道堪设计说明书

道勘计算说明书

一、实习说明 1.1实习时间

2017年5月27日-2017年6月6日 1.2实习地点

长安大学太白实习基地 1.3实习目的和要求

通过实地学习和操作加深对书本所学知识的理解，培养动手能力，在独立完成设计过程中进一步消化所学知识，将其应用到实践中来。在增强实践能力的同时，培养良好的团队意识。 1.4实习内容

本次道路勘测设计实习是在学习完成《道路勘测设计》课程后，结合《测量学》课程中所学知识，参考相关规范细则进行的一个合格，可行的道路勘测设计。

本次实习采用二阶段施工图设计方法。先在室内根据给定给定路线的等级、设计速度和相关技术指标以及道路起终点，结合数字地形图和提前考察地型、地物等现场条件，确定路线方案。利用纬地设计软件定出路线的交点，确定曲线参数，完成路线的平面设计。然后进行实地放线，将纸上定线定好的路线敷设到地面上，再根据已敷设到地面上的中桩与边桩位置测得路线的纵断面高程数据和横断面地形数据，

最后转入内业进行详细的施工图设计，得出平面图、纵断面图、横断面图、直线曲线转角表、逐桩坐标表、路基设计表、土石方计算表等图表。总体来说，分为外业和内业两个部分。 1.外业部分 （1）纸上定线

根据给定路线的等级、设计速度和相关技术指标以及路线的起终点，结合数字地形图和提前考察地型、地物等现场条件，确定路线方案。利用纬地软件，定出路线的交点，确定曲线参数，完成路线的平面设计并生成供后续作业所用的逐桩坐标表。 （2）中桩放样

将道路中线在地面上标定，供落实核对以及详细测量和施工之用。实地放线就是将纸上定线定好的路线敷设到地面上。具体做法是以设计路线的中桩为待放样点，采用GPS手持定位仪根据放样点坐标在实际标出放样点的位置，并留下标记。 （3）中平测量

在道路沿线设置满足测设与施工所需要的水准点，建立路线高程控制测量，然后测出放样后每个中桩处的地面高程，从而得到道路中线的高低起伏变化，为后续纵断面设计提供地面高程资料。 （4）基平测量

现场实测每个中桩处道路法线方向的地面线，以供路基横断面设计、桥涵设计、挡土墙设计和土石方数量计算之用。 2.内业 （1）平面设计

道路平面线形设计是根据汽车行驶的力学性质、行驶轨迹要求和已确定的设计速度为依据，通过参考规范的给定值，合理的确定平面线形三要素的几何参数，保持线形连续性和均衡性，并注意使用线形与地型、地物、环境和景观等协调，其设计过程包含在外业中的利用纬地软件进行的纸上定线过程中。 （2）纵断面设计

根据汽车的动力特性、道路等级、地型、地物、水文地质、综合考虑路基稳定、排水及工程经济等，通过参考规范的给定值，合理安排调整纵坡的大小、长短、竖曲线半径等。 （3）横断面设计

横断面设计是在总结平面设计和纵断面设计的基础上，结合地质、地形、水文等条件，本着节约用地的原则选择的合理的横断面形式，满足行车舒适，工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求绘制横断面设计图纸。 二、外业勘测 2.1地理自然状况

太白山山地以土壤为主，其土壤性质根据地理位置分区

可判断为褐色黄土，其特点是对水分的敏感性，干燥土强度较高、稳定性好，在潮湿地区土基稳定性差，强度低，在雨季易造成滑坡，泥石流等地质灾害，岩石性质属泥质页岩。沿路线从起点到山下铁门处地形较平缓，可以不着重考虑路线纵坡问题，主要考虑尽量避免校园中水池，房屋建筑等地物和线性的美观。从铁门到山顶平台和山顶平台到终点处两段山坡的坡度都较大，应着重考虑路线纵坡。

实习基地气候条件属典型内陆季风气候，该区冬季寒冷干燥，降水偏少；夏季气候炎热，湿润；春秋季属冬夏季过渡区，气候变化较大；该区四季分明。7-9月降水量较多，约占全年降水量50%，有利于植物生长。山地中草木茂密，多属灌木，在测量及测设过程中易造成不通视、打桩困难等问题。

2.2路线设计依据与设计标准 1.设计任务及依据

根据《道路勘测设计实习指导手册》给定的设计标准（包括《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》）和基本设计资料进行设计。

