河南城建学院道路勘测课程设计

河南城建学院

《道路勘测设计》课程设计说明书

课 程 名 称: 道路勘测设计 题 目: 某平原微丘区一级公路设计 专 业: 道路桥梁与渡河工程 学 生 姓 名: 学 号: 072410128 指 导 教 师: 夏英志 周海波 李锐铎 开 始 时 间: 2012 年 12 月 31 日 完 成 时 间: 2013 年 1 月 11 日

课程设计成绩：

学习态度及平时技术水平与实际能成绩（30） 力（20） 创新（5） 说明书撰写质量（45） 总 分（100） 等级

指导教师签名： 年 月 日

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

目 录

1、设计任务书 .......................................................................................................................... 1 1.1课程设计的目的 ............................................................................................................... 1 1.2课程设计的任务 ............................................................................................................... 1 1.3课程设计的内容与要求 ................................................................................................... 1 1.4指导教师及设计教师 ....................................................................................................... 4 1.5参考书目 ........................................................................................................................... 4 2、设计方案的拟定及说明 ...................................................................................................... 5 2.1平面设计 ........................................................................................................................... 5 2.2纵断面设计 ....................................................................................................................... 5 2.3横断面设计 ....................................................................................................................... 5 3.1选线 ................................................................................................................................... 6 3.2定线原则 ........................................................................................................................... 7 3.3定线方法 ........................................................................................................................... 7 4、平面线设计 .......................................................................................................................... 8 4.1直线 ................................................................................................................................... 8 4.2圆曲线 ............................................................................................................................... 9 4.3缓和曲线 ........................................................................................................................... 9 4.4平曲线要素计算 ............................................................................................................. 10 5 纵断面设计 .......................................................................................................................... 12 5.1纵坡及坡长设计 ............................................................................................................. 13 5.2道路平纵组合 ................................................................................................................. 15 5.3纵断面设计方法及步骤 ................................................................................................. 15 6 道路横断面及路基设计 .................................................................................................... 18 6.1道路横断面的组成 ......................................................................................................... 18 6.2行车道及路肩、路拱 ..................................................................................................... 18 6.3路基边坡设计 ................................................................................................................. 19 6.4土石方数量计算 ............................................................................................................. 19 7设计小结 ............................................................................................................................... 21 参考文献 .................................................................................................................................. 22

I

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

1、设计任务书

1.1课程设计的目的

使理论知识与实践相结合，熟悉路线设计的步骤和方法。进一步巩固和加深及运用课堂上所学的勘测设计原理、标准、方法、理论基础知识，培养学生的分析问题、解决问题、独立设计的能力，使知识系统化，从而为毕业实习和设计打下基础。 1.2课程设计的任务

某平原微丘区一级公路路线方案设计，设计车速为100Km/h，要求完成3000米左右的路线设计图、表、计算和说明。 1.3课程设计的内容与要求

严格按照《公路工程技术标准》和《路线》设计手册的有关规定执行，根据所设计公路的等级，采用相应的指标进行设计，尽量不用极限值。

1、平面设计

路线平面图是设计文件主要内容之一，也是平面设计的重要成果。它综合反映了路线平面位置、线形，还反映了沿线人工构造物和工程设施的布置以及公路与周围环境、地形、地物的关系。路线平面图应示出地形、地物、路线位置及桩号、平曲线主要桩位与其它主要交通路线的关系以及县以上境界等，标注水准点、导线点及坐标格网或指北图式、示出特大、大、中桥、隧道、路线交叉（标明交叉方式和形式）位置等。图中还应列出平曲线要素表。比例尺用1：1000～1：5000，其带状宽度为中线两侧各200～250米。

本次课程设计要求路线平面图的比例尺为1：2000，由设计资料已给出的平面外业勘测原始资料，绘出路线的导线和路中线，其设计步骤与要求为：

（1）根据交点坐标用绘制出路线交点，得到路线平面导线。 （2）根据平曲线要素以及各里程坐标绘制平曲线。 （3）编制出《直线、曲线及转角一览表》并复核。

（4）按有关规定要求标注出公里桩，百米桩、主点桩位置。交点号、水准点位置及高程等。

2、纵断面设计

纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形，以达到行车安全、快速、舒适、工程费用较省、运营费用较少的目的。

1

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

纵断面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。纵断面设计可分成两步，一是纵坡设计，二是竖曲线设计。

(1)、纵坡设计

①准备工作。根据校核无误的《直曲表》，中平资料。在纵断面图上绘出公里桩，百米桩、其它各中桩，直线与平曲线位置。点绘出地面线，并将桥涵、地质、土质、水准点等有关资料填注在纵断面图相应的栏目内。熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。

②标注控制点。包括属于控制性的“控制点”和属于参考性的“控制点”（经济点）。 ③试坡。“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”。用三角板推平行线的办法，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合技术标准，同时又满足控制点要求而且土石方量又最省的坡度线。

