自考本科《交通土建工程》畢業論文
標題：二級公路畢業設計論文
第1章 緒論
1.1 概述
交通運輸事業是國民經濟的重要組成部分，是國民經濟的命脈。公路運輸作為其中最重要的運輸方式之一，具有如下特點：
（1）機動靈活，能迅速集中和分散貨物，做到直達運輸，不需中轉，可以實現“庫—庫”的直接運輸，節約時間和減少中轉費用，減少貨損。
（2）受交通設施限制少，是最廣泛的一種運輸方式。
（3）適用性強，服務面廣，時間上隨意性強。
（4）投資少，資金周轉快，社會效益顯著。
由于公路運輸的這些特點，使公路運輸事業得以快速發展。到上世紀70年代，經濟發達國家大多改變了一個多世紀以來以鐵路運輸為中心的局面，公路運輸在各種運輸方式中起了主導作用，是我國綜合運輸體系中最為活躍的一種運輸方式，并顯示出了廣闊的發展前景。
2.2 選題意義
綜合運用已學的知識，解決土木工程專業道橋方向有關道路工程的技術問題，從而獲得綜合運用本專業的基礎理論、基本技能和專業知識的能力，提高分析和解決實際問題的能力，并受到科學研究的初步訓練。通過畢業設計進一步培養調查研究、檢索和閱讀中外文獻資料、綜合分析、設計計算、計算機應用、技術經濟分析、繪圖、撰寫論文和設計說明書等方面的能力。
畢業設計所采用的地形圖是陜西省柞水縣地區，我的設計任務為陜西省柞水縣到鎮安縣K0+000—K2+956.013段二級公路設計。該地形圖由指導老師提供，位于陜西省柞水縣附近，該設計具有現實意義。
本次設計，在了解、熟悉和掌握道路及其構造物詳細設計程序的基礎上進行二級公路兩階段施工圖設計。使學生應用所學專業理論，運用公路有關技術標準及定額，進行工程施工圖設計和技術分析；培養和訓練學生的專業設計能力、獨立解決綜合問題的能力和計算機應用能力。本次大約三公里的道路設計結合了道路勘測課程設計、路基路面課程設計、概預算課程設計等內容。
此外畢業設計也是作為大學生畢業前的一次重要的演練，為我們將來順利踏上工作崗位，但當好自己的職責具有重要的意義。
第2章 總體設計
2.1 選線
路線所經地區，位于陜西柞水縣，位于陜西南部，地處秦嶺南坡，呈西北高、東南低，并由西北向東南呈傾斜地勢。氣候為暖溫帶間涼亞熱帶過渡性氣候，介于亞熱帶和暖溫帶的過度地帶。柞水為中國西北東線內陸地區，兼有南北氣候帶的特征，北部屬暖溫帶，東南部屬北亞熱帶，整個縣域屬亞熱帶和溫暖帶兩個氣候的過渡地帶，植被繁衍群落差異明顯。全年日照1860.2小時，最冷平均氣溫0.2℃，最熱平均氣溫23.6℃。極端最高氣溫37.1℃，最低一13.9℃，無霜期209天，年降水量742mm，最大降水量1225.9mm（83年），最小降水量567.6mm（76年），四季分明，溫暖濕潤，夏無酷暑，冬無嚴寒，宜長、短日照和不同溫濕度條件下的植物發育生長。
本地區公路路線特點：地處陜西省柞水縣境內，屬秦嶺山系，地面高度變化較大，屬山嶺重丘區。期間又有河流分布，乾佑河貫穿整個地區。同時又處于柞水縣縣城附近，綜合情況復雜。
該地區選線原則及依據：根據該地區地形起伏變化情況摸清地形、地質和水文條件，選出方向順直，工程量少的路線方案。同時在符合國家建設發展的需要下，結合自然條件選定合理路線，使筑路費用與使用質量得到正確的統一，達到行車迅速安全，經濟舒適及構造物穩定耐久，易于養護的目的，選線必須深入實際，綜合考慮路線、路基、路面、橋涵等，最后選出合適的路線。并且要注意一下問題：（1）注意利用有利條件減少工程量，（2）注意平、縱、橫應綜合設計。
道路等級的確定：
由于每條道路在國民經濟中的作用不同，自然條件的復雜程度不同，行車種類、速度和運量的不同，在技術完善程度方面就有著各種不同的要求。公路等級應根據使用任務、功能和適應的交通量來確定，還應考慮到公路網的規劃等因素。《公路路線設計規范JTG D20—2006》將公路根據功能和適用的交通量分為以下五個等級：
（1）高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路。四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000～55000輛；六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量40000～80000輛；八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000～100000輛。
