某山区二级公路-设计讲课教案.doc

精品文档XX大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 某山区二级公路毕业设计 学生所在校外学习中心： 批次 层次 专业：学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 目 录摘要.21.设计总体说明31.1毕业设计任务书31.2任务要求31.3建设意义31.4道路所处地区的地形、地貌、水文气象31.5设计原则32.主要设计标准和规范42.1主要设计标准42.2设计规范43.毕业设计内容43.1选线43.2平面设计53.3纵断面设计103.4横断面设计134.参考文献19摘 要本篇设计某山区二级公路的施工图设计。该地区属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。主要设计内容有平面设计、横断面设计、纵断面设计。平面设计包括资料整理、纸上定线，根据设计车速和选用的适当规范值进行平曲线要素、缓和曲线要素、里程和逐桩坐标的计算。纵断面设计包括地面高程、设计高程、填挖深度和根据设计车速和选用的适当规范值进行竖曲线要素和竖曲线各桩高程的计算。横断面设计主要根据技术指标、路拱进行横断面设计，并计算各横断面的填挖面积等。最后，根据交通量资料和路面设计规范确定设计方案。关键词：平面设计 纵断面设计 横断面设计 横、竖曲线要素1设计总体说明1.1毕业设计任务书完成在指定的起点和终点之间的新建公路设计，要求按照二级公路设计，设计车速为40km/h进行设计。设计文件必须符合现行有关设计标准和规范。1.2任务要求通过该公路设计进一步提高和训练学生的理论分析、道路设计、文献检索等方面的能力，使学生全面了解本专业的工程设计过程，基本掌握公路的设计方法，熟悉有关规范、手册和工具书的查阅与使用方法。 1.3建设意义目前，我国公路承担着城市之间、城市与乡村之间、乡镇与乡镇之间、乡镇与村之间和村与村之间的主要连接、运输任务。便捷、高效的公路交通日益改变着山区人民的思想观念和生活方式，扩大了山区人民的出行半径，对山区人民的生活水平起到了很大的促进作用。“要想富，先修路”、“公路通，百业兴”反映了人们，尤其是偏远山区人们的深切感受。1.4道路所处地区的地形、地貌、水文气象本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好。本路段地处中低纬度，属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。多年平均气温21.3，最冷1月均温5，最热8月均温33.4。全年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，39月为雨季，其雨量可占全年的65%以上。10月至翌年3月为枯水期，降雨量小于蒸发量。1.5设计原则 设计在满足工程经济的前提下符合二级公路标准要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价、施工技术条件、地质气候和材料来源等其他影响因素。当资金数额增加不大的时，尽量采用较高的技术指标，同时采用高指标要顾及工程量的增加。路线设计时在尽量保证行车安全、舒适、快捷的前提下，达到工程数量小，造价低，使用成本低，经济效益好的目标；处理好道路与农业，村民的关系，注意与农业基本建设的配合，尽量少占或不占耕地，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合；充分重视水文地质条件和问题，不良地质、地貌对道路的稳定性影响较大，同时对特殊地质的处理的工程费用非常大，这将极大的增加工程成本和造价。对于特殊地质一般情况下应尽量绕避，必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围，并采取相应的处理措施；重视环境保护和生态保护，加强环境保护工作，重视生态平衡，为人类创造良好的生活环境。2 主要技术标准和设计规范2.1主要技术标准（1）本项目为山区二级路，设计荷载等级：公路-级。（2）设计速度为40km/h，交通量：6358辆/昼夜。路基宽度为10.0m（0.5m土路肩+1m硬路肩+3.5m行车道+3.5m行车道+1m硬路肩+0.5m土路肩），路槽深0.6m，路拱横坡为1.5，路肩横坡为1.5。超高方式：绕中心设计线旋转，路堤边坡采用1：1.5，路堑边坡采用1：1. 2.2设计规范公路工程技术标准（JTG B01-2003）公路路线设计规范（JTG D20-2006）公路路基设计规范（JTG D30-2004）公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）3 毕业设计内容3.1选线 3.1.1选线原则路线线形设计以公路工程技术标准和公路路线设计规范为依据，按40km/h二级公路的标准来进行设计，路线设计应根据道路等级及其使用任务和功能，合理利用地形，正确利用技术标准，以保证线形的均衡性。路线设计当中对公路的平、纵、横三个方面进行综合设计，以保证路线的整体性和协调性，做到平面顺适，纵坡均衡、横断面合理，并且应当考虑车辆行驶时的安全性、舒适性以及驾驶员的视觉和心理反应，并适当的注意与当地环境和景观相协调。山区二级公路按公路工程技术标准要求，设计车速达到40km/h，平曲线不设超高最小半径1500m，一般最小半径为200m，极限最小半径为135m。竖曲线最大纵坡不大于6%，坡段最小长度不小于150m，凸形竖曲线极限最小半径2000m，一般最小半径1400m，凹形竖曲线极限最小半径1000m，一般最小半径1500m，竖曲线最小长度50m ，路基顶宽不小于10m。3.1.2选线一般应注意以下几点：A路线设计应充分考虑随地形的变化而变化，在注意路线平、纵面线选择的同时，应注意横向填挖的平衡。