开题报告-汤（原）南（岔）公路南岔至浩良河段两阶段初步设计.doc

毕业设计开题报告设 计 题 目 汤（原）南（岔）公路南岔至浩良河段两阶段初步设计 院 系 名 称: 土木与建筑工程学院 专 业 班 级: 土木工程（道桥）11-1班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2015年3月14日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日目 录1 项目背景和设计依据11.1 项目背景11.2 自然状况21.3 资源状况31.4 设计依据32 选题的目的和意义33 设计现状分析43.1 国外公路设计现状43.2 国内公路设计现状53.3 本设计所采用的理念54 拟采用的主要技术指标和技术路线64.1 路线设计起终点及地形图64.2 交通量调查64.3 公路等级74.4 设计速度74.5 道路主要技术指标74.6 技术路线75 设计的基本内容和拟解决的主要问题115.1 设计内容115.2 拟解决的主要问题126 进度安排127 文献参考14黑龙江工程学院本科生毕业设计1.项目背景和设计依据1.1项目背景 本设计选题是汤（原）南（岔）公路南岔至浩良河段两阶段初步设计。汤南公路是发展两地经济的基础，有着举足轻重的作用。这条公路的建设，既拉近了伊春同佳木斯的距离，加快了两地贸易的交易频繁程度，也带动了内需，加快了国内地区的经济发展，与此同时，物流、文化、产业、旅游都由它带动。1.2自然状况汤南公路是黑龙江省公路网建设中的重要组成部分，所处地理位置介于东经12951至12957和北纬4651至4813之间，南岔区位于黑龙江省东北部，伊春市南端。汤原县隶属于黑龙江省佳木斯市，是佳木斯市下辖县，位于黑龙江省东北部，三江平原西部边缘，北依小兴安岭千里群山，南邻松花江、汤旺河两大水系，介于煤城鹤岗、林城伊春、口岸城市佳木斯之间。（1） 气候状况：伊春属北温带大陆性季风气候。年平均气温1c，气温偏低；无霜期110125天，无霜期短；一年四季分明。春季为四五两个月，夏季为六七八三个月，秋季为九十两个月，冬季为十一月至翌年三月。四季气候特点：春秋两季时间短促，冷暖多变，升降温快，大风天多；夏季湿热多雨；冬季严寒漫长，降雪天较多。年平均降水量750820毫米，降水量较充沛。（2） 水文状况：伊春境内沟谷密布，水系发达，有大小河流702条，总蓄水量102亿立方米，其中河流分属黑龙江、松花江水系。汤旺河为伊春的主要河流，境内流长443公里，注入松花江下游。市内大部分城镇沿河分布，河水环绕山行，两岸山秀树奇，最适宜进行休闲及探险漂流。 （3）工程地质：低洼平坦地区，地表表层010m一般为低液限粘土，以下为砂砾石松散沉积物，层厚10100m不等。山岗高地，岩土地质资料为：00.3植被；0.31.5m风化砂砾；1.5m2.5m为强风化花岗岩；2.54.0m为弱风化；4.0m10.0m微风化；10m以下为基岩层。（4）不良地质情况：气候寒冷，冻结深度较大，易形成冻胀翻浆病害。最大冻深2.2米，该地区19992007年平均气温为+1，且有逐年上升趋势，因此随着温度的逐渐升高以及工程施工的扰动，将加速冻土的融化，影响路基的稳定。1.3资源状况 项目所处区域筑路材料较为方便，根据材质、储量、运输情况，选设石场2处，砂场1处。经调查，沿线所需的资源状况如下：（1）中粗砂、砂砾伊春市南岔区浩良河镇工矿建材厂，汽车运输；（2）沥青用碎石及机制砂：伊春沥青公司，汽车运至工地。（3）水泥混凝土路面所用碎石：黑龙江省浩良河水泥有限公司，汽车运输；（4）石灰：来自黑龙江省伊春市；（5）钢材、木材、石灰及铁件：南岔区浩良河细木板工厂，汽车运输；（6）汽、柴油：附近加油站；（7）水：地下水；（8）电：国电配合自发电；1.4设计依据（1）毕业设计任务书和指导书。（2）所给地形图及交通量。（3）交通运输部颁发的现行规范和标准：公路工程技术标准(JTG B01-2014)；公路自然区划标准(JTJ 003-86)；公路环境保护设计规范(JTG B04-2010)； 公路路基设计规范(JTG D30-2004)；公路路基施工技术规范(JTG F10-2006)；公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)；公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)；公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000）；公路排水设计规范(JTJ 018-2012)；公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)；公路涵洞设计细则(JTG/T D65-042007)；2.