二级公路毕业设计

'毕业设计（论文）开题报告表课题名称某新建二级公路设计课题来源自选项目课题类型工程设计指导教师学生姓名学号专业（内容包括：课题的意义，国内外发展状况，本课题的研究内容、方法、手段及预期成果，任务完成的阶段安排及时间安排，完成任务所具备的条件因素等。）一、课题的意义南宁地处广西南部偏西，北回归线以南，座落在四面环山的小盆地内，是广西壮族自治区首府，全自治区的政治、经济、文化中心，也是祖国南疆的军事重镇。全市总面积10029平方公里，总人口277.91万。因市区绿化覆盖率近40%，形成了“城在绿中、绿在城中”、终年常绿、四季花开的园林风貌，被中外游人盛誉为中国的“绿都”。　　南宁东邻粤、港、澳，南临北部湾，背靠云、贵、川大西南，毗邻越南，是大西南出海通道的重要咽喉，也是东南沿海和西南腹地经济区域的结合部，具有优越的地理环境。而且邕江贯穿南宁市区，因此水资源非常丰富。南宁是一座旅游资源十分丰富，充满诗情画意的南国绿都。宁明县隶属崇左市，东邻上思县、防城港市，北靠崇左县、扶绥县，西连凭祥、龙州县，南与越南接壤，，是广西“背靠大西南，面向东南亚”的陆路大通道的门户。境内矿藏丰富，有我国最大的膨润土矿藏。旅游名胜如花山崖画等文明遐迩。因此便利的交通对其旅游资源的开发和经济的发展至关重要。南宁至宁明二级公路的修建，将加强南宁市与其他少数民族自治县间的关系，并能带动沿线村镇的经济和农业发展，有助于把本地区的资源优势转化为经济优势，对少数民族的经济发展有重要意义。二、路线所在地区的地质、地貌和气候情况1.气候特点：南宁地区的气候特点是气温高,热量资源丰富;夏长东暖,夏湿冬干,雨量充沛。夏秋季多台风,但破坏性很小。最高月平均气温30-32.5度，一月平均气温大于6度。该地区具有亚热带季风气候特性，按中国气候分区属东南湿热区，无冰冻现象。2．降水量与地下水埋深：路线所经过地区面向热带海洋，降水量丰富。雨日，雨量，雷雨次数较多，属中国暴雨分区第九区。年降水量在1600-2000mm之间，其降雨特点为平原少于山地，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大月雨期长2.5-4.5天。暴雨强度大，径流速度较快，一般为0.75-2.0之间。地下水埋深一般丘陵地区给为2.3米左右，平原及沟谷处越位1.3米左右。平微区低洼地方地表有长期积水。3．地形与地貌：路线所经地区地形为湿润丘陵重丘，低山及平原。属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过渡地区。丘陵，低山坡面陡峻，陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。该地区河流及沟谷水量丰富，地面径流资源丰富，水土流失不太严重。广阔平坦，村镇，田地，水利建筑设施等较多。4．地质与土质：本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部。第四纪多残积层土质为砖红色粘性土，属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石风化破碎严重，丘陵地区由于自然营力的长期作用，局部地方有岩石出露。岩石以碳岩为主，花岗岩次之。据实地调查，路线所经平原微丘区均按土质考虑，其中松土占30%，普通土占70%。 5.植被及作物等概况根据中国自然地理区划，路线所经地区地处热带北部季雨林型常绿阔叶林——砖红壤性土小区，自然地理特征为热带湿润常绿林，林种主要有彬木，毛竹等用材林和油茶，油桐，剑麻等多种经济林。主要生长于山区和半山区的丘陵地带。平原，微丘及宽阔河谷地带多田地，粮食生产以水稻为主，双季稻占2/3以上，旱地作物主要是甘薯，玉米和土豆类等，主要在丘陵地区。本地区生产热带，亚热带水果，一年四季不断。饲养业和塘养鱼业也较多。路线所经地区，由于水量较大，山坡坡面较陡，地表水对路基有一定的冲刷影响，平原地带则公路用地与农业有一定的矛盾。三、课题研究的内容（一）路线（＞4m）　1．公路等级及其主要技术标准的论证与确定；2．路线方案的比选；3．路线平面设计；4．路线纵断面设计。（二）路基路面1．路基横断面设计；2．路基超高加宽设计；3．确定沿线路基取土、弃土位置；4．计算土石方数量并进行调配；5．确定防护工程的位置、结构类型及尺寸；6．路面结构及材料组成设计；7．确定路基路面排水系统的位置、结构类型及尺寸。（三）桥梁、涵洞、隧道及路线交叉1．确定大中桥的位置、孔数及跨径、结构类型；2．确定小桥、涵洞等的类型、位置、孔数、跨径及各部尺寸；3．确定隧道位置；4．确定路线交叉位置、形式、结构类型。（四）其他1．确定沿线设施各项工程的位置；2．确定环境保护的内容、措施及方案；3．确定占用土地、拆迁建筑物及电力、电讯等设施的数量；4．计算工程数量。