二级公路路基路面设计开题报告

目录

1文献综述 (2)

1.1本课题国外研究进展 (2)

1.2本课题国内研究进展 (2)

2课题背景及开展研究的意义 (4)

2.1课题背景 (4)

2.2开展课题研究的意义 (4)

3研究方法、内容及预期目的 (5)

3.1研究内容 (5)

3.1.1路基设计 (5)

3.1.2路面设计 (5)

3.1.3排水工程设计 (6)

3.1.4环保与绿化设计 (6)

3.2研究方法 (7)

3.3预期目的 (7)

3.3.1研究成果 (7)

3.3.2学习目标 (7)

4 进度安排 (8)

参考文献 (9)

指导教师意见 (11)

1文献综述

道路是国家经济和社会发展的重要基础设施,社会经济水平和交通运输需求决定着道路交通的发展进程,而道路交通也制约着社会经济和交通运输的发展水平。自20世纪50年代开始,一些经济发达国家的汽车生产量和保有量大幅度增加,致使交通量激增,因此道路建设特别是高速公路建设迅猛发展;中国在改革开放后的30多年间,道路建设规模也不断扩大,目前公路网规模已跃居世界第2位。与此同时,随着道路工程领域相关研究的不断深入,道路新结构、新工艺、新材料等不断涌现,新技术应用水平和研究水平也达到了空前的广度和深度[1]。

1.1本课题国外研究进展

目前世界各国的公路总长度约2000万公里，以美国为首的西方发达国家在20世纪20年代开始大规模地建设高速公路，20世纪60年代和70年代以后，许多经济振兴的发展中国家也开始兴建高速公路。到2010年底，全世界80多个国家拥有（包括在建设）高速公路，通车总里程达到23万公里。其中美国、英国、德国、法国、意大利、日本、加拿大和澳大利亚这些主要经济发达国家公路里程约占世界高速里程的80%以上。美国是高速公路最多、路网最完美、设备最先进的国家。早在1937年加利福尼亚州就修建了首条高速公路，长11公里。50年代中期美国开始有计划地建设高速公路，到2007年，美国拥有约9万公里高速公路，全国公路总里程超过640万公里。近年来，发达国家的道路部门除继续将部分精力放在道路建设上以外，已将相当精力放在道路的使用功能与车流安全和行车舒适性，以及改善道路对周围环境、人文景观影响等方面。可以说，发达国家大规模的公路建设时期已经结束或即将结束，已全面进入道路的运营管理阶段，道路网和汽车流已渗透到社会生活的各个方面，在社会中产生极大的影响[2]。

1.2本课题国内研究进展

1949年建国以来，我国进入了社会主义建设的伟大时代。由于农业生产迅速发展。人们生活水平逐步提高，尤其是建立和发展了汽车工业和石油工业，使我国公路交通事业得到了迅速发展。特别是1978年以后，国家执行了以经济建设为中心的政策，

开始了建设有中国特色社会主义的新时期，公路建设也开创了崭新的局面。到2012年底，中国公路总里程达410万公里，高速公路总里程达9.6万公里。同江至三亚、北京至珠海、连云港至霍尔果斯、上海至成都四条公路国道主干线基本贯通；河南、山东、广东等9省高速公路突破4000公里，浙江、辽宁、四川、安徽等省高速公路突破3000公里；全国再用机动车保有量突破2.33亿辆，其中个人汽车保有量超过1.7亿辆。2012年公路完成客运量超300亿人、旅客周转量超15亿人、完成货运量超220亿吨、货物周转量超40000亿吨，公路运输总量在各种运输方式中稳列首位。公路运输已渗入到经济建设和社会生活的各个方面，在国民经济中占有越来越重要的地位[3]。

2课题背景及开展研究的意义

2.1课题背景

公路为近代交通工具的载体，在交通流量和行驶速度日益增长的情况下，对公路的建设要求不断提高。汽车工业的发展，促进了公路建设的发展。公路运输较铁路、水运、航空、管道等运输方式，有其独特的特点，即直达、迅速、适应性强和服务面广。因此，汽车运输一出现，就在经济、政治、军事、文化和旅游等方面占有重要的地位。为了提高汽车运输的服务质量，公路的通车里程在不断增长，路基路面的建设质量、公路的等级也在不断提高。

此次是宿州—泗县二级公路路基路面综合设计，该工程建造的公路属于二级公路，其作用主要用于分担宿州和泗县往返的交通流量，增进两地经济、文化和政治等方面的沟通与交流[4]。

