课程设计指导书-《交通土建综合课程设计》指导书.docx

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1、课程设计指导书 交通土建综合课程设计指导书 交通土建综合课程设计1、2指导书（交通工程专业）桂林电子科技大学建筑与交通工程学院交通土建综合课程设计1、2指导书课程名称：交通土建综合课程设计学时数：共4周，其中：道路线形设计模块2周，路基挡土墙设计模块1周，路面设计模块1周学分数：4分开课院系：建筑与交通工程学院交通工程系执笔人：陈富坚、黎新蓉、刘卫东编写时间：2018年11月一、课程设计的目的交通土建综合课程设计是对道路勘测设计、路基路面工程两门课程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生使理论知识与实践相结合，进一步巩固、加深及运用课堂上所学的设计原理、理论、方法和标准等基础知识，培养学生的

2、分析问题、解决问题、独立设计的能力，使知识系统化，从而为毕业实习和毕业设计打好基础。 二、设计任务完成约2公里长公路的初步方案设计（不含排水工程部分），公路等级为二级，设计车速为60Km/h。 课程设计以指导教师提供的设计指导书为主，学生在查阅相关文献资料的基础上，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，拟定道路线型、路基挡土墙及路面结构组合的设计方案，并对道路线型的安全性、路基的稳定性、路面结构厚度进行计算分析和验算。课程设计要求设计计算条理清晰，计算的方法和结果能符合我国现阶段相应设计规范的要求。 三、基本内容与要求严格按照现行的公路工程技术标准、公路路线设计规范、公路路

3、基设计规范、公路水泥混凝土路面设计规范、公路沥青路面设计规范等设计规范或设计手册开展课程设计。根据所设计公路的等级，采用相应的技术指标进行设计，尽量不用极限值。 交通土建综合课程设计的设计内容包括三个模块，模块一：道路线型设计； 模块二：路基挡土墙设计； 模块三：路面设计。 3.1模块一：道路线形设计3.1.1平面设计路线平面图是设计文件主要内容之一，也是平面设计的重要成果。它综合反映了路线平面位置、线形，还反映了沿线人工构造物和工程设施的布置以及公路与周围环境、地形、地物的关系。路线平面图应示出地形、地物、路线位置及桩号、断链、平曲线主要桩位与其它主要交通路线的关系以及县以上境界等，标注水准

4、点、导线点及坐标格网或指北图式、示出特大、大、中桥、隧道、路线交叉（标明交叉方式和形式）位置等。图中还应列出平曲线要素表。比例尺用1：10001：2000，其带状宽度为中线两侧各200250米。 本次课程设计要求路线平面图的比例尺为1：2000，由设计资料已给出的平面外业勘测原始资料，绘出路线的导线和路中线，其设计步骤与要求为： （1）编制出直线、曲线及转角一览表并复核。 （2）根据交点坐标用坐标法绘制出路线交点，得到路线平面导线。 （3）根据平曲线要素以及各里程坐标绘制平曲线。 （4）按有关规定要求标注出公里桩，百米桩、主点桩位置。交点号、水准点位置及高程，桥涵位置及孔数，孔径，结构类型，长

5、（短）链等。 （5）绘制曲线表。 （6）绘出图纸的指北方向、比例尺等。 3.1.2纵断面设计纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定、排水及工程量等的要求，对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形，以达到行车安全、快速、舒适、工程费用较省、运营费用较少的目的。 纵断面设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸问题。纵断面设计可分成两步，一是纵坡设计，二是竖曲线设计。 （1）纵坡设计准备工作。根据校核无误的直曲表，中平资料。在纵断面图上绘出公里桩，百米桩、其它

6、各中桩，直线与平曲线位置。点绘出地面线，并将桥涵、地质、土质、水准点等有关资料填注在纵断面图相应的栏目内。熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。 标注控制点。包括属于控制性的“控制点”和属于参考性的“控制点”（经济点）。 试坡。“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”。用三角板推平行线的办法，反复试坡，对各种可能的坡度线方案进行比较，最后确定既符合技术标准，同时又满足控制点要求而且土石方量又最省的坡度线。 调坡。结合选线意图和对照技术标准或规范进行。一般要求纵坡不要太零碎（取至0.1%），变坡点设在整10米桩上。 核对。主要核对具有控制意义的特殊横断面。如高填深挖、挡土墙、重要

