第二部分：道路线形设计
道路交通cad课程设计
道路交通cad课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解CAD（计算机辅助设计）在道路交通设计中的应用及其重要性。
2. 掌握道路交通CAD软件的基本操作，包括界面认识、工具使用等。
3. 学会运用CAD软件进行简单的道路设计，包括道路线形、标志、标线的绘制。
4. 了解并掌握道路交通设计的基本原则和规范，能够在CAD设计中加以应用。
技能目标：1. 培养学生独立操作CAD软件进行道路设计的技能。
2. 培养学生通过CAD软件解决实际道路交通设计问题的能力。
3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论和合作完成设计任务。
情感态度价值观目标：1. 增强学生对CAD技术在现代工程领域重要性的认识，提高学习积极性。
2. 培养学生严谨、细致、精益求精的工作态度，在设计过程中注重规范和细节。
3. 培养学生的创新意识，鼓励学生在设计过程中尝试新方法，勇于突破常规。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对CAD软件有一定的了解，但实际应用能力较弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作，以学生为中心，充分调动学生的积极性和主动性。
通过本课程的学习，使学生能够达到预定的学习成果，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. CAD软件基础知识：- CAD软件的安装与界面认识- 基本操作与工具使用方法- 常用绘图命令与修改命令2. 道路交通设计原理：- 道路线形设计原理与规范- 道路标志、标线设计原则与规范- 道路交叉口设计方法3. CAD在道路交通设计中的应用：- 运用CAD软件绘制道路平面图、纵断面图、横断面图- 道路交通设施的绘制与标注- 道路设计成果的输出与展示4. 实践教学：- 案例分析：分析实际道路交通设计案例，了解设计过程与方法- 小组合作：分组进行道路交通设计实践，培养团队协作能力- 课堂展示：展示设计成果，进行评价与交流教学内容安排与进度：第一周：CAD软件基础知识学习与基本操作训练第二周：道路线形设计原理与规范学习，绘制道路平面图第三周：道路标志、标线设计原则与规范学习，绘制相关设施第四周：交叉口设计方法学习，完成整个道路设计案例第五周：课堂展示与评价，总结与反馈教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中关于CAD技术在道路交通设计中的应用章节紧密相关，涵盖了教材中所提及的理论知识与实际操作部分，确保了教学内容的科学性和系统性。
道路线形设计(2)
第三节 圆曲线
一、圆曲线的特点 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置圆曲
线。 圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点： 曲率1/R=常数，测设和计算简单； 比直线更能适应地形的变化； 在圆曲线上行驶要受到离心力的作用； 要比在直线上行驶多占用道路宽度； 在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差。
▪（5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。
▪（6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线 形技术指标应逐渐过渡，防止突变。
精选课件
（三）圆曲线最大半径
▪选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提 下应尽量采用大半径。 ▪但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与 直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错 误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量 上的麻烦。 ▪《规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。
精选课件
(1)几何元素的计算公式
p2L4sR2 23Ls84R43
q
Ls 2
Ls3 240R2
02LRs28.647LR9s(度）
切线长：T(Rp)tgq
曲线长：
2
L
(
20
)
180
R
2Ls
外距：E(Rp)secR
R Ls
180
2
校正值：J = 2T - L
精选课件
(2)主点里程桩号计算方法：
精选课件
缺点
直线单一无变化，与地形及线形自身难以协调。 过长的直线在交通量不大且景观缺乏变化时，易使驾 驶人员感到单调、疲倦。 在直线纵坡路段，易错误估计车间距离、行车速度及 上坡坡度。 易对长直线估计得过短或产生急躁情绪，超速行驶。