2.2开展课题研究的意义

通过此次路基路面的毕业设计对大学期间所学的《土木工程概论》、《土木工程测量》、《机械工程制图》、《土木工程施工》、《路基路面工程》、《土木工程材料》等知识做一个系统的总结和应用。在熟悉设计要求的基础上，通过搜集相关资料、与同学讨论、自我学习等方法，使自己掌握道路工程设计的程序和方法并且熟悉道路工程建设的相关规范，为以后的工作打下良好的基础。

3研究方法、内容及预期目的

3.1研究内容

3.1.1路基设计

路基稳定性验算和重力式挡土墙设计，其中重力式挡土墙设计需计算土压力，挡土墙稳定性并绘制纵断面图、横断面图及平面图[5]。路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。改建公路设计时，还应收集历年路况资料及当地路基的翻浆、崩塌、水毁、沉降变形等病害的防治经验。路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。河谷地段不宜侵占河床，可视具体情况设置其它的结构物和防护工程。陡坡上的半填半挖路基，可根据地形、地质条件，采用护肩、砌石或挡土墙；当山坡高陡或稳定性差，不宜多挖时，可采用桥梁、悬出路台等构造物；三、四级公路的悬崖陡壁地段，当山体岩石整体性好时，可采用半山洞。沿河路基边缘标高应满足规范的规定，并根据冲刷情况，设置必要的防护设施。沿河路基废方应妥善处理，以免造成河床堵塞、河流改道或冲毁沿线构造物、农田、房屋等不良后果[6]-[7]。

3.1.2路面设计

按路面设计理论和方法以及路面设计规范要求，确定路面结构设计方案，包括拟定路面结构，计算路面结构层厚度，绘制路面结构图。根据沿线材料来源、施工条件、造价等方面因素论证确定采用水泥混凝土路面或沥青路面[8]。

水泥混凝土路面：依据公路技术等级、交通荷载、路基条件以及当地温度和湿度状况，选择及组合与之相适应的水泥混凝土路面结构，并满足预定的使用性能要求。路面结构组合设计，应使各个结构层的力学特性及其组成材料性质满足各自的功能要求。应充分考虑结构层上下层次的相互作用、层间结合条件和要求以及组合结构的协调和平衡。应充分考虑地表水的渗入和冲刷作用，采取封堵和疏排措施，以减少地表水入渗和防止渗入水积滞在路面结构内，并选用抗冲刷能力强的材料做基层[9]。

沥青混凝土路面：沥青路面应采用道路石油沥青或其加工产品，沥青的选择应根据公路等级、气候条件、交通量及其组成，路线线形、面层结构、施工工艺等因素，并结

合当地使用经验确定。各种沥青质量应符合有关国家标准、行业标准技术指标的要求。沥青路面气候分区可采用《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）或根据各省气候统计资料，查得四十年最热月份连续七天最高气温的平均值、标准差和极端最低气温，考虑路面温度选择沥青等级和沥青的技术指标[10]-[11]。

3.1.3排水工程设计

为防止地面水和地下水对公路的损害，确保公路排水畅通、结构稳定、行车安全，公路路基路面设计还应进行公路排水设计。公路排水设计应遵循下列原则:各种排水沟渠的设置和联结应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利建设相配合，必要时可适当加大涵管孔径以利于农田排灌。一般情况下，不应利用边沟作为排灌渠道。应该对当地的水源进行较为详细的调查,在调查的过程中要因地制宜，经济适用，充分考虑将当地的桥涵布置跟路基配水相结合,同时将排水沟渠中的竖向布置和平面布置相配合。此外,对于某些地质不良不适合排水的地段,还要做到将排水设计与路基的防护加固设计相结合,从而实现对排水设计规划上的合理和高效。在路基路面的排水设计中一定要防止在施工中所出现的水土流失,尽可能的不去对天然水系进行破坏,即不会对附近的自然沟溪状态进行改变,同时也不会去改变水流的性质[12]-[13]。

