道路工程毕业论文1道路勘测设计.docx

1、道路工程毕业论文1道路勘测设计毕业论文道路勘测设计道路工程一、目的本课程设计是在学生学完道路勘测设计及其相关专业后进行的一次综合性训练，既有助于巩固所学的专业知 识，培养独立设计的能力，提高综合运用知识的能力，也为以后的毕业设计打好基础。一、 基本资料本段公路为平原微丘三级新建公路。起点坐标： X=79380.000 ， Y=91030.000 ；终点坐标：X=79150.000 ， Y=91980.000 ；起、终点设计高程均同地面高程。提供的地形图比例尺为： 1： 2000。二、 设计步骤和方法1、 认真阅读地形图，查清路线带的地形、地物特征，并定出起点、终点和中间控制点；1、 根据起终点

2、和中间控制点，在地形图上进行选线， 通过比选， 最终确定公路具体走向， 必须选出两条路线进行比选（选线时注意各个段落土石方的平衡， 尽可能少占农田，少拆房屋） ；12、 根据选定的公路具体走向，确定交点位置，量出交点坐标， 计算交点间距、 偏角，并根据地形、 地物和规范的要求确定平曲线半径、 缓和曲线长度， 计算出平曲线各要素、公路总里程；3、 按照 20 的间距在地形图上定出各个中桩的位置， 读出其他地面高程，依此点绘出纵断面（若地形变化大，则要考虑加桩） ；4、 断面图设计；5、 编制路基设计表 ；6、 点绘横断面地面线，进行横断面设计；7、 路基土石方数量计算与调配；8、 在地形图上点绘

3、公路用地界限，并调查征地和拆迁情况；10、整理装订成册。三、 要求1、 所有设计必须独立完成，不得抄袭。2、 图表格式要求：所有图纸、汉字均要按照规范要求采用工程字体； 每张图表必须有设计人、 复核人、 审核人及其签名，并标上图号、 日期； 采用 3 号图纸； 图框尺寸，外框为 420mm 297mm，内框为（ 430-30-10 ） mm（ 297-10-10 ） mm，设计单位 70mm，公路名称 70mm，2图名 65mm，设计、复核、审核、图号、日期均为（ 15+20）mm。3、 横断面图比例为 1： 200，纵断面比例，纵向为 1：2000，横向为 1： 200。4、 挡土墙、涵洞各

4、绘制一个。5、 设计后的成果必须整理装订好。四、 本次设计必须提交的设计成果（一） 计算说明部分1、 平面计算（直线、曲线及转角表） ；2、 纵断面计算（设计标高、竖曲线各要素等） ；3、 路基设计表；4、 路基土石方数量计算及调配（路基土石方数量表） ；5、 主要技术经济指标；6、 总说明书。（二） 图纸部分1、 平面设计图（含用地图） ；2、 纵断面设计图；3、 路基标准横断面图；4、 路基横断面图；5、 挡土墙及涵洞图各一个。3五、 主要参考书目1、道路勘测设计2、公路路基设计规范3、公路路线设计规范4、公路工程技术标准5、小桥涵设计手册6、路基路面工程4设计总说明书一、概述（一）、任务

5、依据根据某理工大学公路工程学院土木工程专业道路工程方向道路勘测设计任务书 。（二）、设计标准1、根据设计任务书要求， 本路段按平原微丘三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为 40 公里 / 小时，路基双幅两车道，宽 8.50 米。2、设计执行的部颁标准、规范有：公路工程技术标准 JTGB01-2003公路路线设计规范 JTJ011-94公路路基设计规范 JTJ013-95公路沥青路面设计规范 JTJ014-97公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40-2002（三）、路线起讫点本路段起点 A：K0 000 为所给地形图坐标 （ 79380.000 ，91030.000 ， 67.70 ），

6、终点 B： K0 623 为所给地形图坐标（ 79150.000 ， 91980.000 ， 75.10 ），全长 0.623 公里。（四）、沿线自然地理概况该工程整个地形、地貌特征平坦，地形起伏不大，最高海拔高为 91.00 米，河谷海拔高为 65.50 米，总体高差在25.5 米左右。（五）、沿线筑路材料等建设条件沿线地方材料有：碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等。其他材料如沥青、水泥、矿粉需到外地采购。二、路 线本路段按三级公路标准测设， 设计车速 40KM/h，测设中在满足公路路线设计规范 及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线型流畅，纵坡均衡，横

