工程管理開題報告範文

設計(論文)題目： 邵懷高速(a1)道路工程初步設計

一·研究進展

1988年上海至嘉定高速公路的建成通車，結束了我國大陸沒有高速公路的歷史;1990年，被譽爲“神州第一路”的沈大高速公路全線建成通車，標誌着我國高速公路發展進入了一個新的時代;1993年京津塘高速公路的建成，使我國擁有了第一條利用世界銀行貸款建設的、跨省市的高速公路。新世紀我國公路總量繼續增長，截止到去年底，我國公路網總里程達到398.4萬km，五年新增63.9萬km。其中高速公路由“十五”期末的4.1萬km發展到7.4萬km，仍居世界第二位(目前，美國擁有約10萬km高速公路，居世界第一)。經過過去五年對高速公路的建設，我國高速公路新增3.3萬km，“五縱七橫”12條國道主幹線提前XX年全部建成，西部開發8條省際通道也基本貫通。

按照國務院公佈的高速公路網發展規劃，我國高速公路網將在“xx”期間完成7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線的建設，也被簡稱爲“7918網”。

2.1 公路設計技術的發展現狀與趨勢

1. 路線設計

在公路路線設計方面，相應的公路設計軟件大大地減輕了設計人員的勞動強度，如hintcad、 eicad、 海德公路優化設計系統等。在公路勘測方面，3s技術(遙感remote sensing、地理信息系統geographical information system、全球定位系統global position system)已經應用到了許多項目的實際勘測中去，不再只是紙上談兵。

2. 路基

高速公路建設的主要特點之一就是路基高填深挖路段多，路基作爲路面結構的基礎應具有足夠的強度和穩定性，因此，必須加強路基設計、施工和檢測方面的綜合研究。公路路基從設計到施工，應緊緊抓住設計對象的地質、地形、水文、氣候等自然條件特點，採用靈活有效的設計方法，並結合環境保護，在保證安全穩定的前提下，加大植被面積，建造生態公路，人文公路。

我國高速公路較早的確定了以回彈模量作爲評價路基強度與穩定性的力學指標，形成了成套的室內外試驗檢測標準。爲了在施工中以物理量指標控制工程質量，從而保證達到規範規定的強度指標，我國公路工作者廣泛開展了不同土種的最佳含水量和最大密實度相關關係的研究，並且形成了統一的以重型擊實實驗法作爲基本控制標準，爲高等級公路路基的施工質量控制及檢測措施奠定了重要基礎。

近年來，爲提高生產效率，降低勞動強度，快速指導現場施工，逐漸形成了一套以快速檢測爲基礎的自動儀器設備，如落錘式彎沉儀，核子密度儀等。新型儀器的應用，爲道路施工檢測及其評價提供了新的方法和途徑，使道路的發展建設邁入了一個新的臺階!

3. 路面

(1)柔性路面設計理論與方法

半個世紀以來，中國道路科技工作者通過廣泛的調查研究和理論探索，形成了符合中國實際的柔性路面設計理論與方法體系。它吸取了世界上各種流派的學術思想，以及各個國家設計方法的優點，在力學理論基礎方面，採用雙圓垂直均布荷載作用下的多層連續彈性層狀體系理論，建立了彈性力學多層結構承受多個圓形荷載的分析系統及相應的計算機程序，提出了能控制路面結構主要性能的設計指標、標準、測試儀器與測試方法，建立了切實可行的設計計算方法系統。近年來，在路面功能設計、可靠度設計等方面的研究取得了較大的進展，也將不斷地充實到現有的系統中去。

(2)剛性路面設計理論與方法

20世紀70年代起，我國道路科技工作者對剛性路面設計進行了較系統而具有相當規模的研究。在力學理論方面，運用解析法及有限元法建立了彈性力學層狀結構，彈性地基板體結構模型，形成了整套分析計算方法與計算機程序;建立了以彈性力學爲基礎，以混凝土彎拉應力爲設計控制指標的彈性地基上有限尺寸矩形板小撓度彈性薄板理論，綜合考慮荷載應力與溫度疲勞應力作用，應用了可靠度分析的設計體系與方法;並對鋼纖維混凝土路面、連續配筋混凝土路面、碾壓混凝土路面、複合結構混凝土路面等新型路面結構開展了系統的分析研究，取得了一大批可喜的實用性研究成果。

