西安工业大学
毕业设计开题报告
设 计 题 目:汤峪至安乐D段二级公路设计
院 系 名 称: 建筑工程学院
专 业 班 级: 土木080706班
学 生 姓 名: 聂伟
导 师 姓 名: 刘丽萍
开 题 时 间: 2012年2月25日
1.课题研究目的和意义
公路的发展程度直接关系到国家及地区的政治发展、经济进步乃至国防科技的整体提高，对提高综合国力具有十分重要的意义。在大学期间我学的是道路桥梁方向专业，在今后的工作当中我将主要从事公路这方面的建设与施工，道路设计的好坏将直接影响到道路建设与施工的质量高低甚至是安全成败等问题。因此公路设计在公路建设中起着举足轻重的作用。出于对道路建设的热爱，本次毕业设计我选择了道路设计。
本次设计的路段是汤峪至安乐D段二级公路设计。通过本次设计，通过接受指导独立完成一般公路的施工图设计以及技术设计对今后走向工作学习都会给予很大的帮助，从事施工和设计工作都会从中获益匪浅。通过学习指导和实际计算完成一个完整的公路设计，把四年来学习的知识应用到实际案例当中，融会贯通，适应和学习这种知识的运用方法。掌握路线设计、路基设计、路面设计、小桥涵设计及工程概算设计理论和具体设计方法，并能够独立完成全部设计图表。使今后的工作中能够更好更快的开展。踏上岗位后能够思路清晰，迅速发挥自己的作用。
2.文献综述（课题研究现状及分析）
2.1前言
在学习了四年路桥专业知后我对路桥的施工和设计有了浅薄的了解和认识，在毕业设计中我将完成一条公路的线路设计，为了更好的完成此次毕业设计和在今后的工作中能够更从容我在老师的指导下阅读了一些路桥方面的文献。道路的线路设计一般先了解道路的交通量以确定道路的设计等级，然后结合地形情况按照《公路工程技术标准》进行主要技术指标的拟定，纸上定线以及特殊线形的设计，结合不同地形设计道路纵断面，路基及路面设计，道路排水及桥涵设计，完成设计的概算并撰写设计说明书。有了大方向，整个设计便易于开展和进行了。
2.2正文
道路的发展基本上已经实现交通网络体系现代化。即便如此，在交通工程设施方面我国的研究与国外先进国家相比，还有一定差距，今后应将重点建立广泛、配套、协调的交通工程设施标准体系，积极借鉴国外先进经验，加快交通工程设施的发展，以促进我国交通事业的快速增长。
现代交通工程学在我国的发展是在70年代后期，当时美、日、英、德、加拿大等国的专家先后在我国讲学，介绍了国外交通规划、交通管理、交通控制与交通安全以及国外交通工程的发展方向和管理经验，推动了交通工程学在我国的发展。
目前，我国对公路交通工程设施的研究经过20多年的努力，已经在规划、管理、设计、工程、制造、科研等方面取得了很大进步，具有了一定的实力。交通安全设施方面已探索出了一套适合我国国情的设计、制造、施工规范；在道路监控、通信、收费系统与实施方面，对控制方式、收费制式、设备的布置、管理的软件及少量硬件设备的开发等已经达到了实用阶段。
根据我国社会经济的发展状况，交通规划部门预测我国公路交通发展未来将表现出以下一些趋势： 一是在今后较长的一段时间内，我国公路运输需求将随着社会经济的进一步发展继续保持快速增长趋势。 二是对于公路运输量内部结构而言，公路客运量及旅客周转量的增长将明显快于公路货运量及货物周转量的增长。 三是从我国公路运输需求的地域分布情况来看，随着西部大开发战略的实施、东北等老工业基地的振兴，中西部地区公路运输量的增长速度将呈现出逐步加快的趋势，但在较长的一段时期内，东部地区公路运输量所占的比重仍居于主导地位。
在公路交通工程设施方面我国的发展方向如下：我国将建立具有广泛性、配套性、协调性的公路交通工程设施标准体系。近年来，我国加大了公路建设投资，公路建设飞速发展，但在交通安全设施、监控系统、收费系统、公路管理、智能运输系统等方面仍然比较落后，没有跟上公路建设的速度。
