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河北工程大学土木工程学院毕业设计开题报告 2011年

河北工程大学

交通工程专业毕业设计开题报告

题目：_ 至__公路第Ⅱ标段施工图设计

学生姓名： 白 帆
学 院： 土木工程学院
专 业： 交通工程
班 级： 07- 1 班
学 号： 070240101
指导老师： 卢兰萍

2011年 3月 18日
目 录
目录 0
1.立项依据 1
1.1 科学意义 1
1.2国内外研究概况 1
1.2.1国外研究现状 1
1.2.2国内研究现状 2
2.研究内容及预期成果 3
2.1研究内容 3
2.2重点解决的关键问题 4
2.3预期成果 4
3.拟采取的研究方法和技术路线 4
3.1研究方法 4
3.2研究步骤 5
3.3技术路线 5
3.4总体安排和进度 6
4.实现本项目预期目标已具备的条件 6
4.1相关的理论基础 6
4.2资料查阅 6
4.3课题组已有的研究工作基础 7
44.现有的实验条件 7

1.立项依据
1.1科学意义
毕业设计，作为道路小组，是在给定的地形图上设计一条二级公路。具体内容包括道路的初步勘测与设计、方案的比选、道路详细测量与施工图设计、编写计算书和设计说明、绘制路线方案图和施工图。通过自己独立思考设计，从而对我们专业知识进行综合性检测，达到教学目的。
近年来，高等级公路是公路发展的必然趋势，对国民经济具有重要意义。尤其是高速路，我国早在04年就组织编制了《国家高速公路网规划》，对未来30年的高速路建设做了整体的规划。全国各省市都在逐年加速对高等级公路的投资，并且高等级公路的各种技术也日趋成熟，沥青加工技术的发展也使高等级公路沥青路面结构成多样化发展，相关部门也编制了新的《公路沥青路面设计规范》，以推广标准化施工。所以选一段二级公路的设计作为毕业设计的题目，具有社时代性质。
本次选题，是依据大学专业课程，道路勘测设计、路基路面工程等内容而定的具有代表性，全面检测所学知识的结业性选题。
毕业设计是实践性教学的重要环节。通过“假题真做”，强化对基本知识和基本技能的理解和掌握，培养收集资料和调查研究的能力，方案必选和论证的能力，理论分析与设计运算能力。进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力，同时通过对二级公路的设计，培养学生综合运用所学知识编制设计书的能力，使我们熟练掌握二级公路的设计过程，掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用，掌握二级公路一般技术指标的确定、路线的布置和计算、设计方案的选择、成果图的绘制以及设计文本的编制全过程。另外对培养学生独立思考问题和解决问题的能力，为今后工作做好技术储备，使我们能在今后的工作中，更好的读懂图纸上的设计意图，发现问题并做出正确的解决方案。
1.2国内外研究概况
1.2.1国外研究现状
国外经济发达的国家，其交通运输特别是道路运输必定很发达。公路运输发展水平作为衡量和反映一个国家发展水平的主要指标之一。而经济发达的国家公路运输总的发展趋势是:它在各种运输方式中所占比重越来越大。许多国家早已经打破了以铁路运输为中心的局面，使公路运输发展成为各种运输方式的主要力量，引起了运输结构的根本改变；在发达国家，公路网已建成，工作重点从增加数量转向提高质量。同时还大力修建高速公路，为运输高速化及大运量运输创造条件。为适应大众货物和短途小批量货物的运输需要，载重汽车不断向大、小型两头发展，以求得较好的经济效果，许多国家都在大力推行汽车运输列车化。广泛采用先进的运输组织形式，组织汽车运输与其他运输方式直达联运，以及相应提高装卸机械化程度等。同时，在汽车运输组织中广泛采用现代数学，计算机和无线电技术，实现管理现代化；工作重点从增加数量转向提高质量；也加重了环境保护的力度
路面设计方法：
美国AASHTO沥青路面设计方法：
美国州公路与运输工作者协会（AASHTO）在AASHTO试验路基础上，以时间约束、交通、可靠度、环境影响和耐用性指数为设计变量的设计方法。
Shell法：
Shell公司提出的针对柔性路面设计方法，通过分析路面破坏状态提出设计标准（路基压应变、沥青面层拉应变、整体性基层的拉应力和路面表层的永久变形），将路面结构看做一种多层线性弹性材料体系，采用弹性层状体系理论进行力学计算，通过实验获取路面材料参数，从而得出的一种体系完整的设计方法。
美国AASHTO混凝土路面设计方法：
美国州公路与运输工作者协会（AASHTO）在AASHTO试验路基础上，以现时耐用性指数作为衡量路面使用性能的指标，选用80KN轴载作为标准轴载进行设计。
美国波特兰水泥协会（PCA）混凝土路面设计方法：PCA法以Winkler地基上弹性薄板理论为基础，取路面设计使用年限为40年，以各级轴载乘以荷载安全系数做
1.2.2国内研究现状
改革开放以来，我国公路运输业快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势。
目前公路运输存在的主要问题为：
（1）公路交通的基础设施水平还较差。截止到2001年底，我国修建各种级别的公路近140万公里，其中高速公路1.9万公里，居世界第二位。然而，路网密度仍然较低，只相当于巴西的1/2，印度的1/5，美国的1/6，日本的1/30。公路质量与发达国家相比差距仍很大，还不能满足国民经济及社会发展的需求公路数量少、等级低、质量差。
(2）运输车辆的车型结构不合理，技术性能还较差
(3）运输生产的效率，效益较低；
(4）运输经营组织与管理的手段还比较落后，经营主体结构不合理，建立高效、有序的运输市场缺乏基础。
国内的发展趋势：
（1）随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务；
