交通土建課程設計說明書

1、交通土建課程設計說明書課程名稱：交通規(guī)劃與道路勘測設計設計題目：山嶺區(qū)二級公路路線設計姓名：趙軻軒學號：06132297班級：交建13-4班中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院二。一六年一月1設計條件和設計依據(jù),11.1 設計條件,11.2 設計依據(jù),12 設計技術標準,22.1 公路技術等級,22.2 技術標準,23 工程概況，,，33.1 自然概況,33.2 地形地質(zhì)條件,33.3 工程條件,34 平面線形設計,44.1 路線方案的擬定，,，44.2 線形設計,45 縱斷面設計，,，65.1 設計方案,65.2 計算與結(jié)果,66 橫斷面設計，,，86.1 路幅設計,86.2 路基橫斷面設計，,，

2、86.3 土石方量統(tǒng)計,9參考文獻，,，131設計條件和設計依據(jù)1.1 設計條件設計公路為陜西省商南縣二級公路。商南縣位于陜西省東南部，屬于長江流域漢江水系的丹江中上游。道路性質(zhì)為干線公路，路面類型為瀝青路面，路線主線長0.434803km,設計行車速度為60km/h。1.2 設計依據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準.公路工程技術標準(JTJB01-2003)S.中華人民共和國交通部發(fā)布，2004.中華人民共和國行業(yè)標準.公路路基設計規(guī)范(JTGD30-2004)S.北京：人民交通出版社，2005.中華人民共和國行業(yè)標準.公路路線設計規(guī)范(JTGD20-2006)S.中華人民共和國交通部發(fā)布，2006.

3、-14 -2設計技術標準2.1 公路技術等級設計路段公路等級為二級，適應于將各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為500015000輛。2.2 技術標準平面設計技術指標：(1)圓曲線最大半徑：10000m；(2)圓曲線最小半徑一般值：200m；(3)最小半徑極限值：125m；(4)不設超高的最小半徑：1500m?？v斷面設計技術指標：(1)最大縱坡度：6%;(2)最小縱坡度：0.3%;(3)最小坡長：150m；(4)最大坡長見表2.1。表2.1坡度與坡長關系表縱坡坡度/%取大坡長/m3120041000580066007當縱坡坡度小于或等于3%時，最大坡長沒有限制;豎曲線最小半徑一般值：700m

4、;豎曲線最小半徑極限值：450m；豎曲線長度一般值：90m；豎曲線長度極限值：35mo路基橫斷面技術指標：(1)行車道寬度：2*3.5m；(2)路肩寬度：2*1.5m；(3)路基總寬度：10m。3工程概況3.1 自然概況商南縣是一塊結(jié)構(gòu)復雜，以低山、丘陵為主體的山區(qū)。境內(nèi)地勢西南部和北部較高，東南部和中部較低，千米以下的低山、丘陵占總面積的77%。丹江自西向東橫貫縣境中部，把全縣分為丹南、丹北兩部分。嶺谷相間，地勢起伏，相差懸殊，相對高差最大值在1840.6米。商南地處北亞熱帶與暖溫帶的過渡地帶，獨特的地理位置使商南四季分明，雨量充沛。3.2 地形地質(zhì)條件此處多為山嶺區(qū)，地勢稍陡，北部和西南地

5、勢較高，東南部和中部地勢較低。由于復雜的地質(zhì)構(gòu)造、外應力的影響和人類活動等原因，境內(nèi)地形復雜，差異較大，大致以丹江為界，丹北是蟒嶺的東延部分，山勢多西北向東南走向，地勢由高趨低，山體渾圓，岡巒起伏，尤其是西界公路以南地區(qū)，山體排列松散，河谷開闊，但植被較差。丹江以南山勢多由西向東，地勢西高東低，山形陡峭，河谷深切，多溶洞山泉，山上植被蔥郁。3.3 工程條件丹北的主要石質(zhì)由石英片巖、石英巖等變質(zhì)雜巖組成，丹江以南是由結(jié)晶灰?guī)r、板巖、千枚巖、石英片巖、大理石巖、變砂巖組成的新開嶺山地。地勢起伏大，巖質(zhì)多變。4平面線型設計4.1 路線方案的擬定本方案為基本型曲線，選擇設計此類型曲線是由于該線型流暢，