精选课件
道路平面设计之道路平面线形
2 h
l
y
=
l3 6R lh
−
l7 336 ⋅ R 3lh3
l ―回旋线上任一点到 曲线起点的曲线长度
R―主曲线半径 lh ―缓和曲线长度
坐标原点在ZH、HZ
（4）在圆曲线上任意点的坐标公式
ϕm
=
αm
+
β0
=
90
π
⋅ ( 2lm + lh R
)
x = q + R ⋅sin ϕm
y = ΔR + R(1− cosϕm )
三. 缓和曲线
2、缓和曲线的选择
（1）缓和曲线轨迹特点：由直线驶入圆曲线 转弯时，其轨迹上的任一点的曲率半径与其行 程l（自转弯开始点算起）成反比，此轨迹方程 为回旋曲线方程。因此我国《标准》规定缓和 曲线采用回旋曲线。
三. 缓和曲线
（2）缓和曲线的一般方程式：
ρ ⋅l = C
(2-26)
为了设计方便，使量纲一致，故令A2=C，则
一. 直 线
断背曲线：互相通视的同向曲线间若插以短直 线，容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲 线的错觉，当直线过短时甚至把两个曲线看成是 一个曲线，这种线形破坏了线形的连续性，且容 易造成驾驶操作的失误，通常称为断背曲线。
设计中应尽量避免。
一. 直 线
断背曲线
X 直线的计算
一. 直 线
不设超高最小半径（m） 5500 4000 2500 1500 600 350 150
二. 圆曲线
3、平曲线长度（curve radius）
（1）平曲线最小长度规定
① 从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉要求来 看，应对平曲线长度加以限制。
第2章 道路平面线型规划设计
第2章城市道路平面线形规划设计2.1城市道路平面规划设计的内容和要求道路线形指道路路幅中心线（又称中线）的立体形状，道路中线在平面上的投影形状称为平面线形。
城市道路平面线形规划可划分为总体规划、详细规划两个阶段。
总体规划阶段的城市道路平面线形规划主要是根据城市主要交通联系方向确定城市主要道路中心线的走向,并进一步确定城市路网；详细规划阶段的城市道路平面线形规划设计一般在上一层次已经确定的城市道路网规划基础上进行，需要进一步详细确定用地范围内各级道路主要特征点的坐标，曲线要素等内容，便于进一步的道路方案设计。
在城市道路规划设计中，经常会碰到山体、丘陵、河流和需要保留的建筑，有时还因地质条件差而需要避开不宜建设的地方，所以无论城市道路还是公路不可避免要发生转折，就需要在平面上设置曲线，所以平面线形由直线和曲线组合而成。
如果城市道路转折角度不大，可把转折点设在交叉口，使道路线形呈折线状，这样可以减少道路上的弯道，便于道路施工和管线埋设，也有利于道路两侧建筑的布置。
如果转折点必须设置在路段上，则需要根据车辆运行要求设置成曲线，曲线又可分为曲率半径为常数的圆曲线和曲率半径为变数的缓和曲线。
城市道路平面线形规划设计的主要任务为：根据道路网规划确定的道路走向、道路之间的方位关系，以道路中线为准，考虑地形、地物、城市建设用地的影响，根据行车技术要求确定道路用地范围内的平面线形，以及组成这些线形的直线、曲线和它们之间的衔接关系；对于小半径曲线，还应当考虑行车视距、路段的加宽和道路超高设置要求等。
在学习本章时，尽管公式较多，但道路平面线形设计的一些常用参数，往往是可以通过查阅规范取得的，只有在旧城改造中用地条件苛刻的情况下，才需要计算道路线形要素。
所以，掌握查阅设计规范、理解计算公式的基本原理和适用条件，将是学习本章的关键。
2.2 道路弯道平曲线规划设计2.2.1 曲线要素构成及基本作用在城市道路规划设计中，一般采用圆弧曲线连接直线路段，为了使线形平顺，连接方式必须是切点相连，道路圆曲线一般通过曲线要素来描述。
道路交通设计课程设计
道路交通设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握道路交通设计的基本原理和概念，理解交通流的基本特性。
2. 使学生了解并掌握道路交通设施的分类、功能及设计要求。
3. 帮助学生掌握交通组织与信号设计的基本原则，了解交通规划的重要性。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际道路交通问题的能力。
2. 提高学生设计简单道路交通系统的能力，包括道路线形、横断面、交叉口等设计。
3. 培养学生通过团队合作，进行道路交通设计方案讨论和优化的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对道路交通设计学科的兴趣，激发他们探索交通领域知识的热情。
2. 引导学生关注交通问题对社会、环境的影响，培养他们的社会责任感和环保意识。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度，提高他们的团队合作意识和沟通能力。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学和实际案例分析，注重培养学生的实际操作能力。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们在认知能力和学习兴趣上具有较好的基础，但对道路交通设计的了解有限。
