交通土建课程设计说明书

1、交通土建课程设计说明书课程名称：交通规划与道路勘测设计设计题目：山岭区二级公路路线设计姓 名：赵轲轩学 号：06132297班 级：交建13-4班中国矿业大学力学与建筑工程学院二一六年一月目 录1 设计条件和设计依据1 1.1设计条件1 1.2设计依据12 设计技术标准2 2.1公路技术等级2 2.2技术标准23 工程概况3 3.1自然概况3 3.2地形地质条件3 3.3工程条件34 平面线形设计4 4.1路线方案的拟定4 4.2线形设计45 纵断面设计6 5.1设计方案6 5.2计算与结果66 横断面设计8 6.1路幅设计8 6.2路基横断面设计8 6.3土石方量统计9参考文献 131 设计

2、条件和设计依据1.1 设计条件设计公路为陕西省商南县二级公路。商南县位于陕西省东南部，属于长江流域汉江水系的丹江中上游。道路性质为干线公路，路面类型为沥青路面，路线主线长0.434803km，设计行车速度为60km/h。1.2 设计依据中华人民共和国行业标准公路工程技术标准（JTJ B01-2003）S中华人民共和国交通部发布，2004中华人民共和国行业标准公路路基设计规范（JTG D30-2004）S北京：人民交通出版社，2005中华人民共和国行业标准公路路线设计规范（JTG D20-2006）S中华人民共和国交通部发布，20062 设计技术标准2.1公路技术等级设计路段公路等级为二级，适应

3、于将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为500015000辆。2.2技术标准 平面设计技术指标：（1）圆曲线最大半径：10000m；（2）圆曲线最小半径一般值：200m；（3）最小半径极限值：125m；（4）不设超高的最小半径：1500m。纵断面设计技术指标：（1） 最大纵坡度：6%；（2） 最小纵坡度：0.3%；（3） 最小坡长：150m；（4） 最大坡长见表2.1。 表2.1 坡度与坡长关系表 纵坡坡度/% 最大坡长/m 3 1200 4 1000 5 800 6 600 7 当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制； 竖曲线最小半径一般值：700m； 竖曲线最小半径极限值：450m

4、； 竖曲线长度一般值：90m； 竖曲线长度极限值：35m。 路基横断面技术指标： （1）行车道宽度：2*3.5m； （2）路肩宽度：2*1.5m； （3）路基总宽度：10m。3 工程概况3.1自然概况 商南县是一块结构复杂，以低山、丘陵为主体的山区。境内地势西南部和北部较高，东南部和中部较低，千米以下的低山、丘陵占总面积的77%。丹江自西向东横贯县境中部，把全县分为丹南、丹北两部分。岭谷相间，地势起伏，相差悬殊，相对高差最大值在1840.6米。商南地处北亚热带与暖温带的过渡地带，独特的地理位置使商南四季分明，雨量充沛。3.2地形地质条件 此处多为山岭区，地势稍陡，北部和西南地势较高，东南部和中

5、部地势较低。由于复杂的地质构造、外应力的影响和人类活动等原因，境内地形复杂，差异较大，大致以丹江为界，丹北是蟒岭的东延部分，山势多西北向东南走向，地势由高趋低，山体浑圆，冈峦起伏，尤其是西界公路以南地区，山体排列松散，河谷开阔，但植被较差。丹江以南山势多由西向东，地势西高东低，山形陡峭，河谷深切，多溶洞山泉，山上植被葱郁。3.3工程条件丹北的主要石质由石英片岩、石英岩等变质杂岩组成，丹江以南是由结晶灰岩、板岩、千枚岩、石英片岩、大理石岩、变砂岩组成的新开岭山地。地势起伏大，岩质多变。4 平面线型设计4.1路线方案的拟定本方案为基本型曲线，选择设计此类型曲线是由于该线型流畅，更顺线。现拟将半径取

6、为不设超高值时的最小半径1500m，离心力的影响较小，不需要设置缓和曲线即可满足行驶稳定性，行驶更加舒适安全。4.2线形设计根据所给出的地形图首先确定路线的起终点。根据等高线及其路线的大致走向初步拟定一个交点JD1。然后将其导向线做出，确定了道路的大致路线。导向线的转角为21.71°。根据国家规范初步设定圆曲线半径R=450m。各要素图示见图4.1，计算数据如表4.1。图4.1 圆曲线计算示意图 道路平面线型三要素的基本组成是：直线回旋线圆曲线回旋线直线。这种组合也称作平曲线的“基本型”。其几何元素的计算公式如下： （4.1）式中 q 切线增长值，m； Ls 缓和曲线长度，m； R

7、圆曲线半径，m。 （4.2）式中 p 内移值，m。 （4.3）式中 缓和曲线角，°； 圆周率。 （4.4）式中T 切线长，m； 路线转角，°。 （4.5）式中L 平曲线长，m。 （4.6）式中E 外距，m。 （4.7）式中J 超距，m。 表4.1 S型平曲线要素表 要素名称 计算数据 路线转角（°） 21.71 圆曲线半径R（m） 450 缓和曲线长度Ls（m） 70 缓和曲线角 （°） 4.456 平曲线长L（m） 240.533 切线长T（m） 121.382 外距E（m） 8.663 超距J（m） 2.23 起点至直缓点直线距离为180.315m，

8、直缓点至缓圆点距离为70m，圆曲线弧长为100.533m，路线全长为434.803m。5 纵断面设计5.1设计方案 由于地面线起伏较大，简单竖曲线难以满足要求，填挖量较大，先顺地形拟定一个变坡点。变坡点的设计考虑到了平包竖的原则、最小坡长以及填挖平衡。根据规范要求选定竖曲线的半径和坡度，根据书中的公式计算得到其他计算数据，并绘制，详图见纵断面设计图。5.2计算与结果根据如上步骤所述，确定竖曲线的半径以及变坡点位置和标高，坡度值，各要素如图5.1所示，其数据如表5.1所示。 Xx 图5.1 竖曲线要素示意图 表5.1竖曲线设计要素表变坡点竖曲线半径（m）坡度（%）桩号坡长（m）起点K0+000.

