道路勘测课程设计

0《道路勘测设计》课程设计说明书Roadsurveyanddesigndesignspecification作者姓名：专业、班级：学号：指导教师：设计时间：河南理工大学HenanPolytechnicUniversity1设计概述1.1目的和要求本课程设计是在学生学完《道路勘测设计》及相关专业后进行的一次综合性训练，既有助于巩固所学的专业知识，培养独立设计的能力，提高综合运用知识的能力，也为以后的毕业设计打好基础。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。包括路线方案的选择，路线平面设计、纵断面设计、横断面设计。根据设计所给资料，进行平、纵、横断面设计及其组合处理，编制逐桩坐标表，直线、曲线及转角一览表。1.2设计依据根据河南理工大学土木工程学院道路与桥梁工程方向《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2000～3000辆。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，宽路基双幅两车道，宽7.0米，非机动车道2.5米，路肩1.5米。路拱坡度2%，路肩坡度3%。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路线基本资料比例尺采用1：2000；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40公里/小时，路基双幅两车道，宽8.50米。起点桩号K0+000，坐标终点桩号K0+702.594；坐标起点高程：（360.51）米，终点高程：（404.38）米。1.6、沿线自然地理概况本段属于山岭区路段，该路段地形复杂，城镇布局疏散，周围有农田，并且路段穿过一条的河流。1.7、总体设计原则根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的要求，交通量的预测情况及公路的使用功能，确定总体设计原则如下：①采用的技术标准必须满足公路的使用任务、功能和远景交通量的需要。②避免不必要的浪费，项目建设时应适当超前考虑。③尽量利用老路及山地，以降低造价。④尽量选择高差较低的地段修路，减小工程量和土石开挖量，减小造价。⑤沿线的中小城镇采取“离而不远，近而不进”的原则，通过人口稠密地区时，在现有详细调查资料基础上，进行了多方案比较，尽可能减少房屋的拆迁量。除考虑房屋拆迁外，对管线的避让和动迁在初步设计选线时也进行了重点考虑。2平面设计设计参数2.1控制要素（1）道勘：三级（2）设计车服务车速：40km/小时。2.2平面设计技术指标2.2.1圆曲线最小半径○1极限最小半径60②一般最小半径100○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2.21所示表2.1圆曲线半径要求技术指标三级公路一般最小半径(m)100极限最小半径(m)60不设超高最小半径(m)路拱%0.2600路拱%0.28002.2.2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。2.2.3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4000米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。2.2.4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。2.2.5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;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。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),(000YXJD，第i个交点坐标为niYXJDiii,,3,2,1,),(，则：1122::()():iiiiXXXYYYLXY坐标增量交点间距象限角arctg:0,0:0,0:1800,YXXYfwXYfwXY计算方位角当时当时当10:1800,0:360:iiifwXYfwAA时当时转角ii当为时路线右偏,当为时路线左偏（2.1）2.2.6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20米加桩，曲线段也为20米加桩。2.2.7曲线主点桩号计算计算结果详见《逐桩坐标表》2.3路线方案的拟定与比较(1)道路选线就是根据路线的基本走向和技术标准，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。(2)选线是道路路线形设计的重要环节，选线的好坏直接影响着道路的使用质量和工程造价。选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作2.4道路平面设计根据小比例尺等高线地形图所确定的路线方案，即可在较大比例尺的等高线地形图上进行详细的精确定线，此时可按交角点的偏角，结合地形地物确定平曲线半径及其要素，鉴于时间所限，平面设计长度可取1公里。直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和曲线最小长度、缓和段长度的规定等均应从行车安全视觉舒顺出发满足要求并通过计算分析确定。平面线形的桩距应按照规定并对地物及地形变化给予加桩。曲线段的设置影响平面视距，此时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得视距的保证。