6、更順線?，F(xiàn)擬將半徑取為不設超高值時的最小半徑1500m,離心力的影響較小，不需要設置緩和曲線即可滿足行駛穩(wěn)定性，行駛更加舒適安全。4.2 線形設計根據(jù)所給出的地形圖首先確定路線的起終點。根據(jù)等高線及其路線的大致走向初步擬定一個交點JDi。然后將其導向線做出，確定了道路的大致路線。導向線的轉(zhuǎn)角a為21.71°。根據(jù)國家規(guī)范初步設定圓曲線半徑R=450m。各要素圖示見圖4.1,計算數(shù)據(jù)如表4.1。圖4.1圓曲線計算示意圖道路平面線型三要素的基本組成是：直線一回旋線一圓曲線一回旋線一直線。這種組合也稱作平曲線的“基本型”。其幾何元素的計算公式如下：LsLs3q二一22240MR(4.1)式

7、中q切線增長值，m；Ls緩和曲線長度，m；R圓曲線半徑，m。Ls2Ls4p 二-224R 240R(4.2)式中p內(nèi)移值，mLs 180：0 二一 一2R 二式中B。緩和曲線角，。；冗圓周率。T = R p tan 5 q式中T切線長，m；a路線轉(zhuǎn)角，?？谌週 - ： -2 ：02Ls180R式中L 平曲線長，m。(4.(3)(4.(4)(4.(5)E=Rpsec-R式中E外距，m。J=2T-L(4.(6)(4.(7)式中J超距，m。表4.1S型平曲線要素表要素名稱計算數(shù)據(jù)路線轉(zhuǎn)角a(°)21.71圓曲線半徑R(m)450緩和曲線長度Ls(m)70緩和曲線角。0(°)4.4

8、56平曲線長L(m)240.533切線長T(m)121.382外距E(m)8.663超距J(m)2.23起點至直緩點直線距離為180.315m,直緩點至緩圓點距離為70m,圓曲線弧長為100.533m,路線全長為434.803m。5縱斷面設計5.1 設計方案由于地面線起伏較大，簡單豎曲線難以滿足要求，填挖量較大，先順地形擬定一個變坡點。變坡點的設計考慮到了平包豎的原則、最小坡長以及填挖平衡。根據(jù)規(guī)范要求選定豎曲線的半徑和坡度，根據(jù)書中的公式計算得到其他計算數(shù)據(jù)，并繪制，詳圖見縱斷面設計圖。5.2 計算與結(jié)果根據(jù)如上步驟所述，確定豎曲線的半徑以及變坡點位置和標高，坡度值，各要素如圖5.1所示，其

9、數(shù)據(jù)如表5.1所示。，L圖5.1豎曲線要素示意圖表5.1豎曲線設計要素表變坡點豎曲線半徑（m）坡度（）樁號坡長（m）起點一一K0+000.000變坡點130004K0+250250”占八、0.5K0+434.803184.8(5.1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計算豎曲線的各要素，計算公式如下:=i2-i1式中坡差,%；i1,i2相鄰直坡線縱坡，。(5.2)(5L=R缶式中L坡長，m；R豎曲線半徑，m。T=L/2式中T切線長，m。各要素計算數(shù)據(jù)如表5.2所示表5.2豎曲線要素計算表要素名稱計算數(shù)據(jù)坡度差3(%)3.5長度L(m)134.945切線長T(m)67.56橫斷面設計6.1 路幅設計此設計的公路為