教学要求：教师应结合学生特点，以实际案例为载体，引导学生掌握道路交通设计的基本知识和技能。
同时，注重培养学生的团队合作能力和实际问题解决能力，使他们在学习过程中形成正确的情感态度和价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 道路交通设计基本原理：介绍道路交通设计的定义、目的和基本原则，包括道路功能、交通流特性、安全性、环保性等。
教材章节：第一章 道路交通设计概述2. 道路交通设施设计：讲解道路、桥梁、隧道、交叉口等交通设施的分类、功能及设计要求。
教材章节：第二章 道路交通设施设计3. 道路线形设计：介绍道路线形设计的基本知识，包括平面设计、纵断面设计、横断面设计等。
教材章节：第三章 道路线形设计4. 交叉口设计：讲解交叉口设计的原则、方法和注意事项，包括信号灯设计、渠化设计等。
教材章节：第四章 交叉口设计5. 交通组织与信号设计：介绍交通组织原则、信号设计方法及优化策略。
道路勘测设计4、5
2、路线的平面：道路中心线在水平面上的投影。
3、路线的纵断面：即沿中线竖直剖切开并拉直后展开。 4、道路的横断面：中线上任意一点的法向切面。 5、道路路线设计：确定路线的空间位置和各组成部分的几 何尺寸。
三剖面设计后的检验方法：
组合设计准则、透视图和曲率图。
由于路面横向倾角α一般很小，则sinα≈tgα=ih， cosα≈1，其中ih称为横向超高坡度（简称超高率），所以
v2 Gv2 X C Gih Gih G ih gR gR
v2 Gv2 Y Cih G ih G G gR ih 1 gR
（三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的 均衡与连续性） 1．长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下 坡方向的尽头更要注意。 若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插 入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。
（三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的 均衡与连续性） 1．长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下 坡方向的尽头更要注意。
汽车在曲线上行驶，受到重力G和离心力C作用， 沿着平行于路面的横向力方向X和垂直于路面 的竖直力方向Y对G和C进行分解，可得：
（3）横向力系数 引进横向力系数目的：为反映汽车在圆曲线上行 驶时的稳定、安全和舒适。 定义：横向力和垂直力的比值，即单位重量上受 到的横向力大小，用μ 表示。
2、缺点
⑴ 行车安全和线形美观：过长直线线形呆板，行车 单调，易使驾驶人员感到心里上疲惫，难以目测车 间距离，产生急躁情绪，以致超过规定车速，对向 行车产生眩光等，容易导致交通事故的发生。
⑵ 直线线形大多难以与地形和周围环境相协调。特 别在山区，不仅破坏自然环境，而且造成大填大挖， 工程经济性差。
道路工程平面线型设计
道路工程平面线型设计在平面线型设计中，汽车形式轨迹的特性，道路平面线型的要素以及直线的特点与运用等等都是我们需要掌握的特点，如何设计出一条合理且优秀的线型，相信看完今天的内容大家都会有自己的答案。
一、道路平面线型概述一、路线道路：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施构成的三维实体。
路线：是指道路中线的空间位置。
平面图：路线在水平面上的投影。
纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开。
横断面图：道路中线上任意一点的法向切面。
路线设计：确定路线空间位置和各部分几何尺寸。
分解成三步：路线平面设计：研究道路的基本走向及线形的过程。
路线纵断面设计：研究道路纵坡及坡长的过程。
路线横断面设计：研究路基断面形状与组成的过程。
二、汽车行驶轨迹与道路平面线形（一）汽车行驶轨迹行驶中汽车的轨迹的几何特征：（1）轨迹连续：连续和圆滑的，不出现错头和折转；（2）曲率连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率的值。
（3）曲率变化连续：即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。
（二）平面线形要素行驶中汽车的导向轮与车身纵轴的关系：现代道路平面线形正是由上述三种基本线形构成的，称为平面线形三要素。
二、直线一、直线的特点1.优点：①距离短，直捷，通视条件好。
②汽车行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易。
③便于测设。
