道路勘测设计设计说明书1.doc

四川建筑职业技术学院课程设计说明书道路勘测设计课程设计学 生 姓 名： 专业、班级 ： 学 号 ： 指 导 教 师： 设 计 时 间： 第一章 设计概况、概 述课程设计是大学中重要的一堂课,也是大学学习的总结，是对我大学所学知识的检阅，是一次重要的综合实践、学习的机会，让我对工程设计有更深层次的理解和认识。通过课程设计，不仅能对大学里所学课程及各方面专业知识进行一次全面、综合、系统的训练，也是对以前各教学环节的继续、深化、补充和检验。在课程设计完成的过程中，不仅能使我们学生巩固和扩大专业知识，掌握本专业这门学科的主要内容，并且通过设计，能进一步培养我们综合运用所学基础理论、专业知识和基本技能解决实际问题的能力。本次我的课程设计课题是重庆地区新建公路设计，为三级公路。设计书的主要内容是对该丘陵地区新建公路进行总体设计（包括路线的平、纵横断面设计）。在设计中，我严格按照我国最新颁布的各种公路工程技术标准、规范、准则来进行设计，并且参考了大量文献，运用所学知识努力完成设计，但由于初次做这样的综合性设计，没有任何经验可循，而且自身知识水平有限，所以在设计中难免会出现一些缺点和错误，在此，恳请各位老师给予批评与指正，我会虚心接受所有意见和建议，并且在今后的学习和工作中不断改正缺点，完善自己，使自己成为一个优秀的工程设计者。一、课程设计的指导思想及任务依据： 根据四川建筑职业技术学院交通与市政工程系下达的课程设计任务书,要求学生在设计中,通过检索和查阅资料,方案的技术经济比较,设计与计算,计算机运算,绘图,制表以及说明书的编写等实践环节,达到培养分析和解决问题能力的训练。在设计中,还要求学生通过方案设计,线形设计,结构设计等环节,综合运用工程测量,工程制图,工程地质,地基基础,计算机应用,路基,路面,公路勘测设计的知识,从而提高学生的综合应用及分析的能力。学生应按设计任务书的设计任务,独立完成必须完成的全部设计图,表,计算书,说明书,并装订成册.对于任务书建议完成设计内容,学生根据自己情况,在完成必须完成设计内容的基础上,由指导老师安排,使设计进一步深化提高。为了培养学生独立思考能力,指导老师对学生提出的问题,仅作解决方向简要性提示,介绍有关参考资料。对于一些原则,设计方案,只作建议,不代表决定，让学生有更多机会运用所学知识解决实际问题。、设计概况：一、设计任务及内容：完成在指定的起、终点(约0.97公里)的新建公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按公路等级三级公路,设计车速40km/h进行设计.设计后应提交的设计文件:1、说明书；2、设计图：1）公路路线平面设计图（比例1：2000）；2）公路路线纵断面设计图（比例 纵向1：200，横向1：2000）；3）公路路线横断面设计图(200m) （比例 1：200）；4）路基标准横断面设计图（500m）；3、设计表格：1）直线、曲线及转角表(全线)；2）路基土石方数量计算表(500m)；3）路基设计表(500m)；二、设计概况：(一)、设计原始资料：1、地形图：公路沿线区域地形图三 张（比例1：2000）。2、交通量：交通量年增长率7%，近期交通量如下：解放CA10B 1600辆/昼夜黄河JN150 250辆/昼夜跃进NJ130 300辆/昼夜小汽车 800辆/昼夜3、自然地理条件：该区属亚热带温润气候，四季分明，冬暖夏热，年平均气温1718.8，极端最高气温43，极端最低气温-3.8。年平均降雨量1032毫m，年平均雾日50天，平均风速1.75m/秒。本地区地震烈度为度。山坡地段上覆23m的粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，呈互层状产出；水田段淤泥0.5m，其下45m粘土。4、材料供应：沿线附近可以采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。