《交通土建综合课程设计》指导书 本文简介：
《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
《交通土建综合课程设计》指导书 本文内容：
《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1：1000～1：2000，其带状宽度为中线两侧各200～250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（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
①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。
②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）。
③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。
④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。
⑤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、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。
⑥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
①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。
②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。
③点绘竖曲线。
④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（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：
①
高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素
②
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）；
③
隧道（按长度、高度标绘，注明名称和起始点桩号）；
④
与公路、铁路交叉时的桩号及路名；
⑤
水准点的位置、编号及高程；
⑥
断链桩位置及长短链关系；
⑦
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
①
点绘各横断面的横向地面线；
②
②根据《技术标准》的规定，确定路基宽度；按照土质成分、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
③按弯道半径大小分别拟定超高加宽值；
④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；
⑤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。
⑥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。
⑦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1：100－1：200。
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、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：
①
根据路线技术标准，路基宽8.5m，路面宽7.0m；
②
车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100；
③
横断面原地面标高及路基设计标高从道路纵断面图提取；
④
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）；
⑤
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=；
⑥
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；
⑦
墙身材料采用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[]=60
KPa。
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：
①
挡土墙平面、立面布置
②
挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸（图1供参考）
③
计算主动土压力
⑦
验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性
⑧
验算基底应力及偏心距
⑨
验算墙身截面强度
⑩
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。
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γ=
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)
JN150
150.6
82.6
49
101.6
l
双
单
CA10B
80.25
40
19.40
60.85
1
双
单
EQ140
92.90
50.00
23.70
69.20
1
双
单
太脱拉138
211.4
120.00
51.40
2×80
2
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度；
①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；
②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；
③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）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
①掌握路线线型设计的一般过程及设计内容；
②掌握路线平面线型的选型方法及线型计算方法；
③掌握纵断面设计及计算方法；
④掌握道路横断面设计方法与步骤；
⑤掌握路线土石方数量计算与调配方法；
⑥计算结果要正确，设计方案应满足相应的技术规范或标准；
⑦学生应独立完成课程设计。
（2）
挡墙设计
4天
①挡土墙断面形式的确定；
②挡土墙土压力的计算及稳定性验算。
③绘制挡土墙的立面及平面布置图，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
①路基干湿类型及路基回弹模量的确定；
②沥青路面结构方案的选定与结构层厚度的计算和验算；
③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
①掌握道路平面、纵断面及横断面的绘图方法；
②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；
③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
①
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。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
（1）优（90-100分）
①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；
②设计方案合理，设计计算正确，数据可靠；
③图面质量整洁，能很好地表达设计意图；
④计算书表达清楚，文字通顺，书写工整。
（2）良（80-89分）
①能综合运用所学知识，全面完成设计任务；
②设计方案合理，设计计算基本正确；
③图面质量整洁，能够较好地表达设计意图；
④计算书表达清楚，文字通顺，书写工整。
（3）中（70-79分）
①能运用所学知识，按期完成设计任务；
②能基本掌握设计与计算方法；
③图面质量一般，能表达设计意图；
④计算书表达一般，有多处不够确切。
（4）及格（60-69分）
①基本能运用所学知识，按期完成设计任务；
②设计与计算没有原则性错误；
③图面质量不够完整，基本能表达设计意图；
④计算书表达一般，有多处错误存在。
（5）不及格（60分以下）
①运用所学知识能力差，不能按期完成设计任务；
②设计与计算有严重错误；
③图面不整洁，不能表达设计意图；
④
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》(JTJ
B01-2014)，北京:人民交通出版社，2014年
【2】交通部·《公路路线设计规范》(JTG
D20-2017)，北京:人民交通出版社，2017年
【3】交通部·《公路路基设计规范》(JTG
D30-2015)，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》(JTG
D40-2018)，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》(JTG
D50-2017)，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
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