道路毕业设计(论文)开题报告.doc

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1、毕业设计（论文）开题报告学 院： 土木工程与力学学院 专业年级： 土木工程2009级 学生姓名: 杨期正 学 号: 20093644 设计(论文)题目： 邵怀高速（A1)道路工程初步设计 起 迄 日 期: 2013.3-2013.6 指 导 教 师: 谢昭彬 教研室负责人: 日期：2013 年 3 月 16 日毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写1500字左右的文献综述.一研究进展 1988年上海至嘉定高速公路的建成通车，结束了我国大陆没有高速公路的历史；1990年，被誉为“神州第一路”的沈大高速公路全线建成通车，标志着我国高速公

2、路发展进入了一个新的时代；1993年京津塘高速公路的建成，使我国拥有了第一条利用世界银行贷款建设的、跨省市的高速公路。新世纪我国公路总量继续增长，截止到去年底，我国公路网总里程达到398.4万km，五年新增63.9万km。其中高速公路由“十五”期末的4.1万km发展到7.4万km，仍居世界第二位（目前，美国拥有约10万km高速公路，居世界第一）。经过过去五年对高速公路的建设，我国高速公路新增3.3万km，“五纵七横”12条国道主干线提前13年全部建成，西部开发8条省际通道也基本贯通。按照国务院公布的高速公路网发展规划，我国高速公路网将在“十二五”期间完成7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东

3、西横向线的建设，也被简称为“7918网”。2.1 公路设计技术的发展现状与趋势1. 路线设计在公路路线设计方面，相应的公路设计软件大大地减轻了设计人员的劳动强度，如HintCAD、 EICAD、 海德公路优化设计系统等。在公路勘测方面，3S技术（遥感Remote Sensing、地理信息系统Geographical Information System、全球定位系统Global Position System）已经应用到了许多项目的实际勘测中去，不再只是纸上谈兵。2. 路基高速公路建设的主要特点之一就是路基高填深挖路段多，路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性，因此，必须加强路基设计、

4、施工和检测方面的综合研究。公路路基从设计到施工，应紧紧抓住设计对象的地质、地形、水文、气候等自然条件特点，采用灵活有效的设计方法，并结合环境保护，在保证安全稳定的前提下，加大植被面积，建造生态公路，人文公路。我国高速公路较早的确定了以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标，形成了成套的室内外试验检测标准。为了在施工中以物理量指标控制工程质量，从而保证达到规范规定的强度指标，我国公路工作者广泛开展了不同土种的最佳含水量和最大密实度相关关系的研究，并且形成了统一的以重型击实实验法作为基本控制标准，为高等级公路路基的施工质量控制及检测措施奠定了重要基础。近年来，为提高生产效率，降低劳动强度，快速

5、指导现场施工，逐渐形成了一套以快速检测为基础的自动仪器设备，如落锤式弯沉仪，核子密度仪等。新型仪器的应用，为道路施工检测及其评价提供了新的方法和途径，使道路的发展建设迈入了一个新的台阶！3. 路面（1）柔性路面设计理论与方法半个世纪以来，中国道路科技工作者通过广泛的调查研究和理论探索，形成了符合中国实际的柔性路面设计理论与方法体系。它吸取了世界上各种流派的学术思想，以及各个国家设计方法的优点，在力学理论基础方面，采用双圆垂直均布荷载作用下的多层连续弹性层状体系理论，建立了弹性力学多层结构承受多个圆形荷载的分析系统及相应的计算机程序，提出了能控制路面结构主要性能的设计指标、标准、测试仪器与测试方

6、法，建立了切实可行的设计计算方法系统。近年来，在路面功能设计、可靠度设计等方面的研究取得了较大的进展，也将不断地充实到现有的系统中去。（2）刚性路面设计理论与方法20世纪70年代起，我国道路科技工作者对刚性路面设计进行了较系统而具有相当规模的研究。在力学理论方面，运用解析法及有限元法建立了弹性力学层状结构，弹性地基板体结构模型，形成了整套分析计算方法与计算机程序；建立了以弹性力学为基础，以混凝土弯拉应力为设计控制指标的弹性地基上有限尺寸矩形板小挠度弹性薄板理论，综合考虑荷载应力与温度疲劳应力作用，应用了可靠度分析的设计体系与方法；并对钢纤维混凝土路面、连续配筋混凝土路面、碾压混凝土路面、复合结

