道路勘测设计课程设计.doc

课程名称： 道路勘测课程设计 学 院： 建筑工程学院 专 业： 土木工程 学 号： 20081585 年 级： 2008级 学生姓名： 刘斌 指导教师： 目 录第一章 设计任务书2第二章 设计依据32.1公路等级的确定32.2技术标准3第三章 选线与定线43.1地形条件43.2选线原则43.3平原微丘区定线步骤4第四章 平面设计54.1平面线形设计的一般原则54.2直线的设置54.3缓和曲线设计54.4 平曲线设计6第五章 纵断面设计85.1设计要求85.2坡长设计85.3坡度设计95.4竖曲线设计95.5平纵组合设计12第六章 横断面设计136.1 横断面设计的原则136.2确定路基横断面宽度136.3土石方量计算12参考文献15附表16公路勘测课程设计附图20第一章 设计任务书 一、设计题目公路路线设计（纸上定线）二、目的与要求（一）目的公路路线课程设计是专业教学的一个重要环节，通过本课程设计，使学生对专业知识进行一次全面的、系统的综合运用，进而对所学知识加深理解、巩固和融会贯通。（二）要求根据设计所给资料，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，路基设计表和路基土石方数量计算表。三、设计资料1地形图一张，比例尺1：5000。2沿河两岸10 m之内不能修路，沿河两岸取土不受限制。3施工条件两侧都可以取土，尽量采用机械化施工，施工依据公路工程技术标准。四、设计依据和技术标准本公路年平均日交通量为7000辆，地形为平原微丘区。按中华人民共和国交通部颁布标准：公路工程技术标准，公路路线设计规范。五、提交的设计成果（一） 编写设计说明书1 平面设计说明书（路线的走向、设计原则、各曲线设计等）。2 纵断面设计说明书（设计原则、平竖曲线组合及竖曲线设计等）。（二） 完成的图表1. 线路平面设计图（50m一个整桩、曲线主点桩及必要的加桩）。2. 线路纵断面设计图、比例尺：横向1：2000；纵向1：200。3. 横断面设计图（仅提交不同类型的断面）4. 平面线形元素一览表5. 竖曲线元素一览表6. 土石方工程量计算表7. 主要技术指标一览表六、设计要求1 图纸中线形、字号、尺寸、数字、说明等都要符合制图要求2 说明书应以钢笔书写，文字简练、术语准确，说明书应有目录，分章节书写，包括原始资料，计算数据、说明设计意图。计算简图、计算公式等都要做分析和说明，设计成果可列表说明，对成果应有适当的分析。第二章 设计依据2.1公路等级的确定根据交通量的资料，该公路主要是作为汽车专用车道，根据公路路线设计规范（jtj011-94）中2.1.1公路分级所规定“二级公路，一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成小客车的年平均昼夜交通量为12000辆，。而根据设计任务书中所提供的年平均日交通量（aadt）7000辆资料，该公路远景设计交通量满足二级公路指标。所以此公路定为二级公路。2.2技术标准公路技术标准时在一定的自然环境条件下能够保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系，公路技术标准反映了我国公路建设的技术方针，是法定的技术要求，公路设计时应当遵守。根据前述该段公路的设计标准为公路二级，地形属于平原微丘区。具体技术指标见下表2-1：表2.1公路主要技术指标指标名称单位指标地形山岭重丘公路等级级二级设计速度km/h60路基宽度m12行车道宽度m7停车视距m75超车视距m350硬路肩宽m 土路肩m 圆曲线最小半径一般值m200圆曲线最小半径极限值 m125最小纵坡m0.3%最短坡长m200凸形竖曲线最小半径m4500凹形竖曲线最小半径m3000第三章 选线与定线3.1地形条件该地区地势相对平坦，高差相对不大，应属于平原微丘区，选线可按平原区选线原则进行。3.2选线原则(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做深入、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、造量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。(3)选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标。 (4)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。(5)选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高(6)对于高级路和以及路，由于起路幅宽，可根据通过地区、地物、自然环境等条件，利用起上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。