道路勘測設(shè)計(jì)課程作業(yè)指導(dǎo)文檔專業(yè)規(guī)范與實(shí)踐指南一、前言道路勘測設(shè)計(jì)是道路工程專業(yè)的核心課程，其作業(yè)是理論與實(shí)踐結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過作業(yè)，學(xué)生需掌握道路選線、平面/縱斷面/橫斷面設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算等核心技能，培養(yǎng)工程思維與規(guī)范意識。本指導(dǎo)文檔依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB____）、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD____）等現(xiàn)行規(guī)范，結(jié)合課程教學(xué)實(shí)際，明確作業(yè)要求、設(shè)計(jì)流程與常見問題解決對策，旨在為學(xué)生提供系統(tǒng)的實(shí)踐指導(dǎo)。二、作業(yè)類型與要求道路勘測設(shè)計(jì)課程作業(yè)通常分為課程設(shè)計(jì)（主要類型）、專題調(diào)研、數(shù)值模擬與軟件應(yīng)用三類，具體要求如下：（一）課程設(shè)計(jì)（核心作業(yè)）1.作業(yè)目的掌握道路勘測設(shè)計(jì)的完整流程，提升對路線平、縱、橫線形設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用能力，熟悉工程圖紙與報(bào)告的編制規(guī)范。2.內(nèi)容框架（1）項(xiàng)目概況：包括路線起終點(diǎn)、公路等級、設(shè)計(jì)速度、交通量（設(shè)計(jì)年平均日交通量ADT）、地形地貌等。（2）選線設(shè)計(jì)：備選方案比選（地形、地質(zhì)、工程量、造價(jià)等指標(biāo)）、最終路線確定。（3）平面線形設(shè)計(jì)：直線、圓曲線、緩和曲線的參數(shù)計(jì)算（如圓曲線半徑、緩和曲線長度）、平面布置圖繪制。（4）縱斷面線形設(shè)計(jì)：標(biāo)高控制（地形、橋涵、排水）、縱坡與豎曲線設(shè)計(jì)（最大縱坡、坡長限制、豎曲線半徑）、縱斷面圖繪制。（5）橫斷面設(shè)計(jì)：橫斷面組成（行車道、路肩、邊坡、邊溝）、寬度計(jì)算、橫斷面圖繪制。（6）土石方計(jì)算與調(diào)配：斷面法計(jì)算土石方量、調(diào)配方案（減少借方/棄方）。3.提交要求設(shè)計(jì)圖紙：平面路線圖（1:2000或1:5000）、縱斷面圖（1:2000或1:5000）、橫斷面圖（1:200或1:500）、土石方調(diào)配圖。設(shè)計(jì)報(bào)告：字?jǐn)?shù)不少于3000字，包含摘要、引言、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)、附錄（計(jì)算書、軟件輸出結(jié)果）。（二）專題調(diào)研1.作業(yè)目的培養(yǎng)學(xué)生對道路工程實(shí)際問題的調(diào)研與分析能力，如路線方案比選、不良地質(zhì)路段處理、生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)等。2.內(nèi)容框架（1）調(diào)研背景：說明調(diào)研主題的工程意義（如“山區(qū)公路選線中地形適應(yīng)性研究”）。（2）調(diào)研方法：實(shí)地踏勘、資料收集（地形圖、地質(zhì)報(bào)告、交通量數(shù)據(jù)）、訪談（工程師、當(dāng)?shù)鼐用瘢?。?）分析與結(jié)論：針對調(diào)研主題，分析現(xiàn)狀問題（如某路段選線對生態(tài)的影響），提出改進(jìn)建議（如調(diào)整路線避開生態(tài)敏感區(qū)）。3.提交要求調(diào)研報(bào)告：字?jǐn)?shù)不少于2000字，附實(shí)地照片、數(shù)據(jù)表格（如交通量統(tǒng)計(jì)）。