任务1选线与定线

辽宁省交通高等专科学校教学设计教师姓名于国锋系部专业道桥系基础工程技术专业课程名称道路设计使用教材自编讲义：道路工程技术授课时间2016-03-02（1-4节）授课对象基础工程131.2计划学时4教学方式地点理实一体化、道桥系机房教学目标能力（技能）目标知识目标能够合理地完成公路纸上选线和定线，定出路线交点间距和偏角。1.了解公路选线的基本概念、选线的基本原则及方法；2.了解平原地区、山岭区公路选线的特点及布线时应考虑的问题。教学内容1-1平原区公路选线1-2山岭区公路选线1-3纸上定线重点难点及解决方法重点：纸上定线解决方法：观看教学录像、实际操作、教师点评。综合素质培养培养工程的思维方式教学方法多媒体教学教学资源影像资料、图纸教学后记（对课程设置、教学计划、教学大纲、教案、教材、教学方法的建议）教学活动流程设计教学步骤教学内容教学方法学生活动时间安排一、复习导入新课发放地形图、布置课程总体任务启发20分钟二、知识讲授提要1-1平原区公路选线1-2山岭区公路选线1-3纸上定线讲授互动40分钟三、技能学习1.平面图拼接；2.识读地形图；3.路线选线。讲解互动40分钟四、技能训练1.公路选线2.方案比选3.公路定线指导操作60分钟五、课堂小结总结课程学习内容点评倾听10分钟六、布置作业布置网络学习作业讲授记录10分钟辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校备 课 用 纸第 14 页任务1：选线与定线教学过程设计：1. 布置课程总体任务；2. 讲述基本概念、原理；3. 学生实际操作；4. 学生成果点评。一、课程总体任务（一）任务名称公路名称：草甸至汤池二级公路设计任务：施工图设计（二）基本资料1. 气象资料暖温带季风型大陆性气候区，是东南区季风的边缘，受海拔、地形和森林等多种因素的影响，与省内同纬度地区相比，气温偏低，变幅较大，空气湿度偏高，形成典型的山地气候，其特点是夏季炎热多雨，多为东南风，冬季寒冷，盛行西北风。年平均气温8.7，极端最高气温36.4，极端最低气温-23.2。一月份平均气温-6.7，七月份平均气温26.7。日照充足，全年太阳辐射总量116-138千卡/cm2，年日照时数2400-2700小时。降水量年均500-560mm左右，最高899.5mm，最低346.4mm。年平均相对湿度55.6%。雪期，冻土期为90天左右，初雪期11月上旬至中旬，冻土期开始于11月下旬，次年3 月上旬开始解冻，年最大冻土深达107cm。2.工程地质及水文地质情况沿线山体稳定，无不良地质状况，地表水源充足，流量相对稳定，山坡地下水3.0米以下，有较大范围的补给汇水区，调节能力强，流量比较稳定。3.沿线的植被及土壤分布情况生态条件优越，森林植被长势良好，地带性植被是落叶阔叶林，地处华北平原西部边缘与黄土高原东部边缘交错区，植被类型具有明显的过渡性，树木较多，沿线多黄土，山坡上1米以下是碎石土。4.道路建筑材料及分布情况沿线有丰富的砂砾、碎石，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。5.交通量资料（1）预测竣工后第一年交通量情况车 型东风KM340江淮HF140A三菱FR415五十铃EXR181L江淮HF150东风SP9135B交通量（辆/日）350100245110200120（2）交通增长率：7%6.设计原始图纸及工具（1）设计图纸1：2000地形图一套，计三张。（2）设计软件海地路线优化设计软件（三）设计任务1.完成一条平原微丘相应等级公路的平面线形设计。2.在带状地形图上确定道路中线。3.确定平曲线半径，并计算与圆曲线和缓和曲线要素。4.编制道路里程桩及坐标。5.确定道路标准横断面。6.纵断面设计。7.横断面设计。8.土石方计算与调配9.排水设计。（四）上交成果1.平面设计图。2.直线曲线转角表。3.逐桩坐标表。4.纵断面图。5.路基设计表。6.超高加宽表。7.路基横断面图。8.排水设计图。9.土石方表。二、基本概念、原理（一）公路选线1.定义：根据路线的基本走向和技术标准的要求，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的公路中心线的工作。2. 公路选线的原则（1）比选原则多方案论证比选，确定最优方案。（2）安全原则正常使用情况下不会有大的破坏。（3）均衡原则功能和指标与造价之间的平衡。