道路勘測設計暑期實習

下蜀林場實習設計路線設計說明東南大學交通學院指導老師：程建川姓名：劉修宇學號：21711117路線編號：4號目錄1.項目背景1）地理位置2）現(xiàn)狀3）任務要求2.設計標準及規(guī)范1）設計標準2）設計遵循的標準、規(guī)范及規(guī)程3.路線方案及平面設計1）路線走向及方案2）曲線敷設3）超高加寬計算4.縱斷面設計及繪圖1）設計原則2）拉坡及豎曲線敷設3）縱斷面圖繪制5.路基設計及土石方計算、調(diào)運1）標準橫斷面選擇2）土石方計算（土石區(qū)分、比例、類別等）3）土石方調(diào)運（原則、結(jié)論）6.排水設計1）要求2）設計7.小結(jié)1.項目背景1.1地理位置下蜀林場，位于江蘇省鎮(zhèn)江市句容境內(nèi)，地理位置東經(jīng)119°14’，北緯31°59’，北靠下蜀鄉(xiāng)，西部和南部與亭子鄉(xiāng)毗連。屬北亞熱帶季風氣候，氣候特點是：干濕寒暑四季分明，光照充足，水熱資源豐富，森林覆蓋率高達73%。全場可分為低山、丘陵和谷地三種地形。下蜀林場目前為南京林業(yè)大學實習林場，東南大學交通學院也與林場有所合作，為每年短學期實習提供場所。在鎮(zhèn)江句容寧鎮(zhèn)山脈東段的武岐山、空青山南側(cè)，有一處占地4876畝，擁有上千種植被，被稱作“綠翡翠”的地方。這里光照充足、水源豐富、林木蔥郁，東西走向?qū)庢?zhèn)山脈似天然屏障，讓北風和西風難以長驅(qū)直入，為林木生長提供有利的天然環(huán)境。這里就是我校實習基地——下蜀林場。林場森林面積314.4ha，其中林業(yè)用地298.9ha，省級公益林261ha，森林覆蓋率超過90%，全場共有活立木蓄積量19099m3。1.2現(xiàn)狀本組主要對四號線進行測量與路線設計，四號線全線長約750m，原始路線主要是一段上山坡段，路線大體走向為東西走向，中間有一個很大的弧度，使路線從東西方向轉(zhuǎn)為南北方向。地形基本上保持沿路線前進方向左邊為山崖，右邊為山坡，覆蓋大量植被。1.3任務要求本次實習的主要任務是在給定的起點和終點之間，按照已定的技術(shù)標準，結(jié)合地形、地質(zhì)及其他沿線條件，綜合考慮平、縱、橫三方面因素，在實地定出路中線的確切位置，并進行詳細測量和調(diào)查，最終完成道路的平面、縱斷面、橫斷面設計，并計算路基土石方。主要測量任務包括選線、定線、中樁放樣、水平測量、橫斷面測量，內(nèi)業(yè)任務包括手工進行平、縱、橫設計及土石方計算，應用dicad進行平、縱、橫設計及土石方計算。通過這些任務，學習路線布局的基本方法，了解路線方案比較的方法，公路路線線形的概念，進一步加深課堂所學勘測知識。學習公路各種曲線的敷設方法，基本能掌握各類地形、曲線的運用和測設，熟悉測工的工作方法，并進行測工的基本訓練。為了保證實習效果，本次實習分組進行，每組10名同學，每個組獨立進行一條道路的勘測設計工作，每個組也可根據(jù)工作內(nèi)容再分小組，不同小組的工作內(nèi)容必須進行輪換，即每個同學必須參與實習過程的每一個環(huán)節(jié)。各實習小組的野外記錄、內(nèi)業(yè)圖表等各項資料采取簽核制度，即記錄、繪圖、制表、校核者均應簽名，與實際工作做法一致，若發(fā)現(xiàn)錯誤應及時報告，不得擅自涂改原始記錄。本次設計采用三級公路要求，考慮到實際情況，可降級到四級公路。三級公路設計速度40km/h，極限最小半徑60m，一般最小半徑100m，最小坡長120m，最大縱坡7%，行車道寬度3.5m，路基寬度8.5m，路拱橫坡度2%。四級公路設計速度30km/h，極限最小半徑30m，一般最小半徑65m，最小坡長100m，最大縱坡8%，行車道寬度3.5m，路基寬度8.5m，路拱橫坡度2%。由于4號路線本身縱坡坡度就超過了7%，所以縱斷面拉坡設計時就要降級到四級公路，并且在一些路段要進行限速的設計。2.設計標準及規(guī)范2.1設計標準本次設計主要采用雙車道三級公路標準，設計速度40km/h，但考慮到山區(qū)道路長度短，拐彎較多的實際情況，部分路段降低設計標準，采用四級公路標準，設計速度30km/h。全線基本采用0.75米土路肩+2×3.5米車行道+0.75米土路肩的形式，部分曲線路段處采用加寬，設計時假定路面下2m為粘土，2m一下為巖石，土石可互替。2.2設計遵循的標準、規(guī)范及規(guī)程1.《道路勘測設計》教材2.