选题目的与意义通过汤（原）南（岔）公路南岔至浩良河段两阶段初步设计，可以综合运用现行规范、标准、技术指标与经济指标等相关政策来独立完成一段一般公路的具体设计任务，如设计方案比较与选定、 公路几何线形设计、路基工程设计、路面设计、小桥涵设计、交叉设计、环境保护及景观设计、施工方案。锻炼提高毕业生分析问题、解决问题的能力，形成科学合理的设计思维，增强学生的实践能力、综合素质和创新意识，为将来能够从事道路工程的设计、施工、管理、养护等技术工作打下坚实的专业基础。 本设计选题为汤（原）南（岔）公路南岔至汤原公路两阶段初步设计。本路线设计的公路的服务功能是连接南岔至浩良河的各乡镇的通乡公路，对公路沿线的居民的出行及货物运输起着非常重要的作用。本公路设计对新农村建设具有现实意义。3. 国内外设计现状分析3.1国外公路设计现状 交通是人类生存和社会发展所必须警醒的活动。早在古罗马时代，就出现了世界上最早的单向通行方式；1933年，德国开始修建世界上第一条高速公路，出现了立体交叉结构，接着意大利、英国、发过和美国等相继修建了许多高速公路，加速了交通工程学的发展；到了80年代，新交通体系初见端倪，逐步实现了交通体系与交通管理自动化，为交通工程的现代化开辟了广阔的前景。 国外在材料方面的研发和施用程度也很超前，近几年来，国外在原先沥青和混凝土的基础上不断创新，由单一路面逐步向新材料路面方向发展。新材料路面大体上包括复合式路面和特殊环境下使用的路面两种。其中，复合式路面包括：上柔下刚复合式混凝土路面、上低塑下碾压复合式路面、碾压钢丝网水泥混凝土路面、素混凝土与钢纤维混凝土双层复合式路面、钢纤维混凝土与素混凝土三分层结构等五种。特殊环境下使用的路面包括：彩色水泥、彩色混凝土、透水混凝土、环保混凝土、绿化混凝土等等。 软件方面国外比较好的就是CARD/1和英国的MOSS。其中CARD/1是一款强大的道路勘测设计一体化软件。该软件以精细的功能、灵活的出图机制、开放的集成环境等特点而著称。3.2国内公路设计状况 目前，我国对公路交通工程设施的研究而经过20多年的努力，已经规划管理、设计、工程、制造、科研等方面取得了很大进步，具有了一定的实力：交通安全措施方面已探索出了一套适合我国国情的设计、制造、施工规范；在告诉公路监控、通信、收费系统方面，对控制方式、收费制式、设备的布置，管理的软件及少量硬件设备的开发等已经达到了实用阶段。 近年来，随着我国公路建设的快速发展，勘察设计工作取得了很大成绩，但与国外先进水平相比，设计理念还不能适应社会进步和时代发展的需求，不能满足人民群众对公路交通服务水平的期望和需求，存在不小的差距。为了促进我国公路建设的发展。交通部副部长冯正霖层提出了“六个坚持，六个树立”的交通发展新理念。从环境保护和土地资源利用等角度，重视路外居民和公众的感受，考虑地面以下的地质、文物、矿藏等健身条件，重视公路与沿线自然、生态、社会、人文等周边环境的协调性。因此通过适当的改善路线平纵线性，采取必要的工程处理以及设施完善、可靠地交通安全设施，以确保公路结构本身的安全、稳定、可靠。 材料方面，我国的发展程度虽不及国外，但是也逐渐形成了自己的设计理念和方向。近些年，我国努力朝着新型材料的方向发展，开发出了数种组合材料，同时我国也注重对传统材料的完善，主要针对砂石、石灰、水泥、沥青等，在其发挥各自功能特性的同时，改善其性能想对薄弱的方面，从而扩大其应用范围，在现有的材料品种上开发创新出新的路面材料品种。此外，我国也把生态环境作为引导建筑材料发展的一个重要因素。材料的绿色制备和生产、环境材料协调、可降解材料、固体废弃物利用都被考虑其中。 在公路路线线性设计方面，相应的公路设计软件大大地减轻了设计人员的劳动强度，如HintCAD、EICAD、海德公路优化设计系统等。在公路勘测方面，3S技术已经应用到了唔多设计项目的实际勘测中去，不再是纸上谈兵。3.3本设计所采用的理念本设计主体拟采用美国的“公路设计灵活性”的新理念。“公路设计灵活性”的新理念并不是试图去创建一个新的标准。