（三）數(shù)值模擬與軟件應(yīng)用1.作業(yè)目的掌握道路設(shè)計(jì)軟件（如緯地RoadCAD、AutoCAD、Civil3D）的基本操作，提升數(shù)字化設(shè)計(jì)能力。2.內(nèi)容框架（1）軟件介紹：說明所用軟件的功能（如緯地RoadCAD用于路線平縱設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算）。（2）操作步驟：導(dǎo)入地形圖、設(shè)置設(shè)計(jì)參數(shù)（公路等級、設(shè)計(jì)速度）、繪制路線、生成圖紙（平面/縱斷面/橫斷面）、輸出計(jì)算結(jié)果（土石方量）。（3）結(jié)果分析：對比軟件計(jì)算與手動(dòng)計(jì)算的差異，說明軟件的優(yōu)勢（如效率、精度）。3.提交要求軟件操作截圖：關(guān)鍵步驟（如導(dǎo)入地形圖、設(shè)置參數(shù)、生成圖紙）。結(jié)果報(bào)告：字?jǐn)?shù)不少于1500字，包含軟件操作說明、結(jié)果分析、心得體會。三、前期準(zhǔn)備工作（一）資料收集與分析1.基礎(chǔ)資料：地形資料：1:1000~1:5000地形圖（優(yōu)先選擇數(shù)字地形圖，如DWG格式）。地質(zhì)資料：區(qū)域地質(zhì)報(bào)告、不良地質(zhì)（如滑坡、軟土）分布資料。交通資料：設(shè)計(jì)年平均日交通量（ADT）、交通組成（客車/貨車比例）。其他資料：行政區(qū)劃圖、水文資料（如河流洪水位）、環(huán)保要求（如生態(tài)敏感區(qū)范圍）。2.資料分析：地形分析：識別山脊、山谷、坡度等，確定選線的地形約束（如平原地區(qū)選線宜順直，山區(qū)宜沿河谷）。地質(zhì)分析：避開不良地質(zhì)地段（如滑坡體、軟土區(qū)），選擇地質(zhì)條件好的路線方案。交通分析：根據(jù)交通量確定公路等級（如ADT≥____輛/日時(shí)，宜采用高速公路）。（二）規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)查閱1.核心規(guī)范：《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB____）：規(guī)定公路等級、設(shè)計(jì)速度、橫斷面寬度等基本指標(biāo)?！豆仿肪€設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD____）：規(guī)定路線平、縱、橫線形的技術(shù)指標(biāo)（如最小圓曲線半徑、最大縱坡）?！豆仿坊O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD____）：規(guī)定路基邊坡、邊溝等設(shè)計(jì)要求。2.查閱方法：明確設(shè)計(jì)參數(shù)：如設(shè)計(jì)速度為100km/h的高速公路，其最小圓曲線半徑（平原地區(qū)）為1000米（來自《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》表3.2.2）。核對指標(biāo)合理性：如某路段縱坡設(shè)計(jì)為4%，需檢查是否符合該公路等級的最大縱坡要求（如高速公路平原地區(qū)最大縱坡為3%，則需調(diào)整）。（三）工具與軟件準(zhǔn)備1.繪圖工具：AutoCAD（繪制平面/縱斷面/橫斷面圖）、緯地RoadCAD（路線設(shè)計(jì)專用軟件）、Civil3D（三維路線設(shè)計(jì)）。2.計(jì)算工具：Excel（土石方量計(jì)算、參數(shù)統(tǒng)計(jì)）、計(jì)算器（手動(dòng)驗(yàn)證軟件結(jié)果）。3.其他工具：直尺、圓規(guī)（手工繪圖備用）、相機(jī)（實(shí)地調(diào)研拍照）。四、核心設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)指導(dǎo)（一）選線設(shè)計(jì)1.