道路勘测设计暑期实习

下蜀林场实习设计路线设计说明东南大学交通学院指导老师：程建川姓名：刘修宇学号：21711117路线编号：4号目录1.项目背景1）地理位置2）现状3）任务要求2.设计标准及规范1）设计标准2）设计遵循的标准、规范及规程3.路线方案及平面设计1）路线走向及方案2）曲线敷设3）超高加宽计算4.纵断面设计及绘图1）设计原则2）拉坡及竖曲线敷设3）纵断面图绘制5.路基设计及土石方计算、调运1）标准横断面选择2）土石方计算（土石区分、比例、类别等）3）土石方调运（原则、结论）6.排水设计1）要求2）设计7.小结1.项目背景1.1地理位置下蜀林场，位于江苏省镇江市句容境内，地理位置东经119°14’，北纬31°59’，北靠下蜀乡，西部和南部与亭子乡毗连。属北亚热带季风气候，气候特点是：干湿寒暑四季分明，光照充足，水热资源丰富，森林覆盖率高达73%。全场可分为低山、丘陵和谷地三种地形。下蜀林场目前为南京林业大学实习林场，东南大学交通学院也与林场有所合作，为每年短学期实习提供场所。在镇江句容宁镇山脉东段的武岐山、空青山南侧，有一处占地4876亩，拥有上千种植被，被称作“绿翡翠”的地方。这里光照充足、水源丰富、林木葱郁，东西走向宁镇山脉似天然屏障，让北风和西风难以长驱直入，为林木生长提供有利的天然环境。这里就是我校实习基地——下蜀林场。林场森林面积314.4ha，其中林业用地298.9ha，省级公益林261ha，森林覆盖率超过90%，全场共有活立木蓄积量19099m3。1.2现状本组主要对四号线进行测量与路线设计，四号线全线长约750m，原始路线主要是一段上山坡段，路线大体走向为东西走向，中间有一个很大的弧度，使路线从东西方向转为南北方向。地形基本上保持沿路线前进方向左边为山崖，右边为山坡，覆盖大量植被。1.3任务要求本次实习的主要任务是在给定的起点和终点之间，按照已定的技术标准，结合地形、地质及其他沿线条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，在实地定出路中线的确切位置，并进行详细测量和调查，最终完成道路的平面、纵断面、横断面设计，并计算路基土石方。主要测量任务包括选线、定线、中桩放样、水平测量、横断面测量，内业任务包括手工进行平、纵、横设计及土石方计算，应用dicad进行平、纵、横设计及土石方计算。通过这些任务，学习路线布局的基本方法，了解路线方案比较的方法，公路路线线形的概念，进一步加深课堂所学勘测知识。学习公路各种曲线的敷设方法，基本能掌握各类地形、曲线的运用和测设，熟悉测工的工作方法，并进行测工的基本训练。为了保证实习效果，本次实习分组进行，每组10名同学，每个组独立进行一条道路的勘测设计工作，每个组也可根据工作内容再分小组，不同小组的工作内容必须进行轮换，即每个同学必须参与实习过程的每一个环节。各实习小组的野外记录、内业图表等各项资料采取签核制度，即记录、绘图、制表、校核者均应签名，与实际工作做法一致，若发现错误应及时报告，不得擅自涂改原始记录。本次设计采用三级公路要求，考虑到实际情况，可降级到四级公路。三级公路设计速度40km/h，极限最小半径60m，一般最小半径100m，最小坡长120m，最大纵坡7%，行车道宽度3.5m，路基宽度8.5m，路拱横坡度2%。四级公路设计速度30km/h，极限最小半径30m，一般最小半径65m，最小坡长100m，最大纵坡8%，行车道宽度3.5m，路基宽度8.5m，路拱横坡度2%。由于4号路线本身纵坡坡度就超过了7%，所以纵断面拉坡设计时就要降级到四级公路，并且在一些路段要进行限速的设计。2.设计标准及规范2.1设计标准本次设计主要采用双车道三级公路标准，设计速度40km/h，但考虑到山区道路长度短，拐弯较多的实际情况，部分路段降低设计标准，采用四级公路标准，设计速度30km/h。全线基本采用0.75米土路肩+2×3.5米车行道+0.75米土路肩的形式，部分曲线路段处采用加宽，设计时假定路面下2m为粘土，2m一下为岩石，土石可互替。2.2设计遵循的标准、规范及规程1.《道路勘测设计》教材2.