交通工程设施标准包括八个方面：交通安全设施、监控、收费系统、服务区、公路沿线供配电、公路照明、公路管理、智能运输系统。目前，交通安全设施以及服务区、公路照明、公路沿线供配电等在我国高速公路上的发展比较迅速，具备了一定设计制造能力，城市道路更是趋于完善。但是与世界发达国家相比，我们在监控、收费、智能运输系统方面还有一定差距，这也是我国今后需要努力的方向。
十多年来,我国高速公路和一级公路的修建有了迅速的发展,高等级公路与一般公路相比,平纵线形要求较高,对于路线位置与各控制点及构造物之间的相互协调应在统筹布局的指导下系统地作好设计。线形的选择对全线的路基、桥涵、沿线构造物及汽车的行驶安全、舒适、经济和车辆的通行能力都起着决定性作用。
从公路线形设计的安全和舒适角度来看,所涉及的仅是行驶力学和行驶心理学两个方面的问题。从行驶力学的角度来看,直线线形比曲线线形要优越。但是,在严格执行设计规范和技术标准的情况下,无论是直线和曲线都能满足行驶力学的要求。从行驶心理学的角度来看,单一的线形使人感到乏味,因此,我国公路技术标准规定了公路线形直线不宜过长,过长的直线会使驾驶员感到行车单调,容易犯困,尾随车辆不易估计车速,易造成车速过快而发生事故。
平纵线形协调的好坏,对人心理影响很大。好线形会给人连贯流畅之感,通过视觉刺激人体,给人以新鲜感,减少司机和乘客的疲劳,集中驾驶员的注意力,让人感到是种艺术与美的享受。平纵组合不当,会使驾驶员总是处于精神高度紧张的应急状态这不利于安全、舒适行车。如:在接近凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部设小半径平曲线的起讫点,前者失去诱导视线的作用,驾驶员接近坡顶时才发现平曲线,因而会形成减速或因高速行驶突然转变方向而招致车祸;后者易使驾驶员对纵坡的判断失误把下坡看成上坡而导致超速行驶,成为造成交通事故的原因。在平直线路段要尽量设计成直坡,如设凸凹而看不见的线形,易使视线产行折断感,导致驾驶员的失误。所以规范中要求避免在直线段内插入短的竖曲线或设置陡坡。
平曲线和竖曲线组合宜相互对应,且平曲线要稍长于竖曲线,也就是把平曲线的中点和竖曲线的变坡点对应,且把竖曲线包含在平曲线内，即所谓的“平包纵”。平曲线和竖曲线重合的公路线形,具有良好的视线诱导作用,看起来平顺优美。否则,平曲线和竖曲线的相位错开,不仅驾驶员的视线得不到诱导,而且会出现线形扭曲和排水困难的缺点。竖曲线的半径宜大于平曲线半径的10~20倍以上。随着平曲线半径的增大,竖曲线半径的增大倍数也宜增加。
纵坡与竖曲线构成纵面线形,纵坡与竖曲线的设计,除要考虑汽车的动力性能外,更重要的是要考虑如何适应地形,既满足汽车行驶力学和安全的需要,又满足视觉上的舒适性和美感"因此,在纵坡与竖曲线的设计中,美学问题尤为重要。从美学上讲,纵坡过大!过长或在一段路内反复出现纵坡都是有问题的,要么破坏线形的连续性,造成“碎坡”,要么形成视线盲区,影响视距等。特别是在纵坡与平曲线结合在一起时,纵坡的大小对公路线形外观的影响是至关重要的"所以,陡而短或反复的纵坡是不可取的。竖曲线是为保证汽车能够平顺通过坡顶或坡底而设置的,因而竖曲线的长度和半径是决定线形美观和行驶舒适的重要因素。
2.3总结
道路勘测设计的最终目的是把设计人员的构思、设计的路线放在实地，并为道路施工提供可靠的测量和调查资料。通过阅读这些有关道路勘测设计的文献和查阅资料我了解到随着现代测量技术的不断发展，特别是数字技术、信息技术及测量设备的发展，使得道路的勘测方法和手段发生了革命性的变化，一些传统的勘测程序和专业分工也相应的发生了改变，并由专业的相互交叉、渗透，要求我们从事道路勘测设计的人员具有较高的综合知识和素质。在工作过程中不断钻研和学习，在已有的路桥设计及施工技术中不断创新并结合国内外的新材料和思想使我国路桥事业蓬勃发展。
2.4参考文献
[1] 杨少伟 .道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社 2009.06
