纬地道路实验指导书

道路勘测设计实验指导书邵阳学院城市建设系目录第一部分道路勘测设计实验须知---------------------------------------------------------------1一道路勘测设计实验的主要目的------------------------------------------------------------1二道路勘测设计实验的设计资料------------------------------------------------------------2三道路勘测设计实验的基本要求------------------------------------------------------------2第二部分道路勘测设计实验项目---------------------------------------------------------------3实验一道路平面线形设计---------------------------------------------------------------------3实验二道路纵断面设计------------------------------------------------------------------------6实验三道路横断面设计------------------------------------------------------------------------9实验四道路平面交叉设计--------------------------------------------------------------------11附录成果文件的提交-----------------------------------------------------------------------13-1-第一部分道路勘测设计实验须知《道路勘测设计》课程是交通工程专业的一门主干专业课，其实验则是课堂教学期间随堂安排的实践性教学环节。主要研究公路路线的平、纵、横线形和断面设计，以及城市道路的平面交叉口设计。通过本课程的学习，主要掌握公路、城市道路的勘测设计的基本原理和实用方法，加强学生对道路勘测设计基本要领的掌握，为后续课程的学习和将来工作的需要打好基础。本书列出的道路勘测设计实验项目是按照《道路勘测设计》学习的先后顺序安排的，实验项目由教师在每次布置实验课的任务时通知，使学生有可能预习，明确实验目的、内容和软件的应用。《〈道路勘测设计〉实验课》共12学时，四个实验，实验小组人数一般为1人，以保证试验时每人都可以在相对应的机器上进行软件的操作。每项实验都要遵循相应的《公路工程技术标准》（以下简称《标准》）、和《公路勘测设计规范》（以下简称《规范》），实验结束后上交实验报告。实验成绩占《道路勘测设计》考试课总成绩的20%。一、道路勘测设计实验的主要目的开设道路勘测设计实验课程是为了使学生了解公路及城市道路勘测设计的依据、程序、设计文件的组成和内容，掌握《标准》、《规范》中线形设计有关标准及其制定依据，掌握公路勘测设计的基本原理和方法，了解道路网型式及规划方法，掌握道路交叉口平面、竖向设计的方法和内容。学生通过该课程设计，达到以下教学目的：1、掌握道路平面线形设计的一般过程及设计内容。2、掌握路线平面线型的纸上定线方法及线型计算方法。3、掌握路线纵断面设计及计算方法。4、掌握路线土石方数量计算与调配方法。5、掌握城市道路横断面及平面交叉口竖向设计方法与步骤。6、提高综合运用所学知识分析、解决问题的能力。7、掌握道路平面、纵断面及横断面的绘图方法。-2-二、道路勘测设计实验的设计资料1、设计任务书2、平面设计图主要控制点控制点名称平面位置设计高程（m）XY起点终点中间控制点3、自然条件：（包括地形地貌、地质条件等）。4、路基施工条件：沿线两侧均可取土、弃土。5、设计依据：《公路工程技术标准》及《公路路线设计规范》。三、道路勘测设计实验的基本要求1、在实验之前，必须阅读《道路勘测设计》的有关内容及本指导书的相应的实验项目，以明确目的，了解软件基本操作。2、计算结果要正确，设计方案应满足相应的技术规范或标准。3、学生在借阅、使用过程中要爱护《公路工程技术标准》、《公路勘测设计规范》等参考用书，不得恶意涂抹或撕毁。4、按时提交相应的设计说明书及设计图纸，设计图纸应整洁、规范。5、实验应在规定的时间和地点进行，不得无故缺席或迟到早退，不得擅自离开。6、服从教师指导，严格按照本书的要求认真、按时、独立地完成实验任务。每项实验都应取得合格的成果，提交书写工整、规范的实验报告或实验记录，经指导教师审阅同意后，才可结束工作。7、实验过程中，要遵守机房纪律，爱护电脑、实验用软件，禁止在实验过程中玩游戏、浏览网页。-3-第二部分道路勘测设计实验项目实验一道路平面线形设计一、目的与要求道路的平面线形设计就是对道路线形的元素——直线、圆曲线和缓和曲线进行合理的设计和配置。实践证明，道路平面线形设计是否合理直接影响着道路的通行能力、车辆的行驶时间、运营费用和道路交通安全等。平面设计应满足以下几点要求：平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形地物相适应，与周围环境相协调；要满足行驶力学、视觉和心理多方面的要求；保持平面线形的均衡与连贯，应避免急转弯或急刹车；平曲线要满足曲线最小长度的要求；曲线间的直线段长度要满足《规范》要求的最小长度的要求（同向曲线的最短直线段长度不小于6V，反向曲线间最小直线段长度不小于2V）。学生要掌握道路平面线形的设计及计算的方法，绘制道路平面线形图，能够独立的进行道路项目的平面设计。二、主要内容（1）踏勘选线选线就是在地形图或地面上选定路线的方向，并确定空间位置的过程；通常情况下，会选择2-3条路线，进行经济效益、社会效益上的比选。（2）路线方案的选择根据指定的路线总方向（路线的起终点和中间主要控制点）和设计公路的性质、任务及其在公路网中的作用，考虑了社会、经济因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向。