届公路设计方向毕业设计指导书Word文档格式.docx

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（6）培养学生进行科学研究的初步能力。

二、毕业设计工作内容

道路工程从立项到设计一般包括工程可行性研究、初步设计和施工图设计等三个阶段。

对于初步设计或施工图设计，其内容包括路线、路基路面、桥梁、涵洞、隧道、路线交叉、沿线设施、环境保护、筑路材料、施工方案和工期安排等。

毕业设计阶段由于时间的限制，根据教学的要求，仅做路线设计。

毕业设计内容分基本内容和选择内容。

基本内容是每个参加毕业设计的学生必须完成的内容。

选择内容则是学生根据各自的条件，完成指导教师指定的内容之外，选做其他某些项目一项或几项内容。

A）基本内容（必做）

一、设计资料的收集及设计条件分析

（一）设计的依据、目的、意义、规模及性质。

（二）项目影响区的有关政策、经济状况，包括经济现状和发展、工农业生产状况、客货运输要求、交通量及道路网、城市规划、当地政府及有关部门意见等。

（三）项目所在地区的自然条件。

包括所属的公路区自然区划、当地的自然地理、地质、水文、气候等资料。

（四）施工条件。

包括当地的交通，人口，工农业水平和布局，水电供应，地材的储量、质量、分布和运输距离等情况。

二、道路等级确定和技术标准论证

（一）道路等级论证

综合考虑工程所在地区的政治、经济、军事、文化及自然条件等因素，通过经济及交通量分析，根据公路网规划的要求，按《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）确定公路等级，需设置辅路（辅道）时亦须论证。

（二）道路技术标准论证

道路技术标准是指道路路线及构造物技术性能、组成部分、几何形状及尺寸等方面的要求。

论证的主要内容应包括：

1.计算行车速度论证；

2.平面线形标准论证（各种曲线线形、半径和长度、直线长度、超高、加宽等的规定取值范围）；

3.竖曲线要素标准论证（曲线半径及长度、纵坡及长度、视距长度等）；

4.横断面技术标准论证（路基宽度及横断面布置、路拱横坡、超高、视距等）；

5.净空高度论证；

6.车辆荷载论证（构造物设计）。

三、路线方案比较和选择

根据路线起终点和中间控制点，拟定若干路线方案（本次设计至少两个方案），认真分析道路性质与任务，道路沿线地形、地质、水文气象、城乡规划、农田水利建设、环境生态保护、劳动力、材料供应以及投资能力等各方面因素，综合比较各方案的平纵线形、工程数量和投资以及与沿线城乡建设经济发展适应情况，选用既满足使用要求又经济合理的路线方案。

