土木工程毕业设计之高速公路设计--开题报告

毕业设计(论文)开题报告 题 目： 商州至陕豫界高速公路 上塬至宋湾段设计 K5+400K6+460 学 院： * 专 业： 土木工程 学生姓名： * 学 号： * 指导老师： * 2012 年 03 月 12 日 2 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）答辩委 员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指 导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签 署意见及所在专业审查后生效。 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标 准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪 贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印） 在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 10篇（不包括辞典、手册） ，其中至少应包括 1篇外文资料；对于 重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。 4统一用 A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说 明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 文献综述 一、前言 交通运输（Transportation）是社会生产和人类生活中不可缺少的组成部分。世 界经济的发展证明，要实现国民经济的现代化，必须实现交通运输的现代化，同时交 通运输的现代化程度，既反映国民经济的发展水平，也是综合国力的体现。综合运输 体系由铁路、公路、水运、航空和管道五种运输方式组成，这些运输方式在技术经济 上各具特点。随着改革、开放政策的全面推进、商品经济的蓬勃发展，城乡交流的日 益活跃、公路将发挥更重要的作用。因为公路具有机动、灵活、直达、迅速、适应性 强和服务面广的特点，这是其它运输所不及的。特别是现代化高速公路的出现，更显 示出它的独特的优势和重要的作用。公路运输业是与广大人民群众的生产活动和物质 文化生活活动联系最为密切的一种运输方式，尤其是在巩固国家支援农业发展、山区 和边远地区的经济发展起着重要的作用。 随着国民经济的快速发展，交通量迅猛增长，现有的公路已不堪重负，难以承担 交通运输发展。因此，今后一段时期内,加快新建高等级公路外，显得尤为必要和迫 切。 二、高等级路面的结构及作用 1.路面的功能 路面不仅直接承受车辆荷载的作用，而且要经受自然因素（日光照射、温度变化 和水浸蚀等）和其他人为因素的作用，因此，高等级公路的路面必须具备以下的功能： 1)全天侯保证路面良好的行车性能，使之能够承受任何季节变化和气候的影响， 抵御自然灾害的能力。 2）保证汽车能够高速和舒适的行驶，即路面应具备和保证较好的平整度，使汽车 在高速行驶时不发生颠簸。 3）要保证汽车安全和经济的行驶，即路面表面应具有和保持一定的粗糙度，使汽 车在高速行驶中或紧急制动时不产生侧向滑溜或超长距离纵向滑移。 4）路面除具备以上功能外，还应具备耐久性。 4 2.对路面的基本要求 1）应具有一定的强度和刚度，能抵御各种外力综合作用，而不发生破坏和过大变 形的性能。 2）具有一定的稳定性，在日光、大气、温度等自然因素影响下，其整体强度不 迅速降低的性能。 3）应具有耐久性，路面在自然因素和行车荷载重复作用下，路面材料不迅速衰 变，结构不因疲劳而破坏的性能。 4）路面表面应具有规定的平整度和粗糙度。 3.路面各结构层的作用 1）面层，直接承受行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，以及大气变化 的不利影响。 2)基层， 主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并把扩散到垫层和土基中 去。 3）垫层，主要作用是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层及基层的强度和 刚度的稳定性，以及不致产生冻胀与翻浆的病害等。 根据路面应具有的功能，提出各结构层的技术要求，对各结构层进行合理的材料 组成设计，充分发挥材料的有效潜力，减少不必要的材料浪费，从而即可降低成本， 又能保证工程质量，满足路面耐久性的要求，延长使用寿命。 三 、提高高等级公路路面耐久性 路面在自然因素和车辆荷载反复作用下，常出现车辙、裂缝、路面老化、变脆、 沉陷等路面病害。如维修、养护不及时使路面使用寿命达不到设计年限。因而提出对 路面耐久性的要求，而耐久性确实是路面材料（沥青和水泥混凝土）使用性能方面一 个十分重要的综合性指标，如何提高路面的耐久性，延长路面的使用寿命，在国民经 济中占有相当重要的地位。 