道路勘测设计课程设计报告说明书.doc

"道路勘测设计"课程设计说明书课题名称:三级公路路线设计目录一、设计说明11.1课程设计的目的11.2设计要求11.3设计原始资料1二、道路定线12.1道路选线的一般原则12.2选线的步骤和方法12.3路线方案比选评价指标1三、平面设计13.1平面设计的要求和原则13.2直线设计13.3曲线设计13.4有缓和曲线的平曲线要素计算实例1四、纵断面设计14.1纵断面设计的原则14.2纵坡及坡长设计14.3平纵线形组合设计14.4竖曲线设计1五、横断面设计15.1道路横断面设计的要求15.2路肩设计15.3平曲线加宽超高设计15.4路基土石方数量计算与调配1六、总结1参考文献1一、设计说明1.1课程设计的目的通过课程设计，让我们的理论知识得到实践，让我们对道路勘察设计有更深刻的了解，以及稳固和扩大所学的专业知识；道路勘测设计是教学方案中重要的实践性教学环节之一，在设计过程中，通过实际工程设计，同时结合课堂学习的知识及课本知识，掌握公路勘测设计的程序和技术方法。使理论知识与实践相结合，熟悉路线设计的步骤和方法。进一步稳固和加深及运用课堂上所学的勘测设计原理、标准、方法、理论根底知识，培养我们的分析问题、解决问题、独立设计的能力，使知识更加系统化。1.2设计要求按地形图上给定的起、讫点及相应设计高程为起讫点的原地面高程，完成该公路的初步设计的主要设计工作，具体要求如下：1、确定道路等级及主要技术指标。2、方案图：要求线路的布设能适应地形，土石方工程量少，线形指标满足"规"要求；尽量做到技术上可行，经济上合理。3、完成路线平面设计图；4、完成路线纵断面设计图；5、完成路基横断面设计图；6、逐桩坐标表；7、完成"直线、曲线及转角表和"竖曲线表的填写；8、完成"路基设计表和"路基土石方计算表的填写；9、编写设计计算说明书。1.3设计原始资料1、等高线地形图，比例为1：2000；2、起点坐标A621061.1230，920590.8070，设计标高为1290.0000米；终点B坐标622800.0000，920827.2074，设计标高为1272.0000米。3、技术指标：执行"公路工程路线设计规"平原区、三级公路标准，设计年限为15年。路基宽8.5m，路面宽7.0m，路面横坡度ih1.5%, 路肩横坡度ij=2.0%, 路堤边坡1:1.5, 路堑边坡1:1, 边沟采用底宽0.6，深0.6，边坡1:1的梯形形式。4、道路等级确实定：技术指标表表1-1效劳水平四级圆曲线最小半径100车道宽度3.5最大纵坡：300路肩宽度0.75最小坡长120路基宽度8.5竖曲线最小半径450停车视距50竖曲线最小长度35二、道路定线2.1道路选线的一般原则1、多方案比选2、正确掌握和运用技术指标3、重视与农业配合4、注意与周围景观相协调5、保证道路构造平安6、重视环境保护7、处理好近期与远期的关系2.2选线的步骤和方法1、收集资料2、初拟路线方案3、确定可比方案4、确定推荐方案2.3路线方案比选评价指标主要工程技术指标根据选线的原则与方法选出了两个方案，方案具体指标如下表所示：主要工程技术指标表表2-1顺序指标名称单位方案一方案二1公路等级三三2计算行车速度Km/h40403路线总长m176017714路线增长系数5最小平曲线半径m5805506最小竖曲线半径18500620.694凹形m358006500凸形m18500620.6947最大纵坡%1.3721.5008最短坡长m243.04231.0519路基宽度m8.58.510土石方数量m31571629190具体经济指标比照表表2-2方案一方案二一、平曲线1、路线总长(KM):1.7602、平均每公里交点数(个):2.8413、平曲线最小半径(米/个):580.000/14、回头曲线(个):5、回头曲线最小半径(米):6、平曲线长占路线总长(%):22.9977、直线最大长度(米):627.4401、路线总长(KM):1.7712、平均每公里交点数(个):2.8243、平曲线最小半径(米/个):550.000/24、回头曲线(个):5、回头曲线最小半径(米):6、平曲线长占路线总长(%):41.0037、直线最大长度(米):366.714二、竖曲线1、最大纵坡(%/米/处):1.372/380.852/12、最短纵坡长(米):243.0403、竖曲线占路线长(%):22.8