本公路设计等级为三级公路，设计速度30km/h。本路段起点BP:K0+000为所给地形图坐标（35994.4839，5995.7233），位于校门口处；终点EP:K2+124.116为所给地形图坐标（35450.3050，6167.0196），位于校区山顶平台西南处，全

长2.12公里，路基宽度2×3.75m。 2.设计指标

根据《标准》、《规范》及有关技术规范，本路段设计主要采用的主要技术指标如下：

圆曲线长度、缓和曲线长度、平曲线长度

圆曲线半径 一般值 最小值 不设超高最小值 路拱<=2% 65 30 350 路拱 >2% 450 150 50 25 350/α 平曲线长度 一般值 最小值 回旋线最小长度 小偏角曲线长度 注：α为路线转角 长度单位以米计

最大坡长、平均纵坡

最大坡长（m） 4% 5% 6% 7% 8% 9% 平均纵坡（%） 相对高差>500m 1100 900 700 500 300 200 坡度、坡长

设计速度 30(Km/h) 最大纵坡 8% 最小纵坡 0.3% 最小坡长 100m 合成坡度 10.0% <5% 相对高差200-500m <=5%

竖曲线

凸形竖曲线 一般值 400

双车道平曲线加宽值（一类加宽）

平曲线 半径 加宽值 250 <200<150<100<70-<50 <30 -200 -150 -100 -70 0.4 0.6 0.8 1.0 50 1.2 -30 1.4 -25 1.8 <25 -20 2.2 <20 -15 2.5 极限值 250 凹形竖曲线 一般值 700 极限值 450 竖曲线长度 一般值 60 极限值 25 注：一类加宽的汽车轴距加前悬为5m

回头曲线技术指标

设计速度(km/h) 30 回头曲线设计速度(km/h) 25 圆曲线最回旋线最超高横双车道路面加宽值(m) 2.5 最大纵坡(%) 4.0 小半径(m) 小半径(m) 坡(%) 20 25 6 3.参考规范与标准

《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》、《测量学》 2.3路线布局方案

这次路线我们从寇轩、宋鹏飞、赵晨曦三位同学的线路中选择了一条作为最终线路。路线布局大概如下：

路线起点为k0+000(35994.4839，5995.7233),终点为K2+124.116（35450.3050，6167.0196）。其中校园内全长347.73m，由山门处入山。入山后基本沿匀坡线展线并尽量

使曲线首尾相接以减少短直线。在K0+584.158—K0+679.45处为第一个回头曲线克服高差，半径为20.684m基本达到了极限值。在K0+850.502—K0+951.269处仍然为自然展线但采用了回头曲线的设计标准（曲线半径为30.043m）来克服高差，并利用了周围的地形。在K1+289.090—K1+384.825处为第三个回头曲线，半径为20.0265达到了极限值，基本沿匀坡线展开故纵断面地面线起伏不大。在K1+571—K1+667处为第三个回头曲线，半径为20.391m。在k1+559.815-K1+741.069为第四个回头曲线，半径为31.014，此时路线已经开始上山顶平台，并且保证了没有掉坡。在K1+870.782—K2+056.762处展开最后一个回头曲线，这个回头为了避开陡坎和防止掉坡，整个曲线没有沿匀坡线展开，在K2+124.116处达到高程715.34m结束。 2.4路线方案的确定 （1）纸上定线

先用纬地软件在地形图上画出匀坡线，再以匀坡线作为依照，定出具体的道路中线和曲线要素。

纸上定线的过程是在已测得的1:2000校园地形图上进行的，路线穿过平缓的校园和坡度很大的山地，对不同的地形条件考虑的侧重点就不同。校园地形较为平缓，路线一般不受高程限制，应该尽量避开障碍物（宿舍楼，食堂等），尤其注意避开花园，同时利用之前的旧路，力争控制点之间

的路线短捷顺直。在坡度很大的山地，因为高程的限制，要各位注意陡坎，不要让路线掉坎，同时尽量避免大填大挖，对于回头曲线之间距离可以适当近一点减小填挖量。对于地形条件较复杂的地方，应尽量利用有利地形，避让艰巨工程，不良地点和地物等。对于山岭重丘区重点是安排好纵坡，为了克服高差，需要采取较长的直线长度，进行多次回头曲线，在平缓地区或平缓山脊进行回头曲线，可以减少土石方工程量，是方案更加经济有效。在山顶平原区，地形较为平缓，需要注意不要掉坡，可以使路线短捷顺直。 （2）方案比选

