南京六合区某一级公路A标段施工图设计开题报告

南京六合区某一级公路A标段施工图设计

1课题来源

该公路标段为南京市六合区一级公路一部分，路线标段长约5公里。南京市六合区属于平原微丘地形，基本地势是西低东高，该路段沿线平面交叉较多，存在多次跨河，设计的考虑重要关键点是与铁路的交叉和过河桥位的选择。

要求完成此合同段长约5公里公路的路线、路基、路面、排水等设计。设计中，应根据道路的基本走向和技术标准，结合沿线地形、地质、地物和其它情况，处理好路线与地形、地物的关系，处理好建设规模与工程经济的关系，尽量设计出一条技术指标合理、工程造价经济且能满足使用要求的公路。

2课题的目的和意义

运用所学的课本理论知识并结合自己实习和其他的一些实践经历，在指导老师的指导下认真地设计出一段符合各种国家规范要求、满足使用要求以及经济合理的道路。

毕业设计与实际联系比较紧密，通过这次毕业设计可以让自己对公路的线形设计和结构设计有一个比较全面的了解，能够熟悉和运用教材、相关规范、工具书，并且可以培养自己综合运用大学所学理论知识和专业知识，解决一般工程技术问题的能力，进一步提高工程制图、理论分析、结构设计、计算机运用等能力，为今后独立工作打下基础。

3国内外相关工程设计与研究的现状

3.1国外研究

为减小或防止雨水对公路的危害，科学合理地设置公路综合排水系统是很必要的。综合排水系统设计的好与坏、完善与否将直接影响到道路和桥梁的安全和运营性能的发挥。欧、美、日等发达国家对公路排水都非常重视，均制定了相应的规范和指南，例如:（1）联邦高速公路管理局((FHWA)早在1973年就颁布了路面结构内部排水系统设计指南，以引

导和推动公路部门采用路面内部排水措施。（2）1986年AASHTO(美国国家公路与运输协会标准)路面结构设计指南中，路面结构内部排水质量(以排除渗入路面结构内水分所需要的时间和1年内路面结构处于水饱和状态的时间比例为指标)被作为一项设计指标，目前，路面结构内部排水系统已经成为一项常用的措施。（3）1998年世界道路协会召开“道路路基路面排水国际会议”内容包括排水设计的基本原则、实验研究、设计与施工、养护等。

3.2国内研究

20世纪90年代以前，由于一些主、客观原因的影响，在我国公路建设中，许多路段未能全面系统地考虑排水设计。1997年，我国第一部专门的《公路排水设计规范》颁布实施，在《公路排水设计规范》中引入了大量的欧美日等发达国家修建高等级公路的新技术和新概念，如路面结构内部排水系统、路面边缘排水系统、中央分隔带排水系统的观点和设计方法。但是，由于缺乏足够的工程经验和深入系统的研究，这些先进的新技术对我国实际情况的适用性存在着一些问题;另外，与新技术相应设计参数配套性不够，某些规定欠细化。加上规范颁布后的研究投入不足，因此，造成了设计人员不能很好地把握规范的指导思想，带来了一些工程问题。

在2001年一2002年的两年间，交通部西部交通建设科技项目管理中心设立六个专项研究如何提高公路排水系统设计、施工和养护水平，以减少公路水害损失，防止出现重大的公路水毁的研究课题。六个专项分别为:(1)贵州省交通规划勘察设计院负责的“路用防排水材料的开发，，项目。研究土工合成材料在路界排水、地下排水、路面边缘排水以及支挡构造物排水中的应用。(2)广西壮族自治区交通科学研究所负责的“山区公路贫混凝土透水基层的研究”项目。开发贫混凝土透水基层材料、路面结构设计与施工成套技术，以解决路面内部排水问题。(3)交通部公路科学研究所负责的“山区公路沥青面层排水技术的研究”项目。研究排水沥青混凝土面层的材料设计和施工技术，以达到减少山区公路的雨天交通事故和路面的水损害，提高路面品质和使用寿命。(4)云南省公路勘察设计院负责的“路基路面排水系统施工技术的研究”项目。研究和完善公路排水系统的施工技术、工艺和方法。(5)长安大学承担的“山区公路防排水评定方法与抗水灾评估指标的研究”项目。研究暴雨洪水对山区公路造成灾害的危险性评价方法，以及山区公路各类防护工程防护效果评价方法与评估指标。(6)省交通厅公路局负责的“公路排水系统设计方法的研

