1 设计总说明书
1.1 概述
(一)、任务依据
根据土木工程系土木工程专业道桥方向《设计任务书》。 (二)、设计标准
1、根据设计任务书要求,本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为40Km/小时,路基单幅双车道,宽7米。
2、设计执行的部颁标准、规范有: 《公路工程技术标准》JTGB01-2003 (三)、路线起讫点
本路段起点K0+000为所给地形图坐标(3352,3601),终点K1+399.37为所给地形图坐标(3412,4974),全长1399.37公里。
(四)、沿线自然地理概况
该工程位于河南省境内,公路自然区划为Ⅳ2。整个地形、地貌特征山岭微丘区,地形起伏较小,最高海拔高为320米,河谷海拔高为295米,总体高差在30米左右。
《公路路线设计规范》JTGD20-2006
1.2 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,横断面合理,以达到视觉和心理上的舒展。
路线测设里程全长1399.37公里,主要技术指标采用情况如下: 平曲线个数(个) 1 平曲线最小半径(米/个) 300/1
平曲线占路线长(%) 11.9 直线最大长(米) 687.01 变坡点个数(个) 2 最大纵坡(%) 1.7 最短坡长(米/处) 419.37 凸型竖曲线最小半径(米/处) 10000 凹型竖曲线最小半径(米/处) 4000
1.3 路基及排水
路基、路面及排水设计是公路设计的重要组成部分,路基与路面共同承受交通荷载的作用,应作为路面的支承结构物进行综合设计,它必须具有足够的强度稳定性和耐久性,直接影响到公路的安全和运营。
(二)路基设计 1、路基横断面布置: 1+3.5+3.5+1=9.0米
式中数字自左至右分别为:土路肩、行车道、行车道、土路肩。 路面横坡设置(不含超高路段):土路肩为3%,行车道为1.5%。 2、加宽、超高方式
全线加宽采用比例过度,超高方式为绕中线旋转。路基土石方计算控制标高为土基标高,不含路面厚度。
3、路基边坡坡率:挖方视地质情况及开挖深度确定,边坡开挖深度小于10米采用1:0.75,大于10米时,边坡中部设1米平台,上部坡率采用1:1.0;填方路堤边坡率采用1:1.5。取1:1
4、公路用地范围:填方路基排水沟外缘以外3米,挖方路基截水沟外缘以外3米为公路用地范围。
(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。
1.4 本次设计项目
(一)、确定道路技术等级和技术标准
(二)纸上定线 (三)平面定线设计 (四)路线纵断面设计 (五)路线横断面设计
1.5 确定道路技术等级和技术标准
三级公路、设计速度40km/h
(一)平面设计指标:①不设加宽的最少半径为250m 。 ②不设超高的最少半径为600m 。 ③基本型平曲线的指标:L . 5 s :L y >02β0=19.1°(二)纵断面设计指标:
①R>450m、L>90m ②合成纵坡不应大于8% ③平纵组合采用平包竖 (三)横断面指标:
① μ
600. 004. 00
+0. 04 2
R R (1-1)
v 2
②i h = -μ
127R (1-2)
③《标准》规定G 取=i max ④《标准》规定≥G
对于平曲线,曲线处均为填方,且无树木、房屋等,视线开阔,无障碍阻挡驾驶员的视线,不需要进行视距验算。
⑤竖曲线半径大于规定的最小半径,能满足竖曲线视距的要求;
平面设计
2.1 路线方案比选定起点终点:左下至右上 路线的初选 路线方案的粗算
2.1.1 方案一计算
α=15°,设R=500m,Ls=50m
L 2p=s 24R
=0.21m q=
L s
2
=25.00m β=L s 180︒02R π=2.86° L=R απ180
︒+L s =181.00m T=(R +p ) α2
+q
=90.85m 校核:
Ls:Ly:Ls=1:1.62:1 满足 2β0=5.72°
2.1.2 方案二的计算
α=23° R=300m Ls=50m
(2-1)(2-2) (2-3)
(2-4)(2-5)
2
L 2s p==0.35m 24R
L s
=24.99m 2
L s 180︒β0==4.77°
2R ππL=R α︒+L s =170.48m q=
180
α=86.10m T=(R +p ) +q
2
校核:Ls:Ly:Ls=1:1.41:1 满足
2β0= 9.54°
2.1.3 方案的比选
方案二。
2.2 平曲线要素的精算
2.2.1 转角的计算
