1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1 国内外研究概述

改革开放以来，我国的经济发展取得了跨越式发展，而交通运输是推动经济发展的关键性因素，我国”十二五”规划刚过去，已基本完成了到2015年，公路总里程达到450万公里，国家高速公路网基本建成，高速公路总里程达到10.8万公里，覆盖90%以上的20万以上城镇人口城市，二级及以上公路里程达到65万公里，国、省道总体技术状况达到良等水平，农村公路总里程达到390万公里的任务，而如今的”十三五”规划将迎来智慧交通发展的时代。然而，我国的公路发展依然存在发展不均的情况，有些经济较落后的地区，公路数量少，通达深度不够，特别是乡村公路，公路网等级低，高等级公路少，公路质量差，标准低，发展不平衡，通行能力差，服务水平低。虽然我国发达地区的交通运输发展已经接近发达国家的水平，但总体水平与国外发达国家还有一定差距，今后很长一段时间还必须坚持提高公路质量、等级并加大公路密度，形成覆盖面广的公路网，提高交通运输能力，继续推进经济的发展。

相较于国内，国外的交通运输则以公路尤其是高等级公路建设为先导，适度超前于国民经济发展。公路交通运输业是国民经济先导性基础产业，公路的建设与发展在发达国家也具有超前性。例如美国，公路运输已逐步取代铁路，称为长途客运、乃至货运的重要运输方式。在工业化进入中后期的阶段，大规模建设高速公路，已成为世界各国交通运输发展的共同规律。公路建设迅猛，不仅奠定了公路运输在综合运输体系中的基础性地位，而且公路运输在发达国家综合运输体系中的地位还在不断上升。这就告诉我们，公路建设的脚步不能停歇，而且要朝着更高的标准发展。

1.2 选题的目的与意义

目的：如上所述，随着社会经济的快速发展，文化水平的持续提高，人们出行以及货运的需求也不断加大，而无锡又是属于江苏乃至全国范围内较发达的城市，城市化的加速所带来的大量的居民出行亟需与之相应的交通基础设施，如修建公路，而此次毕业设计的内容就是利用本人在大学本科阶段所学的专业知识，设计一条二级公路以改善选题中规划区域的交通状况。由于此地区是郊区，地势平坦多农村农田，为方便农民出行以及过境车辆的通行，综合考虑经济等因素，公路的等级定为二级即可。二级公路是指设计速度在每小时60公里~80公里，双向行驶且一般无中央分隔带的双车道公路，设计难度相对于其他高等级公路或城市道路较为简单。

意义：设计道路涉及许多专业知识，包括桥涵水文、公路工程地质、土质土力学、道路勘测设计、路基路面工程、工程施工组织及概预算等，涉及的国家规范也较多，可以综合考查我们对专业知识的理解与应用能力。此次毕业设计，将提高我们把专业知识运用到实际规划设计的能力，开拓我们的视野，对交通运输行业的具体生产内容有更深的了解，掌握道路工程的基本原则、方法与流程，强化我们解决实际问题的能力，提升创新意识，从简单的二级公路入手，积攒公路设计的工作经验，为今后踏上工作岗位打下一定的基础。

1.3 道路设计概述

1.3.1 选线

选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤分析比较，进行多方案比选，才能定出合理的线路。

1.3.2 定线

定线是根据既定的技术标准和路线方案，结合地形、地质等条件，综合考虑路线的平面、纵断面、横断面，具体定出道路中线的工作。

1.3.3 平面设计

道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定平面线形三要素的几何参数，保持线性的连续性和均衡性，并注意使线性与地形、地物、环境和景观等协调。由于线形要素的确定是以设计速度为依据的，因此，对车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。

1.3.4 路线纵断面设计

沿道路中线竖直剖切再行展开即为路线纵断面。在纵断面图上有两条主要线；一条是地面线，它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折现，反映了沿中线原地面的起伏变化情况；另一条是设计线，它是设计者经过技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直坡和竖曲线组成。

1.3.5 路基横断面设计

道路横断面是指中线上任意一点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线组成。其中设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土环境保护设施等。地面线是表征地面起伏变化的线，它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得。路线设计研究的横断面设计只限于与行车直接有关的路幅部分，即两侧路肩外缘之间各组成部分的宽度、横向坡度等问题。