(3)半剛性路面結構設計理論與方法

利用石灰、水泥、工業廢料等無機結合料修建半剛性路面始於20世紀60年代。50多年來，對半剛性路面的強度發展規律、強度機理、路面性質等進行了廣泛的研究。由於這種路面結構具有很多優勢，目前已被廣泛用於高等級公路與城市道路，成爲一種主要的結構形式。目前對它的長期使用性能和變形規律等問題正在作深入的觀察和研究。

(4)國外先進技術與先進材料的引進

我國在建高速公路已開始推廣採用美國高性能(superpave)瀝青路面，蘇嘉杭高速公路率先在全線瀝青路面三層結構上使用這一技術。這種路面結構形式出現時間相對較短，國外、國內經驗相對缺乏。

另外，自20世紀末以來，永久性瀝青路面(又稱爲長壽命瀝青路面)成爲世界各國瀝青路面最爲熱門的研究內容，我國近幾年也積極開展了此方面的研究，並相繼建設了一些試驗性路段，取得了一些設計與施工方面的成果，爲將來研究與發展建設永久性路面打下了良好的基礎。

道路設計總體表現爲：設計理論的精確化、科學化;計算機的廣泛應用;建築材料的發展;設計可持續性的工程。

4. 路基路面排水

路基排水的任務，就是將路基範圍內的土基溼度降低到一定的限度以內，保持路基常年處於乾燥狀態，確保路基和路面具有足夠的強度與穩定性。常用的路基地面排水設備包括：邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，地下排水設備有盲溝、滲溝、滲水隧道和滲井等。

路面排水的主要任務是迅速把降落到路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面積水而影響行車安全，它包括路面表面排水，中央分隔帶排水與坡面排水。另外，路面內部排水系統的設計通常滿足三方面的要求：一是各項設施應具有足夠的泄水能力，排除滲入路面結構內的自由水;二是自由水在路面結構內的滲流時間不能太長，滲流路徑不能太長;三是排水設施要有較好的耐久性。

總之，路基路面排水的目的是防止和減少水對路基路面產生的危害，使結構處於良好的工作狀態。

5. 邊坡穩定性分析

邊坡穩定性分析涉及到岩土性質與結構、邊坡高度與坡度、工程質量與經濟等多種因素。根據規範，一般情況下工程上只對地質與水文條件複雜、高填深挖或特殊需要的路基進行邊坡穩定性的分析與計算，據此選定合理的邊坡坡度及相應的工程技術措施。主要有工程地質法(比擬法)、力學分析法和圖解法，他們都有各自的侷限性與針對性，並採取了某些假設將主要因素加以簡化，次要因素忽略不計，因此，合理的選用計算方法及其參數(如粘結力、內摩擦角及單位體積重力)非常重要。

二·選題依據

道路是提供各種車輛和行人等通行的工程設施。按其使用特點分爲公路、城市道路、廠礦道路、林區道路及鄉村道路。按功能和適應的交通量分爲高速公路，一級、二級、三級、四級公路。 常言道：“要想富，先修路。”人類社會生活的基本內容衣食住行都離不開道路，離不開交通運輸。交通運輸是國民經濟的大動脈，是聯繫工業和農業、城市和鄉村、生產和消耗的紐帶，是國民經濟的先行官。與鐵路、水路、航空以及管道運輸等比較而言道路運輸機動靈活，分佈廣，對於客貨運輸，特別是短途運輸有着顯著的效益。 道路建設是物質生產，因而它必然具有物質生產的基本屬性，但作爲一種特殊的物質產品它還具有一些本身特有的屬性和特點：公益性、商品性、靈活性、超前性、儲備性、系統性;專業性強、生產週期和使用週期長、不具有商品形式。綜上所述，根據道路的屬性和特徵，道路運輸在交通運輸中主要有如下功能:(1)主要承擔中、短途運輸的任務，(2)補充和銜接其他運輸方式，擔任大運量運輸的集散運輸任務，(3)在特殊條件下也可獨立擔負長途運輸任務。