四、课题研究的方法根据公路工程设计施工相关规范的要求，在已有大比例尺地形图上利用交点法定出平面交点，在纬地三维道路辅助设计系统上进一步完成路线平面线形的优化比选设计以及路线纵断面和路基横断面设计并计算调配土石方数量。公路路线地面点高程以及路基横断面地面点高程数据，通过等高线内插法得到。路面材料及结构组合设计利用公路路面设计系统（HPDS）电算完成。五、设计完成后提交的设计文件和表格1、设计说明书 2、路线平面图、纵断面图、横断面图3、标准横断面图，弯道超高方式图4、路面设计图5、路基排水设计图6、路基支挡工程设计图7、直线、曲线及转角一览表，逐桩坐标表8、路基设计表9、路基土石方数量计算表10、主要经济技术指标表六、完成任务具备的条件1.广西南宁地区地形图，比例尺1：20002.交通资料：据调查,起始年交通组成及数量如下：（年平均日交通量，单位：辆/日）解放CA10B：650东风EQ140：430黄河JN162：520日野KB222：780小汽车：700年平均增长率：5%拟建成时间：2007.7.13.纬地三维道路辅助设计系统，Autocad设计软件，公路路面设计系统（HPDS）4.公路工程设计施工相关规范：（1）《公路工程技术标准》（JTGB01－2003）（2）《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）（3）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）（4）《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2004)（5）《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004）4.参考书目：（1）《道路勘测设计》，第二版，杨少伟主编，北京，人民交通出版社，2004.06（2）《路基路面工程》，第二版，邓学钧主编，北京，人民交通出版社，2004.01七、时间阶段安排为了能够顺利完成毕业设计任务，结合具体情况，对任务完成的阶段时间做出如下安排：（1）2007.04.30—2007.05.06熟悉设计任务要求，完成开题报告；（2）2007.05.07—2007.05.13完成路线平面设计；（3）完成路线纵断面设计；（4）完成路线横断面设计；（5）完成路面材料和结构组合设计，排水系统设计；（6）编写设计计算说明书，整理设计资料文件；（7）准备工程设计答辩； 指导教师意见及建议：指导教师签名：年月日注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。2、此表由学生填写，交指导教师签署意见后方可开题。 第一部分：设计说明书内容摘要:根据设计公路的交通量及其使用任务和性质，确定公路等级。在此基础上，结合沿线自然条件与主要技术指标的应用，进行路线方案论证与比选，确定合理的设计方案。并推荐一个最佳方案进行详细技术设计，内容包括：路线的平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，给出环境评价,并完成施工图设计阶段应完成的各种图、表及设计说明书。关键字：交通量，公路等级，自然条件，技术标准，平、纵、横设计，路基路面，排水,环境评价AbstractThesubjectofthedesignisanewhighwayonplaininSichuandistrict.Accordingtothegiventrafficvolume,servicelevelandattributeoftheproposedhighway,thehighwayisdefinedasthesecond–graderoad.Withthelocalnaturalconditionandmaintechnicalstandard,throughanalysisandcomparisionofseveralfeasibleplans,themostproperoneoftheseisrecommendedandsubsequentlycarriedoutindetail, includingthedesignofalignment,surgrade,pave-ment,drainage,culvertandbridge.Keywords:Trafficvolume,naturalconditions,technicalstandard,second-grade,subgrade,pavement,plancurves,verticalcurves,drainage,culture,bridge.