334、平均每公里纵坡变更次数(次):3.4095、竖曲线最小半径(凸/凹)(米):18500.000/35800.0006、竖曲线增长系数:1.00791、最大纵坡(%/米/处):1.500/400.000/12、最短纵坡长(米):231.0513、竖曲线占路线长(%):35.0554、平均每公里纵坡变更次数(次):3.3895、竖曲线最小半径(凸/凹)(米):620.694/6500.0006、竖曲线增长系数:1.00714三、路基1、平均填土高度(米):1.4282、最大填土高度(米):4.0383、最小填土高度(米):0.0241、平均填土高度(米):1.2002、最大填土高度(米):3.7373、最小填土高度(米):0.035定线方案一是沿村庄布线，联系各个村庄之间的，连接交通较好，填挖方相对较少，路线行进方向高差较小，易于纵断面布线，排水较方便，方便填与挖的调配，原路改建减小施工量，无过大山体，大多路线视距较好，有利于驾驶。方案二为新建道路占用农田多，三次跨河，会造成设置过多的桥涵，工程造价本钱比拟高，从经济和农业等其他方面综合考虑不合理。经过各方面考虑政治经济等综合因素，对两个方案进展综合比选，确定方案一为理想方案。三、平面设计3.1平面设计的要求和原则1、平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；2、各级公路不管转角大小均应敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径；3、两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以段直线相连；4、两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜；平曲线应有足够的长度；5、曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性；6、应防止连续急弯的线形。3.2直线设计1适宜采用直线的路段为了更好地与环境相协调、节约耕地和工程造价以及保证必要的视距条件，通常情况下平面线形适宜采用直线的地段有：不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；长大的桥梁、隧道等构造物路段；路线穿插点及其前后；为双车道公路提供超车的路段。2直线长度确定1、直线的最大长度我国在道路设计中参照使用国外的经历值，根据德国的规定：直线的最大长度为20VV是设计速度,用km/h表示，20V相当于72s的行程。虽然地域不同、环境不同，但一般情况下应尽量地防止追求过长的直线指标。2、直线的最小长度对于同向曲线间的最小直线长度："公路路线设计规"JTGD20-2006规定同向曲线间的最短直线长度以m计以不小于设计速度的6倍为宜。对于反向曲线间的最小直线长度：规定反向曲线间最小直线长度以m计以不小于2V以km/h计为宜。3.3曲线设计圆曲线能较好的适应地形的变化，并可以获得圆滑的线形。在与地形、地物等条件相适应的前提下，宜尽量采用较大曲线半径，以优化线形和改善行车条件。1圆曲线半径确定考前须知当地形条件受到限制时，曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径。在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时，方可采用圆曲线的极限最小半径。圆曲线的最大半径不宜超过10000m。2缓和曲线的作用曲率逐渐变化，便于驾驶操作；离心加速度逐渐变化，消除了离心力突变，乘客感觉舒适；为设置超高加宽提供过渡段；与圆曲线配合得当，美化线形。