究”。主要研究现行的公路路界排水和地下排水系统设计方法，为规范修订提供依据。

4设计的主要内容及成果形式

（1）开题报告：约2500字。（A4）

（2）外文翻译：约3000汉字。（A4）

（3）总体设计：确定公路设计标准与主要技术指标，进行路线方案比选。

（4）线形设计：路线平面、纵断面设计，完成必要的桥型选择和布置，绘平面图、纵断面图和平、纵曲线要素表等。（A3，约15张）

（5）路基设计：进行路幅设计，并根据不同情况选用合理的路基型式。进行路线超高、加宽设计，完成路基横断面设计和土石方调配。根据需要进行必要的地基处理、边坡防护或支挡物的设计与计算，绘制路基标准横断面图、路基横断面图和防护设计图和路基设计表等。（A3，约12张）

（6）路面设计：进行路面结构选型、设计、绘图和计算。（A3，约5张）

（7）排水设计：进行排水系统的布置，完成各排水设施的设计和绘图。（A3，约5张）（8）设计说明及计算书：约20000字。（A4）

5设计的方法及手段

5.1 平原道路总体设计

平原地区地面高度变化微小，有轻微的起伏和倾斜，平原地区泥沼、盐渍土、河谷漫滩、大多为耕地，有各种建筑设施，居民点，在河网地区，还有水塘、河岔、沟渠等，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。

与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的。而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增厂了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、

工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该绕行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。

5.2 平原道路选线

选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的。平原地区公路选线应综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的指导下，合理选择方案。深入了解当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工养护的经济选线，做到路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。

5.3 平原道路路线设计

5.3.1 平面设计

平面线形设计的要素有三个，分别是直线、圆曲线和缓和曲线。这三条线就构成了公路平面线形。不论哪个要素的设计都必须符合平面线形设计的原则。

平面线形设计完成后，绘制出了设计公路的路线图，路线图包括了里程桩号、圆曲线半径及长度、缓和曲线长度及公路的布局。制出公路线形的直线、曲线及转角表和逐桩坐标表。

5.3.2 纵断面设计

纵断面线形设计应根据公路的性质、道路的等级、和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定、路基排水等要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。该路地处平原区，地势平坦，高差相差不大，土地资源宝贵，本项纵断面设计应在满足排水的要求下采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度。

纵断面设计完成后，绘制出公路的纵断面图，包括了纵断面的路线、高程及竖曲线等信息，制作纵坡、竖曲线表。

5.3.3 横断面设计

公路的横断面是指中线上各点的法向切面，包括横断面设计线和地面线。横断面设计线由路面、路肩、分隔带、边沟边坡、行车道、截水沟、护坡道以及取土坑等组成。横断面设计的原则如下：（1）从经济性和实用性两方面出发，结合公路的等级和周边自然环境等条件，充分考虑施工、养护等各方面情况，从实际出发，严格按照要求进行设计。（2）设计路基时不仅要做好路基本身的设计包括路基横断面形式和边坡坡度，还要充分考虑到排水及边坡加固，二者相结合确保路基的稳定。（3）应结合路线和路面进行设计。当实地情况不适合修筑公路时，例如地下土质松散，强度低或者有高填深挖的边坡应该改线或者设置防护工程，具体情况具体分析，在保证工程质量的前提下这可能选择节约成本的方案。（4）当公路含有河流冲击的路段时，必须做好防护措施。（5）当路基设计标高不得已受限时，路基可能会受到水的侵害，这种情况下就必须采取一些措施避免水都路基造成破坏。例如可以采用水稳定性好的材料进行填筑或者做好完善排水设施增加隔水层等。（6）路基设计尽最大可能不破坏原有的自然环境及农田，防止打破其生态平衡。

