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1、學(xué) 號 1202010214A -j, *J也7炙丄道路勘測設(shè)計課程設(shè)計某山區(qū)道路設(shè)計李林程學(xué) 生姓 名土木工程系2015年6月22日15天津城建大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)2014 2015學(xué)年第 2學(xué)期土木2班土木工程學(xué)院土木工程系_課程設(shè)計名稱：道路勘測課程設(shè)計設(shè)計題目：某山區(qū)道路設(shè)計（8# 20#）完成期限：自2015 年6 月15 日至2015年 6 月 26日共 2 周、設(shè)計課題：山區(qū)公路路線設(shè)計、設(shè)計內(nèi)容：按任務(wù)書指定控制點進行紙上定線，平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計, 土石方調(diào)配與土石方計算；路線方案技術(shù)指標論證分析。三、設(shè)計原始資料：1. 設(shè)計用1:2000地形圖一張（電子地圖1:10

2、00）,等高線為2米;2道路性質(zhì)與控制點：本路為某礦區(qū)通入工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一段路線，圖示控制點（學(xué) 生的起訖點）是不同路線方案的中間控制點（即起訖點的位置不變，起訖點的設(shè)計標高與地 面標高相同）；3 .交通運輸情況：主要為解決解放牌汽車運輸，現(xiàn)年平均交通量600輛/日,平均年增長率為7%按15年遠景規(guī)劃；4.自然條件：本路線一端接山區(qū)，另一端為微丘地形，中間為重丘過渡段，（即本課題設(shè)計路段），該段地質(zhì)情況基本穩(wěn)定，除地表 0.5-1.0米風化土層外，下部為石灰?guī)r，地下水位一般較深，對路基與邊坡穩(wěn)定性影響不大。5.施工條件：道路施工采用人工挖土和運土，免費運距20米，經(jīng)濟運距為300米。四、設(shè)

3、計應(yīng)完成的主要任務(wù):1 .公路技術(shù)等級擬定;2. 路線技術(shù)標準選定;3. 指定控制點間路線選線、定線;4.平面線型設(shè)計;5.縱斷面設(shè)計;6.路線橫斷面設(shè)計;7.土石方計算與調(diào)配;8.路線方案技術(shù)指標論證;9.編寫設(shè)計說明書;五、課程設(shè)計應(yīng)提交的成果:1. 設(shè)計說明書1套;主要內(nèi)容包括:(1)路線概況：道路修建目的、工程范圍；道路所經(jīng)地區(qū)的自然情況特征與分析；路線方案的優(yōu)缺點分析；h.設(shè)計存在問題與處理意見;公路等級與技術(shù)標準的確定;(3)某一平曲線主點樁號的推算與驗算;某一豎曲線起終點樁號的推算與起終點高程的計算;(5)某一彎道(應(yīng)與上述平曲線一致)緩和曲線長度、超高過渡段長度、加寬過渡段長度

4、的確定；各特征截面(包括 ZH點截面、道路外側(cè)橫坡度為0%處截面、道路橫坡度為路拱坡度的單坡截面、HY點截面、QZ點截面等)樁號計算、加寬計算、超高坡度與超高值的計算;行車視距的驗算;(6)道路橫斷面工程量的計算(任選連續(xù)四個橫斷面，計算其工程量)；(7)路線方案的比選;2. 附件附件一:路線平面圖;附件二:路線縱斷面圖;附件三:附件四：彎道設(shè)計大樣圖;附件五：路基設(shè)計表;附件六：直線曲線表;附件七：縱坡豎曲線表;附件八：路基土石方表。六、課程設(shè)計有關(guān)規(guī)定1. 課程設(shè)計前，學(xué)生應(yīng)根據(jù)任務(wù)書要求，制定設(shè)計進度計劃，并嚴格執(zhí)行，按期獨立完成設(shè)計任務(wù)。2. 課程設(shè)計方法與步驟，可參閱設(shè)計指導(dǎo)書，對于