2.缺点①线形难于与地形相协调②过长的直线易使驾驶人感到单调、疲倦，难以目测车间距离。
③易超速二. 最大直线长度问题：《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。
德国：20V（m）。
美国：3mile（4.38km）我国：暂无强制规定景观有变化≧20V；<3KM景观单调≦ 20V公路线形设计不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。
采用长的直线应注意的问题：公路线形应与地形相适应，与景观相协调，直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调的缺陷，应结合具体情况采取相应的技术措施。
市政道路路线线形设计
市政道路路线线形设计市政道路是城市公共交通的重要组成部分，为方便城市居民的出行，市政道路的设计尤为重要。
路线线形设计是市政道路设计的重要部分，它涉及到道路的几何形状、横断面、纵断面等方面。
下面就针对市政道路路线线形设计进行一定的介绍。
一、道路线形分类道路线形可以分为直线型、弧线型、折线型、曲线型等四种类型。
1、直线型：直线型的道路线形直线简单，便于施工和维护，但是在某些地方容易造成危险，如人流量大的地方、道路陡峭的地方等。
2、弧线型：弧线型的道路线形柔和平滑，能够有效地减少驾驶员的疲劳感，但是弧线型道路的施工难度较大，需要考虑到道路弯曲的半径、切线长度等因素，同时弧线型的道路维护难度也较大。
3、折线型：折线型的道路线形具有变化多端的优点，能够有效地缓解交通拥堵状况，但是折线型的道路线形设计难度比较大，需要设计师在道路长度、交叉口位置等方面进行综合考虑。
二、道路线形设计原则1、合理性原则：道路线形设计需要充分考虑到城市道路交通的特点，如车辆种类、车速、车流量等因素，同时在确保道路畅通的前提下，尽可能的减少车辆拥堵情况。
2、安全性原则：道路线形设计需要充分考虑到行人、骑车人、机动车等各种交通工具，保证行车安全，同时尽可能减小事故发生概率。
3、美观性原则：道路线形设计需要充分考虑到城市道路的美观性问题，在不影响交通运行的前提下，尽可能的提高道路的观赏价值。
1、道路横断面设计横断面是指道路纵向剖面与垂直于地面的平面截成的图形，道路横断面通常包括路缘、路肩、行车道、中央隔离带等。
（1）路缘：路缘是道路横断面中最靠近人行道的部分，它用来隔离人行道和机动车道，防止行人误入道路。
（2）路肩：路肩是道路横断面中的一个部分，它设置在机动车道两侧，用来为非机动车的行驶提供空间，同时也可以保护机动车道的路边。
（3）行车道：行车道是道路横断面中最主要的部分，它主要用来供机动车行驶，行车道设计应该考虑到车辆通行的流量、车速等因素。
市政道路路线线形设计
市政道路路线线形设计市政道路路线线形设计是指在城市道路建设中对道路线路的规划和设计。
它是市政道路设计的重要组成部分，直接关系到城市交通的畅通和城市环境的美观。
在城市规划中，要考虑到道路的安全、便捷、美观等方面，因此市政道路路线线形设计的合理与否对城市发展起着至关重要的作用。
市政道路路线线形设计的首要目标是确保交通的安全畅通。
为了实现这一目标，设计者需要在设计中考虋到不同车辆的通行需求，包括小汽车、公共汽车、货车、自行车和行人等。
要尽可能减少交通拥堵和事故发生的概率，一些先进的技术和智能系统也需要在设计中得到应用，比如智能交通信号系统、优先交通系统等。
斑马线的设置、行人天桥的设计、道路标识和信号灯的布置等都是市政道路路线线形设计的必要内容。
除了交通安全，市政道路路线线形设计还需要考虑到道路的通行便捷性。
为了实现这一目标，设计者需要合理规划城市道路的布局和路线走向。
在城市规划中，要根据不同地区的功能和交通流量的分布，进行科学的道路规划，确保城市交通网顺畅。
道路的宽度、弯道的角度、坡度等也需要谨慎设计，以保证车辆和行人的通行便捷。
市政道路路线线形设计还需要考虑到城市环境的美观。
在城市发展过程中，为了满足居民生活的需要和城市的发展要求，市政道路的建设逐渐成为城市美化和提升城市形象的重要途径。
在市政道路路线线形设计中需注重道路景观的规划和设计，通过设置绿化带和景观雕塑等方式，提升道路的美观性。
在道路设计中还需要考虑到环境保护和生态建设，比如在道路两侧设置自行车道和步行道、利用生态护坡等设计手法，实现城市环境与道路的和谐统一。
为了满足市政道路路线线形设计的多重需求，设计者需要充分考虑城市的整体规划，结合地形地貌和城市功能布局，进行全面科学的设计。
在进行市政道路路线线形设计时，需要进行思维的跳跃，不断提出新的点子和方案，充分考虑道路设计的合理性和创新性，确保设计方案能够实现最佳的效果。
市政道路路线线形设计需要与其他城市规划相协调。
第2章 道路平面设计_线形
(三)圆曲线半径的确定
④应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲 线线形；
⑤应同纵面线形相配合，应避免小半径曲线与陡坡相重 叠；
⑥每个弯道半径值的确定，应根据实地的地形、地物、 地质、人工构造物及其它条件的要求，用外距、切线长、 曲线长、曲线上任意点线位、合成纵坡等控制条件反算， 并结合标准综合确定。
