学   号    082*****

 

（道路勘测课程设计）

设计说明书

起止日期：  2011 年  6 月 27 日 至  2011年 7  月 2 日

 土木工程学院

2011 年7月 2 日

目   录

课程设计任务书…………………………………………………………2

一、本道路修建的目的 …………………………………………………5

二、本路1#-20#所经地区的自然情况特征与分析……………………5

三、各项工程涉及意图及根据…………………………………………5

四、与本工程有关的其他工程配合与协议事项………………………5

五、对日后顶测、施工、养护的建议与要求…………………………5

六、路线方案优缺点的说明与分析……………………………………5

七、设计方法与步骤……………………………………………………5

  1确定公路等级………………………………………………………5

  2选定路线技术标准…………………………………………………6

  3纸上定线……………………………………………………………6

4纵断面设计…………………………………………………………7

5路基横断面设计……………………………………………………7

6弯道细部设计………………………………………………………7

7JD1的曲线要数计算…………………………………………………8

8竖曲线要数计算……………………………………………………10

9土石方计算与调配…………………………………………………10

八、参考文献……………………………………………………………10

九、设计方案比较………………………………………………………12

天津城建大学

课 程 设 计 任 务 书

2010 —2011 学年第 2 学期

    土木工程   学院   交通工程    专业

课程设计名称：   道路勘测设计    

设计题目：      山区道路设计（起讫点）　       

完成期限：自 2011  年 6 月 27 日至 20## 年  7 月 2  日共  1 周

《道 路 勘 测 设 计》课程设计任务书

一、设计课题：山区公路路线设计

二、设计内容：按任务书指定控制点进行纸上定线，平面设计、纵断面设计、横断面设计，土石方调配与土石方计算；路线方案技术指标论证分析。

三、设计原始资料：

1．设计用1:2000地形图（电子版地形图1:1000）一张,等高线为2米;

2．道路性质与控制点：本路为某矿区通入工业基地跨越重丘区一段路线，图示控制点（学生的起讫点）是不同路线方案的中间控制点（应以起讫点的位置和标高控制路线设计）;

3．交通运输情况：主要为解决解放牌汽车运输，现年平均交通量600辆/日,平均年增长率为7%.按15年远景规划;

4．自然条件：本路线一端接山区，另一端为微丘地形，中间为重丘过渡段，（即本课题设计路段），该段地质情况基本稳定，除地表0.5-1.0米风化土层外，下部为石灰岩，地下水位一般较深,对路基与边坡稳定性影响不大。

四、   设计应完成的主要任务：

1．公路技术等级拟定；

2．路线技术标准选定；

3．指定控制点间路线选线、定线；

4.平面线型设计；

5．纵断面设计；

6．路线横断面设计；

7．土石方计算与调配；

8．路线方案技术指标论证；

9．编写设计说明书；

五、课程设计应提交的成果：

1．设计说明书1套；

2．路线平面图1张；

3．路线纵断面图；

4．路线标准横断面图；

5．弯道设计大样图（可选做1-2个弯道）；

6．横断面图；

7．路基土石方表（附土石方调配图）；

8．其他。

六、课程设计有关规定

1．课程设计前，学生应根据任务书要求，制定设计进度计划，并严格执行，按期独立完成设计任务;

2．课程设计方法与步骤，可参阅设计指导书，对于设计疑难问题，首先应独立思考与查阅有关参考文献，确实不能解决时，可向指导教师请求答疑，如因资料不足，需对设计中某些重大问题进行修改和必要假定时，需征得指导教师的同意;

3．本设计也可以由二名学生组成小组，在相同控制点间选定一路线方案分别进行设计，最后汇总进行方案技术指标论证分析，选定推荐路线方案;

4．设计建议采用“纬地”专业道路设计软件进行设计，采用计算机绘图。也可采用手工计算设计， 图纸可用铅笔绘制或应按指导教师规定要求在指定规格图纸上绘制，力求线条均匀，粗细分明，书写工整，尺寸齐全;

5．设计说明书应统一使用A4规格纸打印，参照天津城建大学课程设计要求并加封页及封底连同设计图纸和设计图表（作为附件），一并装订成册;

6．本设计完成后，经指导教师评阅后，交送道路桥梁工程教研室。

指导教师（签字）：                  

教研室主任（签字）：          

批准日期：       年   月    日

设计说明书

一．道路修建的目的

本路为某矿区通入工业基地跨越重丘区的一段路线。本道路修建的目的是为了发展矿区与工业基地间的运输业务。只有改善运输条件，才能够更好的发展本地经济、改善人民生活状况以及提高社会效益，同时为当地工矿企业的扩大发与展带新的来契机。

二．道路所经地区的自然情况特征与分析

本路为某矿区通入工业基地跨越重丘区的一段线路，高程从150m到220m,。其一端接山区，一端接微丘地形，中间为重丘过渡段（本公路主要为此段），该段地质情况稳定，除地表0.5-1.0米风化土层外，下部为石灰岩，地下水位一般较深，对路基与边坡稳定性影响不大。