B平、纵、横三方面应综合考虑。C冲沟比较发育的地段，高等级道路可以考虑采用高路堤、高架桥或隧道等直穿方案，一般等级较低的道路可多采用绕越方案。3.2平面设计 根据交通量确定道路等级，然后在1:2000地形图上确定由A点至B点的路线，并进行平面设计。最后对所定路线进行方案比选，从中选择最佳方案。3.2.1平面线形设计公路平面线形由直线、平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种，高速公路、一级公路、汽车专用二级公路和二、三级公路平面线形要素有直线、圆曲线、回旋线三种。平曲线线形必须与地形、地物、环境、景观等相协调，同时应注意线形的连续和均衡性，并同纵面线形相互配合。行驶在曲线上的汽车由于受离心力的作用其稳定性受到影响，而离心力的大小与曲线半径密切相关，半径越小越不利，所以在选择平曲线半径时应尽可能采用较大的值，只有在地形和其他条件受到限制时才可使用较小的曲线半径。为了行车安全与舒适，规范规定了圆曲线半径在不同情况下的最小值。 3.2.2平面线形设计一般原则A平面线形应直捷、连续、顺畅，并与地形地物想适应，与在周围的环境相协调；B行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求应尽量满足；C保持平面线形的均衡与连贯；D应避免连续急弯的线形；E平曲线应有足够的长度。3.2.3平面线形设计的一般要求现代道路是供汽车行驶的。因此，在路线的平面设计中，主要考察汽车的行驶轨迹。只有当平面线形与这个轨迹相符合或相接近的情况下，才能保证行车的顺适与安全，特别是在高速行驶的情况下，行驶轨迹非常重要，而行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征：A这个轨迹是连续的和圆滑的；B其曲率是连续的；C其曲率的变化率是连续的。3.2.4技术标准的选用：根据设计车速，查出规范值并选用适当的值。平面设计技术指标设计指标规范值采用值设计指标规范值采用值设计车速（km/h)4040最小平曲线半径一般值(m)100400不设超高的最小半径(m)600-平曲线最小长度(m)70163.8缓和曲线最小长度(m)3550最大横坡坡度(%)21.53.2.5有缓和曲线的道路平曲线要素计算首先确定外边条件，推荐方案存在一个转交设计，转角为16.298，圆曲线采用半径400m，缓和曲线最小长度可以从以下三个方面考虑：1.旅客感觉舒适，2.行驶时间不过短3.超高渐变率适中 L取值必须大于三个当中的最大值，即33.33，本设计采用50m切点外移值圆曲线内移值切线总长外矢距4.344曲线总长=163.763.2.6里程计算：本设计里程桩号从道路起点到终点每20米一个编排，在20米内有特征点的加插一个桩号，重点是根据上述公式对五个曲线特征点的里程桩号进行计算。3.2.7逐桩坐标的计算：根据十字坐标推算，详见地形图（地形图上的道路线型只做参考用，可以自己根据两个控制点进行选型）。桩号座标X(m)Y(m)QD FK0+000642.088148.183 FK0+010641.347158.156 FK0+020640.607168.128 FK0+030639.867178.101 FK0+040639.127188.074 FK0+050638.386198.046 FK0+060637.646208.019 FK0+070636.906217.991 FK0+080636.166227.964 FK0+090635.425237.936 FK0+1004WWW。google。com。cn。 大学生政策 2004年3月23日634.6859、如果你亲戚朋友送你一件DIY手工艺制品你是否会喜欢？247.9095、就业机会和问题分析 FK0+110633.945体现市民生活质量状况的指标-恩格尔系数，上海也从1995年的53.4%下降到了2003年的37.2%，虽然与恩格尔系数多在20%以下的发达国家相比仍有差距，但按照联合国粮农组织的划分，表明上海消费已开始进入富裕状态（联合国粮农组织曾依据恩格尔系数，将恩格尔系数在40%-50%定为小康水平的消费，20%-40%定为富裕状态的消费）。257.881（五）DIY手工艺品的“价格弹性化” FK0+120633.205此次调查以女生为主，男生只占很少比例，调查发现58的学生月生活费基本在400元左右，其具体分布如（图1-1）267.854 FK0+130632.464277.827 FK0+140631.7241www。cer。net/artide/2004021313098897。shtml。287.799据了解，百分之八十的饰品店都推出“DIY饰品”来吸引顾客，一方面顺应了年轻一代喜欢与众不同、标新立异的心理；另一方面，自制饰品价格相对较低，可以随时更新换代，也满足了年轻人“喜新厌旧”的需要，因而很受欢迎。 FK0+1508、你是如何得志DIY手工艺制品的？630.984297.772 FK0+160我们从小学、中学到大学，学的知识总是限制在一定范围内，缺乏在商业统计、会计，理财税收等方面的知识；也无法把自己的创意准确而清晰地表达出来，缺少个性化的信息传递。对目标市场和竞争对手情况缺乏了解，分析时采用的数据经不起推敲，没有说服力等。