四、路线技术设计

本次毕业设计只进行纸上定线。

在选定路线的“路线带”范围内，结合细部地形、地质、地物条件，合理安排道路平、纵、横三方面的关系。

定出道路中线的确切位置，以满足道路各项技术指标，保证良好的行车条件。

（一）纸上定线和平面线形设计：

选定线位，在选定的路线上，逐段进行平曲线设计计算，填制公路直线曲线及转角表，绘制路线平面图。

（二）纵断面设计：

逐段确定道路纵坡，进行竖曲线设计及高程计算，并绘制路线断面图。

（三）线形组合设计：

从获得良好行车条件的目的出发，协调公路平、纵、横三方面线形，使之成为连续圆滑，顺适美观的空间曲线。

（四）横断面设计及路基土石方计算：

除设计路基标准横断面外，还应根据具体条件对个别路段进行特殊路基横断面设计。

设计内容主要包括：

1.路基宽度；

2.路基高度；

3.路基坡度；

4.路基弯道超高，加宽；

5.路拱坡度；

6.根据指导教师的要求选定2公里路段绘制路基横断面图，进行土石方计算及调配，填制路基设计表及土石方计算表。

B）选做内容

一、路基工程设计

在道路平、纵、横规划的基础上，进行路基及其排水、支档和防护工程规划，其主要内容包括：

（一）路基的强度和稳定性分析，路基土压实要求和软土地基处理方法选择。

（二）排水系统规划，涵洞、排水沟渠及连接构造物形式选择。

有条件时进行结构设计。

（三）挡土墙的布置、结构型式选择。

有条件时进行结构设计计算。

（四）其它防护工程设计。

二、路面工程设计

考虑交通要求和环境因素、工程投资、材料供应、施工条件等因素进行路面结构设计、绘制路面结构设计图。

（一）路面结构形式选择。

（二）路面结构组合设计。

（三）（选做内容）路面结构计算：

通过轴载换算，路面结构强度及变形计算，确定路面各结构层厚度。

（四）绘制路面结构详图。

三、交叉工程设计：

平面和立体交叉（互通式或分离式立交、通道）结构形式选择。

四、绿化工程设计。

五、隧道工程设计。

六、防护工程设计。

七、支挡工程设计。

八、软土地基处理设计。

九、单位工程施工进度网络图

十、部分单位工程编制施工图预算。

三、设计文件的主要内容及编制办法：

公路施工图设计文件通常由十三篇组成，本设计只完成其中主要的八篇。

第一篇总说明书

1.概述、设计标准，路线全长、沿线地形，地质，水文等情况的描述。

；

2.路线主要技术指标、平纵面缩图、路线布设情况及方案比选的论证。

3.路基、路面设计原则、依据及方案，排水系统及防护工程设计情况。

4.桥梁、涵洞、隧道及路线交叉、桥涵设计标准，沿线桥涵分布情况，隧道位置和长度及设置理由、路线交叉数量和型式及设计原则。

5.其它沿线设施及其他工程布置原则和方案、环境保护设施的设计方案，技术手段，筑路材料情况、设备，工艺等施工方案或施工组织、施工图预算情况。

第二篇路线

包括路线设计说明，路线平面图，路线纵断面图，直线曲线转角表，用地表，用地及青苗补偿表，拆迁建筑物表，拆迁电力电讯及其他管道表，砍树挖根数量表，排水清淤及耕地填前夯实数量表，水准点表等。

第三篇路基路面及排水

包括路基路面设计说明，路基标准横断面图，排水系统布置图及排水一般结构设计图，防护工程设计图，路面结构设计图，路基设计表，断面高程表，土石方数量计算表，路基工程表，路基路面排水及防护工程数量表等。

第四篇桥梁、涵洞

包括桥涵设计说明，桥型布置图，结构设计图（包括上部结构下部结构，基础及其它细部结构），涵洞布置图，涵洞结构图，涵洞工程一览表及工程数量一览表等。

第五篇路线交叉

包括交叉设计说明，平面交叉工程数量表，平面交叉设计图，人行天桥工程数量表，人行天桥设计图，通道工程数量表，通道设计图等。

第六篇交通工程及沿线设施

包括设计说明、安全设施数量表、服务设施数量表以及各项设施的设计图。

第七篇施工组织计划

包括施工组织设计说明、工程进度图、主要材料、施工机具、设备计划表等。

第八篇施工图预算

按《公路工程预算定额》和《公路基本建设工程概预算编制办法》的规定编制。

四、毕业设计的步骤、方法和深度

（一）技术等级的确定

公路技术等级的选用应根据公路网的规划，综合考虑工程所在地区的政治、经济、军事、文化及自然条件等因素，从全局出发，适当考虑远景发展的交通量，按《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）确定公路等级（城市道路按《城市道路设计规范》GJJ37—90执行）。

需设置辅路（辅道）时亦须论证。

（二）纸上定线

1、拟定路线走向

在给定的地形图上根据指导老师提供的主要控制点研究线路总体布局，分析地形、地质及地物等情况，选择地势平缓、山坡顺直、河谷开阔等有利于展线的地点，拟定线路各种可能的走向。

