自考本科《交通土建工程》毕业论文
标题：二级公路毕业设计论文
第1章 绪论
1.1 概述
交通运输事业是国民经济的重要组成部分，是国民经济的命脉。公路运输作为其中最重要的运输方式之一，具有如下特点：
（1）机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，可以实现“库—库”的直接运输，节约时间和减少中转费用，减少货损。
（2）受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式。
（3）适用性强，服务面广，时间上随意性强。
（4）投资少，资金周转快，社会效益显著。
由于公路运输的这些特点，使公路运输事业得以快速发展。到上世纪70年代，经济发达国家大多改变了一个多世纪以来以铁路运输为中心的局面，公路运输在各种运输方式中起了主导作用，是我国综合运输体系中最为活跃的一种运输方式，并显示出了广阔的发展前景。
2.2 选题意义
综合运用已学的知识，解决土木工程专业道桥方向有关道路工程的技术问题，从而获得综合运用本专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，提高分析和解决实际问题的能力，并受到科学研究的初步训练。通过毕业设计进一步培养调查研究、检索和阅读中外文献资料、综合分析、设计计算、计算机应用、技术经济分析、绘图、撰写论文和设计说明书等方面的能力。
毕业设计所采用的地形图是陕西省柞水县地区，我的设计任务为陕西省柞水县到镇安县K0+000—K2+956.013段二级公路设计。该地形图由指导老师提供，位于陕西省柞水县附近，该设计具有现实意义。
本次设计，在了解、熟悉和掌握道路及其构造物详细设计程序的基础上进行二级公路两阶段施工图设计。使学生应用所学专业理论，运用公路有关技术标准及定额，进行工程施工图设计和技术分析；培养和训练学生的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机应用能力。本次大约三公里的道路设计结合了道路勘测课程设计、路基路面课程设计、概预算课程设计等内容。
此外毕业设计也是作为大学生毕业前的一次重要的演练，为我们将来顺利踏上工作岗位，但当好自己的职责具有重要的意义。
第2章 总体设计
2.1 选线
路线所经地区，位于陕西柞水县，位于陕西南部，地处秦岭南坡，呈西北高、东南低，并由西北向东南呈倾斜地势。气候为暖温带间凉亚热带过渡性气候，介于亚热带和暖温带的过度地带。柞水为中国西北东线内陆地区，兼有南北气候带的特征，北部属暖温带，东南部属北亚热带，整个县域属亚热带和温暖带两个气候的过渡地带，植被繁衍群落差异明显。全年日照1860.2小时，最冷平均气温0.2℃，最热平均气温23.6℃。极端最高气温37.1℃，最低一13.9℃，无霜期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，温暖湿润，夏无酷暑，冬无严寒，宜长、短日照和不同温湿度条件下的植物发育生长。
本地区公路路线特点：地处陕西省柞水县境内，属秦岭山系，地面高度变化较大，属山岭重丘区。期间又有河流分布，乾佑河贯穿整个地区。同时又处于柞水县县城附近，综合情况复杂。
该地区选线原则及依据：根据该地区地形起伏变化情况摸清地形、地质和水文条件，选出方向顺直，工程量少的路线方案。同时在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线必须深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。并且要注意一下问题：（1）注意利用有利条件减少工程量，（2）注意平、纵、横应综合设计。
道路等级的确定：
由于每条道路在国民经济中的作用不同，自然条件的复杂程度不同，行车种类、速度和运量的不同，在技术完善程度方面就有着各种不同的要求。公路等级应根据使用任务、功能和适应的交通量来确定，还应考虑到公路网的规划等因素。《公路路线设计规范JTG D20—2006》将公路根据功能和适用的交通量分为以下五个等级：
（1）高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量40000～80000辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000～100000辆。
（2）一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000～30000辆；六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆。
（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000辆。
（4）三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000～6000辆。
（5）四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000以下。单车道四级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量400以下。
2.2 设计要素确定
2.2.1 路线方案及主要技术指标确定
在本设计中，地形复杂、地区范围很广.由老师给出的要求,该公路为二级公路双车道，设计车速为60kmh。道路宽度为10米.
（1）停车视距75m.
（2）圆曲线最小半径一般值200m,最小值125m.