1.3.6 路基路面设计

①沥青路面

沥青路面设计包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比以及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选等。我国现行的沥青路面设计方法为力学#8212;经验法。力学#8212;经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量（应力、应变、位移），建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型，运用关系模型完成结构设计。

②水泥路面

水泥混凝土组合设计的主要任务是基于路基的基本状况及公路等级、交通和在登记、自然环境条件、特殊工程要求等条件，选定基层的层数（是否需要底基层）、材料（级配碎石、水泥稳定碎石、碾压混凝土、沥青稳定碎石等），确定面层混凝土路面的类型（JCP、JRCP或CECP等）、层数（多层板及复合式路面时）。

在确定采用普通水泥混凝土路面后，平面尺寸及接缝设计的主要任务是确定板宽或分幅施工宽度，确定横缝（缩缝）间距，确定需要设置胀缝的位置和形式及与其他路面相衔接的端部构造形式，确定与桥梁连接处的构造方式，确定拉杆与传力杆设置方案（钢筋直径、长度、间距等），选定路肩类型、材料与组合。

1.3.7 排水设计

由于所设计的道路所在地区降水较多且地势平坦多水塘，应重点考虑排水设计，把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外，以减少地表水对路面的危害以及对行车安全的不利影响。二级公路排水设计包括以下几个内容：

（1）路面表面排水。

（2）路面内部排水。

（3）边缘排水系统排水（如边沟、截水沟、排水沟）。

（4）基层的排水系统。

（5）构筑物排水（如涵洞）。

1.4 参考文献

[1] JTJ003-86. 公路自然区划标准[S].

[2] JTJB01-2003. 公路工程技术标准[S].

[3] JTGD30#8212;2004. 《公路路基设计规范》[S].

[4] JTG D20-2006. 《公路路线设计规范》 [S].

[5] JTG D40-2011.《公路水泥混凝土路面设计规范》 [S].

[6] JTGD 50-2006《公路沥青路面设计规范》[S].

[7] JTG/T B06-01-2007.《公路工程概算定额》[S].

[8] JTG/T B06-02-2007.《公路工程预算定额》[S].

[9] 邓学钧.《路基路面工程》[M].北京：人民交通出版社.2011，08

[10] 杨少伟.《道路勘测设计》[M].北京：人民交通出版社.2009，06

[11] 严家伋.道路建筑材料 [M].北京：人民交通出版社.2001，01

[12] 黄晓明.《沥青路面设计》[M].北京：人民交通出版社.2002，09

[13] 高冬光.《桥涵水文》[M].北京：人民交通出版社.2003，8

[14] 中华人民共和国交通部行业标准.《公路桥涵标准图#8212;#8212;钢筋混凝土圆管涵》[S].

[15] 窦明健《公路工程地质》[M].北京：人民交通出版社,2003年

[16] 高大钊，袁聚云.《土质学与土力学》[M].北京：人民交通出版社.2012，03

1.5 进程安排

起讫日期	设计（论文）各阶段工作内容	备 注
第1周	查阅毕业设计所需相关参考文献，准备专业英文资料（并开始着手进行英文翻译）
第2~ 5周	选择路线方案、进行路线平面设计
第6周	路线纵断面设计
第7~8周	道路横断面设计、排水设计及【挡土墙设计（选做）】
第9周	计算路基土石方数量、绘制涵洞结构图
第10周	进行沥青、水泥混凝土路面结构设计、绘制沥青路面及水泥混凝土路面结构图；
第11周	编制概、预算表（工程量、材料用量）；
第12周	整理毕业设计说明书（包括中、英文摘要、结语、致谢辞等）、校阅专业英文翻译资料并对与毕业设计相关的资料、图纸进行整理、装订为进行毕业设计答辩做好准备。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 课题研究的问题和设计要求

2.1.1 设计用原始资料

无锡地区地处上海、南京、苏州三大城市之间，位于太湖北岸。无锡市为苏南镇江以东三角洲平原内主要的工业基地和经济中心之一。路线所经地区为无锡市辖地区，属长江下游平原湿润区，为公路自然区划Ⅳ1区。

（一）气候特点

无锡地区气候特点是：四季分明，气候温和，雨水充沛，日照充足，无霜期长。气温：1月平均气温在2.8℃左右；7月平均气温在28℃左右，最高温度不超过40℃，全年无霜期220天左右，雨季时间较长，主要集中在夏季，全年降水量大于蒸发量，属湿润地区。无锡地区年日照时数2019.4小时，常见的气象灾害有台风、暴风、连阴雨、干旱、寒潮、冰雹和大风等。