④调坡。结合选线意图和对照技术标准或规范进行。一般要求纵坡不要太零碎（取至0.1%），变坡点设在整10米桩上。

⑤核对。主要核对具有控制意义的特殊横断面。如高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。

⑥定坡。最终确定纵坡度、变坡点位置（桩号），推算并校核变坡点高程。坡度值一般是用三角板推平行线的办法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一，即0.1%。 （2）竖曲线设计

①在满足标准的前提下，按外距控制选择竖曲线半径，按切线长度选择竖曲线半径。 ②计算竖曲线几何要素，包括竖曲线切线长T、曲线长L和外距E ，以及竖曲线上任意点纵距y的计算、竖曲线上任意点设计标高的计算。 ③点绘竖曲线。

④最后计算填挖高度，填绘有关资料，整理、上墨，完成纵断面设计图。 纵断面图的比例一般是：横坐标（里程及桩号） 1：2000纵坐标（水准高程）1：200 ；平原地区也可用：横坐标（里程及桩号） 1：5000，纵坐标（水准高程）1：500。 纵断面图的上半部包括：

① 高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素

② 桥涵（桥梁按桥型、孔数及孔径标绘，注明桥名、结构类型、中心桩号、设计水位；跨线桥示出交叉方式；涵洞与通道按桩号及底高绘出，注明结构类型、中心桩号、孔数及孔径）；

③ 隧道（按长度、高度标绘，注明名称和起始点桩号）； ④ 与公路、铁路交叉时的桩号及路名； ⑤ 水准点的位置、编号及高程； ⑥ 断链桩位置及长短链关系；

⑦ 沿线跨越河流的现有水位和设计洪水位，影响路基稳定的地下水位等。

2

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

纵断面图的下部各栏应示出：

土壤地质情况、施工高度、设计高程、地面高程、坡长及坡度、里程及桩号、直线及平曲线（包括缓和曲线）等。

3、路基横断面设计 （1）路基横断面尺寸的拟定

路基宽度的确定是根据所给出的公路等级查公路工程技术标准确定。

边坡值的确定是根据路基横断面形式、填料种类、土质情况以及边坡高度等因素确定。路堑边坡应根据开挖情况、土石成份的工程性质不同，修筑成折线形边坡；路堤边坡应根据填料的种类及路堤高度而确定。边坡加固在横断面设计中仅确定加固类型和坡度，示意表示即可，不作详细设计。

边沟要分土质边沟和石质边沟，还要考虑边沟加固的情况。

以上各部分的具体尺寸可参照《标准》、《路基设计规范》以及设计示例确定。 （2）横断面图的设计步骤

①点绘各横断面的横向地面线；

②根据《技术标准》的规定，确定路基宽度；按照土质成分、边坡高度拟定路基边坡坡度，根据土质成分、边坡高度确定路基边坡，并进行边坡设计。填方边坡一般采用1：1.5。 按照排水要求拟定边沟、截水沟等尺寸

③按弯道半径大小分别拟定超高加宽值；

④根据纵断面设计资料，按设计标高，在路基设计表上逐桩进行计算，完成路基设计表的编制；

⑤按路基设计表数据，绘出横断面设计线；陡峻山坡需设挡土墙等防护工程时，应将挡墙等防护工程处要绘出。

⑥检查弯道路段横断面内侧视距是否保证，是否需要清除障碍及设置视距台。 横断面的绘制，一般在方格纸上按桩号由下向上绘制，路基横断面设计图应绘出所有整桩、加桩的横断面图，示出加宽、超高、边坡、边沟、截水沟、碎落台、护坡道、路侧取土坑，开挖台阶及视距台等，注明用地界。挡土墙、护面墙、护脚、护肩、护岸、边坡加固、边沟(排水沟)及截水沟加固等均绘在本图上，并注明起讫桩号、圬工种类及断面尺寸(另绘有防护工程设计图的只绘出示意图，注明起讫桩号和设计图编号)。比例尺用1：200。

（3）路基标准横断面图

路基标准横断面图应示出路中心线、行车道、拦水缘石、土路肩、路拱横坡、边坡、护坡道、边沟、碎落台、截水沟、用地界碑等各部分组成及其尺寸，路面宽度及概略厚度。高速公路、一级公路按整体式路基、分离式路基分别绘制，还应示出中央分隔带、缘石、左侧路缘带、硬路肩(含右侧路缘带)护栏、隔离栅、预埋管道等设置位置。比例尺用1：100－1：200。

3

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

4、表格填制

（1）直线、曲线及转角一览表

列出交点号、交点坐标、偏角、曲线各要素值、平曲线主要桩位、直线长、计算方位角或方向角等。

（2）路基设计表

列出平曲线要素`纵坡(坡高、坡长、变坡点桩号及高程)、竖曲线要素、桩号、地面高程、设计高程、填挖高度、路基宽度(原宽、加宽、加宽后宽)、缓和长度超高值(左、右)、路基边缘与设计高之差(左、右)等。边沟(排水沟)需特殊设计时还应列出沟底纵坡设计资料、形状及尺寸、沟底高程(左、右)。