7、构混凝土路面等新型路面结构开展了系统的分析研究，取得了一大批可喜的实用性研究成果。（3）半刚性路面结构设计理论与方法利用石灰、水泥、工业废料等无机结合料修建半刚性路面始于20世纪60年代。50多年来，对半刚性路面的强度发展规律、强度机理、路面性质等进行了广泛的研究。由于这种路面结构具有很多优势，目前已被广泛用于高等级公路与城市道路，成为一种主要的结构形式。目前对它的长期使用性能和变形规律等问题正在作深入的观察和研究。（4）国外先进技术与先进材料的引进我国在建高速公路已开始推广采用美国高性能（SUPERPAVE）沥青路面，苏嘉杭高速公路率先在全线沥青路面三层结构上使用这一技术。这种路面结构形式出

8、现时间相对较短，国外、国内经验相对缺乏。另外，自20世纪末以来，永久性沥青路面（又称为长寿命沥青路面）成为世界各国沥青路面最为热门的研究内容，我国近几年也积极开展了此方面的研究，并相继建设了一些试验性路段，取得了一些设计与施工方面的成果，为将来研究与发展建设永久性路面打下了良好的基础。道路设计总体表现为：设计理论的精确化、科学化；计算机的广泛应用；建筑材料的发展；设计可持续性的工程。4. 路基路面排水路基排水的任务，就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基和路面具有足够的强度与稳定性。常用的路基地面排水设备包括：边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，地

9、下排水设备有盲沟、渗沟、渗水隧道和渗井等。路面排水的主要任务是迅速把降落到路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全，它包括路面表面排水，中央分隔带排水与坡面排水。另外，路面内部排水系统的设计通常满足三方面的要求：一是各项设施应具有足够的泄水能力，排除渗入路面结构内的自由水；二是自由水在路面结构内的渗流时间不能太长，渗流路径不能太长；三是排水设施要有较好的耐久性。总之，路基路面排水的目的是防止和减少水对路基路面产生的危害，使结构处于良好的工作状态。5. 边坡稳定性分析边坡稳定性分析涉及到岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等多种因素。根据规范，一般情况下工程上只对地质与

10、水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基进行边坡稳定性的分析与计算，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。主要有工程地质法（比拟法）、力学分析法和图解法，他们都有各自的局限性与针对性，并采取了某些假设将主要因素加以简化，次要因素忽略不计，因此，合理的选用计算方法及其参数(如粘结力、内摩擦角及单位体积重力)非常重要。二选题依据 道路是提供各种车辆和行人等通行的工程设施。按其使用特点分为公路、城市道路、厂矿道路、林区道路及乡村道路。按功能和适应的交通量分为高速公路，一级、二级、三级、四级公路。 常言道：“要想富，先修路。”人类社会生活的基本内容衣食住行都离不开道路，离不开交通运输。交通运输是国

11、民经济的大动脉，是联系工业和农业、城市和乡村、生产和消耗的纽带，是国民经济的先行官。与铁路、水路、航空以及管道运输等比较而言道路运输机动灵活，分布广，对于客货运输，特别是短途运输有着显著的效益。 道路建设是物质生产，因而它必然具有物质生产的基本属性，但作为一种特殊的物质产品它还具有一些本身特有的属性和特点：公益性、商品性、灵活性、超前性、储备性、系统性；专业性强、生产周期和使用周期长、不具有商品形式。综上所述，根据道路的属性和特征，道路运输在交通运输中主要有如下功能:(1)主要承担中、短途运输的任务，(2)补充和衔接其他运输方式，担任大运量运输的集散运输任务，(3)在特殊条件下也可独立担负长途