（2）一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據需要控制出入的多車道公路。四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000～30000輛；六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000～55000輛。
（3）二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。雙車道二級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000～15000輛。
（4）三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。雙車道三級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000～6000輛。
（5）四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。雙車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000以下。單車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量400以下。
2.2 設計要素確定
2.2.1 路線方案及主要技術指標確定
在本設計中，地形復雜、地區范圍很廣.由老師給出的要求,該公路為二級公路雙車道，設計車速為60kmh。道路寬度為10米.
（1）停車視距75m.
（2）圓曲線最小半徑一般值200m,最小值125m.
（3）二級公路整體式斷面形式不用設計中間帶，其斷面各部分寬度應符合二級公路基本要求
（4）路肩寬度
表2—3 路肩寬度表
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|
一般值（m） |
最小值（m） |
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右側硬路肩寬度 |
2.00 |
0.50 |
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土路肩寬度 |
0.75 |
0.75 |
（5）最大縱坡:6%，最小縱坡0.5%。
（6）最小坡長:一般值200m，最小值150m
（7）豎曲線最小長度和最小半徑表（60Km/h）如表2-4
（8）最大坡長：如表2—5
表2—4 凸形豎曲線最小半徑和最小長度
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凸形豎曲線半徑（m） |
一般值
極限值 |
2000
1400 |
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豎曲線最小長度（m） |
一般值
極限值 |
60
50 |
表2—5 縱坡最大坡長表
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縱坡坡度（%） |
3 |
4 |
5 |
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最大坡長（m） |
1200 |
1000 |
800 |
連續上坡（或下坡）時，應在不大于上面所規定的縱坡長度范圍內設置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應不大于3%，其長度應符合縱坡長度的規定。
在路基設計中應符合環境保護的要求，避免引發地質災害，減少對生態環境的影響。路基工程應具有一定的強度，耐久性和穩定性。設計前應做好地質工程勘察工作，查明水文地質和工程地質條件，或許所需的巖土物理力學參數。路基設計應從地基出路、路基填料選擇、路基強度與穩定性、防護工程、排水系統，以及關鍵部位路基施工技術等方面進行綜合設計。路基設計避免高路堤深路塹，當路基中心填方高度超過20m、中心挖方深度超過30m時，宜結合路線方案與橋梁。隧道等構造物或分離式路基作方案比選。
在瀝青路面設計中應遵循的原則如下：
（1）開展現場資料調查和收集，做好交通荷載分析與預測，按照全壽命周期成本的理念進行路面設計。
（2）調查掌握沿線路基特點，路基干濕類型，在對不良地質路段處理的基礎上，進行路基路面綜合設計。
（3）遵循因地制宜、合理選材、節約資源與投資的原則，選擇技術先進、經濟合理、安全可靠、方便施工的路面結構方案。