5、設(shè)計疑難問題，首先應(yīng)獨立思考與查閱有關(guān)參考文獻，確實不能解決時，可向指導(dǎo)教師請求答疑，如因資料不足，需對設(shè)計中某 些重大問題進行修改和必要假定時，需征得指導(dǎo)教師的同意。3. 本設(shè)計由三名學(xué)生組成小組，在相同控制點間選定一路線方案分別進行設(shè)計，最后匯總進行方案技術(shù)指標論證分析，選定推薦路線方案。4. 設(shè)計采用“緯地”專業(yè)道路設(shè)計軟件進行設(shè)計，采用計算機繪圖。5. 設(shè)計說明書應(yīng)統(tǒng)一使用 A4規(guī)格紙打印，參照天津城建學(xué)院課程設(shè)計要求并加封頁及封底連同設(shè)計圖紙和設(shè)計圖表（作為附件），一并裝訂成冊。6. 本設(shè)計完成后，經(jīng)指導(dǎo)教師評閱后，交送道路橋梁工程教研室。道路勘測設(shè)計課程設(shè)計說明書1、路、式。、設(shè)計

6、資料道路修建的目的道路修建的目的是為了滿足運輸要求，實現(xiàn)鐵路，水運，航空運輸?shù)呢浳锛奥每偷募信c分散。與鐵 內(nèi)河運輸分流，補充鐵路長距離運輸?shù)牟蛔??？梢姷缆愤\輸是其他運輸方式所不能替代的一種運輸方 改革開放以來，隨著社會主義市場經(jīng)濟以及農(nóng)村經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，以大城市為中心的衛(wèi)星城的建立，道路運輸?shù)闹匾匀找骘@現(xiàn)?！耙敫唬刃蘼贰?“要快富，修高速”已成共識，只有運輸發(fā)展了，才能體現(xiàn)出公路建設(shè)的經(jīng)濟和社會效益。而本次課設(shè)修建的公路為某礦區(qū)通入工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一段路線，主 要為滿足解放牌牌汽車運輸?shù)V物的要求。本道路修建的目的是為了發(fā)展礦區(qū)與工業(yè)基地間的運輸業(yè)務(wù)。只 有改善運輸條件，才能夠更好的發(fā)

7、展本地經(jīng)濟、改善人民生活狀況以及提高社會效益，同時為當?shù)毓さV企 業(yè)的擴大發(fā)與展帶新的來契機。2、地形圖,等高線為2米。設(shè)計用1:2000地形圖一張（電子地圖 1:1000）5# 20#點是不同路線方案的中間控制點（即起 。高程從170m到226m,。其一端接山區(qū)，另一端為 ，該段地質(zhì)情況基本穩(wěn)定，除地表 0.5-1.0 米風化土3、道路所經(jīng)地區(qū)的自然情況特征與分析本路為某礦區(qū)通入工業(yè)基地跨越重丘區(qū)的一段線路， 訖點的位置不變，起訖點的設(shè)計標高與地面標高相同） 微丘地形，中間為重丘過渡段（即本課題設(shè)計路段）層外，下部為石灰?guī)r，地下水位一般較深，對路基與邊坡穩(wěn)定性影響不大。交通運輸情況主要為解決解

8、放牌汽車運輸，現(xiàn)年平均交通量600輛/日,平均年增長率為7%按15年遠景規(guī)劃。施工條件道路施工采用人工挖土和運土，免費運距20米，經(jīng)濟運距為 300米。各項工程設(shè)計意圖及根據(jù)、公路技術(shù)等級擬定：根據(jù)遠景設(shè)計年平均日交通量可得公路的技術(shù)等級，只有確定了公路的技術(shù)等4、5、6、6.1級，才能確定修建此路的其它數(shù)據(jù)。6.2、紙上定線：紙上定線可以初步確定路線的走向，根據(jù)任務(wù)指定控制點，研究等高線間距及可能的走 法，對需要展線的路線，才能按照等高線間距及平均縱坡的要求進行展線。然后進行平面試線，并截取中 線地面高程粗略繪制縱斷面，定出沿線概略設(shè)計高程。最后修正導(dǎo)向線，計算平曲線要素。6.3、縱斷面設(shè)計