的。
(二)设计标准
1.缓和曲线最小长度
(五)圆曲线里程桩的详细设置
(3) 坐标法 。
四 、 缓 和 曲 线
(一) 概述
1.缓和曲线的线形特征 缓和曲线是指在直线与圆曲线之间或者半
径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置 的一种曲率连续变化的曲线。从满足行车要 求来看，缓和曲线具有如下线形特征： 1) 符合行车轨迹 2)线形内部协调、美观 3) 外部协调、经济 4) 测设复杂 5)缓和曲线具有相似性
第二节 道路平面线形
一、路线平面线形的基本概念
二、直线 三、圆曲线 四、缓和曲线
一、路线平面线形的基本概念
1、路线 路线是指道路的中线（弯道上不考虑加宽的影响）
2、路线的平面 道路中线在水平面的投影
3、路线的纵断面 用一个曲面，沿着中线纵向剖切，再展开成的平面
4、道路的横断面 中线各点的法向剖切面
100
80
60
40
30
20
µ 0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.05
0.05
i 0.06
0.06
0.07
0.08
0.07
0.06
0.06
2)圆曲线最大半径
《公路路线设计规范》规定，圆曲线最大半径
以不超过10000m为宜。
市政道路路线线形设计
市政道路路线线形设计市政道路路线线形设计是指根据城市规划和交通需求，对道路线路进行设计和规划的过程。
道路线形设计对于城市的交通运输和城市规划有着重要的意义，它不仅关系到交通的畅通与安全，还影响着城市的形象和风貌。
良好的道路线形设计能够提高交通效率，减少交通事故，改善城市环境，促进城市的可持续发展。
一、道路线形设计的基本原则和要求1. 适应城市规划：道路线形设计应该与城市规划相一致，遵循城市总体规划的方向和要求，与城市的整体风貌和风格相匹配。
2. 保证交通安全：道路线形设计应该考虑交通安全因素，设计合理的交通流线，设置合适的交通标志和标线，保证车辆和行人的安全与畅通。
3. 促进交通畅通：道路线形设计应该考虑交通流量的变化情况，合理规划道路宽窄、弯曲与直线的变化等，以保障交通的畅通和便利。
4. 改善城市环境：道路线形设计应该考虑城市的环境保护和美化，合理设置绿化带、人行道和交通设施，提高道路的绿化和美观程度。
5. 服务城市经济：道路线形设计应该考虑城市的发展需要，为城市的经济活动和社会生活提供便利和支持。
1. 路线选择：选择适宜的路线对于道路线形设计至关重要。
路线的选择需要考虑周边的地形地貌、自然条件、城市规划、土地利用等因素，综合分析选择最佳的路线。
2. 道路设计：根据城市规划的要求，对道路线形进行设计。
包括道路的宽度、弯曲、坡度、交叉口等方面的设计，确保符合交通需求。
3. 交通设施：在道路线形设计中，应合理设置交通设施，包括交通信号灯、路灯、交通标志、交通隔离设施、人行设施等，提高交通的有序性和安全性。
5. 管线保护：在道路线形设计中，需要考虑地下管线的保护和排布，避免因建设道路而损坏地下管线，确保城市的基础设施完好。
6. 径流控制：在道路线形设计中，需要考虑径流控制，设置排水系统，保障道路在降雨过程中排水畅通，避免交通积水现象。
7. 交通组织：在道路线形设计中，需要考虑交通组织和交通系统的整合，提高交通的效率和便捷性。
道路工程概论_2道路平面
2016/3/21
42
公路平曲线加宽
加 加 宽 宽 类 值 (m) 别 汽车轴距加前悬 (m) 1 2 3 5 8 5.2＋8.8 平曲线 半径 (m) 250 ～ 200 <200 ～ 150 <150 ～ 100 <100 ～ 70 <70 ～ 50 <50 ～ 30 <30 ～ 25 <25 ～ 20 <20 ～ 15
1．定义：
汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行 驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半 径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏 向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、 路基宽度称为曲线加宽(又称弯道加宽)。 2．加宽值 圆曲线上加宽值与平曲线半径、设计车辆的轴距 有关，同时还要考虑弯道上行驶车辆摆动及驾驶员的 操作所需的附加宽度，因此，圆曲线上加宽值由几何 需要的加宽和汽车转弯时摆动加宽两部分组成。
3．不设超高的最小半径
圆曲线半径大于一定数值时，可以不设置超高，而允许设 置等于直线路段路拱的反超高。 从行驶的舒适性考虑，必须把横向力系数控制到最小值。
4.最小半径指标的应用
（1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选 用较大半径。在不得已情况下方可使用极限最小半径；
（2）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般最小半 径的值；