（2）随着全国高速公路网的形成和WTO的加入，促使公路运输企业按规模化要求建立集约化经营的运输企业；
（3）纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作与服务对象的合作；
(4)管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统；
（5）运输组织方式按生产力水平分层发展。逐步加强运输规划，使公路建设及其运输战场设施的配置与客流规律更好地协调起来，同时还根据效率与效益原则，把运输服务向纵深推进。
路面设计方法：
沥青路面设计方法： 我国采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论，以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性及刚性材料基层弯拉应力为设计指标进行路面结果厚度设计。设计完成后，路面结构的路表弯沉与各结构层的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。
水泥混凝土路面设计方法：
根据现行混凝土路面设计规范，我国以弹性半空间地基有限大矩形板为基础，以100KN单轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的最大荷载应力控制设计。设计方法采用了可靠度设计方法，以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态。
2.研究内容及预期成果
2.1研究的内容
（一）道路技术等级与技术标准论证
（1）根据总体规划设想，结合道路性质，近远期交通量，使用要求以及当地自然条件，投资效益等通过技术经济分析，合理地拟订道路技术等级
（2）根据道路技术等级，结合交通特点及道路所经地区的自然条件和工程难易程度，选定路线设计路段的各项主要技术指标，作为设计控制依据。
（二）道路路线设计
在地形图上进行平面设计，由地形图上截取路线地面高程进行纵断面设计（比例尺：纵1/200，横1/2000，）做好平、纵、横三面综合设计，按指定路段绘制路线透视图，进行线形分析，选取代表性弯道或回头曲线进行详细布设与平、纵、横综合设计。
（三）路基结构设计
路基断面型式及边坡坡率拟定，绘制标准设计横断面，路基防护结构物设计，包括结构类型选定，断面尺寸拟定及稳定性验算。绘制结构物设计图，自路线地形图上截取横断面，绘制横断面图，并计算土石方数量与平衡调配。
（四）路面结构设计
路面类型选定与结构组合拟定
结构厚度计算
绘制路面构造图
计算工程数量
（五）综合排水系统设计
对道路整体排水系统进行设计，对涉及到的构造物要求对结构类型，布设方案予以设计交代，并绘制断面图，并将位置具体标绘在平面图和纵断面图上。
（六）挡土墙设计
（七）技术经济分析
根据主要技术经济指标，论述、分析、比较道路选线的优缺点，同组人员进行技术经济性比较
（八）交通设施设计
2.2重点解决的关键问题
（1）控制点、经济点、技术经济指标的控制
（2）不同地形下的选线方案拟选
（3）平曲线、竖曲线要素计算及逐桩计算
（4）平纵断面的组合设计
（5）路基稳定性分析及路面结构优化设计
（6）附属结构设计的合理性及实用性
（7）新技术、新材料、新理论、新方法在设计中的应用
2.3预期成果
（一）施工图设计部分
（1）设计说明书
（2）公路平面设计图（1：2000）
（3）直线、曲线及转角表
（4）超高方式图
（5）路线逐桩坐标表
（6）公路纵断面设计图（横向比例1：2000 ，纵向比例1：200）
（7）公路横断面设计图及路基标准横断面图（比例：1：200）
（8）公路路面结构设计图
（9）土石方计算表
（10）公路路基设计表
（11）公路挡土墙设计图
（12）路面结构图
(二)计算书部分
（1）公路平面、纵断面、横断面设计计算书。
（2）路面结构设计计算书。
(3) 挡土墙设计计算书。
3.拟采取的研究方法和技术路线
3.1研究方法
本设计将结合道路沿线的地形、地貌、气候和交通情况，参照公路路线设计规范、公路排水设计规范、公路路基设计规范、沥青路面施工及验收规范等规范和技术标准的要求进行设计，在创新性方面，将注重新技术、新材料和新理论的应用。
3.2研究步骤
（1）通过交通量及其适用任务和性质，确定了公路等级，掌握相关的公路路线路基路面的设计规范。
（2）路线基本走向应根据指定的路线走向（路线起、终点和中间主要控制点）和公路等级，及其在公路网中的作用，结合铁路、航运、空运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况以及水文气象、地质、地形等自然条件，由面到带。
平、纵、横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓，而使路线弯曲，平面标准过低；或者只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程过大；或者只顾工程经济，过分迁就地形，而使平、纵面过多地采用极限或接近极限的指标。从所有可能的路线方案中，通过调查、分析、比较，确定一条最优路线方案。 
（3）通过平面图的选线方案，就可以计算平面的各曲线要素，计算各点坐标，填写逐桩坐标表，按照表格的数据，则可以画出完整的平曲线图，读出地面高程。
（4）将原地面高程点绘图，计算竖曲线要素，进行拉坡，做纵断面设计。
（5）综合平纵面的设计，即可绘制路线及标准路基横断面图，设置加宽，超高，然后计算路基设计表，土石方计算。
（6）对横断面的具体补充，如排水，路基，路面的进一步设计。
地形、地貌、气候和交通情况
平面设计
纵断面设计
平、纵组合设计
横断面设计
路基设计
路面设计
排水设计
图纸（表）的绘制、设计资料的汇总
3.3技术路线