5、说明书

说明书主要写设计的基本方法、基本步骤、存在的问题以及体会和建议。 1.4指导教师及设计教师

0724101班10#B502夏英志、2班10#把B504周海波、3班10#B505李锐铎 1.5参考书目

1.交通部·《公路工程技术标准》(JTJB01-2003)，北京:人民交通出版社，2004年 2.交通部·《公路路线设计规范》(JTG D20—2006)，北京:人民交通出版社，2006年

3.交通部·《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)，北京:人民交通出版社，2004年

4.交通部·《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》，北京:人民交通出版社，1996年

5.杨少伟·《道路勘测设计》，北京:人民交通出版社，2003年

6.许金良·《道路勘测设计毕业设计指导》，北京:人民交通出版社，2004年

4

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

2、设计方案的拟定及说明

本次设计的内容有：平面线设计、纵断面设计、横断面设计。平面线设计包括纸上选线、定线，圆曲线、缓和曲线参数设定，直线设计等；纵断面设计包括拉坡、竖曲线设计等，超高的设定一满足了设计要求的8%之内，在竖曲线设计时，应注意行车视距和视线诱导问题即满足“平包纵”，合成坡度也要满足规范要求；横断面设计时，使行车更加舒适，为确保道路的使用年限，在路段上还做了防护和排水设计。排水设计包括路基排水和路面排水，路面设计又有边沟设计和截水沟设计和路拱排水。

施工图是工程的重要组成部分，可以使道路的实用性和经济性得到更好的保证，同时，也要求道路的美观性和实用性、经济性相结合。 2.1平面设计

道路为平原微丘区一级公路，设计车速为100km/h，道路全长1919m，起点桩号为K8+381.000，终点桩号为K10＋300.000。

本次设计的平面线形中全线共设交点2个，最小平曲线半径800米，最大圆曲线半径为1000米。最大直线段的长度为696.615m。 2.2纵断面设计

在本设计项目中最大纵坡1.4％，最小纵坡0.3％。最短坡长358.392米，最长坡长1018.178米。竖曲线半径分别是10000米、4500米。 2.3横断面设计

此公路为平原微丘区一级公路，道路采用双向四车道，计算行车速度为70km/h，路基宽度为26m，其中行车道宽7.5m，两边土路肩各0.75m，硬路肩各3m。

路拱坡度为2％，土路肩坡度为4％，填方坡度1:1.5，挖方坡度1:0.75，详见道路标准横断面。

5

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

3、道路选线定线

3.1选线

1选线内容

选线应包括确定路线基本走向、路线走廊带、路线方案至选定线位的全过程。 2 路线控制点

（l）路线起、终点，必须连接的城镇、工矿企业，以及特定的特大桥、特长隧道等的位置，应为路线基本走向的控制点。

（2）大桥、长隧道、互通式立体交叉、铁路交叉等的位置，应为路线走向控制点，原则上应服从路线基本走向。

（3）中、小桥涵，中、短隧道，以及一般构造物的位置应服从路线走向。 3 选线侧重

不同的设计阶段，选线工作内容应各有所侧重，后一阶段是前一阶段的继续与深化，随着勘察、设计工作的深入，应复查并优化前一阶段的路线方案，使路线线位更臻完善。

4选线原则

（l）应针对路线所经地域的生态环境、地形、地质的特性与差异，按拟定的各控制点由面到带、由带到线，由浅人深、由轮廓到具体，进行比较、优化与论证。同一起、终点的路段内有多个可行路线方案时，应对各设计方案进行同等深度的比较。

（2）影响选择控制点的因素多且相互关联、又相互制约，应根据公路功能和使用任务，全面权衡、分清主次，处理好全局与局部的关系，并注意由于局部难点的突破而引起的关系转换给全局带来的影响。

（3）应对路线所经区域、走廊带及其沿线的工程地质和水文地质进行深入调查、勘察，查清其对公路工程的影响程度。遇有滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等不良工程地质的地段应慎重对待，视其对路线的影响程度，分别对绕、避、穿等方案进行论证比选。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取切实可行的工程措施。