4、超高缓和段 超高设于圆曲线之范围内，两端用过渡段 与直线相连。从直线段的双向横坡渐变到圆曲 线路段具有超高单向横坡的过渡段称为超高缓 和段。 为了行车舒适性和排水，对超高缓和段长 度必须加以规定。通常按控制设超高后行车道 外边缘的渐变率来计算。 双车道公路的超高缓和段长度按下式计 算：
Lc B 'i p
《道路勘测设计》课程设计
《道路勘测设计》课程设计一、课程目标《道路勘测设计》课程旨在帮助学生掌握道路勘测与设计的基本理论、方法和技术，提高学生在实际工程中的应用能力，培养其科学思维和工程素养。
具体课程目标如下：1. 知识目标：（1）了解道路勘测设计的基本原理和流程；（2）掌握道路线形设计、路基设计、路面设计的基本方法；（3）熟悉道路工程图纸的阅读和编制；（4）了解道路工程项目的招投标和施工管理。
2. 技能目标：（1）能够运用所学知识进行简单的道路勘测设计；（2）能够阅读和分析道路工程图纸；（3）具备一定的道路工程项目管理和招投标能力；（4）能够运用现代测量仪器进行道路测量。
3. 情感态度价值观目标：（1）培养学生对道路工程的兴趣，激发其学习热情；（2）提高学生的团队协作意识和沟通能力；（3）培养学生严谨、认真、负责的工作态度；（4）强化学生的环保意识和社会责任感。
课程性质：本课程为专业核心课程，具有较强的实践性和应用性。
学生特点：高年级学生，已具备一定的基础理论知识，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实践教学相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力和工程素养。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在课程结束后能够独立完成简单的道路勘测设计任务，为将来从事道路工程相关工作奠定基础。
二、教学内容依据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 道路勘测设计基本原理与流程：- 教材章节：第一章 道路勘测设计概述- 内容：道路工程基本概念、勘测设计流程、设计标准与规范。
2. 道路线形设计：- 教材章节：第二章 道路线形设计- 内容：平面设计、纵断面设计、横断面设计、线形组合设计。
3. 路基与路面设计：- 教材章节：第三章 路基设计；第四章 路面设计- 内容：路基结构、路基稳定性分析、路面结构、路面材料设计。
4. 道路工程图纸阅读与编制：- 教材章节：第五章 道路工程图纸- 内容：图纸基本知识、图纸阅读方法、图纸编制要求。
“道路勘测设计”课程数字化教学初探
“道路勘测设计”课程数字化教学初探[摘要]文章针对土木工程专业（道桥方向）“道路勘测设计”课程教学中现存的问题，从调整教学大纲与课程规划、整合教学内容、融入数字化教学手段、推进数字化实践教学、改革考核方式等方面入手，提出了该课程进行数字化教学的一些思路，拟实现课程教学、设计由传统的理论讲授、手工设计分离模式向多元化教学、数字化设计模式转变。
以数字化教学贯穿于“道路勘测设计”“道路设计软件应用”等课程，并在实践和设计环节中加以应用，使学生掌握数字化道路设计的方法，将来更好地适应工作需求。
[关键词]道路勘测设计教学现状数字化教学[作者简介]丁红霞（1980- ），女，江西宁都人，南昌大学科学技术学院，讲师，硕士，主要从事土木工程教学；李红（1979- ），女，山东莱芜人，南昌大学科学技术学院，讲师，硕士，主要从事土木工程教学。
（江西南昌 330029）[中图分类号]g642.3 [文献标识码]a [文章编号]1004-3985（2013）12-0152-02“道路勘测设计”是土木工程专业（道路工程方向）的一门专业限选课，该课程理论知识宽厚，实践性强，其教学与实践活动历来受到各高校的重视。
随着现代科技的发展，基于现代测绘技术、计算机辅助设计技术和虚拟现实技术的道路勘测设计数字化逐渐发展成熟，并成为当今道路设计的主流。
然而，传统的“道路勘测设计”课程教学中勘测和设计脱节、定线方法单一局限、线形评价滞后，已使得教学模式落后于工程实际的需要。
因此，将代表时代特征的道路勘测设计数字化设计技术引入该课程的教学十分必要。
但考虑到不同层次高校学生毕业去向的差异，道路勘测设计数字化教学改革宜兼顾各院校的特点逐步推进。
一、教学现状及存在的问题1.传统教材体系的固有缺陷。
目前国内“道路勘测设计”课程主流教材的内容主要包括四大部分：第一部分为汽车行驶理论，介绍汽车的动力特性及其对道路的要求；第二部分为路线几何线形设计理论和方法，包括道路平、纵、横设计、选线和定线；第三部分为道路平、立面交叉设计；第四部分为附属设施及环保景观设计等。
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第二部分：道路线形设计第二部分：道路线形设计第二部分：道路线形设计第二章道路线形设计一公路选线原则平原地区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。
平原地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。
