開題報告--二級公路

1、開題報告-二級公路某山區(qū) B、C 兩點間二級公路的設計學生： xxx指導老師： xxxxxxx 學院1 課題概述交通運輸事業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，是國民經(jīng)濟的命脈。它把國民經(jīng)濟個領 域和各個地區(qū)聯(lián)系起來，擔負著國家建設中原材料與產(chǎn)品的集散、城鄉(xiāng)間的物資交流運輸 任務，并滿足人們在物質(zhì)文化生活上的需要，是聯(lián)系工業(yè)和農(nóng)業(yè)、城市和鄉(xiāng)村、生產(chǎn)和消 費的紐帶，它在國家的政治、經(jīng)濟、軍事、文化建設中具有重要的作用，在社會物質(zhì)財富 的生產(chǎn)和分配過程中，在廣大人民生活中起著極為重要的作用。本課題以實際的工程設計項目為基礎， 以四川某山區(qū)局部區(qū)域公路的新建為目的。 該 設計任務是在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)、 規(guī)定的起點

2、終點之間對指定等級的道路進行詳細的施工圖設 計的一項工作，它是對局部路段進行的更詳細的并能指導施工的規(guī)劃設計。本課題對學生提出三點要求：一是要求學生對道路勘測設計、路基路面工程、橋梁工 程等課程相關知識加深理解，并能靈活運用；二是要求學生在畢業(yè)設計過程中熟悉使用 word、excel 、autocad 及公路設計軟件等相關軟件； 三是要求學生在畢業(yè)設計過程中能熟 練查用相關技術標準及規(guī)范。2 本公路工程設計的目的和意義本次畢業(yè)設計是在對道路勘測設計 、路基路面工程、橋梁工程、施工組織及 概預算及其它有關專業(yè)課程的學習的基礎上，并在教師的指導下，完成一段二級公路的 初步設計任務。本次設計的目的是

3、應用學過的專業(yè)知識，根據(jù)自己專業(yè)的服務去向, 在老師的指導下 獨立的完成一段公路的初步設計任務。培養(yǎng)我們的綜合設計能力 , 進而把學過的知識加以 系統(tǒng)的應用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。掌握路線設計、路基設計、路面設計、小 橋涵設計及初步設計概算設計理論和具體設計方法，并能夠獨立完成全部設計的圖表。為 自己走向工作崗位后適應生產(chǎn)實踐的需要打下堅實的基礎。3 國內(nèi)外相關道路工程現(xiàn)狀國外：目前世界各國的公路總長度約 2000萬公里，約 80 個國家和地區(qū)修建了高速公 路，建成通車的高速公路已達 20 萬公里，其中美國、英國、德國、法國、意大利、日本、 加拿大和澳大利亞這些主要經(jīng)濟發(fā)達國家公路里程

4、約占世界公路總里程的一半以上， 高速 公路里程約占世界高速公路里程的 80%以上。美國現(xiàn)有公路總里程和高速公路里程最長， 分別約占世界公路總里程和高速公路總里程的 30%以上和 40%以上，已經(jīng)形成了 8 萬多公 里的州際高速公路網(wǎng)，公路已成為美國人日常生活必不可少的一部分。西歐各國和日本， 由于國土面積小， 公路網(wǎng)基礎好， 高速公路也逐步成網(wǎng)， 公路運輸一直為內(nèi)陸運輸?shù)闹髁Α?相比之下，前蘇聯(lián)和印度、巴西等發(fā)展中大國公路里程較少，道路質(zhì)量差，汽車運輸在整 個交通運輸體系中的地位和作用遠低于美、日以及西歐諸國。 目前，許多國家的高速公 路已不再是互不連接的分散的線路，而是向高速公路網(wǎng)的方向發(fā)展

5、，歐州正將各國主要高 速公路連接起來，逐步形成國際高速公路網(wǎng)?？傊斀袷澜绻坊A設施的發(fā)展趨勢是， 發(fā)達國家以完善、維護和提高現(xiàn)有路網(wǎng)和通行能力為主，發(fā)展中國家則是普及和提高相結(jié) 合，在增加公路通車里程的同時，大力提高干線公路的技術水平。國內(nèi)：作為發(fā)展中國家的中國，公路基礎建設取得歷史性突破。新世紀以來的幾年， 無疑是我國公路運輸發(fā)展最快最好的時期。 2006 年，我國公路投資高達 6231.05 億元，比 2005 年增加 746.08 億元，同比增長 13.6%。2006 年末，全國公路總里程達 345.70 萬公里， 比上年末增加 11.18 萬公里，其中高速公路總里程達 4.5 萬公