《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)3.《公路路线设计规范》》(JTGD20-2006)4.《公路设计手册—路线》5.《公路路基设计规范》6.《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》7.《公路路线设计细则2010》3.路线方案与平面设计3.1路线走向及方案本次设计起点里程桩号K0+000.000，终点位于山地道路结束处，里程桩号K0+736.324,全线长736.324m。路线设计基本上放弃了原有的老路，为了能够尽量符合三级公路的设计标准，采取大量挖方与填方的方法。新建路段基本为曲线，且设置缓和曲线，以保证线性流畅，行车安全舒适。设计路线共3个交点，最小圆曲线半60m，最大半径200m，圆曲线长度和缓和曲线长度基本保证1:1的标准。交点2与交点3之间设计成S形曲线的形式，连接的两条缓和曲线回旋线参数之比近似等于1，符合要求。在最终设计路线之外，还设计了一条比选路线，比选路线基本上沿山地道路原有的路线走向，设计主要考虑减少填挖方量，但是由于实际道路的局限性，如果沿原有道路走向的话，虽然减少了填挖方量，但是造成平曲线太多，圆曲线半径太小，需要降速到20km/h，而且相邻曲线之间直线长度过短，行车有较大危险性，所以放弃了这一比选方案。3.2曲线敷设这三条曲线均采用的是三级公路的设计标准。交点序号交点坐标交点桩号XY12345起点3556354.755499548.174K0+000JD13556259.706499504.098K0+104.771(右)21°15'6"JD23556065.609499302.19K0+383.894(右)48°58'52"JD33556089.703499032.818K0+650.728(左)108°58'44"终点3555943.134499069.002K0+736.324q=Ls2-T=R+ptanE=R+psec3.3超高加宽计算设计路线超高值通过公式ih=v2127R–μ计算得到，μ的值根据不同设计速度采用不同的值，设计速度为40km/h时，μ=600.000μ=143.5238R2-1.4208R+0.03789；超高方式采取绕中线旋转的方式，超高渐变可以得到i约等于8%。加宽，设计速度为40km/h使用第三类加宽值，限速30km/h，采用第二类加宽，R>250m不需要加宽。具体采用公式为b=NA22R由N=2，A=63.853，R=65.477，v=40，可以得到b=1.25Lx——任一点距过渡段起点的距离（m）L——加宽过渡段长度（m）4.纵断面设计及绘图4.1设计原则纵断面设计是对平面设计确定的路线所经地面的纵断面上在高程上定出设计线，其主要内容是正确地采用纵坡坡度，合理地拟定纵坡线的位置与坡长，在设计线的变坡点处设置竖曲线及绘制纵断面图等。综上设计要求有：速度不超过40km/h，最大纵坡不超过8%，限速状况下不超过9%最小坡长为120m纵坡叠加后不能超过100%4.2拉坡及竖曲线敷设本次纵断面设计线以路中心线标高为设计标高，在满足纵断面控制点高程的基础上，注意到平、纵组合设计、最大纵坡控制及填挖工程量控制等，纵断面线形力求指标均衡，视觉顺适。主要高程控制点有起、起点高程及路线经过的小路高程控制点。具体数据为K0+000--K0+327.667坡度7.85%坡长327.667K0+327.667--K0+469.679坡度2.94%坡长142.012K0+469.679--K0+750.825坡度8.62%坡长281.146配竖曲线：变坡点RTE起点桩号终点桩号K0+327.66780019.630.241K0+308.037K0+347.298K0+469.67980022.7310.323K0+446.948K0+492.410由于我们平均纵坡大于7%，缓和坡段长度在理论上无法达到120m，否则纵坡超限。4.3纵断面图绘制纵断面图绘制主要包括了地面高程与地面线，设计高程与设计线，设计线的纵坡度与坡长，竖曲线及其要素，平曲线及其要素，沿线桥涵的位置、类型、孔径和主要尺寸，与公路、铁路交叉的桩号及路名，沿线跨越的河流名称、桩号、设计水位，水准点位置、编号和高程，沿线土壤地质分布情况以及地下水位线。