目录第一章设计技术标准的确定………………………………………2第一节该公路的设计意义……………………………2第二节沿线地貌，地形，地质，及自然地理特征……2第三节道路等级和主要技术指标的论证和确定………2第二章路线设计……………………………………………………4第一节路线方案确定…………………………………4第二节路线平面设计…………………………………4第三节 路线纵断面设计………………………………5第三章路基设计……………………………………………………6第一节路基横断面设计………………………………6第二节路基排水设计…………………………………6第三节路基防护设计…………………………………7第四章路面设计……………………………………………………8第一节路面结构类型选择……………………………8第二节沥青混凝土路面设计…………………………8第五章桥涵布置…………………………………………………10第六章其他沿线设施及环境保护………………………………10第七章小结………………………………………………………11附录主要参考资料……………………………………………11 第一章概述第一节该公路的设计意义南宁市地处我国广西壮族自治区南部，座落在四周环山的小盆地中心，地形南北高、中间低，东部略高于西部。全市面积一万零二十九平方公里，是自治区的政治经济、文化、教育、科技中心，是祖国南疆的一颗灿烂的明珠。南宁是一座“草经冬而不枯，花非春仍奔放”的具有浓郁亚热带风光的城市。处处浓荫覆盖，鲜花盛开，呈现了半城绿树、半城楼的瑰丽景色。南宁地区名胜迭出、清秀河山、美洞奇石、幽谷飞瀑，令人目不暇接。加上南宁具有两千年的悠久历史，独特的民族文化、风土人情，都给这个地区笼上了美丽的光环，吸引了国内外大量的旅游观光者。 南宁秀美，但最美是北郊。南宁-柳州公路的修建，将能促进南宁旅游资源开发和壮乡经济的发展。该公路位于壮族人民分布最为稠密的地方，粗犷而不失细腻的舞蹈，情意绵绵的情歌，风格独特的竹楼吸引着旅游者前去探秘。因此，该公路的修建，将为人们的观光旅游带来了便利，而且也使具有悠久历史以及独特的民族文化、风土人情的壮族自治区加快了与外界的交流.在促进旅游的同时，新建公路也将给当地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及丰富的矿产资源的开发,对当地少数民族的经济发展具有重要意义。第二节沿线自然地理特征1.2.1气候特点南宁地区的气候特点是气温高，热量资源丰富;夏长冬暖，夏湿冬干，雨量充沛。夏季多台风，但破坏性很小。最高月平均气温300C—32.50C，一月份平均气温大于60C。该地区具有亚热带季风性气候特性，属东南湿热区，无冰冻现象。1.2.2降水量及地下水埋深路线所经地区面向热带海洋，降水量丰富。雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区。年降水量在1600—2000mm之间，其降雨特点为平原少于山区，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大雨期长2.5—4.5天。暴雨强度大，径流速度较快，一般汇水在10km2以下。汇流时间一般约为30分钟左右。潮湿系数为0.75---2.0之间。地下水埋深一般丘陵地区为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右。平微区低洼地方地表有长期积水。1.2.3地形与地貌路线所经地区地形为湿润丘陵重丘、低山及平原、属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过渡地区。丘陵、低山坡面陡峻，陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。该地区河流及沟谷水量丰富，地面径流资源丰富，水土流失不太严重。广阔平坦，村镇、田地、水利建筑设施等较多。1.2.4地质与土质本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部。第四纪多残积层土质为砖红色粘性土、属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石风化破碎较重，丘陵地区属于自然营力的长期作用，局部地方有岩石出露。岩石以碳酸岩为主，花岗岩次之。据实地调查，路线所经平原微丘区均按土质考虑,其中松土占30%，普通土占70%；路线所经山岭重丘区：[1]凡岩石悬崖地区，土层厚1米，为普通土，以下为岩石中，软石占40%，次坚石60%; [2]凡有土质陡坎地区，均为土质，其中松土占30%，普通土占30%，硬土占40%;[3]凡无陡坎悬崖地区，土层覆盖厚度约为1.5米左右，其中松土占10%，普通土占60%，硬土占30%，以下为岩石中，软石占30%，次坚石占40%，坚石占30%,土质密实，岩石风化程度中等。1.2.5植被、作物等概况根据中国自然地理区划，路线所经地区地处热带北部季雨林型长绿阔叶林---砖红壤性土小区，自然地理特征为热带湿润长绿林，林种主要有杉木，毛竹等用材林和油茶、油桐、剑麻等多种经济林。主要生长于山区和半山区的丘林地带。平原微丘及宽阔河谷地带多田地，粮食生产以水稻为主。旱地作物主要是甘薯、玉米和豆类等，主要在丘陵地区。饲养业和池塘养鱼业也较多。