《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003)3.《公路路線設計規(guī)范》》(JTGD20-2006)4.《公路設計手冊—路線》5.《公路路基設計規(guī)范》6.《公路工程基本建設項目設計文件編制辦法》7.《公路路線設計細則2010》3.路線方案與平面設計3.1路線走向及方案本次設計起點里程樁號K0+000.000，終點位于山地道路結(jié)束處，里程樁號K0+736.324,全線長736.324m。路線設計基本上放棄了原有的老路，為了能夠盡量符合三級公路的設計標準，采取大量挖方與填方的方法。新建路段基本為曲線，且設置緩和曲線，以保證線性流暢，行車安全舒適。設計路線共3個交點，最小圓曲線半60m，最大半徑200m，圓曲線長度和緩和曲線長度基本保證1:1的標準。交點2與交點3之間設計成S形曲線的形式，連接的兩條緩和曲線回旋線參數(shù)之比近似等于1，符合要求。在最終設計路線之外，還設計了一條比選路線，比選路線基本上沿山地道路原有的路線走向，設計主要考慮減少填挖方量，但是由于實際道路的局限性，如果沿原有道路走向的話，雖然減少了填挖方量，但是造成平曲線太多，圓曲線半徑太小，需要降速到20km/h，而且相鄰曲線之間直線長度過短，行車有較大危險性，所以放棄了這一比選方案。3.2曲線敷設這三條曲線均采用的是三級公路的設計標準。交點序號交點坐標交點樁號XY12345起點3556354.755499548.174K0+000JD13556259.706499504.098K0+104.771(右)21°15'6"JD23556065.609499302.19K0+383.894(右)48°58'52"JD33556089.703499032.818K0+650.728(左)108°58'44"終點3555943.134499069.002K0+736.324q=Ls2-T=R+ptanE=R+psec3.3超高加寬計算設計路線超高值通過公式ih=v2127R–μ計算得到，μ的值根據(jù)不同設計速度采用不同的值，設計速度為40km/h時，μ=600.000μ=143.5238R2-1.4208R+0.03789；超高方式采取繞中線旋轉(zhuǎn)的方式，超高漸變可以得到i約等于8%。加寬，設計速度為40km/h使用第三類加寬值，限速30km/h，采用第二類加寬，R>250m不需要加寬。具體采用公式為b=NA22R由N=2，A=63.853，R=65.477，v=40，可以得到b=1.25Lx——任一點距過渡段起點的距離（m）L——加寬過渡段長度（m）4.縱斷面設計及繪圖4.1設計原則縱斷面設計是對平面設計確定的路線所經(jīng)地面的縱斷面上在高程上定出設計線，其主要內(nèi)容是正確地采用縱坡坡度，合理地擬定縱坡線的位置與坡長，在設計線的變坡點處設置豎曲線及繪制縱斷面圖等。綜上設計要求有：速度不超過40km/h，最大縱坡不超過8%，限速狀況下不超過9%最小坡長為120m縱坡疊加后不能超過100%4.2拉坡及豎曲線敷設本次縱斷面設計線以路中心線標高為設計標高，在滿足縱斷面控制點高程的基礎上，注意到平、縱組合設計、最大縱坡控制及填挖工程量控制等，縱斷面線形力求指標均衡，視覺順適。主要高程控制點有起、起點高程及路線經(jīng)過的小路高程控制點。具體數(shù)據(jù)為K0+000--K0+327.667坡度7.85%坡長327.667K0+327.667--K0+469.679坡度2.94%坡長142.012K0+469.679--K0+750.825坡度8.62%坡長281.146配豎曲線：變坡點RTE起點樁號終點樁號K0+327.66780019.630.241K0+308.037K0+347.298K0+469.67980022.7310.323K0+446.948K0+492.410由于我們平均縱坡大于7%，緩和坡段長度在理論上無法達到120m，否則縱坡超限。4.3縱斷面圖繪制縱斷面圖繪制主要包括了地面高程與地面線，設計高程與設計線，設計線的縱坡度與坡長，豎曲線及其要素，平曲線及其要素，沿線橋涵的位置、類型、孔徑和主要尺寸，與公路、鐵路交叉的樁號及路名，沿線跨越的河流名稱、樁號、設計水位，水準點位置、編號和高程，沿線土壤地質(zhì)分布情況以及地下水位線。本次設計假定地面往下2m為粘土層，2m以下為巖石層，通過表格的形式分別標注了整數(shù)樁號與特征點樁號的填挖高度、地面高程、設計高程、直線與曲線變化以及超高漸變圖。