9、： 根據(jù)各點的樁號及高程設(shè)計縱斷面。確定路線的起伏情況。6.4、路基橫斷面設(shè)計： 根據(jù)各樁號橫斷面的平距及高差設(shè)計橫斷面，確定公路的橫坡，及填挖。6.5、彎道細部設(shè)計： 根據(jù)道路的要求及相關(guān)規(guī)范設(shè)計。確定彎道加寬設(shè)計、緩和段設(shè)計、超高設(shè)計、平 面視距設(shè)計等工作。6.7、土石方計算與調(diào)配：根據(jù)路線的填挖情況確定。這與工程造價密切相關(guān)。7、與本工程有關(guān)的其它工程配合與協(xié)議事項施工現(xiàn)場需要“四通一平”，所以得與通訊公司、水電公司等聯(lián)系。需要用混凝土時需要與混凝土公 司聯(lián)系，需要鋼筋時需要與鋼筋公司聯(lián)系。諸如此類。8對日后定測、施工、養(yǎng)護的建議與要求采用專用的測量設(shè)備及專業(yè)的測量人員；施工時盡量連續(xù)，

10、應(yīng)采用較先進的施工技術(shù)，不應(yīng)選擇在冬 期施工；通車后嚴格控制車流量及車重，并定期進行檢查、維修。9、路線方案優(yōu)缺點的說明與分析優(yōu)點：路線線型美觀，填挖基本平衡，縱坡符合要求，路線適中，施工難度不大。 缺點：填挖量較大，圓曲線半徑較小，平曲線及緩和曲線較短。二、公路技術(shù)等級的確定日交通量 Nd =600輛/日平均年增長率r=7%規(guī)劃年限N=15年按年平均增長率累計計算：Nd =N0（1 +r f-）=600x（1 +0.07）=1547輛/ 日公路工程技術(shù)標準以小客車為標準的折算系數(shù)如下表所示:汽車代表車型車輛折算系數(shù)車輛說明小客車1.019座以下的客車和載質(zhì)量小于2t的貨車中型車1.519座以

11、上的客車和載質(zhì)量大于2t小于等于7t的貨車大型車2.0載質(zhì)量大于7t小于等于14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量大于14t的貨車1.5。本公路的交通車輛主要為解放牌汽車的載重在3噸到6噸，屬于中型車，選取折算系數(shù)為則規(guī)劃年限內(nèi)的最大平均日交通量為N =1.5xNd =1.5x1547=2321 輛/ 日公路根據(jù)使用任務(wù)、功能和適應(yīng)的交通量劃分為五個等級：高速公路：具有特別重要的政治、經(jīng)濟意義。為專供汽車分向、分車道行駛，并應(yīng)全部控制出入的 多車道干線公路。分為四車道、六車道、八車道高速公路。一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均 晝夜交通量25000輛以上。一級公路：為連接重要政治、經(jīng)濟中心，通往

12、重點工礦區(qū)、港口、機場，專供汽車分向、分車道行 駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。分為四車道、六車道。一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的 年平均晝夜交通量為 1500055000輛。二級公路：為連接政治、經(jīng)濟中心或大礦區(qū)、港口、機場等地的供汽車行駛的雙車道公路。一般能 適應(yīng)按各種車輛折合成小客車的年平均晝夜交通量為5000 15000輛。三級公路：為溝通縣以上城市的主要供汽車行駛的雙車道公路。一般能適應(yīng)按各種車輛折合成小客 車的年平均晝夜交通量為2000 6000輛。四級公路：為溝通縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村的主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。一般能適應(yīng)按各種車輛折合成小客車的年平均晝夜交通量為2

13、000輛以下。由于此公路為山區(qū)公路，且年平均日交通量為2000 6000輛，則公路技術(shù)等級擬定為雙車道三級公路。30km/h。三、選定路線技術(shù)標準1、設(shè)計行車速度：根據(jù)公路工程技術(shù)標準因為此山區(qū)為重丘區(qū)，所以選用2、 路基路面寬度：根據(jù)公路工程技術(shù)標準雙車道路面單車道寬度為3.25m，路面寬度選6.5m ,路基寬度7.5m, 土路肩寬度0.5m。3、 平曲線最小半徑：根據(jù)公路工程技術(shù)標準 三級公路設(shè)計行車速度為30km/h時，極限最小半徑為30m, 一般最小半徑為65m 般選用一般最小半徑，但是在比較困難的地段，曲線半徑可選用極限最小半徑。4、行車視距：根據(jù)公路工程技術(shù)標準，三級公路的行車視距