（4）应充分利用建设用地，严格保护农用耕地。

（5）国家文物是不可再生的文化资源，路线应尽可能避让不可移动文物。 （6）保护生态环境，并同当地自然景观相协调。

（7）高速公路、具干线功能的一级公路同作为路线控制点的城镇相衔接时，以接城市环线或以支线连接为宜，并与城市发展规划相协调。

（8）路线设计是立体线形设计，在选线时即应考虑平、纵、横面的相互间组合与合理配合。

5选线方法

（l）选线可采用纸上定线或现场定线。

6

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

高速公路、一级公路应采用纸上定线并现场核定的方法。

二级公路、三级公路、四级公路可采用现场定线，有条件或地形条件受限制时，可采用纸上定线或纸上移线并现场核定的方法。

（2）选线应在广泛搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料，相关部门的各种地形图、地质、气象等资料的基础上，深入调查、勘察，并运用遥感、航测、GPS、数字技术等新技术，确保其勘察工作的广度、深度和质量，以免遗漏有价值的比较方案。 3.2定线原则

根据交通部《公路路线设计规范》（JTGD30—2004）的有关规定，公路布线遵循经济合理的原则。尽可能少拆迁，少占用农田，利用有利地形布线，使公路路线与自然景观协调统一，并以充分利用旧路改建减少工程投资为目的进行选线。 3.3定线方法

公路定线质量还在很大程度上取决于采用的定线方法，常用有直接定线和纸上定线两种方法。在道路的勘测设计中，一般是先在地形图上进行纸上定线，然后进行实际定线，技术标准高的、地形、地物复杂的路线必须使用“纸上定线”，然后把纸上路线敷设在地面上。“直接定线”省去了纸上定线这一步，所以只适用于标准较低的路线。在本设计中，道路等级为一级，且地形、地物较为复杂，故线路采用“纸上定线”的方法。

7

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

4、平面线设计

道路是带状的三维空间结构实体，一般由线形、路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等组成。不论是公路还是城市道路，其路线位置的选定都会受到社会经济，自然地理和技术条件等多重因素的制约。需要设计者再进行充分调查，掌握大量可靠资料的基础上，利用现行的技术标准和设计规范，结合当地的地形，地质和地物等条件，设计出一条经济，合理而又与自然景观协调的路线来。道路平面设计就是在平面图上研究确定路中线几何形状的原理和方法的工作。

直线是最简单的平面线形，然而从道路的起点到终点之间往往不能用一条直线将其连接起来，由于受地形、地物等因素的制约，路线在平面上往往出现很多转折，，为了保证行车的安全性和平稳性，在转折处需要用圆曲线加以连接。如果圆曲线半径较小，还要进行曲率过渡，即加设缓和曲线。因此，道路的平面线形要素是由直线，圆曲线和缓和曲线构成的，通常称之为“平面线形三要素”。直线是曲率为零的线形；圆曲线是曲率为常数的线形；缓和曲线是曲率逐渐变化的线形。三要素是道路平面线形最基本的组成，在道路上各要素所占比例难以量化规定，但只要各组成要素使用合理，组合得当，均可以得到较为理想的平面线形。 4.1直线

1直线的特点

作为平面线形要素之一的直线，在公路和城市道路中的使用最为广泛，当地势平坦，地物障碍较小时，定线人员往往首先考虑使用直线线形通过。这因为两点之间的连接长度以直线最短；汽车在直线上行驶时受力简单，方向明确，驾驶操作容易；同时，路线测设简单、方便。基于直线的上述优点，在个种线形工程中都有着其独特的地位。

当然直线线形也有其缺点:直线线形灵活性差，难以与地形，地物等周围的环境相协调；过长的直线易使驾驶员感到单调、疲倦，注意力难以集中；直线路段上难以准确目测车辆之间的距离；长直线上容易导致高速行车，引发交通事故等。因此，在运用直线线形和确定其长度时，需要持谨慎态度，尽量不采用过多和过长的直线线形。

2直线长度的限制 (1)直线的最大长度：

我国地域辽阔，各地区的地形条件差异非常大，很难统一规定直线的最大长度。我国在道路辽阔设计中参考使用外国的经验值，根据德国和日本的规定:直线的最大长度(单位m)为20v(v——设计速度，km/h)。虽然地域不同，环境不同，但一般情况下应尽量地避免追求过长地直线指标。本设计最大直线长度为696.615m。

(2)直线的最小长度：

为了保证行车安全，相邻两曲线之间应具有一定地直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点(缓直HZ或圆直YZ)到后一曲线起点(直缓ZH或直圆ZY)之间的长度。

8

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

对于反向曲线间的最小直线长度:《规范》规定反向曲线间最小直线长度(单位为m)以不小于2V(单位为km/h)为宜，即200m，本设计最小长度为246.098m，符合要求。 4.2圆曲线

各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的重要组成部分。路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含了圆曲线。圆曲线具有易与地形相适应、可循环好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。本次公路为一级公路，故应该合理的设置缓和曲线。

(1)圆曲线最小半径的计算

圆曲线最小半径包括极限最小半径、一般最小半径和不设超高的的最小半径。 极限最小半径是指各级公路对按设计速度行驶的车辆，能保证其行车的安全的最小允许半径。它是圆曲线半径允许采用的极限最小值，只有当地形条件特殊困难或受其他条件严格限制时，方可采用。根据我国《规范》规定的极限最小半径值本次设计的一级公路极限最小半径为125m。

