，以及路线交叉点先后路段宜采用直线线形。
（4）双车道公路为超车所提供路段宜采用直线线形。
9.2.3圆曲线运用
（l）设立圆曲线时应与地形相适应，以采用超高为2% ~ 4%圆曲线半径为宜。
（2）条件受限制时，可采用不不大于或接近于圆曲线最小半径“普通值”；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用圆曲线最小半径“极限值”。
（3）设立圆曲线时，应同相衔接路段平、纵线形要素相协调，使之构成持续、均衡曲线线形，并避免小半径圆曲线与陡坡相重叠线形。
9.2.4回旋线运用
（l）设计速度不不大于或等于60km/h时，回旋线应作为线形要素之一加以运用。回旋线－圆曲线一回旋线长度以大体接近为宜。两个回旋线参数值亦可以依照地形条件设计成非对称曲线，但A1：A2不应不不大于2.0。
（2）回旋线参数宜根据地形条件及线形规定拟定，并与圆曲线半径相协调。
①当R不大于100m时，A宜不不大于或等于R。
②当R接近于l00m时，A宜等于R。
③当R较大或接近于3 000m时，A宜等于R/3。
④当R不不大于3 000m时，A宜不大于R/3。
（3）两反向圆曲线径相衔接或插入直线长度局限性时，可用回旋线将两反向圆曲线连接组合为S形曲线。
①S形曲线两回旋线参数A1与A2宜相等。
②当采用不同回旋线参数时，Al与A2之比应不大于2.0，有条件时以不大于1.5为宜。当A2≤200时，A1与A2之比应不大于1.5。
③两圆曲线半径之比不适当过大，以R1/R2≤2为宜（R1为大圆曲线半径；R2为小圆曲线半径）。
（4）两同向圆曲线径相衔接或插入直线长度局限性时，可用回旋线将两同向圆曲线连接组合为卵形曲线。
①卵形曲线回旋线参数宜选R2/2≤A≤R2（R2为小圆曲线半径）。
②两圆曲线半径之比，以R2/R1＝0.2 ~ 0.8为宜。
③两圆曲线间距，以D/R2=0.003~0.03为宜（D为两圆曲线间最小间距）。
（5）受地形条件限制时，可将两同向回旋线在曲率相似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，且对接点曲率半径相称大时方可采用。
①凸形曲线回旋线参数及其对接点曲率半径，应分别符合容许最小回旋参数和圆曲线最小半径规定。
②对接点附近0.3v（以m计；其中v为设计速度，按km/h计）长度范畴内，应保持以对接点曲率半径拟定路拱横坡度。
（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似处径相连接而组合为复合曲线。复合曲线两个回旋线参数之比以不大于1.5为宜。
复合曲线在受地形条件限制，或互通式立体交叉匝道设计中可采用。
（7）受地形条件或其她特殊状况限制时，可将两同向圆曲线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。
主点桩号计算及成果：

附件2. 道路平面设计图样式
9.3纵面线形设计
9.3.1普通规定
（l）纵面线形应平顺、圆滑、视觉持续，并与地形相适应，与周边环境相协调。
（2）纵坡设计应考虑填挖平衡，并运用挖方就近作为填方，以减轻对自然地面横坡与环境影响。
（3）相邻纵坡之代数差小时，应采用大竖曲线半径。
（4）持续上坡路段纵坡设计，除上坡方向应符合平均纵坡、不同纵坡最大坡长规定技术指标外，还应考虑下坡方向行驶安全。凡个别技术指标接近或达到最大值路段，应结合先后路段各技术指标设立状况，采用运营速度对持续上坡方向通行能力与下坡方向行车安全进行检查。
（5）路线交叉处先后纵坡应平缓。
（6）位于积雪或冰冻地区公路，应避免采用陡坡。
9.3.2纵坡值运用
（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，只有在为争取高度运用有利地形，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，但最小纵坡不适当不大于0.3%。采用平坡（0%）或不大于0.3%纵坡路段，应作专门排水设计。
9.3.3纵坡设计规定
（l）平原地形纵坡应均匀、平缓。
（2）丘陵地形纵坡应避免过度迁就地形而起伏过大。
（3）越岭线纵坡应力求均匀，不应采用最大值或接近最大值坡度，更不适当持续采用不同纵坡最大坡长值陡坡夹短距离缓坡纵坡线形。
（4）山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大纵坡外，在也许条件下应采用平缓纵坡。
9.3.4竖曲线设计规定
（l）设计速度不不大于或等于60km/h公路，竖曲线设计宜采用长竖曲线和长直线坡段组合。有条件时宜采用不不大于或等于表9.3.4所列视觉所需要竖曲线半径度值。
表9.3.4视觉所需要最小竖曲线半径值

设计速度(km/h)
竖曲线半径(m)
凸形
凹形
120
20 000
12 000
100
16 000
10 000
80
12 000
8 000
60
9 000
6 000
（2）竖曲线应选用较大半径。当条件受限制时，宜采用不不大于或接近于竖曲线最小半径“普通值”；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用竖曲线最小半径“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，宜合并设立为单曲线或复曲线