2、试坡

当遇到纵坡的限制较严时，必须用平均纵坡i沿各种可能的走向由上而下进行试坡，设等高线间距为h，取计算等高线的平均长度a，a=h/i，用量规开度为a（比例与地形图同），在图上试坡，得出均坡线。

3、定导向线

分析均坡线，结合地形、地物及艰巨工程等情况，选择相应的中间控制，从而调整控制点相应线路的纵坡，重新试坡，得出导向线。

4、修正导向线

参照导向线作平面试线，注明平曲线半径，量出地形变化点桩号及标高，绘制纵断面图。

并设计纵坡，得出各桩位概略设计标高。

并用“横断面控制”的方法修正导向线。

5、定线

在所定向线的基础上，参照各“经济点”和“活动点”的位置，按规定的技术标准反复试线才能得到满意的结果。

6、纵断面设计

路线确定后，量出路中心线穿过每一等高线的标号和高程，绘制纵断面图和进行纵断面设计。

纸上定线是个反复试定的过程，试线修改次数越多，最后所定路线的质量相对来说越高，直至取得最佳线路方案为止，纸上定线工作才能算完成。

7、要求

根据纸上定线的特点，本次毕业设计要求在最后上交毕业设计成果时，必须把纸上定线过程中的有关底稿一并上交，作为评定成绩的依据。

（三）公路平面设计

1、圆曲线半径的原则

（1）确定圆曲线半径的原则

①各级公路的圆曲线半径应尽量采用较大的半径，在一般情况下，宜选用大于《标准》所规定的该级一般最小半径。

只有当地形、地物或其他条件限制时，方可采用小于一般最小半径，不要轻易采用极限最小半径。

②圆曲线半径的选定，除要与弯道本身所在位置的地形、地物条件相适应，使曲线沿理想的位置通过外，还要考虑与弯道前后的线形标准相协调。

③圆曲线半径过大也失去意义，因此最大半径不宜超过10000m，以利于设计与施工。

④各级公路不论转角大小，均应设置曲线（包括圆曲线和缓和曲线）。

（2）确定路线导线交点转角

首先在地形图上，从起点由左向右编写转角号，即JD1、JD2、JD3……。

确定路线导线交点转角要用正切法。

不得用量角器直接量取。

（3）考虑圆曲线半径选定的原则和转角值，确定该路段每个交点的圆曲线半径，并计算或查曲线册设用表确定圆曲线要素。

2、将各交点处圆曲线半径与教材或规范对比，当圆曲线半径小于不设超高的圆曲线最小半径，应在该交点处圆曲线两端设置缓和曲线，缓和曲线计算步骤如下：

（1）利用教材相应公式确定缓和曲线最小长度，采用数值大者，并用整5米倍数。

（2）利用相应公式计算切线角、缓和曲线常数p和q。

（3）利用相应公式计算有缓和曲线的单曲线的切线长Th、曲线长Lh、外距Eh、超距Dh。

3、在实际路线测量时，用钢尺丈量直线距离，设置整桩与加桩，在交点处设置平曲线。

在进行毕业设计时，是在地形图上由路线起点从左向右用比例尺（1∶2000）量距，桩距采用50米，加桩视地形变化而定，加桩采用整米数。

（1）直线上整桩（50、100……）与平面线基本的量法见下图：

①从路线起点用比例尺（1∶2000）沿路线中线由左向右量距，每隔50米处用铅笔垂直中线方向画一小横线，在百米处紧靠路中线上方用铅笔写上1、2、3……，即里程K0+100、K0+200、K0+300……，一直量至第一个交点（JD1）处，如上图得交点桩号K0+283。

②确定平曲线基本桩位置和桩号

用比例尺从交点JD1处沿导线向回量T或Th，得圆曲线或第一缓和曲线起点位置，沿路线前进方向中线量T或Th，得圆曲线或第一缓和曲线的终点位置，沿交点JD1的分线向圆心方向量外距E，得曲线中点位置。

