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一、 选题目的与意义
1、选题目的：
毕业设计是培养学生综合运用大学所学基础理论知识、专业基础知识及专业知识结合工程实际从事工程设计、施工及工程概预算培养学生对工程问题的理解、认识和思考。希望通过毕业设计学会从事科学研究、工程设计与施工、工程经济等方面知识及综合运用能力，为将来从事土木工程的科学研究、工程设计与施工打下基础。
通过对綦江区向家湾至中堆坝段公路设计施工图设计这个课题的研究，重点掌握道路的平、纵、横的设计方法，同时结合自身情况完成一个特色设计，投资概预算分析，及其它设施设计。提高考虑问题、分析问题和解决问题的能力，进一步巩固已学课程与再探讨学习一些新的专业知识，培养查阅参考书（资料）的能力，进一步熟悉、应用和掌握道路设计所需要的专业知识。
2、选题意义：
（1）、培养学生综合运用已学过的理论知识和技能,分析和解决本专业范围内的实际工程问题的能力。
（2）、培养学生树立正确的设计思想,掌握现代设计方法。
（3）、通过调查研究,查阅文献资料,培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
（4）、培养学生勇于创新和开拓进取的精神。
（5）、通过本次毕业设计,要求学生在教师的指导下,独立完成设计课题所规定的全部内容。全面提升学生综合能力，使之在我国以后的道路工程事业中发挥更大作用。
公路设计是决定公路建设项目工程价值和使用价值的重要阶段，设计质量对工程的总体质量和安全有着决定性的影响。而对于山区公路而言，由于受特殊的地理地貌特征以及水文条件的限制，山区道路的平、纵、横的设计就显得更加困难和重要。山区公路设计应强调与自然条件相结合，在满足公路使用基本功能的前提下分段灵活运用技术指标，并强调技术指标的均衡性 。坚持“灵活设计和创作设计”的新理念。通过合理的工程设计方案降低施工难度，降低工程造价。灵活运用指标的基本 原则：
1 ) 以确保公路安全和保证正常运营为基础 ；
2 ) 指标变化处与前后路段衔接要合理，强调交 通适应性和技术指标的合理过渡；
3 ) 灵活的标准对造价、自然、景观、人文等环境的定量影响程度 ， 通过分析，综合评判。
所以，通过对这个课题的研究，对于我们更好的的运用所学知识，解决道路设计方面的问题有着深刻的意义。
二、国内外研究现状
国外学者对公路线形设计做了大量的研究，典型的运行车速预测模型主要有：澳大利亚――通过对小半径曲线运行速度模型进行大量研究，认为平曲线是影响运行速度模型的关键指标，采用“半径―运行速度”模型反映不同平曲线半径与运行速度之间的对应关系；美国、希腊、加拿大等学者均选取了曲线半径作为最显著的因素，分别采用了曲率变化率（CCR）、曲线段的半径、平曲线的曲率（DC）、曲率变化率等作为参数建立平曲线的运行速度预测模型；加拿大学者GM.Gibreel等人提出了基本平纵线形的运行车速3D模型；范振宁、张建飞在《公路运行车速测算模型的研究和标定》一文中指出了二级公路路段运行速度测算模型；长安大学的杨少伟教授提出了“可能”速度的概念，并建立了可能速度预测模型。我国现有的公路线形设计的评价指标则主要有运行车速与设计车速差以及相邻断面运行车速差等。由于我国特殊的国情和不同地区的环境因素以及低等级公路数据积累程度不同，导致所得到的运行车速预测模型存在差异，现有的运行车速预测模型均存在局限性。
国外：
目前国外常见的道路辅助设计软件主要有：GEOPAKRoad，CARD/1等等。
1、美国Benteley公司研发的土木工程软件GEOPAKRoad是为各类道路工程项目的设计、施工以及交通规划而提供的一套全面的解决方案,并可满足道路交通从方案设计阶段到施工阶段的各种需要。该软件由富有实践经验的土木工程专家,依照设计、施工的实际过程开发的。GEOPAKRoad与Mi2croStation紧密地集成,为各种道路交通工程项目的设计提供了一套强有力的综合解决方案。