6、里，比 2002 年末增長 80%， 位居世界第二。未來我國高速公路網(wǎng)有望形成 7918的布局，即 7 條射線 9條縱線 18條橫 線總里程約 8.5 萬公里，高速公路網(wǎng)將連接所有現(xiàn)狀在 20萬以上的 319 個城市，包括所 有的省會城市以及港澳臺地區(qū)。在建設過程中，我國二級公路取得以下的成果 ; 文獻 1 ：本文討論了二級公路在公 路網(wǎng)中的重要地位和作用 , 并針對現(xiàn)代公路的需求 , 較詳細地分析了二級公路建設與沿線設施的關系。 指出 , 為了充分發(fā)揮現(xiàn)代公路的功能 , 只有在加強公路主體建設的同時加強公路沿線設施建設 , 才能完善和滿足日益增長的經(jīng)濟與運輸業(yè)的需要。 文獻 2 公路 橫斷面

7、要素指標是公路的重要控制指標之一。一些傳統(tǒng)觀念認為 , 提高公路橫斷面要素指 標有利于安全水平的提高 ,由此傾向于修建更寬的公路 , 這在平原區(qū)尤其明顯。 為客觀分析 平原區(qū)公路橫斷面要素的安全特性 ,對 72條平原區(qū)公路進行了現(xiàn)場勘察和交通事故、 道路 線形、交通組成等數(shù)據(jù)的采集工作 , 并把研究對象公路分為雙車道和四車道兩類。在此基 礎上進行了平原區(qū)公路橫斷面要素的安全性分析研究 , 包括雙車道和四車道公路路基寬 度、路面寬度對全部事故率、事故死亡率、普通路段事故率的影響規(guī)律。該規(guī)律可為平原 區(qū)路基、路面寬度等指標的安全設計提供依據(jù)。文獻 3: 基路面排水設計在很大程度上 影響了公路的使用

8、壽命。本文依據(jù)公路排水設計原則 , 從路基排水和路面排水兩個方面的 內(nèi)容, 談談路基路面的排水設計研究。 文獻4 文章結(jié)合陵保公路工程實例 , 介紹了海南省 橫線二級公路大修整治設計方案。 經(jīng)過實地調(diào)查檢測 , 分析產(chǎn)生病害的主要成因 , 擬定大修 改造原則 ,提出對公路軟基、路基、排水設施、路面、橋涵等進行綜合整治的設計方案, 取得較好的效果 , 為海南其他等級公路的改建積累了經(jīng)驗。4 設計的主要內(nèi)容及成果形式4.1 主要設計內(nèi)容本畢業(yè)設計的任務就是在教師的指導下獨立完成四川某山區(qū)局部區(qū)域二級公路的設 計工作，具體內(nèi)容包括：（1）選定路線設計方案，基本確定路線位置。（2）確定平面曲線的形式以

9、及設計方案。（3）確定路基標準縱斷面的設計方案。（ 4）確定路基標準橫斷面和特殊路基橫斷面的設計方案及沿線路基取土、 棄土方案， 計算所需土石方數(shù)量，并進行調(diào)配。（5）路面結(jié)構(gòu)層設計。（6）路基路面排水設計。7)擋土墻設計以及穩(wěn)定性分析4.2 主要成果介紹(1) 圖紙 : 路線平面設計圖、縱斷面設計圖、路基標準斷面設計圖、路基一般橫斷面 設計圖、路基防護設計圖、路面結(jié)構(gòu)層設計圖、路基路面排水設計圖。(2) 表格 : 直線、曲線及轉(zhuǎn)角表、逐樁坐標表、縱坡、豎曲線要素表、路基設計表、土 石方調(diào)配表、防護工程數(shù)量表、路面工程數(shù)量表、排水工程數(shù)量表。(3) 設計說明及計算書 : 設計說明及計算書內(nèi)容應

10、條理清楚，層次分明，語句通順。選 用原理方法恰當，計算過程完整，計算結(jié)果準確。5 設計的方法及手段5.1 縱斷面設計原則(1) 縱面線形應與地形相適應，線形設計應平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全。 為了保證車輛恩能以一定的速度安全行駛，縱坡應具有一定的平順性。(2) 縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當、以及填挖平衡。盡量使挖方 運作就近路段填方，以減少借方和廢方。平原微丘區(qū)應滿足最小填土高度要求，以保證路 基穩(wěn)定。(3) 視覺上自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。道路線形不應使駕駛員 感到茫然、 迷惑或是判斷失誤。 為此，要避免在視線所及的路段內(nèi)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折、 錯位、突變、 遮

11、斷等不好的線形。5.2 橫斷面設計原則(1) 設計應根據(jù)公路等級、行車要求和當?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用 等方面的情況，進行精心設計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。(2) 路基設計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應設置完善的排水設施 和必要的防護加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟有效的病害防治措施。(3) 還應結(jié)合路線和路面進行設計。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地(4) 沿河及受到水浸水淹的路段，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。(5) 當路基設計標高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應采用 水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行壓實，使路面具有一定防凍總厚度，