選線原則地形適應(yīng)原則：平原地區(qū)選線宜順直，山區(qū)宜沿河谷或山脊，避免大挖大填。地質(zhì)安全原則：避開不良地質(zhì)地段（如滑坡、軟土），選擇地基承載力高的區(qū)域。環(huán)保節(jié)能原則：避開生態(tài)敏感區(qū)（如自然保護(hù)區(qū)、濕地），減少對植被的破壞。經(jīng)濟(jì)合理原則：減少工程量（如土石方量、橋涵數(shù)量），降低造價(jià)。2.選線步驟（1）路線方案比選：擬定2~3個(gè)備選方案（如沿A河谷、沿B山脊）。指標(biāo)對比：計(jì)算各方案的路線長度、土石方量、橋涵數(shù)量、造價(jià)（可采用近似估算）。方案優(yōu)選：選擇綜合指標(biāo)最優(yōu)的方案（如路線短、土石方量小、造價(jià)低）。（2）定線：紙上定線：在地形圖上繪制路線平面位置（采用“導(dǎo)線法”或“自由曲線法”）。實(shí)地定線：通過實(shí)地踏勘，調(diào)整紙上定線的偏差（如避開障礙物、優(yōu)化曲線參數(shù)）。（二）平面線形設(shè)計(jì)1.技術(shù)指標(biāo)要求（以高速公路為例）指標(biāo)設(shè)計(jì)速度100km/h設(shè)計(jì)速度80km/h最小圓曲線半徑（m）1000（平原）400（平原）緩和曲線最小長度（m）8570直線最大長度（m）2000（20V）1600（20V）2.設(shè)計(jì)步驟（1）確定直線段：根據(jù)選線方案，確定直線的起點(diǎn)與終點(diǎn)（直線長度不宜超過20V，V為設(shè)計(jì)速度）。（2）設(shè)計(jì)圓曲線：根據(jù)地形條件選擇圓曲線半徑（≥最小圓曲線半徑）。計(jì)算圓曲線要素：切線長度（T）、曲線長度（L）、外矢距（E），公式如下：\[T=R\tan(\alpha/2)\quadL=\piR\alpha/180\quadE=R(\sec(\alpha/2)-1)\]其中，\(\alpha\)為轉(zhuǎn)向角（度），\(R\)為圓曲線半徑（m）。（3）設(shè)計(jì)緩和曲線：選擇緩和曲線長度（≥最小緩和曲線長度）。計(jì)算緩和曲線參數(shù)：緩和曲線角（\(\beta_0=L_s/(2R)\)，弧度）、切線增值（\(\DeltaT=L_s/2-L_s^3/(240R^2)\)）。（4）繪制平面路線圖：用AutoCAD繪制直線、圓曲線、緩和曲線，標(biāo)注樁號（如K0+000、K1+200）、曲線參數(shù)（半徑、緩和曲線長度）。（三）縱斷面線形設(shè)計(jì)1.技術(shù)指標(biāo)要求（以高速公路為例）指標(biāo)設(shè)計(jì)速度100km/h設(shè)計(jì)速度80km/h最大縱坡（%）3（平原）4（平原）坡長限制（m）1000（3%坡）800（4%坡）最小豎曲線半徑（m）凸形4500，凹形3000凸形3000，凹形20002.設(shè)計(jì)步驟（1）標(biāo)高控制：地形標(biāo)高：沿路線中線測量地面標(biāo)高（可從地形圖中提?。?。橋涵標(biāo)高：橋涵頂面標(biāo)高需高于設(shè)計(jì)洪水位（如河流洪水位為100m，橋涵頂面標(biāo)高需≥101m）。排水標(biāo)高：路面標(biāo)高需高于地下水位（如地下水位為95m，路面標(biāo)高需≥95.5m）。（2）縱坡設(shè)計(jì)：確定縱坡：根據(jù)地形條件選擇縱坡（如平原地區(qū)采用1%~2%的緩坡）。檢查坡長：避免坡長超過限制（如3%的坡長不宜超過1000m）。（3）豎曲線設(shè)計(jì)：計(jì)算豎曲線半徑：根據(jù)設(shè)計(jì)速度選擇最小豎曲線半徑（如設(shè)計(jì)速度100km/h，凸形豎曲線半徑≥4500m）。計(jì)算豎曲線要素：曲線長度（\(L=R\times\omega\)，\(\omega\)為縱坡差，%）、切線長度（\(T=L/2\)）、外矢距（\(E=T^2/(2R)\)）。（4）繪制縱斷面圖：用AutoCAD繪制地面線（根據(jù)地面標(biāo)高）、設(shè)計(jì)線（根據(jù)縱坡與豎曲線），標(biāo)注樁號、標(biāo)高、豎曲線參數(shù)。