而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增长了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。
选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。
①平原地区公路选线应符合以下原则：(1) 根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。
(2) 认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。
(3) 充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面线形短捷顺直，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。
(4) 充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。
平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧张能，人均耕地0.5~1.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系，常用的方法是利用河堤，老路，辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；③由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，接生了耕地；④可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过10km，多为一些低等级砂石路相连且人口较多，每个乡镇达到4~8万人，当道路等级提高后，可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；⑤有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。
平原二级公路选线方法有多种，主要有视察，初测与初步设计。
实测与施工图设计等步骤：1.全面布局 2.逐段安排 3.具体定线二平面线形设计2.1基本线形设计的要求直线、圆曲线和缓和缓和曲线称为“平面线形三要素”。
1、直线直线是平面线形中的基本线形，它所具有的线形特征是直线以最短的距离连接两目的地，路线短捷，缩短里程，行车方向明确且线形简单容易测设等优点；但过长的直线，线形呆板，司机容易因为行车单调引起疲劳，也易发生超车和超速行驶等，直接影响行车安全。
因此必须对直线长度加以限制，受地形条件或其它特殊情况限制而采用长直线时，其长直线上纵坡不宜过大，且长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，其余规定应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。
本路段设计车速为80km/h，根据《公路路线设计规范》JTG D20-2006，两圆曲线间以直线径相连接时，同向圆曲线间最小直线长度以不小于6V=6?80?480米为宜；反向圆曲线间的最小直线长度以不小于2V=2?80?160米为宜。
2、圆曲线在平面线形中，圆曲线是最常用的基本线形，它在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置，能较好的适应地形变化，易与地形、地物、景观等配合协调；但它的视距条件差。
各级公路不论转角大小均应设置圆曲线，它是平曲线的主要组成部分。
（1）、设计标准圆曲线最小半径：《公路路线设计规范》JTG D20-2006作了如下规定：在选用圆曲线半径时，应与设计速度相适应，设计车速80km/h时，圆曲线一般最小半径为400m，极限最小半径为250m，“一般值”是按计算行车速度行驶的车辆能保证其安全性和舒适性的最小半径，为正常情况下的采用值，“极限值”是按计算行车速度行驶的车辆，能保证其安全行驶的最小半径，为条件受限制时可采用的值。
圆曲线最大半径：选用大半径曲线可使行车舒适，但圆曲线半径过大，会使圆曲线过长，对测设施工不利，且过大的圆曲线半径其几何性质与直线无多大差异，同时也无谓增加计算和测量的麻烦。
因此《公路路线设计规范》JTG D20-2006规定圆曲线最大半径不宜超过10000m。
平曲线长度：从驾驶员操纵方便、行车舒适性以及视觉等方面的要求来考虑，应对平曲线长度加以限制。
《公路路线设计规范》制定的二级公路设计车速为80km/h时平曲线一般长度为400m，最小长度为140m。
当公路转角小于或等于7°时，曲线长度往往看上去较实际长度短。
因此，为避免造成视觉错误、保证行车安全，在进行平曲线设计时应避免设置小于7°的转角。
当条件受限时，在转角等于或小于7°处应设置较长的平曲线，其长度应符合规范规定。