14、應(yīng)滿足會車視距要求，其長度應(yīng)不小于停 車視距的兩倍，即 S =2x30 =60 0。5、 彎道超高，加寬與緩和曲線：根據(jù)公路工程技術(shù)標準，彎道超高橫坡度最大值 8%繞行車道中線旋轉(zhuǎn)，采用第一類加寬值，緩和曲線最小長度25m4%到 8%最大坡長由 1100m到 3000。，設(shè)計行車速度為 30km/h時，豎曲線一般最60m,極限值25m100m,最大坡長和縱坡相關(guān)，從:根據(jù)公路工程技術(shù)標準250m；豎曲線最小長度一般值6、 極限縱坡坡長限制：根據(jù)公路工程技術(shù)標準，設(shè)計行車速度為 30km/h的三級雙車道公路的最大縱 坡度不超過8%最小坡長為7、豎曲線最小半徑與最小長度小半徑400m,極限最小半徑

15、四、紙上定線1、確定方案大致定出路線的走向，充分利用地形，避開不利位置。在比例圖上觀察地形地貌，2、定出勻坡線與導(dǎo)向線本次的起點為 8# （高程為187m）終點為20# （高程為226m） 起訖點的高程差 226-187=39m,等高線的間距為 2n。設(shè)縱坡為5% 展線平距 a=得到a =2十0.05=40mip在1:2000的地形圖上，展線平距a = 20mm在CAD2008展線平距換算后可得 40m先設(shè)均坡線由于8#與20#的高差較大，采用自然展線法，選線盡量的多選擇環(huán)山的線路，并在平緩地段盡量的提高高 程，避免在高程變化過大點高程的劇烈變化，減小工程量。首先進行放坡，以a=40mm值進行

16、放坡，得到放坡線，再根據(jù)放坡線得到幾個主要的控制點，這些控制點相互連接，得到導(dǎo)向線，見CAD定線圖再應(yīng)用緯地軟件進行線型設(shè)計。3、平面試線與修正導(dǎo)向線穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點”的原則，綜合考慮平面線形設(shè)計的要求，然后用“以點連線， 以線交點”的辦法平面試線，反復(fù)試線，最后確定交點。按照公路工程技術(shù)標準選用不同的平曲線半 徑和緩和曲線長度后，通過緯地設(shè)計軟件敷設(shè)曲線。4、定出交點樁號，并計算出平曲線的基本要素，標出曲線里程樁號。五、縱斷面設(shè)計豎曲線是否平順，在視覺上是否良好，是構(gòu)成縱斷面線形優(yōu)劣的主要因素。受到公路等級和地形的限8%以滿足線形起伏的要求。“控制點”包括起訖點、埡口等。通過

17、反復(fù) 進行設(shè)計平移調(diào)整縱曲線，在考慮到縱曲線半 在設(shè)定縱曲線時，還需要考慮平曲線的因素。制，在選取豎曲線時，凸形豎曲線半徑與凹形豎曲線半徑均按照極限最小值進行設(shè)計，考慮到高程差過大、平面距離較短的因素，在進行縱坡設(shè)計時，縱坡的選擇不超過首先需要審視地形圖，標注影響縱坡設(shè)計的高程控制點。 的試坡，調(diào)坡，以8%勺最大縱坡和不大于 10m的填挖方量， 徑的情況下修改半徑值，以滿足駕駛的需要并符合設(shè)計標準。在原則上，平曲線和縱曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于縱曲線，這樣就應(yīng)該滿足所謂的“平包縱”即豎曲線的起、終點分別放在平曲線兩個緩和線內(nèi)。此時可以得到縱曲線，緯地會自動計算出每個樁號的 設(shè)計高程。在設(shè)

18、計完縱曲線后，緯地會自動生成縱斷面設(shè)計圖?？v斷面設(shè)計時，為了突出定性的起伏，縱橫坐標 的比例尺相應(yīng)為 1 : 200與1 : 2000。六、橫斷面設(shè)計在設(shè)計橫斷面之前，需要設(shè)計橫斷面的形式。在填方地段的邊坡設(shè)計為1: 1.5，在挖方地段，考慮到土質(zhì)較好，可以把坡度設(shè)置為1: 0.5，可以減少土方量。邊溝的形式可以設(shè)計為梯形。沿著平曲線向兩側(cè)平移 5m和10m和15m,得到路線中軸線兩側(cè) 15m內(nèi)的地形高程，結(jié)合每個樁號的設(shè) 計高程，計算出每個斷面的路面形式。接著通過添加擋土墻使得某些路堤的填土量得到大量減少，并形成 較適宜的路面。添加擋土墻后，可計算出每個斷面的土方量，再設(shè)計每個斷面的邊溝，路