12、設置隔離層及其他排 水設施等。(6) 路基設計還應兼顧當?shù)剞r(nóng)田基本建設及環(huán)境保護等的需要。5.3 路基設計的基本要求路基應根據(jù)其使用要求和自然條件 (包括地質(zhì)、水 文和材料情況等 )并結(jié)合施工方法進行設計，既要有足 夠的強度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟合理。影響路基強度和 穩(wěn)定性的地面水和地下水，必須采取將其攔截或排出 路基以外。設計排水設施時，應保證水流排泄暢通， 并結(jié)合附近農(nóng)田灌溉，綜合考慮。修筑路基取土坑和 棄土堆時，應盡量將取土坑、棄土堆平整成可耕地和 減少棄土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道，通過 特殊地質(zhì)、水文條件下的路基，應做好調(diào)查研究，并 結(jié)合當?shù)貙嶋H經(jīng)驗，進行個別設計5.4 路基排水設

13、計5.4.1 設計原則 路基排水，涉及沿線的生態(tài)平衡，水土保持以及農(nóng)田和水利。其目的在于保持路基始 終處于干燥堅實和穩(wěn)定狀態(tài)。因此在進行路基排水設計時要因地制宜，全面規(guī)劃，合理布 局，綜合治理，講究實效，注意經(jīng)濟，并充分利用有利地形，堅持“防，排，堵”相結(jié)合 的方法，保證路基范圍內(nèi)的地表水可以及時排除，使路基工作區(qū)內(nèi)的土基含水量降低到允 許的范圍內(nèi)，應遵循以下的原則：1)各種路基排水溝渠的設置和聯(lián)結(jié)應盡量不占農(nóng)田，并與水利建設相配合，必要時 可適當加大涵管或增設涵管以利于農(nóng)田灌溉；（2）設計前必須進行調(diào)查研究，以便排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設計作到正確合理；（3）排水設計要因地制宜、經(jīng)濟使用。排水溝渠應

14、選擇地形、地質(zhì)較好的地段通過， 以節(jié)約工程投資，對于排水困難和地質(zhì)不良地段應進行特殊處理，穿越城鎮(zhèn)的公路，排水 設計應與城鎮(zhèn)現(xiàn)有或規(guī)劃的排水系統(tǒng)和設施相協(xié)調(diào)，特殊地區(qū)的公路，其排水設計應結(jié)合 該工程的其它處治措施綜合進行；（4）排水溝渠的出入口應盡可能引接到天然地溝，以減少橋涵工程，不應直接使水流 入農(nóng)田，損害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；（5）排水構(gòu)筑物的設計，應貫徹因地制宜，就地取材的原則，能迅速有效的排除路基 “有害水”，以免影響路基的強度和穩(wěn)定性，保證公路運輸暢通；（6）在不斷總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和科學試驗的基礎上，采用新材料、新技術和新工藝。5.4.2 地表排水設施（1）邊溝 邊溝通常設置在挖方路基的路肩外

15、側(cè)或低路堤的坡腳處外，多與路中線相平行，用于 匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水，以確保路基與邊坡的穩(wěn)定。邊溝可采用三角形、梯形或矩形橫斷面，按公路等級，所需排泄的設計流量、設置位 置和土質(zhì)或巖質(zhì)選定。 高速公路及一級公路選用三角形； 二級及以下公路采用梯形橫斷面。 巖石挖方路段可采用矩形橫斷面，內(nèi)側(cè)坡面將砌片石砌筑以保證直立；矩形和梯形挖方路 段邊溝的外側(cè)坡面與路塹下部坡面的坡度一致。邊溝的縱坡坡度應結(jié)合路線縱坡、地形、土質(zhì)、出水口位置等情況選定，盡可能與路 線縱坡坡度保持一致。邊坡出水口的間距，一般地區(qū)不宜超過500m多雨地區(qū)不超過300m三角形和碟形邊溝不宜超范圍外，使之不沖刷路

16、堤坡腳。本公路的邊溝的橫斷面采用梯形， 其內(nèi)側(cè)邊坡采用 1：1.5 ，外側(cè)邊坡與挖方邊坡相同， 底寬和深度均采用0.5m,為防止邊溝被沖刷，采用一定的特殊措施進行處理。 本出采用片 石防護。（2）截水溝 截水溝一般設置在挖方路基邊坡坡頂以外或山坡路堤上方的適當?shù)攸c， 用于攔截并排 除路基上方流向路基的地表水，以減少邊溝的水流負擔，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流 水沖刷，其橫斷面形式為梯形，溝的邊坡坡度采用 1: 1.5，溝底寬度采用0.5m，溝底有 0.5%的縱坡?？紤]到自然排水和道路選線的實際情況，并從節(jié)約工程造價的角度出發(fā)，在路堤地段 不設置截水溝，路塹地段當邊坡高度大于 5m時才設截水溝。