(二)设计标准序 号指 标 名 称单 位指 标 值1地形类别山岭重丘2公路等级三 级3计算行车速度Km/h404路基宽度m165行车道宽度m86硬路肩宽度m0.57土路肩宽度m0.758中间带m09平曲线一般最小半径m15010缓和曲线最小长度m5011最大纵坡%6最小坡长7013凸形竖曲线一般最小半径m200014凹形竖曲线一般最小半径m2000 根据工程可行性研究报告拟定、论证、审查通过的建设规模和技术标准，工程采用二级公路技术标准，计算行车速度40公里/小时，路基宽为16m。其主要技术指标如下：（三）、项目介绍：本路段路线总长为0.97297m，起点高程为230m，终点高程为215.8m，高差为14.2m，总共5个交点。（四）设计提纲：1、路线（方案比选、平曲线的设计计算、纵断面的设计计算）2、路基（横断面设计、土石方调配）3、问题及建议。第二章 线形设计一、路线方案说明：本次毕业采用一阶段设计法，选线采用纸上定线。在设计的初阶段，根据本次设计的原始资料和设计思想对路段起终点间区域地形、地质、地物等进行了仔细的分析，选出了几种方案以供进一步选择。在初步选方案过程中，主要考虑了一些主要因素，选出主要控制点。由于时间限制，仅在几种方案中选择一种进行设计，而其它的只作为定性分析。在确定最后方案过程中，进一步考虑比较细小的因素，充分考虑平、纵、横三方面因素，如：在平面线形方面，由于地形及平面线形限制而采用了高填方,重要的是严格按照平面线型设计标准，尽量做到线形最佳组合，比如Ls: Ly: Ls=1: 1: 11：2：1的组合。纵横面线形方面，尽量避免所选路线采用极限纵坡，并且充分的考虑路基的排水问题。同时也避免纵横面上大填大挖。最后定出交点大地坐标如JD1（4674，10424）。这一步骤是在地形图上准确量出各交点的坐标值而得到的，交点座标值精确到0.5mm。关于选线时遇到的一些问题，在线形设计中将做详细说明。二、路线设计说明：平面线设计1）、直线：在定出方案之后，即进行平面线形设计，包括直线段设计和平曲线设计。平面线形中对直线的使用是有严格规范的，如最长直线和最短直线，根据平面线形标准，对同向和反向曲线间直线长度进行初步验算，看是否达到技术标准要求；对平面控制较严的路段进行重点检查（包括直线上和曲线上的控制）。若不能满足线形标准和控制点要求，应进一步调整路线和交点位置，并尽量做到全路段前后直线长度均衡，可以在不过分增大工程量的原则下适当调整使之均衡以照顾线形的要求，对个别重点艰巨工程路段（如高填深挖、高挡墙等）线形应综合平、纵、横及构造物各方面因素反复调整路线，使之优化。2）、平曲线1、交点转角及间距等计算：根据各交点坐标值，计算交点间的方位角、路线的转角、以及交点间距。路线与X轴的夹角：=arctan（Y/X）=arctan(y2-y1/x2-x1)=arctan （10424-10166）/（4674-4669）=885323路线的方位角：象限：= 象限：=-象限：=+ 象限：=2- =885323交点间距：D=（X2-X1）2+（Y2-Y1）21/2 D1=（3850-3880）2+（69030-68660）21/2 =404.05计算路线的转角：=2-1，当为正时为右转，为负时为左转。2、半径及缓和曲线长拟定：根据技术标准和各交点的控制条件（如切线长控制、外距控制等），初步选定各弯道的曲线类型、曲线半径R和缓和曲线长度Ls。确定缓和曲线长度Ls时，应先算出超高和加宽的缓和段长度取两者较大值，这样才能保证完全超高和加宽。在最后拟定圆曲线半径R以及缓和曲线长Ls时，采用Vb编写的程序，分别以切线长控制、外距控制，考虑以下几点因素：控制条件：一般同向、反向曲线较近时以切线长作为控制条件；小偏角时用曲线长控制；大偏角及弯道内侧有地形、地物限制时，用外距控制；陡坡急弯段用合成纵坡控制；当涵位在曲线上时，用曲线上任意点控制。各线段长度之比：如S型相邻两个回旋线参数与宜相等。当采用不同的参数时，与之比应小于2，有条件时以小于1.5为宜。S型的两个反向回旋线以径相衔接为宜，当地形条件限制必须插入短直线或当两圆曲线的回旋线相互重合时，短直线或重合段的长度应满足。