（4）結合當地條件，積極、慎重地推廣新材料、新工藝、新技術，并認真鋪筑試驗路段，總結經驗，不斷完善，逐步推廣。
（5）符合國家環境保護的有關規定，保護相關人員的安全和健康，重視材料的再生利用與廢棄料的處理。
在路基排水設計中的一半規定：
（1）為了保持路基能經常處于干燥、堅固和穩定狀態,必須將影響路基穩定的地面水予以攔截,并排除到路基范圍之外,防止漫流、聚積和下滲。對于影響路基穩定的地下水,應予以截斷,疏干,降低水位,并引導到路基范圍以外。
（2）路基施工中應校核全線排水系統的設計是否完備和妥善,必要時予以補充和修改。使全線的溝渠、管道、橋涵構成完整的排水體系。
（3）路基排水設施應有合適的泄水斷面和縱坡。高速公路和一級公路的邊溝不應作為農業排灌渠道,其他公路不得已時可和排灌渠道結合,但應適當加大泄水斷面,并采取加固措施以防水流危害路基。排水設施的進出水口,應視當地土質、水文、地形條件及筑路材料等情況,適當加固。
（4）路基施工中,必須按設計要求首先做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設施,然后再做主體工程。在無條件時,排水工程可與路基同步施工,并使其隨施工進度逐步成型。
第3章 路線設計
3.1 概述
路線方案是路線設計最根本的問題。路線方案是否合理，不僅關系到道路本身的工程投資和運營效益，還關系到道路的使用功能和國家的路網規劃、國家的政策和國防要求等。因此，路線基本走向的選擇應綜合考慮公路的等級、在路網中的作用、水文、氣象、地質、地形等自然條件，結合鐵路、航空、水運、管道的布局和城鎮、工礦企業、資源狀況等，從所有可能的方案中，通過調查、分析、比選，確定一條最優路線方案。
公路選線和定線，是根據公路的性質、等級、任務和標準，在路線起終點間綜合地形，地質,地物及其他沿線條件，綜合平、縱、橫三方面因素在實地或紙上選定公路中線位置，然后進行測量和有關設計工作。路線的選定與公路線形設計有密切的關系,線形設計是對公路路線平、縱、橫設計的基礎，平、縱、橫設計也是對其深一步細化和調整的依據，故選線定線應與幾何設計相結合。
3.2 選線的一般原則
選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各種因素的關系，其基本原則如下：
（1）在路線設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案做深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優路線方案。
（2）路線設計應在保證行車安全、舒適、快捷的前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術指標，不要輕易采用極限指標，也不應片面追求高指標。
（3）選線注意同農田基本建設相配合，做到少占田地，并應盡量不占高產田、經濟作物田或穿過經濟林園等。
（4）通過名勝、風景、古跡地區的道路，應注意保護原有自然狀態，其人工構造物應與周圍環境、景觀相協調，處理好重要歷史文物遺址。
（5）選線時應對工程地質和水文地質進行深入勘測調查，弄清它們對道路工程的影響。
（6）選線應重視環境保護，注意由于道路修筑、汽車運營所產生的影響和污染等問題。
3.3 選線步驟
一條道路路線的選定是經過由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進而到線的過程來實現的，一般要經過以下三個步驟
（1）首先確定起終點的位置,根據地形圖上的地形地貌及相關的設計資料確定兩點間路線的基本走向。
（2）按地形、地質、水文等自然條件選定一些細部點，如沿線房屋、農田等地點要重點控制,然后連接控制點，初步完成路線布局。
（3）本設計本著方便城鎮出入,少占田地,盡量避免穿越池塘,盡可能利用老路,路線短,填挖少且平衡的原則，在滿足技術標準的前提下,進行平縱橫綜合設計,以定出道路的中線。
3.4 平面線形設計
3.4.1 平面線形設計的一般原則
（1）平面線形應直捷、連續、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環境相協調；
（2）各級公路不論轉角大小均應敷設曲線，并盡量地選用較大的圓曲線半徑。
（3）兩同向曲線間應設有足夠長度的直線，不得以短直線相連。
（4）兩反向曲線間夾有直線段時，以設置不小于最小直線長度的直線段為宜。
（5）曲線線形應特別注意技術指標的均衡性與連續性。
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