17、為防止截水溝的水滲透影響到坡體的穩(wěn)定性，應 對溝底和溝坡進行漿砌片石處理，并且截水溝的水不 應排入邊溝排除。5.4.3 公路地下排水 路基的地下水排除，主要是為了截斷與排除來自山坡，高地流向路基的地下水，其中 包括層間水或泉水等，使之不致侵蝕路基；有時是為了降低地下水水位，加強路基穩(wěn)定， 特別對高級路面的道路，為避免嚴重破壞，必須根據(jù)具體情況，因地制宜，就地取材，做 好地下水排水設施。路線所在區(qū)域的地下水位僅 1m左右，且路段有相當一部分為挖方路基，因此必須考 慮地下水的影響。現(xiàn)擬設置滲溝，用以降低地下水位。滲溝的斷面為矩形，在溝底和中間填筑較大的碎石或卵石（粒徑 35厘米），在粗粒 碎石的兩

18、側(cè)和上部按一定比例分層（厚約 1 5厘米）填以較細粒料（粗砂）作為反濾層， 逐層的粒徑比例大致按 4： 1 遞減。頂部作封閉層，防止地面水和泥土進入。封閉層用土 工布或其他材料鋪成，并在其上夯填厚度不少于 0.5m的粘土防水層。滲溝埋置的深度，一般要求滲水材料的頂部不得低于原有地下水位。用來排除層間水 時，盲溝底部應埋于最下面的不透水層，冰凍地區(qū)盲溝埋深不小于當?shù)刈钚鼋Y(jié)深度，以 確保全年使用。滲溝縱坡不小于1% 一般米用5%出水口底面標咼應咼于溝外最咼水位 0.2 m確保 水流出路基以外，不發(fā)生倒?jié)B現(xiàn)象。設計滲溝深度 150 厘米，從上向下構(gòu)造依次為：50cm夯實粘土，土工布，粗砂，石屑，粒

19、石，管道。5.5擋土墻設計考慮擋土墻設計方案時，應與其他工程方案進行技術經(jīng)濟比較， 分析其技術的可行性、 可靠性及經(jīng)濟的合理性，然后才確定設計方案，并根據(jù)實際情況進行擋土墻的選型。擋土墻的設計包括：(1) 擋土墻設計的基礎資料及設計參數(shù)確定(2) 擋土墻的選型包括：材料選擇，截面形式選擇和位置選擇三個方面(3) 土壓力的計算擋土墻設計的經(jīng)濟合理，關鍵是正確地計算土壓力，確定土壓力的大小、方向與分布。 土壓力計算是一個十分復雜的問題，它涉及墻身、填土與地基三者之間的共同作用。計算 土壓力的理論和方法很多。由于庫倫理論概念清析，計算簡單，適用范圍較廣，可適用不 同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面

20、外形和荷載作用情況下的主動土壓力計算，且一 般情況下計算結(jié)果均能滿足工程要求，因此庫倫理論和公式是目前應用最廣的土壓力計算方法。(4) 擋土墻的穩(wěn)定驗算及強度驗算擋土墻的設計應保證其在自重和外荷載作用下不發(fā)生全墻的滑動和傾覆，并保證墻身截面有足夠的強度、基底應力小于地基承載力和偏心距不超過容許值。因此在擬定墻身斷 面形式及尺寸之后，應進行墻的穩(wěn)定及強度驗算。擋墻的驗算方法有二種：一種是采用分 項安全系數(shù)的極限狀態(tài)法，另一種是總安全系數(shù)的容許應力法。目前國內(nèi)多數(shù)應用容許應 力法設計擋土墻。(5) 完成了擋土墻截面設計及穩(wěn)定、強度驗算之后，必須采取必要的措施，以保證擋土墻的安全性。包括基礎加固措施，排水措施，沉降縫與伸縮縫的設置墻頂與路面的銜接 以及車輛安全行駛保障措施(如對于路肩墻，其墻頂面以下50cm采用C20砼澆筑，并預埋鋼筋，在其上設置防撞欄或防撞墻。)6設計進度與步驟畢業(yè)設計時間： 2014年 1 月 2014年 5 月2013-2014 第一學期：查找資料，閱讀學習，完成開題報告、外文翻譯2014 年第二學期：做設計第 1 2 周：熟悉地形，確定方案第 3 6 周：路線設計第 7 9 周：路基設計第 10 周：路面設計第 11 周：排水及防護設計第 1