（4）协调原则线形的协调；施工的协调；环境与景观的协调；（5）环保原则减小影响与污染3. 选线的步骤（1）全面布局解决路线基本走向的工作，为下一步定线工作奠定基础。（通过路线视察，经过方案比较来解决的。）（2）逐段安排探索与落实路线方案，为实现具体定线提供可能的途径。（通过踏勘测量或详测前的路线察看来解决的。）（3）具体定线摸清地形情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横协调关系，恰当地选用合适的技术指标，以期使整个线形得以连贯协调。（二）平原地区选线1. 自然特征平原区主要是指一般平原、山间盆地、高原等地形平坦地区。（1）地形特征：地面起伏不大；耕地较多；居民点、建筑设施多；交通网系较密；在天然河网、湖区有较多湖泊、水塘和河岔等。（2）地质和水文条件特点：一般不良地质现象较少，有时会有软土和沼泽地段；地面平坦，地下水位较高；河流较宽阔，河床低浅。2.路线特征平面线形顺直，以直线为主体线形，弯道转角较小，平曲线半径较大；在纵断面上，坡度平缓，以矮路堤为主。3. 布设要点平面线形要求：路线短捷顺直，避免过长的直线，争取采用转角适当、半径较大的长缓的平曲线线形。布线时应着重考虑以下几点（1）正确处理好路线与农业的关系兼顾路线顺直和少占耕地；解决好路线与农田水利设施的关系；注意筑路与造田、护田相结合。河曲地带，可考虑路线直穿。（2）处理好路线和桥位的关系大、中桥：在服从路线总方向的原则下，综合考虑路、桥关系，选择有利的桥位。小桥涵：原则上应服从路线走向，但遇到斜交过大（夹角小于45时）或河沟过于弯曲时，可考虑采取改沟或改移路线的办法，调整交角。（3）处理好路线与城镇的关系国防公路与高等级的干道：采取绕避的方式远离城镇，必要时还应考虑采用支线联系。较高等级的公路：尽量避免直穿，又不宜相离太远，并注意与城镇的规划相结合。较低等级公路：考虑县、区、村的沟通，可穿越城镇。（4）注意土壤、水文条件（要注意保证路基的稳定性）。（5）注意利用老路，并与铁路、航道及已有公路运输相配合。（6）注意就地取材和利用工业废料。（三）山岭区选线山岭区布线类型：沿河（溪）线 山腰线 越岭线 山脊线1. 自然特征（1）地形条件山高谷深，地形复杂。（线形差，工程难度大）（2）地质条件岩石多、土层薄、地质复杂。（影响路线的位置和路基的稳定）（3）水文条件水文条件复杂。（处理路线和河流的关系）（4） 气候条件气候多变。（影响汽车行驶的安全性）山岭区路线的两种走向：顺山沿水方向 横越山岭方向2.沿溪（河）线选线（1）路线特点沿溪（河）线指公路沿河谷方向布设的路线。特 点：傍山临水。优 点：路线走向明确；材料丰富；更好发挥公路的效益。缺 点：受洪水威胁较大；测设和施工困难；防护工程较多致使工程造价加大。（2）布线要点解决三个主要问题：A、路线走河流的哪一岸？主要考虑以下因素，但应进行综合分析比较： 地形、地质、水文条件（台地较宽、支沟较少、地质水文条件较好）。 气候条件（一般走阳坡面和迎风面）。 城镇、工矿和居民点的分布（一般选在较集中的一岸）。 其它因素（革命史迹、历史文物、风景区等）。B、路线设于哪一高度？前提要求：必须在设计洪水位以上一定安全高度。 低线位指高出设计洪水位不多，路基一侧临水很近的布线方案。主要优点：有较宽的台地可利用；易达到较高的指标；边坡较稳定，较易利用有利条件和避让不利条件；用水、取材均较方便。主要缺点：受洪水威胁大，防护工程较多；桥涵较多；路线与农田矛盾较大；处理废方较为困难。高线位：指路线高出洪水位较多，完全不受洪水威胁的布线方案。主要优点：不受洪水影响；废方易于处理，当采用台口路基时，路基比较稳定。主要缺点：线形差；工程量大；跨河较困难；施工、养护用料取水较困难。综述：一般以低线位为主，可结合路线的具体条件，局部路段采用高线位。C、路线在何处跨河换岸？路线与桥梁的两种情况：跨主河（路线布局问题）和跨支流（局部方案问题）跨越主河的桥位：充分考虑河床的稳定、河面的宽窄及水文地质条件，注意桥位与路线配合，使河的两岸有良好的布线条件。 利用河曲河段跨河。 利用“S”形河段腰部跨河。 改善桥头线形。2. 越岭线选线（1）路线特点越岭线指公路走向与河谷及分水岭方向横交时所布设的路线。特 点：高差大，路线的长度和平面位置主要取决于路线的安排。 有利条件：布线较为灵活；不受洪水威胁。 不利条件：线形差、指标低；线位高；施工和运营条件较差。