一般最小半径是指通常情况下各级公路对按设计速度行驶的车辆，能保证其安全性和舒适性行车的推荐采用的最小半径。对此，我国的《规范》也做了相应的规定，本次设计中在第一个交点处R取1000m，第二个交点处R取800m。

当平曲线半径大于4000m时，根据情况可以不设超高。本次设计所选半径均小于4000m，故应根据计算设计超高。

(4)圆曲线最大半径

选用圆曲线半径时，在地形、地物等条件允许时，应尽量采用较大曲线半径。但是，当半径大到一定程度时，其几何性质与直线区别不大，而且容易给驾驶员造成判断上的失误，因此，《规范》规定了圆曲线的最大半径不宜超过10000m。

表4.1 各级公路圆曲线最小半径

设计速度（Km/h） 极限最小半径（m） 一般最小半径（m） 不设超高的最小半径（m）

4.3缓和曲线

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间的或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。《标准》规定，除四级公路可以不设缓和曲线外，其

9

120 650 1000 5500 7500

100 400 700 4000 5250

80 250 400 2500 3350

60 125 200 1500 1900

40 60 100 600 800

30 30 65 350 450

20 15 30 150 200

路拱≤2% 路拱＞2%

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

余各级公路在其半径不小于不设超高的最小半径时都应设置缓和曲线。

1缓和曲线的作用

（1）曲率逐渐变化，便于驾驶操作；

（2）离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变； （2）为设置超高和加宽提供过渡段； （4）与圆曲线配合得当，美化线形。 2缓和曲线的最小长度

为了车辆在缓和曲线上平稳的完成曲率的过渡与变化，保证线形顺适美观，同时为在圆曲线上设置的超高和加宽提供过渡段，应规定缓和曲线的最小长度。通过考虑了离心加速度的变化率、驾驶员的操作反应时间、超高渐变率和视觉条件，我国《规范》规定了各级公路缓和曲线最小长度值，本次设计为一级公路，设计速度为100km/h，取缓和曲线长120m。 4.4平曲线要素计算

（1） 圆曲线几何要素及公式如下：

T?Rtg?2 L??180?R?2?1)E?R(secJ?2T?L

式中，T—－切线长（m）；

L――曲线长（m）； E――外距（m）； R――圆曲线半径（m）；

α――转角（度）。 设计的线形大致如下图所示：

图4.1路线设计图

坐标计算：

10

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

设起点坐标为JD0（X0，Y0），第i个交点坐标为（Xi，Yi），i=1，2，…，n，则坐标增量：

DX?XJi?XJi?1 DY?YJi?YJi?1

交点间距 S?(DX)2?(DY)2 象限角 ??arctanDY DX 计算方位

DX＞0，DY＞Y，A?? DX＜0,DY＞0, A=180?? DX＜0,DY＜0, A=180+? DX＞0,DY＜0, A=360?? ?i?Ai?A?i1 若?i为“+”表示路线右转；?i为“—”表示路线左转。 （2）缓和曲线圆曲线要素计算公式

在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其示意图如下：

图4.2按回旋曲线敷设缓和曲线

（3）交点JD6处要素计算

综合考虑JD6、JD7处偏角，半径取R=1000m，插入圆曲线 取对称基本型设置缓和曲线计算缓和曲线长度：

1)按离心加速度变化率计算:Lsmin2）按驾驶员放映时间计算=Lsmin?v3?0.036??36.0m

Rv?83.33m 1.211

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

R?111.11m 9综上各项 Lsmin=111.11m 取5的倍数 所以Lsmin=120m

3）按视觉条件计算Lsmin?

综上各项 Lsmin=117m 取5的倍数 所以Lsmin=120m 加入回旋先后各平曲线要素计算：

LLs2p??0.42m q=S?60m

24R2切线长T?(R?p)tan曲线长 L?R??2?q?222.367m

?180?Ls?441.749m

外距E?(R?p)sec?2?R?13.689m

（4）交点JD7处要素计算

综合考虑JD6、JD7处偏角，半径取R=1500m，插入圆曲线取对称基本型设置缓和曲线计算缓和曲线长度：

1)按离心加速度变化率计算:Lsmin2）按驾驶员放映时间计算=Lsmin?3）按视觉条件计算Lsmin?v3?0.036??45m

Rv?83.33m 1.2R?88.89m 9综上各项 Lsmin=88.89m 取5的倍数 所以Lsmin=120m

加入回旋先后各平曲线要素计算: 切线长T?(R?p)tan曲线长 L?R??2?q?237.655m

?180?Ls?469.340m

外距E?(R?p)sec?2?R?20.223m

(5)桩号计算

ZH桩号=JD桩号-T HY桩号=JD桩号+Ls QZ桩号= ZH桩号+L/2 YH桩号=HY桩号+Ly HZ桩号=HY桩号+Ls

12

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

5 纵断面设计

沿着道路中线竖直剖切然后展开得到的断面即为路线纵断面。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，确定起伏空间线的位置，以便达到行车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的目的。 5.1纵坡及坡长设计