三·設計意義

隨着我過現代化城市的建設和發展，人們的活動半徑越來越大，對公路運輸的要求也越來越高。由於道路運輸有着靈活機動，運送速度快，運輸的技術簡單，投資回收快的特點，公路運輸也最受到歡迎。目前我國道路客運設施尚未得到根本改善的條件下，道路年客運運輸量佔了全國總年客運量的70%以上，有的省則高達90%。世界各國經濟發展的歷史證明，道路運輸是商品經濟發展的催化劑。經濟發達國家，其交通運輸特別是道路運輸必定很發達。因此，道路運輸發展水平作爲衡量和反映一個國家和一個地區經濟發展水平的主要 指標之一，高速公路是本世紀20年代興起的一種安全、快速、通過能力大的新型交通手段。我國大陸從70年代初就開始了高速公路修建的前期準備工作，其中包括高速公路的技術資料翻譯、科學考察、可行性研究以及測設工作。1981年交通部制訂的《公路工程技術標準》中列入了高速公路的技術標準。

我國高速公路建設起步雖較晚，但發展很迅速。1988年首條滬嘉(上海浦桃工業區——嘉定縣)高速公路建成通車。到1996年底，高速公路通車裏程達3422km，位居美國、加拿大、德國、法國、意大利、日本之後，列世界第七。 1988年到1996年平均每年建設高速公路324km，這個速度僅次於美國，居世界第二。到1997年底高速公路達4735km，建設速度更快，一年建成1313km。到XX年末我國高速公路通車裏程已達16 000多km，躍居世界第三位。高速公路的建設不僅改善了公路交通運輸狀況，而且產生了巨大的經濟和社會效益，帶來了人們觀念上的巨大變革。

交通運輸是國民經濟的命脈，是經濟建設不可缺少的基礎設施，它的進步與變革直接關係到生產力的發展與變化。因此，公路運輸的增長速度應略高於國民經濟增長速度。在未來幾十年中，我國的汽車擁有量將繼續以較快的速度增長。1980年民有汽車僅164.9萬輛，1994年已增加到約950萬輛，平均年遞增12%以上。按此推算，到XX年可達6000萬輛。

爲適應國民經濟持續、快速、健康發展的需要，交通部制定了我國公路建設的二十四字方針：“全面規劃，加強養護，積極改善，重點發展，科學管理，保障通暢”。根據這一方針，到XX年末，我國已建成高速公路里程1.6萬公里，躍居世界第三位。根據交通部“十五”規劃和 XX年遠景規劃，預計“十五”期間我國將新增高速公路超過2.5萬公里，京沈、京滬高速公路全線貫通，在我國東北、華北、華東地區之間形成了一條公路快速運輸大通道。隨着路段的不斷延伸，我國高速公路網的基本框架可望在二十一世紀初初步形成。它的形成和發展，必將對我國經濟尤其是沿線區域的經濟發展產生深遠的影響，起到推動作用。根據公路主骨架國道主幹線建設發展計劃，用30年的時間建設“五縱七橫”12條國道主幹線系統，總長3.5萬km。全國的重要城市、工業中心、交通樞紐、對外口岸將由高等級的國道主幹線連接，一個與國民經濟發展相適應，與其它運輸方式相協調的快速、安全的國家幹線網絡系統將形成。

公路在我們現代社會中已經佔據着非常重要的地位，尤其是高速公路。高速公路的修建能更好的促進社會的發展，促進沿線經濟發展和資源的開發，加速了物質生產和產品流通，直接和間接的推動了社會的發展。

四、設計的思路與目的

結合本路段的實際地形地貌，堅持設計與實際情況相結合原則進行道路設計。由於道路是一種帶裝的三維的空間結構物，包括路面、路基、橋涵等工程實體。故本次設計是從幾何和結構以及環境三個方面均衡考慮的。

在結構方面，對上述路面、路基、橋涵這些工程設計總的要求是：用最小的投資，儘可能少的外來材料以及合理的養護力量，使它們能在自然破壞力和汽車行駛所產生的各種力的作用下，在設計年限內保持使用質量。

對於設計的幾何方面主要研究汽車行駛與道路的各個幾何元素的關係，以保證在設計速度，預計交通量以及地形和其他自然條件下，行駛安全、經濟、旅客舒適以及道路美觀，因此，實際上我們要涉及的是人、車、路、環境的相互關係。駕駛者的心理汽車運行的軌跡、動力性能、以及交通流量和交通特性都和道路的幾何設計有着直接的關係。