路线所经地区,由于降水量较大,山坡坡面较陡,地表水对路基有一定的冲刷影响,平原地带则公路用地与农业有一定矛盾。第三节道路等级和主要技术指标的论证和确定道路作为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的带状构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。1.3.1道路等级的确定道路等级的确定应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。1.3.1.1交通量计算及公路等级的选用设计路线位于广西南宁地区，坐落于四面环山的小盆地中心，为平原微丘区。根据调查的交通资料可计算出设计年限的远景交通量，计算如下： 预测交通组成表汽车型号交通量（辆/日）总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)轴数后轴轮组数解放CA1573091.3550.020.9770.381双轮组东风EQ14064092.9050.023.7069.201双轮组黄河JN162370174.50100.059.50115.01双轮组小汽车1350前后轴载均小于25KN，忽略不计。年平均增长率：6.9%，交通量换算采用小客车为标准车型，其系数规定为：小客车=1.0（≤19座的客车和载质量≤2t的货车）中型车=1.5（＞19座的客车和载质量＞2t～≤7t的货车）大型车=2.0（载质量＞7t～≤14t的货车）拖挂车=3.0（载质量＞14t的货车）根据以上规定，各种汽车折合成小客车远景设计年限平均昼夜交通量Nd为：起始年平均日交通辆N0=730×（1+0.069）×1.5+640×（1+0.069×1.5）+370×（1+0.069）×2+1350×（1+0.069）=4431(辆/日)则Nd=N0(1+r)n-1=4431×（1+0.069）15-1=11277（辆/昼夜） 根据《公路工程技术标准》JTG-B01-2003，公路等级选为平原微丘区二级公路，设计年限n=15年。1.3.1.2确定道路等级按规范规定，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为5000～15000辆，故该设计公路的等级定为平原微丘区二级公路。1.3.2主要技术指标的论证和确定1.3.2.1行车速度南宁地区为平原微丘区，该路设计为二级公路，故选用行车速度V=80km/h1.3.2.2最小半径的确定当汽车在弯道上行使时，会受到离心力的作用，为保证汽车行驶安全，曲线上的路面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式，即超高。此时水平分力可以抵消离心力的作用。X=F*cosα-G*sinαY=F*sinα+G*cosα由于α较小，故可视为sinα=tgα=ih，cosα=1;所以，X=F-G*ih=G(v2/gR-ih)设μ=X/G=v2/gR-ih=V2/127R-ih，该是表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系，μ值愈大，汽车在平曲线上的稳定性愈大。式中：R--平曲线半径（m）；μ--横向力系数；V--行车速度（KM/h）;v--行车速度(m/s);ih--横向超高系数。不产生横向倾覆的最小平曲线半径R≥V2/[127(b/2hg+Ih)];不产生横向滑移的最小平曲线半径R≥V2/[127(φh+ih)]汽车在平曲线上行使时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值得大小。现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg,而φh<0.5，所以φh100MPa）因此不需要补强,直接在原路面加铺24cm的水泥板。计算荷载应力时的模量修正系数： 计算地基的计算回弹模量：C、计算荷载疲劳应力由由查图14-13可得板纵边中部的最大应力D、计算温度疲劳应力计算板的相对刚度半径：板纵边缘中部的温度翘曲应力为:F、检验初拟板的尺寸由此知验算通过。（3）新建刚性路面设计按照表14-7，初步估计板厚h=24cm，取混凝土的设计弯拉强度为fcm=5.0MPa；参照表14-10，取混凝土弯拉弹性模量Ec=30MPa； 计算基层顶部的当量回弹模量由设计资料可以知道，土基的回弹模量为<100MPa因此需要补强,初步拟定为6%的水泥稳定石粉,厚度h’=18cm(>15cm),按照有关规范取材料回弹模量为E1=600MPa则可知符合要求。计算荷载应力时的模量修正系数：计算地基的计算回弹模量：计算荷载疲劳应力由由查图14-13可得板纵边中部的最大应力计算温度疲劳应力计算板的相对刚度半径：板纵边缘中部的温度翘曲应力为: F、检验初拟板的尺寸由此知验算通过。三、参考资料《路基路面工程》，华南理工出版社'