5.1.1概述

纵断面是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的重要技术文件之一，见纵断面设计图。

在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。

在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。

5.1.2最大纵坡

最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。本次设计一级公路设计速度为100km/h，最大纵坡取1.4%，符合设计要求。

表5.1各级公路最大坡度

设计速度（km/h） 最大 坡度 （%）

120 100 80 60 40 30 20

3 4 5 6 7 8 9

5.1.3最小纵坡

挖方路段以及其他横向排水不良的路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。在长路堑以及其他横向排水不利地段，为了防止积水渗入路基而影响其稳定性，各级公路均应设置不小于0.3％的最小纵坡，一般情况不小于0.5％。当必须设计平坡或纵坡小于0.3％的路段时，边沟应作纵向排水设计，本设计最小坡度为0.3%符合要求。

5.1.4坡长限制 （1）最小坡长限制

13

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。100km/h时规定最小为250m。

（2）最长坡长限制

所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶时，当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。《规范》规定的最大坡长如表5.1所示。

本次设计中设计坡度1.4%时坡长为369m，设计坡度为0.3%时坡长为478.786m，均符合设计要求。

表5.2 各级公路最长坡长

设计速度/(km/h)

坡 度 / ％

3 4 5 6 7 8 9 10

120 900 700 － － － － － －

100 1000 800 600 － － － － －

80 1100 900 700 500 － － － －

60 1200 1000 800 600 － － － －

40 － 1100 900 700 500 300 － －

30 － 1100 900 700 500 300 200 －

20 － 1200 1000 800 600 400 300 200

5.1.5缓和坡段

当连续纵坡大于坡长限制时，应在不大于表5.1所规定长度处设缓和坡段，用以恢复在陡坡上降低的速度和保证安全。《标准》规定缓和坡段的纵坡度应不大于3％，其长度应不小于该级公路相应的最短坡长。在必须设置缓和坡段而地形又困难的地段，可将缓和坡段设置于半径较小的平曲线上，但应适当增加缓和坡段的长度。此时缓和坡段的长度应予增加，所增加的长度为该平曲线的半径值。

5.1.6平均纵坡

平均纵坡是指由若干坡段组成的路段所克服的高差与路现长度之比，是衡量线形质量的重要指标，目的是为了合理运用最大纵坡、坡长及缓和坡长的规定，以保证车辆安全顺利地行驶的限制性指标。本公路的相对高差小于200m，顾可以不考虑平均纵坡。

5.1.7合成坡度

合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即为流水线方向。合成坡度的计算公式为：

22 I?ih?i

式中 ， I――合成坡度，％；

ih――超高横坡或路拱横坡，％；

14

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

i――路线设计纵坡坡度，％。

一级公路最大允许合成坡度值的规定为小于10.5％

2222本次设计中最大合成坡度为：Imax?ih?i?0.02?0.014?2%，2％＜10.5％，

符合设计要求。

各级公路最小合成纵坡不宜小于0.5％。当合成纵坡小于0.5％时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。 5.2道路平纵组合

5.2.1平纵组合的设计原则

（1）应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保证视觉的连续性。 （2）注意保持平纵线形的技术指标大小应均衡。

（3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 （4）注意与道路周围的环境的配合。 5.2.2平曲线与竖曲线的组合

（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。最好是使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。

（2）平曲线与竖曲线的大小应保持均衡。

（3）暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合。 5.3纵断面设计方法及步骤

纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车的方便用一段曲线来缓和，称为竖曲线。竖曲线的形式可采用抛物线型或圆曲线型。由于在纵断面上只计水平距离和垂直高度，斜线不计角度而计坡度，因此，竖曲线的切线长与曲线长是其在水平面上的投影，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差表示。

5.3.1竖曲线最小半径

设计车速为v?100Km/h时，凸形竖曲线极限最小半径为1400m，一般值为2000m；凹形竖曲线极限最小半径为1000m，一般值为1500m。竖曲线最小长度为50m。见表5.2。

表5.3 竖曲线最小半径与竖曲线长度

设计速度(km/h)

凸形竖曲线最小半径 (m)

凹形竖曲线最小半径 (m)

竖曲线长度 (m)

一般值 极限值 一般值 极限值 一般值 最小值

120 17 000 11 000 6 000 4 000 250 100 100 10 000 6 500 4 500 3 000 210 85 80 4 500 3 000 3 000 2 000 170 70 60 2 000 1 400 1 500 1 000 120 50 40 700 450 700 450 90 35 30 400 250 400 250 60 25 20 200 100 200 100 50 20