3缓和曲线要素计算1、缓和曲线要素计算公式：切线角:=L/2移值P:P=LS2/(24R)切线增值q：q=LS/2-LS3/(240R2)图3-1缓和曲线要素2、带缓和曲线的平曲线要素计算Th=(R+P)tan(/2)+pLh=-2oR/180+2LSEh=(R+P)sec(/2)-RJh=2Th-Lh3、主点里程桩号计算ZH=JD-ThHY=ZH+LSQZ=ZH+Lh/2YH=HZ-LSHZ=ZH+Lh=YH+LsJD=QZ+Jh/2校核图3-2带缓和曲线的平曲线要素3.4有缓和曲线的平曲线要素计算实例图3-3带缓和曲线的平曲线要素1、缓和曲线的平曲线要素计算由设计曲线要素表得：JD1桩号：K0+242.129路线转角:右=6°210总切线长:Th=74.931m曲线总长:Lh=149.747m外距:Eh=1.500m缓和曲线长度:Ls=50.00校正数:Jh=2Th-Lh=0.115m2、主点里程桩号计算：ZH=JD-Th=K0+242.129-74.931=KO+167.198HY=ZH+LS= KO+167.198+50.00=KO+217.198QZ=ZH+Lh/2=KO+167.198+74.874=KO+242.072YH=HZ-LS=HY+(Lh-2LS)=KO+217.198+149.747-2*50.00=KO+266.945HZ=ZH+Lh=YH+LS= KO+266.945+50.00=KO+316.945JD=QZ+Jh/2=KO+242.072+0.115/2=KO+242.129(校核无误)四、纵断面设计4.1纵断面设计的原则1、应满足纵坡及竖曲线的各项规定最大纵坡、最小纵坡、坡长最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等；2、纵坡应均匀平顺；3、设计标高应结合沿线自然条件如地形、土壤、水文、气候等因素综考虑；4、纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相协调，并应考虑人体视觉心理上的要求；5、应争取填挖平衡，尽量移挖作填，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、农田水利等方面的要求。4.2纵坡及坡长设计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。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在山岭重丘区，它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输本钱等。1、最大纵坡确定"公路路线设计规"JTG D20-2006对各级公路最大纵坡的规定见下表：最大纵坡标准值表表4-1设计速度km/h1201008060403020最大纵坡%3456789最小纵坡挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。坡长限制坡长是纵断面上相邻两变坡点的桩号之差，即水平距离。坡长限制主要是对陡坡的最大坡长和一般纵坡的最小长度加以限制。1、最大坡长最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。最低容许速度V2对应的纵坡为不限长度最大纵坡I2,所以当坡度大于I2时，其纵坡长度需要加以限制。各级公路纵坡最大坡长表4-2设计速度/km/h120108060403020纵坡坡度/%3900100011001200470080090010001100110012005600700800900900100065006007007008007500500600820030092002、最小坡长最最小坡长通常规定汽车以设计速度行驶9-15S的行程为宜，"公路路线设计规"规定各级公路纵坡的最小坡长如下表所示：各级公路纵坡最小坡长表4-3设计速度/km/h1201008060403020最小坡长/m300250200150120100604.3平纵线形组合设计1、根本要求平包竖；要保持平曲线与竖曲线大小的均匀；要选择适当的合成坡度。4.4竖曲线设计竖曲线最小半径和最小长度要求缓和冲击行程时间不过短满足视距的要求竖曲线要素计算图4-1竖曲线要素示意图由纵坡及竖曲线表计算第二个变坡点要素：桩号KO+243.040高程/m1287.802纵坡/%i1=-0.905i2=-0.569半径/mR=35800计算竖曲线要素：=i2-i1=-0.569-(-0.905)=0.336，凹型竖曲线；曲线长：L=R=35800*0.336%=120.288m切线长：T=L/2=120.288/2=60.144m外距：E=T2/(2R)=60.1442/2/35800=0.0505m竖曲线起、终点桩号。