实际上，这种设计新理念是建立在灵活应用现有的规范、标准、规章制度和法律规定基础之上，在不降低安全性的前提下，通过灵活设计寻求达到更符合公路沿线可持续发展的需要和利益的目标。同时，在局部上我拟采用我国在2004年提出的“六个坚持、六个树立”的设计理念，从环境保护和土地资源利用等角度，重视路外居民和公众的感受，考虑地面以下的地质、文物、矿藏等健身条件。4.拟采用的主要技术标准和技术路线4.1路线设计起终点及地形图 4.2交通量调查 经调查统计本公路预测年的交通组成及数量如下：小客车1970辆/日：中型车：1330辆/日，大型车：550辆/日，车型换算：折算成小汽车交通量折算系数分别为：小汽车：1.0 中型车：1.5 大型车：2.5，设计交通预测年15年；交通量年平均增长率为6.8% 。4.3公路等级年平均日交通量折算为小客车为N0=1290+13301.5+5502=4385辆/日，预测年平均昼夜交通量Nd=N0(1+r)n-1 =4385（1+6.8%）14 =11014辆/日N0-起始年平均日交通量Nd-预测设计年平均昼夜交通量r-年平均增长率n-预测设计年限根据远景设计年限的交通量，一般能适应各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为500015000辆，所以此确定公路等级为双车道二级公路。4.4设计速度由交通量确定为二级路，根据公路等级和地形条件，为集散公路。设计速度为60公里/小时。4.5道路主要技术标准根据公路工程技术标准(JTG B01-2014)，二级公路选取指标如下表：序号指 标 名 称单 位1路基宽度m102行车道宽度m23.53硬路肩宽度（全幅）m20.754土路肩宽度（全幅）m20.755不设超高最小平曲线半径m15006缓和曲线最小长度m707最大纵坡%68合成坡度%99凸形竖曲线最小半径m140010凹形竖曲线最小半径m100011汽车荷载-公路-级12设计洪水频率 -1/50公路等级技术指标纸上定线平面设计路基设计路面设计小桥涵设计平面交叉设计 环境保护编写设计说明书纵断面设计 （1）路线设计 在给出的1:1万比例尺的地形图上，针对路线所经区域的生态环境、地形、地质特征与差异，按给定的起终点由面到带、由带到线、由浅到深、由轮廓到具体，进行比较、优化；当起终点之间有多个可行方案时，对各个方案进行同等深度的比较。平面设计线形应直捷、连续、均衡、并与地形相适应，与周围环境相协调；纵断面设计线形应平顺、圆滑、视觉连续，并与周围地形相适应，与周围环境景观相协调；公路线形是三维立体线形，路线设计应做好平面、纵断面、横断面三者之间的组合，以提高汽车行驶的安全性、舒适性与经济性。提交的设计成果中，选择其中4.9km典型路段，绘制平面图和纵断面图，编制线形设计要素表。 （2）路基设计 路基横断面的布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计，在满足设计洪水位、构造物标高、路基临界高度等要求的基础上，大限度地控制路堤高度与路堑深度，以减小对沿线生态环境的影响，避免引发地质灾害，使公路融于自然。路基设计应根据沿线的地形地貌、工程地质条件、水文地质条件，从地基处理、路基填料选择、支挡防护工程、排水系统等方面进行综合设计，保证路基具有足够的强度、稳定性与耐久性。提交的设计成果中，绘制路基及排水防护工程设计图，在4.9km典型路段内选2km路段，计算该路段的地基处理工程数量、路基土石方数量、路基支挡防护工程数量、路基排水工程数量并制成表格。 （3）路面设计 根据公路交通量资料，拟定几种路面结构方案并计算结构厚度，从工程造价、使用寿命、路面性能、材料来源、施工方法等几个方面进行对比，确定最优设计方案。提交的设计成果中，绘制路面结构设计图，在4.9km典型路段内选2km路段，计算该路段的路面工程数量并制成表格。 （4）桥梁、涵洞设计 根据沿线地形地貌以及水系分布情况，经水文分析计算确定桥梁涵洞的位置、数量及规模。提交的设计成果中，绘制一处涵洞的布置图、计算其工程数量并制成表格。 （5）路线交叉设计 根据沿线交叉道路的等级以及线形条件，确定路线交叉的位置与形式。提交的设计成果中，绘制一处平面交叉的布置图、计算其工程数量并制成表格。 （6）环境保护与景观设计 根据项目区域社会环境和自然环境现状，本着因地制宜、就地取材、便于施工、利于养护的原则，采取切实可行措施，尽量减少或消除工程对沿线生态平衡、自然景观及周围环境所产生的影响。