这些都反映出我们大学生创业知识的缺乏；630.244307.744 FK0+170629.503317.717 FK0+180628.763327.689 FK0+190628.023337.662 FK0+200627.283347.635 FK0+210626.543357.607 FK0+220625.802367.58 FK0+230625.062377.552 FK0+240624.322387.525 FK0+250623.582397.497 FK0+260622.841407.47 FK0+270622.101417.443 FK0+280621.361427.415 FK0+290620.621437.388 FK0+300619.88447.36 FK0+310619.14457.333 FK0+320618.4467.305 FK0+330617.66477.278 FK0+340616.919487.25 FK0+350616.179497.223 FK0+360615.439507.196ZH FK0+366.153614.983513.332 FK0+370614.699517.168 FK0+380613.98527.142 FK0+390613.331537.121 FK0+400612.8547.107 FK0+410612.439557.1HY FK0+416.153612.322563.252 FK0+420612.296567.099 FK0+430612.401577.098 FK0+440612.757587.092QZ FK0+448.043613.223595.121 FK0+450613.361597.073 FK0+460614.216607.036 FK0+470615.319616.975YH FK0+479.934616.66626.818YH FK0+480616.67626.883 FK0+490618.26636.756 FK0+500620.046646.595 FK0+510621.98656.406 FK0+520624.012666.197HZ FK0+529.934626.078675.914HZ FK0+530626.092675.978 FK0+540628.18685.758 FK0+550630.268695.538 FK0+560632.356705.317 FK0+570634.444715.097 FK0+580636.533724.876 FK0+590638.621734.656 FK0+600640.709744.435 FK0+610642.797754.215 FK0+620644.885763.994 FK0+630646.973773.774 FK0+640649.061783.554 FK0+650651.149793.333 FK0+660653.238803.113 FK0+670655.326812.892 FK0+680657.414822.6723.3纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面。由于自然因素的影响以及经济要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面设计的主要任务根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车迅速安全、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。在路线的纵断面设计中，依据道路的性质，任务、等级、地形地貌、地质水文等因素，充分的分析了路基的稳定，和工程量与工程经济等问题，对纵坡的长短、大小、前后纵坡的情况、竖曲线半径的大小以及与平面线形的组合与搭配问题都作了考虑。遵循了以下的设计原则：A满足纵坡和竖曲线的各项规定；B纵坡均匀平顺，起伏不宜过大；C设计标高的确定结合了沿线的自然条件如：地形、土壤、水文、气候等综合因素；D争取挖填平衡，尽量使挖方运转到就近路段作为填方，以减少借方和废方，降低工程造价；E依据沿线的性质要求，适当照顾当地民间的交通运输工具，农业机械，农田水利方面的要求；F平面和纵断面设计相互配合：在视觉上能自然的诱导驾驶员的视线，并保持了视觉的连续性；平、纵面的线形指标大小均衡，使线形在视觉上和心理上保持连续性。3.3.1纵坡丘陵地区二级公路的最大纵坡规定为6%。各级公路的长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，应采用不小于0.3%的纵坡，必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计。根据设计车速，查出规范值并选用适当的值。纵断设计技术指标设计指标规范值采用值设计指标规范值采用值设计车速（km/h)4040合成坡度(%)102.59最大纵坡（）72.113竖曲线一般最小半径值(m)700（凸）4000坡段最小长度(m)120245.31700（凹）-3.3.2竖曲线各级公路在纵坡变更处应设置竖曲线，竖曲线可采用抛物线或圆曲线。平原微丘地区二级公路竖曲线半径一般最小值为4500 m，最小长度为70 m。A相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间；B如果直坡段的长度不够长则应该合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线，这样要求对行车有利；C相邻反向竖曲线之间，为了使增重与减重间缓和过度，中间最好插入一段直坡段。