5.路基設計及土石方計算、調(diào)運5.1標準橫斷面選擇本次設計采取40km/h和30km/h的設計速度，采用橫斷面為路基寬8.5m，0.75m土路肩+2*3.5m車行道+0.75m土路肩。道路一般橫坡：車行道2%，路肩4%，全線路基邊坡1:1.5，本次設計中部分路基邊坡為1:1.75。坡頂、坡腳作圓角處理。道路用地寬度界限為填方排水溝（挖方截水溝）外緣1.0米。橫斷面計算方法主要有（1）積距法：A=b*（2）坐標法：A=5.2土石方計算土石方計算主要采用公式V=12（F1+F2）L，其中V表示體積，即土石方數(shù)量；F本次設計挖方總數(shù)量為27843m3，其中包括土方17670m3，石方10173m3，填方總數(shù)量為12508.11m3，填缺7150.07m3，本樁利用土方4955.82m3，石方1228.19m3，本樁挖余7575.48m3，設計時本5.3土石方調(diào)運本次設計土石方調(diào)運要求主要包括：挖方2m以下按巖石處理，土石方比例分配精確到10%，土一律按二類普通土計，石一律按二類次堅石計，石方計算精確到1m3。經(jīng)濟運距一般情況下調(diào)運路塹挖方來填筑距離較近的路填是比較經(jīng)濟的，在橫坡較陡的挖方路段，施工過程中有部分土石拋散掉，一般不應將全部挖方數(shù)量作為調(diào)用數(shù)量，在利用路基所挖石方作為筑路材材料時，應考慮堆放位置，廢方要作妥善處理，廢棄的土石不占或少占耕地，在可能條件下，應將棄方平整為可耕地。廢方不堵塞河流或引起河流改道沖刷農(nóng)田，調(diào)配時結(jié)合橋梁和涵洞位置一起考慮，照顧施工方便，一般大溝位置不作跨溝調(diào)運還應考慮上坡運輸困難的因素。一律按縱向調(diào)運考慮，因此，只可能出現(xiàn)借方或棄方，兩者不會同時出現(xiàn)；土石方調(diào)配原則：橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+借方=填方；橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+棄方=挖方；挖方+借方=填方+棄方；土石方計算：公式V=V:土石方體積F1，F(xiàn)2：兩相鄰橫斷面面積L：兩相鄰橫斷面距離6.排水設計設計原則《公路設計排水規(guī)范》（1）排水設計應考慮行車安全、路容美觀、污染物的管理和養(yǎng)護、經(jīng)濟等因素，放緩邊坡，加寬排水溝，在轉(zhuǎn)折處宜設計成弧形；（2）邊溝及路堤排水溝宜設計成寬展、平緩、帶弧形，減輕駕駛者的緊張心理，挖方路段邊溝宜設計為暗式，改善路側(cè)景觀，提高行駛安全性；（3）位于城區(qū)或市郊的非控制出入道路，邊溝宜設置成U形、矩形，并以梳形蓋板封蓋；（4）截水溝一般宜采用梯形斷面形式，利用半填半挖借方筑溝，減少破壞天然地面。7.小結(jié)實習的最后一天，大山深處的學生食堂，滿桌佳肴，師生齊坐，觥籌交錯，碰杯間，彌漫的不是酒意，而是八天的師生情，是辛勤的汗水，也是取得豐碩成果的歡樂。八天的野外實習，可分為四個階段：①初進山區(qū)的準備和認識階段，主要體現(xiàn)為對山區(qū)生活環(huán)境的認識，悶熱的夜晚、連綿的陰雨、潮濕的地面、崎嶇的山路，一個又一個難以克服的困難被一一克服，一個有一個難以適應的環(huán)境被適應②山區(qū)地形勘測階段，由控制點測量和碎部測量兩大部分組成，控制點的坐標根據(jù)四個GPS坐標點得到，形成一條導線，利用的工具為全站儀，高程則利用水準儀采取四等水準測量的方法得到；碎部點坐標與高程的獲得方法與之大致相當，但精確度略遜一籌。③道路線形設計階段，根據(jù)第二階段獲取的山區(qū)地形信息，設計直線、曲線、緩和曲線組成橫縱斷面的路線圖，并綜合考慮填方量和挖方量，應用軟件為autocad和discad④中樁放樣階段，根據(jù)設計出來的新的道路中線，按照樁號實地放置中樁，并測量中樁高程，沿中樁繪制橫斷面。四個階段，難度最高當數(shù)第二階段，四等水準測量限差超標而重測已屬家常便飯，更有小組返工次數(shù)過多，不堪其擾而把自己的線路稱為“魔鬼二號線”，更有“絕望坡”流傳于外；而讓我感到收獲最大的應該是第三階段，兩大軟件的學習使我們受益匪淺，實際添加線形、綜合考慮橫縱斷面使我們對書本知識的理解更上一層樓。八天的實習子讓不可能盡善盡美，因暴雨而被耽擱的工作暫且不說，晚上無聊打牌亦