（二）降水及地下水埋深

无锡地区年平均降水量在1048毫米左右，雨季期4个月，属雨量Ⅱ区，雨型主要为春雨和梅雨，且梅雨期较长。潮湿系数一般在1.0~1.5之间，最高月潮湿系数为2.5～3.5，地下水埋深一般丘陵地区约为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右。平微区低洼地带地表长期积水。

（三）地形与地貌

该地区地处沿江、滨海，以平原为主，星散分布着低山、残丘，地貌类型为：冲积平原和湿润丘陵低山，南部为水网平原，北部为高沙平原，中部为低地辟成的水网圩田，西南部地势较高，山丘总体上呈北东、北东东走向，其高度由西南往东北逐级下降。

（四）地质与土质

在平原地区，地表上层覆盖较厚，一般15米左右；在地面自然横坡大于15%的丘陵低山地带，上层覆盖厚度一般为10米左右。该地区水稻田分布广泛，土质属高液限红粘性土及砖红粘性土，呈中密状态。本地区岩石埋藏较深，开采不易，砂石缺乏。按施工难易程度分，土质：25%为松土，75%为普通土，丘陵地带埋藏较深的岩石主要是石灰岩和花岗岩，属坚石，其强度≮3级。

（五）被、作物等概况

路线所通过地区属中国自然地理区划的Ⅲ1区，自然地理特征为亚热带绿林，四季分明。该地区是我国重要的商品粮基地。

平原微丘宽阔河谷地带多田地，农业以水田为主，一年二熟，主要农作物为水稻，双季稻占2/3以上。另外，经济作物种类繁多，以油菜、棉花、麻类为主。

丘陵地区以旱地作物为主，主要是甘薯、玉米和豆类，另外，竹、木等分布广泛，各种水果树也比较多，地表植被覆盖茂密，除田地、林木等外，以檀木丛为主。林木地带，其郁闭度约为80%左右。

本地区水力资源丰富，日照时间长，自然条件优越，具有综合发展农、牧、林、副、渔业的巨大潜力。路线所行经地区，由于降水量较大，山坡坡面较陡，地表水对路基有一定的冲刷影响；平原地带则公路用地与农业发展有一定的矛盾。

（六）交通量资料

（1）近期交通量

车 型	数量（辆/年平均日）	车 型	数量（辆/年平均日）
东风EQ140	340	解放CA30A	280
依士兹TD50	220	交通SH141	350
太脱拉138S	180	长征XD250	240
延安SX161	75	黄河JN150	130
扶桑FU102N	76	小客车	2480

（2）交通量增长率 6.5%

2.1.2 设计内容与要求

（一）具体内容

1 道路修建的可行性研究；

2 自然环境因素对道路设计与施工的影响分析；

3 道路技术等级的确定；

4 道路设计中技术指标的研究与确定；

5 初步设计，主要应包括以下内容：

（1）地形图上指定起讫点间选择路线方案（简述选定方案的理由）；

（2）路线方案的技术、经济比较，提出推荐方案。

6 路线平面设计，主要包括以下内容：

（1）确定起点坐标；

（2）计算导线方位角；

（2）平曲线设计（包括圆曲线、缓和曲线和回头曲线）；

（3）里程桩号计算（填制直线、曲线及转角表）；

（4）绘制路线平面图。

7 路线纵断面设计，主要包括以下内容：

（1）竖曲线设计；

（2）绘制路线纵断面图（包括桥涵的位置及其标高）；

（3）填制路基设计表。

8 路基横断面设计，主要包括以下内容：

（1）路幅设计（路基宽度、路拱横坡）；

（2）超高设计；

（3）挡土墙设计（边坡稳定性分析，选做）；

（4）排水设计（选择1公里有代表性的路段进行道路排水系统的规划与设计）

9 绘制小桥涵结构图（涵洞类型的选择、与路线的交角、涵洞入水口底部标高、涵底纵坡、涵洞长度等）。

10 填制路基土石方调配计算表。

11 路面结构设计（沥青路面和水泥路面），主要包括以下内容：

（1）根据原材料的供应情况进行材料选择；

（2）确定混合料的配合比，给出各混合料技术指标要求，确定路面结构设计参数；

（3）结构组合设计；

（4）结构厚度计算（给出计算图示、写明计算步骤）。

12 路基路面工程概算编制（不少于1km）；

13 其它内容（根据图纸的具体情况选定）。

（二）具体要求

（1）应独立、按时、认真完成各项设计任务。通过毕业设计，进一步培养、提高独立分析、解决问题的能力。

（2）设计说明书应包括所设计的工程概况的中、英文摘要（300字左右）、设计计算过程及结语与致谢等内容。计算说明书要求内容清楚、语言精练、流畅。计算方法应准确，计算结果应正确无误。