坐标:起点(N :3352.0 E:3601.0) JD (N :3250.0 E:4366.0) 终点(N :3412.0 E:4974.0)
起点到JD 连线的方位角:θ1=82.41° JD 到终点连线的方位角:θ2=104.41° 路线转角:转角α=θ2-θ1=22.51°
2.2.2 要素的计算
取R=300m、L s =50m、基本型曲线
L 2s p==0.35m 24R
L s
=24.99m 2
L s 180︒β0==4.77°
2R ππL=R α︒+L s =167.91m q=
180
α=84.76m T=(R +p ) +q
2
α=6.24m (2-6) E=(R +p ) -R
2
D=2T-L=1.61m (2-7) 校核:Ls:Ly:Ls=1:1.36:1 满足 2β0=9.54°
2.2.3 主点桩号的计算
起点K0+000 JDK0+771.77 终点K1+399.37 ZH 点:JD -T=K0+687.01 HZ 点:ZH+L=K0+854.92 HY 点:ZH+L s =K0+737.01 YH 点:HZ -L s =K0+804.92 QZ 点:ZH+
L
=K0+770.965 2
校 核:JD=QZ+D/2=K0+771.77满足
2.2.4 直线、曲线及转角表
表2-1 直线、曲线及转角表
2.2.5 切线支距坐标表逐桩坐标计算(切线支距法、QZ 前以ZH 为原
点、QZ 后以HZ 为原点)
公式: 直线上: x=x (2-8)
y=0 (2-9)
缓和曲线上: x =L -
L 540R L S
2
5
(2-10)
L 3
y =(L ——计算点至坐标原点的距离) (2-11)
圆曲线上:
6RL s
x =R sin ϕ+q
y =R (
1-cos ϕ) +P
ϕ=L -S R ∙180
π
+β0
2-12) 2-13) 2-14) ( ( (
2.2.6 切线支距坐标表
3 纵断面的设计
3.1 在地形图上读取各中桩地面高程
表3-1中桩地面高程表
3.2 纵坡设计
3.2.1 指标要求(=40km/h)
最小坡长应为120m
最小纵坡0.5%,最大纵坡7% 最小半径为450m
平纵配合满足“平包竖”,或者错开距离不小于3s 的行程
3.2.2 边坡点及坡度
3.2.3 设计高程计算
x 2
公式: 竖距:h=(计算点至远点距离即桩号差) (3-1)
2R
H1= H0-(T-x) i 1 (3-2) H= H1-h (3-3)
3.3 中线各桩设计高程计算
表3-4中桩设计高程表
3.4 竖曲线计算表
见附表一(竖曲线计算表)
4 横断面设计
4.1 路幅组成及尺寸横坡确定
4.1.1 技术指标:
(一)行车道宽度7.0m, 无中央分隔带,双车道,单车道宽3.5m 。 (二)平曲线半径为300m <,250所以不需要设置加宽。 (三)超高:R=200m,设计速度v=40km/h
600. 004. 00
μ0.033 2+0. 04=
R R
v 2
-μ=0.0087 i h =
127R
计算出
校核:合成坡度I =2.62%
所以满足
(四)取值:《标准》规定≥G , 取=3%
4.1.2 道路的组成及尺寸
①路面宽度7.0m, 无中央分隔带,双车道,单车道宽3.5m 。 ②路肩宽1m ,采用硬路肩设计。 ③边坡1:1
④边沟:梯形断面,沟深0.4m ,低宽0.4m ,沟边坡1:1
⑤路拱横坡:三级公路,采用沥青路面设计,根据《标准》取G =1.5%
4.2 各中桩横断方向地面高程读取
表4-1横断方向地面高程表
4.3 超高设计计算
①B=7.0m b =1.0m G =1.5% =3% =1.5% 取Lc=Ls=50m
全超高端面设在缓圆点和圆缓点,超高起点分别为K0+687.01和k0+854.92
②采用绕中线旋转超高过渡方式
表4-2绕中线旋转超高值计算公式 ③ 表4-3超高的计算表:
③视距验算
竖曲线在确定半径时已考虑问题,由于此公路出去平原微丘地段上面,视距良好,故不需要进行视距验算。
4.4 路基设计计算表
见附表二(路基设计计算表)
4.5 土石方数量表计算填写
见附表三(土石方量计算表)
5 结束语
三周的课程设计,转瞬即过,这次课程设计等于是对课本上的知识进行了一次系统性的实践,忙碌但却受益匪浅,让我们对所学的知识有了跟进一步的认识和理解,对设计工作的大概流程有了一个大致的了解,这将对我们以后的工作和学习带来很大的帮助,这是我们的第一次专业设计实践,之中不免存在很多的不足之处,我们一定会在今后的学习中进一步的完善,为达到更高的水平而不懈努力。
6 参考文献
1. 《公路工程技术标准》JTGB01-2003 2. 《公路路线设计规范》JTGD20-2006 3. 《道路勘测设计》