竖曲线设计标高及成果

附件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减少路堤高度，减小对沿线生态影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而浮现高填、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整体式路基中间带宽度宜保持等值。当中间带宽度增宽或减窄时，应设立过渡段。过渡段以设在回旋线范畴内为宜，长度应与回旋线长度相等。条件受限制时，过渡段渐变率不应不不大于1/l00。
9.4.4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，其中间带宽度增宽或减窄时，应设立过渡段。其过渡段以设立在圆曲线半径较大路段为宜。
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、交通岛等各构成某些细节设计，清除有碍行车安全障碍物，提供足够宽无阻碍路侧安全区。
9.4.6中间带设计
（l）中央分隔带形式：中央分隔带宽度不不大于或等于3.0m时宜用凹形；中央分隔带宽度不大于3.0m时可采用凸形。
（2）中央分隔带缘石：中央分隔带宽度不不大于或等于3.0m时宜采用平齐式；中央分隔带宽度不大于3.0m时可采用平齐式或斜式。高速公路、一级公路中央分隔带不得采用栏式缘石。
（3）中央分隔带表面解决：中央分隔带宽度不不大于或等于3.0m时宜植草皮；中央分隔带宽度不大于3.0m时可栽灌木或铺面封闭。
9.4.7公路横断面范畴内排水设计除应自成体系、满足功能规定外，设立在紧靠车道边沟，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恰当加宽路基，以改进行车条件，保障行车安全。
9.5线形组合设计
9.5.1线形组合基本规定
（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影响。应避免平面、纵断面、横断面最不利值互相组合设计。
（2）在拟定平面、纵断面各相对独立技术指标时，各自除应相对均衡、持续外，应考虑与之相邻路段各技术指标值均衡、持续。
（3）条件受限制时选用平面、纵断面各接近或最大（最小）值及其组合时，应考虑先后地形、技术指标运用等对实际行驶速度影响，其运营速度与设计速度之差不应不不大于20km/h。
（4）线形组合设计除应保持各要素间内部相对均衡与变化节奏协调外，还应注意同公路外部沿线自然景观适应和地质条件等配合。
（5）路线线形应能自然地诱导驾驶者视线，并保持视觉持续性。
9.5.2线形组合设计原则
（l）平、纵线形组合设计原则为宜互相相应。当平、竖曲线半径均较小时，其互相相应限度应较严格；随着平、竖曲线半径同步增大，其相应限度可恰当放宽；当平、竖曲线半径均大时，可不严格互相相应。
（2）长直线不适当与坡陡或半径小且长度短竖曲线组合。
（3）长平曲线内不适当包括各种短竖曲线；短平曲线不适当与短竖曲线组合。
（4）半径小圆曲线起、讫点，不适当接近或设在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部。
（5）长竖曲线内不适当设立半径小平曲线。
（6）凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部，不适当同反向平曲线拐点重叠。
（7）复曲线、S形曲线中左转圆曲线不设超高时，应采用运营速度对其安全性予以验算。
9.5.3设计速度不不大于或等于60km/h公路，应注重路线平、纵线形组合设计。设计速度等于或不大于40km/h公路，可参照执行。
9.6线形与桥、隧配合
9.6.1桥头引道与桥梁线形
（l）桥梁及其引道位置、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有关规定。
（2）高速公路、一级公路上桥梁线形应与路线线形相协调，且持续、流畅。
（3）桥梁、涵洞等人工构筑物同路基衔接，其平、纵线形应符合路线布设关于规定。
（4）桥梁、涵洞等人工构筑物上设立防撞护栏时，桥（涵）路衔接处外侧护栏在平面上应为同始终线或曲线。
9.7线形与沿线设施配合
9.7.1线形设计应考虑到主线收费站、匝道收费站、服务区、停车区等沿线设施布设规定。
9.7.2主线收费站范畴内路线宜为直线或不设超高曲线，不应将收费站设立在凹形竖曲线底部。
9.8线形与环境协调
9.8.1线形设计应充分考虑到速度对视觉影响，设计速度高公路，线形设计和周边环境配合规定应更高。
9.8.2公路线形应充分运用地形、自然风景，尽量少变化周边地貌、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方式，减少对自然景观影响，加大恢复力度，使公路工程与自然环境相和谐。
9.8.4宜恰当放缓路堑边坡或将边坡变坡点修整圆滑，使其接近于自然地面，增进路容美观。
9.8.5公路两侧绿化应作为诱导视线、点缀风景以及改造环境一种办法而进行专门设计。

车道宽度依照设计速度规定如表6.2.1。
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.道路原则横断面图样式

参照文献
1.交通部·《公路工程技术原则》(JTJB01-)，北京:人民交通出版社，
2.交通部·《公路路线设计规范》(JTG D20—)，北京:人民交通出版社，
3.交通部·《公路路基设计规范》(JTG D30-)，北京:人民交通出版社，
4.交通部·《公路工程基本建设项目设计文献编制办法》，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

道谢
课程设计是对本专业所学内容进行一次全面应用性实践，通过设计可以在实践中发现问题，分析问题和解决问题，从而提高这三方面能力。
在设计过程中，自己依照课程设计中内容和规定，进一步掌握了道路勘测设计设计环节和办法，学会选取和拟定道路选线，学会查找和运用关于规范、设计手册以及有关专业软件操作，开阔了视野，增长了知识。
在此，十分感谢指引教师对我精心指引和培养，使我学到许多知识，得到了较好锻炼，这些都为了后来能更好走上工作岗位打下了良好基本，再次感谢！