7、桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。 定坡。最终确定纵坡度、变坡点位置（桩号），推算并校核变坡点高程。坡度值一般是用三角板推平行线的办法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一，即0.1%。 （2）竖曲线设计在满足标准的前提下，按外距控制选择竖曲线半径，按切线长度选择竖曲线半径。 计算竖曲线几何要素，包括竖曲线切线长T、曲线长L和外距E，以及竖曲线上任意点纵距y的计算、竖曲线上任意点设计标高的计算。 点绘竖曲线。 最后计算填挖高度，填绘有关资料，整理、上墨，完成纵断面设计图。 纵断面图的比例一般是：横坐标（里程及桩号）1：1000纵坐标（水准高程）1：100； 平原地区也可用：横坐标（

8、里程及桩号）1：2000，纵坐标（水准高程）1：200。 纵断面图的上半部包括： 高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素桥涵（桥梁按桥型、孔数及孔径标绘，注明桥名、结构类型、中心桩号、设计水位； 跨线桥示出交叉方式； 涵洞与通道按桩号及底高绘出，注明结构类型、中心桩号、孔数及孔径）； 隧道（按长度、高度标绘，注明名称和起始点桩号）； 与公路、铁路交叉时的桩号及路名； 水准点的位置、编号及高程； 断链桩位置及长短链关系； 沿线跨越河流的现有水位和设计洪水位，影响路基稳定的地下水位等。 纵断面图的下部各栏应示出： 土壤地质情况、施工高度、设计高程、地面高程、坡长及坡度、里程及桩号、直线及平曲线（包括

9、缓和曲线）等。 3.1.3横断面设计（1）路基横断面尺寸的拟定路基宽度的确定是根据所给出的公路等级查公路工程技术标准确定。 边坡值的确定是根据路基横断面形式、填料种类、土质情况以及边坡高度等因素确定。路堑边坡应根据开挖情况、土石成份的工程性质不同，修筑成折线形边坡； 路堤边坡应根据填料的种类及路堤高度而确定。边坡加固在横断面设计中仅确定加固类型和坡度，示意表示即可，不作详细设计。 边沟要分土质边沟和石质边沟，还要考虑边沟加固的情况。 以上各部分的具体尺寸可参照标准、路基设计规范以及设计示例确定。 （2）横断面图的设计步骤点绘各横断面的横向地面线； 根据技术标准的规定，确定路基宽度； 按照土质成

10、分、边坡高度拟定路基边坡坡度，根据土质成分、边坡高度确定路基边坡，并进行边坡设计。填方边坡一般采用1：1.5。 按照排水要求拟定边沟、截水沟等尺寸按弯道半径大小分别拟定超高加宽值； 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，完成路基设计表的编制； 按路基设计表数据，绘出横断面设计线； 陡峻山坡需设挡土墙等防护工程时，应将挡墙等防护工程处要绘出。 检查弯道路段横断面内侧视距是否保证，是否需要清除障碍及设置视距台。 计算填挖面积计算（取位到小数点后一位）。并在各断面上标注桩号、填挖高度、填挖面积、路基边坡坡度。 横断面的绘制，一般在方格纸上按桩号由下向上绘制，路基横断面设计图应绘

11、出所有整桩、加桩的横断面图，示出加宽、超高、边坡、边沟、截水沟、碎落台、护坡道、路侧取土坑，开挖台阶及视距台等，注明用地界。挡土墙、护面墙、护脚、护肩、护岸、边坡加固、边沟(排水沟)及截水沟加固等均绘在本图上，并注明起讫桩号、圬工种类及断面尺寸(另绘有防护工程设计图的只绘出示意图，注明起讫桩号和设计图编号)。比例尺用1：200。 （3）路基标准横断面图路基标准横断面图应示出路中心线、行车道、拦水缘石、土路肩、路拱横坡、边坡、护坡道、边沟、碎落台、截水沟、用地界碑等各部分组成及其尺寸，路面宽度及概略厚度。高速公路、一级公路按整体式路基、分离式路基分别绘制，还应示出中央分隔带、缘石、左侧路缘带、硬

12、路肩(含右侧路缘带)护栏、隔离栅、预埋管道等设置位置。比例尺用1：1001：200。 3.1.4线形安全性检验（1）单元路段划分根据划分标准，将全路线划分为若干个单元路段。 （2）运行车速推算根据单元路段的性质，推算各单元路段的运行车速。 （3）绘制全路线运行车速图（4）线形协调性检验（5）车速协调性检验（6）根据检验结果，确定是否对线形设计成果进行修正。 3.1.5表格填制（1）直线、曲线及转角一览表列出交点号、交点坐标、偏角、曲线各要素值、平曲线主要桩位、直线长、计算方位角或方向角等。 （2）路基设计表列出平曲线要素纵坡(坡高、坡长、变坡点桩号及高程)、竖曲线要素、桩号、地面高程、设计高程