（3）二级公路整体式断面形式不用设计中间带，其断面各部分宽度应符合二级公路基本要求
（4）路肩宽度
表2—3 路肩宽度表
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一般值（m） |
最小值（m） |
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右侧硬路肩宽度 |
2.00 |
0.50 |
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土路肩宽度 |
0.75 |
0.75 |
（5）最大纵坡:6%，最小纵坡0.5%。
（6）最小坡长:一般值200m，最小值150m
（7）竖曲线最小长度和最小半径表（60Km/h）如表2-4
（8）最大坡长：如表2—5
表2—4 凸形竖曲线最小半径和最小长度
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凸形竖曲线半径（m） |
一般值
极限值 |
2000
1400 |
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竖曲线最小长度（m） |
一般值
极限值 |
60
50 |
表2—5 纵坡最大坡长表
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纵坡坡度（%） |
3 |
4 |
5 |
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最大坡长（m） |
1200 |
1000 |
800 |
连续上坡（或下坡）时，应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡长度的规定。
在路基设计中应符合环境保护的要求，避免引发地质灾害，减少对生态环境的影响。路基工程应具有一定的强度，耐久性和稳定性。设计前应做好地质工程勘察工作，查明水文地质和工程地质条件，或许所需的岩土物理力学参数。路基设计应从地基出路、路基填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统，以及关键部位路基施工技术等方面进行综合设计。路基设计避免高路堤深路堑，当路基中心填方高度超过20m、中心挖方深度超过30m时，宜结合路线方案与桥梁。隧道等构造物或分离式路基作方案比选。
在沥青路面设计中应遵循的原则如下：
（1）开展现场资料调查和收集，做好交通荷载分析与预测，按照全寿命周期成本的理念进行路面设计。
（2）调查掌握沿线路基特点，路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计。
（3）遵循因地制宜、合理选材、节约资源与投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。
（4）结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验路段，总结经验，不断完善，逐步推广。
（5）符合国家环境保护的有关规定，保护相关人员的安全和健康，重视材料的再生利用与废弃料的处理。
在路基排水设计中的一半规定：
（1）为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。对于影响路基稳定的地下水,应予以截断,疏干,降低水位,并引导到路基范围以外。
（2）路基施工中应校核全线排水系统的设计是否完备和妥善,必要时予以补充和修改。使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
（3）路基排水设施应有合适的泄水断面和纵坡。高速公路和一级公路的边沟不应作为农业排灌渠道,其他公路不得已时可和排灌渠道结合,但应适当加大泄水断面,并采取加固措施以防水流危害路基。排水设施的进出水口,应视当地土质、水文、地形条件及筑路材料等情况,适当加固。
（4）路基施工中,必须按设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,然后再做主体工程。在无条件时,排水工程可与路基同步施工,并使其随施工进度逐步成型。
第3章 路线设计
3.1 概述
路线方案是路线设计最根本的问题。路线方案是否合理，不仅关系到道路本身的工程投资和运营效益，还关系到道路的使用功能和国家的路网规划、国家的政策和国防要求等。因此，路线基本走向的选择应综合考虑公路的等级、在路网中的作用、水文、气象、地质、地形等自然条件，结合铁路、航空、水运、管道的布局和城镇、工矿企业、资源状况等，从所有可能的方案中，通过调查、分析、比选，确定一条最优路线方案。
公路选线和定线，是根据公路的性质、等级、任务和标准，在路线起终点间综合地形，地质,地物及其他沿线条件，综合平、纵、横三方面因素在实地或纸上选定公路中线位置，然后进行测量和有关设计工作。路线的选定与公路线形设计有密切的关系,线形设计是对公路路线平、纵、横设计的基础，平、纵、横设计也是对其深一步细化和调整的依据，故选线定线应与几何设计相结合。
3.2 选线的一般原则
选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：
（1）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。
（2）路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指标。
（3）选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等。
（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。
（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。
（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染等问题。
3.3 选线步骤
一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤
（1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。
（2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局。
（3）本设计本着方便城镇出入,少占田地,尽量避免穿越池塘,尽可能利用老路,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。
3.4 平面线形设计
3.4.1 平面线形设计的一般原则
（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；
（2）各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径。
（3）两同向曲线间应设有足够长度的直线，不得以短直线相连。
（4）两反向曲线间夹有直线段时，以设置不小于最小直线长度的直线段为宜。
（5）曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。
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