道路勘测设计设计算例

《道路勘测设计》课程设计说明书姓名：专业、班级：学号：指导教师：设计时间：目录1 设计概述 (1)1.1目的和要求： (1)1.2设计依据： (1)1.3公路设计概况： (1)1.4平面设计标准的确定 (1)1.5路线起讫点 (2)1.6沿线自然地理概况 (2)2 道路参数 (2)2.1 道路等级的确定 (2)2.2 公路技术标准的确定 (2)2.3 控制要素 (3)2.4平面设计技术指标 (3)2.4.1圆曲线最小半径 (3)2.4.2圆曲线最大半径 (3)2.4.3圆曲线半径的选用 (4)2.4.4平曲线最小长度 (4)2.4.5缓和曲线技术要求 (4)2.4.6平曲线要素的确定 (5)2.4.7初步设计的平曲线加桩 (7)2.4.8曲线主点桩号计算 (7)2.5 路线方案的拟定与比较 (7)2.5.1 两方案概述 (8)2.5.2 两方案特点比较 (8)2.5.3 两方案比选结果 (8)2.6道路平面设计 (9)2.6.1平面选线的原则： (9)2.7道路纵断面设计 (9)2.8道路横断面设计 (10)2.8.1行车视距 (11)2.9土石方量计算及调配 (11)2.9.1土石方数量计算 (11)3.1计算说明部分（附表） (12)3.2图纸部分（附图） (12)参考文献 (13)1 设计概述1.1目的和要求：道路工程课程设计是专业教学的一个重要环节，包括道路路线设计和路面结构设计两部分。

通过本次课程设计，要求熟悉公路设计规范，理解、掌握《道路勘测设计》的基本概念，综合运用本课程和其他有关课程的基本知识和基本操作技能，使所学知识进一步巩固、深化和发展；学习道路路线设计的一般方法和步骤。

通过设计，培养学生初步具备正确的设计思想和动手的能力，使学生具有初步的工程设计概念；培养学生具备道路路线设计的基本技能。

根据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，完成土石方计算与调配，编制直线、曲线及转角一览表，路基设计表，路基土石方数量计算表；进行路面结构类型选择，并确定各结构层的合理厚度。

1.2设计依据：根据河南理工大学万方科技学院土木工程专业道路工程方向《道路勘测设计指导书》。

1.3公路设计概况：公路等级：三级公路交通量：平均昼夜交通量为2500～4500辆设计年限：10年设计车速：30km/小时1.4平面设计标准的确定1、根据设计任务书要求，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。

设计车速为30公里/小时，路基双幅两车道，宽8.5米。

2、设计执行的部颁标准、规范有：《公路工程技术标准》JTGB01-2003《公路路线设计规范》JTGD20-2006《公路路基设计规范》JTGD30-20041.5路线起讫点比例尺：1：2000；公路等级：三级；起点桩号K0+000，坐标终点桩号K0+607.816坐标终点高程：394.11米1.6沿线自然地理概况山岭地区山高谷深、坡陡流急地面自然坡度大（20o以上）、地形复杂，日温差和年温差较大、暴雨多、河流水位变化幅度大等特点。

山岭地区路线弯多坡陡、标准低、工程量大，由于受山岭区地形、水文、地质、气候等因素的影响，道路平、纵、横都受限制。

2 道路参数2.1 道路等级的确定根据所给资料，参照《公路工程技术标准》JTGB01-2003（以下简称《标准》）、《公路路线设计规范》JTGD20-2006（以下简称《路线规范》）确定路线的设计等级，本路段按三级公路技术标准勘察、设计。

设计车速为30Km/小时，路基单幅双车道，宽8.5米。

设计使用年限15年。

2.2 公路技术标准的确定本路段按三级公路标准测设，设计车速30KM/h，测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。

查《公路工程技术标准》得小客车和中型载重汽车折算系数如下：表2汽车折算系数汽车代表车型车辆折算系数小客车 1.0中型车 1.5大型车 2.0托挂车 3.0交通增长率：γ=6%道路必经点：无要求2.3 控制要素（1）道勘：三级（2）设计车服务车速：30km/min。

2.4平面设计技术指标2.4.1圆曲线最小半径○1极限最小半径②一般最小半径○3平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此《规范》规定了一般最小半径。

不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。

圆曲线半径要求如表2.41所示表2.41 圆曲线半径要求技术指标三级公路一般最小半径(m) 65极限最小半径(m) 30不设超高最小半径(m) 路拱%0.2≤350 路拱%0.2≥4502.4.2圆曲线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。

2.4.3圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，最大半径为200米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。

2.4.4平曲线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。

2.4.5缓和曲线技术要求缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面： (1) 离心加速度变化率不过大; (2) 控制超高附加纵坡不过陡; (3) 控制行驶时间不过短; (4) 符合视觉要求;因此，《规范》规定：平原微丘区三级公路缓和曲线最小长度为40m.。