7、断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。路线测设里程全长 0.623 公里，主要技术指标采用情况如下：平曲线个数（个） 3平均每公里交点个数（个） 1.5平曲线最小半径 ( 米/ 个） 200/1平曲线占路线长（ %） 52直线最大长 ( 米） 467.439变坡点个数（个） 9平均每公里变坡次数（次） 2.3最大纵坡（ %） 4.15最短坡长（米 / 处） 200凸型竖曲线最小半径（米 / 处） 3000 凹型竖曲线最小半径（米 / 处） 2000 三、 横断面设计1、路基横断面布置：0.75+3.75+3.75+0.75=8.5 米式中数字自左至右分别为：左路肩、行车道、行车道、右路肩。路面横

8、坡设置（不含超高路段） ：路肩为 3%，行车道为2%。2、加宽、超高方式全线加宽采用比例过度，超高方式为绕内边线旋转。路基土石方计算控制标高为土基标高，不含路面厚度。3、路基施工注意事项：路基施工应严格按规范进行，对能作为填方用土的挖方应尽量移挖作填，尽量减少取、弃土场地。取、弃土场地应选择荒山、山地处，不得随意乱弃，堵塞河道，且要做好防护，绿化工作，以免造成水土流失。土基填筑前应进行清表、清淤，耕地填前夯实工作，做好填前排水。（二）排水1、排水： 挖方路段路面雨水通过路肩进入边沟， 填方路段路面雨水经坡面散排至排水沟。四、本次设计项目1、确定道路技术等级和技术标准2、纸上定线3、平面定线设计

9、4、路线纵断面设计5、路线横断面设计6、挡土墙及涵洞图各一个第1章 设计说明1.1工程概况设计公路为某三级公路。本路段为平原微丘区，多为中低山地貌，地势稍陡。路段主线长 0.623km （起讫桩号为 K0+000K0+623），路基宽 8.5m，设计行车速度为 40km/小时。1.2公路技术等级及技术标准1.2.1公路技术等级设计路段公路等级为三级，适应于将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为 2000 6000 辆。1.2.2技术标准(1)、控制要素：、服务水平：三级、设计车速： 40km/ 小时(2)、平面设计技术指标： 、圆曲线最小半径：、一般值： 100m、极限值： 60m、不设超高

10、最小半径： 600m、最大半径： 10000m 、缓和曲线最小长度： 35m 、平曲线间插直线长度：同向平曲线间插直线长 度应大于 6V（ 240m）为宜，同向平曲线间插直线长度应大于 2V（ 80m）为宜。 、平曲线最小长度： 70m(3)、纵断面设计技术指标： 、最大纵坡度： 7% 、最小坡长： 120m 、不同纵坡度最大坡长：纵坡坡度与最大坡长 表 1-1纵坡坡度(%)最大坡长(m)3 4 11005 9006 7007 500注：当纵坡坡度小于或等于 3%时， 最大坡长没有限制。 、竖曲线最小半径和最小长度：竖曲线最小半径和最小长度 表 1-2凸形竖曲线半径 凹形竖曲线半径一般值 70

11、0极限值 450一般值 700极限值 450竖曲线最小长度 (m) 35 、纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值： 10%(4)、路基横断面技术指标： 、行车道宽度： 2 3.5m 、土路肩宽度： 2 0.75m 、路基总宽度： 8.5m 、视距保证：、停车视距： 40m、会车视距： 80m、超车视距： 200m 、双车道路面加宽值：设计路段采用第 3 类加宽值，不同圆曲线半径下的路基全加宽值如下表：圆曲线半径加宽值圆曲线半加宽值(m)(m)径(m)(m)2502000.8100702.02001501.070 502.51501001.5 、路拱及土路肩横坡度：路拱横坡度取用 2%，土 路肩横

12、坡度取用 3%。、不同圆曲线半径的超高值：圆曲线半径与超高 表 1-3圆曲线半径(m)超高值 (%)600 390 1390 270 2270 200 3200 150 4150 120 512090 690 60 7注：当圆曲线半径大于 600m时，可不设超高。第2章 平面选线及定线2.1平面选线2.1.1平面选线的原则( 1) 、在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。(2)、路线设计应在保证行车安全、 舒适、 迅速的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽可能

13、的采用较高的技术指标。不轻易采用极限指标，也不应为了采用较高指标而使得工程量过分增大。(3)、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区的之间的联系，同时也应注意同农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。(4)、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法绕避，如必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。2.1.2选线过程(1)、控制点的选定：在地形图范围内有三个村庄，本着设计路线应尽可能服务居民区的原则，初步选定靠近村庄的三个控

14、制点，定出路线的大致走向。(2)、加密控制点：在前面定出的路线大致走向的基础上，本着山岭重丘区公路应尽可能的克服高差，尽量使路线按平均自然坡度顺着等高线走，以为以后的纵断面设计留有余地的原则，选定路线上、下坡转折点和越岭标高，并避开地质不良地段，加密控制点。(3)、确定路线走向：在前面各项工作的基础上，顺着等高线，避免初定的路线尽量少的切割等高线，把各个控制点连结起来， 定出路线的走向。考虑到路线在各控制点间的不同连结方式，初步定出甲、乙、丙三条路线方案。(4)、方案比选：分别对甲、乙、丙三条路线方案作进一步的研究，得出各个方案的主要技经济指标，如表 2-1 所示：各路线方案主要技术经济指标比