12、运输任务。三设计意义 随着我过现代化城市的建设和发展，人们的活动半径越来越大，对公路运输的要求也越来越高。由于道路运输有着灵活机动，运送速度快，运输的技术简单，投资回收快的特点，公路运输也最受到欢迎。目前我国道路客运设施尚未得到根本改善的条件下，道路年客运运输量占了全国总年客运量的70%以上，有的省则高达90%。世界各国经济发展的历史证明，道路运输是商品经济发展的催化剂。经济发达国家，其交通运输特别是道路运输必定很发达。因此，道路运输发展水平作为衡量和反映一个国家和一个地区经济发展水平的主要 指标之一，高速公路是本世纪20年代兴起的一种安全、快速、通过能力大的新型交通手段。我国大陆从70年代初

13、就开始了高速公路修建的前期准备工作，其中包括高速公路的技术资料翻译、科学考察、可行性研究以及测设工作。1981年交通部制订的公路工程技术标准中列入了高速公路的技术标准。 我国高速公路建设起步虽较晚，但发展很迅速。1988年首条沪嘉（上海浦桃工业区嘉定县）高速公路建成通车。到1996年底，高速公路通车里程达3422km，位居美国、加拿大、德国、法国、意大利、日本之后，列世界第七。 1988年到1996年平均每年建设高速公路324km，这个速度仅次于美国，居世界第二。到1997年底高速公路达4735km，建设速度更快，一年建成1313km。到2000年末我国高速公路通车里程已达16 000多km，

14、跃居世界第三位。高速公路的建设不仅改善了公路交通运输状况，而且产生了巨大的经济和社会效益，带来了人们观念上的巨大变革。 交通运输是国民经济的命脉，是经济建设不可缺少的基础设施，它的进步与变革直接关系到生产力的发展与变化。因此，公路运输的增长速度应略高于国民经济增长速度。在未来几十年中，我国的汽车拥有量将继续以较快的速度增长。1980年民有汽车仅164.9万辆，1994年已增加到约950万辆，平均年递增12以上。按此推算，到2010年可达6000万辆。 为适应国民经济持续、快速、健康发展的需要，交通部制定了我国公路建设的二十四字方针：“全面规划，加强养护，积极改善，重点发展，科学管理，保障通畅”

15、。根据这一方针，到2000年末，我国已建成高速公路里程1.6万公里，跃居世界第三位。根据交通部“十五”规划和 2015年远景规划，预计“十五”期间我国将新增高速公路超过2.5万公里，京沈、京沪高速公路全线贯通，在我国东北、华北、华东地区之间形成了一条公路快速运输大通道。随着路段的不断延伸，我国高速公路网的基本框架可望在二十一世纪初初步形成。它的形成和发展，必将对我国经济尤其是沿线区域的经济发展产生深远的影响，起到推动作用。根据公路主骨架国道主干线建设发展计划，用30年的时间建设“五纵七横”12条国道主干线系统，总长3.5万km。全国的重要城市、工业中心、交通枢纽、对外口岸将由高等级的国道主干线

16、连接，一个与国民经济发展相适应，与其它运输方式相协调的快速、安全的国家干线网络系统将形成。公路在我们现代社会中已经占据着非常重要的地位，尤其是高速公路。高速公路的修建能更好的促进社会的发展，促进沿线经济发展和资源的开发，加速了物质生产和产品流通，直接和间接的推动了社会的发展。二、设计总方法与思路 结合本路段的实际地形地貌，坚持设计与实际情况相结合原则进行道路设计。由于道路是一种带装的三维的空间结构物，包括路面、路基、桥涵等工程实体。故本次设计是从几何和结构以及环境三个方面均衡考虑的。 在结构方面，对上述路面、路基、桥涵这些工程设计总的要求是：用最小的投资，尽可能少的外来材料以及合理的养护力量，

17、使它们能在自然破坏力和汽车行驶所产生的各种力的作用下，在设计年限内保持使用质量。对于设计的几何方面主要研究汽车行驶与道路的各个几何元素的关系，以保证在设计速度，预计交通量以及地形和其他自然条件下，行驶安全、经济、旅客舒适以及道路美观，因此，实际上我们要涉及的是人、车、路、环境的相互关系。驾驶者的心理汽车运行的轨迹、动力性能、以及交通流量和交通特性都和道路的几何设计有着直接的关系。此外，道路修建和汽车交通对于环境的影响也必须加以注意，特别是在修建时期，一定要注意对于周边环境的保护，尽可能的减少对地物、地貌等自然环境的破坏。四设计目的毕业设计（论文）是大学本科教学的最后一个重要环节，是培养学生综合