（3）纸上定线遵循定线的要求，确定路线的导向后，对路线进行平面线形和纵断面的设计，在试定出一段距离后，进行全面的检查、分析，看路线是否合理，不合理则进行修改，直至满意为止，确定路线。（4）平面线形具体设计①确定路线起终点及每个交点的位置，并确定每个交点的偏角及交点之间的距离；-4-附图1-1平面线形导向线参考图②在转角处插入圆曲线和缓和曲线；③设定圆曲线半径的大小；④复核圆曲线半径是否满足《标准》、《规范》中关于不设缓和曲线半径、一般最小半径、极限最小半径等要求，以便采取相应的缓和曲线设置方式；2127()VRi表1-1各级公路圆曲线最小半径设计速度（km/h）1201008060403020极限最小半径（m）650400250125603015一般最小半径（m）10007004002001006530不设超高最小半径（m）路拱≤2%5500400025001500600350150路拱＞2%7500525033501900800450200⑤设定缓和曲线长度，计算平曲线要素，并推导桩号；⑥复核圆曲线和缓和曲线的曲线长度是否满足《标准》、《规范》中对于圆曲线和缓和曲线最小长度的限制；表1-2各级公路缓和曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020缓和曲线最小长度一般值13012010080504025最小值100857060403020-5-表1-3各级公路平曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020一般值（m）1000850700500350250200最小值（m）200170140100705040⑦复核曲线间直线段长度是否满足《标准》、《规范》中对于直线段最大长度及最小长度的要求；⑧绘制平面设计分图及直线、曲线与转角一览表。三、软件应用1、打开AutoCAD，在纬地道路工具栏上点击“项目”，“新建项目”，输入新建项目名称及存放路径，生成一个.prj文件，在项目管理器中可以查询到（若AutoCAD主界面上未显示纬地道路工具栏，在命令窗口中输入”hmenu”将其调出）。2、点击“设计”，“主线平面设计”，“拾取”起始点，并连续“插入”交点。3、单击右键，选择交点，点击“拖动”，在CAD图面上点击相应的交点并拖动它，可以得一个与之对应的曲线，在随后出现的平面线形对话框上设置圆曲线的半径及前后缓和曲线的长度，通常情况下，将圆曲线半径取整，而前后缓和曲线的长度可以设置为相同的长度，也可以设置为不同的长度。（P.S.若圆曲线不够圆滑，可以采用CAD命令中的“regen”命令，使之重新生成圆滑曲线。）4、点击“设计”，“主线平面设计”，“存盘”进行保存。这时自动生成一个交点文件存在于项目管理器之中。5、点击“表格”，“输出直曲转表”，选择高等级公路（坐标简单型），Excel格式，“计算输出”可得到一个“直线、曲线及转角表”，保存。6、点击“设计”，“主线平面设计”，点“计算绘图”生成图面，再点击“绘图”，“平面自动分图”，选择输出页码及桩号范围、插入元素表、插入指北针“开始出图”，系统自动分幅出图。7、点击“项目”，运行“设计向导”，完成后可以看到生成了4个文件：超高设置文件、路幅宽度文件、设置参数控制文件以及桩号序列文件，可以通过项目管理器来查看。四、提交文件1、道路平面线形图2、道路平面线形分图3、直线、曲线及转角表4、逐桩坐标表-6-实验二道路的纵断面设计一、目的与要求纵断面设计的主要内容是根据道路的等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏平缓，坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调，以及填挖经济、平衡。通过实验，让学生能够熟练操作道路纵断面实际地面线高程的绘制，以及纵断面拉坡、竖曲线的设置等纵断面的设计及计算方法。二、主要内容（1）在平面设计的基础上，根据平面设计的中桩里程和中桩处的地面标高，按比例绘制纵断面地面线。（2）确定和标注标高控制点，控制点就是指影响纵坡设计的标高控制点，如路线的起、终点，越岭垭口，重要桥涵等。（3）在已标出控制点标高的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，试定出若干直线坡。（4）对这若干个选择的坡度方案进行排水、工程量等方面的比较，定出比较优的方案，并对照《规范》和《标准》检查最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足要求，以及平、纵组合是否适当，若有问题，应进行调整（调整的方法是对初定的坡度平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值）。表2-1各级公路最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大坡度（%）3456789表2-2各级公路最小坡长（m）设计速度（km/h）1201008060403020最小坡长一般值40035025020016013080最小值30025020015012010060-7-表2-3各级公路纵坡长度限制设计速度（km/h）1201008060403020纵坡坡度（%）3900100011001200———470080090010001100110012005—60070080090090010006——5006007007008007————5005006008————3003004009—————20030010——————200（5）核对无误后，逐段把直线坡的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来，并进行竖曲线设计及计算竖曲线要素，并核对竖曲线半径及长度是否满足《规范》和《标准》的要求。表2-4公路竖曲线最小半径和最小长度设计速度（km/h）1201008060403020凸形竖曲线半径（m）极限值11000650030001400450250100一般值170001000045002000700400200凹形竖曲线半径（m）极限值4000300020001000450250100一般值600