竖曲线起点桩号=(KO+243.040)- 60.144=KO+182.896竖曲线终点桩号= (KO+243.040)+ 60.144=KO+303.184五、横断面设计5.1道路横断面设计的要求设计应符合"公路工程技术标准"的规定要求。设计应兼顾当地农田根本建立等的需要，尽可能少占耕地。1、路基宽度确定各级道路整体式断面的路基宽度表5-1公路等级二、三、四级公路计算行车度km/h8060403020车道数22222或1路基宽度m一般值12.0010.008.507.506.5(双)4.50(单)最小值10.008.5-本次设计为三级公路，设计速度为40Km/h路基宽度8.5米，路面宽是7米，路面横坡度是1.5%，路肩横坡度是2%。5.2路肩设计我国"公路工程技术标准"明确规定了各级公路的路肩宽度。路肩宽度表5-2设计速度/(km/h)高速公路、一级公路二、三、四级公路12010080608060403020土路肩宽度/m一般值3.00或3.503.002.502.501.500.75最小值3.002.501.501.500.750.25土路肩宽度/m一般值0.750.750.750.500.750.750.750.500.25双车道0.50单车道最小值0.750.750.750.500.500.505.3平曲线加宽超高设计平曲线加宽我国"公路工程技术标准"JTG B01-1003规定。平曲线的半径等于或小于125米时，应在平曲线侧加宽。平曲线超高超高横坡度应按计算行车速度、半径大小，结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况综合确定。一般来说，平曲线半径小，超高坡度就应大一些，反之，超高坡度就可小一些。而当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时就可以不设超高。在路面由积雪或结冰的地区，超高坡度应比一般地区的小一些，以防止出现汽车向侧滑动的危险。在非机动车通行较多的公路，超高坡度也应适当减小。各级公路圆曲线最大超高值表5-3公路等级高速公路、一级公路二、三、四级公路一般地区/%10或88积雪冰冻地区6市区路段最大超高值表5-4设计速度/Km/h806040、30、20超高值/%6425.4路基土石方数量计算与调配横断面面积计算；土石方数量计算；土石方的调配；1、土石方调配原则：就近利用，以减少运量。不跨沟调运。高向低调运。经济合理性。不同的土方和石方应根据工程需要分别进展调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供给。土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。2、土石方调配方法：复核检查：填方=横向调运+纵向调运+借方挖方=横向调运+纵向调运+弃方挖方+借方=填方+弃方六、总结在学习这门课程前我以为道路建立就是单纯的在地面铺上水泥，连接每个城市。只后我才明白，设计一条道路要考虑很多因素，如平安、经济、快速便捷、环境的限制影响等等，还有选线、平纵横设计等，这是一个巨大的工程。此次的课程设计，我们把课本上的知识通过道路设计得以实践，把理论知识与实践相结合，很好地稳固了专业知识，同时又让我们的专业知识有了进一步提升，在这过程中我遇到问题解决问题，发现对于专业知识还不是学的很透彻，不能很好地运用到实践中，这是自己的缺乏之处，如果以后要从事这方面工作则自己还有很长的路要走，首先就是掌握好知识，对于知识要点理解透彻，然后就是学好相关的软件，这是很有必要的。在设计中我发现要设计好一条道路是非常困难的，要综合考虑各种因素，如果我们能很好地用到道路勘察设计的知识就能够相对全面系统地对设计的道路进展规划设计，所以学好道路勘测设计这门课程是很有意义的。我们通过对道路设计要求和相关规，学会如何正确的设计一条符合要求的道路，去改变我们国家交通网络。虽然在课程设计中遇到了比拟多问题，历经坎坷，但我都一一解决了。这次课程设计让我深刻体会到知识的重要性以及认真学习的重要性，也明白只要自己坚持做一件事情，付出行动，你就一定会有收获。参考文献1"道路勘测设计"教材2"公路工程技术标准"，JTG B01-2003，人民交通3"公路路线设计规"，JTG D20-2006人民交通4"道路工程制图标准"，GB5016292人民交通5"道路勘测设计"毕业设计指导许金良主编人民交通