提交的设计成果中，绘制景观设计图，在4.9km典型路段内选2km路段，计算该路段的景观工程数量并制成表格。 （7）筑路材料 根据筑路材料的供应地点，设置混凝土和粒料集中加工场并计算相应材料的供应距离。提交的设计成果中，编制料场表并绘制筑路材料供应示意图。 （8）设计概算 根据项目设计实际工程量，按交通部现行公路基本建设工程概算、预算编制办法和公路工程概算定额及其他相关规定编制概算。 （9）设计说明书 按照设计程序逐项编写本设计项目的设计说明书，字数不少于20000字。必须严格执行学院关于毕业设计（论文）撰写的有关规定，说明书必须为打印稿，并独立装订成册。5.设计的基本内容和拟解决的主要问题5.1设计内容 本设计为汤（原）南（岔）公路南岔至浩良河段施工图设计，根据基础资料以及设计要求，在地形图上进行路线、路基路面、桥梁涵洞、路线交叉、施工组织以及设计概算等方面的设计，主要内容包括： （1）路线设计：按给定交通量与交通增长率确定公路等级与设计速度；根据确定的公路等级与设计速度、结合区域地形地质条件以及给定的起终点位置完成纸上定线，并完成路线平面设计、路线纵断面设计。 （2）路基设计：根据沿线地形、地质、水文条件完成路基及路基排水系统设计，并计算相应工程量。 （3）路面设计：根据给定的交通轴载组成与交通量，结合区域筑路材料供应情况完成路面结构设计，并计算相应工程量。 （4）桥涵设计：根据沿线水文条件与公路荷载等级完成涵洞设计，并计算相应工程量。 （5）路线交叉设计：根据沿线交叉道路的等级以及线形条件，完成路线平面交叉设计，并计算相应工程量。 （6）环境保护与景观设计：根据项目所处区域自然条件，配置相应植物，并计算相应工程量。 （7）筑路材料：按给定的筑路材料料场资料，计算相应材料的运距。 （8）设计概算：根据项目实际工程数量，编制初步设计概算。 （9）设计说明书：按本项目设计步骤，逐项编写设计说明书。5.2拟解决的主要问题（1）该段区域地处北寒带，气候寒冷，冻结深度较大，易形成冻胀翻浆病害，如何防范冻胀翻浆、水毁、积雪等道路病害将是拟解决的最大问题之一。为了解决这一问题，我拟做好路基排水工作，并提高路基高度，注意路槽排水以及设置隔离层、加设防冻层、铺设隔温层等等。以防止地面水或地下水浸入路基，保证路基干燥。并减少冻结时水分聚流的来源，换填好的的粗粒填土，特别是采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高路基的强度和稳定性。同时要特别注重规范施工。（2）该设计路线所经地区多为林区。在选择平面线性上我拟采用以下方法：直线、圆曲线、缓和曲线相结合，避免设计的单一；在工程量不多的情况下，尽量采用较高的基数指标，不要轻易采用极限指标；路线主要经过林区，尽量减少对树木的砍伐；选线时应重视环境保护，路线应与周围环境、景观相协调，并要照顾到美观；选线时应对工程地质，水文地质进行勘测，查清其对公路的影响，采取防范措施。6.进度安排1.领取任务书 2014年12月25日2.提交毕业设计开题报告并答辩 2015年03月03日2015年03月16日3.毕业设计 2015年03月17日2015年06月20日4.毕业设计时间分配(1)纸上定线 3月16日3月20日，定均坡线。 3月21日3月23日，定导向线。 3月24日3月26日，平面试线。 3月27日3月28日，修正导向线。 3月29日3月30日，定线（方案比选）。 (2) 平面设计 4月1日4月2日，计算平曲线要素及主点里程编制直线、曲线及转角一览表。 4月3日4月4日，绘制路线平面图，弯道视距检查绘制公路用地图。 (3) 纵断面设计 4月5日4月6日，确定边坡点位置，变坡点高程及纵坡度计算各竖曲线要 素。 4月7日4月8日，计算各中桩设计高程及填挖高度，路线纵断面图绘制格式。 4月9日4月10日，路线纵断面图绘制格式。 (4)路基设计 4月11日4月12日，根据公路等级及设计速度确定路幅各组成部分及尺寸，并综合考虑确定路基排水设施的形状及尺寸。 4月13日4月14日，编制路基土石方数量计算表。 (5)路面设计 4月15日4月17日，路面等级与类型的确定及拟定可行的结构方案。 4月18日4月20日，经技术经济比较，确定路面设计方案。 4月21日4月23日，绘制路面结构图及编制路面工程数量表。 (6)小桥涵设计 4月24日4月26日，勾绘汇水面积图。 4月27日4月28日，确定涵洞形式，并计算孔径。 4月29日4月30日，绘制本涵洞布置图。 