其中：反向回旋线间短直线或重合段的长度。，回旋线参数，两圆曲线半径之比不宜过大，以为宜，为大圆曲线半径(m)，为小圆曲线半径。本次设计中采用了基本型、简单型和S型曲线。基本型曲线注意曲线长度的适宜比例，即：Ls: Ly: Ls=1：1：11：2：1的范围内，当然，在地形受限制时这一指标稍放松一些。注意小偏角采用大半径，并尽量避免设置小于的转角。3、曲线敷设及桩号计算：曲线要素计算过程如下： = 0.136（rad）=92.221 =180.953=9.290 =292.24-180.95=3.489各主点桩号计算，以JD1为例（书写过程中省略“K0+”）：=258.048-92.221=165.828 =165.828+60=225.828=225.828+60.953=286.781 =286.781+60=346.781 =346.781-180.953/2=256.304=258.04820m中桩敷设：在直线段上和曲线上中桩桩距一般为20m 。另外，必须标明的中桩包括起终点桩、公里桩、百m桩、平曲线控制桩以及地形、地物加桩。4、在地形图上绘制路线平面图，并填写直、曲转角一览表等平曲线相关表格。纵断面设计 在进行纵坡设计之前，首先要知道纵坡设计的一般要求：A、 纵坡设计必须满足标准有关规定，一般不轻易使用极限值；B、 纵坡应力求平缓，避免连续陡坡、过长陡坡和反坡；C、 纵面线形应连续、平顺、均衡。并重视平、纵面线形的组合。 同时还应从行车安全、舒适和视觉良好的要求来考虑，要求纵面线形注意以下几点：A、 在短距离内应避免线形起伏过于频繁；B、 避免“凹陷”路段；C、 在较长的连续上坡路段，宜将最陡的陡坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些；D、 纵坡变化小时，宜采用较大的竖曲线半径；E 、纵面线形设计应注意与平面线形的关系；F、 纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑；G、 纵坡设计应争取填挖平衡，尽量利用挖方作就近填方以减少借方和废方，节省土石方量，降低工程造价；H 、纵坡设计时，还应结合我国情况，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。准备工作 纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线、曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料。标注纵面控制点 控制点即影响纵坡设计的高程控制点。一类控制点属于控制性质的“控制点”；控制路线纵坡设计线必须通过它，或限制从其上方或下方通过。这类“控制点”主要有路线起终点、垭口、重要桥梁及特殊涵洞、隧道的控制标高、路线交叉点、地质不良地段的最小填土和最大挖深标高、沿溪线的洪水位标高、重要城镇通过位置的标高及受其它因未限制路线必须通过的控制点标高等。第二类控制点属于参考性“控制点”，叫经济点。横断面上的经济点有以下三种情况：A 当地面横坡不大时，可在中桩地面标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡通过此标高时，在该横断面上挖方数量基本等于填方数量，则此标高叫经济点。B 当地面横坡较陡，填方往往不易填稳，且坡脚伸得很远时，用多挖少填或全部挖出路基的方法比砌筑护脚经济，这时多挖少填或全挖路基的标高为经济点。C 当地面横坡很陡，无法填方时，需砌筑挡土墙，因此，宁愿全部挖出路基或深挖，这时全部挖出路基或深挖路基的标高也是经济点。试坡 试坡时要注意“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”，同时注意连续陡坡最大长度，及最大纵坡等标准的满足。调坡 调坡要结合选线意图并对照技术标准进行，调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。根据横断面图核对纵坡线。