（2）布设要点主要问题：垭口选择、过岭标高的确定和垭口两侧路线展线方案的拟定。1）垭口的选择垭口分水岭山脊上的凹形地带（又称作鞍部）。 垭口的位置。选择步骤：前提：符合路线基本走向 首先：标高较低、而且展线后能很快与山下控制点直接相连的垭口其次：稍微偏离路线方向，但是接线较顺、增加路线里程不多的垭口。 垭口的高度垭口与其山下控制点的高差，直接影响路线展线长度、工程数量大小及运营条件。在展线条件相同时，垭口降低的高度 和缩短的里程 有如下的关系： 式中：展线的平均坡度，一般可取55.5。 由此式可知，若垭口越低，里程越短。 垭口的展线条件与侧坡展线条件结合考虑。2） 过岭标高越岭线布局的重要控制因素，不仅影响工程大小，路线长短，线形标准，而且直接关系到垭口两端的展线布局。 决定过岭标高的因素a、垭口及两侧的地形b、垭口的地质条件注：地质条件较差的垭口：松软土侵蚀型垭口（不宜深挖，尽量绕避）；软弱岩层垭口（不宜深挖）；构造破碎带垭口（地质条件最差的地带）。 过岭的三种方式：浅挖低填垭口深挖垭口隧道穿越3）展线布局 越岭展线的形式展线采用延展路线长度的方法，逐渐升坡克服高差的布线方式。a、自然展线优点：符合路线的基本走向，纵坡均匀，路线短、线形好、技术指标较高；缺点：路线避让艰巨工程和不良地质的自由度不大。b、回头展线优点：能在短距离内克服较大的高差，并且用回头曲线布线灵活，利用有利地形避让艰巨工程和地质不良地段的自由度较大。缺点：平曲线半径小，同一坡面上下线重叠，对施工、行车和养护都不利。c、螺旋展线优点：路线利用有利的山包或瓶颈形山谷，在很短的平面距离内就能克服较大的高差；缺点：需建桥或隧道，工程造价高。三种展线形式中，一般应首先考虑采用自然展线；不得已时采用回头展线；当地形十分困难，又有适宜的山谷或山包等条件时，为在短距离内克服较大的高差，可以考虑使用螺旋展线，但需要进行方案比选。展线布局的步骤a、拟定路线的大致走向。b、试坡布线。c、分析、落实控制点，决定路线布局。位置和高程都不能改变的控制点（如工程特别艰巨地点、某些受限制很严的回头地点、必须利用的桥梁、必须通过的街道等）；位置固定，高程可以活动的控制点（如垭口、重要桥位等）；位置和高程都可有活动余地的控制点（如侧沟跨越地点、宽阔平缓山坡的回头地点等）。2. 山脊线选线（1）路线特点山脊线指大致沿分水岭方向所布设的路线。1）有利条件： 一般里程短，土石方工程量小； 水文、地质条件好，路基病害少，稳定； 地面排水条件好，桥涵人工构造物少。2）不利条件： 线位高，远离居民点，服务性能差； 山势高、海拔高、空气稀薄，冬季云雾、积雪、结冰较大，对行车和养护都不利； 远离河谷，砂石材料及施工用水运输不便。（2）布设要点三个问题：选择控制垭口、决定路线走分水岭的哪一侧、决定路线的具体布设（包括中间控制点）。1）控制垭口的选择 分水岭顺直，起伏不大：每个垭口均可暂作控制点；地形复杂，各垭口高低悬殊：低垭口为路线控制点；相距不远的并排垭口：前后与路线联系较好、路线较短的垭口为控制点；与两侧布线条件结合起来考虑。2）试坡布线 垭口间平均纵坡不超过规定：以均匀坡度沿侧坡布线，若遇障碍，则可以加设中间控制点，调整坡度，向两端垭口按均匀坡度布线。 垭口间平均纵坡超过规定：根据地形、地质条件，采用填挖、旱桥、隧道等工程措施来提高低垭口，降低高垭口，或利用侧坡、山脊有利地形作回头展线或螺旋展线。（四）纸上定线1. 公路定线（1）定线任务按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的路线带范围内，结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三方面的合理安排，确定定出公路中线的确切位置。（2）定线方法纸上定线（技术等级高，地形、地质、地物等条件复杂的路线）实地定线（公路等级较低和地形条件简单的路线）航测定线（利用航摄像片、影像地图等资料，借助于航测仪器建立与实地完全相似的光学模型，在模型上直接定线）2.纸上定线（1）定义：纸上定线是利用已有的等高线地形图，或在初步测量阶段选择一条宽阔的地带，测绘出精度较高的大比例尺地形图（一般用1:5001:2000），根据不同等级公路所规定的技术标准，结合地形情况，在图上敷出路线的中线。（2）工作步骤：1）定导向线在地形图上根据路线的起始点和中间控制点，拟定路线走法的各种可能方案，经过分析比较，作好路