5月4日5月6日，编制全线的桥梁、涵洞工程数量表。 (7) 平面交叉设计 5月7日5月8日，确定全线路线交叉的位置及类型。 5月9日5月11日，完成平面交叉设计，编制路线平面交叉工程数量表 (8)环境保护及景观设计 5月12日5月15日，环境保护及景观设计。 (9)建筑材料与施工方案 5月16日5月18日，建筑材料与施工方案。 (10)编写设计说明书 5月19日5月26日，编写设计说明书。 (11)上交设计审阅及修改 5月27日6月11日，上交设计审阅及修改。 （12）毕业设计评阅 6月12日6月17日，毕业设计审阅。5.毕业答辩时间 2015年 6月22日 6月29日7.参考文献7.1文献摘要1 张丰焰.公路养护措施.西安：长安大学学报，2012. 结合公路养护市场化需求，根据高速公路，普通公路和农村公路的特点，对公路养护工程分类方法进行了研究。结果指出：高速公路养护工程应划为日常保洁，小修保养，恢复更新，专项工程和改建工程5类；普通公路和三级或三级以上的农村公路养护工程应划为小修保养，中修，大修和改建工程4类；四级或等外的农村公路养护工程应划为小修保养，恢复更新和改建工程3类。2 吴燕妮.道路线形美化(农业科学版).上海：上海交通大学学报，2012.文章论述了对山岭区高速公路的选线，探讨了如何优化公路线形设计，以保证是线性达到最优。同时提出了如何合理的选取技术指标和公路美学及景观设计问题。3中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011) S.北京：人民交通出版社，2011.为适应交通运输发展和公路建设的需要，提高水泥混凝土路面的设计质量和技术 水平，保证工程安全可靠、经济合理，制定本规范。本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、 水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析 确定。水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配制等。水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应，满足预定的使用性能要求。7.2参考文献1 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2014)S.北京：人民交通 出版社，2014.2中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTJ 003-99)S.北京：人民交通出版社，1999.3 中华人民共和国行业标准.公路环境保护设计规范(JTG B04-2010) S.北京：人民交通出版社，2010.4 中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006) S.北京：人民交 通出版社，2006.5 中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTG D30-2004) S.北京：人民交通出版社，2004.6 中华人民共和国行业标准.公路路基施工技术规范(JTG F10-2006) S.北京：人民交通出版社，2006.7 中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011) S.北京：人民交通出版社，2011.8 中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003) S.北京：人民交通出版社，2003.9 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) S.北京：人民交通出版社，2006.10 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004) S.北京：人民交通出版社，2004.11 中华人民共和国行业标准.公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000) S.北京：人民交通出版社，2000.12 中华人民共和国行业标准.公路土工合成材料应用技术规范(JTG/T D32-2012)