18、应用所学的道路交通基础理论、基本知识和基本技能，进行道路交通工程设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化、拓宽和升华，是学生综合素质和工程实践能力培养的重要阶段，其内容主要涉及路线设计、路基设计、路基防护工程设计、支挡工程设计、排水设计、路面工程设计、桥涵布置、专题研究、编制计算机应用程序、英文摘要与专业英语文献翻译等。通过设计达到以下目的：1. 综合应用有关基础课、技术基础课及专业课所学的知识，依照部颁有关设计规范，独立完成本毕业设计中的各项设计任务。2. 掌握公路勘测设计各设计阶段的设计内容，基本掌握公路勘测设计的程序与方法；掌握设计过程中原始资料的采集方法与内容；掌握路基

19、设计指标、标准及方法；掌握路面设计参数的测定、选用及计算；掌握路面结构组合设计原则和方法，达到熟练从事公路专业工作的能力。3. 能严格遵守设计原则，综合考虑设计问题的条件与原因，掌握材料规格、施工技术、施工方法以及程序、要求和质量控制标准等。4. 能够认真的、独立的完成毕业设计的各项内容，树立正确的、合理的设计思想，准确、清晰的表达图纸，对设计中有些问题提出自己独特的见解。5. 提高对外文文献的阅读与翻译能力，能够及时了解国内外道路行业的最新发展方向以及现阶段存在的问题。6. 熟练掌握运用道路CAD、纬地等道路设计软件进行辅助设计。五、主要设计步骤与内容：本设计是根据已有的地质水文气象以及材料

20、交通等方面的资料来进行。应该充分理解本设计资料和要求，明确设计目标和设计思想，综合应用所学知识分析，解决设计遇到的问题。总设计内容包括七个部分：总说明书，路线，路基及排水，路面及排水，小桥与涵洞，总结与参考文献。 具体设计内容和设计步骤如下：（一）总说明书（资料收集与汇总）(1) 设计所采用的标准、规范、文献资料等进行说明；(2) 设计的主要技术指标表：根据给定的小客车的年平均昼夜交通量，确定道路的等级，根据给定的地形图，判断路线是在平原区、丘陵区还是在重丘陵地区，可以确定设计车速。这样可以确定路基的宽度，横断面的组成。(3) 路线总体走向及主要控制点；(4) 沿线气候、水文特征、地形、地质、

21、地震、地理及与公路建设关系；(5) 沿线筑路材料、水、电等建设条件与公路建设的关系；(6) 与周围环境和自然环境的协调；（二）路线设计1.路线设计说明(1) 平面定线说明a）选线工作：在给定的1：2000的地形图上，根据给定的起点和终点之间，确定中间主要控制点，初步确定二个路线方案；b）定线工作：给出二个方案的主要技术经济指标，进行比选，确定一个最佳方案为设计方案；c）进行平面设计，绘制平面图。确定列出百米桩，公里桩，平曲线要素表，指北针，水准点位置，桥涵位置等。(2) 纵断面设计说明绘制纵断面图。平面横向比例1：2000、纵向比例1：200，图上应标出竖曲线要素，位置，桥涵桩号及规格，水位，

22、百米桩，特殊桩，数据表中列出平曲线位置及要素，水准点位置。2.应提供的设计图表(1) 路线平面图(2) 路线纵断面图(3) 直线、曲线及转角表(4) 纵坡及竖曲线表(5) 逐桩坐标表（三）路基设计及排水1.路基设计及排水设计说明(1) 设计基本要求(2) 路基设计。a）根据路线平面设计图和纵断面设计，确定路基的填挖高度，确定路基横断面形状和边坡高度，注意各种断面形状的适用条件。b）绘制路基标准横断面图：公路中心线，行车道，挡土缘石，土路肩，路拱横坡，边坡，护坡道，边沟，碎落台，截水沟，用地界碑等部分组成及其尺寸，路面宽度及概略厚度，比例尺用1：100或1：200。c）绘出一般路堤，路堑，半填半