横断面设计完成后，绘制出路基横断面图，制出路基设计表、边沟排水沟设计表和路基超高加宽表，最后结合纵断面设计，可以确定公路施工的土石方量，制作土石方数量计算表。

5.4平原道路路基设计

路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，它是一条公路的基础，不仅承受着来自各方面物理压力的作用还受到水的冲刷和侵蚀，这就要求填筑路基的材料必须具有一定的强度和稳定性。平原公路的路基形式变化不大，多为填方路基，填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，并在经济环保的基础上考虑取土。挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、

掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基时，应按特殊路基处理。此外在路基设计，必须考虑将影响路及稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水漫流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水则予以隔断、疏干和降低，并引导至路基范围以外的合适地点。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。对于路基的防护设施上，因遵循环保优先的原则，应以柔性防护即植物防护为主，尽量避免对环境破坏较大的工程防护措施。

5.5 道路路面设计

路面是直接为汽车行驶服务的，路面状况的好坏对道路运输的影响极大。因此，路面工程是道路工程的主要内容。从经济上说，路面的造价在整个道路造价中占很大的比例。路面是一个层状构筑物，根据不同的路基状况和交通量，常常将路面分为面层、基层、垫层或者更多的层次，这就是路面构造的明显特点。路面设计时应满足一下各项基本要求：（1）具有足够的刚度和强度；（2）具有足够的稳定性；（3）具有足够的平整度；（4）具有足够的抗滑性；（5）具有良好的不透水性；（6）具有低噪声和低扬尘性。

5.6 道路排水设计

路基路面的强度和稳定性与水有很大的联系。因此路基路面的设计、施工和养护中，必须重视路基路面的排水工程。沥青混凝土路面在使用过程中会出现各种裂纹、松散及坑槽等病害。降落在路面表面的排水，会通过路面裂缝、松散等病害处或者沥青路面面层空隙下渗入路面结构内部。此外，道路两侧有滞水时，水分也可能从侧向深入路面结构内部。路面内排水系统的设计通常需满足三方面的要求：（1）各项设施应具备足够的泄水能力，排除深入路面结构内的自由水；（2）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；（3）排水设施要有足够的耐久性。

在进行排水设计时，路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跃水井和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0~2m以上。路面排水主要是采用路肩排水措施，组要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成以及中央分隔带排水设施组成。路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，路基填方中央分隔带排水设施由纵向排水沟（明沟、暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横

向排水管等组成。

6设计进度与步骤

第一学期：查找资料，阅读学习，作开题报告、外文翻译。

第二学期：

第 1 周：总体设计。

第2－5周：线形设计。

第6－9周：路基设计。

第 10 周：路面设计。

第 11 周：排水设计。

第 12 周：整理、完善、打印和装订设计成果。

第 13 周：教师审图，学生准备答辩。

第 14 周：毕业答辩，评定毕业设计成绩。

7课题参考资料及文献

[1] 《道路勘测设计》，赵永平，高等教育出版社，2004年

[2] 《道路勘测设计》（第三版），杨少伟，人民交通出版社，2004年

[3] 《路基路面工程》，邓学均，人民交通出版社，2008年

[4] 《桥梁工程》，邵旭东，人民交通出版社，2005年

[5] 中华人民共和国交通部标准，《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)，人民交通出版社，2014年

[6] 中华人民共和国交通部标准，《公路路线设计规范》(JTG D20—2015)人民交通出版社，2015年

[7] 中华人民共和国交通部标准，《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)，人民交通出版社，2015年

[8] 中华人民共和国交通部标准，《公路沥青路面设计规范》(JTG D50－2015)，人民交通出版社，2015年

[9] 中华人民共和国交通部标准，《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2014)，人民交通出版社，2014年

[10] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，1994.

[11] GBJ50162—92,道路工程制图标准[S]．北京：人民交通出版社，1992.