19、基，防護工程等，則完成橫斷面設(shè)計。七、彎道細部設(shè)計（JD1處彎道設(shè)計計算）JD1 彎道YH樁號：K0+361.903 ,QZ樁號：K0+291.843，路拱坡度i=2%, 類加寬，彎道半徑為 71.969m, 最大超高2%繞曲線內(nèi)側(cè)路基邊緣旋轉(zhuǎn)，車道寬度B=3.25 X 2=6.5m，超高漸變率1/48.08。1、道路加寬設(shè)計：71.969m可得：加寬值b=1m加寬長度應(yīng)該與由公路工程技術(shù)標準知，根據(jù)一類加寬，彎道半徑緩和段的長度相同，加寬方式采用按比例過度的方式:bx其中：Lx :任一點距緩和段起點的距離L :加寬緩和段長b :圓曲線上的全加寬bx :加寬緩和段內(nèi)任一點的加寬值2緩和段設(shè)計：

20、緩和段線性采用回旋線，長度計算：a)據(jù)離心加速度得出：Ls = 0.036V=0.03630 =13.505815 m71.969b)保證駕駛員操作時間:Ls=V1.2= 30 =25 ;1.2C）控制超高產(chǎn)生的附加坡度:Ls/foOm ；2Apd)R滿足視距要求：Ls =9R =7.997 - 71.969m。緩和段參數(shù)的計算：因為R60mZ = S =48.64= 3.93m8R, 8x75.2459在橫凈距3.93m范圍內(nèi)的障礙物都需要清理。5、彎道細部大樣圖（見附圖）八、JD1平曲線計算三級公路設(shè)計速度為 30km/h，彎道半徑 R=71.969m,交點JD1樁號為K0+291.483

21、，轉(zhuǎn)角 135 ，緩和曲線長Ls =30m,驗算該曲線上設(shè)置緩和曲線的五個基本樁號。 計算如下：1、曲線要素計算：ps2= 一 .0.52105768m24R24X71.96930230330 2 = 14.9782799m2240天(71.969)2aTh =(R + P)tan 2135+ q =(71.969 +0.52105768)ta n 2+14.9782799 = 16.469m兀Lh=麗 aR+LsX135 X 71.969 + 30 = 199.57296 m m 1800Dh =2入-Lh =2x16.469-199.57296 = -166.63496mm2、主點里程樁號

22、計算：以交點里程樁號為起算點：JD = K0 + 236.788ZH =JD-Th =K 0+ 208.252-16.469 = K 0 +191.783HY=ZH +Ls =K0+191.783 + 30=K0+221.783QZ=ZH +0 +191.783 +199.57296 =K 0+ 291.8432 2YH=HZ -Ls =K0+361.903-30 = K0+ 361.903HZ=ZH + Lh =K 0+191.783 +141.5017 = K 0 + 391.903由 QZ 樁號算出的 JD1 樁號為 QZ +D =K0 +291.843 + 26.469-199.572

23、96 =K0+208.252 與原樁號2 2相同，檢驗無誤，且樁號與 CAD出圖樁號基本相同（由于保留位數(shù)及計算精度偏差存在很少偏差）九、豎曲線要素計算已知變坡點樁號為 K0 +270.000，高程為202.8148m, h =5.857% , i 1.374%，豎曲線半徑為70m。計算如下: =i2 -h =1.374% -5.857% = 4.483%，該曲線為凸形豎曲線。曲線長 L = R =70x4.483% =3.1381m切線長V1；81.569外距E21.569052R2= 0.01758513m 2X70豎曲線起點樁號=(K0 +270.000) -1.569 = K0 +268.431豎曲線起點高程= (202.8148 -2.573x0.06063) = 202.659m豎曲線終點樁號=(K 0 + 270.000) +1.569 = K 0 + 271.569豎曲線終點高程= (202.659 -2.573X0.05804) =202.509m十、四個橫斷面工程量:樁號挖方面積/ m2填方面積/ m