[2] 中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范 JTG D20-2006 [S].北京：人民交通出版社 2006.10
[3] 邓学钧.路基路面工程[M]. 北京：人民交通出版社 2008.04
[4] 中华人民共和国行业标准.公路水泥砼路面设计规范 JTG D40-2002 [S].北京：人民交通出版社 2002.10
3.设计的主要内容、拟解决的问题
3.1设计的主要内容
本项毕业设计的选题是汤峪至安乐D段二级公路设计，在对《道路勘测设计》、《路基路面工程》、《桥梁工程》等有关专业及专业基础课程学习的基础上，在教师指导下完成设计任务。本选题的重点是公路几何线形设计。
具体应完成的设计内容有：
3.1.1路线设计
（1）确定公路等级和主要的公路工程技术指标。
（2）按给定的起终点，确定一条满足《标准》、平纵线型都比较合理的路线，并进行路线的比选。
（3）对确定方案应进行路线详细设计，完成纸上定线，并进行详细设计。
（4）完成公路几何线形专项设计要求：分别设计至少一个S型曲线、非对称曲线、同向曲线等特殊平面线型。确定平面线型各要素、直线、曲线及转角一览表，绘制路线平面图，绘制公路用地图。
（5）确定纵断设计线、选取各边坡点处的竖曲线半径、计算各竖曲线要素、计算各中桩设计高程及填挖高度、绘制路线纵断面图。
3.1.2路基设计
（1）确定路基路面宽度、断面形状及边坡坡度，绘制代表本设计路段所有的路基断面形式的标准横断面图。
（2）编制《路基设计表》
（3）逐桩绘制本路线的横断面设计图、逐桩计算路基横断面面积，编制路基土石方数量计算表，完成路基排水系统总体设计，特殊路基的处理，防护与加固工程设计。
3.1.3路面设计
按水泥混凝土路面或沥青混凝土路面进行设计。
3.1.4桥涵工程设计
确定全线涵洞形式、位置、孔径，计算涵长，编制全线的桥梁、涵洞工程数量表。完成一项小桥涵设计，绘制本涵洞的布置图、设计图。
3.1.5路线平面交叉设计
确定一个平面交叉进行详细设计，绘制平面交叉口的平面布置图、纵断面图、横断面图。绘制路线交叉的工程数量表。
3.1.6设计概算
利用专门软件完成本设计项目的设计概算编制工作。
3.1.7编写设计说明书
按照设计程序逐项编写本设计项目的设计说明书。
3.1.8完成一篇外文翻译
完成一篇和设计有关的3000字外文翻译。
3.2本设计拟解决的问题
通过对公路沿线的地质、水文、气候等自然条件以及周边资源等情况进行了解和考察后，在满足相关标准和规范的约束的条件下确定公路路线的走向。此外，还应结合平纵横设计的准则使道路线形舒适美观，并能对周围自然景观造成最小的破坏，尽可能做到路融于景美观自然。在道路设计过程中还应考虑到目前技术和材料条件以及当地施工难易度，并且满足预算要求，经济适用。
4.技术路线或研究方法
本项毕业设计是按照公路设计的国家及行业相关标准与规范要求，进行一项具体路段的公路两阶段初步设计任务。完成本次毕业设计，我将按照以下的技术路线进行：
4.1路线平面设计
在给出1:10000比例尺地形图上，在指定的路线起终点间进行纸上定线，并按交点坐标法计算路线方位角及路线长度。交点坐标采样精度要求达到1/1000以上，保留两位小数（0.00）。要保证平面线形的多样性，至少设计一个S型曲线、卵型曲线、非对称曲线、同向曲线（双交点）、回头曲线或虚交点曲线等特殊平面线型。地形复杂的局部路段至少要拟定两个设计方案，通过论证确定推荐方案。绘制其中4.9km典型路段（必须包含垭口、特殊曲线线形等）的平面图。
4.2路线纵断面设计
从1:10000比例尺地形图采集地面高程，精度达到1/100以上，保留两位小数（0.00）。按纵向填挖平衡原则进行纵断面设计（拉坡），最大填挖方高度控制在10m以内。填挖方数量不平衡量以不超过20%为限，并保证挖方数量不超过填方数量。绘制全线纵断面图。
4.3路基设计