（3）毕业设计的图纸型号应规范，图面清晰、整洁。所提交的图纸应完整（可用CAD绘图）。

（4）完成不少于3000个汉字的对专业英文的翻译要求。

（5）毕业设计结束后，应按时把设计计算书、英文翻译及所有设计图纸交给指导教

师。

2.2 拟采取的设计方案

2.2.1 路线设计

①在1:2000地形图上进行路线方案的拟定，经比选后确定最终路线并定线，本次设计中，拟定的设计车速为60km/h，双向双车道，路基宽度10m（3.5#215;2 1.5#215;2），根据《JTJB01-2003 公路工程技术标准》，确定平面设计所涉及的各个技术标准，如圆曲线的最小半径，反向曲线之间的直线最小长度，最终确定的方案中有7个交点，路线全长大概为4700m，具体长度在平面设计中确定。

②路线纵断面设计：考虑限制最大纵坡和最小纵坡长，以及缓和坡段，计算竖曲线要素、设计高程和填挖值，进行拉坡准备，先在纵断面图上点绘出每个中桩的位置，平曲线示意图，写出每个中桩的地面高程，并绘出地面线，然后标注控制点位置，最终确定了4个变坡点接着试坡、调整、核对，最后定坡，并完成纵断面图的绘制。

③路基横断面设计：根据二级公路的技术指标，考虑加宽、超高、视距要求，确定路基的标准横断面，参照标准横断面图，画出路幅宽度、填或挖的边坡线，在需要设置各种支挡工程和防护工程的地方画出该工程结构的断面示意图，根据综合排水设计，选取1km代表性的路段，画出路基边沟、截水沟等的位置和断面形式，必要时须注明各部分尺寸，完成横断面图的绘制，并最终完成绘制路基设计表。

2.2.2 路基路面结构设计

①沥青路面结构设计

（1）轴载换算

（2）初拟路面结构

4cm细粒式沥青混凝土 6cm 中粒式沥青混凝土 8cm 粗粒式沥青混凝土 20cm 水泥稳定碎石基层 ？ 水泥石灰砂砾土层，以水泥石灰砂砾土为设计层。

（3）路面材料配合比设计与设计参数的确定

（4）路面结构层厚度确定

②水泥路面结构设计

（1）交通量调查分析与预测

（2）可靠度系数的确定

（3）路基参数的确定

（4）结构组合初拟与设计参数确定

普通水泥混凝土面板（hc） 级配碎石底基层（20cm） 路基（回弹模量为30MPa）。

（5）平面尺寸、接缝、及路肩形式选择

平面尺寸：5#215;4（m）；

接缝：缩缝为设传力杆的假缝，纵缝为设拉杆的假缝。

路肩：基层材料与路面相同，面层采用水泥混凝土，与路面板间设拉杆连接。

（6）计算地基综合回弹模量

（7）荷载应力计算

（8）温度应力计算

（9）设计极限状态验证

（10）设计方案优化

2.2.3 排水设计

1.路基排水：

①设置2%的路拱横坡，3%的路肩横坡；

②路堤边坡采用1:1.5的坡度，路堑边坡采用1:0.5的坡度；

③边沟、截水沟、排水沟的横断面结构及尺寸（如降水资料完备，需根据设计任务书要求进行明渠水力计算），平面、纵断面布置，长度（起终点桩号等）。

2.路面排水

①沥青路面的路面排水设计

②水泥混凝土路面的排水设计

3.涵洞设计

涵洞类型的选择圆管涵，采用斜交涵洞洞口并计算与路线的交角，涵洞入水口底部标高、涵洞纵坡、涵洞长度等根据实际路堤计算，管节式样采用标准形式的单孔中节基底形式。