2.4.1平面选线的原则(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)、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。(4)、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。（5）选线时应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。2.4.2、方案比较原则路线方案比较可分为质的比较和量的比较两个方面。原则性的方案比较，主要是质的比较，多采用综合评价的方法，这种方法不是通过详细计算经济和技术指标进行的比较，而是综合各方面因素进行评比。主要综合的因素有：(1)路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。(2)路线在铁路、公路、航道等网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利建设的配合及用地情况。(3)沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件对道路的影响；要求的路线等级与实际可能达到的技术标准及其对路线的使用任务、性质的影响；路线的长度、筑路材料的来源、施工条件以及工程量、三材（钢材、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其运营、施工、养护的影响等。(4)路线与沿线历史文物、革命史迹、旅行风景区等的联系。影响路线方案选择的因素是多方面的，而各种因素又多是互相联系、相互影响的。路线在满足使用任务和性质要求的前提下，应综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，精心选择、反复比较，才能提出合理的推荐方案。2.4.3、选线方法选定道路中线的位置按具体作法不同可分为实地选线、纸上选线和自动化选线三种。(1)实地选线实地选线是由选线人员，根据设计任务书的要求，在现场实地进行勘察测量，经过反复比较，直接选定路线的方法。该方法的优点是工作简便、符合实际；在实地容易掌握地质、地形、地物等情况，选出的方案切实可靠；一般情况下不需要大比例尺地形图。缺点是野外的工作量很大，体力劳动强度高；野外测设工作受气候和季节的影响大。同时，由于视野的局限性，加上地形、地物的影响，使路线的整体布局存在一定的片面性和局限性。适用范围：实地选线往往用于等级较低、方案比较明确的公路。(2)纸上选线纸上选线是在已经测得的地形图上，进行路线布局和方案比选，从而在纸上确定路线，再到实地放线的选线方法。这种方法的优点是野外工作量较小、测设速度快；测设和定线不受自然因素干扰；能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质等条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素，使所选定的路线更为合理。缺点是纸上定线必须要有大比例尺的地形图。地形图的测设需要较大的工作量和较多的设备。适用范围：纸上选线多用于等级较高和地形、地物复杂的道路。(3)自动化选线随着航测技术和电子计算机技术的迅速发展，产生了将航测和电算相结合的自动化选线方法。自动化选线的基本作法是：先用航测方法测得航测图片，再根据地形信息建立数字地形模型（即数字化的地形资料），把选线设计的要求转化为数学模型，将设计数据输入计算机，由计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较和优化，最后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表输出。自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做作大量而又繁重的计算、绘图、分析比较工作，这样能使选择的路线方案更加合理，而且节省了人力、物力和时间，成为今后道路选线的发展方向。2.4.4、选线的步骤一条路线的选定是一项研究范围由大到小、工作深度由粗到细、工作方法由轮廓到具体，逐步深入的工作。一般要经过以下三个步骤(1)全面布局全面布局是解决路线基本走向的工作。就是根据公路的技术等级、及其在公路网中的作用，结合地形地物条件，在路线的起、终点及中间必须通过的控制点间寻找可能通行的“路线带”，并进而确定一些大的控制点，将其连接起来，即形成路线的基本走向。路线布局是关系到公路质量的根本性问题。因此，在选线中首先应着眼于总体布局工作，解决好基本走向问题。全面布局是通过路线视察、经过方案比较来解决的。(2)逐段安排逐段安排是在路线基本走向已经确定的基础上，再进一步加密控制点，解决路线局部方案的工作。即在大控制点间，结合地形、地质、水文、气候等条件，逐段定出中、小的控制点。逐段安排路线是通过踏勘测量或详测前的路线察看来解决的。(3)具体定线在所有的控制点间，根据技术标准、结合自然条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，反复穿线插点，具体定出路线位置的工作。这是一步更深入、更细致、更具体的工作。具体定线在详测时完成。2.5平面设计方案的确定2.5.1方案制定、分析与选定①地形分析设计一条三级公路，设计时速40km/h。三级公路的主要功能是作为集散公路，为主干线公路与地方公路的连接，汇集地方交通、疏散干线交通，宜于城镇相连或接近，方便地方交通。从地形图上看，该地地处山岭地带，地势复杂，地势不均衡，周围高山峻岭，分布连续。山体之间是山谷地带，有河流纵横，有梯田林地分布，居民点位于山脚，周围有山岭环绕。根据地形与路线设计等级，必须利用地形与工程概算综合考虑。若走越岭线，路线中间控制