③计算曲线基本桩桩号

按“测量学”教材圆曲线基本桩桩号计算格式计算ZY、QZ、YZ桩号，按“公勘”教材基本桩桩号计算格式计算ZH、HY、QZ、YH和HZ桩号。

④将基本桩桩号如ZYK0+233等用铅笔垂直中线方向标在曲线外侧（QZ桩号可不标出）。

⑤再以YZ或HZ为准，以同样方法向路线前进方向量取直线上整桩和平曲线上的基本桩，直至路线终点。

（2）路线加桩。

毕业设计要求一般只设置地形加桩，在路线范围内，纵向与横向地形有显著变化处，应钉设地形加桩。

还应注意，在平曲线上地形变化处也应设加桩。

4、直线曲线及转角表和路基设计表的填写

（1）路线各交点转角、圆曲线半径、曲线要素和曲线上基本桩设置完毕后，应将上述有关数据填写在“直线曲线及转角表”内。

它包括交点号、交点桩号、转角度、曲线各部分数值、曲线位置（桩号）、直线长度及方向角和测量断链等22项。

该表交点号先填写起点，再填写JD1、JD2……，最后填写终点。

表中直线长度L，是指两交点间的直线部分长度，其值为相邻两平曲线起、终点桩号之差。

如JD2平曲线终点桩号为K0+625，JD3平曲线起点桩号为K0+846，则JD2~JD3之间直线长度为：

L=（K0+846）－（K0+625）=221m。

路线起点到JD1间的直线长度和最后一个交点JDn道路线终点之间的直线长度如何计算，请设计者自行考虑。

（2）路线的整桩、加桩和曲线基本桩桩号随时记在草稿纸上，再填写在“路基设计表”的栏中。

5、超高与加宽的设置

（1）超高

当圆曲线半径小于不设超高的最小半径时，根据公路等级、地形和圆曲线半径值，按教材或规范规定确定曲线部分全超高值。

超高缓和段或缓和曲线上整桩或加桩的超高值计算，以绕内边轴旋转的公式计算。

路拱横坡值可根据公路等级参照“路基路面工程”教材选用。

（2）加宽

当圆曲线半径等于或小于250m，双车道路面设置的全加宽值先按教材公式计算。

超高缓和段或缓和曲线上整桩或加桩的加宽值计算，以外接法加工形式按教材公式计算。

（3）将超高、加宽计算值（按相应桩号）填入“路基设计表”栏中。

6、有关平面视距保证，可在横断面设计中考虑。

（四）公路纵断面设计

纵断面设计可手绘、电脑绘制、相关道路设计软件设计出图。

现以手工设计为例：

1、点绘纵断面图

在米厘方格纸上点绘出里程、桩号、直线与平曲线、地面高程和地面线，并将桥涵、地质土壤与纵坡设计有关资料在纵断面图纸上标明。

横坐标比例尺用1∶2000，纵坐标采用1∶200。

（1）每个毕业设计题路线里程大约3~4km，需米厘方格纸一张。

将米厘方格纸从中间水平方向裁成两张。

纵断面图幅尺寸、表头和图标等要求由指导老师根据交通部公路局1987年发布文《公路工程基本建设项目设计文件图表示例》具体指定。

（2）各桩号地面标高的确定

在实际设计中，各桩号的地面标高由水准测量提供，进行毕业设计时，各桩号地面高程从地形图上相应桩号位置确定，即该桩号位置在某相领两条等高线之间，用内插法确定高程，

（3）各桩地面高程确定后，随时填入路基设计表第12栏对应位置上。

线各桩高程确定并填入路基设计表后，就可根据地面高程将各桩点绘在纵断面图上。

应注意：

在标出纵向坐标整10米高程前，应注意每张图各桩高程中，最大高程与最小高程两个桩的高差是多少，这样即可将纵坐标整10米高程摆在适中位置，避免纵断面地面线过于靠上或靠下。