因为我们这次设计的地段地形复杂多变，所以这一工作尤为必要。确定纵坡线 经调整核对合理后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。变坡点位置直接从图上读出，一般要调整到整10m桩位上。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高和已定的坡度、坡长依次推算而来。计算设计标高 设计纵坡时还应注意在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡。同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。我一般在回头曲线处设缓坡向两端接陡坡。在确定纵坡后，就要进行竖曲线的设计。当然同其它步骤一样，在竖曲线设计前首先应知道竖曲线的设计标准和设计的一般要求：宜选用较大的竖曲线半径，尤其当相邻纵坡之代数差小时更应尽量采用大的竖曲线半径。当同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直坡段不长，应合并为单曲线或复曲线。反向曲线间，一般由直坡段连接，亦可相互直接连接。反向竖曲线间，最好中间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3S的行程长度，如受条件限制也可相互直接连接，或插入短直线。 综合考虑了以上要求后就要选择竖曲线半径。设计时一般不采用极限最小值，设计时多采用大于极限最小半径的1.52.0倍，即竖曲线的一般最小半径值。还可以按外距控制选择半径：(m)或按切线长度选择半径。确定了竖曲线半径后，就要进行竖曲线几何要素的计算。计算公式如下： =3-（-6）=9 =2000*9%=180 =180/2=90 =90*90 /（2 *2000）=2.03其中：R竖曲线半径（m）。T切线长（m）。L竖曲线长度（m）。E竖曲线变坡处纵距（m）。X竖曲线上任意一点P距竖曲线起点A（或终点C）的水平距离（m）。Y竖曲线上任意一点P距切线（即坡度线）的纵距（m）。设计高程 = 切线高程 +y，如果是凸形竖曲线即取“”，如果是凹形竖曲线则取“+”。数据库文件直接打印出来故在此不再附上计算结果。根据设计高程即可点绘竖面线设计线，然后根据有关数据计算施工高度等等，并编制填写有关表格，整理完成纵断面设计图。第三章 路基横断面设计及土石方调配一、设计一般情况说明：本次设计公路等级为二级，路幅宽度为10m，硬路肩为0.75m，土路肩为0.75m，路面宽度为7.0m，路拱横坡采用2.0%，硬路肩横坡采用2.0%，土路肩横坡采用3.0%。超高形式采用绕内边缘旋转。 路基排水设计，填方边坡采用1:1.5，挖方边坡为采用1：0.5挖方地段和低填方路段均设置边沟排水，土质地段，一般采用梯形边沟（沟底宽0.5m，沟深0.50m）,涵洞等进行排水。二、横断面设计步骤1. 读取横断面地面线；2. 点绘横断面地面线；3. 将横断面的填、挖值及有关资料（如路基宽度、超高等）抄于相应桩号的断面上；4. 据地质调查资料，确定挖、填方坡比及边沟形状和尺寸。5. 绘横断面设计线，又称“戴帽子”；6. 计算横断面面积。横断面面积计算中，填方面积，挖方面积都应分别计算；7. 填土石方数量计算表，土石方数量计算采用平均断面法：第四章 小结这次课程设计，在各位老师的指导下，从课题到确定大纲、收集资料，从着手设计到完成初稿，一切显得匆忙有序。使我们基本上能够独立地完成一项工程的设计的各项任务。历时一个星期，从平面方案选择到设计结束，使我们把所学的理论知识在具体的应用和实践中得到灵活的应用，使我们的理论知识得到了巩固和加强，并增强了我们灵活应用知识的能力以及动手和动脑的能力，同时也提高了我们的实践能力。综合运用了学习期间所学的各门专业课程，例如道路勘测设计、路面路基工程等。依据教研室的要求，我们每人的设计起始点都由指导老师随机给定，因而在客观上刺激了我们独立自主的完成自己的设计。这次课程设计在学习安排上似乎有些紧