本次设计假定地面往下2m为粘土层，2m以下为岩石层，通过表格的形式分别标注了整数桩号与特征点桩号的填挖高度、地面高程、设计高程、直线与曲线变化以及超高渐变图。5.路基设计及土石方计算、调运5.1标准横断面选择本次设计采取40km/h和30km/h的设计速度，采用横断面为路基宽8.5m，0.75m土路肩+2*3.5m车行道+0.75m土路肩。道路一般横坡：车行道2%，路肩4%，全线路基边坡1:1.5，本次设计中部分路基边坡为1:1.75。坡顶、坡脚作圆角处理。道路用地宽度界限为填方排水沟（挖方截水沟）外缘1.0米。横断面计算方法主要有（1）积距法：A=b*（2）坐标法：A=5.2土石方计算土石方计算主要采用公式V=12（F1+F2）L，其中V表示体积，即土石方数量；F本次设计挖方总数量为27843m3，其中包括土方17670m3，石方10173m3，填方总数量为12508.11m3，填缺7150.07m3，本桩利用土方4955.82m3，石方1228.19m3，本桩挖余7575.48m3，设计时本5.3土石方调运本次设计土石方调运要求主要包括：挖方2m以下按岩石处理，土石方比例分配精确到10%，土一律按二类普通土计，石一律按二类次坚石计，石方计算精确到1m3。经济运距一般情况下调运路堑挖方来填筑距离较近的路填是比较经济的，在横坡较陡的挖方路段，施工过程中有部分土石抛散掉，一般不应将全部挖方数量作为调用数量，在利用路基所挖石方作为筑路材材料时，应考虑堆放位置，废方要作妥善处理，废弃的土石不占或少占耕地，在可能条件下，应将弃方平整为可耕地。废方不堵塞河流或引起河流改道冲刷农田，调配时结合桥梁和涵洞位置一起考虑，照顾施工方便，一般大沟位置不作跨沟调运还应考虑上坡运输困难的因素。一律按纵向调运考虑，因此，只可能出现借方或弃方，两者不会同时出现；土石方调配原则：横向调运+纵向调运+借方=填方；横向调运+纵向调运+弃方=挖方；挖方+借方=填方+弃方；土石方计算：公式V=V:土石方体积F1，F2：两相邻横断面面积L：两相邻横断面距离6.排水设计设计原则《公路设计排水规范》（1）排水设计应考虑行车安全、路容美观、污染物的管理和养护、经济等因素，放缓边坡，加宽排水沟，在转折处宜设计成弧形；（2）边沟及路堤排水沟宜设计成宽展、平缓、带弧形，减轻驾驶者的紧张心理，挖方路段边沟宜设计为暗式，改善路侧景观，提高行驶安全性；（3）位于城区或市郊的非控制出入道路，边沟宜设置成U形、矩形，并以梳形盖板封盖；（4）截水沟一般宜采用梯形断面形式，利用半填半挖借方筑沟，减少破坏天然地面。7.小结实习的最后一天，大山深处的学生食堂，满桌佳肴，师生齐坐，觥筹交错，碰杯间，弥漫的不是酒意，而是八天的师生情，是辛勤的汗水，也是取得丰硕成果的欢乐。八天的野外实习，可分为四个阶段：①初进山区的准备和认识阶段，主要体现为对山区生活环境的认识，闷热的夜晚、连绵的阴雨、潮湿的地面、崎岖的山路，一个又一个难以克服的困难被一一克服，一个有一个难以适应的环境被适应②山区地形勘测阶段，由控制点测量和碎部测量两大部分组成，控制点的坐标根据四个GPS坐标点得到，形成一条导线，利用的工具为全站仪，高程则利用水准仪采取四等水准测量的方法得到；碎部点坐标与高程的获得方法与之大致相当，但精确度略逊一筹。③道路线形设计阶段，根据第二阶段获取的山区地形信息，设计直线、曲线、缓和曲线组成横纵断面的路线图，并综合考虑填方量和挖方量，应用软件为autocad和discad④中桩放样阶段，根据设计出来的新的道路中线，按照桩号实地放置中桩，并测量中桩高程，沿中桩绘制横断面。四个阶段，难度最高当数第二阶段，四等水准测量限差超标而重测已属家常便饭，更有小组返工次数过多，不堪其扰而把自己的线路称为“魔鬼二号线”，更有“绝望坡”流传于外；而让我感到收获最大的应该是第三阶段，两大软件的学习使我们受益匪浅，实际添加线形、综合考虑横纵断面使我们对书本知识的理解更上一层楼。八天的实习子让不可能尽善尽美，因暴雨而被耽搁的工作暂且不说，晚上无聊打牌亦