三．各项工程设计意图及根据

（1）公路技术等级拟定：根据远景设计年平均日交通量可得公路的技术等级，只有确定了公路的技术等级，才能确定修建此路的其它数据。

（2）纸上定线：纸上定线可以初步确定路线的走向，才能根据任务指定控制点，研究等高线间距及可能的走法，对需要展线的路线，才能按照等高线间距及平均纵坡的要求进行展线。然后进行平面试线，并截取中线地面高程粗略绘制纵断面，定出沿线概略设计高程。最后修正导向线，计算平曲线要素。

（3）纵断面设计：根据各点的桩号及高程设计纵断面。确定路线的起伏情况。

（4）路基横断面设计：根据各桩号横断面的平距及高差设计横断面，确定公路的横坡，及填挖。

（5）弯道细部设计：根据道路的要求及相关规范设计。确定弯道加宽设计、缓和段设计、超高设计、平面视距设计等工作。

（6）土石方计算与调配：根据路线的填挖情况确定。这与工程造价密切相关。

四．与本工程有关的其它工程配合与协议事项

施工现场需要“四通一平”，所以得与通讯公司、水电公司等联系。需要用混凝土时需要与混凝土公司联系，需要钢筋时需要与钢筋公司联系。诸如此类。

五．对日后定测、施工、养护的建议与要求

采用专用的测量设备及专业的测量人员；施工时尽量连续，应采用较先进的施工技术，不应选择在冬期施工；通车后严格控制车流量及车重，并定期进行检查、维修。

六．路线方案优缺点的说明与分析

优点：路线线型美观，填挖基本平衡，纵坡符合要求，施工难度不大。

缺点：路线较长，填挖量较大，平曲线及缓和曲线较短。

七、设计方法与步骤

1.  公路技术等级的拟定

本路为某矿区通入工业基地跨越重丘区的一段线路。本路线一段接山区，另一端为微丘地形，中间为重丘过渡段，该段地质情况基本稳定，除地表0.5—1.0米风化土层外，下部为石灰岩，地下水位一般较深，对路基与边坡稳定，对路基与边坡稳定性影响不大。主要交通运输情况为解决解放牌汽车运输，现年平均日交通量600辆/日，平均年增长率为7%，按15年远景规划。

远景设计年平均日交通量：

辆/日

然后将解放牌设计年平均日交通量以标准小客车进行折算

《公路工程技术标准》中以小客车为标准的折算系数，如表1所示：

表1:各车型以小客车为标准的折算系数

解放牌汽车属于中型车，所以车辆折算系数取1.5

折算成小客车后为：辆/日

按照《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)规定：

二级公路为供汽车行驶的双车道公路，双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000～15000辆。

三级公路为供汽车行驶的双车道公路，双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆。

由此，于是可以得出本设计的公路技术等级拟定为三级公路。

2.  选定路线技术标准

1)   设计行车速度：根据《公路工程技术标准》，三等级公路设计行车速度为30km／h或40km／h，此山区为重丘区，选用30km／h。

2)   路基路面宽度：根据《公路工程技术标准》双车道路面单车道宽度为3.25m，路面宽度选7.5m ,路基宽度12m。

3)   平曲线最小半径：根据《公路工程技术标准》，三等级公路，设计行车速度为30km／h时，极限最小半径为30m，一般最小半径为65m，一般选用一般最小半径，但是在比较困难的地段，曲线半径可选用极限最小半径。

4)   行车视距：据《公路工程技术标准》知，停车视距为30m

5)   弯道超高，加宽于缓和段：据《公路工程技术标准》知，最大超高为8%，加宽可以选用2类加宽，缓和段的长度最小为25m，对于同向弯曲的平曲线，当R _max ／R_min ≤2时，可以不设缓和段。

6)   极限纵坡坡长限制：根据《公路工程技术标准》知，设计行车速度为30km／h的三级双车道的最大纵坡度不超过8%，最小坡长为100m, 最大坡长为300m。

7)   竖曲线最小半径经：根据《公路工程技术标准》知，设计行车速度为30km／h时，凸型竖曲线一般最小半径为400m，凹形竖曲线一般最小半径为400m。

3.  纸上定线

1)   确定方案

在比例图上观察地形地貌，大至定出路线的走向，充分利用地形，避开不利位置。

2)   定出匀坡线与导向线

采用5%—5.5%的坡度线，计算出展线平距后，在大比例图纸上定出匀坡线，反复调试定出导向线。

3)   平面试线与修正导向线

穿直线：按照照顾多数，保证重点的原则，综合考虑平面线性设计的要求，然后用“以点连线，以线交点” 的办法平面试线，反复试线，最后确定交点。按照《公路工程技术标准》选用不同的平曲线半径和缓和曲线长度后，通过纬地设计软件敷设曲线。

4)   定出交点桩号，并计算出平曲线的基本要素，标出曲线里程桩号。

4.  纵断面设计

1)   设计路线地面高程

设计路线地面高程，根据路线所在点位，直接从地形图上内插截取中桩点位的标高，桩位每20米整桩取一点。

2)   点绘纵断面图

按规定格式点绘纵断面图，比例尺：纵向1/200（可根据高差调整），横向1/2000，纵断面图下部表格各栏目自上而下分别为：土壤地质、填挖高、设计高程、地面高程、坡度/坡长、里程桩号、直线及平曲线、超高;