此外，道路修建和汽車交通對於環境的影響也必須加以注意，特別是在修建時期，一定要注意對於周邊環境的保護，儘可能的減少對地物、地貌等自然環境的破壞。

設計目的

畢業設計(論文)是大學本科教學的最後一個重要環節，是培養學生綜合應用所學的道路交通基礎理論、基本知識和基本技能，進行道路交通工程設計或科學研究的綜合訓練，是前面各個教學環節的繼續、深化、拓寬和昇華，是學生綜合素質和工程實踐能力培養的重要階段，其內容主要涉及路線設計、路基設計、路基防護工程設計、支擋工程設計、排水設計、路面工程設計、橋涵佈置、專題研究、編制計算機應用程序、英文摘要與專業英語文獻翻譯等。

通過設計達到以下目的：

1. 綜合應用有關基礎課、技術基礎課及專業課所學的知識，依照部頒有關設計規範，獨立完成本畢業設計中的各項設計任務。

2. 掌握公路勘測設計各設計階段的設計內容，基本掌握公路勘測設計的程序與方法;掌握設計過程中原始資料的採集方法與內容;掌握路基設計指標、標準及方法;掌握路面設計參數的測定、選用及計算;掌握路面結構組合設計原則和方法，達到熟練從事公路專業工作的能力。

3. 能嚴格遵守設計原則，綜合考慮設計問題的條件與原因，掌握材料規格、施工技術、施工方法以及程序、要求和質量控制標準等。

4. 能夠認真的、獨立的完成畢業設計的各項內容，樹立正確的、合理的設計思想，準確、清晰的表達圖紙，對設計中有些問題提出自己獨特的見解。

5. 提高對外文文獻的閱讀與翻譯能力，能夠及時瞭解國內外道路行業的最新發展方向以及現階段存在的問題。

6. 熟練掌握運用道路cad、緯地等道路設計軟件進行輔助設計。

五、主要設計步驟與內容：

本設計是根據已有的地質水文氣象以及材料交通等方面的資料來進行。應該充分理解本設計資料和要求，明確設計目標和設計思想，綜合應用所學知識分析，解決設計遇到的問題。總設計內容包括七個部分：總說明書，路線，路基及排水，路面及排水，小橋與涵洞，總結與參考文獻。

具體設計內容和設計步驟如下：

(一)總說明書(資料收集與彙總)

設計所採用的標準、規範、文獻資料等進行說明;

設計的主要技術指標表：根據給定的小客車的年平均晝夜交通量，確定道路的等級，根據給定的地形圖，判斷路線是在平原區、丘陵區還是在重丘陵地區，可以確定設計車速。這樣可以確定路基的寬度，橫斷面的組成。

路線總體走向及主要控制點;

沿線氣候、水文特徵、地形、地質、地震、地理及與公路建設關係;

沿線築路材料、水、電等建設條件與公路建設的關係;

與周圍環境和自然環境的協調;

(二)路線設計

1.路線設計說明

平面定線說明

a)選線工作：在給定的1：XX的地形圖上，根據給定的起點和終點之間，確定中間主要控制點，初步確定二個路線方案;

b)定線工作：給出二個方案的主要技術經濟指標，進行比選，確定一個最佳方案爲設計方案;

c)進行平面設計，繪製平面圖。確定列出百米樁，公里樁，平曲線要素表，指北針，水準點位置，橋涵位置等。

縱斷面設計說明

繪製縱斷面圖。平面橫向比例1：XX、縱向比例1：200，圖上應標出豎曲線要素，位置，橋涵樁號及規格，水位，百米樁，特殊樁，數據表中列出平曲線位置及要素，水準點位置。