9、000变坡点130004K0+250250终点0.5K0+434.803184.8 根据以上数据，可计算竖曲线的各要素，计算公式如下： =i2-i1 （5.1）式中 坡差，%； i1，i2 相邻直坡线纵坡，%。 （5.2）式中 L 坡长，m； R 竖曲线半径，m。 T=L/2 （5.3）式中 T 切线长，m。各要素计算数据如表5.2所示。 表5.2 竖曲线要素计算表要素名称计算数据坡度差（%）3.5长度L（m）134.945切线长T（m）67.56 横断面设计6.1路幅设计此设计的公路为二级公路，设计时速为60km/h，根据规范可确定公路横断面部分要素如下：1. 公路的标准横断面由车道、路肩（

10、右侧硬路肩、土路肩）等部分组成；2. 横断面路基宽度为10m；3. 车道宽度为3.5m，为双车道；4. 路肩宽度为1.5m。6.2路基横断面设计6.2.1确定路基断面宽度设计公路为二级公路，时速为60km/h，其横断面由车道、路肩（土路肩）等部分组成，查阅规范可得出路基宽度设计的标准值为10m。6.2.2资料收集 （1）平曲线起、终点桩号，平曲线半径和转角可在平面设计中读取； （2）每个中桩的填挖高度可在纵断面设计中读取； （3）在路线长度范围内，选择100m有代表性的路段，并每隔20m间隔依次进行其横断面设计； （4）路基宽度为10m。在路线平面图上的所选各中桩横断面范围内并向外延伸一定距离

11、选取若干点，量取各点的地面标高； （5）根据线路所处地区的地质情况确定填方挖方的边坡值和挡土墙的设置。6.2.3确定路基标准横断面在绘制路基横断面图之前，以确定路基横断面的形式及其横断面布置、构造尺寸（主要包括路幅尺寸、横坡度值、变坡高度、护坡道宽度、挖台阶的宽度等）。标准横断面图中应包括路基横断面中的各种可能的形式及其有关的支挡防护形式。本次设计中绘制本段的路基横断面图，即K0+180K0+300这一路段。在这一路段中，主要出现的路基横断面形式有：填方路堤、半填半挖路基、路堑墙和路堤墙路基。按工程技术标准规定，路基宽度为10m，现拟定路面采用2%的路拱横坡度，基本横断面如图6.1所示。图6.

12、1 标准路基横断面图 按以上要求及设计以1：200的比例尺绘制路基标准横断面图，具体内容见路线横断面图。6.3土石方量计算 路基横断面设计以及路基横断面图绘制完成以后，应对路基的土石方进行计算。首先计算横断面的面积，接下来需计算体积以获得土石方数量。土石方量计算方法有很多种，填挖方面积通过积距法得到，将断面按单位横宽划分为若干梯形与三角形条块，如图6.2。计算公式为： （6.1）式中 每小块近似面积，m2； 每小块近似宽度，m； 每小块近似高度，m。 （6.2)式中 F 横断面面积，m2； 每小块近似宽度，m； 各块累积高度，m。图6.2 积距法示意图图6.2 积距法示意图 由于相邻两横断面填

13、挖方面积相差较大，所以计算土石方量时不适宜用平均断面法，采用棱台法，如图6.3，棱台法的计算公式为： （6.3）式中 V 体积，即土石方数量，m3； A1、A2 分别为相邻两横断面的面积，m2； L 相邻两横断面之间的距离，m； ，其中A1>A2。 图6.3 棱台法计算示意图 土石方数量计算完成后，把相关数据填入土石方数量表，确定各路段内各种土或石的填挖量，土石方量如表6.1所示。 表6.1 土石方计算表桩号间距(m)挖方(m³)填方(m³)K0+00020.00 3387.53 1342.03 20.00 20.00 2289.87 0.00 40.00 20.00

14、 992.91 0.00 60.00 20.00 1186.15 0.00 80.00 20.00 1103.82 347.98 100.00 20.00 957.05 1009.40 120.00 20.00 1270.28 1568.40 140.00 20.00 1052.84 2152.27 160.00 20.32 374.92 5290.85 180.32 19.69 277.81 7605.52 200.00 20.00 282.26 8827.71 220.00 20.00 4830.10 5064.01 240.00 10.32 2491.12 2410.47 250.32 9.69 308.92 4083.23 260.00 20.00 4586.07 3758.36 280.00 20.58 8068.70 0.00 300.58 19.42 4072.90 5.71 320.00 20.00 302.56 1602.06 340.00 10.85 0.00 1823.03 350.85 9.15 7.06 953.47 360.00 20.00 1562.66 940.94 380.00 20.00 1547.24