2、标出控制点

由于本设计为作业性质，不是实测资料，不必考虑过多问题，仅给出路线起终点标高。

3、纵坡设计（拉坡）

纵坡设计考虑一般规定与要求、纵断面图布置有关内容，具体拉坡方法见教材相应章节，若将试定纵坡线、调整纵坡线和确定纵坡线合并，采用两块三角板推出坡度的方法。

若同时考虑“根据横断面图进行核对纵坡线”，需事先绘出各桩横断面地面线（见横断面设计）。

在试定、调整纵坡前，必须熟读“公勘”教材有关纵断面设计的内容、规定、要求和方法，否则考虑不周密会出现漏洞。

4、计算转坡点和各桩高程

纵坡和转坡点确定后，即可计算转坡点和各桩高程，先计算转坡点高程，再计算各桩高程（起点控制点高程已给出），并将各桩高程填入“路基设计表”。

此栏为未计竖曲线之设计标高。

5、竖曲线设计

（1）先根据课本相关公式计算凸形、凹形竖曲线小半径（根据不同路线等级确定停车视距），再根据竖曲线设计原则选择“各转坡点竖曲线半径”。

（2）计算各竖曲线要素

利用公式计算各竖曲线要素，并填写“路基设计表”中的相应栏目。

（3）计算竖曲线上各桩距切点距离和改正值，并将有关数值填入“路基设计表”相应栏目。

6、计算设计标高、填挖高度和施工时中桩填挖高度，并将有关数值填入“路基设计表”相应栏目。

7、在拉坡时，还应考虑平、纵配合。

8、应将纵断面设计所考虑的具体问题写在说明书中。

（五）横断面设计

1、点绘横断面地面线

横断面的比例尺采用1∶200（纵、横）。

在实际测设时，横断面地面线是由测设队横断面实测的，毕业设计中按如下方法绘测。

（1）设计要求对选出的2公里路线，逐桩绘出垂直中线两侧和20米范围内地面线。

（2）将三角板或比例尺垂直中线放在某一桩上（从起点桩开始），此时某桩地面高程已知，从三角板或比例尺上与等高线相交处读出水平距离与高差（以路中线为原点，左右各20米范围内）。

注意：

此时地形图上比例尺为1∶2000。

（3）将水平距离与高差（以路中线为准）按1∶200比例尺点绘在米厘方格纸上，各点边线即为横断面地面线。

（4）若采用105×

75厘米方格纸，横向截开为两张，每张约为50×

75，以75cm边为水平方向绘制横截面地面线。

水平方向可在10、25、40、55和65cm安排5行，其中地面线相互有干扰，对设计影响不大，竖直方向每隔5cm绘一图，即将地面线中心线置于5、10、15cm……处，但上、下各留5cm空余。

（5）绘制横断面地面线时，从图纸左侧10cm竖直行开始，由上向下排列桩号，第二行亦从下向上排列桩号。

此要求与野外实测横断面地面线相同。

若不是采用50×

75厘米方格纸。

其横竖间隔尺寸与上述要求相同。

2、设计横断面设计线（戴帽子）

横断面设计线的绘制步骤见教材相应章节。

（1）挖方路段或填方高度小于50cm地段的边沟尺寸，可统一采用梯形。

底宽50cm、深50cm，若拟定为石方地段，可统一采用三角型或矩型边沟。

（2）挖方路段一般采用土质挖方，亦可选择某段挖方，拟定土石方分界线。

（3）路堤边坡一般采用1∶1.5，路垫边坡可参照教材选用，也可按当地经验数字选用。

3、土石方计算与调配

（1）先将路线桩号（2公里）填入“路基土石方数量计算表”中。

（2）按教材积距法计算土石方填挖面积。

先将填、挖面积记在横断面图下方，待填、挖面积全部计算完毕，再将填挖面积分别填入“路基土石方数量计算表”注意：

土石方面积采用小数点一位，距离采用整米数。

（3）计算土石方体积，并将体积数字分别填入“路基土石方数量计算表”。

①土石方体积采用整方数，绝不能用小数。

②土石方应分别计算，挖方、填方应分别计算。

（4）根据相邻两断面的填挖方体积，计算“本桩利用”、“填缺”和“挖余”，并分别填入“路基土石方数量计算表”相应栏。

（5）在进行纵向调配前，先利用相应公式计算经济运距和选择运输工具。

在计算经济运距时，借方单价（即挖方单价）D，超运运费单价T可采用“预算定额”中相应的工日数，也可采用当地的单价.

