道路设计说明书.doc

江西赣北42公里分段二级公路设计说明书目 录第 1 章 绪论21.1 设计任务与内容21.2 自然情况21.3 设计成果2第 2 章 路线平面设计32.1 路线平面线形说明3 2.2 缓和曲线参数及长度确定4 2.3 平曲线计算方法4 2.4 平面图绘制方法5第 3 章 路线纵断面设计5 3.1 全线纵断面设计指标的采用53.2 纵坡设计与竖曲线设计53.3 平纵配合方案说明53.4 计算逐桩设计高程5第 4 章 线路横断面设计74.1 路幅断面尺寸拟定74.2 路基边坡与断面形状设计74.3 超高与加宽设计84.4 横断面绘制方法84.5 横断面面积计算及土石方数量计算与调配8 第 5 章 结束语9 第 1 章 绪论在了解、熟悉和掌握道路及其构造物详细设计程序的基础上进行公路设计。使学生应用所学专业理论，运用公路有关技术标准及定额，进行工程施工图设计和技术分析；培养和训练学生的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机应用能力。设计任务根据下达的毕业设计任务书及设计原始资料，完成江西某二级公路的路线平面设计、纵断面设计及横断面设计任务，并提交规定的设计图表及设计说明书。 应完成的设计表：1、路基设计表2、土石方计算表3、曲线要素表应完成的设计图：1、路线平面图 2、道路纵断面图（包括超高方式图）（横：1/2000；竖：1/200；） 3、一般横断面图（1/200）4、标准横断面图5、标志标线设计图6、路面结构大样图7、圆管涵一般构造图钢筋混凝土盖板涵一般构造图设计内容为巩固课堂所学知识，培养学生进行道路设计的构思、运算、绘图等基本技能，根据提供的地形图，在始终控制点A、B之间，选择一条最佳路线，在适当位置跨越中间控制点。起点终点控制点标高为原地面高程。从线型最优的角度来论证，设计最佳路线方案，并对最佳路线方案进下述各项设计：（1）平面设计 1） 进行平面设计 选定平曲线半径，计算平曲线、缓和曲线、超高和加宽等要素，并填写直线、曲线及转角表； 2） 绘制路线平面图 绘出地形、地物、示出路线（标出里程桩、平曲线要素及主要桩位）大中小桥的位置，比例为1：2000； （2）纵断面设计 1） 进行纵断面设计 根据确定的平面图，直接读取各桩地面高程，绘制地面线，并进行纵断面设计，确定竖曲线等要素； 2） 绘制路线纵断面图 示出高程、地面线、设计线、竖曲线极其要素，注出桥梁的位置、孔数及跨径。水平比例尺1：2000 ，垂直比例尺1：200； （3）横断面设计 1） 根据平、纵设计填写路基设计表； 2） 绘制标准横断面图（要求绘填方、挖方、半填半挖三种形式）。路基高度不标出，但各部分名称、能固定的尺寸应注明。和一般横断面设计图（隔20m一个） 3） 填写路基土石方数量计算表1.2 自然情况所要设计的AB段道路位于江西某地，属亚热带季风气候区，冬夏分明，气候特征是温和、湿润、多雨。4-9月主要受温 暖湿润的热带或赤道海洋气团控制；11月-次年3月主要受干冷的副极地或极地大陆气团控 制。 地处多田少山地带，地势较为平坦，不易排水。所在地区的地质资料：0-1米为普通土 1-2米为硬土，2.2米以下为次坚石。1.3 设计成果根据设计任务书要求，本路段按二级公路技术标准勘察、设计: 采用的主要技术指标:(1)公路等级:二级;(2)设计速度:60kmh; (3)路线总长(KM): 1624.300;(4) 平均每公里交点数(个):2.326;(4) 平曲线最小半径(米/个):250.000/2;(5) 最大纵坡(%/米/处):2.797/286.991/1;(6) 最短纵坡长(米):286.991;(7) 竖曲线最小半径(凸/凹)(米):6400.000/286.991;(8)土石方数量:平均填土高度(米):19.255;最大填土高度(米):77.783;最小填土高度(米):0.644.路拱坡度2%，路肩坡度3%路面结构设计年限为15年路面结构计算荷载为BZZ-100公路等级二级公路设计速度60公里/小时路线长度1624.300km第 2 章 路线平面设计2.1 路线平面线形说明 直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和曲线最小长度、缓和段长度的规定等均应从行车安全视觉舒顺出发满足要求并通过计算分析确定。平面线形的桩距应按照规定并对地物及地形变化给予加桩。曲线段的设置影响平面视距，此时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得视距的保证。在平面线形上采取直线、缓和曲线和圆曲线相结合的线性布线形式,整个平面图采用比例尺为1：2000。在采用二级公路标准建设基础上，设计速度为40Km/h.。1）、圆曲线上，采用一般最小半径，通过查相关规范得，取R.100m2）、在缓和曲线上，采用缓和曲线最小半径的一般值，通过查相关规范得Ls50m.圆曲线最小半径极限最小半径60一般最小半径100平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此规范规定了一般最小半径。不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。一般最小半径 (m)100极限最小半径 (m)60不设超高最小半径(m)路拱600路拱800 圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，最大半径为4000米，极限最小半径及一般最小半径均未采用。平曲线最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。2.2 缓和曲线参数及长度确定缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：（1）离心加速度变化率不过大;（2）控制超高附加纵坡不过陡;（3）控制行驶时间不过（4）符合视觉要求;因此，规范规定：微丘区二级公路缓和曲线最小长度为40m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。2.3 平曲线计算方法平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为，第个交点坐标为，则：(2)曲线要素计算：在路线选定和曲线计算完成之后，要将路线加桩，直线段为50米加桩，曲线段为50米加桩。