（四）橫斷面設(shè)計(jì)1.橫斷面組成（以高速公路為例）組成部分寬度（m）行車道（雙向四車道）2×3.75右側(cè)路肩2.5左側(cè)路肩0.75邊坡（1:1.5）視填土高度而定邊溝（梯形）底寬0.6，深度0.62.設(shè)計(jì)步驟（1）確定橫斷面寬度：根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB____），高速公路雙向四車道的行車道寬度為2×3.75m，右側(cè)路肩寬度為2.5m，左側(cè)路肩寬度為0.75m，總寬度為10.75m。（2）設(shè)計(jì)邊坡：根據(jù)地質(zhì)條件選擇邊坡坡度（如粘性土邊坡采用1:1.5，巖石邊坡采用1:1.0）。（3）設(shè)計(jì)邊溝：根據(jù)排水要求選擇邊溝類型（如平原地區(qū)采用梯形邊溝，底寬0.6m，深度0.6m）。（4）繪制橫斷面圖：用AutoCAD繪制每個(gè)樁號的橫斷面圖（如K0+000、K0+200），標(biāo)注各部分寬度、邊坡坡度、邊溝尺寸。（五）土石方計(jì)算與調(diào)配1.計(jì)算方法（斷面法）（1）繪制橫斷面圖：每個(gè)樁號繪制地面橫斷面與設(shè)計(jì)橫斷面。（2）計(jì)算橫斷面面積：用AutoCAD的“面積查詢”功能計(jì)算地面與設(shè)計(jì)橫斷面之間的面積（填方為正，挖方為負(fù)）。（3）計(jì)算土石方量：相鄰兩個(gè)樁號之間的土石方量（\(V=(A_1+A_2)\timesL/2\)，其中\(zhòng)(A_1\)、\(A_2\)為相鄰橫斷面面積，\(L\)為樁號間距）。2.調(diào)配原則就近調(diào)配：挖方盡量用于附近填方（如K0+000~K0+500的挖方用于K0+500~K1+000的填方）。減少運(yùn)輸：運(yùn)輸距離不宜超過經(jīng)濟(jì)運(yùn)距（如高速公路經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為5~10km）。平衡土石方：盡量使挖方量等于填方量（\(挖方=填方+借方-棄方\)）。3.軟件應(yīng)用緯地RoadCAD：導(dǎo)入橫斷面數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算土石方量，并生成土石方調(diào)配圖。Excel：用公式計(jì)算土石方量（如\(V=(A1+A2)*L/2\)），制作土石方量統(tǒng)計(jì)表。五、作業(yè)報(bào)告撰寫規(guī)范（一）報(bào)告結(jié)構(gòu)與內(nèi)容要求章節(jié)內(nèi)容要求摘要概括項(xiàng)目背景、設(shè)計(jì)內(nèi)容、主要結(jié)論（字?jǐn)?shù)150~200字）引言說明項(xiàng)目的來源（如“某地區(qū)高速公路可行性研究”）、目的（如“確定路線方案”）、意義（如“改善區(qū)域交通條件”）1項(xiàng)目概況包括路線起終點(diǎn)、公路等級、設(shè)計(jì)速度、交通量、地形地貌等2選線設(shè)計(jì)備選方案比選、最終路線確定3平面線形設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)步驟、平面路線圖4縱斷面線形設(shè)計(jì)標(biāo)高控制、技術(shù)指標(biāo)、縱斷面圖5橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面組成、寬度計(jì)算、橫斷面圖6土石方計(jì)算與調(diào)配計(jì)算方法、調(diào)配方案、土石方量統(tǒng)計(jì)表結(jié)論總結(jié)設(shè)計(jì)成果（如“路線方案合理，符合規(guī)范要求”）、指出存在的問題（如“部分路段土石方量較大”）、提出改進(jìn)建議（如“調(diào)整路線減少挖方”）參考文獻(xiàn)列出使用的規(guī)范、教材、論文等（采用GB/T____格式）附錄計(jì)算書（如圓曲線要素計(jì)算、豎曲線要素計(jì)算）、軟件輸出結(jié)果（如緯地RoadCAD的土石方量報(bào)表）、圖紙（如平面路線圖電子版）（二）格式與排版規(guī)范1.