13、、填挖高度、路基宽度(原宽、加宽、加宽后宽)、缓和长度超高值(左、右)、路基边缘与设计高之差(左、右)等。边沟(排水沟)需特殊设计时还应列出沟底纵坡设计资料、形状及尺寸、沟底高程(左、右)。 （3）路基土石方数量表列出桩号、断面积、平均断面积、挖方(总体积、土类、石类)、填方(总体积、填土及填石分压实方和自然方)、本桩利用方、余方、欠方、远运利用方、调配示意、运量、借方(分土类、石类、运距、运量)、弃方(土、石、运量)等。 3.1.6说明书说明书主要写设计的基本方法、基本步骤、存在的问题以及体会和建议。 3.2模块二：路基挡土墙设计3.2.1设计资料根据3.1模块道路线形设计成果，在需要加固边

14、坡的填方路段设置一段长约200米的挡土墙。挡土墙型式采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料如下： 根据路线技术标准，路基宽8.5m，路面宽7.0m； 车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100； 横断面原地面标高及路基设计标高从道路纵断面图提取； 挡土墙平面、立面、横断面布置的确定应结合道路线型的平面、纵断面、横断面综合考虑后确定，图1为供参考的挡土墙型式之一（注：参考尺寸：m,=0.40m,=0.60m）； 填料为砂性土，其密度18KN/m3，计算内摩擦角=35，填料与墙背间的摩擦角=； 地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力=450KPa，基地摩擦系数为f=0.45； 墙身材

15、料采用5号砂浆砌30号片石，砌体=22KN/m3，砌体容许压应力为KPa，容许剪应力=100KPa，容许拉应力=60KPa。 图1挡土墙横断面布置及挡土墙型式示例图3.2.2设计要求挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，设计步骤如下： 挡土墙平面、立面布置挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸（图1供参考）计算主动土压力验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性验算基底应力及偏心距验算墙身截面强度挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设施设计绘制挡土墙平面、立面、横断面图编写设计说明书。 3.2.3其余稳定性分析要求浸水高填路堤、基坑开挖与支护、加筋墙路堤和浸水挡土墙路堤边坡稳定性分析等内容，本次课程设计不考虑

16、。 3.3模块三：路面设计3.3.1设计资料本路段路面可采用新建水泥混凝土路面或沥青路面，经由两种路面的技术经济分析后确定。有关资料如下： （1）交通状况，经调查交通量为4100辆/日，交通组成如表1所示，交通量年平均增长率=4.9%。 交通组成表1黄河JN150解放CA10B东风EQ140太脱拉138小汽车25%50%15%3%7%汽车参数表2车型总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轮轮组数前轮轮组数轴距(cm)JN150150.682.649101.6l双单CA10B80.254019.4060.851双单EQ14092.9050.0023.7069.201双单太脱

17、拉138211.4120.0051.402802双单132（2）路基土质为粘性土，干湿状态为潮湿，道路冻深为160cm。 （3）路基实测弯沉值分别为：72、81、78、64、66、65、68、75、72、71、66、73、68、77、74、74、81、82、78、79（0.01mm）等共20测点，弯沉测定采用标准轴载，测定时路表温度为27.5，前5小时的平均温度为25（注：季节影响系数以kl=1.08，温度影响系数K2=1.0）。 3.3.2设计要求（1）交通分析； （2）拟定路面结构，并对比分析两种路面结构各自的优劣； 确定材料参数及水泥混凝土路面板的平面设计； （3）计算或验算路面结构层厚

18、度； 沥青路面采用手工计算和计算机计算两种方式，并分析其结果以及说明理由； 拟定几种沥青路面厚度，采用计算机计算，分析沥青面层变化对基层厚度的影响，基层厚度变化对底基层厚度的影响； 对于水泥混凝土路面采用手工计算； （4）绘制路面结构图及水泥混凝土路面平面布置图，接缝构造图； （5）编写设计说明书。 3.3.3提交的设计文件（1）水泥混凝土路面和沥青路面各自的路面结构图； （2）水泥混凝土路面平面布置图，接缝构造图； （3）设计计算说明书。 四、课程组织形式与教师指导方法第一步，根据设计题目，利用各种途径查阅专业资料，如设计规范、教材等； 第二步，根据课程设计指导书及老师的现场答疑指导进行各部

19、分的设计计算； 第三步，编制设计计算说明书，并将其提交给指导老师检查认可； 课程设计组织形式： 首先布置设计任务，学生将在设计过程中遇到的问题集中，向老师提问，如果问题具有普遍性，老师将向全体学生解答，答疑结束后学生继续完成各自的设计计算，每隔两天指导老师检查学生完成设计的情况，再根据完成的情况指导老师统一意见后继续指导学生做后续的设计。 学生应在指导教师的指导下，独立完成设计内容； 内容上要求条理清晰，尽量采用简图和表格形式； 外观上要求字体工整，纸张和封面统一。 具体要求如下： （1）初步掌握路基路面工程设计的内容、设计计算步骤及方法； （2）能够比较全面地收集和查询有关技术资料； （3）