3.3平原微丘区定线步骤3.3.1定导向线在选线布局确定的控制点之间，根据平原微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。3.3.2试定路线导线 参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线。3.3.3初定平曲线 读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。3.3.4定线 检查各技术指标是否满足标准要求，以及平曲线是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足要求为止。 第四章 平面设计4.1平面线形设计的一般原则1.平面线形应直捷、连续、顺适、并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2.保持平面线形的均衡与连贯。3.回头曲线的设计，其为一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅线所夹得直线段组合而成的复杂曲线。4.平曲线要有足够的长度。4.2直线的设置 4.2.1直线的最大长度：直线的最大长度，在城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于20v是可以的，在景色单调的地点最好控制在20v以内。而在特殊的地理条件下应特殊处理。4.2.2同向曲线间的最小直线长度：同向曲线间的最小直线长度不小于设计速度的6v（即360m）为宜。 4.2.3同向曲线间的最小直线长度：反向曲线间的最小直线长度不小于设计速度的2v（即120m）为宜。4.3缓和曲线设计缓和曲线设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。 规范要求四级以上公路都需设置缓和曲线，缓和曲线的长度要满足3s行程，本设计中的设计速度为60km/h，要求的缓和曲线的最小长度为80米。4.4 平曲线设计本路段内共设3个交点，平曲线半径分布在4001200之间，曲线均是顺应山坡布设。均按照公路工程技术标准要求都设有缓和曲线，最小缓和曲线长度80米。4.4.1. 交点处平曲线的确定：起点a=k0+000 , =k1+050（1）平曲线元素的确定设r=1000m，ls=200m， 切线：曲线：m外距：m校正：j=2t-l=2.98m（2）曲线上各点桩号的确定 4.4.2段桩号确定： 设r=300m，=60m （1）平曲线元素的确定设r=300m，ls=60m， 切线：曲线：外距：（2）曲线上各点桩号的确定 第五章 纵断面设计5.1设计要求 5.1.1 纵断面设计的一般要求 1.应满足纵坡及竖曲线的各项规定2.纵坡应均匀平顺。3.设计标高的确定应结合沿线自然条件。4.纵断面设计应与平面线形和周围地形景观协调，应考虑人体心里上的要求，按照平竖相协调及半径的均衡来确定纵面设计线。5.应争取填挖平衡，应尽量移挖做填，以节省土石方量，降低工程造价。6.依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面要求。 5.2坡长设计坡长是指纵断面两变坡点之间的水平距离，坡长不宜过短，以不小鱼设计速度的9s的行程为宜。5.2.1最短坡长 最短坡长：是从汽车平顺性的要求考虑，为使线形美观，减少起伏频繁，使行车舒适，根据公路路线设计规范的要求取为200m。5.2.2最大坡长 最大坡长限制：防止影响汽车的正常行驶和安全考虑，而对最大坡长进行限制，具体要求如表5-2 表5-2 纵坡长度限制设计车速（km/h）1201008060403020纵坡坡度390010001100120047008009001000110011001200560070080080090010005.3坡度设计 5.3.1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，是根据汽车的动力特性、道路等级自然条件以及工程和运营条件等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。要求见表5-3设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）34567895.3.2最小纵坡在挖方路段、设置边沟的低填方路段和其他横向排水不畅的路段，为了保证排水，防止积水渗入路基而影响其稳定性，应设置不小于0.3%的纵坡（一般情况下以采用不小于0.5%为宜）。5.4竖曲线设计在纵断面设计中，竖曲线的设计要受到众多因素的限制。其中有三个因素即：缓和冲击、行驶时间和视距的要求，决定着竖曲线的最小半径和最小长度。有规范规定知道凸形竖曲线一般最小半径为4500m，凹形竖曲线的一般最小半径为3000m。竖曲线的最小长度相当于各级公路设计车速的3s行程，本设计中竖曲线的最小长度为70m.