图3-1 技术路线图
3.4总体安排和进度
毕业设计进度安排表
时间
内容
第3~5周
毕业实习、完成实习报告；查阅文献，完成开题报告
第6周
查阅规范、完成道路技术等级、技术指标的确定
第7~8周
纸上选线、定线，进行道路平面、纵断面设计，依据说明书绘制路线
第9周
道路路基结构设计，包括：
横断面、土石方调配
第10周
道路路面结构设计：
沥青混凝土路面（任选）
水泥混凝土路面（任选）
第11周
综合排水系统设计
第12~14周
VD软件
第15~16周
整理设计结果，编写、装订
总说明书；英文翻译
第17周
毕业答辩
4. 实现本项目预期目标已具备的条件
4.1相关的理论基础
（1）已学《道路勘测设计》、《路基路面》；
（2）相关的设计规范。
4.2资料查阅
[1]王炜，过秀成．交通工程学[M] ．南京：东南大学出版社，2000．
[2] JTG B01-2003 公路工程技术标准
[3] 张志清,杨林,朱照宏,(等).道路勘测设计[M]. 第1版. 北京:科学出版社,2005.
[4] 邓学钧.路基路面工程[M]. 第2版. 北京:人民交通出版社,2005.
[5] 徐家钰,郭忠印.土木工程专业毕业设计指南 道路工程分册[M]. 第1版. 北京:中国水利水电出版社,2000.
[6] 姚祖康.公路设计手册 路面[M]. 第2版. 北京:人民交通出版社,2000.
[7] 孙家驷. 道路设计资料集 第2册[M]. 第1版. 北京:人民交通出版社,2001.
[8] 孙家驷，李松青. 道路设计资料集 第3册[M]. 第1版. 北京:人民交通出版社,2001.
[9] JTGD50-2004 沥青路面设计规范
[10] 张维全，周亦唐，李松青.道路勘测设计[M].重庆：重庆大学出版社，2005.
[11] 交通部行业标准．公路路线设计规范［M］．北京：人民交通出版社，1994．
[12] 交通部行业标准．公路路面设计规范［M］．北京：人民交通出版社，1997.
[13] 交通部行业标准．道路工程制图标准［M］．北京：人民交通出版社，1992.

[14] 交通部颁．公路工程技术标准［M］．北京：人民交通出版社，1997.
[15] 张廷楷．道路路线设计［M］．上海：同济大学出版社，1990．
[16] 交通部颁．公路排水设计规范［M］．北京：人民交通出版社，1998．
[17] 张雨化．公路勘探设计［M］．北京：人民交通出版社，1997．
[18] 周宪华．路基设计原理与计算［M］．北京：人民交通出版社，1989．
4.3课题组已有的研究工作基础
（1）各种相关的地形地质资料；
（2）电子地形图；
（3）各种相关的设计资料及规范；
（4）纬地软件的初步了解。
4.4.现有的实验条件
（1）各种相关的基础资料；
（2）CAD、纬地、Microsoft Visio、Microsoft Office、相关计算机软件。

导师签字： 年 月 日

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