2、德国IB&T有限公司开发的CARD/1是一个高度集成的系统，道路设计所需的资料直接可以从测绘模块所建立的数据库中提取，地形图不再只提供平面信息，它可为道路设计提供广泛的信息。路线的平、纵、横设计可一气呵成，并可很快计算出工程量，路线多方案的比选已不再是难事。该模块中还包含视距检查和平纵配合动态透视检查功能等。
国内：
目前国内常见的道路辅助设计软件主要有：纬地三维道路设计系统，路线大师，EICAD，海地等等。
1、纬地道路辅助设计系统(HintCAD) 是路线与互通式立交设计的大型专业 CAD 软件。该系统由中交第一公路勘察设计研究院结合多个工程实践研制开发。纬地系统秉承本院近半个世纪的公路勘察设计经验，汲取国内外专业软件之所长，推陈出新，它是先进的工程设计理念和尖端的计算机软件技术的结晶。系统具有专业性强，与实际工程设计结合紧密、符合国人习惯、实用灵活等特点。
2、海地公路优化设计系统（Hard）是海地公司倍感荣耀的公路设计软件之一，用户遍布全国 30个省、直辖市，近10年来，全国1000多家海地用户应用Hard系统完成数十万公里的公路设计，建设完成的道路遍布祖国大江南北。Hard系统已经成为国内设计企业在购买软件时的首选，是设计工程师不可缺少的软件工具。
3、路线大师，路线大师2008国内优秀的道路辅助设计系统。路线大师的主要功能和特色 路线大师Roadmaster2002系统是基于AUTOCAD R14/2000/2002平台的先进的公路工程辅助设计软件。通过使用它，设计人员可以摆脱繁重的绘图和数值计算，高效、精确的完成设计任务。新版本的路线大师系统分为三大部分： 路线设计部分；数字地面模型部分；路线三维动画部分。
三、主要研究内容
1.在比例尺为：1：2000的地形图上研究几条可能的路线方案，先定导向线，再修正导向线，作平面试线，最终定线。
2. 平面设计：在满足行车视距条件下，参照圆曲线、直线和缓和曲线相关技术要求，做路线平面设计。
3.纵断面设计：考虑道路纵坡坡度大小和坡长进行路线纵断面设计。
4.横断面设计：画出各选点的横断面图。
5.小桥设计：在所在路线上选择桥位，设计一座小桥。
6.挡土墙设计：结合地形设计一段挡土墙。
7.涵洞设计：选择路线上一座涵洞，进行设计出图。
8.特色设计：根据自身设计，选择一个方向进行一个特色设计。
9.施工图预算的编制： 完成施工图预算，提交相应的计算书和说明书。
本项毕业设计是按照公路设计的国家及行业相关标准与规范要求，进行具体路段的公路初步设计任务。完成本次毕业设计，我将按照以下的技术路线进行：
1．确定路线方案。在比例尺1/2000的地形图上根据给定的起讫控制点， 利用纸上定线技术确定公路路线设计方案，（1）试坡：定均坡线；（2）定导向线；（3）平面试线；（4）修正导向线。经过纵断面调整与横断面修正过程后确定路线中线（以交点位置标定）。地形复杂的路段拟定两个设计方案，通过论证确定推荐方案。
2．路线平面线型设计。结合地形条件拟定适当的平面线形，确定平曲线半径与缓和曲线参数等指标，用坐标法计算各交点的.偏角，计算出交点间距，计算出平曲线要素和曲线主点桩号，沿路线推算出全线公路里程。用计算机软件完成图表绘制。
3．路线纵断面设计。根据各里程桩号及对应的地面高程，点绘出路线纵断面。拉坡，根据技术标准规定的公路的最大纵坡、坡长限制、纵坡折减、合成坡度，控制点高程等，确定出公路路线纵断面设计线。并利用计算机软件绘制纵断面图。
4．路基设计。根据确定的公路等级与设计速度拟定路基横断面各组成部分的尺寸，结合填挖方高度与土质条件拟定路基边坡的坡度与形状。利用计算机软件进行横断面设计并计算路基土石方数量。根据沿线地形与地址条件进行路基处理、防护与加固及路基排水设计。
5．特色设计。根据设计资料，结合自身设计，选取方向，查阅相关资料进行设计。