（6）经济运距确定后，即可按“远运利用纵向调配示意”和“土石方调配的一般要求”、“调配方法”进行土石方调配。

要利用相应的校核公式校核。

（7）纵向调配完成后，将借方、废方和总动量填入“路基土石方数量计算表”相应栏中。

（8）计算计价土石方数量。

作同一类型题目的同学可互相对比，看计价土石方数量是否相同，差多少？

4、绘制典型横断面图

横断面设计完成后，将设计范围内的横断面与教材或规范规定的“十种典型横断面图”对比，看包括那几种典型横断面。

例如：

有a）一般路堑、b）一般路堤、c）半填半挖路基、d）护肩路基、e）护脚路基等5种，则参照有关说明，在图纸上（可采用米厘方格纸或白色图纸）绘出五种典型横断面图，供施工时应用，比例一般用1∶200。

图纸大小视典型横断面图数量而定，几种典型横断面图在图纸上要安排得当。

（六）路基设计

本毕业设计要求进行路基排水设计、路基防护设计。

以路线所经地区的地形图、纵横断面设计图为基础，参照“路基路面工程”教材路基排水设计和路基的防护与加固有关内容。

1、路基排水设计

（1）在进行排水设计时，要以“路基路面工程”教材路基排水设计原则为基础，只考虑地面排水，无需进行排水沟渠水力计算。

（2）按地面排水设计和排水系统设计有关内容，以及地形图、纵断面图等资料进行全线综合排水设计，即按照全线边沟、排水沟、截水沟位置，起讫桩号、纵坡、排水方向等。

2、路基防护工程

根据地形图、纵横断面图，在横断面设计设计范围内考虑路基防护与加固问题。

主要参照“路基路面工程”有关内容。

在横断面设计范围内，若有路基防护与加固问题，需绘制防护与加固工程图。

若在横断面设计范围内需设挡土墙，按“路基路面工程”有关内容，并参照有关算例，进行挡土墙尺寸拟定，挡土墙布置、土压力计算和挡土墙稳定性验算，并绘制挡土墙平、纵、横断面图。

（七）路面设计（选择内容）

本次毕业设计根据公路等级、交通量和交通组成、当地自然条件，以及地质土质、水文等条件，进行路面设计方案比较（至少两个方案）。

在计算路面结构层厚度时，考虑以弯沉为设计标准的路面结构计算方法，并验算弯拉应力。

路面结构计算：

绘制路面结构详图。

1、路面设计原则

路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计，应遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则，比选路面结构设计方案。

在条件许可下，优先选用便于机械化和工厂化施工的方案，使设计具有技术先进、经济合理、安全适用。

2、确定路面等级和面层类型

路面等级、面层类型应与公路等级、交通量相适应。

路面等级、面层类型的选择应根据使用要求、筑路材料供应情况和施工机械设备等因素确定。

此外还应考虑“设计年限内标准轴载的原计当量轴次”，请参见下表：

公路等级设计年限设计年限内一个车道的累计当量轴次（次）

注：

设计年限内一个车道的累计当量轴次是以BZZ-100的标准轴载计。

3、确定标准轴载与轴载换算（可直接采用上表值）。

4、划分段落，确定土基回弹模量。

根据任务书所给条件，查公路自然区划图可确定该路段所在区域。

（1）划分段落主要从不同路基土组和路段干湿类型考虑。

不同土组以纵断面设计中所分段落为准。

因毕业设计无实测资料，土基干湿类型