1提高沥青路面耐久性的措施 1） 从生产沥青的原油和改善沥青性能着手 使用沥青的防老化添加剂，如抗氧化剂、光屏蔽剂等；使用聚合物改性沥青，如 PE 改性沥青、EVA 改性沥青、SBS 改性沥青等。 2）加强半刚性基层施工质量控制 半刚性基层的质量主要包括半刚性材料的强度和抗冲刷能力。半刚性基层的质量 主要取决于施工质量，在强度满足的半刚性材料下，采用现代化拌合、摊铺和碾压机 械，来保证混合料的均匀和无离析现象。 3）控制混合料的孔隙率和检验采用合适的压实方法 4)选择适当的沥青层厚度，控制道路车辙的产生 影响车辙深度的主要因素有沥青层厚度和结构类型、沥青混合料的内摩擦力和粘 结力、交通和气候条件等。沥青路面的车辙深度与沥青层厚度成正比。 5）重视路面结构内部排水设施和路面排水 采用透水层排水，也可通过集水沟、出水管，利用过滤织物和透水性填料形成内 部排水体系，使停滞的自由水尽快排出各结构层，减少结构层的损坏。重视路面排水， 及时修补沥青路面的坑塘和裂缝，防止地表水渗入基层。 6）基层与面层结合良好 面层与基层的良好结合，对沥青面层的使用质量是非常重要的。基层与面层的良 好结合是路面结构在车轮荷载作用下处于完全连续的截面应力状态，可以减少沥青面 层底面或半刚性基层内部的拉应力和拉应变以及温度梯度引起的沥青层应力和应变， 防止沥青路面病害发生。 7）沥青路面防裂 整体施工完毕后，增加锯缝工序。在面层上预锯缝是减少温度裂缝的有效措施。 锯缝的间距随各地气候条件和沥青质量而变，应通过试验确定。锯缝的深度应不小于 12 面层厚度。 采用纤维混合料结构，以增强沥青混合料的抗缩能力和抗折强度。 2.提高水泥混凝土路面耐久性的措施 1）设计时水泥混凝土土路面厚度和板块平面尺寸设计要适当 根据相关研究资料，路面的使用寿命与路面厚度成 5 次方关系。如果因为设计时 交通量调查不准，路面基层的模量和材料参数选用不当等原因，而使路面偏薄，就会 使路面寿缩短。水泥混凝土板越长，板内温度应力越大，若设计时板块过长或长宽比 例不当，温度应力超出容许范围，路面板即产生开裂断板。 2）路基施工 在通常情况下，不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料，不能用 6 于路基填筑。路基施工前应首先探明地质情况，然后采用合理的施工方案，否则就容 易给路基造成隐患，使成型路基沉陷或滑移，最终影响混凝土面板。 3）加强基层施工质量控制 水泥混凝土路面基层一般采用水泥稳定类集料，集料的级配要求良好，有机质 含量不得大于 2%，不得含有黏土块、腐殖质等有害物质。在基层施工时，一定要控制 好平整度和标高，平整度差误会造成路面板厚度不一，标高是控制厚度的关键。 4）改善混凝土抗渗性和抗冻性，控制混凝土配合比设计 混凝土渗透性主要与水灰比、水泥细度、水泥品种、集料品种、成型质量、养 护条件有关。提高混凝土抗冻性应改善孔隙结构，降低混凝土孔隙率，常用的方法是 掺适量的外掺材料，如高效减水剂、引气剂、早强剂、防冻剂、高效活性矿物掺料等。 5）加强面板施工控制 四、小结 我国地域辽阔,人口众多,资源分布不均,地区经济发展不平衡。在中国现在的经 济发展大情况下，国家要发展经济，就必须把高速公路的建设先行，现在国家的五纵 七横已经建设完成，基本形成全国交通网，但是我国的公路建设在世界范围来讲还很 落后，国家要发展，不只是几个大城市要发展，这就要求国家要加大对主要交通网建 设的同时，也要加强山区公路的建设，这样才能有力的带动经济发展，在建设的过程 中还要注意公路和环境的协调问题，不能为了经济的发展而破坏了生态环境，同时要 建设质量好的公路，不让国家的固定资产投资浪费。在道路建设中，提高路面的耐久 性，延长公路的使用寿命，是一个复杂而严峻的课题，有待所有的公路技术人员去分 析和研究。 参考文献 1 孙家驷. 道路勘测设计M. 人民交通出版社,2005. 2 封义强. 浅谈如何提高高等级公路沥青路面的耐久性J. 北方交通 2008 3 张大力，刘德福 影响沥青路面耐久性的主要因素J. 黑龙江交通科技 2006 4 苏华友 . 高速公路概论M. 电子科技大学出版社，2006 5 耿立艳 浅谈提高沥青路面耐久性，延长公路使用寿命J. 华东公路 2007 6 周笑林. 公路设计中的一些不足J. 交通标准化,2007 7 张仁海，刘正科 . 如何确保混凝土路面的耐久性J. 山西建筑, 2005 8 袁卫宁，任征. 高等级公路环境影响综合评价J. 西安公路交通大学学报， 1999，19(增刊) 9 李波,王佳容. 水泥混凝土路面病害及防治浅析J. 中州建设,2007 10 杨辉雄. 水泥混凝土路面破损的原因分析及防治对策J. 科技信息,2007 11满新杰，朱国强. 影响水泥混凝土路面耐久性的因素分析J. 市政技术 2004.7 12 彭元. 公路建设对生态与环境影响防治对策J. 水土保持研,2006 13 熊焕容 . 公路路基路面施工监理指南M 人民交通出版社 2000.5.1版 14中华人民共和国行业标准 . 公路沥青路面养护技术规范S. 