本设计中竖曲线为凹型，半径为10000m、4500m，符合要求。

15

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

总之，无论是凸形竖曲线还是凹形竖曲线都要受到以上三种因素的限制。在进行设计时，必须明确那一种限制因素最为不利，这样才能最为有效的控制。

5.3.2纵断面设计要点及计算

（1）纵坡极限值的运用：一般来讲，纵坡缓一些为好，但为了路面和边沟排水，最小纵坡不应低于0.3％～0.5％。

（2）最短坡长：坡长是指纵断面上两变坡点之间的距离。坡长不宜过短，一般以不小于计算行车速度9s的行程为宜。

（3）纵坡的设计：本设计地形为平原微丘地形，所以其纵坡应均匀平缓，注意保证最小纵坡的要求。

（4）竖曲线半径的选用：竖曲线半径应以较大为宜，当受到限制时可采用一般最小值，特殊困难方可采用极限最小值。

在xoy坐标系中，如图5.1所示，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2，他们的代数差用?表示，即?＝ i1－i2，当?为“＋”时，表示为凹形竖曲线，?为“－”时，为凸形竖曲线。

本设计中的竖曲线要素计算如下：

图5.1竖曲线要素示意图

曲线长:

L1?R1??21.216m L2?R2??42.428m

切线长:

T1?L1?10.608m 216

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

T2?L2?21.214m 2外距:

T12E1??0.006m

2R1T22E2??0.050m

2R1

5.3.3纵断面设计步骤

（1）根据所给的平面图，结合当地的地形、地物的实际情况，设计出一条既符合规范的，又省土石方的设计线；

（2）结合坡长限制和半径限制，合理的定出竖曲线半径； （3）计算出有关的竖曲线要素值； （4）绘制纵断面图，并注明各要素值。 5.3.4纵断面图的绘制

纵断面图包括上下两部分内容。上部分在本图里面主要包括地面线和设计线，以及纵断面各要素的数据。下部分主要包括填挖高度、里程桩号、地面高程、设计高程、坡长坡度说明、平曲线说明、超高说明。

17

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

6 道路横断面及路基设计

道路的横断面是指中线各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、边沟边坡、护坡道、分隔带、截水沟以及取土坑、弃土坑、环境保护设施。横断面中的地面线是表征地脉那起伏变化的那条线。路线设计中所涉及的横断面设计只限于与行车道直接有关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等问题。 6.1道路横断面的组成

路幅是指公路路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。道路的分隔方式有两种，一种是用分隔带分隔（整体式断面），一种是将上下行车道分别放在不同的平面上加以分隔（分离式断面）。路幅布置类型包括单幅双车道、双幅多车道、单车道三种。设计时根据设计要求合理采用路幅形式。

本次设计采用整体式断面，路幅布置采用双幅四车道。路缘带宽度为0.5m，中央分隔带宽度为2m。 6.2行车道及路肩、路拱

6.2.1行车道宽度的确定

行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称,它包括快车道和慢车道,在一般公路和城市道路上还有非机动车道.行车道的宽度要根据车辆总宽﹑设计交通量﹑交通组成和汽车行驶速度确定。本次设计单车道宽3.75m。

6.2.2平曲线加宽及其过渡

汽车行驶在曲线上,各轮迹半径不同,其中以后内轮轨迹半径最小,且偏向曲线内侧,故曲线内侧应增加路面宽度,以确保曲线上行车的顺适与安全。

对于R＞250m的圆曲线，由于其加宽值比较小，可以不加宽。对于本次设计，半径都大于250m，不设置加宽。故不需计算加宽。

6.2.3路肩

各级公路都要设置路肩。从构造上来说，路肩分为土路肩和硬路肩。硬路肩是经过了铺装的路肩。为了使路肩能汇集路面积水，在路肩边缘应设置路缘石。土路肩是指不经过任何铺装的路肩，它其保护路面和路基的作用，并能提供侧向余宽。本设计土路肩为0.75m，硬路肩为3m。

6.2.4路拱及超高 （1）路拱及路肩的横坡度

为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形，称路拱。其倾斜大小以百分率表示。对于不同类型的路面由于其表面的平整度和透水性不同，再考虑当地的自然条件选用不同的路拱坡度。

土路肩的排水性远低于路面，其横坡度较路面宜增大1.0％～2.0％，硬路肩视具

18

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

体情况（材料、宽度）可与路面同一横坡，也可稍大于路面。

本设计中路拱坡度采用iG?2％。 （2）超高

为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分地抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。

超高横坡度由直线段的双坡路拱，过渡到与圆曲线半径相适应的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。 高横坡度的计算确定

超高横坡度可由平曲线最小半径公式：

v2R?

127(??ih)得出

v2ih???