竖曲线要素计算（参考公式如下）曲线长度计算式=4000*（2.113+0.8）/100=116.52切线长度计算=116.52/2=58.26外距计算式纵距(x为竖曲线上任意一点距起点或终点的水平距离)3.3.3竖曲线各桩高程的计算（表格如下）竖曲线高程计算表桩号坡段高程(m)标高修正y=x*x/2R(m)竖曲线高程(m)K0+000.000753.205 753.205 K0+020.000753.365 753.365 K0+040.000754.205 754.205 K0+060.000753.685 753.685 K0+080.000755.205 755.205 K0+100.000754.005 754.005 K0+120.000756.205 756.205 K0+140.000754.325 754.325 K0+160.000757.205 757.205 K0+180.000754.645 754.645 K0+200.000758.205 758.205 K0+220.000754.965 754.965 K0+240.000759.205 759.205 K0+260.000755.285 755.285 K0+280.000760.205 760.205 K0+300.000755.605 755.605 K0+320.000761.205 761.205 K0+340.000755.925 755.925 K0+360.000762.205 762.205 K0+380.000756.245 756.245 K0+389.783756.323 0.000 756.323 K0+400.000756.405 0.013 756.392 K0+420.000756.565 0.114 756.451 K0+440.000756.725 0.315 756.410 K0+448.043756.789 0.424 756.365 K0+460.000756.885 0.616 756.269 K0+480.000757.045 1.017 756.028 K0+500.000757.205 1.518 755.687 K0+506.303757.255 1.697 755.557 K0+520.000755.268 755.268 K0+540.000754.845 754.845 K0+560.000754.423 754.423 K0+580.000754.000 754.000 K0+600.000753.577 753.577 K0+620.000753.155 753.155 K0+640.000752.732 752.732 K0+660.000752.310 752.310 K0+680.000751.887 751.887 K0+693.353751.605 751.605 3.4横断面设计3.4.1横断面设计基本要求横断面的设计，应使道路横断面布置及几何尺寸满足交通环境、用地经济、城市面貌等要求。路基是支撑路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。它既要承受路面传来的车辆荷载，又要承受大自然因素的作用。因此，路基横断面设计必须满足以下基本要求：A路基的断面形式和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定；B为了保证路基的强度和稳定性，使路基在外界因素的作用下，不致产生不允许的变形，在路基的整体结构中还必须包括各种附属设施；C路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要，在取土、弃土，取土坑位置、排水设计等方面与农田改土、农田水利、灌溉沟渠等相配合，尽量减少废土占地，防止水土流水和淤塞河道。在设计路线内，每20 m设计一个横断面，具体设置见路基横断面图。横断面需标注的内容：土路肩的高程，土路肩边缘距路中线的距离，边沟底的中心高程，边沟底中心距路中线的距离，路中心线的设计高程与地面高程的高差、填方、挖方面积。最后，根据纵断面设计资料，按设计标高，在路基设计表上逐桩进行计算，完成路基设计表。具体结果见附图中路基设计表。3.4.2横断面的布置A一般路堤：当填土高度小于最小填土高度1.60m时，为满足最小填土高度和排除路面路肩和边坡地面水的需要，应设置边沟；B挖方路基：路堑路段均设置边沟。开挖路堑所废弃的土石方，应弃置于下侧坡顶外并做成规则形状的弃土堆；当挖方高度较大或土质变化处，边坡应随之做成折线形或台阶式边坡以保证稳定；C半填半挖路基：若地面坡度较大，为保证填土的稳定，将地面挖成台阶形。台阶的高度视填料性质和施工方法而定，挖方部分与一般路堑相同。它可以减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，是比较经济的断面形式。 路基宽度为10.0m（0.5m土路肩+1m硬路肩+3.5m行车道+3.5m行车道+1m硬路肩+0.5m土路肩），路槽深0.6m，路拱横坡为1.5，路肩横坡为1.5。3.4.2路拱：采用修正的三次抛物线公式计算距中心的横向距离(m)相应点的竖向距离(m)横坡B行车道宽度(m)路拱高度，路拱横坡计算表横距0.511.522.533.544.55纵距0.00390.00870.01530.02460.03750.05490.07770.10680.14310.1875在地形图上用尺子在中桩所在位置的横断面方向上，向中线两侧量取平距和内插地面高程，绘出中桩所在位置地面线，然后进行横断面设计。根据路基设计表内容，绘出路基横断面，超高在横断面图上应相应绘出。3.4.5土石方数量计算表计算各横断面填挖面积，将其填入路基土石方数量计算表。