竖曲线要素计算竖曲线要素设计公式为：竖曲线长度 切线长 外距 根据前面确定的竖曲线半径及坡度值，计算各变坡点处的竖曲线要素如下：(1) 、变坡点1：(桩号k0+400) 设： r=1000m(2)、变坡点2：(桩号k1+550)设：r=1000m （3）变坡点3：(桩号k2+100) 设： r=1000m 纵断面图见附图二纵断面设计图。 里程rtle类型起点中点终点k0+220k0+400k0+5700.032100001603201.9凹k1+460k1+550k 1+660-0.022100001102201.1凸k1+968k2+100k2+2720.02100001002001.7凹表5.1 竖曲线元素一览表5.5平纵组合设计5.5.1平纵线形组合的设计原则1.应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持线形的连续性；2.平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡，不要悬殊过大，使线形在视觉上、心理上保持协调；3.选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和安全行车。4.注意与道路周围环境相配合。5.5.2平曲线与竖曲线的组合的基本要求1.当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长与竖曲线，2.要保持平曲线与竖曲线大小均衡。3.当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长与平曲线。4.要选择适当的合成坡度。5.5.3道路线形与景观协调配合平纵线性组合必须是在充分与道路所经过地区的景观相配合的基础上进行的。对于驾驶员来说，只有看上去具有优美的线性和景观，才能成为舒适安全的道路。对于设计车速高的道路，平、纵线形组合设计与周围景观配合尤为重要。第六章 横断面设计6.1 横断面设计的原则横断面设计的原则： (1)设计时应根据公路等级、技术标准，结合地形、地质、水文、填挖等情况选用。设计前必须做好各项勘察工作，收集横断面资料。(2)兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之配合，合理设计边沟断面尺寸，并按有关规定采取必要的处理措施。(3)路基穿过耕种地区时，为了节约用地，如果当地石料丰富，可修建石砌边坡或直立矮墙。(4)沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水冲毁，如废方过多压缩河道而引起壅水危及农田、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方，否则应将废方运走。6.2确定路基横断面宽度路基总宽12米（路基不设置加宽值）, 路面宽度23.75米,设计标高(未设超高前含路面结构层)为行车道边缘处标高。路面横坡度1.5%,路肩坡度1.5%。为使全路段土石方填挖基本平衡,设计时充分考虑了各段路堤填方高度和减少支挡工程数量等因素；为充分利用路基开挖土石方,设计时基本按利用全填缺方式平衡土石方。在具体处理土石方平衡于其它因数关系时，适量保留了部分挖余(即弃方),以便在施工时作换填填料。具体见附图二路基标准横断面图6.3土石方量计算若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为式中：体积，即土石方数量（）、分别为相邻两断面的的面积()相邻断面之间的距离() 此法计算简易，较为常用，一般称之为“平均断面法”。若、相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：式中：=,其中。路基土石方计算完后，在进行土石方调配，合理解决各路段土石方数量的平衡与利用，以降低工程计价方数量，避免不必要的借土和弃土。土石方调配可以在土石方数量表上进行，在进行土石方调配时，首先应进行横向调配，满足本桩利用方的需要，然后计算其他填缺和挖余的数量。根据填缺和挖余的情况进行纵向调配，确定借方或废方数量。 参考文献1张雨化主编，道路勘测设计，人民交通出版社，19972孙家驷编，公路小桥涵勘测设计，重庆大学出版社，19903方左英编，路基工程，人民交通出版社4方福森编，路面工程，人民交通出版社5邓学均主编，路基路面工程，人民交通出版社，20006公路工程技术标准jtg b01-2003，交通部颁发7公路路线设计规范jtj011-94，交通部颁发8公路路基设计规范jtg d30-2004(或jtj013-95)，交通部颁发9公路设计手册路线，人民交通出版社10公路设计手册路基，人民交通出版社11公路设计手册路面，人民交通出版社附表一 公路技术指标项目技术指标项目技术指标设计速度60平曲线最小半径一般值300路基宽度12极限值150路面宽度3.752平曲线最小夹直线反向曲线160路面横坡度1.5同向曲线480路肩坡度1.5竖曲线最小半径