从班级中的诸多方案中经过对个方案比较论证，考虑各方案平、纵指标及连续均衡情况；各方案公路用地、占用林地情况；各方案对沿线环境影响情况；各方案效益成本和各方案对实习外业操作难易程度，选定一个最优方案，再对这个最优方案进行优化补充以及修改，作为班级最后方案进行中桩放样。

3路线方案比选应考虑的因素 方案比选应多方面考虑，包括：

（1） 技术指标：包括路线长度、圆曲线最小半径及个数、最大纵坡及长度、交叉个数及回头曲线个数等。

（2） 经济指标：包括土石方方、排水及防护工程、路面、桥梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆迁等工程数量和工程造

价指标等。

（3） 经济效益及社会效益分析 2.5各作业组工作内容 2.5.1 中桩组

中桩组的任务是将道路中线在地面上标定，以供落实核对以及详细测量和施工之用。实地放线就是将纸上定线定好的路线敷设到地面上。具体做法是以设计路线的中桩为待放样点，在校园内，山顶平原较平缓地带，直线采用10米一桩，对于较为陡峭的山地或平曲线，采用5米一桩。采用使用GPS手持定位仪根据放样点坐标在实地标出放样点的平面位置，并留下标记。

在测设带有缓和曲线的平曲线里程桩时应注意，该线路平面线形中的平曲线由缓和曲线和圆曲线组成，这时平曲线的测设一般分两步进行，先测设对平曲线起控制作用的主点桩，即直缓点（ZH）、缓圆点（HY）、曲中点（QZ）、圆缓点（YH）和缓直点（HZ），然后在主点桩之间进行加密，按每隔5m的桩距测设平曲线上的其它桩点。当主点桩与5m桩相距过小时，舍弃5m桩，但百米桩不可舍弃。 2.5.2中平组

中平组的任务是在道路沿线设置满足测设与施工所需要的水准点，建立路线高程控制测量。步骤为架设仪器，一人竖直塔尺（校园内塔尺不得伸出5m部分），另一人读出

塔尺读数并由数据记录同学计算出该点的高程，当不能通视时可设置多个转点，每当测到控制点时，应计算高差并将误差控制在一定范围内。最后得知放样后每个中桩处的地面高程，从而得到道路中线的高低起伏变化情况，为后续纵断面设计提供地面高程资料。 2.5.3横断面组

横断面组的任务是现场实测每个中桩处道路法线方向的地面线，以供路基横断面设计、桥涵设计、挡土墙设计和土石方数量计算之用。用花杆皮尺法测量横断面，首先用皮尺拉紧相连三个桩号点确定线路方向，然后再用十字花杆确定横断面的方向，用皮尺沿横断面左右两侧各量5m，并保持皮尺水平。将花杆依次立于地面坡度变化点，并测出中点到变坡点的水平距离和皮尺截于花杆位置的高度即变坡点相对中桩地面的高差。同法可测出所有变坡点距中桩的距离和高差，直至所需要的宽度为止。如未达到所需宽度即出现陡坡或边界，利用手水准测出角度。将所测的距离和高差记入横断面记录表，表中按路线前进方向分为左侧、右侧。对于条件恶劣的，难以测量的地方，可以进行合理估测。 三、内业设计 3.1平面设计

平面线形应与地形、地物与环境相适应，把持线形连续性与均衡性，并与纵断面设计相协调。平面线形应直捷、流

畅，与地形、地物相适应，与环境相协调。宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲。为了使一条道路上的车辆尽量从均匀速度行驶，应注意各线形要素保持连续，均衡，避免出现技术指标突变（如应避免长直线尽头接小半径平曲线；长直线和长大半径曲线会导致较高的行车速度，若突然出现小半径平曲线，会因减速不及而发生事故，特别是在下坡方向的尽头更应该注意线形的连续性），若因地形所限小半径曲线在所难免时，中间应该插入中等曲率的过度性平曲线，并使纵坡不要过大。平曲线还应考虑纵断面的设计要求，与纵断面线性相协调。平曲线还应有足够的长度，汽车在道路的曲线上行驶时，如平曲线长度过短，驾驶员需急转方向盘，在高速行驶时也会使离心加速度变化率过大，使乘客感到不舒服；当路线转角很小时，容易产生曲线半径很小的错觉，因此平曲线应有一定长度。