字體與字號：標(biāo)題：二號黑體（居中）。一級章節(jié)：三號黑體（如“一、前言”）。二級章節(jié)：四號黑體（如“（一）課程設(shè)計(jì)”）。正文：四號宋體（行間距1.5倍）。2.頁碼：從引言開始編號（頁腳居中，如“第1頁共10頁”）。3.圖表：圖：編號格式為“圖1-1平面路線圖”（一級章節(jié)+圖序號），下方標(biāo)注圖名（宋體四號，居中）。表：編號格式為“表2-1圓曲線參數(shù)表”（一級章節(jié)+表序號），上方標(biāo)注表名（宋體四號，居中）。4.公式：公式編號格式為“（3-1）”（一級章節(jié)+公式序號），靠右對齊。公式中的符號需注明含義（如“\(R\)：圓曲線半徑（m）”）。（三）圖表與公式處理1.圖紙要求：平面路線圖：比例1:2000~1:5000，標(biāo)注樁號、曲線參數(shù)、地形地貌（如河流、山脈）?？v斷面圖：比例1:2000（水平）×1:200（垂直），標(biāo)注地面標(biāo)高、設(shè)計(jì)標(biāo)高、豎曲線參數(shù)。橫斷面圖：比例1:200~1:500，標(biāo)注設(shè)計(jì)橫斷面、地面橫斷面、各部分寬度。2.表格要求：土石方量統(tǒng)計(jì)表：包含樁號、挖方面積、填方面積、土石方量（挖方/填方）等列。技術(shù)指標(biāo)表：包含設(shè)計(jì)速度、最小圓曲線半徑、最大縱坡等指標(biāo)，對比規(guī)范要求。3.公式要求：圓曲線切線長度：\(T=R\tan(\alpha/2)\)，其中\(zhòng)(\alpha\)為轉(zhuǎn)向角（度），\(R\)為圓曲線半徑（m）。豎曲線長度：\(L=R\times\omega\)，其中\(zhòng)(\omega\)為縱坡差（%），\(R\)為豎曲線半徑（m）。六、常見問題與解決對策（一）選線設(shè)計(jì)問題問題1：選線時(shí)忽略地質(zhì)條件，導(dǎo)致后期發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)（如滑坡）。解決對策：前期收集地質(zhì)資料，進(jìn)行地質(zhì)勘察（如鉆探、物探），選線時(shí)避開不良地質(zhì)地段。若無法避開，需采取防護(hù)措施（如抗滑樁、錨桿）。問題2：備選方案比選指標(biāo)不全面，僅考慮路線長度。解決對策：增加對比指標(biāo)（如土石方量、橋涵數(shù)量、造價(jià)、環(huán)保影響），采用綜合評分法（如給每個(gè)指標(biāo)賦予權(quán)重，計(jì)算總分）選擇最優(yōu)方案。（二）平面線形設(shè)計(jì)問題問題1：圓曲線半徑過小，不符合規(guī)范要求。解決對策：查閱《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD____）中的最小圓曲線半徑要求，根據(jù)設(shè)計(jì)速度調(diào)整半徑（如設(shè)計(jì)速度100km/h的高速公路，圓曲線半徑不宜小于1000m）。問題2：緩和曲線長度不足，導(dǎo)致線形不順暢。解決對策：根據(jù)設(shè)計(jì)速度選擇緩和曲線最小長度（如設(shè)計(jì)速度100km/h，緩和曲線長度≥85m），若地形條件限制，可采用較長的緩和曲線（如100m）。（三）縱斷面設(shè)計(jì)問題問題1：縱坡超過最大縱坡限制（如高速公路平原地區(qū)采用4%的縱坡）。解決對策：調(diào)整縱坡（如將4%改為3%），或延長坡長（如將坡長從800m延長至1000m，但需符合坡長限制）。問題2：豎曲線半徑過小，導(dǎo)致行車舒適性差。解決對策：增大豎曲線半徑（如將凸形豎曲線半徑從3000m增大至4500m，符合設(shè)計(jì)速度100km/h的要求）。（四）橫斷面設(shè)計(jì)問題問題1：橫斷面寬度不符合規(guī)范要求（如高速公路行車道寬度為3.5m，小于規(guī)范的3.75m）。解決對策：查閱《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB____），根據(jù)公路等級調(diào)整橫斷面寬度（如高速公路雙向四車道