23、挖路基，高填方路堤，深挖路堑等不同形式的代表性路基设计图，并应分别示出路基边沟，碎落台，截水沟，护坡道，排水沟，边坡比，护脚墙，护肩，护坡，挡土墙等防护加固结构和标注主要尺寸。比例尺用1：200。d）进行土石方数量计算与调配。(3) 路基排水设计。根据沿线地面水流和地下水情况，进行道路排水系统的布置、地面和地下排水结构物的设计、排水工程数量计算与汇总。根据施工条件和路线平面布置图，绘制小桥、涵洞布置图。(4) 路基防护设计。根据当地水文、地质、地形及筑路材料等情况，采用合适的边坡防护、路基支挡及加固等措施，并进行相应的设计和计算，同时计算、汇总防护与加固工程数量。2. 应提供的设计图表(1)

24、路基设计表(2) 路基标准横断面图(3) 路基横断面设计图(4) 路基土石方数量调配表(5) 逐桩路面高程表(6) 小桥、涵洞设计图(7) 路基排水构造图（边沟、截水沟、排水沟、急流槽等等）(8) 超高计算表(9) 超高方式图(10) 路基防护设计工程数量表(11) 路基防护设计图（四）路面设计及排水1.沥青路面结构设计(1) 进行轴载换算，确定路面设计弯沉，并确定沥青路面结构设计参数。(2) 沥青路面结构设计，拟定二种路面结构设计方案。(3) 二种方案结构层材料组成设计，利用路面结构设计软件验算结构层表面弯沉和沥青层底面拉应力，绘制沥青路面结构设计图。(4) 路面结构技术方案比选。通过方案综

25、合比较分析，选择一种合理的路面结构组合方案。(5) 根据路面结构设计情况进行路表排水设计和路面内部排水设计，绘制排水设计图。(6) 提出各结构层施工技术要求及其质量控制指标。2.水泥混凝土路面结构设计(1) 进行轴载换算，计算设计年限累计标准轴载，并确定水泥砼路面面板平面尺寸和厚度。(2) 水泥砼路面结构设计，拟定二种路面结构设计方案(3) 二种方案各结构层材料组成设计，手算验算荷载疲劳应力和温度疲劳应力，利用路面结构设计软件验算结构层最小防冻厚度，绘制水泥砼路面结构设计图。(4) 水泥砼路面中构造物横穿路面的结构设计, 绘制结构设计图，水泥混凝土路面中补强钢筋设计和接缝结构设计, 绘制结构补

26、强设计图和接缝结构设计图。(5) 路面结构技术方案比选，通过方案经济、技术综合比较分析，选择一种合理的路面结构组合方案。(6) 根据路面结构设计情况进行路表排水设计和路面内部排水设计，绘制排水设计构造图。(7) 提出各结构层施工技术要求及其质量控制指标。3.应提供的设计图表(1) 沥青混凝土路面标准横断面图(2) 水泥混凝土路面标准横断面图(3) 沥青混凝土路面排水设计图(4) 水泥混凝土路面排水设计图(5) 水泥混凝土路面接缝构造图六.参考文献1.交通部部颁标准和规范(1) 公路工程技术标准JTG B012003。(2) 公路路线设计规范JTG D202006 。(3) 公路路基设计规范JT

27、G D30-2004。(4) 公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004。(5) 公路桥涵设计通用规范JTG D602004。(6) 公路沥青路面设计规范JTJ D50-2006。(7) 公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002。(8) 公路水泥混凝土路面施工技术规范JTG F30-2003。(9) 公路排水设计规范JTJ 018-97。2.教材(10) 杨少伟.道路勘测设计.北京：人民交通出版社；(11) 邓学钧.路基路面工程.北京：人民交通出版社；(12) 土质学与土力学.北京：人民交通出版社；(13) 工程地质.武汉：武汉理工大学出版社；3.参考书(14) 公路设计手册路基. 北京：人民交通出版社.1996；(15) 公路设计手册路面. 北京：人民交通出版社.1999；(16) 公路桥涵设计手册涵洞. 北京：人民交通出版社.1997；