15、较表 表2-1指标 单位 方案甲 方案乙 方案丙路线总长km623715654通过村庄个000回头弯个021线形好中中土石方中较多多量挡土墙中中多总造价较低高较高比较结推荐果通过上表的比较发现，乙方案的各项技术经济指标都较平均，设置两个回头弯使得在该路段处的填方量有一定减少，但是回头弯处由于取用的圆曲线半径小，使得行车舒适性及迅速性有所降低，而且设置了回头弯却没有克服高差，没能充分发挥回头弯的作用。丙方案虽然路线较短，联结的村庄只有两个，还要翻越一处地面标高较高的垭口，增加了开挖量，造价较高，还难以满足平曲线间插直线长度要求。相比之下，甲方案的综合指标比其他两个都好，所以推荐甲方案。2.2纸上

16、定线设计路段为山岭重丘区三级公路，地形复杂，横坡陡峻，路线平、纵，横面所受的限制较严，定线时应尽可能的克服高程。2.2.1定导向线：(1)、首先在 1:2000 的地形图上，仔细研究路线选线阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形， 拟定路线走法。(2)、地形图上的等高线间距为 10m，选用 5.0%的平均自然坡度，按式 2-1 算出等高线间平距：a hi 均( 式 2-1)由式 2-1 得：a 10 200 m0.05使两脚规的开度等于 a （按图上的比例尺为 10cm），从路线起点 A 开始，拟定的路线走法在等高线上依次截取各点，直到最后一点的位置和标高按近路线终点 B 为止。

17、(3) 、连接各点，分析该折线在利用地形和避让地物， 以及工程艰巨的情况，从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点，并重新连接各点。2.2.2确定路线位置(1)、在前面定出的导向线的基础上，用不同半径的模板在路线平面可能出现的转点处描出路线平面位置，并标出其半径。(2)、用直线连接各曲线，使各直线相交，初步定出路线交点。(3)、初步分析各交点处所采用的线型，并大致量出各交点的转角值，概算出各交点处的平曲线切线长，结合交点间距概算出平曲线间插直线长度，判断各同向、反向及复合线型能否满足规范要求。(4)、分析所定出的路线位置的工程量并进行调整，力争定出线形好、工程量小的路线位置。根据以上的方法，即可

18、在地形图上定出路线的位置，确定路线平面的交点，并初步定出了各交战处所采用的圆曲线半径值和缓和曲线长度，以及各平曲线的线型组合方式。第3章 线路平面设计3.1确定平面设计所需数据3.1.1确定交点坐标(1)、根据地形图上所定出的路线位置，通过地形上的等高线推算各交点的坐标。方法如下：、推算坐标时，应在交点所在的坐标格内进行， 先假定该坐标格四个脚点中的左下脚点为原点。、量出交点的到坐标横（纵）轴的距离 l ，再量取坐标格的垂直（水平）长度 L 。、计算坐标增量。从地形图可以看出相邻坐标网格线间的距离为 0.2 ，按式 3-1 ：( 式 3-1)x( y)l0.2L即可得出在该坐标格内的坐标增量，

19、再用此坐标增量加上原点在整体坐标系下的坐标值即可得出该交点的坐标。(2) 、按上述方法推算出的各交点坐标如表 3-1 。交点坐标表 表3-1交点 X（ N） Y（ E）交X（ N） Y（ E）点79380.0起点0091030.000JD1 JD2 JD379150.0终点0091980.0003.1.2初拟平曲线半径及缓和曲线长纸上定线时所初定的各交点处平曲线半径及缓和曲线长如表 3-2 。半径及缓和曲线长 表 3-2交点 半径 (m)缓和曲线长(m)JD1 96.335 25JD2 79.90 25JD3 300 253.2平面设计计算3.2.1平面设计计算有关内容及计算公式(1)、交点间

20、距、坐标方位角及转角值的计算：设 起 点 坐 标 为JD0 ( X 0 , Y0 )， 第 i 个 交 点 坐 标 为JDi ( X i , Yi ) , i1, 2 , 3 , n ，则：X X i X i 1坐标增量: ( 式3-2)交点间距 :Y YiL (Yi 1X ) 2 (Y )2( 式3-3)象限 角 : arctg YX( 式3-4)计算方位角 :当 X 0 , Y 当 X 0 , Y 当 X 0 , Y 当 X 0 , Y0 时 :0 时 :0 时 :0 时 :fwfw 180fw 180fw 360( 式3-5)转角 : iAi Ai 1( 式3-6)当 i为 时路线右偏