10、二級公路，設計時速為60km/h,根據(jù)規(guī)范可確定公路橫斷面部分要素如下：1 .公路的標準橫斷面由車道、路肩(右側(cè)硬路肩、土路肩)等部分組成；2 .橫斷面路基寬度為10m；3 .車道寬度為3.5m,為雙車道；4 .路肩寬度為1.5m。6.2 路基橫斷面設計6.2.1 確定路基斷面寬度設計公路為二級公路，時速為60km/h,其橫斷面由車道、路肩(土路肩)等部分組成，查閱規(guī)范可得出路基寬度設計的標準值為10m。6.2.2 資料收集(1)平曲線起、終點樁號，平曲線半徑和轉(zhuǎn)角可在平面設計中讀??；(2)每個中樁的填挖高度可在縱斷面設計中讀取；(3)在路線長度范圍內(nèi)，選才?100m有代表性的路段，并每隔20

11、m間隔依次進行其橫斷面設計；(4)路基寬度為10m。在路線平面圖上的所選各中樁橫斷面范圍內(nèi)并向外延伸一定距離選取若干點，量取各點的地面標高；(5)根據(jù)線路所處地區(qū)的地質(zhì)情況確定填方挖方的邊坡值和擋土墻的設置。6.2.3 確定路基標準橫斷面在繪制路基橫斷面圖之前，以確定路基橫斷面的形式及其橫斷面布置、構(gòu)造尺寸(主要包括路幅尺寸、橫坡度值、變坡高度、護坡道寬度、挖臺階的寬度等)。標準橫斷面圖中應包括路基橫斷面中的各種可能的形式及其有關的支擋防護形式。本次設計中繪制本段的路基橫斷面圖，即K0+180K0+300這一路段。在這一路段中，主要出現(xiàn)的路基橫斷面形式有：填方路堤、半填半挖路基、路塹墻和路堤墻

12、路基。按工程技術標準規(guī)定，路基寬度為10m,現(xiàn)擬定路面采用2%的路拱橫坡度，基本橫斷面如圖6.1所示。按以上要求及設計以 路線橫斷面圖。圖6.1標準路基橫斷面圖1: 200的比例尺繪制路基標準橫斷面圖，具體內(nèi)容見6.3 土石方量計算路基橫斷面設計以及路基橫斷面圖繪制完成以后，應對路基的土石方進行計算。首先計算橫斷面的面積，接下來需計算體積以獲得土石方數(shù)量 土石方量計算方法有很多種，填挖方面積通過積距法得到，將斷面按單位橫寬劃分為若干梯形與三角形條塊，如圖6.2。 計算公式為:式中FibhiFi = bhi每小塊近似面積, 每小塊近似寬度, 每小塊近似高度,(6.(1)m2；m； m。n(6.2

13、)F=bh1bh2bhn=b'hi1式中橫斷面面積，m2；每小塊近似寬度，m；各塊累積高度，m。圖6.2積距法示意圖由于相鄰兩橫斷面填挖方面積相差較大，所以計算土石方量時不適宜用平均斷面法，采用棱臺法，如圖6.3,棱臺法的計算公式為：V=3（A+A2）L，+普）（6.3）式中V體積，即土石方數(shù)量，m3；Ai、A2分別為相鄰兩橫斷面的面積，m2;L相鄰兩橫斷面之間的距離，m；m=3,其中Ai>A2。圖6.3棱臺法計算示意圖確定各路段內(nèi)各種土石方數(shù)量計算完成后，把相關數(shù)據(jù)填入土石方數(shù)量表,土或石的填挖量，土石方量如表6.1所示。表6.1土石方計算表樁號間距(m)'(m3)填力

14、(m3)K0+00020.003387.531342.0320.0020.002289.870.0040.0020.00992.910.0060.0020.001186.150.0080.0020.001103.82347.98100.0020.00957.051009.40120.0020.001270.281568.40140.0020.001052.842152.27160.0020.32374.925290.85180.3219.69277.817605.52200.0020.00282.268827.71220.0020.004830.105064.01240.0010.322491.122410.47250.329.69308.924083.23260.0020.004586.073758.36280.0020.588068.700.00300.5819.424072.905.71320.0020.00302.561602.06340.0010.850.001823.03350.859.157.06953.47360.0020.001562.66940.94380.0020.0