人民交通出版社 2001.10.1 15 AASHTOA .A Poicy on Geometric Design pf Highway and Streets.1984 8 10 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 开题报告 一、课题的目的与意义 毕业设计是教学计划中一个重要的教学环节，是培养我们运用所学的基础理论、基 本知识和基本技能分析解决实际问题能力的一个重要环节。可以使我们学生综合运用 所学工程制图、计算机基础、道路勘测设计、路基路面工程、混凝土设计原理等基础 或专业知识、掌握道路设计的基本方法并熟悉工程设计的过程；能培养学生独立工作 能力和分析、解决道路工程实际问题的能力，使我们受到工程技术和科学研究的基本 训练。 1、通过该课题设计使我们能综合运用所学课程,系统地巩固基本理论和专业知识; 2、培养分析问题和解决问题的独立工作能力，掌握公路设计原则、设计方法、步 骤; 3、提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计 计算等基本技能,使我们了解生产设计的主要内容和要求; 4、树立正确的设计思想及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,具体 解决各种级别公路的设计,为公路建设事业服务。 二、课题发展现状和前景展望 2.1 发展现状 高速公路是 20 世纪 30 年代在西方发达国家开始出现的为汽车交通提供特别服务的 基础设施，经过 70 多年的探索和发展，目前全世界已有 80 多个国家和地区拥有高速公 路，通车里程超过了 20 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公路里程约占世界高速公路 里程的 80%以上。 近十年来，伴随着国家综合国力的全面提升，我国陆路、航空、水路交通建设经 历了历史性的跨越式发展。2002 年年底，我国高速公路通车里程一举突破 2.5 万公里， 位居世界第二位，2004 年年底超过 3 万公里。除西藏外，各省、自治区和直辖市都已 拥有高速公路，有 15 个省份的高速公路里程超过 1000 公里。 2.2 前景展望 美国等发达国家高速公路网已基本成熟，不再增加新的里程。而我国虽然近几年高 速公路发展迅速，成为世界上高速公路增长最快的国家，取得了巨大的进步，但是与世 界发达国家相比，我国高速公路发展仍然存在较大的差距。 2004 年底，国务院审议通过并向全国发布了国家高速公路网规划 ，与 1992 年 我国提出的“五纵七横”国道主干线发展规划相比，其最大的变化在于网络化布局，即 将原有的“线”连成“网” 。 国家高速公路网规划 确定国家高速公路网采用放射线 与纵横网格相结合的布局形态，构成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的公 路交通大通道，总规模大约为 8.5 万 km,其中主线 6.8 万 km，地区环线、联络线等其他 路线约 1.7 万 km。如果将地方规划的高速公路也计算在内，我国高速公路规划的总规 模将突破 12 万 km 以上。 实现这个规划目标，预计需要 15 年的时间。国家高速公路网规划建成后，可以在 全国范围内形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、服务全国城乡”的高 速网络。将连接全国所有重要的交通枢城市，形成综合运输大通道和较为完善的集中疏 散运输系统。由此看来，高速公路建设仍是今后面临的重大任务，也是近期面临的一个 重大发展机遇。 三、课题主要内容与要求 3.1、设计任务要求： 1. 综合运用有关基础课、技术基础课及专业课所学知识，依照交通部部颁有关设计规 范，认真完成毕业设计规定的多项任务。 2. 学会获取信息、遇到问题查找资料、独立思考的本领。掌握路基路面工程设计方法 内容，掌握路面设计参数的确定、选用及计算方法；掌握公路勘测设计的程序与方 法，达到熟练从事公路专业设计的能力。 3. 说明设计原则，考虑设计问题的条件与原因，说明材料规格、施工技术、施工方法、 程序、要求、质量控制标准等。设计图表中要有总说明和各篇的分说明。 4. 要求能独立地、认真地完成毕业设计内容，设计思想正确、合理、图纸清晰、正确， 设计计算准确无误，文理通顺、字迹端正，对设计中一些问题有独特的见解。 3.2、课题主要内容: （一）熟悉原始资料及收集参考文献，撰写开题报告 熟悉地质勘测等原始资料，收集主要参考文献，并查询规范确定参数等基础数据， 在此基础上，撰写开题报告。 12 （二）设计路线纵断面（桩号按每 20 米进行布设） （三）路基横断面设计 高填方边坡稳定性分析 深路堑边坡稳定性分析 （四）路基防护设计 （五）路基加固工程设计与计算 （六）路面结构设计与计算 沥青路面设计 水泥混凝土路面设计 （七）路基路面排水综合设计 （八）涵洞设计与计算 （九）中英文摘要 四、设计方法、步骤和措施 1、查阅文献及参考资料，撰写文献综述和开题报告。 2、公路路线纵断面设计 1）里程桩号、地面高程与地面线、设计高程与设计