2.4 平面图绘制方法平面图的绘制是利用海地道路软件，在完成选线、交点计算、路面加宽等工作后，由系统手工操作后生成。这种绘制方法比手工绘制方便快捷、缩短设计时间、提高了设计效率、并且避免手工绘制可能出现的错误。第 3 章 路线纵断面设计3.1 全线纵断面设计指标的采用纵断面设计线的确定包括：纵坡度的选定、坡长的限定以及竖曲线半径的拟定。二级公路最大纵坡为7%最小纵坡为0.3%最小坡长为120m 二级公路坡长限制 （设计速度40km/h）坡度345678坡长11009007005003003.2 纵坡设计与竖曲线设计为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些为好。但是，在长路堑、以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，一般情况下以下小于0.5%为宜。为了保证行车安全、舒适以及视距的需要，在变坡处设置竖曲线。竖曲线的主要作用是：缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击作用，确保道路纵向行车视距；将竖曲线与平曲线恰当地组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。 竖曲线技术指标主要有竖曲线半径和竖曲线长度。凸形的竖曲线的视距条件较差，应选择适当的半径以保证安全行车的需要。凹形的竖曲线，视距一般能得到保证，但由于在离心力作用下汽车要产生增重，因此应选择适当的半径来控制离心力不要过大，以保证行车的平顺和舒适。3.3 平纵配合方案说明1. 平包竖 。2. 平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好；错开不超过平曲线的1/4 时较好，超过其 1/4时很差；竖曲线起终点分别置于两条缓和曲线上。3. 平、竖曲线半径均较小时不宜重合。4. 平、竖曲线半径大小要均匀。5. 选择适宜的合成坡度，一般最大合成坡度不大于8%，最小坡度不宜小于0.5%。3.4 计算逐桩设计高程相邻坡段的坡度为i1和i2,代数差为=i2 -i1 为正时，是凹曲线；为负，是凸曲线。1.二次抛物线基本方程：或 ：坡度差（%）；L：竖曲线长度；R：竖曲线半径2.竖曲线诸要素计算公式竖曲线长度或竖曲线半径R: （前提：很小）L=R竖曲线切线长：T=L/2=R/2竖曲线上任一点竖距h：竖曲线外距：第 4 章 线路横断面设计4.1 路幅断面尺寸拟定 根据道路设计有关规范的要求，二级公路按双车道设计，车道宽3.50米，土路肩宽0.75米，因此路幅的断面尺寸为8.50米。4.2 路基边坡与断面形状设计路基边坡的陡与缓直接影响路基的稳定性及其工程经济合理性。 路基边坡坡度应根据边坡土质的物理力学性质、边坡高度、行车荷载和工程地质条件等确定。边坡坡度一般以坡段的竖直投影和水平投影之比表示。根据规范规定，边坡的坡度应在1.21.5的范围内。路基横断面垂直于线路中心线截取的路基断面。依其所处的地形条件不同，有各种断面形式。以上两种为本设计路基横断面与线路平纵面的几何关系图4.3 超高与加宽设计 设置超高是为抵消车辆在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力，保证汽车能安全、稳定、满足设计速度和经济、舒适地通过圆曲线，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡 。超高过渡段中的超高渐变率，其取值在0.42.0间变化，最大超高容许值为8， 根据规范的相关规定，当圆曲线半径小于等于250米时，应在平曲线内侧加宽，本设计中的加宽采用三类加宽值，半径范围在200250米时，在平曲线内侧加宽0.8米。4.4 横断面绘制方法 横断面的绘制是将横断面设计的数据保存在海地道路软件中，利用软件的横断面图生成软件绘制而得，整个道路设计需要绘制的横断面图有上百个，利用软件生成速度快，效率高。4.5 横断面面积计算及土石方数量计算与调配 横断面面积计算通常用积距法和坐标法，本设计是在海地道路软件中利用坐标法计算。（二）坐标法如图5-35，已知断面图上各转折点坐标(xi, yi)，则断面面积为：此外，计算横断面面积还有几何图形法、数方格法、求积仪法等。 土石方数量计算若相邻断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体（图5-36），其体积的计算公式为：式中：V体积，即土石方数量（m3）；F1、F2分别为两相邻断面的面积（m2）；L相邻断面之间的距离（m）。若F1、F2相差甚大，则与棱台更为接近。计算公式为： 路基土石方的调配原则：先横向后纵向，填方优先考虑本桩利用，以减少借方和调运方数量；土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越运输，同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距；土方调配“移挖作填”应综合考虑，保护生态环境，避免水土流失；不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配；回头曲线路段，优先考虑上下线的土方竖向调运。第五章 结束语转眼大学即将结束，学校安排了这次设计。使我们全面运用了在学期间所学到的专业知识，另一方面还有针对性的对自己已遗忘的部分进行巩固和运用。这次的设计对我来说着实不可或缺。我对这次设计给予了相当高的重视，去图书馆查阅相关资料，看规范等等，查漏补缺。此次设计的整个过程，我深感扎实的专业知识功底和实际的工作经验很重要。但实践经验缺乏，所学的知识也显得空乏，所以在做这个设计过程中难免会存在些问题，请老师给予指教。主要参考文献本课程设计依据： 公路工程技术标准JTG B01-2003 公路路线设计规范JTG D20-2006 公路路基设计规范JTG D30-2004 公路排水设计规范JTJ018-96 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 道路勘测设计杨少伟主编 人民交通出版社 选线方案路线选线方案比