21、, 当i 为 时路线左偏(2)、曲线要素计算：q Ls Ls (m) (式3-7)2 240R2L2 L4p s s(m) (式3-8)24R 2688R3T (R p) tg2q (m) (式3-9)Ly R Ls式( 3-10)L Ly2Ls式( 3-11)E ( R p) sec R 2J 2 T L式( 3-12)(式3-13)(3)、平面线形要素组合及计算： 、S 型曲线：S 型曲线为反向圆曲线间用回旋线连接的组合形式，其相邻两个回旋线参数A1 与A2 宜相等。如果采用不同的参数时，A1 与A2 之比应小于2.0 ，有条件时以小于 1.5 为宜。在两个回旋线 间的插直线 （或重合段）

22、 的长度 l 应符合式 3-14 ：( 式 3-14)l A1 A2 m 40此外， S 型曲线两圆曲线半径之比也不宜过大，宜为：( 式 3-15) 、C 型曲线：R2 1 1R1 3其中R2 R1C 型曲线为同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式。其计算要求与方法同 S 形曲线。(4)、逐桩坐标计算：、直线上中桩坐标计算：设交点坐标为JD ( X, Y ) ，交点相邻两直线方位角分别为 fw1 和 fw2 ， 则：ZH 点坐标 :HZ点坐标 :X ZHYHZX T cos ( fw1 Y T sin ( fw1180) (式3-16)180) (式3-17)设直线上加桩里程为 L，ZH

23、 ， HZ 为曲线起点、 终点里程，则前直线上任意点坐标为：X X (T ZH L ) cos ( fw1180)(式3-18)Y Y (T ZH L) sin ( fw1180)后直线上任意点的坐标为：X X (T L HZ ) cos fw2( 式3-19)Y Y (T L HZ ) sin fw2、单曲线内中桩坐标计算： 曲线上任意一点的切线横距为：l 52 2x l40R Ls式( 3-20)式中： l 缓和曲线上任意点到 ZH (或HZ ) 点的曲线长；Ls 缓和曲线长度。、第一缓和曲线（ZH HY）上任意点坐标：X X ZHY YZHcoscosx 30l 2RLsx 30l 2R

24、Lscossinfw1fw130l 2RLs(30l 2RLs式 3-21)式中： 转角符号，右偏时为“ +” ，左偏时为“ - ” 。、圆曲线内任意点坐标（ HY YH ）：X X HY2R sin90lcosfw190 l LsR R (Y YHY2R sin90lsinfw190 l LsR R式 3-22)式中： l 圆曲线上任意点至 HY 点的曲线长；转角符号，右偏时为“ +” ，左偏时为“ - ” 。、第二缓和曲线（HZ YH）内任意点坐标：X X HZcosxx 30l 2RLscosfw218030l 2RLs(30l 2Y YHZcos30l 2RLssinfw2180RLs

25、式 3-23)式中： l 第二缓和曲线内任意点至 HZ点的曲线长。3.2.2平面设计计算过程(1)、根据平面设计的有关内容以及相应的计算公式和要求，对初拟的半径值和缓和曲线长度值进行试算调整，使之满足各项要求，以最终确定各平曲线的圆曲线半径和缓和曲线长。确定下来的圆曲线半径不应和初拟时的偏差过大，以免平曲线的位置偏离初拟位置过大而可能导致工程量的增加。(2)、根据上述原则以及相关公式，用 Fortran90 编程序计算，圆曲线半径和缓和曲线长度的调整在程序中执行。程序见附录二平面设计计算程序 。(3)、用此程序计算所得结果如下：一、起终点及交点坐标：1:79380.000,91030.0002

26、:00000.000,00000.0003:00000.000,00000.0004:00000.000,00000.0005:79150.000， 91980.000二、半径及缓和曲线长：2:96.33525.0003:79.90025.0004:200.00025.000三、方位角和交点间距：fw( 1- 2) :L( 1- 2) :fw( 2- 3) :L( 2- 3) :fw( 3- 4) :L( 3- 4) :fw( 4- 5) :L( 4- 5) :四、转角：0( 2) : 47 030 00 ( 3) : -55 50 00 ( 4) : 21 000 00五、曲线要素：q( 2) : 12.49298P( 2) : 0.27032T( 2) :55.000LY( 2) :17.464L( 2) :67.464J( 2) :42.536E( 2) :9.2087q( 3) :12.4898P( 3) :0.3259T( 3) :54.9971LY( 3) :16.8260L( 3) :66.8260J( 3) :43.1682E( 3) :10.8913q( 4) :12.4984P( 4) :0.1302T( 4) :47.7868LY( 4) :15.3756L( 4) :65.3