桩 号断面面积()平均面积()距离挖方(m3)填方(m3)挖方填方挖方填方总体积总体积填土填土总数量压实方12345678FK0+000.005.61.3FK0+010.004.91.65.31.510.05315FK0+020.002.12.13.51.910.03519FK0+030.000.13.51.12.810.01128FK0+040.007.40.13.81.810.03818FK0+050.0012.49.90.110.0991FK0+060.0019.315.910.0159FK0+070.0014.116.710.0167FK0+080.009.20.111.60.110.01161FK0+090.0033.70.821.50.510.02155FK0+100.005.80.719.80.810.01988FK0+110.003.81.04.80.910.0489FK0+120.008.40.06.10.510.0615FK0+130.007.20.57.80.310.0783FK0+140.000.14.63.62.510.03625FK0+150.000.16.60.15.610.0156FK0+160.000.18.90.17.810.0178FK0+170.000.014.60.111.810.01118FK0+180.000.016.715.610.0156FK0+190.000.018.117.410.0174FK0+200.000.019.418.810.0188FK0+210.000.016.117.810.0178FK0+220.000.013.815.010.0150FK0+230.000.016.515.210.0152FK0+240.003.121.31.618.910.016189FK0+250.002.922.33.021.810.030218FK0+260.002.522.12.722.210.027222FK0+270.000.119.21.320.610.013206FK0+280.000.018.30.118.810.01188FK0+290.000.013.315.810.0158FK0+300.000.97.90.510.610.05106FK0+310.003.44.42.16.210.02162FK0+320.007.02.15.23.310.05233FK0+330.0011.61.09.31.610.09316FK0+340.008.22.49.91.710.09917FK0+350.002.36.85.34.610.05346FK0+360.000.015.01.110.910.011109FK0+366.150.017.916.46.2101FK0+370.000.017.517.73.968FK0+380.000.013.515.510.0155FK0+390.000.18.10.110.810.01108FK0+400.006.12.33.15.210.03152FK0+410.0035.60.020.91.110.020911FK0+416.1540.638.16.2234FK0+416.1540.6FK0+420.0040.00.040.33.9155FK0+430.0044.242.110.0421FK0+440.0054.949.510.0495FK0+448.0462.058.58.0470FK0+450.0063.262.62.0123FK0+460.0067.465.310.0653FK0+470.0062.865.110.0651FK0+479.9319.341.09.9407FK0+480.0019.119.20.11FK0+490.0023.324.321.212.210.0212122FK0+500.0020.626.922.025.610.0220256FK0+510.009.819.515.223.210.0152232FK0+520.004.811.87.315.710.073157FK0+529.932.50.93.66.49.93664FK0+530.002.50.82.50.90.1FK0+540.002.50.82.50.810.0258FK0+550.000.51.51.51.110.01511FK0+560.002.21.51.41.510.01415FK0+570.000.32.41.32.010.01320FK0+580.000.06.20.24.310.0243FK0+590.000.010.58.310.083FK0+600.000.012.611.610.0116FK0+610.000.012.712.610.0126FK0+620.000.012.712.710.0127FK0+630.000.012.812.810.0128FK0+640.000.012.812.810.0128FK0+650.000.012.912.910.0129FK0+660.006.438.93.225.910.032259FK0+670.007.036.86.737.810.067378FK0+680.000.06.03.521.410.035214FK0+700.003.020.060全线合计700.0648561283.4.6横断面高程表图中1、2、3、4、5分别表示横断面上所取的5个特征点。对于地势变化较大的断面则每个5米加插一个点。横断面高程表桩号左侧10m左侧5m中线位置右侧5m右侧10m0753.068753.218752.888753.438752.20820753.459753.839752.709752.499752.49940754.83753.85753.76753.38753.2360754.737755.437754.757754.077754.07780758.857754.867754.147753.687753.567100754.929754.809753.719753.529753.479120757.026754.446754.636754.466754.066140755.879753.639753.429753.699753.619160754.221753.771753.361753.261753.261180753.053753.273753.003752.903752.963200573.248573.118573.038572.978572.978220754.794753.704753.464753.584753.194240754.582754.462753.242753.072753.072260755.575754.235