（2）、圆曲线半径的选用原则圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。
选用半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设计条件。
在确定圆曲线半径时，应注意：一般情况下以采用极限最小半径的4~8倍或超高为2~4%的圆曲线半径为宜；当地形条件不受限制时，应尽量采用大于或等于一般最小半径的圆曲线半径为宜；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；应同前后线形要素相协调，使之构成连续、均衡的曲线线形；应同纵面线形相配合，应避免小半径曲线与陡坡相重叠。
3、缓和曲线缓和曲线是指在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线。
由于曲率渐变，使公路路线线形顺适美观、线形缓和、有良好的视觉效果和心理作用感，使平面线形布置更加灵活、经济、合理。
当平曲线半径小于不设超高的最小半径时应设置缓和曲线。
缓和曲线可采用回旋曲线、三次抛物线，高次抛物线等线型。
在我国，多采用旋曲线。
《公路路线设计规范》规定设计车速为80km/h 时，最小缓和曲线长度不小于70m；在设置缓和曲线时，缓和曲线的长度应不小于超高缓和段的长度。
各级公路的平曲线，一般情况下应能够设置两段缓和曲线及一段圆曲线，平曲线一般最小长度按9s行程长度控制，即缓和曲线与圆曲线长度均保证3s的行程，缓和曲线：圆曲线：缓和曲线?1：1：1—1：2：1，才能使其线形美观、顺畅。
2.2 方案比选路线方案比选的评价指标较多，主要有技术、经济、政策及国防上的意义，交通网系中的作用及其联系城镇的多少等指标，本设计中只作技术指标的比较。
方案一：从点（2733.16639678，3368.31156715）开始，到达点（4930.43393572，3834.91662303）全线总长2349.248m，该线路高差相对较小，所经区域大部分是农田，土石方工程量相对较小。
转点3个，沿线基本顾及了城镇、经济区、工厂等建筑物，线形顺直短捷，视线良好，而且这里本来就有一条老路，在设计的时候，尽量延着老路走，这样一来就可以利用原来的旧路，节约工程造价；二来在旧路上还有乡村居民，尽量使他们出行方便。
方案二：从点（3075.15156432，2392.19309276）开始，到达点（4938.17314681，2987.01902657）全线总长2084.071m，，转点2个，沿线只顾及了城镇，没有顾及到经济区、工厂等建筑物，线形没有做到短捷顺直，刻意扭转了线形走向。
相比之下，方案一比方案二较优，故选择方案一。
2.32.3.1纬地系统设计计算结果如下：2.3.2平面线形设计指标复核①直线最大长度直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。
规范规定，我国对直线的长度无明确规定，建议采取20V即为2400m，此设计采用不大于3km，应是可以接受的。
②直线的最小长度同向曲线间的直线最小长度不小于为6V，即480米。
反向曲线间的直线最小长度为不小于2V，即160米。
此设计同向曲线间的直线长度满足规定。
③圆曲线的最小半径最小半径计算：其中： R——圆曲线半径 V2R?127(?h?ih)V——设计速度（km/h）?h——路面与轮胎之间的横向摩阻系数ih——超高横坡度h 采用一般最小半径，则按?=0.05，ih=7%计算得：802R??419.95m 127(0.05?0.07)设计中所取半径最小R=450均满足要求。
④圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。
⑤平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。
由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s 的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。
平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。
圆曲线最小长度一般要有3s行程，即Lr?360m，可见都满足要求。
⑥缓和曲线长度（1）、旅客感觉舒适：Ls(min)V3803?0.0214?0.0214?48.70m R?S450?0.5（2）、超高渐变率适中：对应于JD1:Ls(min)?B?i12.5?(2%?3%)??125m p1/200B?i12.5?(2%?2.5%)??112.5m p1/200对应于JD2:Ls(min)?（3）、行驶时间不过短：Ls(min)?V80??66.67m 1.21.2可见，缓和曲线长度符合要求。
图表成果：直曲转表，逐桩坐标表，道路平面设计图，，平面分图三纵断面设计纵断面线形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，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。