3)   进行拉坡设计

根据实际地形，参考前拟定的大概概路线控制标高，考虑路基稳定，土石方经济指标以及桥涵标高要求，进行拉坡设计，设计变坡点，变坡点一般应选在十米整桩位处，设计坡度取值精确到0.1%，避免设计精度大于0.1%坡度，纵坡转折处插入适宜的竖曲线，进行竖曲线设计;

4)   根据设计纵坡线计算各桩位设计高程和填高挖深（精度到厘米）。

5.  路基横断面设计

1)   根据设计路线平、纵线形，结合实际地面自然横坡以及地质条件进行路基横断面设计（如横断面设计中发现问题，应对平、纵线形再次进行调整、修正）；

2)   进行典型断面设计，并绘制典型横断面图，如路堤、路堑、半填半挖、台口式路基、挡土墙路基等等;路基典型横断面，除标明路基路面宽度外，尚应包括道路用地范围以内的路基边坡、边沟以及护道、截水沟等及各部尺寸;

3)   路拱大样图绘制（比例尺1/50或纵横采取不同比例）。

6.  弯道细部设计（JD1处弯道设计计算）

1)   道路加宽设计：

由《公路工程技术标准》知，此道路采用一类加宽值1.2m，加宽长度应该与缓和段的长度相同，加宽方式采用按比例过度的方式：b_x=b×L_x／L

其中：L_x:任意加宽点到起点的距离

L：加宽缓和段长度

b：加宽值

2)   缓和段设计

缓和段线性采用回旋线，长度计算

a)   据离心加速度得出=0.036V³／R==16.20m

b)   保证驾驶员操作时间=V／1.2=30/1.2=25 m

c)   控制超高产生的附加坡度=B(iy+ig) ／2△p=28 m

d)   满足视距要求=R／9～R=6.7m～60m

缓和段参数的计算：因为R<100m,取A=R=30

我采用的=30m 符合要求。

3)   超高设计

=0.018

 的取值在0.17——0.10 上面得超高值也是个范围值，根据《公路工程技术标准》取用超高8%

过渡方式是绕车道中心旋转。

4)   平面视距设计

由《公路工程技术标准》知，此公路采用会车视距，也就是至少是停车视距的两倍

采用上式得出的会车距离大致在30m左右

由直线曲线转角表知道L=110.9m>60m

=15.58

在横净距15.58m范围内的障碍物都需要清理

5)   弯道细部大样图(见附图)

7.  JD1的曲线要素计算

某个山区3级公路，设计时速是30KM/h，有一个弯道R=60m，交点的桩号为K0+082.696,转角α=38°30′7.2″， 试计算该曲线上设置缓和曲线的五个基本桩号。

解：缓和曲线长度Ls

V=30KM/h,则：

        Ls=0.036V³／R=16.20m

V／1.2=25 m >Ls

ls=R／30～R=10m～30m

取整数，采用缓和曲线长为30m，符合要求。

圆曲线内移值：

m

总切线长：

曲线总长Lh

五个基本桩号计算：

JD       K0+082.696

-)   Th           36.141

     ZH       K0+046.555

+)   ls            30   

HY       KO+076.555

             +)(Lh-2Ls)         10.302  

             YH       K0+086.857

         +Ls                 30 

             HZ       K0+ 116.857

          -Lh/2            35.151

             QZ       K0+081.706

超距   D=2Th-Lh=1.98

JD=D/2+QZ= K0+82.696

检验无误，且桩号与CAD出图桩号基本相同（由于保留位数及计算精度偏差存在很少偏差）。

8．竖曲线要素计算

已知变坡点桩号为，高程为193.000，，，竖曲线半径为。

，该曲线为凸形竖曲线。

曲线长

切线长

外距

竖曲线起点桩号

竖曲线终点桩号

9．土石方计算与调配(见附表)

  （1）沿路线按地形图截取各桩位横断，并在米格纸上点绘成图（比例尺寸1/200或纵横采取不同比例）;

  （2）按各桩位设计高程和横断面图，进行“戴帽子”，并计算路基填挖面积（精度取到0.1平方米）;

  （3）根据计算断面积填写路基土石方计算表进行土石方计算（精度取到整立方米，四舍五入）;

  （4）土石方调配可采用累积曲线图或土石方调配表进行，其中有关经济运距，应根据施工运输方式和工程单价等通过计算确定（当资料不足时须假定,但应征得指导教师同意），最后列表说明土石方调配数量与范围，计价土石方与运量。

八、参考文献

【1】   中华人民共和国行业标准，《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），人民交通出版社。

【2】   杨春风、欧阳建湘、韩宝瑞《道路勘测设计》，人民交通出版社，20##年2月，第一版。

【3】   中华人民共和国行业标准，《公路路线设计规范》（JTG D20-2006），人民交通出版社。

【4】   交通部标准．公路工程技术标准．北京：人民交通出版社，2004。

九、设计方案比较