6．设计预算。按概预算编制办法的“项目节”统计分项工程量清单，按设计初年的工料机单价，利用专门软件编制本设计项目的设计预算。
7．编制设计说明书。按照设计程序逐项编写本设计项目的设计说明书，分项论述设计原则、方法、结论及其依据。
四、研究方法与实施方案
1、平面设计
本路段地势较平坦，可以设计大半径曲线或者直线，遇到小山处，应选择两山之间垭口过去，应尽量避免过大的填方或挖方，避免修隧道等，小池塘处根据实际情况可以填掉。经过城镇避免拆建过多。
2、纵断面设计
根据平曲线的基本完成，然后按20米的里程桩读出每个桩号的高程，其中包括百米桩，加桩，以及各主点里程桩，初步绘出路段的纵断面图，然后对本路段的纵坡做出初步的安排，在设计纵坡时尽可能的使纵断面上填挖平衡，凸形竖曲线考虑视距问题，凹形竖曲线考虑离心力问题。竖曲线应尽量在平曲线内，做到平纵配合。
3、横断面设计
结合平、纵断面路段和实际地形图，路基横断面的结构形式和尺寸根据公路等级、土壤地质、任务书中规定的的指标和公路的使用条件、施工方法等拟定一般情况下的路基横断面形式和尺寸，对于特殊情况下的路基按具体情况作特殊的设计。本路段一般情况下的标准路基横断面形式和尺寸按规范中的要求拟定。
4、路基设计
由于填挖情况的不同，路基横断面一般有路堤、路堑和填挖结合三种形式。但应做到基本填挖平衡，并且路基应有足够的压实度，因为路基是道路的主要承重主体。
5、路面设计
本设计拟定了水泥混凝土路面。路面是公路的重要组成部分，路面的设计应根据公路交通量及公路的使用任务、性质，并结合当地的气候、水文、土质、材料条件及实践经施工养护条件，遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则。通过技术经济比较，作出符合使用并以环境条件相适应的经济合理的路面设计。
6、挡土墙的设计
为保证坡角稳定，并尽可能节约用地，有些路段在坡角处设置挡土墙。挡土墙一般设计为重力式，底部设墙趾台阶，增加路基的稳定性，并且设置沉降缝及泻水孔。
7、涵洞的设计
在排水处设计涵洞，应考虑涵洞的截面尺寸，涵洞坡度，涵洞混凝土材料的强度，以保证具有足够的强度、刚度、稳定性。涵洞的布置位置及孔径大小等。适当的时候可以采用改渠或者倒虹吸等方法。
8、小桥设计
根据路线上的水文地质情况，以及桥位地面线资料，参照公路桥涵设计规范设一座小桥。
9、路基土石方调配
为了达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃土，以减少占用耕地和降低公路造价进行土石方合理调配。并采用：横向调运+纵向调运+借方=填方；横向调运+纵向调运+弃方=挖方；挖方+借方=填方+弃方，进行复核检查。
10、专题特色设计
拟选做加筋土挡土墙的设计。
五、主要参考文献
1.中华人民共和国交通部标准《公路工程技术标准》JTG B01－2003,人民交通出版社出版,2004年2月.
2.孙家驷主编,《道路设计资料集1～7》,人民交通出版社出版,2001年1月.
3.路线设计手册编写组,《路线》,人民交通出版社,1979年10月.
4.高速公路丛书编委会,《高速公路规划与设计》,人民交通出版社出版,1998年1月.
5.交通部第二公路勘察设计院,《路基》,人民交通出版社出版,1996年12月.
6.高速公路丛书编委会,《高速公路路基设计与施工》,人民交通出版社出版,1998年4月.
7.姚祖康主编,《路面》,人民交通出版社出版,1993年6月.
8.高速公路丛书编委会,《高速公路路面设计与施工》,人民交通出版社出版,2001年8月.
9.顾克明主编,《公路桥涵设计手册涵洞》,人民交通出版社出版,1993年5月.
10.河北省交通规划设计院编,《公路小桥涵手册》,人民交通出版社出版,1986年5月.
11.何兆益,杨锡武主编,《路基路面工程》,北京:人民交通出版社,2006年.
12.周亦唐,张维全,李松青主编,《道路勘测设计》 第三版,重庆:重庆大学出版社,2012年