3.1.1直线在平面设计时长度的限制

在道路平面线形设计时，一般根据沿线地形、地物条件、驾驶员的视觉、心理感受以及保证行车安全等因素，合理不布设直线路段，对直线的最大长度和最小长度有所限制。 1) 直线的最大长度

直线，体现了通达的短直顺捷，但太长会给驾驶员视觉疲劳，带来交通隐患。所以要对直线的最大长度加以限制。如果长度太大而无需变曲时，要采取一些措施降低视觉疲

劳，如栽种不同的树种、设置建筑物等。对于直线的最大长度，不同国家有不同的研究结果。 岭重丘区长大直线几乎没有，所以基本可以不考虑。 2) 直线的最小长度

曲线间和反向曲线间的直线最小长度。

1.同向曲线间直线最小长度, 设计速度大于或等于60km/h时，同向圆曲线间最小直线长度(以m 计)以不小于设计速度(以km/h计)的6倍为宜。

2.反向曲线间直线最小长度, 反向圆曲线间的最小直线长度(以m计)以不小于设计速度(以km/h计)的2倍为宜。 3.1.2圆曲线最小、最大半径及超高

1）圆曲线最小半径要求如下表所示： 2）圆曲线最大半径不超过1000m。

3）圆曲线半径小于(表7.4.1规定的)不设超高圆曲线最小半径时，应在曲线上设置超高。超高的横坡度应根据设计速度、圆曲线半径、路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定，

必要时应按运行速度予以验算。

(1)各级公路圆曲线部分的最大超高值规定如表7.5.1。

(2)各级公路圆曲线部分的最小超高值应与该公路直线部分的正常路拱横坡度值一致。

(3)二级公路、三级公路、四级公路接近城镇且混合交通量较大的路段，车速受到限制时，其最大超高值可按表7.5.2执行。

(4)各圆曲线半径所设置的超高值应根据设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等经计算确定。 3.1.3缓和曲线设计依据

1）缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：旅客感觉舒适，超高渐变率适中，行驶时间不过短。

2）缓和曲主要有几下几种形式:回旋线、三次抛物线、n次抛物线、双扭线、正弦曲线。各种线形的曲率变化有差别，回旋线的曲率半径减小最快，三次抛物线减小的最慢。常用的是回旋线。

3）缓和曲线需要考虑如下因素:因为要在缓和曲线内完成超高及加宽的过渡，所以要保证缓和曲线长度大于等于超高过渡段长度及加宽的长度。

4）缓和曲线有如下作用：使曲率连续变化，便于车辆遵循、离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适、超高及加宽逐渐变化，行车更加平稳

5）缓和曲线最小长度如下表所示：

3.1.4平曲线线形设计

平曲线线形选择应遵循以下几点：

（1）平面线形应与地形相适应,与周围环境相协调. 做到宜直则直,宜曲则曲,不片面取直,不刻意求曲。

（2）平面线形应保持均衡连贯。

设计的线形应保持车辆在其上能以均匀的速度行驶，各要素应保持均衡，避免突变。

（3）线形设计应考虑与构造物和附属设施的关系。 （4）必须注意曲线间的相互组合。 （5）必须注意与纵断面线形的组合。 （6）交叉口前后应有足够的长度。 （7）平曲线应有足够的长度。

（8）线形设计要随道路的功能和设计速度的不同组合各有侧重。 平曲线最小长度如图所示。

3.2纵断面设计

纵断面线性设计一般是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制高程等，确定路线的合适高程，各坡段的纵坡和坡长，并设计竖曲线。 3.2.1纵坡设计的一般要求

纵断面设计的基本要求是基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长度适当、平面与纵断面组合设计协

调，以及填挖经济、平衡。

纵断面设计中坡长不宜设置过短，以不小于设计速度的9s行程为宜，对连续起伏的路段，纵坡应尽量小，坡长和竖曲线应争取到极限值的1到2倍以上，避免锯齿形纵断面，以使增重与减重变化和缓；从路容美观方面也应此种设计为宜。