20、合理拟定路线、路基挡土墙和路面结构的设计方案； （4）独立完成挡土墙稳定性和路面结构设计的计算和验算； （5）能够分析路基路面设计时存在的问题并能加以解决。 五、课程设计内容和时间安排序号设计任务时间分配设计内容（1）道路平面、纵断面、横断面设计9天掌握路线线型设计的一般过程及设计内容； 掌握路线平面线型的选型方法及线型计算方法； 掌握纵断面设计及计算方法； 掌握道路横断面设计方法与步骤； 掌握路线土石方数量计算与调配方法； 计算结果要正确，设计方案应满足相应的技术规范或标准； 学生应独立完成课程设计。 （2）挡墙设计4天挡土墙断面形式的确定； 挡土墙土压力的计算及稳定性验算。 绘制挡土墙的立

21、面及平面布置图，确定纵向分段长度及各段墙高，设计墙身排水孔。 （3）路面结构厚度的计算和验算4天路基干湿类型及路基回弹模量的确定； 沥青路面结构方案的选定与结构层厚度的计算和验算； 水泥混凝土路面结构方案的选定与结构层厚度的计算和验算。 （4）技术图表的绘制3天掌握道路平面、纵断面及横断面的绘图方法； 了解直线、曲线及转角表、逐桩坐标表、路基设计表及土石方数量计算表等表格的编制方法； 重力式挡土墙、沥青路面结构和水泥路面结构的绘图。 （5）设计说明书的编制6天说明书要阐明设计内容、设计意图。 六、课程设计考核方式6.1课程设计成绩的构成课程设计成绩以设计成果的质量为主，结合平时的考察进行评定。

22、凡成绩不及格者，必须重修。平时考查主要检查学生的出勤情况、学习态度、是否独立完成设计等几方面。设计成果的检查，着重检查设计图纸和计算书的完整性和正确性。成绩的评定要按课程的目的要求，突出学生独立解决工程实际问题的能力和创新性的评定。课程设计的成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定。 设计成果成绩（按百分制给分，占总成绩构成的70%），具体给定标准见6.2部分； 平时成绩（按百分制给分，占总成绩构成的30%），依据平时出勤、与指导教师的沟通交流印象给予成绩。 课程设计综合成绩=设计成果成绩*70%+平时成绩*30%，按此算法得出百分制成绩后换算成五级制成绩。 6.2课程设计成果成绩的给定（

23、1）优（90-100分）能够熟练综合运用所学知识，全面独立完成设计任务，设计过程中能够提出自己的见解； 设计方案合理，设计计算正确，数据可靠； 图面质量整洁，能很好地表达设计意图； 计算书表达清楚，文字通顺，书写工整。 （2）良（80-89分）能综合运用所学知识，全面完成设计任务； 设计方案合理，设计计算基本正确； 图面质量整洁，能够较好地表达设计意图； 计算书表达清楚，文字通顺，书写工整。 （3）中（70-79分）能运用所学知识，按期完成设计任务； 能基本掌握设计与计算方法； 图面质量一般，能表达设计意图； 计算书表达一般，有多处不够确切。 （4）及格（60-69分）基本能运用所学知识，按期

24、完成设计任务； 设计与计算没有原则性错误； 图面质量不够完整，基本能表达设计意图； 计算书表达一般，有多处错误存在。 （5）不及格（60分以下）运用所学知识能力差，不能按期完成设计任务； 设计与计算有严重错误； 图面不整洁，不能表达设计意图； 计算书不完整，有多处错误存在。 七、参考书目【1】交通部公路工程技术标准(JTJB01-2014)，北京:人民交通出版社，2014年【2】交通部公路路线设计规范(JTGD20-2017)，北京:人民交通出版社，2017年【3】交通部公路路基设计规范(JTGD30-2015)，北京:人民交通出版社，2015年【4】交通部公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2018)，北京:人民交通出版社，2018年【5】交通部公路沥青路面设计规范(JTGD50-2017)，北京:人民交通出版社，2017年【6】交通部公路工程基本建设项目设计文件编制办法（交公路发【2007】358号），北京:人民交通出版社，2007年【7】许金良等道路勘测设计（第四版），北京:人民交通出版社，2018年【8】黄晓明等路基路面工程（第四版），北京:人民交通出版社，2014年【9】中交二院公路路基设计手册（第二版），北京:人民交通出版社，2004年【10】姚祖康公路设计手册路面（第三版）； 北京:人民交通出版社，2006 第 17 页 共 17 页