3.1.4环保与绿化设计

公路设计时,线路走向很有可能经过学校、医院、机关单位、小区或居民集中区,也有可能经过农田、文物保护区、耕地、水源保护区、生态保护区等等。因此,路线布设时,应先调查地形、地貌、周边的环境情况,调查公路沿线的环境敏感点情况,再进行方案设计。在考虑工程技术标准、路基稳定、线型顺畅、缩短行车里程、减少工程量等参数的同时还应结合环保问题,要少占农田、良田;沿线尽可能避开学校、医院、机关单位、小区或居民集中区、文物保护区等环境敏感区域,特别是世界、国家级保护区等物质遗产。如非要从敏感区域或周边通过时,要考虑增加人工墙设计,尽可能少占耕地、少拆迁。山区公路应尽可能与原有地形、地貌相配合,并注意填挖平衡。对于原有交通系统和排灌系统要尽可能恢复,避免对沿线居民正常生活造成影响。在设计桥涵时,要着重考虑排洪问题,选线时应尽量少占或不占河道范围。在道路设计时不仅要求工程质量好,而且还要求环境好。要做好人工结构物的景观造型,做好建筑环境和行车环境设计,公路

两边的绿化,不仅美化环境且可以吸声降尘;此外加强对公路的维护、管理,使得舒适的环境长期保持[14]-[15]。

3.2研究方法

通过对任务书、设计要求的分析，明确设计内容，搜集路基路面的相关资料，依据工程规范的规定，结合所学知识，对宿州—泗县二级公路进行路基设计和路面设计。利用AutoCAD软件完成图纸绘制，利用Office办公软件完成计算书说明书等内容的编写。

3.3预期目的

3.3.1研究成果

设计计算书一份，包括完整的结构计算步骤、数据、表格。计算书内容应完整、清楚，计算步骤要条理分明，选用参数和引用数据应有可靠依据，结构编号、计算结果应与图纸一致。工程设计图纸，包括：路基稳定性验算图、挡土墙横断面图、沥青混凝土路面结构图、水泥混凝土路面结构图。

3.3.2学习目标

通过毕业设计掌握路基路面设计的全过程，并对以前所学习的知识进行适当的总结回顾加深理解，培养学生独立分析、解决工程实际问题的能力，提高正确理解、应用国家有关技术标准、规范的能力，掌握计算机绘图方法，具备绘制施工图及编写设计计算书的能力，为日后能正确完成综合设计奠定基础。

4 进度安排

第一学期：

第10周～第11周：毕业设计动员会，编写任务书；

第12周～第16周：编写开题报告，完成路基设计。

第二学期：

第2周～第6周：完成路面设计和排水设计，完成中期检查；

第7周～第11周：毕业设计计算书及图纸终稿确定，论文送审；

第12周～第16周：完成系、院级答辩，毕业典礼。

参考文献

[1] 马骉.中国道路工程学术研究综述[J].中国公路学报，2013(03).

[2] 李远富. 道路总体规划设计原理[M].北京：中国铁道出版社，2011：10-17.

[3] 黄晓明，李昶，马涛. 路基路面工程[M].南京：东南大学出版社，2011：205-317.

[4] 中华人民共和国国家标准,公路工程技术标准(JTGB01-2003).北京:人民交通出版社,2003.

[5] 中华人民共和国国家标准，道路工程制图标准(GB 50162-92).北京:人民交通出版社，1992.

[6] 中华人民共和国国家标准,公路路基设计规范(JTGD30-2004).北京:人民交通出版社,2004.

[7] Curtarolo Stefano, Hart Gus L W, Nardelli Marco Buongiorno, Mingo Natalio, Sanvito Stefano, Levy Ohad. The high-throughput highway to computational materials design[J]. Nature Materials, 2013, Vol.12 (3), pp.191-201.

[8] 王璐，王邵臻. 土木工程材料[M].杭州：浙江大学出版社，2013.

[9] 中华人民共和国国家标准,公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011). 北京:人民交通出版社，2011.

[10] 中华人民共和国国家标准,公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004). 北京：人民交通出版社，2004.

[11] 中华人民共和国国家标准,公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006). 北京:人民交通出版社，2006.

[12] 中华人民共和国国家标准,公路排水设计规范(JTJ 018-1997). 北京:人民交通出版社，1997.

[13] Barboza, Sherry, Chiaparas, Hayman Courtney, Davis, Norah. Engineering Scenic Highways[J]. Public Roads, 2014, Vol.77 (4), pp.16-23.

[14] 中华人民共和国国家标准,公路环境保护设计规范(JTJ T006-98). 北京:人民交通出版社，1998.

[15] Anonymous. National Asphalt involved in pioneering the latest asphalt pavement technology in SA[J]. Civil Engineering: Magazine of the South African Institution of Civil Engineering, 2014, Vol.22 (8), pp.9-10.

指导教师意见

指导教师签字：

年月日