一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。

表2.45交点 半径(m) 缓和曲线长(m)JD1 186 40 40 JD214440 40平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为),(000Y X JD ，第i 个交点坐标为n i Y X JD i i i , , 3 , 2 , 1 , ),( ，则：11 :: : i i i i X X X Y Y Y L --∆=-⎫⎬∆=-⎭=坐标增量交点间距象限角 arctg: 0 , 0 : 0 , 0 : 180 0 , YXX Y fw X Y fw X Y θθθ∆=∆∆>∆>=∆<∆>=-∆<∆计算方位角当时当时当10 : 180 0 , 0 : 360 :i i i fw X Y fw A A θθα-⎫⎪⎪⎬<=+⎪⎪∆>∆<=-⎭=-时当时转角 "" "" i i αα+-当为时路线右偏,当为时路线左偏2.4.6平曲线要素的确定(5) 圆曲线要素及其计算根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得：)(1272h i V R ±=μ式中：V---行车速度（km/h ）; μ---横向力系数； i ---超高横坡度。

(6) 主点桩号的计算<1>直线上中桩坐标计算：设交点坐标为) , (Y X JD ，交点相邻两直线方位角分别为21 fw fw 和， 则：11: cos (180) : sin (180)ZH HZ ZH X X T fw HZ Y Y T fw =++=++点坐标点坐标设直线上加桩里程为L ，ZH ，HZ 为曲线起点、终点里程，则前直线上任意点坐标为：11 () cos (180) () sin (180) X X T ZH L fw Y Y T ZH L fw =++-⋅+⎫⎬=++-⋅+⎭后直线上任意点的坐标为：22 () cos () sin X X T L HZ fw Y Y T L HZ fw =++-⋅⎫⎬=++-⋅⎭<2>单曲线内中桩坐标计算： 曲线上任意一点的切线横距为：522 40s l x l R L =-式中：l ——缓和曲线上任意点到)(HZ ZH 或点的曲线长； s L ——缓和曲线长度。

第一缓和曲线（HY ZH -）上任意点坐标21221230 cos 30cos 30 sin 30cos ZH s s ZH s s xl X X fw RL l RL x l Y Y fw RL l RL ξππξππ⎫⎛⎫=+⋅+⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎪ ⎪⎪⎝⎭⎪⎬⎛⎫⎪=+⋅+ ⎪⎪⎛⎫⎝⎭⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭式中：ξ——转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。

②圆曲线内任意点坐标（YH HY -）：()()1190902 sin cos 90902 sin sin s HY s HY l L l X X R fw R R l L l Y Y R fw R R ξππξππ⎫+⎡⎤⎛⎫=+⋅+⎪⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎪⎬+⎡⎤⎛⎫⎪=+⋅+⎢⎥ ⎪⎪⎝⎭⎣⎦⎭式中：l ——圆曲线上任意点至HY 点的曲线长；ξ——转角符号，右偏时为“+” ，左偏时为“-” 。

③第二缓和曲线（YH HZ -）内任意点坐标：22222230 cos 180 30cos 30 sin 18030cos HZs s HZ s sx l X X fw RL l RL x l Y Y fw RL l RL ξππξππ⎫⎛⎫=+⋅+-⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎪ ⎪⎪⎝⎭⎪⎬⎛⎫⎪=+⋅+- ⎪⎪⎛⎫⎝⎭⎪⎪⎪⎝⎭⎭式中：l ——第二缓和曲线内任意点至HZ 点的曲线长。

(2)、曲线要素计算：2243(m) 2240 (m)242688() tg(m) 2s ss ss L L q R L L p R R T R p q Ly R L αα=-=-=++=- 2 () sec22s L Ly L E R p R J T L α=+=+-=- 2.4.7初步设计的平曲线加桩在路线选定和曲线计算完成之后，要将路线加桩，直线段为100米加桩，曲线段为20米加桩。

由于采用软件进行上述工作，本设计为20米加桩。

2.4.8曲线主点桩号计算计算结果详见附表 “直线及曲线曲线一览表”。

2.5 路线方案的拟定与比较根据给定的等高线地形图，采用纸上定线的方法研究路线的可能方案，并经过比较论证确定最后路线方案。

山区路线依行经地区的地貌地质和地形特征，可能有越岭线、山坡线、沿溪线和山脊线，此时可根据地形图研究可能的路线布局型式。

山区公路的选线一段应按：(1) 全面布局；(2) 逐段安排路线；(3) 具体定线三个步骤进行。

本路段设计时，根据地形地貌等情况，经过筛选后得到两个方案（方案1和方案2），经过进一步方案比选后，选择方案1为最后设计方案。