从1:1万比例尺地形图采集横断面地面高程，用等高线与中桩点的距离控制，距离精度达到1/100以上。横断面面积及土石方数量由计算机完成。路基处理、排水系统、防护及加固工程等按处理路段起讫桩号计算长度、宽度按设计图确定，工程量计算精度达到1/100，以m3位单位，保留到整数位。绘制2km典型路段横断面图，计算该路段的土石方数量、处理工程量、排水设施工程、防护与加固工程量并制表提交。
4.4路面设计：
根据沿线材料来源、施工条件、造价等方面因素确定采用水泥混凝土路面。
4.5桥涵工程设计：
论证确定设计路段的桥涵结构类型及位置，并详细设计一处涵洞的孔径和长度，绘制出设计图。
4.6路线交叉设计
确定设计路段的路线交叉形式及位置，并详细设计一处路线平面交叉，绘制出设计图。
4.7设计概算
按目前工料机单价，利用专门软件编制本设计项目的设计概算。
4.8设计说明书
按照设计程序逐项编写本设计项目的设计说明书，字数不少于20000字。必须严格执行学院关于毕业设计（论文）撰写的有关规定，说明书必须为打印稿，并正式装订成册。
5.进度安排
1、领取任务书，查阅资料 20##年12月20日～20##年2月20日
2、提交毕业设计开题并答辩 20##年03月09日～20##年03月10日
3、毕业设计时间 20##年03月20日～20##年06月17日
(1)纸上定线 3月20日～3月29日，计算交通量，确定均坡线。
3月29日～3月30日，定导向线。
3月31日～4月01日，平面试线。
4月02日～4月04日，修正导向线。
4月05日～4月08日，定线（方案比选）。
(2)平面设计 4月09日～4月11日，计算平曲线要素及主点程。
4月12日～4月14日，编制直线、曲线及转角一览表。
4月15日～4月17日，绘制路线平面图。
4月18日～4月21日，绘制公路用地图。
(3)纵断面设计 4月22日～4月23日，绘出路线纵断面地面线。
4月24日～4月25日，拉坡。
4月26日～4月27日，确定边坡点位置，变坡点高程及纵坡度。
4月28日～4月29日，计算各竖曲线要素。
4月30日～5月01日，计算各中桩设计高程及填挖高度。
4月01日～5月02日，路线纵断面图绘制格式。
(4)路基设计 5月03日～5月04日，确定路幅各组成部分及尺寸。
4月04日～4月05日，确定路基排水设施的形式及尺寸。
5月06日～5月07日，绘制横断面图。
5月08日～5月10日，编制《路基设计表》。
（5)路面设计 5月11日～5月12日，逐桩绘制本路线的路基横断面设计图。
5月12日～5月13日，公路等级和交通量，确定路面等级与类型。
5月13日～5月14日，路面混凝土组成设计。
5月14日～5月15日，确定路面结构方案。
5月15日～5月16日，确定各方案设计路面厚度并验算防冻厚度。
5月16日～5月17日，经技术经济比较，确定路面的设计方案。
5月17日～5月18日，绘制路面结构图。
5月18 日～5月18日，编制《路面工程数量表》。
(6)小桥涵设计 5月19日～5月20日，勾绘汇水面积图。
5月21日～5月22日，确定涵洞形式，并计算孔径。
5月23 日～5月25日，绘制本涵洞布置图。
(7)路线交叉 5月26日～5月28日，确定全线路线交叉的位置及类型。
5月29日～5月31日，完成平面交叉设计，并绘制平面交叉设计图。
(8)初步设计概算 6月01日～6月03日，初步设计概算，编制工程量清单。
6月04日～6月06 日，编制概预算总表。
(9)编写设计说明书 6月07日～6月09日，编写设计说明书。
6月09日～6月10日，按照学院的规范要求排版打印设计说明
(10)上交毕业设计资料 6月11日～6月14日，上交毕业设计文件。
(11) 毕业设计评阅 6月15日—6月17日
4、毕业答辩 6月20日 ～ 6月24日。
6.参考文献
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