127R计算的超高值分别为0.04%、-0.05%，均小于路拱iG?2％，故超高ih=iG=2% ②超高的过度

超高的过渡分为无中间带道路和有中间带道路的过渡，本设计采用的有中间带道路的超高过渡方式。

本设计为绕中线旋转:先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡度后,整个断面绕中线旋转,直至超高横坡度。 6.3路基边坡设计

路基边坡的坡度，应根据当地的自然条件、岩土性质、填挖类型、边坡高度和施工方法等进行合理选定。

本设计沿线采用路堤的边坡为：路堤上部坡度（H?8m ）1：1.5，下部坡度1：1.75（H?12m）；路堑边坡为1:1.5。路堑边坡为1:0.75。 6.4土石方数量计算

平均断面法:若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近,则可假定两断面之间为一棱柱体,其体积的计算公式为:

(F1?F2)L 2其中, V---体积,即土石方数量(m3)；

V=F1、F2 ---分别为相邻两断面的面积(m2)；

19

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

L---相邻断面之间的距离(m)。

土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃土，以减少占用耕地和降低公路造价。 （1）土石方调配方法

土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等，目前生产上多采用土石方计算表调配法，该法不需绘制累积曲线与调配图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简捷，调配清晰，精度符合要求。具体调配步骤是： ①土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。

②弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。 ③在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。

④根据填缺挖余分布的情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。

⑤经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或弃方栏内。 ⑥土石方调配后，应按下式进行复核检查： 横向调配+纵向调配+借方＝填方

横向调配+纵向调配+弃方＝挖方 挖方+借方=填方+弃方

20

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

7设计小结

两周紧张的道路勘测课程设计生活在时间的催促下结束了。通过本次课程设计，巩固、扩大和加深我们从课堂上所学的理论知识，学会了施工地形图的绘制方法，着重培养了我们的独立工作能力，培养了我们的计算和绘图能力，并对测道路勘测设计有了一个全面和系统的认识。

此次道路勘测课程设计，让我学到了很多实实在在的东西，对以前零零碎碎的知识有了综合应用的机会，掌握如何在纸上选线定线，并运用之前所学的知识进行相关计算。当然，在本次的道路设计中也遇到不少麻烦。由于定线比较仓促，在后期的纵断面绘制、横断面的设计以及土石方计算是出现了深挖高填现象。虽然在设计之前进行了设计计划，但在设计过程中，出现了各种各样问题影响到了设计效率和设计质量，特别是后期，由于临近期末考试，很多东西做的比较仓促。

通过本次设计使我熟练掌握了与道路设计相关软件的使用方法。更进一步提高了office的操作能力和使用技巧，还锻炼了我查阅各种规范，书籍以及相关资料的能力，在一遍遍的修改道路设计中磨练了我的毅力和耐性，使我受益匪浅。

本次设计不足的地方还有很多，特别是选线定线，操作起来也不是很得心应手，在设计中还会存在许多许多纰漏，但我想经过不懈的努力一定会使这一部分的设计更加的完善。

21

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

参考文献

[1].交通部.《公路工程技术标准》(JTJB01－2003)，北京：人民交通出版社，2004； [2].交通部.《公路路线设计规范》(JTG D20－2006)，北京：人民交通出版社，2006； [3].交通部.《公路路基设计规范》(JTG D30－2004)，北京：人民交通出版社，2004； [4].交通部.《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》，北京：人民交通出版社，1996；

[5].杨少伟.《道路勘测设计》，北京：人民交通出版社，2009；

[6].许金良.《道路勘测设计毕业设计指导》，北京：人民交通出版社，2004； [7].中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTG B01—2003）.北京：人民交通出版社，2004；

[8].中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范（JTG D20—2006）. 北京：人民交通出版社，2006；

[9]. 交通部《公路工程技术标准》（JTJB01-2003），人民交通出版社，2004； [10]. 交通部《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）,人民交通出版社，2006； [11].《道路勘测设计》 杨少伟主编，人民交通出版社，2006年；

22

河南城建学院《道路勘测设计》课程设计说明书

参考文献

[1].交通部.《公路工程技术标准》(JTJB01－2003)，北京：人民交通出版社，2004； [2].交通部.《公路路线设计规范》(JTG D20－2006)，北京：人民交通出版社，2006； [3].交通部.《公路路基设计规范》(JTG D30－2004)，北京：人民交通出版社，2004； [4].交通部.《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》，北京：人民交通出版社，1996；

[5].杨少伟.《道路勘测设计》，北京：人民交通出版社，2009；

[6].许金良.《道路勘测设计毕业设计指导》，北京：人民交通出版社，2004； [7].中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTG B01—2003）.北京：人民交通出版社，2004；

[8].中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范（JTG D20—2006）. 北京：人民交通出版社，2006；

[9]. 交通部《公路工程技术标准》（JTJB01-2003），人民交通出版社，2004； [10]. 交通部《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）,人民交通出版社，2006； [11].《道路勘测设计》 杨少伟主编，人民交通出版社，2006年；

22

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i05w.html