竖曲线应选用较大半径为宜，当受限制时可以采用一般最小值，特殊困难情况下方可采用极限最小值，坡差小时应尽量采用大的竖曲线半径。相邻的两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段不长，应该合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。相邻的反向曲线之间，为使增重与减重间和缓过度，中间最好插入一段直坡段。

3.2.2纵断面设计方法与步骤 纵断面设计步骤如下：

1．准备工作：纵坡设计（俗称拉坡）之前，绘出地面线，填写有关内容，同时应收集和熟悉有关资料，并领会设计意图和要求。

2．标注控制点：控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。如路线起、终点，重要桥涵，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点等。

3．试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。

在己标出控制点的纵断面图上，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的原则，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复比较，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。

4．调整：按平纵配合要求及《标准》执行情况等进行检查调整。

将所定坡度与选线时坡度的安排比较，二者应基本相符，若有较大差异时应全面分析，权衡利弊，决定取舍，然后对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当，以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理，若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。 3.2.3纵断面设计最小纵坡和最大纵坡 纵断面设计最大纵坡如下表所示。

纵断面设计中最小纵坡不宜小于0.3％。横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡（0％)或小于0.3％的纵坡时，其边沟应作纵向排水没计。

3.2.4坡长限制

最大最小坡长限制如下表所示。

3.2.5平、纵曲线组合 平纵线组合的基本要求为：

1.平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线； 这种组合是使平曲线和竖曲线对应，最好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”。对于等级较高的道路应尽量做到这种组合，并使平、竖曲线半径都打一些才显得协调，特别是凹形竖曲线处车速较高，二者半径更应大一些。 2.平曲线与竖曲线大小应保持均衡；

平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，另一方就不要形成多而

小。一个平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上的平曲线，看上去非常别扭。 3.平、竖曲线应避免的组合

平、竖曲线重合是一种理想的组合，但由于地形等条件的限制，这种组合往往不是总能争取到的。如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开不超过平曲线长度的四分之一，仍然可以获得比较满意的外观。设计时应注意以下几点：

（1）要避免凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。二者都存在不同程度的扭曲外观；前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者会使路面排水困难，产生积水。

（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。对凸形竖曲线诱导性差，事故率高；对凹形竖曲线路面排水不良。 （3）计算行车速度≥40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。前者是去引导视线的作用，驾驶员必须接近坡顶才能发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。

为了便于实际应用竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。若平、竖曲线半径都很

大，则平、竖位置可不受上述限制；若做不到平、竖曲线较好的组合，宁可把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。 3.2.6竖曲线

公路竖曲线最小半径和最小长度如下表所示：

3.3.横断面设计

道路横断面是指中线上各点沿法相的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线组成的。其中横断面设计线包括行车

道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道等。本次设计路线是设计车速为30km/h的三级公路。 3.3.1横断面设计原则与基本要求 横断面设计应遵循以下原则：

1.横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行。横断面型式、布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度、设计年限的机动车道与非机动车道交通量和人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排，以保障车辆和人行交通的安全通畅。

2.近远期结合，使近期工程成为远期工程的组成部分，并预留管线位置。路面宽度及标高等应留有发展余地。 3.现有道路改建应采取工程措施与交通管理相结合的办法，以提高道路通行能力和保障交通安全。

3.3.2线性组合（平曲线、纵断面、横断面）线形组合设计原则

线形组合的基本要求：

1.在视觉上能够自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。

2.保持线形技术指标在视觉和心理上的大小均衡。 3. 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和车安全。 4.注意与道路周围环境的配合。

道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道等。本次设计路线是设计车速为30km/h的三级公路。 3.3.1横断面设计原则与基本要求 横断面设计应遵循以下原则：

1.横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行。横断面型式、布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度、设计年限的机动车道与非机动车道交通量和人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排，以保障车辆和人行交通的安全通畅。

2.近远期结合，使近期工程成为远期工程的组成部分，并预留管线位置。路面宽度及标高等应留有发展余地。 3.现有道路改建应采取工程措施与交通管理相结合的办法，以提高道路通行能力和保障交通安全。

3.3.2线性组合（平曲线、纵断面、横断面）线形组合设计原则

线形组合的基本要求：

1.在视觉上能够自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。

2.保持线形技术指标在视觉和心理上的大小均衡。 3. 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和车安全。 4.注意与道路周围环境的配合。

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