2.應提供的設計圖表

路線平面圖

路線縱斷面圖

直線、曲線及轉角表

縱坡及豎曲線表

逐樁座標表

(三)路基設計及排水

1.路基設計及排水設計說明

設計基本要求

路基設計。

a)根據路線平面設計圖和縱斷面設計，確定路基的填挖高度，確定路基橫斷面形狀和邊坡高度，注意各種斷面形狀的適用條件。

b)繪製路基標準橫斷面圖：公路中心線，行車道，擋土緣石，土路肩，路拱橫坡，邊坡，護坡道，邊溝，碎落臺，截水溝，用地界碑等部分組成及其尺寸，路面寬度及概略厚度，比例尺用1：100或1：200。

c)繪出一般路堤，路塹，半填半挖路基，高填方路堤，深挖路塹等不同形式的代表性路基設計圖，並應分別示出路基邊溝，碎落臺，截水溝，護坡道，排水溝，邊坡比，護腳牆，護肩，護坡，擋土牆等防護加固結構和標註主要尺寸。比例尺用1：200。

d)進行土石方數量計算與調配。

路基排水設計。根據沿線地面水流和地下水情況，進行道路排水系統的佈置、地面和地下排水結構物的設計、排水工程數量計算與彙總。根據施工條件和路線平面佈置圖，繪製小橋、涵洞佈置圖。

路基防護設計。根據當地水文、地質、地形及築路材料等情況，採用合適的邊坡防護、路基支擋及加固等措施，並進行相應的設計和計算，同時計算、彙總防護與加固工程數量。

2. 應提供的設計圖表

路基設計表

路基標準橫斷面圖

路基橫斷面設計圖

路基土石方數量調配表

逐樁路面高程表

小橋、涵洞設計圖

路基排水構造圖(邊溝、截水溝、排水溝、急流槽等等)

超高計算表

超高方式圖

路基防護設計工程數量表

路基防護設計圖

(四)路面設計及排水

1.瀝青路面結構設計

進行軸載換算，確定路面設計彎沉，並確定瀝青路面結構設計參數。

瀝青路面結構設計，擬定二種路面結構設計方案。

二種方案結構層材料組成設計，利用路面結構設計軟件驗算結構層表面彎沉和瀝青層底面拉應力，繪製瀝青路面結構設計圖。

路面結構技術方案比選。通過方案綜合比較分析，選擇一種合理的路面結構組合方案。

根據路面結構設計情況進行路表排水設計和路面內部排水設計，繪製排水設計圖。

提出各結構層施工技術要求及其質量控制指標。

2.水泥混凝土路面結構設計

進行軸載換算，計算設計年限累計標準軸載，並確定水泥砼路面面板平面尺寸和厚度。

水泥砼路面結構設計，擬定二種路面結構設計方案

二種方案各結構層材料組成設計，手算驗算荷載疲勞應力和溫度疲勞應力，利用路面結構設計軟件驗算結構層最小防凍厚度，繪製水泥砼路面結構設計圖。

水泥砼路面中構造物橫穿路面的結構設計, 繪製結構設計圖，水泥混凝土路面中補強鋼筋設計和接縫結構設計, 繪製結構補強設計圖和接縫結構設計圖。

路面結構技術方案比選，通過方案經濟、技術綜合比較分析，選擇一種合理的路面結構組合方案。

根據路面結構設計情況進行路表排水設計和路面內部排水設計，繪製排水設計構造圖。

提出各結構層施工技術要求及其質量控制指標。

3.應提供的設計圖表

瀝青混凝土路面標準橫斷面圖

水泥混凝土路面標準橫斷面圖

瀝青混凝土路面排水設計圖

水泥混凝土路面排水設計圖

水泥混凝土路面接縫構造圖

六.參考文獻

1.交通部部頒標準和規範

《公路工程技術標準》jtg b01—XX。

《公路路線設計規範》jtg d20—XX 。

《公路路基設計規範》jtg d30-XX。

《公路瀝青路面施工技術規範》jtg f40-XX。

《公路橋涵設計通用規範》jtg d60—XX。

《公路瀝青路面設計規範》jtj d50-XX。

《公路水泥混凝土路面設計規範》jtg d40-XX。

《公路水泥混凝土路面施工技術規範》jtg f30-XX。

《公路排水設計規範》jtj 018-97。

2.教材

楊少偉.道路勘測設計.北京：人民交通出版社;

鄧學鈞.路基路面工程.北京：人民交通出版社;

土質學與土力學.北京：人民交通出版社;

工程地質.武漢：武漢理工大學出版社;

3.參考書

公路設計手冊《路基》. 北京：人民交通出版社.1996;

公路設計手冊《路面》. 北京：人民交通出版社.1999;

公路橋涵設計手冊《涵洞》. 北京：人民交通出版社.1997;